JP6583890B2 - 透水試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種土壌等の変水位透水試験を行う透水試験装置に関する。

従来、土壌の透水係数を測定する方法の１つとして、一定の長さと断面を持つ供試体の中を、ある水位を初期状態として浸透するときの水位の降下量およびその経過時間を測定する変水位透水試験が知られている（例えば、非特許文献１）。この変水位透水試験では、供試体の上方に透明な測定管（スタンドパイプ）を配置し、試料内への水の浸透に伴う測定管内の水位の変化量、および水位の変化に要した時間を測定する。

従来の透水試験装置は、一般に、試料を収容して供試体を形成する試料容器（透水円筒）と、適宜の目盛が付された測定管と、供試体内を透過した水を収容する越流水槽から構成されている。そして、水位の変化量および経過時間は、金属製直尺およびストップウォッチを使用して手動で測定される。

日本工業規格（ＪＩＳ） Ａ１２１８ 「土の透水試験方法」

しかしながら、手動による水位の変化量および経過時間の測定は、手間がかかる上に誤差が大きく、高精度な測定が難しいという問題があった。特に、目視による水位の読み取りは個人差が生じやすいため、測定結果のばらつきの要因となっていた。また、試料の透水性が低い場合は水位の変化に多大な時間を要するため、測定者の負担が大きいという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、簡便に変水位透水試験を行うことが可能な透水試験装置を提供しようとするものである。

（１）本発明は、水が通過可能な上蓋および下蓋を有し、試料を収容する試料容器と、軸方向を略鉛直方向とした状態で前記試料容器の上方に配置され、内部に水が供給される測定管と、前記試料容器の上部と前記測定管を接続する接続部材と、前記試料容器を支持すると共に、所定の水位の水を貯留する越流水槽と、前記測定管内の水面を検出する水面センサと、前記測定管の外周側に配置され、前記水面センサを支持するセンサ支持部材と、を備えることを特徴とする、透水試験装置である。

（２）本発明はまた、前記センサ支持部材は、前記測定管の外周の少なくとも一部を覆うように構成されることを特徴とする、上記（１）に記載の透水試験装置である。

（３）本発明はまた、前記センサ支持部材は、前記測定管の外周における周方向の一部の範囲を覆わないように構成されることを特徴とする、上記（２）に記載の透水試験装置である。

（４）本発明はまた、前記センサ支持部材は、前記測定管側が開口した凹部を備え、前記水面センサは、少なくとも一部が前記凹部内に収容されることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の透水試験装置である。

（５）本発明はまた、前記水面センサは、前記測定管側の先端が前記凹部内に位置するように配置されることを特徴とする、上記（４）に記載の透水試験装置である。

（６）本発明はまた、前記凹部は、前記センサ支持部材に形成された貫通孔と、前記貫通孔を閉塞する閉塞部材と、から構成され、前記水面センサは、前記閉塞部材に支持されることを特徴とする、上記（４）または（５）に記載の透水試験装置である。

（７）本発明はまた、前記閉塞部材は、前記水面センサが実装された回路基板であることを特徴とする、上記（６）に記載の透水試験装置である。

（８）本発明はまた、前記試料容器を上方に向けて移動させることで、前記試料容器を前記接続部材に接続するように構成される移動機構を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の透水試験装置である。

（９）本発明はまた、前記水面センサを制御して変水位透水試験を実行する制御装置を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の透水試験装置である。

（１０）本発明はまた、前記水面センサ、前記センサ支持部材および前記制御装置を収容する筐体を備え、前記筐体は、前記測定管が挿通される挿通孔を有することを特徴とする、上記（９）に記載の透水試験装置である。

（１１）本発明はまた、前記制御装置は、前記測定管の軸方向における第１の位置から前記第１の位置よりも下方の第２の位置までの前記水面の移動に要する時間に基づき、前記変水位透水試験における前記水面の移動を前記第１の位置から前記第２の位置まで、および前記第１の位置から前記第２の位置よりも下方の第３の位置までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段を有することを特徴とする、上記（９）または（１０）に記載の透水試験装置である。

（１２）本発明はまた、前記水面センサは、前記第１の位置に配置される第１水面センサと、前記第２の位置に配置される第２水面センサと、前記第３の位置に配置される第３水面センサと、を含み、前記第１水面センサおよび前記第３水面センサは、前記測定管に対して水平方向の一側に配置され、前記第２水面センサは、前記測定管に対して水平方向の他側に配置されることを特徴とする、上記（１１）に記載の透水試験装置である。

（１３）本発明はまた、前記制御装置は、前記測定管の軸方向における第１の位置から前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで前記水面が移動する前に所定の制限時間が経過したか否かに基づき、前記変水位透水試験における前記水面の移動を前記第１の位置から前記第２の位置よりも上方の第３の位置まで、および前記第１の位置から前記第２の位置までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段を有することを特徴とする、上記（９）または（１０）に記載の透水試験装置である。

