JP2003194614A - System and method for detecting water level - Google Patents

System and method for detecting water level

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JP2003194614A
JP2003194614A JP2001397040A JP2001397040A JP2003194614A JP 2003194614 A JP2003194614 A JP 2003194614A JP 2001397040 A JP2001397040 A JP 2001397040A JP 2001397040 A JP2001397040 A JP 2001397040A JP 2003194614 A JP2003194614 A JP 2003194614A
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piezoelectric element
water
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sludge
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Takashi Sakai
孝 坂井
Minoru Kaneko
稔 金子
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Akebono Brake Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water level detecting system that can surely detect a water level, and the deposit amount of sludge and sediment of earth and sand in real time. <P>SOLUTION: A vibration frequency characteristic of a piezoelectric element 5 when an excitation signal is impressed to the piezoelectric element 5 for converting an electric signal into a mechanical vibration is detected to determine the change of the vibration frequency characteristic caused by contact of water, the sludge or the sediment of the earth and the sand with the piezoelectric element 5, and the deposit amount of the sludge or the sediment of the earth and sand is detected thereby. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、道路や地下道等で
の冠水検知や湖沼、河川等での水位測定並びにヘドロ、
土砂の堆積を検知する水位検知システム及び水位検知方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to flood detection on roads and underpasses, water level measurement in lakes and rivers, and sludge,
The present invention relates to a water level detection system and a water level detection method for detecting sedimentation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、道路や地下道での地盤の低い場所
において、台風や集中豪雨の際に冠水や冠水警報を知ら
せるシステムが設置されている箇所は少なく、実際に冠
水状態になってから通行止め等の規制を道路管理者が行
うことが多い。そのため、車両水没や水難事故に繋がる
虞があった。道路や地下道の冠水を検知し、また冠水警
報を発するためには、道路や地下道を新設する際に予め
警報システムを設置する必要がある。ところで、このよ
うな警報システムに使用されるセンサとしては、水位を
計測するフロート式センサや圧電振動子があるが、フロ
ート式センサは砂や泥等が溜まると作動しなくなるた
め、定期的なメンテナンスが必要になったりしてメンテ
ナンスが面倒であることから、圧電振動子が採用される
ことが多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, in places where the ground is low on roads and underpasses, there are few places where floods and warning systems for warning floods are installed in the event of a typhoon or heavy rain. Road managers often enforce such regulations. Therefore, there is a possibility that the vehicle may be submerged or a water accident may occur. In order to detect flooding on roads and underpasses and to issue flooding alerts, it is necessary to install an alarm system in advance when newly constructing roads or underpasses. By the way, as a sensor used in such an alarm system, there are a float type sensor for measuring the water level and a piezoelectric vibrator. However, the float type sensor does not operate when sand or mud accumulates, so that the periodic maintenance is performed. The piezoelectric vibrator is often used because maintenance is troublesome due to the need for a piezoelectric vibrator.

【0003】圧電振動子を用いた従来技術として、例え
ば特開昭63−191027号公報、特開平4−329
317号公報、特開平11−281463号公報で開示
されているものがある。特開昭63−191027号公
報で開示された水位検知装置は、圧電振動子の空中と水
中での音響インピーダンスの変化を周波数変化として水
位を検知できるようにしたものである。特開平4−32
9317号公報で開示された水位測定装置は、圧電振動
子を水位制御筒内に設けて、水位制御筒内の容積変動に
よって変化する固有振動数を測定することで水位制御筒
内の水位を連続量として計測できるようにしたものであ
る。
As a conventional technique using a piezoelectric vibrator, for example, JP-A-63-191027 and JP-A-4-329 are known.
317 and Japanese Patent Laid-Open No. 11-281463. The water level detection device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-191027 is designed to detect the water level by changing the frequency of the acoustic impedance of the piezoelectric vibrator in the air and in the water. JP-A-4-32
In the water level measuring device disclosed in Japanese Patent No. 9317, a piezoelectric vibrator is provided in the water level control cylinder, and the natural frequency that changes according to the volume fluctuation in the water level control cylinder is measured to continuously maintain the water level in the water level control cylinder. It can be measured as a quantity.

【0004】特開平11−281463号公報で開示さ
れた水位検出用超音波レベルセンサは、超音波を発生す
る圧電発振振動部とこの圧電発振振動部を駆動し制御す
る駆動制御回路とを備え、圧電発振振動部に液体が触れ
ることにより圧電発振振動部からの発信信号が液体を伝
播し、その反射波及び液体の残響波を受信することで水
位を検知できるようにしたものである。
The water level detecting ultrasonic level sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-281463 includes a piezoelectric oscillation vibrating section for generating ultrasonic waves and a drive control circuit for driving and controlling the piezoelectric oscillation vibrating section. When the liquid comes into contact with the piezoelectric oscillation vibrating portion, a transmission signal from the piezoelectric oscillation vibrating portion propagates through the liquid, and the reflected wave and the reverberation wave of the liquid are received so that the water level can be detected.

【0005】また、汚水や泥水等の汚れた水の水位を精
度良く検出できるようにしたシステムとして、特開平5
−209772号公報、特開平6−147953号公報
で開示されているものがある。特開平5−209772
号公報で開示された振動式堆砂検出装置は、検出パイプ
内に励振用と受信用の圧電素子付の振動板を設けるとと
もに、防水ケーブルを通して励振用の圧電素子に発振回
路の出力を印加するようにしたものである。振動板及び
検出パイプは、土砂等に非接触状態で固有振動し、土砂
が堆積すると振動が抑制されて受信用の圧電素子からの
受信信号を減衰させるので、この受信信号がタイマで設
定した時間継続して減衰した場合に堆砂があったことを
報知する。
Further, as a system capable of accurately detecting the water level of dirty water such as sewage or muddy water, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5 (1999) -54.
There are those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 209772 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-147953. Japanese Patent Laid-Open No. 5-209772
The vibrating sediment detecting device disclosed in Japanese Patent Publication provides a vibration plate with a piezoelectric element for excitation and reception in the detection pipe, and applies the output of the oscillation circuit to the piezoelectric element for excitation through a waterproof cable. It was done like this. The vibrating plate and the detection pipe naturally oscillate in a non-contact state with earth and sand, and when sediment accumulates, the vibration is suppressed and the received signal from the piezoelectric element for reception is attenuated. If it continues to decay, it will notify that there was sediment.

