JP2002267557A - 液体圧力測定センサおよび水位測定装置 - Google Patents
液体圧力測定センサおよび水位測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度で、電圧が不要で、隔測距離が長く、
移設を容易にする。 【解決手段】 ケース４５の穴４３内に設けられ、ピボ
ット４９を介して穴の上部内壁に固定された固定部５１
とピボットを介して穴の下部内壁に離隔されピボットを
支点として揺動可能な揺動部５３とからなる圧力伝達レ
バー４７と、前記揺動部と固定部にそれぞれ上下端を固
定したＦＢＧ１７と、揺動部の他端の上下面に一端をそ
れぞれ固定し、他端をケースに取り付けられた第１，第
２ベローズ５５、５７と、一端が第１ベローズに連通さ
れると共に他端が大気に連通された第１細管５９と、一
端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液
体に連通された第２細管６１と、第２ベローズ、第２細
管の内部に封入し充填された液体と、からなる歪み測定
手段３９と、この歪み測定手段におけるＦＢＧに伝送用
光ファイバーの一端を接続し、他端に歪みー圧力変換手
段２７と、を備えている。
移設を容易にする。 【解決手段】 ケース４５の穴４３内に設けられ、ピボ
ット４９を介して穴の上部内壁に固定された固定部５１
とピボットを介して穴の下部内壁に離隔されピボットを
支点として揺動可能な揺動部５３とからなる圧力伝達レ
バー４７と、前記揺動部と固定部にそれぞれ上下端を固
定したＦＢＧ１７と、揺動部の他端の上下面に一端をそ
れぞれ固定し、他端をケースに取り付けられた第１，第
２ベローズ５５、５７と、一端が第１ベローズに連通さ
れると共に他端が大気に連通された第１細管５９と、一
端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液
体に連通された第２細管６１と、第２ベローズ、第２細
管の内部に封入し充填された液体と、からなる歪み測定
手段３９と、この歪み測定手段におけるＦＢＧに伝送用
光ファイバーの一端を接続し、他端に歪みー圧力変換手
段２７と、を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液体圧力を測定
すると共にこの測定された液体圧力を利用して水位を測
定する液体圧力測定センサおよび水位測定装置に関す
る。
すると共にこの測定された液体圧力を利用して水位を測
定する液体圧力測定センサおよび水位測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば液体圧力測定センサとして
は、本出願人がすでに開発した特公平４−７４６５５号
公報が知られている。この液体圧力測定センサは水晶振
動子を用いており、この液体圧力測定センサを利用して
水位計が製造されて高精度が得られるものとして業界で
は良く使用されている。
は、本出願人がすでに開発した特公平４−７４６５５号
公報が知られている。この液体圧力測定センサは水晶振
動子を用いており、この液体圧力測定センサを利用して
水位計が製造されて高精度が得られるものとして業界で
は良く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定センサ
を利用した水位計は、高精度なものとして利用価値は大
であるが、電圧をかけることから、電気が必要である。
また、隔測距離が短く、一度設置すると移設が大変であ
る等の問題がある。
来の液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定センサ
を利用した水位計は、高精度なものとして利用価値は大
であるが、電圧をかけることから、電気が必要である。
また、隔測距離が短く、一度設置すると移設が大変であ
る等の問題がある。
【０００４】そして、最近では光ファイバーをセンサと
して使用した水位計が種々開発されてきているが、まだ
完全な液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定セン
サを利用した水位計が得られていないのが現状である。
して使用した水位計が種々開発されてきているが、まだ
完全な液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定セン
サを利用した水位計が得られていないのが現状である。
【０００５】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、高精度であると共に電圧が
不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設
が容易な液体圧力測定センサおよび水位測定装置を提供
することにある。
されたもので、その目的は、高精度であると共に電圧が
不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設
が容易な液体圧力測定センサおよび水位測定装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の液体圧力測定センサは、一
側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、この
ケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上
部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の
下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能
な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この圧力伝達レ
バーの揺動部の一端側の側面と前記固定部又はケースの
一端側の側面とにそれぞれ上下端を固定したブラック格
子型光ファイバーと、前記揺動部の他端の上下面に一端
をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた
第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通され
ると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第
２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連
通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内
部に封入し充填され、前記被測定用液体とは混合しにく
い液体と、からなる歪み測定手段と、この歪み測定手段
におけるブラック格子型光ファイバーに伝送用光光ファ
イバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバ
ーの他端に、前記ブラック格子型光ファイバーに光を与
え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出し
て歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する
歪みー圧力変換手段と、を備えていることを特徴とする
ものである。
に請求項１によるこの発明の液体圧力測定センサは、一
側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、この
ケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上
部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の
下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能
な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この圧力伝達レ
バーの揺動部の一端側の側面と前記固定部又はケースの
一端側の側面とにそれぞれ上下端を固定したブラック格
子型光ファイバーと、前記揺動部の他端の上下面に一端
をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた
第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通され
ると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第
２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連
