JP5688731B2 - 静電容量型水分計および水位計 - Google Patents
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Description
例えば、台風などの豪雨時に、大量の水が土構造物の内部へ浸水すると、上記力が弱くなることに起因して、土構造物を構成する粒状土のせん断強度が大きく低下する。このせん断強度の低下が、豪雨による土砂災害の原因となっている。
なお、摩擦材である土のせん断強度τfは、有効応力σ’と次式の関係がある。
この技術では、金属プローブとして板状の部材を使用しているだけであるので、土構造物に多数設置しても、その設置費用を抑えることができる。
かかる構造であるので、特許文献2のセンサを土壌に埋設すると、土壌の水分量の変化に起因する静電容量の変化をCR積分回路の出力電圧の大きさとして検出することができる。
一方、特許文献2のセンサによって正確な測定を行うためには、検出信号がCR積分回路から安定に出力されなければならない。しかし、かかる状態を実現するためにはCR積分回路の時定数が適切であることに加えて、電極に入力される入力信号の周期が一定かつ安定でなければならない。なぜなら、入力信号の周期が2倍になれば、検出信号の電圧は半分になってしまうため、正確な測定ができなくなるからである。
つまり、特許文献2のセンサの場合、正確な測定のためには入力信号の周期が一定かつ安定していなければならないが、入力信号の周期が一定である場合には、測定できる静電容量の大きさが制限されるため、高分解能で高精度の測定と広範囲の計測とを両立させることは困難である。
しかも、地すべりなどが発生したときに発生する地下水位変動などの規模を事前に推定することは難しいことから、水位計を設置する計画の段階では、水位計に必要な分解能や必要な測定レンジが不明である。
したがって、地下水位変動や地すべり変位量などの計測では、微細な変化からきわめて大きな値の変化まで測定できるような水位計を設置することが必要であり、特許文献1、2のセンサを使用することは困難である。
第2発明の静電容量型水分計は、第1発明において、前記計時手段は、前記一対の電極間にパルス状の電流が供給されてから該一対の電極間の電位差が所定の値となるまでの時間を測定するカウンタと、前記カウンタによるカウント数が最大カウント数になると、前記カウンタをリセットするリセット機能と、前記カウンタによるカウント数が最大カウント数になった回数をカウントするカウント機能と、を有するカウンタ制御部を備えていることを特徴とする。
第3発明の静電容量型水分計は、第1または第2発明において、前記一対の電極と前記解析部との間が導電性材料によって接続されており、該導電性材料および/または前記一対の電極を外部から電気的に絶縁する絶縁シールドが設けられており、該絶縁シールドと前記導電性材料および/または前記一対の電極とが同じ電位となるように調節する電位調整部を備えていることを特徴とする。
第4発明の静電容量型水分計は、第1、第2または第3発明において、前記一対の電極と前記パルス発生部との間に設けられた、前記一対の電極間から放電を生じさせる放電手段を備えており、該放電手段は、前記低周波パルス駆動部から前記一対の電極間に対するパルス状の電流の供給が停止されると、該一対の電極間に蓄積された電力を放電させるものであることを特徴とする。
第5発明の静電容量型水分計は、第1、第2、第3、または第4発明において、前記センサ部を、自然地盤や粒状土からなる構造物に埋設して使用することを特徴とする。
(水位計)
第6発明の水位計は、第1、第2、第3、第4または第5発明に記載の静電容量型水分計を備えており、該静電容量型水分計のセンサ部が、軸方向に沿って延びたケースと、該ケース内に収容された、前記一対の電極からなる電極対と、を備えており、前記電極対が複数設けられており、該複数の電極対は、前記ケースの軸方向において、その先端の位置が異なるように設けられていることを特徴とする。
第7発明の水位計は、第6発明において、前記複数の電極対は、その長さが10m以上であることを特徴とする。
