JP2005249453A

JP2005249453A - 水位計測装置

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Publication number: JP2005249453A
Application number: JP2004057285A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yamamoto; 昌次山本
Original assignee: FORUGU KK
Current assignee: FORUGU KK
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】マンホールの近傍に電源を供給する施設がなくても設置でき、また、マンホールへの設置や取り外しを迅速に行う上で有利な水位計測装置を提供する。
【解決手段】ケース２２には該ケース２２をマンホール１００内に脱着可能に取り付ける取り付け手段２４が設けられている。水位センサ１２は下水Ｓの水面までの距離を測定する。制御部１４は水位センサ１２によって測定された前記距離に基づいて下水Ｓの水位を表す水位データを生成する。通信部１６はアンテナ１８を介して携帯電話サービスの無線回線に接続可能に構成され、その無線回線を介してサーバと双方向に通信可能に構成されている。バッテリー２０は、水位センサ１２、制御部１４および通信部１６に動作用の電源を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は下水道を流れる下水の水位を計測する水位計測装置に関する。

下水道のマンホールにおいて下水の水位を計測し、その計測結果を下水道の管理に用いることが行われている。
例えば、下水の水位を計測しその水位データを電気的な信号として出力する水位計をマンホールの内部に配設して水位の測定を行い（例えば特許文献１参照）、水位計から得た水位データをマンホール近傍の箇所に設置された通信装置を用いて電話回線などの通信回線を経由して所定の管理用コンピュータに送信している。
そして、水位計や通信装置を動作させるための電源はマンホール近傍の施設や電信柱などから供給している。
特開平８−３３４３９８号公報

しかしながら、従来、水位計や通信装置を動作させるための電源をマンホール近傍の施設や電信柱などから供給する必要があるため、マンホールの近傍に電源を供給する施設や電信柱がない場合やマンホールの近傍に通信装置を設置する場所を確保できない場合には下水の水位データを計測することができない不都合があった。
また、水位計や通信装置を設置する際には、水位計の取り付け工事、通信装置と通信回線の接続工事、水位計および通信装置に対する電源供給設備の工事などの設置工事が必要となるため、水位計や通信装置を必要に応じて迅速に設置したり取り外したりすることは難しかった。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、マンホールの近傍に電源を供給する施設がなくても設置することができ、また、マンホールへの設置や取り外しを迅速に行う上で有利な水位計測装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の水位計側装置は、下水を運ぶ管路網のマンホールの内部に脱着可能に設置され該マンホールにおける下水の水位を計測する水位計測装置であって、前記マンホールの下水の水面までの距離を測定し前記距離に基づいて前記水位データを生成する水位計測手段と、前記水位データを無線回線を介して送信する通信手段と、前記マンホールの開口を閉塞する蓋にマンホールの外方に臨むように設けられ前記通信手段を前記無線回線に接続するアンテナと、前記水位計測手段と送信手段にこれらを動作させるための電源を供給するバッテリーと、前記水位計測手段と前記通信手段とバッテリーとを収容するケースと、前記ケースに設けられ該ケースを前記マンホール内に脱着可能に取り付ける取り付け手段とを備えることを特徴とする。

本発明の水位計側装置によれば、水位計側手段と通信手段に電源を供給するバッテリーを有しているため、外部から電源供給を行う必要がなく、また、水位データの送信を通信手段によって無線回線を介して行うため、マンホールの近傍に通信装置を設置する必要がない。
したがって、マンホールの近傍に電源を供給する施設や電信柱がない場合やマンホールの近傍に通信装置を設置する場所が確保できない場合であっても、水位計測装置を設置して下水の水位データを計測することができる。
また、水位計測装置のマンホールへの設置は、水位計測装置単体をマンホールに取り付け手段を介して取り付けるのみでよいため、水位計測装置の設置および取り外しの双方を迅速に行う上で有利となる。

