JP3234984U - Antenna and manhole remote monitoring device - Google Patents
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Abstract
【課題】マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナ及びマンホール遠隔監視装置を提供する。【解決手段】マンホールに設置されたデータ伝送装置から出力されるデータを電磁波として放射するアンテナ4であって、前記マンホールを閉塞する鋳鉄製マンホール蓋1bの裏側に密着固定される永久磁石4aと、この永久磁石に絶縁体4bを介して固定されるアンテナ本体4cとを有し、前記永久磁石は、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19の直径を有する円盤状としてある。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna and a manhole remote monitoring device capable of transmitting radio waves in a manhole to the outside of the manhole without replacing a manhole cover. An antenna 4 that radiates data output from a data transmission device installed in a manhole as an electromagnetic wave, and a permanent magnet 4a that is closely fixed to the back side of a cast iron manhole lid 1b that closes the manhole. The permanent magnet has an antenna body 4c fixed to the permanent magnet via an insulator 4b, and the permanent magnet has a disk shape having a diameter of λ / 21 to λ / 19 with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave. [Selection diagram] FIG. 6
Description
本考案は、例えば、マンホール内の水位や流量等の情報を電波によりマンホール外に伝達するためのアンテナ及びマンホール遠隔監視装置に関する。 The present invention relates to, for example, an antenna and a manhole remote monitoring device for transmitting information such as a water level and a flow rate in a manhole to the outside of the manhole by radio waves.
従来、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばす方法としては、マンホール蓋自体を電波が通るように加工したものがある(特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of transmitting radio waves in a manhole to the outside of a manhole, there is a method in which the manhole cover itself is processed so that radio waves can pass through (see Patent Document 1).
しかし、従来のマンホール蓋を上記のように加工したマンホール蓋に交換するには、道路掘削を伴う蓋枠(受枠)交換工事が必要になる場合が多い。 However, in order to replace the conventional manhole cover with a manhole cover processed as described above, it is often necessary to replace the lid frame (reception frame) accompanied by road excavation.
本考案は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナ及びマンホール遠隔監視装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and an object thereof is to provide an antenna and a manhole remote monitoring device capable of allowing radio waves in the manhole to be sent out of the manhole without replacing the manhole cover. To do.
上記目的を達成するために、本考案に係るアンテナは、マンホールに設置されたデータ伝送装置から出力されるデータを電磁波として放射するアンテナであって、前記マンホールを閉塞する鋳鉄製マンホール蓋の裏側に密着固定される永久磁石と、この永久磁石に絶縁体を介して固定されるアンテナ本体とを有し、前記永久磁石は、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19の直径を有する円盤状としてある(請求項1)。 In order to achieve the above object, the antenna according to the present invention is an antenna that radiates data output from a data transmission device installed in a manhole as an electromagnetic wave, and is located on the back side of a cast iron manhole lid that closes the manhole. It has a permanent magnet that is closely fixed and an antenna body that is fixed to the permanent magnet via an insulator, and the permanent magnet has a diameter of λ / 21 to λ / 19 with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave. It has a disk shape (claim 1).
一方、上記目的を達成するために、本考案に係るマンホール遠隔監視装置は、マンホールに設置されるセンサと、前記マンホールに設置され前記センサで得られた測定値が入力されるデータ伝送装置と、このデータ伝送装置から出力されるデータを電磁波として放射するアンテナとを具備し、前記アンテナは、前記マンホールを閉塞する鋳鉄製マンホール蓋の裏側に密着固定される永久磁石と、この永久磁石に絶縁体を介して固定されるアンテナ本体とを有し、前記永久磁石は、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19の直径を有する円盤状としてある(請求項2)。 On the other hand, in order to achieve the above object, the manhole remote monitoring device according to the present invention includes a sensor installed in the manhole, a data transmission device installed in the manhole and input with the measured value obtained by the sensor. It is equipped with an antenna that radiates data output from this data transmission device as an electromagnetic wave, and the antenna is a permanent magnet that is closely fixed to the back side of a cast iron manhole lid that closes the manhole, and an insulator to the permanent magnet. The permanent magnet has an antenna body fixed via the above, and the permanent magnet has a disk shape having a diameter of λ / 21 to λ / 19 with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave (claim 2).