第1発明によれば、一対の電極間に位置する被測定対象の誘電率に応じて、一対の電極間が所定の電位差となるまでの時間が変化するので、その時間を測定すれば、誘電率の変化を把握することができる。しかも、低周波パルス駆動部は、一対の電極間の電位差が所定の値に達するまで電流の出力を継続するので、測定できる静電容量の大きさの上限を取り除くことができる。つまり、測定レンジの上限をなくすことができるから、分解能に係らず、実用上十分に大きなダイナミックレンジを設定することができる。また、低周波パルス駆動部は、パルス発生部からのトリガー信号が供給されてから、トリガー信号またはフラグ信号のいずれかが終了するまで一対の電極間に電流を供給することができる。すると、一対の電極間の電位差が所定の電位差となるまでの間、確実に一対の電極間に電流を供給することができる。
第2発明によれば、カウンタの内部クロックのクロック周期を調整すれば、測定の分解能を調整することができるので、測定レンジに関係なく測定の分解能を調整することができる。また、カウンタが最大カウント数となると、リセット機能によってカウンタがリセットされるので、カウンタによるカウントを継続することができる。そして、カウンタがリセットされても、ソフトウエアカウンタ機能またはハードウエアカウンタ機能によって最大カウント数となった回数がカウントされているので、現在までのカウント数を把握できる。したがって、カウンタの最大カウント数に係わらず、測定を継続できるから、ダイナミックレンジを広くすることができる。
第3発明によれば、装置に発生する浮遊容量や外乱の影響をキャンセルすることができるので、測定精度を高めることができる。
第4発明によれば、低周波パルス駆動部から一対の電極間へのパルス状の電流の出力が停止されると、放電手段によって一対の電極間に蓄積された電荷が放電されるので、次の測定に備えることができる。したがって、過渡応答性の低い装置を使用しても、高時間分解能で、大きさの上限なく静電容量の変化を測定することができる。
第5発明によれば、地すべりなどの予兆となる水分量の微細な変化を精度よく測定することができるとともに、地すべりなどが発生した後に生じる、地下水位変動量や地すべり変位量などのきわめて大きな値の変化も確実に測定することができる。
(水位計)
第6発明によれば、センサ部が長尺なケースに収容された複数の電極対を備えているので、かかるセンサ部を自然地盤や土構造物などに埋設しておけば、自然地盤や土構造物中の水位の変化を検出することができる。そして、複数の電極対は、ケースの軸方向において、その先端の位置が異なるように設けられているので、電極対間の出力の相違に基づいて、埋設されている土壌の温度が測定値に与える影響を補正することができる。したがって、土構造物中の水位の変化を正確に測定することができる。
第7発明によれば、電極対の長さが10m以上であるので、土構造物における深い位置における水位の変化や、水位の大きな変化を検出することができる。
本発明の静電容量型水分計は、自然地盤や土構造物(盛土、堤防、舗装)などの水分量を測定する装置であって、高分解能を維持しつつ広い測定レンジを実現できるようにしたことに特徴を有している。
また、本発明の静電容量型水分計は、自然地盤や土構造物に埋設した状態で設置すれば、自然地盤や土構造物中の水位の変化などを測定する水位計としても使用することができるものである。
まず、本発明の静電容量型水分計を説明する前に、本発明において静電容量の測定に用いた測定原理に関して、簡単に説明する。
なお、CR積分回路とは、抵抗RとコンデンサCによって形成される回路のことであり、以下では、単にCR積分回路という。
また、後述する図1では、図2(A)において、コンデンサCと抵抗Rとの間をつなぐ線がシールド線SL1に相当し、コンデンサCとアースGとの間をつなぐ線がシールド線SL2に相当する。
この電圧V0は時間とともに上昇するので、電圧V0が所定の電圧Vrefとなるまでの時間がtであったとすると、時間tとコンデンサCの静電容量Cとの間には、以下の式(1)および(2)の関係が成立する。
つぎに、上記測定原理を採用した本実施形態の静電容量型水分計1を説明する。
