JP2000171376A - 液体密度の測定方法及び装置 - Google Patents
液体密度の測定方法及び装置Info
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- JP2000171376A JP2000171376A JP34439398A JP34439398A JP2000171376A JP 2000171376 A JP2000171376 A JP 2000171376A JP 34439398 A JP34439398 A JP 34439398A JP 34439398 A JP34439398 A JP 34439398A JP 2000171376 A JP2000171376 A JP 2000171376A
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 土木工事等において、孔内に注入された粘性
液の深度に応じた液体密度を、熟練を要せず、簡便、容
易で、個人差が入り込まずに測定する方法及び装置を提
供する。 【構成】 被測定液体中における液面からの深度が異な
る2点の液体圧力差を測定する工程と、2点間の深度差
寸法を取り込む工程と、重力加速度値信号を取り込む工
程と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力
加速度値信号に基づき2点における平均液体密度値を演
算する工程とからなる。2点の液体圧力差を測定するに
は、深度が異なる2つの受圧面を配置した1つの差圧検
出器を用いて行うことができ、また、独立した2つの圧
力検出器を用い、それぞれの有する受圧面を深度の違い
に対応させて配置し、それぞれの圧力値信号を測定し、
これらの減算により液体圧力差信号を得ることもでき
る。
液の深度に応じた液体密度を、熟練を要せず、簡便、容
易で、個人差が入り込まずに測定する方法及び装置を提
供する。 【構成】 被測定液体中における液面からの深度が異な
る2点の液体圧力差を測定する工程と、2点間の深度差
寸法を取り込む工程と、重力加速度値信号を取り込む工
程と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力
加速度値信号に基づき2点における平均液体密度値を演
算する工程とからなる。2点の液体圧力差を測定するに
は、深度が異なる2つの受圧面を配置した1つの差圧検
出器を用いて行うことができ、また、独立した2つの圧
力検出器を用い、それぞれの有する受圧面を深度の違い
に対応させて配置し、それぞれの圧力値信号を測定し、
これらの減算により液体圧力差信号を得ることもでき
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木工事の地盤改
良、地中杭構築等において、地表から略垂直に地盤を削
孔するときに、孔内地下水の湧出阻止、孔壁の崩落防止
等を目的として孔内に注入する粘性液(例えば、ベント
ナイト液)の任意の深度における液体密度の測定方法及
び装置に関するものである。
良、地中杭構築等において、地表から略垂直に地盤を削
孔するときに、孔内地下水の湧出阻止、孔壁の崩落防止
等を目的として孔内に注入する粘性液(例えば、ベント
ナイト液)の任意の深度における液体密度の測定方法及
び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液体密度の測定方法は、本発明が主たる
目的とする土木関連の応用分野に限らず、他の分野にお
いても従来から多くの提案がなされており、用途、目的
によっては、十分に実用的で、使用に耐えるものがあ
る。これら測定方法は、浮子の浮力を利用して被測定液
体の液体密度を求める方法又は目的の深度における被測
定液体をサンプリングにより採取し、地上で密度測定を
行う方法のいずれかであった。
目的とする土木関連の応用分野に限らず、他の分野にお
いても従来から多くの提案がなされており、用途、目的
によっては、十分に実用的で、使用に耐えるものがあ
る。これら測定方法は、浮子の浮力を利用して被測定液
体の液体密度を求める方法又は目的の深度における被測
定液体をサンプリングにより採取し、地上で密度測定を
行う方法のいずれかであった。
【0003】地盤改良、地中杭構築工事等においては、
地下水湧出阻止、孔壁保護等のため、ベントナイト液を
削孔した孔内に注入し、その液面が常に略地表面近くに
あるように保ちつつ、支持地盤の深度まで削孔する。そ
の後に、孔底から順次上部にセメントミルクを注入して
ベントナイト液と置換し、地盤内に所定の構築物を形成
する。
地下水湧出阻止、孔壁保護等のため、ベントナイト液を
削孔した孔内に注入し、その液面が常に略地表面近くに
あるように保ちつつ、支持地盤の深度まで削孔する。そ
の後に、孔底から順次上部にセメントミルクを注入して
ベントナイト液と置換し、地盤内に所定の構築物を形成
する。
【0004】築造される地中構築物の強度を、地盤の支
持層に至るまで計画値の通り保持して施工することは、
その上部、多くの場合には、地表から更に上部に構築さ
れる建造物の重量を支えるために特に重要である。も
し、注入したベントナイト液と削孔壁からの崩落土砂等
が混入してスライム層が削孔底部に形成され、このスラ
イム層の堆積している状態でセメントミルクを注入し、
ベントナイト液と置換しようとすると、セメントとスラ
イムとが混合し、築造する構築物のうち、特に重要な支
持層に接する底部の強度を著しく低下させることにな
る。従って、このような状態での施工は、厳に避けなけ
ればならない。
持層に至るまで計画値の通り保持して施工することは、
その上部、多くの場合には、地表から更に上部に構築さ
れる建造物の重量を支えるために特に重要である。も
し、注入したベントナイト液と削孔壁からの崩落土砂等
が混入してスライム層が削孔底部に形成され、このスラ
イム層の堆積している状態でセメントミルクを注入し、
ベントナイト液と置換しようとすると、セメントとスラ
イムとが混合し、築造する構築物のうち、特に重要な支
持層に接する底部の強度を著しく低下させることにな
る。従って、このような状態での施工は、厳に避けなけ
ればならない。
【0005】削孔底部に形成されるスライム層の状態を
把握し、計画通りの削孔深度を得るため、ベントナイト
液を注入した削孔内に、ワイヤーに錘を取り付けて垂下
