JP3725815B2

JP3725815B2 - Height difference measuring apparatus and height difference measuring method

Info

Publication number: JP3725815B2
Application number: JP2001350169A
Authority: JP
Inventors: 宗明柴田
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003148954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水平方向に点在する地点の高低差を測定する高低差測定装置および高低差測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道線路下に地下道を建設する際には、鉄道線路下の地盤を掘削する必要がある。その際に、掘削によって鉄道線路が沈下したり、掘削機の推力や薬剤の注入によって鉄道線路が上昇したりする場合がある。
【０００３】
そこで、従来より、水平方向に点在する地点の高低差を測定する高低差測定装置が提案されている。この高低差測定装置は、図６に示すように、工事区間における傾斜面に設定された例えば４箇所の計測点(１)〜(４)に、計測水槽１₁〜１₄を設置する。そして、不動箇所に基準水槽２を設置し、基準水槽２と各計測水槽１₁〜１₄とを送水パイプ３と分岐パイプ４₁〜４₄とで連通し、送水パイプ３の基準水槽２側には電磁バルブ５を介設する一方、各分岐パイプ４₁〜４₄には電磁バルブ６₁〜６₄を介設している。
【０００４】
上記基準水槽２近傍には給水タンク７を設置し、この給水タンク７の下部と送水パイプ３における電磁バルブ５‐分岐パイプ４₁間とを電動ポンプ８および電磁バルブ９が介設された給水パイプ１０で接続している。そして、送水パイプ３の先端と給水タンク７の上部とを、電磁バルブ１２を介して循環パイプ１１によって接続して、給水タンク７から送水パイプ３に供給された水を給水タンク７に回収するようにしている。ここで、基準水槽２,給水タンク７および給水パイプ１０を一つの覆い１３で囲って、基準水槽２内の水温と給水タンク７内の水温とが同じになるようにしてある。
【０００５】
上記基準水槽２内の水面には、反射板の周囲に複数の球形フロートを取り付けた浮き部材１４を浮設し、レーザ距離計１５から発射されて浮き部材１４における反射板で反射されたレーザ光の往復時間から基準水槽２内の水位を計測するようにしている。
【０００６】
上記構成において、先ず、上記電磁バルブ６₁〜６₄,１２を閉鎖する一方、電磁バルブ５,９を開放する。そして、上記電動ポンプ８を駆動して、給水タンク７から送水パイプ３と基準水槽２とに、基準水槽２内の水位が基準水位に至るまで給水する。ここで、上記基準水位とは、測定の対象となる計測水槽１_iに基準水槽２から水を供給した場合にオーバーフローする量に、当該計測水槽１_iの容積に当該計測水槽１_iと基準水槽２とを連通するパイプ３,４の容積とを加えた量の水が、基準水槽２に満たされた際の水位のことである。次に、給水パイプ１０の電磁バルブ９を閉鎖した後、測定の対象となるｉ番目の計測水槽１_iの電磁バルブ６_iを開放して、計測水槽１_iに基準水槽２内の水が給水される。
【０００７】
その際に、上記基準水槽２には、当該計測水槽１iの容積と基準水槽２に連通されたパイプ３,４の容積分だけ余分の水量が給水されているので、前回の測定の際に当該計測水槽１_iに給水された水はオーバーフロー孔１４_iから押し出されてオーバーフローし、当該計測水槽１_i内の水は基準水槽２内の水と同じ温度の水に置き換えられるのである。こうして、外気温の影響によって基準水槽２内の水と各計測水槽１内の水とに温度差が生じて比重差が生ずることが防止されるのである。
【０００８】
こうして、当該計測水槽１_iから水がオーバーフローして当該計測水槽１_i内の水が入れ替わると、基準水槽２内の水位をレーザ距離計１５からの電気信号に基づいて計測して、計測値を記憶部に記憶するのである。以後、送水パイプ３および基準水槽２への給水から基準水槽２内の水位の計測とを、測定対象の計測水槽１を順次換えながら繰り返して、個々の計測水槽１₁〜１₄内の水位を順次計測するのである。
【０００９】
したがって、上記高低差測定装置によれば、個々の計測水槽１₁〜１₄に水位測定手段を付設する必要がなく、高低差測定装置を安価に構成できるのである。また、上記水位測定手段を付設する必要がない分、計測水槽１の寸法を小さくすることができるのである。また、計測水槽１内の水位を不動箇所に設置された基準水槽２側(横断面の面積が計測水槽１の約１０倍)で測定することによって、計測水槽１の振動の影響を受けずに各計測点(１)〜(４)の水位を正確に測定できるのである。
【００１０】
また、上記基準水槽２,給水タンク７および給水パイプ１０を覆い１３で囲って、基準水槽２内の水温と給水タンク７内の水温とが同じ温度になるようにしている。さらに、一つの計測水槽１内の水位を計測する際に、当該計測水槽１の容積に当該計測水槽１と基準水槽２とを連通するパイプ３,４の容積を加算した水量分だけ多く供給して、計測水槽１内の水を完全に入れ替えて計測水槽１内の水温を基準水槽２内の水温とを同じにするようにしている。したがって、計測水槽１内の水と基準水槽２内の水の比重を同じにして、精度よく計測水槽１内の水位を計測できるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の高低差測定装置には、以下のような問題がある。すなわち、各計測点(１)〜(４)の高低差が余り大きくなく図６に示すように送水パイプ３を比較的平坦に配設することができる場合には、全く問題なく機能することができる。ところが、図７に示すように、各計測点(１)〜(４)の高低差が大きいために、送水パイプ１７および循環パイプ１８を傾斜した地盤に沿って配設する必要がある場合には、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、図７に示す構成において、計測点(１)の水位を計測する場合には、先ず、上述のようにして給水タンク７から送水パイプ１７と基準水槽２とに給水する。そして、電動バルブ９を閉鎖した後に、１番目の電磁バルブ６₁を開放して計測水槽１₁に給水する。
【００１３】
その際に、上記電磁バルブ１２は閉鎖されたままであり、送水パイプ１７における分岐パイプ４₁への分岐点Ａから電磁バルブ１２までは密封された状態となる。したがって、分岐点Ａよりも上側の送水パイプ１７には負圧が掛ることになる。その結果、分岐点Ａよりも上側の送水パイプ１７内で気泡が発生したり、送水パイプ１７が弾性変形し易い場合には送水パイプ１７が変形したりする。したがって、その影響が、上記計測水槽１₁内および分岐パイプ１₁内の水にも及ぶため、計測水槽１₁の水位がなかなか安定しないと言う問題がある。
【００１４】
その場合には、図８に示すように、送水パイプ１９および循環パイプ２０を水平な地盤上に配設し、各分岐パイプ２１₁〜２１₄を傾斜した地盤に沿って配設することによって、上述の問題は解決される。ところが、その場合には、各分岐パイプ２１₁〜２１₄の長さが図７の場合よりも長くなるため、以下のような問題が新たに発生することになる。
（１）総パイプ長が長くなってコストがアップする。
（２）各分岐パイプ２１₁〜２１₄の水温安定化のために送る水の量が多くなり、給水タンク７への補給水の量が多くなる。
