JP2019035688A - Flow velocity and flow direction meter and screen - Google Patents

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Abstract

To downsize a flow velocity and flow direction meter.SOLUTION: A flow velocity and flow direction meter 1 comprises a pair of packers 62, 72, a measurement space formed between the pair of packers 62, 72, a plurality of electrodes p1-p12 arranged in the measurement space, and a water permeable body 81 arranged in the measurement space. The respective packers 62, 72 are also formed of a material having water permeability. Especially, the water permeable body 81 arranged in the measurement space is formed of a material having higher water permeability compared to the material forming the respective packers 62, 72. Consequently, there is no need to prepare an air packer, and thus the flow velocity and flow direction meter 1 can be downsized.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地下水の流速及び流向を計測する流速流向計、及び、当該流速流向計が挿入されるスクリーンに関する。   The present invention relates to a flow velocity meter that measures the flow velocity and flow direction of groundwater, and a screen into which the flow velocity meter is inserted.

従来、地下水の流れ(流速及び流向)を計測する方法として、比抵抗測定方式による計測方法が知られている(特許文献1参照)。
比抵抗測定方式による計測方法では、計測領域において、地下水とは比抵抗が異なるトレーサ(蒸留水等)が配置される。また、計測領域に配置された複数の電極を用いて、トレーサの移動により発生する比抵抗の変化が検出される。そして、検出された比抵抗の変化に基づいて、地下水の流速及び流向が算出される。
Conventionally, a measurement method using a specific resistance measurement method is known as a method for measuring the flow (flow velocity and flow direction) of groundwater (see Patent Document 1).
In the measurement method using the specific resistance measurement method, a tracer (distilled water or the like) having a specific resistance different from that of groundwater is arranged in the measurement region. In addition, a change in specific resistance caused by movement of the tracer is detected using a plurality of electrodes arranged in the measurement region. Then, based on the detected change in specific resistance, the flow velocity and flow direction of groundwater are calculated.

次に、従来の比抵抗測定方式による計測方法に用いられていた設備を説明する。
図10は、従来の流速流向計の構成を示す図である。図11は、従来の流速流向計の計測部の構成を示す断面図である。
なお、図10及び図11では、ケーシングパイプP1がボーリング孔h内に配置され、かつ、流速流向計100がケーシングパイプP1内に配置されている状態を示している。
まず、従来の比抵抗測定方式による計測方法に用いられていたケーシングパイプP1の構成を説明する。
図10に示すように、ケーシングパイプP1は、底面を有し、天面が開放された円筒状に形成されている。また、ケーシングパイプP1は、地下水を通過(流入及び流出)させることが可能なスクリーン部200を有している。
スクリーン部200は、円筒状に形成され、その全周に亘って、複数のスリットが形成されている。具体的には、スクリーン部200として、円筒状のウェッジワイヤースクリーン等が用いられている。
Next, the equipment used for the measurement method by the conventional specific resistance measurement method will be described.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional flow velocity direction meter. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a measurement unit of a conventional flow velocity direction meter.
10 and 11 show a state in which the casing pipe P1 is disposed in the boring hole h, and the flow velocity meter 100 is disposed in the casing pipe P1.
First, the structure of the casing pipe P1 used for the measuring method by the conventional specific resistance measuring method is demonstrated.
As shown in FIG. 10, the casing pipe P1 is formed in a cylindrical shape having a bottom surface and an open top surface. Moreover, the casing pipe P1 has the screen part 200 which can let groundwater pass (inflow and outflow).
The screen part 200 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of slits are formed over the entire circumference. Specifically, a cylindrical wedge wire screen or the like is used as the screen unit 200.

次に、従来の比抵抗測定方式による計測方法に用いられていた流速流向計100の構成を説明する。
図10に示すように、流速流向計100は、ケーシングパイプP1内に挿入されるプローブ部110と、プローブ部110の上端に接続された定方位ロッド120と、地上に設定されるコントローラ(図示せず)と、を含んで構成されている。
プローブ部110は、一対のエアパッカー111a,111bと、一対のエアパッカー111a,111bの間に配置された測定器本体112と、を備えている。
各エアパッカー111a,111bは、ゴム等の弾性体によって、袋状に形成されている。そして、各エアパッカー111a,111bは、その内部に気体を注入することにより、膨張させることが可能となっている。具体的には、各エアパッカー111a,111bには、地上に設置されているボンベから気体を圧送するためのチューブ(図示せず)が接続されている。そして、各エアパッカー111a,111bは、チューブを介して、ボンベから気体を圧送することによって、膨張させることが可能となっている。
測定器本体112には、地下水を通過(流入及び流出)させる計測部113が設けられている。計測部113は、その外周がステンレスメッシュmにより覆われ、円筒状に形成されている。図11に示すように、計測部113には、中心電極cと、複数の周辺電極pと、が配置されている。複数の周辺電極pは、中心電極cの周囲に配置されている。また、計測部113の内側(ステンレスメッシュmの内側)には、ガラスビーズf1が充填されている。
中心電極cは、鉛直方向に沿って延びる管状に形成されている。中心電極cの上流側には、ピストン(図示せず)を介して、地上に設置されているトレーサタンクからトレーサ(蒸留水)を圧送するためのチューブ(図示せず)が接続されている。また、中心電極cには、トレーサタンクから圧送されたトレーサを置換するためのピストン機構(図示せず)と、置換されたトレーサが放出される複数の放出孔と、が設けられている。そして、放出孔は、計測部113内に配置されている。
Next, the structure of the flow velocity direction meter 100 used in the measurement method by the conventional specific resistance measurement method will be described.
As shown in FIG. 10, a flow velocity meter 100 includes a probe unit 110 inserted into the casing pipe P1, a fixed orientation rod 120 connected to the upper end of the probe unit 110, and a controller (not shown) set on the ground. Z)).
The probe unit 110 includes a pair of air packers 111a and 111b, and a measuring instrument main body 112 disposed between the pair of air packers 111a and 111b.
Each air packer 111a, 111b is formed in a bag shape by an elastic body such as rubber. And each air packer 111a, 111b can be expanded by injecting gas into the inside. Specifically, a tube (not shown) for pumping gas from a cylinder installed on the ground is connected to each of the air packers 111a and 111b. And each air packer 111a, 111b can be expanded by pumping gas from a cylinder through a tube.
The measuring device main body 112 is provided with a measuring unit 113 that allows groundwater to pass (inflow and outflow). The outer periphery of the measuring unit 113 is covered with a stainless mesh m and is formed in a cylindrical shape. As shown in FIG. 11, the measurement unit 113 includes a center electrode c and a plurality of peripheral electrodes p. The plurality of peripheral electrodes p are arranged around the center electrode c. Further, the inside of the measurement unit 113 (inside the stainless mesh m) is filled with glass beads f1.
The center electrode c is formed in a tubular shape extending along the vertical direction. A tube (not shown) for pumping tracer (distilled water) from a tracer tank installed on the ground is connected to the upstream side of the center electrode c via a piston (not shown). The center electrode c is provided with a piston mechanism (not shown) for replacing the tracer pumped from the tracer tank and a plurality of discharge holes through which the replaced tracer is discharged. The discharge hole is disposed in the measurement unit 113.

次に、ケーシングパイプP1及び流速流向計100を用いて地下水の流れを計測する際の手順を説明する。
地下水の流れを計測する際には、まず、地盤Gにおいて、ボーリング孔h(裸孔)が掘削される。この際、ボーリング孔hは、地盤内Gにおける地下水の流れを計測する対象とされている領域(以下、「対象領域」とする)より深い位置まで掘削される。
次に、ケーシングパイプP1が、ボーリング孔h内に設置される。この際、スクリーン部200が、対象領域と同一の深さに配置される。また、対象領域におけるボーリング孔hの孔壁(内周面)とケーシングパイプP1の外周面との間に、珪砂等の孔内充填材f2が充填される。さらに、対象領域以外の孔壁とケーシングパイプP1との隙間が、ベントナイト(粘性土)f4により塞がれる。
次に、プローブ部110が、ケーシングパイプP1内に設置される。この際、プローブ部110は、定方位ロッド120により、所定の向き(複数の周辺電極pのうち特定の周辺電極p(1番の電極)が磁北方向)を維持した状態で配置される。また、計測部113が、対象領域と同一の深さに配置される。
次に、下側のエアパッカー111bが膨張された後に、ケーシングパイプP1の内周面と計測部113の外周面との間に、珪砂等の間隙充填材f3が充填され、その後、上側のエアパッカー111aが膨張される。
以上によって、流速流向計100の設置が完了する。そして、流速流向計100の設置の完了後、半日(翌朝)の経過後に、対象領域における地下水の流れの計測を開始する。ここで、流速流向計100の設置の完了後、半日(翌朝)の経過を待つ理由は、対象領域における地下水の流れの安定(間隙水圧)と、流速流向計100に内蔵しているトレーサが地下水の温度と同じ(温度の違いによる密度流の防止)となるのを待つためである。
Next, the procedure at the time of measuring the flow of groundwater using the casing pipe P1 and the flow velocity direction meter 100 will be described.
When measuring the flow of groundwater, first, a boring hole h (bare hole) is excavated in the ground G. At this time, the borehole h is excavated to a position deeper than a region (hereinafter referred to as “target region”) that is a target for measuring the flow of groundwater in the ground G.
Next, the casing pipe P1 is installed in the boring hole h. At this time, the screen unit 200 is disposed at the same depth as the target region. In addition, a hole filling material f2 such as silica sand is filled between the hole wall (inner circumferential surface) of the boring hole h and the outer circumferential surface of the casing pipe P1 in the target region. Further, the gap between the hole wall other than the target region and the casing pipe P1 is closed by bentonite (cohesive soil) f4.
Next, the probe part 110 is installed in the casing pipe P1. At this time, the probe unit 110 is arranged in a state in which a predetermined orientation (a specific peripheral electrode p (first electrode) among the plurality of peripheral electrodes p is in the magnetic north direction) is maintained by the fixed orientation rod 120. Further, the measurement unit 113 is arranged at the same depth as the target region.
Next, after the lower air packer 111b is expanded, a gap filler f3 such as silica sand is filled between the inner peripheral surface of the casing pipe P1 and the outer peripheral surface of the measuring unit 113, and then the upper air packer 111b is expanded. The packer 111a is inflated.
Thus, the installation of the flow velocity meter 100 is completed. Then, after the installation of the flow velocity meter 100 is completed, the measurement of the flow of groundwater in the target area is started after a lapse of half a day (next morning). Here, after the installation of the flow velocity meter 100 is completed, the reason for waiting for the passage of half a day (next morning) is the stability of the flow of groundwater in the target area (pore water pressure) and the tracer built in the flow velocity meter 100 is groundwater. This is to wait for the temperature to be the same (preventing density flow due to temperature difference).

特開2007−57473号公報JP 2007-57473 A

しかしながら、従来の流速流向計100では、小型化が困難であった。
すなわち、流速流向計100では、プローブ部110において、2つのエアパッカー111a,111bを備える必要があるため、プローブ部110の小型化が困難であった。
また、流速流向計100では、測定器本体112において、中心電極c内にトレーサ(蒸留水)を圧送するためのピストンを備える必要があるため、測定器本体112の小型化が困難であった。
さらに、流速流向計100では、地上のボンベから各エアパッカー111a,111bに気体を圧送するためのチューブ2本と、トレーサタンクからピストンにトレーサ(蒸留水)を圧送するためのチューブ1本と、トレーサを計測部113の中心へ置換するためのチューブ2本と、が必要となるため、地上とプローブ部110との間に配置されるチューブの数を減らすことが困難であった。
特に、プローブ部110(測定器本体112)の小型化が困難であることに伴い、ボーリング孔hの孔径を小さくすることが困難であった。
本発明の課題は、小型化を図ることが可能な流速流向計、及び、当該流速流向計に好適なスクリーンを提供することにある。
However, it is difficult to reduce the size of the conventional flow velocity meter 100.
That is, in the flow velocity direction meter 100, since it is necessary to provide the two air packers 111a and 111b in the probe unit 110, it is difficult to reduce the size of the probe unit 110.
Further, in the flow velocity direction meter 100, the measuring device main body 112 needs to be provided with a piston for pumping a tracer (distilled water) into the center electrode c. Therefore, it is difficult to reduce the size of the measuring device main body 112.
Furthermore, in the flow velocity meter 100, two tubes for pumping gas from the above-mentioned cylinders to the air packers 111a and 111b, one tube for pumping tracer (distilled water) from the tracer tank to the piston, Since two tubes for replacing the tracer with the center of the measurement unit 113 are required, it is difficult to reduce the number of tubes arranged between the ground and the probe unit 110.
In particular, since it is difficult to reduce the size of the probe unit 110 (measuring instrument main body 112), it is difficult to reduce the diameter of the boring hole h.
An object of the present invention is to provide a flow velocity meter that can be miniaturized and a screen that is suitable for the flow velocity meter.

