JP4970358B2 - 水位検知センサ及び水位検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、浸透水の水位を検知するための水位検知センサ及び該水位検知センサを用いた水位検知装置に関する。

従来、土中内の浸透水分を検知する方法として、下記特許文献１に開示された方法がある。この特許文献１に開示された方法は、多孔質の筒体に液体吸収体を収容して、該液体吸収体が水分を吸収したことを筒体上部に取り付けた圧電素子で検出するようにしたものである。

特開平９−２４３６１４号公報

しかしながら、前述した特許公報に開示された方法では、土中水分が減少した場合でも筒体内の吸収体に含まれた水分を検知し続けるため、堤体のように河川の水位の変動がある用途には不向きである。また、吸収体の汚れの程度によって水分の吸収に差が生じるので、水分検知にバラツキが生じやすい。また、吸収体に汚れが生じると交換を要することになるが、そのために費用がかかる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、堤体のように河川の水位変動がある用途にも使用可能であり、かつ常に一定の検出精度を保持でき、さらに長期間に亘って使用することができる水位検知センサ及び水位検知装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 電気エネルギを機械エネルギに変換可能なセンサ素子と、前記センサ素子が検出部を露出可能に取り付けられるセンサ取付体と、を備え、土中に埋設されること、および、前記センサ取付体は、棒状に形成した一端側が尖った楔状に形成されるとともに、軸方向と直角方向に貫通する窓部を有し、前記センサ素子は検出部が前記窓部の開口を覆うように取り付けられることを特徴とする水位検知センサ。

（２） 上記（１）に記載の水位検知センサにおいて、前記センサ素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする。

（３） 上記（１）または（２）に記載の水位検知センサにおいて、前記窓部の反センサ取付側の開口に、該開口を覆う網体が設けられていることを特徴とする。

（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の水位検知センサにおいて、前記センサ取付体の外面に、少なくとも１つの埋没規制板が軸方向と直交方向に突出していることを特徴とする。

（５） 上記（１）又は（２）に記載の水位検知センサにおいて、前記センサ取付体は、少なくとも前記センサ素子の検出部を露出させる網目部を有するとともに、前記センサ素子が収容可能な略箱体に形成されることを特徴とする。

（６） 上記（１）又は（２）に記載の水位検知センサにおいて、前記センサ取付体は、少なくとも前記センサ素子の検出部を露出させる網目部を有した椀型状に形成され、前記センサ素子が椀型状の凸表面に装着されることを特徴とする。

（７） 堤体内の浸透水の水位を検知する水位検知装置であって、上記（１）〜（６）に記載の水位検知センサを複数備えると共に、所定の範囲で周波数が経時的に変化する正弦波信号を発生する信号発生手段と、複数の前記水位検知センサを１つずつ切替えて前記信号発生手段で発生した正弦波信号を印加する切替手段と、前記切替手段による切替えが行われる毎に正弦波信号が印加された前記水位検知センサの前記センサ素子に流れる電流の変化を電圧の変化として捉え、捉えた電圧波形の周波数特性の変化を検出して土中内の浸透水を検知する検知手段とを備え、複数の前記水位検知センサを前記堤体の法尻内の複数箇所に埋設し、前記法尻内での浸透水の水位を検知することを特徴とする水位検知装置。

（８） 上記（７）に記載の水位検知装置において、電気通信回線に接続可能であって、前記電気通信回線を利用して前記検知手段から得られる水位検知情報を送信する通信手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、堤体のように河川の水位変動がある用途にも使用可能であり、かつ常に安定した検出精度を維持でき、さらに長期間に亘って使用することができる。特に、堤体内の浸透水の変化を時間を追って観測することで、堤防決壊や崩落を予測することが容易になる。
すなわち、従前の吸収体が省略された水位検知センサは、窓部内に水分が存在する間は水分を継続して検知することができ、窓部内から水分が排出されることで水分を検知しなくなるので、土中水分の変動が生じる堤体内であっても、常に安定して堤体内の浸透水を検知することができる。
また、上記水位検知センサを備えた水位検知装置によれば、複数の水位検知センサを堤体の複数箇所に埋設することによって、広範囲に亘って水位を検知することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る水位検知装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の水位検知装置は、河川の堤体内の浸透水の水位検知を行うものであるが、土中における水位検知の如何なる場合にも用いることができる。