させ、手で保持したワイヤーを介して錘が着底する感触
から、スライム層の有無や厚さを知り、また、ワイヤー
の繰り出し長さから深度を知る等の方法が実施されてい
る。
把握し、計画通りの削孔深度を得るため、ベントナイト
液を注入した削孔内に、ワイヤーに錘を取り付けて垂下
させ、手で保持したワイヤーを介して錘が着底する感触
から、スライム層の有無や厚さを知り、また、ワイヤー
の繰り出し長さから深度を知る等の方法が実施されてい
る。
【0006】また、削孔内に注入したベントナイトの特
性変化、具体的には、液体密度、比抵抗、誘電率等の変
化をケーブルに連結した検出器を垂下させて設定深度毎
に捉え、それらの値の変化から削孔内の崩落土砂の混入
度合い、即ち、スライム層の存在を把握し、存在するス
ライムを除去する方法が試みられている。
性変化、具体的には、液体密度、比抵抗、誘電率等の変
化をケーブルに連結した検出器を垂下させて設定深度毎
に捉え、それらの値の変化から削孔内の崩落土砂の混入
度合い、即ち、スライム層の存在を把握し、存在するス
ライムを除去する方法が試みられている。
【0007】任意の深度におけるベントナイトをサンプ
ラーによって採取する方法も提案されている。この方法
では、地上に設けた試験・測定装置を使用して、採取し
たサンプルの特性を把握するので、その作業が極めて煩
雑であり、時間を要することから、実験的、試験的に行
われる場合があったとしても、実用的には採用されてい
ない。
ラーによって採取する方法も提案されている。この方法
では、地上に設けた試験・測定装置を使用して、採取し
たサンプルの特性を把握するので、その作業が極めて煩
雑であり、時間を要することから、実験的、試験的に行
われる場合があったとしても、実用的には採用されてい
ない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】人間が錘の着底感触で
スライム層の状態を把握する方法は、垂下速度、感触の
把握等、ワイヤーの操作と判断に熟練が要求される上、
個人差が生じ易い。同一人が錘を操作し、把握する場合
であっても、現場における気温、天候等の環境の相違、
操作する者の体調、疲労度等によっても判断、把握が相
違する。
スライム層の状態を把握する方法は、垂下速度、感触の
把握等、ワイヤーの操作と判断に熟練が要求される上、
個人差が生じ易い。同一人が錘を操作し、把握する場合
であっても、現場における気温、天候等の環境の相違、
操作する者の体調、疲労度等によっても判断、把握が相
違する。
【0009】また、この方法は、錘を操作する者の個人
の判断に依存する方法であり、操作する者が無意識に又
は故意に錘の着底位置でワイヤーの昇降を繰り返せば、
錘によって孔底部分の堆積層が掘削され、真のスライム
層の深度・厚さを得ることができない。
の判断に依存する方法であり、操作する者が無意識に又
は故意に錘の着底位置でワイヤーの昇降を繰り返せば、
錘によって孔底部分の堆積層が掘削され、真のスライム
層の深度・厚さを得ることができない。
【0010】比抵抗、誘電率を測定してベントナイトの
特性、スライム層の状態を把握する方法に関しては、得
られる値と測定対象液の特性に何らかの相関性があるこ
とは、認められているが、涌水等によって測定値が大幅
に変化する難点がある上、更に具体的、かつ、詳細な相
関要素及び相関係数は、把握されていないので、実用的
に普及する段階に至っていない。
特性、スライム層の状態を把握する方法に関しては、得
られる値と測定対象液の特性に何らかの相関性があるこ
とは、認められているが、涌水等によって測定値が大幅
に変化する難点がある上、更に具体的、かつ、詳細な相
関要素及び相関係数は、把握されていないので、実用的
に普及する段階に至っていない。
【0011】ケーブルを介して検出器を液中に垂下さ
せ、浮子の浮力を捉えて被測定液の密度を測定する方法
も多々提案されているが、ケーブルの繰り出し、引き上
げ及び停止時に浮子に与える加速度が、得られる測定信
号に外乱を与え、不安定な状態を生じるので、測定信号
が安定するまで、垂下ケーブルを停止保持する時間が必
要である等、従来の測定方法には種々の問題があった。
せ、浮子の浮力を捉えて被測定液の密度を測定する方法
も多々提案されているが、ケーブルの繰り出し、引き上
げ及び停止時に浮子に与える加速度が、得られる測定信
号に外乱を与え、不安定な状態を生じるので、測定信号
が安定するまで、垂下ケーブルを停止保持する時間が必
要である等、従来の測定方法には種々の問題があった。
【0012】本発明の目的は、土木工事の地盤改良、地
中杭構築等において、孔内に注入された粘性液の深度に
応じた液体密度を測定するに当り、熟練した人間を必要
とせず、簡便、容易で、得られる値に操作する者の個人
差が入り込む余地のない測定方法及び装置を提供するこ
とにある。
中杭構築等において、孔内に注入された粘性液の深度に
応じた液体密度を測定するに当り、熟練した人間を必要
とせず、簡便、容易で、得られる値に操作する者の個人
差が入り込む余地のない測定方法及び装置を提供するこ
とにある。
【0013】本発明の他の目的は、検出器に接続したケ
ーブルの繰り出し、引き上げ、停止時における加速度変
化の影響を受けにくく、任意の深度における安定した測
定値が瞬時に得られる液体密度の測定方法及び装置を提
供することにある。
ーブルの繰り出し、引き上げ、停止時における加速度変
化の影響を受けにくく、任意の深度における安定した測
定値が瞬時に得られる液体密度の測定方法及び装置を提
供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、被測定液体中
における液面からの深度が異なる2点の液体圧力差を測
定する工程と、前記2点間の深度差寸法を取り込む工程
と、重力加速度値信号を取り込む工程と、これら液体圧
力差信号、深度差寸法信号及び重力加速度値信号に基づ
き前記異なる2点における平均液体密度値を演算する工
程とからなることを特徴とする液体密度の測定方法であ
る。
における液面からの深度が異なる2点の液体圧力差を測
定する工程と、前記2点間の深度差寸法を取り込む工程
と、重力加速度値信号を取り込む工程と、これら液体圧
力差信号、深度差寸法信号及び重力加速度値信号に基づ
き前記異なる2点における平均液体密度値を演算する工
程とからなることを特徴とする液体密度の測定方法であ