【0006】特開平6−147953号公報で開示され
た水位監視装置は、素子の歪によって生じる電気的特性
の変化から圧力を検出する半導体圧力検出器からの信号
より水位を算出するようにしたものである。
The water level monitoring device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-147953 is such that the water level is calculated from a signal from a semiconductor pressure detector that detects pressure from changes in electrical characteristics caused by strain of the element. Is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の水位を検知する装置、堆砂を検知する装置において
は、単に水位や堆砂を検知するもの(特開昭63−19
1027号、特開平11−281463号、特開平5−
209772号)であったり、水位の連続測定が可能で
あっても、圧力検出手段を用いたもの(特開平6−14
7953号)では水位がある程度ないと作動しなかった
り、測定対象が特定のもの(特開平11−281463
号)であったりして、道路や地下道あるいは湖沼や河川
での水位を確実に測定できるものではなかった。しかも
これら全ての従来技術では、水位とヘドロ及び土砂等を
リアルタイムに測定することはできず、たとえこれらの
技術を組み合わせても実現不可能である。
By the way, in the above-mentioned conventional apparatus for detecting the water level and the apparatus for detecting the sediment, those for simply detecting the water level and the sediment (Japanese Patent Laid-Open No. 63-19).
No. 1027, JP-A-11-281463, JP-A-5-
No. 209772), or even if continuous measurement of the water level is possible, one using a pressure detecting means (JP-A-6-14).
No. 7953) does not work unless the water level is high to some extent, or the measurement target is specific (Japanese Patent Laid-Open No. 11-281463).
No.) could not be used to reliably measure water levels on roads, underpasses, lakes and rivers. Moreover, with all of these conventional techniques, the water level, sludge, sediment, etc. cannot be measured in real time, and even if these techniques are combined, it cannot be realized.

【0008】本発明は係る事情に鑑みてなされたもので
あり、水位とヘドロ及び土砂等を確実、且つ、リアルタ
イムに測定することができる水位検知システム及び水位
検知方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water level detection system and a water level detection method capable of reliably and in real time measuring water levels, sludge, sediment, and the like. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
水位検知システムは、電気エネルギを機械エネルギに変
換する圧電素子に加振用信号を印加したときの前記圧電
素子の振動周波数特性を検出する振動周波数特性検出手
段と、前記圧電素子が水と接触したときに得られる前記
圧電素子の振動周波数特性の変化から水位を検知する水
位検知手段と、を具備することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a water level detecting system for measuring a vibration frequency characteristic of a piezoelectric element when a vibration signal is applied to the piezoelectric element for converting electrical energy into mechanical energy. It is characterized by comprising a vibration frequency characteristic detecting means for detecting, and a water level detecting means for detecting a water level from a change in the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element obtained when the piezoelectric element comes into contact with water.

【0010】この構成によれば、電気信号を機械振動に
変換する圧電素子に加振用信号を印加したときの圧電素
子の振動周波数特性を検出し、圧電素子に水が接触する
ことによる振動周波数特性の変化より水位を検知する。
したがって、水位をリアルタイムに測定することができ
る。また、センサ素子として圧電素子を用いて、水が触
れることによる振動周波数特性の変化を観ているので、
どんな水位でも確実に検知することができる。また、圧
電素子を用いることによって、安価な水位検知システム
を実現することができる。
According to this structure, the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element when the excitation signal is applied to the piezoelectric element for converting the electric signal into the mechanical vibration is detected, and the vibration frequency due to the contact of water with the piezoelectric element is detected. Detects water level from changes in characteristics.
Therefore, the water level can be measured in real time. Also, using a piezoelectric element as a sensor element, we are watching the change in vibration frequency characteristics due to contact with water.
It can reliably detect any water level. Moreover, an inexpensive water level detection system can be realized by using the piezoelectric element.

【0011】請求項2に係る本発明の水位検知システム
は、請求項1に係る本発明の水位検知システムにおい
て、複数の圧電素子が時間差をおいて水と接触するよう
に配置されたセンサユニットと、前記センサユニットの
各圧電素子にて水位を検知するときの各時間差と前記複
数の圧電素子の配置間隔より水位上昇速度を求める水位
上昇速度算出手段と、を具備することを特徴とする。
A water level detecting system according to a second aspect of the present invention is the water level detecting system according to the first aspect of the present invention, in which a plurality of piezoelectric elements are arranged so as to come into contact with water with a time difference. And a water level rising speed calculation means for obtaining a water level rising speed from each time difference when the water level is detected by each piezoelectric element of the sensor unit and the arrangement interval of the plurality of piezoelectric elements.

【0012】この構成によれば、水位の上昇速度を求め
ることができるので、災害の緊急度の把握に貢献でき、
警戒や避難情報等のきめ細かい情報を提供できる。
According to this structure, since the rising speed of the water level can be obtained, it is possible to contribute to grasping the urgency of the disaster.
Can provide detailed information such as alerts and evacuation information.

【0013】請求項3に係る本発明の水位検知システム
は、請求項1又は請求項2に係る本発明の水位検知シス
テムにおいて、前記水位検知手段は、前記圧電素子に
水、ヘドロ又は土砂が接触することによる振動周波数特
性の違いからヘドロ又は土砂の堆積を検知することを特
徴とする。
The water level detection system of the present invention according to claim 3 is the water level detection system of the present invention according to claim 1 or 2, wherein the water level detection means is in contact with the piezoelectric element with water, sludge or earth and sand. It is characterized by detecting the accumulation of sludge or sediment based on the difference in the vibration frequency characteristics.

