JP6426371B2 - 投込式水位計の校正システム、その校正方法、および校正機能付き投込式水位計 - Google Patents

Description

本発明は、投込式水位計の指示値の校正技術に関する。

津波や震災などで被災した原子力発電所などのように、立ち入りが困難となった施設において、その内部の液体の水位の測定が求められることがある。従来から知られる水位計として、端部が水底に配置されたバブラチューブで水底に気泡を送り込むのに必要な圧力を計測することで水位を算出する気泡式水位計がある。

気泡式水位計とは、液体中に開口した管からゆっくり気泡を出し、そのときの管内の圧力をセンサによって測定する水位計である。管内の圧力が大気圧と管の開口端にかかる水圧との和に等しくなることから、この開口端の圧力から、大気圧を差し引いて水位を求めることができる。

気泡式水位計は、気泡を水底に送り込むためのエアー供給源などが必要となり装置が大型になる。また、この装置を液体の近傍に固定するための設置工事が必要となる。

このような設置工事を不要とする水位計に、投込式水位計がある。投込式水位計は、気泡式水位計に比べ、装置も小さく操作が容易である。この投込式水位計は、一般産業において、河川の監視プログラムや上下水道などの水位を測定するのに広く用いられている。
また、投込式水位計について、設定および維持管理がより簡便で、安定した水位の測定が可能なものも提案されている。

特開平０７−０５４３９４号公報 特開２０００−３３７９４５号公報 実公平３−２８２１号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、表示部に表された水位の指示値は、検出器の水圧に基づいているため、実際の水位と完全には一致していないことがある。
例えば、貯蔵されている液体の種類によって液体の密度が高くなると、水位は実際よりも深いものと表示される。

よって、密度も加味して厳密に水位の指示値を校正しようとすると、貯蔵されている液体の密度を取得するため、一定時間現場で作業をする必要がある。
しかし、貯蔵される液体は放射性汚染水であるので、この密度の取得によって作業員が被ばくするという課題があった。

本発明このような事情を考慮してなされたもので、貯蔵される液体の密度を遠隔から取得して、この密度に応じて水位の指示値の校正をすることが可能な投込式水位計の校正システム、その校正方法、その校正プログラムおよび校正機能付き投込式水位計を提供することを目的とする。

本実施形態にかかる投込式水位計の校正システムは、一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、前記水圧および前記大気圧の差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、を有する投込式水位計に対して、前記表示部に表示される前記水位の指示値を校正する校正システムにおいて、前記検出器の前記外表面に開口端が固定された第１バブラチューブと、前記第１バブラチューブに加圧をして第１背圧を計測する第１計測部と、前記第１バブラチューブの前記開口端と異なる水深で前記検出器の外表面に開口端が固定される第２バブラチューブと、前記第２バブラチューブに加圧をして第２背圧を計測する第２計測部と、前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出する導出部と、前記導出部で導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をする補正部と、を備え、前記第１バブラチューブ及び前記第２バブラチューブは、それぞれ柔軟な領域を有し、前記領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻されることで前記中空ケーブルと一体化されるものである。

また、本実施形態にかかる校正機能付き投込式水位計は、一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、前記差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、前記検出器の前記外表面に開口端が固定された第１バブラチューブと、前記第１バブラチューブに加圧をして第１背圧を計測する第１計測部と、前記第１バブラチューブの前記開口端と異なる水深で前記検出器の外表面に開口端が固定される第２バブラチューブと、前記第２バブラチューブに加圧をして第２背圧を計測する第２計測部と、前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出する導出部と、前記導出部で導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をする補正部と、を備え、前記第１バブラチューブ及び前記第２バブラチューブは、それぞれ柔軟な領域を有し、前記領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻されることで前記中空ケーブルと一体化されるものである。

