JP4427255B2

JP4427255B2 - Water thermometer measuring at multiple depths

Info

Publication number: JP4427255B2
Application number: JP2003004100A
Authority: JP
Inventors: 高志川上
Original assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP2004219135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋や湖沼で、複数の深度の水温を同時に測定するために用いられる、水温計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海洋や湖沼の環境調査の際、ある地点の鉛直方向での複数の深度で、刻々変化している水温を、同時に正確に測定する必要がある。
【０００３】
このような測定をする装置として、以下の特許文献がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５０９４９号公報
【０００５】
この【特許文献１】には、水温に応じた信号を発生する温度検出部と、この信号の出力制御手段とからなる測温体の複数を、信号の伝送ケーブルに直列に結線して、船舶から垂れ下げた装置が開示されている。
【０００６】
測温体と伝送ケーブルとを、浸水と水圧とから保護するため、例えば測温体を金属製の鞘に収容して、測温体と伝送ケーブルとを結線し、鞘とケーブルの外周と隙間を、ウレタン樹脂で閉塞させるモールド接続が施される。このように樹脂で閉塞させるのは面倒である。さらに伝送ケーブルは、自重で伸張する結果、測温体との結線が引張られて、断線し易い。一端断線してしまうと閉塞させているために断線箇所の特定が難しい。伸張し難い繊維入り伝送ケーブルが用いられることもあるが、高価である。
【０００７】
測温体と伝送ケーブルとは、コネクタによって接続されることもある。浸水等から保護しつつはずれ難くなるようにコネクタを大型化すると、装置が複雑となるうえ、潮流の影響を受け易くなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、ある地点の鉛直方向での複数の深度の水温を同時に、正確に測定することができ、断線せず丈夫で、かつ簡易であり、製造し易い安価な水温計を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するためになされた本発明の複数の深度で水温を測定する水温計１は、実施例に対応する図１を参照して説明すると、各深度に至る弾性管１３ａ・１３ｂ・・・と管継手１５ａ・１５ｂ・・・とが交互に継がれており、該管継手１５ａ・１５ｂ・・・の各々に接着剤１７ａ・・・で固定された検温センサ１６ａ・・・が該弾性管１３ａ・１３ｂ・・・の伸長によっても弛む長さのリード線１２によって繋がれ該弾性管１３ａ・１３ｂ・・・内で導通している。
【００１０】
管継手１５ａ・１５ｂ・・・に捩じ込まれている弾性管１３ａ・１３ｂ・・・の弾性により、それらは密着しているので、水が浸入せず、またその自重によって外れない。
【００１１】
リード線１２が弛んでいると、水中２に吊下げられた弾性管１３ａ・１３ｂ・・・が、その自重、または錘１９（図２参照）の重さによって多少伸張しても、検温センサ１６ａ・・・とリード線１２とが張力による断線を惹き起さない。
【００１２】
リード線１２が、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・内で、螺旋状になっていると好ましい。
【００１３】
管継手１５ａ・１５ｂ・・・に、接着剤１７ａ・・・が充填されていると、検温センサ１６ａ・・・の端子とリード線１２とを半田付けして繋いだ部位が、管継手１５ａ・１５ｂ・・・内で固定されて断線しない。
【００１４】
弾性管１３ａ・１３ｂ・・・は、油１４ａ・・・が充填されていると、この水温計１を水中に投入したときの水圧で、変形しない。さらに検温センサ１６ａ・・・とリード線１２とを繋ぐ部位や、リード線１２自身は、無理な張力がかからないので、断線しない。油１４ａ・・・は、例えばシリコーンオイルである。
【００１５】
