JP2001188021A - Optical water level detector - Google Patents

Optical water level detector

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Publication number
JP2001188021A
JP2001188021A JP2000320659A JP2000320659A JP2001188021A JP 2001188021 A JP2001188021 A JP 2001188021A JP 2000320659 A JP2000320659 A JP 2000320659A JP 2000320659 A JP2000320659 A JP 2000320659A JP 2001188021 A JP2001188021 A JP 2001188021A
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JP
Japan
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float
optical fiber
water level
detection cell
arm
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Pending
Application number
JP2000320659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasukazu Sano
安一 佐野
Noritomo Hirayama
紀友 平山
Masakazu Ikoma
雅一 生駒
Shinji Takamizawa
真司 高見澤
Akihiro Ichiishi
明宏 一石
Yasuhiro Yokoyama
康弘 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect whether or not a water level exceeds a specific value with simple constitution by reducing mechanical movable parts. SOLUTION: This detector is equipped with a float 20 which floats on water whose level should be detected, an up/down moving unit 13 which is able to move up and down in a detection cell 10 by being driven by the float 20, an input optical fiber 11 which makes detection light enter the detection cell 10, and an output optical fiber 12 that the light projected from the input optical fiber 11 through the up/down moving unit 13 enter in the detection cell 10. The up/down moving unit 13 is equipped with a 1st intermediate optical fiber 15 which is aligned with the input optical fiber 11 and output optical fiber 15 when the water level is below the set value and the up/down moving unit 13 is at its lower dead point and a 2nd intermediate optical fiber 16 which is aligned with the input optical fiber 11 and output optical fiber 12 when the water level is above the set value and the up/down moving unit 13 is at its upper dead point and also has FBG 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバブラッ
グ回折格子(:Fiber Bragg Grating、以下FBGとい
う)を利用して水位や水位に応じた水圧がある値以上で
あるか否かを検出する光水位検出器に関し、例えば、下
水の水位や水圧を検出して最適な流量制御を行うための
光水位検出器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a fiber Bragg grating (hereinafter referred to as "FBG") to detect the water level and whether or not the water pressure according to the water level is higher than a certain value. The present invention relates to a water level detector, for example, to an optical water level detector for detecting a water level and a water pressure of sewage and performing optimal flow control.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
下水の水位検出器として、下水中のフロートの位置を機
械的、電気的に検出するものや、水位自体を光学的に検
出して電気信号に変換する方式のものが知られている。
しかしながら、これらの水位検出器は機械的可動部分が
多く故障の原因となったり、電気回路の電源を確保する
ために検出器の近くにバッテリーを設置する必要がある
等、種々の問題がある。
2. Description of the Related Art
Known sewage water level detectors include those that mechanically and electrically detect the position of a float in sewage, and those that optically detect the water level itself and convert it to an electric signal.
However, these water level detectors have various problems, such as many mechanically movable parts, causing a failure, and the necessity of installing a battery near the detector in order to secure the power of the electric circuit.

【0003】一方、例えば特開平11−51744号公
報や同11−83601号公報のように、フロートの浮
力の変化を抗張力体の歪みに変換し、この歪みをFBG
により検出して液位を測定するようにした液位計が知ら
れている。ここで、FBGは、周知のように光ファイバ
のコアの屈折率が光軸に沿って周期的に変化している領
域であり、屈折率に応じて特定波長を中心とした狭帯域
の光を反射する特性を持っている。また、コアの屈折率
は光ファイバに加えられた歪みや周囲温度に応じて変化
するので、FBGからの反射光の波長を検出すること
で、歪みや温度変化の有無、その大きさ等を検出するこ
とができる。上記特開平11−51744号公報等に記
載された液位計は、上記FBGによる歪み検出の原理を
応用したものであるが、フロートの浮力を抗張力体に伝
達し、更に抗張力体の歪みをFBGに伝達する構造であ
るため、力のロスが生じやすく測定精度上の問題がある
と共に、構造も概して複雑であった。
On the other hand, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-51744 and 11-83601, a change in the buoyancy of a float is converted into distortion of a tensile strength member, and this distortion is converted to FBG.
There is known a liquid level gauge which detects the liquid level and measures the liquid level. Here, as is well known, the FBG is a region where the refractive index of the core of the optical fiber periodically changes along the optical axis, and narrow-band light centered on a specific wavelength according to the refractive index. Has reflective properties. Also, since the refractive index of the core changes according to the strain applied to the optical fiber and the ambient temperature, the wavelength of the reflected light from the FBG is detected to detect the presence or absence of the strain or temperature change, its magnitude, etc. can do. The liquid level meter described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-51744 is an application of the principle of strain detection by the FBG, but transmits the buoyancy of the float to the tensile strength member, and furthermore, transmits the strain of the tensile strength body to FBG. Since the structure transmits the force, a loss of force easily occurs and there is a problem in measurement accuracy, and the structure is generally complicated.

【0004】そこで本発明は、機械的可動部分が少ない
簡単な構造により、水位や水圧がある値以上になったか
否かを確実に検出可能とした光水位検出器を提供しよう
とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical water level detector capable of reliably detecting whether or not a water level and a water pressure have exceeded a certain value by a simple structure having few mechanically movable parts. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、水位を検出するべき水に浮
かぶフロートと、このフロートに従動して検出セル内を
上下動可能な上下動ユニットと、前記検出セル内部に検
出光を入射させる入力光ファイバと、前記検出セル内部
において入力光ファイバから上下動ユニットを介して出
射した光が入射する出力光ファイバと、を備え、前記上
下動ユニットは、水位が設定値以下であって上下動ユニ
ットが下死点にあるときに入力光ファイバ及び出力光フ
ァイバと一直線上に位置する第1の中間光ファイバと、
水位が設定値以上であって上下動ユニットが上死点にあ
るときに入力光ファイバ及び出力光ファイバと一直線上
に位置し、かつ、光ファイバブラッグ回折格子を有する
第2の中間光ファイバと、を備えたものである。
Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 comprises a float floating on water whose water level is to be detected, and an up-down movable which can move up and down in a detection cell following the float. Moving unit, an input optical fiber for inputting detection light into the detection cell, and an output optical fiber for receiving light emitted from the input optical fiber through the vertical movement unit from the input optical fiber inside the detection cell; A first intermediate optical fiber positioned in line with the input optical fiber and the output optical fiber when the water level is equal to or lower than the set value and the vertical motion unit is at the bottom dead center;
A second intermediate optical fiber that is aligned with the input optical fiber and the output optical fiber when the water level is equal to or higher than the set value and the vertical movement unit is at the top dead center, and that has an optical fiber Bragg grating; It is provided with.

【0006】請求項2記載の発明は、水位を検出するべ
き水に浮かぶフロートと、検出セルを貫通する一部に光
ファイバブラッグ回折格子を有し、かつ前記フロートに
従動して検出セル内を上下動可能であると共に検出光が
入射する光ファイバと、この光ファイバに取り付けられ
た第1の磁石と、前記検出セル内部に固定されて第1の
磁石に吸着可能な第2の磁石と、を備え、前記検出セル
内部の光ファイバは、水位が設定値以下のときには第
1,第2の磁石の吸着によって決まる位置にあり、水位
が設定値以上のときには第2の磁石との吸着が解除され
た第1の磁石の上死点によって決まる位置にあることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a float which floats on water whose water level is to be detected, and an optical fiber Bragg diffraction grating is provided in a part penetrating the detection cell, and the inside of the detection cell is driven by the float. An optical fiber capable of moving up and down and receiving the detection light, a first magnet attached to the optical fiber, a second magnet fixed inside the detection cell and adsorbable to the first magnet, Wherein the optical fiber inside the detection cell is at a position determined by the attraction of the first and second magnets when the water level is equal to or lower than a set value, and the attraction with the second magnet is released when the water level is equal to or higher than the set value. The first magnet is located at a position determined by the top dead center.

【0007】請求項3記載の発明は、水位を検出するべ
き水に浮かぶフロートと、このフロートを回動可能に支
持するアームと、検出セル内に設けられた前記アームの
支点と、この支点を取り巻くように配置されて一端が前
記アームに固定され、かつ他端が前記検出セル内部に固
定されていると共に光ファイバブラッグ回折格子を有
し、検出光が入射する光ファイバと、を備え、この光フ
ァイバは、水位の変化に伴うフロートの上下動に応じて
アームに固定された一端が移動可能であることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a float floating on the water whose water level is to be detected, an arm rotatably supporting the float, a fulcrum of the arm provided in the detection cell, and a fulcrum of the fulcrum. An optical fiber having an optical fiber Bragg diffraction grating arranged so as to surround and having one end fixed to the arm, and the other end fixed inside the detection cell, and having detection light incident thereon, The optical fiber is characterized in that one end fixed to the arm is movable in accordance with the vertical movement of the float accompanying a change in the water level.

【0008】請求項4記載の発明は、水位を検出するべ
き水に浮かぶフロートと、このフロートを回動可能に支
持するアームと、検出セル内に設けられた前記アームの
支点と、この支点を介して前記フロートとは反対側のア
ーム端部に一端が固定され、かつ検出光が入射する光フ
ァイバと、を備え、この光ファイバは、水位の変化に伴
うフロートの上下動に応じてアームに固定された一端が
移動可能であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a float floating on the water whose water level is to be detected, an arm rotatably supporting the float, a fulcrum of the arm provided in the detection cell, and a fulcrum. An optical fiber, one end of which is fixed to the arm end opposite to the float through which the detection light is incident, and the optical fiber is attached to the arm in accordance with the vertical movement of the float accompanying a change in water level. The fixed one end is movable.

【0009】請求項5記載の発明は、水位に応じた水圧
に応動するダイヤフラムを有する気密状の検出セルと、
前記ダイヤフラムの肉厚内を貫通してダイヤフラムと一
体化され、かつ検出光が入射すると共に光ファイバブラ
ッグ回折格子を有する光ファイバと、を備えたものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an airtight detection cell having a diaphragm responsive to a water pressure according to a water level;
An optical fiber that penetrates through the thickness of the diaphragm, is integrated with the diaphragm, receives detection light, and has an optical fiber Bragg diffraction grating.

【0010】請求項6記載の発明は、水位に応じた水圧
に応動するダイヤフラムを有する気密状の検出セルと、
前記検出セルの内部を貫通し、かつ検出光が入射すると
共に光ファイバブラッグ回折格子を有する光ファイバ
と、水圧の変化に応じて前記検出セル内の光ファイバを
移動させるように吸着及び吸着が解除される一対の磁石
と、を備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an airtight detection cell having a diaphragm responsive to a water pressure corresponding to a water level;
Suction and suction are released so as to penetrate the inside of the detection cell and receive the detection light and have an optical fiber Bragg diffraction grating, and to move the optical fiber in the detection cell according to a change in water pressure. And a pair of magnets.

【0011】請求項7記載の発明は、水位に応じた水圧
に応動して変形する受圧部と、この受圧部に一体的に固
着され、かつ光軸上に複数の切断部を有すると共に検出
光が入射する光ファイバと、を備え、前記受圧部の変形
により前記切断部を含む光ファイバを変形させ、切断部
に空気を介在させて光ファイバブラッグ回折格子を形成
するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a pressure receiving portion which is deformed in response to a water pressure corresponding to a water level, has a plurality of cut portions integrally fixed to the pressure receiving portion, and has a plurality of cut portions on an optical axis. And an optical fiber on which the cut portion is deformed by deformation of the pressure receiving portion, and air is interposed in the cut portion to form an optical fiber Bragg diffraction grating.

【0012】請求項8記載の発明は、水位に応じた水圧
に応動して移動する受圧部と、検出セル内で固定され、
かつ光軸上に有する複数の隙間によって光ファイバブラ
ッグ回折格子を形成すると共に検出光が入射する光ファ
イバと、前記受圧部の移動に伴って前記隙間を埋めるよ
うに充填され、かつ光ファイバと同一の屈折率を有する
液体と、を備えたものである。
[0012] The invention according to claim 8 is a pressure receiving part which moves in response to a water pressure according to a water level, and which is fixed in a detection cell,
And an optical fiber on which an optical fiber Bragg diffraction grating is formed by a plurality of gaps on the optical axis, and an optical fiber on which detection light is incident, and which is filled so as to fill the gap with the movement of the pressure receiving portion, and is the same as the optical fiber. And a liquid having a refractive index of

【0013】請求項9記載の発明は、水位に応じた水圧
に応動して変形する中空状の受圧体と、この受圧体の外
周面に緊密に巻き付けられ、かつ光ファイバブラッグ回
折格子を有すると共に検出光が入射する光ファイバと、
を備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a hollow pressure receiving member which is deformed in response to a water pressure corresponding to a water level, and has an optical fiber Bragg diffraction grating which is tightly wound around an outer peripheral surface of the pressure receiving member. An optical fiber on which detection light is incident,
It is provided with.

【0014】請求項10記載の発明は、光ファイバブラ
ッグ回折格子が形成された光ファイバと、水位または水
位に応じた水圧が所定値以上になると動作して前記ブラ
ッグ回折格子に歪みを加えると共に所定値以下になると
前記歪みを解除する手段と、を備えたものである。な
お、この発明は請求項2〜6及び請求項9に記載した発
明を包括するものである。
According to a tenth aspect of the present invention, the optical fiber on which the optical fiber Bragg diffraction grating is formed, operates when the water level or the water pressure according to the water level becomes a predetermined value or more, to apply a strain to the Bragg diffraction grating and to apply a predetermined voltage to the Bragg diffraction grating. Means for canceling the distortion when the value falls below the value. This invention covers the inventions described in claims 2 to 6 and claim 9.

【0015】請求項11記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに従動して伸
縮するベローズと、前記フロートに従動して検出セル内
を上下動可能なシャフトと、このシャフトを案内するリ
ニアガイドと、前記シャフトに固定されてシャフトに従
動するアームと、このアームの上下動を制限するストッ
パと、前記アームに一端が固定され、かつ他端が前記検
出セルに固定されているとともに内部に光ファイバブラ
ッグ回折格子が形成されてなる光ファイバと、を備えた
ものである。
[0015] The invention according to claim 11 is a float that floats on the water whose water level is to be detected, a bellows that expands and contracts by following the float, a shaft that can move up and down in the detection cell by following the float, A linear guide for guiding the shaft, an arm fixed to the shaft and driven by the shaft, a stopper for restricting vertical movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell And an optical fiber having an optical fiber Bragg diffraction grating formed therein.

【0016】請求項12記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに従動して伸
縮するダイアフラムと、このダイアフラムに従動して検
出セル内を上下動可能なシャフトと、このシャフトを案
内するリニアガイドと、前記シャフトに固定されてシャ
フトに従動するアームと、このアームの上下動を制限す
るストッパと、前記アームに一端が固定され、かつ他端
が前記検出セルに固定されているとともに内部に光ファ
イバブラッグ回折格子が形成されてなる光ファイバと、
を備えたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a float that floats on water whose water level is to be detected, a diaphragm that expands and contracts by following the float, a shaft that can move up and down in the detection cell by following the diaphragm, A linear guide for guiding the shaft, an arm fixed to the shaft and driven by the shaft, a stopper for restricting vertical movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell And an optical fiber having an optical fiber Bragg diffraction grating formed therein,
It is provided with.

【0017】請求項13記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに従動して伸
縮し、かつ前記フロートと検出セルとの間に配置された
ダイアフラムと、前記フロートの下方に配置されてフロ
ートを支持する板バネと、前記ダイアフラムに従動して
前記検出セル内を上下動可能なように前記ダイアフラム
に載置されたシャフトと、このシャフトを案内するリニ
アガイドと、前記シャフトに固定されてシャフトに従動
するアームと、このアームの上方への移動を制限するス
トッパと、前記アームに一端が固定され、かつ他端が前
記検出セルに固定されているとともに内部に光ファイバ
ブラッグ回折格子が形成されてなる光ファイバと、を備
えたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a float which floats on the water whose water level is to be detected, a diaphragm which expands and contracts following the float, and which is arranged between the float and the detection cell. A leaf spring disposed below to support the float, a shaft mounted on the diaphragm so as to be movable up and down in the detection cell following the diaphragm, a linear guide for guiding the shaft, An arm fixed to the shaft and driven by the shaft, a stopper for restricting upward movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell, and an optical fiber therein. And an optical fiber on which a Bragg diffraction grating is formed.

【0018】請求項14記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートが収容される
検出セルと、前記フロートに水を導入するための水導入
口と、水が導入される際に検出セル内の空気を抜くため
の空気抜き口と、浮力によって前記検出セル内を上方へ
移動したフロートに当接する受圧部と、この受圧部が固
定されるダイアフラムと、このダイアフラムに従動する
ブロックと、このブロックに一端が固定され、かつ他端
が前記検出セルに固定されているとともに内部に光ファ
イバブラッグ回折格子が形成されてなる光ファイバと、
を備えたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a float which floats on water whose water level is to be detected, a detection cell for accommodating the float, a water inlet for introducing water into the float, and a water inlet. An air vent for bleeding air from the detection cell, a pressure receiving portion that comes into contact with the float that has moved upward in the detection cell by buoyancy, a diaphragm to which the pressure receiving portion is fixed, and the diaphragm that follows the diaphragm. A block, an optical fiber having one end fixed to the block, and the other end fixed to the detection cell and having an optical fiber Bragg diffraction grating formed therein,
It is provided with.

【0019】請求項15記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに内蔵された
第1の磁性材料と、前記フロートが収容される検出セル
と、この検出セルに水を導入するための水導入口と、水
が導入される際に検出セル内の空気を抜くための空気抜
き口と、前記フロートの上方に配置されるとともに、圧
力によって変形しない非磁性材料からなる隔壁と、両端
部が前記隔壁上のブロックに固定されて隔壁と平行に配
置され、その両端部間に第2の磁性材料及び光ファイバ
ブラッグ回折格子が直列的に設けられた光ファイバと、
を備え、前記フロートの上下動により第1の磁性材料と
第2の磁性材料との間に磁力を作用させてスナップアク
ション動作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイ
バブラッグ回折格子に荷重を加えるようにしたものであ
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a float which floats on water whose water level is to be detected, a first magnetic material incorporated in the float, a detection cell in which the float is accommodated, and A water inlet for introducing air, an air vent for bleeding air in the detection cell when water is introduced, and a partition made of a non-magnetic material that is arranged above the float and does not deform due to pressure An optical fiber in which both ends are fixed to a block on the partition and are arranged in parallel with the partition, and a second magnetic material and an optical fiber Bragg diffraction grating are provided in series between both ends;
A magnetic force acts between the first magnetic material and the second magnetic material by moving the float up and down to move the second magnetic material by a snap action operation, and to apply a load to the optical fiber Bragg diffraction grating. It is intended to be added.

