JP2001194142A - 水位差測定器及び水位差監視システム - Google Patents
水位差測定器及び水位差監視システムInfo
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- JP2001194142A JP2001194142A JP36277299A JP36277299A JP2001194142A JP 2001194142 A JP2001194142 A JP 2001194142A JP 36277299 A JP36277299 A JP 36277299A JP 36277299 A JP36277299 A JP 36277299A JP 2001194142 A JP2001194142 A JP 2001194142A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2つの地点の水位差の比較を簡単かつシステ
ム構築面で有利に行うことを可能ならしめる光ファイバ
を利用した新規な水位差測定器を提供する。 【解決手段】 水位差を生じる部分から第1、第2導水
室1、2に水を導入する。その2つの導水室1、2に水
圧で上方に縮むベローズ3を設け、そのベローズに連結
したロッド6経由でベローズの端壁3aの変位を天秤5
に伝えて水位差発生時に天秤5が傾くようにする。そし
て、その傾きで2つのセンサ7の作動状態を切換える。
センサ7は、加圧子7aで光ファイバを加圧変形させて
光伝送損失を生じさせるものを利用しており、そのセン
サの動作状況を光伝送損失分布測定装置で調べると水位
差が発生したことが判る。
ム構築面で有利に行うことを可能ならしめる光ファイバ
を利用した新規な水位差測定器を提供する。 【解決手段】 水位差を生じる部分から第1、第2導水
室1、2に水を導入する。その2つの導水室1、2に水
圧で上方に縮むベローズ3を設け、そのベローズに連結
したロッド6経由でベローズの端壁3aの変位を天秤5
に伝えて水位差発生時に天秤5が傾くようにする。そし
て、その傾きで2つのセンサ7の作動状態を切換える。
センサ7は、加圧子7aで光ファイバを加圧変形させて
光伝送損失を生じさせるものを利用しており、そのセン
サの動作状況を光伝送損失分布測定装置で調べると水位
差が発生したことが判る。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバと天
秤を用いて隔離された水系の水位差を検出する水位差測
定器とそれを利用して多点の水位差監視を経済的に行え
るようにした水位差監視システムに関する。
秤を用いて隔離された水系の水位差を検出する水位差測
定器とそれを利用して多点の水位差監視を経済的に行え
るようにした水位差監視システムに関する。
【0002】
【従来の技術】水門、樋門などは、水の有効利用と増水
時の適切な放水のために内水と外水(ここでは上流側の
水を内水、下流側の水を外水と云う)の水位差(水圧
差)を検出し、検出結果に基づいて開け閉めを行うのが
好ましい。
時の適切な放水のために内水と外水(ここでは上流側の
水を内水、下流側の水を外水と云う)の水位差(水圧
差)を検出し、検出結果に基づいて開け閉めを行うのが
好ましい。
【0003】その水位差の検出に用いられる従来の測定
器は、内水と外水の圧力を2つの水圧計で計測し、両水
圧計の電気的な出力を比較してどちらの水位が高いかを
判断するものが一般的である。
器は、内水と外水の圧力を2つの水圧計で計測し、両水
圧計の電気的な出力を比較してどちらの水位が高いかを
判断するものが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定器は、高価
な水圧計を2つ必要とし、各水圧計の出力信号を比較す
る装置も必要であり、費用がかさむ。
な水圧計を2つ必要とし、各水圧計の出力信号を比較す
る装置も必要であり、費用がかさむ。
【0005】また、電気的な水圧計はそれ自体が精度誤
差を有しており、2つの計器の器差が検出精度を左右す
るため、微妙な水位差を測定するには限界があった。
差を有しており、2つの計器の器差が検出精度を左右す
るため、微妙な水位差を測定するには限界があった。
【0006】さらに、電気式の計器を用いるため、測定
器を設置する場所(現地)に電源を必要とし、さらに、
遠隔監視を行う場合には検出信号を監視所に送るための
伝送装置を必要とし、システムが高価となるほか、電源
の有無による設置規制も受け易かった。
器を設置する場所(現地)に電源を必要とし、さらに、
遠隔監視を行う場合には検出信号を監視所に送るための
伝送装置を必要とし、システムが高価となるほか、電源
の有無による設置規制も受け易かった。
【0007】この発明は、かかる不具合を解消した水位
差測定器とそれを用いた水位差の遠隔監視システムを提
供することを目的としている。
差測定器とそれを用いた水位差の遠隔監視システムを提
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、内水の圧力と大気圧を両面に