本発明に係る透水試験装置によれば、簡便に変水位透水試験を行うことが可能という優れた効果を奏し得る。

本発明の第１の実施形態に係る透水試験装置の概略正面図である。 試料容器の周辺を拡大して示した概略正面図である。 試料容器の周辺を拡大して示した概略右側面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）図２のＡ−Ａ線断面図である。（ｂ）図２のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）第１〜第３水面センサの検出原理を示した概略図である。 変水位透水試験における制御装置の制御手順を示したフローチャートである。 測定処理における具体的な制御手順を示したフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）タッチパネルディスプレイにおける表示を示した概略図である。 （ａ）〜（ｄ）タッチパネルディスプレイにおける表示を示した概略図である。 （ａ）〜（ｄ）タッチパネルディスプレイにおける表示を示した概略図である。 （ａ）本発明の第２の実施形態に係る透水試験装置の概略正面図である。（ｂ）同透水試験装置の概略右側面図である。 （ａ）および（ｂ）変水位測定ユニットの断面図である。 変水位透水試験における制御装置の制御手順を示したフローチャートである。 （ａ）本発明の第３の実施形態に係る変水位測定ユニットの断面図である。（ｂ）図１４（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 変水位透水試験における制御装置の制御手順を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、理解を容易にするために図示を省略または簡略化した部分がある。また、以下の各図における各部の形状や寸法比は、必ずしも正確なものではない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る透水試験装置１の概略正面図である。透水試験装置１は、各種土壌等の試料５について変水位透水試験を行うものである。図１に示されるように、透水試験装置１は、試料５を収容する試料容器１０と、試料容器１０の上方に水面を形成する測定管２０と、測定管２０を試料容器１０に接続する接続部材３０と、測定管２０内の水面を検出する第１水面センサ４１、第２水面センサ４２および第３水面センサ４３と、第１〜第３水面センサ４１〜４３を支持するセンサ支持部材５０と、所定の水位の水を貯留して基準水面ＷＳを形成する越流水槽６０と、試料容器１０を測定位置ＭＰと退避位置ＲＰの間で移動させる移動機構７０と、測定管２０内へ供給する水を貯留する貯水槽８０と、貯水槽８０内の水を測定管２０内へ供給するためのポンプ９０および電磁弁９２と、透水試験装置１の各部を制御する制御装置１００と、透水試験装置１の各部を収容または支持する筐体１１０と、を備えている。

図２は、試料容器１０の周辺を拡大して示した概略正面図であり、図３は、試料容器１０の周辺を拡大して示した概略右側面図である。また、図４は、図３のＣ−Ｃ線断面図であり、図５（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図５（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５（ｃ）は、第１〜第３水面センサ４１〜４３の検出原理を示した概略図である。なお、図２は、試料容器１０が測定位置ＭＰにある場合を示しており、図３および４は、試料容器１０が退避位置ＲＰにある場合を示している。

試料容器１０は、試料５を収容して所定の寸法の供試体を形成するものである。試料容器１０は、比較的薄肉の円筒状の円筒部材１１と、円筒部材１１の軸方向両端（上端および下端）に設けられた上蓋１２および下蓋１３と、から構成されている。円筒部材１１は、内径が５０ｍｍ、軸方向長さが５１ｍｍに形成されている。上蓋１２および下蓋１３は、水が通過可能な小孔１２ａ、１３ａが複数設けられた有孔板から構成され、上蓋１２および下蓋１３の内側には、小孔１２ａ、１３ａからの試料５の流出を防止するためのフィルタ１４および金網１５が配置される。試料容器１０は、ＪＩＳ Ａ１２１６の規定に沿った構成であることが好ましいが、試料５の性状等によってはその他の構成であってもよい。

測定管２０は、樹脂やガラス等から構成された透明管であり、軸方向を略鉛直方向とした状態で試料容器１０の上方に配置されている。測定管２０の内径は、８ｍｍに設定されている。測定管２０の下側には、測定管２０内へ水を導入するための導入口２１が設けられ、上部には、測定管２０内の余分な水を排出するための排出口２２が設けられている。測定管２０は、ＪＩＳ Ａ１２１６におけるスタンドパイプの規定に沿った寸法のものであることが好ましいが、その他の寸法を採用するようにしてもよい。

接続部材３０は、略段付き円筒状の連通部３１と、連通部３１の下部に設けられる略円筒状の密閉部３２と、から構成されている。連通部３１は、樹脂や金属等の適宜の強度および剛性を有する材質から構成され、上部には、測定管２０を挿入する挿入孔３１ａが設けられている。測定管２０は、導入口２１を含む下側の一部がこの挿入孔３１ａ内に挿入されている。また、挿入孔３１ａの下側には、測定管２０の内部と連続する連通路３１ｂが設けられている。この連通路３１ｂの下側部分は、下方に向けて漸次拡径しており、下端の開口部の内径は、試料容器１０の円筒部材１１の内径と略一致している。

連通部３１にはまた、測定管２０の導入口２１と連通する給水通路３１ｃが設けられている。この給水通路３１ｃは、連通部３１の背面側に設けられた配管継手３３を介して給水配管８１（図１参照）に接続されている。貯水槽８０内の水は、給水配管８１および給水通路３１ｃを通じて測定管２０内に供給される。