また、本実施形態にかかる投込式水位計の校正方法は、一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、前記水圧および前記大気圧の差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、を有する投込式水位計に対して、前記表示部に表示される前記水位の指示値を校正する校正方法において、前記検出器の外表面に固定された前記第１バブラチューブにおける柔軟な領域、及びこの第１バブラチューブと異なる水深で前記検出器の外表面に固定された前記第２バブラチューブにおける柔軟な領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻することで前記中空ケーブルと一体化するステップと、前記第１バブラチューブによって前記検出器が受ける前記水圧を第１背圧として測定するステップと、前記第２バブラチューブによって前記水深における圧力を第２背圧として測定するステップと、前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出するステップと、導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をするステップと、を含むものである。

本発明により、貯蔵される液体の密度を遠隔から取得して、この密度に応じて水位の指示値の校正をすることが可能な投込式水位計の校正システム、その校正方法、その校正プログラムおよび校正機能付き投込式水位計が提供される。

第１実施形態にかかる投込式水位計の投込式水位計の校正システムの概略構成図。 投込式水位計の校正システムが適用される投込式水位計が備える検出器の概略断面図。 第１実施形態において、投込式水位計の校正システムが接続されていないときの投込式水位計を示す概略構成図。 基準圧側ダイヤフラムおよび水圧側ダイヤフラムにかかるそれぞれの圧力の差圧と水位の指示値との対応関係を示す図。 第１実施形態にかかる投込式水位計の校正システムに合わせて設計された中継器の構成図。 第１実施形態にかかる校正方法を説明するフローチャート。 第２実施形態にかかる投込式水位計の校正システムの概略構成図 第２実施形態にかかる投込式水位計の校正方法（ゼロ点補正）の説明図。 第２実施形態にかかる投込式水位計の校正システムの変形例の概略構成図。 第２実施形態にかかる投込式水位計の校正方法（スパン調整）における調整の説明図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる投込式水位計の校正システム１０（以下、単に「校正システム１０」という）の概略構成図である。
図２は、校正システム１０が適用される投込式水位計２０が備える検出器２４の概略断面図である。

第１実施形態にかかる校正システム１０は、図１および図２に示されるように、一部が液体中に開放された筐体２１の内部を圧力センサ２２で封止して、圧力センサ２２が液体から受ける水圧Ｐ_ｗと筐体２１に接続された中空ケーブル２３によって内部から受ける大気圧Ｐ_atmとの差圧ΔＰを検出する検出器２４と、水圧Ｐ_ｗおよび大気圧Ｐ_atmの差圧ΔＰに基づいて液体の水位を表示する表示部２６と、を有する投込式水位計２０に対して、表示部２６に表示される水位の指示値を校正する校正システム１０において、検出器２４の外表面に固定されて検出器２４が受ける水圧Ｐ_ｗを第１測定水圧Ｐ_ｓ１として測定する第１測定器５０と、固定される第１測定器５０と異なる水深で検出器２４の外表面に固定されて水深における圧力を第２測定水圧Ｐ_ｓ２として測定する第２測定器６０と、第２測定器６０の第１測定器５０との水深の差異Ｌ、第１測定水圧Ｐ_ｓ１および第２測定水圧Ｐ_ｓ２に基づいて液体の密度σを導出する導出部４７と、導出部４７で導出された密度σに基づいて水位の指示値の補正Ψをする補正部４４と、を備える。

校正システム１０は、さらに、中空ケーブル２３を大気に開放する大気開放孔１５、差圧ΔＰを電気信号の形態で伝送する信号線３８を固定する信号線孔１４、第１バブラチューブ５１を固定する第１背圧孔１６および第２バブラチューブ６１を固定する第２背圧孔１７を有する中継器１３を備える。

図３は、第１実施形態において、校正システム１０が接続されていないときの投込式水位計２０の一例を示す概略構成図である。
まず、校正システム１０が対象とする投込式水位計２０について、図２および図３を参照して説明する。

投込式水位計２０を構成する検出器２４は、水位を測定する液体中に投げ込まれて、この液体を貯蔵する構造物の底面まで沈下する。検出器２４は、図２に示されるように、例えば一方の底面に入水孔３３が設けられた筐体２１によって、外形が円筒状となっている。