対向して受ける第1可動受圧部と、外水の圧力と大気圧
を両面に対向して受ける第2可動受圧部と、第1可動受
圧部の変位力を受ける加圧子で光ファイバを加圧してそ
の光ファイバに光の伝送損失を生じさせる第1センサ
と、第2可動受圧部の変位力を受ける加圧子で光ファイ
バを加圧してその光ファイバに光の伝送損失を生じさせ
る第2センサを有し、内水と外水に水位差が生じたとき
に第1、第2可動受圧部の変位量に差が出て第1、第2
センサの光伝送損失に差が生じるようにした水位差測定
器を提供する。
め、この発明においては、内水の圧力と大気圧を両面に
対向して受ける第1可動受圧部と、外水の圧力と大気圧
を両面に対向して受ける第2可動受圧部と、第1可動受
圧部の変位力を受ける加圧子で光ファイバを加圧してそ
の光ファイバに光の伝送損失を生じさせる第1センサ
と、第2可動受圧部の変位力を受ける加圧子で光ファイ
バを加圧してその光ファイバに光の伝送損失を生じさせ
る第2センサを有し、内水と外水に水位差が生じたとき
に第1、第2可動受圧部の変位量に差が出て第1、第2
センサの光伝送損失に差が生じるようにした水位差測定
器を提供する。
【0009】この測定器は、内水を導入して第1可動受
圧部の一面に作用させる第1導水室、外水を導入して第
2可動受圧部の一面に作用させる第2導水室、及び第
1、第2導水室間に設ける天秤を具備させ、内水と外水
に水位差が生じたときに第1可動受圧部と第2可動受圧
部から天秤に相反する向きに加わる力のバランスが崩れ
て天秤が傾き、第1、第2のどちらか一方のセンサの加
圧子が傾いた天秤に押し込まれ、他方のセンサの押し込
みが解除されるようにしておくと好ましい。
圧部の一面に作用させる第1導水室、外水を導入して第
2可動受圧部の一面に作用させる第2導水室、及び第
1、第2導水室間に設ける天秤を具備させ、内水と外水
に水位差が生じたときに第1可動受圧部と第2可動受圧
部から天秤に相反する向きに加わる力のバランスが崩れ
て天秤が傾き、第1、第2のどちらか一方のセンサの加
圧子が傾いた天秤に押し込まれ、他方のセンサの押し込
みが解除されるようにしておくと好ましい。
【0010】また、内水導入部と外水導入部に各々設け
る液体を充填した可撓性の第1タンクと第2タンク、第
1タンク内の液を導入して第1可動受圧部の一面に作用
させる第1導液室、第2タンク内の液を導入して第2可
動受圧部の一面に作用させる第2導液室、及び第1、第
2導液室間に設ける天秤を具備させ、内水と外水に水位
差が生じたときに第1、第2タンク内の液を介して第
1、第2可動受圧部にそれぞれ内水、外水の圧力が伝わ
り、第1可動受圧部と第2可動受圧部から天秤に相反す
る向きに加わる力のバランスが崩れて天秤が傾き、第
1、第2のどちらか一方のセンサの加圧子が傾いた天秤
に押し込まれ、他方のセンサの押し込みが解除されるよ
うにしておくとより好ましい。これ等は、前述の可動受
圧部をフロートで代替した構成にしてもよい。
る液体を充填した可撓性の第1タンクと第2タンク、第
1タンク内の液を導入して第1可動受圧部の一面に作用
させる第1導液室、第2タンク内の液を導入して第2可
動受圧部の一面に作用させる第2導液室、及び第1、第
2導液室間に設ける天秤を具備させ、内水と外水に水位
差が生じたときに第1、第2タンク内の液を介して第
1、第2可動受圧部にそれぞれ内水、外水の圧力が伝わ
り、第1可動受圧部と第2可動受圧部から天秤に相反す
る向きに加わる力のバランスが崩れて天秤が傾き、第
1、第2のどちらか一方のセンサの加圧子が傾いた天秤
に押し込まれ、他方のセンサの押し込みが解除されるよ
うにしておくとより好ましい。これ等は、前述の可動受
圧部をフロートで代替した構成にしてもよい。
【0011】また、必要に応じて天秤の均り合い状態を
表示する指針を設けたり、天秤とセンサ間に、天秤の変
位を増幅してセンサの加圧子に伝える増幅機構を設けた
りするとより好ましいものになる。
表示する指針を設けたり、天秤とセンサ間に、天秤の変
位を増幅してセンサの加圧子に伝える増幅機構を設けた
りするとより好ましいものになる。
【0012】なお、この発明の監視システムは、上述し
た水位差測定器を複数の水位差監視点に各々設置し、そ
の測定器のセンサの光ファイバを各監視点に通して布設
される光ファイバケーブルにシリアルに接続し、センサ
の光ファイバに生じる光伝送損失の有無と伝送損失の発
生位置を前記光ファイバケーブルに接続した光伝送損失
分布測定装置で計測する。そして、その測定結果に基づ
いて各監視点における内水と外水の水位差を把握する。
た水位差測定器を複数の水位差監視点に各々設置し、そ
の測定器のセンサの光ファイバを各監視点に通して布設
される光ファイバケーブルにシリアルに接続し、センサ
の光ファイバに生じる光伝送損失の有無と伝送損失の発
生位置を前記光ファイバケーブルに接続した光伝送損失
分布測定装置で計測する。そして、その測定結果に基づ
いて各監視点における内水と外水の水位差を把握する。
【0013】