この水温計１を用いると、ある地点の鉛直方向での複数の深度の水温を同時に、正確に測定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水温計１を、詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この水温計１の製造途中を示す図である。
【００１８】
水温計１は、１０ｍのゴム製弾性管１３ａ・１３ｂ・・・であるＰＢ−４−ＢＫＮ（Ｓｗａｇｅｌｏｋ社製の商品名）と、金属製で周囲に爪が設けられた管継手１５ａ・１５ｂ・・・であるＳＳ−ＰＢ４ＴＡ４（Ｓｗａｇｅｌｏｋ社製の商品名）とが、交互に継がれている。最も先端の弾性管１３ｄ（図２参照）の末端にまでリード線１２である２２ＡＷＧ（泉州電業社製の商品名）が導通し、管継手１５ａ・１５ｂ・・・内に検温センサ１６ａ・・・であるＤＳ１８Ｂ２０（ダラスセミコンダクタ社製の商品名）が各々収容されて、リード線１２に繋がっている。
【００１９】
検温センサ１６ａ・・・には、水温を測定するサーミスタ素子、白金測温抵抗体、または半導体センサで例示される温度素子と、その水温に対応する電気信号を出力する回路とが、内蔵されている。
【００２０】
このリード線１２に、各検温センサ１６ａ・・・が分岐して繋がっている。
【００２１】
リード線１２は、電源と、この電気信号の出力を指示する回路と、出力された電気信号によりディスプレイ（不図示）に水温を表示させる回路とを内蔵する検温センサ制御機器１０（図２参照）に、接続される。最も制御機器１０寄りの弾性管１３ａの端には、この機器１０に接続するためのコネクタ１１であるＮＲＷ−２０３ＰＭ１２（七星科学研究所社製の商品名）が接続されている。
【００２２】
１００ｋｇｆの張力で約２０％伸張する弾性管１３ａ・１３ｂ・・・が伸張してもなお弛むほど十分な長さのリード線１２は、螺旋状に巻かれており、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・内でシリコーンオイル１４ａ・・・に浸っている。
【００２３】
管継手１５ａ・１５ｂ・・・内に、接着剤１７ａ・・・が充填されて、固化している。この接着剤１７ａ・・・により、検温センサ１６ａ・・・の端子とリード線１２との半田付け部位が、断線しないように管継手１５ａ・１５ｂ・・・内でしっかりと固定されている。
【００２４】
図２に示すように、末端の弾性管１３ｄの端には、検温センサを収容し錘１９に繋がっている栓１８であるＳＳ−ＰＢ４−６およびＳＳ−４００−Ｃ（いずれもＳｗａｇｅｌｏｋ社製の商品名）が、捩じ込まれている。この栓１８にも接着剤が充填されて固化している。
【００２５】
この水温計１は、停泊した船舶３またはブイに取り付けられ、そこから弾性管１３ａ・１３ｂ・・・と管継手１５ａ・１５ｂ・・・とが水中２に吊下げられている。
【００２６】
水温計１は、具体的には以下にようにして作製される。
【００２７】
先ず、管継手１５ａからややはみ出す長さの３つの短いリード線の中程に夫々、検温センサ１６ａのリード線用端子を、半田付けする。これを管継手１５ａに挿入する。この短いリード線を管継手１５ａの両端から出しておく。管継手１５ａに接着剤１７ａを注入し、硬化させ、検温センサ１６ａと検温センサ用リード線とを管継手１５ａ内でしっかりと固定させる。
【００２８】
次いで、弾性管１３ａが伸張しても弛むほどの長さの３つの螺旋状リード線を、弾性管１３ａに挿入し、螺旋状リード線の両端を弾性管１３ａから出しておく。
【００２９】
管継手１５ａの一端から出た短いリード線と、弾性管１３ａの一端から出た螺旋状リード線とを半田付けして結線し、この弾性管１３ａにこの管継手１５ａを捩じ込む。
【００３０】
弾性管１３ａの他端から出た螺旋状リード線と、コネクタ１１の端子とを半田付けして結線した後、オイルが漏れないように接着剤を注入し硬化させる。
【００３１】
この弾性管１３ａに、シリコーンオイル１４ａを注入した後、コネクタ１１を接続する。
【００３２】
同様にして、弾性管１３ｂ・・・と管継手１５ｂ・・・とを、順次継ぎ足す。
【００３３】
栓１８からややはみ出す長さの３つの短いリード線の一端を夫々、検温センサのリード線用端子に半田付けする。これを栓１８に挿入し、このリード線を栓１８から出しておく。栓１８に接着剤を注入し、硬化させる。
【００３４】
最も先端の弾性管１３ｄの端には管継手に代え栓１８を捩じ込む。栓１８を錘１９に繋ぐと、水温計１が得られる。
【００３５】
この水温計１は、以下のようにして使用される。
【００３６】