上記目的を達成するために、第一の発明に係る流速流向計は、一対のパッカーと、一対のパッカーの間に形成された計測領域と、前記計測領域に配置された複数の電極と、前記計測領域に配置された透水体と、中心電極部を兼ねたトレーサ管を備え、前記パッカーは、透水性を有する材料により形成され、前記透水体は、前記パッカーを形成する材料と比較して、透水性が高い材料により形成されていることを特徴とする。
第一の発明に係る流速流向計では、一対のパッカーが、それぞれ、連続気泡体(スポンジ)等の透水性を有する柔軟な材料により形成されている。これによって、エアパッカーを備えることなく、スクリーンやケーシングパイプに対して密着させることができ、流速流向計を小型化することが可能となる。
特に、第一の発明に係る流速流向計では、計測領域において、不織布、連続気泡体(スポンジ)等の柔軟な透水体が配置されている。これによって、透水体により、地下水を誘導・整流することができる。したがって、計測領域において、ガラスビーズを充填する必要がなくなり、ガラスビーズを充填・交換する手間を削減することが可能となる。また、計測時に、計測領域において、柔軟な透水体がスクリーンに対して密着することにより、珪砂を充填する必要がなくなり、ケーシングパイプP1の底部において砂溜まりが出来ることを防止することが可能となる。
さらに、第一の発明に係る流速流向計では、透水体が、パッカーを形成する材料と比較して、透水性が高い材料により形成されている。これによって、透水体内に流入した地下水のパッカー側への流出が抑制される。したがって、計測空間における地下水の上昇流又は下降流の発生を抑制でき、計測精度を向上することが可能となる。
ここで、流速流向計としては、後述する流速流向計1が該当する。一対のパッカーとしては、後述する上側パッカー62及び下側パッカー72が該当する。計測領域としては、後述する計測空間(計測部80)が該当する。複数の電極としては、後述する中心電極c及び周辺電極p1〜p12が該当する。透水体としては、後述する透水体81が該当する。
To achieve the above object, a flow velocity meter according to the first invention includes a pair of packers, a measurement region formed between a pair of packers, a plurality of electrodes arranged in the measurement region, A water permeable body arranged in a measurement region and a tracer tube that also serves as a central electrode part, the packer is formed of a material having water permeability, and the water permeable body is compared with a material that forms the packer, It is formed of a material having high water permeability.
In the flow velocity flowmeter according to the first invention, the pair of packers are each formed of a flexible material having water permeability such as an open cell (sponge). Accordingly, the air flow packer can be brought into close contact with the screen and the casing pipe without providing an air packer, and the flow velocity flow direction meter can be downsized.
In particular, in the flow velocity flowmeter according to the first invention, a flexible water permeable body such as a nonwoven fabric or an open cell (sponge) is disposed in the measurement region. Thereby, groundwater can be induced / rectified by the permeable body. Therefore, it is not necessary to fill the glass beads in the measurement region, and it is possible to reduce the trouble of filling and replacing the glass beads. Further, at the time of measurement, in the measurement area, the flexible water-permeable body comes into close contact with the screen, so that it is not necessary to fill the silica sand, and it is possible to prevent the sand accumulation at the bottom of the casing pipe P1. .
Furthermore, in the flow velocity direction meter according to the first invention, the water permeable body is formed of a material having high water permeability as compared with the material forming the packer. Thereby, the outflow to the packer side of the groundwater which flowed into the permeable body is suppressed. Therefore, generation | occurrence | production of the upward flow or downward flow of groundwater in measurement space can be suppressed, and it becomes possible to improve measurement accuracy.
Here, the flow velocity direction meter 1 described later corresponds to the flow velocity direction meter. The pair of packers corresponds to an upper packer 62 and a lower packer 72 described later. A measurement space (measurement unit 80) described later corresponds to the measurement region. The plurality of electrodes correspond to the center electrode c and the peripheral electrodes p1 to p12 described later. The water-permeable body 81 described later corresponds to the water-permeable body.

第二の発明に係る流速流向計は、第一の発明に係る流速流向計において、前記透水体は、不織布又は連続気泡体により形成されていることを特徴とする。
第二の発明に係る流速流向計によれば、計測領域における地下水の流れを安定させることが可能となる。
A flow velocity flow meter according to a second invention is the flow velocity flow meter according to the first invention, wherein the water permeable body is formed of a nonwoven fabric or an open cell body.
According to the flow velocity flow meter according to the second invention, the flow of groundwater in the measurement region can be stabilized.

第三の発明に係るスクリーンは、所定の開口率で形成されたスクリーンであって、複数の縦線材と、少なくとも一の横線材と、を組み合わせてなり、縦線材と横線材との接続部では、縦線材が、横線材の厚み方向の内側に埋設されていることを特徴とする。
第三の発明に係るスクリーンでは、縦線材と横線材との接続部において、縦線材が、横線材の厚み方向の内側に埋設されている。これによって、スクリーン内に上記の透水体が配置されたときに、計測領域における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
すなわち、縦線材と横線材との接続部において、縦線材が、横線材に対して軸心側に向かって突出している場合には、スクリーン内に透水体が配置されたときに、横線材に対して突出している縦線材の各側方において、透水体との間に隙間が発生し易く、当該隙間を介して、縦線材に沿う上昇流又は下降流が発生する恐れがある。
これに対して、第三の発明に係るスクリーンでは、縦線材と横線材との接続部において、縦線材が、横線材に対して軸心側に向かって突出していないため、スクリーン内に透水体が配置されたときに、横線材の全周に亘って、横線材の内周面と透水体の外周面とを接触させることができる。したがって、スクリーンの内周面と透水体の外周面との間における隙間(鉛直方向に沿って延びる隙間)の発生を抑制することができ、計測領域における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
ここで、スクリーンとしては、後述するスクリーン部5が該当する。縦線材としては、後述する縦線材xが該当する。横線材としては、後述する横線材yが該当する。
A screen according to a third invention is a screen formed with a predetermined aperture ratio, which is a combination of a plurality of vertical wires and at least one horizontal wire, and at the connecting portion between the vertical wires and the horizontal wires. The vertical wire is embedded inside the thickness direction of the horizontal wire.
In the screen which concerns on 3rd invention, the vertical wire is embed | buried inside the thickness direction of a horizontal wire in the connection part of a vertical wire and a horizontal wire. Thereby, when the above-mentioned permeable body is arranged in the screen, it is possible to suppress the generation of the upward flow or the downward flow in the measurement region.
That is, when the vertical wire protrudes toward the axial center side with respect to the horizontal wire at the connecting portion between the vertical wire and the horizontal wire, when the permeable body is disposed in the screen, On each side of the protruding vertical wire, a gap is likely to be generated between the permeable body and an upward flow or a downward flow along the vertical wire may be generated through the clearance.
On the other hand, in the screen according to the third aspect of the invention, the vertical wire does not protrude toward the axial center side with respect to the horizontal wire at the connecting portion between the vertical wire and the horizontal wire. When is arranged, the inner peripheral surface of the horizontal wire can be brought into contact with the outer peripheral surface of the permeable body over the entire circumference of the horizontal wire. Therefore, generation | occurrence | production of the clearance gap (gap extended along a perpendicular direction) between the internal peripheral surface of a screen and the outer peripheral surface of a permeable body can be suppressed, and generation | occurrence | production of the upflow or downflow in a measurement area | region can be suppressed. Is possible.
Here, the screen unit 5 described later corresponds to the screen. As the vertical wire, the vertical wire x described later corresponds. As a horizontal wire, the horizontal wire y mentioned later corresponds.

第四の発明に係るスクリーンは、第三の発明に係るスクリーンにおいて、横線材は、螺旋状に巻回されていることを特徴とする。
第四の発明に係るスクリーンによれば、計測領域における上昇流又は下降流の発生を更に抑制することが可能となる。
A screen according to a fourth aspect of the invention is the screen according to the third aspect of the invention, characterized in that the horizontal wire is wound spirally.
With the screen according to the fourth aspect of the invention, it is possible to further suppress the occurrence of upward flow or downward flow in the measurement region.

第五の発明に係る流速流向計は、一対のパッカーと、一対のパッカーの間に形成された計測領域と、前記計測領域に配置された複数の電極と、トレーサが収容されるトレーサタンクと、前記トレーサタンクに接続されたトレーサ管と、を備え、前記トレーサ管は、開口部と、前記開口部より下流側に設けられた排出口と、を有し、前記開口部は、前記計測領域に設けられ、前記排出口は、トレーサを、一対のパッカーのうち、下側のパッカーより下方の領域に排出することが可能となるように設けられていることを特徴とする。
第五の発明に係る流速流向計では、トレーサ管が、開口部と、開口部より下流側に設けられた排出口と、を有している。特に、開口部が、計測領域に設けられ、排出口が、トレーサを、下側のパッカーより下方の領域に排出することが可能となるように設けられている。これによって、トレーサ管内にトレーサを圧送し、トレーサを排出口から排出させることによって、開口部の内側において、トレーサを配置(置換)することができる。そして、計測領域を流れる地下水によって、開口部の内側に配置されているトレーサを、開口部の外側に移動させることができる。したがって、中心電極c内の地下水をトレーサTに置換するためのピストンを設置する必要がなくなり、流速流向計を小型化することが可能となる。
ここで、流速流向計としては、後述する流速流向計1が該当する。一対のパッカーとしては、後述する上側パッカー62及び下側パッカー72が該当する。計測領域としては、後述する計測空間(計測部80)が該当する。複数の電極としては、後述する中心電極c及び周辺電極p1〜p12が該当する。トレーサとしては、後述する蒸留水Tが該当する。トレーサタンクとしては、後述する蒸留水タンク52が該当する。トレーサ管としては、後述する中心電極cが該当する。開口部としては、後述する開口部64が該当する。排出口としては、後述する排出口eが該当する。
A flow velocity flowmeter according to a fifth invention is a pair of packers, a measurement region formed between the pair of packers, a plurality of electrodes arranged in the measurement region, a tracer tank in which a tracer is accommodated, A tracer pipe connected to the tracer tank, the tracer pipe having an opening and a discharge port provided on the downstream side of the opening, and the opening is in the measurement region. The discharge port is provided such that the tracer can be discharged to a region below the lower packer of the pair of packers.
In the flow velocity flowmeter according to the fifth aspect of the invention, the tracer pipe has an opening and an outlet provided on the downstream side of the opening. In particular, the opening is provided in the measurement area, and the discharge port is provided so that the tracer can be discharged to an area below the lower packer. Accordingly, the tracer can be disposed (replaced) inside the opening by pumping the tracer into the tracer tube and discharging the tracer from the discharge port. And the tracer arrange | positioned inside an opening part can be moved to the outer side of an opening part with the groundwater which flows through a measurement area | region. Therefore, it is not necessary to install a piston for replacing the ground water in the center electrode c with the tracer T, and the flow velocity flow meter can be miniaturized.
Here, the flow velocity direction meter 1 described later corresponds to the flow velocity direction meter. The pair of packers corresponds to an upper packer 62 and a lower packer 72 described later. A measurement space (measurement unit 80) described later corresponds to the measurement region. The plurality of electrodes correspond to the center electrode c and the peripheral electrodes p1 to p12 described later. As the tracer, distilled water T described later is applicable. A distilled water tank 52 described later corresponds to the tracer tank. A center electrode c described later corresponds to the tracer tube. An opening 64 described later corresponds to the opening. A discharge port e described later corresponds to the discharge port.

第六の発明に係る流速流向計は、第五の発明に係る流速流向計において、複数の電極の中心に配置された中心電極を備え、前記トレーサ管は、前記中心電極とされることを特徴とする。
第六の発明に係る流速流向計によれば、流速流向計を更に小型化することが可能となる。
A flow velocity current meter according to a sixth invention is the flow velocity current meter according to the fifth invention, comprising a center electrode arranged at the center of a plurality of electrodes, wherein the tracer tube is the center electrode. And
According to the flow velocity direction meter according to the sixth invention, the flow velocity direction meter can be further reduced in size.

本発明によれば、流速流向計を小型化することが可能となり、これに伴い、ボーリング孔hの孔径を小さくすることが可能となる。   According to the present invention, the flow velocity direction meter can be reduced in size, and accordingly, the hole diameter of the boring hole h can be reduced.

本発明の実施形態に係る流速流向計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the flow velocity flow direction meter which concerns on embodiment of this invention. センサーユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a sensor unit. 計測部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows a measurement part. 計測部の水平面に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the horizontal surface of a measurement part. 蒸留水置換機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a distilled water substitution mechanism. 基板ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a board | substrate unit. スクリーン部の鉛直面に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the vertical plane of a screen part. スクリーン部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a screen part. 地下水の流速及び流向を計測する原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle which measures the flow velocity and flow direction of groundwater. 従来の流速流向計の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional flow velocity direction meter. 従来の流速流向計の計測部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the measurement part of the conventional flow velocity flow direction meter.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(流速流向計1の構成)
まず、本発明の実施形態に係る流速流向計1を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る流速流向計の構成を示す図である。図2は、センサーユニットの構成を示す図である。図3は、計測部を示す拡大図である。図4は、計測部の水平面に沿う断面図である。図5は、蒸留水置換機構の構成を示す図である。図6は、基板ユニットの構成を示す図である。
図1に示すように、流速流向計1は、ケーシングパイプP2内に挿入される測定器本体10と、測定器本体10に接続される挿入用ロッド20と、地上に設定されるコントローラ(図示せず)と、を含んで構成されている。
測定器本体部10は、センサーユニット11と、基板ユニット12と、を含んで構成されている。
図2に示すように、センサーユニット11は、センサー部30と、蒸留水制御部40と、蒸留水タンク収容部50と、を含んで構成されている。
センサー部30は、固定ベース部60と、固定ベース部60に対して着脱することが可能な着脱ベース部70と、固定ベース部60と着脱ベース部70との間に形成された計測部80と、を含んで構成されている。
(Configuration of flow velocity direction meter 1)
First, a flow velocity direction meter 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a flow velocity direction meter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the sensor unit. FIG. 3 is an enlarged view showing the measurement unit. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the horizontal plane of the measurement unit. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the distilled water replacement mechanism. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the substrate unit.
As shown in FIG. 1, the flow velocity direction meter 1 includes a measuring instrument body 10 inserted into the casing pipe P2, an insertion rod 20 connected to the measuring instrument body 10, and a controller (not shown) set on the ground. Z)).
The measuring instrument main body 10 includes a sensor unit 11 and a substrate unit 12.
As shown in FIG. 2, the sensor unit 11 includes a sensor unit 30, a distilled water control unit 40, and a distilled water tank storage unit 50.
The sensor unit 30 includes a fixed base unit 60, a removable base unit 70 that can be attached to and detached from the fixed base unit 60, and a measuring unit 80 that is formed between the fixed base unit 60 and the removable base unit 70. , Including.

