JP2006284252A - 水位測定制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧出力方式と電流出力方式の両方式の投込式水位センサーにそれぞれ対応した別々の水位測定制御装置を予め用意する必要をなくす。
【解決手段】投込式水位センサー１の方式を自動的に判断し、その判断結果に応じて分圧抵抗１５，１６と変換回路１７の接続関係を切り換えて信号入力を行う。例えば水位測定制御装置として電圧出力方式と電流出力方式とを手動で切り換えて内部の負荷抵抗を切り換える場合などに比べて、設定の誤作業を防止することができ便利である。特に、既に投込式水位センサー１を下水中継槽や原水槽等に設置した状態で、水位測定制御装置６のみを交換する場合等に、両方式の投込式水位センサー１に容易に対応できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水位測定制御装置及びそれに関連する技術に関するものである。

従来、下水中継槽や原水槽等において、例えば特許文献１〜６の如く、図３に示したように投込式水位センサー１を水中３に沈めて水位を検出することが行われていた。

投込式水位センサー１は、内部に受圧ダイヤフラムや圧力センサ等が内蔵されており、検出された水圧が、電圧または電流に変換されて、防水ケーブル４を通じて制御盤としての水位測定制御装置５に入力され、この水位測定制御装置５で、与えられた水圧の値に基づいて水位を演算し、その水位の値を、水位測定制御装置５に設置された表示部６に表示する。

特開２００３−００４５０４号公報 特開２００２−３４０６５２号公報 特開２０００−１４６６７１号公報 特開２０００−０９７７４８号公報 特開平０９−０２６３４８号公報 特開平１０−１１１１６３号公報

市販の投込式水位センサー１には、検出した水圧を電圧値として出力する電圧出力方式のものと、検出した水圧を電流値として出力する電流出力方式のものの２種類がある。したがって、水位測定制御装置５は、投込式水位センサー１の方式（電圧出力方式／電流出力方式）にそれぞれ対応したものを個別に使用していた。

また、例えば水位測定制御装置５が故障した等の理由により、その水位測定制御装置５を交換することがあるが、この場合、その水位測定制御装置５とともに投込式水位センサー１ごと交換すると、全体のコストが上昇するという不利がある。

また、投込式水位センサー１は、下水中継槽や原水槽等、交換に労力を要することが多いため、可能であれば、既に設置してある投込式水位センサー１をそのままの状態に保持し、水位測定制御装置５のみを交換することが望ましい場合が多い。

このような場合、既に設置してある投込式水位センサー１の方式（電圧出力方式／電流出力方式）に対応した水位測定制御装置５を設置する必要がある。

そうすると、水位測定制御装置５として電圧出力方式のものと電流出力方式のものの２種類を用意しておかなければならず、水位測定制御装置５の製造コスト及び管理コストが上昇する要因となっていた。

そこで、本発明の課題は、電圧出力方式及び電流出力方式といった２方式の投込式水位センサーに接続していずれの容易に対応できる水位測定制御装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、投込式水位センサーに接続され、当該投込式水位センサーからの信号に基づいて水位を検出する水位測定制御装置であって、前記投込式水位センサーからの入力電流を電圧に変換する変換抵抗と、前記変換抵抗に直列に接続され、前記電圧を分圧する分圧抵抗と、前記分圧抵抗に並列接続され、前記入力電流を前記分圧抵抗から迂回して前記変換抵抗に短絡入力するためのスイッチ手段と、前記分圧抵抗で分圧された信号を増幅する増幅器と、前記増幅器からの出力信号に基づいて、前記投込式水位センサーが電圧出力方式であるか電流出力方式であるかを判断し、その判断結果に応じて前記スイッチ手段を開閉制御する制御手段とを備えるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水位測定制御装置であって、前記制御手段が、前記スイッチ手段をオフして前記変換抵抗及び前記分圧抵抗で前記投込式水位センサーからの電圧を分圧した場合において、前記増幅器の出力電圧が当該増幅器の最大出力電圧となるときに、前記投込式水位センサーが前記電流出力方式のものであると判断し、前記スイッチ手段をオンに設定するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の水位測定制御装置であって、前記スイッチ手段がオンの場合に前記電流出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合と、前記スイッチ手段がオフの場合に前記電圧出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合とのいずれの状態でも、前記増幅器への入力電圧が当該増幅器の規定電圧値以下となるように、前記変換抵抗及び前記分圧抵抗の各抵抗値が設定されたものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の水位測定制御装置であって、前記スイッチ手段がオンの場合に前記電流出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合の前記増幅器への入力電圧と、前記スイッチ手段がオフの場合に前記電圧出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合の前記増幅器への入力電圧とが、所定の許容幅以内に収まって近似するよう、前記変換抵抗及び前記分圧抵抗の各抵抗値が設定されたものである。