この水温計１の使用途中を示す図２のとおり、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・と管継手１５ａ・１５ｂ・・・とを巻き取って、この水温計１を船舶３に積載して水温測定水域に運び、錘１９を水中２へ投入し、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・と管継手１５ａ・１５ｂ・・・とを繰り出して、水中２にほぼ鉛直に垂らす。
【００３７】
繰り出し終わったら、水温の測定が開始される。
【００３８】
所定の時刻に、検温センサ制御機器１０から、全ての検温センサ１６ａ・・・に対して、温度変換を示すパルス信号が発信される。その後、いずれの検温センサ１６ａ・・・を選択するかを示すパルス信号が発信される。各検温センサ１６ａ・・・内の回路が、パルス数に応じて、水温に対応する電気信号を出力すべきか判断する。出力すべきと判断したときには、検温センサ内の温度素子で測定した水温を電気信号に変換し、この信号を検温センサ制御機器１０へ出力する。検温センサ制御機器１０により、電気信号が示す水温を、ディスプレイ（不図示）に表示させる。
【００３９】
別な数のパルス信号が発信され、順次、異なる深度のいずれかの検温センサから水温に対応する電気信号が出力され、水温が表示される。全ての検温センサ１６ａ・・・からの信号が出力されるまで繰り返す。
【００４０】
この一連の操作が、断続的に反復されて、同一地点の鉛直方向に異なる深度での経時的な水温が測定される。
【００４１】
なお、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・は、油１４ａ・・・を注入しなくとも２１ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の水圧下で変形せず、電気的特性に影響が無く、漏水や油滴れがない。したがって、水深２００ｍの水温を測定することができる。この水温計１は、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・を３０本継いで約２００ｍにすることができる。
【００４２】
一方、この圧力以上の水圧では、僅かに弾性管１３ａ・１３ｂ・・・が潰れる。しかし、弾性管１３ａ・１３ｂ・・・は、シリコーンオイル１４ａ・・・が注入されていると、６２０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の水圧でも、変形せず、水温計は電気的特性に影響が無く、漏水や油滴れがないため、深海の水温を測定することができる。
【００４３】
このような深海の水温測定、例えば水深６０００ｍの海底掘削孔の温度分布測定をする際には、記録装置を備えた制御機器１０を耐圧容器に収容し、それに接続した水中コネクタ１１から弾性管１３ａ・１３ｂ・・・が継がれている水温計１を、深海に到達させることにより行なわれる。
【００４４】
水温計１を用いると、３箇月以上に渡る長期間の水温測定を行なうことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明の水温計を用いて、ある地点の鉛直方向での複数の深度の水温を同時に、正確に測定することができる。
【００４６】
この水温計は、断線を惹き起さず、丈夫であり、繰返し使用することができる。また、汎用の部材を用いて、安価に簡便に製造できる。さらに、管継手から弾性管を引抜いた後、別な管継手と弾性管とを一層多く継ぎ足す増設や、修理を簡易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する水温計の製造途中を示す概要図である。
【図２】本発明を適用する水温計の使用途中を示す概要図である。
【符号の説明】
１は水温計、２は水中、３は船舶、１０は温度センサ制御機器、１１はコネクタ、１２はリード線、１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄは弾性管、１４ａは油、１５ａ・１５ｂ・１５ｃは管継手、１６ａは温度センサ、１７ａは接着剤、１８は栓、１９は錘である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermometer used for simultaneously measuring water temperatures at a plurality of depths in the ocean or lake.
