JP2021012062A - Pressure detector and water depth gage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水圧を検出する圧力検出器および水深計に関する。 The present invention relates to a pressure detector and a water depth gauge for detecting water pressure.
水中で圧力を検出して水深を計測する際、水深の計測値を正確に算出するためには、単に水圧を計測するだけでなく、水面上における大気圧を参照する必要がある。たとえば、投げ込み型差圧水位計では、水面上にまでケーブルを伸ばし、ケーブルを介して水位計が大気圧を取得する方法が用いられる。しかしながら、ケーブルを伸ばして大気圧を導入する方式は、小型の水深計では採用することがむつかしい。 When detecting pressure in water and measuring water depth, in order to accurately calculate the measured value of water depth, it is necessary not only to measure water pressure but also to refer to atmospheric pressure on the water surface. For example, in a throw-in type differential pressure water level gauge, a method is used in which a cable is extended above the water surface and the water level gauge acquires the atmospheric pressure via the cable. However, it is difficult to adopt the method of extending the cable to introduce the atmospheric pressure in a small depth gauge.
そこで、ダイバーズウォッチに搭載されるような小型の水深計では、機器が水中に入る前、水面上において大気圧を計測し、水面上で計測した大気圧を参照値として用いる水深計が提案されている(特許文献1等参照)。しかしながら、このような従来技術では、操作者が大気圧の計測スイッチを押し忘れた場合などに、大気圧の参照値を取得できず、正確な水深を計測することができないという問題が生じる場合がある。
Therefore, in a small water depth gauge such as that mounted on a diver's watch, a water depth gauge has been proposed that measures the atmospheric pressure on the water surface before the device enters the water and uses the measured atmospheric pressure on the water surface as a reference value. (See
本発明は、小型化が可能であって、かつ、水面上における大気圧の計測スイッチの押し忘れのような問題が発生しない、圧力検出器および水深計に関する。 The present invention relates to a pressure detector and a water depth gauge, which can be miniaturized and do not cause a problem such as forgetting to press the atmospheric pressure measurement switch on the water surface.
上記目的を達成するために、本発明の圧力検出器は、
水中において空気を保持する第1室と、水中において水が導入される第2室と、を有する筐体部と、
前記第1室と前記第2室とを仕切る仕切り部に設けられ、前記第1室と前記第2室との差圧を計測する圧力計測部と、
水中で水圧が作用する第1圧力作用部を有し、前記第1室を外環境に対して連通させる第1位置と、前記第1室を外環境に対して遮蔽する第2位置との間を移動する第1可動弁と、を有し、
前記第1可動弁は第1磁石を有し、
前記第1磁石は、前記筐体部に設けられる第2磁石に対して同極側が互いに向き合うように設けられており、
前記第1可動弁は、前記第1圧力作用部に水圧が作用すると、前記第1磁石が前記第2磁石との反発力に抗して前記第2磁石に対して近づくことにより前記第1位置から前記第2位置に移動し、
前記第1可動弁は、前記第1圧力作用部へ水圧が作用しなくなると、前記第1磁石が前記第2磁石との反発力により前記第2磁石に対して遠ざかることにより前記第2位置から前記第1位置に移動する。
In order to achieve the above object, the pressure detector of the present invention
A housing portion having a first chamber for holding air in water and a second chamber for introducing water in water.
A pressure measuring unit provided in a partition portion that separates the first chamber and the second chamber and measures the differential pressure between the first chamber and the second chamber.
Between a first position that has a first pressure acting part on which water pressure acts in water and communicates the first chamber with the outside environment and a second position that shields the first chamber with the outside environment. Has a first movable valve, which moves the
The first movable valve has a first magnet and has a first magnet.
The first magnet is provided so that the same pole sides face each other with respect to the second magnet provided in the housing portion.
When water pressure acts on the first pressure acting portion, the first movable valve approaches the first position by the first magnet approaching the second magnet against the repulsive force with the second magnet. Move to the second position from
When the water pressure does not act on the first pressure acting portion, the first movable valve moves away from the second magnet due to the repulsive force of the first magnet with the second magnet from the second position. Move to the first position.
本発明に係る圧力検出器は、水面の大気圧(水圧が作用し始める直前)の状態で外環境から遮蔽される第1室と、水圧が作用する第2室とを有しており、圧力計測部が第1室と第2室との差圧を計測することにより、水圧から大気圧を差し引いた圧力を、正確に計測することができる。また、本発明に係る圧力検出器は、第1可動弁に水圧が作用すると、第1可動弁が自動的に第1室を外環境に対して遮蔽するため、スイッチの押し忘れのような問題が発生せず、水圧から大気圧を差し引いた圧力を、確実に計測することができる。 The pressure detector according to the present invention has a first chamber that is shielded from the outside environment at atmospheric pressure on the water surface (immediately before the water pressure starts to act) and a second chamber that the water pressure acts on, and the pressure. By measuring the differential pressure between the first chamber and the second chamber, the measuring unit can accurately measure the pressure obtained by subtracting the atmospheric pressure from the water pressure. Further, in the pressure detector according to the present invention, when water pressure acts on the first movable valve, the first movable valve automatically shields the first chamber from the outside environment, so that there is a problem such as forgetting to press the switch. Is not generated, and the pressure obtained by subtracting the atmospheric pressure from the water pressure can be reliably measured.
