JP2007139430A - リングフロート式水位計 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、かつ正確に水位を測定できる水位計を提供する。
【解決手段】水位目盛棒１１を、リングフロート１２空洞部１３の中央付近に備え、リングフロート１２にＩＣタグセンシング部１２ｂ（非接触読取センサ）とソーラ電源と水位計算処理部１２ｄ（水位計算部）を備え、水位目盛棒１１の所定間隔にＩＣタグ１７を備え、ＩＣタグセンシング部１２ｂから得られた水位計測情報を本体１８（計測器本体）に無線伝達する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水田などの水位を測定するシステムに関するものであり、特に、無線方式でデータを送信しうるリングフロート式水位計およびこの水位計を用いた水位測定方法に関するものである。

図５に示すように従来の水位計は、制御装置５０内のコントロール部５１内に有するサンプリングタイム発生器５２によって所定のサンプリング間隔で発生されるパルスにより、検出部５３内に設けられた３本の水位検出電極（上限電極Ａ、下限電極Ｂ、コモン電極Ｃ）のうち、下限電極Ｂとコモン電極Ｃとの間、あるいは上限電極Ａとコモン電極Ｃとの間の電気抵抗値から水田の水位が検出されている（特許文献１）。

特開平８−１６３９３５

しかし、上記特許文献１のような導電率で水位を検出する方法では、泥や異物を含む水田の水質により導電率が変化するために水位を正確に検出することができないという問題があった。また、接点を用いて水位を測定する方法もあるが、この接点方式では、接触部にゴミなどの異物が詰まりやすく、接触不良により水位を検出することができないという問題があった。

このため請求項１に記載の発明は、水位目盛棒と、リングフロートからなる水位計であって、前記水位目盛棒を前記リングフロート空洞部の中央付近に備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記リングフロートに非接触読取センサを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記非接触読取センサから得られた水位計測情報を計測器本体に無線伝達することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記リングフロートにソーラ電源を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記リングフロートに水位計算部を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記水位目盛棒の所定間隔にＩＣタグを備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、水位目盛棒とリングフロートからなる水位計を使用して水位を測定する方法であって、前記リングフロートに備えられる前記非接触読取センサにより得られた前記水位目盛棒からの前記水位計側情報を前記リングフロートに備えられる前記水位計算部で水位として算出する方法であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、水位目盛棒と、リングフロートからなる水位計であって、水位目盛棒をリングフロート空洞部の中央付近に備えるので、水田などに水位計を設置する際、目盛棒をリングフロートの中央付近に通し水田に差し込むだけの簡単な構造のほか、リングフロートが目盛棒に対して水面のごみを寄せ付けない機能を有する。従って、簡単な構造で、かつ正確に水位を測定できる水位計を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、リングフロートに非接触読取センサを備えるので、水位目盛棒とリングフロートとの間に配線を接続させる必要がない。従って、簡単な構造の水位計を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、非接触読取センサから得られた水位計測情報を計測器本体に無線伝達するので、リングフロートと計測器本体との間に配線を接続させる必要がない。従って、簡単な構造の水位計を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、リングフロートにソーラ電源を備えるので、電池交換の必要がなく、作業効率を向上させた水位計を提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、リングフロートに水位計算部を備えるので、別途防水構造を施す必要がない。従って、簡単な構造の水位計を提供することができる。

請求項６に記載の発明によれば、水位目盛棒の所定間隔にＩＣタグを備えるので、非接触読取センサがＩＣタグの内容を通信方式で読み取ることができる。従って、水質によることなく正確に水位を測定できる水位計を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、水位目盛棒とリングフロートからなる水位計を使用して水位を測定する方法であって、リングフロートに備えられる非接触読取センサにより得られた水位目盛棒からの水位計側情報をリングフロートに備えられる水位計算部で水位として算出する方法であるので、水質によることなく正確に水位を測定でき、かつリングフロート内に集約させた非接触読取センサや水位計算部に防水構造をまとめて施すことができる。従って、正確かつ簡単な構造の水位計を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は本発明の一実施例に係るリングフロート式水位計の斜視図である。
この例のリングフロート式水位計１０は、水位目盛棒１１とリングフロート１２とから構成される。