る。
【0015】深度が異なる2点の液体圧力差を測定する
には、液面からの深度が異なる2つの受圧面を配置した
1つの差圧検出器を用いて行うことができる。また、独
立した2つの圧力検出器を用い、それぞれの有する受圧
面の垂直方向の間隔を深度の違いに対応させて配置し、
それぞれの圧力値信号の減算を減算演算器により行い液
体圧力差信号を得ることもできる。
には、液面からの深度が異なる2つの受圧面を配置した
1つの差圧検出器を用いて行うことができる。また、独
立した2つの圧力検出器を用い、それぞれの有する受圧
面の垂直方向の間隔を深度の違いに対応させて配置し、
それぞれの圧力値信号の減算を減算演算器により行い液
体圧力差信号を得ることもできる。
【0016】このような構成において、独立した2つの
圧力検出器を用いた場合には、一方の圧力検出器1のP
1と、他方の圧力検出器4のP2は、減算演算器11に
入力され、両者の液体圧力差値信号ΔP=P2−P1を
演算し、出力する。また、2つの受圧面を配置した1つ
の差圧検出器を用いた場合には、直接液体圧力差値信号
ΔPを出力する。密度演算器14は、液体圧力差値信号
ΔPと、重力加速度設定器12によって設定される重力
加速度値信号Gと、検出液位差設定器13によって設定
される液位差値信号hとを入力し、 液体密度値信号ρ=ΔP/(9.8×h) を演算し、出力する。必要に応じて被測定液体の密度を
表示し、他の受信計器、媒体等に伝送される。
圧力検出器を用いた場合には、一方の圧力検出器1のP
1と、他方の圧力検出器4のP2は、減算演算器11に
入力され、両者の液体圧力差値信号ΔP=P2−P1を
演算し、出力する。また、2つの受圧面を配置した1つ
の差圧検出器を用いた場合には、直接液体圧力差値信号
ΔPを出力する。密度演算器14は、液体圧力差値信号
ΔPと、重力加速度設定器12によって設定される重力
加速度値信号Gと、検出液位差設定器13によって設定
される液位差値信号hとを入力し、 液体密度値信号ρ=ΔP/(9.8×h) を演算し、出力する。必要に応じて被測定液体の密度を
表示し、他の受信計器、媒体等に伝送される。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の原理を説明する。本発明
は、液体の比重を測定するに当り、従来から実施されて
いる浮子の浮力を応用するのではなく、液面から異なる
2つの深度における液体圧力P1及びP2を求めて演算
により液体圧力差ΔPを得るか、又は直接2つの深度に
おける液体圧力差ΔPを得て、被測定液体の密度を求め
るものである。
は、液体の比重を測定するに当り、従来から実施されて
いる浮子の浮力を応用するのではなく、液面から異なる
2つの深度における液体圧力P1及びP2を求めて演算
により液体圧力差ΔPを得るか、又は直接2つの深度に
おける液体圧力差ΔPを得て、被測定液体の密度を求め
るものである。
【0018】液面0[m]からの深度H[m]における
液体圧力P1は、0[m]からH[m]までの平均液体
密度をρ1[kg/m3]とすると、 P1=9.8[m/s2]×ρ1[kg/m3]×H[m] =9.8×ρ1×H[kg・m/s2]/[m2] =9.8×ρ1×H[N/m2] =9.8×ρ1×H[Pa] ……………(1) となる。
液体圧力P1は、0[m]からH[m]までの平均液体
密度をρ1[kg/m3]とすると、 P1=9.8[m/s2]×ρ1[kg/m3]×H[m] =9.8×ρ1×H[kg・m/s2]/[m2] =9.8×ρ1×H[N/m2] =9.8×ρ1×H[Pa] ……………(1) となる。
【0019】液面0[m]からの深度H+h[m]にお
ける液体圧力P2は、H[m]からH+h[m]までの
平均液体密度をρ2[kg/m3]とすると、 P2=9.8×ρ1×H+9.8×ρ2×h[Pa]……………(2) となる。
ける液体圧力P2は、H[m]からH+h[m]までの
平均液体密度をρ2[kg/m3]とすると、 P2=9.8×ρ1×H+9.8×ρ2×h[Pa]……………(2) となる。
【0020】両方の深度における液体圧力差ΔPは、 ΔP=P2−P1=9.8×ρ2×h[Pa] ……………(3) である。従って、深度H[m]からH+h[m]までの
平均液体密度ρ2は、 ρ2=ΔP/(9.8×h)[kg/m3] ……………(4) である。以上から明らかなように、液面から深度の差h
が与えられている深度の異なる2点における液体圧力を
得て、その圧力差ΔPを求めれば、2点間の平均液体密
度を容易に求めることができる。
平均液体密度ρ2は、 ρ2=ΔP/(9.8×h)[kg/m3] ……………(4) である。以上から明らかなように、液面から深度の差h
が与えられている深度の異なる2点における液体圧力を
得て、その圧力差ΔPを求めれば、2点間の平均液体密
度を容易に求めることができる。
【0021】前記(4)式によって得られる液体密度
は、2点間の平均密度であるから、より狭い範囲に限定
した液体密度を求めようとすれば、深度差hを小さくす
る必要があり、そのためには、測定圧力精度をより高く
する必要がある。例えば、0.3[MPa]レンジ、精
度±0.2%の圧力検出器を使用して、深度差を1.0
[m]とすれば、液体密度の最大誤差E1は、 E1=300000×0.002/(9.8×1.0) =61.22[kg/m3] ……………(5) 測定対象である液体の密度を1000[kg/m3]程
度とすると、予測誤差率e1は、 e1=(61.22/1000)×100=6.122%………(6) となる。算出液体密度のレンジを1000〜1500
[kg/m3]とすれば、レンジ範囲に対する誤差e2
は、 e2={61.22/(1500−1000)}×100 =12.24% ……………(7) となる。
は、2点間の平均密度であるから、より狭い範囲に限定
した液体密度を求めようとすれば、深度差hを小さくす
る必要があり、そのためには、測定圧力精度をより高く
する必要がある。例えば、0.3[MPa]レンジ、精
度±0.2%の圧力検出器を使用して、深度差を1.0
[m]とすれば、液体密度の最大誤差E1は、 E1=300000×0.002/(9.8×1.0) =61.22[kg/m3] ……………(5) 測定対象である液体の密度を1000[kg/m3]程