図1に示すように、本実施形態の静電容量型水分計1は、水分量を測定する被測定対象に接触させるセンサ部10と、このセンサ部10と電気的に接続された解析部20とを備えている。
まず、センサ部10を説明する。
図1に示すように、センサ部10は、一対の電極11,12を備えている。この一対の電極11,12は、被測定対象である土構造物の粒状土などを、両者の影響範囲間に位置することができるように配設されればよく、その配置はとくに限定されない。例えば、一対の電極11,12を、同軸型に配置したり(図1(B)参照)、平行板型に配置したりしてもよいし、平行の電線のような配置にしてもよい。また、プリント基板上において平行線や同心円型のパターンを形成し一対の電極11,12としてもよい。
この一対の電極11,12と両者間に配置される被測定対象が、上述した図2(A)におけるコンデンサCに相当する。
図1(B)に示すように、電極11は、電極部11aと、絶縁部11bとを備えている。
なお、電極11を、同軸ケーブルによって形成した場合には、同軸ケーブルの芯線を電極部11aとして機能させることができ、同軸ケーブルの中間絶縁体を絶縁体11bとして機能させることができる。
センサ部10は、電極11から離間した電極12を備えている。この電極12は、電極11と絶縁されており、上述したように電極11とでコンデンサを形成することができるように配設されている。この電極12は、良好な導電性を有する素材によって形成されている。例えば、電極12は、金属、導電性カーボンなどによって形成されているが、良好な導電性を有する素材であればよく、とくに限定されない。
また、電極12は、電極11に対するアースとして機能させるために、解析部20におけるアースと電気的に接続されている。電極12と解析部20におけるアースとを接続する方法はとくに限定されず、電極11の電極部11aと同様に、アースに直接接続してもよいし、シールド線SLの芯線などによってアースと接続してもよい。
つぎに、解析部20を説明する。
解析部20は、センサ部10の一対の電極部11,12間に位置する被測定対象の静電容量を検出し、この静電容量に基づいて、被測定対象中の水分量を測定するものである。
この解析部20は、パルス発生部21と、電位差測定部23と、計時手段25と、を備えている。
なお、以下では、解析部20と一対の電極部11,12との間が、シールド線SLで接続されている場合を説明するが、上述したように、解析部20と一対の電極部11,12との間を接続する方法はとくに限定されない。
まず、パルス発生部21は、所定の電圧を有するパルス状の電流を出力できるものである。具体的には、一対の電極部11,12に接続されたシールド線SLのうち、一方のシールド線SLに対して、後述する低周波パルス駆動部22を介してパルス状の電流PSを供給することができるように構成されている。図1であれば、パルス発生部21は低周波パルス駆動部22を経て電極部11に接続されたシールド線SL1と接続されており、このシールド線SL1にパルス状の電流PSを供給することができるようになっている。また、このパルス発生部21は、パルス状の電流PSを出力すると、このパルス状の電流PSをトリガー信号Pとして後述する電位差測定部23にも送信する機能も有している。
電位差測定部23は、一対の電極部11,12間の電位差を測定するものであり、シールド線SLを介して一対の電極部11,12と電気的に接続されている。この電位差測定部23は、一対の電極部11,12間の電位差を測定するとともに、この電位差が所定の値になるまで、所定電圧のフラグ信号FSを発信する機能を有している。
また、電位差測定部23には、一対の電極部11,12間の電位差と比較するための基準電圧Vrefが図示しない基準電源から供給されている。基準電圧Vrefは、パルス状の電流の電圧Vi以下であれば任意に定めることができる。例えば、基準電圧Vrefが電圧Viの0.63倍とすれば、ln(Vi /(Vi-Vref))≒1となるので好ましい。
計時手段25は、パルス発生部21から電極部11に対してパルス状の電流の供給を開始してから、一対の電極部11,12間の電位差が所定の値となるまでの時間を計測するものであり、カウンタ26とカウンタ制御部27とを備えている。