請求項１に記載の発明の水位測定制御装置は、投込式水位センサーの方式が電圧出力方式であるか電流出力方式であるかを判断し、その判断結果に応じて分圧抵抗と変換回路の接続関係を切り換えて信号入力を行うので、これらの両方式にそれぞれ対応した別々の水位測定制御装置を予め用意する必要がなくなり、製造コスト及び管理コストを低減することができる。また、投込式水位センサーを実際に接続した後に、その方式に自動的に対応できるので、例えば水位測定制御装置として電圧出力方式と電流出力方式とを手動で切り換えて内部の負荷抵抗を切り換える場合などに比べて、設定の誤作業を防止することができ便利である。特に、既に投込式水位センサーを下水中継槽や原水槽等に設置した状態で、水位測定制御装置のみを交換する場合等に、いずれの方式の投込式水位センサーにも、手動で切り換えることなく容易に対応でき便利である。

請求項２に記載の発明の水位測定制御装置は、制御手段が、スイッチ手段をオフして変換抵抗及び分圧抵抗で投込式水位センサーからの電圧を分圧した場合において、増幅器の出力電圧が当該増幅器の最大出力電圧となるときに、投込式水位センサーが電流出力方式のものであると判断し、スイッチ手段をオンに設定するので、投込式水位センサーが電圧出力方式であるか電流出力方式であるかを容易に判断できる。

請求項３に記載の発明の水位測定制御装置は、スイッチ手段がオンの場合に電流出力方式の投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合と、スイッチ手段がオフの場合に電圧出力方式の投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合とのいずれの状態でも、増幅器への入力電圧が当該増幅器の規定電圧値以下となるように、変換抵抗及び分圧抵抗の各抵抗値が設定されているので、増幅器の耐久性を確保し得る水位測定制御装置を提供できる。

請求項４に記載の発明の水位測定制御装置は、スイッチ手段がオンの場合に電流出力方式の投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合の増幅器への入力電圧と、スイッチ手段がオフの場合に電圧出力方式の投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合の増幅器への入力電圧とが、所定の許容幅以内に収まって近似するよう、変換抵抗及び分圧抵抗の各抵抗値が設定されているので、投込式水位センサーの方式が変わっても、ほぼ同一のレンジで水位測定を行うことができ、その測定精度を一定に確保できる利点がある。

＜構成＞
図１は本発明の一の実施の形態に係る水位測定制御装置６が投込式水位センサー１に接続された状態を示すブロック図、図２は水位測定制御装置６を示す模式回路図である。尚、この実施の形態では、図３に示した従来と同一機能を有する要素については同一符号を付している。

この水位測定制御装置６は、図１の如く、水中３に沈められた投込式水位センサー１からの信号に基づいて水位を検出するものであり、特に、電圧出力方式及び電流出力方式といった２方式の投込式水位センサー１に接続していずれにも容易に対応できるようにしたものである。

ここで、市販の電圧出力方式の投込式水位センサー１は、一般に１〜５Ｖの電圧出力を行う。また、市販の電流出力方式の投込式水位センサー１は、一般に４〜２０ｍＡの電流出力を行う。したがって、水位測定制御装置６が、上記のいずれの方式の投込式水位センサー１にも対応できるようにするためには、電圧出力方式であるか電流出力方式であるかによって電圧レベルを切り換えて入力する必要がある。このため、この実施の形態では、入力回路７において負荷抵抗１５，１６，１７を切り換えて信号入力を行うようにしている。

