JP2003148954A - 高低差測定装置および高低差測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 総パイプ長を長くすることなく、水温安定化
のための水量を多くすることなく、水位計測サイクルの
時間を長くすることなく、各計測地点の高低差を安定し
て容易に測定する。 【解決手段】 一端が基準水槽３２の下部に接続された
送水パイプ３３を地盤の傾斜面に沿って配設し、各計測
水槽３１の下部を送水パイプ３３に接続する各分岐パイ
プ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接続部に、３方向
電磁バルブ３５a〜３５dを設けている。したがって、例
えば計測水槽３１cの水位を測定する場合には、対応す
る３方向電磁バルブ３５cを分岐パイプ３４c側に切り換
えることによって、３方向電磁バルブ３５cよりも上側
の送水パイプ３３に作用する負圧の影響を無くして、計
測水槽３１cの水位を迅速に安定させることができる。

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、水平方向に点在
する地点の高低差を測定する高低差測定装置および高低
差測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道線路下に地下道を建設する際には、
鉄道線路下の地盤を掘削する必要がある。その際に、掘
削によって鉄道線路が沈下したり、掘削機の推力や薬剤
の注入によって鉄道線路が上昇したりする場合がある。

【０００３】そこで、従来より、水平方向に点在する地
点の高低差を測定する高低差測定装置が提案されてい
る。この高低差測定装置は、図６に示すように、工事区
間における傾斜面に設定された例えば４箇所の計測点
(１)〜(４)に、計測水槽１₁〜１₄を設置する。そして、
不動箇所に基準水槽２を設置し、基準水槽２と各計測水
槽１₁〜１₄とを送水パイプ３と分岐パイプ４₁〜４₄とで
連通し、送水パイプ３の基準水槽２側には電磁バルブ５
を介設する一方、各分岐パイプ４₁〜４₄には電磁バルブ
６₁〜６₄を介設している。

【０００４】上記基準水槽２近傍には給水タンク７を設
置し、この給水タンク７の下部と送水パイプ３における
電磁バルブ５‐分岐パイプ４₁間とを電動ポンプ８およ
び電磁バルブ９が介設された給水パイプ１０で接続して
いる。そして、送水パイプ３の先端と給水タンク７の上
部とを、電磁バルブ１２を介して循環パイプ１１によっ
て接続して、給水タンク７から送水パイプ３に供給され
た水を給水タンク７に回収するようにしている。ここ
で、基準水槽２,給水タンク７および給水パイプ１０を
一つの覆い１３で囲って、基準水槽２内の水温と給水タ
ンク７内の水温とが同じになるようにしてある。

【０００５】上記基準水槽２内の水面には、反射板の周
囲に複数の球形フロートを取り付けた浮き部材１４を浮
設し、レーザ距離計１５から発射されて浮き部材１４に
おける反射板で反射されたレーザ光の往復時間から基準
水槽２内の水位を計測するようにしている。

【０００６】上記構成において、先ず、上記電磁バルブ
６₁〜６₄,１２を閉鎖する一方、電磁バルブ５,９を開放
する。そして、上記電動ポンプ８を駆動して、給水タン
ク７から送水パイプ３と基準水槽２とに、基準水槽２内
の水位が基準水位に至るまで給水する。ここで、上記基
準水位とは、測定の対象となる計測水槽１_iに基準水槽
２から水を供給した場合にオーバーフローする量に、当
該計測水槽１_iの容積に当該計測水槽１_iと基準水槽２と
を連通するパイプ３,４の容積とを加えた量の水が、基
準水槽２に満たされた際の水位のことである。次に、給
水パイプ１０の電磁バルブ９を閉鎖した後、測定の対象
となるｉ番目の計測水槽１_iの電磁バルブ６_iを開放し
て、計測水槽１_iに基準水槽２内の水が給水される。

【０００７】その際に、上記基準水槽２には、当該計測
水槽１iの容積と基準水槽２に連通されたパイプ３,４の
容積分だけ余分の水量が給水されているので、前回の測
定の際に当該計測水槽１_iに給水された水はオーバーフ
ロー孔１４_iから押し出されてオーバーフローし、当該
計測水槽１_i内の水は基準水槽２内の水と同じ温度の水
に置き換えられるのである。こうして、外気温の影響に
よって基準水槽２内の水と各計測水槽１内の水とに温度
差が生じて比重差が生ずることが防止されるのである。

