JP5566239B2 - 水位検知装置 - Google Patents
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また、水位を検知するセンサの周りに浮遊物(例えばゴミ、油脂又は砂等)が堆積するのを抑制する技術として、センサを保護する防波管の底板を遠隔操作で開閉させるようにした水位検知装置(例えば特許文献2)や、フロートケースとマイクロスイッチを組み合わせたフリクト方式の水位検知装置(例えば特許文献3)が提案されている。
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇/下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなっており、
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された3本以上の支柱で構成されていることを特徴とする。
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇/下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さくなっており、
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された3本以上の支柱で構成されていることを特徴とする。
[第1実施形態]
図1は第1実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図2は水位検知装置の構成を示す底面図で、図3は第1実施形態の水位検知装置を構成するセンサ本体の構成を示す図である。
図1、2に示すように、水位検知装置100は、鞍型の止め具6により設置面(例えば下水道管渠壁面)Wに固定されるセンサ本体10と、センサ本体10を覆うように設置面Wに取り付けられるカバー1を備えて構成されている。例えば、センサ本体10は、止め具6の両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Wに螺着することにより設置面Wに固定される。また、カバー1は、両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Wに螺着することにより設置面Wに固定される。
フロート13は、例えば、外径20mm、長さ60mmの円柱状部材で構成され、ファラデー近接センサ11と同軸上に配置されている。また、フロート13は、ファラデー近接センサ11における磁界の強さを変化させる磁石15を内蔵している。なお、フロート13は、磁力を発生するものであればよく、磁石15を内蔵する代わりに、フロート13の表面に磁性体をコーティングして磁化させたものを採用することもできる。
ここで、フロート13と支柱14とは2mm以上の間隙で離間させるのが望ましい。これにより、フロート13を安定した状態で自由に昇降させることができる。また、水位が昇降する際に、フロート13が上下方向以外に水平方向にも揺れ動くこととなり、フロート表面に付着した浮遊物が効率よく洗浄されるので、ヘドロの成長を抑制できる(自己洗浄効果)。
また、防汚材料として銅めっきを採用した場合には、銅の有する殺菌効果により、支柱14の表面におけるヘドロの成長が抑制される。
一方、ファラデー素子113に磁界が印加されなければ、偏光子112を通過した偏光の偏波面はファラデー素子113を通過する際に回転しないので、反射ミラー114で反射され、そのまま偏光子112を通過して反射光Lrとして光ファイバFに出射される(反射光の強度が大きくなる)。
つまり、水位検知装置100において、下水道管渠内の水位が低いときはフロート13が上昇しないので、ファラデー素子113に磁界は印加されない。したがって、反射光Lrの強度が小さくなり、水位が基準水位以下であることが検知される。一方、下水道管渠内の水位が高くなるとフロート13が上昇し、ファラデー素子113に磁界が印加される。したがって、反射光Lrの強度が大きくなり、水位が基準水位以上となったことが検知される。
具体的には、図2に示すように、支柱14で規定される三角形の一辺がフロート13を横切り設置面Wに平行となるように、支柱14をセンサケース12に配置する。これにより、設置面Wからフロート13までの距離は、確実に設置面Wから支柱14までの距離より小さくなる。
なお、フロート13の自己洗浄効果を考慮すると、フロート13と設置面Wの間隙C1が、5mm以上となるようにするのが望ましい。間隙C1は、設置面Wと接触することとなるセンサケース12の外径とフロート13の外径(支柱14の設置箇所)により制御される。
そこで、第1実施形態では、センサ本体10の周囲を覆うカバー1を設けることにより、センサ本体10を汚水の流れから保護している。これにより、フロート13表面における浮遊物の堆積が抑制されるので、浮遊物の堆積によりフロート13の昇降が妨げられるのを防止できる。
カバー1の寸法は、センサ本体10の寸法(フロート13の外径、センサ全長等)に応じて適宜設定される。例えば、フロート13の外径が20mm、センサ本体10の全長が200mmの場合には、カバー1の内径を60mm、高さを250mmに設定するとよい。そして、設置面Wに取り付けたときに、センサ本体10がカバー1に内包されるように、それぞれの取付高さが調整される。これにより、カバー1によってセンサ本体10を効果的に保護することができる。
そして、この水位検知装置100を設置面Wに取り付けるときの取付状態を決定する止め具(位置決め部)6を有し、止め具6に従って設置面Wに取り付けたときに、設置面Wからフロート13までの距離が、設置面Wから支柱14までの距離より小さくなるようにしている。
実際に、水位検知装置100を下水道管渠内に取り付け、長期間の水位検知を試験したところ、フロート13の周囲に浮遊物が堆積することによる検知漏れは生じていない。
図5は第2実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図6は水位検知装置の構成を示す底面図ある。図5、6において、第1実施形態の水位検知装置100の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
図5、6に示すように、水位検知装置200は、設置面(例えば下水道管渠壁面)Wに固定される固定基板3と、固定基板3に一体的に固定されるセンサ本体10と、センサ本体10を覆うように固定基板3を介して設置面Wに取り付けられるカバー1を備えて構成されている。第2実施形態では、第1実施形態のようにセンサ本体10を設置面Wに直接取り付けるのではなく、予め固定基板3に固定しておく。
例えば、センサ本体10は、止め具6の両端部に設けられたボルト穴にボルト(図示略)を挿通して、このボルトを固定基板3に螺着することにより固定基板3に固定される。また、カバー1は、予め固定基板3に溶接などにより固着されている。センサ本体10及びカバー1が固定された固定基板3は、例えば、両端部に設けられたボルト穴にカバー1のボルト穴を介してボルトを挿通して、このボルトを設置面Wに螺着することにより設置面Wに固定される。