リングフロート１２は、例えばポリスチレン内にブタンなど炭化水素系の発泡剤を閉じ込め、スチームで加熱膨張させた発泡スチロールなどからなる浮力を有する発泡系素材で構成され、その中央部に空洞１３を有するドーナツ形状であり、水田１４などの水面１５に浮かべられる。

また、水位目盛棒１１は、例えばプラスチックなどの素材から構成され、側面視縦長で長方形などの形状を有し、リングフロート１２における空洞１３内の中央付近に貫通させ、水田１４の地面底部１６中に目盛棒１１下部の所定高さまで水位目盛棒１１を突き刺して立設される。

さらに、図２に示すように水位目盛棒１１の内部には、高さ方向（地面に対して垂直方向）に適宜所定の間隔でＩＣタグ１７が複数貼着されていてもよい。このＩＣタグ１７は、図３に示すようなＩＣチップ１７ａとアンテナ配線１７ｂとから構成される微小な無線方式のものである。そして、水位目盛棒１１下部の最下段に配置されるＩＣタグ１７には、例えば数字などの識別コード１、次の高さに位置するＩＣタグ１７には識別コード２、さらにその上段に配置されるＩＣタグ１７には識別コード３、というように水位目盛棒１１の高さの順に最上段に配置されるＩＣタグ１７に至るまでそれぞれの識別コードとしての符号が各ＩＣタグ１７に予め読み込まれている。

リングフロート１２の内部には、処理部１２ａが備えられる。図４は、処理部１２ａにおける水位計算の手順を示したフローチャートである。この処理部１２ａは、ＩＣタグセンシング部１２ｂ、データ解析部１２ｃ、水位計算処理部１２ｄ、微弱通信処理部１２ｅとから構成される。

また、このリングフロート１２内部には、図示しないソーラ電源が設けられているため、ソーラ発電により得られた電気を検出部での処理操作に使用することができる。このため、検出部の電池交換作業などが必要なく、半永久的に検出部を作動させることができる。また、これらは防水性を有する上述したような発泡スチロールなどからなるリングフロート１２内に設けられるため、別途検出部やソーラ電源に防水構造を必要としない。

そして、リングフロート式水位計１０の設置場所から離れた位置には、本体部１８が設置され、この本体部１８内にはデータ記録部１８ａなどが設けられる。

ここで、水田１４の水位を測定する場合には、水位によって水田１４中に立設される水位目盛棒１１の高さ方向に、水面１５上に浮かぶリングフロート１２の高さ位置が上下することから、ＩＣタグセンシング部１２ｂが発信する電波をこのＩＣタグセンシング部１２ｂと同じ高さ（水平）に位置する水位目盛棒１１におけるＩＣタグ１７のアンテナ配線１７ｂが受信すると、このＩＣタグ１７の周辺に電界ができ、アンテナ配線１７ｂの両端に電位差が生じてＩＣタグ１７に電流が発生することで、ＩＣチップ１７ａからの識別コードを有する情報電波を、ＩＣタグセンシング部１２ｂが電界の範囲内でこのＩＣタグ１７のアンテナ配線１７ｂから受信する。

なお、このような水位目盛棒１１のＩＣタグ１７とリングフロート１２のＩＣタグセンシング部１２ｂとの間の近距離通信のときは、１３５ＫＨｚまたは１３．５６ＭＨｚもしくは２．４５ＧＨｚなどの周波数帯が使用されることが多い。

また、水位が水位目盛棒１１のＩＣタグ１７とＩＣタグ１７との間（ＩＣタグセンシング部１２ｂの水平方向にＩＣタグ１７がない）に位置する場合には、ＩＣタグセンシング部１２ｂは、水平方向の直下（水中）に配置されるＩＣタグ１７における識別コードを有する情報電波を受信する。

上述のように、水位目盛棒１１の周囲にリングフロート１２が配置されるので、水面１５上に浮遊するごみなどの異物が水位目盛棒１１に絡むことをリングフロート１２によって防止することができ、さらにＩＣタグ１７からの情報をＩＣタグセンシング部１２ｂが無線通信により受信するので、水田１４の水質などによる影響を受けず、正確な水位を測定することが可能となる。

