JP5824570B1 - 高低差測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細な高低差から大きな高低差まで計測できる小型で設置性の高い高低差測定装置を提供すること。【解決手段】高低差測定装置1は、内部に気体G1が残留するよう液体L1が注入されて一の位置に配される第一容器2と、内部に気体G2が残留するよう液体L2が注入されて第一容器2から離間して配される第二容器3と、第一容器2及び第二容器3に接続されて液体L1,2同士を連通させる液体連結管6と、第一容器2内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を計測する第一液端読取部7と、第二容器3内における液面位置液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を計測する第二液端読取部8と、この距離から第一容器2及び第二容器3間の高低差の変位量を算出する高低差算出部9と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、高低差測定装置に関する。
10mを越す長距離間の微細高さの差を計測する手法として、古くから知られている水盛り式を用い、対の垂直ガラス管を連結間で接続したものに液体を入れ、その両端の液面高さを計測することで高さ差分を計測する方法が知られている。
しかしながら、ガラス管内の溶液が温度変化などによる膨張収縮することによって、液面高さが変化してしまうことから、片側はポンプで液体を絶えずオーバーフローさせて常時基準高さとし、もう一方の液面をフロートセンサーで読み取ることにより、液面の垂直高さ差から高低差を算出する高低差測定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記従来の高低差測定装置による液面高さ計測における読取り精度は、目視では0.5mm、ダイヤルゲージと液面探針で0.1mm、フロートセンサーでは0.1mmであり、これ以上の精度での計測は困難である。
また、例えば地すべりの監視計測では0.1mm以下の初期微細変位量からすべりはじめの1m以上の大きな変位量まで計測する必要がある。しかし従来の高低差測定装置では、計測可能変位量が垂直管の高さによって制限されてしまい、大きな変位量を計測するためには、装置を大型にする必要がある。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、微細な高低差から大きな高低差までの変位量を計測できる小型で設置性の高い高低差測定装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る高低差計測装置は、一方向に伸びる第一中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて一の位置に配される第一容器と、一方向に伸びる第二中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて前記第一容器から離間して配される第二容器と、前記第一容器及び前記第二容器に接続されて前記液体同士を連通させる液体連結管と、前記第一容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第一距離として計測する第一液端読取部と、前記第二容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第二距離として計測する第二液端読取部と、前記第一距離及び前記第二距離から前記第一容器及び前記第二容器間の高低差の変位量を算出する高低差算出部と、前記第一容器よりも大きい容積に形成されて前記第一容器の近傍に配される第一中継容器と、前記第二容器よりも大きい容積に形成されて前記第二容器の近傍に配される第二中継容器と、を備え、前記第一中継容器及び前記第二中継容器が、前記液体連結管と連通されて内部に前記気体が残留するよう前記液体が貯留されて、前記第一容器、前記第二容器、前記第一中継容器、及び前記第二中継容器間で前記液体が前記液体連結管を介して移動自在とされ、前記第一中継容器及び前記第二中継容器の設置時において前記液体の前記気体と接する表面積が、前記液体連結管の断面積よりも大きくなるように、前記第一中継容器及び前記第二中継容器が形成されている。