【0020】請求項16記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに内蔵された
第1の磁性材料と、前記フロートが収容される検出セル
と、この検出セルに水を導入するための水導入口と、水
が導入される際に検出セル内の空気を抜くための空気抜
き口と、前記フロートの上方に配置されるとともに、圧
力によって変形しない非磁性材料からなる隔壁と、一端
部が前記隔壁の上方に固定され、かつ他端部が第2の磁
性材料に連結されているとともに両端部間に光ファイバ
ブラッグ回折格子が形成された光ファイバと、を備え、
前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第2の磁
性材料との間に磁力を作用させてスナップアクション動
作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバブラッ
グ回折格子に荷重を加えるようにしたものである。
[0020] According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a float floating in water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell accommodating the float, and A water inlet for introducing air, an air vent for bleeding air in the detection cell when water is introduced, and a partition made of a non-magnetic material that is arranged above the float and does not deform due to pressure And an optical fiber having one end fixed above the partition wall, and the other end connected to the second magnetic material, and an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends.
A magnetic force acts between the first magnetic material and the second magnetic material by the vertical movement of the float to move the second magnetic material by a snap action operation, and to apply a load to the optical fiber Bragg diffraction grating. It was done.

【0021】請求項17記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶほぼ円筒状のフロートと、このフロート
に内蔵された第1の磁性材料と、フロートの中心に配置
された検出セルと、この検出セルの内部に両端が固定さ
れ、かつ、両端部間に第2の磁性材料及び光ファイバブ
ラッグ回折格子が直列的に設けられた光ファイバと、を
備え、前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第
2の磁性材料との間に磁力を作用させてスナップアクシ
ョン動作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバ
ブラッグ回折格子に荷重を加えるようにしたものであ
る。
According to a seventeenth aspect of the present invention, a substantially cylindrical float floating on the water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell arranged at the center of the float, An optical fiber having both ends fixed inside the detection cell, and a second magnetic material and an optical fiber Bragg diffraction grating provided in series between both ends; A magnetic force acts between the magnetic material and the second magnetic material to move the second magnetic material by a snap action operation to apply a load to the optical fiber Bragg diffraction grating.

【0022】請求項18記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに内蔵された
第1の磁性材料と、前記フロートが収容される検出セル
と、この検出セルに水が導入される際に検出セル内の空
気を抜くための空気抜き口と、前記フロートの上方に配
置されるとともに、圧力によって変形しない非磁性材料
からなる隔壁と、前記フロートと前記隔壁とを連結する
伸縮自在なベローズと、両端部が前記隔壁上のブロック
に固定されて隔壁と平行に配置され、その両端部間に第
2の磁性材料及び光ファイバブラッグ回折格子が直列的
に設けられた光ファイバと、を備え、前記フロートの上
下動により第1の磁性材料と第2の磁性材料との間に磁
力を作用させてスナップアクション動作により第2の磁
性材料を移動させ、光ファイバブラッグ回折格子に荷重
を加えるようにしたものである。
[0022] The invention according to claim 18 is characterized in that a float floating on the water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell accommodating the float, and When the air is introduced, an air vent for bleeding air in the detection cell, a partition made of a non-magnetic material which is arranged above the float and is not deformed by pressure, and connects the float and the partition An optical fiber in which a telescopic bellows and both ends are fixed to a block on the partition and are arranged in parallel with the partition, and a second magnetic material and an optical fiber Bragg grating are provided in series between both ends. And causing a magnetic force to act between the first magnetic material and the second magnetic material by moving the float up and down to move the second magnetic material by a snap action operation. It is obtained so as to apply a load to the optical fiber Bragg grating.

【0023】請求項19記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに内蔵された
検出セルと、一端が前記フロートに接続され、他端が固
定されたベローズと、前記検出セル内において一端部が
固定端に固定され、他端部におもりが取り付けられてそ
の両端部間に光ファイバブラッグ回折格子が形成された
光ファイバと、を備え、前記フロートの上下動により前
記固定端とおもりとの上下位置関係を逆転させて光ファ
イバブラッグ回折格子に加わる荷重を変化させるもので
ある。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a float which floats on water whose water level is to be detected, a detection cell incorporated in the float, a bellows having one end connected to the float and the other end fixed. An optical fiber in which one end is fixed to a fixed end in the detection cell, a weight is attached to the other end, and an optical fiber Bragg diffraction grating is formed between the both ends, and the float moves up and down, The vertical position relationship between the fixed end and the weight is reversed to change the load applied to the optical fiber Bragg diffraction grating.

【0024】請求項20記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートにアームを介
して連結され、前記フロートの上下動に応じて回動する
段付きシャフトと、検出セル内において前記段付きシャ
フトの段部に一端部が固定され、他端部が前記検出セル
に固定されるとともに両端部間に光ファイバブラッグ回
折格子が形成された光ファイバと、を備え、前記フロー
トの上下動により前記段部を回動させて光ファイバブラ
ッグ回折格子に加わる荷重を変化させるものである。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a float which floats on water whose water level is to be detected, a stepped shaft which is connected to the float via an arm, and which rotates according to the vertical movement of the float, An optical fiber having one end fixed to the step of the stepped shaft, the other end fixed to the detection cell, and an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends. The vertical portion moves the step portion to change the load applied to the optical fiber Bragg diffraction grating.

【0025】請求項21記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、前記フロートの上下動に応
じて回動するシャフトと、検出セル内において前記シャ
フトの回動に応じたバネによるスナップアクション動作
により第1の位置と第2の位置を保持するアームと、こ
のアームに近接して配置されるとともに、前記検出セル
に両端が固定され、かつ両端部間に光ファイバブラッグ
回折格子が形成された光ファイバと、を備え、前記アー
ムが第1の位置または第2の位置にあるときにこのアー
ムが光ファイバブラッグ回折格子に当接して荷重を加え
るものである。
According to a twenty-first aspect of the present invention, a float which floats on water whose water level is to be detected, a shaft which rotates in accordance with the vertical movement of the float, and a spring in the detection cell which corresponds to the rotation of the shaft An arm for holding the first position and the second position by a snap action operation, an arm disposed near the arm, both ends fixed to the detection cell, and an optical fiber Bragg diffraction grating between the both ends. And an optical fiber formed, wherein when the arm is in the first position or the second position, the arm abuts on the optical fiber Bragg grating to apply a load.

【0026】請求項22記載の発明は、水位を検出する
べき水に浮かぶフロートと、このフロートに球面軸受を
介して連結され、前記フロートの上下動に応じて回動す
るとともに、検出セル内においてバネによるスナップア
クション動作により第1の位置と第2の位置を保持する
アームと、このアームに近接して配置されるとともに、
前記検出セルに両端が固定され、かつ両端部間に光ファ
イバブラッグ回折格子が形成された光ファイバと、を備
え、前記アームが第1の位置または第2の位置にあると
きにこのアームが光ファイバブラッグ回折格子に当接し
て荷重を加えるものである。
According to a twenty-second aspect of the present invention, a float floating on the water whose water level is to be detected is connected to the float via a spherical bearing, and rotates in accordance with the up and down movement of the float. An arm that holds the first position and the second position by a snap action operation by a spring, and is arranged close to the arm;
An optical fiber having both ends fixed to the detection cell and having an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends, wherein when the arm is at the first position or the second position, the This is to apply a load in contact with the fiber Bragg diffraction grating.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は本発明の第1実施形態を示す構成
図である。図において、10は検出セルであり、その両
側壁には入力光ファイバ11及び出力光ファイバ12が
一直線上に取り付けられている。検出セル10内におい
て、両光ファイバ11,12の端面の間には、上下動ユ
ニット13が配置されており、この上下動ユニット13
の上方には、検出セル10を貫通する連結部17を介し
てフロート20が一体的に固定されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a detection cell, on both side walls of which an input optical fiber 11 and an output optical fiber 12 are attached in a straight line. In the detection cell 10, a vertically moving unit 13 is disposed between the end faces of the optical fibers 11 and 12.
Float 20 is integrally fixed above connection through connection portion 17 penetrating detection cell 10.

【0028】上下動ユニット13の上端面と検出セル1
0の上面との間、上下動ユニット13の下端面と検出セ
ル10の下面との間には、それぞれ伸縮自在ロッドを中
心としてバネ18a,18b,18c,18dが介在さ
れており、上下動ユニット13はフロート20の上下動
に伴ってバネ18a,18bまたは18c,18dに抗
しながら検出セル10内を上下動可能になっている。な
お、図1では上下動ユニット13とフロート20とが近
接した構造となっているが、フロート20が検出セル1
0からある程度離れた位置にあって連結部材により上下
動ユニット13に連結されていてもよく、いずれにして
もフロート20の動きが上下動ユニット13にロスなく
伝達される構造であればよい。
The upper end surface of the vertically moving unit 13 and the detection cell 1
0, and between the lower end surface of the vertical movement unit 13 and the lower surface of the detection cell 10, springs 18 a, 18 b, 18 c, and 18 d are interposed around the extensible rod, respectively. Numeral 13 allows the float 20 to move up and down in the detection cell 10 against the springs 18a and 18b or 18c and 18d as the float 20 moves up and down. In FIG. 1, the vertically moving unit 13 and the float 20 have a structure in which they are close to each other.
It may be connected to the vertical movement unit 13 by a connecting member at a position somewhat away from 0, and in any case, any structure may be used as long as the movement of the float 20 is transmitted to the vertical movement unit 13 without loss.

【0029】上下動ユニット13は、上下に並設された
第1,第2の中間光ファイバ15,16を保持部14に
よって一体化した構造となっている。ここで、下段の中
間光ファイバ16の中央には、コアの屈折率を光軸に沿
って周期的に変化させたFBG19が形成されている。
図示の状態では上下動ユニット13が下死点にあって上
段の中間光ファイバ15が入力光ファイバ11及び出力
光ファイバ12と一直線上に並んでいる。また、フロー
ト20の上昇に伴って上下動ユニット13が上昇し、そ
の上死点に達すると、下段の中間光ファイバ16が入力
光ファイバ11及び出力光ファイバ12と一直線上に並
ぶように構成されている。なお、図1には示されていな
いが、入力光ファイバ11の他端側は二つに分岐し、そ
の一方には白色光源(広帯域光源)が設置されていると
共に、他方にはFBG19からの反射光を受光してその
波長を検出する波長検出部が接続されている。
The vertically moving unit 13 has a structure in which first and second intermediate optical fibers 15 and 16 arranged vertically are integrated by a holding portion 14. Here, an FBG 19 in which the refractive index of the core is periodically changed along the optical axis is formed at the center of the lower intermediate optical fiber 16.
In the illustrated state, the vertical movement unit 13 is located at the bottom dead center, and the upper intermediate optical fiber 15 is aligned with the input optical fiber 11 and the output optical fiber 12. Further, the vertical movement unit 13 is moved up with the rise of the float 20, and when it reaches its top dead center, the lower intermediate optical fiber 16 is arranged so as to be aligned with the input optical fiber 11 and the output optical fiber 12. ing. Although not shown in FIG. 1, the other end of the input optical fiber 11 is branched into two, one of which is provided with a white light source (broadband light source), and the other is provided with a light source from the FBG 19. A wavelength detector for receiving the reflected light and detecting its wavelength is connected.

【0030】次に、この実施形態の動作を説明する。い
ま、水位が図のW1のようにフロート20より下にあっ
てフロート20に浮力が作用していないときに、バネ1
8a,18bの伸張力とフロート20及び上下動ユニッ
ト13の自重等がバネ18c,18dの伸張力を上回っ
て上下動ユニット13が下死点に位置するように設定し
ておくと、入力光ファイバ11から入射した光は上段の
中間光ファイバ15を通って出力光ファイバ12に入射
する。その後、水位が上昇していき、フロート20に浮
力が作用して上述した力の関係が逆転すると、フロート
20すなわち上下動ユニット13が上昇し、やがて上死
点に達して入力光ファイバ11と下段の中間光ファイバ
16と出力光ファイバ12とが一直線上に並ぶ。このと
きの水位をW2とする。これにより、入力光ファイバ1
1から入射した光は中間光ファイバ16のFBG19に
達し、特定波長の光が反射して入力光ファイバ11の他
端側の波長検出部に到達する。従って、波長検出部にお
いて反射光の波長を常時検出していれば、水位がW2以
上になったか否かを検出することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. Now, when the water level is below the float 20 and no buoyancy acts on the float 20 as shown by W1 in the figure, the spring 1
If the extension tension of the floats 8a and 18b and the weight of the float 20 and the vertical movement unit 13 exceed the extension tension of the springs 18c and 18d and the vertical movement unit 13 is set at the bottom dead center, the input optical fiber The light incident from 11 passes through the upper intermediate optical fiber 15 and enters the output optical fiber 12. Thereafter, when the water level rises and buoyancy acts on the float 20 to reverse the above-mentioned force relationship, the float 20, that is, the vertical movement unit 13 rises, and eventually reaches the top dead center, and the input optical fiber 11 and the lower stage move downward. The intermediate optical fiber 16 and the output optical fiber 12 are arranged on a straight line. The water level at this time is defined as W2. Thereby, the input optical fiber 1
The light incident from 1 reaches the FBG 19 of the intermediate optical fiber 16, and the light of a specific wavelength is reflected and reaches the wavelength detector on the other end of the input optical fiber 11. Therefore, if the wavelength of the reflected light is constantly detected by the wavelength detection unit, it is possible to detect whether or not the water level is equal to or higher than W2.

【0031】次に、本発明の第2実施形態を図2を参照
しつつ説明する。図2において、30は検出セルであ
り、その内外を光ファイバ31が貫通している。32は
検出セル30内の光ファイバ31に形成されたFBGで
ある。光ファイバ31の中央部外周面には金属がコーテ
ィングされて磁化され、第1の磁石33が形成されてい
る。この磁石33には、連結部17を介してフロート2
0が連結されている。また、検出セル30の下面には、
第1の磁石33に吸着する第2の磁石34が固定されて
いる。なお、図1の実施形態と同様に、光ファイバ31
の一端側は二つに分岐し、その一方には白色光源が設置
されていると共に、他方にはFBG32からの反射光を
受光してその波長を検出する波長検出部が接続されてい
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 30 denotes a detection cell, through which an optical fiber 31 penetrates. Reference numeral 32 denotes an FBG formed on the optical fiber 31 in the detection cell 30. The outer peripheral surface of the central portion of the optical fiber 31 is coated with a metal and magnetized to form a first magnet 33. The float 2 is connected to the magnet 33 via the connecting portion 17.
0 is linked. In addition, on the lower surface of the detection cell 30,
A second magnet 34 that is attracted to the first magnet 33 is fixed. Note that, like the embodiment of FIG.
Is branched into two, one of which is provided with a white light source, and the other of which is connected to a wavelength detecting unit which receives reflected light from the FBG 32 and detects its wavelength.

【0032】この実施形態の動作を説明すると、まず、
水位がW1のようにフロート20よりも下にあるとき、
磁石33,34は互いに吸着しているものとする。水位
が次第に上昇していってフロート20に浮力が作用し始
め、この浮力が磁石33,34相互の吸着力や磁石33
及びフロート20の自重等の和を上回ると、フロート2
0が上昇し始め、それにつれて光ファイバ31のFBG
32の部分も上に引き上げられる。このため、FBG3
2には歪みが加わり、その反射光の波長が元の状態から
変化する。
The operation of this embodiment will be described first.
When the water level is below the float 20 as in W1,
The magnets 33 and 34 are assumed to be attracted to each other. As the water level gradually rises, buoyancy begins to act on the float 20, and this buoyancy is the mutual attraction between the magnets 33 and 34 and the magnet 33.
And the sum of the weight of the float 20 and the like, the float 2
0 starts to rise, and accordingly the FBG of the optical fiber 31
The portion 32 is also pulled up. For this reason, FBG3
2 is distorted, and the wavelength of the reflected light changes from the original state.

【0033】図3は、FBGによる反射光波長のスペク
トルを概略的に示したもので、FBGに歪みが加わると
反射光波長がほぼ線形的に変化することが知られてい
る。従って、フロート20の変位によるFBG32の歪
み量と反射光波長との関係を予め求めておけば、光ファ
イバ31に接続された波長検出部によって反射光の波長
を常時検出することにより、水位がW2以上になったか
否かを検出することができる。
FIG. 3 schematically shows the spectrum of the wavelength of the reflected light by the FBG, and it is known that the wavelength of the reflected light changes almost linearly when distortion is applied to the FBG. Therefore, if the relationship between the amount of distortion of the FBG 32 due to the displacement of the float 20 and the wavelength of the reflected light is determined in advance, the wavelength of the reflected light is constantly detected by the wavelength detecting unit connected to the optical fiber 31, so that the water level becomes W2. It is possible to detect whether or not the above has occurred.

【0034】図4は本発明の第3実施形態を示す構成図
である。40は検出セルであり、その内部には支点45
を中心としてアーム49が回動可能に取り付けられてい
る。このアーム49の先端には、検出セル40の外部に
位置するフロート48が取り付けられる。前記支点45
を中心としてガイド円板43が設けられ、このガイド円
板43の外周面の一部に沿って光ファイバ41が取り付
けられていると共に、その一端はアーム49のフロート
48側に固定され、他端は検出セル40に固着されてい
るブロック47に固定された後、図示されていない白色
光源及び波長検出部に接続されている。また、光ファイ
バ41の途中にはFBG42が形成されている。44
a,44bは、アーム49のほぼ中央部と後端部とに伸
縮自在ロッド46a,46bを介して配置されたバネで
ある。また、491,492はファイバ保護用のストッ
パである。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. Reference numeral 40 denotes a detection cell, in which a fulcrum 45 is provided.
The arm 49 is attached so as to be rotatable around the center. At the tip of this arm 49, a float 48 located outside the detection cell 40 is attached. The fulcrum 45
The guide disk 43 is provided around the center, and an optical fiber 41 is attached along a part of the outer peripheral surface of the guide disk 43, and one end thereof is fixed to the float 48 side of the arm 49, Is fixed to a block 47 fixed to the detection cell 40, and then connected to a white light source and a wavelength detection unit (not shown). An FBG 42 is formed in the middle of the optical fiber 41. 44
Reference numerals a and 44b denote springs that are disposed at substantially the center and the rear end of the arm 49 via telescopic rods 46a and 46b. 491 and 492 are stoppers for protecting the fiber.

【0035】この実施形態の動作を説明すると、水位が
W1のようにフロート48よりも下にあり、フロート4
8に浮力が加わっていない状態において、バネ44bの
引張力がバネ44aのそれよりも大きく、フロート48
が下死点にあるものとする。その後、水位が上昇してい
ってフロート48に浮力が働くようになると、この浮力
はバネ44bの引張力を減らすように働いてアーム49
を回動させる。そして、アーム49が回動するとブロッ
ク47からガイド円板43及びアーム49のフロート4
8側に延びている光ファイバ41のFBG42に歪みが
加わり、その反射光の波長が変化する。その後、水位が
W2以上になると、フロート48は上死点に達する。
The operation of this embodiment will be described. The water level is below the float 48, as indicated by W1, and the float 4
8, when no buoyancy is applied to the float 48, the tension of the spring 44b is greater than that of the spring 44a,
Is at the bottom dead center. Thereafter, when the water level rises and buoyancy acts on the float 48, this buoyancy acts to reduce the tension of the spring 44 b and the arm 49.
Is rotated. When the arm 49 rotates, the guide disk 43 and the float 4 of the arm 49 are moved from the block 47.
Distortion is applied to the FBG 42 of the optical fiber 41 extending to the side 8, and the wavelength of the reflected light changes. Thereafter, when the water level becomes equal to or higher than W2, the float 48 reaches the top dead center.