また、第1可動弁は、第1磁石を有しており、第1圧力作用部に作用する圧力と、第1磁石と第2磁石の反発力とのバランスにより動作する。そのため、第1可動弁は、電力で動作する弁とは異なり、充電や電池交換が不要であるため、動作の信頼性が高く、構造がシンプルである。また、このような第1可動弁は、スプリングの反発力を使用する弁に比べて、繰り返し動作しても劣化しにくく、耐久性が高い。 Further, the first movable valve has a first magnet, and operates by balancing the pressure acting on the first pressure acting portion and the repulsive force of the first magnet and the second magnet. Therefore, unlike the valve that operates by electric power, the first movable valve does not require charging or battery replacement, so that the operation is highly reliable and the structure is simple. Further, such a first movable valve is less likely to deteriorate even if it is repeatedly operated and has higher durability than a valve that uses the repulsive force of a spring.
また、たとえば、前記筐体部は、前記第1可動弁を移動可能に収容する第3室を有してもよい。 Further, for example, the housing portion may have a third chamber for movably accommodating the first movable valve.
また、たとえば、前記第3室は、前記第1室へ空気が出入りする方向に交差する方向に沿って形成されていてもよい。 Further, for example, the third chamber may be formed along a direction intersecting the direction in which air enters and exits the first chamber.
このように第3室を形成することにより、第1可動弁による第1室の開閉をシンプルな構造で実現するとともに、第1可動弁の移動に伴い、第1室の容積が変化することを防止できる。 By forming the third chamber in this way, the opening and closing of the first chamber by the first movable valve is realized with a simple structure, and the volume of the first chamber changes as the first movable valve moves. Can be prevented.
また、たとえば、前記第1磁石は、前記第1可動弁が前記第2位置に移動したときに前記第1室を外環境に対して遮蔽する遮蔽部と、前記第1可動弁が前記第1位置に移動したとき前記第1室を外環境に対して連通させる貫通孔と、を有してもよい。 Further, for example, the first magnet has a shielding portion that shields the first chamber from the outside environment when the first movable valve moves to the second position, and the first movable valve has the first movable valve. It may have a through hole that allows the first chamber to communicate with the outside environment when moved to a position.
このような圧力検出器は、第1磁石自体が弁として機能するため、部品点数が少なく構造がシンプルである。 Since the first magnet itself functions as a valve in such a pressure detector, the number of parts is small and the structure is simple.
また、たとえば、本発明に係る圧力検出器は、前記第2磁石および水中で水圧が作用する第2圧力作用部を有しており、前記第2室を外環境に対して遮蔽する第3位置と、前記第2室を外環境に対して連通させる第4位置との間を移動する第2可動弁をさらに有し、
前記第2可動弁は、前記第2圧力作用部に水圧が作用すると、前記第2磁石が前記第1磁石からの反発力に抗して前記第1磁石に対して近づくことにより前記第3位置から前記第4位置に移動し、
前記第2可動弁は、前記第2圧力作用部へ水圧が作用しなくなると、前記第2磁石が前記第1磁石からの反発力により前記第1磁石に対して遠ざかることにより前記第4位置から前記第3位置に移動する。
Further, for example, the pressure detector according to the present invention has the second magnet and the second pressure acting portion on which water pressure acts in water, and the third position that shields the second chamber from the outside environment. And a second movable valve that moves between the second chamber and the fourth position that communicates with the outside environment.
In the second movable valve, when water pressure acts on the second pressure acting portion, the second magnet approaches the first magnet against the repulsive force from the first magnet, so that the third position Move to the 4th position from
When the water pressure does not act on the second pressure acting portion, the second movable valve moves away from the first magnet due to the repulsive force from the first magnet from the fourth position. Move to the third position.
このような圧力検出器は、第2室を開閉する第2可動弁を有しており、第2室は水中で外環境と連通し、大気中では遮蔽される。したがって、このような圧力検出器は、水中において第2室に導入された水が、大気中で第2室から漏出することを防止できる。また、第2可動弁は、第1可動弁と同様に、第2圧力作用部に作用する圧力と、第1磁石と第2磁石の反発力とのバランスにより動作するため、良好な耐久性と信頼性とを有する。 Such a pressure detector has a second movable valve that opens and closes the second chamber, and the second chamber communicates with the outside environment in water and is shielded in the atmosphere. Therefore, such a pressure detector can prevent the water introduced into the second chamber in water from leaking from the second chamber in the atmosphere. Further, the second movable valve operates by the balance between the pressure acting on the second pressure acting portion and the repulsive force of the first magnet and the second magnet, like the first movable valve, and therefore has good durability. Has reliability.
また、たとえば、前記第1可動弁と前記第2可動弁とは、前記第1圧力作用部と前記第2圧力作用部とが互いに反対方向を向くように、所定の直線に沿って配列されていてもよい。 Further, for example, the first movable valve and the second movable valve are arranged along a predetermined straight line so that the first pressure acting portion and the second pressure acting portion face each other in opposite directions. You may.
第1可動弁と第2可動弁とがこのように配列された圧力検出器は、構造がシンプルである。また、第1可動弁および第2可動弁に対して両側から水圧が作用することで、単位圧力変化あたりの磁石間の反発力の変化を大きくすることができ、小型化に資する。 The pressure detector in which the first movable valve and the second movable valve are arranged in this way has a simple structure. Further, by applying water pressure to the first movable valve and the second movable valve from both sides, the change in the repulsive force between the magnets per unit pressure change can be increased, which contributes to miniaturization.