[0002]
[Prior art]
When surveying the environment of oceans and lakes, it is necessary to accurately measure the changing water temperature at multiple depths in a vertical direction at a certain point.
[0003]
As an apparatus for performing such measurement, there is the following patent document.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-250949
In this [Patent Document 1], a plurality of temperature measuring elements comprising a temperature detection unit for generating a signal corresponding to the water temperature and an output control means for this signal are connected in series to a signal transmission cable, and An apparatus hanging from the above is disclosed.
[0006]
In order to protect the temperature measuring element and the transmission cable from flooding and water pressure, for example, the temperature measuring element is accommodated in a metal sheath, the temperature measuring element and the transmission cable are connected, and the sheath, the outer periphery of the cable, and the gap Is connected with a mold which is closed with urethane resin. Thus, it is troublesome to close with resin. Furthermore, as a result of the transmission cable being stretched by its own weight, the connection with the temperature measuring element is pulled, and is easily disconnected. If one end is broken, it is difficult to identify the broken portion because it is closed. Transmission cables containing fibers that are difficult to stretch may be used, but are expensive.
[0007]
The temperature measuring element and the transmission cable may be connected by a connector. If the size of the connector is increased so that it is difficult to come off while being protected from flooding or the like, the apparatus becomes complicated and it is easily affected by tidal currents.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can simultaneously measure the water temperatures at a plurality of depths in a vertical direction at a certain point accurately, is robust and simple without disconnection, An object is to provide an inexpensive water temperature meter that is easy to manufacture.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The thermometer 1 for measuring the water temperature at a plurality of depths according to the present invention made to achieve the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to the embodiment. The elastic tubes 13a, 13b, and ... and pipe fittings 15a · 15b · · · have been spliced alternatively, the temperature measuring sensor 16a · · · is the fixed adhesively 17a · · · in each of the tube fittings 15a · 15b · · · It is conductive with tethered said elastic tube 13a · 13b in ... the elastic tube 13a · 13b · lead 12 the length of the loosened by extension.
[0010]
The elastic tubes 13a, 13b,... Screwed into the pipe joints 15a, 15b,... Are in close contact with each other, so that water does not enter and does not come off due to their own weight.
[0011]
If the lead wire 12 is slack, even if the elastic tubes 13a, 13b,... Suspended in the water 2 are somewhat extended due to their own weight or the weight 19 (see FIG. 2), the temperature sensor 16a. ... and the lead wire 12 do not cause disconnection due to tension.
[0012]
The lead wire 12 is preferably spiral within the elastic tubes 13a, 13b.
[0013]
When the pipe joints 15a, 15b,... Are filled with the adhesive 17a, the portion where the terminals of the temperature sensors 16a,. It is fixed within 15b ... and does not break.
[0014]
When the elastic tubes 13a, 13b,... Are filled with the oil 14a, the elastic tubes 13a, 13b,. Further, the portion connecting the temperature sensors 16a... And the lead wire 12 and the lead wire 12 itself are not disconnected because excessive tension is not applied. The oil 14a ... is, for example, silicone oil.
[0015]
When this water temperature meter 1 is used, water temperatures at a plurality of depths in a vertical direction at a certain point can be simultaneously and accurately measured.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the water thermometer 1 of the present invention will be described in detail.
[0017]
FIG. 1 is a diagram showing the manufacturing process of the water temperature gauge 1.