密閉部３２は、ゴム等の適宜の弾性部材から構成され、内側面には周方向に連続する突出部３２ａが設けられている。この突出部３２ａの上方には、連通部３１の下端部が嵌り込んでいる。また、突出部３２ａの下方には、試料容器１０を測定位置ＭＰに配置した場合に、試料容器１０の上部が嵌り込むようになっている。試料容器１０は、移動機構７０によって上縁部が突出部３２ａに押圧されることで、接続部材３０に略密閉状態で接続される。

第１〜第３水面センサ４１〜４３は、光学式のセンサから構成されている。第１〜第３水面センサ４１〜４３は、図５（ｃ）に示されるように、光を発する投光部４１ａ、４２ａ、４３ａおよび光を受ける受光部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂを備え、測定管２０の内側面２０ａにおける反射率の変化によって測定管２０内の水面を検出する。具体的には、投光部４１ａ、４２ａ、４３ａの発した光は、測定管２０の内側面２０ａで反射した後に受光部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに向かうようになっており、測定管２０内に水がある場合には、測定管２０の材質と水の屈折率の差が小さいことから、反射率が小さくなり、測定管２０内に水がない場合には、測定管２０の材質と空気の屈折率の差が大きいことから、反射率が大きくなる。

従って、測定管２０内に水がある場合には受光部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの受光量が小さくなり、測定管２０内に水がない場合には受光部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの受光量が大きくなるため、受光量が小から大または大から小に変化したことに基づいて、測定管２０内の水面が第１〜第３水面センサ４１〜４３の位置を通過したことを検出することができる。なお、以下の説明では、第１〜第３水面センサ４１〜４３が測定管２０内の水を検出している場合（受光量が小さい場合）をＯＮ、第１〜第３水面センサ４１〜４３が水を検出していない場合（受光量が大きい場合）をＯＦＦとする。

図２に示されるように、第１〜第３水面センサ４１〜４３は、排出口２２のやや下方において、上から第１水面センサ４１、第２水面センサ４２、第３水面センサ４３の順に配置されている。具体的には、第１水面センサ４１は基準水面ＷＳからの高さ（基準水面ＷＳとの水位差）がｈ１の位置Ｐ１に配置され、第２水面センサ４２は基準水面ＷＳからの高さ（基準水面ＷＳとの水位差）がｈ２（＜ｈ１）の位置Ｐ２に配置され、第３水面センサ４３は基準水面ＷＳからの高さ（基準水面ＷＳとの水位差）がｈ３（＜ｈ２）の位置Ｐ３に配置されている。また、第１水面センサ４１および第３水面センサ４３は、測定管２０に対して水平方向の一側（正面視で右側）に配置され、第２水面センサ４２は、測定管２０に対して水平方向の他側（正面視で左側）に配置されている。

本実施形態では、３つの水面センサをそれぞれ異なる高さに配置することで、変水位透水試験を効率的且つ高精度に測定することを可能としている。具体的には、試料５の透水性が比較的低く、測定管２０内の水面の降下速度（水位の低下速度）が低い場合には、間隔の短い位置Ｐ１から位置Ｐ２への水面の移動（水位の変化）に基づいて透水係数を算出することで、測定時間の短縮が可能となる。

また、試料５の透水性が比較的高く、測定管２０内の水面の降下速度が高い場合には、間隔の長い位置Ｐ１から位置Ｐ３への水面の移動に基づいて透水係数を算出することで、測定精度を高めることが可能となる。さらに、試料５の透水性によっては、位置Ｐ２から位置Ｐ３への水面の移動に基づく透水係数をそれぞれ算出することも可能である。

本実施形態ではまた、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの距離をＬ１、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの距離をＬ２、位置Ｐ１から位置Ｐ３までの距離をＬ３とした場合に、距離Ｌ１を距離Ｌ３の１／７に設定している。具体的には、測定管２０の８ｍｍの内径に対し、距離Ｌ１は５ｍｍ、距離Ｌ２は３０ｍｍ、距離Ｌ３は３５ｍｍに設定されている。距離Ｌ１を距離Ｌ３の１／７に設定することで、粘土質の土壌に対しても効率的且つ高精度な測定を行うことが可能となる。

上述のように本実施形態では、第１〜第３水面センサ４１〜４３を、測定管２０の内側面の反射を利用する光学センサから構成しているため、第１〜第３水面センサ４１〜４３を千鳥状に配置することが可能であり、距離Ｌ１を短く設定しながらも、第１水面センサ４１と第２水面センサ４２が干渉しないようになっている。

センサ支持部材５０は、上述のように第１〜第３水面センサ４１〜４３を支持する部材であり、測定管２０の外周側に配置されている。測定管２０は、比較的細い長尺の部材であるため、センサ支持部材５０を設けることで、第１〜第３水面センサ４１〜４３を確実に支持すると共に、所定の位置Ｐ１〜Ｐ３に正確に配置することが可能となる。

センサ支持部材５０は、適宜の強度および剛性と共に遮光性を有する材質から構成され、断面形状が略コの字状となっている。具体的にセンサ支持部材５０は、四角柱状の部材の正面側に上下方向に連続する溝５１が設けられた部材であり、測定管２０は、溝５１内に配置されている。従って、測定管２０は、外周の正面側以外（右側面側、左側面側および背面側）をセンサ支持部材５０によって覆われた状態となっている。

