JP2010164503A - 液面レベル測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造簡単且つ取り扱いが容易で，しかも測定対象の液体の導電性の有無に拘らず使用可能な液面レベル測定装置を提供する。
【解決手段】基準面１０に設置される支持体１１と，この支持体１１に軸支されるリール１３と，このリール１３に繰り出し可能に巻装される糸状部材１４と，この糸状部材１４の自由端に接続され，測定対象の液面１７ａに向かって垂下させる測定錘１５と，この測定錘１５の垂下による糸状部材１４の張力が，該測定錘１５の液面１７ａ下への浸漬に伴ない減少することを検出する，支持体１１に設けられる張力センサ２０と，この張力センサ２０の検出信号に応動する表示手段３０とを備える。その表示手段３０の作動時における糸状部材１４のリール１３から繰り出し長さから基準面１０から液面１７ａまでの距離Ｌを読み取る。
【選択図】 図１

Description

本発明は，例えば地表面等の基準面から井戸の水面等の液面までの距離を測定する液面レベル測定装置の改良に関する。

従来，かゝる液面レベル測定装置として，基準面から測定対象の液面に向かって垂らす巻き尺テープの先端にプローブを取り付け，そのプローブが前記液面に到達して導通状態になることで表示器を作動させ，そのときの巻き尺テープの目盛りから，基準面及び液面間の距離を読み取るようにしたものが，下記特許文献１に開示されている。
特開２００２−３１８１５０号公報

ところで，上記従来装置では，巻き尺テープに，プローブ及び表示器間を結ぶ長い導線を配線する必要があり，構造が複雑の上，導線の断線の有無を常にチェックしなければならず，その取り扱いも面倒である。また上記プローブは，液体の導電性を利用するものであるから，水等の導電性液体に用途が限定される。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，構造簡単且つ取り扱いが容易で，しかも測定対象の液体の導電性の有無に拘らず使用可能な液面レベル測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，基準面に設置される支持体と，この支持体に軸支されるリールと，このリールに繰り出し可能に巻装される糸状部材と，この糸状部材の自由端に接続され，測定対象の液面に向かって垂下させる測定錘と，この測定錘の垂下による前記糸状部材の張力が，該測定錘の前記液面下への浸漬に伴ない減少することを検出する，前記支持体に設けられる張力センサと，この張力センサの検出信号に応動する表示手段とを備えてなり，その表示手段の作動時における前記糸状部材の前記リールから繰り出し長さから前記基準面から前記液面までの距離を読み取ることを第１の特徴とする。

また，本発明は，第１の特徴に加えて，前記測定錘の比重を，前記液面をなす液体の比重の６０％〜９９％に設定すると共に，その重心を該測定錘の中心より下方に設定したことを第２の特徴とする。

さらにまた，本発明は，第１の特徴に加えて，前記張力センサを，前記支持体に取り付けられるマイクロスイッチで構成し，このマイクロスイッチの作動片に，前記糸状部材を摺動自在に且つ該糸状部材の張力が該作動片に作用するように係合し，前記作動片は，前記測定錘の前記液面下への浸漬前，該測定錘による前記糸状部材の張力により第１位置へ前進し，また前記測定錘の前記液面下への浸漬時，それに伴なう前記糸状部材の張力の減少により第２位置に後退し，その第２位置で前記表示手段を作動させる検出信号を該マイクロスイッチが発することを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，基準面に設置される支持体に設けられる張力センサにより，糸状部材に吊り下げた測定錘が液面下に浸漬することで糸状部材の張力が減少することを検出し，その検出により表示手段を作動させ，そのときの糸状部材のリールから繰り出し長さから基準面から液面までの距離を読み取るようにしたので，前記従来装置のように，巻き尺テープに沿わせるような長いリード線は不要であり，液面レベル測定装置の構造の簡素化，延いてはそのコストの低減に寄与し得る。また，長いリード線を不要とすることから，その断線等のチェックも不要となり，取り扱いが容易となると共に，信頼性を高めることができる。しかも，この液面レベル測定装置は，測定錘の比重を測定対象の液体に対応して予め調整しておくことにより，導電性の有無に拘らず，種々の液体の液面レベルの測定に使用することができる。

本発明の第２の特徴によれば，測定錘は，液面下に浸漬したとき，その半分以上を液面下に浸漬した状態で浮遊姿勢を安定させることができ，これにより糸状部材の不必要な繰り出しを防ぎ，液面レベルを正確に測定することができる。

さらに，本発明は，第１の特徴に加えて，前記糸状部材に，該糸状部材の前記リールからの繰り出し長さを表示する目盛りもしくはマークを施したことを第３の特徴とする。

本発明の第３の特徴によれば，表示手段の作動時，リードから繰り出された糸状部材の目盛りもしくはマークを読み取ることで，液面レベルを迅速に知ることができる。

本発明の第４の特徴によれば，張力センサとして，安価なマイクロスイッチの使用が可能となり，液面レベル測定装置のコスト低減を更に図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係る液面レベル測定装置の正面図，図２は同装置の平面図（図１の２−２矢視図），図３は同装置における張力センサの斜視図，図４は同装置の電気回路図である。