【作用】この発明の測定器及び監視システムは、内水と
外水の圧力差又は内、外水によるフロートの浮力差を光
ファイバの光伝送損失に置換し、2つのセンサのどちら
に伝送損失が生じたかで内、外水のどちらの水位が高い
かを判断する。従って、高価な計器が要らず、また、現
地に電源を必要とせず、経済的にしかも設置規制を受け
ずに水位差を監視することができる。
外水の圧力差又は内、外水によるフロートの浮力差を光
ファイバの光伝送損失に置換し、2つのセンサのどちら
に伝送損失が生じたかで内、外水のどちらの水位が高い
かを判断する。従って、高価な計器が要らず、また、現
地に電源を必要とせず、経済的にしかも設置規制を受け
ずに水位差を監視することができる。
【0014】また、可動受圧部やフロートの変位を天秤
に伝え、天秤のバランスの崩れを利用して2つのセンサ
の切換えを行うものは、測定器を簡素化でき、コスト面
で更に有利になる。
に伝え、天秤のバランスの崩れを利用して2つのセンサ
の切換えを行うものは、測定器を簡素化でき、コスト面
で更に有利になる。
【0015】さらに、第1タンクと第2タンクを設け、
そのタンク内の液を第1、第2可動受圧部の一面に作用
させるものは、内水と外水の圧力がタンク内の液を介し
て間接的に可動受圧部に伝達されるので、測定器の内部
に内水と外水を導入する必要がない。従って、内水や外
水に含まれるゴミ等の浮遊物や土などによる目詰り、そ
れによる測定器の動作停止の問題が起こらず、ゴミ等の
異物の侵入に対する対策やメンテナンスが容易になる。
また、第1、第2タンクを測定器の本体部から独立さ
せ、第1、第2タンク内の液を耐圧ホースに通して第
1、第2導液室に導くことができるので、本体部の設置
場所の制約が少なく、本体部の小型化も図り易い。
そのタンク内の液を第1、第2可動受圧部の一面に作用
させるものは、内水と外水の圧力がタンク内の液を介し
て間接的に可動受圧部に伝達されるので、測定器の内部
に内水と外水を導入する必要がない。従って、内水や外
水に含まれるゴミ等の浮遊物や土などによる目詰り、そ
れによる測定器の動作停止の問題が起こらず、ゴミ等の
異物の侵入に対する対策やメンテナンスが容易になる。
また、第1、第2タンクを測定器の本体部から独立さ
せ、第1、第2タンク内の液を耐圧ホースに通して第
1、第2導液室に導くことができるので、本体部の設置
場所の制約が少なく、本体部の小型化も図り易い。
【0016】このほか、天秤の指針は、水門等の開閉を
操作員が行うときに、内外水の水位差の確認を容易化す
るのに役立つ。
操作員が行うときに、内外水の水位差の確認を容易化す
るのに役立つ。
【0017】また、変位の増幅機構は、測定器の測定精
度を高めるのに役立つ。微小水位差による僅かな変位で
はセンサの光ファイバに明瞭な伝送損失を生じさせるこ
とが難しく、判定がし難くなるが、増幅機構を備えさせ
れば、微小変位を増幅してセンサからはっきりした信号
を取り出すことができる。
度を高めるのに役立つ。微小水位差による僅かな変位で
はセンサの光ファイバに明瞭な伝送損失を生じさせるこ
とが難しく、判定がし難くなるが、増幅機構を備えさせ
れば、微小変位を増幅してセンサからはっきりした信号
を取り出すことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に、この発明の水位差測定器
の実施形態を示す。この測定器は、内水を導入する第1
導水室1と、外水を導入する第2導水室2と、各導水室
の内部に臨ませるベローズ3と、定位置に固定される台
座4の下部に取付けた天秤5と、天秤5の両端に垂下し
て設けるロッド6と、天秤5で作動させる2つのセンサ
7とから成る。第1、第2導水室1、2は管材を用いる
と簡単に形成できる。
の実施形態を示す。この測定器は、内水を導入する第1
導水室1と、外水を導入する第2導水室2と、各導水室
の内部に臨ませるベローズ3と、定位置に固定される台
座4の下部に取付けた天秤5と、天秤5の両端に垂下し
て設けるロッド6と、天秤5で作動させる2つのセンサ
7とから成る。第1、第2導水室1、2は管材を用いる
と簡単に形成できる。
【0019】これ等の導水室1、2には、空気抜き孔8
と、その孔の出口に取付ける空気抜きの可能なゴミ除け
用のカバー9が設けられている。
と、その孔の出口に取付ける空気抜きの可能なゴミ除け
用のカバー9が設けられている。
【0020】また、ベローズ3は、上端の開口と導水室
にあけた孔との間を機密にシールして各導水室1、2に
取付けられている。このベローズ3は、下端に可動受圧
部となる端壁3aを有し、ロッド6の下端を連結したそ
の端壁3aが両面に導水室内の水圧と大気圧を対向して
受け、水圧に押されてベローズが上方に縮む。このた
め、ロッド6が押し上げられて天秤5が傾く。その傾き
は、今、内水の圧力(水位)が外水の圧力(水位)より
も高かったとすると、第1導水室1側のロッド6の押し
上げ力が第2導水室2側のロッドの押し上げ力よりも大
きくなるので、図1において天秤5の右側が持ち上がる