マンホールの近傍に電源を供給する施設がなくても設置でき、また、マンホールへの設置や取り外しを迅速に行う上で有利な水位計測装置を提供するという目的を、バッテリーにより水位計測手段と通信手段に電源を供給するとともに、ケースに取り付け手段を設けることで実現した。

次に本発明の実施例１の水位計測装置について図面を参照して説明する。
図１は実施例１の水位計測装置がマンホールに設置された状態を示す説明図、図２は実施例１の水位計測装置の構成を示すブロック図である。

図１、図２に示すように、本実施例の水位計測装置１０は、水位センサ１２、制御部１４、通信部１６、アンテナ１８、バッテリー２０、ケース２２などを備え、マンホール１００の内部に設置可能に構成されている。
水位センサ１２、制御部１４、通信部１６、バッテリー２０は、ケース２２に水密にかつ気密に収容されており、ケース２２には該ケース２２をマンホール１００内に脱着可能に取り付ける取り付け手段２４が設けられている。
取り付け手段２４は、ケース２２から突出する係止具２４０２、２４０２を備え、これら係止具２４０２、２４０２は、例えば、マンホール１００の開口１０２を構成する環状の架台１０４に係脱可能に構成されている。なお、取り付け手段２４の構成は、このような係止具２４０２，２４０２に限定されず、マンホール１００の開口１０２に臨む箇所に設けられている足場１０６などに取り付けられるものであってもよく、従来公知の様々な機構、構造が採用可能である。
ケース２２は、取り付け手段２４によりマンホール１００の内部に設置されることで、マンホール１００の開口１０２が蓋１０８で閉塞されたときに外方から覆われ、蓋１０８を開口１０２から外したときに外方に臨むように配置される。なお、ケース２２は、例えばケース本体２２０２とこのケース本体２２０２の上部を開閉しケース本体２２０２に係脱可能に結合する蓋体２２０４とで構成されているが、ケース２２として従来公知の様々な構造が採用可能である。

水位センサ１２は、下水道の管路網を構成する幹線２００を流れる下水Ｓの水面までの距離を測定するものであり、下水Ｓの水面に対してマイクロ波を放射する放射部と、水面で反射したマイクロ波（電磁波）の反射波を受信する検出部と、前記検出部で検出された反射波に基づいて前記距離を算出する距離算出部とを有している。このような水位センサ１２としては前記マイクロ波を用いるものの他に、超音波や赤外線光を用いて前記距離を測定できる種々の非接触型のセンサを採用可能である。
制御部１４は、水位センサ１２および通信部１６の制御を司る他、水位センサ１２によって測定された前記距離に基づいて下水Ｓの水位を表す水位データを生成するものである。
通信部１６は、携帯電話機と同等の機能を有し、アンテナ１８を介して携帯電話サービスの無線回線に接続可能に構成され、その無線回線を介してサーバと双方向に通信可能に構成されている。
アンテナ１８は、アンテナ１８の箇所が蓋１０８の外方に臨むように蓋１０８に組み込まれ、通信部１６と接続線１８０２によって接続されている。本実施例では、蓋１０８に取り付け孔１０８Ａが貫通形成され、この取り付け孔１０８Ａにアンテナ１８が組み込まれた専用の蓋１０８を用いている。
しかしながら、このような専用の蓋を用いる代わりに、通常用いられている蓋にアンテナ１８を組み込むこともできる。すなわち、このような通常の蓋に開閉用の金具を係合させるための孔や開口部が貫通形成されている場合には、その孔や開口部にアンテナ１８を挿入して接着剤で接着固定することでアンテナ１８を蓋１０８に組み込むことができる。
バッテリー２０は、水位センサ１２、制御部１４および通信部１６に動作用の電源を供給するものである。
本実施例では、水位データの生成および無線回線を介しての水位データの送信は、制御部１４によって所定周期Ｔで行われるように構成されている。また、本実施例では、通信部３００６からサーバ２００へ送信される水位データ、あるいは、サーバ２００から通信部３００６へ送信される制御指令（指令データ）は、テキスト形式（ＨＴＭＬ形式）で表現されており、各データの通信は例えばパケット通信で行われる。
本実施例では、水位センサ１２と制御部１４によって特許請求の範囲の水位計測手段が構成され、通信部１６と制御部１４によって特許請求の範囲の通信手段が構成されている。