度とすると、予測誤差率e1は、 e1=(61.22/1000)×100=6.122%………(6) となる。算出液体密度のレンジを1000〜1500
[kg/m3]とすれば、レンジ範囲に対する誤差e2
は、 e2={61.22/(1500−1000)}×100 =12.24% ……………(7) となる。
【0022】次に、2つの圧力検出器ではなく、1つの
差圧検出器を使用した場合の最大誤差は、以下の通り予
測される。例えば、測定液体密度のレンジを1000〜
1500[kg/m3]とし、差圧を取るための深度差
を0.1[m]とすれば、測定に必要な差圧検出器のレ
ンジは、 f=(1500−1000)×9.8×0.1 =490≒500[Pa] ……………(8) となる。差圧検出器の精度を±0.2%とすれば、算出
液体密度レンジに対する予測最大誤差E2は、 E2=500×0.002/(9.8×0.1) =1.02[kg/m3] ……………(9) e3={1.02/(1500−1000)}×100 =0.204% ……………(10) このように、液体の深度に係わりなく直接差圧を検出す
れば、差圧検出器の測定精度と同等の精度で液体密度を
得ることができるので、2つの圧力検出器を使用して液
体密度を求める方法よりも優れている。
差圧検出器を使用した場合の最大誤差は、以下の通り予
測される。例えば、測定液体密度のレンジを1000〜
1500[kg/m3]とし、差圧を取るための深度差
を0.1[m]とすれば、測定に必要な差圧検出器のレ
ンジは、 f=(1500−1000)×9.8×0.1 =490≒500[Pa] ……………(8) となる。差圧検出器の精度を±0.2%とすれば、算出
液体密度レンジに対する予測最大誤差E2は、 E2=500×0.002/(9.8×0.1) =1.02[kg/m3] ……………(9) e3={1.02/(1500−1000)}×100 =0.204% ……………(10) このように、液体の深度に係わりなく直接差圧を検出す
れば、差圧検出器の測定精度と同等の精度で液体密度を
得ることができるので、2つの圧力検出器を使用して液
体密度を求める方法よりも優れている。
【0023】圧力検出器及び差圧検出器の受圧面は、浮
子と異なり可動寸法も極めて少なく、慣性が小さいので
応答が速く、ケーブルの繰り出し又は巻き取り時に検出
器に加速度変化が与えられても、繰り出し、巻き上げを
停止すれば、検出器本体及びその受圧面がハンチング、
振動等で不安定となる時間は極めて短く、直ちに安定し
た出力を発信することができるので、操作の作業性がよ
い。
子と異なり可動寸法も極めて少なく、慣性が小さいので
応答が速く、ケーブルの繰り出し又は巻き取り時に検出
器に加速度変化が与えられても、繰り出し、巻き上げを
停止すれば、検出器本体及びその受圧面がハンチング、
振動等で不安定となる時間は極めて短く、直ちに安定し
た出力を発信することができるので、操作の作業性がよ
い。
【0024】圧力検出器又は差圧検出器に接続して垂下
させる信号ケーブルは、ケーブルリールに巻き取ってお
く等して、リールを回すことによりケーブルの繰り出
し、巻き取りを行う。ケーブルの繰り出し部又はケーブ
ルリールに、ケーブル繰り出し長さを計測して発信する
検出器を設け、その信号と得られる液体密度値を自動的
にXYレコーダ、モニタ画面等に記録又は表示させれ
ば、操作する者がリアルタイムで削孔内の施工状態を読
取り、判断することが容易である。
させる信号ケーブルは、ケーブルリールに巻き取ってお
く等して、リールを回すことによりケーブルの繰り出
し、巻き取りを行う。ケーブルの繰り出し部又はケーブ
ルリールに、ケーブル繰り出し長さを計測して発信する
検出器を設け、その信号と得られる液体密度値を自動的
にXYレコーダ、モニタ画面等に記録又は表示させれ
ば、操作する者がリアルタイムで削孔内の施工状態を読
取り、判断することが容易である。
【0025】以下、本発明による液体密度の測定方法及
び装置の具体的実施例を図面に基づき説明する。図1
は、本発明の第1実施例を示すブロックダイヤグラム
で、それぞれ独立して受圧面2、5を持つ2つの圧力検
出器1と4を用いた例を示し、これらの圧力検出器1と
4は、被測定液体中に液面20からの深度を相違させ、
その深度差hを一定に保持してそれぞれ信号ケーブル3
と6により垂下し、これら2つの圧力検出器1と4から
の液体信号を受けて、被測定液体の液体密度を演算し、
出力する。
び装置の具体的実施例を図面に基づき説明する。図1
は、本発明の第1実施例を示すブロックダイヤグラム
で、それぞれ独立して受圧面2、5を持つ2つの圧力検
出器1と4を用いた例を示し、これらの圧力検出器1と
4は、被測定液体中に液面20からの深度を相違させ、
その深度差hを一定に保持してそれぞれ信号ケーブル3
と6により垂下し、これら2つの圧力検出器1と4から
の液体信号を受けて、被測定液体の液体密度を演算し、
出力する。
【0026】具体的には、前記圧力検出器1と4は、そ
れぞれの受圧面2と5の垂直方向の間隔、即ち、検出液
位の差hを一定に保って信号ケーブル3と6によって被
測定液体の液面20から下部に垂下されている。
れぞれの受圧面2と5の垂直方向の間隔、即ち、検出液
位の差hを一定に保って信号ケーブル3と6によって被
測定液体の液面20から下部に垂下されている。
【0027】このような構成における一方の圧力検出器
1によって得られる圧力値信号P1と、他方の圧力検出
器4によって得られる圧力値信号P2は、それぞれ信号
ケーブル3と6を介して減算演算器11に入力され、 両者の液体圧力差値信号ΔP=P2−P1 を演算し、出力する。この減算演算器11の出力側に接
続された密度演算器14は、前記減算演算器11の出力
である液体圧力差値信号ΔPと、重力加速度設定器12
によって設定される重力加速度値信号Gと、検出液位差
設定器13によって設定される液位差値信号hとを入力
し、 液体密度値信号ρ=ΔP/(9.8×h) を演算し、出力する。密度演算器14によって得られた
液体密度値信号ρは、液体密度指示計15に与えられ
て、被測定液体の密度を表示するとともに、記録、表
示、制御等のために必要があれば、他の受信計器、媒体
等に伝送される。
1によって得られる圧力値信号P1と、他方の圧力検出
器4によって得られる圧力値信号P2は、それぞれ信号
ケーブル3と6を介して減算演算器11に入力され、 両者の液体圧力差値信号ΔP=P2−P1 を演算し、出力する。この減算演算器11の出力側に接
