JP2004144570A - 漏水監視センサ及び漏水監視システム - Google Patents

漏水監視センサ及び漏水監視システム Download PDF

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JP2004144570A
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Ichiro Okubo
大久保一朗
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Abstract

【課題】簡単な構造で漏水の監視ができるセンサ及びシステムを提供すること。
【解決手段】漏水を蓄積できる容器2と、容器2内の水面の上昇に伴って上昇するフロート3と、フロート3の上昇に伴って曲げ損失が発生する光ファイバ4とを備えている、漏水監視センサ1、及び漏水監視システム。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、漏水を監視する漏水監視センサとシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、廃棄物処分場などの漏水は、処分場の底面に電極を配置して、電気的に検知している。電気的検知の場合、雷などの影響を受けたり、金属などの廃棄物の影響を受け、また、多数の電極を処分場の底面に敷き詰めるために、引出線の本数が極めて多くなる問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
<イ>本発明は、簡単な構造で漏水の監視ができるセンサを提供することにある。
<ロ>また、本発明は、環境の影響を受け難い漏水監視システムを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、漏水を蓄積できる容器と、容器内の水面の上昇に伴って上昇するフロートと、フロートの上昇に伴って曲げ損失が発生する光ファイバとを備えていることを特徴とする、漏水監視センサにある。
本発明は、又は、前記漏水監視センサにおいて、フロートに光ファイバを取り付け、光ファイバをループ状に形成し、フロートが上昇すると、ループの径が小さくなり、光ファイバに曲げ損失を発生することを特徴とする、漏水監視センサにある。
本発明は、又は、前記漏水監視センサにおいて、光ファイバのループ内部にループ規制材を配置し、ループの最小径を規定することを特徴とする、漏水監視センサにある。
本発明は、又は、前記漏水監視センサにおいて、フロートに取り付けられ、容器の外部に配置される浮力伝達材を備え、浮力伝達材に光ファイバを取り付け、光ファイバを容器の外部に配置することを特徴とする、漏水監視センサにある。本発明は、又は、前記漏水監視センサにおいて、内部にフロートを備えた容器を2個並置し、各フロート間に浮力伝達材を配置することを特徴とする、漏水監視センサにある。
本発明は、又は、漏水を移送する排出管と、漏水を蓄積できる容器と、容器内の水面の上昇に伴って上昇するフロートと、フロートの上昇に伴って曲げ損失が発生する光ファイバと、光ファイバに接続する曲げ損失測定装置とを備え、排出管から移送された漏水を容器に蓄積し、水面が上昇するに伴い、フロートが上昇すると、光ファイバに曲げ損失が発生することにより、漏水を監視することを特徴とする、漏水監視システムにある。
本発明は、又は、前記漏水監視システムにおいて、容器を収容し、漏水を集める集水升と、集水升の漏水を排出する主排水管とを備えていることを特徴とする、漏水監視システにある。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【0006】
<イ>漏水監視センサ
漏水監視センサは、フロートの浮力を利用して光ファイバを曲げて、光ファイバの曲げ損失を測定し、漏水を監視するものである。漏水監視センサは、例えば、容器に漏水を蓄え、漏水の水面の上昇に伴って、漏水に浮くフロートの上昇を利用して、光ファイバに曲げ損失を発生させるものである。
【0007】
漏水監視センサ1は、例えば図1に示すように、漏水を蓄える容器2、容器2内に配置され、水に浮くフロート3、フロート3に固定され、フロート3共に一部移動する光ファイバ4、フロート3が浮力で上昇すると、内部に曲げ損失が発生する光ファイバ4のループ41、漏水監視センサ1を設置場所に固定する固定部材11などを備えている。
【0008】
<ロ>容器
容器2は、漏水を蓄積し、フロート3を内部に配置するものである。容器2内の漏水が増えてくると水面が上昇し、それに伴ってフロート3が上昇する。容器2は、例えば、内部が空洞の筒体とし、筒を立てるように配置される。容器2は、透明にすると漏水の量やフロート3の位置を容易に知ることができる。容器2は、内径が直径27mmのポリカーボネートのパイプを使用できる。その場合、パイプの下部に支持部22を配置し、容器2の底とすると共に、パイプを固定する。
【0009】
容器2は、光ファイバ4を切断することなく、その内部に配置するためには、容器2に切断部21を形成する。光ファイバ4を内部に配置した後、切断部21は、水が漏れないようにシールされる。そのためにも、切断部21は、なるべくギャップ(間隙)が無く、光ファイバを挿入する時のみ、開けられる構造であると良い。また、支持部22にも、切欠部23を設けて、光ファイバ4を側部から挿入できるようにする。切欠部23にも、水が外部に漏れないようにシールする。
【0010】
<ハ>フロート
フロート3は、水に浮くものであり、容器2の内部に配置される。フロート3は、漏水の水面の上昇に伴って、上昇することができる。フロート3は、浮力を大きくするために、体積を大きく、比重を小さくすると良い。フロート3は、容器2が筒体の場合、筒の径より小さい円柱状にするとよい。容器2の上部から漏水が注入される場合、漏水がフロート3を通して容器2の下部に流れる通路を有する必要がある。この通路は、容器2とフロート3の間、また、フロート3の内部であってもよい。
【0011】
フロート3に光ファイバ4を取り付けるために、必要に応じてフロート3に切欠溝31を設ける。切欠溝31があると、光ファイバ4を切断することなく、フロート3に取り付けることができる。
【0012】
<ニ>光ファイバ
光ファイバ4は、曲げ可能なものを使用する。光ファイバ4には、曲げることにより曲げ損失が生じる個所を設ける。曲げ損失を生じる個所には、例えば、光ファイバ4にループ41を形成する。ループ41は、光ファイバ4で輪を形成したものである。フロート3の浮力により、光ファイバ4が引かれて、ループ41の径が小さくなると、その個所に曲げ損失が発生する。