上記マンホール遠隔監視装置において、前記データ伝送装置と前記アンテナとを繋ぐケーブルを、前記データ伝送装置から前記マンホールの底までの距離よりも短くしてもよい(請求項3)。 In the manhole remote monitoring device, the cable connecting the data transmission device and the antenna may be shorter than the distance from the data transmission device to the bottom of the manhole (claim 3).
本願考案では、マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナ及びマンホール遠隔監視装置が得られる。 According to the present invention, an antenna and a manhole remote monitoring device capable of allowing radio waves in the manhole to be sent out of the manhole without replacing the manhole cover can be obtained.
すなわち、本願の各請求項に係る考案のアンテナでは、マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させることにより、マンホール蓋上部に仮想的アンテナを生成し、アンテナがマンホールの内部にあるにも拘わらず外部との通信が可能となる。しかも、マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させるだけで良く、マンホール蓋を交換する必要がないため、道路掘削を伴う蓋枠(受枠)交換工事は不要であり、極めて簡易に実施することができる。 That is, in the antenna devised according to each claim of the present application, a virtual antenna is generated on the upper part of the manhole cover by bringing the antenna into close contact with the back side of the manhole cover, and the antenna is external to the manhole even though it is inside the manhole. Communication is possible. Moreover, since it is only necessary to bring the antenna into close contact with the back side of the manhole cover and it is not necessary to replace the manhole cover, it is not necessary to replace the lid frame (reception frame) accompanied by road excavation, and it can be carried out extremely easily.
また、本考案のアンテナでは、放射する電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19(λ/20程度)の直径を有する円盤状の永久磁石を用いることにより、磁界集中を起こし、マンホール蓋からの電磁波の放射量の増加を図ることができる。 Further, in the antenna of the present invention, a magnetic field is concentrated by using a disk-shaped permanent magnet having a diameter of λ / 21 to λ / 19 (about λ / 20) with respect to the wavelength λ of the radiated electromagnetic wave, and a manhole is generated. It is possible to increase the amount of electromagnetic waves emitted from the lid.
請求項3に係るマンホール遠隔監視装置では、万が一、アンテナが不意にマンホール蓋から外れた場合でも、このアンテナがマンホールの底にまで落下することは防止される。
In the manhole remote monitoring device according to
本考案の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すマンホール遠隔監視装置は、マンホール1に設置されるセンサ2と、同じくマンホール1に設置されセンサ2で得られた測定値が入力されるデータ伝送装置3と、このデータ伝送装置3から出力されるデータ(前記測定値に対応するデータ等)を電磁波として放射するアンテナ4とを具備する。
The manhole remote monitoring device shown in FIG. 1 is derived from a