通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内
部に封入し充填され、前記被測定用液体とは混合しにく
い液体と、からなる歪み測定手段と、この歪み測定手段
におけるブラック格子型光ファイバーに伝送用光光ファ
イバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバ
ーの他端に、前記ブラック格子型光ファイバーに光を与
え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出し
て歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する
歪みー圧力変換手段と、を備えていることを特徴とする
ものである。
【０００７】したがって、被測定用液体により歪み測定
手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細
管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定
用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝
達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として
上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細
管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定
用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝
達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として
上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
【０００８】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みを基にして歪みー圧力
変換手段で歪みが圧力に変換されて、高精度な圧力が検
出される。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みを基にして歪みー圧力
変換手段で歪みが圧力に変換されて、高精度な圧力が検
出される。
【０００９】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
【００１０】請求項２によるこの発明の液体圧力測定セ
ンサは、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケー
スと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して
前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介し
て前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点とし
て揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この
圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一端を固定
したブラック格子型光ファイバーと、このブラック格子
型光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固定部が固
定されたケースの上部に固定された温度補償手段と、前
記揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端
を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、
一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連
通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通される
と共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前
記第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前
記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み
測定手段と、この歪み測定手段におけるブラック格子型
光ファイバーに伝送用光光ファイバーの一端を接続する
と共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッ
ク格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反
射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算
出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
ンサは、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケー
スと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して
前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介し
て前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点とし
て揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この
圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一端を固定
したブラック格子型光ファイバーと、このブラック格子
型光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固定部が固
定されたケースの上部に固定された温度補償手段と、前
記揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端
を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、
一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連
通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通される
と共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前
記第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前
記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み
測定手段と、この歪み測定手段におけるブラック格子型
光ファイバーに伝送用光光ファイバーの一端を接続する
と共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッ
ク格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反
射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算
出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】したがって、被測定用液体により歪み測定
手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細
管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定
用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝
達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として
上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細
管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定
用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝
達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として
上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
【００１２】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変
換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高精度な圧
力が検出される。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変
換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高精度な圧
力が検出される。
【００１３】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
【００１４】請求項３によるこの発明の液体圧力測定セ
ンサは、請求項２記載の液体圧力測定センサにおいて、
前記温度補償手段が、ブラック格子型光ファイバーの他
端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一
端を固定し、他端を前記ケースの上部に固定された前記
第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成さ
れていることを特徴とするものであるる。
ンサは、請求項２記載の液体圧力測定センサにおいて、
前記温度補償手段が、ブラック格子型光ファイバーの他
端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一
端を固定し、他端を前記ケースの上部に固定された前記
第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成さ
れていることを特徴とするものであるる。
【００１５】したがって、温度補償手段が、ブラック格
子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、
この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記固定部の
一端側の側面に固定された前記第１金属部材の線膨張と
異なる第２金属部材とで構成されているから、温度補償
が容易に行われる。
子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、
この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記固定部の
一端側の側面に固定された前記第１金属部材の線膨張と
異なる第２金属部材とで構成されているから、温度補償
が容易に行われる。
【００１６】請求項４によるこの発明の水位測定装置
は、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケース
と、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前
記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して
前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として
揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この圧
力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一端を固定し
たブラック格子型光ファイバーと、このブラック格子型
光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固定部が固定
されたケースの上部に固定された温度補償手段と、前記
揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を
前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一
端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通
された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると
共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記
第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前記
被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測
定手段を耐圧ケース内に収納した水位計を設け、この水
位計を適数水中に設けると共に、前記第１細管の上端を
水面より突出せしめ、前記歪み測定手段におけるブラッ
ク格子型光ファイバーに伝送用光光ファイバーの一端を
接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前
記ブラック格子型光ファイバーに光を与え、しかも、そ
の光の反射光の波長のシフト量を検出してで歪みを算出
し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変
換手段を設け、この歪みー圧力変換手段で変換された圧
力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段を設けてな
ることを特徴とするものである。
は、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケース
と、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前
記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して
前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として
揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、この圧
力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一端を固定し
たブラック格子型光ファイバーと、このブラック格子型
光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固定部が固定
されたケースの上部に固定された温度補償手段と、前記
揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を
前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一
端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通
された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると
共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記
第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前記
被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測
定手段を耐圧ケース内に収納した水位計を設け、この水
位計を適数水中に設けると共に、前記第１細管の上端を
水面より突出せしめ、前記歪み測定手段におけるブラッ
ク格子型光ファイバーに伝送用光光ファイバーの一端を
接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前
記ブラック格子型光ファイバーに光を与え、しかも、そ
の光の反射光の波長のシフト量を検出してで歪みを算出
し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変
換手段を設け、この歪みー圧力変換手段で変換された圧
力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段を設けてな
ることを特徴とするものである。
【００１７】したがって、水により歪み測定手段におけ
る第２細管の下方に水力がかかると、第２細管、第２ベ
ローズの内部に封入し充填された前記被測定用液体とは