【０００８】こうして、当該計測水槽１_iから水がオー
バーフローして当該計測水槽１_i内の水が入れ替わる
と、基準水槽２内の水位をレーザ距離計１５からの電気
信号に基づいて計測して、計測値を記憶部に記憶するの
である。以後、送水パイプ３および基準水槽２への給水
から基準水槽２内の水位の計測とを、測定対象の計測水
槽１を順次換えながら繰り返して、個々の計測水槽１₁
〜１₄内の水位を順次計測するのである。

【０００９】したがって、上記高低差測定装置によれ
ば、個々の計測水槽１₁〜１₄に水位測定手段を付設する
必要がなく、高低差測定装置を安価に構成できるのであ
る。また、上記水位測定手段を付設する必要がない分、
計測水槽１の寸法を小さくすることができるのである。
また、計測水槽１内の水位を不動箇所に設置された基準
水槽２側(横断面の面積が計測水槽１の約１０倍)で測定
することによって、計測水槽１の振動の影響を受けずに
各計測点(１)〜(４)の水位を正確に測定できるのであ
る。

【００１０】また、上記基準水槽２,給水タンク７およ
び給水パイプ１０を覆い１３で囲って、基準水槽２内の
水温と給水タンク７内の水温とが同じ温度になるように
している。さらに、一つの計測水槽１内の水位を計測す
る際に、当該計測水槽１の容積に当該計測水槽１と基準
水槽２とを連通するパイプ３,４の容積を加算した水量
分だけ多く供給して、計測水槽１内の水を完全に入れ替
えて計測水槽１内の水温を基準水槽２内の水温とを同じ
にするようにしている。したがって、計測水槽１内の水
と基準水槽２内の水の比重を同じにして、精度よく計測
水槽１内の水位を計測できるのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高低差測定装置には、以下のような問題がある。す
なわち、各計測点(１)〜(４)の高低差が余り大きくなく
図６に示すように送水パイプ３を比較的平坦に配設する
ことができる場合には、全く問題なく機能することがで
きる。ところが、図７に示すように、各計測点(１)〜
(４)の高低差が大きいために、送水パイプ１７および循
環パイプ１８を傾斜した地盤に沿って配設する必要があ
る場合には、以下のような問題がある。

【００１２】すなわち、図７に示す構成において、計測
点(１)の水位を計測する場合には、先ず、上述のように
して給水タンク７から送水パイプ１７と基準水槽２とに
給水する。そして、電動バルブ９を閉鎖した後に、１番
目の電磁バルブ６₁を開放して計測水槽１₁に給水する。

【００１３】その際に、上記電磁バルブ１２は閉鎖され
たままであり、送水パイプ１７における分岐パイプ４₁
への分岐点Ａから電磁バルブ１２までは密封された状態
となる。したがって、分岐点Ａよりも上側の送水パイプ
１７には負圧が掛ることになる。その結果、分岐点Ａよ
りも上側の送水パイプ１７内で気泡が発生したり、送水
パイプ１７が弾性変形し易い場合には送水パイプ１７が
変形したりする。したがって、その影響が、上記計測水
槽１₁内および分岐パイプ１₁内の水にも及ぶため、計測
水槽１₁の水位がなかなか安定しないと言う問題があ
る。

【００１４】その場合には、図８に示すように、送水パ
イプ１９および循環パイプ２０を水平な地盤上に配設
し、各分岐パイプ２１₁〜２１₄を傾斜した地盤に沿って
配設することによって、上述の問題は解決される。とこ
ろが、その場合には、各分岐パイプ２１₁〜２１₄の長さ
が図７の場合よりも長くなるため、以下のような問題が
新たに発生することになる。 （１）総パイプ長が長くなってコストがアップする。 （２）各分岐パイプ２１₁〜２１₄の水温安定化のために
送る水の量が多くなり、給水タンク７への補給水の量が
多くなる。 （３）各分岐パイプ２１₁〜２１₄の水温安定化のために
送る水の量が多くなるために、全計測水槽１₁〜１₄の水
位計測サイクルの時間が長くなる。