ここで、データ伝送装置3は、データロガ部の他、データ伝送装置3自体やこれに繋がるセンサ2及びアンテナ4を駆動する電源部等を有する。データロガ部は、センサ2により測定したデータを蓄積して、これを解析することで必要なデータに加工して、このデータを随時出力するものである。そして、出力されたデータは、例えばユーザーの所望する場所(例えば事務所など)に配置された通信機能を有する管理コンピュータ(例えば通信ユニットとして機能するモデムが内蔵されたパソコン)もしくはクラウドサーバーに、携帯電話回線網等を介して送られる。すなわち、これらのデータにインターネット経由でスマートフォン、タブレット等の携帯端末やPC等の据え置き型端末を通じて接することができ、マンホール1の遠隔監視が可能となっている。
Here, in addition to the data logger unit, the
一方、マンホール1は、監視対象とする下水渠1aと、その開口を閉塞する例えば鋳鉄製のマンホール蓋1bとを有する。
On the other hand, the manhole 1 has a
そして、本実施形態では、図2に示すように、マンホール蓋1bの裏側にアンテナ4を密着させる。具体的には、アンテナ4は、図3(A)〜(C)に示すような形状を呈し、台座に磁石(永久磁石)4aが入っていて、これによってマンホール蓋1bの裏側に固定が可能となっている。
Then, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
より詳しくは、図6に示すように、アンテナ4は、マンホール蓋1bの裏側に固定するための永久磁石4aと、この永久磁石4aに絶縁体4bを介して固定されるアンテナ本体4cとを有する。
More specifically, as shown in FIG. 6, the
なお、図6において、符号6はデータ伝送装置3とアンテナ4とを繋ぐケーブル(例えば給電線)であり、このケーブル6を、データ伝送装置3からマンホール1の底までの距離(データ伝送装置3の設置高さ)よりも短くすることにより、万が一、アンテナ4が不意にマンホール蓋1bから外れた場合でも、このアンテナ4がマンホール1の底にまで落下することは防止される。本例では、ケーブル6を、データ伝送装置3とセンサ2とを繋ぐケーブル(例えばデータ線)7(図1参照)よりも短くしてある。
In FIG. 6,
そして、永久磁石4aは、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19(λ/20程度)の直径を有する円盤状としてある。これにより、磁界集中を起こし、マンホール蓋1bからの電磁波の放射量の増加を図ることができる。実際、発明者らは、永久磁石4aの代わりに銅板を用いて、マンホール蓋1bの下側にアンテナを立てた場合、マンホール蓋1bからの電磁波の放射量が減少することを実験で確認している(マンホール蓋1bの周囲を絶縁した場合)。
The
ここで、マンホール1に対し、外部からの電波は鉄製のマンホール蓋1bによって電磁気的に遮蔽される。このため通常の方法では、マンホール1の内部の機器と外部にある電波基地局との交信は極めて困難である。しかし、本実施形態では、マンホール蓋1bの裏側に直接アンテナ4の一部を密着させることにより、マンホール蓋1bの裏側からマンホール蓋1bに電磁界を加え、マンホール蓋1bの内部及び表面に電磁界を生じさせ、マンホール蓋1b上部に仮想的アンテナを実現する。つまり、アンテナ4の給電端をマンホール蓋1bの裏側に近接させることにより、仮想的アンテナが生成され、アンテナ4がマンホール1の内部にあるにも拘わらず外部との通信が可能となる。
Here, with respect to the manhole 1, radio waves from the outside are electromagnetically shielded by the
また、マンホール蓋1bとマンホール蓋1bの支持部(受枠やヒンジ部)との間に絶縁物5を介在させ、マンホール蓋1bと大地(アース)との電気的分離を実現することにより、仮想的アンテナの性能は向上することになる。ここで、絶縁物5の介在のさせ方としては、マンホール蓋1bにおける支持部との接触部分あるいは支持部におけるマンホール蓋1bとの接触部分に、絶縁塗料を噴霧、塗布等したり、絶縁テープを貼り付けたりすることが考えられる。なお、図5(A)及び(B)には、絶縁テープ(ビニールテープ)を支持部に貼ることにより絶縁処理を施した状態を示している。
Further, by interposing an
図4に、種々条件を変えてアンテナ4の電波強度をマンホール1外で測定した実験1〜6の内容とその結果を示す。実験1,3,4では、マンホール1内においてマンホール蓋1bの裏側にアンテナ4を下向きに密着固定し、かつ、マンホール蓋1b周りを絶縁処理した。実験2では、アンテナ4をマンホール蓋1bから下方に離して配置し、アンテナ4を下向きとした。実験5ではアンテナ4をマンホール蓋1bの上側に配置し、実験6ではアンテナ4をマンホール蓋1bの傍の地上部アスファルト上に配置した。さらに、実験4では、マンホール蓋1bの上に車を載せ、実験5では、マンホール蓋1bの周囲を堰で囲ってマンホール蓋1bの上に水深10mmの水を張った(雨天時を想定)。
FIG. 4 shows the contents and results of Experiments 1 to 6 in which the radio field intensity of the
実験1〜6のアンテナ4の電波強度は、−96db、不通(電波が外部に飛ばない)、−101db、−91db、−63db、−76dbであった。
The radio wave intensities of the
なお、各実験内容から理解されるように、実験1,3,4は本考案の実施例、実験2は従来例(マンホール1内にアンテナ4を設置した場合)、実験5,6は参考例(マンホール1外にアンテナ4を設置した場合)である。
As can be understood from the contents of each experiment,