また、たとえば、前記第2磁石は、前記筐体部に固定されていてもよい。 Further, for example, the second magnet may be fixed to the housing portion.
本発明に係る圧力検出器は、第2磁石を筐体部に固定し、第2可動弁を設けないシンプルな構造とすることも可能である。 The pressure detector according to the present invention can also have a simple structure in which the second magnet is fixed to the housing portion and the second movable valve is not provided.
本発明に係る水深計は、上記いずれかに記載の圧力検出器と、
前記圧力計測部で測定される差圧を水深に変換する水深算出部と、を有する。
The water depth gauge according to the present invention includes the pressure detector according to any one of the above and the pressure detector.
It has a water depth calculation unit that converts the differential pressure measured by the pressure measurement unit into water depth.
本発明に係る水深計は、水圧から大気圧を差し引いた圧力を、確実に計測することができるとともに、水面上において大気圧を測定し忘れて正確な水深を計測できないというような問題の発生を、適切に防止できる。 The water depth gauge according to the present invention can reliably measure the pressure obtained by subtracting the atmospheric pressure from the water pressure, and at the same time, it causes a problem that the atmospheric pressure cannot be measured on the water surface and the accurate water depth cannot be measured. , Can be prevented appropriately.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力検出器20およびこれを用いた水深計10を示す概略図である。水深計10は、圧力検出器20と、圧力検出器20の圧力計測部26で測定される差圧を水深に変換する水深算出部80とを有する。水深算出部80は、電子回路やICなどで構成される。なお、実施形態の説明では、圧力検出器20を水深計10に用いる例を挙げて説明を行うが、圧力検出器20の用途は水深計10に限定されず、大気圧を差し引いた水圧の計測値を用いる他の機器の一部として用いられてもよい。また、図1以外の図面では、水深算出部80については図示を省略している。
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a
図1に示すように、圧力検出器20は、筐体部22、圧力計測部26、第1可動弁30、第2可動弁40などを有する。筐体部22の内部には、水圧を検出するために仕切られた複数の部屋が形成されている。筐体部22は、たとえば樹脂や金属などの耐水性を有する材質で作製することができるが、筐体部22の材質は特に限定されない。なお、水深計10および圧力検出器20の説明では、図1に示すように、第1可動弁30および第2可動弁40の可動方向をX軸方向とし、第1可動弁30および第2可動弁40を水又は空気が通過する方向をZ軸方向とし、X軸方向およびZ軸方向に垂直な方向をY軸方向とする。
As shown in FIG. 1, the
筐体部22は、第1室22a、第2室22bおよび第3室22cなどを有する。筐体部22の下部は略U字形状となっており、この部分に第1室22aと第2室22bとが配置されている。第1室22aと第2室22bとは、互いに略対称な逆L字−L字形状を有している。第1室22aの側壁と第2室22bの側壁とは、筐体部22の底部で接続されているが、第1室22aと第2室22bとの間は、仕切り部25によって隔てられている。
The
第1室22aと第2室22bを仕切る仕切り部25には、第1室22aと第2室22bとの差圧を計測する圧力計測部26が設けられている。圧力計測部26は、たとえばピエゾ抵抗型の圧力センサや、静電容量型の圧力センサや、仕切り部25の移動量を検出するものなどが挙げられるが、圧力計測部26としてはこれに限定されない。また、仕切り部25は、第1室22aと第2室22bとの間で水分および空気が移動しないように仕切るものであればよく、図1に示すように一定の位置に固定されているものであってもよく、第1室22aおよび第2室22bの容積の比を変更するように移動するものであってもよい。
The
筐体部22の第3室22cは、第1室22aと第2室22bの両方の上方開口を塞ぐように、第1室22aの上方と第2室22bの上方を横断するように設けられている。第3室22cは、第1可動弁30と、第2可動弁40とを移動可能に収容する。
The
第3室22cは、X軸方向に延びており、第1室22aの上方開口と第2室22bの上方開口の間に位置する中央部22caと、第1室22aの上方から外側(中央部22caとは反対方向)へ延びる第1側部22cbと、第2室22bの上方から外側(中央部22caとは反対方向)へ延びる第2側部22ccとを有する。第1可動弁30は、第3室22cのうち、中央部22caから第1側部22cbの部分を移動するように配置されており、第1室22aの上方開口を開閉する。第2可動弁40は、第3室22cのうち、中央部22caから第2側部22ccの部分を移動するように配置されており、第2室22bの上方開口を開閉する。