【0036】ここでは、上述したように水位の変化に伴
ってフロート48が下死点と上死点との間を移動する動
作を便宜的にスナップアクション動作と呼ぶ。本実施形
態において、フロート48の変位によるFBG42の歪
み量と反射光波長との関係を予め求めておけば、光ファ
イバ41に接続された波長検出部によって反射光の波長
を常時検出することにより、水位がW2以上になったか
否かを検出することができる。
Here, the operation in which the float 48 moves between the bottom dead center and the top dead center in accordance with the change in the water level as described above is referred to as a snap action operation for convenience. In the present embodiment, if the relationship between the amount of distortion of the FBG 42 due to the displacement of the float 48 and the wavelength of the reflected light is obtained in advance, the wavelength of the reflected light is always detected by the wavelength detecting unit connected to the optical fiber 41. It can be detected whether or not the water level has become equal to or higher than W2.

【0037】なお、バネ及び伸縮自在ロッド46bを取
り去り、バネ44bによってアーム49の後端部に常
時、引張力(アーム49の後端部を引き上げる力)を働
かせるように構成した場合には、前述のスナップアクシ
ョン動作はなくなり、水位をFBG42の反射光波長の
変化から連続的に検出することが可能になるが、この場
合には後述の波長検出部(図11における参照符号30
0)にしきい値を設けることにより、水位が設定値以上
であるから否かの検出、すなわちスイッチ的な検出動作
が可能になる。
In the case where the spring and the extensible rod 46b are removed, and a tension force (a force for pulling up the rear end portion of the arm 49) is always applied to the rear end portion of the arm 49 by the spring 44b, the above-described configuration is employed. Is eliminated, and the water level can be continuously detected from the change in the reflected light wavelength of the FBG 42. In this case, a wavelength detecting unit (reference numeral 30 in FIG.
By providing a threshold value at 0), it is possible to detect whether or not the water level is equal to or higher than the set value, that is, a switch-like detection operation.

【0038】図5は本発明の第4実施形態を示してい
る。図において、50は検出セルであり、その内部には
支点58を中心としてアーム53が回動可能に取り付け
られている。このアーム53の先端には、検出セル50
の外部に位置するフロート57が取り付けられる。アー
ム53の他端にはFBG52を有する光ファイバ51の
一端が固定され、その他端は図示しない白色光源及び波
長検出部に接続されている。アーム53の他端と検出セ
ル50の下面との間には伸縮自在ロッド56aを中心に
してバネ54aが介在され、支点58のフロート57側
のアーム53と検出セル50の上面との間には伸縮自在
ロッド56bを中心にしてバネ54bが介在されてい
る。なお、591,592はファイバ保護用のストッパ
である。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 50 denotes a detection cell, in which an arm 53 is attached rotatably around a fulcrum 58. The tip of the arm 53 has a detection cell 50
Is attached. One end of an optical fiber 51 having an FBG 52 is fixed to the other end of the arm 53, and the other end is connected to a white light source and a wavelength detector (not shown). A spring 54a is interposed between the other end of the arm 53 and the lower surface of the detection cell 50 around a telescoping rod 56a, and between the arm 53 on the float 57 side of the fulcrum 58 and the upper surface of the detection cell 50. A spring 54b is interposed around the telescopic rod 56b. Reference numerals 591 and 592 denote stoppers for protecting the fiber.

【0039】この実施形態の動作を説明すると、水位が
W1のようにフロート57よりも下にあってフロート5
7に浮力が加わっていない状態では、バネ54bの伸張
力がバネ54aの引張力よりも大きく、フロート57が
下死点にあるものとする。その後、水位が上昇していっ
てフロート57に浮力が働くようになると、この浮力は
バネ54bの伸張力を減らすように働いてアーム53を
回動させる。アーム53の回動により、光ファイバ51
が引っ張られてそのFBG52に歪みが加わり、反射光
の波長が変化する。このため、図4の例と同様にフロー
ト57の変位によるFBG52の歪み量と反射光波長と
の関係を予め求めておけば、光ファイバ51に接続され
た波長検出部によって反射光の波長を常時検出すること
により、水位がW2以上になったか否かを検出すること
が可能である。
The operation of this embodiment will be described. The water level is below the float 57 and the float 5
In a state where no buoyancy is applied to 7, the tension of the spring 54b is larger than the tension of the spring 54a, and the float 57 is at the bottom dead center. Thereafter, when the water level rises and buoyancy acts on the float 57, the buoyancy acts to reduce the extension force of the spring 54b and rotates the arm 53. The rotation of the arm 53 causes the optical fiber 51 to move.
Is pulled, the FBG 52 is distorted, and the wavelength of the reflected light changes. For this reason, if the relationship between the amount of distortion of the FBG 52 due to the displacement of the float 57 and the wavelength of the reflected light is determined in advance as in the example of FIG. 4, the wavelength of the reflected light is constantly determined by the wavelength detection unit connected to the optical fiber 51. By detecting, it is possible to detect whether or not the water level has become equal to or higher than W2.

【0040】この実施形態においても、第3実施形態と
同様に、バネ54b及び伸縮自在ロッド56bを取り去
り、バネ54aによってアーム53の後端部に常時、伸
張力(アーム53の後端部を押し上げる力)を働かせる
ように構成すれば前述のスナップアクション動作はなく
なり、水位をFBG42の反射光波長の変化から連続的
に検出することが可能になる。そして、波長検出部にし
きい値を設けることにより、水位が設定値以上であるか
ら否かの検出、すなわちスイッチ的な検出動作が可能に
なる。
In this embodiment, as in the third embodiment, the spring 54b and the extensible rod 56b are removed, and the spring 54a constantly extends the rear end of the arm 53 (the rear end of the arm 53 is pushed up). Force), the snap action described above is eliminated, and the water level can be continuously detected from a change in the reflected light wavelength of the FBG 42. By providing a threshold value in the wavelength detection unit, it is possible to detect whether or not the water level is equal to or higher than the set value, that is, to perform a switch-like detection operation.

【0041】図6は本発明の第5実施形態を示してい
る。この実施形態は、FBGを利用して水位に対応する
水圧検出するようにした光水位検出器に関するものであ
り、後述の第6〜第9実施形態についても同様である。
図6において、60は中空円板状の検出セルであり、そ
の上面にはダイヤフラム63が形成されている。また、
このダイヤフラム63の肉厚内を直径方向に通過するよ
うに光ファイバ61が収納されている。このような構造
は、ダイヤフラム63と光ファイバ61とをプラスチッ
クにより一体成型することで容易に実現可能である。更
に、光ファイバ61のほぼ中央部には、FBG62が形
成されている。光ファイバ61の図示されていない一端
側は二つに分岐しており、その一方には白色光源が設置
されていると共に、他方にはFBG62からの反射光を
受光してその波長を検出する波長検出部が接続されてい
る。
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment relates to an optical water level detector for detecting a water pressure corresponding to a water level using FBG, and the same applies to sixth to ninth embodiments described later.
In FIG. 6, reference numeral 60 denotes a hollow disk-shaped detection cell, on the upper surface of which a diaphragm 63 is formed. Also,
The optical fiber 61 is accommodated so as to pass through the inside of the thickness of the diaphragm 63 in the diameter direction. Such a structure can be easily realized by integrally molding the diaphragm 63 and the optical fiber 61 with plastic. Further, an FBG 62 is formed substantially at the center of the optical fiber 61. One end (not shown) of the optical fiber 61 is branched into two, one of which is provided with a white light source, and the other of which is a wavelength for receiving reflected light from the FBG 62 and detecting its wavelength. The detection unit is connected.

【0042】次に、この実施形態の動作を説明する。図
6(a)の状態はダイヤフラム63の上面に加わる水圧
と検出セル60の内圧とが釣り合っている状態である。
ダイヤフラム63に加わる水圧が内圧を上回ると、図6
(b)に示すようにダイヤフラム63が凹む。図6
(b)の状態では(a)に比べて光ファイバ61つまり
FBG62が歪むので、光ファイバ61の一端から入射
してFBG62により反射する反射光の波長が変化する
ことになる。このため、水圧がある設定値以上になった
ときにダイヤフラム63がスナップアクション的に凹む
ように形成しておき、そのときの反射光波長を予め測定
しておけば、光ファイバ61の一端側の波長検出部で反
射光波長を常時検出することにより、水圧あるいは水位
が設定値以上になったか否かを容易に検出することがで
きる。また、水圧によってダイヤフラム63が連続的に
(徐々に)凹んでいく場合の反射光波長をしきい値と比
較して水圧が設定値を超えたことを検出するような二値
化信号検出方式をとってもよい。
Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 6A shows a state in which the water pressure applied to the upper surface of the diaphragm 63 and the internal pressure of the detection cell 60 are balanced.
When the water pressure applied to the diaphragm 63 exceeds the internal pressure, FIG.
As shown in (b), the diaphragm 63 is depressed. FIG.
In the state (b), the optical fiber 61, that is, the FBG 62 is distorted as compared with the state (a), so that the wavelength of the reflected light that enters from one end of the optical fiber 61 and is reflected by the FBG 62 changes. For this reason, when the water pressure exceeds a certain set value, the diaphragm 63 is formed so as to be recessed in a snap action, and if the wavelength of the reflected light at that time is measured in advance, the one end of the optical fiber 61 can be measured. By constantly detecting the reflected light wavelength by the wavelength detection unit, it is possible to easily detect whether or not the water pressure or the water level has exceeded a set value. In addition, a binarized signal detection method is used in which the reflected light wavelength when the diaphragm 63 is continuously (gradually) depressed by water pressure is compared with a threshold value to detect that the water pressure has exceeded a set value. You may take it.

【0043】図7は、本発明の第6実施形態を示す構成
図である。図において、70は中空円板状の検出セルで
あり、その上面にはダイヤフラム73が形成されてい
る。ダイヤフラム73の内面には磁石74が固定され、
対抗する検出セル70の底面にも磁石75が固定されて
いる。これらの一対の磁石74,75は平常時に互いに
吸着している。また、検出セル70の直径部分及び磁石
74を貫通するように光ファイバ71が配置されてお
り、前記同様に光ファイバ71のほぼ中央部にはFBG
72が形成されている。更に、光ファイバ71の図示さ
れていない一端側には白色光源及び波長検出部が接続さ
れている。
FIG. 7 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 70 denotes a hollow disk-shaped detection cell, on the upper surface of which a diaphragm 73 is formed. A magnet 74 is fixed to the inner surface of the diaphragm 73,
A magnet 75 is also fixed to the bottom surface of the detection cell 70 which opposes. The pair of magnets 74 and 75 are normally attracted to each other. Further, an optical fiber 71 is disposed so as to penetrate the diameter portion of the detection cell 70 and the magnet 74, and the FBG is located almost at the center of the optical fiber 71 as described above.
72 are formed. Further, a white light source and a wavelength detector are connected to one end of the optical fiber 71 (not shown).

【0044】この実施形態の動作を説明すると、図6と
異なるのは、平常時には図7(a)のように磁石74,
75の吸着によってダイヤフラム73が凹んでおり、ダ
イヤフラム73に加わる水圧が減少するとダイヤフラム
73が磁石74,75の吸着力に打ち勝って復帰し、図
7(b)のようになる点である。この実施形態でも、ダ
イヤフラム73に加わる圧力によってFBG72に加わ
る歪み量ひいては反射光波長が変化するため、この反射
光波長を検出することで水圧あるいは水位が設定値以上
になったか否かを検出可能である。また、前記同様にダ
イヤフラム73のスナップアクション的な変形による波
長変化と、連続的な変形による波長変化のいずれの場合
にも対応することができる。
The operation of this embodiment will be described. The difference from FIG. 6 is that the magnet 74 and the magnet 74, as shown in FIG.
When the water pressure applied to the diaphragm 73 decreases, the diaphragm 73 overcomes the attraction force of the magnets 74 and 75 and returns, as shown in FIG. 7B. Also in this embodiment, since the amount of distortion applied to the FBG 72 and thus the reflected light wavelength changes due to the pressure applied to the diaphragm 73, it is possible to detect whether or not the water pressure or the water level has exceeded a set value by detecting the reflected light wavelength. is there. As described above, it is possible to cope with both the wavelength change due to the snap action deformation of the diaphragm 73 and the wavelength change due to the continuous deformation.

【0045】図8は、本発明の第7実施形態を示す概念
図である。上記各実施形態では光ファイバに予めFBG
を作り込むものであるが、この実施形態は、受圧部から
光ファイバに水圧が加わったときに自動的にFBGが形
成され、特定波長の反射光を生じさせるようにしたもの
である。図8において、81は光ファイバであり、ダイ
ヤフラム等のフレキシブルな受圧部83の表面に固着さ
れている。この光ファイバ81の中央部には複数の切断
部82aが所定の間隔で形成されている。光ファイバ8
1の図示されていない一端側には白色光源及び波長検出
部が接続されている。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the optical fiber is
In this embodiment, when water pressure is applied to the optical fiber from the pressure receiving section, an FBG is automatically formed, and reflected light of a specific wavelength is generated. In FIG. 8, reference numeral 81 denotes an optical fiber, which is fixed to the surface of a flexible pressure receiving portion 83 such as a diaphragm. At the center of the optical fiber 81, a plurality of cut portions 82a are formed at predetermined intervals. Optical fiber 8
A white light source and a wavelength detection unit are connected to one end (not shown) of the light source 1.

【0046】この実施形態の動作としては、平常時は図
8(a)のように光ファイバ81が直線状であって、光
ファイバ81の一端から入射した光は他端から出射可能
である。いま、水位に応じた水圧が受圧部83に加わる
と、受圧部83は上方へ湾曲する。これに伴い、受圧部
83の表面に固着されている光ファイバ81もその全体
が上方へ湾曲するので、切断部82aが開いてその間に
空気が入り込む。これらの複数の切断部82aを含む光
ファイバ81の中央部を見ると、コアの屈折率が光軸に
沿ってほぼ周期的に変化しているFBG82と考えるこ
とができる。すなわち、所定の水圧によって光ファイバ
81にFBG82が形成された状態となり、光ファイバ
81の一端から入射した光のうち特定波長の光がFBG
82によって反射することになる。このため、図6,図
7の実施形態等と同様に、波長検出部によって反射光波
長を常時検出することにより、水圧または水位が設定値
以上になったか否かを検出することができる。
In the operation of this embodiment, the optical fiber 81 is normally linear as shown in FIG. 8A, and light incident from one end of the optical fiber 81 can be emitted from the other end. Now, when the water pressure according to the water level is applied to the pressure receiving portion 83, the pressure receiving portion 83 bends upward. Accordingly, the entire optical fiber 81 fixed to the surface of the pressure receiving portion 83 also curves upward, so that the cut portion 82a is opened and air enters between the cut portions 82a. Looking at the central portion of the optical fiber 81 including the plurality of cut portions 82a, it can be considered as the FBG 82 in which the refractive index of the core changes substantially periodically along the optical axis. That is, the FBG 82 is formed on the optical fiber 81 by the predetermined water pressure, and the light of the specific wavelength out of the light incident from one end of the optical fiber 81 is the FBG 82.
It will be reflected by 82. Therefore, as in the embodiments shown in FIGS. 6 and 7 and the like, it is possible to detect whether or not the water pressure or the water level has exceeded a set value by constantly detecting the reflected light wavelength by the wavelength detection unit.

【0047】図9は本発明の第8実施形態を示してい
る。この実施形態では、検出セル90内の光ファイバ9
1を複数の隙間92aにより分割した状態で固定してお
き、その下方に光ファイバ91と屈折率が同一のマッチ
ングオイル94を充填してある。このマッチングオイル
94は、水位に応じた水圧が加わる受圧部93が上方へ
移動することで上記隙間92a内に移動し、隙間92a
を埋めることが可能である。なお、これらの隙間92a
を有する光ファイバ91によってFBG92が形成され
ている。光ファイバ91の図示されていない一端側には
白色光源及び波長検出部が接続されている。
FIG. 9 shows an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical fiber 9 in the detection cell 90 is
1 is fixed in a state divided by a plurality of gaps 92a, and a lower portion thereof is filled with a matching oil 94 having the same refractive index as that of the optical fiber 91. The matching oil 94 is moved into the gap 92a by the upward movement of the pressure receiving portion 93 to which the water pressure according to the water level is applied.
It is possible to fill in. Note that these gaps 92a
An FBG 92 is formed by the optical fiber 91 having the following. A white light source and a wavelength detector are connected to one end (not shown) of the optical fiber 91.

【0048】この実施形態の動作を説明すると、図9の
状態で光ファイバ91の一端から光を入射すると、FB
G92により特定波長の光が反射する。この状態で受圧
部93に所定の水圧が加わると、光ファイバ91と屈折
率が同一のマッチングオイル94が隙間92aに入り込
んで空間を埋めるため、あたかも連続した1本の光ファ
イバ91と等価な状態になる。すなわち、FBGの有無
による反射光波長の変化から、水圧または水位が設定値
以上になったか否かを検出することができる。
The operation of this embodiment will be described. When light enters from one end of the optical fiber 91 in the state of FIG.
G92 reflects light of a specific wavelength. When a predetermined water pressure is applied to the pressure receiving portion 93 in this state, the matching oil 94 having the same refractive index as the optical fiber 91 enters the gap 92a and fills the space, so that a state equivalent to one continuous optical fiber 91 is obtained. become. That is, it is possible to detect whether or not the water pressure or the water level has exceeded a set value from the change in the reflected light wavelength depending on the presence or absence of the FBG.

【0049】図10は本発明の第9実施形態を示してい
る。この実施形態では、ほぼ樽形の缶などからなる中空
の受圧体103の外周面に光ファイバ101が緊密に巻
き付けられており、受圧体103の外周面に接する光フ
ァイバ101の一部にFBG102が形成されている。
光ファイバ101の図示されていない一端側には、白色
光源及び波長検出部が接続されている。なお、受圧体1
03は水圧によって図10(b),(c)のように変形
可能である。
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical fiber 101 is tightly wound around the outer peripheral surface of a hollow pressure receiving body 103 formed of a substantially barrel-shaped can or the like, and the FBG 102 is mounted on a part of the optical fiber 101 in contact with the outer peripheral surface of the pressure receiving body 103. Is formed.
A white light source and a wavelength detector are connected to one end (not shown) of the optical fiber 101. In addition, the pressure receiver 1
03 can be deformed by water pressure as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c).