続された密度演算器14は、前記減算演算器11の出力
である液体圧力差値信号ΔPと、重力加速度設定器12
によって設定される重力加速度値信号Gと、検出液位差
設定器13によって設定される液位差値信号hとを入力
し、 液体密度値信号ρ=ΔP/(9.8×h) を演算し、出力する。密度演算器14によって得られた
液体密度値信号ρは、液体密度指示計15に与えられ
て、被測定液体の密度を表示するとともに、記録、表
示、制御等のために必要があれば、他の受信計器、媒体
等に伝送される。
【0028】図1において説明した液体密度指示計15
は、理解を容易にするために図示したが、実際の装置構
成においては、必要に応じて取捨選択されるべきもので
あり、本発明の必須の構成要素ではない。また、説明を
容易にするため、圧力検出器1と4におけるそれぞれの
信号ケーブル3と6は、独立、個別に図示したが、両ケ
ーブルを中継接続して、両信号を併せて1本の多芯ケー
ブルに取りまとめるようにしてもよい。更に、減算演算
器11を、圧力検出器1と4とともに液体中に没するよ
うな構造として、その出力である液体圧力差値信号ΔP
を信号ケーブルによって液面20の上に伝送するような
方法を採ってもよい。
は、理解を容易にするために図示したが、実際の装置構
成においては、必要に応じて取捨選択されるべきもので
あり、本発明の必須の構成要素ではない。また、説明を
容易にするため、圧力検出器1と4におけるそれぞれの
信号ケーブル3と6は、独立、個別に図示したが、両ケ
ーブルを中継接続して、両信号を併せて1本の多芯ケー
ブルに取りまとめるようにしてもよい。更に、減算演算
器11を、圧力検出器1と4とともに液体中に没するよ
うな構造として、その出力である液体圧力差値信号ΔP
を信号ケーブルによって液面20の上に伝送するような
方法を採ってもよい。
【0029】図2は、本発明の第2実施例を示すブロッ
クダイヤグラムで、1つの差圧検出器7を用い、この差
圧検出器7の2つの受圧面8と9は、被測定液体中に液
面20からの深度を相違させ、その深度差hを一定に保
持して信号ケーブル10により垂下し、これら2つの受
圧面8と9からの液体信号を受けて、被測定液体の液体
密度を演算出力する。
クダイヤグラムで、1つの差圧検出器7を用い、この差
圧検出器7の2つの受圧面8と9は、被測定液体中に液
面20からの深度を相違させ、その深度差hを一定に保
持して信号ケーブル10により垂下し、これら2つの受
圧面8と9からの液体信号を受けて、被測定液体の液体
密度を演算出力する。
【0030】具体的には、前記差圧検出器7は、差圧を
検知する受圧面8と9の垂直方向の間隔、即ち、検出液
位の差hを一定に設定されて信号ケーブル10によって
被測定液体の液面20から下部に垂下されている。
検知する受圧面8と9の垂直方向の間隔、即ち、検出液
位の差hを一定に設定されて信号ケーブル10によって
被測定液体の液面20から下部に垂下されている。
【0031】このような構成において、差圧検出器7
は、一方の受圧面8によって得られる圧力値信号P1
と、他方の受圧面9によって得られる圧力値信号P2か
ら 液体圧力差値信号ΔP=P2−P1 を演算し、信号ケーブル10を介して密度演算器14に
入力する。密度演算器14以降の演算、その他の動作説
明は、図1と同様である。
は、一方の受圧面8によって得られる圧力値信号P1
と、他方の受圧面9によって得られる圧力値信号P2か
ら 液体圧力差値信号ΔP=P2−P1 を演算し、信号ケーブル10を介して密度演算器14に
入力する。密度演算器14以降の演算、その他の動作説
明は、図1と同様である。
【0032】図3は、本発明の第3実施例を示すブロッ
クダイヤグラムで、密度演算器14で得られる液体密度
値信号ρに併せて信号ケーブル10の繰り出し信号をグ
ラフ作成手段としてのX−Yプロッター30に与え、リ
アルタイムで深度−液体密度のグラフを作成するシステ
ムについて説明するものである。なお、グラフ作成手段
としては、X−Yプロッター30に限られるものではな
く、CRTその他のグラフ作成手段であってもよい。受
圧面8と9による検出液位差hを一定に保って構成され
た差圧検出器7からの液体圧力差値信号ΔPは、ケーブ
ル繰り出しローラ22を介してケーブルリール21に巻
き取られている信号ケーブル10を経由して密度演算器
14に与えられる。密度演算器14では、液体圧力差値
信号ΔPに併せて重力加速度設定器12からの重力加速
度値信号Gと、検出液位差設定器13からの液位差値信
号hとを入力し、液体密度値信号ρを演算出力してX−
Yプロッター30に与える。
クダイヤグラムで、密度演算器14で得られる液体密度
値信号ρに併せて信号ケーブル10の繰り出し信号をグ
ラフ作成手段としてのX−Yプロッター30に与え、リ
アルタイムで深度−液体密度のグラフを作成するシステ
ムについて説明するものである。なお、グラフ作成手段
としては、X−Yプロッター30に限られるものではな
く、CRTその他のグラフ作成手段であってもよい。受
圧面8と9による検出液位差hを一定に保って構成され
た差圧検出器7からの液体圧力差値信号ΔPは、ケーブ
ル繰り出しローラ22を介してケーブルリール21に巻
き取られている信号ケーブル10を経由して密度演算器
14に与えられる。密度演算器14では、液体圧力差値
信号ΔPに併せて重力加速度設定器12からの重力加速
度値信号Gと、検出液位差設定器13からの液位差値信
号hとを入力し、液体密度値信号ρを演算出力してX−
Yプロッター30に与える。
【0033】前記ケーブル繰り出しローラ22にリンク
した繰り出し検出器23によって得られるケーブル繰り
出し長さ信号Lを、同時に液体密度値信号ρに併せてX
−Yプロッター30に与えて、両信号をそれぞれX軸、
Y軸とする直交座標に、深度−液体密度のグラフを描
く。
した繰り出し検出器23によって得られるケーブル繰り
出し長さ信号Lを、同時に液体密度値信号ρに併せてX
−Yプロッター30に与えて、両信号をそれぞれX軸、
Y軸とする直交座標に、深度−液体密度のグラフを描
く。
【0034】前記繰り出し検出器23は、ロータリーエ
ンコーダ等が適当であり、アブソリュート形を選択すれ
ば、図示省略した変換器によって、X−Yプロッター3
0に適合するように信号変換すればよい。また、2相パ
ルス・インクリメンタル形を採用すれば、加減積算器に