なお、フラグ信号FSが出力されている時間は、クロック周期とクロックパルスCPのカウント数を掛け算することによって算出することができる。
なお、カウント機能は、上記のようにソフトウエアカウンタによって実現してもよいし、ハードウエアカウンタによって実現してもよい。
また、上記例では、計時手段25が、電位差測定部23からフラグ信号FSが出力されている時間をカウンタ26によって測定する場合を説明したが、かかる時間を測定する方法は上記のごとき構成に限られない。しかし、上記のごとき構成とすれば、計時手段25を簡単な構成とすることができるので、好ましい。
つぎに、本実施形態の静電容量型水分計1を使用した土構造物の水分測定を説明する。
まず、土構造物の水分測定する場合には、センサ部10を土構造物の粒状土に埋設する。このとき、一対の電極11,12を両者が接触しないように配置し、水分量を測定すべき粒状土が両者の間に位置するようにする。
なお、センサ部10が図1のような構造の場合には、電極11と電極12との間の空間に隙間ができないように粒状土Mを充填しておく。
同時に、パルス発生部21はトリガー信号Pを発信するので、このトリガー信号Pが入力された電位差測定部23がフラグ信号FSの発信を開始する。
フラグ信号FSが発信されると、カウンタ26では、クロックパルスCPのカウントが開始される。
やがて、一対の電極11,12間の電位差(電極11の電圧V0)が所定の値Vrefに到達する。すると、電位差測定部23はフラグ信号FSの発信を停止し、カウンタ26は、クロックパルスCPのカウントを停止し、出力する。すると、カウンタ26のカウント数とクロック周期とに基づいて、シールド線SL1にパルス状の電流の供給が開始されてから一対の電極11,12間の電位差(電極11の電圧V0)がVrefまでの時間tを算出することができる。
なお、式(1)において、Viはパルス状の電流の電圧、Cは一対の電極11,12間の静電容量が対応する。
したがって、地すべりなどのモニタリングに本発明の静電容量型水分計1を使用すれば、高分解能で高精度の測定が必要な地下水位変動などの微細な変化を捉えることもできるし、地すべりなどが発生したときに発生するきわめて大きな地下水位変動なども測定することができる。
また、上記例では、時間tを、シールド線SL1に対するパルス状の電流の供給が開始されると同時にカウンタ26によるカウントを開始したが、カウントを開始するタイミングは、必ずしもシールド線SL1に対するパルス状の電流の供給が開始されると同時でなくてもよい。例えば、電圧V0が所定の値Vref2となったタイミングからカウントを開始するようにしてもよい。この場合には、OV付近の雑音の影響を低減することができる。
図1に示すように、本実施形態の静電容量型水分計1は、一対の電極11,12と解析部20との間が、それぞれシールド線SLによって接続されていれば、一対の電極11,12を土構造物における深い位置に埋設することができる。すると、土構造物における地下水位変動などに起因する水分量の微細な変化を精度よく測定することができるし、地下水位変動が生じた場合の大きな水分量の変化も確実に測定することができる。
しかるに、充放電が切り替わる過渡域(つまり、パルス状の波形の立ち上がりおよび立下りのタイミング)以外では両者の波形を一致させることは容易なのであるが、前記過渡域では、芯線Lの電圧波形が急激に変化するため、両電圧波形のズレが生じる可能性がある。かかるズレを防ぐ上では、一般的には、電位調整部30として過渡応答特性のよいオペアンプを用いることが好ましいとされている。
したがって、電位調整部30、つまり、ボルテージフォロワには、本質的には、過渡応答特性のよいオペアンプを用いることが好ましいのである。
スリューレートは、V/μsで表わされるオペアンプの単位時間当たりの出力電圧増分のことであり、この値が低いと高速の信号に対して正確に追随することが難しくなる。具体的には、汎用オペアンプのスリューレートは数100mV/μs〜数V/μs程度であるが、ボルテージフォロワ専用のオペアンプは100V/μsを超えるものもある。