図１において、本実施の形態の水位検知装置１は、複数の水位検知センサ１０と、切替器１５と、電圧制御発振器２０と、増幅器２１〜２３と、抵抗２４と、差動増幅器２５と、４象限アナログ掛け算器２６と、ローパスフィルタ２７と、制御部２８と、通信部２９と、アンテナ３０とを備えて構成される。水位検知センサ１０は、堤体内の土中に埋設して浸透水の検知を行うものである。

図２は水位検知センサ１０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は正面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。
この図に示すように、水位検知センサ１０は、後述するセンサの検出部を露出可能にする窓部１１ａを開口させたセンサ取付体１１と、このセンサ取付体１１に設けられ、圧電セラミックス等の電気エネルギを機械エネルギに変換可能なセンサ素子１２とから構成される。センサ取付体１１は、四角柱の棒状（あるいは内部が中空の筒状）の一端側（以下、先端部分と呼ぶ）が尖った楔状に形成され、その中央部よりやや他端側の近傍に軸方向と直角方向に貫通した窓部１１ａを有する。センサ取付体１１には、窓部１１ａの開口を覆うように検出部が配置された上記のセンサ素子１２が取り付けられている。

センサ取付体１１は、先端部分と窓部１１ａの略中間の外面位置に、軸方向と直角方向に突出する１つの埋没規制板１１ｂを有する。また、センサ取付体１１は、窓部１１ａの反センサ取付側の開口に、該開口を覆うように、網体１１ｃが設けられている。センサ取付体１１にはプラスチック等の耐久性があって腐食に強い材料が用いられる。

埋没規制板１１ｂは、センサ取付体１１を堤体内の土中に埋設した際、センサ取付体１１の埋設深さが時間経過とともに変わって、水位検知センサ１０の埋設位置が移動しないように規制する。なお、埋設規制板１１ｂは、必ずしも軸方向と直角方向に突出させる必要はなく、多少の角度をもたせても構わない。要は、水位検知センサ１０が埋設位置から移動しないようにすれば、どのような取り付け方法であってもよい。また、設ける数も１枚に限定されるものでなく２枚でも、３枚でもよい。

網体１１ｃは、土や砂などが水位検知センサ１０の検出面に到達して汚染しないようにするもので、網目の大きさは、窓部１１ａ内に水分以外の細かな土や砂が侵入しない大きさになっている。
各センサ素子１２は、ケーブル１１ｄを介して切替部１５に接続される。ケーブル１１ｄには耐水性や耐蝕性を高めるための保護チューブ５０（図３参照）が被覆される。

図３は水位検知センサ１０を堤体内の土中に埋設した状態を示す図である。
水位検知センサ１０は、この図に示すように、楔状の先端部分を下方に向けて直径６０〜１００ｍｍの埋設穴内に挿入された後、その外周面上に珪砂６０を入れ、センサ上面に粘土６１を入れて埋設される。このように、埋設時にセンサの周囲に珪砂６０を入れることによって汚泥やゴミなどがろ過され、水の不純物が網体１１ｃやセンサ素子本体に付着しずらくし、網体１１ｃの目詰まりやセンサ検出面への汚泥等の固着によるセンサ素子１２の誤動作を防止できる。

また、水位検知センサ１０は、網体１１ｃの網目を細かな土や砂が侵入しない程度の大きさにしているので、窓部１１ａ内に珪砂６０が入り込むこともない。なお、図４に示すように、窓部１１ａを形成する貫通孔はその底面１１ａｂとなる面がセンサ素子１２側から網体１１ｃ側に向かって徐々に傾斜した形状とすることで、窓部１１ａ内における水捌けをよくすることができる。