【0014】この構成によれば、水、ヘドロ、土砂が圧
電素子に接触したときの振動周波数特性の違いから水位
とヘドロと土砂を識別することができる。すなわち、圧
電素子の振動周波数特性は、圧電素子に接している物質
の比重や粘度などによって変化するので、この変化を観
測することによって、水なのかヘドロなのか、あるいは
土砂なのかを識別することができる。
According to this structure, the water level, the sludge, and the sediment can be distinguished from each other based on the difference in vibration frequency characteristics when water, sludge, and sediment contact the piezoelectric element. In other words, the vibration frequency characteristics of the piezoelectric element change depending on the specific gravity and viscosity of the substance in contact with the piezoelectric element. By observing this change, it is possible to identify whether it is water, sludge, or sediment. You can

【0015】請求項4に係る本発明の水位検知システム
は、請求項1から請求項3のいずれか1項に係る本発明
の水位検知システムにおいて、前記水位検知手段の検知
結果又は前記水位上昇速度算出手段の算出結果を送信す
る送信手段を具備することを特徴とする。
The water level detection system of the present invention according to claim 4 is the water level detection system of the present invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection result of the water level detection means or the water level rising speed is used. It is characterized by comprising a transmitting means for transmitting the calculation result of the calculating means.

【0016】この構成によれば、遠隔地において災害状
況等を把握することができ、迅速な対応をとることがで
きる。
According to this structure, it is possible to grasp a disaster situation or the like at a remote place and take prompt action.

【0017】請求項5に係る本発明の水位検知システム
は、請求項4に係る本発明の水位検知システムにおい
て、前記送信手段は、無線通信端末又はテレメータを具
備することを特徴とする。
A water level detection system according to a fifth aspect of the present invention is the water level detection system according to the fourth aspect of the present invention, wherein the transmitting means includes a wireless communication terminal or a telemeter.

【0018】この構成によれば、大掛かりな通信設備な
しで情報の伝達が可能となる。
According to this structure, information can be transmitted without large-scale communication equipment.

【0019】請求項6に係る本発明の水位検知方法は、
電気エネルギを機械エネルギに変換する圧電素子に加振
用信号を印加して前記圧電素子に水、ヘドロ又は土砂が
接触することによる周波数特性の変化から水位、ヘドロ
又は土砂の堆積を検知することを特徴とする。
The water level detecting method of the present invention according to claim 6 is
Applying a vibration signal to a piezoelectric element that converts electrical energy into mechanical energy to detect water level, sludge or sediment accumulation from a change in frequency characteristic due to contact of water, sludge or sediment with the piezoelectric element. Characterize.

【0020】この方法によれば、電気信号を機械振動に
変換する圧電素子に加振用信号を印加したときの圧電素
子の振動周波数特性を検出し、圧電素子に水が接触する
ことによる振動周波数特性の変化より水位を検知する。
したがって、水位をリアルタイムに測定することができ
る。また、センサ素子として圧電素子を用いて、水が触
れることによる振動周波数特性の変化を観ているので、
どんな水位でも確実に検知することができる。また、圧
電素子を用いることによって、安価な水位検知システム
を実現することができる。
According to this method, the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element when the vibration signal is applied to the piezoelectric element for converting the electric signal into the mechanical vibration is detected, and the vibration frequency due to the contact of water with the piezoelectric element is detected. Detects water level from changes in characteristics.
Therefore, the water level can be measured in real time. Also, using a piezoelectric element as a sensor element, we are watching the change in vibration frequency characteristics due to contact with water.
It can reliably detect any water level. Moreover, an inexpensive water level detection system can be realized by using the piezoelectric element.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本
発明の一実施の形態に係る水位検知システムの構成図で
ある。この図において、本実施の形態に係る水位検知シ
ステムは、センサユニット1と、信号処理ユニット2
と、報知ユニット3とを備えて構成される。センサユニ
ット1は、固有振動数の異なる複数の圧電素子5と、発
泡ゴム材などのダンピング材6とを有し、ダンピング材
6上に圧電素子5を取り付けて構成される。各圧電素子
5は、図2に示すように圧電セラミックス5Aと振動板
5Bとから構成される。信号処理ユニット2は、信号処
理アンプ2A、マイコン2B及び送信部2Cを備えてい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a water level detection system according to an embodiment of the present invention. In this figure, the water level detection system according to the present embodiment includes a sensor unit 1 and a signal processing unit 2.
And a notification unit 3. The sensor unit 1 includes a plurality of piezoelectric elements 5 having different natural frequencies and a damping material 6 such as foamed rubber material, and the piezoelectric elements 5 are mounted on the damping material 6. Each piezoelectric element 5 is composed of a piezoelectric ceramic 5A and a diaphragm 5B as shown in FIG. The signal processing unit 2 includes a signal processing amplifier 2A, a microcomputer 2B, and a transmitter 2C.

【0022】図3は、信号処理ユニット2の信号処理ア
ンプ2Aの構成を示すブロック図である。この図におい
て、信号処理アンプ2Aは、同期信号発生器10と、可
変周波数発振器11と、増幅器12と、抵抗13と、差
動増幅器14と、4象限掛け算器15と、ローパスフィ
ルタ16とを備えて構成される。なお、この信号処理ア
ンプ2Aは、圧電素子5の数に対応する数だけ設けられ
るか、あるいは1個だけ設けられて、各圧電素子5を順
次に切り替える不図示の切替スイッチが使用される。な
お、上記信号処理アンプ2Aは、振動周波数特性検出手
段に対応する。また、マイコン2Bは、水位検知手段及
び水位上昇速度算出手段に対応する。また、送信部2C
は、送信手段に対応する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the signal processing amplifier 2A of the signal processing unit 2. In this figure, the signal processing amplifier 2A includes a synchronizing signal generator 10, a variable frequency oscillator 11, an amplifier 12, a resistor 13, a differential amplifier 14, a four-quadrant multiplier 15, and a low-pass filter 16. Consists of The signal processing amplifiers 2A are provided in the number corresponding to the number of the piezoelectric elements 5, or only one is provided, and a changeover switch (not shown) for sequentially switching the piezoelectric elements 5 is used. The signal processing amplifier 2A corresponds to the vibration frequency characteristic detecting means. Further, the microcomputer 2B corresponds to the water level detection means and the water level rise speed calculation means. Also, the transmitter 2C
Corresponds to the transmission means.