本発明の液面レベル測定装置Ｍを井戸の水面レベルの測定用に適用した実施例について説明する。

図１及び図２において，液面レベル測定装置Ｍは，地上における任意の基準面１０に設置される板状の支持体１１と，この支持体１１の一側面に枢軸１２により回転自在に支持される，ハンドル１３ａ付きのリール１３と，このリール１３に繰り出し可能に巻装される糸状部材１４と，この糸状部材１４の自由端に接続され，井戸１６の水面１７ａに向かって垂下させる測定錘１５と，リール１３に隣接して支持体１１一側面に取り付けられる制御ボックス１８と，この制御ボックス１８に付設され，測定錘１５の垂下による糸状部材１４の張力が，測定錘１５の前記液面１７ａ下への浸漬に伴ない減少することを検出する張力センサ２０と，この張力センサ２０の発する検出信号に応動する表示手段３０とを備える。支持体１１の一側面には，リール１３から引出した糸状部材１４を，それが制御ボックス１８の上方を水平に通るように誘導するガイドローラ１９，１９が軸支され，これらガイドローラ１９，１９を通過した糸状部材１４の自由端に前記測定錘１５が接続される。

上記張力センサ２０はマイクロスイッチ２０で構成される。このマイクロスイッチ２０は，図１，図３及び図４に示すように，スイッチ接点２２及びこのスイッチ接点２２をオフ方向に付勢するばね２３等を収容して前記制御ボックス１８の一側面に固定されるスイッチケース２１と，このスイッチケース２１の上壁に上下揺動可能に支持され，自由状態では上方の後退位置に復帰し得る弾性を有する作動片２４と，スイッチケース２１に昇降自在に支持され，作動片２４の下方への前進動作を受けて前記スイッチ接点２２をオン状態にするボタン２５とよりなっている。

上記作動片２４の先端部には，溝型又は目玉状のガイド部２６が形成され，このガイド部２６に，前記一対のガイドローラ１９，１９間を渡る糸状部材１４が摺動自在に係合する。しかも，作動片２４は，糸状部材１４の無負荷状態では前記後退位置に復帰して糸状部材１４を弛緩させるが，糸状部材１４が張力を受けて一対のローラ１９，１９間に直線状に緊張すると，その糸状部材１４に押圧されて前記前進位置に移動するように配置される。

前記制御ボックス１８には，さらに，バッテリ２８が収容され，またメインスイッチ２９と，このメインスイッチ２９及び前記マイクロスイッチ２０を介してバッテリ２８に接続される表示ランプ３１及びブザー３２とが付設される。それら表示ランプ３１及びブザー３２により前記表示手段３０が構成される。

前記測定錘１５は，その垂下方向に長い円柱状に形成されると共に，その比重が測定対象の液体１７の比重の６０〜９９％に調整される。したがって，井戸１６の水１７を測定対象とする場合，その測定錘１５の比重は０．６〜０．９９に調整される。それと同時に，測定錘１５の重心１５ｇは，測定錘１５の長手方向中心よりも下方，即ち糸状部材１４の接続点とは反対側にオフセットした位置にくるように調整される。

前記糸状部材１４には，リール１３からの繰り出し長さを示す目盛り，もしくは所定の単位長さ（例えば１０ｍ）毎に色分けしたマーク３３が施される。

次に，この実施例の作用について説明する。

井戸１６の水面１７ａのレベルを測定するには，先ず，地上の任意の基準面１０に支持体１１を設置し，メインスイッチ２９をオン状態にして，リール１３から糸状部材１４を繰り出しながら測定錘１５を井戸１６の水面１７ａに向かって垂下させる。

而して，測定錘１５が水面１７ａに到達するまでは，垂下する測定錘１５の全重量が糸状部材１４に張力として加わるため，一対のガイドローラ１９，１９間の糸状部材１４が直線状に緊張して，マイクロスイッチ２０の作動片２４を前進位置へと押圧し，スイッチ接点２２をオフ状態にするので，表示ランプ３１及びブザー３２を不作動状態にしている。

しかしながら，測定錘１５が水面１７ａ下に浸漬すると，その比重が０．６〜０．９９であるので，測定錘１５は，半分以上を水面１７ａ下に沈めた状態で浮遊することになる。したがって，測定錘１５の重量は，測定錘１５が水から受ける浮力により大幅に減少し，糸状部材１４は殆ど無負荷状態となるため，マイクロスイッチ２０の作動片２４は自動的に後退位置に復帰し，それに伴ないスイッチ接点２２がばね２３の付勢力によりオン状態となり，バッテリ２８からの通電により表示ランプ３１及びブザー３２を作動せしめる。このとき，リール１３から繰り出された糸状部材１４の目盛り，もしくはマーク３３から糸状部材１４の繰り出し長さを読み取ることにより，基準面１０から井戸１６の水面１７ａまでの距離Ｌ，即ち水面１７ａのレベルを迅速に知ることができる。