図５は複数の水位検知センサ１０を堤体７０の法尻に設置した様子を示す斜視図である。また、図６は複数の水位検知センサ１０の埋設状態を示す斜視図（ａ）と、埋設部分を示す断面図（ｂ）である。
複数の水位検知センサ１０は堤体７０の法尻７０ａに、法面の長手方向に沿って一定間隔で、且つ、傾斜方向に沿って多段（本例では２段）に埋設される。
各水位検知センサ１０に接続されたケーブル１１ｄは、堤体上の小屋８０内に設置した水位検知装置１の切替器１５に接続される。図６に示すように、各水位検知センサ１０を埋設する埋設穴７０ｂは法尻の傾斜面に対し垂直方向に設けられる。なお、図５及び図６において符号９０は河川を示す。

図１に戻り、切替器１５は、多数の半導体アナログスイッチ（又は機械的リレー接点）を有し、制御部２８からの切替信号に従って切替えを行う。この切替器１５には複数の水位検知センサ１０が接続されており、半導体アナログスイッチ（又は機械的リレー接点）が順次オン／オフすることで、複数の水位検知センサ１０が順次切り替わる。

電圧制御発振器２０は、周波数が所定の周波数範囲（例えば１ｋＨｚから２０ｋＨｚ）で連続的に変化する正弦波の電気信号を発生する。増幅器２１は、電圧制御発振器２０が発生した正弦波信号を水位検知センサ１０のセンサ素子１２を駆動できるレベルまで増幅し、加振用信号Ｖｒとして出力する。
抵抗２４は、増幅器２１と水位検知センサ１０との間に直列に介挿され、その両端には水位検知センサ１０のセンサ素子１２に流れる電流に対応する電圧が発生する。
水位検知センサ１０のセンサ素子１２に流れる電流は周波数の変化によって変化するので、抵抗２４の両端に現れる電圧はセンサ素子１２の周波数特性を反映したものになる。

差動増幅器２５は、抵抗２４の両端に発生する電圧を増幅して出力する。増幅器２２は、差動増幅器２５から出力される電圧を所定レベルまで増幅し、電圧Ｖｉとして出力する。４象限アナログ掛け算器２６は、増幅器２１からの加振用信号Ｖｒと増幅器２２からの出力電圧Ｖｉを乗算してこれらの電圧に対するノイズの影響を除去する。

ローパスフィルタ２７は、４象限アナログ掛け算器２６の出力信号から後述するｃｏｓ（２ωｔ＋α＋β）分を除去した信号を出力する。増幅器２３は、ローパスフィルタ２７を通過した信号を所定レベルまで増幅し、出力信号Ｖｏとして出力する。この出力電圧Ｖｏは加振用信号Ｖｒの周波数変化に対するセンサ素子１２の周波数特性を反映した信号になる。このとき、センサ素子１２の表面に何も接していないと、即ち周囲が空気であると、図７（ａ）の出力電圧波形図に示すようにセンサ素子１２の持つ固有振動数付近の周波数にピークを持った電圧が現れる。そして、この状態からセンサ素子１２の表面に水が接触すると、センサ素子１２の振動特性が変化して、図７（ｂ）の出力電圧波形図に示すようにピーク電圧の位置が周波数の低い方に変化すると共に振幅が小さくなる。このピーク電圧の変化から水の接触・非接触を判定できる。

ここで、上記作動原理を、数式を用いて説明すると、以下のようになる。なお、Ｖｒ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋α）、Ｖｉ＝Ｂｓｉｎ（ωｔ＋β）とする。但し、Ａ，Ｂは振幅、ωｔは周波数、αとβは位相のずれとする。