具体的に、この水位測定制御装置６は、投込式水位センサー１に接続される入力回路７と、この入力回路７からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器８と、Ａ／Ｄ変換器８から出力されるデジタル信号に基づいて水位を演算する演算装置（制御手段）９と、演算装置で演算された結果を表示する液晶表示パネル等の表示装置１０とを備える。

入力回路７は、投込式水位センサー１の方式（電圧出力方式／電流出力方式）に応じて負荷抵抗を切り換え、投込式水位センサー１での検出結果を所定のレンジの電圧信号として出力するものであって、図２の如く、投込式水位センサー１に接続される入力端子１１と接地点１３との間に順次直列に接続される第１〜第３の負荷抵抗１５，１６，１７と、この３つの負荷抵抗１５，１６，１７のうちの入力端子１１側の２つの負荷抵抗（第１及び第２の負荷抵抗）１５，１６をバイパスして接地側の第３の負荷抵抗１７と入力端子１１とを短絡させるためのバイパススイッチ（スイッチ手段）１８と、入力端子１１側の２つの負荷抵抗（第１及び第２の負荷抵抗）１５，１６同士の接続点の電圧をインピーダンス変換して出力するオペアンプ（増幅器）１９とを備える。

第１の負荷抵抗１５及び第２の負荷抵抗１６は、入力端子１１が電圧出力方式の投込式水位センサー１に接続された場合に機能する分圧抵抗であって、第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１と、第２の負荷抵抗１６及び第３の負荷抵抗１７の抵抗合計値（Ｒ２＋Ｒ３）とで分圧を行って、その分圧値をオペアンプ１９の非反転入力端子に入力するようになっている。

第３の負荷抵抗１７は、入力端子１１が電流出力方式の投込式水位センサー１に接続された場合に、その電流を電圧に変換する変換抵抗であって、バイパススイッチ１８がオンとなったときに、入力端子１１から供給される投込式水位センサー１からの電流を、この第３の負荷抵抗１７で電圧に変換してオペアンプ１９の非反転入力端子に入力するようになっている。

バイパススイッチ１８は、トランジスタ等の半導体素子や電磁リレー等が使用される一般的なスイッチであり、演算装置９からの制御信号に基づいてオンオフを行う。そして、バイパススイッチ１８がオフ（開成）のときには、入力端子１１から供給される投込式水位センサー１からの電圧が、第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１と、第２の負荷抵抗１６及び第３の負荷抵抗１７の抵抗合計値（Ｒ２＋Ｒ３）とで分圧される一方、バイパススイッチ１８がオン（閉成）のときには、入力端子１１から供給される投込式水位センサー１からの電流が第１の負荷抵抗１５及び第２の負荷抵抗１６をバイパスして第３の負荷抵抗１７に直接供給される。

オペアンプ１９は、第１の負荷抵抗１５と第２の負荷抵抗１６との接続点の電圧が信号源となる際に、その信号源のインピーダンスが高いために発生する変換誤差を補償するための正相増幅器（非反転増幅器）である。当該オペアンプ１９の非反転入力端子は、第１の負荷抵抗１５と第２の負荷抵抗１６との接続点に接続される。当該オペアンプ１９の反転入力端子は、抵抗２１を通じて接地されるとともに、抵抗２２により出力端子から負帰還されている。また、当該オペアンプ１９の出力端子は、出力端子２３を通じてＡ／Ｄ変換器８に接続される。尚、抵抗２１の抵抗値をＲ４、抵抗２２の抵抗値をＲ５とし、抵抗２２によるイマジナリショートを考慮すると、このオペアンプ１９のゲインは「１＋（Ｒ５／Ｒ４）」となる。