固定ベース部60は、枠体61と、中心電極cと、複数(本実施形態では、12本)の周辺電極p1〜p12と、上側パッカー62と、温度計63と、を含んで構成されている。
枠体61は、絶縁材料(絶縁体)により、略円筒状に形成されている。本実施形態では、枠体61は、アクリルにより形成されている。
中心電極cは、電気伝導材料(電気伝導体)により、円筒状(パイプ状)に形成されている。本実施形態では、中心電極cとして、ステンレス製の直管パイプが用いられている。そして、中心電極cでは、その内側が、蒸留水Tの圧送路(流路)となる。
中心電極cは、鉛直方向に沿って、直線状に延びている。中心電極cは、枠体61の内側において、枠体61の中心軸に沿って(同軸状に)配置されている。そして、中心電極cは、枠体61の下端部から下方に向かって突出している。
図3に示すように、中心電極cの下端には、蒸留水Tが排出(放出)される排出口eが設けられている。ここで、中心電極cの下端は、着脱ベース部70の下端より下方の位置に達している。これによって、測定器本体10では、排出口eを介して、着脱ベース部70(後述する下側パッカー72)より下方の位置に、蒸留水Tを排出することが可能となっている。
また、中心電極cには、開口部64が設けられている。開口部64は、排出口eに対して上流側に設けられている。特に、開口部64は、後述する計測空間(計測部80)内に配置されるように設けられている。開口部64には、その全周に亘って、複数の貫通孔が略均一に設けられている。本実施形態では、開口部64は、網目状(メッシュ状)に形成されている。そして、開口部64では、各貫通孔を介して、中心電極cの外側及び内側が、互いに連通している。
これによって、中心電極cでは、開口部64において、地下水を通過させることが可能となっている。すなわち、中心電極cでは、開口部64(各貫通孔)を介して、地下水を内側に流入させるとともに、内側に流入した地下水を外側に流出させることが可能となっている。特に、開口部64を通過(流入及び流出)する地下水の流れに乗せて、開口部64の内側に配置されている蒸留水Tを、開口部64外側に流出させることが可能となっている。
The fixed base portion 60 includes a frame body 61, a center electrode c, a plurality (12 in this embodiment) of peripheral electrodes p1 to p12, an upper packer 62, and a thermometer 63. Yes.
The frame 61 is formed in a substantially cylindrical shape by an insulating material (insulator). In the present embodiment, the frame body 61 is made of acrylic.
The center electrode c is formed in a cylindrical shape (pipe shape) from an electrically conductive material (electrical conductor). In this embodiment, a stainless steel straight pipe is used as the center electrode c. And in the center electrode c, the inner side becomes a pressure feed path (flow path) of the distilled water T.
The center electrode c extends linearly along the vertical direction. The center electrode c is disposed along the center axis of the frame body 61 (coaxially) inside the frame body 61. The center electrode c protrudes downward from the lower end portion of the frame body 61.
As shown in FIG. 3, a discharge port e through which distilled water T is discharged (released) is provided at the lower end of the center electrode c. Here, the lower end of the center electrode c reaches a position below the lower end of the detachable base part 70. Thereby, in the measuring device main body 10, the distilled water T can be discharged to a position below the detachable base portion 70 (lower packer 72 described later) through the discharge port e.
The center electrode c is provided with an opening 64. The opening 64 is provided on the upstream side with respect to the discharge port e. In particular, the opening 64 is provided so as to be disposed in a measurement space (measurement unit 80) described later. The opening 64 is provided with a plurality of through holes substantially uniformly over the entire circumference. In the present embodiment, the opening 64 is formed in a mesh shape (mesh shape). And in the opening part 64, the outer side and inner side of the center electrode c are mutually connected via each through-hole.
Thereby, in the center electrode c, it is possible to allow groundwater to pass through the opening 64. That is, in the center electrode c, it is possible to allow groundwater to flow inward through the opening 64 (each through hole) and to discharge the groundwater flowing inward to the outside. In particular, the distilled water T arranged inside the opening 64 can be discharged to the outside of the opening 64 by being put on the flow of groundwater passing (inflow and outflow) through the opening 64.

各周辺電極p1〜p12は、電気伝導材料(電気伝導体)により、円柱状(針状)に形成されている。本実施形態では、各周辺電極p1〜p12として、ステンレス製のロッドが用いられている。各周辺電極p1〜p12は、鉛直方向に沿って、直線状に延びている。各周辺電極p1〜p12は、枠体61の内側において、枠体61の内周面に沿って配置されている。そして、各周辺電極p1〜p12は、枠体61の下端部から下方に向かって突出している。各周辺電極p1〜p12の下端は、計測空間(計測部80)内に配置されている。
具体的には、図4に示すように、鉛直方向に沿う視点において、12本の周辺電極p1〜p12は、中心電極cを中心とする一の円周上に配置されている。すなわち、各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの距離(間隔)は、全ての周辺電極p1〜p12について同一となっている。また、12本の周辺電極p1〜p12は、互いに等角度間隔(本実施形態では、30°間隔)で配置されている。
ここで、全ての電極c,p1〜p12は、枠体61によって、互いに絶縁されている。
Each of the peripheral electrodes p1 to p12 is formed in a cylindrical shape (needle shape) from an electrically conductive material (electrical conductor). In the present embodiment, stainless steel rods are used as the peripheral electrodes p1 to p12. Each of the peripheral electrodes p1 to p12 extends linearly along the vertical direction. The peripheral electrodes p <b> 1 to p <b> 12 are arranged along the inner peripheral surface of the frame body 61 inside the frame body 61. The peripheral electrodes p <b> 1 to p <b> 12 protrude downward from the lower end portion of the frame body 61. The lower ends of the peripheral electrodes p1 to p12 are arranged in the measurement space (measurement unit 80).
Specifically, as shown in FIG. 4, the twelve peripheral electrodes p <b> 1 to p <b> 12 are arranged on one circumference centered on the central electrode c at a viewpoint along the vertical direction. That is, the distances (intervals) between the peripheral electrodes p1 to p12 and the center electrode c are the same for all the peripheral electrodes p1 to p12. Further, the twelve peripheral electrodes p1 to p12 are arranged at equiangular intervals (30 ° intervals in the present embodiment).
Here, all the electrodes c and p1 to p12 are insulated from each other by the frame body 61.

上側パッカー62は、透水性を有する材料により形成されている。具体的には、上側パッカー62は、弾性を有する連続気泡体により形成されている。特に、上側パッカー62は、後述する透水体81を形成する材料と比較して、硬く、かつ、弾性係数が大きい材料により形成されている。本実施形態では、上側パッカー62は、連続気泡構造(連通気泡構造)の硬質フォーム材(スポンジ)により形成されている。
上側パッカー62は、所定の厚みを有する円筒状に形成されている。上側パッカー62は、枠体61の外周面を覆うように配置されている。上側パッカー62の内周面は、枠体61の外周面に密着している。上側パッカー62の下端の位置は、枠体61の下端の位置と略一致している。すなわち、上側パッカー62の下面(底面)は、枠体61の下面(底面)と略同一面上に配置されている。
ここで、上側パッカー62の外径は、ケーシングパイプP2の内径より大きくなっている。これによって、測定器本体10がケーシングパイプP2の内側に挿入された際に、上側パッカー62の弾性(収縮)により、上側パッカー62の外周面とケーシングパイプP2の内周面とを密着させることができる。
本実施形態では、枠体61の外周面において、1つ(一連)の上側パッカー62が配置されている。しかしながら、枠体61の外周面において、鉛直方向に沿って、互いに独立した複数(例えば、2つ)の上側パッカー62が配置されている構成としても構わない。
The upper packer 62 is formed of a material having water permeability. Specifically, the upper packer 62 is formed of an open cell body having elasticity. In particular, the upper packer 62 is made of a material that is harder and has a larger elastic coefficient than a material that forms the water-permeable body 81 described later. In the present embodiment, the upper packer 62 is formed of a hard foam material (sponge) having an open cell structure (open cell structure).
The upper packer 62 is formed in a cylindrical shape having a predetermined thickness. The upper packer 62 is disposed so as to cover the outer peripheral surface of the frame body 61. The inner peripheral surface of the upper packer 62 is in close contact with the outer peripheral surface of the frame body 61. The position of the lower end of the upper packer 62 substantially coincides with the position of the lower end of the frame body 61. That is, the lower surface (bottom surface) of the upper packer 62 is disposed on substantially the same surface as the lower surface (bottom surface) of the frame body 61.
Here, the outer diameter of the upper packer 62 is larger than the inner diameter of the casing pipe P2. Thereby, when the measuring instrument main body 10 is inserted inside the casing pipe P2, the outer peripheral surface of the upper packer 62 and the inner peripheral surface of the casing pipe P2 can be brought into close contact by the elasticity (shrinkage) of the upper packer 62. it can.
In the present embodiment, one (series) upper packer 62 is arranged on the outer peripheral surface of the frame body 61. However, a plurality of (for example, two) upper packers 62 that are independent from each other may be arranged along the vertical direction on the outer peripheral surface of the frame body 61.

温度計63は、サーミスタ等により構成されている。温度計63は、枠体61の内側に配置されている。そして、温度計63は、枠体61の温度を検出(計測)することによって、計測空間(計測部80)を流れる地下水の温度による枠体61の温度変化を検出する。温度計63は、後述する制御基板91(具体的には、温度計アンプ)に対して、検出信号を出力する。   The thermometer 63 is composed of a thermistor or the like. The thermometer 63 is disposed inside the frame body 61. And the thermometer 63 detects the temperature change of the frame 61 by the temperature of the groundwater which flows through measurement space (measurement part 80) by detecting the temperature of the frame 61 (measurement). The thermometer 63 outputs a detection signal to a control board 91 (specifically, a thermometer amplifier) described later.

着脱ベース部70は、枠体71と、下側パッカー72と、を含んで構成されている。
枠体71は、絶縁材料(絶縁体)により、略円柱状に形成されている。本実施形態では、枠体71は、アクリルにより形成されている。枠体71には、その中心軸に沿って、電極挿通孔(図示せず)が設けられている。電極挿通孔は、貫通孔となっている。
The detachable base part 70 includes a frame body 71 and a lower packer 72.
The frame 71 is formed in a substantially cylindrical shape by an insulating material (insulator). In the present embodiment, the frame 71 is made of acrylic. The frame 71 is provided with an electrode insertion hole (not shown) along its central axis. The electrode insertion hole is a through hole.

下側パッカー72は、上側パッカー62と同一の材料により形成される。すなわち、下側パッカー72は、透水性を有する材料により形成されている。特に、下側パッカー72は、後述する透水体81を形成する材料と比較して、硬く、かつ、弾性係数が大きい材料により形成されている。具体的には、下側パッカー72は、弾性を有する連続気泡体により形成されている。本実施形態では、下側パッカー72は、連続気泡構造(連通気泡構造)の硬質フォーム材(スポンジ)により形成されている。
下側パッカー72は、所定の厚みを有する円筒状に形成されている。下側パッカー72は、枠体71の外周面を覆うように配置されている。下側パッカー72の内周面は、枠体71の外周面に密着している。下側パッカー72の上端の位置は、枠体71の上端の位置と略一致している。すなわち、下側パッカー72の上面(天面)は、枠体71の上面(天面)と略同一面上に配置されている。
ここで、下側パッカー72の外径は、上側パッカー72の外径と略同一となっている。すなわち、下側パッカー72の外径は、ケーシングパイプP2の内径より大きくなっている。これによって、測定器本体10がケーシングパイプP2の内側に挿入された際に、下側パッカー72の弾性(収縮)により、下側パッカー72の外周面とケーシングパイプP2の内周面とを密着させることができる。
本実施形態では、枠体71の外周面において、1つ(一連)の下側パッカー72が配置されている。しかしながら、枠体71の外周面において、鉛直方向に沿って、互いに独立した複数(例えば、2つ)の下側パッカー72が配置されている構成としても構わない。
The lower packer 72 is formed of the same material as the upper packer 62. That is, the lower packer 72 is made of a material having water permeability. In particular, the lower packer 72 is made of a material that is harder and has a larger elastic coefficient than a material that forms the water-permeable body 81 described later. Specifically, the lower packer 72 is formed of an open cell body having elasticity. In the present embodiment, the lower packer 72 is formed of a hard foam material (sponge) having an open cell structure (open cell structure).
The lower packer 72 is formed in a cylindrical shape having a predetermined thickness. The lower packer 72 is disposed so as to cover the outer peripheral surface of the frame 71. The inner peripheral surface of the lower packer 72 is in close contact with the outer peripheral surface of the frame 71. The position of the upper end of the lower packer 72 substantially coincides with the position of the upper end of the frame 71. That is, the upper surface (top surface) of the lower packer 72 is disposed on substantially the same plane as the upper surface (top surface) of the frame 71.
Here, the outer diameter of the lower packer 72 is substantially the same as the outer diameter of the upper packer 72. That is, the outer diameter of the lower packer 72 is larger than the inner diameter of the casing pipe P2. Thereby, when the measuring instrument main body 10 is inserted inside the casing pipe P2, the outer peripheral surface of the lower packer 72 and the inner peripheral surface of the casing pipe P2 are brought into close contact by the elasticity (shrinkage) of the lower packer 72. be able to.
In the present embodiment, one (series) lower packer 72 is arranged on the outer peripheral surface of the frame 71. However, a plurality of (for example, two) lower packers 72 that are independent of each other may be arranged on the outer peripheral surface of the frame 71 along the vertical direction.