そして、実験1を実験2と比較すれば明らかなように、アンテナ4をマンホール蓋1bの裏側に密着固定し、かつ、絶縁処理を施した場合には、アンテナ4の電波強度が高まることになる。
Then, as is clear from comparing Experiment 1 with
実験1と実験4において、マンホール蓋1bの上側に水がたまった状態になるとアンテナ4の電波強度が高まっているのは、マンホール蓋1bを構成する鋳物鉄板の電気抵抗は大きいが、水を張ることにより、表面に電気を通す層が加わり、電磁界が強化されるからである。蒸留水で無い限り、水は電気を通すと同時に電波を吸収するが、波長に比べて水の層が薄い場合は、伝搬損失は無視できる。使用電波の波長が30cm程度であるのに対し、水の層は1−2cmなので電波損失は無視できる範囲である。
したがってこの実験の結果から、マンホール蓋自体がアンテナの役割を持つことがわかる。
In
Therefore, from the results of this experiment, it can be seen that the manhole cover itself plays the role of an antenna.
さらに、実験3にあるように、マンホール蓋1bに車を載せた状態にしても、マンホール1内の電波をマンホール1外に飛ばすことができる。
Further, as shown in
以上述べたように、本実施形態のマンホール遠隔監視装置では、マンホール蓋1bを交換することなく、マンホール1内の電波をマンホール1外に飛ばすようにすることができる。
As described above, in the manhole remote monitoring device of the present embodiment, it is possible to send the radio waves in the manhole 1 to the outside of the manhole 1 without replacing the
なお、本考案は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
例えば、センサ2は、流量を測定するものに限られず、水質,ガス濃度,圧力,温度などを測定するものでもよく、また、上記のような複数の項目に関するデータを測定するものであってもよい。
For example, the
1 マンホール
1a 下水渠
1b マンホール蓋
2 センサ
3 データ伝送装置
4 アンテナ
4a 永久磁石
4b 絶縁体
4c アンテナ本体
5 絶縁物
6 ケーブル
7 ケーブル
1
Claims (3)
前記マンホールを閉塞する鋳鉄製マンホール蓋の裏側に固定するための永久磁石と、この永久磁石に絶縁体を介して固定されるアンテナ本体とを有し、
前記永久磁石は、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19の直径を有する円盤状としてあるアンテナ。 An antenna that radiates data output from a data transmission device installed in a manhole as electromagnetic waves.
It has a permanent magnet for fixing to the back side of a cast iron manhole cover that closes the manhole, and an antenna body fixed to the permanent magnet via an insulator.
The permanent magnet is a disk-shaped antenna having a diameter of λ / 21 to λ / 19 with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave.
前記アンテナは、前記マンホールを閉塞する鋳鉄製マンホール蓋の裏側に固定するための永久磁石と、この永久磁石に絶縁体を介して固定されるアンテナ本体とを有し、
前記永久磁石は、前記電磁波の波長λに対し、λ/21〜λ/19の直径を有する円盤状としてあるマンホール遠隔監視装置。 It is equipped with a sensor installed in the manhole, a data transmission device installed in the manhole to input the measured value obtained by the sensor, and an antenna that emits data output from the data transmission device as an electromagnetic wave.
The antenna has a permanent magnet for fixing to the back side of a cast iron manhole cover that closes the manhole, and an antenna body fixed to the permanent magnet via an insulator.
The permanent magnet is a manhole remote monitoring device having a diameter of λ / 21 to λ / 19 with respect to the wavelength λ of the electromagnetic wave and having a disk shape.
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