演算装置（制御手段）９は、ＲＯＭおよびＲＡＭ等が接続された一般的なコンピュータのＣＰＵ（マイクプロセッサ）内において、上記のＲＯＭ等に予め記憶されたソフトウェアプログラムによって動作する機能要素である。このソフトウェアプログラムによって規律される演算装置９の動作機能としては、起動時にバイパススイッチ１８をオンオフ切換する第１の機能と、そのバイパススイッチ１８をオフした場合に入力回路７からＡ／Ｄ変換器８を通じて入力される値、即ち、第１〜３の負荷抵抗１５〜１７の両端電圧に相当する値が、市販の電圧出力方式の投込式水位センサー１の電圧出力レンジである１〜５Ｖの範囲内であるか、あるいは投込式水位センサー１の電源電圧に近い値であるか、を判断する第２の機能と、第１〜３の負荷抵抗１５〜１７の両端電圧に相当する値が１〜５Ｖである場合に、当該投込式水位センサー１が電圧出力方式のものであると判断してその後もバイパススイッチ１８をオフに維持する第４の機能と、３個の直列接続された負荷抵抗１５〜１７の両端電圧に相当する値が、投込式水位センサー１の電源電圧に近い値まで上昇すれば、当該投込式水位センサー１が電流出力方式のものであると判断して、バイパススイッチ１８をオンにする第５の機能とを有する。

ここで、具体的な数値を例に挙げて説明する。

まず、制約条件として、オペアンプ１９の入力電圧の制限を考慮する必要がある。

電圧出力方式の投込式水位センサー１を接続したときのオペアンプ１９の入力電圧Ｖｖを考えると、バイパススイッチ１８がオフとなった際に、電圧出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電圧である５Ｖの電圧が入力されたときに、オペアンプ１９の入力電圧Ｖｖがその規定電圧値以下となるように、各負荷抵抗１５，１６，１７の抵抗値を設定する必要がある。この入力電圧Ｖｖは、オペアンプ１９の入力抵抗をＲｉとすると、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３（負荷抵抗１５，１６，１７）により、次の（１）式のようになる。

したがって、この（１）式によって求められるＶｖが、オペアンプ１９の規定電圧値以下となるように、抵抗値Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｉを設定する必要がある（第１の条件）。

また、バイパススイッチ１８がオンで且つ電流出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電流である２０ｍＡのときに、オペアンプ１９の入力電圧Ｖｉが既定値以下となるように、各負荷抵抗１５，１６，１７の抵抗値を設定する必要がある。オペアンプ１９の入力電圧Ｖｉは、分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ３（負荷抵抗１５，１６，１７）により次の（２）式のようになる。

したがって、この（２）式によって求められるＶｉが、オペアンプ１９の規定電圧値以下となるように、抵抗値Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｉを設定する必要がある（第２の条件）。

さらに、投込式水位センサー１として電圧出力方式のものと電流出力方式のものの互換性を確保するためには、ＶｉとＶｖとの差が可及的に少ないことが望まれる。現実には、負荷抵抗１５，１６，１７の抵抗値Ｒ１〜Ｒ３としてはＪＩＳ規格のＥ１２系列またはＥ２４系列に限定された値からの選択になることに加えて、各抵抗値Ｒ１〜Ｒ３には誤差や変動があるため、ある程度の許容幅を設けることになる。この許容幅は装置全体の精度を基準として設定される。例えば、許容幅をＶｉ最大値の０．５％とした場合には、ＶｖとＶｉの関係は、次の（３）式のようになる。

したがって、この（３）式を満たすように、上記抵抗値Ｒ１〜Ｒ３，Ｒｉを設定する必要がある（第３の条件）。

さらにまた、市販のＡ／Ｄ変換器８の電源電圧は一般に５Ｖであるので、水位測定時のＡ／Ｄ変換器８の最大入力電圧を４．５Ｖ程度に設定することが望ましい。即ち、オペアンプ１９に対する入力電圧Ｖｖ，Ｖｉが最大のときに、オペアンプ１９から出力端子２３に出力される出力電圧が、４．５Ｖ程度になるように、オペアンプ１９のゲインを設定する必要がある（第４の条件）。