着脱ベース部70は、電極挿通孔に中心電極cが挿通された状態で、固定ベース部60に装着されている。着脱ベース部70が固定ベース部60に装着されている状態では、中心電極cの下端部が、着脱ベース部70の下端から下方に向かって突出している。ここで、中心電極cの下端部の外周面には、ネジ溝(図示せず)が形成されている。そして、着脱ベース部70は、中心電極cの下端部のネジ溝に固定用ナットNが螺合されることによって、固定ベース部60に対して固定されている。
また、着脱ベース部70が固定ベース部60に装着されている状態では、枠体61(上側パッカー62)の下面と、枠体71(下側パッカー72)の上面とが、所定の間隔で配置される。これにって、枠体61(上側パッカー62)の下面と、枠体71(下側パッカー72)の上面との間において、地下水が流れる計測空間が構成される。
そして、センサー部30では、計測空間において、後述する透水体81が配置されることによって、計測部80が構成されている。
The detachable base part 70 is attached to the fixed base part 60 with the center electrode c inserted through the electrode insertion hole. In a state where the detachable base portion 70 is mounted on the fixed base portion 60, the lower end portion of the center electrode c protrudes downward from the lower end of the detachable base portion 70. Here, a screw groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the center electrode c. The detachable base portion 70 is fixed to the fixed base portion 60 by screwing the fixing nut N into the screw groove at the lower end portion of the center electrode c.
Further, when the detachable base portion 70 is mounted on the fixed base portion 60, the lower surface of the frame body 61 (upper packer 62) and the upper surface of the frame body 71 (lower packer 72) are arranged at a predetermined interval. Is done. Thus, a measurement space in which groundwater flows is formed between the lower surface of the frame body 61 (upper packer 62) and the upper surface of the frame body 71 (lower packer 72).
And in the sensor part 30, the measurement part 80 is comprised by arrange | positioning the permeable body 81 mentioned later in measurement space.

計測部80(計測空間)には、透水体81が配置されている。透水体81は、計測空間の略全体を埋めるように配置されている。そして、計測部80(計測空間)では、透水体81によって、地下水が、誘導(センターライズ)・整流される。
透水体81は、透水性を有する材料により形成されている。特に、透水体81は、各パッカー62,72を形成する材料と比較して、透水性が高い(透水係数が大きい)材料により形成されている。具体的には、透水体81は、弾性を有する連続気泡体により形成されている。本実施形態では、透水体81は、不織布、連続気泡構造(連通気泡構造)のフォーム材(スポンジ)等により形成されている。
透水体81は、円盤状に形成されている。透水体81は、その中心軸に沿って、貫通孔が設けられている。透水体81の鉛直方向の寸法は、計測空間の鉛直方向の寸法(枠体61の下面と枠体71の下面との間の寸法)より大きくなっている。これによって、透水体81が計測空間に配置された際に、透水体81の弾性(収縮)により、透水体81の上面と枠体61(上側パッカー62)の下面とを密着させることができるとともに、透水体81の下面と枠体71(下側パッカー72)の上面とを密着させることができる。
また、透水体81の外径は、各パッカー62,72の外径と略同一となている。すなわち、透水体81の外径は、ケーシングパイプP2(特に、後述するスクリーン部5)の内径より大きくなっている。これによって、測定器本体10がケーシングパイプP2の内側に挿入された際に、透水体81の弾性(収縮)により、透水体81の外周面とケーシングパイプP2(スクリーン部5)の内周面とを密着させることができる。
なお、透水体81の外径を、各パッカー62,72の外径より大きくしても構わない。特に、透水体81の外径を、スクリーン部5の外径より大きくしても構わない。これによって、透水体81がスクリーン部5の内側に挿入された際に、より確実に、後述する横線材yの内周面と透水体81の内周面とを密着させることが可能となる。
A permeable body 81 is disposed in the measurement unit 80 (measurement space). The permeable body 81 is disposed so as to fill substantially the entire measurement space. In the measurement unit 80 (measurement space), the water is guided (centered) and rectified by the permeable body 81.
The water permeable body 81 is formed of a material having water permeability. In particular, the water permeable body 81 is formed of a material having a high water permeability (a high water permeability coefficient) as compared with the material forming each of the packers 62 and 72. Specifically, the water permeable body 81 is formed of an open cell body having elasticity. In this embodiment, the water permeable body 81 is formed of a non-woven fabric, a foam material (sponge) having an open cell structure (open cell structure), or the like.
The permeable body 81 is formed in a disk shape. The water permeable body 81 is provided with a through hole along its central axis. The vertical dimension of the permeable body 81 is larger than the vertical dimension of the measurement space (the dimension between the lower surface of the frame body 61 and the lower surface of the frame body 71). As a result, when the permeable body 81 is placed in the measurement space, the upper surface of the permeable body 81 and the lower surface of the frame body 61 (upper packer 62) can be brought into close contact by the elasticity (shrinkage) of the permeable body 81. The lower surface of the water permeable body 81 and the upper surface of the frame body 71 (lower packer 72) can be brought into close contact with each other.
Further, the outer diameter of the water permeable body 81 is substantially the same as the outer diameter of each of the packers 62 and 72. That is, the outer diameter of the water permeable body 81 is larger than the inner diameter of the casing pipe P2 (particularly, the screen portion 5 described later). Thereby, when the measuring instrument main body 10 is inserted inside the casing pipe P2, due to the elasticity (shrinkage) of the permeable body 81, the outer peripheral surface of the permeable body 81 and the inner peripheral surface of the casing pipe P2 (screen portion 5) Can be adhered.
The outer diameter of the water permeable body 81 may be larger than the outer diameter of each of the packers 62 and 72. In particular, the outer diameter of the water permeable body 81 may be larger than the outer diameter of the screen portion 5. Thereby, when the water-permeable body 81 is inserted inside the screen part 5, it becomes possible to make the inner peripheral surface of the horizontal wire y mentioned later and the inner peripheral surface of the water-permeable body 81 adhere more reliably.

透水体81は、その貫通孔に中心電極cが挿通されるとともに、その内部に各周辺電極p1〜p12が挿通された(突き刺さった)状態で、計測空間に配置される。これによって、計測部80(計測空間)内では、鉛直方向に沿う視点において、中心電極cが中心に配置されるとともに、12本の周辺電極p1〜p12が、中心電極cを中心する一の円周上に配置される。
着脱ベース部70が固定ベース部60に装着されている状態では、上側パッカー62の下面と透水体81の上面とが密着するとともに、下側パッカー72の上面と透水体81の下面とが密着する。すなわち、鉛直方向に沿って、上側パッカー62、透水体81及び下側パッカー72が、連続して配置される。
ここで、上記のように、透水体81は、各パッカー62,72を形成する材料と比較して、透水性が高い(透水係数が大きい)材料により形成されている。すなわち、透水体81の内部は、各パッカー62,72の内部と比較して、流体(地下水及び蒸留水T)が流れ易くなっている。これによって、計測空間(透水体81)内に流入した地下水(または、蒸留水T)の各パッカー62,72側への流出が抑制される。したがって、計測空間において、地下水(または、蒸留水T)の上昇流又は下降流が発生することを抑制することが可能となる。
The permeable body 81 is disposed in the measurement space in a state where the central electrode c is inserted into the through hole and the peripheral electrodes p1 to p12 are inserted (pierced) therein. Thus, in the measurement unit 80 (measurement space), the central electrode c is arranged at the center at the viewpoint along the vertical direction, and the twelve peripheral electrodes p1 to p12 are one circle centering on the central electrode c. It is arranged on the circumference.
In a state where the detachable base part 70 is mounted on the fixed base part 60, the lower surface of the upper packer 62 and the upper surface of the permeable body 81 are in close contact, and the upper surface of the lower packer 72 and the lower surface of the permeable body 81 are in close contact. . That is, the upper packer 62, the water permeable body 81, and the lower packer 72 are continuously arranged along the vertical direction.
Here, as described above, the water permeable body 81 is formed of a material having a high water permeability (a high water permeability coefficient) as compared with the material forming the packers 62 and 72. That is, the fluid (ground water and distilled water T) flows more easily inside the water permeable body 81 than inside the packers 62 and 72. Thereby, the outflow to the packers 62 and 72 side of the groundwater (or distilled water T) which flowed in into measurement space (permeable body 81) is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an upward flow or downward flow of groundwater (or distilled water T) in the measurement space.

ここで、透水体81を交換する際には、まず、中心電極cの下端部のネジ溝に螺合されている固定用ナットNを取り外す。また、固定ベース部60の中心電極cに挿通されている着脱ベース部70を、固定ベース部60から離脱させる。そして、固定ベース部60の中心電極cに挿通されている透水体81を、固定ベース部60から離脱させる。
その後、新しい透水体81を、固定ベース部60の中心電極cに挿通させる。この際、中心電極cは、透水体81の貫通孔に挿通される。一方、各周辺電極p1〜p12は、透水体81に突き刺すことにより、透水体81の内部に挿通される。
その後、着脱ベース部70を、固定ベース部60の中心電極cに挿通させる。この際、中心電極cは、着脱ベース部70の電極挿通孔に挿通される。さらに、着脱ベース部70の下端から突出する中心電極cの下端部のネジ溝に、固定用ナットNを螺合する。これによって、透水体81の交換が完了する。
Here, when exchanging the permeable body 81, first, the fixing nut N screwed into the thread groove at the lower end of the center electrode c is removed. Further, the detachable base portion 70 inserted through the center electrode c of the fixed base portion 60 is detached from the fixed base portion 60. Then, the water permeable body 81 inserted through the center electrode c of the fixed base portion 60 is detached from the fixed base portion 60.
Thereafter, a new water permeable body 81 is inserted through the center electrode c of the fixed base portion 60. At this time, the center electrode c is inserted through the through hole of the water permeable body 81. On the other hand, each of the peripheral electrodes p <b> 1 to p <b> 12 is inserted into the water permeable body 81 by piercing the water permeable body 81.
Thereafter, the detachable base portion 70 is inserted through the center electrode c of the fixed base portion 60. At this time, the center electrode c is inserted into the electrode insertion hole of the detachable base portion 70. Further, the fixing nut N is screwed into the screw groove at the lower end portion of the center electrode c protruding from the lower end of the detachable base portion 70. Thereby, the replacement of the permeable body 81 is completed.

蒸留水制御部40は、枠体41と、枠体41の内側に配置された蒸留水圧送路42、電磁弁43及び圧力計44と、を含んで構成されている。
枠体41は、略円筒状に形成されている。本実施形態では、枠体41は、ステンレスにより形成されている。枠体41の下端部には、枠体61の上端部が嵌合されている。
図5に示すように、蒸留水圧送路42は、後述する蒸留水タンク52と、中心電極cの上端(開口)とを、互いに接続している。蒸留水圧送路42は、上流側圧送路42aと、下流側圧送路42bと、を含んで構成されている。上流側圧送路42aは、蒸留水タンク52と、電磁弁43の上流側の接続路(接続口)とを、互いに接続している。下流側圧送路42bは、電磁弁43の下流側の接続路(接続口)と、中心電極cの上端(開口)とを、互いに接続している。各圧送路42a,42bは、ナイロンチューブ等により形成されている。
電磁弁43は、ソレノイドバルブとなっている。電磁弁43には、制御基板91(具体的には、電磁弁制御回路)からの制御信号が入力される。そして、電磁弁43は、電磁弁制御回路からの制御信号の入力に応じて、上流側の接続路と下流側の接続路とを、互いに連通させ、電磁弁制御回路からの制御信号の停止に応じて、上流側の接続路と下流側の接続路とを、互いに遮断する。
The distilled water control unit 40 includes a frame body 41, a distilled water pressure feed path 42, an electromagnetic valve 43, and a pressure gauge 44 disposed inside the frame body 41.
The frame body 41 is formed in a substantially cylindrical shape. In the present embodiment, the frame body 41 is made of stainless steel. The upper end portion of the frame body 61 is fitted to the lower end portion of the frame body 41.
As shown in FIG. 5, the distilled water pressure feed path 42 connects a distilled water tank 52 described later and an upper end (opening) of the center electrode c to each other. The distilled water pressure feed path 42 includes an upstream pressure feed path 42a and a downstream pressure feed path 42b. The upstream pressure feed path 42 a connects the distilled water tank 52 and the upstream connection path (connection port) of the electromagnetic valve 43 to each other. The downstream side pressure feed path 42b connects the downstream side connection path (connection port) of the electromagnetic valve 43 and the upper end (opening) of the center electrode c. Each pressure feeding path 42a, 42b is formed of a nylon tube or the like.
The electromagnetic valve 43 is a solenoid valve. A control signal from a control board 91 (specifically, a solenoid valve control circuit) is input to the solenoid valve 43. Then, the solenoid valve 43 causes the upstream connection path and the downstream connection path to communicate with each other in response to the input of the control signal from the solenoid valve control circuit to stop the control signal from the solenoid valve control circuit. Accordingly, the upstream connection path and the downstream connection path are blocked from each other.

圧力計44は、下流側圧送路42bに配置されている。圧力計44は、下流側圧送路42bに存在する蒸留水T(または、地下水)の圧力を検出(計測)することによって、計測空間(計測部80)に存在する地下水の圧力を検出する。圧力計44は、制御基板91(具体的には、圧力計アンプ)に対して、検出信号を出力する。   The pressure gauge 44 is disposed in the downstream pressure feed path 42b. The pressure gauge 44 detects the pressure of the groundwater present in the measurement space (measurement unit 80) by detecting (measuring) the pressure of the distilled water T (or groundwater) present in the downstream pressure feed path 42b. The pressure gauge 44 outputs a detection signal to the control board 91 (specifically, a pressure gauge amplifier).