（３）各分岐パイプ２１₁〜２１₄の水温安定化のために送る水の量が多くなるために、全計測水槽１₁〜１₄の水位計測サイクルの時間が長くなる。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、総パイプ長を長くすることなく、水温安定化のための水量を多くすることなく、水位計測サイクルの時間を長くすることなく、各計測地点の高低差を安定して容易に測定できる高低差測定装置および高低差測定方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、供給口を下方に有すると共に液体がオーバーフローするオーバーフロー口を上方に有して,測定位置に設置される計測液槽と,連通管によって上記計測液槽の供給口に連通される排液口を有して上記計測液槽の液面と同じ高さの液柱を形成する基準液槽と,上記基準液槽の液面の基準位置からの距離を計測する距離計を有する高低差測定装置において、上記計測液槽は複数存在し、上記連通管は,上記基準液槽の排液口に一端が接続された送液パイプと,上記送液パイプと各計測液槽の供給口とを接続する複数の分岐パイプで構成されると共に、上記送液パイプと各分岐パイプとの接続位置近傍に設けられて,上記送液パイプにおける分岐パイプよりも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続する切換接続手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、送液パイプと各分岐パイプとの接続位置近傍には、上記送液パイプにおける分岐パイプよりも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続する切換接続手段が設けられている。したがって、計測対象の計測液槽の水位を計測する場合には、該当する切換接続手段を、上記分岐パイプ側に切り換えることによって、当該計測液槽内および当該分岐パイプ内の水に対する当該分岐パイプよりも上側の送液パイプに作用する負圧力の影響が遮断される。したがって、計測対象となる計測水槽の水位は速やかに安定するのである。
【００１８】
さらに、現在計測対象となっている計測水槽よりも高い位置に計測済みの計測水槽がある場合には、その計測済みの計測水槽に対応する切換接続手段は分岐パイプ側に切り換えられている。したがって、計測対象の計測水槽に対応する分岐パイプよりも上側に位置する送液パイプ内は、計測済みの計測水槽を介して大気に開放されている。したがって、上記送液パイプに負圧が掛ることはなく、上記送液パイプ内の水に気泡が発生したり、送液パイプが変形したりすることはないのである。
【００１９】
また、１実施例では、上記第１の発明の高低差測定装置において、上記切換接続手段は、上記送液パイプにおける分岐パイプよりも上流側に接続された入力ポートと、上記分岐パイプに接続された第１出力ポートと、上記送液パイプの分岐パイプよりも下流側に接続された第２出力ポートを有する３方向バルブで構成されている。
【００２０】
この実施例によれば、上記送液パイプにおける分岐パイプよりも上流側を、下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続する動作が、１つの３方向バルブの動作を制御するによって簡単に行われる。
【００２１】
また、１実施例では、上記第１の発明の高低差測定装置において、上記切換接続手段は、上記分岐パイプに介設された第１開閉バルブと、上記送液パイプにおける当該分岐パイプよりも下流側に介設された第２開閉バルブとで構成されている。
【００２２】
この実施例によれば、上記切換接続手段を２つの開閉バルブで構成することができ、上記１つの３方向バルブで構成する場合に比して安価に構成される。
【００２３】
また、第２の発明は、上記第１の発明の高低差測定装置を用いると共に,上記送液パイプを地盤の傾斜面にに沿って配設し,上記計測液槽内およびこの計測液槽に係る連通管内の液体を入れ替えながら測定した各計測液槽内の液面の高さに基づいて各測定位置の高低差を測定する高低差測定方法であって、上記各計測液槽が設置されている測定位置の高さが高い順に各計測液槽内の液面の高さを測定することを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、計測液槽の設置位置の高さが高い順に各計測液槽内の液面の高さが計測される。したがって、各計測毎の上記基準液槽における液量の変化が、計測液槽内およびこの計測液槽に係る連通管内の液量の最大値以上となるように上記基準液槽の断面積が設定されていれば、最も高い測定位置に設置された計測液槽内の液面の高さを測定する際に上記基準液層に液体を供給した後は、上記基準液層に液体を補給する必要がなくなる。したがって、全計測液槽に係る液面の高さの測定時間が短縮される。
【００２５】
その際に、測定対象となる計測液槽に上記基準液槽内の液体を供給する場合には、当該計測液槽に係る切換接続手段が上記分岐パイプ側に切り換えられる。したがって、当該計測液槽および当該分岐パイプ内の水に対する当該分岐パイプよりも上側の送液パイプに作用する負圧の影響がなくなる。したがって、計測対象となる計測水槽の液面の高さが迅速に安定して、全計測液槽に係る液面の高さの測定時間が更に短縮される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の高低差測定装置における構成図である。本実施の形態においては、傾斜した地盤の傾斜面に沿って一定間隔に計測点(ａ)〜(ｄ)(計測点の数は４箇所に限るものではない)を設け、各計測点(ａ)〜(ｄ)の夫々に水槽(以下、計測水槽と言う)３１a〜３１dを設置する。
【００２７】
上記計測点(ａ)〜(ｄ)の近傍における不動箇所に、各計測水槽３１と同程度の高さの水位が得られる基準水槽３２を設置する。そして、一端が基準水槽３２の下部に接続された送水パイプ３３を、各計測点に設けられた計測水槽３１の近傍を通るように地盤の傾斜面に沿って配設する。そして、上記送水パイプ３３と各計測水槽３１の下部とを分岐パイプ３４a〜３４dで接続し、各分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接続部に３方向電磁バルブ３５a〜３５dを設けている。この３方向電磁バルブ３５a〜３５dは、送水パイプ３３における３方向電磁バルブ３５a〜３５dよりも上流側を、対応する分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３における３方向電磁バルブ３５a〜３５dよりも下流側とに、切り換え接続するバルブである。また、送水パイプ３３における最上流側の分岐パイプ３４aよりも基準水槽３２側に、基準水槽３２側から順に電磁バルブ３６,４８を介設している。
【００２８】
尚、上記基準水槽３２の横断面と各計測水槽３１の横断面との面積比を、約１０：１にしておく。そうすることによって、各計測水槽３１内の水位を不動箇所に設置された基準水槽３２側で測定した際に、計測水槽３１の振動の影響を受けずに各計測点(ａ)〜(ｄ)の水位を正確に測定できるのである。
【００２９】
上記基準水槽３２近傍には給水タンク３７を設置し、この給水タンク３７の下部と送水パイプ３３における電磁バルブ３６と電磁バルブ４８との間とを、給水パイプ４０で接続する。そして、給水パイプ４０には、電動ポンプ３８および電磁バルブ３９を介設する。ここで、基準水槽３２,給水タンク３７および給水パイプ４０を一つの覆い４１で囲って、基準水槽３２内の水温と給水タンク３７内の水温とが同じ温度になるようにしておく。
【００３０】
上記図６〜図８に示す従来の高低差測定装置の場合には、基準水槽２内の水位を計測する際にレーザ距離計１５を用いている。あるいは、超音波式の距離計を用いることもできる。しかしながら、レーザ距離計１５や超音波式距離計を用いる際には、測定範囲が大きく水位の変化量が大きい場合の測定精度が悪く、各計測点(ａ)〜(ｄ)間の最大高低差が大きい場合には不向きである。そこで、本実施の形態における基準水槽３２では、次に示すような磁歪式リニアセンサを用いるのである。
【００３１】
すなわち、上記基準水槽３２内には、中心軸に沿ってセンサプローブ４２を配設し、フロートとマグネットとの機能を併せ持つフロートマグネット４３をセンサプローブ４２に沿って非接触で移動可能に設けている。そして、基準水槽３２内の水位の変動に応じて移動するフロートマグネット４３によって磁歪線上にねじり歪を発生させ、そのねじり歪の伝播時間をコントローラ４４で測定することによって、フロートマグネット４３の位置(つまり、基準水槽３２内の水位)を検出するのである。この磁歪式リニアセンサは、標準での有効測定範囲が２ｍであり、各計測点(ａ)〜(ｄ)間の最大高低差が大きい場合でも精度良く高低差を測定することができるのである。
【００３２】