[0018]
The water thermometer 1 is made of PB-4-BKN (trade name made by Swagelok), which is a 10 m rubber elastic tube 13a, 13b, and pipe fittings 15a, 15b, ··· SS-PB4TA4 (trade name manufactured by Swagelok) is alternately passed. The lead wire 12 22AWG (trade name, manufactured by Quanzhou Electric Industry Co., Ltd.) conducts to the end of the most distal elastic tube 13d (see FIG. 2), and the temperature sensor 16a... Each DS18B20 (trade name, manufactured by Dallas Semiconductor) is accommodated and connected to the lead wire 12.
[0019]
The temperature measuring sensor 16a... Has a built-in temperature sensor exemplified by a thermistor element that measures water temperature, a platinum resistance temperature detector, or a semiconductor sensor, and a circuit that outputs an electrical signal corresponding to the water temperature. Yes.
[0020]
Each temperature sensor 16a... Is branched and connected to the lead wire 12.
[0021]
The lead wire 12 includes a power source, a circuit for instructing the output of the electric signal, and a temperature sensor control device 10 (see FIG. 2) including a circuit for displaying a water temperature on a display (not shown) by the output electric signal. Connected. Connected to the end of the elastic tube 13a closest to the control device 10 is an NRW-203PM12 (trade name, manufactured by Nansei Science Research Co., Ltd.), which is a connector 11 for connecting to the device 10.
[0022]
The elastic pipes 13a, 13b,..., Which stretch about 20% with a tension of 100 kgf, are wound in a spiral shape so that the lead wires 12 are sufficiently slackened even if the elastic pipes 13a, 13b,.・ It is immersed in silicone oil 14a.
[0023]
The pipe joints 15a, 15b,... Are filled with the adhesive 17a, and are solidified. By the adhesives 17a, the soldered portions between the terminals of the temperature sensors 16a and the lead wires 12 are firmly fixed in the pipe joints 15a, 15b, so as not to be disconnected.
[0024]
As shown in FIG. 2, SS-PB4-6 and SS-400-C (both made by Swagelok Co., Ltd.) are plugs 18 that house a temperature sensor and are connected to the weight 19 at the end of the end elastic tube 13d. Product name) is screwed in. The stopper 18 is also filled with an adhesive and solidified.
[0025]
This water thermometer 1 is attached to the anchored ship 3 or buoy, from which elastic tubes 13a, 13b,... And pipe joints 15a, 15b,.
[0026]
The water thermometer 1 is specifically manufactured as follows.
[0027]
First, the lead wire terminals of the temperature sensor 16a are soldered to the middle of the three short lead wires that protrude slightly from the pipe joint 15a. This is inserted into the pipe joint 15a. This short lead wire is taken out from both ends of the pipe joint 15a. The adhesive 17a is injected into the pipe joint 15a and cured, and the temperature sensor 16a and the temperature sensor lead are firmly fixed in the pipe joint 15a.
[0028]
Next, three spiral lead wires that are long enough to loosen even when the elastic tube 13a is extended are inserted into the elastic tube 13a, and both ends of the spiral lead wire are taken out from the elastic tube 13a.
[0029]
A short lead wire coming out from one end of the pipe joint 15a and a spiral lead wire coming out from one end of the elastic pipe 13a are soldered and connected, and the pipe joint 15a is screwed into the elastic pipe 13a.
[0030]
After the spiral lead wire coming out from the other end of the elastic tube 13a and the terminal of the connector 11 are soldered and connected, an adhesive is injected and cured so that oil does not leak.
[0031]
After the silicone oil 14a is injected into the elastic tube 13a, the connector 11 is connected.
[0032]
Similarly, the elastic pipes 13b and the pipe joints 15b are sequentially added.
[0033]
One end of each of the three short lead wires protruding slightly from the plug 18 is soldered to a lead wire terminal of the temperature sensor. This is inserted into the plug 18 and the lead wire is taken out from the plug 18. An adhesive is injected into the stopper 18 and cured.
[0034]
A plug 18 is screwed into the end of the most elastic tube 13d instead of the pipe joint. When the stopper 18 is connected to the weight 19, the water thermometer 1 is obtained.