蒸留水タンク収容部50は、枠体51と、枠体51の内側に配置された蒸留水タンク52と、を含んで構成されている。
枠体51は、略円筒状に形成されている。本実施形態では、枠体51は、ステンレスにより形成されている。枠体51の下端部には、枠体41の上端部が嵌合されている。
蒸留水タンク52は、枠体51の内側に配置されている。蒸留水タンク52には、トレーサ(追跡子)が収容されている。ここで、トレーサは、計測対象とする地下水の水質に応じて選定される。すなわち、トレーサとして、計測対象とされる地下水に対して比抵抗が異なる溶液(蒸留水、食塩水等)が選定される。本実施形態では、トレーサとして、蒸留水を用いている。
蒸留水タンク52は、圧力チューブPを介して、コントローラと接続されている。すなわち、コントローラには、窒素ボンベBを着脱することが可能な圧力調整器Rが配置されている。窒素ボンベBには、窒素ガスが収容されている。そして、圧力チューブPの一方側の端部が、蒸留水タンク52のの上端部に接続されるとともに、圧力チューブPの他方側の端部が、圧力調整器Rに接続されている。これによって、圧力調整器Rのバルブを操作することで、窒素ボンベBに収容されている窒素ガスを、バルブの操作量に応じた圧力で、蒸留水タンク52内に圧送することができる。そして、蒸留水タンク52の内部を窒素ガスで加圧した状態で、電磁弁43を開放することにより、蒸留水タンク52に収容されている蒸留水Tを、所定の圧力で、中心電極c内に圧送することができる。本実施形態では、圧力チューブPとして、ナイロンチューブが用いられている。
The distilled water tank housing unit 50 includes a frame 51 and a distilled water tank 52 disposed inside the frame 51.
The frame 51 is formed in a substantially cylindrical shape. In the present embodiment, the frame 51 is made of stainless steel. The upper end portion of the frame body 41 is fitted to the lower end portion of the frame body 51.
The distilled water tank 52 is disposed inside the frame body 51. The distilled water tank 52 accommodates a tracer (tracker). Here, the tracer is selected according to the quality of groundwater to be measured. That is, a solution (distilled water, saline solution, etc.) having a specific resistance different from that of the ground water to be measured is selected as the tracer. In this embodiment, distilled water is used as the tracer.
The distilled water tank 52 is connected to the controller via the pressure tube P. That is, the controller is provided with a pressure regulator R that can attach and detach the nitrogen cylinder B. The nitrogen cylinder B contains nitrogen gas. One end of the pressure tube P is connected to the upper end of the distilled water tank 52, and the other end of the pressure tube P is connected to the pressure regulator R. Thus, by operating the valve of the pressure regulator R, the nitrogen gas accommodated in the nitrogen cylinder B can be pumped into the distilled water tank 52 at a pressure corresponding to the operation amount of the valve. Then, in a state where the inside of the distilled water tank 52 is pressurized with nitrogen gas, the electromagnetic valve 43 is opened, so that the distilled water T accommodated in the distilled water tank 52 is brought into the center electrode c at a predetermined pressure. Can be pumped. In the present embodiment, a nylon tube is used as the pressure tube P.

図6に示すように、基板ユニット12は、枠体90と、枠体90の内側に配置された制御基板91と、枠体90の上端部に接続されたロッドレジューサー92と、を含んで構成されている。
枠体90は、略円筒状に形成されている。本実施形態では、枠体90は、ステンレスにより形成されている。枠体90の下端部には、センサーユニット11(枠体51)の上端部が嵌合されている。
制御基板91には、各種の制御回路(図示せず)が配置されている。本実施形態では、制御基板91には、通信回路、12チャンネルアンプ、圧力計アンプ、温度計アンプ、3次元磁気方位センサー、電磁弁制御回路等が配置されている。
また、制御基板91には、電源線(メタル線)を介して、コントローラ(具体的には、バッテリー)から電力が供給される。
As shown in FIG. 6, the board unit 12 includes a frame body 90, a control board 91 disposed inside the frame body 90, and a rod reducer 92 connected to the upper end portion of the frame body 90. It is configured.
The frame 90 is formed in a substantially cylindrical shape. In the present embodiment, the frame body 90 is made of stainless steel. The upper end of the sensor unit 11 (frame 51) is fitted to the lower end of the frame 90.
Various control circuits (not shown) are arranged on the control board 91. In the present embodiment, a communication circuit, a 12-channel amplifier, a pressure gauge amplifier, a thermometer amplifier, a three-dimensional magnetic direction sensor, an electromagnetic valve control circuit, and the like are arranged on the control board 91.
Further, power is supplied to the control board 91 from a controller (specifically, a battery) via a power line (metal line).

通信回路は、コントローラとの相互通信を制御する。本実施形態では、通信回路は、2本の信号線(メタル線)を介して、コントローラに接続(電気的に接続)されている。そして、通信回路は、コントローラからの制御指令(制御信号)を受信する。そして、制御基板91では、通信回路により受信された制御指令の内容に応じた処理が実行される。また、通信回路は、12チャンネルアンプ、圧力計アンプ、温度計アンプ、3次元磁気方位センサー等から入力された各種情報を、コントローラに対して出力する。
12チャンネルアンプは、後述する各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの間における電圧の印加を制御するとともに、各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの間における地下水の比抵抗を検出する。
12チャンネルアンプは、各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの間に、交流電圧を印加する。また、12チャンネルアンプは、各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの間の地下水の比抵抗を検出(測定)する。そして、12チャンネルアンプは、検出した地下水の比抵抗を示す情報を、通信回路を介して、コントローラに対して出力する。
The communication circuit controls mutual communication with the controller. In the present embodiment, the communication circuit is connected (electrically connected) to the controller via two signal lines (metal lines). The communication circuit receives a control command (control signal) from the controller. And in the control board 91, the process according to the content of the control command received by the communication circuit is performed. Further, the communication circuit outputs various information input from a 12-channel amplifier, a pressure gauge amplifier, a thermometer amplifier, a three-dimensional magnetic orientation sensor, and the like to the controller.
The 12-channel amplifier controls the application of voltage between each of the peripheral electrodes p1 to p12 and the center electrode c, which will be described later, and detects the specific resistance of groundwater between each of the peripheral electrodes p1 to p12 and the center electrode c. .
The 12-channel amplifier applies an alternating voltage between the peripheral electrodes p1 to p12 and the center electrode c. The 12-channel amplifier detects (measures) the specific resistance of groundwater between the peripheral electrodes p1 to p12 and the center electrode c. And 12 channel amplifier outputs the information which shows the specific resistance of the detected groundwater with respect to a controller via a communication circuit.

圧力計アンプは、圧力計44から入力された検出信号に基づいて、圧力を算出する。そして、算出した圧力を示す情報を、通信回路を介して、コントローラに対して出力する。
温度計アンプは、温度計63から入力された検出信号に基づいて、温度を算出する。そして、算出した温度を示す情報を、通信回路を介して、コントローラに対して出力する。
3次元磁気方位センサーは、磁気センサー(ホール素子等)を含んで構成されている。本実施形態では、3次元方位センサーは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸のそれぞれに向けて配置された、3つの磁気センサーによって、地磁気を検出する。
3次元磁気方位センサーは、3つの磁気センサーにより検出した地磁気に基づいて、中心電極cを中心とする各周辺電極p1〜p12が配置されている方位(磁北に対する角度)を算出する。本実施形態では、3次元磁気方位センサーは、周辺電極p1の方位を算出する。そして、周辺電極p1について算出した方位を示す情報を、通信回路を介して、コントローラに対して出力する。
電磁弁制御回路は、コントローラ(具体的には、バルブスイッチS)からのバルブの開放を指定する制御指令の入力に応じて、電磁弁43に対する制御信号の出力を開始する。また、電磁弁制御回路は、コントローラ(具体的には、バルブスイッチS)からのバルブの閉鎖を指定する制御指令の入力に応じて、電磁弁43に対する制御信号の出力を停止する。
The pressure gauge amplifier calculates the pressure based on the detection signal input from the pressure gauge 44. And the information which shows the calculated pressure is output with respect to a controller via a communication circuit.
The thermometer amplifier calculates the temperature based on the detection signal input from the thermometer 63. Then, information indicating the calculated temperature is output to the controller via the communication circuit.
The three-dimensional magnetic azimuth sensor includes a magnetic sensor (such as a Hall element). In the present embodiment, the three-dimensional azimuth sensor detects geomagnetism by three magnetic sensors arranged toward the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other.
The three-dimensional magnetic azimuth sensor calculates the azimuth (angle relative to magnetic north) in which the peripheral electrodes p1 to p12 around the central electrode c are arranged based on the geomagnetism detected by the three magnetic sensors. In the present embodiment, the three-dimensional magnetic orientation sensor calculates the orientation of the peripheral electrode p1. And the information which shows the azimuth | direction calculated about the peripheral electrode p1 is output with respect to a controller via a communication circuit.
The electromagnetic valve control circuit starts outputting a control signal to the electromagnetic valve 43 in response to an input of a control command designating opening of the valve from the controller (specifically, the valve switch S). Further, the electromagnetic valve control circuit stops the output of the control signal to the electromagnetic valve 43 in response to an input of a control command designating the closing of the valve from the controller (specifically, the valve switch S).

ロッドレジューサー92は、略円筒状に形成されている。実施形態では、ロッドレジューサー92は、ステンレスにより形成されている。ロッドレジューサー92の下端部には、枠体90の上端部が嵌合されている。
ロッドレジューサー92の側面には、雌型複合コネクターC1が配置されている。本実施形態では、測定器本体10とコントローラとが、1本の複合ケーブル(図示せず)を介して、互いに接続される。複合ケーブルは、圧力チューブPと、電源線と、2本の信号線と、を含む複数のケーブルを纏めて、1本のケーブルとして構成されている。複合ケーブルの各端には、雄型複合コネクターが配置されている。
複合ケーブルは、ケーブルドラムDに巻回されている。そして、複合ケーブルの一方側の端部に配置された雄型複合コネクターを、ロッドレジューサー92に配置された雌型複合コネクターC1に嵌合させるとともに、複合ケーブルの他方側の端部に配置された雄型複合コネクターを、コントローラに配置された雌型複合コネクターに嵌合させることによって、測定器本体10とコントローラとが、互いに接続される。
また、ロッドレジューサー92の上端には、挿入用ロッド20の下端部が嵌合される嵌合部Fが設けられている。
The rod reducer 92 is formed in a substantially cylindrical shape. In the embodiment, the rod reducer 92 is made of stainless steel. The upper end of the frame 90 is fitted to the lower end of the rod reducer 92.
A female composite connector C <b> 1 is disposed on the side surface of the rod reducer 92. In the present embodiment, the measuring instrument main body 10 and the controller are connected to each other via a single composite cable (not shown). The composite cable is configured as a single cable by combining a plurality of cables including the pressure tube P, a power supply line, and two signal lines. A male composite connector is disposed at each end of the composite cable.
The composite cable is wound around the cable drum D. Then, the male composite connector disposed at one end of the composite cable is fitted to the female composite connector C1 disposed at the rod reducer 92, and is disposed at the other end of the composite cable. By fitting the male composite connector to the female composite connector arranged in the controller, the measuring instrument main body 10 and the controller are connected to each other.
Further, the upper end of the rod reducer 92 is provided with a fitting portion F into which the lower end portion of the insertion rod 20 is fitted.

挿入用ロッド20は、棒状に形成されている。ここで、測定器本体10をケーシングパイプP2内に挿入する際には、測定器本体10を配置する深さに応じて、所定数の挿入用ロッド20が、測定器本体10に接続される。
各挿入用ロッド20は、アルミにより形成されている。特に、各挿入用ロッド20の内部には、外部と遮断された空気室が設けられている。これによって、測定器本体10を地下水で満たされているケーシングパイプP2内に挿入する際に、各挿入用ロッド20に浮力が発生することで、測定器本体10を下ろすために必要となる力を軽減することが可能となる。同様に、測定器本体10を地下水で満たされているケーシングパイプP2の内側から抜き出す際に、各挿入用ロッド20に浮力が発生することで、測定器本体10を上げるために必要となる力を軽減することが可能となる。
各挿入用ロッド20の一方側の端部は、他の挿入用ロッド20の他方側の端部に嵌合することが可能な嵌合部(図示せず)が設けられている。これによって、複数の挿入用ロッド20を、直線状に、互いに連結することが可能となっている。
The insertion rod 20 is formed in a rod shape. Here, when the measuring instrument main body 10 is inserted into the casing pipe P <b> 2, a predetermined number of insertion rods 20 are connected to the measuring instrument main body 10 according to the depth at which the measuring instrument main body 10 is arranged.
Each insertion rod 20 is made of aluminum. In particular, an air chamber that is blocked from the outside is provided inside each insertion rod 20. As a result, when the measuring instrument body 10 is inserted into the casing pipe P2 filled with groundwater, buoyancy is generated in each insertion rod 20, thereby providing a force necessary to lower the measuring instrument body 10. It becomes possible to reduce. Similarly, when the measuring instrument main body 10 is extracted from the inside of the casing pipe P2 filled with groundwater, buoyancy is generated in each insertion rod 20 so that the force necessary to raise the measuring instrument main body 10 is increased. It becomes possible to reduce.
One end of each insertion rod 20 is provided with a fitting portion (not shown) that can be fitted to the other end of the other insertion rod 20. Thereby, the plurality of insertion rods 20 can be connected to each other linearly.