また、上記送水パイプ３３の先端と給水タンク３７の上部とを循環パイプ４５によって接続して、給水タンク３７から送水パイプ３３に供給された水を給水タンク３７に回収するようにしている。また、基準水槽３２の下端部には、電磁バルブ４６が介設された排水パイプ４７を取り付けている。
【００３３】
上述したように、本実施の形態においては、上記各分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接続部に３方向電磁バルブ３５a〜３５dを設けて、夫々の３方向電磁バルブ３５a〜３５dは、送水パイプ３３における３方向電磁バルブ３５よりも上流側を、下流側と分岐パイプ３４側とに切り換え接続するようにしている。したがって、図１に示すように、測定の対象となる計測水槽３１cに対応する３方向電磁バルブ３５cを分岐パイプ３４c側に切り換えることによって、当該計測水槽３１c内および分岐パイプ３４c内の水に対する３方向電磁バルブ３５cよりも上側の送水パイプ３３に作用する負圧等の影響を遮断することができるのである。
【００３４】
尚、上記構成の高低差測定装置は、さらに、送水パイプ３３の３方向電磁バルブ３５および電磁バルブ３６,４８と、給水パイプ４０の電磁バルブ３９と、基準水槽３２の電磁バルブ４６との開閉動作、および、電動ポンプ３８の動作を制御する制御ユニット(図示せず)を有しており、マイクロコンピュータ(図示せず)によって、上記制御ユニットを介して上記各電磁バルブ３５,３６,３９,４６,４８および電動ポンプ３８の動作を制御して水位測定処理を実行する。そして、上記マイクロコンピュータは、コントローラ４４から送出されてくる歪の伝播時間を表わす信号をＡ/Ｄ変換して取り込み、上記信号に基づいて基準水槽３２内の水位を算出するのである。
【００３５】
その場合における上記水位測定処理は、図２および図３に示す手順に従って次のように実行される。先ず、図２(a)に示すように、電磁バルブ４６が開放されて、基準水槽３２内の水が総て排水される。次に、図２(b)に示すように、電磁バルブ４６,３６が閉鎖される一方、電磁バルブ３９,４８が開放されると共に、総ての３方向電磁バルブ３５a〜３５dが送水パイプ３３の上流側を下流側に連通させる状態(以下、第１状態と言う)に切り換えられる。そして、電動ポンプ３８が駆動されて、給水タンク３７内の水が送水パイプ３３および循環パイプ４５内を循環される。こうして、前回の測定時に使用された水が給水タンク３７に回収されると共に、送水パイプ３３および循環パイプ４５の温度が、給水タンク３７内の水の温度に近づけられる。
【００３６】
次に、図２(c)に示すように、上記電磁バルブ４８が閉鎖される一方、電磁バルブ３６が開放される。そして、電動ポンプ３８が駆動され、基準水槽３２に給水タンク３７内の水が基準水位に至るまで給水される。ここで、上記基準水位とは、最上に位置する計測水槽３１dに基準水槽３２から水を供給した際にオーバーフローする量であり、計測水槽３１dの容積に計測水槽３１dと基準水槽３２とを連通するパイプ３３,３４dの容積を加えた量以上の水が、基準水槽３２に満たされた際の水位のことである。
【００３７】
次に、図３(d)に示すように、上記電磁バルブ３９が閉鎖される一方、３方向電磁バルブ３５dが送水パイプ３３の上流側を分岐パイプ３４a側に連通させる状態(以下、第２状態と言う)に切り換えられる。そうした後に、電磁バルブ４８が開放される。そうすると、基準水槽３２内の水が最上に位置する計測水槽３１dに給水される。その際に、基準水槽３２には、計測水槽３１dの容積とパイプ３３,３４dの容積とを加えた分以上の水が給水されるので、図２(b)において前回の測定の際に使用した水を回収した際に送水パイプ３３に残った水が計測水槽３１dのオーバーフロー孔４９dから押し出されてオーバーフローし、送水パイプ３３内の水が基準水槽３２内の水と同じ温度の水に置き換えられるのである。
【００３８】
その際に、上記計測水槽３１d内に前回の測定時の水が残っている場合にはオーバーフロー孔４９dから押し出されて、計測水槽３１d内の水も置き換えられることになる。こうして、外気温の影響によって基準水槽３２内の水と計測水槽３１d内の水とに温度差が生じて比重差が生ずることを防止するのである。
【００３９】
こうして、上記計測水槽３１d内の水が基準水槽３２から供給された水に入れ替わると、基準水槽３２内の水位をコントローラ４４からの電気信号に基づいて計測して、計測値を記憶部(図示せず)に記憶するのである。
【００４０】
次に、図３(e)に示すように、上記３方向電磁バルブ３５cが上記第２状態に切り換えられる。そうすると、給水タンク３７内の水が計測水槽３１cに給水されて、オーバーフロー孔４９cからオーバーフローする。その場合、基準水槽３２の断面積は、基準水槽３２内における減少水量が計測水槽３１cの容積に分岐パイプ３４cおよび上流側の送水パイプ３３の容量を加えた量以上になるように設定されている。したがって、計測水槽３１cから水がオーバーフローすると、送水パイプ３３内の水(当該計測水槽３１c内に前回測定時の水が残っている場合にはその水も)入れ替わっていることになる。以後、基準水槽３２内の水位をコントローラ４４からの電気信号に基づいて計測して、計測値を上記記憶部に記憶する。
【００４１】
その場合、上述したように、上記３方向電磁バルブ３５cは、上記第２状態に切り換えられている。したがって、計測水槽３１c内および分岐パイプ３４c内の水に対する３方向電磁バルブ３５cよりも上側からの影響が遮断される。その結果、計測水槽３１cの水位は迅速に安定するのである。さらに、３方向電磁バルブ３５cよりも上側に位置する３方向電磁バルブ３５dは、図３(d)における水位測定時に第２状態に切り換えられたままになっている。したがって、３方向電磁バルブ３５cよりも上側に位置する送水パイプ３３内は、分岐パイプ３４dおよび計測水槽３１dを介して大気に開放されている。したがって、上記上側の送水パイプ３３に負圧が掛ることはなく、送水パイプ３３内の水に気泡が発生したり、送水パイプ３３が変形したりすることはないのである。
【００４２】
以下、同様にして各計測水槽３１の水位が順次計測され、最後に、図３(f)に示すように、最下に位置する計測水槽３１aの水位が計測されて上記記憶部に記憶されると、上記記憶部に記憶された各計測点(ａ)〜(ｄ)における水位の値に基づいて、各計測点(ａ)〜(ｄ)間の高低差が算出されるのである。
【００４３】
上述したように、本実施の形態においては、傾斜した地盤における傾斜面に配設された送水パイプ３３における最上位置に取り付けられた計測水槽３１dから最下位置に取り付けられた計測水槽３１aに向って順次水位を測定するので、最初に基準水槽３２内に給水した後は基準水槽３２へ給水する必要がなく、全計測水槽３１に関する水位の計測時間を短縮することができるのである。但し、この発明における水位測定処理動作は、図２に示す手順のみに限定されるものではない。
【００４４】
以上のように、本実施の形態の高低差測定装置においては、一端が基準水槽３２の下部に接続された送水パイプ３３を地盤の傾斜面に沿って配設し、各計測水槽３１の下部を送水パイプ３３に接続する各分岐パイプ３４a〜３４dと送水パイプ３３との接続部に３方向電磁バルブ３５a〜３５dを設けている。したがって、例えば計測水槽３１cの水位を測定する場合には、対応する３方向電磁バルブ３５cを上記第２状態に切り換えることによって、３方向電磁バルブ３５cよりも上側からの負圧等の影響を除去して、計測水槽３１cの水位を迅速に安定させることができるのである。
【００４５】
すなわち、本実施の形態によれば、図８に示す高低差測定装置のように、夫々の分岐パイプを傾斜した地盤に沿って配設する必要がなく、個々の計測水槽３１の水位を安定させるために、総パイプ長が長くなり、水温安定化のための水量が多なり、水位計測サイクルの時間が長くなることを抑制できるのである。
【００４６】
ところで、本実施の形態においては、図４に示すように、上記各分岐パイプ３４と送水パイプ３３との接続部に３方向電磁バルブ３５を設けて、１つの電磁バルブで上記第１状態と上記第２状態とに切り換えるようにしている。しかしながら、このような上記第１状態と上記第２状態とへの切り換え機能は、送水パイプ３３における分岐パイプ３４への分岐点よりも下流側と分岐パイプ３４との夫々に通常の電磁バルブ５０,５１を介設し、各電磁バルブ５０,５１の開閉を下記のように制御しても得ることができる。すなわち、上記第１状態を得る場合には、電磁バルブ５０を閉鎖する一方、電磁バルブ５１を開放するのである。また、上記第２状態を得る場合には、電磁バルブ５０を開放する一方、電磁バルブ５１を閉鎖するのである。