混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーに
おける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動
するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
る第２細管の下方に水力がかかると、第２細管、第２ベ
ローズの内部に封入し充填された前記被測定用液体とは
混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーに
おける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動
するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
【００１８】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変
換手段で歪みが圧力に変換され、この変換された圧力が
圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高精度な水
位が検出される。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変
換手段で歪みが圧力に変換され、この変換された圧力が
圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高精度な水
位が検出される。
【００１９】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
が長く、一度設置しても移設が容易となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
いて図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】図１を参照するに、水位測定装置１は水中
例えば川の中に適数本実施の形態では複数の水位計３が
設置されている。この各水位計３における耐圧ケース５
の内部には詳細を後述する液体圧力測定センサの一部を
構成する歪み測定手段を備えている。そして、各耐圧ケ
ース５の上部には伝送用光ファイバー７の一端が接続さ
れていると共にこの各伝送用光ファイバー７の他端はク
ロージャー９を介して別の伝送用光ファイバー１１の一
端に接続されている。この伝送用光ファイバー１１の他
端は、詳細を後述するブラック格子型光ファイバーに光
を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検
出してで歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変
換する歪みー圧力変換手段と、この歪みー圧力変換手段
で変換された圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換
手段とを備えた測定装置１３に接続されている。この測
定装置１３は種々のデータ処理を行うデータ処理装置１
５に接続されている。
例えば川の中に適数本実施の形態では複数の水位計３が
設置されている。この各水位計３における耐圧ケース５
の内部には詳細を後述する液体圧力測定センサの一部を
構成する歪み測定手段を備えている。そして、各耐圧ケ
ース５の上部には伝送用光ファイバー７の一端が接続さ
れていると共にこの各伝送用光ファイバー７の他端はク
ロージャー９を介して別の伝送用光ファイバー１１の一
端に接続されている。この伝送用光ファイバー１１の他
端は、詳細を後述するブラック格子型光ファイバーに光
を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検
出してで歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変
換する歪みー圧力変換手段と、この歪みー圧力変換手段
で変換された圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換
手段とを備えた測定装置１３に接続されている。この測
定装置１３は種々のデータ処理を行うデータ処理装置１
５に接続されている。
【００２２】次に、液体圧力測定センサの詳細を説明す
る前に、まず、ブラック格子型光ファイバーを用いて歪
みを測定する原理について説明する。
る前に、まず、ブラック格子型光ファイバーを用いて歪
みを測定する原理について説明する。
【００２３】図２を参照するに、ブラック格子型光ファ
イバー（ファイバーグレーティング、以下、ＦＢＧとい
う）１７は、クラッド部１９の長手方向の中心部にコア
部２１が挿入されており、このコア部２１の長手方向へ
Λの間隔で複数のブラック格子（グレーティング部）２
３が形成されている。そして、このＦＢＧ１７は、コア
部２１の屈折率を一定の周期で変化させたもので、特定
の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみを選択的に反射する
ものである。このＦＢＧ１７に歪み等の外乱が加えられ
るとＢｒａｇｇ波長がシストするため、そのシフト量
（１．２ｐｍ／μｓｔｒａｉｎ、１５５０ｎｍ）を検出
することにより、歪みを算出することができるものであ
る。なお、Ｂｒａｇｇ波長λは、λ＝２ｎｏΛ（ｎｏ：
グレーティング部のコアの平均屈折率）で表せる。
イバー（ファイバーグレーティング、以下、ＦＢＧとい
う）１７は、クラッド部１９の長手方向の中心部にコア
部２１が挿入されており、このコア部２１の長手方向へ
Λの間隔で複数のブラック格子（グレーティング部）２
３が形成されている。そして、このＦＢＧ１７は、コア
部２１の屈折率を一定の周期で変化させたもので、特定
の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみを選択的に反射する
ものである。このＦＢＧ１７に歪み等の外乱が加えられ
るとＢｒａｇｇ波長がシストするため、そのシフト量
（１．２ｐｍ／μｓｔｒａｉｎ、１５５０ｎｍ）を検出
することにより、歪みを算出することができるものであ
る。なお、Ｂｒａｇｇ波長λは、λ＝２ｎｏΛ（ｎｏ：
グレーティング部のコアの平均屈折率）で表せる。
【００２４】図３に示されているように、ＦＢＧ１７の
コア部２１に光を与えると共に受光するための歪み測定
器２５と歪みー圧力変換手段２７が設けられている。図
３において、歪み測定器２５は光源２９、基準光源３
１、波長スキャナ３３、受光器３５およびカプラ３７が
設けられている。
コア部２１に光を与えると共に受光するための歪み測定
器２５と歪みー圧力変換手段２７が設けられている。図
３において、歪み測定器２５は光源２９、基準光源３
１、波長スキャナ３３、受光器３５およびカプラ３７が
設けられている。
【００２５】上記構成により、光源２９より光をカプラ
３７を経てＦＢＧ１７のコア部２１に光を与えると、通
常の場合、光はブラック格子（グレーティング部）２３
を通過するが、特定の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみ
がこのブラック格子（グレーティング部）２３で反射さ
れて元の方向へ戻される。ここで、ブラック格子（グレ
ーティング部）２３部分に力が働き、ブラック格子（グ
レーティング部）２３の間隔Λが変化すると、反射され
る光の色（波長）が変化することになる。これにより反
射される光の色がカプラ３７および波長スキャナ３３を
経て受光器３５でモニタされる。なお、基準光源３１か
らの基準光がカプラ３７を経て波長スキャナ３３に取り
込まれているから、Ｂｒａｇｇ波長がシストされてλ
１、λ２、λ３、・・・のごとく歪みが算出される。こ
の算出された歪みが歪みー圧力変換手段２７に取り込ま
れて図４に示されているような歪みー圧力関係が求めら
れることにより、圧力が検出されることになる。
３７を経てＦＢＧ１７のコア部２１に光を与えると、通
常の場合、光はブラック格子（グレーティング部）２３
を通過するが、特定の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみ
がこのブラック格子（グレーティング部）２３で反射さ
れて元の方向へ戻される。ここで、ブラック格子（グレ
ーティング部）２３部分に力が働き、ブラック格子（グ
レーティング部）２３の間隔Λが変化すると、反射され
る光の色（波長）が変化することになる。これにより反
射される光の色がカプラ３７および波長スキャナ３３を
経て受光器３５でモニタされる。なお、基準光源３１か
らの基準光がカプラ３７を経て波長スキャナ３３に取り
込まれているから、Ｂｒａｇｇ波長がシストされてλ