筐体２１の内部には、入水孔３３が設けられた底面の付近に圧力センサ２２が筐体２１を封止するように設置されている。
この圧力センサ２２によって、筐体２１の内部は周囲の液体から隔離されて、圧力センサ２２からさらに内部には液体は侵入しない。

一方、入水孔３３が設けられていない他方の底面には、中空ケーブル２３が接続されている。中空ケーブル２３は、通常時は、筐体２１が接続されていない他端で大気開放されており、筐体２１の内部を大気圧Ｐ_atmに維持する。圧力センサ２２のうち、封止された筐体２１の内部に面する一面は、この中空ケーブル２３を介して、大気圧Ｐ_atmを受ける。

一方、圧力センサ２２の液体と接触する他面は水圧Ｐ_ｗを受ける。圧力センサ２２は、例えば、ダイヤフラム２５を利用したものが広く使用されている。
ダイヤフラムとは、弾性のある隔膜のことであり、圧力による隔膜の膨張およびへこみの度合いが読み取られるものである。

読み取りには各種の方法があり、オイルで満たしたブルドン管ゲージに接続して読み取る場合や、その変形を機械的、光学的または電気的に読み取る場合もある。電気的に読み取る方法には、ダイヤフラム２５に設置された圧電素子によって歪みを感知する半導体歪ゲ−ジ式または変位を感知する静電容量式などがある。

なお、図２では、水圧Ｐ_ｗを受ける水圧側ダイヤフラム２５ａと、中空ケーブル２３から大気圧Ｐ_atmを受ける基準圧側ダイヤフラム２５ｂと、を有する圧力センサ２２を一例として記載している。
以下、圧力センサ２２を、これら２つのダイヤフラム２５にそれぞれ圧電素子が設けられて、圧電素子に発生した電圧の差分を差分部３５で読み取るものとして説明する。

差分部３５で読み取られた電圧差は、水圧側ダイヤフラム２５ａおよび基準圧側ダイヤフラム２５ｂの受ける圧力の差圧ΔＰとして、Ｖ／Ｉ変換回路３７に送信される。Ｖ／Ｉ変換回路３７は、この電圧差を電流信号に変換して信号線３８に出力する。信号線３８は、中空ケーブル２３および強化線１８とともに被覆材２８に被覆されて、変換部３２（図１）に接続されている。

なお、この変換部３２は、図３に示されるように、液体が貯蔵された構造物から離れた場所に設置されていることが多い。
第１実施形態にかかる校正システム１０または投込式水位計の校正方法（以下、単に「校正方法」という）を適用する投込式水位計２０の多くが、放射線汚染水に対して用いられるからである。
変換部３２は、受信した電流信号について再度Ｉ／Ｖ変換をして、例えば中央制御室４１などに設置された表示部２６へ送信する。

ここで、図４は、基準圧側ダイヤフラム２５ｂおよび水圧側ダイヤフラム２５ａにかかるそれぞれの圧力の差圧ΔＰと表示部２６で表示される水位の指示値との対応関係を示す図である。
表示部２６は、変換部３２（図２）から送信される差圧ΔＰに基づく電気信号を液体の水位（図４では、３６．４ｍ）として表示する。

しかし、上述した水位の指示値は、水圧Ｐ_ｗに基づいて計算されるものであるため、実際の水位と完全には一致していないことがある。
例えば、貯蔵されている液体の種類によって液体の密度σが高くなると、水位は実際よりも深いものと表示される。
第１実施形態にかかる校正システム１０および校正方法は、この表示部２６の水位の指示値を校正するものである。

次に、図１に戻って校正システム１０が備える各種の部材について説明する（適宜、図２および図４を参照）。
第１測定器５０は、検出器２４の外表面に固定されて検出器２４が受ける水圧Ｐ_ｗを第１測定水圧Ｐ_ｓ１として測定する。第１測定器５０は、例えば、検出器２４の外表面に開口端２７ａが固定された第１バブラチューブ５１と、第１バブラチューブ５１に加圧をして第１背圧Ｐ_ｓ１を計測する第１計測部５２と、を備える。
このとき、第１測定水圧Ｐ_ｓ１とは、第１背圧Ｐ_ｓ１のことである。