【0050】その動作としては、受圧体103の内部は
所定の圧力に保たれており、水位に応じた外部からの水
圧が設定値以下の場合には受圧体103が変形すること
はない。しかし、水圧が設定値にまで上昇して受圧体1
03の内圧を超えると、いわゆるスナップアクション動
作により受圧体103の周面が内側へ反転して凹む。こ
れによりFBG102に加わる歪み量が変化し、FBG
102による反射光波長も変化するので、水圧または水
位が設定値以上になったことを検出することができる。
なお、本実施形態でも、上述したスナップアクション的
な変形による波長変化と、連続的な変形による波長変化
のいずれの場合にも対応することができる。
In the operation, the inside of the pressure receiving body 103 is maintained at a predetermined pressure, and the pressure receiving body 103 is not deformed when the external water pressure according to the water level is equal to or lower than a set value. However, when the water pressure rises to the set value and the pressure receiver 1
When the internal pressure exceeds 03, the peripheral surface of the pressure receiving body 103 is turned inward and dented by a so-called snap action operation. As a result, the amount of distortion applied to the FBG 102 changes, and the FBG 102
Since the wavelength of the light reflected by 102 also changes, it is possible to detect that the water pressure or the water level has exceeded a set value.
In this embodiment, it is possible to cope with both the wavelength change due to the above-described snap action deformation and the wavelength change due to the continuous deformation.

【0051】図11は本発明の第10実施形態を示して
いる。この実施形態は、水位変化に伴ってフロートに作
用する浮力をFBGに伝達し、水位変化をFBGの反射
波長の変化として検出するものである。本実施形態で
は、ベローズ106の片側に水位に応じて上下動するフ
ロート105が固定されており、ベローズ106の他端
は検出セル104に固定される。このベローズ106
は、検出セル104とフロート105との間に気密性を
保って接続される。
FIG. 11 shows a tenth embodiment of the present invention. In this embodiment, the buoyancy acting on the float according to the water level change is transmitted to the FBG, and the water level change is detected as a change in the reflection wavelength of the FBG. In this embodiment, a float 105 that moves up and down according to the water level is fixed to one side of the bellows 106, and the other end of the bellows 106 is fixed to the detection cell 104. This bellows 106
Is connected between the detection cell 104 and the float 105 while maintaining airtightness.

【0052】フロート105には、垂直方向に延びるシ
ャフト108の一端が連結されており、リニアガイド1
07によって上下運動以外を拘束されているので、フロ
ート105の上下動と連動してシャフト108は上下動
する。また、シャフト108の他端にはアーム113が
水平方向に固定されており、このアーム113にはFB
G109の片方が固定されている。検出セル104に固
定されたブロック112には、FBG109の一端部側
の光ファイバ701が固定されている。また、シャフト
108の上下運動を拘束するため、下限ストッパ110
及び上限ストッパ111が検出セル104に固定され
る。更に、FBG109の他端部側の光ファイバ701
は、検出セル104に取り付けられたブロック112に
固定されている。
One end of a shaft 108 extending in the vertical direction is connected to the float 105, and the linear guide 1
07 restricts the movement other than the vertical movement, the shaft 108 moves up and down in conjunction with the vertical movement of the float 105. An arm 113 is fixed to the other end of the shaft 108 in the horizontal direction.
One of G109 is fixed. An optical fiber 701 at one end of the FBG 109 is fixed to the block 112 fixed to the detection cell 104. In order to restrain the vertical movement of the shaft 108, a lower limit stopper 110
And the upper limit stopper 111 is fixed to the detection cell 104. Further, the optical fiber 701 on the other end side of the FBG 109
Are fixed to a block 112 attached to the detection cell 104.

【0053】FBG109は、水位が低く浮力がフロー
ト105に作用していない状態で自然長を保つように固
定されており、この状態ではアーム113が下限ストッ
パ110に当接している。このとき、ベローズ106も
自然長を保つように設定されている。
The FBG 109 is fixed so as to maintain its natural length when the water level is low and buoyancy is not acting on the float 105. In this state, the arm 113 is in contact with the lower limit stopper 110. At this time, the bellows 106 is also set to maintain the natural length.

【0054】次に、この実施形態の動作を説明する。図
11(a)のごとく水位がW1のレベルにあり、フロー
ト105に浮力が働かない状態では、ベローズ106と
FBG109とは自然長を保っているので、フロート1
05と連動して上下動するシャフト108にはフロート
105とシャフト108の自重で重力方向の力が発生し
ている。この時、シャフト108は下限ストッパ110
とアーム113との当接によって下限位置にある。
Next, the operation of this embodiment will be described. In a state where the water level is at the level of W1 and no buoyancy acts on the float 105 as shown in FIG. 11A, the bellows 106 and the FBG 109 maintain their natural lengths.
A force in the direction of gravity is generated by the weight of the float 105 and the shaft 108 on the shaft 108 that moves up and down in conjunction with 05. At this time, the shaft 108 is
The arm 113 is at the lower limit position by contact with the arm 113.

【0055】水位が上昇して図11(b)に示すように
W2の位置になると、フロート105には浮力が発生す
る。この浮力によりフロート105が上昇してベローズ
106が縮められるとともに、シャフト108及びアー
ム113が上方へ移動してFBG109が引き延ばされ
る。ここで、シャフト108の上方への移動は上限スト
ッパ111により制限されているため、FBG109に
加わる荷重もある一定値以上には変化しない。水位が再
びW1に戻るときはベローズ106及びFBG109が
自然長に戻ろうとする力が作用するため、下限ストッパ
とアーム113とが当接する下限位置にまで戻る。
When the water level rises and reaches the position W2 as shown in FIG. 11B, buoyancy is generated in the float 105. The float 105 rises due to the buoyancy, the bellows 106 is contracted, and the shaft 108 and the arm 113 are moved upward so that the FBG 109 is extended. Here, since the upward movement of the shaft 108 is restricted by the upper limit stopper 111, the load applied to the FBG 109 does not change beyond a certain value. When the water level returns to W1 again, the bellows 106 and the FBG 109 exert a force to return to the natural length, and therefore return to the lower limit position where the lower limit stopper and the arm 113 abut.

【0056】このように、水位の変化に伴うシャフト1
08及びアーム113の移動に伴ってFBG109が引
き延ばされることにより、FBG109の反射光波長も
短波長から長波長へと変化するので、波長変換部により
反射光波長を常時検出すれば、水位または水圧が設定値
以上になったのを検出することができる。この実施形態
の特徴は、フロート105に連結されたシャフト108
の移動がリニアガイド107により上下動のみに規制さ
れているため、フロート105に対して水平方向に水の
流れが作用してもFBG119に荷重が加わらず、波長
検出に際して影響を受けにくいという点である。
As described above, the shaft 1 accompanying the change in the water level
08 and the movement of the arm 113, the wavelength of the reflected light of the FBG 109 also changes from a short wavelength to a long wavelength by extending the FBG 109. Therefore, if the wavelength conversion unit constantly detects the reflected light wavelength, the water level or the water pressure Is detected to be equal to or greater than the set value. A feature of this embodiment is that the shaft 108 connected to the float 105
Movement is restricted only by vertical movement by the linear guide 107, so that even if a water flow acts on the float 105 in the horizontal direction, no load is applied to the FBG 119 and the FBG 119 is not easily affected by wavelength detection. is there.

【0057】図12は本発明の第11実施形態を示して
いる。この実施形態も、第10実施形態と同様に水位変
化によりフロートに作用する浮力をFBGに伝達し、そ
の反射波長の変化を検出するものである。本実施形態で
は、水位に応じて上下動するフロート115がダイアフ
ラム116の中心に固定されており、ダイアフラム11
6の周囲は電子ビーム溶接等の気密性を確保する手段を
用いて検出セル104の底部に固定される。ダイアフラ
ム116には垂直方向にシャフト117が連結されてお
り、このシャフト117はリニアガイド122によって
上下動以外の移動が拘束されているのでフロート115
に連動して上下動可能となっている。
FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the present invention. In this embodiment, as in the tenth embodiment, the buoyancy acting on the float due to a change in water level is transmitted to the FBG, and a change in the reflection wavelength is detected. In the present embodiment, the float 115 that moves up and down according to the water level is fixed to the center of the diaphragm 116,
The periphery of 6 is fixed to the bottom of the detection cell 104 using a means for ensuring airtightness such as electron beam welding. A shaft 117 is connected to the diaphragm 116 in the vertical direction. Since the shaft 117 is restricted by the linear guide 122 from movement other than vertical movement, the float 117
It can be moved up and down in conjunction with.

【0058】シャフト117の上端部にはアーム123
が水平方向に固定されており、このアーム123の先端
にはFBG119の一端部側の光ファイバ701が固定
されている。検出セル114に固定されたブロック11
8には、FBG119の他端部側の光ファイバ701が
固定されている。また、シャフト117の上下運動を拘
束するため、下限ストッパ120及び上限ストッパ12
1が検出セル114に固定されている。
At the upper end of the shaft 117, an arm 123 is provided.
Is fixed in the horizontal direction, and an optical fiber 701 at one end of the FBG 119 is fixed to the tip of the arm 123. Block 11 fixed to detection cell 114
8, an optical fiber 701 at the other end of the FBG 119 is fixed. Further, in order to restrain the vertical movement of the shaft 117, the lower limit stopper 120 and the upper limit stopper 12
1 is fixed to the detection cell 114.

【0059】FBG119は、水位が低く浮力がフロー
ト115に作用していない状態で自然長を保つように固
定されており、この状態ではアーム123が下限ストッ
パ120に当接している。このとき、ダイアフラム11
6はフロート115の自重によって伸びた状態になって
いる。また、フロート115が浮力を受けて上昇し、ア
ーム123が上限ストッパ121に当接した状態では、
ダイアフラム116が変形無しの状態になるように形成
されている。このダイアフラム116はフロート115
及びシャフト117の自重によって変形するが、その変
形量は下限ストッパ120にて制限される。
The FBG 119 is fixed so that its water level is low and buoyancy does not act on the float 115 so as to maintain its natural length. In this state, the arm 123 is in contact with the lower limit stopper 120. At this time, the diaphragm 11
Reference numeral 6 denotes a state in which the float 115 is extended by its own weight. Further, in a state where the float 115 rises due to the buoyancy and the arm 123 contacts the upper limit stopper 121,
The diaphragm 116 is formed so as not to be deformed. This diaphragm 116 is a float 115
The shaft 117 is deformed by its own weight, but the amount of deformation is limited by the lower limit stopper 120.

【0060】次に、この実施形態の動作を説明する。図
12(a)に示すように水位がW1のレベルにある場合
は、フロート115に浮力が働かずFBG119は自然
長を保っているので、荷重は発生しない。このとき、フ
ロート115及びシャフト117の自重がダイアフラム
116に作用するが、アーム123は下限ストッパ12
0に当接していて下限位置にある。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the water level is at the level of W1 as shown in FIG. 12A, no buoyancy acts on the float 115 and the FBG 119 keeps its natural length, so that no load is generated. At this time, the weight of the float 115 and the shaft 117 acts on the diaphragm 116, but the arm 123 is
It is in contact with 0 and is at the lower limit position.

【0061】図12(b)に示すごとく水位が変化して
W2の位置になると、フロート115には浮力が発生す
る。この浮力により、フロート115が上方に動くとシ
ャフト117及びアーム123が連動し、FBG119
は引き延ばされる。ここで、シャフト117の上方への
移動は、アーム123と上限ストッパ121との当接に
よって制限されるため、FBG9に加わる荷重はある一
定値以上には変化しない。
When the water level changes to the position W2 as shown in FIG. 12B, buoyancy is generated in the float 115. Due to this buoyancy, when the float 115 moves upward, the shaft 117 and the arm 123 work together, and the FBG 119
Is stretched. Here, since the upward movement of the shaft 117 is limited by the contact between the arm 123 and the upper limit stopper 121, the load applied to the FBG 9 does not change beyond a certain value.

【0062】水位がW1に戻るときは、FBG109が
自然長に戻ろうとする力とシャフト117及びフロート
115の自重が加わり、アーム123が下限ストッパ1
20に当接する位置で停止する。このように、水位の変
化に伴うシャフト117及びアーム123の移動に伴っ
てFBG119が引き延ばされることにより、その反射
光波長も短波長から長波長へと変化するので、波長変換
部により反射光波長を常時検出すれば、水位または水圧
が設定値以上になったのを検出することができる。
When the water level returns to W1, the force of the FBG 109 to return to its natural length and the weight of the shaft 117 and the float 115 are applied, and the arm 123 moves to the lower limit stopper 1
Stop at the position where it comes into contact with 20. As described above, the FBG 119 is elongated with the movement of the shaft 117 and the arm 123 due to the change in the water level, and the wavelength of the reflected light also changes from a short wavelength to a long wavelength. Is constantly detected, it is possible to detect that the water level or the water pressure has exceeded a set value.

【0063】この実施形態においても、フロート115
に連結されたシャフト117の運動がリニアガイド12
2によって上下動のみに規制されているため、フロート
115に対して水平方向に水の流れが作用してもFBG
119が影響を受けにくいという特徴がある。また、第
10実施形態のようにベローズ106を用いた場合、ベ
ローズ106の隙間にゴミ等が入るとベローズ106が
変形しにくくなり動作しなくなることがある。この点、
第11実施形態ではベローズ106に代えてダイアフラ
ム116を用いることで、ゴミ等に対する検出不良が解
消されて信頼性が向上するという特徴がある。
Also in this embodiment, the float 115
The movement of the shaft 117 connected to the linear guide 12
2 restricts the vertical movement only, so that even if the flow of water acts on the float 115 in the horizontal direction, the FBG
119 is less affected. Further, when the bellows 106 is used as in the tenth embodiment, if dust or the like enters the gap between the bellows 106, the bellows 106 is less likely to be deformed and may not operate. In this regard,
The eleventh embodiment has a feature that the use of the diaphragm 116 instead of the bellows 106 eliminates a detection failure for dust or the like and improves reliability.

【0064】図13は本発明の第12実施形態を示して
いる。この実施形態も、水位変化によりフロートに作用
する浮力をFBGに伝達し、その反射波長の変化を検出
するものである。本実施形態では、水位に応じて上下動
するフロート125が、ダイアフラム126と板バネ1
27とに挟まれて連結されている。ダイアフラム126
は、検出セル124側に固定され、板バネ127は、検
出セル124から伸びている一対のロッド135に固定
される。
FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the present invention. This embodiment also transmits buoyancy acting on the float due to a change in water level to the FBG, and detects a change in the reflection wavelength. In the present embodiment, the float 125 that moves up and down according to the water level includes the diaphragm 126 and the leaf spring 1.
27 and are connected. Diaphragm 126
Is fixed to the detection cell 124 side, and the leaf spring 127 is fixed to a pair of rods 135 extending from the detection cell 124.

【0065】検出セル124の内部において、ダイアフ
ラム126の中心部上面にはダイアフラム126の上下
動を伝達するためのシャフト128が載置され、このシ
ャフト128が垂直方向に延びている。なお、ダイアフ
ラム126から伝わる変位を正確に伝達するため、シャ
フト128の下端面は球面状であることが望ましい。こ
のシャフト128は、リニアガイド129によって上下
動のみ可能なように規制されている。シャフト128の
上端部には水平方向にアーム132が固定されており、
アーム132の先端部はFBG133の一端部側の光フ
ァイバ701に固定され、FBG133の他端部側の光
ファイバ701は検出セル124に取り付けられたブロ
ック134に固定される。
Inside the detection cell 124, a shaft 128 for transmitting the vertical movement of the diaphragm 126 is mounted on the upper surface of the center of the diaphragm 126, and the shaft 128 extends in the vertical direction. In order to accurately transmit the displacement transmitted from the diaphragm 126, the lower end surface of the shaft 128 is desirably spherical. The shaft 128 is regulated by a linear guide 129 so that it can only move up and down. An arm 132 is fixed to the upper end of the shaft 128 in the horizontal direction.
The tip of the arm 132 is fixed to an optical fiber 701 on one end of the FBG 133, and the optical fiber 701 on the other end of the FBG 133 is fixed to a block 134 attached to the detection cell 124.

【0066】下限ストッパ130は板バネ127の下方
に固定され、板バネ127の変形をその中央部で規制す
ることによりダイアフラム126上のシャフト128の
上下動の下限位置を規制している。上限ストッパ131
は、検出セル124の内部に設置されており、シャフト
128と連動して上下動するアーム132の上限位置を
規制することでストッパとして機能する。
The lower limit stopper 130 is fixed below the leaf spring 127, and regulates the deformation of the leaf spring 127 at the center thereof to regulate the lower limit position of the vertical movement of the shaft 128 on the diaphragm 126. Upper limit stopper 131
Is installed inside the detection cell 124, and functions as a stopper by regulating the upper limit position of the arm 132 that moves up and down in conjunction with the shaft 128.

【0067】ダイアフラム126及び板バネ127は、
フロート125に浮力が加わっていない状態では、フロ
ート125の自重により重力方向に荷重を受けて重力方
向に変形するが、板バネ127が下限ストッパ130に
当接する位置以上には変形しない。このとき、ダイアフ
ラム126に載せられているシャフト128は下限位置
にあり、FBG133はその状態で自然長を保つように
設定されている。
The diaphragm 126 and the leaf spring 127
In a state where no buoyancy is applied to the float 125, the float 125 receives a load in the direction of gravity due to its own weight and deforms in the direction of gravity, but does not deform beyond the position where the leaf spring 127 contacts the lower limit stopper 130. At this time, the shaft 128 placed on the diaphragm 126 is at the lower limit position, and the FBG 133 is set to maintain the natural length in that state.

【0068】次に、この実施形態の動作を説明する。図
13(a)のように水位がW1のレベルにあり、フロー
ト125に浮力が働かない状態では、フロート125及
びシャフト128の自重がダイアフラム126と板バネ
127に作用しており、これらは板バネ127が下限ス
トッパ130に当接した位置に保持されている。
Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 13 (a), when the water level is at the level of W1 and buoyancy does not act on the float 125, the weight of the float 125 and the shaft 128 acts on the diaphragm 126 and the leaf spring 127. 127 is held at a position where it contacts the lower limit stopper 130.

【0069】水位が変化してW2の位置になると、フロ
ート125には浮力が発生する。この浮力によりフロー
ト125が上方に移動すると、ダイアフラム126及び
板バネ127も上方に変形し、同時にシャフト128を
押し上げる。すると、シャフト128に従動するアーム
132に固定されているFBG133は引き延ばされ
る。その際、シャフト128の上方への移動はアーム1
32の上限ストッパ131への当接によって規制される
ので、FBG133に加わる荷重はある一定値以上は変
化しない。
When the water level changes to the position W2, the float 125 generates buoyancy. When the float 125 moves upward due to the buoyancy, the diaphragm 126 and the leaf spring 127 also deform upward, and simultaneously push up the shaft 128. Then, the FBG 133 fixed to the arm 132 driven by the shaft 128 is extended. At this time, the upward movement of the shaft 128
The load applied to the FBG 133 does not change by a certain value or more because it is regulated by the contact of the 32 with the upper limit stopper 131.