【0023】同期信号発生器10は、可変周波数発振器
11を繰り返し動作させるための同期信号を発生する。
可変周波数発振器11は、周波数が所定の周波数範囲
(例えば1kHzから20kHz)で連続的に変化する
正弦波の電気信号を発生する。すなわち、同期信号発生
器10から同期信号が出力される毎に初期周波数(例え
ば1kHz)から繰り返し正弦波信号を発生する。増幅
器12は、可変周波数発振器11で発生された正弦波信
号を、センサユニット1を駆動できるレベルまで増幅し
て出力(この出力を加振用信号Vrと呼ぶ)する。
The sync signal generator 10 generates a sync signal for repeatedly operating the variable frequency oscillator 11.
The variable frequency oscillator 11 generates a sinusoidal electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined frequency range (for example, 1 kHz to 20 kHz). That is, every time the sync signal is output from the sync signal generator 10, a sine wave signal is repeatedly generated from the initial frequency (for example, 1 kHz). The amplifier 12 amplifies the sine wave signal generated by the variable frequency oscillator 11 to a level capable of driving the sensor unit 1 and outputs the amplified signal (this output is referred to as a vibration signal Vr).

【0024】抵抗13は、増幅器12とセンサユニット
1の圧電素子5との間に直列に介挿され、その両端には
圧電素子5に流れる電流に対応する電圧が発生する。圧
電素子5に流れる電流は周波数の変化に応じて変化する
ので、抵抗13の両端に現れる電圧は圧電素子5の周波
数特性を反映したものになる。差動増幅器14は、抵抗
13の両端に発生する電圧を増幅して出力(この出力を
受信信号Viと呼ぶ)する。4象限掛け算器15は、増
幅器12から出力される加振用信号Vrと差動増幅器1
4から出力される受信信号Viを乗算することで、これ
らの信号に対するノイズの影響を除去する。
The resistor 13 is inserted in series between the amplifier 12 and the piezoelectric element 5 of the sensor unit 1, and a voltage corresponding to the current flowing through the piezoelectric element 5 is generated at both ends thereof. Since the current flowing through the piezoelectric element 5 changes in accordance with the change in frequency, the voltage appearing across the resistor 13 reflects the frequency characteristic of the piezoelectric element 5. The differential amplifier 14 amplifies the voltage generated across the resistor 13 and outputs it (this output is referred to as a reception signal Vi). The four-quadrant multiplier 15 includes the excitation signal Vr output from the amplifier 12 and the differential amplifier 1
By multiplying the received signal Vi output from the signal No. 4, the influence of noise on these signals is removed.

【0025】ローパスフィルタ16は、4象限掛け算器
15の出力信号から以下で説明するcos(2ωt+α
+β)分を除去した信号(出力電圧Vo)を出力する。
この出力電圧Voは、加振用信号Vrの周波数変化に対
する圧電素子5の周波数特性(振幅と位相)を反映した
信号になる。このとき、圧電素子5の表面に何も接触し
ていないと、図4に示すように圧電素子5の持つ固有振
動数付近の周波数にピークを持った電圧が現れる。そし
て、この状態から圧電素子5の周りが水没すると、圧電
素子5の振動特性が変化して、図5に示すようにピーク
電圧の位置と大きさが変化する。このように、ピーク電
圧の変化から容易に水位を検知することができる。マイ
コン2Bは、信号処理アンプ2Aの出力に基づいて空
気、水、泥流を判定し、その結果を報知ユニット3へ出
力する。つまり、圧電素子5の振動周波数特性は、圧電
素子5に接している物質の比重や粘度などによって変化
するので、マイコン2Bが予め観測された空気、水、泥
流が接したときの変化と比較することにより、信号処理
アンプ2Aの出力を識別し、判定することができる。
The low-pass filter 16 uses the output signal of the four-quadrant multiplier 15 as cos (2ωt + α) described below.
A signal (output voltage Vo) from which + β) has been removed is output.
The output voltage Vo becomes a signal that reflects the frequency characteristic (amplitude and phase) of the piezoelectric element 5 with respect to the frequency change of the vibration signal Vr. At this time, if nothing touches the surface of the piezoelectric element 5, a voltage having a peak at a frequency near the natural frequency of the piezoelectric element 5 appears as shown in FIG. Then, when the surroundings of the piezoelectric element 5 are submerged from this state, the vibration characteristics of the piezoelectric element 5 change, and the position and magnitude of the peak voltage change as shown in FIG. In this way, the water level can be easily detected from the change in the peak voltage. The microcomputer 2B determines air, water, and mud flow based on the output of the signal processing amplifier 2A, and outputs the result to the notification unit 3. That is, since the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element 5 changes depending on the specific gravity and the viscosity of the substance in contact with the piezoelectric element 5, the change is compared with the change observed when the microcomputer 2B comes in contact with air, water, or a mud flow. By doing so, the output of the signal processing amplifier 2A can be identified and determined.

【0026】ここで、上記作動原理を、数式を用いて説
明すると以下のようになる。ここで、Vr=Asin
(ωt+α)、Vi=Bsin(ωt+β)とする。但
し、A,Bは振幅、ωtは周波数、αとβは位相のずれ
とする。 Vr×Vi=Asin(ωt+α)×Bsin(ωt+β) =AB[cos(β−α)−cos(2ωt+α+β)]/2 (1)
Here, the above operating principle will be described below by using mathematical expressions. Here, Vr = Asin
(Ωt + α) and Vi = Bsin (ωt + β). However, A and B are amplitudes, ωt is frequency, and α and β are phase shifts. Vr × Vi = Asin (ωt + α) × Bsin (ωt + β) = AB [cos (β−α) −cos (2ωt + α + β)] / 2 (1)

【0027】式(1)のcos(β−α)の部分は、位
相差に合わせて変化する直流成分であり、ここに受信信
号Viの振幅成分も含まれる。また、cos(2ωt+
α+β)の部分は、元の加振用信号Vrと受信信号Vi
の2倍の周波数を持つ信号である。必要とする周波数特
性の情報は、受信信号Viの振幅(大きさ)であるの
で、式(1)のcos(β−α)のみでよい。したがっ
て、ローパスフィルタ16を通過させてcos(2ωt
+α+β)の成分を除去すればよい。このようにして出
力電圧Voには周波数特性が電圧の形で現れる。
The portion of cos (β-α) in the equation (1) is a DC component that changes according to the phase difference, and the amplitude component of the received signal Vi is also included here. Also, cos (2ωt +
The part of (α + β) is the original excitation signal Vr and the received signal Vi.
Is a signal having twice the frequency of Since the required frequency characteristic information is the amplitude (magnitude) of the received signal Vi, only cos (β-α) in equation (1) is required. Therefore, the signal is passed through the low-pass filter 16 and cos (2ωt
The component of + α + β) may be removed. In this way, the output voltage Vo has frequency characteristics in the form of voltage.