ここで、まず、上記の第１及び第２の条件について考えると、オペアンプ１９として安価な汎用品を使用することとすれば、その規定電圧値は３．５Ｖ程度である。このことを念頭に置けば、バイパススイッチ１８がオフで且つ電圧出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電圧である５Ｖ入力のときと、バイパススイッチ１８がオンで且つ電流出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電流である２０ｍＡのときのそれぞれにおいて、オペアンプ１９の入力電圧Ｖｉ，Ｖｖが共に３．０Ｖ以下になるように設定することが望ましい。あるいは、オペアンプ１９としてレールツーレール方式のものを使用した場合でも、オペアンプ１９の入力電圧Ｖｖ，Ｖｉが共に４．５Ｖ以下になるように設定することが要求される。

また、第４の条件について、このオペアンプ１９のゲインは、上述のように「１＋（Ｒ５／Ｒ４）」である（ただし、Ｒ４は抵抗２１の抵抗値、Ｒ５は抵抗２２の抵抗値）。

これら第１〜第４の条件を満たす各抵抗１５，１６，１７，２１，２２の抵抗値Ｒ１〜Ｒ５，Ｒｉの例を示す。

・第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１＝10,000（Ω）
・第２の負荷抵抗１６の抵抗値Ｒ２＝15,000（Ω）
・第３の負荷抵抗１７の抵抗値Ｒ３＝150（Ω）
・抵抗２１の抵抗値Ｒ４＝15,000（Ω）
・抵抗２２の抵抗値Ｒ５＝6,800（Ω）
・オペアンプ１９の入力抵抗Ｒｉ＝1,000,000（Ω）
これら数値を（１）式に代入すると、電圧出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電圧である５Ｖ入力のときに、オペアンプ１９に対する入力電圧Ｖｖは２．９９（Ｖ）となり、第１の条件（３．０Ｖ以下）を満たしている。

また、（２）式に代入すると、電流出力方式の投込式水位センサー１の出力最大電流である２０ｍＡ入力のときに、オペアンプ１９に対する入力電圧Ｖｉは２．９８（Ｖ）となり、第２の条件（３．０Ｖ以下）を満たしている。

さらに、（３）式に代入すると、ＶｉとＶｖとの差（絶対値）は０．４０（％）となり、第３の条件（０．５％以下）を満たしている。

さらにまた、オペアンプ１９のゲイン「１＋（Ｒ５／Ｒ４）」は「１．４５３」となり、オペアンプ１９の入力電圧Ｖｖ，Ｖｉが３．０Ｖ以下である限り、その出力電圧、即ち、入力電圧Ｖｖ，Ｖｉの「１．４５３」倍が４．５Ｖ以下となることから、第４の条件（４．５Ｖ以下）を満たしている。

したがって、これらの抵抗値Ｒ１〜Ｒ５，Ｒｉを各抵抗１５，１６，１７，２１，２２の抵抗値として設定すれば、上記第１〜第４の条件を全て満たすことができる。

＜動作＞
上記構成の水位測定制御装置の動作を説明する。まず、図１に示すように、投込式水位センサー１を水位測定制御装置６に接続し、水位測定制御装置６の主電源（図示せず）をオンにする。

そうすると、演算装置９は、バイパススイッチ１８のオンオフ動作を制御する。この際、オペアンプ１９及びＡ／Ｄ変換器８に対する過剰な電圧入力を防止するため、極めて短い時間間隔でバイパススイッチ１８のオンオフ動作を繰り返すようにする。

この場合、バイパススイッチ１８がオンのときには、投込式水位センサー１から入力端子１１に印加される電圧が、第３の負荷抵抗１７に印加され、よって第１の負荷抵抗１５と第２の負荷抵抗１６との接続点の電圧は入力端子１１に印加された電圧にほぼ等しくなる。この電圧が、オペアンプ１９の非反転入力端子に入力される。

また、バイパススイッチ１８がオフのときには、投込式水位センサー１から入力端子１１に印加される電圧が、第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１と、第２の負荷抵抗１６及び第３の負荷抵抗１７の抵抗合計値（Ｒ２＋Ｒ３）とで分圧されて、オペアンプ１９の非反転入力端子に入力される。