本発明に係る高低差計測装置は、一方向に伸びる第一中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて一の位置に配される第一容器と、一方向に伸びる第二中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて前記第一容器から離間して配される第二容器と、前記第一容器及び前記第二容器に接続されて前記液体同士を連通させる液体連結管と、前記第一容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第一距離として計測する第一液端読取部と、前記第二容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第二距離として計測する第二液端読取部と、前記第一距離及び前記第二距離から前記第一容器及び前記第二容器間の高低差の変位量を算出する高低差算出部と、前記第一容器よりも大きい容積に形成されて前記第一容器の近傍に配される第一中継容器と、前記第二容器よりも大きい容積に形成されて前記第二容器の近傍に配される第二中継容器と、を備え、前記第一中継容器及び前記第二中継容器が、前記液体連結管と連通されて内部に前記気体が残留するよう前記液体が貯留されて、前記第一容器、前記第二容器、前記第一中継容器、及び前記第二中継容器間で前記液体が前記液体連結管を介して移動自在とされ、前記第一中継容器及び前記第二中継容器の設置時において前記液体の前記気体と接する表面積が、前記液体連結管の断面積よりも大きくなるように、前記第一中継容器及び前記第二中継容器が形成されている。
この発明は、第一容器の設置場所と第二容器の設置場所との間の高低差が初期位置から変化したとき、各容器内の液面位置が初期位置から移動した距離をそれぞれ計測することによって、第一容器の設置場所と第二容器の設置場所との高低差の変位量を算出することができる。また、第一容器と第二容器との温度差によって生じる容器内部の液体の膨張差を各中継容器内の液体に吸収させることができ、第一容器及び第二容器を長くすることなく温度変化による測定誤差を削減することができる。また、温度変化にともなう液面位置の変化を吸収させることができ、測定範囲を好適に維持することができる。
また、本発明に係る高低差測定装置は、前記第一中心軸線及び前記第二中心軸線が前記水平面に対して同一の角度で交差するよう前記第一容器及び前記第二容器が前記一定角度に傾斜して配される。
この発明は、傾斜する角度に応じて測定感度を変えることができる。また、この角度が第一容器及び第二容器間で同一なので、第一容器と第二容器との測定感度を同一にすることができる。
また、本発明に係る高低差測定装置は、前記第一容器を鉛直方向に移動して前記液面位置を初期位置に戻す第一駆動部と、前記第二容器を鉛直方向に移動して前記液面位置を初期位置に戻す第二駆動部と、を備え、前記第一容器と前記第二容器とが互いに移動する。
この発明は、第一容器及び第二容器の高低差が生じた際に、第一容器及び第二容器内の液面位置をそれぞれ初期位置に戻すように第一容器及び第二容器を鉛直方向へそれぞれ移動する。この際の第一容器及び第二容器の移動量から第一容器の設置場所と第二容器の設置場所との高低差の変位量を算出することができる。そのため、容器長が短くても液体をオーバーフローさせる前に第一容器及び第二容器内の液面位置を初期位置に戻すことができ、より大きな高低差を計測することができる。
また、本発明に係る高低差測定装置は、一方向に伸びる第三中心軸線を有して、内部に気体が残留するよう液体が注入された第三容器と、該第三容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を計測する第三液端読取部と、を備え、前記第三容器が、前記液体連結管を介して前記第一容器又は前記第二容器と連結され、前記高低差算出部が、前記第一容器、前記第二容器、及び前記第三容器間の高低差の変位量を算出する。
この発明は、第一容器が設置された場所と第二容器が設置された場所との間だけでなく、第三容器が設置された場所との間の高低差の変位量も測定でき、二点間だけではなく面内の高低差の変位量を測定することができる。
本発明によれば、小型でありながら微細な高低差から大きな高低差まで計測することができる。
本発明に係る実施形態の説明の前に、図1から図3を参照して本発明の測定原理にかかる部分の構成及びその作用について説明する。
高低差測定装置1は、第一容器2と、第二容器3と、気体連結管5と、液体連結管6と、第一液端読取部7と、第二液端読取部8と、高低差算出部9と、を備えている。
高低差測定装置1は、第一容器2と、第二容器3と、気体連結管5と、液体連結管6と、第一液端読取部7と、第二液端読取部8と、高低差算出部9と、を備えている。
第一容器2は、一方向に伸びる中心軸線C1を有する直方体状に形成され、第一中心軸線C1に対する矩形状の断面積が一定に形成されている。そして、内部に気体G1が残留するよう液体L1が注入される。
第二容器3は、一方向に伸びる中心軸線C2を有する直方体状に形成され、第二中心軸線C2に対する矩形状の断面積が一定とされて、第一容器2と同一の大きさ及び形状に形成されている。そして、内部に気体G2が残留するよう液体L2が注入される。
気体連結管5は、第一容器2及び第二容器3の内部の気体G1,G2同士を連通させるように接続される。また、液体連結管6は、第一容器2及び第二容器3の内部の液体L1,L2同士を連通させるように接続される。