【0070】水位がW1に戻るときは、FBG133が
自然長に戻ろうとする力とシャフト128及びフロート
125の自重により、これらは板バネ127が下限スト
ッパ130に当接する位置で停止する。このように、水
位の変化に伴ってFBG119が引き延ばされることに
より、その反射光波長も短波長から長波長へと変化する
ので、波長変換部により反射光波長を常時検出すれば、
水位または水圧が設定値以上になったのを検出すること
ができる。
When the water level returns to W1, the force of the FBG 133 to return to its natural length and the weight of the shaft 128 and the float 125 stop at the position where the leaf spring 127 contacts the lower limit stopper 130. As described above, the FBG 119 is elongated with the change of the water level, and the reflected light wavelength also changes from the short wavelength to the long wavelength. Therefore, if the reflected light wavelength is always detected by the wavelength conversion unit,
It can be detected that the water level or the water pressure has exceeded the set value.

【0071】この実施形態の特徴は、フロート125を
板バネ127とダイアフラム126とにより挟んで連結
していることにある。すなわち、図12に示した実施形
態では、水の流れがある時にも水位を正確に検出できる
ようにダイアフラム及びフロートをシャフトに連結しな
くてはならない。しかしながら、ダイアフラムは厚みが
薄くなるとシャフト及びフロートに固定しながら全体を
組み立てることは困難であり、また、ダイアフラム自体
も検出セルに対して均一に固定しにくいという問題があ
る。
The feature of this embodiment resides in that the float 125 is connected between the leaf spring 127 and the diaphragm 126. That is, in the embodiment shown in FIG. 12, the diaphragm and the float must be connected to the shaft so that the water level can be accurately detected even when there is a flow of water. However, when the thickness of the diaphragm is reduced, it is difficult to assemble the whole while fixing the diaphragm to the shaft and the float, and there is a problem that the diaphragm itself is also difficult to fix uniformly to the detection cell.

【0072】これに対し、本実施形態ではダイアフラム
126と板バネ127とによりフロート125を挟んで
連結したので、フロート125に対する水平方向の水の
流れの影響を受けにくくなる。これによってダイアフラ
ム126とシャフト128とを連結する必要がなくな
り、ダイアフラム126上へ単にシャフト128を載置
するだけで良くなるので構造が簡単になるという効果が
得られる。
On the other hand, in this embodiment, since the float 125 is connected to the diaphragm 126 and the leaf spring 127 with the float 125 interposed therebetween, the float 125 is less affected by the flow of water in the horizontal direction. As a result, there is no need to connect the diaphragm 126 and the shaft 128, and it is sufficient to simply mount the shaft 128 on the diaphragm 126, so that the structure can be simplified.

【0073】図14は、本発明の第13実施形態を示し
ている。この実施形態も、水位変化によりフロートに作
用する浮力をFBGに伝達し、その反射波長の変化を検
出するものである。本実施形態では、水位に応じて上下
動するフロート137が検出セル136の中に収容され
ている。検出セル136の底面にはフロート137の直
径よりも短い直径を有する水導入口500が形成されて
おり、これによってフロート137が検出セル136か
ら外に出ないようになっている。
FIG. 14 shows a thirteenth embodiment of the present invention. This embodiment also transmits buoyancy acting on the float due to a change in water level to the FBG, and detects a change in the reflection wavelength. In the present embodiment, a float 137 that moves up and down according to the water level is accommodated in the detection cell 136. A water inlet 500 having a diameter smaller than the diameter of the float 137 is formed on the bottom surface of the detection cell 136, so that the float 137 does not go out of the detection cell 136.

【0074】また、水導入口500から水が導入される
場合に空気が排出されるように、空気抜き口501が検
出セル136の側面に形成されている。ダイアフラム1
38は、検出セル136側に電子ビーム溶接等の気密性
を保持する方法で固定される。更に、フロート137の
浮力に応じた上下動による力をダイアフラム138に伝
達するための受圧部139が、ダイアフラム138の下
面中央部に取り付けられ、反対側の上面中央部にはブロ
ック139bが取り付けられている。このブロック13
9bには、FBG141の一端部側の光ファイバ701
が接着等の手段によって固定され、FBG141の他端
部側の光ファイバ701は、検出セル136に固定され
たブロック139aに固定されている。
An air vent 501 is formed on the side surface of the detection cell 136 so that air is discharged when water is introduced from the water inlet 500. Diaphragm 1
Reference numeral 38 is fixed to the detection cell 136 side by a method of maintaining airtightness such as electron beam welding. Further, a pressure receiving portion 139 for transmitting a force due to the vertical movement according to the buoyancy of the float 137 to the diaphragm 138 is attached to the lower surface center of the diaphragm 138, and a block 139b is attached to the opposite upper surface center. I have. This block 13
9b, an optical fiber 701 at one end of the FBG 141 is provided.
Are fixed by means such as bonding, and the optical fiber 701 on the other end side of the FBG 141 is fixed to a block 139 a fixed to the detection cell 136.

【0075】また、502はダイアフラム138の変形
を規制するための上限ストッパであり、検出セル136
に固定されている。ダイアフラム138及びFBG14
1は、フロート137が浮力で浮いていないときに、F
BG141が自然長よりも伸ばされ、かつダイアフラム
138が平常時よりも伸ばされている状態でブロック1
39bに固定される。フロート137が浮力で浮いた状
態では、ダイアフラム138がフロート137により押
圧されて更に伸ばされ、一方、FBG141は縮んで自
然長に戻るようになっている。
Reference numeral 502 denotes an upper limit stopper for restricting deformation of the diaphragm 138.
It is fixed to. Diaphragm 138 and FBG14
1 is F when the float 137 is not floating due to buoyancy.
Block 1 with BG 141 extended beyond its natural length and diaphragm 138 extended beyond normal.
39b. When the float 137 is floated by buoyancy, the diaphragm 138 is pressed by the float 137 and further expanded, while the FBG 141 contracts and returns to its natural length.

【0076】次に、この実施形態の動作を説明する。水
位がW1のレベルにあり、フロート137に浮力が働か
ない状態では、ダイアフラム138にも浮力が作用しな
い。このとき、FBG141はダイアフラム138及び
ブロック139bにより伸ばされた状態で固定されてい
るため、長波長側の反射波形が検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the water level is at the level of W1 and no buoyancy acts on the float 137, no buoyancy acts on the diaphragm 138. At this time, since the FBG 141 is fixed while being extended by the diaphragm 138 and the block 139b, a reflected waveform on the long wavelength side is detected.

【0077】水位が変化してW2の位置になると、フロ
ート137には浮力が発生する。この浮力により上方に
移動したフロート137がダイアフラム138に当接
し、受圧部139を上方に押し上げる。すると、この浮
力の分だけ荷重が加わるため、ダイアフラム138は更
に伸ばされ、逆にFBG141は縮むため、短波長側の
反射波形が検出される。ダイアフラム138の変形はブ
ロック139bの上限ストッパ502への当接によって
規制されるので、FBG141に加わる荷重もある一定
値以上には変化しない。
When the water level changes to the position W2, buoyancy is generated in the float 137. The float 137 moved upward by this buoyancy comes into contact with the diaphragm 138, and pushes up the pressure receiving portion 139 upward. Then, since a load is applied by the amount of the buoyancy, the diaphragm 138 is further extended, and conversely, the FBG 141 is contracted, so that a reflected waveform on the short wavelength side is detected. Since the deformation of the diaphragm 138 is regulated by the contact of the block 139b with the upper limit stopper 502, the load applied to the FBG 141 does not change beyond a certain value.

【0078】水位がW1に戻るときは、フロート137
からの浮力が無くなるためダイアフラム138とFBG
141との力関係が平衡する初期状態に戻る。このよう
にしてFBG141が圧縮されることでその反射波長が
長波長から短波長へと変化するので、水圧または水位が
設定値以上になったのを検出することができる。この実
施形態の特徴は、第10〜第12実施形態のようにフロ
ートをダイアフラムやベローズ等に固定しないため、検
出セル内の気密性を容易に確保することができる点にあ
る。
When the water level returns to W1, the float 137
Diaphragm 138 and FBG
The state returns to the initial state in which the force relationship with 141 is balanced. The compression wavelength of the FBG 141 changes its reflection wavelength from a long wavelength to a short wavelength, so that it is possible to detect that the water pressure or the water level has exceeded a set value. A feature of this embodiment is that the float is not fixed to the diaphragm or the bellows as in the tenth to twelfth embodiments, so that the airtightness in the detection cell can be easily ensured.

【0079】図15は、本発明の第14実施形態を示し
ている。この実施形態は、水位変化に伴って上下動する
フロートの内部に磁石を埋め込み、FBG側には磁性体
を固定することで、フロートの上下動を磁界すなわち磁
気的吸引力の変化に変換してFBGに作用させ、水位変
化をFBGの反射波長の変化として検出するようにした
ものである。
FIG. 15 shows a fourteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, a magnet is embedded in a float that moves up and down with a change in water level, and a magnetic body is fixed on the FBG side, thereby converting the up and down movement of the float into a magnetic field, that is, a change in magnetic attraction. By acting on the FBG, a change in the water level is detected as a change in the reflection wavelength of the FBG.

【0080】この実施形態では、水位に応じて上下動す
るフロート143の内部に第1の磁性材料としての磁石
144を埋め込んでおく。この際、フロート143は、
磁石144が埋め込まれても十分にフロートとして動作
できるように比重及び体積を確保しておく。検出セル1
42の中に収容されるフロート144の直径に対して検
出セル142の水導入口510の直径を短くしておくこ
とで、フロート143が検出セル142から外に出ない
ようにする。
In this embodiment, a magnet 144 as a first magnetic material is embedded in a float 143 that moves up and down according to the water level. At this time, the float 143 is
The specific gravity and volume are secured so that the magnet 144 can operate as a float even if it is embedded. Detection cell 1
By making the diameter of the water inlet 510 of the detection cell 142 shorter than the diameter of the float 144 accommodated in the, the float 143 is prevented from coming out of the detection cell 142.

【0081】また、水導入口510から水が導入される
場合に空気が排出されるように、空気抜き口511が検
出セル142の側面に形成されている。隔壁147は、
フロート143による浮力を受けても変形せず、磁界の
影響で磁力を帯びない非磁性体を用いる。この隔壁14
7は検出セル142に固定され、FBG146側には水
が浸入しないように気密性を持たせて固定する。FBG
146が形成された光ファイバ701は、ブロック14
8aとブロック148bとに各一端を固定し、その中央
部に第2の磁性材料としての磁性体145がFBG14
6と直列的に配置される。FBG146は、浮力でフロ
ート143が浮いていない状態で、たるまないように両
ブロック148a,148間に固定される。
An air vent 511 is formed on the side of the detection cell 142 so that air is discharged when water is introduced from the water inlet 510. The partition 147 is
A non-magnetic material that does not deform even when subjected to buoyancy by the float 143 and does not take on magnetic force due to the influence of a magnetic field is used. This partition 14
Reference numeral 7 is fixed to the detection cell 142, and is fixed to the FBG 146 side with airtightness so that water does not enter. FBG
The optical fiber 701 on which the 146 is formed is
8a and the block 148b are fixed at one end to each other, and a magnetic body 145 as a second magnetic material is provided at the center portion thereof.
6 in series. The FBG 146 is fixed between the blocks 148a and 148 so that the float 143 is not lifted by the buoyancy so as not to sag.

【0082】次に、この実施形態の動作を説明する。水
位がW1のレベルにあってフロート143に浮力が働か
ない状態では、磁石144と磁性体145とが離れてい
るため、FBG146は伸ばされず、短波長側の反射波
形が検出される。水位が変化してW2の位置になると、
フロート143には浮力が作用して上方に移動する。こ
れにより、磁石144と磁性体145との間隔が小さく
なり、この間に磁気的吸引力が作用して磁性体145が
磁石144側に引きつけられる。このため、FBG14
6が伸ばされ、長波長側の反射波形が検出されるように
なる。水位がW1に戻るとフロート143の浮力が無く
なり、磁気的吸引力以上のフロート143の自重によっ
て初期状態に戻る。
Next, the operation of this embodiment will be described. In a state where the water level is at the level of W1 and buoyancy does not act on the float 143, since the magnet 144 and the magnetic body 145 are separated, the FBG 146 is not extended, and a reflected waveform on the short wavelength side is detected. When the water level changes to the position of W2,
The float 143 moves upward due to buoyancy. As a result, the distance between the magnet 144 and the magnetic body 145 is reduced. During this time, a magnetic attraction acts to attract the magnetic body 145 to the magnet 144 side. Therefore, FBG14
6 is extended, and the reflected waveform on the long wavelength side is detected. When the water level returns to W1, the buoyancy of the float 143 is lost, and the float 143 returns to its initial state due to its own weight exceeding the magnetic attraction.

【0083】前述の第10〜第13実施形態では、フロ
ートの動きによりアナログ的に変化する波長変化にスレ
ッシュホールドを設けてON/OFFさせていたが、本
実施形態は、磁石を用いることでスナップアクション的
な動作を得ることができ、ヒステリシスを小さくできる
という効果が得られる。
In the above-described tenth to thirteenth embodiments, a threshold is provided for turning on / off the wavelength change that changes in an analog manner due to the movement of the float. However, in this embodiment, the snap is performed by using a magnet. The effect that an action like action can be obtained and the hysteresis can be reduced can be obtained.

【0084】また、図16は第15実施形態であり、第
14実施形態の変形例でもある。すなわち、FBG15
3を備えた光ファイバ701を折り返して垂直方向に配
置し、その折り返し部分に第2の磁性材料としての磁性
体152を固定するとともに、光ファイバ701の基端
部側をブロック155に固定したものである。なお、1
49は検出セル、150はフロート、151は第1の磁
性材料としての磁石、154は隔壁、520は水導入
口、521は空気抜き口である。
FIG. 16 shows a fifteenth embodiment, which is a modification of the fourteenth embodiment. That is, FBG15
The optical fiber 701 provided with the optical fiber 701 is folded and arranged in the vertical direction, the magnetic body 152 as a second magnetic material is fixed to the folded portion, and the base end side of the optical fiber 701 is fixed to the block 155. It is. In addition, 1
49 is a detection cell, 150 is a float, 151 is a magnet as a first magnetic material, 154 is a partition, 520 is a water inlet, and 521 is an air vent.

【0085】この実施形態によれば、水位の上昇に伴う
磁石151の上昇によって磁性体152が破線のように
移動し、FBG153が伸びることになる。図15の第
14実施形態では磁性体145の移動量がそのままFB
G146の伸びにならないため、磁性体145を大きく
変位させないとFBG146の所期の波長変化が得られ
ない場合がある。つまり、磁性体145の移動距離を長
く確保する必要があるので、装置全体が大型化するおそ
れがある。一方、図16の実施形態では磁性体152の
移動方向とFBG153が伸びる方向とが同一であり、
磁性体152の変位がそのままFBG153に作用する
ため、磁性体152の移動距離をそれほど長く確保する
必要がなく、装置の小型化が可能である。
According to this embodiment, the magnetic body 152 moves as shown by the broken line due to the rise of the magnet 151 accompanying the rise of the water level, and the FBG 153 extends. In the fourteenth embodiment of FIG. 15, the movement amount of the magnetic body 145 is
Since the G146 does not elongate, the desired change in the wavelength of the FBG 146 may not be obtained unless the magnetic body 145 is largely displaced. That is, since it is necessary to secure a long moving distance of the magnetic body 145, there is a possibility that the entire apparatus becomes large. On the other hand, in the embodiment of FIG. 16, the moving direction of the magnetic body 152 and the direction in which the FBG 153 extends are the same,
Since the displacement of the magnetic body 152 acts on the FBG 153 as it is, it is not necessary to secure a long moving distance of the magnetic body 152, and the apparatus can be downsized.

【0086】図17は、本発明の第16実施形態を示し
ている。この実施形態も、第14,第15実施形態と同
様に、水位変化に伴って上下動するフロートの内部に磁
石を埋め込み、FBG側には磁性体を固定することで、
フロートの上下動を磁気的吸引力の変化に変換してFB
Gに作用させるものである。
FIG. 17 shows a sixteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, similarly to the fourteenth and fifteenth embodiments, a magnet is embedded in a float that moves up and down with a change in water level, and a magnetic body is fixed on the FBG side.
FB by converting the vertical movement of the float into a change in magnetic attraction
It acts on G.

【0087】本実施形態において、水位に応じて上下動
するほぼ円筒状のフロート165には、第1の磁性材料
としての磁石166を接着により固定するか、もしくは
一体成形等によって磁石166を内蔵する。フロート1
65は、検出セル164に固定された上限ストッパ17
0と下限ストッパ169との間で上下動するように挿入
される。FBG168は、検出セル164内でフロート
165の可動方向と平行になるように折り返して配置さ
れた光ファイバ701に形成され、FBG168の上方
には磁性体167が接着等により固定されている。ま
た、第2の磁性材料としての磁性体167の一端部側の
光ファイバ701とFBG168の他端部側の光ファイ
バ701は、ブロック171a,171bにそれぞれ固
定されている。ここで、FBG168と磁性体167
は、フロート165に浮力が作用していない状態で直線
上に位置するようになっている。
In this embodiment, a magnet 166 as a first magnetic material is fixed to the substantially cylindrical float 165 which moves up and down according to the water level by bonding, or the magnet 166 is built in by integral molding or the like. . Float 1
65 denotes an upper limit stopper 17 fixed to the detection cell 164.
It is inserted so as to move up and down between 0 and the lower limit stopper 169. The FBG 168 is formed on an optical fiber 701 that is folded back so as to be parallel to the movable direction of the float 165 in the detection cell 164, and a magnetic body 167 is fixed above the FBG 168 by bonding or the like. The optical fiber 701 at one end of the magnetic body 167 as the second magnetic material and the optical fiber 701 at the other end of the FBG 168 are fixed to blocks 171a and 171b, respectively. Here, the FBG 168 and the magnetic body 167
Are positioned on a straight line in a state where no buoyancy acts on the float 165.

【0088】次に、この実施形態の動作を説明する。図
17(a)のように水位がW1のレベルにあり、フロー
ト165に浮力が作用していない状態では、磁石166
と磁性体167とが離れており、磁気的吸引力の影響が
小さく磁性体167は引きつけられないので、FBG1
68は伸ばされず短波長側の反射波形が検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 17A, when the water level is at the level of W1 and no buoyancy acts on the float 165, the magnet 166
And the magnetic body 167 are separated from each other, and the influence of the magnetic attraction is small and the magnetic body 167 is not attracted.
68 is not extended, and the reflected waveform on the short wavelength side is detected.