次に、水位計測装置１０の設置について説明する。
マンホール１００の開口１０２を閉塞していた蓋を取り外す。
次いで、水位計測装置１０のケース２２をマンホール１００の内部に挿入し、取り付け手段２４を足場１０６、段部１０６に係合させることでケース２２をマンホール１００内部に取り付ける。
蓋１０８のアンテナ１８と通信部１６とを接続線１８０２で接続し、蓋１０８で開口１０２を閉塞する。
以上で水位計測装置１０のマンホール１００への取り付けが完了する。
水位計測装置１０の取り外しは前記と逆に蓋１８を開口１０２から取り外し、ケース２２の取り付け手段２４と足場１０６、段部１０６との係合を解除してケース２２をマンホール２２から取り出し、開口１０２を前記蓋で閉塞することでなされる。

次に、水位計測装置１０の動作について説明する。
水位計測装置１０において、制御部１４はタイマなどにより予め設定された所定周期Ｔで起動される。
制御部１４は起動されると、水位センサ１２から得た前記距離の計測結果に基づいて下水Ｓの水位データを計測する。
そして、制御部１４は、前記水位データを通信部１６、アンテナ１８を介して無線回線に送信する。
このような動作が所定周期Ｔで繰り返し行われる。

本実施例によれば、水位計測装置１０は、水位センサ１２、制御部１４、通信部１６に電源を供給するバッテリー２０を有しているため、外部から電源供給を行う必要がなく、また、水位データの送信を通信部１６およびアンテナ１８によって無線回線を介して行うため、マンホール１００の近傍に通信装置を設置する必要がない。
したがって、マンホール１００の近傍に電源を供給する施設や電信柱がない場合やマンホール１００の近傍に通信装置を設置する場所が確保できない場合であっても、水位計測装置１０を設置して下水の水位データを計測することができる。
また、水位計測装置１０のマンホール１００への設置は、水位計測装置１０単体をマンホール１００に取り付け手段２４を介して取り付けるのみでよく、従来必要であった水位計の取り付け工事、通信装置と通信回線の接続工事、水位計および通信装置に対する電源供給設備の工事などの設置工事が不要となるため、水位計測装置１０の設置および取り外しの双方を迅速に行う上で有利となる。

そして、上述の効果を奏する水位計側装置１０を用いることにより、例えば以下に述べるような下水道の管理システムを実現することができる。
すなわち、下水を処理する下水区画毎に設けられた下水処理場と、前記下水区画毎に設けられ家庭や工場などの末端使用設備から前記下水処理場に下水を運ぶ管路網とを備える下水道を管理する管理システムを考えた場合、互いに隣接する下水区画の管路網のうち隣接する管路網同士を接続するバイパス路を設けるとともに、該バイパス路を開閉する開閉弁を設ける。この開閉弁はその開度が制御されることによりバイパス路を流れる下水量を制御できるように構成されている。開閉弁としては例えば電動式の開閉弁(電動弁)あるいは油圧式の開閉弁などを用いることができる。
そして、互いに隣接する下水区画のうちの一方の下水区画の管路網における複数箇所のマンホールに水位計側装置１０を設置することによって、下水の水位を計測し前記複数箇所のマンホールにおいてそれぞれ第１の水位データを生成する。
また、互いに隣接する下水区画のうちの他方の下水区画の管路網における複数箇所のマンホールに水位計側装置１０を設置することによって、下水の水位を計測し前記複数箇所のマンホールにおいてそれぞれ第２の水位データを生成する。
そして、複数の第１の水位データと複数の第２の水位データを各水位計側装置１０から無線回線を介してサーバに送信し、このサーバによって複数の第１の水位データと複数の第２の水位データ基づいて下水の水位がどのように変化するかを予測し、その予測結果に基づいて電動弁を開閉制御する。
このような管理システムによれば、一時的に下水量が下水処理場の下水処理能力を上回ることが予測される下水区画側の管路網から下水量が下水処理場の下水処理能力を上回らないことが予測される下水区画の管路網にバイパス路を介して下水を運ぶことができる。したがって、既存の下水処理場の下水処理能力を有効に活用することができ、既存の下水処理場の下水処理能力を高めることなく、また、新たな下水処理場を設けることなく、下水量の増加に迅速に対応することが可能となる。
したがって、本発明の水位計側装置１０を用いることによって上述のような下水道管理システムを構成することができ、しかも、水位計側装置１０は設置工事が不要なのでこのような下水道管理システムを低コストでかつ短期間に構成することが可能となる。
また、下水の水位を調査しようとするマンホール１００に水位計側装置１０を迅速に設置できるため、下水の水位を調査すべきマンホール１００の変更や増減に柔軟に対応でき下水道管理システムの運用を的確に行う上で有利となる。