よってケーブルの繰り出し長さを得ることができ、いず
れも公知技術の組み合わせにより実現できる。
ンコーダ等が適当であり、アブソリュート形を選択すれ
ば、図示省略した変換器によって、X−Yプロッター3
0に適合するように信号変換すればよい。また、2相パ
ルス・インクリメンタル形を採用すれば、加減積算器に
よってケーブルの繰り出し長さを得ることができ、いず
れも公知技術の組み合わせにより実現できる。
【0035】また、ケーブルリール21を自動的に動作
せしめ、ケーブル繰り出し又は巻き取りを自動的に行っ
て、被測定液体中で検出器を自動昇降させ、測定能率を
向上させること等も、公知の技術により実現できるが、
本発明の要旨ではないので、説明を省略する。
せしめ、ケーブル繰り出し又は巻き取りを自動的に行っ
て、被測定液体中で検出器を自動昇降させ、測定能率を
向上させること等も、公知の技術により実現できるが、
本発明の要旨ではないので、説明を省略する。
【0036】前述の演算手順の説明においては、理解を
容易にするため、それぞれの演算器を信号接続するブロ
ックダイヤグラムについて説明したが、演算方法は、ア
ナログ演算、デジタル演算のいずれであるかを問わず、
また、プログラム演算を行う場合には、定数である重力
加速度、液位差は、プログラムの中に定数として書き込
めばよく、それぞれの設定器は、必要としない。
容易にするため、それぞれの演算器を信号接続するブロ
ックダイヤグラムについて説明したが、演算方法は、ア
ナログ演算、デジタル演算のいずれであるかを問わず、
また、プログラム演算を行う場合には、定数である重力
加速度、液位差は、プログラムの中に定数として書き込
めばよく、それぞれの設定器は、必要としない。
【0037】図3に示す実施例では、図2に示すような
2つの受圧面8と9を持つ1つの差圧検出器7を用い、
信号ケーブル10によりケーブル繰り出しローラ22か
ら垂下するようにしたが、これに限られるものではな
く、図1に示すようなそれぞれ独立して受圧面2、5を
持つ2つの圧力検出器1と4を用い、それぞれの信号ケ
ーブル3と6を中継接続して両信号を併せて1本の多芯
ケーブルに取りまとめ、ケーブル繰り出しローラ22か
ら垂下するようにしてもよい。
2つの受圧面8と9を持つ1つの差圧検出器7を用い、
信号ケーブル10によりケーブル繰り出しローラ22か
ら垂下するようにしたが、これに限られるものではな
く、図1に示すようなそれぞれ独立して受圧面2、5を
持つ2つの圧力検出器1と4を用い、それぞれの信号ケ
ーブル3と6を中継接続して両信号を併せて1本の多芯
ケーブルに取りまとめ、ケーブル繰り出しローラ22か
ら垂下するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、上述のように、被測定
液体中における液面からの深度が異なる2点の液体圧力
差を測定する工程と、前記2点間の深度差寸法を取り込
む工程と、重力加速度値信号を取り込む工程と、これら
液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力加速度値信号
に基づき前記異なる2点における平均液体密度値を演算
する工程とからなる方法としたので、土木工事の地盤改
良、地中杭構築等においてベントナイトの深度に応じた
液体密度を、熟練を要せず、簡便、容易に測定すること
ができ、更に、測定者の個人差のない信頼性ある液体密
度値を得ることができる。
液体中における液面からの深度が異なる2点の液体圧力
差を測定する工程と、前記2点間の深度差寸法を取り込
む工程と、重力加速度値信号を取り込む工程と、これら
液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力加速度値信号
に基づき前記異なる2点における平均液体密度値を演算
する工程とからなる方法としたので、土木工事の地盤改
良、地中杭構築等においてベントナイトの深度に応じた
液体密度を、熟練を要せず、簡便、容易に測定すること
ができ、更に、測定者の個人差のない信頼性ある液体密
度値を得ることができる。
【0039】この場合、液体の深度に係わりなく直接差
圧を検出すれば、差圧検出器の測定精度と同等の精度で
液体密度を得ることができるので、2つの圧力検出器を
使用して液体密度を求める方法よりも優れている。
圧を検出すれば、差圧検出器の測定精度と同等の精度で
液体密度を得ることができるので、2つの圧力検出器を
使用して液体密度を求める方法よりも優れている。
【0040】被測定液体中における液面からの深度が異
なる2点の液体圧力差を測定する手段と、この液体圧力
差を測定する手段を信号ケーブルにて被測定液体中に繰
り出すケーブル繰り出しローラ22と、前記2点間の深
度差寸法を取り込む手段と、重力加速度値信号を取り込
む手段と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び
重力加速度値信号に基づき前記異なる2点における平均
液体密度値を演算する手段と、この平均液体密度値と前
記ケーブル繰り出しローラ22にリンクした繰り出し検
出器23によって得られるケーブル繰り出し長さ信号L
とを入力し、それぞれ直交座標に、深度−液体密度のグ
ラフを描くためのグラフ作成手段とからなる装置とした
ので、検出器に接続したケーブルの繰り出し、引き上
げ、停止時における加速度変化の影響を受けにくく、任
意の深度における安定した測定値が瞬時に得られ、ケー
ブル繰り出し検出器、グラフ作成手段を組み合わせるこ
とにより、リアルタイムで深度−液体密度のグラフを作
成することができ、施工管理に貢献するとともに、施工
時における迅速、正確な判断の助けとなる。
なる2点の液体圧力差を測定する手段と、この液体圧力
差を測定する手段を信号ケーブルにて被測定液体中に繰
り出すケーブル繰り出しローラ22と、前記2点間の深
度差寸法を取り込む手段と、重力加速度値信号を取り込
む手段と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び
重力加速度値信号に基づき前記異なる2点における平均
液体密度値を演算する手段と、この平均液体密度値と前
記ケーブル繰り出しローラ22にリンクした繰り出し検
出器23によって得られるケーブル繰り出し長さ信号L
とを入力し、それぞれ直交座標に、深度−液体密度のグ