第１バブラチューブ５１は、検出器２４の外表面に開口端２７ａが固定されたシリコンや金属などからなる管である。既製の検出器２４に付加的に第１バブラチューブ５１を固定する場合には、図２に示されるように被覆材２８をさらに包巻材１９で包巻して一本の伝線２９にすればよい。

第１バブラチューブ５１の大気中に開口する他方の自由端は、変換部３２の近傍に設置された第１計測部５２の第１計測部５２に接続される。

第１計測部５２は、第１バブラチューブ５１の開口端２７ａからバブルが漏出するまで、第１バブラチューブ５１に背圧を印加する。

第１計測部５２は、背圧を増加させていき、開口端２７ａからバブルが出る限界の背圧を第１背圧Ｐ_ｓ１として印加部４６に送信する。第１背圧Ｐ_ｓ１の値を受信した印加部４６は、通常は大気開放されている中空ケーブル２３からこの第１背圧Ｐ_ｓ１を印加する。

第２測定器６０は、固定される第１測定器５０と異なる水深で検出器２４の外表面に固定されて水深における圧力を第２測定水圧Ｐ_ｓ２として測定する。
第２測定器６０は、第１測定器５０と同種のものを用いることができる。
つまり、第２測定器６０は、例えば、第１バブラチューブ５１の開口端２７ａと異なる水深で検出器２４の外表面に開口端２７ｂが固定される第２バブラチューブ６１と、第２バブラチューブ６１に加圧をして第２背圧Ｐ_ｓ２を計測する第２計測部６２と、を備える。
このとき、第２測定水圧Ｐ_ｓ２は、第２背圧Ｐ_ｓ２となる。

第２バブラチューブ６１は、第１バブラチューブ５１と同様に、例えば包巻材１９で共巻にされて一本の伝線２９となる。
このように固定されることで、第２バブラチューブ６１の開口端２７ｂと第１バブラチューブ５１の開口端２７ａとでは、一定値の水深の差異Ｌが発生することとなる。

導出部４７は、第２測定器６０の第１測定器５０との水深の差異Ｌ、第１測定水圧Ｐ_ｓ１および第２測定水圧Ｐ_ｓ２に基づいて、式（１）で示す液体の密度σを導出する。
σ＝（｜Ｐ_ｓ１−Ｐ_ｓ２｜／ｇ）／Ｌ （１）
ただし、ｇは重力加速度を表わす。
このようにして導出された密度σは、表示部２６に表示される。

補正部４４は、導出部４７で導出された密度σに基づいて水位の指示値の式（２）で示す補正Ψをする。
Ｄ＝（ΔＰ／ｇ）／σ （２）
ただし、Ｄは水圧側ダイヤフラム２５ａの真の水深を表わす。

作業員は、例えば図４に示されるように、表示部２６の水位補正ボタン４４ａ（４４）で、液体の密度σを水位の指示値に反映させる（図４では、３５．０ｍ）。
なお、この補正Ψは、導出部４７および補正部４４を直接接続して、自動で行うこともできる。
また、補正部４４は、変換部３２のＰ_ｗに関する電気信号を補正しても、表示部２６に対して直接補正してもよい。

ところで、図５は、第１実施形態にかかる校正システム１０に合わせて設計された中継器１３の構成図である。上述したように、差圧ΔＰの電気信号は、信号線３８で変換部３２へ伝送される。

しかし、校正システム１０が適用される投込式水位計２０（図３）の多くは放射線汚染水に対して適用されるので、その水位は遠隔管理される。よって、信号線３８は、延長信号線３８ａで延長されて、放射線汚染水を貯蔵する構造物から離して設置された変換部３２へ接続されることが想定される。