ように起こり、これにより、図中右側のセンサ7の加圧
子7aが押し込まれ、図中左側のセンサ7は加圧子7a
の押込みが解除される。
にあけた孔との間を機密にシールして各導水室1、2に
取付けられている。このベローズ3は、下端に可動受圧
部となる端壁3aを有し、ロッド6の下端を連結したそ
の端壁3aが両面に導水室内の水圧と大気圧を対向して
受け、水圧に押されてベローズが上方に縮む。このた
め、ロッド6が押し上げられて天秤5が傾く。その傾き
は、今、内水の圧力(水位)が外水の圧力(水位)より
も高かったとすると、第1導水室1側のロッド6の押し
上げ力が第2導水室2側のロッドの押し上げ力よりも大
きくなるので、図1において天秤5の右側が持ち上がる
ように起こり、これにより、図中右側のセンサ7の加圧
子7aが押し込まれ、図中左側のセンサ7は加圧子7a
の押込みが解除される。
【0021】センサ7は、図2(a)に示すように、ハ
ウジング7b内に光ファイバ7cを引き通し、その光フ
ァイバ7cを図2(b)に示すように加圧子7aで加圧
変形させる構造にしてある。このセンサ7の加圧子7a
は、図3に示すように、多点で光ファイバ7cを加圧変
形させるものが好ましい。多点で加圧変形させると光フ
ァイバに与える曲げ歪(マイクロベンド)を小さく抑え
てより大きな光伝送損失を生じさせ得る。天秤5に押し
込まれたセンサ7には光の伝送損失が生じ、もう一方の
センサ7にはその伝送損失が発生しない。従って、2つ
のセンサ7のどちらが作動したか(光の伝送損失が生じ
たか)を確認することによって内水と外水のどちらの水
位が高いかを知ることができる。
ウジング7b内に光ファイバ7cを引き通し、その光フ
ァイバ7cを図2(b)に示すように加圧子7aで加圧
変形させる構造にしてある。このセンサ7の加圧子7a
は、図3に示すように、多点で光ファイバ7cを加圧変
形させるものが好ましい。多点で加圧変形させると光フ
ァイバに与える曲げ歪(マイクロベンド)を小さく抑え
てより大きな光伝送損失を生じさせ得る。天秤5に押し
込まれたセンサ7には光の伝送損失が生じ、もう一方の
センサ7にはその伝送損失が発生しない。従って、2つ
のセンサ7のどちらが作動したか(光の伝送損失が生じ
たか)を確認することによって内水と外水のどちらの水
位が高いかを知ることができる。
【0022】なお、センサの作動状態の確認は、光伝送
損失分布測定装置(OTDR)を用いて行う。
損失分布測定装置(OTDR)を用いて行う。
【0023】図2は、ベローズに代えてフロート10を
設けた水位差測定器を示している。この測定器は、導水
室1、2の上端に被せた空気抜きの可能なキャップ11
にロッド6を貫通させ、そのロッドにフロート10を取
付ければよいので、図1の測定器に比べて構造の簡素化
が図り易い。
設けた水位差測定器を示している。この測定器は、導水
室1、2の上端に被せた空気抜きの可能なキャップ11
にロッド6を貫通させ、そのロッドにフロート10を取
付ければよいので、図1の測定器に比べて構造の簡素化
が図り易い。
【0024】ベローズ3を用いた図1の測定器は、ロッ
ド6が導水室の外側にあり、ゴミ等の侵入防止効果が高
くて動作の信頼性に優れるが、微小荷重に対する動作性
の面ではフロートの方が有利となる場合がある。
ド6が導水室の外側にあり、ゴミ等の侵入防止効果が高
くて動作の信頼性に優れるが、微小荷重に対する動作性
の面ではフロートの方が有利となる場合がある。
【0025】なお、導水室1、2内のベローズ又はフロ
ートの高さ位置に予め差をつけ、内水と外水との間に一
定の水位差が生じているときに天秤5のバランスが保た
れるようにしておくと、一定の水位差が保たれているか
どうかを検出することができる。
ートの高さ位置に予め差をつけ、内水と外水との間に一
定の水位差が生じているときに天秤5のバランスが保た
れるようにしておくと、一定の水位差が保たれているか
どうかを検出することができる。
【0026】図5は、天秤5の釣り合い状態を表示する
指針12を設けた例を示している。この指針12がある
と、現地で水門、樋門等の開閉を行うときに、水位状況
を操作員が的確に知ることができる。
指針12を設けた例を示している。この指針12がある
と、現地で水門、樋門等の開閉を行うときに、水位状況
を操作員が的確に知ることができる。
【0027】図5の13は、天秤5の傾きを規制するス
トッパである。このストッパ13があると、センサ7に
過大圧力が加わるのを防止することができる。
トッパである。このストッパ13があると、センサ7に
過大圧力が加わるのを防止することができる。
【0028】図6は、天秤5とセンサ7間に変位増幅用
のてこ14を設けた例を示している。ロッド6を台座4
の上方まで延長してそのロッド6の途中に天秤5の両端
をピボット結合し、片方のロッド6で一方のてこ14の
一端を突き動かしててこ14の他端でセンサ7を作動さ
せるようにしている。この構造は、ロッド6の変位量が
てこ比(L2 /L1 )と同じ比率で増幅されてセンサ7
に伝わるので、水位差によるロッド6の変位量が非常に