ここで、バイパススイッチ１８がオフのとき、オペアンプ１９は、このときの電圧に応じて正相増幅を行って、出力端子２３からＡ／Ｄ変換器８に出力し、Ａ／Ｄ変換器８でＡ／Ｄ変換されたデジタル信号が演算装置９に入力される。

この際、演算装置９は、このときのデジタル信号に基づいて、投込式水位センサー１から入力された電圧を演算する。

即ち、バイパススイッチ１８がオフのときに、投込式水位センサー１から入力された電圧が１〜５Ｖであると判断した場合には、当該投込式水位センサー１が電圧出力方式のものであると判断する。

一方、バイパススイッチ１８がオフのときに、投込式水位センサー１から入力された電圧が、投込式水位センサー１の電源電圧に近い値まで上昇すれば、当該投込式水位センサー１が電流出力方式のものであると判断する。

具体的に、演算装置９は、まずバイパススイッチ１８をオフに作動させた状態で、第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１と、第２の負荷抵抗１６及び第３の負荷抵抗１７の抵抗合計値（Ｒ２＋Ｒ３）とで分圧された電圧に基づいて、３個の直列接続された負荷抵抗１５〜１７の両端電圧を演算し、その両端電圧が最大である場合、即ち、オペアンプ１９の出力電圧が当該オペアンプ１９の最大出力電圧となるときに、投込式水位センサー１の電源電圧に近い値まで上昇していると判断し、当該投込式水位センサー１が電流出力方式のものであると判断する。一方、演算された３個の直列接続された負荷抵抗１５〜１７の両端電圧が１〜５Ｖである場合に、当該投込式水位センサー１が電圧出力方式のものであると判断する。

そして、投込式水位センサー１が電圧出力方式であると判断した場合は、バイパススイッチ１８をオフ（開）にする一方、投込式水位センサー１が電流出力方式であると判断した場合は、バイパススイッチ１８をオン（閉）にする。

バイパススイッチ１８がオフに設定された場合は、投込式水位センサー１からの入力電圧は、第１の負荷抵抗１５の抵抗値Ｒ１と、第２の負荷抵抗１６及び第３の負荷抵抗１７の抵抗合計値（Ｒ２＋Ｒ３）とで分圧され、その分圧された電圧がオペアンプ１９の非反転入力端子に入力され、抵抗２１，２２の各抵抗値Ｒ４，Ｒ５によって定められるゲインで正相増幅されて、出力端子２３を通じてＡ／Ｄ変換器８に入力される。

そして、Ａ／Ｄ変換器８でＡ／Ｄ変換されたデジタル信号が演算装置９に入力され、この入力信号に基づいて、演算装置９は水位を演算した後、その演算結果を表示装置１０に表示する。

一方、バイパススイッチ１８がオンに設定された場合は、投込式水位センサー１から供給される電流が、第３の負荷抵抗１７に流れ込む。そして、その第３の負荷抵抗１７で電圧に変換された後、第１の負荷抵抗１５と第２の負荷抵抗１６との接続点の電圧がオペアンプ１９の非反転入力端子に入力される。そして、このオペアンプ１９で、抵抗２１，２２の各抵抗値Ｒ４，Ｒ５によって定められるゲインで正相増幅され、Ａ／Ｄ変換器８でデジタル信号に変換された後に演算装置９に入力される。そして、この入力信号に基づいて、演算装置９は水位を演算した後、その演算結果を表示装置１０に表示する。

このように、この実施の形態の水位測定制御装置６によると、投込式水位センサー１の方式が電圧出力方式であるか電流出力方式であるかを判断し、その判断結果に応じて入力回路７内の負荷抵抗１５〜１７を切り換えて信号入力を行っているので、これらの両方式にそれぞれ対応した別々の水位測定制御装置を予め用意する必要がなくなり、製造コスト及び管理コストを低減することができる。

また、投込式水位センサー１を実際に接続した後に、その方式に自動的に対応できるので、例えば水位測定制御装置として電圧出力方式と電流出力方式とを手動で切り換えて負荷抵抗１５〜１７を切り換える場合などに比べて、設定の誤作業を防止することができ便利である。