なお、本実施例では、水位計測装置３０の通信部３００６からサーバ２００へ送信される水位データ、あるいは、サーバ２００から通信部３００６へ送信される指令データはテキスト形式（ＨＴＭＬ形式）であるものとしたが、これら各データの形式はテキスト形式（ＨＴＭＬ形式）に限定されるものではない。また、これら水位データや指令データを送信する際の通信方式はパケット通信に限定されるものではなく、通信部３００６とサーバ２００の通信部２０２との間の通信網の形態に応じて任意に選択することができることはもちろんであり、例えば前記通信網にインターネットや専用回線が含まれていてもよい。
本実施例では、水位データの生成および無線回線を介しての水位データの送信を所定周期Ｔで行うものとしたが、この所定周期Ｔは無線回線を介して外部から制御部１４に設定できるように構成してもよいし、予め制御部１４に設定しておいてもよい。

図１は実施例１の水位計測装置がマンホールに設置された状態を示す説明図である。実施例１の水位計測装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０……水位計側装置、１２……水位センサ、１４……制御部、１６……通信部、１８……アンテナ、２０……バッテリー、２２……ケース。

Claims

下水を運ぶ管路網のマンホールの内部に脱着可能に設置され該マンホールにおける下水の水位を計測する水位計測装置であって、
前記マンホールの下水の水面までの距離を測定し前記距離に基づいて前記水位データを生成する水位計測手段と、
前記水位データを無線回線を介して送信する通信手段と、
前記マンホールの開口を閉塞する蓋にマンホールの外方に臨むように設けられ前記通信手段を前記無線回線に接続するアンテナと、
前記水位計測手段と送信手段にこれらを動作させるための電源を供給するバッテリーと、
前記水位計測手段と前記通信手段とバッテリーとを収容するケースと、
前記ケースに設けられ該ケースを前記マンホール内に脱着可能に取り付ける取り付け手段と、
を備えることを特徴とする水位計測装置。
前記水位計測手段による前記水位データの生成は所定の周期でなされることを特徴とする請求項１記載の水位計測装置。
前記水位計測手段は、前記下水の水面に対してマイクロ波を含む電磁波、赤外線を含む光、あるいは超音波を放射する放射部と、これら電磁波、光、あるいは超音波が前記下水の水面で反射した反射波を検出する検出部と、前記検出部で検出された反射波に基づいて前記距離を算出する距離算出部とを有することを特徴とする請求項１記載の水位計測装置。
前記無線回線は携帯電話用の無線回線であることを特徴とする請求項１記載の水位計測装置。
前記無線回線は携帯電話用の無線回線であり、前記送信される水位データはテキスト形式で表現されていることを特徴とする請求項１記載の水位計測装置。