ラフを描くためのグラフ作成手段とからなる装置とした
ので、検出器に接続したケーブルの繰り出し、引き上
げ、停止時における加速度変化の影響を受けにくく、任
意の深度における安定した測定値が瞬時に得られ、ケー
ブル繰り出し検出器、グラフ作成手段を組み合わせるこ
とにより、リアルタイムで深度−液体密度のグラフを作
成することができ、施工管理に貢献するとともに、施工
時における迅速、正確な判断の助けとなる。
【図1】本発明による液体密度の測定方法及び装置の第
1実施例を示すブロックダイヤグラムである。
1実施例を示すブロックダイヤグラムである。
【図2】本発明による液体密度の測定方法及び装置の第
2実施例を示すブロックダイヤグラムである。
2実施例を示すブロックダイヤグラムである。
【図3】本発明による液体密度の測定方法及び装置の第
3実施例を示すブロックダイヤグラムである。
3実施例を示すブロックダイヤグラムである。
1…圧力検出器、2…受圧面、3…信号ケーブル、4…
圧力検出器、5…受圧面、6…信号ケーブル、7…差圧
検出器、8…受圧面、9…受圧面、10…信号ケーブ
ル、11…減算演算器、12…重力加速度設定器、13
…検出液位差設定器、14…密度演算器、15…液体密
度指示計、20…液面、21…ケーブルリール、22…
ケーブル繰り出しローラ、23…繰り出し検出器、30
…グラフ作成手段としてのX−Yプロッター。
圧力検出器、5…受圧面、6…信号ケーブル、7…差圧
検出器、8…受圧面、9…受圧面、10…信号ケーブ
ル、11…減算演算器、12…重力加速度設定器、13
…検出液位差設定器、14…密度演算器、15…液体密
度指示計、20…液面、21…ケーブルリール、22…
ケーブル繰り出しローラ、23…繰り出し検出器、30
…グラフ作成手段としてのX−Yプロッター。
Claims (7)
- 【請求項1】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点の液体圧力差を測定する工程と、前記2点間
の深度差寸法を取り込む工程と、重力加速度値信号を取
り込む工程と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号
及び重力加速度値信号に基づき前記異なる2点における
平均液体密度値を演算する工程とからなることを特徴と
する液体密度の測定方法。 - 【請求項2】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点の液体圧力差を測定する手段と、前記2点間
の深度差寸法を取り込む手段と、重力加速度値信号を取
り込む手段と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号
及び重力加速度値信号に基づき前記異なる2点における
平均液体密度値を演算する手段とからなることを特徴と
する液体密度の測定装置。 - 【請求項3】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点の液体圧力差を測定する手段は、液面からの
深度が異なる2つの受圧面を配置した1つの差圧検出器
からなることを特徴とする請求項2記載の液体密度の測
定装置。 - 【請求項4】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点のそれぞれの液体圧力を測定する工程と、こ
れらの深度が異なる2点のそれぞれの液体圧力信号から
液体圧力差信号を得る工程と、前記2点間の深度差寸法
を取り込む工程と、重力加速度値信号を取り込む工程
と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力加
速度値信号に基づき前記異なる2点における平均液体密
度値を演算する工程とからなることを特徴とする液体密
度の測定方法。 - 【請求項5】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点のそれぞれの液体圧力を測定する手段と、こ
れらの深度が異なる2点のそれぞれの液体圧力信号から
液体圧力差信号を得る手段と、前記2点間の深度差寸法
を取り込む工程と、重力加速度値信号を取り込む手段
と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及び重力加
速度値信号に基づき前記異なる2点における平均液体密
度値を演算する手段とからなることを特徴とする液体密
度の測定装置。 - 【請求項6】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点のそれぞれの液体圧力を測定する手段は、そ
れぞれの有する受圧面の垂直方向の間隔を前記液面から
の深度の違いに対応させて配置した独立した2つの圧力
検出器からなり、深度が異なる2点のそれぞれの液体圧
力信号から液体圧力差信号を得る手段は、前記2つの圧
力検出器の圧力値信号の減算をする減算演算器からなる
ことを特徴とする請求項5記載の液体密度の測定装置。 - 【請求項7】 被測定液体中における液面からの深度が
異なる2点の液体圧力差を測定する手段と、この液体圧
力差を測定する手段を信号ケーブルにて被測定液体中に
繰り出すケーブル繰り出しローラ22と、前記2点間の
深度差寸法を取り込む手段と、重力加速度値信号を取り
込む手段と、これら液体圧力差信号、深度差寸法信号及
び重力加速度値信号に基づき前記異なる2点における平
均液体密度値を演算する手段と、この平均液体密度値と
前記ケーブル繰り出しローラ22にリンクした繰り出し
検出器23によって得られるケーブル繰り出し長さ信号
Lとを入力し、それぞれ直交座標に、深度−液体密度の
グラフを描くためのグラフ作成手段とからなることを特