Ｖｒ×Ｖｉ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋α）×Ｂｓｉｎ（ωｔ＋β）
＝ＡＢ［ｃｏｓ（β−α）−ｃｏｓ（２ωｔ＋α＋β）］／２ …（１）

式（１）のｃｏｓ（β−α）の部分は、位相差に合わせて変化する直流成分であり、ここに信号Ｖｉの振幅成分も含まれる。また、ｃｏｓ（２ωｔ＋α＋β）の部分は、元の加振用信号Ｖｒと信号Ｖｉの２倍の周波数の信号である。必要とする周波数特性の情報は信号Ｖｉの振幅（大きさ）であるので、式（１）のｃｏｓ（β−α）のみで良い。したがって、ローパスフィルタ２７を通過させてｃｏｓ（２ωｔ＋α＋β）の成分を除去すればよい。このようにして出力Ｖｏには周波数特性が電圧の形で現れる。水位検知センサ１０の窓部１１ａ内に水が浸透すると、ピークの周波数とレベルが変化することで、その状況を検知することができる。

図１に戻り、制御部２８は、図示せぬＣＰＵ、該ＣＰＵを制御するためのプログラムを記憶したＲＯＭ、ＣＰＵの動作において使用されるＲＡＭ、信号の入出力を行うインタフェース等を備えており、切替器１５を制御して複数の水位検知センサ１０の夫々にて水位検知を行い、各検出結果を通信部２９から送信する。すなわち、制御部２８は、切替器１５を制御して複数の水位検知センサ１０を順次切替えて、各水位検知センサ１０に対する増幅器２３の出力信号Ｖｏから水の接触・非接触を判定し、その結果を水位検知情報として通信部２９に入力する。水の接触・非接触の判定は水位検知センサ１０のセンサ素子１２に水が接触しないとき（即ち、周囲が空気のとき）の固有の振動周波数特性を基準とする。なお、センサ素子１２の固有の振動周波数特性を一度設定しておくことで以後メンテナンス時以外、再設定する必要はなくなる。

通信部２９は、公衆回線網を利用して通信を行うものであり、制御部２８から入力される水位検知情報を公衆回線網のデータ通信に使用される周波数帯及び電波形式の無線信号に変換して送信する。

図１０は水位検知装置１とユーザ端末（所謂パソコン）１００との間の通信経路を示す図である。水位検知装置１とユーザ端末１００は公衆回線網１１０を介して接続される。公衆回線網１１０には通信事業者が所有するデータ通信部１２０、データ管理部１３０及びインターネット情報提供部１４０が含まれる。データ通信部１２０とデータ管理部１３０は専用回線１５０で接続される。データ通信部１２０とデータ管理部１３０を接続する専用回線１５０の両端にはルータ１２０ａ，１３０ａが配置される。

データ通信部１２０は、水位検知装置１から送信された無線信号を受信して水位検知情報を復調してデータ管理部１３０に送信する。データ管理部１３０はルータ１３０ａとセンタ監視装置１３０ｂを有し、センタ監視装置１３０ｂはデータ通信部１２０から送られてきた水位検知情報をＨＴＭＬ（HyperText Markup Language））形式にしてインターネット情報提供部１４０に送信する。

インターネット情報提供部１４０は、ルータ１４０ａとＷｅｂサーバ１４０ｂを有し、Ｗｅｂサーバ１４０ｂはセンタ監視装置１３０ｂから送信されたＨＴＭＬ形式の水位検知情報を蓄積し、ユーザ端末１００に搭載されたＷｅｂブラウザからのリクエスト応じてＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）等のコンテンツ送受信用のプロトコルを使用してユーザ端末１００に提供する。なお、インターネット以外にイントラネットを利用することも可能である。

なお、上記電圧制御発振器２０及び増幅器２１は信号発生手段を構成する。また、切替器１１及び制御部２８は切替手段を構成する。また、抵抗２４および増幅器２２，２３、差動増幅器２５、４象限アナログ掛け算器２６、ローパスフィルタ２７及び制御部２８は検知手段を構成する。また、通信部２９及びアンテナ３０は通信手段を構成する。また、ユーザ端末１００は監視装置に対応する。