【００１５】そこで、この発明の目的は、総パイプ長を
長くすることなく、水温安定化のための水量を多くする
ことなく、水位計測サイクルの時間を長くすることな
く、各計測地点の高低差を安定して容易に測定できる高
低差測定装置および高低差測定方法を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、供給口を下方に有すると共に液体が
オーバーフローするオーバーフロー口を上方に有して,
測定位置に設置される計測液槽と,連通管によって上記
計測液槽の供給口に連通される排液口を有して上記計測
液槽の液面と同じ高さの液柱を形成する基準液槽と,上
記基準液槽の液面の基準位置からの距離を計測する距離
計を有する高低差測定装置において、上記計測液槽は複
数存在し、上記連通管は,上記基準液槽の排液口に一端
が接続された送液パイプと,上記送液パイプと各計測液
槽の供給口とを接続する複数の分岐パイプで構成される
と共に、上記送液パイプと各分岐パイプとの接続位置近
傍に設けられて,上記送液パイプにおける分岐パイプよ
りも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続す
る切換接続手段を備えたことを特徴としている。

【００１７】上記構成によれば、送液パイプと各分岐パ
イプとの接続位置近傍には、上記送液パイプにおける分
岐パイプよりも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切り
換え接続する切換接続手段が設けられている。したがっ
て、計測対象の計測液槽の水位を計測する場合には、該
当する切換接続手段を、上記分岐パイプ側に切り換える
ことによって、当該計測液槽内および当該分岐パイプ内
の水に対する当該分岐パイプよりも上側の送液パイプに
作用する負圧力の影響が遮断される。したがって、計測
対象となる計測水槽の水位は速やかに安定するのであ
る。

【００１８】さらに、現在計測対象となっている計測水
槽よりも高い位置に計測済みの計測水槽がある場合に
は、その計測済みの計測水槽に対応する切換接続手段は
分岐パイプ側に切り換えられている。したがって、計測
対象の計測水槽に対応する分岐パイプよりも上側に位置
する送液パイプ内は、計測済みの計測水槽を介して大気
に開放されている。したがって、上記送液パイプに負圧
が掛ることはなく、上記送液パイプ内の水に気泡が発生
したり、送液パイプが変形したりすることはないのであ
る。

【００１９】また、１実施例では、上記第１の発明の高
低差測定装置において、上記切換接続手段は、上記送液
パイプにおける分岐パイプよりも上流側に接続された入
力ポートと、上記分岐パイプに接続された第１出力ポー
トと、上記送液パイプの分岐パイプよりも下流側に接続
された第２出力ポートを有する３方向バルブで構成され
ている。

【００２０】この実施例によれば、上記送液パイプにお
ける分岐パイプよりも上流側を、下流側と分岐パイプ側
とに切り換え接続する動作が、１つの３方向バルブの動
作を制御するによって簡単に行われる。

【００２１】また、１実施例では、上記第１の発明の高
低差測定装置において、上記切換接続手段は、上記分岐
パイプに介設された第１開閉バルブと、上記送液パイプ
における当該分岐パイプよりも下流側に介設された第２
開閉バルブとで構成されている。

【００２２】この実施例によれば、上記切換接続手段を
２つの開閉バルブで構成することができ、上記１つの３
方向バルブで構成する場合に比して安価に構成される。

【００２３】また、第２の発明は、上記第１の発明の高
低差測定装置を用いると共に,上記送液パイプを地盤の
傾斜面にに沿って配設し,上記計測液槽内およびこの計
測液槽に係る連通管内の液体を入れ替えながら測定した
各計測液槽内の液面の高さに基づいて各測定位置の高低
差を測定する高低差測定方法であって、上記各計測液槽
が設置されている測定位置の高さが高い順に各計測液槽
内の液面の高さを測定することを特徴としている。

【００２４】上記構成によれば、計測液槽の設置位置の
高さが高い順に各計測液槽内の液面の高さが計測され
る。したがって、各計測毎の上記基準液槽における液量
の変化が、計測液槽内およびこの計測液槽に係る連通管
内の液量の最大値以上となるように上記基準液槽の断面
積が設定されていれば、最も高い測定位置に設置された
計測液槽内の液面の高さを測定する際に上記基準液層に
液体を供給した後は、上記基準液層に液体を補給する必
要がなくなる。したがって、全計測液槽に係る液面の高
さの測定時間が短縮される。