コントローラは、通信装置と、演算装置(図示せず)と、圧力調整器Rと、バルブスイッチSと、バッテリーと、気圧計と、を含んで構成されている。
通信装置は、制御基板91(通信回路)から入力した各種情報(12チャンネルアンプにより検出された地下水の比抵抗を示す情報、圧力計アンプにより算出された圧力を示す情報、温度計アンプにより算出された温度を示す情報、気圧計にり算出された気圧情報、圧力計アンプにより算出された圧力と気圧計アンプにより算出された気圧との差を算出した水圧(差圧)情報、3次元磁気方位センサーにより算出された周辺電極p1の方位を示す情報等を、適宜、演算装置に対して出力する。
本実施形態では、演算装置として、タッチ操作可能なディスプレイ(表示装置)を備えてなるタブレット型のパーソナルコンピュータ(以下、「タブレットPC」とする)が用いられている。そして、通信装置は、制御基板91(通信回路)から入力した各種情報を、無線通信(Bluetooth(登録商標)等)により、タブレットPCに対して送信する。
そして、タブレットPCは、入力された情報に応じた演算処理を実行する。具体的には、タブレットPCは、各周辺電極p1〜p12について検出された地下水の比抵抗、圧力計アンプにより算出された圧力、気圧計アンプにより算出された気圧、及び、温度計アンプにより算出された温度のそれぞれを、経時的に記録(記憶)する。
また、各周辺電極p1〜p12について検出された地下水の比抵抗の経時的な変化、圧力計アンプにより算出された圧力と気圧計アンプにより算出された気圧との差である水圧(差圧)の経時的な変化、及び、温度計アンプにより算出された温度の経時的な変化のそれぞれを、ディスプレイにおいて表示する。
特に、タブレットPCは、各周辺電極p1〜p12について検出された地下水の比抵抗の経時的な変化と、各周辺電極p1〜p12の方位と、に基づいて、地下水(水流)の流速及び流向を算出する。そして、算出した地下水流の流速及び流向を、ディスプレイにおいて表示する。
The controller includes a communication device, an arithmetic device (not shown), a pressure regulator R, a valve switch S, a battery, and a barometer.
The communication device is calculated by various information input from the control board 91 (communication circuit) (information indicating the specific resistance of groundwater detected by the 12-channel amplifier, information indicating the pressure calculated by the pressure gauge amplifier, and the thermometer amplifier. Information indicating the measured temperature, barometric pressure information calculated by a barometer, water pressure (differential pressure) information calculated from the difference between the pressure calculated by the pressure gauge amplifier and the pressure calculated by the barometer amplifier, three-dimensional magnetic orientation Information indicating the orientation of the peripheral electrode p1 calculated by the sensor is appropriately output to the arithmetic unit.
In the present embodiment, a tablet personal computer (hereinafter referred to as “tablet PC”) including a display (display device) capable of touch operation is used as the arithmetic device. And a communication apparatus transmits the various information input from the control board 91 (communication circuit) with respect to tablet PC by radio | wireless communication (Bluetooth (trademark) etc.).
And tablet PC performs the arithmetic processing according to the input information. Specifically, the tablet PC is calculated by the specific resistance of the groundwater detected for each of the peripheral electrodes p1 to p12, the pressure calculated by the pressure gauge amplifier, the atmospheric pressure calculated by the barometer amplifier, and the thermometer amplifier. Each temperature recorded (recorded) over time.
Further, the change in the specific resistance of the groundwater detected for each of the peripheral electrodes p1 to p12 with time, the water pressure (differential pressure) that is the difference between the pressure calculated by the pressure gauge amplifier and the pressure calculated by the barometer amplifier. Each of the change with time and the change with time of the temperature calculated by the thermometer amplifier are displayed on the display.
In particular, the tablet PC determines the flow velocity and flow direction of groundwater (water flow) based on the change over time of the specific resistance of groundwater detected for each peripheral electrode p1 to p12 and the orientation of each peripheral electrode p1 to p12. calculate. Then, the calculated groundwater flow velocity and direction are displayed on the display.

圧力調整器Rは、窒素ボンベBを着脱することが可能となっている。そして、圧力調整器Rは、バルブを操作することにより、窒素ボンベBに収容されている窒素ガスを、所定の圧力で、圧力チューブPを介して、蒸留水タンク52内に圧送する。
バルブスイッチSは、開放状態又は閉鎖状態に切り替えが可能な操作部(図示せず)を備えている。そして、バルブスイッチSは、操作部が開放状態に切り替えられたことに応じて、バルブの開放を指定する制御指令を、制御基板91(電磁弁制御回路)に対して出力する。また、バルブスイッチSは、操作部が閉鎖状態に切り替えられたことに応じて、バルブの閉鎖を指定する制御指令を、制御基板91(電磁弁制御回路)に対して出力する。
バッテリーは、コントローラに対して電源を供給するとともに、電源線を介して制御基板91に対して電源を供給する。
The pressure regulator R can attach and detach the nitrogen cylinder B. And the pressure regulator R pressure-feeds the nitrogen gas accommodated in the nitrogen cylinder B into the distilled water tank 52 through the pressure tube P by the predetermined pressure by operating a valve.
The valve switch S includes an operation unit (not shown) that can be switched between an open state and a closed state. Then, the valve switch S outputs a control command designating opening of the valve to the control board 91 (electromagnetic valve control circuit) in response to the operation unit being switched to the open state. Further, the valve switch S outputs a control command for designating valve closing to the control board 91 (electromagnetic valve control circuit) in response to the operation unit being switched to the closed state.
The battery supplies power to the controller and also supplies power to the control board 91 via the power line.

(ケーシングパイプP2の構成)
次に、本発明の実施形態に係るケーシングパイプP2を説明する。
図7は、スクリーン部の鉛直面に沿う断面図である。図8は、スクリーン部の部分断面図である。
なお、図8(a)には、スクリーン部2の水平面に沿う断面が示されている。図8(b)には、図8(a)に示すA−A線に沿う断面が示されている。図8(c)には、図8(a)に示すB−B線に沿う断面が示されている。
図1に示すように、ケーシングパイプP2は、上側パイプ2と、スクリーンパイプ3と、下側パイプ4と、を含んで構成されている。上側パイプ2、スクリーンパイプ3及び下側パイプ4は、互いに一連となるように接続されている。
上側パイプ2は、円筒状に形成されている。本実施形態では、上側パイプ2として、塩化ビニル管が用いられている。上側パイプ2の下端部の内周面には、ネジ溝が形成されている。
下側パイプ4は、底面を有する円筒状に形成されている。本実施形態では、下側パイプ4として、塩化ビニル管が用いられている。下側パイプ4の下端部の内周面には、ネジ溝が形成されている。
(Configuration of casing pipe P2)
Next, the casing pipe P2 according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the vertical plane of the screen portion. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the screen portion.
FIG. 8A shows a cross section of the screen portion 2 along the horizontal plane. FIG. 8B shows a cross section taken along line AA shown in FIG. FIG. 8C shows a cross section taken along the line BB shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the casing pipe P <b> 2 includes an upper pipe 2, a screen pipe 3, and a lower pipe 4. The upper pipe 2, the screen pipe 3, and the lower pipe 4 are connected to each other in a series.
The upper pipe 2 is formed in a cylindrical shape. In the present embodiment, a vinyl chloride pipe is used as the upper pipe 2. A thread groove is formed on the inner peripheral surface of the lower end portion of the upper pipe 2.
The lower pipe 4 is formed in a cylindrical shape having a bottom surface. In the present embodiment, a vinyl chloride pipe is used as the lower pipe 4. A thread groove is formed on the inner peripheral surface of the lower end portion of the lower pipe 4.

スクリーンパイプ3は、円筒状に形成されている。図7に示すように、スクリーンパイプ3には、スクリーン部5が設けられている。スクリーン部5は、円筒状のスクリーンとなっている。すなわち、スクリーン部5には、その全周に亘って、複数の貫通孔が略均一に設けられている。
ここで、スクリーン部5の開口率は、25%〜35%の範囲内、好ましくは、27%〜33%の範囲内に設定する。本実施形態では、スクリーン部5の開口率は、30%に設定されている。
The screen pipe 3 is formed in a cylindrical shape. As shown in FIG. 7, the screen pipe 3 is provided with a screen portion 5. The screen unit 5 is a cylindrical screen. In other words, the screen portion 5 is provided with a plurality of through holes substantially uniformly over the entire circumference.
Here, the aperture ratio of the screen portion 5 is set in the range of 25% to 35%, preferably in the range of 27% to 33%. In this embodiment, the aperture ratio of the screen unit 5 is set to 30%.

図7及び図8に示すように、スクリーン部5は、複数の縦線材xと、少なくとも1本の横線材yと、を組み合わせて構成されている。本実施形態では、スクリーン部5は、12本の縦線材xと、3本の横線材yと、を組み合わせて構成されている。すなわち、12本の縦線材xと、3本の横線材yと、を組み合わせることによって、スクリーン部5の外周壁が形成されている。
各縦線材xは、円柱状に形成されている。図7に示すように、各縦線材xは、スクリーンパイプ3(スクリーン部5)の中心軸と平行に、直線状に延びている。また、12本の縦線材xは、互いに並行している。図8(a)に示すように、スクリーンパイプ3の中心軸に沿う視点において、12本の縦線材xは、スクリーンパイプ3の軸心を中心とする一の円周上において、互いに等角度間隔(本実施形態では、30°間隔)で配置されている。
各横線材yは、平板状に形成されている。図7に示すように、各横線材yは、スクリーンパイプ3の軸心を中心として、螺旋状に巻回されている。そして、スクリーン部5では、各横線材yにより、12本の縦線材xが、互いに連結されている。すなわち、各横線材yは、12本の縦線材zのうち、互いに隣り合う2本の縦線材xを、順次、連結するように、スクリーンパイプ3の軸心を中心として、螺旋状に巻回されている。そして、各横線材yと各縦線材xとが交差する部分において、当該横線材yと当該縦線材xとが、互いに接続されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the screen unit 5 is configured by combining a plurality of vertical wires x and at least one horizontal wire y. In the present embodiment, the screen unit 5 is configured by combining twelve vertical wires x and three horizontal wires y. That is, the outer peripheral wall of the screen part 5 is formed by combining 12 vertical wires x and 3 horizontal wires y.
Each vertical wire x is formed in a cylindrical shape. As shown in FIG. 7, each vertical wire x extends in a straight line parallel to the central axis of the screen pipe 3 (screen portion 5). The twelve vertical wires x are parallel to each other. As shown in FIG. 8A, at the viewpoint along the central axis of the screen pipe 3, the twelve vertical wires x are equiangularly spaced from each other on one circumference centered on the axis of the screen pipe 3. (In this embodiment, they are arranged at intervals of 30 °).
Each horizontal wire y is formed in a flat plate shape. As shown in FIG. 7, each horizontal wire y is wound spirally around the axis of the screen pipe 3. In the screen portion 5, twelve vertical wires x are connected to each other by the horizontal wires y. That is, each horizontal wire y is spirally wound around the axis of the screen pipe 3 so as to sequentially connect two adjacent vertical wires x out of 12 vertical wires z. Has been. And in the part which each horizontal wire y and each vertical wire x cross | intersect, the said horizontal wire y and the said vertical wire x are mutually connected.

特に、図8(a)及び(b)に示すように、縦線材xと横線材yとの各接続部では、縦線材xが、横線材yの厚み方向(スクリーンパイプ3の外周壁の厚み方向)の内側に埋設されている。これによって、図8(b)に示すように、スクリーン部5では、縦線材xが、横線材yに対して、スクリーンパイプ3の軸心側に突出していない。換言すると、スクリーン部5では、横線材yの内周面が、縦線材xに対して、スクリーンパイプ3の軸心側の位置に配置されている。したがって、流速流向計1の計測部80(透水体81)がスクリーン部5内に配置されたときに、計測部80における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
すなわち、縦線材xが、横線材yに対して、スクリーンパイプ3の軸心側に向かって突出している場合には、流速流向計1の計測部80(透水体81)がスクリーン部5内に配置されたときに、横線材yに対して突出している縦線材xの各側方において、透水体81との間に隙間が発生し易くなり、当該隙間を介して、縦線材xに沿う上昇流又は下降流が発生する恐れがある。
これに対して、スクリーン部5では、縦線材xが、横線材yに対して、スクリーンパイプ3の軸心側に向かって突出していないため、流速流向計1の計測部80(透水体81)がスクリーン部5内に配置されたときに、横線材yの全周に亘って、横線材yの内周面と透水体81の外周面とを密着させることができる。したがって、スクリーン部5の内周面と透水体81の外周面との間における隙間(鉛直方向に沿って延びる隙間)の発生を抑制することができ、計測部80における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
また、図8(b)及び(c)に示すように、各横線材yは、鉛直面に沿う断面が、くさび形(テーパー状)に形成されている。すなわち、各横線材yの鉛直方向の厚みが、スクリーンパイプ3の軸心側に向かって、徐々に小さくなっている。
これによって、スクリーン部5の外側に付着している粒子を、逆洗により容易に離脱させることが可能となる。
In particular, as shown in FIGS. 8A and 8B, in each connecting portion between the vertical wire x and the horizontal wire y, the vertical wire x is in the thickness direction of the horizontal wire y (the thickness of the outer peripheral wall of the screen pipe 3). Direction). Accordingly, as shown in FIG. 8B, in the screen portion 5, the vertical wire x does not protrude toward the axial center of the screen pipe 3 with respect to the horizontal wire y. In other words, in the screen portion 5, the inner peripheral surface of the horizontal wire y is disposed at a position on the axial center side of the screen pipe 3 with respect to the vertical wire x. Therefore, when the measurement unit 80 (permeable body 81) of the flow velocity direction meter 1 is disposed in the screen unit 5, it is possible to suppress the generation of the upward flow or the downward flow in the measurement unit 80.
That is, when the vertical wire x protrudes toward the axial center of the screen pipe 3 with respect to the horizontal wire y, the measuring unit 80 (permeable body 81) of the flow velocity flow direction meter 1 is in the screen unit 5. When arranged, each side of the vertical wire x projecting with respect to the horizontal wire y tends to generate a gap with the water permeable body 81, and rise along the vertical wire x through the gap. Flow or downflow may occur.
On the other hand, in the screen part 5, since the vertical wire x does not protrude toward the axial center side of the screen pipe 3 with respect to the horizontal wire y, the measuring part 80 (permeable body 81) of the flow velocity direction meter 1 is used. Is disposed in the screen portion 5, the inner circumferential surface of the horizontal wire y and the outer circumferential surface of the water permeable body 81 can be brought into close contact with each other over the entire circumference of the horizontal wire y. Therefore, generation | occurrence | production of the clearance gap (gap extended along a perpendicular direction) between the internal peripheral surface of the screen part 5 and the outer peripheral surface of the permeable body 81 can be suppressed, and generation | occurrence | production of the upward flow or the downward flow in the measurement part 80 is possible. Can be suppressed.
As shown in FIGS. 8B and 8C, each horizontal wire y has a wedge-shaped (tapered) cross section along a vertical plane. That is, the thickness of each horizontal wire y in the vertical direction gradually decreases toward the axial center side of the screen pipe 3.
As a result, the particles adhering to the outside of the screen portion 5 can be easily separated by backwashing.