このように構成された水位検知装置１において、電圧制御発振器２０にて発生した正弦波信号が増幅器２１で増幅されて加振用電圧Ｖｒとして、切替部１５によって装置本体に切替え接続される水位検知センサ１０のセンサ素子１２と、４象限アナログ掛け算器２６とに入力される。水位検知センサ１０のセンサ素子１２に加振用信号Ｖｒが入力されることで該センサ素子１２から機械的振動が発生する。また、抵抗２４の両端にはセンサ素子１２に流れる電流に対応する電圧が発生し、この電圧が差動増幅器２５にて増幅された後、さらに増幅器２２によって増幅されて電圧Ｖｉが出力される。増幅器２２からの電圧Ｖｉと増幅器２１からの加振用信号Ｖｒとが４象限アナログ掛け算器２６にて乗算され、その出力が、ローパスフィルタ２７にてｃｏｓ（２ωｔ＋α＋β）成分が除去された後、増幅器２３によって増幅されて出力電圧Ｖｏが得られる。

出力信号Ｖｏは加振用信号Ｖｒの周波数変化に対するセンサ素子１２の周波数特性を反映した信号になる。このときセンサ素子１２の表面に何も接触していなければ、図７の出力電圧波形図に示すようにセンサ素子１２の持つ固有振動数付近の周波数にピークを持った電圧が現れ、センサ素子１２に水が接触した場合にはセンサ素子１２の振動特性が変化して、図７の出力電圧波形図に示すようにピーク電圧の位置と大きさが変化する。制御部２８はこのピーク電圧の変化から水の接触・非接触を判定し、その結果を通信部２９で扱うことができるデータ形式に変換し、通信部２９から公衆回線網１１０へ送信する。制御部２８はこの処理を複数の水位検知センサ１０のそれぞれに対して行う。これにより、ユーザ端末１００にて、少なくとも現時点で選択されている水位検知センサ１０の位置まで水位があるか否かが分かる。制御部２８は複数の水位検知センサ１０を繰り返し１つずつ切替える制御を行うので、堤体７０の広範囲な法尻７０ａに亘って浸透水の拡散を検知することができる。

このように、本実施の形態の水位検知装置１によれば、先端部分が尖った棒状に形成され、先端部分を除く部分に軸方向と直角方向に貫通する窓部１１ａを有すると共に、窓部１１ａより下方の部分に突出する埋没規制板１１ｂを有したセンサ取付体１１と、センサ取付体１１の窓部１１ａに設けられ電気エネルギを機械エネルギに変換可能なセンサ素子１２とを備えて形成される水位検知センサ１０を有する。そして、この水位検知センサ１０は窓部１１ａ内に水が存在する間はそれを検知することができ、窓部１１ａ内から排出されることで検知しなくなるので、堤体内の浸透水を良好に検知することができると同時に、複数の水位検知センサ１０から水位を検出することができる。また、この水位検知センサ１０は従来のような吸収体を有しないので、水分検知にバラツキが生じることがなく、安定して浸透水を検知することができる。さらに、吸収体を有しない分、交換に要する費用が発生しないので、コストを低く抑えることができる。また、埋没規制板１１ｂによって埋設される深さが維持されるので、長期に亘って水位を正確に検知することができる。また、センサ素子１２として圧電セラミックスを利用することによって水位検知センサ１０を安価にできるとともに、精度の高い検知が可能となる。特に、浸透水を検出するための埋設穴を、従来のように、大規模なボウリング工事で開ける必要がなく、手掘りやオーガー等の工具で掘った比較的に浅い穴とすることができるので、埋設工事が簡単になり、安価に広範囲での計測が可能になる。