The
第1可動弁30は、第1磁石32を有する。図1に示す実施形態では、第1磁石32自体が、第1室22aを開閉する弁として機能するが、第1可動弁30の構成としてはこれのみには限定されない。第1可動弁30は、第1磁石32以外の部分を有してもよく、たとえば、図6に示す第1可動弁230のように、第1磁石232とは別個に設けられ弁として作用する遮蔽部233aと貫通孔233bとを有していてもよい。
The first
第1可動弁30である第1磁石32は、外環境の圧力が作用する第1圧力作用部32cを有する。第1圧力作用部32cは、第1可動弁30(すなわち第1磁石32)におけるX軸正方向側の端面で構成される。図2および図3に示すように、水中では、第1圧力作用部32cには水圧が作用する。一方、図1に示すように、大気中では、第1圧力作用部32cには大気圧が作用する。第1磁石32は、第2磁石42に対して同極側(図1〜3に示す例ではN極)が互いに向き合うように設けられており、第2磁石42から反発力を受ける。なお、第1磁石32と第2磁石42とは、第1実施形態とは異なり、お互いのS極が向き合うように配置されていてもよい。
The
第1可動弁30および第1磁石32は、第1圧力作用部32cに作用する外環境の圧力に応じて、第3室22cの内部を移動する。すなわち、第1可動弁30は、図1に示すように第1室22aを外環境に対して連通させる第1位置P1と、図2に示すように第1室22aを外環境に対して遮蔽する第2位置P2との間を移動する。
The first
第1磁石32は、第1可動弁30が第2位置P2に移動したとき第1室22aを外環境(水中)に対して遮蔽する遮蔽部32aと、第1可動弁30が第1位置P1に移動したとき第1室22aを外環境(大気中)に対して連通させる貫通孔32bとを有する。図1に示すように、貫通孔32bは、第1遮蔽部32aにくらべて、第1磁石32において第2磁石42側を向く端面の近くに形成されており、第1可動弁30が外側寄りの第1位置P1へ移動したときに、第1室22aの上側開口の上に位置する。
The
また、図2に示すように、貫通孔32bは、第1可動弁30が中央寄りの第2位置P2へ移動したときに、中央部22ca内に位置し、第1室22aの上側開口の上には、遮蔽部32aが位置する。
Further, as shown in FIG. 2, the through
すなわち、図2に示すように、第1可動弁30は、第1圧力作用部32cに水圧が作用すると、第1磁石32が第2磁石42からの反発力に抗して第2磁石42に近づくことにより、図1に示す第1位置P1から、図2に示す第2位置P2に移動する。
That is, as shown in FIG. 2, in the first
また、図1に示すように、第1可動弁30は、第1圧力作用部32cへ水圧が作用しなくなると、第1磁石32が第2磁石42との反発力により第2磁石42から遠ざかることにより、図2に示す第2位置P2から第1位置P1に移動する。このように第1可動弁30は、第1磁石32と第2磁石42との間の反発力と、第1圧力作用部32cから受ける圧力とのバランスにより、第3室22c内を移動する。このような第1可動弁30の動きにより、第1室22aは、水中において空気を保持する。
Further, as shown in FIG. 1, in the first
第2可動弁40は、第2磁石42を有する。第2磁石42は、第1磁石32と同様に、第2磁石42自体が第2室22bを開閉する弁として機能する。ただし、第2可動弁40は、後述する第1可動弁230(図6参照)と同様に、第2磁石42以外の部分を有していてもよい。
The second
第2可動弁40である第2磁石42は、外環境の圧力が作用する第2圧力作用部42cを有する。第2圧力作用部42cは、第2可動弁40(すなわち第2磁石42)におけるX軸負方向側の端面で構成される。第2圧力作用部42cには、第1可動弁30の第1圧力作用部32cと同様に、外環境の圧力が作用する。
The
すなわち、図2および図3に示すように、筐体部22が水中にある場合、第2圧力作用部42cには水圧が作用する。一方、図1に示すように、筐体部22が大気中にある場合には、第2圧力作用部42cには大気圧が作用する。第2磁石42は、第1磁石32に対して同極側が互いに向き合うように設けられており、第1磁石32から反発力を受ける。第1磁石および第2磁石としては、たとえば希土類磁石やフェライト磁石などの永久磁石を用いることができるが、特に限定されない。なお、海水や腐食性の有機溶媒等が存在する環境下での使用を想定すると、シリコーン被膜等にて撥水処理された磁石を用いることも可能である。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, when the
第2可動弁40および第2磁石42は、第1可動弁30および第1磁石32と同様に、第2圧力作用部42cに作用する外環境の圧力に応じて、第3室22cの内部を移動する。すなわち、第2可動弁40は、図1に示すように第2室22bを外環境に対して遮蔽する第3位置P3と、図2に示すように第2室22bを外環境に対して連通させる第4位置P4との間を移動する。
Like the first
第2磁石42は、第2可動弁40が第3位置P3に移動したとき第2室22bを外環境(大気中)に対して遮蔽する遮蔽部42aと、第2可動弁40が第4位置P4に移動したとき第2室22bを外環境(水中)に対して連通させる貫通孔42bとを有する。図2に示すように、貫通孔42bは、遮蔽部42aに比べて、第2磁石42において第1磁石32側を向く端面から離れた位置に形成されており、第2磁石42が中央寄りの第4位置P4へ移動したときに、第2室22bの上側開口の上に位置する。
The
また、図1に示すように、貫通孔42bは、第2磁石42が外側寄りの第3位置P3へ移動したときに、第2側部22cc内に位置し、第2室22bの上側開口の上には、遮蔽部42aが位置する。
Further, as shown in FIG. 1, the through
すなわち、図2に示すように、第2可動弁40は、第2圧力作用部42cに水圧が作用すると、第2磁石42が第1磁石32からの反発力に抗して第1磁石32に近づくことにより、図1に示す第3位置P3から、図2に示す第4位置P4に移動する。