本実施形態では、スクリーンパイプ3は、ピーク(Poly Ether Ether Ketone)、アクリル等の樹脂により形成されている。そして、スクリーンパイプ3は、3Dプリンタにより形成されている。
スクリーンパイプ3の上端部の外周面には、上側パイプ2の下端部の内周面に形成されているネジ溝に螺合するネジ山が形成されている。また、スクリーンパイプ3の下端部の外周面には、下側パイプ4の上端部の内周面に形成されているネジ溝に螺合するネジ山が形成されている。
上側パイプ2、スクリーンパイプ3及び下側パイプ4では、内径及び外径が、互いに同一となっている。
そして、上側パイプ2の下端部の内周面に形成されているネジ溝に、スクリーンパイプ3の上端部の外周面に形成されているネジ山を螺合するとともに、下側パイプ4の上端部の内周面に形成されているネジ溝に、スクリーンパイプ3の下端部の外周面に形成されているネジ山を螺合することによって、ケーシングパイプP2が構成される。
In the present embodiment, the screen pipe 3 is formed of a resin such as a peak (Poly Ether Ether Ketone) or acrylic. The screen pipe 3 is formed by a 3D printer.
On the outer peripheral surface of the upper end portion of the screen pipe 3, a screw thread that is screwed into a screw groove formed on the inner peripheral surface of the lower end portion of the upper pipe 2 is formed. Further, on the outer peripheral surface of the lower end portion of the screen pipe 3, a screw thread that is screwed into a screw groove formed on the inner peripheral surface of the upper end portion of the lower pipe 4 is formed.
The upper pipe 2, the screen pipe 3, and the lower pipe 4 have the same inner diameter and outer diameter.
Then, the thread formed on the outer peripheral surface of the upper end portion of the screen pipe 3 is screwed into the screw groove formed on the inner peripheral surface of the lower end portion of the upper pipe 2, and the upper end portion of the lower pipe 4. A casing pipe P <b> 2 is configured by screwing a thread formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the screen pipe 3 into a thread groove formed on the inner peripheral surface.

(流速流向計1を用いて地下水の流れを計測する際の手順)
次に、流速流向計1を用いて地下水の流れを計測する際の手順を説明する。
図1に示すように、流速流向計1を用いて地下水の流れを計測するには、まず、地盤Gにおいて、ボーリング孔h(裸孔)を掘削する。この際、ボーリング孔hは、地盤G内における地下水の流れを計測する対象とされている領域(以下、「対象領域」とする)より深い位置まで掘削される。
次に、ケーシングパイプP2を、ボーリング孔h内に設置する。この際、スクリーン部5が、対象領域と同一の深さに配置される。
次に、ボーリング孔h内におけるスクリーン部5の下端より深い深度において、ボーリング孔hの孔壁(内周面)とケーシングパイプP2の外周面との間に、ベントナイト(粘性土)等の孔内充填材f4を充填する。
次に、ボーリング孔h内におけるスクリーン部5の上端から下端までの深度において、ボーリング孔hの孔壁(内周面)とスクリーン部3の外周面との間に、珪砂等の孔内充填材f2を充填する。
次に、ボーリング孔h内におけるスクリーン部5の上端より浅い深度において、ボーリング孔hの孔壁(内周面)とケーシングパイプP2の外周面との間に、ベントナイト(粘性土)等の孔内充填材f4を充填する。
次に、測定器本体10を、ケーシングパイプP2内に設置する。この際、複数本の挿入用ロッド20を互いに連結することによって、計測部80が、対象領域と同一の深さに配置される。これによって、測定器本体10の設置が完了する。
次に、圧力調整器Rのバルブを開放して、蒸留水タンク52内を加圧した後に、バルブスイッチSを開放状態に切り替えて、所定量の蒸留水Tを、中心電極cの排出口eから放出する。これによって、中心電極c内及び蒸留水圧送路42内の空気が排出されて、圧力計44による圧力の検出が可能となる。
(Procedure for measuring the flow of groundwater using the flow velocity meter 1)
Next, the procedure at the time of measuring the flow of groundwater using the flow velocity direction meter 1 will be described.
As shown in FIG. 1, in order to measure the flow of groundwater using the flow velocity direction meter 1, first, a boring hole h (bare hole) is excavated in the ground G. At this time, the boring hole h is excavated to a position deeper than a region (hereinafter referred to as “target region”) that is a target for measuring the flow of groundwater in the ground G.
Next, the casing pipe P2 is installed in the boring hole h. At this time, the screen unit 5 is disposed at the same depth as the target region.
Next, in a hole deeper than the lower end of the screen portion 5 in the borehole h, between the hole wall (inner peripheral face) of the borehole h and the outer peripheral face of the casing pipe P2, the inside of the hole such as bentonite (viscous soil) Filling material f4 is filled.
Next, in-hole fillers such as silica sand between the hole wall (inner peripheral surface) of the borehole h and the outer peripheral surface of the screen portion 3 at a depth from the upper end to the lower end of the screen portion 5 in the borehole h. Fill with f2.
Next, at a depth shallower than the upper end of the screen portion 5 in the borehole h, between the hole wall (inner peripheral surface) of the borehole h and the outer peripheral surface of the casing pipe P2 Filling material f4 is filled.
Next, the measuring device main body 10 is installed in the casing pipe P2. At this time, the measuring unit 80 is arranged at the same depth as the target region by connecting the plurality of insertion rods 20 to each other. Thereby, the installation of the measuring instrument main body 10 is completed.
Next, after opening the valve of the pressure regulator R to pressurize the distilled water tank 52, the valve switch S is switched to the open state, and a predetermined amount of distilled water T is discharged from the outlet e of the center electrode c. To release from. As a result, the air in the center electrode c and the distilled water pressure feed path 42 is discharged, and the pressure can be detected by the pressure gauge 44.

その後、タブレットPCのディスプレイに表示される圧力計アンプにより算出された圧力の経時的な変化、及び、温度計アンプにより算出された温度の経時的な変化を監視し、地下水の圧力及び温度が安定するのを待つ。そして、地下水の圧力及び温度が安定したことを確認した後に、地下水の流れの計測を開始する。なお、地下水の圧力及び温度が安定するのを待つ理由は、対象領域における地下水の流れが安定(間隙水圧及び水温が安定)するのを待つためである。
地下水の流れの計測を開始する際には、まず、バルブスイッチSを開放状態に切り替えて、所定量の蒸留水Tを、中心電極cの排出口eから放出する。これによって、中心電極c内の地下水が蒸留水Tに置換され、開口部64内に蒸留水Tが配置される。
次に、開口部64内に蒸留水Tを配置した後の各周辺電極p1〜p12について検出された地下水の比抵抗の経時的な変化を記憶する。そして、各周辺電極p1〜p12について検出された地下水の比抵抗の経時的な変化と、3次元磁気方位センサーにより検出された周辺電極p1の方位に基づいて、地下水(水流)の流速及び流向が算出される。
After that, the changes over time of the pressure calculated by the pressure gauge amplifier displayed on the display of the tablet PC and the changes over time of the temperature calculated by the thermometer amplifier are monitored to stabilize the pressure and temperature of the groundwater. Wait to do. And after confirming that the pressure and temperature of groundwater were stabilized, measurement of the flow of groundwater is started. The reason for waiting for the pressure and temperature of the groundwater to stabilize is to wait for the flow of groundwater in the target region to be stable (the pore water pressure and the water temperature are stable).
When starting measurement of the flow of groundwater, first, the valve switch S is switched to the open state, and a predetermined amount of distilled water T is discharged from the outlet e of the center electrode c. Thereby, the ground water in the center electrode c is replaced with distilled water T, and the distilled water T is disposed in the opening 64.
Next, the change with time of the specific resistance of the groundwater detected for each of the peripheral electrodes p1 to p12 after the distilled water T is disposed in the opening 64 is stored. Then, based on the change over time in the specific resistance of the groundwater detected for each of the peripheral electrodes p1 to p12 and the orientation of the peripheral electrode p1 detected by the three-dimensional magnetic orientation sensor, the flow velocity and flow direction of the groundwater (water flow) are Calculated.

(地下水の流速及び流向を計測する原理)
次に、地下水の流速及び流向を計測する原理を説明する。
図9は、地下水の流速及び流向を計測する原理の説明図である。
なお、図9(a)には、時間の経過により変化する蒸留水Tの分布を示している。すなわち、図9(a)では、「a」が、初期状態を示し、「b」が、初期状態からt1時間が経過した第1状態を示し、「c」が、初期状態からt2時間が経過した第2状態を示し、「d」が、初期状態からt3時間が経過した第3状態を示し、「e」が、初期状態からt4時間が経過した第4状態を示している(t1<t2<t3<t4とする)。
図9(b)には、時間の経過と、地下水の流れに対して平行に配置された各周辺電極p1〜p12と中心電極cとの間(この例では、周辺電極p7と中心電極cとの間とする)の地下水の比抵抗と、の関係を示している。
流速流向計1では、比抵抗測定方式により、地下水の流れが計測される。すなわち、流速流向計1では、地下水の流れを計測する際に、まず、中心電極cの開口部64内に、蒸留水Tが配置される(初期状態「a」)。そして、開口部64内に蒸留水Tが配置されると、時間の経過とともに、地下水の流れにより蒸留水Tが移動し、計測空間(計測部80)内の比抵抗が変化する。そして、計測空間(計測部80)内における比抵抗の変化の過程を、12本の周辺電極p1〜p12により検出し、検出結果に基づいて地下水の流速及び流向が算出される。
(Principle of measuring the velocity and direction of groundwater)
Next, the principle of measuring the velocity and direction of groundwater will be described.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the principle of measuring the flow rate and flow direction of groundwater.
FIG. 9A shows the distribution of distilled water T that changes over time. That is, in FIG. 9A, “a” indicates the initial state, “b” indicates the first state after t1 time has elapsed from the initial state, and “c” has elapsed t2 time from the initial state. “D” indicates a third state after t3 time has elapsed from the initial state, and “e” indicates a fourth state after t4 time has elapsed from the initial state (t1 <t2 <T3 <t4).
FIG. 9B shows the passage of time between each of the peripheral electrodes p1 to p12 and the central electrode c arranged in parallel to the flow of groundwater (in this example, the peripheral electrode p7 and the central electrode c) It shows the relationship with the resistivity of groundwater.
In the flow velocity direction meter 1, the flow of groundwater is measured by a specific resistance measurement method. That is, in the flow velocity meter 1, when measuring the flow of groundwater, first, distilled water T is disposed in the opening 64 of the center electrode c (initial state “a”). And when distilled water T is arrange | positioned in the opening part 64, distilled water T will move with the flow of groundwater with progress of time, and the specific resistance in measurement space (measurement part 80) will change. And the process of the change of the specific resistance in measurement space (measurement part 80) is detected by 12 peripheral electrodes p1-p12, and the flow velocity and flow direction of groundwater are calculated based on a detection result.

具体的には、図9(a)に示すように、初期状態「a」では、蒸留水Tが開口部64の外側に流出していない。これによって、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、地下水の比抵抗値を示す。したがって、図9(b)に示すように、初期状態「a」では、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、地下水の比抵抗(初期値)となる。
一方、図9(a)に示すように、第1状態「b」〜第3状態「d」では、時間の経過により、蒸留水Tが、地下水の流れに乗って、周辺電極p7側に向かって移動する。これによって、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、地下水及び蒸留水Tが混合された溶液の比抵抗値を示す。したがって、図9(b)に示すように、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、第1状態「b」〜第3状態「d」のように時間とともに変化する。
一方、図9(a)に示すように、第4状態「e」では、蒸留水Tが、周辺電極p7の外側(中心電極cに対して逆側)に移動する。これによって、再び、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、地下水の比抵抗値を示す。したがって、図9(b)に示すように、第4状態「e」では、周辺電極p7と中心電極cとの間の比抵抗値は、再び、地下水の比抵抗(初期値)となる。
流速流向計1では、30°の角度間隔で、12本の周辺電極p1〜p12が配置されている。これによって、地下水の流れを計測する際には、12本の周辺電極p1〜p12のそれぞれについて、比抵抗のデータを得ることができる。そして、流速流向計1では、12本の周辺電極p1〜p12に係る比抵抗のデータに基づいて、地下水の流速及び流向が算出される。
Specifically, as shown in FIG. 9A, in the initial state “a”, distilled water T does not flow out of the opening 64. Thus, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the center electrode c indicates the specific resistance value of groundwater. Therefore, as shown in FIG. 9B, in the initial state “a”, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the center electrode c becomes the specific resistance (initial value) of the groundwater.
On the other hand, as shown in FIG. 9A, in the first state “b” to the third state “d”, as time passes, distilled water T rides on the flow of groundwater and moves toward the peripheral electrode p7. Move. Accordingly, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the central electrode c indicates the specific resistance value of a solution in which ground water and distilled water T are mixed. Therefore, as shown in FIG. 9B, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the center electrode c changes with time as in the first state “b” to the third state “d”.
On the other hand, as shown in FIG. 9A, in the fourth state “e”, the distilled water T moves to the outside of the peripheral electrode p7 (on the opposite side to the center electrode c). Thereby, again, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the center electrode c shows the specific resistance value of groundwater. Therefore, as shown in FIG. 9B, in the fourth state “e”, the specific resistance value between the peripheral electrode p7 and the center electrode c becomes the specific resistance (initial value) of the groundwater again.
In the flow velocity direction meter 1, twelve peripheral electrodes p1 to p12 are arranged at an angular interval of 30 °. As a result, when measuring the flow of groundwater, specific resistance data can be obtained for each of the 12 peripheral electrodes p1 to p12. And in the flow velocity direction meter 1, the flow velocity and flow direction of groundwater are calculated based on the data of the specific resistance concerning the 12 peripheral electrodes p1 to p12.