【００４７】
上記３方向電磁バルブ３５は、１個で通常の電磁バルブ２個の１.５倍の価格である。したがって、上述したように、３方向電磁バルブ３５の機能を２個の通常の電磁バルブ５０,５１で実現することによって、コストダウンを図ることができるのである。
【００４８】
尚、上記実施の形態においては、上記基準水槽３２内に測定の対象となる計測水槽３１の水位と同じ高さの水位を形成するために、余分な水は当該計測水槽３１のオーバーフロー孔４９からオーバーフローさせて廃棄するようにしている。そのために、計測点の数が多い場合や繰り返して何度も計測を行う場合には、多量の水が必要になる。そこで、各計測水槽３１のオーバーフロー孔４９と循環パイプ４５とを排水パイプで連通させて、あるいは、オーバーフロー孔４９と給水タンク３７とを排水パイプで連通させて、オーバーフロー孔４９からオーバーフローした水を給水タンク３７に回収するするようにすることが望ましい。
【００４９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の高低差測定装置は、測定位置に設置される複数の計測液槽と基準液槽とを、上記基準液槽に接続された送液パイプと、この送液パイプと各計測液槽とを接続する複数の分岐パイプとで連通し、上記送液パイプと各分岐パイプとの接続位置近傍には、上記送液パイプにおける夫々の分岐パイプよりも上流側を下流側と分岐パイプ側とに切り換え接続する切換接続手段を設けたので、計測対象の計測液槽の水位を計測する場合には、該当する切換接続手段を、上記送液パイプにおける上流側を分岐パイプ側に接続するように切り換えることによって、当該計測液槽内あるいはおよび当該分岐パイプ内の水に対する当該分岐パイプよりも上側の送液パイプに作用する負圧力の影響を遮断することができる。したがって、計測対象となる計測水槽の水位を速やかに安定させることができるのである。
【００５０】
さらに、計測対象の計測水槽よりも高い位置に計測済みの計測水槽がある場合には、その計測済みの計測水槽に対応する切換接続手段は分岐パイプ側に切り換わっている。したがって、計測対象の計測水槽よりも上側の送液パイプ内は上記計測済みの計測水槽を介して大気に開放されており、上記送液パイプに負圧が掛ることはない。その結果、上記送液パイプ内の水に気泡が発生したり、送液パイプが変形したりすることを防止できるのである。
【００５１】
また、１実施例の高低差測定装置は、上記切換接続手段を３方向バルブで構成したので、上記送液パイプの上流側を下流側と上記分岐パイプ側とに切り換え接続する動作を、１つの３方向バルブの動作を制御するによって簡単に行うことができる。
【００５２】
また、１実施例の高低差測定装置は、上記切換接続手段を上記分岐パイプに介設された第１開閉バルブと上記送液パイプの下流側に介設された第２開閉バルブとで構成したので、上記１つの３方向バルブで構成する場合に比して安価に構成することができる。
【００５３】
また、第２の発明の高低差測定方法は、上記第１の発明の高低差測定装置における送液パイプを地盤の傾斜面に配設すると共に、上記計測液槽内およびこの計測液槽に係る連通管内の液体を入れ替えながら各計測液槽内の液面の高さを測定する際に、各計測液槽が設置された測定位置の高さが高い順に各計測液槽内の液面の高さを測定するので、測定毎の上記基準液槽における液量の変化が、計測液槽内およびこの計測液槽に係る連通管内の液量の最大値以上になるように設定されていれば、各測定毎の上記基準液層への液体補給は必要がない。したがって、全計測液槽に係る液面の高さの測定時間を短縮することができる。
【００５４】
その際に、測定対象となる計測液槽に係る切換接続手段は、上記分岐パイプ側に切り換えられるので、当該計測液槽内および当該分岐パイプ内の水に対する上側の送液パイプに作用する負圧の影響を無くすことができる。したがって、計測水槽の液面の高さを迅速に安定させて、全計測液槽に係る液面の高さの測定時間を更に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高低差測定装置における構成図である。
【図２】図１に示す高低差測定装置による水位測定処理の手順を示す図である。
【図３】図２に続く水位測定処理の手順を示す図である。
【図４】図１における３方向電磁バルブの説明図である。
【図５】図４に示す３方向電磁バルブの機能を通常の電磁バルブで実現する場合の説明図である。
【図６】従来の高低差測定装置の構成図である。
【図７】図６に示す高低差測定装置における問題点の説明図である。
【図８】図６とは異なる従来の高低差測定装置の構成図である。
【符号の説明】
３１…計測水槽、
３２…基準水槽、
３３…送水パイプ、
３４a〜３４d…分岐パイプ、
３５a〜３５d…３方向電磁バルブ、
３６,３９,４６,４８,５０,５１…電磁バルブ、
３７…給水タンク、
３８…電動ポンプ、
４０…給水パイプ、
４２…センサプローブ、
４３…フロートマグネット、
４４…コントローラ、
４５…循環パイプ、
４７…排水パイプ、
４９a〜４９d…オーバーフロー孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a height difference measuring apparatus and a height difference measuring method for measuring a height difference between points scattered in a horizontal direction.
[0002]
[Prior art]
When constructing an underpass under a railroad track, it is necessary to excavate the ground under the railroad track. At that time, the railroad track may sink due to excavation, or the railroad track may rise due to thrust of the excavator or injection of chemicals.
[0003]
Therefore, conventionally, a height difference measuring apparatus for measuring a height difference between points scattered in the horizontal direction has been proposed. As shown in FIG. 6, this height difference measuring device includes a measuring water tank 1 at, for example, four measurement points (1) to (4) set on an inclined surface in a construction section. ₁ ~ 1 _Four Is installed. And the reference water tank 2 is installed in a stationary part, the reference water tank 2 and each measurement water tank 1 ₁ ~ 1 _Four And water pipe 3 and branch pipe 4 ₁ ~ 4 _Four And an electromagnetic valve 5 is provided on the reference water tank 2 side of the water pipe 3 while each branch pipe 4 ₁ ~ 4 _Four There is an electromagnetic valve 6 ₁ ~ 6 _Four Is installed.