１、λ２、λ３、・・・のごとく歪みが算出される。こ
の算出された歪みが歪みー圧力変換手段２７に取り込ま
れて図４に示されているような歪みー圧力関係が求めら
れることにより、圧力が検出されることになる。
【００２６】前記水位計３の構造を詳細に説明すると、
図５に示されているように、耐圧ケース５が水中例えば
川の中に設置されている。この耐圧ケース５の内部には
図６も併せて参照するに、液体圧力測定センサのうちの
歪み測定手段３９が設けられている。この歪み測定手段
３９としては、前記耐圧ケース５の内部に一側面例えば
図５、図６においてが開口部４１が開口され、かつ前後
方向に貫通した穴４３を有したケース４５が取付けられ
て設けられている。このケース４５の穴４３内には圧力
伝達レバー４７が設けられている。なお、ケース４５の
前後面は図示省略の蓋で密閉されるものである。
図５に示されているように、耐圧ケース５が水中例えば
川の中に設置されている。この耐圧ケース５の内部には
図６も併せて参照するに、液体圧力測定センサのうちの
歪み測定手段３９が設けられている。この歪み測定手段
３９としては、前記耐圧ケース５の内部に一側面例えば
図５、図６においてが開口部４１が開口され、かつ前後
方向に貫通した穴４３を有したケース４５が取付けられ
て設けられている。このケース４５の穴４３内には圧力
伝達レバー４７が設けられている。なお、ケース４５の
前後面は図示省略の蓋で密閉されるものである。
【００２７】前記圧力伝達レバー４７はピボット４９を
介して前記穴４３の上部内壁４５Ｕに固定された固定部
５１とピボット４９を介して前記穴４３の下部内壁４５
Ｄに離隔され前記ピボット４９を支点として揺動可能な
揺動部５３とからなっている。この揺動部５３の他端５
３Ｂの上下面にはそれぞれ第１，第２ベローズ５５、５
７の一端が固定されていると共に、第１，第２ベローズ
５５、５７の他端が前記ケース４５に取り付けられてい
る。第１ベローズ５５には例えば螺旋形状からなる第１
細管５９の一端が連通されていると共に第１細管５９の
他端が大気に連通されている。なお、この第１細管５９
の上端と前記伝送用光ファイバー７（２本：往復用）は
一緒になってパイプに納められている。前記第２ベロー
ズ５７には例えば螺旋形状からなる第２細管６１の一端
が連通されていると共に第２細管６１の他端が被測定用
液体としての水に連通されている。しかも、前記第２ベ
ローズ５７、第２細管６１の内部には前記被測定用液体
は混合しにくい比較的粘度の高い不揮発性の液体、例え
ば被測定用液体が水である場合は粘度が３００ＣＳ以上
のシリコンオイル又は弗素オイルなどが真空封入し充填
されている。なお、第２ベローズ５７、第２細管６１に
充填された液体は、第２細管６１の毛細管作用により充
填状態を保持し、第２細管６１の他端が前記耐圧ケース
５の下端外に開口されていても上記充填液体が流出する
ことはない。このことは、圧力測定液体と第２ベローズ
５７を含む圧力伝達機構との隔絶が完全になると共に、
被測定用液体の圧力をロスなく第２ベローズ５７に伝達
できることを意味するものである。
介して前記穴４３の上部内壁４５Ｕに固定された固定部
５１とピボット４９を介して前記穴４３の下部内壁４５
Ｄに離隔され前記ピボット４９を支点として揺動可能な
揺動部５３とからなっている。この揺動部５３の他端５
３Ｂの上下面にはそれぞれ第１，第２ベローズ５５、５
７の一端が固定されていると共に、第１，第２ベローズ
５５、５７の他端が前記ケース４５に取り付けられてい
る。第１ベローズ５５には例えば螺旋形状からなる第１
細管５９の一端が連通されていると共に第１細管５９の
他端が大気に連通されている。なお、この第１細管５９
の上端と前記伝送用光ファイバー７（２本：往復用）は
一緒になってパイプに納められている。前記第２ベロー
ズ５７には例えば螺旋形状からなる第２細管６１の一端
が連通されていると共に第２細管６１の他端が被測定用
液体としての水に連通されている。しかも、前記第２ベ
ローズ５７、第２細管６１の内部には前記被測定用液体
は混合しにくい比較的粘度の高い不揮発性の液体、例え
ば被測定用液体が水である場合は粘度が３００ＣＳ以上
のシリコンオイル又は弗素オイルなどが真空封入し充填
されている。なお、第２ベローズ５７、第２細管６１に
充填された液体は、第２細管６１の毛細管作用により充
填状態を保持し、第２細管６１の他端が前記耐圧ケース
５の下端外に開口されていても上記充填液体が流出する
ことはない。このことは、圧力測定液体と第２ベローズ
５７を含む圧力伝達機構との隔絶が完全になると共に、
被測定用液体の圧力をロスなく第２ベローズ５７に伝達
できることを意味するものである。
【００２８】前記圧力伝達レバー４７の揺動部５３の一
端側５３Ａの側面における突出部６３にＦＢＧ１７の一
端が固定されている。また、圧力伝達レバー４７の固定
部５１が固定されたケース４５の図５、図６において左
上端には温度補償手段６５が設けられている。この温度
補償手段６５は、ＦＢＧ１７の他端に固定された第１金
属部材としての例えばアルミ棒６７と、このアルミ棒６
７に一端を固定し、他端を前記ケース４５の一端側の側
面に固定された前記アルミ棒６７の線膨張と異なる第２
金属部材としてのステンレス棒６９とで構成されてい
る。
端側５３Ａの側面における突出部６３にＦＢＧ１７の一
端が固定されている。また、圧力伝達レバー４７の固定
部５１が固定されたケース４５の図５、図６において左
上端には温度補償手段６５が設けられている。この温度
補償手段６５は、ＦＢＧ１７の他端に固定された第１金
属部材としての例えばアルミ棒６７と、このアルミ棒６
７に一端を固定し、他端を前記ケース４５の一端側の側
面に固定された前記アルミ棒６７の線膨張と異なる第２
金属部材としてのステンレス棒６９とで構成されてい
る。
【００２９】前記歪み測定手段３９におけるＦＢＧ１７
の両端には２本の伝送用光ファイバー７のうちの各一端
が接続されていると共に、この各伝送用光ファイバー７
の他端には、別の各伝送用光ファイバー１１を介して前
記ＦＢＧ１７に光を与え、しかも、その光の反射光の波
長のシフト量を検出してで歪みを算出し、この算出され
た歪みを圧力に変換する前記歪みー圧力変換手段２７が
接続されている。
の両端には２本の伝送用光ファイバー７のうちの各一端
が接続されていると共に、この各伝送用光ファイバー７
の他端には、別の各伝送用光ファイバー１１を介して前
記ＦＢＧ１７に光を与え、しかも、その光の反射光の波
長のシフト量を検出してで歪みを算出し、この算出され
た歪みを圧力に変換する前記歪みー圧力変換手段２７が
接続されている。
【００３０】上記構成により、第１ベローズ５５に連通
する第１細管５９の他端を図５示すごとく大気に開口
し、かつ第２ベローズ５７に連通する第２細管６１の他
端開口を図５示すごとく川の水に連通した状態におい
て、水の圧力と大気圧が第２細管６１の他端開口を通し
て第２ベローズ５７内の液体に作用すると、第２細管６
１内の液体は水の圧力および大気圧に応じて第２ベロー
ズ５７内に押し出され、これに伴い第２ベローズ５７は
伸張する。このとき、第１ベローズ５５内には第１細管
５９を通して第２ベローズ５７内と同じ大気圧が作用し
ているため大気圧の変動は相殺され、常に補正された正
確な被測定用液体としての水の圧力を測定できることに
なる。
する第１細管５９の他端を図５示すごとく大気に開口
し、かつ第２ベローズ５７に連通する第２細管６１の他
端開口を図５示すごとく川の水に連通した状態におい
て、水の圧力と大気圧が第２細管６１の他端開口を通し
て第２ベローズ５７内の液体に作用すると、第２細管６
１内の液体は水の圧力および大気圧に応じて第２ベロー
ズ５７内に押し出され、これに伴い第２ベローズ５７は
伸張する。このとき、第１ベローズ５５内には第１細管
５９を通して第２ベローズ５７内と同じ大気圧が作用し
ているため大気圧の変動は相殺され、常に補正された正
確な被測定用液体としての水の圧力を測定できることに
なる。
【００３１】被測定用液体としての水の圧力および大気
圧に応じて第２ベローズ５７が伸張すると、圧力伝達レ
バー４７の揺動部５３における他端部５３Ｂがピボット
４９を支点として図５に矢印で示した方向に揺動し、揺
動部５３における一端部５３Ａがピボット４９を支点と
して図５に矢印で示した方向に揺動する。その結果、Ｆ
ＢＧ１７が図５において下方へ伸張されることとなる。
すなわち、水の圧力によりＦＢＧ１７が図５において下
方へ伸張されると、伝送用光光ファイバー７、１１を介
して図３に示した原理に基づいて図４に示したごとく歪
みー圧力変換手段２７でもって歪みから圧力が検出され
ることとなる。
圧に応じて第２ベローズ５７が伸張すると、圧力伝達レ
バー４７の揺動部５３における他端部５３Ｂがピボット
４９を支点として図５に矢印で示した方向に揺動し、揺