【0028】次に、上記構成の水位検知システムの動作
について説明する。可変周波数発振器11により任意の
範囲で周波数の変化する正弦波を発生させる。発生した
正弦波信号は、増幅器12にて増幅されて加振用電圧V
rとしてセンサユニット1に入力されて圧電素子5に機
械的振動を発生させる。圧電素子5に機械的振動が発生
すると、抵抗13の両端には圧電素子5に流れる電流に
対応する電圧が発生し、この電圧が差動増幅器14で増
幅されて受信信号Viが出力される。そして、この受信
信号Viと増幅器12から出力される加振用電圧Vrと
が4象限掛け算器15にて掛け合わされ、その出力がロ
ーパスフィルタ16にてcos(2ωt+α+β)成分
が除去されて出力電圧Voが得られる。なお、加振用信
号Vrと受信信号Viを4象限掛け算器15にて乗算す
ることによって受信信号Viの振幅を精度良く検出する
ことができる。
Next, the operation of the water level detection system having the above structure will be described. The variable frequency oscillator 11 generates a sine wave whose frequency changes in an arbitrary range. The generated sine wave signal is amplified by the amplifier 12 to generate the excitation voltage V
It is input to the sensor unit 1 as r and causes the piezoelectric element 5 to generate mechanical vibration. When mechanical vibration occurs in the piezoelectric element 5, a voltage corresponding to the current flowing in the piezoelectric element 5 is generated across the resistor 13, and this voltage is amplified by the differential amplifier 14 and the reception signal Vi is output. Then, the received signal Vi and the exciting voltage Vr output from the amplifier 12 are multiplied by the four-quadrant multiplier 15, and the output is subjected to the cos (2ωt + α + β) component removal by the low-pass filter 16 to output the output voltage Vo. Is obtained. The amplitude of the received signal Vi can be accurately detected by multiplying the vibration signal Vr and the received signal Vi by the four-quadrant multiplier 15.

【0029】ローパスフィルタ16からの出力信号Vo
は、加振用信号Vrの周波数変化に対する圧電素子5の
振動周波数特性(振幅と位相)を反映した信号になり、
圧電素子5の表面に何も接触していないと、図6のAに
示すように圧電素子5の持つ固有振動数付近の周波数に
ピークを持った電圧が現れる。そして、この状態で圧電
素子5の周りが水没すると、水没した圧電素子5の振動
周波数特性が変化して、図6のBに示すようにピーク電
圧の位置と大きさが変化する。その後、圧電素子5がヘ
ドロのような粘性の大きい流体に埋もれると、その振動
周波数特性は図6のCに示すようになる。この場合、土
砂のような比較的粘性の低いものの場合には、圧電素子
5の振動周波数特性は図6のDに示すようになる。
Output signal Vo from the low-pass filter 16
Is a signal reflecting the vibration frequency characteristic (amplitude and phase) of the piezoelectric element 5 with respect to the frequency change of the vibration signal Vr,
When nothing touches the surface of the piezoelectric element 5, a voltage having a peak appears at a frequency near the natural frequency of the piezoelectric element 5, as shown in A of FIG. When the surroundings of the piezoelectric element 5 are submerged in this state, the vibration frequency characteristic of the submerged piezoelectric element 5 changes, and the position and magnitude of the peak voltage change as shown in B of FIG. After that, when the piezoelectric element 5 is buried in a fluid of high viscosity such as sludge, its vibration frequency characteristic becomes as shown in C of FIG. In this case, when the viscosity is relatively low, such as earth and sand, the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element 5 is as shown in D of FIG.

【0030】図7は、圧電素子5を4個有するセンサユ
ニット1を示す図である。この図に示すように、4個の
圧電素子5を一定間隔で縦形配置することで冠水時の水
位を計測することができる。図8は道路の冠水状況を想
定した図であり、ch(チャンネル)3とch4の2つ
の圧電素子5が水に浸っている状況にある。このときの
各chの振動周波数特性波形は図9に示すようになり、
ch3とch4の圧電素子5の振動周波数特性がch1
とch2の圧電素子5の振動周波数特性と比べて変化
し、ch3とch4の圧電素子5がそれぞれ水に浸かっ
ていることが判る。信号処理ユニット2のマイコン2B
はこの状況を判断して冠水したことを報知する情報を出
力する。
FIG. 7 is a diagram showing a sensor unit 1 having four piezoelectric elements 5. As shown in this figure, the water level during flooding can be measured by vertically arranging the four piezoelectric elements 5 at regular intervals. FIG. 8 is a view assuming a flooded condition of a road, in which two piezoelectric elements 5 of ch (channel) 3 and ch 4 are immersed in water. The vibration frequency characteristic waveform of each channel at this time is as shown in FIG.
The vibration frequency characteristics of the piezoelectric elements 5 of ch3 and ch4 are ch1.
It can be seen that the vibration frequency characteristics of the piezoelectric elements 5 of ch2 and ch2 change, and that the piezoelectric elements 5 of ch3 and ch4 are respectively submerged in water. Microcomputer 2B of signal processing unit 2
Judges the situation and outputs the information notifying that it was flooded.