また、水位検知装置１は、公衆回線網に接続可能であって、公衆回線網を利用して水位検知情報を送信する通信部２９を備えるので、遠隔地にあるユーザ端末１００で堤体内の水位を監視することができる。

図８は本発明の他の実施の形態に係る水位検知センサ１０Ａの分解状態の斜視図を（ａ）、この水位検知センサ１０Ａを土中に埋設した状態を（ｂ）、にそれぞれ示す。
水位検知センサ１０Ａは、図８（ａ）に示すように、網体によって、センサ素子１２を収容可能にする略箱体に形成されたセンサ取付体８１と、このセンサ取付体８１に収容し固定装備されるセンサ素子１２とから構成される。センサ取付体８１は、網体が、センサ素子１２の検出部１２ａを覆って水の浸透の障害とならない大きさであり、土中に埋設した際に周りに配設される珪砂６０の粒度よりも細かい網目に形成されている。なお、本発明においては、このような網体は、検出部１２ａを露出可能にする網目部を有すると呼ぶ。従って、上記実施の形態では、センサ取付体８１は全体が網体によって形成されるとしたが、少なくとも、センサの検出部１２ａと対向する面のみ網目部とした箱体であっても良い。この場合、センサ取付体としては、上昇水位を直ちに検出部に接触させ、且つ水位低下に伴って箱体内の排水を良好にする構造が求められる。
センサ取付体８１は、腐食しにくく、しかも、所望の機械的強度を有するものが好ましく、例えば合成樹脂やステンレス等の材質を適用することができる。

水位検知センサ１０Ａは、図８（ｂ）に示すように、土中に掘られた埋設穴に挿入された後、その外周囲に珪砂６０を入れ、さらに雨の埋設穴内への直接流入を防ぐため、センサ上に粘土６１を入れて埋設される。
土中の浸透水が飽和し、水位がセンサ素子１２の検出部１２ａにまで上昇すると、検出部１２ａに流れる電流の周波数変化によって、水位が検出される。

図９は本発明のさらに他の実施の形態に係る水位検知センサ１０Ｂの分解状態の斜視図を（ａ）、この水位検知センサ１０Ｂを土中に埋設した状態を（ｂ）に、それぞれ示す。
水位検知センサ１０Ｂは、図９（ａ）に示すように、椀型状に形成されてセンサ素子１２を装着可能にしたセンサ取付体９１と、このセンサ取付体９１に装着されるセンサ素子１２とから構成される。センサ取付体８１は、椀型状の凸表面の略中央部に、センサ素子１２を位置決めし固定する取付部９４を備える。取付部９４はセンサ素子１２の外周部を包囲する周壁によって矩形状に形成され、一対の対向する周壁の一部には、センサ素子１２をワンタッチで固定できる係止爪９８が形成されている。この係止爪９８は、センサ素子１２を取付部９４に押し込むと、弾性変形してセンサ素子１２に係合し、センサ素子１２を脱落不能に固定する。

取付部９４の底部には、センサ素子１２の検出部１２ａ（図８参照）を椀型状の凹表面側に露出可能にする網目部９６を有する。網目部９６は、水位検知センサ１０Ｂを土中に埋設した際に、周りに配設される珪砂６０の粒度よりも細かい網目に形成されている。センサ取付体９１は、網目部９６を含めて一体成形される。

このように構成されたセンサ取付体９１は、椀を被せた状態で土中の埋設穴内に挿入される。センサ取付体９１には、浸透水の水位が上昇してきた際に、上昇水位によって持ち上がることがないように、適宜箇所に複数の水抜き穴９２が設けられている。
センサ取付体９１は、腐食しにくく、しかも、所望の機械的強度を有するものが好ましく、例えば合成樹脂やステンレス等の材質を適用することができる。