[0004]
A water supply tank 7 is installed in the vicinity of the reference water tank 2, and an electromagnetic valve 5-a branch pipe 4 in the lower part of the water supply tank 7 and the water supply pipe 3. ₁ The water supply pipe 10 in which the electric pump 8 and the electromagnetic valve 9 are interposed is connected. Then, the tip of the water supply pipe 3 and the upper part of the water supply tank 7 are connected by the circulation pipe 11 via the electromagnetic valve 12 so that the water supplied from the water supply tank 7 to the water supply pipe 3 is recovered in the water supply tank 7. I have to. Here, the reference water tank 2, the water supply tank 7 and the water supply pipe 10 are surrounded by a single cover 13 so that the water temperature in the reference water tank 2 and the water temperature in the water supply tank 7 are the same.
[0005]
A floating member 14 having a plurality of spherical floats attached around the reflector is floated on the water surface in the reference water tank 2, and the laser beam emitted from the laser distance meter 15 and reflected by the reflector in the float member 14. The water level in the reference water tank 2 is measured from the reciprocation time.
[0006]
In the above configuration, first, the electromagnetic valve 6 ₁ ~ 6 _Four , 12 are closed while the electromagnetic valves 5, 9 are opened. Then, the electric pump 8 is driven to supply water from the water supply tank 7 to the water supply pipe 3 and the reference water tank 2 until the water level in the reference water tank 2 reaches the reference water level. Here, the reference water level is the measurement water tank 1 to be measured. _i When the water is supplied from the reference water tank 2 to the amount overflowed, the measurement water tank 1 _i The volume of the measurement tank 1 _i And the volume of the pipes 3 and 4 communicating with the reference water tank 2 are the water level when the reference water tank 2 is filled. Next, after closing the electromagnetic valve 9 of the water supply pipe 10, the i th measurement water tank 1 to be measured. _i The electromagnetic valve 6 _i Open the measuring tank 1 _i The water in the reference water tank 2 is supplied.
[0007]
At this time, the reference water tank 2 is supplied with an excess amount of water corresponding to the volume of the measurement water tank 1i and the volume of the pipes 3 and 4 communicated with the reference water tank 2, so that in the previous measurement, Measuring tank 1 _i The water supplied to the overflow hole 14 _i The measurement tank 1 _i The water inside is replaced with water having the same temperature as the water in the reference water tank 2. Thus, a temperature difference between the water in the reference water tank 2 and the water in each measurement water tank 1 due to the influence of the outside air temperature is prevented and a specific gravity difference is prevented from occurring.
[0008]
Thus, the measurement tank 1 _i Water overflows from the measurement tank 1 _i When the water in the inside is changed, the water level in the reference water tank 2 is measured based on the electrical signal from the laser distance meter 15, and the measured value is stored in the storage unit. Thereafter, the measurement of the water level in the reference water tank 2 from the water supply to the water supply pipe 3 and the reference water tank 2 is repeated while sequentially changing the measurement water tank 1 to be measured, and the individual measurement water tank 1 ₁ ~ 1 _Four The water level inside is measured sequentially.
[0009]
Therefore, according to the above-described height difference measuring device, each measuring tank 1 ₁ ~ 1 _Four Therefore, it is not necessary to add a water level measuring means to the height difference measuring apparatus at low cost. Further, the size of the measuring water tank 1 can be reduced by the amount that does not require the water level measuring means. In addition, by measuring the water level in the measuring tank 1 on the reference tank 2 side (about 10 times the cross-sectional area of the measuring tank 1) installed at the fixed location, it is not affected by the vibration of the measuring tank 1. The water level at each measurement point (1) to (4) can be measured accurately.
[0010]
Further, the reference water tank 2, the water supply tank 7 and the water supply pipe 10 are surrounded by a cover 13 so that the water temperature in the reference water tank 2 and the water temperature in the water supply tank 7 are the same. Furthermore, when measuring the water level in one measuring tank 1, a larger amount is supplied by the volume of the measuring tank 1 plus the volume of the pipes 3 and 4 communicating the measuring tank 1 and the reference tank 2. Thus, the water in the measurement water tank 1 is completely replaced so that the water temperature in the measurement water tank 1 is the same as the water temperature in the reference water tank 2. Therefore, the water level in the measurement water tank 1 can be measured with high accuracy by making the specific gravity of the water in the measurement water tank 1 and the water in the reference water tank 2 the same.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional height difference measuring apparatus has the following problems. That is, when the water pipe 3 can be disposed relatively flat as shown in FIG. 6 without the difference in height between the measurement points (1) to (4) being too large, it can function without any problem. it can. However, as shown in FIG. 7, when the height difference between the measurement points (1) to (4) is large, the water supply pipe 17 and the circulation pipe 18 need to be disposed along the inclined ground. There are the following problems.
[0012]
That is, in the configuration shown in FIG. 7, when the water level at the measurement point (1) is measured, first, water is supplied from the water supply tank 7 to the water supply pipe 17 and the reference water tank 2 as described above. After the electric valve 9 is closed, the first electromagnetic valve 6 ₁ Open the measuring tank 1 ₁ Supply water.
[0013]
At that time, the electromagnetic valve 12 remains closed, and the branch pipe 4 in the water supply pipe 17 is closed. ₁ From the branch point A to the electromagnetic valve 12 is sealed. Therefore, a negative pressure is applied to the water supply pipe 17 above the branch point A. As a result, bubbles are generated in the water supply pipe 17 above the branch point A, or the water supply pipe 17 is deformed when the water supply pipe 17 is easily elastically deformed. Therefore, the influence is the measurement water tank 1 described above. ₁ Inner and branch pipe 1 ₁ Measurement water tank 1 ₁ There is a problem that the water level is not stable.
[0014]
In that case, as shown in FIG. 8, the water supply pipe 19 and the circulation pipe 20 are arranged on a horizontal ground, and each branch pipe 21 is arranged. ₁ ~ 21 _Four Is disposed along an inclined ground, the above-mentioned problems are solved. However, in that case, each branch pipe 21 ₁ ~ 21 _Four Therefore, the following problem is newly generated.
(1) The total pipe length becomes longer and the cost increases.
(2) Each branch pipe 21 ₁ ~ 21 _Four The amount of water sent to stabilize the water temperature increases, and the amount of makeup water supplied to the water supply tank 7 increases.
(3) Each branch pipe 21 ₁ ~ 21 _Four Because the amount of water sent to stabilize the water temperature of all the measuring tank 1 ₁ ~ 1 _Four The water level measurement cycle takes longer.
[0015]
Therefore, the object of the present invention is to stabilize the height difference of each measurement point without increasing the total pipe length, without increasing the amount of water for stabilizing the water temperature, without increasing the time of the water level measurement cycle. It is an object of the present invention to provide a height difference measuring apparatus and a height difference measuring method that can be easily measured.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention has a measuring liquid tank having a supply port on the lower side and an overflow port on the upper side for overflowing the liquid, and installed at the measurement position, and a communication pipe. A reference liquid tank that has a drain port connected to the tank supply port and forms a liquid column having the same height as the liquid level of the measurement liquid tank, and a distance from the reference position of the liquid level of the reference liquid tank In the height difference measuring apparatus having a distance meter for measuring a plurality of the measuring liquid tanks, the communication pipe includes a liquid feeding pipe having one end connected to a drain port of the reference liquid tank, and the liquid feeding pipe. And a plurality of branch pipes connecting the supply ports of the measurement liquid tanks and provided near the connection position of the liquid supply pipes and the branch pipes, and upstream of the branch pipes in the liquid supply pipes. Switch the side to the downstream side and the branch pipe side. It is characterized by comprising a connection means.