【0031】一方、図10は、路面が泥流に埋まったと
きの各chの振動周波数特性波形を示す図である。泥流
は水と比較すると振動インピーダンスが大きいため、そ
のときの圧電素子5の振動周波数特性は水の場合と比較
すると平坦になる。この図に示す振動周波数特性波形の
例ではch4の圧電素子5の部分まで泥流に埋まってい
ることが判る。このように、泥流の状況も把握すること
ができ、道路管理施設において適切な処理をとることが
可能となる。
On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing the vibration frequency characteristic waveform of each channel when the road surface is buried in the mud flow. Since the mud flow has a large vibration impedance as compared with water, the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element 5 at that time becomes flat as compared with the case of water. In the example of the vibration frequency characteristic waveform shown in this figure, it can be seen that the portion of the piezoelectric element 5 of ch4 is also buried in the mud flow. In this way, the condition of the mud flow can be grasped and appropriate processing can be taken in the road management facility.

【0032】図11は、冠水の速度を計測するダイヤグ
ラムである。ch4の圧電素子5が空気から水に接する
ようになった時点を原点として、ch3の圧電素子5が
空気から水に接するまでの時間T1を計測することによ
り、圧電素子5の距離間隔より冠水速度(cm/時間)
を求めることができる。この情報は、災害の緊急度を把
握することに貢献できる。以下、時間経過と共に冠水速
度を同様にして順次に求めることができる。
FIG. 11 is a diagram for measuring the velocity of submergence. By measuring the time T1 until the piezoelectric element 5 of ch3 comes into contact with water from the origin when the piezoelectric element 5 of ch4 comes into contact with water from the origin, the submersion speed from the distance interval of the piezoelectric element 5 is measured. (Cm / hour)
Can be asked. This information can contribute to understanding the urgency of the disaster. Hereafter, the submergence speed can be similarly obtained sequentially with the lapse of time.

【0033】図12は、センサユニット1をトンネル2
0内及び道路縁石21に取り付けた例である。この例で
は、信号処理ユニット2は、計測データを不図示の道路
管理施設に送るための不図示の無線通信機器を備えてい
る。なお、信号処理ユニット2の電源としては充電池な
どのバッテリを使用することで、電源設備が無い場所で
も使用可能となる。
In FIG. 12, the sensor unit 1 is connected to the tunnel 2
It is an example of being attached to the inside of 0 and the curb 21. In this example, the signal processing unit 2 includes a wireless communication device (not shown) for sending measurement data to a road management facility (not shown). By using a battery such as a rechargeable battery as the power source of the signal processing unit 2, the signal processing unit 2 can be used even in a place where there is no power source facility.

【0034】図13は、センサユニット1を河川の護岸
22の壁面に取り付けた例である。また、図14は橋脚
23の壁面に取り付けた例である。河川の場合、センサ
ユニット1はそれ相応の長さを必要とするので、例えば
図15に示すように長尺のものとなり、また圧電素子5
もそれに応じた個数になる。当然ながら圧電素子5は一
定間隔で取り付けられるが、圧電素子5の数量と間隔が
水位及びヘドロ、土砂の計測範囲と分解能になるので、
計測の要求により数量と間隔を適宜決定すればよい。
FIG. 13 shows an example in which the sensor unit 1 is attached to the wall surface of the river bank 22. Further, FIG. 14 shows an example of attachment to the wall surface of the pier 23. In the case of a river, the sensor unit 1 needs a length corresponding to that of the river, so that the sensor unit 1 has a long length as shown in FIG.
Will be the number corresponding to it. Needless to say, the piezoelectric elements 5 are attached at regular intervals, but since the number and intervals of the piezoelectric elements 5 are the water level, sludge, and the measurement range and resolution of sediment,
The quantity and interval may be appropriately determined according to the measurement request.

【0035】図16及び図17は、報知ユニット3にお
ける計測結果の表示方法の一例を示す図であり、各圧電
素子5の振動周波数特性を判断して、水とヘドロと土砂
をLED(発光ダイオード)による色分け表示するよう
にしたものである。この場合、ダイオード群25は水位
を示し、ダイオード群26はヘドロ位を示し、ダイオー
ド群27は土砂位を示す。ダイオード群25は現時点で
の水位に対応する数のダイオードが点灯し、ダイオード
群26は現時点でのヘドロ位に対応する数のダイオード
が点灯し、ダイオード群27は現時点での土砂位に対応
する数のダイオードが点灯する。
FIGS. 16 and 17 are views showing an example of a method of displaying the measurement result in the notification unit 3, in which the vibration frequency characteristics of each piezoelectric element 5 are judged, and water, sludge and earth and sand are indicated by LED (light emitting diode). ) Color-coded display. In this case, the diode group 25 indicates the water level, the diode group 26 indicates the sludge level, and the diode group 27 indicates the sediment level. The diode group 25 has a number of diodes corresponding to the current water level, the diode group 26 has a number of diodes corresponding to the current sludge level, and the diode group 27 has a number corresponding to the current sediment level. The diode lights up.

【0036】図17に示す状態では、川底から3個目ま
での各圧電素子5が土砂の状態で、4個目から6個目ま
での各圧電素子5がヘドロの状態で、7個目から9個目
までの各圧電素子5が水の状態で、それぞれに対応する
数の発光ダイオード群25,26,27が点灯する様子
を示している。なお、この計測表示に関しては、LED
による色分け表示以外に数値表示やパソコンを利用して
グラフ、アニメーション表示も可能である。報知ユニッ
ト3は、有線又は無線で信号処理ユニット2と接続され
るので、遠隔地にて水位、ヘドロ、土砂堆積を把握する
ことが可能となる。
In the state shown in FIG. 17, the piezoelectric elements 5 up to the third from the riverbed are in the state of earth and sand, the piezoelectric elements 5 from the fourth to the sixth are in the state of sludge, and the seventh from the seventh. The figure shows a state in which the light emitting diode groups 25, 26, 27 corresponding to the respective numbers up to the ninth piezoelectric element 5 are lit in a water state. In addition, regarding this measurement display, LED
In addition to the color-coded display by, it is possible to display graphs and animations using a numerical display or a personal computer. Since the notification unit 3 is connected to the signal processing unit 2 by wire or wirelessly, it is possible to grasp the water level, sludge, and sediment accumulation at a remote place.