溝５１は、より詳細には、幅が測定管２０の外径よりもやや小さく設定されている。また、溝５１の内側面５１ａには、測定管２０の外周形状に合わせた窪み５１ｂが上下方向に連続するように形成されており、測定管２０はこの窪み５１ｂに嵌り込むようにして配置されている。すなわち、測定管２０は、窪み５１ｂによって位置決めされるようになっている。

センサ支持部材５０にはまた、右側面５０ａまたは左側面５０ｂから溝５１の内側面５１ａにかけて３つの貫通孔５２が形成されており、各貫通孔５２は、外側（測定管２０の反対側）の開口が閉塞部材５３によって閉塞されている。すなわち、センサ支持部材５０には、測定管２０側が開口した３つの凹部５２ａが設けられており、第１〜第３水面センサ４１〜４３はこれらの凹部５２ａ内に配置されている。閉塞部材５３は、ボルト５３ａによってセンサ支持部材５０の右側面５０ａおよび左側面５０ｂに固定されており、第１〜第３水面センサ４１〜４３はこの閉塞部材５３に支持されている。

このように、センサ支持部材５０によって測定管２０の正面側以外を覆うと共に、第１〜第３水面センサ４１〜４３を凹部５２ａ内に配置することで、測定管２０内の水面を目視にて確認可能としながらも、第１〜第３水面センサ４１〜４３に対する外光の影響を低減し、測定精度を高めることが可能となる。

本実施形態ではさらに、溝５１の幅を測定管２０の外径よりも小さくすることで、外光の影響がより一層低減されるようにしている。また、凹部５２ａを貫通孔５２およびこれを塞ぐ閉塞部材５３から構成し、閉塞部材５３に第１〜第３水面センサ４１〜４３を固定することで、第１〜第３水面センサ４１〜４３の着脱およびメンテナンスを容易化している。

センサ支持部材５０は、接続部材３０の上方に配置され、連結部材５４を介して接続部材３０と連結されている。そして、センサ支持部材５０は、背面５０ｃに固定されたブラケット５５を介して筐体１１０に固定されている。従って、センサ支持部材５０は筐体１１０に片持ち支持されており、接続部材３０はセンサ支持部材５０から吊り下げられた状態となっている。また、センサ支持部材５０の背面５０ｃ側には、測定管２０の排出口２２に繋がる排出管５６が設けられている。この排出管５６は、配管継手５７を介して移送配管８２に接続されており、この移送配管８２は貯水槽８０の余剰水を排出する排水配管８３に接続されている（図１参照）。

越流水槽６０は、上部が開放した比較的薄肉の有底円筒状の部材であり、移動機構７０のロッド７１の先端部に固定されている。従って、越流水槽６０は、移動機構７０によって試料容器１０と共に上下に往復動するようになっている。越流水槽６０の内部には、試料容器１０を支持する支持架台６１が設けられている。

越流水槽６０の正面視左側には、所定の水位を保ち、基準水面ＷＳを規定するための越流管６２が設けられている。すなわち、試料容器１０を透過して越流水槽６０内に流入した水は、基準水面ＷＳを超えた場合に越流管６２から排出され、これにより基準水面ＷＳの位置が略一定に保たれるようになっている。

越流水槽６０の正面視左側には、越流管６２から排出された水を受ける略管状の受水部材６３が配置されている。この受水部材６３の正面視右側には切り欠き６３ａが形成されており、越流管６２の先端部を受水部材６３の内部に配置した状態のまま、越流水槽６０を上下に移動可能となっている。受水部材６３内に流入した水は、排出配管６４（図１参照）を介して透水試験装置１の外部の排水溝等に排出される。

図１に戻って、移動機構７０は、電動アクチュエータから構成され、モータおよびボールネジ伝動機構によりロッド７１を上下動させることで、ロッド７１の先端部に固定された越流水槽６０に支持された試料容器１０を上方の測定位置ＭＰおよび下方の退避位置ＲＰの間で移動させる。移動機構７０はまた、測定位置ＭＰにおいて試料容器１０を接続部材３０の密閉部３２に押し付けた状態を保持し、試料容器１０と接続部材３０の密閉状態での接続を確保する。

本実施形態ではこのように、試料容器１０の移動方向と接続部材３０への接続方向を統一することで、移動機構７０および接続部材３０の構成を簡素化することを可能としている。また、接続部材３０およびセンサ支持部材５０側ではなく、試料容器１０側を移動させることで、配管や配線の取り回しを簡素化している。なお、移動機構７０は、例えばエアシリンダ等、その他の既知の機構を採用することができる。

貯水槽８０は、既知の構成の水槽であり、測定に必要な量の水を貯留可能な大きさに構成されている。貯水槽８０には、接続部材３０の給水通路３１ｃに繋がる給水配管８１と、透水試験装置１の外部の排水溝等に繋がる排水配管８３および脱水配管８４と、が接続されている。なお、排水配管８３は、上述のように貯水槽８０内の余剰水を排出することで、貯水槽８０内の水量の上限を規定するためのものであり、脱水配管８４は、貯水槽８０内の水を全て排出する際に使用されるものである。排水配管８３および脱水配管８４には、図示を省略した開閉弁が設けられている。