【００２５】その際に、測定対象となる計測液槽に上記
基準液槽内の液体を供給する場合には、当該計測液槽に
係る切換接続手段が上記分岐パイプ側に切り換えられ
る。したがって、当該計測液槽および当該分岐パイプ内
の水に対する当該分岐パイプよりも上側の送液パイプに
作用する負圧の影響がなくなる。したがって、計測対象
となる計測水槽の液面の高さが迅速に安定して、全計測
液槽に係る液面の高さの測定時間が更に短縮される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の高低
差測定装置における構成図である。本実施の形態におい
ては、傾斜した地盤の傾斜面に沿って一定間隔に計測点
(ａ)〜(ｄ)(計測点の数は４箇所に限るものではない)を
設け、各計測点(ａ)〜(ｄ)の夫々に水槽(以下、計測水
槽と言う)３１a〜３１dを設置する。

【００２７】上記計測点(ａ)〜(ｄ)の近傍における不動
箇所に、各計測水槽３１と同程度の高さの水位が得られ
る基準水槽３２を設置する。そして、一端が基準水槽３
２の下部に接続された送水パイプ３３を、各計測点に設
けられた計測水槽３１の近傍を通るように地盤の傾斜面
に沿って配設する。そして、上記送水パイプ３３と各計
測水槽３１の下部とを分岐パイプ３４a〜３４dで接続
し、各分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接
続部に３方向電磁バルブ３５a〜３５dを設けている。こ
の３方向電磁バルブ３５a〜３５dは、送水パイプ３３に
おける３方向電磁バルブ３５a〜３５dよりも上流側を、
対応する分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３にお
ける３方向電磁バルブ３５a〜３５dよりも下流側とに、
切り換え接続するバルブである。また、送水パイプ３３
における最上流側の分岐パイプ３４aよりも基準水槽３
２側に、基準水槽３２側から順に電磁バルブ３６,４８
を介設している。

【００２８】尚、上記基準水槽３２の横断面と各計測水
槽３１の横断面との面積比を、約１０：１にしておく。
そうすることによって、各計測水槽３１内の水位を不動
箇所に設置された基準水槽３２側で測定した際に、計測
水槽３１の振動の影響を受けずに各計測点(ａ)〜(ｄ)の
水位を正確に測定できるのである。

【００２９】上記基準水槽３２近傍には給水タンク３７
を設置し、この給水タンク３７の下部と送水パイプ３３
における電磁バルブ３６と電磁バルブ４８との間とを、
給水パイプ４０で接続する。そして、給水パイプ４０に
は、電動ポンプ３８および電磁バルブ３９を介設する。
ここで、基準水槽３２,給水タンク３７および給水パイ
プ４０を一つの覆い４１で囲って、基準水槽３２内の水
温と給水タンク３７内の水温とが同じ温度になるように
しておく。

【００３０】上記図６〜図８に示す従来の高低差測定装
置の場合には、基準水槽２内の水位を計測する際にレー
ザ距離計１５を用いている。あるいは、超音波式の距離
計を用いることもできる。しかしながら、レーザ距離計
１５や超音波式距離計を用いる際には、測定範囲が大き
く水位の変化量が大きい場合の測定精度が悪く、各計測
点(ａ)〜(ｄ)間の最大高低差が大きい場合には不向きで
ある。そこで、本実施の形態における基準水槽３２で
は、次に示すような磁歪式リニアセンサを用いるのであ
る。

【００３１】すなわち、上記基準水槽３２内には、中心
軸に沿ってセンサプローブ４２を配設し、フロートとマ
グネットとの機能を併せ持つフロートマグネット４３を
センサプローブ４２に沿って非接触で移動可能に設けて
いる。そして、基準水槽３２内の水位の変動に応じて移
動するフロートマグネット４３によって磁歪線上にねじ
り歪を発生させ、そのねじり歪の伝播時間をコントロー
ラ４４で測定することによって、フロートマグネット４
３の位置(つまり、基準水槽３２内の水位)を検出するの
である。この磁歪式リニアセンサは、標準での有効測定
範囲が２ｍであり、各計測点(ａ)〜(ｄ)間の最大高低差
が大きい場合でも精度良く高低差を測定することができ
るのである。