信号線３８（図２）の自由端は、液体の注入口など少なくとも作業員が短時間立ち入られる場所で、中継器１３のコネクタ１４ａを有する信号線孔１４に通されて固定される。

また、第１バブラチューブ５１は、第１背圧Ｐ_ｓ１の値を取得するため、第１計測部５２に接続される必要がある。そこで、中継器１３に第１背圧孔１６を設けて、第１バブラチューブ５１を固定する。
さらに、第１背圧孔１６にコネクタ１６ａを設けることで、第１バブラチューブ５１は第１延長チューブ５１ａを介して容易に第１計測部５２に接続されることになる。

同様に、第２バブラチューブ６１を固定して、第２計測部６２への接続を容易にする第２背圧孔１７およびそのコネクタ１７ａも設ける。
第２バブラチューブ６１もまた、第１バブラチューブ５１と同様に、第２延長チューブ６１ａを介して第２計測部６２に接続される。

なお、いずれのコネクタ（１４ａ，１６ａ，１７ａ）も、図６に示されるような一部品である必要はなく、それぞれの接続孔（１４，１６，１７）と一体となっていてもよい。
このように、信号線孔１４、第１背圧孔１６および第２背圧孔１７を備えた中継器１３を設けることで、校正時に校正システム１０を短時間で接続することができる。すなわち、作業員の被ばくを最小限にすることができる。

また、中継器１３には、中空ケーブル２３を固定して安定的に大気開放するために、大気開放孔１５を設けてもよい。

次に、第１実施形態にかかる校正方法を図６のフローチャートを用いて説明する（適宜図１〜図４を参照）。

対象となる投込式水位計２０は、検出器２４が、水位が検出される液体を貯蔵した構造物の底部に沈下している。検出器２４には、第１バブラチューブ５１および第２バブラチューブ６１が、それぞれ開口端２７ａまたは開口端２７ｂを検出器２４の外表面に固定されて設置されている。第１バブラチューブ５１および第２バブラチューブ６１の他方の自由端は、中継器１３に接続されている。また、中空ケーブル２３は、中継器１３の大気開放孔１５において大気開放されている。

一方、信号線３８は、校正時でなくても、延長信号線３８ａで変換部３２に接続されており、検出された差圧ΔＰの電気信号を変換部３２へ伝送させている。変換部３２で受信した電気信号は、中央制御室４１などに設置された表示部２６へ送られて、水位として作業員に監視されている。

このような投込式水位計２０に対して、まず、校正システム１０を接続する（Ｓ１１）。
具体的には、まず、作業員が中継器１３の第１背圧孔１６に第１延長チューブ５１ａを接続して、第１バブラチューブ５１と第１計測部５２を接続する。
同様に、第２背圧孔１７に第２延長チューブ６１ａを接続して、第２バブラチューブ６１と第２計測部６２を接続する。

同時に、補正部４４を変換部３２および表示部２６に接続する。
なお、表示部２６の水位補正ボタン４４ａによって補正Ψをする場合は、補正部４４を変換部３２に接続しなくてもよい。

次に、第１計測部５２で、第１バブラチューブ５１に印加する（Ｓ１２）。
そして、開口端２７ａからバブルが漏出するときの圧力を第１背圧Ｐ_ｓ１として測定する（Ｓ１３）。

同様に、第２計測部６２で、第２バブラチューブ６１に印加する（Ｓ１４）。
そして、開口端２７ｂからバブルが漏出するときの圧力を第２背圧Ｐ_ｓ２として測定する（Ｓ１５）。

次に、導出部４７で、第２測定器６０の第１測定器５０との水深の差異Ｌ、第１測定水圧Ｐ_ｓ１および第２測定水圧Ｐ_ｓ２に基づいて液体の密度σを導出する（Ｓ１６）。
そして、補正部４４が、導出部４７で導出された密度σに基づいて、水位の指示値の補正Ψをする（Ｓ１７）。

以上のように、第１実施形態にかかる校正システム１０および校正方法によれば、貯蔵される液体の密度σを遠隔から取得して、この密度σに応じて水位の指示値の校正をすることができる。