第一液端読取部7は、第一容器2内の液体L1の液面位置E1が、第一中心軸線C1に沿う方向に初期位置B1から移動した距離D1を第一距離として計測する。この第一液端読取部7は、第一中心軸線C1に沿って配される第一画像センサー10と、第一画像センサー10からの情報に基づき、液面位置E1の初期位置B1からの距離D1を算出する第一計測部11と、を備えている。
第二液端読取部8は、第二容器3内の液体L2の液面位置E2が、第二中心軸線C2に沿う方向に初期位置B2から移動した距離D2を第二距離として計測する。この第二液端読取部8は、第二中心軸線C2に沿って配される第二画像センサー12と、第二画像センサー12からの情報に基づき、液面位置E2の初期位置B2からの距離D2を算出する第二計測部13と、を備えている。
高低差算出部9は、第一計測部11から入力された距離D1、及び、第二計測部13から入力された距離D2に基づき、第一容器2と第二容器3との高低差の変位量を算出する。
次に高低差測定装置1の設置方法及びこれを用いた2点間の高低差の計測方法について、図2を用いて説明する。
まず、第一容器2及び第二容器3が、互いに対向する側が反対側よりも低くなるよう水平面Bに対してそれぞれ傾斜角度αで傾斜して、かつ、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが、鉛直方向上方視したときに同一直線となるように、第一容器2及び第二容器3を所定の距離に離間して配置する。
まず、第一容器2及び第二容器3が、互いに対向する側が反対側よりも低くなるよう水平面Bに対してそれぞれ傾斜角度αで傾斜して、かつ、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが、鉛直方向上方視したときに同一直線となるように、第一容器2及び第二容器3を所定の距離に離間して配置する。
この際、液体L1,L2が液体連結管6によって連通されているため、水平面Bに対する各容器2,3内の液面位置E1,E2の高さが一致するように液量が調整される。ここで、液体L1,L2がそれぞれ注入された状態で各容器を配置してもよいし、各容器を設置後に液体L1,L2を注入してもよい。そして、設置後の液面位置E1,E2をそれぞれ初期位置B1,B2として、高低差の計測を開始する。
計測開始後、例えば、第二容器3の設置場所が設置時よりも高低差の変位量hの高い位置に変動したとき、液面位置E1は第一中心軸線C1に沿って第一容器2の上方に距離D1移動する一方、液面位置E2は第二中心軸線C2に沿って第二容器3の下方に距離D2移動する。
ここで、設置時における第一容器2及び第二容器3を水平面Bへ投影したときの各中心軸線C1,C2方向の第一容器2及び第二容器3の長さをx、水平面Bから最も離間した第一容器2及び第二容器3の底面までの高さをy、とする。このとき、D1+D2とh×x/yとが一致する。すなわち、距離D1,D2の和は、高低差hの傾斜比率倍となる。高低差算出部9は、この関係を利用して高低差の変位量hを算出する。
すなわち、予め、高低差算出部9にx及びyが入力された状態で、第一液端読取部7から距離D1が入力され、かつ、第二液端読取部8から距離D2が入力されることにより、高低差算出部9が、上記関係式に基づいて第一容器2の設置場所と第二容器3の設置場所との高低差の変位量hを算出する。
この高低差測定装置1によれば、第一容器2の設置場所と第二容器3の設置場所間の高低差が変化したとき、各容器内の液面位置の初期位置からの距離D1,D2をそれぞれ計測することによって、第一容器2の設置場所と第二容器3の設置場所との高低差の変位量hを算出することができる。
この際、水平面Bに対して第一容器2と第二容器3とが同一の傾斜角度αで配されている。この傾斜角度αを増減することによって、容器内の液面の表面積を変えることができ、第一容器2と第二容器3との測定感度を調整することができる。
なお、第一容器2及び第二容器3の形状は、中心軸線C1,C2に対する断面積が一定であれば、直方体形状に限らず、円柱形状や角柱形状などの形状でも構わない。
(第1実施形態)
次に、第1の実施形態について図4を参照しながら説明する。
なお、上述した形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
本実施形態に係る高低差測定装置40は、高低差測定装置1の構成に加えて、さらに第一容器2の近傍に配された第一中継容器41と、第二容器3の近傍に配された第二中継容器42と、を備えている。
次に、第1の実施形態について図4を参照しながら説明する。
なお、上述した形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
本実施形態に係る高低差測定装置40は、高低差測定装置1の構成に加えて、さらに第一容器2の近傍に配された第一中継容器41と、第二容器3の近傍に配された第二中継容器42と、を備えている。