徴とする液体密度の測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34439398A JP2000171376A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 液体密度の測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34439398A JP2000171376A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 液体密度の測定方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000171376A true JP2000171376A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18368911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34439398A Pending JP2000171376A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 液体密度の測定方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000171376A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004138473A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Toppan Printing Co Ltd | 液中成分濃度測定装置 |
US6822209B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-11-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Focal point dislocation detecting method and optical pickup apparatus |
NL1026500C2 (nl) * | 2004-06-25 | 2005-12-28 | M D C E Bvba | Werkwijze en inrichting voor het tijdens een nat grondverzetproces bemonsteren van een mengsel. |
JP2011088169A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Iai:Kk | 電動プレス装置 |
CN102322897A (zh) * | 2011-08-27 | 2012-01-18 | 蚌埠迅科自控有限公司 | 智能型浆液密度液位综合分析仪及分析方法 |
RU2446383C2 (ru) * | 2010-04-13 | 2012-03-27 | Феликс Эргардович Гофман | Способ определения уровня или плотности жидкости и устройство для его осуществления |
RU2491534C1 (ru) * | 2012-03-01 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Устройство для определения сплошности газожидкостного потока |
CN103711117A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-09 | 邓立新 | 真空预压自动化智能监测系统 |
CN105403483A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-16 | 长沙学院 | 压差溶液密度测量装置及其测量方法 |
WO2019187169A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 正佳 近藤 | 真空圧密浚渫工法とタワー式気密載荷函体及び専用作業船 |
CN113484188A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-08 | 浙江交通职业技术学院 | 一种测量乳化沥青液体密度的方法及装置 |
-
1998
- 1998-12-03 JP JP34439398A patent/JP2000171376A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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RU2446383C2 (ru) * | 2010-04-13 | 2012-03-27 | Феликс Эргардович Гофман | Способ определения уровня или плотности жидкости и устройство для его осуществления |
CN102322897A (zh) * | 2011-08-27 | 2012-01-18 | 蚌埠迅科自控有限公司 | 智能型浆液密度液位综合分析仪及分析方法 |
RU2491534C1 (ru) * | 2012-03-01 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Устройство для определения сплошности газожидкостного потока |
CN103711117A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-04-09 | 邓立新 | 真空预压自动化智能监测系统 |
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WO2019187169A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 正佳 近藤 | 真空圧密浚渫工法とタワー式気密載荷函体及び専用作業船 |
WO2019187174A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 正佳 近藤 | 真空圧密浚渫工法とタワー式気密載荷函体及び専用作業船 |
CN113484188A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-08 | 浙江交通职业技术学院 | 一种测量乳化沥青液体密度的方法及装置 |
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