(流速流向計1及びケーシングパイプP2の作用・効果)
次に、流速流向計1及びケーシングパイプP2の作用・効果を説明する。
流速流向計1では、一対のパッカー62,72が、それぞれ、連続気泡体(スポンジ)等の透水性を有する材料により形成されている。これによって、エアパッカーを備える必要がなくなり、測定器本体10を小型化することが可能となる。また、測定器本体10をケーシングパイプP2の内側に挿入する際に、各パッカー62,72の下側に存在する空気又は地下水を、各パッカー62,72の上側に抜く(透過させる)ことができる。したがって、ケーシングパイプP2内への測定器本体10の設定を容易化することが可能となる。
また、流速流向計1では、エアパッカーが不要となることに伴い、地上に配置されたボンベからエアパッカーに気体を圧送するためのチューブが不要となる。これによって、地上と測定器本体10との間に配置されるチューブの数を減らすことが可能となる。また、蒸留水Tを計測部80の中心電極c内に置換するためのピストン構造を廃したことにより、ピストンを駆動させるチューブが不要となる。
さらに、流速流向計1では、測定器本体10において、蒸留水タンク52が配置されている。これによって、地上から測定器本体10に蒸留水Tを圧送するためのチューブが不要となる。したがって、地上と測定器本体10との間に配置されるチューブの数を更に減らすことが可能となる。
特に、流速流向計1では、計測空間(計測部80)において、不織布、連続気泡体(スポンジ)等の透水体81が配置されている。これによって、透水体81により、地下水を誘導・整流することができる。したがって、計測部80にガラスビーズを充填する必要がなくなり、ガラスビーズを充填・交換する手間を削減することが可能となる。また、計測時に、計測空間に珪砂を充填する必要がなくなり、ケーシングパイプP2の底部において砂溜まりが出来ることを防止することが可能となる。
また、流速流向計1では、透水体81が、各パッカー62,72を形成する材料と比較して、透水性が高い材料により形成されている。これによって、透水体81内に流入した地下水の各パッカー62,72側への流出が抑制される。したがって、計測空間における上昇流又は下降流の発生を抑制することができ、計測精度を向上することが可能となる。
(Operation and effect of flow velocity direction meter 1 and casing pipe P2)
Next, functions and effects of the flow velocity direction meter 1 and the casing pipe P2 will be described.
In the flow velocity direction meter 1, each of the pair of packers 62 and 72 is formed of a material having water permeability such as an open cell (sponge). Thereby, it is not necessary to provide an air packer, and the measuring instrument main body 10 can be downsized. Further, when the measuring instrument main body 10 is inserted inside the casing pipe P2, the air or groundwater existing below each packer 62, 72 can be extracted (permeated) above each packer 62, 72. . Therefore, the setting of the measuring instrument main body 10 in the casing pipe P2 can be facilitated.
Moreover, in the flow velocity direction meter 1, the tube for pumping gas from the cylinder arrange | positioned on the ground to an air packer becomes unnecessary in connection with the need for an air packer becoming unnecessary. As a result, the number of tubes disposed between the ground and the measuring instrument main body 10 can be reduced. Further, since the piston structure for replacing the distilled water T in the central electrode c of the measuring unit 80 is eliminated, a tube for driving the piston is not necessary.
Further, in the flow velocity direction meter 1, a distilled water tank 52 is arranged in the measuring device main body 10. This eliminates the need for a tube for pumping the distilled water T from the ground to the measuring device main body 10. Therefore, the number of tubes arranged between the ground and the measuring instrument main body 10 can be further reduced.
In particular, in the flow velocity direction meter 1, a permeable body 81 such as a nonwoven fabric or an open cell (sponge) is disposed in the measurement space (measurement unit 80). Thus, the groundwater can be guided and rectified by the permeable body 81. Therefore, it is not necessary to fill the measurement unit 80 with glass beads, and it is possible to reduce the trouble of filling and replacing glass beads. Further, it is not necessary to fill the measurement space with silica sand during measurement, and it is possible to prevent sand accumulation from occurring at the bottom of the casing pipe P2.
Moreover, in the flow velocity direction meter 1, the water permeable body 81 is formed of a material having high water permeability as compared with the material forming the packers 62 and 72. As a result, the outflow of groundwater flowing into the permeable body 81 toward the packers 62 and 72 is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of upward flow or downward flow in the measurement space, and it is possible to improve measurement accuracy.

また、流速流向計1では、中心電極cが、開口部64と、開口部64より下流側に設けられた排出口eと、を有している。特に、開口部64が、計測空間に設けられ、排出口eが、蒸留水Tを、下側パッカー72より下方の領域に排出することが可能となるように設けられている。これによって、中心電極c内に蒸留水Tを圧送し、蒸留水Tを排出口eから排出させることによって、開口部64の内側において、蒸留水Tを配置(置換)することができる。そして、計測空間を流れる地下水によって、開口部64の内側に配置されている蒸留水Tを、開口部64の外側に移動させることができる。したがって、測定器本体10において、地下水を蒸留水Tに置換するためのピストンを設置する必要がなくなり、測定器本体10を小型化することが可能となる。   Further, in the flow velocity direction meter 1, the center electrode c has an opening 64 and a discharge port e provided on the downstream side of the opening 64. In particular, the opening 64 is provided in the measurement space, and the discharge port e is provided so that the distilled water T can be discharged to a region below the lower packer 72. Accordingly, the distilled water T can be disposed (replaced) inside the opening 64 by pumping the distilled water T into the center electrode c and discharging the distilled water T from the discharge port e. And the distilled water T arrange | positioned inside the opening part 64 can be moved to the outer side of the opening part 64 with the groundwater which flows through measurement space. Therefore, it is not necessary to install a piston for replacing the ground water with distilled water T in the measuring instrument main body 10, and the measuring instrument main body 10 can be downsized.

また、ケーシングパイプP2のスクリーン部5では、縦線材xと横線材yとの接続部において、縦線材xが、横線材yの厚み方向の内側に埋設されている。これによって、スクリーン部5内に透水体81が配置されたときに、計測空間における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
すなわち、スクリーン部5では、縦線材xと横線材yとの接続部において、縦線材xが、横線材yに対して中心側に向かって突出していないため、スクリーン部5内に透水体81が配置されたときに、横線材yの全周に亘って、横線材yの内周面と透水体81とを接触させることができる。したがって、スクリーン部5の内周面と透水体81との間における隙間の発生を抑制することができ、計測空間における上昇流又は下降流の発生を抑制することが可能となる。
特に、流速流向計1によれば、測定器本体10の小型化が可能となる結果、ボーリング孔h及びケーシングパイプP2の孔径を小さくすることが可能となる。したがって、計測に必要となる費用を低減することが可能となる。
In the screen portion 5 of the casing pipe P2, the vertical wire x is embedded inside the horizontal wire y in the thickness direction at the connecting portion between the vertical wire x and the horizontal wire y. Thereby, when the permeable body 81 is disposed in the screen unit 5, it is possible to suppress the generation of the upward flow or the downward flow in the measurement space.
That is, in the screen portion 5, the vertical wire x does not protrude toward the center with respect to the horizontal wire y at the connection portion between the vertical wire x and the horizontal wire y. When arranged, the inner peripheral surface of the horizontal wire y and the permeable body 81 can be brought into contact over the entire circumference of the horizontal wire y. Therefore, generation | occurrence | production of the clearance gap between the internal peripheral surface of the screen part 5 and the permeable body 81 can be suppressed, and it becomes possible to suppress generation | occurrence | production of the upward flow or the downward flow in measurement space.
In particular, according to the flow velocity direction meter 1, as a result of the miniaturization of the measuring instrument main body 10, the bore diameters of the bore hole h and the casing pipe P2 can be reduced. Therefore, the cost required for measurement can be reduced.

(変形例)
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態では、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、上記実施形態では、流速流向計1を用いて地下水の流れを計測する際に、測定器本体10が、ケーシングパイプP2内に設置される。
しかしながら、ケーシングパイプP2を設置することなく、測定器本体10を、ボーリング孔h(裸孔)の内側に設置する構成としても構わない。
この際、流速流向計1では、上記のように測定器本体10を小型化、特に、鉛直方向の寸法を小さくすることができる。これによって、ボーリング孔hに孔曲りが発生している場合であっても、ボーリング孔h内への測定器本体10の挿入を容易に実行することが可能となる。
(Modification)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, in the said embodiment, a various change is possible.
For example, in the above embodiment, when measuring the flow of groundwater using the flow velocity direction meter 1, the measuring device main body 10 is installed in the casing pipe P2.
However, the measuring instrument main body 10 may be installed inside the boring hole h (bare hole) without installing the casing pipe P2.
At this time, in the flow velocity direction meter 1, the measuring instrument main body 10 can be downsized as described above, and in particular, the vertical dimension can be reduced. Thereby, even when the hole is bent in the boring hole h, it is possible to easily execute the insertion of the measuring device main body 10 into the boring hole h.

1 流速流向計
10 測定器本体
11 センサーユニット
12 基板ユニット
20 挿入用ロッド
30 センサー部
40 蒸留水制御部
50 蒸留水タンク収容部
52 蒸留水タンク
62 上側パッカー
64 開口部
72 下側パッカー
80 計測部
81 透水体
91 制御基板
c 中心電極
e 排出口
p1〜p12 周辺電極
T 蒸留水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow velocity direction meter 10 Measuring device main body 11 Sensor unit 12 Board | substrate unit 20 Inserting rod 30 Sensor part 40 Distilled water control part 50 Distilled water tank accommodating part 52 Distilled water tank 62 Upper packer 64 Opening part 72 Lower packer 80 Measuring part 81 Permeable body 91 Control board c Center electrode e Discharge port p1 to p12 Peripheral electrode T Distilled water

Claims (6)

一対のパッカーと、
一対のパッカーの間に形成された計測領域と、
前記計測領域に配置された複数の電極と、
前記計測領域に配置された透水体と、を備え、
前記パッカーは、透水性を有する材料により形成され、
前記透水体は、前記パッカーを形成する材料と比較して、透水性が高い材料により形成されていることを特徴とする流速流向計。
A pair of packers,
A measurement area formed between a pair of packers;
A plurality of electrodes arranged in the measurement region;
A permeable body arranged in the measurement region,
The packer is formed of a material having water permeability,
The flow permeable flow meter is characterized in that the water permeable body is formed of a material having high water permeability as compared with a material forming the packer.
前記透水体は、不織布又は連続気泡体により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の流速流向計。   The flow rate flow meter according to claim 1, wherein the water permeable body is formed of a nonwoven fabric or an open cell body. 所定の開口率で形成されたスクリーンであって、
複数の縦線材と、少なくとも一の横線材と、を組み合わせてなり、
縦線材と横線材との接続部では、縦線材が、横線材の厚み方向の内側に埋設されていることを特徴とするスクリーン。
A screen formed with a predetermined aperture ratio,
A combination of a plurality of vertical wires and at least one horizontal wire,
A screen characterized in that the vertical wire is embedded inside the horizontal wire in the thickness direction at the connecting portion between the vertical wire and the horizontal wire.
横線材は、螺旋状に巻回されていることを特徴とする請求項3に記載のスクリーン。   The screen according to claim 3, wherein the horizontal wire is spirally wound. 一対のパッカーと、
一対のパッカーの間に形成された計測領域と、
前記計測領域に配置された複数の電極と、
トレーサが収容されるトレーサタンクと、
前記トレーサタンクに接続されたトレーサ管と、を備え、
前記トレーサ管は、開口部と、前記開口部より下流側に設けられた排出口と、を有し、
前記開口部は、前記計測領域に設けられ、
前記排出口は、トレーサを、一対のパッカーのうち、下側のパッカーより下方の領域に排出することが可能となるように設けられていることを特徴とする流速流向計。
A pair of packers,
A measurement area formed between a pair of packers;
A plurality of electrodes arranged in the measurement region;
A tracer tank in which the tracer is stored;
A tracer pipe connected to the tracer tank,
The tracer pipe has an opening, and a discharge port provided on the downstream side of the opening,
The opening is provided in the measurement region,
The flow outlet is characterized in that the discharge port is provided so that the tracer can be discharged to a region below the lower packer of the pair of packers.
複数の電極の中心に配置された中心電極を備え、
前記トレーサ管は、前記中心電極とされることを特徴とする請求項5に記載の流速流向計。


A center electrode arranged at the center of the plurality of electrodes,
The flow rate flow meter according to claim 5, wherein the tracer tube is the center electrode.


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