なお、上述した校正システム１０を投込式水位計２０に一体化させて、全体として校正機能付き水位計４０とすることもできる。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態にかかる校正システム１０の概略構成図である。
第２実施形態にかかる校正システム１０は、図７に示されるように、第１測定器５０から送信される第１測定水圧Ｐ_ｓ１の値に基づいて第１測定水圧Ｐ_ｓ１を中空ケーブル２３から印加をする印加部４６を備える。

水位の指示値のずれは、液体の密度σによるものに加えて、指示値のゼロ点のずれおよび水圧Ｐ_ｗの変化に対する指示値の応答比率のずれによっても発生する。
よって、水位の指示値を厳密に校正する場合、第１実施形態で示した密度σによる補正Ψとともにゼロ点補正および指示値の応答比率を調整するスパン調整も行うのが好ましい。

そこで、第１測定器５０に印加部４６を接続して、この印加部４６から中空ケーブル２３へ第１測定水圧Ｐ_ｓ１を印加する。
第１測定器５０には、第１実施形態と同様に、第１バブラチューブ５１および第１計測部５２を用いることができる。

そして、大気開放孔１５には延長中空ケーブル２３ａ（２３）、延長中空ケーブル２３ａの他端には三方弁の基準圧切換弁３１が設置される。
校正時には、基準圧切換弁３１が大気開放側から、印加部４６が接続された印加側へ切り替えられる。
第１計測部５２で計測された第１背圧Ｐ_ｓ１は、印加部４６によって中空ケーブル２３から検出器２４の内部へ印加される。

ここで、図８は、第２実施形態にかかる投込式水位計の校正方法（ゼロ点補正）の説明図である。
検出器２４の内部は、印加部４６からの印加によって大気圧Ｐ_atmから第１背圧Ｐ_ｓ１へと上昇する。

第１バブラチューブ５１の開口端２７ａの水深を水圧側ダイヤフラム２５ａの水深と一致させているとき、第１背圧Ｐ_ｓ１は、水圧Ｐ_ｗと一致する。
よって、指示値がずれていない場合、このときの指示値はゼロとなるはずである。

このときの指示値がゼロでない場合、作業員は、例えば表示部２６のゼロ点補正ボタン４４ｂ（４４）から指示値をゼロ点になるように加減する。
ゼロ点補正ボタン４４ｂからの情報を受信した補正部４４は、変換部３２の水圧Ｐ_ｗに関する電気信号を補正する。
また、第１実施形態と同様に、表示部２６に対して直接補正Ψをしてもよい。

また、図９は、第２実施形態にかかる校正システム１０の変形例を示す概略構成図である。
また、図１０は、第２実施形態にかかる校正方法の変形例（スパン調整）の説明図である。

スパン調整をする場合は、校正システム１０は、ゼロ点補正の場合の構成に加えて、図９および図１０に示されるように、中空ケーブル２３を介して検出器２４に大気圧Ｐ_atmから水圧Ｐ_ｗまでの複数の指標圧Ｐ_ｃ（Ｐ_ｃ１〜Ｐ_ｃ５）を印加する指標圧付加部３４と、指標圧付加部３４に接続されて指標圧Ｐ_ｃと測定水圧Ｐ_ｓとの差圧ΔＰ_ｃを検知する基準圧力計３６と、をさらに備える。

指標圧付加部３４は、検出器２４に大気圧Ｐ_atmから水圧Ｐ_ｗまでの複数の指標圧Ｐ_ｃを印加する。
指標圧付加部３４は、例えば図９に示されるように、基準圧力計３６が接続された加圧ポンプ３４ａ（３４）などである。

延長中空ケーブル２３ａに設置された前述の基準圧切換弁３１は三方弁などである。
校正時には、基準圧切換弁３１の２つの接続孔は、一方に印加部４６が接続されて、他方が大気開放されて、適宜基準圧側ダイヤフラム２５ｂにかかる基準圧が切り換えられる。

スパン調整を行う際は、この大気開放側の接続孔に、同じく三方弁のスパン切換弁４２が接続される。そして、このスパン切換弁４２に指標圧付加部３４が基準圧力計３６とともに接続される。