貯水槽８０にはまた、貯水槽８０内に水を供給する水供給装置８５が設けられている。この水供給装置８５は、既知の構成により、貯水槽８０内の水が所定量まで減少した場合にこれを検出し、自動的に外部の水道等から貯水槽８０内に水を供給する。また、貯水槽８０内の水が所定量に到達した時点で、自動的に水の供給を停止する。水供給装置８５が故障し、水の供給が継続された場合には、排水配管８３から水が排出され、貯水槽８０からの溢流が防止される。

貯水槽８０にはまた、水温を測定する温度センサ８６が設けられている。温度センサ８６は、既知の構成により貯水槽８０内の水温を測定する。測定した水温は、透水係数を算出する際の温度補正に使用される。

ポンプ９０は、電動ポンプから構成され、給水配管８１の途中に設けられている。ポンプ９０は、制御装置１００に制御されて、貯水槽８０から測定管２０内に水を供給する。電磁弁９２は、既知の構成の電磁弁であり、給水配管８１の貯水槽８０とポンプ９０の管に設けられている。電磁弁９２は、制御装置１００に制御されて貯水槽８０とポンプ９０を接続または遮断する。

制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびにフラッシュメモリ等の記憶手段を備えて構成され、透水試験装置１の各部を制御して変水位透水試験を自動的に実行するものである。制御装置１００はまた、測定結果等の各種情報を表示する表示手段および、透水試験装置１の操作および各種情報の入力を行うための入力手段として、タッチパネルディスプレイ１０２を備えている。

制御装置１００は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される機能的構成として、試験実行手段１０４および試験方法決定手段１０６を備えている。試験実行手段１０４は、予め設定された手順に従って透水試験装置１の各部を制御し、変水位透水試験を実行するものである。また、試験方法決定手段１０６は、測定管２０内の水の降下速度に応じて試験方法を決定するものである。試験実行手段１０４および試験方法決定手段１０６の機能の詳細は、後述する。

なお、本実施形態では、制御装置１００を透水試験装置１と一体的に構成しているが、透水試験装置１とは別体的に制御装置１００を設けるようにしてもよい。また、既存のＰＣ等を制御装置１００として活用するようにしてもよい。

筐体１１０は、上側部分１１１よりも下側部分１１２が前方（手前側に）張り出した略階段状の箱体から構成されている。試料容器１０、測定管２０、接続部材３０、センサ支持部材５０および越流水槽６０は、上側部分１１１の前方且つ下側部分１１２の上方において筐体１１０の外部に配置されている。また、貯水槽８０、ポンプ９０および電磁弁９２は、筐体１１０内部に収容され、受水部材６３、移動機構７０および制御装置１００は、筐体１１０外に一部が露出した状態で配置されている。また、上側部分１１１の上部には、前方に向けて延出する屋根部材１１３が設けられており、筐体１１０の外部に配置された測定管２０等を上方から覆っている。

次に、透水試験装置１による変水位透水試験の手順について説明すると共に、試験実行手段１０４および試験方法決定手段１０６の機能の詳細について説明する。図６は、変水位透水試験における制御装置１００の制御手順を示したフローチャートであり、図７は、測定処理（図６のステップＳ１６）における具体的な制御手順を示したフローチャートである。また、図８（ａ）〜（ｄ）、図９（ａ）〜（ｄ）および図１０（ａ）〜（ｄ）は、タッチパネルディスプレイ１０２における表示を示した概略図である。

変水位透水試験の実行に際しては、まず事前の準備として、試料５を収容した試料容器１０を用意すると共に、貯水槽８０内に所定量の水を貯留する。試料容器１０内の試料５は、必要に応じて飽和含水状態としておく。準備が完了したならば、透水試験装置１の電源を投入する。これにより、制御装置１００の試験実行手段１０４が制御を開始する。

電源投入後、試験実行手段１０４は、まず初期設定を行う（ステップＳ１１）。ここでは、まずポンプ９０、電磁弁９２、移動機構７０および第１〜第３水面センサ４１〜４３の状態をチェックする。試験実行手段１０４は、ポンプ９０が稼働している場合には停止させ、電磁弁９２が開放している場合には遮断する。また、第１〜第３水面センサ４１〜４３の少なくともいずれか１つがＯＮである場合、すなわち存在しない水を検出している場合は（ステップＳ１２）、図８（ａ）に示されるように、電源の切断および測定管２０の清掃を促す測定前エラー表示画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ１３）。

初期設定が完了したならば、試験実行手段１０４は、図８（ｂ）に示すメニュー画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ１４）。メニュー画面には、「測定」ボタン１０２ａ、「保存データ」ボタン１０２ｂおよび「設定」ボタン１０２ｃが表示される。

測定を行う場合には、測定者は「測定」ボタン１０２ａを操作する。「測定」ボタン１０２ａが操作されたならば（ステップＳ１５）、試験実行手段１０４は、測定処理を実行する（ステップＳ１６）。測定処理における具体的な制御手順については後述する。