[0035]
This water thermometer 1 is used as follows.
[0036]
As shown in FIG. 2 showing the water thermometer 1 in use, the elastic tubes 13a, 13b,... And the pipe joints 15a, 15b,. It is carried to the water area, the weight 19 is thrown into the underwater 2, the elastic tubes 13 a, 13 b, and the pipe joints 15 a, 15 b, are fed out and hung almost vertically in the underwater 2.
[0037]
When the feeding is finished, water temperature measurement is started.
[0038]
At a predetermined time, a pulse signal indicating temperature conversion is transmitted from the temperature sensor control device 10 to all the temperature sensors 16a. Thereafter, a pulse signal indicating which temperature sensor 16a... Is selected is transmitted. The circuit in each temperature sensor 16a... Determines whether an electric signal corresponding to the water temperature should be output according to the number of pulses. When it is determined that it should be output, the water temperature measured by the temperature element in the temperature sensor is converted into an electrical signal, and this signal is output to the temperature sensor control device 10. The water temperature indicated by the electric signal is displayed on the display (not shown) by the temperature sensor control device 10.
[0039]
Another number of pulse signals are transmitted, and an electric signal corresponding to the water temperature is sequentially output from one of the temperature detection sensors at different depths, and the water temperature is displayed. It repeats until the signal from all the temperature detection sensors 16a ... is output.
[0040]
This series of operations is repeated intermittently to measure the water temperature over time at different depths in the vertical direction of the same point.
[0041]
The elastic tubes 13a, 13b,... Do not deform under water pressure of 21 kgf / cm ² or less without injecting oil 14a, have no effect on electrical characteristics, and do not leak or cause oil droplets. . Therefore, the water temperature at a depth of 200 m can be measured. This water thermometer 1 can be made approximately 200 m by joining 30 elastic tubes 13a, 13b.
[0042]
On the other hand, the elastic tubes 13a, 13b,... However, when the silicone oil 14a... Is injected, the elastic tubes 13a, 13b... Are not deformed even at a water pressure of 620 kgf / cm ² or less, and the water thermometer does not affect the electrical characteristics, and the water leaks. Because there are no oil drips, the water temperature in the deep sea can be measured.
[0043]
When measuring the water temperature in the deep sea, for example, measuring the temperature distribution of the seabed excavation hole having a water depth of 6000 m, the control device 10 equipped with a recording device is housed in a pressure-resistant vessel, and the elastic tube 13a is connected to the underwater connector 11 connected thereto. -It is performed by making the water temperature gauge 1 to which 13b ... is succeeded reach the deep sea.
[0044]
If the water temperature meter 1 is used, long-term water temperature measurement over three months or more can be performed.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, the water temperature at a plurality of depths in a vertical direction at a certain point can be simultaneously and accurately measured using the water thermometer of the present invention.
[0046]
This water thermometer does not cause disconnection, is strong, and can be used repeatedly. Moreover, it can manufacture simply and inexpensively using a general-purpose member. Furthermore, after pulling out the elastic pipe from the pipe joint, it is possible to easily add or repair another pipe joint and an elastic pipe.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a manufacturing process of a water temperature meter to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a halfway use of a water thermometer to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 is a water thermometer, 2 is underwater, 3 is a ship, 10 is a temperature sensor control device, 11 is a connector, 12 is a lead wire, 13a, 13b, 13c, and 13d are elastic tubes, 14a is oil, and 15a, 15b, and 15c are A pipe joint, 16a is a temperature sensor, 17a is an adhesive, 18 is a stopper, and 19 is a weight.

Claims

A thermometer for measuring water temperature at a plurality of depths, wherein an elastic pipe and a pipe joint reaching each depth are alternately connected, and a temperature sensor fixed to each of the pipe joints with an adhesive is provided with the elastic pipe. water thermometer, characterized in that conducting in the elastic tube is connected by leads also sag length by extension of the.