ＩＣタグセンシング部１２ｂで受信した水位計側情報は、データ解析部１２ｃに送られる。ここでは、受信した情報から該当するＩＣタグ１７の識別コードが認識され、そのデータが水位計算処理部１２ｄに送られて、この識別コードに基づき実際の水位が算出される。

そして、上記のように算出された水位の情報は、微弱通信処理部１２ｅからリングフロート式水位計１０より離れた位置に設置される本体部１８内のデータ記録部１８ａに送信され、水田１４の水位が記録される。

このように、水位目盛棒１１と処理部１２ａを有するリングフロート１２との間、およびリングフロート１２と本体部１８との間が無線通信方式のため、それらを接続するケーブルが必要なく、水位計を簡単な構造とすることが可能となる。

また、本体部１８から時刻や時間間隔を指示して水位を測定することもできる。この場合、本体部１８に設けられる測定指示部１８ｂに指示した測定指示情報がＩＣタグセンシング部１２ｂに無線送信されることにより、指定された測定時刻になるとＩＣタグセンシング部１２ｂが上記のように該当するＩＣタグ１７からの情報を受信して自動的に正確な水田１４の水位を測定することが可能となる。

以上詳述したように、この例のリングフロート式水位計１０は、水位目盛棒１１をリングフロート１２空洞部１３の中央付近に備え、リングフロート１２にＩＣタグセンシング部１２ｂ（非接触読取センサ）とソーラ電源と水位計算処理部１２ｄ（水位計算部）を備え、水位目盛棒１１の所定間隔にＩＣタグ１７を備え、ＩＣタグセンシング部１２ｂから得られた水位計測情報を本体１８（計測器本体）に無線伝達するものである。加えて、リングフロート１２に備えられるＩＣタグセンシング部１２ｂにより得られた水位目盛棒１１からの水位計側情報をリングフロート１２に備えられる水位計算処理部１２ｄで水位として算出する方法である。

なお、水位目盛棒へのＩＣタグの設置間隔が少ないほど、水位の算出精度は向上される。また、上述の例では、水田の水位測定について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば池や貯水槽などの水位の測定にも適用することができる。

本発明の一例として、リングフロート式水位計を示す斜視図である。 図１に示すリングフロート式水位計における水位目盛棒とＩＣタグの拡大図である。 図２におけるＩＣタグの拡大図である。 図１のリングフロート内に有する処理部のフローチャートである。 従来の水位計を示す模式図である。

符号の説明

１，２，３ 識別コード
１０ リングフロート式水位計
１１ 水位目盛棒
１２ リングフロート
１２ａ 処理部
１２ｂ ＩＣタグセンシング部
１２ｃ データ解析部
１２ｄ 水位計算処理部
１２ｅ 微弱通信処理部
１３ 空洞
１４ 水田
１５ 水面
１６ 地面底部
１７ ＩＣタグ
１７ａ ＩＣチップ
１７ｂ アンテナ配線
１８ 本体部
１８ａ データ記録部
１８ｂ 測定指示部

Claims (7)

1. 水位目盛棒と、
   リングフロートからなる水位計であって、
   前記水位目盛棒を前記リングフロート空洞部の中央付近に備えることを特徴とするリングフロート式水位計。
2. 前記リングフロートに非接触読取センサを備えることを特徴とする請求項１に記載のリングフロート式水位計。
3. 前記非接触読取センサから得られた水位計測情報を計測器本体に無線伝達することを特徴とする請求項１に記載のリングフロート式水位計。
4. 前記リングフロートにソーラ電源を備えることを特徴とする請求項１に記載のリングフロート式水位計。
5. 前記リングフロートに水位計算部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリングフロート式水位計。
6. 前記水位目盛棒の所定間隔にＩＣタグを備えることを特徴とする請求項１に記載のリングフロート式水位計。
7. 水位目盛棒とリングフロートからなる水位計を使用して水位を測定する方法であって、
   前記リングフロートに備えられる前記非接触読取センサにより得られた前記水位目盛棒からの前記水位計側情報を前記リングフロートに備えられる前記水位計算部で水位として算出する方法。

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