第一中継容器41は、液体連結管6と連通されて気体G1が残るように内部に液体L1が貯留されている。そして、第一中継容器41は、第一容器2よりも容積が大きい直方体状とされ、設置時における液体L1の気体G1と接する表面積が、液体連結管6の断面積よりも大きくなるように形成されている。
第二中継容器42は、液体連結管6と連通されて気体G2が残るように内部に液体L2が貯留されている。そして、第二中継容器42は、第二容器3よりも容積が大きい直方体状とされ、設置時における液体L2の気体G2と接する表面積が、液体連結管6の断面積よりも大きくなるように形成されている。
なお、第一中継容器41及び第二中継容器42の気体G1,2の収容部分は、気体連結管5と連通されていてもよいし、大気開放されていても構わない。
次に本実施形態に係る高低差測定装置40の作用について説明する。
温度変化などによって液体L1,L2が膨張又は収縮すると、第一容器2及び第二容器3間の高低差が生じなくても、液面位置E1,E2が、例えば、ΔTHだけ変化する。
温度変化などによって液体L1,L2が膨張又は収縮すると、第一容器2及び第二容器3間の高低差が生じなくても、液面位置E1,E2が、例えば、ΔTHだけ変化する。
ここで、高低差測定の計測範囲は、第一容器2及び第二容器3内の液面位置E1,E2の移動範囲に制約される。そのため、第一容器2及び第二容器3の各中心軸線方向の長さは、使用温度範囲内で変化する液面位置E1,E2の最大変化量を超える長さが必要になる。特に第一容器2及び第二容器3の間隔を長距離にして連結した場合、液体連結管6内の液体量が第一容器2及び第二容器3の容量よりも大きくなり、その分、液面位置E1,E2の変位量も大きくなって第一容器2及び第二容器3が大型化してしまう。
また、第一容器2と第二容器3との間で温度差がない場合には、高低差が生じても同じタイミングで液面位置E1,E2が変動する。しかし、温度差が生じた場合、一定期間液面位置E1,E2がずれてしまうので、この分が測定誤差となってしまう。
これに対して本実施形態に係る高低差測定装置40では、各容器2,3よりも第一中継容器41及び第二中継容器42の容積のほうが大きいので、温度変化にともなう液体L1,L2の液面位置E1,E2の変動を第一中継容器41及び第二中継容器42内の液体が吸収する。
この高低差測定装置40によれば、第一容器2と第二容器3との温度差によって生じる容器内部の液体L1,L2の膨張差を各中継容器41,42内の液体L1,L2に吸収させることができ、第一容器2及び第二容器3を大型化することなく温度変化による測定誤差を削減することができる。
(第2実施形態)
次に、第2の実施形態について図5を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置20では、第一中心軸線C1が水平になるよう第一容器2が配され、かつ、第二中心軸線C2が水平になるよう第二容器3が配されるとともに、第一画像センサー10及び第二画像センサー12がラインセンサーとされ、水平面Bに対してそれぞれ角度αで傾斜して配されたとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
次に、第2の実施形態について図5を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置20では、第一中心軸線C1が水平になるよう第一容器2が配され、かつ、第二中心軸線C2が水平になるよう第二容器3が配されるとともに、第一画像センサー10及び第二画像センサー12がラインセンサーとされ、水平面Bに対してそれぞれ角度αで傾斜して配されたとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
第一容器2及び第二容器3は、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが、鉛直方向上方視したときに同一直線となるように、所定の距離に離間して配置される。第一画像センサー10及び第二画像センサー12は、第一容器2及び第二容器3が互いに対向する側が低くなるよう水平面Bに対してそれぞれ傾斜角度αで傾斜して配される。
この高低差測定装置20にて高低差を測定する場合、第一画像センサー10及び第二画像センサー12を水平面Bへ投影したときの中心軸線C1,C2方向の長さをx、水平面Bから最も離間した第一画像センサー10及び第二画像センサー12の位置までの高さをy、とすることによって、第1の実施形態と同様に、D1+D2とh×x/yとが一致する。すなわち、距離D1,D2の和は、高低差の差分量hの傾斜比率倍となる。高低差算出部21は、この関係を利用してhを算出する。
この高低差測定装置20によれば、高低差算出部21が、上記関係式に基づいて第一容器2の設置場所と第二容器3の設置場所との高低差hを算出するので、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