【0089】水位が変化して図17(b)のW2の位置
になると、フロート165には浮力が発生して上方に移
動する。これによって磁石166と磁性体167との間
隔が短くなり、この間の磁気的吸引力が大きくなって磁
性体167が磁石166側に引きつけられる。すると、
FBG168が伸ばされるため、FBG168からは長
波長側の反射波形が検出されるようになる。
When the water level changes and reaches the position W2 in FIG. 17B, the float 165 generates buoyancy and moves upward. As a result, the distance between the magnet 166 and the magnetic body 167 is shortened, and the magnetic attraction between them is increased, so that the magnetic body 167 is attracted to the magnet 166 side. Then
Since the FBG 168 is extended, a reflected waveform on the long wavelength side is detected from the FBG 168.

【0090】水位がW1に戻るとフロート165の浮力
が無くなり、磁気的吸引力以上のフロート165の自重
によって初期状態に戻る。この実施形態の特徴は、第1
4,第15実施形態と同様のスナップアクション動作で
あり、しかもフロート165が円環状でその内部に検出
セル164が挿入されているので、水位を測定する流体
に流れがあっても動作が可能であるという効果が得られ
る。
When the water level returns to W1, the buoyancy of the float 165 disappears, and the float 165 returns to its initial state by its own weight exceeding the magnetic attractive force. The features of this embodiment are as follows.
4, a snap action operation similar to that of the fifteenth embodiment, and furthermore, since the float 165 has an annular shape and the detection cell 164 is inserted therein, the operation is possible even if the fluid for measuring the water level has a flow. The effect that there is is obtained.

【0091】図18は、本発明の第17実施形態を示し
ている。この実施形態は、水位変化に伴って上下動する
フロートをベローズの片側に固定するとともにフロート
内部に磁石を埋め込み、FBG側には磁性体を固定する
ことで、フロートの上下動を磁気的吸引力の変化に変換
してFBGに作用させるものである。
FIG. 18 shows a seventeenth embodiment of the present invention. In this embodiment, a float that moves up and down in accordance with a change in water level is fixed to one side of the bellows, a magnet is embedded in the float, and a magnetic material is fixed to the FBG side, so that the up and down movement of the float is magnetically attracted. And changes it to act on the FBG.

【0092】本実施形態において、水位に応じて上下動
するフロート157は、ベローズ159の片側に気密性
を確保しながら接着や溶接等で固定される。ベローズ1
59の反対側は、隔壁160または検出セル156に固
定される。ベローズ159の材質は、磁界の影響で磁力
を帯びない非磁性体を用いる。また、フロート157の
内部には第1の磁性材料としての磁石158を埋め込ん
でおく。この際、フロート157は、磁石が埋め込まれ
ても十分にフロートとして動作できるように、比重と体
積を確保しておく。
In this embodiment, the float 157 which moves up and down according to the water level is fixed to one side of the bellows 159 by adhesion or welding while ensuring airtightness. Bellows 1
The other side of 59 is fixed to the partition 160 or the detection cell 156. As the material of the bellows 159, a non-magnetic material that does not take a magnetic force due to the influence of a magnetic field is used. Further, a magnet 158 as a first magnetic material is embedded in the float 157. At this time, the specific gravity and volume of the float 157 are ensured so that the float 157 can sufficiently operate as a float even when the magnet is embedded.

【0093】フロート157が水に浸る場合に検出セル
156から空気が排出されるように、空気抜き口530
が検出セル156の側面に形成されている。隔壁160
は、フロート157による浮力を受けても変形せず、磁
界の影響で磁力を帯びない非磁性体により形成されてい
る。更にこの隔壁160は、FBG162側に水が浸入
しないように気密性を持たせて検出セル156に固定さ
れる。
[0093] When the float 157 is immersed in water, air is discharged from the detection cell 156 so that the air vent 530 is provided.
Are formed on the side surface of the detection cell 156. Partition wall 160
Is formed of a non-magnetic material that does not deform even when subjected to buoyancy by the float 157 and does not take on magnetic force due to the influence of a magnetic field. Further, the partition wall 160 is fixed to the detection cell 156 with airtightness so that water does not enter the FBG 162 side.

【0094】FBG162が形成された光ファイバ70
1は、ブロック163a,163bに各一端部が固定さ
れ、その中央に第2の磁性材料としての磁性体161が
固定されている。この光ファイバ701は、浮力によっ
てフロート157が浮いていない状態でたるまないよう
に取り付けられる。
The optical fiber 70 on which the FBG 162 is formed
1 has one end fixed to each of the blocks 163a and 163b, and a magnetic body 161 as a second magnetic material fixed to the center thereof. The optical fiber 701 is attached so that the float 157 does not slack due to the buoyancy.

【0095】次に、この実施形態の動作を説明する。水
位がW1のレベルにあってフロート157に浮力が作用
していない状態では、磁石158と磁性体161とが離
れているため、磁気的吸引力の影響が小さく、磁性体1
61は引きつけられないのでFBG162は伸ばされ
ず、短波長側の反射波形が出力される。
Next, the operation of this embodiment will be described. In a state where the water level is at the level of W1 and no buoyancy acts on the float 157, the magnet 158 and the magnetic body 161 are separated from each other.
Since 61 is not attracted, the FBG 162 is not extended, and a reflected waveform on the short wavelength side is output.

【0096】水位が変化してW2の位置になると、フロ
ート157には浮力が発生して上方に移動する。これに
よって磁石158と磁性体161との間隔が短くなり、
この間の磁気的吸引力が大きくなって磁性体161が磁
石158側に引きつけられる。すると、FBG162が
伸ばされるため、FBG162からは長波長側の反射波
形が検出されるようになる。水位がW1に戻ると、フロ
ート157の浮力が無くなり、磁気的吸引力以上のフロ
ート157の自重により、初期状態に戻る。
When the water level changes to the position W2, the float 157 generates buoyancy and moves upward. As a result, the distance between the magnet 158 and the magnetic body 161 becomes shorter,
During this time, the magnetic attraction increases, and the magnetic body 161 is attracted to the magnet 158 side. Then, since the FBG 162 is extended, a reflected waveform on the long wavelength side is detected from the FBG 162. When the water level returns to W1, the buoyancy of the float 157 is lost, and the float 157 returns to the initial state due to its own weight exceeding the magnetic attraction.

【0097】前述した第14〜第16実施形態のような
スナップアクション動作を行う機構において、磁石を内
蔵したフロートと隔壁との間にゴミ等が侵入すると磁石
と磁性体間の磁気的吸引力が影響を受け、動作しなくな
る場合がある。また、ゴミが磁性体である場合は、フロ
ートに付着してフロート本来の機能を発揮しなくなる場
合がある。これに対し、本実施形態では磁石158から
磁性体161に至る空間をベローズ159により覆って
気密性を確保しているので、上述したゴミによる種々の
不都合が解決され、信頼性が向上するという効果が得ら
れる。
In the mechanism for performing the snap action operation as in the above-described fourteenth to sixteenth embodiments, when dust or the like enters between the float having the built-in magnet and the partition, the magnetic attraction force between the magnet and the magnetic body is increased. It may be affected and stop working. Further, when the dust is a magnetic material, the dust may adhere to the float and may not perform its original function. On the other hand, in the present embodiment, since the space from the magnet 158 to the magnetic body 161 is covered with the bellows 159 to secure airtightness, the various inconveniences due to dust described above are solved, and the reliability is improved. Is obtained.

【0098】なお、第14〜第17実施形態において、
第1の磁性材料を磁性体とし、第2の磁性材料を磁石と
して使用すること(フロート側を磁性体とし、FBG側
を磁石とすること)も可能である。
In the fourteenth to seventeenth embodiments,
It is also possible to use the first magnetic material as a magnetic material and the second magnetic material as a magnet (the float side as a magnetic body and the FBG side as a magnet).

【0099】図19は、本発明の第18実施形態を示し
ている。この実施形態は、水位変化に伴って上下動する
フロートの内部におもりとFBGを埋め込み、フロート
の上下動に従って動くおもりの荷重をFBGに伝達する
ことにより、水位変化をFBGの反射波長の変化として
検出するようにしたものである。
FIG. 19 shows an eighteenth embodiment of the present invention. This embodiment embeds a weight and an FBG inside a float that moves up and down with a change in the water level, and transmits the load of the weight that moves according to the up and down movement of the float to the FBG. This is to detect.

【0100】本実施形態において、水位に応じて上下動
するフロート173は、検出セル172の外側に固定さ
れる。また、フロート173と検出セル172は、その
端部がベローズ178に接続されている。検出セル17
2の内部で折り返される光ファイバ701にはFBG1
74が形成されており、FBG174の一端部側の光フ
ァイバ701は検出セル172に固定された固定端17
7に取り付けられるとともに、FBG174の他端部側
の光ファイバ701にはおもり175が接着等により固
定されている。おもり175は、ストッパ176の内部
に収容されていて上下左右の動きが制限されている。ま
た、フロート173が浮力を受けていない状態では、F
BG174が自然長を保つように設定されている。
In this embodiment, the float 173 that moves up and down according to the water level is fixed outside the detection cell 172. The float 173 and the detection cell 172 are connected at their ends to the bellows 178. Detection cell 17
The optical fiber 701 folded inside the FBG1 has FBG1
The optical fiber 701 at one end of the FBG 174 is fixed to the fixed end 17 fixed to the detection cell 172.
7, and a weight 175 is fixed to the optical fiber 701 on the other end side of the FBG 174 by bonding or the like. The weight 175 is housed inside the stopper 176, and the vertical and horizontal movements are restricted. Further, when the float 173 is not receiving buoyancy, F
The BG 174 is set to keep the natural length.

【0101】次に、この実施形態の動作を図20を参照
しつつ説明する。水位が図19のW1のレベルにある図
20(a)の状態では、おもり175と固定端177と
の上下関係は固定端177が下にあるので、FBG17
4に対して圧縮方向に荷重が作用する。水位が変化して
W2の位置になる図20(b)の状態では、おもり17
5が固定端177よりも下になるので、FBG174に
対して引張方向に荷重が作用する。すると、FBG17
4がおもり175の荷重分だけ伸ばされるので、長波長
側の反射波形が検出されるようになる。この実施形態で
は、第14〜第17実施形態のように磁石を使用してい
ないので、温度に対する信頼性が高いという効果が得ら
れる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In the state of FIG. 20A in which the water level is at the level of W1 in FIG. 19, since the vertical relationship between the weight 175 and the fixed end 177 is such that the fixed end 177 is below, the FBG 17
4, a load acts in the compression direction. In the state of FIG. 20B where the water level changes to the position of W2, the weight 17
Since 5 is lower than the fixed end 177, a load acts on the FBG 174 in the tensile direction. Then, FBG17
4 is extended by the load of the weight 175, so that the reflected waveform on the long wavelength side is detected. In this embodiment, since the magnet is not used unlike the fourteenth to seventeenth embodiments, the effect that the reliability with respect to the temperature is high can be obtained.

【0102】図21は、本発明の第19実施形態を示し
ている。この実施形態は、一端がアームによって固定さ
れ、かつ水位変化に伴って回動するフロートを備え、そ
の回動運動を段付きシャフトを介してFBGに伝達する
ことにより、水位変化をFBGの反射波長の変化として
検出するようにしたものである。
FIG. 21 shows a nineteenth embodiment of the present invention. This embodiment has a float that is fixed at one end by an arm and that rotates with a change in the water level, and transmits the rotation to the FBG via a stepped shaft to change the water level with the reflection wavelength of the FBG. The change is detected as a change.

【0103】この実施形態において、段付きシャフト1
82は、検出セル179に収容され、軸受183,18
4により支持されてOリング540により気密性を持た
せてある。段付きシャフト182の一端には、アーム1
81を介してフロート180が接続されており、浮力に
よるフロート180の回動運動が段付きシャフト182
の回動運動に変換されるようになっている。段付きシャ
フトの軸方向ほぼ中央部には段部187が形成され、そ
の上端部にはFBG185を有する光ファイバ701の
一端部を固定するためのブロック187aが取り付けら
れている。光ファイバ701の他端部は、検出セル17
9に固定されたブロック186に接続されている。
In this embodiment, the stepped shaft 1
82 is accommodated in the detection cell 179 and the bearings 183, 18
4 and is hermetically sealed by an O-ring 540. One end of the stepped shaft 182 has an arm 1
The float 180 is connected to the float 180 through a stepped shaft 182.
This is converted into a rotating motion of A step 187 is formed substantially at the center of the stepped shaft in the axial direction, and a block 187a for fixing one end of the optical fiber 701 having the FBG 185 is attached to the upper end thereof. The other end of the optical fiber 701 is
9 is connected to a block 186 fixed to it.

【0104】また、段付きシャフト182は、一対のス
トッパ541によって回動範囲が規制されている。ブロ
ック187a、FBG185、ブロック186は、フロ
ート180が浮力を受けずに段部187が一対のストッ
パ541間に直立した状態で一直線上に並び、このとき
にFBG185は自然長を保つようになっている。
The rotation range of the stepped shaft 182 is regulated by a pair of stoppers 541. The block 187a, the FBG 185, and the block 186 are arranged in a straight line with the float 180 not receiving buoyancy and the step portion 187 standing upright between the pair of stoppers 541. At this time, the FBG 185 keeps its natural length. .

【0105】次に、この実施形態の動作を図22を参照
しつつ説明する。水位が図21のW1のレベルにある図
22(a)の状態では、ブロック187a、FBG18
5、ブロック186が直線上にあり、FBG185は自
然長を保っているので短波長側の反射波形が検出され
る。水位が変化してW2の位置となる図22(b)の状
態では、段付きシャフト182が回動してブロック18
7aも回動するが、検出セル179に固定されたブロッ
ク186は固定されているため、ブロック187aとブ
ロック186との間の距離が長くなる。すなわち、FB
G185が伸ばされるので、FBG185からは長波長
側の反射波形が検出されるようになる。この実施形態に
よれば、フロート180がシャフト182及びアーム1
81によって支持されているので、水に流れがあっても
影響を受けにくく、信頼性が向上するという効果が得ら
れる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. In the state of FIG. 22A where the water level is at the level of W1 in FIG. 21, the block 187a and the FBG 18
5. Since the block 186 is on a straight line and the FBG 185 maintains its natural length, a reflected waveform on the short wavelength side is detected. In the state of FIG. 22B where the water level changes to the position of W2, the stepped shaft 182 rotates and the block 18 moves.
7a also rotates, but since the block 186 fixed to the detection cell 179 is fixed, the distance between the block 187a and the block 186 increases. That is, FB
Since G185 is extended, a reflection waveform on the long wavelength side is detected from FBG185. According to this embodiment, the float 180 comprises the shaft 182 and the arm 1
Since it is supported by 81, even if there is a flow in the water, it is hardly affected by the flow and the effect of improving the reliability is obtained.

【0106】図23は、本発明の第20実施形態を示し
ている。この実施形態は、水位変化に伴って回動するフ
ロートの変位をバネによるスナップアクション機構を介
してFBGに伝達することにより、水位変化をFBGの
反射波長の変化として検出するようにしたものである。
FIG. 23 shows a twentieth embodiment of the present invention. This embodiment detects the water level change as a change in the reflection wavelength of the FBG by transmitting the displacement of the float that rotates with the water level change to the FBG via a snap action mechanism using a spring. .

【0107】本実施形態において、シャフト191は、
軸受192により支持され、かつOリング550によっ
て気密性を保ちつつ検出セル188に対し回動可能に取
り付けられている。水位を検出するべき流体と接触する
側のシャフト191の一端部には、第1のアーム190
を介してフロート189が取り付けられている。
In this embodiment, the shaft 191 is
It is supported by a bearing 192, and is rotatably attached to the detection cell 188 while maintaining airtightness by an O-ring 550. A first arm 190 is provided at one end of the shaft 191 on the side in contact with the fluid whose water level is to be detected.
Is attached via a float 189.

【0108】アーム190とシャフト191とは連動し
ているため、水位の変化に伴って回動するフロート18
9の動きはシャフト191に伝達され、シャフト191
も回動する。検出セル188内のシャフト191の他端
部には第2のアーム193が取り付けられており、アー
ム190と同様に、フロート189の回動に伴ってシャ
フト191を中心に回動する。また、第2のアーム19
3の上下には回動範囲を規制するための一対のストッパ
552が配置されている。
Since the arm 190 and the shaft 191 are interlocked with each other, the float 18 which rotates with a change in the water level can be used.
9 is transmitted to the shaft 191 and the shaft 191
Also rotates. A second arm 193 is attached to the other end of the shaft 191 in the detection cell 188, and rotates around the shaft 191 as the float 189 rotates, similarly to the arm 190. Also, the second arm 19
Above and below 3, a pair of stoppers 552 for regulating the rotation range are arranged.

【0109】第2のアーム193に直交するように第3
のアーム194が取り付けられており、このアーム19
4には第4のアーム196が接続されている。第4のア
ーム196の一部はバネ195になっており、その一端
は検出セル188に形成された固定端551に固定され
ている。なお、バネ195は自然長よりも伸ばされてお
り、常に圧縮方向に力が作用している。第4のアーム1
96の他端はFBG197の直下にあり、フロート18
9に従動するアーム196によりFBG197をその下
方から押圧するように構成されている。また、FBG1
97は検出セル188内で折り返される光ファイバ70
1に形成され、FBG197の両端部側は一対のブロッ
ク198a,198bにより固定されている。これらの
ブロック198a,198bは検出セル188に固定さ
れている。
The third arm 193 is orthogonal to the second arm 193.
Arm 194 is attached.
4 is connected to a fourth arm 196. A part of the fourth arm 196 is a spring 195, one end of which is fixed to a fixed end 551 formed in the detection cell 188. Note that the spring 195 is extended beyond its natural length, and a force always acts in the compression direction. Fourth arm 1
The other end of 96 is directly below FBG 197 and float 18
The FBG 197 is configured to be pressed from below by an arm 196 that follows the FBG 9. Also, FBG1
Reference numeral 97 denotes an optical fiber 70 folded back in the detection cell 188.
1 and both ends of the FBG 197 are fixed by a pair of blocks 198a and 198b. These blocks 198a and 198b are fixed to the detection cell 188.

【0110】次に、この実施形態の動作を図24を参照
しつつ説明する。なお、図24は図23を水平面から見
た図である。水位がW1のレベルにある図24(a)の
状態では、フロート189は下方に下がっており、この
状態ではバネ195による圧縮方向の力がアーム19
6,194からシャフト191に作用している。FBG
197はブロック198a,198bと同一直線上にあ
り、アーム196に接触していないので短波長側の反射
波形が検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a view of FIG. 23 viewed from a horizontal plane. In the state of FIG. 24A in which the water level is at the level of W1, the float 189 is lowered, and in this state, the force in the compression direction by the spring 195 is applied to the arm 19.
6, 194 acting on the shaft 191. FBG
197 is on the same straight line as the blocks 198a and 198b and is not in contact with the arm 196, so that a reflected waveform on the short wavelength side is detected.