[0017]
According to the above configuration, switching connection means for switching and connecting the upstream side of the liquid feeding pipe to the downstream side and the branch pipe side is provided in the vicinity of the connection position between the liquid feeding pipe and each branch pipe. ing. Therefore, when measuring the water level of the measurement liquid tank to be measured, by switching the corresponding switching connection means to the branch pipe side, from the branch pipe for the water in the measurement liquid tank and the branch pipe In addition, the negative pressure acting on the upper liquid feeding pipe is blocked. Therefore, the water level of the measurement tank to be measured is quickly stabilized.
[0018]
Further, when there is a measured water tank at a position higher than the measurement water tank currently being measured, the switching connection means corresponding to the measured water tank has been switched to the branch pipe side. Therefore, the inside of the liquid feeding pipe positioned above the branch pipe corresponding to the measurement water tank to be measured is opened to the atmosphere via the measured measurement water tank. Therefore, no negative pressure is applied to the liquid feeding pipe, and bubbles are not generated in the water in the liquid feeding pipe, and the liquid feeding pipe is not deformed.
[0019]
In one embodiment, in the elevation difference measuring apparatus according to the first invention, the switching connection means is connected to an input port connected to the upstream side of the branch pipe in the liquid feeding pipe and the branch pipe. The three-way valve has a first output port and a second output port connected to the downstream side of the branch pipe of the liquid feeding pipe.
[0020]
According to this embodiment, the operation of switching and connecting the upstream side of the branch pipe in the liquid feeding pipe between the downstream side and the branch pipe side is easily performed by controlling the operation of one three-way valve.
[0021]
In one embodiment, in the height difference measuring apparatus according to the first aspect of the invention, the switching connection means includes a first on-off valve interposed in the branch pipe and a downstream of the branch pipe in the liquid feeding pipe. And a second open / close valve interposed on the side.
[0022]
According to this embodiment, the switching connection means can be constituted by two on-off valves, and is constructed at a lower cost than the case of being constituted by the one three-way valve.
[0023]
The second invention uses the height difference measuring apparatus of the first invention, and the liquid feeding pipe is disposed along the inclined surface of the ground, and the inside of the measuring liquid tank and the measuring liquid tank A height difference measuring method for measuring the height difference of each measurement position based on the height of the liquid level in each measurement liquid tank measured while replacing the liquid in the communication pipe, wherein each measurement liquid tank is installed. The height of the liquid level in each measurement liquid tank is measured in order from the highest measurement position.
[0024]
According to the said structure, the height of the liquid level in each measurement liquid tank is measured in order with the height of the installation position of a measurement liquid tank. Therefore, the cross-sectional area of the reference liquid tank is set so that the change in the liquid volume in the reference liquid tank for each measurement is greater than or equal to the maximum value of the liquid volume in the measurement liquid tank and the communication pipe related to the measurement liquid tank. If it is, it is necessary to replenish the reference liquid layer after supplying the liquid to the reference liquid layer when measuring the height of the liquid level in the measurement liquid tank installed at the highest measurement position. Disappears. Therefore, the measurement time of the liquid level related to all measurement liquid tanks is shortened.
[0025]
At that time, when the liquid in the reference liquid tank is supplied to the measurement liquid tank to be measured, the switching connection means related to the measurement liquid tank is switched to the branch pipe side. Therefore, the negative pressure acting on the liquid feeding pipe above the branch pipe with respect to the water in the measurement liquid tank and the branch pipe is eliminated. Therefore, the height of the liquid level of the measurement water tank to be measured is stabilized quickly, and the measurement time of the liquid level of all the measurement liquid tanks is further shortened.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a configuration diagram of the height difference measuring apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, measurement points (a) to (d) (the number of measurement points is not limited to four) are provided at regular intervals along the inclined surface of the inclined ground, and each measurement point (a ) To (d) are provided with water tanks (hereinafter referred to as measurement water tanks) 31a to 31d.
[0027]
A reference water tank 32 is provided at a fixed location in the vicinity of the measurement points (a) to (d). And the water supply pipe 33 by which one end was connected to the lower part of the reference | standard water tank 32 is arrange | positioned along the inclined surface of a ground so that the vicinity of the measurement water tank 31 provided in each measurement point may be passed. And the said water supply pipe 33 and the lower part of each measurement water tank 31 are connected by branch pipe 34a-34d, and the three-way electromagnetic valve 35a-35d is provided in the connection part of each branch pipe 34a-34d and the water supply pipe 33. . The three-way electromagnetic valves 35 a to 35 d are upstream of the three-way electromagnetic valves 35 a to 35 d in the water supply pipe 33, and are downstream from the corresponding branch pipes 34 a to 34 d and the three-way electromagnetic valves 35 a to 35 d of the water supply pipe 33. And a valve for switching connection. In addition, electromagnetic valves 36 and 48 are provided in this order from the reference water tank 32 side closer to the reference water tank 32 than the branch pipe 34a on the most upstream side in the water supply pipe 33.
[0028]
In addition, the area ratio of the cross section of the reference water tank 32 and the cross section of each measurement water tank 31 is set to about 10: 1. By doing so, each measurement point (a) to (d) is not affected by the vibration of the measurement water tank 31 when the water level in each measurement water tank 31 is measured on the side of the reference water tank 32 installed at the stationary position. The water level can be measured accurately.
[0029]
A water supply tank 37 is installed in the vicinity of the reference water tank 32, and a lower part of the water supply tank 37 and the electromagnetic valve 36 and the electromagnetic valve 48 in the water supply pipe 33 are connected by a water supply pipe 40. The water supply pipe 40 is provided with an electric pump 38 and an electromagnetic valve 39. Here, the reference water tank 32, the water supply tank 37, and the water supply pipe 40 are surrounded by one cover 41 so that the water temperature in the reference water tank 32 and the water temperature in the water supply tank 37 are the same.
[0030]
In the case of the conventional height difference measuring apparatus shown in FIGS. 6 to 8, the laser distance meter 15 is used when the water level in the reference water tank 2 is measured. Alternatively, an ultrasonic distance meter can be used. However, when the laser distance meter 15 or the ultrasonic distance meter is used, the measurement accuracy is poor when the measurement range is large and the change in the water level is large, and the maximum height difference between the measurement points (a) to (d). It is not suitable when is large. Therefore, in the reference water tank 32 in the present embodiment, the following magnetostrictive linear sensor is used.
[0031]
That is, in the reference water tank 32, a sensor probe 42 is disposed along the central axis, and a float magnet 43 having both functions of a float and a magnet is provided so as to be movable in a non-contact manner along the sensor probe 42. . Then, a torsional strain is generated on the magnetostriction line by the float magnet 43 that moves in accordance with the fluctuation of the water level in the reference water tank 32, and the propagation time of the torsional strain is measured by the controller 44, whereby the position of the float magnet 43 (that is, The water level in the reference water tank 32) is detected. This magnetostrictive linear sensor has a standard effective measurement range of 2 m, and can accurately measure the height difference even when the maximum height difference between the measurement points (a) to (d) is large.
[0032]
Further, the tip of the water supply pipe 33 and the upper part of the water supply tank 37 are connected by a circulation pipe 45 so that the water supplied from the water supply tank 37 to the water supply pipe 33 is collected in the water supply tank 37. A drain pipe 47 with an electromagnetic valve 46 interposed is attached to the lower end of the reference water tank 32.