この際、第一画像センサー10及び第二画像センサー12と各液面とが交差する角度に応じて液面の変化を補足する範囲や測定感度を調整することができる。
(第3実施形態)
次に、第3の実施形態について図6及び図7を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第3の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置25が、第一容器2を鉛直方向に移動する第一駆動部26と、第二容器3を鉛直方向に移動する第二駆動部27と、を備えているとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
次に、第3の実施形態について図6及び図7を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第3の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置25が、第一容器2を鉛直方向に移動する第一駆動部26と、第二容器3を鉛直方向に移動する第二駆動部27と、を備えているとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
第一駆動部26は、第一容器2を内部に収容する第一収納部28と、鉛直方向に伸びて第一収納部28を鉛直方向に移動可能に支持するとともに第一収納部28を鉛直方向に移動させる第一駆動機構部30と、第一液端読取部7からの情報に基づき、第一駆動機構部30を駆動制御する第一駆動制御部31と、を備えている。なお、第一計測部11と第一駆動制御部31とは一体に形成されていても構わない。
第二駆動部27は、第二容器3を内部に収容する第二収納部32と、鉛直方向に伸びて第二収納部32を鉛直方向に移動可能に支持するとともに第二収納部32を鉛直方向に移動させる第二駆動機構部33と、第二液端読取部8からの情報に基づき、第二駆動機構部33を駆動制御する第二駆動制御部35と、を備えている。なお、第二計測部13と第二駆動制御部35とは一体に形成されていても構わない。また、一体化された第一駆動制御部と第二駆動制御部とがさらに一体に形成されていても構わない。
次に本実施形態に係る高低差測定装置25の設置方法及び高低差の計測方法について説明する。
まず、第一収納部28が配された第一駆動機構部30と、第二収納部32が配された第二駆動機構部33と、を所定の距離に離間して配置する。この際、第一駆動機構部30と第二駆動機構部33とを所定の距離に離間して配置してから、第一駆動機構部30に第一収納部28が配されるように、かつ、第二駆動機構部33に第二収納部32が配されるようにしてもよい。
まず、第一収納部28が配された第一駆動機構部30と、第二収納部32が配された第二駆動機構部33と、を所定の距離に離間して配置する。この際、第一駆動機構部30と第二駆動機構部33とを所定の距離に離間して配置してから、第一駆動機構部30に第一収納部28が配されるように、かつ、第二駆動機構部33に第二収納部32が配されるようにしてもよい。
そして、第一容器2及び第二容器3が、互いに対向する側が低くなるよう水平面Bに対してそれぞれ傾斜角度αで傾斜して、かつ、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが、鉛直方向上方視したときに同一直線となるように、第一容器2及び第二容器3をそれぞれ第一収納部28内及び第二収納部32内に収容する。なお、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが鉛直方向上方視したときに交差するように配されても構わない。
この際、液体L1,L2が液体連結管6によって連通されているため、水平面Bに対する各容器2,3内の液面位置E1,E2の高さが一致する。ここで、液体L1,L2がそれぞれ注入された状態で各容器2,3を第一収納部28内及び第二収納部32内に収容してもよいし、各容器2,3を第一収納部28内及び第二収納部32内に収容後に液体L1,L2を注入してもよい。そして、設置後の液面位置E1,E2をそれぞれ初期位置B1,B2として、高低差の計測を開始する。
計測開始後、例えば、第一駆動機構部30の設置場所のほうが第二駆動機構部33の設置場所よりも相対的に低くなるように高低差が0からhに変動したとき、第1の実施形態と同様に、液面位置E1は第一容器2の上方に第一中心軸線C1に沿ってD1だけ変位する一方、液面位置E2は第二容器3の下方に第二中心軸線C2に沿ってD2だけ変位する。
このとき、第一駆動制御部31は、第一容器2の液面位置E1を初期位置B1に戻すために、第一駆動機構部30の鉛直方向上方への移動量DH1を算出して、第一駆動機構部30へ移動を指示する。また、第二駆動制御部35は、第二容器3の液面位置E2を初期位置B2に戻すために第二駆動機構部33の鉛直方向下方への移動量DH2を算出して、第二駆動機構部33へ移動を指示する。