【0111】水位が変化してW2の位置となる図24
(b)の状態では、水位の変化に伴ってフロート189
がシャフト191を中心として回動する。これにより、
アーム190,シャフト191及びアーム193が同時
に回動する。その際、アーム193に直交するアーム1
94も平行移動し、アーム194に連結されたアーム1
96も同時に動かそうとする。
FIG. 24 in which the water level changes to the position of W2
In the state of (b), the float 189 changes as the water level changes.
Rotates around the shaft 191. This allows
The arm 190, the shaft 191 and the arm 193 rotate simultaneously. At this time, the arm 1 orthogonal to the arm 193
The arm 94 also moves in parallel, and the arm 1 connected to the arm 194
96 also tries to move at the same time.

【0112】このアーム196は、固定端551を中心
として回動しようとするが、アーム193,196の回
動半径の違いからバネ195がいったん更に伸ばされ、
アーム196がシャフト191の中心軸の延長線を越え
たところでバネ195の弾発力が反転し、シャフト19
1を中心としてフロート189を反時計回りの方向に引
っ張ろうとする状態に力の方向が変化する。そしてアー
ム196がシャフト191の中心軸の延長線を越えると
FBG197の下端部にアーム196の先端部が当接す
る。以後、FBG197は回動するアーム196によっ
て引き上げながら伸ばされるので、長波長側の反射波形
が検出されるようになる。この実施形態によれば、バネ
195を用いたスナップアクション機構を用いること
で、検出するべき流体がない場合の振動や検出流体の流
れに対しても検出が可能である。
The arm 196 is about to rotate about the fixed end 551, but the spring 195 is further extended once due to the difference in the radius of rotation of the arms 193 and 196.
When the arm 196 exceeds the extension of the central axis of the shaft 191, the resilience of the spring 195 is reversed,
The direction of the force changes to a state in which the float 189 is about to be pulled in the counterclockwise direction about 1. When the arm 196 exceeds the extension of the central axis of the shaft 191, the tip of the arm 196 contacts the lower end of the FBG 197. Thereafter, the FBG 197 is extended while being lifted up by the rotating arm 196, so that the reflected waveform on the long wavelength side is detected. According to this embodiment, by using the snap action mechanism using the spring 195, it is possible to detect the vibration when there is no fluid to be detected and the flow of the detected fluid.

【0113】図25は、本発明の第21実施形態を示し
ている。この実施形態も、第20実施形態と同様に、水
位変化に伴って回動するフロートの変位をバネによるス
ナップアクション機構によりFBGに伝達し、水位変化
をFBGの反射波長の変化として検出するようにしたも
のである。
FIG. 25 shows a twenty-first embodiment of the present invention. In this embodiment, similarly to the twentieth embodiment, the displacement of the float that rotates with the water level is transmitted to the FBG by a snap action mechanism using a spring, and the water level change is detected as a change in the reflection wavelength of the FBG. It was done.

【0114】本実施形態では、水位を検出するべき流体
と接触する側に配置されたフロート401がアーム40
2の一端部に取り付けられ、このアーム402が、気密
性を持たせるためのカバー404及び球面軸受403を
介して検出セル400に取り付けられている。アーム4
02は球面軸受403により揺動可能に支持されてい
る。
In this embodiment, the arm 401 is provided with a float 401 arranged on the side which comes into contact with the fluid whose water level is to be detected.
The arm 402 is attached to the detection cell 400 via a cover 404 and a spherical bearing 403 for providing airtightness. Arm 4
02 is swingably supported by a spherical bearing 403.

【0115】前記アーム402の他端部側には、検出セ
ル400内においてスナップアクション機構が取り付け
られる。このスナップアクション機構は、アーム402
に直交するように連結されたアーム405と、このアー
ム405の先端部に当接するプレート406と、プレー
ト406に弾発力を付与するバネ407と、アーム40
2の他端部の上下に配置された一対のストッパ560と
から構成されている。
At the other end of the arm 402, a snap action mechanism is mounted in the detection cell 400. This snap action mechanism is provided by the arm 402
Arm 405, a plate 406 in contact with the tip of the arm 405, a spring 407 for applying elastic force to the plate 406,
2 and a pair of stoppers 560 arranged above and below the other end of the second stopper.

【0116】上記スナップアクション機構の働きは以下
の通りである。図25(b)に示すように、水位がW1
の場合には、バネ407により付勢されているプレート
406がアーム405の先端部を斜め下方から押圧する
のでフロート401には反時計方向に回動させる力が作
用し、アーム402の先端部が上方のストッパ560に
当接することでフロート401は図の実線の位置で安定
する。また、水位がW2の場合にはフロート401が上
昇し、プレート406がアーム405の先端部を斜め上
方から押圧するのでフロート401には時計方向に回動
させる力が作用し、アーム402の先端部が下方のスト
ッパ560に当接することでフロート401は図の破線
の位置で安定する。
The function of the snap action mechanism is as follows. As shown in FIG. 25B, the water level is W1
In the case of, the plate 406 urged by the spring 407 presses the tip of the arm 405 obliquely from below, so that a force for rotating the float 401 in the counterclockwise direction acts on the float 401, and the tip of the arm 402 is By contacting the upper stopper 560, the float 401 is stabilized at the position indicated by the solid line in FIG. When the water level is W2, the float 401 rises, and the plate 406 presses the tip of the arm 405 obliquely from above. Is in contact with the lower stopper 560, so that the float 401 is stabilized at the position indicated by the broken line in FIG.

【0117】また、図25において、検出セル400内
にはブロック409a,409bが固定されており、そ
れらの間に配置された光ファイバ701にFBG408
が形成されている。このFBG408の上方には、アー
ム402の他端部が配置されており、回動するアーム4
02の他端部がFBG408にその上方から当接可能と
なっている。
In FIG. 25, blocks 409a and 409b are fixed in the detection cell 400, and the FBG 408 is connected to an optical fiber 701 disposed therebetween.
Are formed. Above the FBG 408, the other end of the arm 402 is arranged.
02 can contact the FBG 408 from above.

【0118】次に、この実施形態の動作を説明する。水
位がW1のレベルにある状態では、フロート401は下
方に下がっており、この状態では、前述のように球面軸
受403を中心としてフロート401を反時計回りの方
向に回そうとする力が働いているが、アーム402の他
端部が上方のストッパ560に当接していることによっ
てフロート401の回動が規制されている。この時、F
BG408はブロック409a,409bと同一直線上
にあり、アーム402に触れていないので短波長側の反
射波形が検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the state where the water level is at the level of W1, the float 401 is lowered, and in this state, the force for rotating the float 401 in the counterclockwise direction about the spherical bearing 403 acts as described above. However, since the other end of the arm 402 is in contact with the upper stopper 560, the rotation of the float 401 is restricted. At this time, F
The BG 408 is on the same straight line as the blocks 409a and 409b and does not touch the arm 402, so that a reflected waveform on the short wavelength side is detected.

【0119】水位が変化してW2の位置になると、水位
の変化に伴ってフロート401が球面軸受403を中心
に回動し、アーム402もこれに従動する。アーム40
2の回動に伴ってバネ407は圧縮方向に荷重を受ける
が、アーム402が球面軸受403の中心を越えると、
フロート401に対するバネ407の弾発力が反転して
荷重の方向が時計回りに変化する。その際、アーム40
2の他端部下方にはFBG408が配置されているの
で、アーム402がFBG408に当接することにより
FBG408が伸ばされ、FBG408からは長波長側
の反射波形が出力される。なお、フロート401に従動
するアーム402の回動は、アーム402の他端部が下
方のストッパ560に当接することで規制される。この
実施形態においても、バネ407を用いたスナップアク
ション機構を用いることで、検出するべき流体がない場
合の振動や検出流体の流れに対しても検出が可能であ
る。
When the water level changes to the position W2, the float 401 rotates around the spherical bearing 403 with the change in the water level, and the arm 402 follows the rotation. Arm 40
The spring 407 receives a load in the compression direction with the rotation of 2, but when the arm 402 exceeds the center of the spherical bearing 403,
The resilience of the spring 407 against the float 401 is reversed, and the direction of the load changes clockwise. At that time, the arm 40
Since the FBG 408 is disposed below the other end of the second 2, the arm 402 comes into contact with the FBG 408 to extend the FBG 408, and the FBG 408 outputs a reflected waveform on the long wavelength side. The rotation of the arm 402 following the float 401 is regulated by the other end of the arm 402 abutting on the lower stopper 560. Also in this embodiment, by using the snap action mechanism using the spring 407, it is possible to detect the vibration when there is no fluid to be detected and the flow of the detected fluid.

【0120】図26は、上述した各実施形態の光水位検
出器を複数使用した多点検出システムの構成図である。
図において、200は白色光源、201,202,20
3は光ファイバ、204は光カプラ、300は波長検出
部である。S1,S2,……,Snは各実施形態の光水
位検出器であ利、水位や水位に応じた水圧を検出するべ
き下水槽や下水流路に設置される。FBGの反射光波長
は互いに重なり合わないように適宜設定できるため、図
26のような多点検出システムとした場合でも、検出器
の設置箇所ごとに内部のFBGから異なる特定波長の光
を反射させるように構成すれば、各地点でそれぞれ水位
や水圧が設定値以上になったか否かを確実に検出でき、
下水等の流量制御に適用することができる。
FIG. 26 is a configuration diagram of a multipoint detection system using a plurality of optical water level detectors of each of the above embodiments.
In the figure, 200 is a white light source, 201, 202, 20
3 is an optical fiber, 204 is an optical coupler, and 300 is a wavelength detector. S1, S2,..., And Sn are optical water level detectors of the respective embodiments, and are installed in a sewage tank or a sewage flow path for detecting a water level or a water pressure according to the water level. Since the reflected light wavelengths of the FBGs can be appropriately set so as not to overlap with each other, even in the case of a multi-point detection system as shown in FIG. 26, light of a specific wavelength different from the internal FBG is reflected for each installation location of the detector. With such a configuration, it is possible to reliably detect whether the water level and the water pressure at each point have exceeded the set values,
It can be applied to flow control of sewage and the like.

【0121】なお、上述した各実施形態ではFBGから
の反射光の波長を検出することとしたが、FBGは特定
波長の光を透過させる性質も持つので、透過光を検出し
て水位や水圧を検出する検出器も本発明の均等の範囲に
含まれる。
In each of the embodiments described above, the wavelength of the reflected light from the FBG is detected. However, since the FBG also has a property of transmitting light of a specific wavelength, the transmitted light is detected and the water level and water pressure are detected. Detectors to be detected are also included in the equivalent scope of the present invention.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、機械的可
動部分が少なく比較的簡単な構造によって水位や水位に
応じた水圧を容易に検出することができ、また、検出器
近くに電源を確保する必要がないため設置場所を選ばな
い等の優れた効果がある。
As described above, according to the present invention, the water level and the water pressure corresponding to the water level can be easily detected by a relatively simple structure having a small number of mechanically movable parts. Since there is no need to secure the space, there is an excellent effect that the installation place is not selected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】FBGの反射光波長のスペクトルの説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a spectrum of a reflected light wavelength of the FBG.

【図4】本発明の第3実施形態を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施形態を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5実施形態を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6実施形態を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7実施形態を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第8実施形態を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第9実施形態を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第10実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第11実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 12 is a configuration diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第12実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第13実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a thirteenth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第14実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a fourteenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第15実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a fifteenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第16実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第17実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 18 is a configuration diagram showing a seventeenth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第18実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 19 is a configuration diagram showing an eighteenth embodiment of the present invention.

【図20】第18実施形態の動作説明図である。FIG. 20 is an operation explanatory diagram of the eighteenth embodiment.

【図21】本発明の第19実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 21 is a configuration diagram showing a nineteenth embodiment of the present invention.

【図22】第19実施形態の動作説明図である。FIG. 22 is an operation explanatory diagram of the nineteenth embodiment.

【図23】本発明の第20実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 23 is a configuration diagram showing a twentieth embodiment of the present invention.

【図24】第20実施形態の動作説明図である。FIG. 24 is an operation explanatory diagram of the twentieth embodiment.

【図25】本発明の第21実施形態を示す構成図であ
る。
FIG. 25 is a configuration diagram showing a twenty-first embodiment of the present invention.