That is, as shown in FIG. 2, in the second
また、図1に示すように、第2可動弁40は、第2圧力作用部42cへ水圧が作用しなくなると、第2磁石42が第1磁石32との反発力により第1磁石32から遠ざかることにより、図2に示す第4位置P4から第3位置P3に移動する。このように第2可動弁40は、第1磁石32と第2磁石42との間の反発力と、第2圧力作用部42cから受ける圧力とのバランスにより、第3室22c内を移動する。このような第2可動弁40の動きにより、第2室22bには、水中において水が導入され、仕切り部25の第2室22b側には、水中において水圧が作用する。
Further, as shown in FIG. 1, in the second
図1に示すように、第1可動弁30と第2可動弁40とは、第1圧力作用部32cと第2圧力作用部42cとが互いに反対方向を向くように、所定の直線に沿って配列されている。このような水深計10は筐体部22の構造がシンプルである。また、第1可動弁30および第2可動弁40に対して両側から水圧が作用することで、単位圧力変化あたりの第1磁石32‐第2磁石42間の反発力の変化を大きくすることができるため、小型化に対して有利である。
As shown in FIG. 1, the first
以下、図1から図3を用いて、水深計10による水深の算出について説明する。図1は、水深計10が大気中にある状態を示している。図1に示すように、水深計10が大気中にある状態において、第1可動弁30の第1圧力作用部32cと第2可動弁40の第2圧力作用部42cとには、大気圧Faが作用する。また、第1可動弁30の第1磁石32と、第2可動弁40の第2磁石42との間には、反発力Fbが作用する。
Hereinafter, the calculation of the water depth by the
第1磁石32‐第2磁石42間の反発力Fbは、第1圧力作用部32cおよび第2圧力作用部42cに大気圧が作用している状態では、第1圧力作用部32cと第2可動弁40とが所定の間隔以下に近づかないように設定されている。第1圧力作用部32cおよび第2圧力作用部42cに作用する大気圧としては、特に限定されないが、たとえば、950〜1050hpa程度である。これは自然界で想定される大気圧の変動幅に基づく範囲である。
The repulsive force Fb between the
このように、水深計10が大気中にある状態では、第1可動弁30と第2可動弁40との間隔は、水深計10が水中にある状態に比べて離れており、第1可動弁30は第1位置(P1)にあり、第2可動弁40は第3位置(P3)にある。図1に示すように、筐体部22の第1室22aは外環境(大気)に対して連通しており、筐体部22の第1室22aには、第3室22cを挟んで上方に設けられる第1導入口24aおよび第1磁石32の貫通孔32bを介して、空気が出入りする。したがって、図1に示す状態では、第1室22aは大気圧となっている。これに対して、筐体部22の第2室22bは、外環境に対して遮蔽されている。
As described above, in the state where the
なお、第1可動弁30と第2可動弁40とが移動可能に設けられる第3室22cには、第1可動弁30がX軸正方向側に、第2可動弁40がX軸負方向側に、それぞれ所定の範囲を超えて移動することを防止するストッパー機構23aが設けられている。これにより、図1に示すように、第1磁石32および第2磁石42が、互いの反発力により第3室22cの外側寄りに位置する状態であっても、第1可動弁30または第2可動弁40が第3室22cの両側から抜け落ちることを防止できる。
In the
図2は、水深計10が水面位置にある状態を示している。図2に示すように、水深計10は、筐体部22の第1導入口24aおよび第2導入口24bが水面上(大気中)にあり、その他の部分は水中にある。図2に示すように、第1可動弁30の第1圧力作用部32cと第2可動弁40の第2圧力作用部42cとには、水圧Fcが作用する。また、第1可動弁30の第1磁石32と、第2可動弁40の第2磁石42との間には、反発力Fbが作用する。
FIG. 2 shows a state in which the
第1磁石32‐第2磁石42間の反発力Fbは、第1圧力作用部32cおよび第2圧力作用部42cに水圧が作用している状態では、第1磁石32と第2磁石42とが所定の間隔以下に近づくか、または互いに接触するように設定されている。第1圧力作用部32cおよび第2圧力作用部42cに作用する水圧としては、特に限定されないが、たとえば、950〜6200hpa程度である。これは、自然界で想定される大気圧の想定下限値と、実際の使用環境における水深として約50m程度における水圧を想定上限値とするものである。
The repulsive force Fb between the
図2に示すように、水深計10が水面位置にあり、第1圧力作用部32cおよび第2圧力作用部42cに水圧が作用している状態では、第1可動弁30と第2可動弁40との間隔は、水深計10が大気中にある状態に比べて狭くなる。すなわち、第1可動弁30は、第1室22aへ空気が出入りする方向(Z軸方向)に交差する方向(X軸方向)に沿って形成される第3室22cに沿って、第1位置(P1)から第2位置(P2)に移動する。したがって、筐体部22の第1室22aは外環境(大気)に対して遮蔽され、第1室22aは水面位置の大気圧に維持される。
As shown in FIG. 2, when the
また、第2可動弁40も、第3室22cに沿って、第3位置(P3)から第4位置(P4)に移動する。これにより、筐体部22の第2室22bは、外環境と連通する。
The second
なお、第3室22cの中央部22caには、第1可動弁30が筐体部22の中央を超えてX軸負方向側へ移動したり、第2可動弁40が筐体部22の中央を超えてX軸正方向側へ移動したりすることを防止するためのストッパー機構23b(図1参照)が設けられていてもよい。これにより、水圧によって近づいているか又は接触している第1可動弁30および第2可動弁40が、全体的にX軸正方向側またはX軸負方向側のどちらかに偏って配置されてしまうことを、防止できる。