小さいときにもセンサ7から明瞭な信号を取出すことが
でき、検出の感度が高まる。
のてこ14を設けた例を示している。ロッド6を台座4
の上方まで延長してそのロッド6の途中に天秤5の両端
をピボット結合し、片方のロッド6で一方のてこ14の
一端を突き動かしててこ14の他端でセンサ7を作動さ
せるようにしている。この構造は、ロッド6の変位量が
てこ比(L2 /L1 )と同じ比率で増幅されてセンサ7
に伝わるので、水位差によるロッド6の変位量が非常に
小さいときにもセンサ7から明瞭な信号を取出すことが
でき、検出の感度が高まる。
【0029】図7は、この発明の水位差監視システムの
概要を示している。図のように、水位差の監視が必要な
箇所にこの発明の水位差測定器15を設置する。また、
各監視点を通る光ファイバケーブル16を布設し、その
光ファイバケーブルに各測定器15の2つのセンサの光
ファイバをシリアルに接続する。また、光ファイバケー
ブル16を遠隔の監視所や中継所に引込み、その光ファ
イバケーブル16に光伝送損失分布測定装置(OTD
R)17と、データ処理、表示装置18を接続する。そ
して、光伝送損失分布測定装置17で、光ファイバの伝
送損失の発生状況と伝送損失の発生位置を調べる。これ
により、多数の監視点の水位状況を的確に把握すること
が可能になる。
概要を示している。図のように、水位差の監視が必要な
箇所にこの発明の水位差測定器15を設置する。また、
各監視点を通る光ファイバケーブル16を布設し、その
光ファイバケーブルに各測定器15の2つのセンサの光
ファイバをシリアルに接続する。また、光ファイバケー
ブル16を遠隔の監視所や中継所に引込み、その光ファ
イバケーブル16に光伝送損失分布測定装置(OTD
R)17と、データ処理、表示装置18を接続する。そ
して、光伝送損失分布測定装置17で、光ファイバの伝
送損失の発生状況と伝送損失の発生位置を調べる。これ
により、多数の監視点の水位状況を的確に把握すること
が可能になる。
【0030】図8及び図9は、内水と外水の圧力を第
1、第2可動受圧部に間接的に伝えるタイプの水位差測
定器の実施形態を示している。
1、第2可動受圧部に間接的に伝えるタイプの水位差測
定器の実施形態を示している。
【0031】図1、図4の測定器は、河川水や雨水など
を圧力比較を行う本体部の中に直接導入することになる
ので導入水中のゴミや泥などによって導水室の入口が詰
まって測定器の動作に支障を来たす虞れがあり、メンテ
ナンスの手間が増える。図8、図9の測定器は、その問
題の有効な解決策となり得るものである。
を圧力比較を行う本体部の中に直接導入することになる
ので導入水中のゴミや泥などによって導水室の入口が詰
まって測定器の動作に支障を来たす虞れがあり、メンテ
ナンスの手間が増える。図8、図9の測定器は、その問
題の有効な解決策となり得るものである。
【0032】図8の水位差測定器は、不織布等で補強さ
れた収縮自在のゴムタンク19、20と、本体部21を
有している。一方のゴムタンク19は内水導入部に、他
方のゴムタンク20は外水導入部に各々設置される。こ
れ等のタンクには、水等の液体が収納されている。
れた収縮自在のゴムタンク19、20と、本体部21を
有している。一方のゴムタンク19は内水導入部に、他
方のゴムタンク20は外水導入部に各々設置される。こ
れ等のタンクには、水等の液体が収納されている。
【0033】本体部21は、隔壁22によって液密に区
画された第1導液室23及び第2導液室24と、両面に
第1導液室23内の液圧と大気圧を対向して受ける第1
受圧板25と、同じく両面に第2導液室24内の液圧と
大気圧を対向して受ける第2受圧板26と、天秤5と、
第1、第2受圧板25、26の変位力を天秤5の両端に
伝えるロッド6と、天秤5で作動させる2つのセンサ7
を設けて成る。
画された第1導液室23及び第2導液室24と、両面に
第1導液室23内の液圧と大気圧を対向して受ける第1
受圧板25と、同じく両面に第2導液室24内の液圧と
大気圧を対向して受ける第2受圧板26と、天秤5と、
第1、第2受圧板25、26の変位力を天秤5の両端に
伝えるロッド6と、天秤5で作動させる2つのセンサ7
を設けて成る。
【0034】第1導液室23、第2導液室24と、天秤
5及びセンサ7を収納した大気室との間は、それぞれ、
第1、第2受圧板25、26と隔壁28、29によって
気密に仕切られている。
5及びセンサ7を収納した大気室との間は、それぞれ、
第1、第2受圧板25、26と隔壁28、29によって
気密に仕切られている。
【0035】第1、第2受圧板25、26は、外周をゴ
ム引き布等で形成されたシール膜30で支えており、各
受圧板の両面に作用する圧力のバランスが崩れたときに
シール膜30が変形して第1、第2受圧板25、26の
変位が起こる。この構造は、受圧板として耐久性に優れ
る剛体板(金属プレート等)を採用できるが、第1、第
2受圧板25、26は周知のダイヤフラムで代替しても
よく、その場合にはシール膜30は不要である。
ム引き布等で形成されたシール膜30で支えており、各