【図26】本発明の応用例を示す多点検出システムの構
成図である。
FIG. 26 is a configuration diagram of a multipoint detection system showing an application example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30,40,50,60,70,90 検
出セル 11 入力光ファイバ 12 出力光ファイバ 13 上下動ユニット 14 保持部 15,16 中間光ファイバ 17 連結部 18a,18b,18c,18d,44a,44b,5
4a,54b バネ 19,32,42,52,62,72,82,92,1
02 FBG 20,48,57 フロート 31,41,51,61,71,81,91,101,
201〜203 光ファイバ 33,34,74,75 磁石 43 ガイド円板 45,58 支点 46a,46b,56a,56b 伸縮自在ロッド 47 ブロック 49,53 アーム 63,73 ダイヤフラム 82a 切断部 83,93 受圧部 92a 隙間 94 マッチングオイル 103 受圧体 200 白色光源 204 光カプラ 300 波長検出部 491,492,541,591,592 ストッパ 104,114,124,136,142,149,1
56,164,172, 179,188,400 検
出セル 105,115,125,137,143,150,1
57,165,173, 180,189,401 フ
ロート 106,159,178 ベローズ 107,122,129 リニアガイド 108,117,128,191 シャフト 109,119,133,141,146,153,1
62,168,174, 185,197,408 F
BG 110,120,130,169 下限ストッパ 111,121,131,170 上限ストッパ 112,118,134,139a,139b,148
a,148b,155, 163a,163b,171
a,171b,186,187a,198a,198
b,409a,409b ブロック 113,123,132,181,190,194,1
96,402,405アーム 116,126,138 ダイアフラム 127 板バネ 135 ロッド 139 受圧部 144,151,158,166 磁石 145,152,161,167 磁性体 147,154,160 隔壁 175 おもり 176,552,560 ストッパ 177,551 固定端 182 段付きシャフト 183,184,192 軸受 187 段部 187a ブロック 403 球面軸受 404 カバー 406 プレート 407 バネ 500,510,520 水導入口 501,511,521,530 空気抜き口 502,170 上限ストッパ 540,550 Oリング 701 光ファイバ S1〜Sn 検出器
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 90 Detection cell 11 Input optical fiber 12 Output optical fiber 13 Vertical movement unit 14 Holding unit 15, 16 Intermediate optical fiber 17 Connecting unit 18a, 18b, 18c, 18d, 44a , 44b, 5
4a, 54b Spring 19, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 1
02 FBG 20, 48, 57 float 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101,
201 to 203 Optical fiber 33, 34, 74, 75 Magnet 43 Guide disk 45, 58 Support point 46a, 46b, 56a, 56b Telescopic rod 47 Block 49, 53 Arm 63, 73 Diaphragm 82a Cutting part 83, 93 Pressure receiving part 92a Clearance 94 Matching oil 103 Pressure receiver 200 White light source 204 Optical coupler 300 Wavelength detector 491,492,541,591,592 Stopper 104,114,124,136,142,149,1
56, 164, 172, 179, 188, 400 Detection cells 105, 115, 125, 137, 143, 150, 1
57,165,173,180,189,401 Float 106,159,178 Bellows 107,122,129 Linear guide 108,117,128,191 Shaft 109,119,133,141,146,153,1
62, 168, 174, 185, 197, 408 F
BG 110, 120, 130, 169 Lower limit stopper 111, 121, 131, 170 Upper limit stopper 112, 118, 134, 139a, 139b, 148
a, 148b, 155, 163a, 163b, 171
a, 171b, 186, 187a, 198a, 198
b, 409a, 409b Blocks 113, 123, 132, 181, 190, 194, 1
96, 402, 405 Arm 116, 126, 138 Diaphragm 127 Leaf spring 135 Rod 139 Pressure receiving part 144, 151, 158, 166 Magnet 145, 152, 161, 167 Magnetic body 147, 154, 160 Partition 175 Weight 176, 552, 560 Stopper 177,551 Fixed end 182 Stepped shaft 183,184,192 Bearing 187 Step 187a Block 403 Spherical bearing 404 Cover 406 Plate 407 Spring 500,510,520 Water inlet 501,511,521,530 Air vent 502,170 Upper limit stopper 540, 550 O-ring 701 Optical fiber S1-Sn detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生駒 雅一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高見澤 真司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 一石 明宏 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 横山 康弘 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masakazu Ikoma 1-1, Tanabe-Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Takamizawa 1 Tanabe-Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Ishiishi 1-1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiro Yokoyama 1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside Fuji Electric Co., Ltd.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水位を検出するべき水に浮かぶフロート
と、 このフロートに従動して検出セル内を上下動可能な上下
動ユニットと、 前記検出セル内部に検出光を入射させる入力光ファイバ
と、 前記検出セル内部において入力光ファイバから上下動ユ
ニットを介して出射した光が入射する出力光ファイバ
と、を備え、 前記上下動ユニットは、水位が設定値以下であって上下
動ユニットが下死点にあるときに入力光ファイバ及び出
力光ファイバと一直線上に位置する第1の中間光ファイ
バと、水位が設定値以上であって上下動ユニットが上死
点にあるときに入力光ファイバ及び出力光ファイバと一
直線上に位置し、かつ、光ファイバブラッグ回折格子を
有する第2の中間光ファイバと、を備えてなることを特
徴とする光水位検出器。
A float that floats on water whose water level is to be detected, a vertically moving unit that can move up and down in a detection cell following the float, an input optical fiber that causes detection light to enter the inside of the detection cell, An output optical fiber into which light emitted from the input optical fiber via the vertical movement unit from the input optical fiber inside the detection cell, and the vertical movement unit has a water level equal to or lower than a set value and the vertical movement unit has a bottom dead center. A first intermediate optical fiber positioned in line with the input optical fiber and the output optical fiber when the vertical movement unit is at the top dead center when the water level is equal to or higher than a set value; A second intermediate optical fiber that is aligned with the fiber and that has an optical fiber Bragg grating.
【請求項2】 水位を検出するべき水に浮かぶフロート
と、 検出セルを貫通する一部に光ファイバブラッグ回折格子
を有し、かつ前記フロートに従動して検出セル内を上下
動可能であると共に検出光が入射する光ファイバと、 この光ファイバに取り付けられた第1の磁石と、 前記検出セル内部に固定されて第1の磁石に吸着可能な
第2の磁石と、を備え、 前記検出セル内部の光ファイバは、水位が設定値以下の
ときには第1,第2の磁石の吸着によって決まる位置に
あり、水位が設定値以上のときには第2の磁石との吸着
が解除された第1の磁石の上死点によって決まる位置に
あることを特徴とする光水位検出器。
2. A float that floats on the water whose water level is to be detected, and has an optical fiber Bragg diffraction grating in a part penetrating the detection cell, and can move up and down in the detection cell following the float. An optical fiber on which the detection light is incident; a first magnet attached to the optical fiber; and a second magnet fixed inside the detection cell and capable of being attracted to the first magnet. The internal optical fiber is at a position determined by the attraction of the first and second magnets when the water level is equal to or lower than the set value, and when the water level is equal to or higher than the set value, the first magnet released from the attraction with the second magnet. An optical water level detector characterized by being located at a position determined by the top dead center.
【請求項3】 水位を検出するべき水に浮かぶフロート
と、 このフロートを回動可能に支持するアームと、 検出セル内に設けられた前記アームの支点と、 この支点を取り巻くように配置されて一端が前記アーム
に固定され、かつ他端が前記検出セル内部に固定されて
いると共に光ファイバブラッグ回折格子を有し、検出光
が入射する光ファイバと、を備え、 この光ファイバは、水位の変化に伴うフロートの上下動
に応じてアームに固定された一端が移動可能であること
を特徴とする光水位検出器。
3. A float floating on the water whose water level is to be detected, an arm rotatably supporting the float, a fulcrum of the arm provided in the detection cell, and a circumstance surrounding the fulcrum. An optical fiber having one end fixed to the arm and the other end fixed inside the detection cell and having an optical fiber Bragg diffraction grating, on which detection light is incident; and An optical water level detector characterized in that one end fixed to an arm is movable in accordance with a vertical movement of a float accompanying a change.
【請求項4】 水位を検出するべき水に浮かぶフロート
と、 このフロートを回動可能に支持するアームと、 検出セル内に設けられた前記アームの支点と、 この支点を介して前記フロートとは反対側のアーム端部
に一端が固定され、かつ検出光が入射する光ファイバ
と、を備え、 この光ファイバは、水位の変化に伴うフロートの上下動
に応じてアームに固定された一端が移動可能であること
を特徴とする光水位検出器。
4. A float floating on the water whose water level is to be detected, an arm rotatably supporting the float, a fulcrum of the arm provided in a detection cell, and the float via the fulcrum. An optical fiber, one end of which is fixed to the opposite end of the arm, and on which detection light is incident. The optical fiber has one end fixed to the arm which moves in accordance with the vertical movement of the float accompanying a change in water level. An optical water level detector characterized in that it is possible.
【請求項5】 水位に応じた水圧に応動するダイヤフラ
ムを有する気密状の検出セルと、 前記ダイヤフラムの肉厚内を貫通してダイヤフラムと一
体化され、かつ検出光が入射すると共に光ファイバブラ
ッグ回折格子を有する光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
5. An airtight detection cell having a diaphragm responsive to a water pressure corresponding to a water level, an optical fiber Bragg diffraction penetrating through the inside of the thickness of the diaphragm, being integrated with the diaphragm, and having detection light incident thereon. An optical water level detector, comprising: an optical fiber having a grating;
【請求項6】 水位に応じた水圧に応動するダイヤフラ
ムを有する気密状の検出セルと、 前記検出セルの内部を貫通し、かつ検出光が入射すると
共に光ファイバブラッグ回折格子を有する光ファイバ
と、 水圧の変化に応じて前記検出セル内の光ファイバを移動
させるように吸着及び吸着が解除される一対の磁石と、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
6. An airtight detection cell having a diaphragm responsive to a water pressure according to a water level, an optical fiber penetrating the inside of the detection cell, receiving detection light, and having an optical fiber Bragg diffraction grating; An optical water level detector, comprising: a pair of magnets that are attracted and released so as to move an optical fiber in the detection cell according to a change in water pressure.
【請求項7】 水位に応じた水圧に応動して変形する受
圧部と、 この受圧部に一体的に固着され、かつ光軸上に複数の切
断部を有すると共に検出光が入射する光ファイバと、 を備え、 前記受圧部の変形により前記切断部を含む光ファイバを
変形させ、切断部に空気を介在させて光ファイバブラッ
グ回折格子を形成することを特徴とする光水位検出器。
7. A pressure receiving portion which is deformed in response to a water pressure according to a water level, and an optical fiber which is integrally fixed to the pressure receiving portion, has a plurality of cut portions on an optical axis, and on which detection light enters. An optical water level detector, comprising: deforming an optical fiber including the cut portion by deforming the pressure receiving portion, and forming an optical fiber Bragg diffraction grating by interposing air in the cut portion.
【請求項8】 水位に応じた水圧に応動して移動する受
圧部と、 検出セル内で固定され、かつ光軸上に有する複数の隙間
によって光ファイバブラッグ回折格子を形成すると共に
検出光が入射する光ファイバと、 前記受圧部の移動に伴って前記隙間を埋めるように充填
され、かつ光ファイバと同一の屈折率を有する液体と、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
8. An optical fiber Bragg diffraction grating is formed by a pressure receiving portion that moves in response to a water pressure corresponding to a water level and is fixed in a detection cell and has a plurality of gaps on an optical axis, and detection light is incident. An optical fiber, and a liquid filled so as to fill the gap as the pressure receiving portion moves and having the same refractive index as the optical fiber.
【請求項9】 水位に応じた水圧に応動して変形する中
空状の受圧体と、 この受圧体の外周面に緊密に巻き付けられ、かつ光ファ
イバブラッグ回折格子を有すると共に検出光が入射する
光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
9. A hollow pressure receiving member which is deformed in response to a water pressure corresponding to a water level, and a light which is tightly wound around the outer peripheral surface of the pressure receiving member, has an optical fiber Bragg diffraction grating, and receives detection light. An optical water level detector, comprising: a fiber;
【請求項10】 光ファイバブラッグ回折格子が形成さ
れた光ファイバと、水位または水位に応じた水圧が所定
値以上になると動作して前記ブラッグ回折格子に歪みを
加えると共に所定値以下になると前記歪みを解除する手
段と、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
10. An optical fiber on which an optical fiber Bragg diffraction grating is formed, and operates when a water level or a water pressure corresponding to the water level becomes a predetermined value or more, and applies a strain to the Bragg diffraction grating, and when the water pressure becomes a predetermined value or less, the distortion is generated. A light level detector, comprising:
【請求項11】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに従動して伸縮するベローズと、 前記フロートに従動して検出セル内を上下動可能なシャ
フトと、 このシャフトを案内するリニアガイドと、 前記シャフトに固定されてシャフトに従動するアーム
と、 このアームの上下動を制限するストッパと、 前記アームに一端が固定され、かつ他端が前記検出セル
に固定されているとともに内部に光ファイバブラッグ回
折格子が形成されてなる光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
11. A float that floats on water whose water level is to be detected, a bellows that expands and contracts by following the float, a shaft that can move up and down in the detection cell by following the float, and a linear guide that guides the shaft. A guide, an arm fixed to the shaft and driven by the shaft, a stopper for restricting the vertical movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell and internally. An optical water level detector, comprising: an optical fiber having an optical fiber Bragg diffraction grating formed thereon.
【請求項12】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに従動して伸縮するダイアフラムと、 このダイアフラムに従動して検出セル内を上下動可能な
シャフトと、 このシャフトを案内するリニアガイドと、 前記シャフトに固定されてシャフトに従動するアーム
と、 このアームの上下動を制限するストッパと、 前記アームに一端が固定され、かつ他端が前記検出セル
に固定されているとともに内部に光ファイバブラッグ回
折格子が形成されてなる光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
12. A float that floats on the water whose water level is to be detected, a diaphragm that expands and contracts by following the float, a shaft that can move up and down in the detection cell by following the diaphragm, and a linear guide that guides the shaft. A guide, an arm fixed to the shaft and driven by the shaft, a stopper for restricting the vertical movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell and internally. An optical water level detector, comprising: an optical fiber having an optical fiber Bragg diffraction grating formed thereon.
【請求項13】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに従動して伸縮し、かつ前記フロートと検
出セルとの間に配置されたダイアフラムと、 前記フロートの下方に配置されてフロートを支持する板
バネと、 前記ダイアフラムに従動して前記検出セル内を上下動可
能なように前記ダイアフラムに載置されたシャフトと、 このシャフトを案内するリニアガイドと、 前記シャフトに固定されてシャフトに従動するアーム
と、 このアームの上方への移動を制限するストッパと、 前記アームに一端が固定され、かつ他端が前記検出セル
に固定されているとともに内部に光ファイバブラッグ回
折格子が形成されてなる光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
13. A float that floats on water whose water level is to be detected, a diaphragm that expands and contracts following the float, and that is disposed between the float and a detection cell; and a float that is disposed below the float. A shaft mounted on the diaphragm so as to be able to move up and down in the detection cell following the diaphragm, a linear guide for guiding the shaft, and a shaft fixed to the shaft. An arm following the arm, a stopper for restricting upward movement of the arm, and one end fixed to the arm and the other end fixed to the detection cell, and an optical fiber Bragg diffraction grating formed inside. An optical water level detector comprising: an optical fiber;
【請求項14】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートが収容される検出セルと、 前記フロートに水を導入するための水導入口と、 水が導入される際に検出セル内の空気を抜くための空気
抜き口と、 浮力によって前記検出セル内を上方へ移動したフロート
に当接する受圧部と、 この受圧部が固定されるダイアフラムと、 このダイアフラムに従動するブロックと、 このブロックに一端が固定され、かつ他端が前記検出セ
ルに固定されているとともに内部に光ファイバブラッグ
回折格子が形成されてなる光ファイバと、 を備えたことを特徴とする光水位検出器。
14. A float that floats on the water whose water level is to be detected, a detection cell in which the float is housed, a water inlet for introducing water into the float, and a detection cell when the water is introduced. An air vent for bleeding air, a pressure receiving portion that comes into contact with the float that has moved upward in the detection cell by buoyancy, a diaphragm to which the pressure receiving portion is fixed, a block that follows the diaphragm, An optical fiber having one end fixed and the other end fixed to the detection cell and having an optical fiber Bragg diffraction grating formed therein.
【請求項15】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに内蔵された第1の磁性材料と、 前記フロートが収容される検出セルと、 この検出セルに水を導入するための水導入口と、 水が導入される際に検出セル内の空気を抜くための空気
抜き口と、 前記フロートの上方に配置されるとともに、圧力によっ
て変形しない非磁性材料からなる隔壁と、 両端部が前記隔壁上のブロックに固定されて隔壁と平行
に配置され、その両端部間に第2の磁性材料及び光ファ
イバブラッグ回折格子が直列的に設けられた光ファイバ
と、 を備え、 前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第2の磁
性材料との間に磁力を作用させてスナップアクション動
作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバブラッ
グ回折格子に荷重を加えるようにしたことを特徴とする
光水位検出器。
15. A float floating on water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell containing the float, and water for introducing water into the detection cell. An inlet, an air vent for bleeding air from the detection cell when water is introduced, and a partition made of a non-magnetic material that is arranged above the float and that is not deformed by pressure. An optical fiber fixed to a block on the partition wall and arranged in parallel with the partition wall, and having a second magnetic material and an optical fiber Bragg diffraction grating provided in series between both ends thereof; Causes a magnetic force to act between the first magnetic material and the second magnetic material to move the second magnetic material by a snap action operation and apply a load to the optical fiber Bragg diffraction grating. Optical water level detector, characterized in that there was Unishi.
【請求項16】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに内蔵された第1の磁性材料と、 前記フロートが収容される検出セルと、 この検出セルに水を導入するための水導入口と、 水が導入される際に検出セル内の空気を抜くための空気
抜き口と、 前記フロートの上方に配置されるとともに、圧力によっ
て変形しない非磁性材料からなる隔壁と、 一端部が前記隔壁の上方に固定され、かつ他端部が第2
の磁性材料に連結されているとともに両端部間に光ファ
イバブラッグ回折格子が形成された光ファイバと、 を備え、 前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第2の磁
性材料との間に磁力を作用させてスナップアクション動
作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバブラッ
グ回折格子に荷重を加えるようにしたことを特徴とする
光水位検出器。
16. A float floating in water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell in which the float is stored, and water for introducing water into the detection cell. An inlet, an air vent for bleeding air in the detection cell when water is introduced, and a partition made of a non-magnetic material that is arranged above the float and that is not deformed by pressure, Is fixed above the partition wall and the other end is the second
An optical fiber connected to the magnetic material and having an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends thereof, wherein the float moves up and down between the first magnetic material and the second magnetic material. An optical water level detector characterized in that a magnetic force is applied to move a second magnetic material by a snap action operation to apply a load to an optical fiber Bragg diffraction grating.
【請求項17】 水位を検出するべき水に浮かぶほぼ円
筒状のフロートと、 このフロートに内蔵された第1の磁性材料と、 フロートの中心に配置された検出セルと、 この検出セルの内部に両端が固定され、かつ、両端部間
に第2の磁性材料及び光ファイバブラッグ回折格子が直
列的に設けられた光ファイバと、 を備え、 前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第2の磁
性材料との間に磁力を作用させてスナップアクション動
作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバブラッ
グ回折格子に荷重を加えるようにしたことを特徴とする
光水位検出器。
17. A substantially cylindrical float floating on water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell arranged at the center of the float, and an inside of the detection cell. An optical fiber having both ends fixed, and a second magnetic material and an optical fiber Bragg diffraction grating provided in series between both ends, wherein the first magnetic material and the second magnetic material are moved by the vertical movement of the float. An optical water level detector characterized in that a magnetic force acts between the magnetic material and the second magnetic material to move the second magnetic material by a snap action operation to apply a load to the optical fiber Bragg diffraction grating.
【請求項18】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに内蔵された第1の磁性材料と、 前記フロートが収容される検出セルと、 この検出セルに水が導入される際に検出セル内の空気を
抜くための空気抜き口と、 前記フロートの上方に配置されるとともに、圧力によっ
て変形しない非磁性材料からなる隔壁と、 前記フロートと前記隔壁とを連結する伸縮自在なベロー
ズと、 両端部が前記隔壁上のブロックに固定されて隔壁と平行
に配置され、その両端部間に第2の磁性材料及び光ファ
イバブラッグ回折格子が直列的に設けられた光ファイバ
と、 を備え、 前記フロートの上下動により第1の磁性材料と第2の磁
性材料との間に磁力を作用させてスナップアクション動
作により第2の磁性材料を移動させ、光ファイバブラッ
グ回折格子に荷重を加えるようにしたことを特徴とする
光水位検出器。
18. A float that floats on water whose water level is to be detected, a first magnetic material built in the float, a detection cell in which the float is stored, and when water is introduced into the detection cell. An air vent for bleeding the air in the detection cell, and a partition made of a non-magnetic material that is arranged above the float and that is not deformed by pressure, and a stretchable bellows that connects the float and the partition, An optical fiber having both ends fixed to a block on the partition wall and arranged in parallel with the partition wall, and a second magnetic material and an optical fiber Bragg diffraction grating provided in series between both end portions; A magnetic force acts between the first magnetic material and the second magnetic material by the up and down movement of the float to move the second magnetic material by a snap action operation. Optical water level detector, characterized in that as a load is applied to the grayed diffraction grating.
【請求項19】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに内蔵された検出セルと、 一端が前記フロートに接続され、他端が固定されたベロ
ーズと、 前記検出セル内において一端部が固定端に固定され、他
端部におもりが取り付けられてその両端部間に光ファイ
バブラッグ回折格子が形成された光ファイバと、 を備え、 前記フロートの上下動により前記固定端とおもりとの上
下位置関係を逆転させて光ファイバブラッグ回折格子に
加わる荷重を変化させることを特徴とする光水位検出
器。
19. A float floating on water whose water level is to be detected, a detection cell built in the float, a bellows having one end connected to the float and the other end fixed, and one end in the detection cell. Is fixed to the fixed end, an optical fiber having a weight attached to the other end thereof and an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends thereof, and the vertical movement of the float and the fixed end and the weight An optical water level detector characterized by changing a load applied to an optical fiber Bragg diffraction grating by reversing a vertical positional relationship.
【請求項20】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートにアームを介して連結され、前記フロート
の上下動に応じて回動する段付きシャフトと、 検出セル内において前記段付きシャフトの段部に一端部
が固定され、他端部が前記検出セルに固定されるととも
に両端部間に光ファイバブラッグ回折格子が形成された
光ファイバと、 を備え、 前記フロートの上下動により前記段部を回動させて光フ
ァイバブラッグ回折格子に加わる荷重を変化させること
を特徴とする光水位検出器。
20. A float floating on the water whose water level is to be detected, a stepped shaft connected to the float via an arm, and rotated in accordance with the vertical movement of the float, and the stepped shaft in the detection cell. An optical fiber having one end fixed to the step part, the other end fixed to the detection cell, and an optical fiber Bragg diffraction grating formed between both ends, and the vertical movement of the float An optical water level detector characterized by changing a load applied to an optical fiber Bragg diffraction grating by rotating a part.
【請求項21】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 前記フロートの上下動に応じて回動するシャフトと、 検出セル内において前記シャフトの回動に応じたバネに
よるスナップアクション動作により第1の位置と第2の
位置を保持するアームと、 このアームに近接して配置されるとともに、前記検出セ
ルに両端が固定され、かつ両端部間に光ファイバブラッ
グ回折格子が形成された光ファイバと、 を備え、 前記アームが第1の位置または第2の位置にあるときに
このアームが光ファイバブラッグ回折格子に当接して荷
重を加えることを特徴とする光水位検出器。
21. A float which floats on water whose water level is to be detected, a shaft which rotates in accordance with the vertical movement of the float, and a first snap action by a spring in accordance with the rotation of the shaft in the detection cell. An arm holding the position and the second position, and an optical fiber disposed close to the arm, having both ends fixed to the detection cell, and having an optical fiber Bragg grating formed between both ends. An optical water level detector, comprising: when the arm is in the first position or the second position, the arm abuts on the optical fiber Bragg diffraction grating to apply a load.
【請求項22】 水位を検出するべき水に浮かぶフロー
トと、 このフロートに球面軸受を介して連結され、前記フロー
トの上下動に応じて回動するとともに、検出セル内にお
いてバネによるスナップアクション動作により第1の位
置と第2の位置を保持するアームと、 このアームに近接して配置されるとともに、前記検出セ
ルに両端が固定され、かつ両端部間に光ファイバブラッ
グ回折格子が形成された光ファイバと、 を備え、 前記アームが第1の位置または第2の位置にあるときに
このアームが光ファイバブラッグ回折格子に当接して荷
重を加えることを特徴とする光水位検出器。
22. A float floating on the water whose water level is to be detected, connected to the float via a spherical bearing, and rotated in accordance with the up and down movement of the float, and by a snap action operation by a spring in the detection cell. An arm that holds the first position and the second position, a light that is arranged close to the arm, has both ends fixed to the detection cell, and has an optical fiber Bragg grating formed between both ends. And a fiber, wherein the arm abuts the optical fiber Bragg grating to apply a load when the arm is in the first position or the second position.
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