特に、既に投込式水位センサー１を下水中継槽や原水槽等に設置した状態で、水位測定制御装置６のみを交換する場合等に、いずれの方式の投込式水位センサー１にも、手動で切り換えることなく容易に対応でき便利である。

さらに、上記した４つの条件を全て満たすことで、水位測定制御装置６の入力回路７のオペアンプ１９やＡ／Ｄ変換器８等への入力電圧レベルを規定値に合致させることができる。したがって、方式が異なる投込式水位センサー１を適宜付け替えしも、内部の各回路の耐久性を確保し得る水位測定制御装置６を提供できる。

また、バイパススイッチ１８がオンの場合に電流出力方式の投込式水位センサー１からの最大電流が供給された場合のオペアンプ１９への入力電圧と、バイパススイッチ１８がオフの場合に電圧出力方式の投込式水位センサー１からの最大電圧が供給された場合のオペアンプ１９への入力電圧とが、所定の許容幅（０．５％以下）以内に収まって近似するよう、各負荷抵抗１５〜１７の各抵抗値Ｒ１〜Ｒ３を設定しているので、投込式水位センサー１の方式が変わっても、ほぼ同一のレンジで水位測定を行うことができ、その測定精度を一定に確保できる利点がある。

本発明の一の実施の形態に係る水位測定制御装置が投込式水位センサーに接続された状態を示すブロック図である。 本発明の一の実施の形態に係る水位測定制御装置の入力回路を示す回路図である。 一般的な水位測定制御装置が投込式水位センサーに接続された状態を示す図である。

符号の説明

１ 投込式水位センサー
６ 水位測定制御装置
７ 入力回路
８ 変換器
９ 演算装置
１０ 表示装置
１１ 入力端子
１３ 接地点
１５〜１７ 負荷抵抗
１８ バイパススイッチ
１９ オペアンプ
２１，２２ 抵抗
２３ 出力端子

Claims (4)

1. 投込式水位センサーに接続され、当該投込式水位センサーからの信号に基づいて水位を検出する水位測定制御装置であって、
   前記投込式水位センサーからの入力電流を電圧に変換する変換抵抗と、
   前記変換抵抗に直列に接続され、前記電圧を分圧する分圧抵抗と、
   前記分圧抵抗に並列接続され、前記入力電流を前記分圧抵抗から迂回して前記変換抵抗に短絡入力するためのスイッチ手段と、
   前記分圧抵抗で分圧された信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器からの出力信号に基づいて、前記投込式水位センサーが電圧出力方式であるか電流出力方式であるかを判断し、その判断結果に応じて前記スイッチ手段を開閉制御する制御手段と
   を備える水位測定制御装置。
2. 請求項１に記載の水位測定制御装置であって、
   前記制御手段が、前記スイッチ手段をオフして前記変換抵抗及び前記分圧抵抗で前記投込式水位センサーからの電圧を分圧した場合において、前記増幅器の出力電圧が当該増幅器の最大出力電圧となるときに、前記投込式水位センサーが前記電流出力方式のものであると判断し、前記スイッチ手段をオンに設定することを特徴とする水位測定制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の水位測定制御装置であって、
   前記スイッチ手段がオンの場合に前記電流出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合と、前記スイッチ手段がオフの場合に前記電圧出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合とのいずれの状態でも、前記増幅器への入力電圧が当該増幅器の規定電圧値以下となるように、前記変換抵抗及び前記分圧抵抗の各抵抗値が設定されたことを特徴とする水位測定制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の水位測定制御装置であって、
   前記スイッチ手段がオンの場合に前記電流出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電流が供給された場合の前記増幅器への入力電圧と、前記スイッチ手段がオフの場合に前記電圧出力方式の前記投込式水位センサーからの最大電圧が供給された場合の前記増幅器への入力電圧とが、所定の許容幅以内に収まって近似するよう、前記変換抵抗及び前記分圧抵抗の各抵抗値が設定されたことを特徴とする水位測定制御装置。
   

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