JP2012122812A

JP2012122812A - 水位測定装置

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Publication number: JP2012122812A
Application number: JP2010272899A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Miyoshi; 明宏三好
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: JP5643627B2

Abstract

【課題】被測定貯水部における貯水の短時間の水位変化を無視し、表示部の表示を安定させる。
【解決手段】被測定貯水部Ｔの水位Ｓを検知しうる水位検知手段２と、水位検知手段２の検知信号Ｅが入力される制御手段３と、制御手段３から信号Ｆに基づいて水位Ｓに対応した情報を表示する表示部４とを含む水位測定装置１である。制御手段３は、予め定められたサンプリング周期で水位検知手段２の検知信号Ｅを調べるとともに、検知信号Ｅが、予め定められた設定水位Ｓ１の範囲内の水位を示しているときに、サンプリング周期よりも長い時間、表示部４に設定水位Ｓ１の範囲内であることを表示させる信号Ｆを出力するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定貯水部における貯水の短時間の水位変化があっても、表示部の表示を安定させ得る水位測定装置に関する。

タイヤの排水性能を評価する方法として、例えば、図４（ａ）に示されるように、タイヤｔを車両Ｍに装着し、テストドライバーにより貯水部ｂを実車走行（１００Ｒの旋回走行）させて排水試験を行う方法が知られている。この試験方法では、図４（ｂ）に示されるように、貯水部ｂの水位ｃを定められた周期で検知する水位検知手段ｄと、前記水位検知手段ｄに検知された検知信号が入力される制御装置ｅと、制御装置ｅからの信号に基づいて水位状態を表示する表示部ｆとからなる測定装置ａが用いられている。そして、貯水部ｂに進入する際、テストドライバーは、表示部ｆにより試験可能な水位状態であることを確認して、排水試験が開始される。また、表示部ｆには、試験可能な水位状態のときのみ発光する回転灯等が使用されている。

しかしながら、このような試験方法は屋外にて行われるため、時間平均的には水位が変化していないにもかかわらず、風による波の影響等により、貯水部の水位が短時間に変化し、これに追随して表示部の表示がオン・オフ（発光・消灯）を繰り返すチャタリングが生じる結果、排水性能試験の開始が正確に判断し難いという問題があった。関連する技術として次のものがある。

特開２００３−１５６３７８号公報実開昭５７−１０５９３５号公報特開平０７−１７４５０４号公報特開２００７−２２５５５６号公報特開２００４−３３３１８０号公報特開２００６−２９８０３号公報特開平０７−１９８３４１号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、被測定貯水部の短時間における水位変化を無視し、表示部の表示を安定してさせ得る水位測定装置を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、被測定貯水部の水位を測定する水位測定装置であって、前記被測定貯水部の水位を検知しうる水位検知手段と、前記水位検知手段の検知信号が入力される制御手段と、前記制御手段から信号に基づいて前記水位に対応した情報を表示する表示部とを含み、前記制御手段は、予め定められたサンプリング周期で水位検知手段の検知信号を調べるとともに、前記検知信号が、予め定められた設定水位の範囲内の水位を示しているときに、前記サンプリング周期よりも長い時間、前記表示部に前記設定水位の範囲内であることを表示させる信号を出力するステップとを含むことを特徴とする水位測定装置である。

また請求項２記載の発明は、前記長い時間は、前記サンプリング周期の少なくとも３倍である請求項１記載の水位測定装置である。

また請求項３記載の発明は、前記水位検知手段は、前記被測定貯水部の底面に当接して自立する本体と、該本体に固着された測定部とを含み、前記本体は、内部に、被測定貯水部の貯水が流入する水位測定空間を提供し、前記測定部は、上端が本体に固定されかつ下端が前記水位測定空間内にのびて被測定貯水部の底面よりも上方で終端するとともに、水との接触による短絡により水位を検知する電極棒である請求項１記載の水位測定装置である。

また請求項４記載の発明は、前記電極棒は、前記下端と前記被測定貯水部の底面との距離が、前記設定水位の下限値に設定されている第１の電極棒を含む請求項３記載の水位測定装置である。