In the central portion 22ca of the
また、第1可動弁30と第2可動弁40が収容される第3室22cの内壁には、第1可動弁30および第2可動弁40と第3室22cの隙間から、第1室22aおよび第2室22bに水が出入りしないように、シール処理が施されている。
Further, on the inner wall of the
図3は、水深計10が水中にある状態を示している。図3に示すように、水深計10は、筐体部22の第1導入口24aおよび第2導入口24bを含めて、その全体が水中にある。図3に示すように、第1可動弁30の第1圧力作用部32cと第2可動弁40の第2圧力作用部42cとには、水圧Fcが作用しており、第1可動弁30は第2位置(P2)にあり、第2可動弁40は第4位置(P4)にある。
FIG. 3 shows a state in which the
図3に示すように、筐体部22の第2室22bは外環境(水中)に対して連通しており、筐体部22の第2室22bには、第3室22cを挟んで上方に設けられる第2導入口24bおよび第2磁石42の貫通孔42bを介して、水が出入りする。したがって、図3に示す状態では、第2室22bは水圧となっている。これに対して、筐体部22の第1室22aは、外環境に対して遮蔽されており、水面位置(図2参照)の大気圧に維持されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示す状態において、第1室22aと第2室22bを仕切る仕切り部25に設けられる圧力計測部26は、第1室22aと第2室22bとの差圧を計測する。第1室22aは水面位置(図2参照)の大気圧に維持されており、第2室22bは水深計10が存在する水圧(水面位置から水深計までの水による圧力と、大気圧との合計圧力)が作用する。したがって、圧力計測部26は、水圧から大気圧を差し引いた圧力を検出できる。
In the state shown in FIG. 3, the
さらに、図1に示す水深算出部80が、圧力計測部26で測定される差圧を水深に変換することにより、水深計10は、水深計10(圧力計測部26)が位置する水深に関する情報を取得する。
Further, the water
第1実施形態に係る水深計10に含まれる圧力検出器20は、水面位置の大気圧の状態(図2参照)で外環境から遮蔽される第1室22aと、水圧が作用する第2室22bとを有しており、圧力計測部26が第1室22aと第2室22bとの差圧を計測することにより、水圧から大気圧を差し引いた圧力を正確に計測することができる。また、圧力検出器20は、第1圧力作用部32cに水圧が作用すると、第1可動弁30が自動的に第1室22aを外環境に対して遮蔽するため、スイッチの押し忘れのような問題が発生せず、水圧から大気圧を差し引いた圧力を、確実に計測することができる。
The
また、第1可動弁30は、第1磁石32を有しており、第1圧力作用部32cに作用する圧力と、第1磁石32と第2磁石42の反発力とのバランスにより動作する。そのため、第1可動弁30は、電力で動作する弁とは異なり、充電や電池交換が不要であるため、動作の信頼性が高く、構造がシンプルである。また、このような第1可動弁30は、スプリングの反発力を使用する弁に比べて、繰り返し動作しても劣化しにくく、耐久性が高い。
Further, the first
また、水深計10は、第2室22bを開閉する第2可動弁40を有しており、第2室22bは水中で外環境と連通し、大気中では外環境から遮蔽される。したがって、このような水深計10は、水中において第2室22bに導入された水が、大気中で第2室22bから漏出することを防止できる。
Further, the
第2実施形態
図4および図5は、本発明の第2実施形態に係る水深計110の概略図である。図4に示すように、水深計110は、第2可動弁を有しておらず、第2磁石142が筐体部122に固定されている点で図1〜図3に示す水深計10とは異なるが、その他の点については、水深計10と同様である。水深計110の説明では、第1実施形態に係る水深計10との相違点のみを説明し、共通点については説明を省略する。
2nd Embodiment FIG. 4 and FIG. 5 are schematic views of a
図4は、水深計110およびこれに含まれる圧力検出器120が大気中にある状態を示している。水深計110は、図1に示す水深計10と同様に、筐体部122の第1室122aを開閉する第1可動弁30を有する。第1可動弁30の動作については、第1実施形態に係る水深計10と同様である。
FIG. 4 shows a state in which the
図4に示すように、水深計110は第2可動弁を有しておらず、筐体部122の第2室122bは、常に外環境と連通している。また、第1可動弁30の第1磁石32に対して反発力を生じる第2磁石142は、筐体部122の中央部122caに設けられている。
As shown in FIG. 4, the
水深計110の筐体部122において第1可動弁30を収容する第3室122cは、中央部122caと、第1側部122cbとを有する。図4に示すように、水深計110が大気中にある場合、第1可動弁30の第1圧力作用部32cに大気圧(Fa)が作用し、第1可動弁30は、第1室122aを外環境に対して連通させる第1位置(P1)に位置する。
The
図5に示すように、水深計110が水中にある場合、第1可動弁30の第1圧力作用部32cに水圧(Fc)が作用し、第1可動弁30は、第1室122aを外環境に対して遮蔽する第2位置(P2)に位置する。水深計110の第1室122aは空気を保持して水面位置の大気圧に維持され、第2室22bは、外環境(水中)と連通して水圧Fcが作用する。
As shown in FIG. 5, when the
水深計110による水深の計測方法は、上述した水深計10による計測方法と同様である。図4および図5に示す水深計110は、可動弁が1つであるため、構造がシンプルである。また、水深計110は、水深計10との共通部分については、同様の効果を奏する。
The method of measuring the water depth by the