【0013】
<ホ>ループ収容室
光ファイバ4にループ41を形成するために、ループ収容室5を設ける。ループ収容室5には、ループ規制材42を配置する。ループ規制材42は、光ファイバ4のループ41の内部に配置する。それにより、ループ41の位置を規制することができる。また、ループ規制材42は、ループ41の最小径を規制でき、それ以上、径が小さくならないので、光ファイバ4の破損を防止できる。ループ規制材42の外周は、ループ形状に応じた形状がよく、例えば、円柱状や円筒状にすると良い。
【0014】
光ファイバ4を切断することなく、途中からループ収容室5に配置できるように、光ファイバ4が通れるファイバ通過部51を設ける。光ファイバ4をループ収容室5にセットした後、ふた52でループ収容室5を密閉する。その際、ループ収容部5と外部の間のファイバ通過部51をシールして、水が外部に漏れないようにする。
【0015】
光ファイバ4が引かれた際、ループ41の径が変化するためには、光ファイバ4の一部を固定する必要がある。そこで、例えば、ループ収容室5と外部の間のファイバ通過部51付近で光ファイバ4を固定する。それにより、光ファイバ4が、フロート3の浮力で引き上げられると、ファイバ通過部51付近で一端が固定されているので、ループ41の径が小さくなる。
【0016】
<ヘ>他の漏水監視センサ
他の構成の漏水監視センサとして、光ファイバ4を容器2の外部に配置する例を図2に示す。この漏水監視センサ1は、2個の容器2を並置し、各々の内部にフロート3を配置する。2個の容器2の下部間に連通管24を接続する。これにより、各容器2に貯まる漏水の水位は、連通管24を通して同一になる。
【0017】
光ファイバ4の一部を固定するファイバ固定具43を2個の容器2の間の下部など、漏水監視センサ1の任意の個所に設置する。光ファイバ4のループ41を規制するループ規制材42を2個の容器2の間の中間部など、漏水監視センサ1の任意の個所に設置する。光ファイバ4にフロート3の浮力を伝達する浮力伝達材44を2個のフロート3間に配置する。浮力伝達材44は、例えば、2個のフロート3と2本の連結材45で連結し、浮力による上昇を安定にする。
【0018】
光ファイバ4は、一部を浮力伝達材44に固定し、一部をファイバ固定具43に固定し、その間のファイバをループ規制材42の周囲に巻き付け、ループ41を形成する。このように構成することにより、光ファイバ4は、容器2の外部に配置でき、簡単に取り付けや取り外しが可能となる。
【0019】
他の構成の漏水監視センサは、動作の安定性や費用などの条件に応じて、容器2を1個又は複数個使用しても良い。また、光ファイバ4のループ41を1箇所に複数回巻いたり、又は、複数箇所にループを形成しても良い。
【0020】
<ト>漏水監視システム
漏水監視システムは、廃棄物処分場、遮水構造物など漏水を監視する個所に漏水監視センサ1を複数箇所配置し、漏水の有無、又は、漏水位置を検知するものである。漏水監視システムは、例えば図3に示すように、廃棄物処分場の底部に形成されたトンネル7内に漏水監視センサ1を配置した例を示している。光ファイバ4をトンネル7に沿って配置し、光ファイバ4の途中の複数箇所に漏水監視センサ1を取り付け、光ファイバ4の端部に曲げ損失測定装置6を接続する。曲げ損失測定装置6は、光ファイバ4の曲げ損失を測定する装置であり、OTDRを使用することができる。曲げ損失測定装置6は、必要に応じて、測定データの処理や表示のために、パソコン62やディッスプレイ63が接続される。
【0021】
廃棄物処分場は、例えば、底部に排出管71を配設し、底部に発生した漏水は排出管71に流れ込み、排出管71の排出口をトンネル7内部に取り付けた集水升72内に設置して、漏水を集水升72に集めて、主排水管73で外部に排出する。漏水監視センサ1は、集水升72内に配置すると、使用した漏水を主排水管73に流すことができる。
【0022】
漏水監視センサ1の容器2を排出管71と兼用にすることもできる。その場合、排出管71を上下方向にU字形にして、U字の底部に漏水が蓄積できると、U字内部に配置したフロート3に浮力を与えることが出来、漏水を検知することができる。
【0023】
<チ>漏水の監視方法
漏水監視システムを用いて漏水の監視は、曲げ損失測定装置6によって、光ファイバ4に光を発信し、光ファイバ4から反射して戻ってくる光を受信し、光ファイバ4の曲げ損失を測定して、漏水の有無や位置を算出する。
【0024】
漏水の監視方法を図1〜図3の例に従って説明すると、廃棄物処分場などで漏水が発生すると、特定の漏水監視センサ1の容器2に漏水が蓄積される。容器2に貯まる漏水の水面が上昇し、フロート3が容器2に沿って上昇する。フロート3が上昇すると、光ファイバ4が上に引き上げられ、ループ41の径が小さくなる。ループ規制材42がループ41内にあるので、ループ41の径は、ループ規制材42の径より小さくなることはない。
【0025】
所定量以上の漏水があると、フロート3が所定値以上上昇し、ループ41の径が所定値以上小さくなると、曲げ損失測定装置6は、光ファイバ4の特定の位置(漏水監視センサ1の取り付け位置)に曲げ損失が発生していることを測定できる。複数の漏水監視センサ1が、所定量以上の漏水を蓄積すると、曲げ損失測定装置6は、光ファイバ4の複数箇所で、曲げ損失を測定できる。このように、1本の光ファイバに複数の漏水監視センサ1を取り付けるだけで、複数箇所の漏水位置を一度に測定することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることができる。
<イ>本発明は、簡単な構造で漏水の監視ができるセンサを提供することができる。
<ロ>また、本発明は、環境の影響を受け難い漏水監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】漏水監視センサの説明図
【図2】他の漏水監視センサの説明図
【図3】漏水監視システムの説明図
【符号の説明】
1・・・漏水監視センサ
11・・固定部材
2・・・容器
21・・切断部
22・・支持部
23・・切欠部
3・・・フロート
31・・切欠溝
4・・・光ファイバ
41・・ループ
42・・ループ規制材
43・・ファイバ固定具
44・・浮力伝達材
45・・連結材
5・・・ループ収容室
51・・ファイバ通過部
52・・ふた
6・・・曲げ損失測定装置
61・・ODTR
62・・パソコン
63・・ディスプレイ
7・・・トンネル
71・・排出管
72・・集水升
73・・主排水管