高低差算出部36は、第一駆動機構部30と第二駆動機構部33との移動量(計測開始時からの移動量の差分)の合計(DH1+DH2)から両者の設置場所の高低差の変位量hを算出する。
この高低差測定装置25によれば、第一容器2及び第二容器3の鉛直方向へのそれぞれの移動量から第一容器2の設置場所と第二容器3の設置場所との高低差の変位量を算出することができる。また、各容器2,3の中心軸線C1,C2方向の容器長が短くても内部の液体をオーバーフローさせる前に第一容器2及び第二容器3内の液面位置を初期位置に戻すことができ、より大きな高低差を計測することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について、図8を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第4の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置50が、一方向に伸びる第三中心軸線C3を有する第三容器51と、不図示の第三液端読取部と、を備えているとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
次に、本発明の第4の実施形態について、図8を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第4の実施形態の特徴は、本実施形態に係る高低差測定装置50が、一方向に伸びる第三中心軸線C3を有する第三容器51と、不図示の第三液端読取部と、を備えているとした点である。なお、第一中継容器41及び第二中継容器42に関する記載は省略する。
すなわち、第三容器51は、第一容器2及び第二容器3と同一の大きさ及び形状とされ、不図示の水平面に対して同一の角度に傾斜して設置される。この際、第三容器51は、不図示の気体連結管及び液体連結管52を介して第一容器2又は第二容器3と連結されている。
また、第三容器51には、第三液端読取部の不図示の画像センサーが第一容器2及び第二容器3と同様の状態で配されている。そして、第三液端読取部は、第三容器51内の液体L3の液面位置E3が、第三容器51の第三中心軸線C3に沿う方向に初期位置B3から移動した位置までの距離D3を計測する。
次に本実施形態に係る高低差測定装置50の設置方法及び高低差の計測方法について説明する。
まず、第一容器2及び第二容器3を第1の実施形態と同様に配置する。続いて、第一容器2及び第二容器3と対向する側が低くなるよう水平面に対して第一容器2及び第二容器3と同一角度で傾斜して、第三容器51を第一容器2及び第二容器3から所定の距離だけ離間して配置する。
まず、第一容器2及び第二容器3を第1の実施形態と同様に配置する。続いて、第一容器2及び第二容器3と対向する側が低くなるよう水平面に対して第一容器2及び第二容器3と同一角度で傾斜して、第三容器51を第一容器2及び第二容器3から所定の距離だけ離間して配置する。
この際、第三容器内の液体L3が液体L1,L2と液体連結管52によって連通されているため、液面の高さが各容器2,3、51間で一致する。このときの液面位置を初期位置B1,B2,B3とする。
計測開始後、例えば、第三容器51の設置場所が設置時よりも高い位置に変位したとき、第三容器51内の液面位置E3が第三容器51の下方に第三中心軸線C3に沿って距離D3だけ移動する一方、第一容器2及び第二容器3の各液面位置E1,E2は第一容器2及び第二容器3の上方にそれぞれの中心軸線C1,C2に沿って距離D1,D2だけ移動する。
このとき、不図示の高低差算出部が各液面位置の距離D1,D2,D3から、第一容器2及び第二容器3の設置場所と第三容器51の設置場所との高低差の変位量hを算出する。
この高低差測定装置50によれば、第一容器2が設置された場所と第二容器3が設置された場所との高低差だけでなく、第三容器51が設置された場所との高低差も測定できる。すなわち、高低差を2点間だけでなく面内で測定することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第一容器及び第二容器は、同一の大きさや直方体形状に形成されている必要はなく、それぞれが異なる大きさや円筒形形状等の他の形状に形成されていてもよい。このような場合でも、予め液面位置の移動距離と高低差の変位量との関係を調整しておくことにより、液面位置の移動距離から高低差の変位量を測定することができる。
例えば、第一容器及び第二容器は、同一の大きさや直方体形状に形成されている必要はなく、それぞれが異なる大きさや円筒形形状等の他の形状に形成されていてもよい。このような場合でも、予め液面位置の移動距離と高低差の変位量との関係を調整しておくことにより、液面位置の移動距離から高低差の変位量を測定することができる。
また、各容器の気体収容部分は、気体連結管と連通されていてもよいし、気体連結管がなく大気開放されていても構わない。