【００３２】また、上記送水パイプ３３の先端と給水タ
ンク３７の上部とを循環パイプ４５によって接続して、
給水タンク３７から送水パイプ３３に供給された水を給
水タンク３７に回収するようにしている。また、基準水
槽３２の下端部には、電磁バルブ４６が介設された排水
パイプ４７を取り付けている。

【００３３】上述したように、本実施の形態において
は、上記各分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３と
の接続部に３方向電磁バルブ３５a〜３５dを設けて、夫
々の３方向電磁バルブ３５a〜３５dは、送水パイプ３３
における３方向電磁バルブ３５よりも上流側を、下流側
と分岐パイプ３４側とに切り換え接続するようにしてい
る。したがって、図１に示すように、測定の対象となる
計測水槽３１cに対応する３方向電磁バルブ３５cを分岐
パイプ３４c側に切り換えることによって、当該計測水
槽３１c内および分岐パイプ３４c内の水に対する３方向
電磁バルブ３５cよりも上側の送水パイプ３３に作用す
る負圧等の影響を遮断することができるのである。

【００３４】尚、上記構成の高低差測定装置は、さら
に、送水パイプ３３の３方向電磁バルブ３５および電磁
バルブ３６,４８と、給水パイプ４０の電磁バルブ３９
と、基準水槽３２の電磁バルブ４６との開閉動作、およ
び、電動ポンプ３８の動作を制御する制御ユニット(図
示せず)を有しており、マイクロコンピュータ(図示せ
ず)によって、上記制御ユニットを介して上記各電磁バ
ルブ３５,３６,３９,４６,４８および電動ポンプ３８の
動作を制御して水位測定処理を実行する。そして、上記
マイクロコンピュータは、コントローラ４４から送出さ
れてくる歪の伝播時間を表わす信号をＡ/Ｄ変換して取
り込み、上記信号に基づいて基準水槽３２内の水位を算
出するのである。

【００３５】その場合における上記水位測定処理は、図
２および図３に示す手順に従って次のように実行され
る。先ず、図２(a)に示すように、電磁バルブ４６が開
放されて、基準水槽３２内の水が総て排水される。次
に、図２(b)に示すように、電磁バルブ４６,３６が閉鎖
される一方、電磁バルブ３９,４８が開放されると共
に、総ての３方向電磁バルブ３５a〜３５dが送水パイプ
３３の上流側を下流側に連通させる状態(以下、第１状
態と言う)に切り換えられる。そして、電動ポンプ３８
が駆動されて、給水タンク３７内の水が送水パイプ３３
および循環パイプ４５内を循環される。こうして、前回
の測定時に使用された水が給水タンク３７に回収される
と共に、送水パイプ３３および循環パイプ４５の温度
が、給水タンク３７内の水の温度に近づけられる。

【００３６】次に、図２(c)に示すように、上記電磁バ
ルブ４８が閉鎖される一方、電磁バルブ３６が開放され
る。そして、電動ポンプ３８が駆動され、基準水槽３２
に給水タンク３７内の水が基準水位に至るまで給水され
る。ここで、上記基準水位とは、最上に位置する計測水
槽３１dに基準水槽３２から水を供給した際にオーバー
フローする量であり、計測水槽３１dの容積に計測水槽
３１dと基準水槽３２とを連通するパイプ３３,３４dの
容積を加えた量以上の水が、基準水槽３２に満たされた
際の水位のことである。

【００３７】次に、図３(d)に示すように、上記電磁バ
ルブ３９が閉鎖される一方、３方向電磁バルブ３５dが
送水パイプ３３の上流側を分岐パイプ３４a側に連通さ
せる状態(以下、第２状態と言う)に切り換えられる。そ
うした後に、電磁バルブ４８が開放される。そうする
と、基準水槽３２内の水が最上に位置する計測水槽３１
dに給水される。その際に、基準水槽３２には、計測水
槽３１dの容積とパイプ３３,３４dの容積とを加えた分
以上の水が給水されるので、図２(b)において前回の測
定の際に使用した水を回収した際に送水パイプ３３に残
った水が計測水槽３１dのオーバーフロー孔４９dから押
し出されてオーバーフローし、送水パイプ３３内の水が
基準水槽３２内の水と同じ温度の水に置き換えられるの
である。