受圧板の両面に作用する圧力のバランスが崩れたときに
シール膜30が変形して第1、第2受圧板25、26の
変位が起こる。この構造は、受圧板として耐久性に優れ
る剛体板(金属プレート等)を採用できるが、第1、第
2受圧板25、26は周知のダイヤフラムで代替しても
よく、その場合にはシール膜30は不要である。
【0036】ゴムタンク19と第1導液室23、ゴムタ
ンク20と第2導液室24は、それぞれ耐圧ホース31
で結ばれている。このように、ゴムタンク内の液体を耐
圧ホースに通して第1、第2導液室23、24に導く
と、本体部を内外水の導入部から離れた位置に設置で
き、本体部のコンパクト化も図れる。
ンク20と第2導液室24は、それぞれ耐圧ホース31
で結ばれている。このように、ゴムタンク内の液体を耐
圧ホースに通して第1、第2導液室23、24に導く
と、本体部を内外水の導入部から離れた位置に設置で
き、本体部のコンパクト化も図れる。
【0037】図8の32は、必要に応じて設ける導入液
のあふれ防止用のホースである。
のあふれ防止用のホースである。
【0038】例示の測定器は、内、外水の水位レベルが
設定値を越えたときに、内、外水の圧力を受けたゴムタ
ンク19、20から収納液が第1、第2導液室23、2
4に流入する。
設定値を越えたときに、内、外水の圧力を受けたゴムタ
ンク19、20から収納液が第1、第2導液室23、2
4に流入する。
【0039】内水と外水の水位レベルが設定値を越え、
かつ、その内水と外水間に水位差が生じると、第1、第
2導液室23、24に導入された液体の液面レベルに差
が生じ、第1、第2受圧板25、26に加わる力のバラ
ンスが崩れて天秤5が傾き、一方のセンサ7がON、他
方のセンサ7がOFF状態になって2つのセンサ7の光
伝送損失に差が生じる。その差が発生したことをOTD
Rで確認すれば、内水と外水に水位差が生じたことが判
る。
かつ、その内水と外水間に水位差が生じると、第1、第
2導液室23、24に導入された液体の液面レベルに差
が生じ、第1、第2受圧板25、26に加わる力のバラ
ンスが崩れて天秤5が傾き、一方のセンサ7がON、他
方のセンサ7がOFF状態になって2つのセンサ7の光
伝送損失に差が生じる。その差が発生したことをOTD
Rで確認すれば、内水と外水に水位差が生じたことが判
る。
【0040】図9は、図8の測定器の変形例である。こ
れは、天秤5と第1、第2受圧板25、26を縦向きに
配置し、天秤5の下端にロッド6を介して第1、第2受
圧板25、26の変位力が対向して加わるようにした点
と、2つのセンサ7を天秤5の上端を間にして対向配置
した点が図8の測定器と異なるが、作用・効果には殆ど
差が無い。但し、図9の構造は天秤5自体に変位の増幅
機能をもたせることが可能であり、この点で図8の測定
器よりも有利である。
れは、天秤5と第1、第2受圧板25、26を縦向きに
配置し、天秤5の下端にロッド6を介して第1、第2受
圧板25、26の変位力が対向して加わるようにした点
と、2つのセンサ7を天秤5の上端を間にして対向配置
した点が図8の測定器と異なるが、作用・効果には殆ど
差が無い。但し、図9の構造は天秤5自体に変位の増幅
機能をもたせることが可能であり、この点で図8の測定
器よりも有利である。
【0041】図10は、指針12を天秤5から独立させ
た例を示している。天秤5とは別箇所に指針12を有す
る揺動杆33を設け、天秤5の両側の変位を2本の変位
伝達ワイヤ34で伝えて揺動杆33を天秤5に連動させ
るようにしている。変位伝達ワイヤ34は自転車のブレ
ーキワイヤなどを利用できる。この図10の構造を採用
すると指針12を目視確認し易い位置に設けることがで
きる。
た例を示している。天秤5とは別箇所に指針12を有す
る揺動杆33を設け、天秤5の両側の変位を2本の変位
伝達ワイヤ34で伝えて揺動杆33を天秤5に連動させ
るようにしている。変位伝達ワイヤ34は自転車のブレ
ーキワイヤなどを利用できる。この図10の構造を採用
すると指針12を目視確認し易い位置に設けることがで
きる。
【0042】なお、図8以降の測定器を利用する水位差
監視システムも構築状況は図7とほぼ同じになるので、
これについての再説明は省く。
監視システムも構築状況は図7とほぼ同じになるので、
これについての再説明は省く。
【0043】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の水位差測
定器は、水位差を生じる内水と外水の圧力差又は内外水
によるフロートの浮力差で2つのセンサの光ファイバに
光伝送損失の差を生じさせ、どちらのセンサの光伝送損
失が大きいかで内水と外水の水位状況を把握するので、
高価な計器を使わずに経済的に、しかも現地電源の有無
による設置規制を受けずに監視システムを構築して的確
な水位監視を行うことができる。
定器は、水位差を生じる内水と外水の圧力差又は内外水
によるフロートの浮力差で2つのセンサの光ファイバに
光伝送損失の差を生じさせ、どちらのセンサの光伝送損