ところで，測定錘１５は，その垂下方向に長い円柱状に構成されると共に，その比重が０．６〜０．９９に調整されると共に，測定錘１５の重心１５ｇが測定錘１５の長手方向中心より下方にオフセットした位置にくるように調整されているから，測定錘１５は浮遊姿勢を垂直状態に安定させることができ，これにより糸状部材１４の不必要な繰り出しを防ぎ，前記距離Ｌを正確に測定することができる。

このように，本発明の液面レベル測定装置Ｍは，基準面１０に設置される支持体１１に設けられる張力センサ２０により，糸状部材１４に吊り下げた測定錘１５が液面１７ａ下に浸漬することで糸状部材１４の張力が減少することを検出し，その検出により表示手段３０を作動させ，そのときの糸状部材１４のリール１３から繰り出し長さから基準面１０から液面１７ａまでの距離を読み取るようにしたので，前記従来装置のように，巻き尺テープに沿わせるような長いリード線は不要であり，液面レベル測定装置Ｍの構造の簡素化，延いてはそのコストの低減に寄与し得る。また，長いリード線を不要とすることから，その断線等のチェックも不要となり，取り扱いが容易となると共に，信頼性を高めることができる。

しかも，本発明の液面レベル測定装置Ｍは，測定錘１５の比重を測定対象の液体に対応して，予め調整しておくことにより，導電性の有無に拘らず，種々の液体の液面レベルの測定に使用することができる。

また張力センサ２０として，前述のように比較的安価なマイクロスイッチ２０を利用することにより，液面レベル測定装置Ｍのコストの更なる低減を図ることができる。

液面レベル測定装置Ｍの使用後は，ハンドル１３ａによる操作により，糸状部材１４をリール１３で巻き取り，測定水１５を支持体１１に設けられる保持部（図示せず）に保持させる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，張力センサとしてリードスイッチを利用することもできる。この場合，糸状部材１４の張力の減少により移動する作動片に永久磁石を取り付け，この永久磁石の接近でオン状態となって表示手段を作動させるリードスイッチを設ければよい。また表示手段３０としては，表示ランプ３１及びブザー３２の何れか一方のみを採用することもできる。さらに糸状部材１４としては，巻き尺テープを採用することもできる。

本発明の実施例に係る液面レベル測定装置の正面図。 同装置の平面図（図１の２−２矢視図）。 同装置における張力センサの斜視図。 同装置の電気回路図。

Ｍ・・・・・液面レベル測定装置
１０・・・・基準面
１１・・・・支持体
１３・・・・リール
１４・・・・糸状部材
１５・・・・測定錘
１５ｇ・・・測定錘の重心
１７・・・・液体（水）
１７ａ・・・液面（水面）
２０・・・・張力センサ（マイクロスイッチ）
２４・・・・作動片
３３・・・・マーク

Claims (4)

1. 基準面（１０）に設置される支持体（１１）と，この支持体（１１）に軸支されるリール（１３）と，このリール（１３）に繰り出し可能に巻装される糸状部材（１４）と，この糸状部材（１４）の自由端に接続され，測定対象の液面（１７ａ）に向かって垂下させる測定錘（１５）と，この測定錘（１５）の垂下による前記糸状部材（１４）の張力が，該測定錘（１５）の前記液面（１７ａ）下への浸漬に伴ない減少することを検出する，前記支持体（１１）に設けられる張力センサ（２０）と，この張力センサ（２０）の検出信号に応動する表示手段（３０）とを備えてなり，その表示手段（３０）の作動時における前記糸状部材（１４）の前記リール（１３）から繰り出し長さから前記基準面（１０）から前記液面（１７ａ）までの距離（Ｌ）を読み取ることを特徴とする液面レベル測定装置。
2. 請求項１記載の液面レベル測定装置において，
   前記測定錘（１５）の比重を，前記液面（１７ａ）をなす液体（１７）の比重の６０％〜９９％に設定すると共に，その重心（１５ｇ）を該測定錘（１５）の中心より下方に設定したことを特徴とする液面レベル測定装置。
3. 請求項１記載の液面レベル測定装置において，
   前記糸状部材（１４）に，該糸状部材（１４）の前記リール（１３）からの繰り出し長さを表示する目盛りもしくはマーク（３３）を施したことを特徴とする液面レベル測定装置。
4. 請求項１記載の液面レベル測定装置において，
   前記張力センサ（２０）を，前記支持体（１１）に取り付けられるマイクロスイッチ（２０）で構成し，このマイクロスイッチ（２０）の作動片（２４）に，前記糸状部材（１４）を摺動自在に且つ該糸状部材（１４）の張力が該作動片（２４）に作用するように係合し，前記作動片（２４）は，前記測定錘（１５）の前記液面（１７ａ）下への浸漬前，該測定錘（１５）による前記糸状部材（１４）の張力により第１位置へ前進し，また前記測定錘（１５）の前記液面（１７ａ）下への浸漬時，それに伴なう前記糸状部材（１４）の張力の減少により第２位置に後退し，その第２位置で前記表示手段（３０）を作動させる検出信号を該マイクロスイッチ（２０）が発することを特徴とする液面レベル測定装置。

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