【００３８】その際に、上記計測水槽３１d内に前回の
測定時の水が残っている場合にはオーバーフロー孔４９
dから押し出されて、計測水槽３１d内の水も置き換えら
れることになる。こうして、外気温の影響によって基準
水槽３２内の水と計測水槽３１d内の水とに温度差が生
じて比重差が生ずることを防止するのである。

【００３９】こうして、上記計測水槽３１d内の水が基
準水槽３２から供給された水に入れ替わると、基準水槽
３２内の水位をコントローラ４４からの電気信号に基づ
いて計測して、計測値を記憶部(図示せず)に記憶するの
である。

【００４０】次に、図３(e)に示すように、上記３方向
電磁バルブ３５cが上記第２状態に切り換えられる。そ
うすると、給水タンク３７内の水が計測水槽３１cに給
水されて、オーバーフロー孔４９cからオーバーフロー
する。その場合、基準水槽３２の断面積は、基準水槽３
２内における減少水量が計測水槽３１cの容積に分岐パ
イプ３４cおよび上流側の送水パイプ３３の容量を加え
た量以上になるように設定されている。したがって、計
測水槽３１cから水がオーバーフローすると、送水パイ
プ３３内の水(当該計測水槽３１c内に前回測定時の水が
残っている場合にはその水も)入れ替わっていることに
なる。以後、基準水槽３２内の水位をコントローラ４４
からの電気信号に基づいて計測して、計測値を上記記憶
部に記憶する。

【００４１】その場合、上述したように、上記３方向電
磁バルブ３５cは、上記第２状態に切り換えられてい
る。したがって、計測水槽３１c内および分岐パイプ３
４c内の水に対する３方向電磁バルブ３５cよりも上側か
らの影響が遮断される。その結果、計測水槽３１cの水
位は迅速に安定するのである。さらに、３方向電磁バル
ブ３５cよりも上側に位置する３方向電磁バルブ３５d
は、図３(d)における水位測定時に第２状態に切り換え
られたままになっている。したがって、３方向電磁バル
ブ３５cよりも上側に位置する送水パイプ３３内は、分
岐パイプ３４dおよび計測水槽３１dを介して大気に開放
されている。したがって、上記上側の送水パイプ３３に
負圧が掛ることはなく、送水パイプ３３内の水に気泡が
発生したり、送水パイプ３３が変形したりすることはな
いのである。

【００４２】以下、同様にして各計測水槽３１の水位が
順次計測され、最後に、図３(f)に示すように、最下に
位置する計測水槽３１aの水位が計測されて上記記憶部
に記憶されると、上記記憶部に記憶された各計測点(ａ)
〜(ｄ)における水位の値に基づいて、各計測点(ａ)〜
(ｄ)間の高低差が算出されるのである。

【００４３】上述したように、本実施の形態において
は、傾斜した地盤における傾斜面に配設された送水パイ
プ３３における最上位置に取り付けられた計測水槽３１
dから最下位置に取り付けられた計測水槽３１aに向って
順次水位を測定するので、最初に基準水槽３２内に給水
した後は基準水槽３２へ給水する必要がなく、全計測水
槽３１に関する水位の計測時間を短縮することができる
のである。但し、この発明における水位測定処理動作
は、図２に示す手順のみに限定されるものではない。

【００４４】以上のように、本実施の形態の高低差測定
装置においては、一端が基準水槽３２の下部に接続され
た送水パイプ３３を地盤の傾斜面に沿って配設し、各計
測水槽３１の下部を送水パイプ３３に接続する各分岐パ
イプ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接続部に３方向
電磁バルブ３５a〜３５dを設けている。したがって、例
えば計測水槽３１cの水位を測定する場合には、対応す
る３方向電磁バルブ３５cを上記第２状態に切り換える
ことによって、３方向電磁バルブ３５cよりも上側から
の負圧等の影響を除去して、計測水槽３１cの水位を迅
速に安定させることができるのである。