さらに、第一容器2及び第二容器3が、互いに対向する側が反対側よりも低くなるよう水平面Bに対してそれぞれ傾斜角度αで傾斜して、かつ、第一中心軸線C1と第二中心軸線C2とが、鉛直方向上方視したときに同一直線となるように、第一容器2及び第二容器3を所定の距離に離間して配置されている。しかし、これに限らず、容器の傾斜方向が同一方向に配されていてもよい。
また、第一中継容器41は、設置時における液体L1の気体G1と接する表面積が、液体連結管6の断面積よりも大きくなるように形成されていればよく、直方体形状でなくても構わない。同様に、第二中継容器42は、設置時における液体L2の気体G2と接する表面積が、液体連結管6の断面積よりも大きくなるように形成されていればよく、直方体形状でなくても構わない。
20,25,40,50 高低差測定装置
2 第一容器
3 第二容器
6,52 液体連結管
7 第一液端読取部
8 第二液端読取部
9,21,36 高低差算出部
26 第一駆動部
27 第二駆動部
41 第一中継容器
42 第二中継容器
51 第三容器
B 水平面
C1 第一中心軸線
C2 第二中心軸線
C3 第三中心軸線
E1,E2 液面位置
G1,G2 気体
L1,L2 液体
2 第一容器
3 第二容器
6,52 液体連結管
7 第一液端読取部
8 第二液端読取部
9,21,36 高低差算出部
26 第一駆動部
27 第二駆動部
41 第一中継容器
42 第二中継容器
51 第三容器
B 水平面
C1 第一中心軸線
C2 第二中心軸線
C3 第三中心軸線
E1,E2 液面位置
G1,G2 気体
L1,L2 液体
Claims (4)
- 一方向に伸びる第一中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて一の位置に配される第一容器と、
一方向に伸びる第二中心軸線を有し、内部に気体が残留するよう液体が注入されて前記第一容器から離間して配される第二容器と、
前記第一容器及び前記第二容器に接続されて前記液体同士を連通させる液体連結管と、
前記第一容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第一距離として計測する第一液端読取部と、
前記第二容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を第二距離として計測する第二液端読取部と、
前記第一距離及び前記第二距離から前記第一容器及び前記第二容器間の高低差の変位量を算出する高低差算出部と、
前記第一容器よりも大きい容積に形成されて前記第一容器の近傍に配される第一中継容器と、
前記第二容器よりも大きい容積に形成されて前記第二容器の近傍に配される第二中継容器と、
を備え、
前記第一中継容器及び前記第二中継容器が、前記液体連結管と連通されて内部に前記気体が残留するよう前記液体が貯留されて、前記第一容器、前記第二容器、前記第一中継容器、及び前記第二中継容器間で前記液体が前記液体連結管を介して移動自在とされ、
前記第一中継容器及び前記第二中継容器の設置時において前記液体の前記気体と接する表面積が、前記液体連結管の断面積よりも大きくなるように、前記第一中継容器及び前記第二中継容器が形成されている高低差測定装置。 - 前記第一中心軸線及び前記第二中心軸線が水平面に対して前記一定角度に傾斜して前記第一容器及び前記第二容器が配される請求項1に記載の高低差測定装置。
- 前記第一容器を鉛直方向に移動して前記液面位置を初期位置に戻す第一駆動部と、
前記第二容器を鉛直方向に移動して前記液面位置を初期位置に戻す第二駆動部と、
を備え、
前記第一容器と前記第二容器とが互いに移動する請求項2に記載の高低差測定装置。 - 一方向に伸びる第三中心軸線を有して、内部に気体が残留するよう液体が注入された第三容器と、
該第三容器内における液面位置が水平面に対して一定角度に傾斜した方向へ移動した距離を計測する第三液端読取部と、
を備え、
前記第三容器が、前記液体連結管を介して前記第一容器又は前記第二容器と連結され、
前記高低差算出部が、前記第一容器、前記第二容器、及び前記第三容器間の高低差の変位量を算出する請求項1から3の何れか一つに記載の高低差測定装置。
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CN114993556A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-09-02 | 聊城市宝丰机电科技有限公司 | 一种动平衡测试装置及吊机悬臂的动平衡测试方法 |
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- 2014-11-27 JP JP2014239459A patent/JP5824570B1/ja not_active Expired - Fee Related
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