利得帯域幅積とは、利得が1となる周波数であり、この値が高いほど、高い周波数の信号を増幅することができる。具体的には、汎用オペアンプの利得帯域幅積は1MHz程度であるが、最近の高速オペアンプでは数10〜200MHz以上のものもある。
つまり、過渡応答特性のよいオペアンプとは、スリューレートおよび利得帯域幅積が高いオペアンプを意味しているのである。
すなわち、過渡応答性のよいオペアンプほど高い周波数まで増幅できるため、形成される帰還ループが正帰還となる条件が整ってしまう。そのため、異常な発振を起こしてしまう可能性が高くなるので、本実施形態の静電容量型水分計1の電位調整部30には、過渡応答性のよいオペアンプを使用することが困難となるのである。
ひとつはシールド線SLのケーブル長を短くし、位相回転量を少なくすることであるが、電位調整部30を設けた本来の目的と反する。
本実施形態の静電容量型水分計1は、地下水位を測定する水位計としても使用することができる。水位計として使用する場合には、センサ部は以下のような構成とすることが好ましい。
また、以下の例では、水位計が一対の電極からなる電極対を2組備えている場合を説明するが、水位計が有する電極対の数は2組に限られず、1組でもよいし3組以上設けてもよい。そして、複数の電極対を設ける場合には、各電極対に対応する解析部20を設ける。つまり、解析器60は、電極対の数が2組であれば2つの解析部20、電極対の数が3組であれば3つの解析部20を内蔵するものを使用するのである。
なお、図3では、2組の電極対53,54を収容するために2本の電極収容溝52hが形成されているが、電極収容溝52hの数は設置する電極対の数に合わせて形成すればよい。また、一つの電極収容溝52hには1組の電極対を収容することが好ましいが、一つの電極収容溝52hに2組の電極対を収容してもよい。
かかる電極対53,54を伸ばした状態で保持する方法はとくに限定されない。例えば、電極収容溝52h内の適所にテープなどで電極対53,54が軸方向に移動しないように固定する方法を採用することができる。
なお、ツイストペア線を使用した場合には、漏電防止のためツイストペア線の先端は完全に防水する必要がある。例えば、ツイストペア線を折り返して、ツイストペア線先端を解析器60の位置に配置してもよい。また、ツイストペア線は複数回折り返してもよく、この場合には、測定感度を上げることができる。
また、水の誘電率は温度によって変化するため、測定値は水温によって変動し、測定精度が低下する恐れがある。
また、センサ部は上記のごとき構造に限られず、図4に示すような構造としてもよい。
信号の測定にはデジタルフォスファオシロスコープ(Tektronix DPO3014)を用いた。
CR積分回路は、図5の回路において、センサ部10が記載されている位置に接続した。CR積分回路に用いた抵抗器Rの値は1.00MΩであり、上述したように、コンデンサの静電容量は公称3600pFである。
時間軸(横軸)のスケールは1ms/div.であり、電圧軸(縦軸)はVoのみ2V/div.であり、その他の信号については5V/div.である。
しかし、CR積分回路は高抵抗(1.00MΩ)であるので、トリガパルスの立ち上がりからVo=Vref2となるまでの放電時間が大きくなる。そして測定開始信号Pの立ち上がりからパルスの電圧VoがVrefになるまでの正確な測定を行うことができない恐れがある。
つまり、比較例1の方法では、CR積分回路のコンデンサ中に蓄えられた電荷の放電が間に合わず、正確な計測を行うことができない恐れがある。
ここで、CR積分回路に対して低周波パルスを入力することによって測定開始信号Pが立ち上がる前にCR積分回路への入力信号PSを0Vとすることは、入力電圧Voが所定の電圧Vrefとなると同時にCR積分回路への入力信号PSを0Vとすること、つまり、本発明の放電手段を設けることと同等である。
なお、図8の回路は、本発明の静電容量型水分計における計時手段を除く解析部および電位調整部の機能を有する回路であり、2chの測定を行うことができるものである。
また、センサ部は、図8の回路において、センサ部10が記載されている位置に接続した。センサ部に使用したコンデンサは、温度係数の小さなCH級の積層セラミックコンデンサ(村田製作所製)である。