【0037】このように、本実施の形態の水位検知シス
テムによれば、電気信号を機械振動に変換する圧電素子
5に加振用信号を印加したときの圧電素子5の振動周波
数特性を検出し、圧電素子5に水、ヘドロ又は土砂が接
触することによる振動周波数特性の変化を判定するよう
にしたので、水位、ヘドロ又は土砂の堆積を検知するこ
とができる。したがって、台風や集中豪雨の際に道路や
地下道が冠水した場合に迅速に管理施設に連絡でき、通
行止め等の処置をすることで車両水没や水難事故を防ぐ
ことができる。また、湖沼や河川の底部の土砂やヘドロ
の堆積並びに水位をリアルタイムに測定することができ
るので、警戒や避難情報などきめ細かい情報を提供する
ことができる。
As described above, according to the water level detection system of the present embodiment, the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element 5 when the vibration signal is applied to the piezoelectric element 5 for converting the electric signal into the mechanical vibration is detected. Since the change in the vibration frequency characteristic due to the contact of the piezoelectric element 5 with water, sludge, or earth and sand is determined, it is possible to detect the water level, sludge, or sediment. Therefore, when a road or underpass is flooded due to a typhoon or heavy rain, it is possible to quickly contact the management facility, and by taking measures such as blocking traffic, it is possible to prevent water submersion and water accidents. In addition, since sediment and sludge deposits and water levels at the bottom of lakes and rivers can be measured in real time, detailed information such as alerts and evacuation information can be provided.

【0038】また、圧電素子5の振動周波数特性を予め
把握できるので、現場での特別な基準値の設定等が不要
である。また、圧電素子5、増幅器12、差動増幅器1
4及び4象限掛け算器15は安価であることから、装置
価格を低く抑えることができる。また、センサユニット
1の小型、薄型化が可能であるので、橋脚や護岸の壁面
への取り付けを容易に行うことができる。また、水位や
ヘドロ、土砂堆積情報は携帯電話のパケット通信等を利
用して管理施設に送ることができ、大掛かりな設備を必
要としない簡易な情報システムの提供が可能となる。
Further, since the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element 5 can be grasped in advance, it is not necessary to set a special reference value at the site. In addition, the piezoelectric element 5, the amplifier 12, the differential amplifier 1
Since the 4- and 4-quadrant multipliers 15 are inexpensive, the device cost can be kept low. Since the sensor unit 1 can be made smaller and thinner, it can be easily attached to the wall of the pier or the sea wall. In addition, the water level, sludge, and sediment deposition information can be sent to the management facility by using packet communication of a mobile phone, etc., and it is possible to provide a simple information system that does not require large-scale equipment.

【0039】なお、上記実施の形態では、単一の周波数
範囲の正弦波を用いたが、周波数範囲を切り替える不図
示の周波数範囲切替器(周波数範囲可変手段に対応す
る)を設けて、複数の周波数範囲の正弦波を択一的に選
択できるようにしてもよい。この場合、可変周波数発振
器11は、周波数範囲切替器にて切り替えられた範囲の
周波数帯で正弦波信号を繰り返し発生させる機能を有す
ることになる。このように、複数の周波数範囲の正弦波
を択一的に選択できるようにすることで、水、ヘドロ、
土砂の物理的な特性に応じて測定に最適な周波数範囲を
選択することができ、これによってより精度の高い測定
が可能となる。
Although a sine wave having a single frequency range is used in the above embodiment, a plurality of frequency range switching devices (corresponding to the frequency range changing means) (not shown) for switching the frequency range are provided to provide a plurality of frequency ranges. You may make it possible to select the sine wave of a frequency range alternatively. In this case, the variable frequency oscillator 11 has a function of repeatedly generating a sine wave signal in the frequency band of the range switched by the frequency range switch. In this way, by allowing the sine wave of multiple frequency ranges to be selected alternatively, water, sludge,
It is possible to select the optimum frequency range for measurement according to the physical characteristics of the earth and sand, which enables more accurate measurement.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気信号を機械振動に変換する圧電素子に加振用信号を
印加したときの圧電素子の振動周波数特性を検出し、圧
電素子に水、ヘドロ又は土砂が接触することによる振動
周波数特性の変化を判定するようにしたので、水位、ヘ
ドロ又は土砂の堆積を検知することができる。また、圧
電素子を複数設けたので、水位やヘドロ及び土砂の堆積
量増加及び増加速度を計測することができ、警戒や避難
情報などきめ細かな情報の提供に貢献できる。
As described above, according to the present invention,
Detects the vibration frequency characteristic of the piezoelectric element when a vibration signal is applied to the piezoelectric element that converts an electrical signal into mechanical vibration, and determines the change in the vibration frequency characteristic due to contact of water, sludge, or sand with the piezoelectric element. Since this is done, it is possible to detect the water level, sludge, or sediment accumulation. In addition, since a plurality of piezoelectric elements are provided, it is possible to measure the water level, the increase in the amount of sludge and the amount of sediment accumulation, and the speed of increase, which can contribute to the provision of detailed information such as warning and evacuation information.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る水位検知システムの
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a water level detection system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態に係る水位検知システムに用いら
れる圧電素子の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a piezoelectric element used in the water level detection system according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態に係る水位検知システムに用いら
れる信号処理アンプの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a signal processing amplifier used in the water level detection system according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態に係る水位検知システムの測定結
果の一例を示す図で、冠水無しの場合の出力電圧波形図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of measurement results of the water level detection system according to the present embodiment, which is an output voltage waveform diagram in the case of no flooding.

【図5】本実施の形態に係る水位検知システムの測定結
果の一例を示す図で、冠水有りの場合の出力電圧波形図
である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of measurement results of the water level detection system according to the present embodiment, which is an output voltage waveform diagram in the presence of flooding.

【図6】本実施の形態に係る水位検知システムの測定結
果の一例を示す図で、冠水無し、冠水有り、ヘドロ接
触、土砂接触に至る過程の出力電圧波形図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of measurement results of the water level detection system according to the present embodiment, which is an output voltage waveform diagram in the process of reaching no flood, having flood, sludge contact, and sediment contact.