基準圧切換弁３１の２つの接続孔は、一方に印加部４６が接続されて、他方が大気開放されて、適宜基準圧側ダイヤフラム２５ｂにかかる基準圧が切り換えられる。
スパン調整を行う際は、この大気開放側の接続孔に、同じく三方弁のスパン切換弁４２が接続される。
そして、このスパン切換弁４２に指標圧付加部３４が基準圧力計３６とともに接続される。

基準圧力計３６は、図１０に示されるように、指標圧付加部３４が印加した指標圧Ｐ_ｃと第１背圧との差圧ΔＰ_ｃの値またはこの差圧ΔＰ_ｃを水位に変換した値を表示する。
この基準圧力計３６の値を正確なものとみなして、表示部２６の指示値が基準圧力計３６の表示からずれている場合に、表示部２６の指示値の調整Θをする。

表示部２６の調整Θは、中央制御室４１の作業員が基準圧力計３６を視認しながら、スパン調整ボタン４４ｃ（４４）から手動で行う。
なお、基準圧力計３６を変換部３２に接続して、変換部３２に接続された補正部４４で自動で調整Θをさせてもよい。

なお、ゼロ点補正またはスパン調整を行うこと以外は、第２実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第２実施形態にかかる校正システム１０によれば、第１実施形態の効果に加えて、ゼロ点補正およびスパン調整といった、指示値のより厳密な校正をすることができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の校正システム１０によれば、深度の異なる２点で測定された第１測定水圧Ｐ_ｓ１および第２測定水圧Ｐ_ｓ２によって、貯蔵される液体の密度σを遠隔から取得して、この密度σに応じて水位の指示値の校正をすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、各実施形態では水位が検出される液体を放射能汚染水に限定して説明したが、本発明は、対象が放射能汚染水に限定されない。

１０…投込式水位計の校正システム（校正システム）、１３…中継器、１４（１４ａ）…信号線孔（コネクタ）、１５…大気開放孔、１６（１６ａ）…第１背圧孔、（コネクタ）１７（１７ａ）…第２背圧孔（コネクタ）、１８…強化線、１９…包巻材、２０…投込式水位計、２１…筐体、２２…圧力センサ、２３（２３ａ）…中空ケーブル（延長中空ケーブル）、２４…検出器、２５（２５ａ,２５ｂ）…ダイヤフラム（水圧側ダイヤフラム，基準圧側ダイヤフラム）、２６…表示部、２７ａ…第１バブラチューブの開口端、２７ｂ…第２バブラチューブの開口端、２８…被覆材、２９…伝線、３１…基準圧切換弁、３２…変換部、３３…入水孔、３４（３４ａ）…指標圧付加部（加圧ポンプ）、３５…差分部、３６…基準圧力計、３７…Ｖ／Ｉ変換回路、３８（３８ａ）…信号線（延長信号線）、４０…校正機能付き水位計、４１…中央制御室、４２…スパン切換弁、４４（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）…補正部（水位補正ボタン，ゼロ点補正ボタン，スパン調整ボタン）、４６…印加部、４７…導出部、５０（５１，５２）…第１測定器（第１バブラチューブ，第１計測部）、５１ａ（５１）…第１延長チューブ、６０（６１，６２）…第２測定器（第２バブラチューブ，第２計測部）、６１ａ（６１）…第２延長チューブ、Ｌ…水深の差異、Ｐ_atm…大気圧、Ｐ_ｃ…指標圧、Ｐ_ｓ（Ｐ_ｓ１，Ｐ_ｓ２）…測定水圧（第１測定水圧（第１背圧）、第２測定水圧（第２背圧））、Ｐ_ｗ…水圧、ΔＰ…差圧、ΔＰ_ｃ…差圧、Θ…調整、Ψ…補正、σ…密度。

Claims (8)