参考までに、図8には、回路の各部が本発明の静電容量型水分計のどの構成に対応するかを示すために、回路内に図1の各部と対応する符号を付している。
同様に、図10に示すように、センサ部への入力信号PSの立ち上がりと同時にシールド線のシールドの電圧Vcおよびシールド線の芯線の電圧Voがともに立ち上がっており、立ち上がった後も、両信号の時間変動は一致しており、その電圧値も一致している。
つまり、シールド線のシールドと芯線の電位差、言い換えれば、電極とケースとの間の電位差を同じにすることができるので、浮遊容量をキャンセルすることができる。
図11(A)は、2mから50mまでのRG59b/u同軸ケーブルを介してコンデンサを接続した際の、カウント値出力とコンデンサの静電容量の関係を示したものである。キャンセル機能を有しない装置(従来装置)による結果を破線と中空のプロットで示し、キャンセル機能を有する本発明の装置(実施例装置)による結果を実線と中実のプロットで示している。
一方、キャンセル機能を有する実施例装置では、センサ接続に用いた同軸ケーブルの長さによらず、コンデンサの公称静電容量に比例するカウント値出力が得られている。24個の測定値による回帰分析の結果、重相関係数は0.9998となった。このことから測定したコンデンサの静電容量とカウント値出力は高い相関性を示し、実施例装置では、同軸ケーブルのもつ静電容量の影響を受けずに静電容量を測定可能であることを確認できた。
図から同軸ケーブル長20m程度まで、同軸ケーブルの影響は±1%程度に収まっていることがわかる。測定対象の容量が小さい0pFの結果を除き、同様に50m程度まで影響は±1%程度と小さいことがわかる。
実験では、図4に示す構造を有するセンサ部(軸方向長さ10m、2組の電極対はツイストペア線)を使用した。このセンサ部を、水を入れた円筒状容器(長さ約15m)内に浸漬して、水位を変化させた場合に、その計測値の変化を測定した。
なお、実験において使用した解析部には、上記実施例1の回路(図5)を低周波パルス駆動で使用しており、センサ部などの浮遊容量の影響はキャンセルしていない。
図12、図13に示すように、CH1の電極、CH2の電極とも、水位を上昇させた場合および水位を下降させた場合のいずれの場合も、水位の変動とカウント値が比例しており、センサ部の長さが10mであっても、水位の変動測定を正確に測定できていることが確認できる。
装置には、直径6mm、長さ30cm、質量約20gの電極EPを使用した。この電極EPは、直径6mmのアルミパイプGP中にテフロン(登録商標)被覆をもつツイストペア線Eを挿入して先端で折り返して形成した。なお、アルミパイプGPには、内部と外部との間を連通する貫通孔hが複数形成されている。
この電極EPを、遠心模型実験用土槽の水位観測パイプB中に挿入し、1gの重力場(以下1g場と呼ぶ)ならびに50gの遠心力場(以下50g場と呼ぶ)で水位観測パイプB内の水位を上昇・下降させ、静電容量計のカウント値を記録した。
また、水位観測パイプB内の水位は水位観測パイプBに備えられた1mm刻みのメジャーによって行い、1g場では直接目視により水位の目盛を読み取った。また、50g場では、模型の変形を観測する画像解析用カメラの映像から水位観測パイプの水位の目盛を読み取った。
図15において、横軸がカウンタによるカウント数を示しており、縦軸はモデルスケールで表記した水位を示している。1g場では実際の水位とモデルスケールの水位は一致している。一方、50g場では実際の水位は50倍に拡大され、hm=20cmは実際では10mの水位に相当する(なお、水位は水位観測パイプBに備えられたメジャーの読みを示しており、水位計先端がhm=0cmに対応している)。
また、遠心模型実験では、電位調整部を有しない回路(図5参照)を使用したので、水位0のとき、浮遊容量分として、約30,000のカウント値が発生している。
校正係数は1g場で7.655×10-4(cm/カウント)であり、遠心模型実験用の水位計として、十二分の感度を持っている。50g場で7.564×10-4(cm/カウント)であり、1g場に比べてやや高感度となった。