水位検知センサ１０Ｂは、図９（ｂ）に示すように、土中に掘られた埋設穴に挿入された後、その外周囲に珪砂６０を入れて埋設される。なお、この水位検知センサ１０Ｂでは、センサ取付体９１が椀型状のため、上方から進入する雨などの影響を受け難いため、先の実施の形態のように、センサ上に粘土を入れる必要はない。
土中の浸透水が飽和し、水位がセンサ素子１２の検出部１２ａにまで上昇すると、検出部１２ａに流れる電流の周波数変化によって、水位が検出される。

本発明の一実施の形態に係る水位検知装置の概略構成を示すブロック図である。 図１の水位検知装置に適用する水位検知センサの外観を示し、（ａ）は正面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図である。 水位検知センサの埋設状態を示す図である。 水位検知センサの変更例を示す断面図である。 複数の水位検知センサを堤体の法尻に設置した様子を示す水位検知装置の構成図である。 複数の水位検知センサの埋設状態を示す斜視図（ａ）と、埋設部分を示す断面図（ｂ）である。 水位検知センサにおける出力電圧Ｖｏの波形図で、（ａ）は空気を検出した波形図、（ｂ）は水を検出した波形図である。 本発明の他の実施の形態に係る水位検知センサを示し、（ａ）は分解状態の斜視図、（ｂ）は水位検知センサの埋設状態を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る水位検知センサを示し、（ａ）は分解状態の斜視図、（ｂ）は水位検知センサの埋設状態を示す図である。 水位検知装置とユーザ端末との間の通信経路を示す図である。

符号の説明

１ 水位検知装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ 水位検知センサ
１１ センサ取付体
１１ａ 窓部
１１ｂ 埋没規制板
１１ｃ 網体
１１ｄ ケーブル
１２ センサ素子
１５ 切替器
７０ 堤体
７０ａ 法尻
８１ センサ取付体
９０ 河川
９１ センサ取付体
１００ ユーザ端末
１１０ 公衆回線網

Claims (8)

1. 電気エネルギを機械エネルギに変換可能なセンサ素子と、
   前記センサ素子が検出部を露出可能に取り付けられるセンサ取付体と、
   を備え、土中に埋設される水位検知センサであって、
   前記センサ取付体は、棒状に形成した一端側が尖った楔状に形成されるとともに、軸方向と直角方向に貫通する窓部を有し、前記センサ素子は検出部が前記窓部の開口を覆うように取り付けられることを特徴とする水位検知センサ。
2. 前記センサ素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする請求項１に記載の水位検知センサ。
3. 前記窓部の反センサ取付側の開口に、該開口を覆う網体が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の水位検知センサ。
4. 前記センサ取付体の外面に、少なくとも１つの埋没規制板が軸方向と直交方向に突出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の水位検知センサ。
5. 前記センサ取付体は、少なくとも前記センサ素子の検出部を露出させる網目部を有するとともに、前記センサ素子が収容可能な略箱体に形成されることを特徴とする１または２記載の水位検知センサ。
6. 前記センサ取付体は、少なくとも前記センサ素子の検出部を露出させる網目部を有した椀型状に形成され、前記センサ素子が椀型状の凸表面に装着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の水位検知センサ。
7. 堤体内の浸透水の水位を検知する水位検知装置であって、
   請求項１〜６に記載の水位検知センサを複数備えると共に、所定の範囲で周波数が経時的に変化する正弦波信号を発生する信号発生手段と、複数の前記水位検知センサを１つずつ切替えて前記信号発生手段で発生した正弦波信号を印加する切替手段と、前記切替手段による切替えが行われる毎に正弦波信号が印加された前記水位検知センサの前記センサ素子に流れる電流の変化を電圧の変化として捉え、捉えた電圧波形の周波数特性の変化を検出して土中内の浸透水を検知する検知手段とを備え、複数の前記水位検知センサを前記堤体の法尻内の複数箇所に埋設し、前記法尻内での浸透水の水位を検知することを特徴とする水位検知装置。
8. 電気通信回線に接続可能であって、前記電気通信回線を利用して前記検知手段から得られる水位検知情報を送信する通信手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の水位検知装置。

Images