制御装置１００の記憶手段に記憶された過去の測定結果を閲覧する場合には、測定者は「保存データ」ボタン１０２ｂを操作する。「保存データ」ボタン１０２ｂが操作されたならば（ステップＳ１７）、試験実行手段１０４は、図８（ｃ）に示す保存データ表示画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ１８）。保存データ表示画面には、測定日時および試験モードと共に、測定結果である経過時間および透水係数が繰り返し回数ごとに表示される。

なお、本実施形態では、試験モードとして、Ａモード、Ｂモードおよび自動モードの３つのモードを設定している。このうち、Ａモードは、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの水面の移動に基づいて透水係数を算出するモードであり、Ｂモードは、位置Ｐ１から位置Ｐ３までの水面の移動に基づいて透水係数を算出するモードである。また、自動モードは、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの水面の移動に要した時間に応じて、試験方法決定手段１０６が、試験方法をＡモードとするかＢモードとするかを決定するモードである。保存データ表示画面では、理解を容易にするために、Ａモードは「センサー位置 Ｓ１−Ｓ２」と表示され、Ｂモードは「センサー位置 Ｓ１−Ｓ３」と表示され、自動モードは「センサー位置 自動」と表示される。

保存データ表示画面にはまた、２つの表示切り替えボタン１０２ｄ、および「終了」ボタン１０２ｅが表示される。本実施形態では、制御装置１００の記憶手段は１０件の測定結果を記憶することが可能となっており、試験実行手段１０４は、２つの表示切り替えボタン１０２ｄの操作に基づいて測定結果の表示を記憶された順番で切り替える。また、試験実行手段１０４は、「終了」ボタン１０２ｅが操作されたならば、タッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻す。

自動モードにおける経過時間の閾値、すなわち試験方法をＡモードとするかＢモードとするかの閾値の設定を変更する場合には「設定」ボタン１０２ｃを操作する。「設定」ボタン１０２ｃが操作されたならば（ステップＳ１９）、試験実行手段１０４は、図８（ｄ）に示す閾値設定画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ２０）。

閾値設定画面には、閾値を表示する閾値表示領域１０２ｆと共に、閾値の入力用としてテンキー状に配置された複数の入力ボタン１０２ｇと、「変更終了」ボタン１０２ｈおよび「戻る」ボタン１０２ｉが表示される。試験実行手段１０４は、閾値設定画面を表示する際には閾値表示領域１０２ｆに前回記憶された閾値を表示させる。その後、入力ボタン１０２ｇが操作されたならば、試験実行手段１０４は入力ボタン１０２ｇの操作に基づく値を閾値表示領域１０２ｆに表示する。

そして、試験実行手段１０４は、「変更終了」ボタン１０２ｈが操作されたならば、新たに入力された閾値をそれまで記憶していた閾値に代えて記憶し、タッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻す。すなわち、最後に「変更終了」ボタン１０２ｈが操作されることで、閾値の設定が変更される。また、「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、試験実行手段１０４は、新たに入力され閾値を記憶せずに、タッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻す。すなわち、最後に「戻る」ボタン１０２ｉが操作された場合には、閾値の設定が変更されない。

次に、測定処理における具体的な制御手順について説明する。測定処理では、まず試験設定を行う（ステップＳ３１）。メニュー画面において「測定」ボタン１０２ａが操作されたならば、試験実行手段１０４は、図９（ａ）に示すプログラムＮｏ．選択画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる。プログラムＮｏ．選択画面には、５つのプログラムＮｏ．選択ボタン１０２ｊが、「戻る」ボタン１０２ｉおよび「設定一覧」ボタン１０２ｋと共に表示される。

本実施形態では、試験モード、測定の繰り返し回数、および透水係数の算出における温度補正の有無についての５種類の試験設定を、５つの試験プログラムとして制御装置１００の記憶手段に予め記憶しておくことを可能としており、５つのプログラムＮｏ．選択ボタン１０２ｊのいずれかを操作することで、５つの試験プログラムのうちの１つを選択可能としている。また、「設定一覧」ボタン１０２ｋを操作することで、記憶された各試験プログラムの設定内容を一覧表示するようにしている。

「設定一覧」ボタン１０２ｋが操作されたならば、試験実行手段１０４は、図９（ｂ）に示されるように、各試験プログラムの設定内容を一覧表示する設定一覧画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる。なお、設定一覧画面における「センサー位置」は、保存データ表示画面と同様に試験モードを示しており、「Ｓ１−Ｓ２」はＡモードを、「Ｓ１−Ｓ３」はＢモードを、「自動」は自動モードを示している。設定一覧画面には「戻る」ボタン１０２ｉが表示され、試験実行手段１０４は、「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、タッチパネルディスプレイ１０２の表示をプログラムＮｏ．選択画面に戻す。

プログラムＮｏ．選択画面において、プログラムＮｏ．選択ボタン１０２ｊのいずれかが操作されたならば、試験実行手段１０４は、図９（ｃ）に示す設定確認画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる。また、プログラムＮｏ．選択画面において「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、試験実行手段１０４は、測定処理を終了してタッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻す（ステップＳ３２）。