動部５３における一端部５３Ａがピボット４９を支点と
して図５に矢印で示した方向に揺動する。その結果、Ｆ
ＢＧ１７が図５において下方へ伸張されることとなる。
すなわち、水の圧力によりＦＢＧ１７が図５において下
方へ伸張されると、伝送用光光ファイバー７、１１を介
して図３に示した原理に基づいて図４に示したごとく歪
みー圧力変換手段２７でもって歪みから圧力が検出され
ることとなる。
【００３２】前記ＦＢＧ１７自身は温度に伸縮する。す
なわち、図４に示した歪みー圧力の関係は、温度の変化
によって、図７に示されているように、一定にならずに
変化してしまう。そこで、温度補償手段６５を設け温度
補償を行った。その温度補償の具体例として、図８に示
したごとく、ＦＢＧ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒
６９のそれぞれの長さをａ、ｂ、ｃとし、しかも、ＦＢ
Ｇ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒６９の各線膨張率
は下記の表１に示す値である。
なわち、図４に示した歪みー圧力の関係は、温度の変化
によって、図７に示されているように、一定にならずに
変化してしまう。そこで、温度補償手段６５を設け温度
補償を行った。その温度補償の具体例として、図８に示
したごとく、ＦＢＧ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒
６９のそれぞれの長さをａ、ｂ、ｃとし、しかも、ＦＢ
Ｇ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒６９の各線膨張率
は下記の表１に示す値である。
【００３３】
【表１】 そして、各長さａ、ｂ、ｃのときの線膨張をδａ、δ
ｂ、δｃとすると、下記の式が成立する。
ｂ、δｃとすると、下記の式が成立する。
【００３４】ａ＋ｂ＝ｃ ・・・（１）式 δａ＋δｂ＝δｃ ・・・（２）式 δａ＝９．９＊１０−６＊ａ δｂ＝２３．０＊１０−６＊ｂ ｝・・・（３）式 δｃ＝１４．７＊１０−６＊ｃ 上記の（１）、（２）、（３）の式において、センサ外
形形状、ケース等の滋養件から設計水位計の形測部の長
さをあまり大きくとれないので、例えばｃ＝７０（ｍ
ｍ）とすれば、このｃ＝７０を上記の（１）、（２）、
（３）の式に代入して連立方程式を解くことにより、ａ
＝４１．５，ｂ＝２８．５が得られて、下記の表２に示
すごとき値が得られると共に、図９に示されているよう
に、水温の変化に関係なく、正確な圧力を得ることがで
きるので、この温度補償手段６５を採用することによ
り、図４に示した関係から歪みを検出することにより、
正確な圧力を検出することができる。
形形状、ケース等の滋養件から設計水位計の形測部の長
さをあまり大きくとれないので、例えばｃ＝７０（ｍ
ｍ）とすれば、このｃ＝７０を上記の（１）、（２）、
（３）の式に代入して連立方程式を解くことにより、ａ
＝４１．５，ｂ＝２８．５が得られて、下記の表２に示
すごとき値が得られると共に、図９に示されているよう
に、水温の変化に関係なく、正確な圧力を得ることがで
きるので、この温度補償手段６５を採用することによ
り、図４に示した関係から歪みを検出することにより、
正確な圧力を検出することができる。
【００３５】
【表２】 しかも、前記測定器１３には図１０に示されているよう
に、前記歪み測定器２５、歪みー圧力変換手段２７およ
び圧力ー水位変換手段７１を備えており、しかも、圧力
ー水位変換手段７１には図１１に示されているようなす
でに公知の圧力ー水位関係式が求められているから、検
出された圧力を圧力ー水位変換手段に取り込むことによ
って、容易で、かつ正確に水位を求めることができる。
に、前記歪み測定器２５、歪みー圧力変換手段２７およ
び圧力ー水位変換手段７１を備えており、しかも、圧力
ー水位変換手段７１には図１１に示されているようなす
でに公知の圧力ー水位関係式が求められているから、検
出された圧力を圧力ー水位変換手段に取り込むことによ
って、容易で、かつ正確に水位を求めることができる。
【００３６】したがって、而して、電圧が不要で、しか
も、隔測距離が長く、一度設置しても移設を容易に行う
ことができる。
も、隔測距離が長く、一度設置しても移設を容易に行う
ことができる。
【００３７】しかも、温度補償手段６５が、ＦＢＧ１７
の他端に固定された第１金属部材としてのたとえばアル
ミ棒６７と、このアルミ棒６７に一端を固定し、他端を
前記固定部５１の一端側の側面に固定された前記アルミ
棒６７の線膨張と異なる第２金属部材としてのステンレ
ス６９とで構成されているから、温度補償を容易に行う
ことができる。
の他端に固定された第１金属部材としてのたとえばアル
ミ棒６７と、このアルミ棒６７に一端を固定し、他端を
前記固定部５１の一端側の側面に固定された前記アルミ
棒６７の線膨張と異なる第２金属部材としてのステンレ
ス６９とで構成されているから、温度補償を容易に行う
ことができる。
【００３８】図５に示されているような温度補償手段６
５を採用しない場合には耐圧ケースの一部に又は水中の
一部に温度センサを設けて常時水温を検出し、その温度
によって、図７に示した圧力ー温度関係より補正してや
ることにより、正確な圧力ひいては水位を求めることが
できる。なお、この場合にはＦＢＧ１７の一端は圧力伝
達レバー４７の揺動部５３における一端部５３Ａの一側
面に固定されると共に、ＦＢＧ１７の他端は圧力伝達レ
バー４７の固定部５１の一側面に固定されるものであ
る。
５を採用しない場合には耐圧ケースの一部に又は水中の
一部に温度センサを設けて常時水温を検出し、その温度
によって、図７に示した圧力ー温度関係より補正してや
ることにより、正確な圧力ひいては水位を求めることが
できる。なお、この場合にはＦＢＧ１７の一端は圧力伝
達レバー４７の揺動部５３における一端部５３Ａの一側
面に固定されると共に、ＦＢＧ１７の他端は圧力伝達レ
バー４７の固定部５１の一側面に固定されるものであ
る。
【００３９】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。
【００４０】
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、被測定
用液体により歪み測定手段における第２細管の下方に圧
力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入し
充填された前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上
方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端が
ピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一
端が下方へ揺動される。
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、被測定
用液体により歪み測定手段における第２細管の下方に圧
力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入し
充填された前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上
方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端が
ピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一
端が下方へ揺動される。
【００４１】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みを基にして歪みー圧力
変換手段で歪みが圧力に変換されて、高精度な圧力を検
出することができる。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みを基にして歪みー圧力
変換手段で歪みが圧力に変換されて、高精度な圧力を検
出することができる。
【００４２】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
【００４３】請求項２の発明によれば、被測定用液体に
より歪み測定手段における第２細管の下方に圧力がかか
ると、第２細管、第２ベローズの内部に封入された、前
記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧され
て圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支