Claims (7)

  1. 漏水を蓄積できる容器と、容器内の水面の上昇に伴って上昇するフロートと、フロートの上昇に伴って曲げ損失が発生する光ファイバとを備えていることを特徴とする、漏水監視センサ。
  2. 請求項1に記載の漏水監視センサにおいて、フロートに光ファイバを取り付け、光ファイバをループ状に形成し、フロートが上昇すると、ループの径が小さくなり、光ファイバに曲げ損失を発生することを特徴とする、漏水監視センサ。
  3. 請求項2に記載の漏水監視センサにおいて、光ファイバのループ内部にループ規制材を配置し、ループの最小径を規定することを特徴とする、漏水監視センサ。
  4. 請求項1に記載の漏水監視センサにおいて、フロートに取り付けられ、容器の外部に配置される浮力伝達材を備え、浮力伝達材に光ファイバを取り付け、光ファイバを容器の外部に配置することを特徴とする、漏水監視センサ。
  5. 請求項4に記載の漏水監視センサにおいて、内部にフロートを備えた容器を2個並置し、各フロート間に浮力伝達材を配置することを特徴とする、漏水監視センサ。
  6. 漏水を移送する排出管と、漏水を蓄積できる容器と、容器内の水面の上昇に伴って上昇するフロートと、フロートの上昇に伴って曲げ損失が発生する光ファイバと、光ファイバに接続する曲げ損失測定装置とを備え、排出管から移送された漏水を容器に蓄積し、水面が上昇するに伴い、フロートが上昇すると、光ファイバに曲げ損失が発生することにより、漏水を監視することを特徴とする、漏水監視システム。
  7. 請求項6に記載の漏水監視システムにおいて、容器を収容し、漏水を集める集水升と、集水升の漏水を排出する主排水管とを備えていることを特徴とする、漏水監視システム。
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