[0033]
As described above, in the present embodiment, the three-way electromagnetic valves 35a to 35d are provided at the connection portions between the branch pipes 34a to 34d and the water supply pipe 33, and the three-way electromagnetic valves 35a to 35d are The upstream side of the three-way electromagnetic valve 35 in the water supply pipe 33 is switched and connected between the downstream side and the branch pipe 34 side. Therefore, as shown in FIG. 1, by switching the three-way electromagnetic valve 35c corresponding to the measurement water tank 31c to be measured to the branch pipe 34c side, the three directions with respect to the water in the measurement water tank 31c and the branch pipe 34c. The influence of negative pressure and the like acting on the water supply pipe 33 above the electromagnetic valve 35c can be blocked.
[0034]
The height difference measuring apparatus having the above-described configuration further opens and closes the three-way electromagnetic valve 35 and the electromagnetic valves 36 and 48 of the water supply pipe 33, the electromagnetic valve 39 of the water supply pipe 40, and the electromagnetic valve 46 of the reference water tank 32. And a control unit (not shown) for controlling the operation of the electric pump 38, and each of the electromagnetic valves 35, 36, 39, 46 via the control unit by a microcomputer (not shown). , 48 and the electric pump 38 are controlled to execute the water level measurement process. Then, the microcomputer takes in a signal representing the distortion propagation time sent from the controller 44 by A / D conversion and calculates the water level in the reference water tank 32 based on the signal.
[0035]
The water level measurement process in that case is executed as follows according to the procedure shown in FIGS. First, as shown in FIG. 2A, the electromagnetic valve 46 is opened, and all the water in the reference water tank 32 is drained. Next, as shown in FIG. 2 (b), the electromagnetic valves 46 and 36 are closed, while the electromagnetic valves 39 and 48 are opened, and all the three-way electromagnetic valves 35 a to 35 d are connected to the water supply pipe 33. The state is switched to a state where the upstream side communicates with the downstream side (hereinafter referred to as the first state). Then, the electric pump 38 is driven, and the water in the water supply tank 37 is circulated through the water supply pipe 33 and the circulation pipe 45. In this way, the water used during the previous measurement is collected in the water supply tank 37, and the temperatures of the water supply pipe 33 and the circulation pipe 45 are brought close to the temperature of the water in the water supply tank 37.
[0036]
Next, as shown in FIG. 2 (c), the electromagnetic valve 48 is closed, while the electromagnetic valve 36 is opened. Then, the electric pump 38 is driven, and the water in the water supply tank 37 is supplied to the reference water tank 32 until it reaches the reference water level. Here, the reference water level is an amount that overflows when water is supplied from the reference water tank 32 to the uppermost measurement water tank 31d, and the measurement water tank 31d and the reference water tank 32 communicate with the volume of the measurement water tank 31d. This is the water level when the reference water tank 32 is filled with more water than the volume of the pipes 33 and 34d.
[0037]
Next, as shown in FIG. 3 (d), the electromagnetic valve 39 is closed, while the three-way electromagnetic valve 35d communicates the upstream side of the water supply pipe 33 with the branch pipe 34a (hereinafter referred to as the second state). Say). After that, the electromagnetic valve 48 is opened. Then, the water in the reference water tank 32 is supplied to the measurement water tank 31d located at the top. At that time, the reference water tank 32 is supplied with water equal to or greater than the volume of the measurement water tank 31d and the volume of the pipes 33 and 34d, and is used for the previous measurement in FIG. 2 (b). When water is collected, water remaining in the water supply pipe 33 is pushed out from the overflow hole 49d of the measurement water tank 31d and overflows, and the water in the water supply pipe 33 is replaced with water having the same temperature as the water in the reference water tank 32. is there.
[0038]
At that time, if water from the previous measurement remains in the measurement water tank 31d, it is pushed out from the overflow hole 49d, and the water in the measurement water tank 31d is also replaced. Thus, the temperature difference between the water in the reference water tank 32 and the water in the measurement water tank 31d due to the influence of the outside air temperature is prevented and a specific gravity difference is prevented from occurring.
[0039]
Thus, when the water in the measurement water tank 31d is replaced with the water supplied from the reference water tank 32, the water level in the reference water tank 32 is measured based on the electrical signal from the controller 44, and the measured value is stored in a storage unit (not shown). To remember).
[0040]
Next, as shown in FIG. 3 (e), the three-way electromagnetic valve 35c is switched to the second state. If it does so, the water in the water supply tank 37 will be supplied to the measurement water tank 31c, and will overflow from the overflow hole 49c. In that case, the cross-sectional area of the reference water tank 32 is set so that the amount of reduced water in the reference water tank 32 is equal to or larger than the volume of the measurement water tank 31c plus the capacity of the branch pipe 34c and the upstream water supply pipe 33. . Therefore, when the water overflows from the measurement water tank 31c, the water in the water supply pipe 33 (if the water at the previous measurement remains in the measurement water tank 31c) is replaced. Thereafter, the water level in the reference water tank 32 is measured based on the electrical signal from the controller 44, and the measured value is stored in the storage unit.
[0041]
In this case, as described above, the three-way electromagnetic valve 35c is switched to the second state. Accordingly, the influence from above the three-way electromagnetic valve 35c on the water in the measurement water tank 31c and the branch pipe 34c is blocked. As a result, the water level of the measurement water tank 31c is quickly stabilized. Further, the three-way electromagnetic valve 35d located above the three-way electromagnetic valve 35c remains switched to the second state when the water level is measured in FIG. Therefore, the inside of the water supply pipe 33 positioned above the three-way electromagnetic valve 35c is open to the atmosphere via the branch pipe 34d and the measurement water tank 31d. Accordingly, no negative pressure is applied to the upper water supply pipe 33, and bubbles are not generated in the water in the water supply pipe 33, and the water supply pipe 33 is not deformed.
[0042]
Thereafter, similarly, the water level of each measurement water tank 31 is sequentially measured, and finally, as shown in FIG. 3 (f), the water level of the measurement water tank 31a located at the bottom is measured and stored in the storage unit. And the height difference between each measurement point (a)-(d) is calculated based on the value of the water level in each measurement point (a)-(d) memorize | stored in the said memory | storage part.
[0043]
As described above, in the present embodiment, from the measurement water tank 31d attached to the uppermost position of the water supply pipe 33 disposed on the inclined surface of the inclined ground toward the measurement water tank 31a attached to the lowermost position. Since the water level is measured sequentially, it is not necessary to supply water to the reference water tank 32 after the water has been supplied into the reference water tank 32 for the first time, and the water level measurement time for all the measurement water tanks 31 can be shortened. However, the water level measurement processing operation in the present invention is not limited to the procedure shown in FIG.
[0044]
As described above, in the height difference measuring apparatus according to the present embodiment, the water supply pipe 33 having one end connected to the lower part of the reference water tank 32 is disposed along the inclined surface of the ground, and the lower part of each measurement water tank 31 is provided. Three-way electromagnetic valves 35 a to 35 d are provided at connecting portions between the branch pipes 34 a to 34 d connected to the water supply pipe 33 and the water supply pipe 33. Therefore, for example, when measuring the water level in the measuring water tank 31c, the corresponding three-way electromagnetic valve 35c is switched to the second state to eliminate the influence of negative pressure or the like from above the three-way electromagnetic valve 35c. Thus, the water level of the measuring water tank 31c can be quickly stabilized.
[0045]
That is, according to the present embodiment, unlike the height difference measuring apparatus shown in FIG. 8, it is not necessary to arrange each branch pipe along the inclined ground, and the water level of each measurement water tank 31 is stabilized. Therefore, the total pipe length is increased, the amount of water for stabilizing the water temperature is increased, and it is possible to suppress an increase in the time of the water level measurement cycle.