失が大きいかで内水と外水の水位状況を把握するので、
高価な計器を使わずに経済的に、しかも現地電源の有無
による設置規制を受けずに監視システムを構築して的確
な水位監視を行うことができる。
【0044】また、測定器が簡素であるのでコスト面だ
けでなく、メンテナンス面でも有利となる。
けでなく、メンテナンス面でも有利となる。
【0045】さらに、光ファイバを用いたセンサは性能
がほぼ一定しているので、2つのセンサを用いたことで
検出精度が悪化することもない。
がほぼ一定しているので、2つのセンサを用いたことで
検出精度が悪化することもない。
【0046】また、液体を充填した第1、第2タンクを
設けて内外水の圧力比較を間接的に行うものは、内外水
を本体部の中に導入する必要がなく、異物の侵入対策や
メンテナンスがより容易になる。
設けて内外水の圧力比較を間接的に行うものは、内外水
を本体部の中に導入する必要がなく、異物の侵入対策や
メンテナンスがより容易になる。
【0047】なお、天秤を設けた測定器は、力のバラン
スが崩れて天秤が傾いたときに、片側でセンサの加圧子
が押し込まれ、他側ではその押し込みが解除されるた
め、2つのセンサの光伝送損失に明確な差が生じ、水位
差の有無の判定がし易くなる。
スが崩れて天秤が傾いたときに、片側でセンサの加圧子
が押し込まれ、他側ではその押し込みが解除されるた
め、2つのセンサの光伝送損失に明確な差が生じ、水位
差の有無の判定がし易くなる。
【0048】また、天秤の釣り合い状態を示す指針を設
けた測定器は、現地での操作員による水位状況の把握が
し易く、樋門等の開け閉めを適切なタイミングで行うこ
とが可能になる。
けた測定器は、現地での操作員による水位状況の把握が
し易く、樋門等の開け閉めを適切なタイミングで行うこ
とが可能になる。
【0049】さらに、変位の増幅機構を有する測定器
は、感度が向上して測定精度がより一層向上する。
は、感度が向上して測定精度がより一層向上する。
【図1】この発明の水位差測定器の実施形態を示す概略
構成図
構成図
【図2】(a)センサの非作動時の構造を示す断面図 (b)センサの作動時の構造を示す断面図
【図3】センサの加圧子の好ましい例を示す斜視図
【図4】水位測定器の他の実施形態を示す概略構成図
【図5】天秤に指針を設けた例を示す図
【図6】増幅機構を付加した例を示す図
【図7】監視システムの概要を示す図
【図8】測定器の他の実施形態の要部を示す断面図
【図9】図8の測定器の変形例を示す断面図
【図10】指針の駆動方法の他の例を示す図
1 第1導水室 2 第2導水室 3 ベローズ 3a 端壁 4 台座 5 天秤 6 ロッド 7 センサ 7a 加圧子 7c 光ファイバ 8 空気抜き孔 9 カバー 10 フロート 11 キャップ 12 指針 13 ストッパ 14 てこ 15 水位差測定器 16 光ファイバケーブル 17 光伝送損失分布測定装置 18 データ処理、表示装置 19、20 ゴムタンク 23 第1導液室 24 第2導液室 25 第1受圧板 26 第2受圧板 27 大気室 30 可撓性シール膜 33 揺動杆 34 変位伝達ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/00 G02B 6/00 B
Claims (7)
- 【請求項1】 内水の圧力と大気圧を両面に対向して受
ける第1可動受圧部と、外水の圧力と大気圧を両面に対
向して受ける第2可動受圧部と、第1可動受圧部の変位
力を受ける加圧子で光ファイバを加圧してその光ファイ
バに光の伝送損失を生じさせる第1センサと、第2可動
受圧部の変位力を受ける加圧子で光ファイバを加圧して
その光ファイバに光の伝送損失を生じさせる第2センサ
を有し、内水と外水に水位差が生じたときに第1、第2
可動受圧部の変位量に差が出て第1、第2センサの光伝
送損失に差が生じるようにした水位差測定器。 - 【請求項2】 内水を導入して第1可動受圧部の一面に
作用させる第1導水室、外水を導入して第2可動受圧部
の一面に作用させる第2導水室、及び第1、第2導水室
間に設ける天秤を具備させ、内水と外水に水位差が生じ
たときに第1可動受圧部と第2可動受圧部から天秤に相
反する向きに加わる力のバランスが崩れて天秤が傾き、
第1、第2のどちらか一方のセンサの加圧子が傾いた天
秤に押し込まれ、他方のセンサの押し込みが解除される
ようにした請求項1記載の水位差測定器。 - 【請求項3】 内水導入部と外水導入部に各々設ける液
体を充填した可撓性の第1タンクと第2タンク、第1タ
ンク内の液を導入して第1可動受圧部の一面に作用させ
る第1導液室、第2タンク内の液を導入して第2可動受
圧部の一面に作用させる第2導液室、及び第1、第2導
液室間に設ける天秤を具備させ、内水と外水に水位差が
生じたときに第1、第2タンク内の液を介して第1、第
2可動受圧部にそれぞれ内水、外水の圧力が伝わり、第
1可動受圧部と第2可動受圧部から天秤に相反する向き
に加わる力のバランスが崩れて天秤が傾き、第1、第2
のどちらか一方のセンサの加圧子が傾いた天秤に押し込