点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺
動される。
より歪み測定手段における第２細管の下方に圧力がかか
ると、第２細管、第２ベローズの内部に封入された、前
記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧され
て圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支
点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺
動される。
【００４４】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪み
ー圧力変換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高
精度な圧力を検出することができる。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪み
ー圧力変換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高
精度な圧力を検出することができる。
【００４５】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
【００４６】請求項３の発明によれば、温度補償手段
が、ブラック格子型光ファイバーの他端に固定された第
１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端
を前記固定部の一端側の側面に固定された前記第１金属
部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されている
から、温度補償を容易に行うことができる。
が、ブラック格子型光ファイバーの他端に固定された第
１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端
を前記固定部の一端側の側面に固定された前記第１金属
部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されている
から、温度補償を容易に行うことができる。
【００４７】請求項４の発明によれば、水により歪み測
定手段における第２細管の下方に水力がかかると、第２
細管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測
定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力
伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点とし
て上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
定手段における第２細管の下方に水力がかかると、第２
細管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測
定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力
伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点とし
て上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動され
る。
【００４８】その結果、ブラック格子型光ファイバーが
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪み
ー圧力変換手段で歪みが圧力に変換され、この変換され
た圧力が圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高
精度な水位を検出することができる。
下方へ伸びることにより、ブラック格子型光ファイバー
に与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出さ
れ、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出され
る。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により
温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正
確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪み
ー圧力変換手段で歪みが圧力に変換され、この変換され
た圧力が圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高
精度な水位を検出することができる。
【００４９】而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができ
る。
【図１】この発明の水位測定装置を示す概略図である。
【図２】ブラック格子型光ファイバーの構造をモデル化
した斜視図てある。
した斜視図てある。
【図３】ブラック格子型光ファイバーを用いて歪みを測
定する原理を説明する説明図である。
定する原理を説明する説明図である。
【図４】ブラック格子型光ファイバーにより検出された
歪みと圧力との関係を示したグラフである。
歪みと圧力との関係を示したグラフである。
【図５】水位計の正面断面図である。
【図６】水位計に採用した歪み測定手段の拡大斜視図で
ある。
ある。
【図７】ブラック格子型光ファイバーにより検出された
歪みによる圧力と温度との関係を示したグラフである。
歪みによる圧力と温度との関係を示したグラフである。
【図８】ブラック格子型光ファイバーにより検出された
歪みによる圧力を温度補償手段で温度補償する説明図で
ある。
歪みによる圧力を温度補償手段で温度補償する説明図で
ある。
【図９】ブラック格子型光ファイバーにより検出された
歪みによる圧力と温度との関係を温度補償手段で温度補
償したグラフである。
歪みによる圧力と温度との関係を温度補償手段で温度補
償したグラフである。
【図１０】測定器の構成図である。
【図１１】圧力と水位との関係を示したグラフである。
１ 水位測定装置 ３ 水位計 ５ 耐圧ケース ７ 伝送用光ファイバー １３ 測定器 １７ ブラック格子型光ファイバー（ＦＢＧ） １９ クラッド部 ２１ コア部 ２３ ブラック格子 ２５ 歪み測定器 ２７ 歪みー圧力変換手段 ３９ 歪み測定手段 ４１ 開口部 ４３ 穴 ４５ ケース ４７ 圧力伝達バー ４９ ピボット ５１ 固定部 ５３ 揺動部 ５５ 第１ベローズ ５７ 第２ベローズ ５９ 第１細管 ６１ 第２細管 ６３ 突出部 ６５ 温度補償手段 ６７ アルミ棒（第１金属） ６９ ステンレス（第２金属） ７１ 圧力ー水位変換手段
Claims (4)
- 【請求項１】 一側面が開口され、かつ内部に穴を有し
たケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを
介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボット
を介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支
点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバー
と、この圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面と前記
固定部又はケースの一端側の側面とにそれぞれ上下端を
固定したブラック格子型光ファイバーと、前記揺動部の
他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を前記ケー
スに取り付けられた第１，第２ベローズと、一端が第１
ベローズに連通されると共に他端が大気に連通された第
１細管と、一端が第２ベローズに連通されると共に他端
が被測定用液体に連通された第２細管と、前記第２ベロ
ーズ、第２細管の内部に封入し充填され、前記被測定用
液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測定手段
と、 この歪み測定手段におけるブラック格子型光ファイバー
に伝送用光光ファイバーの一端を接続すると共に、この
伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラック格子型光フ
ァイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長の
シフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪み
を圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、 を備えていることを特徴とする液体圧力測定センサ。 - 【請求項２】 一側面が開口され、かつ内部に穴を有し
たケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを
介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボット
を介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支
点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバー
と、この圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一
端を固定したブラック格子型光ファイバーと、このブラ
ック格子型光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固
定部が固定されたケースの上部に固定された温度補償手
段と、前記揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定
し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベロ
ーズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が
大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連
通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細
管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填
され、前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、から
なる歪み測定手段と、 この歪み測定手段におけるブラック格子型光ファイバー
に伝送用光光ファイバーの一端を接続すると共に、この
伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラック格子型光フ
ァイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長の
シフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪み
を圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、 を備えていることを特徴とする液体圧力測定センサ。 - 【請求項３】 前記温度補償手段が、ブラック格子型光
ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、この第
１金属部材に一端を固定し、他端を前記固定部の一端側
の側面に固定された前記第１金属部材の線膨張と異なる
第２金属部材とで構成されていることを特徴とする請求
項２記載の液体圧力測定センサ。 - 【請求項４】 一側面が開口され、かつ内部に穴を有し
たケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを
介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボット
を介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支
点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバー
と、この圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に、一
端を固定したブラック格子型光ファイバーと、このブラ
ック格子型光ファイバーの他端が固定され、かつ前記固
定部が固定されたケースの上部に固定された温度補償手
段と、前記揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定
し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベロ
ーズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が
大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連
通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細
管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入され、
前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪
み測定手段を耐圧ケース内に収納した水位計を設け、こ
の水位計を適数水中に設けると共に、前記第１細管の上
端を水面より突出せしめ、前記歪み測定手段におけるブ
ラック格子型光ファイバーに伝送用光光ファイバーの一
端を接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端
に、前記ブラック格子型光ファイバーに光を与え、しか
も、その光の反射光の波長のシフト量を検出して歪みを
算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧
力変換手段を設け、この歪みー圧力変換手段で変換され
た圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段を設け
てなることを特徴とする水位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001063157A JP3600171B2 (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 液体圧力測定センサおよび水位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001063157A JP3600171B2 (ja) | 2001-03-07 | 2001-03-07 | 液体圧力測定センサおよび水位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267557A true JP2002267557A (ja) | 2002-09-18 |
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ID=18922192
Family Applications (1)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232633A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Anritsu Corp | Ｆｂｇ水圧変動測定センサ |
| JP2008249553A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Occ Corp | 海洋観測装置 |
| GB2420857B (en) * | 2004-12-03 | 2009-05-20 | Capcis Ltd | Corrosion monitoring probe |
| US7836773B2 (en) | 2006-10-18 | 2010-11-23 | Fujikura Ltd. | Optical fiber thermometer and temperature-compensated optical fiber sensor |
| CN103278282A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-04 | 上海天沐自动化仪表有限公司 | 一种测量道岔转辙机内油位高度的压力传感器及其制造方法 |
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2001
- 2001-03-07 JP JP2001063157A patent/JP3600171B2/ja not_active Expired - Lifetime
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