[0046]
By the way, in this Embodiment, as shown in FIG. 4, the three-way electromagnetic valve 35 is provided in the connection part of each said branch pipe 34 and the water supply pipe 33, and the said 1st state and the above-mentioned are carried out with one electromagnetic valve. Switching to the second state is made. However, such a switching function between the first state and the second state has the function of switching the normal electromagnetic valve 50, downstream of the branch point of the water supply pipe 33 to the branch pipe 34 and the branch pipe 34. It can also be obtained by providing 51 and controlling the opening and closing of the electromagnetic valves 50 and 51 as follows. That is, when obtaining the first state, the electromagnetic valve 50 is closed while the electromagnetic valve 51 is opened. Further, when obtaining the second state, the electromagnetic valve 50 is opened while the electromagnetic valve 51 is closed.
[0047]
One three-way electromagnetic valve 35 is 1.5 times the price of two normal electromagnetic valves. Therefore, as described above, the cost can be reduced by realizing the function of the three-way electromagnetic valve 35 with two normal electromagnetic valves 50 and 51.
[0048]
In the above embodiment, in order to form a water level at the same height as the water level of the measurement water tank 31 to be measured in the reference water tank 32, excess water is discharged from the overflow hole 49 of the measurement water tank 31. Overflow is discarded. Therefore, a large amount of water is required when the number of measurement points is large or when measurement is repeated many times. Therefore, the overflow hole 49 and the circulation pipe 45 of each measurement water tank 31 are connected by a drain pipe, or the overflow hole 49 and the water supply tank 37 are connected by a drain pipe to supply water overflowed from the overflow hole 49. It is desirable to collect in the tank 37.
[0049]
【The invention's effect】
As is clear from the above, the height difference measuring apparatus of the first invention comprises a plurality of measurement liquid tanks and a reference liquid tank installed at a measurement position, a liquid feed pipe connected to the reference liquid tank, A plurality of branch pipes connecting the liquid feeding pipe and each measurement liquid tank communicate with each other, and in the vicinity of the connection position between the liquid feeding pipe and each branch pipe, upstream of each branch pipe in the liquid feeding pipe. Therefore, when measuring the water level of the measuring liquid tank to be measured, the corresponding switching connecting means is connected to the upstream side of the liquid feeding pipe. By switching so as to be connected to the branch pipe side, it is possible to block the influence of the negative pressure acting on the liquid feeding pipe above the branch pipe with respect to the water in the measurement liquid tank or the water in the branch pipe. Therefore, the water level of the measurement tank to be measured can be quickly stabilized.
[0050]
Further, when there is a measured water tank at a position higher than the measurement water tank to be measured, the switching connection means corresponding to the measured water tank has been switched to the branch pipe side. Therefore, the inside of the liquid feeding pipe above the measuring water tank to be measured is opened to the atmosphere via the measured measuring water tank, and no negative pressure is applied to the liquid feeding pipe. As a result, it is possible to prevent bubbles from being generated in the water in the liquid feeding pipe and deformation of the liquid feeding pipe.
[0051]
Further, in the height difference measuring apparatus of one embodiment, since the switching connection means is constituted by a three-way valve, the operation of switching and connecting the upstream side of the liquid feeding pipe to the downstream side and the branch pipe side is performed by one operation. This can be done simply by controlling the operation of the three-way valve.
[0052]
Further, in the height difference measuring apparatus of one embodiment, the switching connection means is composed of a first on-off valve provided in the branch pipe and a second on-off valve provided on the downstream side of the liquid feeding pipe. Therefore, it can be configured at a lower cost compared to the case where the single three-way valve is used.
[0053]
The height difference measuring method according to the second aspect of the invention relates to the height difference measuring device according to the first aspect of the invention, wherein the liquid feeding pipe is disposed on the inclined surface of the ground, and the inside of the measuring liquid tank and the measuring liquid tank are concerned. When measuring the height of the liquid level in each measurement liquid tank while replacing the liquid in the communication pipe, the height of the liquid level in each measurement liquid tank in descending order of the height of the measurement position where each measurement liquid tank is installed. Therefore, if the change in the amount of liquid in the reference liquid tank for each measurement is set to be equal to or greater than the maximum value of the liquid amount in the measurement liquid tank and the communication pipe related to the measurement liquid tank, It is not necessary to supply liquid to the reference liquid layer for each measurement. Therefore, it is possible to shorten the measurement time of the liquid level related to all the measurement liquid tanks.
[0054]
At that time, since the switching connection means related to the measurement liquid tank to be measured is switched to the branch pipe side, the negative pressure acting on the liquid feed pipe on the upper side with respect to the water in the measurement liquid tank and the branch pipe. The influence of can be eliminated. Therefore, it is possible to quickly stabilize the liquid level of the measurement water tank and further reduce the measurement time of the liquid level related to all the measurement liquid tanks.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an elevation difference measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a procedure of water level measurement processing by the height difference measuring apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure of a water level measurement process subsequent to FIG. 2;
4 is an explanatory diagram of the three-way electromagnetic valve in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram when the function of the three-way electromagnetic valve shown in FIG. 4 is realized by a normal electromagnetic valve.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional height difference measuring apparatus.
7 is an explanatory diagram of a problem in the height difference measuring apparatus shown in FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional height difference measuring apparatus different from FIG. 6;
[Explanation of symbols]
31 ... Measurement tank,
32 ... Reference tank,
33 ... Water pipe,
34a-34d ... branch pipe,
35a-35d ... 3-way solenoid valve,
36, 39, 46, 48, 50, 51 ... solenoid valve,
37 ... Water tank,
38 ... Electric pump,
40 ... Water supply pipe,
42 ... sensor probe,
43 ... Float magnet,
44 ... Controller,
45 ... circulation pipe,
47 ... Drain pipe,
49a-49d ... Overflow hole.

Claims

It has a supply port at the bottom and an overflow port at the top where the liquid overflows, and has a measurement liquid tank installed at the measurement position, and a drain port connected to the supply port of the measurement liquid tank by a communication pipe A height difference measuring device having a reference liquid tank that forms a liquid column having the same height as the liquid level of the measurement liquid tank and a distance meter that measures a distance from the reference position of the liquid level of the reference liquid tank In
There are multiple measuring liquid tanks,
The communication pipe is composed of a liquid feeding pipe having one end connected to the drain port of the reference liquid tank, and a plurality of branch pipes connecting the liquid feeding pipe and the supply port of each measurement liquid tank,
Provided in the vicinity of a connection position between the liquid feeding pipe and each branch pipe, and provided with switching connection means for switching and connecting the upstream side to the downstream side and the branch pipe side with respect to the branch pipe in the liquid feeding pipe. The height difference measuring device.

In the height difference measuring apparatus according to claim 1,
The switching connection means includes an input port connected to the upstream side of the branch pipe of the liquid feeding pipe, a first output port connected to the branch pipe, and a downstream side of the branch pipe of the liquid feeding pipe. A height difference measuring device comprising a three-way valve having a connected second output port.

In the height difference measuring apparatus according to claim 1,
The switching connection means includes a first opening / closing valve interposed in the branch pipe and a second opening / closing valve interposed downstream of the branch pipe in the liquid feeding pipe. The height difference measuring device.

While using the height difference measuring apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 3, the said liquid feeding pipe is arrange | positioned along the inclined surface of the ground, and the inside of the said measurement liquid tank and this measurement liquid tank A height difference measuring method for measuring the height difference of each measurement position based on the height of the liquid level in each measurement liquid tank measured while replacing the liquid in the communication pipe,
A height difference measuring method characterized by measuring the height of the liquid surface in each measurement liquid tank in descending order of the height of the measurement position where each measurement liquid tank is installed.