第3実施形態
図6および図7は、本発明の第3実施形態に係る水深計210の概略図である。図6に示すように、水深計210は、第1可動弁230が第1磁石232と弁機構部233とを有している点で図4に示す水深計110とは異なるが、その他の点については、水深計110と同様である。水深計210の説明では、第2実施形態に係る水深計110との相違点のみを説明し、共通点については説明を省略する。
Third Embodiment FIGS. 6 and 7 are schematic views of a
図6は、水深計210およびこれに含まれる圧力検出器220が大気中にある状態を示している。水深計210の第1可動弁230が有する第1磁石232は、筐体部122に設けられる第2磁石142に対向するように、第1可動弁230の中央側端部に備えられる。第1磁石232と第2磁石142とは、同極側が対向するように設けられており、第1磁石232と第2磁石142との間の間隔に応じた反発力を生じる。
FIG. 6 shows a state in which the
第1可動弁230は、第1磁石232の外側(X軸正方向側)端部に接続する弁機構部233を有する。弁機構部233は、例えば樹脂や金属などで形成されるが、第1室122aを開閉できるものであれば、どのような材質であってもよい。第1可動弁230は、図1に示す第1可動弁30と同様に、第1室122aを外環境に対して連通させる第1位置P1(図6参照)と、第1室122aを外環境に対して遮蔽する第2位置P2(図7参照)との間を移動する。
The first
第1弁機構部233は、第1可動弁230が第2位置P2に移動したとき第1室122aを外環境(水中)に対して遮蔽する遮蔽部233aと、第1可動弁230が第1位置P1に移動したとき第1室122aを外環境(大気中)に対して連通させる貫通孔233bとを有する。図6に示すように、貫通孔233bは、第1遮蔽部233aにくらべて、第1磁石232の近くに形成されており、第1可動弁230が外側寄りの第1位置P1へ移動したときに、第1室122aの上側開口の上に位置する。
The first
また、図7に示すように、貫通孔32bは、第1可動弁230が中央寄りの第2位置P2へ移動したときに、中央部122ca内に位置し、第1室122aの上側開口の上には、遮蔽部233aが位置する。
Further, as shown in FIG. 7, the through
第1弁機構部233における外側(X軸正方向側)の端部には、第1圧力作用部233cが形成されている。図6に示すように、水深計210が大気中にある場合、第1可動弁230の第1圧力作用部233cに大気圧(Fa)が作用し、第1可動弁30は、第1室122aを外環境に対して連通させる第1位置(P1)に位置する。
A first
図7に示すように、水深計210が水中にある場合、第1可動弁230の第1圧力作用部233cに水圧(Fc)が作用し、第1可動弁230は、第1室122aを外環境に対して遮蔽する第2位置(P2)に位置する。水深計110の第1室122aは空気を保持して水面位置の大気圧に維持され、第2室22bは、外環境(水中)と連通して水圧Fcが作用する。
As shown in FIG. 7, when the
水深計210による水深の計測方法は、上述した水深計10、110による計測方法と同様である。図6および図7に示す水深計110は、第1可動弁230に用いる第1磁石232を小型化できるため、軽量化の点で有利である。また、水深計210は、水深計10、110との共通部分については、同様の効果を奏する。
The method of measuring the water depth by the
図8は、上述した水深計10の実施態様の一例を示す概念図である。図8に示すように、農場管理システム80は、水田などの農場70の水位を計測する水深計10や農場70の風速を計測する風速計52などを有する測定部50と、農場70の水位を調整する水位調整部60とを有する。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of the embodiment of the
農場管理システム90の測定部50は、水深計10や風速計52などで取得した農場70のデータを、送信部54を用いて、水位調整部60へ送信する。水位調整部60の受信部66は、測定部50から送信され、受信部66が取得した農場70のデータに基づき、貯水部62から農場70へ水を供給したり、農場70から水を排出したりするためのゲート64を開閉することにより、農場70の水位を調整することができる。
The
以上のように、複数の実施形態を挙げて本発明に係る水深計10、110、210および圧力検出器20、120、220を説明してきたが、本発明はこれらの実施形態のみには限定されず、他の実施形態や変形例を有することは言うまでもない。たとえば、水深計10、110、210に用いられる差圧計の種類や、計測した差圧や水深の値の用途、筐体部12、120の形状などについては、実施形態で示したものは単なる一例にすぎない。
As described above, the water depth gauges 10, 110, 210 and the
10、110、210…水深計
20、120、220…圧力検出器
22、122…筐体部
22a、122a…第1室
22b、122b…第2室
22c、122c…第3室
22ca、122ca…中央部
22cb、122cb…第1側部
22cc…第2側部
23a、23b…ストッパー機構
24a…第1導入口
24a…第2導入口
25…仕切り部
26…圧力計測部
30、230…第1可動弁
32、232…第1磁石
233…弁機構部
32a、233a、42a…遮蔽部
32b、233b、42b…貫通孔
32c、233c…第1圧力作用部
P1…第1位置
P2…第2位置
40…第2可動弁
42、142…第2磁石
42c…第2圧力作用部
80…水深算出部
60…水位調整部
62…貯水部
64…ゲート
66…受信部
70…農場
50…計測部
52…風速計
54…送信部
Fa…大気圧
Fb…反発力
Fc…水圧
P3…第3位置
P4…第4位置
10, 110, 210 ...