まれ、他方のセンサの押し込みが解除されるようにした
請求項1記載の水位差測定器。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の水位
差測定器の可動受圧部に代えてフロートを用いた水位差
測定器。 - 【請求項5】 天秤の均り合い状態を表示する指針を設
けた請求項2乃至4のいずれかに記載の水位差測定器。 - 【請求項6】 前記天秤とセンサ間に、天秤の変位を増
幅してセンサの加圧子に伝える増幅機構を設けた請求項
2乃至5のいずれかに記載の水位差測定器。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の水位
差測定器を複数の水位差監視点に各々設置し、その測定
器のセンサの光ファイバを各監視点に通して布設される
光ファイバケーブルにシリアルに接続し、センサの光フ
ァイバに生じる光伝送損失の有無と伝送損失の発生位置
を前記光ファイバケーブルに接続した光伝送損失分布測
定装置で計測して各監視点における内水と外水の水位差
を把握するようにした水位差監視システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36277299A JP2001194142A (ja) | 1999-10-26 | 1999-12-21 | 水位差測定器及び水位差監視システム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30401299 | 1999-10-26 | ||
JP11-304012 | 1999-10-26 | ||
JP36277299A JP2001194142A (ja) | 1999-10-26 | 1999-12-21 | 水位差測定器及び水位差監視システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001194142A true JP2001194142A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=26563743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36277299A Pending JP2001194142A (ja) | 1999-10-26 | 1999-12-21 | 水位差測定器及び水位差監視システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001194142A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006241861A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Kanto Regional Development Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport | 河川構造物のゲート開閉操作方法およびその装置 |
CN110476853A (zh) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 具有自洁功能的养殖网箱 |
CN115507817A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-23 | 杭州水务数智科技股份有限公司 | 基于分布式光纤传感器的地下管廊管片沉降检测方法 |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36277299A patent/JP2001194142A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006241861A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Kanto Regional Development Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport | 河川構造物のゲート開閉操作方法およびその装置 |
CN110476853A (zh) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 具有自洁功能的养殖网箱 |
CN110476853B (zh) * | 2018-05-15 | 2023-09-12 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 具有自洁功能的养殖网箱 |
CN115507817A (zh) * | 2022-11-22 | 2022-12-23 | 杭州水务数智科技股份有限公司 | 基于分布式光纤传感器的地下管廊管片沉降检测方法 |
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