また、水位検知装置200では、センサ本体10とカバー1が位置決めされた状態で固定基板3に取り付けられるので、設置作業が格段に容易になるとともに、製造段階でセンサ本体10及びカバー1の取付状態を容易に調整することができる。
[変形例1]
図7は、変形例1に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例1に係るセンサ本体20の基本構成は、センサ本体10とほぼ同様であるので説明を省略する。図7において、センサ本体10の構成要素と同一又は対応する構成要素には20番台で置き換えた符号を付している。
変形例1では、センサケース22の外周に平坦面22aが形成されており、センサ本体20を設置面Wに取り付けるときに、この平坦面22aが設置面W(又は固定基板3)に接触するようになっている(図8参照)。変形例1のセンサ本体20を第1実施形態に適用する場合、センサケース22の平坦面22aが、センサ本体20を設置面Wに取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部となる。
センサケース12をこのような構成とすることで、センサ本体20が所定の取付状態となるように簡単に位置決めできるとともに、安定した取付状態を保持できる。なお、第1実施形態における止め具6は、予めセンサケース12に固着しておいてもよいが、位置決め部としては必ずしも必要ではない。
図9は、変形例2に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例2に係るセンサ本体30の基本構成は、センサ本体10とほぼ同様であるので説明を省略する。図9において、センサ本体10の構成要素と同一又は対応する構成要素には30番台で置き換えた符号を付している。
変形例2では、フロート33の昇降方向を規制するガイド部が、3本の支柱34と、支柱34の下端に固着されたリング部材36で構成されており、リング部材36によってフロート33が抜け落ちるのを防止している。
かかる構成によれば、支柱34がセンサケース32とリング部材36によって上下で固定されることとなるので、汚水の流れ等により支柱34が変形するのを防止できる。したがって、支柱34の変形に伴いフロート33が脱落するのを確実に防止できる。
図10は、変形例3に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例3に係るセンサ本体40の基本構成は、センサ本体10とほぼ同様であるので説明を省略する。図10において、センサ本体10の構成要素と同一又は対応する構成要素には40番台で置き換えた符号を付している。
変形例3では、フロート43の昇降方向を規制するガイド部が、ファラデー近接センサ41の中心軸上に配設された1本の支柱44と、支柱44の下端に固着された円板部材46で構成されている。支柱44は、センサケース42に吊設された円板状の中間板47に取り付けられている。また、フロート43は中空円筒状に形成され、フロート43の中空部に支柱44が挿通されている。
かかる構成によれば、設置面W(又は固定基板3)とフロート43の間隙には明らかに支柱44が介在しないので、設置面Wとフロート43との間に浮遊物が堆積しにくくなる。
[変形例4]
図11は、変形例4に係る水位検知装置の構成を示す図である。
第1実施形態では、カバー1の外周面を断面半円弧状に形成しているが、変形例4の水位検知装置110では、カバー2の外周面を断面コ字状に形成している。カバー2においては、側面2a,2bが汚水の流れに対して傾斜して形成されているので、汚水の流れがカバー2に衝突したときの乱流の発生が抑制される。したがって、汚水の流れが阻害されることに伴い不具合が発生するのを防止できる。なお、カバー2は、第2実施形態の水位検知装置200においても適用できる。
図12、13は、変形例5に係る水位検知装置の構成を示す図である。
変形例5の水位検知装置210では、第2実施形態におけるカバー1と固定基板3を一体化した円筒形のカバー4を用いている。カバー4は、例えば、鞍型の止め具(図示略)により設定面に固定される。
図12では、カバー4の内面に止め具6によってセンサ本体10を取り付けている。かかる構成によれば、カバー4の部品加工がほとんど不要であり、汎用のパイプを適用することもできる。また、図13に示すように、カバー4の略中央に梁5を横架し、これに止め具6によってセンサ本体10を取り付けるようにしてもよい。カバー4の内面とフロート13の間隙が大きくなるので、浮遊物の堆積を効果的に防止できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
6 止め具
10 センサ本体
11 ファラデー近接センサ
12 センサケース
13 フロート
14 支柱
15 磁石
100 水位検知装置
F 光ファイバ
Claims (6)
- 光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇/下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなっており、
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された3本以上の支柱で構成されていることを特徴とする水位検知装置。 - 光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇/下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さくなっており、
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された3本以上の支柱で構成されていることを特徴とする水位検知装置。 - 前記設置面又は前記固定基板から前記フロートまでの距離が5mm以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水位検知装置。
- 前記支柱で規定される多角形の一辺が前記フロートを横切り前記設置面又は前記固定基板に平行となるように、前記支柱が配置されていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の水位検知装置。
- 前記センサケースの外周に平坦面が形成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の水位検知装置。
- 前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部を取り囲む、上下面が開放されたカバーを備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の水位検知装置。
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