Claims (8)
前記第1室と前記第2室とを仕切る仕切り部に設けられ、前記第1室と前記第2室との差圧を計測する圧力計測部と、
水中で水圧が作用する第1圧力作用部を有し、前記第1室を外環境に対して連通させる第1位置と、前記第1室を外環境に対して遮蔽する第2位置との間を移動する第1可動弁と、を有し、
前記第1可動弁は第1磁石を有し、
前記第1磁石は、前記筐体部に設けられる第2磁石に対して同極側が互いに向き合うように設けられており、
前記第1可動弁は、前記第1圧力作用部に水圧が作用すると、前記第1磁石が前記第2磁石との反発力に抗して前記第2磁石に対して近づくことにより前記第1位置から前記第2位置に移動し、
前記第1可動弁は、前記第1圧力作用部へ水圧が作用しなくなると、前記第1磁石が前記第2磁石との反発力により前記第2磁石に対して遠ざかることにより前記第2位置から前記第1位置に移動する圧力検出器。 A housing portion having a first chamber for holding air in water and a second chamber for introducing water in water.
A pressure measuring unit provided in a partition portion that separates the first chamber and the second chamber and measures the differential pressure between the first chamber and the second chamber.
Between a first position that has a first pressure acting part on which water pressure acts in water and communicates the first chamber with the outside environment and a second position that shields the first chamber with the outside environment. Has a first movable valve, which moves the
The first movable valve has a first magnet and has a first magnet.
The first magnet is provided so that the same pole sides face each other with respect to the second magnet provided in the housing portion.
When water pressure acts on the first pressure acting portion, the first movable valve approaches the first position by the first magnet approaching the second magnet against the repulsive force with the second magnet. Move to the second position from
When the water pressure does not act on the first pressure acting portion, the first movable valve moves away from the second magnet due to the repulsive force of the first magnet with the second magnet from the second position. A pressure detector that moves to the first position.
前記第2可動弁は、前記第2圧力作用部に水圧が作用すると、前記第2磁石が前記第1磁石からの反発力に抗して前記第1磁石に対して近づくことにより前記第3位置から前記第4位置に移動し、
前記第2可動弁は、前記第2圧力作用部へ水圧が作用しなくなると、前記第2磁石が前記第1磁石からの反発力により前記第1磁石に対して遠ざかることにより前記第4位置から前記第3位置に移動する請求項1から請求項4までのいずれかに記載の圧力検出器。 It has the second magnet and the second pressure acting part on which water pressure acts in water, and communicates the second chamber with the outside environment and the third position that shields the second chamber with respect to the outside environment. Further has a second movable valve that moves between and to a fourth position to allow
In the second movable valve, when water pressure acts on the second pressure acting portion, the second magnet approaches the first magnet against the repulsive force from the first magnet, so that the third position Move to the 4th position from
When the water pressure does not act on the second pressure acting portion, the second movable valve moves away from the first magnet due to the repulsive force from the first magnet from the fourth position. The pressure detector according to any one of claims 1 to 4, which moves to the third position.
前記圧力計測部で測定される差圧を水深に変換する水深算出部と、
を有する水深計。 The pressure detector according to any one of claims 1 to 7.
A water depth calculation unit that converts the differential pressure measured by the pressure measurement unit into water depth,
Depth meter with.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11776724B2 (en) | 2021-10-13 | 2023-10-03 | Hyundai Motor Company | Switch apparatus |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS509784B1 (en) * | 1968-12-28 | 1975-04-16 | ||
JPS5523264Y2 (en) * | 1975-06-18 | 1980-06-03 | ||
JPH0793160B2 (en) * | 1992-03-23 | 1995-10-09 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | Female electrical terminal |
JP3250053B2 (en) * | 1993-05-28 | 2002-01-28 | 清水建設株式会社 | Atmospheric pressure difference measuring device |
JP3463728B2 (en) * | 1997-06-20 | 2003-11-05 | 横河電子機器株式会社 | Water pressure type water level gauge |
JP5747654B2 (en) * | 2011-05-23 | 2015-07-15 | 清水建設株式会社 | Water pressure measuring device, depth measuring device and penetration probe |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3509784B2 (en) | 1994-05-10 | 2004-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | Water depth measurement device and diver's watch |
JP5523264B2 (en) | 2010-09-24 | 2014-06-18 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming system and image forming apparatus |
JP7093160B2 (en) | 2017-05-22 | 2022-06-29 | 株式会社ウイジン | Paddy water level gauge |
-
2019
- 2019-07-04 JP JP2019125441A patent/JP7200860B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS509784B1 (en) * | 1968-12-28 | 1975-04-16 | ||
JPS5523264Y2 (en) * | 1975-06-18 | 1980-06-03 | ||
JPH0793160B2 (en) * | 1992-03-23 | 1995-10-09 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | Female electrical terminal |
JP3250053B2 (en) * | 1993-05-28 | 2002-01-28 | 清水建設株式会社 | Atmospheric pressure difference measuring device |
JP3463728B2 (en) * | 1997-06-20 | 2003-11-05 | 横河電子機器株式会社 | Water pressure type water level gauge |
JP5747654B2 (en) * | 2011-05-23 | 2015-07-15 | 清水建設株式会社 | Water pressure measuring device, depth measuring device and penetration probe |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11776724B2 (en) | 2021-10-13 | 2023-10-03 | Hyundai Motor Company | Switch apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7200860B2 (en) | 2023-01-10 |
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