また請求項５記載の発明は、前記電極棒は、前記下端と前記被測定貯水部の底面との距離が、前記設定水位の上限値に設定されている第２の電極棒を含む請求項３又は４記載の水位測定装置である。

また請求項６記載の発明は、前記本体は、貯水の波打ちが前記水位測定空間に伝播するのを防ぐ周囲壁を有する底部が解放された容器状である請求項３乃至５のいずれかに記載の水位測定装置である。

本発明の水位測定装置は、被測定貯水部の水位を検知しうる水位検知手段と、前記水位検知手段の検知信号が入力される制御手段と、前記制御手段から信号に基づいて前記水位に対応した情報を表示する表示部とを含むことを特徴とする。このような水位測定装置では、水位検知手段で検知された水位に対応した情報が、制御手段からの信号によって表示部に表示される。また、制御手段は、予め定められたサンプリング周期で水位検知手段の検知信号を調べるとともに、前記検知信号が、予め定められた設定水位の範囲内の水位を示しているときに、前記サンプリング周期よりも長い時間、前記表示部に前記設定水位の範囲内であることを表示させる信号を出力するステップとを含む。これにより、次のサンプリング周期において、風等によって一時的に水位が設定水位の範囲外になった場合でも、前記設定水位の範囲内であることを示す表示が継続する。従って、チャタリング等を防止できる。従って、例えば、本発明を排水性能試験に用いることにより、テストドライバーは、安定した表示部の表示によって、排水性能試験の開始の可否を正確に判断することが可能になる。

本発明の一実施形態の水位検知装置の側面図である。本発明の一実施形態の水位測定装置のフロー図である。（ａ）乃至（ｃ）は、検知信号及び信号の入出力例を示す図である。（ａ）は、排水試験を説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）の排水試験に用いられる従来の水位測定装置を示す側面図である。

以下、本発明の水位測定装置の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明の水位測定装置は、被測定貯水部の水位を測定するものである。本実施形態の水位測定装置は、例えば、タイヤの排水性能試験、とりわけ、タイヤを車両に装着し、テストドライバーにより被測定貯水部を実車走行して、その時の横加速度を測定するラテラルアクアプレーニング試験の水位測定用として好適に用いられる。

このような被測定貯水部は、例えば、乗用車、トラック又は自動二輪車など種々のカテゴリーの車両が実際に走行する雨天時の路面を考慮して、例えば、試験時の水深が５〜１５mmに設定される。

図１に示されるように、本実施形態の測定装置１は、被測定貯水部Ｔの水位Ｓを検知しうる水位検知手段２と、前記水位検知手段２の検知信号が入力される制御手段３と、前記制御手段３からの信号に基づいて前記水位Ｓに対応した情報を表示する表示部４とを含んで構成される。

また、前記水位検知手段２は、被測定貯水部Ｔの底面Ｔａに当接して自立する本体５と、該本体５に固着された測定部６とを含んで構成される。

本実施形態の本体５は、水面に対し略垂直にのびる周囲壁５ａを有しかつ底部５ｂが解放された容器状かつ円筒状をなす。このような本体５は、該本体部５の内部５ｃに被測定貯水部Ｔの貯水が流入する水位測定空間５ｃ１を提供する。

また、本実施形態の周囲壁５ａは、貯水の波打ちが水位測定空間５ｃ１に伝播するのを防ぎ、測定部６が、正確な水位Ｓを検知するのに役立つ。なお、本実施形態の本体５の周囲壁５ａの下部には、例えば、被測定貯水部Ｔの貯水をスムーズに流入及び流出させる１又は複数の開口部Ｏが設けられる。このような本体５は、例えば、ステンレス合金などの導電性を有する金属製材料が好適に採用され、大地に接地される。また、本体５は、円筒状に限定されるものではなく、角柱状や角すい状など種々の形状を採用し得る。