設定確認画面には、３つの試験モード設定ボタン１０２ｌ、５つの繰り返し回数設定ボタン１０２ｍおよび２つの温度補正設定ボタン１０２ｎが、「戻る」ボタン１０２ｉおよび「次へ」ボタン１０２ｏと共に表示される。そして、操作されたプログラムＮｏ．選択ボタン１０２ｊに対応する試験プログラムの設定内容が、各ボタン１０２ｌ、１０２ｍ、１０２ｎの表示色の変更によって表示される。なお、図９（ｃ）では、図９（ｂ）におけるプログラムＮｏ．１の試験プログラムが選択された場合を示している。

測定者は、予め記憶された設定内容で測定を行う場合には、「次へ」ボタン１０２ｏを操作する。また、他のプログラムＮｏ．の試験プログラムに変更する場合は、測定者は「戻る」ボタン１０２ｉを操作する。設定確認画面において、「次へ」ボタン１０２ｏが操作されたならば、試験実行手段１０４は、後述するステップＳ３３の処理を実行する。「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、試験実行手段１０４は、タッチパネルディスプレイ１０２の表示をプログラムＮｏ．選択画面に戻す。

また、測定者は、選択したプログラムＮｏ．の試験プログラムの設定内容を変更する場合には、設定確認画面において試験モード設定ボタン１０２ｌ、繰り返し回数設定ボタン１０２ｍおよび温度補正設定ボタン１０２ｎを操作する。そして、試験実行手段１０４は、「次へ」ボタン１０２ｏまたは「戻る」ボタン１０２ｉが操作された場合に、設定内容を制御装置１００の記憶手段に記憶する。すなわち、測定者は、今回選択した試験プログラムの設定内容のみを変更するだけでなく、プログラムＮｏ．選択画面と設定確認画面を行き来することで、各試験プログラムの設定内容を次々に変更、記憶させることも可能となっている。なお、本実施形態では繰り返し回数を１〜５回の中から選択する場合の例を示しているが、これより多い繰り返し回数を設定可能としてもよいことはいうまでもない。

設定確認画面において「次へ」ボタン１０２ｏが操作されたならば、試験実行手段１０４は、図９（ｄ）に示す試料セットメッセージ表示画面をタッチパネルディスプレイに表示させると共に、移動機構７０を試料容器１０を退避位置ＲＰに配置する状態とする（ステップＳ３３）。すなわち、移動機構７０が試料容器１０を退避位置ＲＰに配置する状態でない場合には、移動機構７０を制御して試料容器１０を退避位置ＲＰに配置する状態とする。

試料セットメッセージ表示画面には、試料容器１０を越流水槽６０の支持架台６１に載置するのを促すメッセージ表示が、「次へ」ボタン１０２ｏおよび「戻る」ボタン１０２ｉと共に表示される。測定者が試料容器１０を支持架台６１に載置し、「次へ」ボタン１０２ｏが操作されたならば、試験実行手段１０４は、移動機構７０を制御して試料容器１０を退避位置ＲＰから測定位置ＭＰに移動させる（ステップＳ３３）。これにより、試料容器１０と接続部材３０が接続される。また、「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、試験実行手段１０４は、タッチパネルディスプレイ１０２の表示を設定確認画面に戻す。なお、試料容器１０を支持架台６１に載置する際には、必要に応じて越流水槽６０内に水を投入し、予め基準水面ＷＳを形成しておく。

試験実行手段１０４はまた、試料セットメッセージ表示画面において「次へ」ボタン１０２ｏが操作されたならば、図１０（ａ）に示す設定再確認画面を表示する（ステップＳ３４）。設定再確認画面には、設定確認画面と同様の表示態様で設定内容が表示される。また、設定再確認画面には、「測定開始」ボタン１０２ｐおよび「戻る」ボタン１０２ｉが表示される。測定者は、測定を開始する場合には「測定開始」ボタン１０２ｐを操作し、試験設定をやり直す場合には「戻る」ボタン１０２ｉを操作する。

設定再確認画面において「測定開始」ボタン１０２ｐが操作されたならば、試験実行手段１０４は、図１０（ｂ）に示す測定中画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示すると共に（ステップＳ３５）、ポンプ９０および電磁弁９２を制御して測定管２０内への水の供給を開始する（ステップＳ３６）。また、「戻る」ボタン１０２ｉが操作されたならば、試験実行手段１０４は、測定を開始せずに、タッチパネルディスプレイ１０２の表示を試料セットメッセージ表示画面に戻す。

測定中画面には、経過時間を表示する経過時間表示領域１０２ｑ、および算出した透水係数を表示する透水係数表示領域１０２ｒが、繰り返し回数ごとに表示される。測定中画面にはまた、ポンプ９０および第１〜第３水面センサ４１〜４３の動作状況をランプ状の表示態様で表示する動作状況表示領域１０２ｓが表示される。なお、動作状況表示領域１０２ｓにおいて「Ｐ」はポンプ９０を示し、「Ｓ１」は第１水面センサ４１を、「Ｓ２」は第２水面センサ４２を、「Ｓ３」は第３水面センサ４３を示している。試験実行手段１０４は、ポンプ９０の稼働中は「Ｐ」に対応するランプを点灯するように表示させ、第１水面センサ４１がＯＮの場合には「Ｓ１」に対応するランプを点灯するように表示させ、第２水面センサ４２がＯＮの場合には「Ｓ２」に対応するランプを点灯するように表示させ、第３水面センサ４３がＯＮの場合には「Ｓ３」に対応するランプを点灯するように表示させる。測定中画面にはさらに、測定者が測定を終了する場合に操作する「測定終了」ボタン１０２ｔが表示される。