【００４５】すなわち、本実施の形態によれば、図８に
示す高低差測定装置のように、夫々の分岐パイプを傾斜
した地盤に沿って配設する必要がなく、個々の計測水槽
３１の水位を安定させるために、総パイプ長が長くな
り、水温安定化のための水量が多なり、水位計測サイク
ルの時間が長くなることを抑制できるのである。

【００４６】ところで、本実施の形態においては、図４
に示すように、上記各分岐パイプ３４と送水パイプ３３
との接続部に３方向電磁バルブ３５を設けて、１つの電
磁バルブで上記第１状態と上記第２状態とに切り換える
ようにしている。しかしながら、このような上記第１状
態と上記第２状態とへの切り換え機能は、送水パイプ３
３における分岐パイプ３４への分岐点よりも下流側と分
岐パイプ３４との夫々に通常の電磁バルブ５０,５１を
介設し、各電磁バルブ５０,５１の開閉を下記のように
制御しても得ることができる。すなわち、上記第１状態
を得る場合には、電磁バルブ５０を閉鎖する一方、電磁
バルブ５１を開放するのである。また、上記第２状態を
得る場合には、電磁バルブ５０を開放する一方、電磁バ
ルブ５１を閉鎖するのである。

【００４７】上記３方向電磁バルブ３５は、１個で通常
の電磁バルブ２個の１.５倍の価格である。したがっ
て、上述したように、３方向電磁バルブ３５の機能を２
個の通常の電磁バルブ５０,５１で実現することによっ
て、コストダウンを図ることができるのである。

【００４８】尚、上記実施の形態においては、上記基準
水槽３２内に測定の対象となる計測水槽３１の水位と同
じ高さの水位を形成するために、余分な水は当該計測水
槽３１のオーバーフロー孔４９からオーバーフローさせ
て廃棄するようにしている。そのために、計測点の数が
多い場合や繰り返して何度も計測を行う場合には、多量
の水が必要になる。そこで、各計測水槽３１のオーバー
フロー孔４９と循環パイプ４５とを排水パイプで連通さ
せて、あるいは、オーバーフロー孔４９と給水タンク３
７とを排水パイプで連通させて、オーバーフロー孔４９
からオーバーフローした水を給水タンク３７に回収する
するようにすることが望ましい。

【００４９】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
高低差測定装置は、測定位置に設置される複数の計測液
槽と基準液槽とを、上記基準液槽に接続された送液パイ
プと、この送液パイプと各計測液槽とを接続する複数の
分岐パイプとで連通し、上記送液パイプと各分岐パイプ
との接続位置近傍には、上記送液パイプにおける夫々の
分岐パイプよりも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切
り換え接続する切換接続手段を設けたので、計測対象の
計測液槽の水位を計測する場合には、該当する切換接続
手段を、上記送液パイプにおける上流側を分岐パイプ側
に接続するように切り換えることによって、当該計測液
槽内あるいはおよび当該分岐パイプ内の水に対する当該
分岐パイプよりも上側の送液パイプに作用する負圧力の
影響を遮断することができる。したがって、計測対象と
なる計測水槽の水位を速やかに安定させることができる
のである。

【００５０】さらに、計測対象の計測水槽よりも高い位
置に計測済みの計測水槽がある場合には、その計測済み
の計測水槽に対応する切換接続手段は分岐パイプ側に切
り換わっている。したがって、計測対象の計測水槽より
も上側の送液パイプ内は上記計測済みの計測水槽を介し
て大気に開放されており、上記送液パイプに負圧が掛る
ことはない。その結果、上記送液パイプ内の水に気泡が
発生したり、送液パイプが変形したりすることを防止で
きるのである。

【００５１】また、１実施例の高低差測定装置は、上記
切換接続手段を３方向バルブで構成したので、上記送液
パイプの上流側を下流側と上記分岐パイプ側とに切り換
え接続する動作を、１つの３方向バルブの動作を制御す
るによって簡単に行うことができる。

【００５２】また、１実施例の高低差測定装置は、上記
切換接続手段を上記分岐パイプに介設された第１開閉バ
ルブと上記送液パイプの下流側に介設された第２開閉バ
ルブとで構成したので、上記１つの３方向バルブで構成
する場合に比して安価に構成することができる。