また、前記測定部６は、安価かつ、該測定部６の周辺機器が比較的少なく構成できる例えば、周知の電極棒７が望ましい。電極棒７には、所定の電圧が印加され、該電極棒７が、被測定貯水部Ｔの導電性を有する水と接触することにより、短絡して電流が流れ水位を検知する構造をなす。このように測定部６として電極棒７が使用されると、例えば、周知の超音波センサーを測定部６として使用される場合に比して、パソコン等の補助機器を削減できるため、水位測定装置１の構成を簡易化できる。

本実施形態の電極棒７の上端８は、本体５の上部５ｄに非導電性の固定具を介して固定されている。また、電極棒７の下端９は、前記水位測定空間内５ｃ１内にのび被測定貯水部Ｔの底面Ｔａよりも上方で終端している。なお、本実施形態の電極棒７は、水面に対して略垂直にのびている。

また、前記電極棒７は、少なくとも２本で構成されるのが望ましく、本実施形態では、長さの大きい第１の電極棒１０と、該第１の電極棒１０よりも長さの小さい第２の電極棒１１とから構成され、各電極棒１０、１１が、略平行に配されている。

そして、本実施形態では、第１の電極棒１０の下端１０ａと被測定貯水部Ｔの底面Ｔａとの距離Ｌａが、予め設定された例えば、設定水位Ｓ１の下限値Ｓ１ａに設定されている。また、第２の電極棒１１の下端１１ａと被測定貯水部Ｔの底面Ｔａとの距離Ｌｂが、前記設定水位Ｓ１の上限値Ｓ１ｂに設定されている。即ち、本実施形態では、前記設定水位Ｓ１とは、上下限を有する水位の範囲を示す。従って、本実施形態の水位検知手段２は、第１の電極棒１０が短絡しない設定水位Ｓ１の下限値Ｓ１ａ未満の水位と、第１の電極棒１０が短絡しかつ第２の電極棒１１が短絡しない設定水位Ｓ１の範囲内の水位と、第２の電極棒１１が短絡する設定水位Ｓ１の上限値Ｓ１ｂを超える水位とを検知できる。

前記制御手段３は、前記水位検知手段２の前記検知信号Ｅを予め定められたサンプリング周期で調べ、この検知信号に基づいて表示４に所定の信号Ｆを出力する。

前記表示部４は、テストドライバーの視認性を考慮して、回転灯等の発光体で構成されるものが好ましい。本実施形態では、表示部４として１つの回転灯が使用される。

次に、このように構成される水位検知装置１の制御手段３の処理手順のフローが図２に示される。
先ず、水位検知装置１の主電源がオンされることにより、第１及び第２の電極棒１０、１１が検知信号Ｅ１、Ｅ２を夫々制御手段３に出力する。制御手段３は、計時を開始し（ステップＳＴ１）、予め定めたサンプリング周期が経過したか否かを判断する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、サンプリング周期は、０．３秒に設定されている。計時開始後、サンプリング周期が経過すると（ステップＳＴ２でＹ）、制御手段３は、第１、第２の電極棒１０、１１の検知信号Ｅ１、Ｅ２を内部メモリー等に時記憶する水位チェックを行う（ステップＳＴ３）。

次に、前記検知信号Ｅ１及びＥ２が、前記下限値Ｓ１ａを超えかつ上限値Ｓ１ｂ未満の水位（即ち、水位Ｓが設定水位Ｓ１の範囲内にあること）を示していると（ステップＳＴ４及びステップＳＴ５でともにＹ）、制御手段３は、前記サンプリング周記よりも長い時間、前記表示部４に被測定貯水部Ｔの水位Ｓが、前記設定水位Ｓ１の範囲内であることを表示させる信号Ｆを出力する（ステップＳＴ６）。また制御手段３は、ステップＳＴ６のオン信号を継続している間も、ステップＳＴ１戻り、以降のステップを繰り返し処理する。これにより、次のサンプリング周期で水位Ｓが設定水位Ｓ１の範囲内でない場合（例えば、ステップＳＴ４でＮ）、そのときには、前記信号Ｆが出力され続けている状態であるため、前記設定水位Ｓ１の範囲内であることを示す表示が継続される。従って、表示部３の表示が安定し、チャタリング等を防止できる。従って、例えば、本発明をラテラルアクアプレーニング試験用の水位測定装置として用いることにより、試験の開始の可否を運転中のテストドライバーが正確に判断することができる。前記長い時間としては、好ましくはサンプリング周期の３倍以上の時間に設定されるのが望ましく、本実施形態では、１．０秒に設定されている。