また、回帰式の定数項では約0.4cmの差が生じているが、これは検定時の水位計の設置位置にずれがあったためと考えられる。また、プロットや校正係数のばらつきは電極としたツイストペア線のたるみが原因と推測される。これらのばらつきは電極としたツイストペア線Eの張り方に注意することにより、更に改善されると思われる。
10 センサ部
11 電極
12 電極
20 解析部
21 パルス発生部
22 低周波パルス駆動部
23 電位差測定部
25 計時手段
26 カウント手段
27 記憶部
29 放電手段
30 電位調整部
50 水位計
51 センサ部
52 電極保持部材
53 電極対
54 電極対
55 ケース
60 解析器
70 センサ部
71 ケース
74 固定部材
75 連結部材
76 先端保持部材
77 電極対
78 電極対
SL シールド線
Claims (7)
- 被測定対象の誘電率の変化に基づいて、該被測定対象の水分量を測定する装置であって、
一対の電極を有するセンサ部と、
該センサ部の一対の電極に接続された解析部と、を備えており、
該解析部は、
前記一対の電極間にパルス状の電流を供給する低周波パルス駆動部と、
前記一対の電極間の電位差を測定する電位差測定部と、
前記一対の電極間が所定の電位差となるまでの時間を計測する計時手段と、を備えており、
前記解析部は、
前記電位差測定部および前記低周波パルス駆動部にトリガー信号を供給するパルス発生部を備えており、
前記電位差測定部は、
前記一対の電極間の電位差が所定の電位差となるまでフラグ信号を前記低周波パルス駆動部に供給する機能を備えており、
前記低周波パルス駆動部は、
前記電位差測定部によって測定される前記一対の電極間の電位差が所定の電位差となるまで該一対の電極間への電流の供給を継続する機能を有しており、
前記トリガー信号または前記フラグ信号のいずれかが入力されている期間は前記一対の電極間に電流を供給するように構成されている
ことを特徴とする静電容量型水分計。 - 前記計時手段は、
前記一対の電極間にパルス状の電流が供給されてから該一対の電極間の電位差が所定の値となるまでの時間を測定するカウンタと、
前記カウンタによるカウント数が最大カウント数になると、前記カウンタをリセットするリセット機能と、
前記カウンタによるカウント数が最大カウント数になった回数をカウントするカウント機能と、
を有するカウンタ制御部を備えている
ことを特徴とする請求項1記載の静電容量型水分計。 - 前記一対の電極と前記解析部との間が導電性材料によって接続されており、
該導電性材料および/または前記一対の電極を外部から電気的に絶縁する絶縁シールドが設けられており、
該絶縁シールドと前記導電性材料および/または前記一対の電極とが同じ電位となるように調節する電位調整部を備えている
ことを特徴とする請求項1または2記載の静電容量型水分計。 - 前記一対の電極と前記低周波パルス駆動部との間に設けられた、前記一対の電極間から放電を生じさせる放電手段を備えており、
該放電手段は、
前記低周波パルス駆動部から前記一対の電極間に対するパルス状の電流の供給が停止されると、該一対の電極間に蓄積された電力を放電させるものである
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の静電容量型水分計。 - 前記センサ部を、粒状土からなる構造物に埋設して使用する
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の静電容量型水分計。 - 請求項1、2、3、4または5記載の静電容量型水分計を備えており、
該静電容量型水分計のセンサ部が、
軸方向に沿って延びたケースと、
該ケース内に収容された、前記一対の電極からなる電極対と、を備えており、
前記電極対が複数設けられており、
該複数の電極対は、
前記ケースの軸方向において、その先端の位置が異なるように設けられている
ことを特徴とする水位計。 - 前記複数の電極対は、
その長さが10m以上である
ことを特徴とする請求項6記載の水位計。
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