1. 一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、
   前記水圧および前記大気圧の差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、を有する投込式水位計に対して、前記表示部に表示される前記水位の指示値を校正する校正システムにおいて、
   前記検出器の前記外表面に開口端が固定された第１バブラチューブと、
   前記第１バブラチューブに加圧して第１測定水圧として第１背圧を計測する第１計測部と、
   前記第１バブラチューブの前記開口端と異なる水深で前記検出器の外表面に開口端が固定される第２バブラチューブと、
   前記第２バブラチューブに加圧をして第２背圧を計測する第２計測部と、
   前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出する導出部と、
   前記導出部で導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をする補正部と、を備え、
   前記第１バブラチューブ及び前記第２バブラチューブは、それぞれ柔軟な領域を有し、
   前記領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻されることで前記中空ケーブルと一体化されることを特徴とする投込式水位計の校正システム。
2. 前記中空ケーブルに設置されてこの中空ケーブルを介して前記検出器に印加される圧力を前記大気圧から前記第１測定水圧に切り換える基準圧切換弁を備えることを特徴とする請求項１に記載の投込式水位計の校正システム。
3. 前記中空ケーブルを介して前記検出器に前記大気圧から前記水圧までの複数の指標圧を印加する指標圧付加部と、
   前記指標圧付加部に接続されて前記指標圧と前記第１測定水圧との差圧を検知する基準圧力計と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の投込式水位計の校正システム。
4. 前記指標圧付加部は、圧力ポンプであり、
   前記基準圧切換弁に接続されて前記検出器の前記内部に印加される圧力を前記大気圧から前記圧力ポンプからの前記指標圧に切り換えるスパン切換弁を備えることを特徴とする請求項２及び請求項３に記載の投込式水位計の校正システム。
5. 一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、
   前記差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、
   前記検出器の前記外表面に開口端が固定された第１バブラチューブと、
   前記第１バブラチューブに加圧をして第１背圧を計測する第１計測部と、
   前記第１バブラチューブの前記開口端と異なる水深で前記検出器の外表面に開口端が固定される第２バブラチューブと、
   前記第２バブラチューブに加圧をして第２背圧を計測する第２計測部と、
   前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出する導出部と、
   前記導出部で導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をする補正部と、を備え、
   前記第１バブラチューブ及び前記第２バブラチューブは、それぞれ柔軟な領域を有し、
   前記領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻されることで前記中空ケーブルと一体化されることを特徴とする校正機能付き投込式水位計。
6. 前記差圧を電気信号の形態で伝送する信号線を固定する信号線孔、前記第１バブラチューブを固定する第１背圧孔および前記第２バブラチューブを固定する第２背圧孔を有する中継器を備えることを特徴とする請求項５に記載の校正機能付き投込式水位計。
7. 前記圧力センサは、開放された前記筐体の端部を封止して液体中で前記水圧を受ける水圧側ダイヤフラムと、封止された前記筐体の前記内部に配置されて前記筐体に接続された前記中空ケーブルから大気圧を受ける基準圧側ダイヤフラムと、を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載の校正機能付き投込式水位計。
8. 一部が液体中に開放された筐体の内部を圧力センサで封止して、前記圧力センサが液体から受ける水圧と前記筐体に接続された中空ケーブルによって前記内部から受ける大気圧との差圧を検出する検出器と、
   前記水圧および前記大気圧の差圧に基づいて液体の水位を表示する表示部と、を有する投込式水位計に対して、前記表示部に表示される前記水位の指示値を校正する校正方法において、
   前記検出器の外表面に固定された前記第１バブラチューブにおける柔軟な領域、及びこの第１バブラチューブと異なる水深で前記検出器の外表面に固定された前記第２バブラチューブにおける柔軟な領域を前記中空ケーブルに包巻材で包巻することで前記中空ケーブルと一体化するステップと、
   前記第１バブラチューブによって前記検出器が受ける前記水圧を第１背圧として測定するステップと、
   前記第２バブラチューブによって前記水深における圧力を第２背圧として測定するステップと、
   前記第２バブラチューブの前記第１バブラチューブとの前記水深の差異、前記第１背圧および前記第２背圧に基づいて前記液体の密度を導出するステップと、
   導出された前記密度に基づいて前記水位の前記指示値の補正をするステップと、を含むことを特徴とする投込式水位計の校正方法。

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