【００５３】また、第２の発明の高低差測定方法は、上
記第１の発明の高低差測定装置における送液パイプを地
盤の傾斜面に配設すると共に、上記計測液槽内およびこ
の計測液槽に係る連通管内の液体を入れ替えながら各計
測液槽内の液面の高さを測定する際に、各計測液槽が設
置された測定位置の高さが高い順に各計測液槽内の液面
の高さを測定するので、測定毎の上記基準液槽における
液量の変化が、計測液槽内およびこの計測液槽に係る連
通管内の液量の最大値以上になるように設定されていれ
ば、各測定毎の上記基準液層への液体補給は必要がな
い。したがって、全計測液槽に係る液面の高さの測定時
間を短縮することができる。

【００５４】その際に、測定対象となる計測液槽に係る
切換接続手段は、上記分岐パイプ側に切り換えられるの
で、当該計測液槽内および当該分岐パイプ内の水に対す
る上側の送液パイプに作用する負圧の影響を無くすこと
ができる。したがって、計測水槽の液面の高さを迅速に
安定させて、全計測液槽に係る液面の高さの測定時間を
更に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の高低差測定装置における構成図で
ある。

【図２】 図１に示す高低差測定装置による水位測定処
理の手順を示す図である。

【図３】 図２に続く水位測定処理の手順を示す図であ
る。

【図４】 図１における３方向電磁バルブの説明図であ
る。

【図５】 図４に示す３方向電磁バルブの機能を通常の
電磁バルブで実現する場合の説明図である。

【図６】 従来の高低差測定装置の構成図である。

【図７】 図６に示す高低差測定装置における問題点の
説明図である。

【図８】 図６とは異なる従来の高低差測定装置の構成
図である。

【符号の説明】

３１…計測水槽、 ３２…基準水槽、 ３３…送水パイプ、 ３４a〜３４d…分岐パイプ、 ３５a〜３５d…３方向電磁バルブ、 ３６,３９,４６,４８,５０,５１…電磁バルブ、 ３７…給水タンク、 ３８…電動ポンプ、 ４０…給水パイプ、 ４２…センサプローブ、 ４３…フロートマグネット、 ４４…コントローラ、 ４５…循環パイプ、 ４７…排水パイプ、 ４９a〜４９d…オーバーフロー孔。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給口を下方に有すると共に、液体がオ
   ーバーフローするオーバーフロー口を上方に有して、測
   定位置に設置される計測液槽と、連通管によって上記計
   測液槽の供給口に連通される排液口を有して、上記計測
   液槽の液面と同じ高さの液柱を形成する基準液槽と、上
   記基準液槽の液面の基準位置からの距離を計測する距離
   計を有する高低差測定装置において、 上記計測液槽は複数存在し、 上記連通管は、上記基準液槽の排液口に一端が接続され
   た送液パイプと、上記送液パイプと各計測液槽の供給口
   とを接続する複数の分岐パイプで構成されると共に、 上記送液パイプと各分岐パイプとの接続位置近傍に設け
   られて、上記送液パイプにおける分岐パイプよりも上流
   側を下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続する切換接
   続手段を備えたことを特徴とする高低差測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高低差測定装置におい
   て、 上記切換接続手段は、上記送液パイプの分岐パイプより
   も上流側に接続された入力ポートと、上記分岐パイプに
   接続された第１出力ポートと、上記送液パイプの分岐パ
   イプよりも下流側に接続された第２出力ポートを有する
   ３方向バルブで構成されていることを特徴とする高低差
   測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の高低差測定装置におい
   て、 上記切換接続手段は、上記分岐パイプに介設された第１
   開閉バルブと、上記送液パイプにおける当該分岐パイプ
   よりも下流側に介設された第２開閉バルブとで構成され
   ていることを特徴とする高低差測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記
   載の高低差測定装置を用いると共に、上記送液パイプを
   地盤の傾斜面に沿って配設し、上記計測液槽内およびこ
   の計測液槽に係る連通管内の液体を入れ替えながら測定
   した各計測液槽内の液面の高さに基づいて各測定位置の
   高低差を測定する高低差測定方法であって、 上記各計測液槽が設置されている測定位置の高さが高い
   順に各計測液槽内の液面の高さを測定することを特徴と
   する高低差測定方法。