図３（ａ）乃至（ｃ）には、上記制御手段３の具体的な処理手順が示される。図３（ａ）では、サンプリング周期毎に、検知信号Ｅ１、Ｅ２が、設定水位Ｓ１の範囲内であることを示している。これにより、制御手段３がサンプリング周期毎に信号Ｆを出力して、表示部４には、継続して設定水位Ｓ１の範囲内であることが表示されている。なお、この実施形態では、信号Ｆの出力時間は、サンプリング周期の３倍を超え、かつ４倍未満である。図３（ｂ）には、最初のサンプリング周期では、検知信号Ｅ１、Ｅ２が設定水位Ｓ１の範囲内であることを示し、以降のサンプリング周期では、検知信号Ｅ１、Ｅ２が設定水位Ｓ１の範囲外であることを示している。これにより、制御手段３が、最初のサンプリング周期では信号Ｆを出力し、以降のサンプリング周期では信号Ｆを出力しない。これにより、表示手段４が、設定水位Ｓ１の範囲内であることを４回目のサンプリング周期を超えて表示した後、設定水位Ｓ１の範囲外であることを表示する。図３（ｃ）には、最初と４回目のサンプリング周期で、検知信号Ｅ１、Ｅ２が、設定水位Ｓ１の範囲内であることを示している。また、２、３及び５回目のサンプリング周期では、検知信号Ｅ１、Ｅ２が、設定水位Ｓ１の範囲外であることを示している。これにより、最初と４回目のサンプリング周期で信号Ｆが出力され、表示手段４には、継続して設定水位Ｓ１の範囲内であることが表示される。

以上本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施することができる。例えば、上記実施形態では、表示部４である回転灯を１つ使用したが、回転灯を２つ用いて各電極棒１０及び１１の検知信号Ｅ１、Ｅ２を夫々出力する制御手段３を用いた態様でも良い。

１水位測定装置
２水位検知手段
３制御手段
４表示部
Ｅ検知信号
Ｆ信号
Ｓ水位
Ｓ１設定水位
Ｔ被測定貯水部

Claims

被測定貯水部の水位を測定する水位測定装置であって、
前記被測定貯水部の水位を検知しうる水位検知手段と、
前記水位検知手段の検知信号が入力される制御手段と、前記制御手段から信号に基づいて前記水位に対応した情報を表示する表示部とを含み、
前記制御手段は、予め定められたサンプリング周期で水位検知手段の検知信号を調べるとともに、前記検知信号が、予め定められた設定水位の範囲内の水位を示しているときに、前記サンプリング周期よりも長い時間、前記表示部に前記設定水位の範囲内であることを表示させる信号を出力するステップとを含むことを特徴とする水位測定装置。
前記長い時間は、前記サンプリング周期の少なくとも３倍である請求項１記載の水位測定装置。
前記水位検知手段は、前記被測定貯水部の底面に当接して自立する本体と、該本体に固着された測定部とを含み、
前記本体は、内部に、被測定貯水部の貯水が流入する水位測定空間を提供し、
前記測定部は、上端が本体に固定されかつ下端が前記水位測定空間内にのびて被測定貯水部の底面よりも上方で終端するとともに、水との接触による短絡により水位を検知する電極棒である請求項１記載の水位測定装置。
前記電極棒は、前記下端と前記被測定貯水部の底面との距離が、前記設定水位の下限値に設定されている第１の電極棒を含む請求項３記載の水位測定装置。
前記電極棒は、前記下端と前記被測定貯水部の底面との距離が、前記設定水位の上限値に設定されている第２の電極棒を含む請求項３又は４記載の水位測定装置。
前記本体は、貯水の波打ちが前記水位測定空間に伝播するのを防ぐ周囲壁を有する底部が解放された容器状である請求項３乃至５のいずれかに記載の水位測定装置。