【図7】本実施の形態に係る水位検知システムに用いら
れるセンサユニットの一例の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an example of a sensor unit used in the water level detection system according to the present embodiment.

【図8】図7のセンサユニットによる道路の冠水状況検
知を説明するための図である。
8 is a diagram for explaining detection of a flooded condition on a road by the sensor unit of FIG.

【図9】図7のセンサユニットを使用した測定結果の一
例を示す図で、空気と水有りの場合の出力電圧波形図で
ある。
9 is a diagram showing an example of measurement results using the sensor unit of FIG. 7, and is an output voltage waveform diagram in the presence of air and water.

【図10】図7のセンサユニットを使用した測定結果の
一例を示す図で、空気と水と泥流有りの場合の出力電圧
波形図である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of measurement results using the sensor unit of FIG. 7, and is an output voltage waveform diagram in the case where air, water, and a mud flow exist.

【図11】図7のセンサユニットを使用した冠水速度計
測ダイヤグラムを示す図である。
11 is a diagram showing a submergence velocity measurement diagram using the sensor unit of FIG. 7. FIG.

【図12】図7のセンサユニットをトンネル内及び道路
縁石に取り付けた例を示す図である。
12 is a diagram showing an example in which the sensor unit of FIG. 7 is attached to a tunnel and a road curb.

【図13】センサユニットの護岸への取り付け状態を示
す図である。
FIG. 13 is a view showing how the sensor unit is attached to the seawall.

【図14】センサユニットの橋脚への取り付け状態を示
す図である。
FIG. 14 is a view showing how the sensor unit is attached to the pier.

【図15】河川用センサユニットの構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a river sensor unit.

【図16】本実施の形態に係る水位検知システムの報知
ユニットにおける報知例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a notification example in the notification unit of the water level detection system according to the present embodiment.

【図17】本実施の形態に係る水位検知システムの報知
ユニットにおける報知例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a notification example in the notification unit of the water level detection system according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサユニット 2 信号処理ユニット 2A 信号処理アンプ(振動周波数特性検出手段) 2B マイコン(水位検知手段、水位上昇速度算出手
段) 2C 送信部(送信手段) 3 報知ユニット 5 圧電素子 5A 圧電セラミックス 5B 振動板 6 ダンピング材 10 同期信号発生器 11 可変周波数発振器 12 増幅器 13 抵抗 14 差動増幅器 15 4象限掛け算器 16 ローパスフィルタ 20 トンネル 21 道路 22 護岸 23 橋脚 25、26、27 発光ダイオード群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 sensor unit 2 signal processing unit 2A signal processing amplifier (vibration frequency characteristic detection means) 2B microcomputer (water level detection means, water level rise rate calculation means) 2C transmission section (transmission means) 3 notification unit 5 piezoelectric element 5A piezoelectric ceramics 5B diaphragm 6 Damping Material 10 Synchronous Signal Generator 11 Variable Frequency Oscillator 12 Amplifier 13 Resistor 14 Differential Amplifier 15 4 Quadrant Multiplier 16 Low Pass Filter 20 Tunnel 21 Road 22 Revetment 23 Pier 25, 26, 27 Light Emitting Diode Group

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気エネルギを機械エネルギに変換する
圧電素子に加振用信号を印加したときの前記圧電素子の
振動周波数特性を検出する振動周波数特性検出手段と、
前記圧電素子が水と接触したときに得られる前記圧電素
子の振動周波数特性の変化から水位を検知する水位検知
手段と、を具備することを特徴とする水位検知システ
ム。
1. A vibration frequency characteristic detecting means for detecting a vibration frequency characteristic of the piezoelectric element when a vibration signal is applied to the piezoelectric element for converting electric energy into mechanical energy.
A water level detection system, comprising: a water level detection unit that detects a water level from a change in vibration frequency characteristics of the piezoelectric element obtained when the piezoelectric element comes into contact with water.
【請求項2】 複数の圧電素子が時間差をおいて水と接
触するように配置されたセンサユニットと、前記センサ
ユニットの各圧電素子にて水位を検知するときの各時間
差と前記複数の圧電素子の配置間隔より水位上昇速度を
求める水位上昇速度算出手段と、を具備することを特徴
とする請求項1記載の水位検知システム。
2. A sensor unit in which a plurality of piezoelectric elements are arranged so as to come into contact with water with a time lag, each time difference when each piezoelectric element of the sensor unit detects a water level, and the plurality of piezoelectric elements. 2. The water level detection system according to claim 1, further comprising: a water level increase rate calculation unit that obtains a water level increase rate from the arrangement interval.
【請求項3】 前記水位検知手段は、前記圧電素子に
水、ヘドロ又は土砂が接触することによる振動周波数特
性の違いからヘドロ又は土砂の堆積を検知することを特
徴とする請求項1又は請求項2記載の水位検知システ
ム。
3. The water level detection means detects deposition of sludge or sediment based on a difference in vibration frequency characteristics due to contact of water, sludge or sediment with the piezoelectric element. The water level detection system described in 2.
【請求項4】 前記水位検知手段の検知結果又は前記水
位上昇速度算出手段の算出結果を送信する送信手段を具
備することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれ
か1項に記載の水位検知システム。
4. The transmission means for transmitting the detection result of the water level detection means or the calculation result of the water level rise speed calculation means, according to claim 1. Water level detection system.
【請求項5】 前記送信手段は、無線通信端末又はテレ
メータを具備することを特徴とする請求項4記載の水位
検知システム。
5. The water level detection system according to claim 4, wherein the transmission means includes a wireless communication terminal or a telemeter.
【請求項6】 電気エネルギを機械エネルギに変換する
圧電素子に加振用信号を印加して前記圧電素子に水、ヘ
ドロ又は土砂が接触することによる周波数特性の変化か
ら水位、ヘドロ又は土砂の堆積を検知することを特徴と
する水位検知方法。
6. The accumulation of water level, sludge or earth and sand from the change in frequency characteristic due to contact of water, sludge or earth and sand to the piezoelectric element by applying a vibration signal to the piezoelectric element for converting electric energy into mechanical energy. A water level detection method characterized by detecting water.
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