試験実行手段１０４は、測定管２０内への送水を開始したならば、第１水面センサ４１がＯＮとなるのを待ち受ける（ステップＳ３７）。測定管２０内に供給された水は、一部が試料容器１０内を透過して越流水槽６０内に流出しながら、測定管２０内に貯留されていく。そして、測定管２０内の水面（水位）の上昇に伴って第３水面センサ４３→第２水面センサ４４の順にＯＮとなり、最後に水面が位置Ｐ１を超えたならば、第１水面センサ４１がＯＮとなる。

試験実行手段１０４はまた、第１〜第３水面センサ４１〜４３にエラーが生じていないかを監視する（ステップＳ３８、Ｓ３９）。具体的には、第３水面センサ４３よりも先に第２水面センサ４２または第１水面センサ４１がＯＮとなった場合、第２水面センサ４２よりも先に第１水面センサ４１がＯＮとなった場合、および所定の判定時間内に第１水面センサ４１がＯＮとならなかった場合に、試験実行手段１０４は第１〜第３水面センサ４１〜４３のいずれかにエラーが生じたと判定する（ステップＳ３８、Ｓ３９）。

そして、試験実行手段１０４は、第１〜第３水面センサ４１〜４３のいずれかにエラーが生じたと判定した場合には、ポンプ９０および電磁弁９２を制御して送水を中止すると共に、移動機構７０を制御して試料容器１０を測定位置ＭＰから退避位置ＲＰに移動させて測定を中止する（ステップＳ４０）。また、図１０（ｃ）に示す測定中エラー表示画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ４０）。

測定中エラー表示画面には、測定管２０の清掃を促すメッセージ表示が、「完了」ボタン１０２ｕと共に表示される。測定中エラー表示画面において「完了」ボタン１０２ｕが操作されたならば、試験実行手段１０４は、測定処理を終了してタッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻す。

エラーが生じることなく第１水面センサ４１がＯＮとなったならば、試験実行手段１０４は、所定の待機時間の経過後にポンプ９０および電磁弁９２を制御して測定管２０内への水の供給を停止する（ステップＳ４１）。このとき、余分な水は排出口２２から排出されるため、水面の位置は、最大でも排出口２２の位置までとなる。

水の供給を停止したならば、試験実行手段１０４は、第１水面センサ４１がＯＦＦとなるのを待ち受ける（ステップＳ４２）。測定管２０内の水位は、試料容器１０内の試料５への浸透に伴って徐々に降下し、水面が位置Ｐ１を通過した時点（基準水面ＷＳとの水位差がｈ１となった時点）で第１水面センサ４１がＯＦＦとなる。第１水面センサ４１がＯＦＦとなったならば、試験実行手段１０４は、制御装置１００に内蔵されたタイマによる経過時間の測定を開始すると共に（ステップＳ４３）、第２水面センサ４２がＯＦＦとなるのを待ち受ける（ステップＳ４４）。また、試験実行手段１０４は、測定中画面の経過時間表示領域１０２ｑに経過時間をカウントアップ表示させる（ステップＳ４３）。

第２水面センサ４２は、測定管２０内の水面が位置Ｐ２を通過した時点（基準水面ＷＳとの水位差がｈ２となった時点）でＯＦＦとなる。第２水面センサ４２がＯＦＦとなったならば、試験実行手段１０４は、経過時間Ｔ１、すなわち測定管２０内の水面が位置Ｐ１から位置Ｐ２まで移動（基準水面ＷＳとの水位差がｈ１からｈ２に変化）するのに要した時間をタイマから取得する（ステップＳ４５）。また、試験実行手段１０４は、設定された試験モードがＡモードである場合には、測定中画面の経過時間表示領域１０２ｑにおけるカウントアップ表示を停止し、取得した経過時間Ｔ１を経過時間表示領域１０２ｑに表示させる（ステップＳ４７）。設定された試験モードがＢモードまたは自動モードである場合には、カウントアップ表示を継続させる。

経過時間Ｔ１を取得したならば、試験実行手段１０４は、水位差ｈ１から水位差ｈ２までの経過時間Ｔ１に基づく透水係数ｋ１を算出する（ステップＳ４６）。このとき、温度補正が「有り」に設定されている場合は、温度センサ８６から取得した水温に基づいて温度補正を行い、水温１５℃における透水係数ｋ１を算出する。なお、透水係数ｋ１の算出は、ＪＩＳ Ａ１２１８に規定された式に基づいて行うことが好ましいが、試料５の性状等によっては独自に設定した式に基づいて行うようにしてもよい。

透水係数ｋ１を算出したならば、試験実行手段１０４は、算出した透水係数ｋ１を経過時間Ｔ１、水温、繰り返し回数および測定日時等の付帯情報と共に記憶手段に記憶する（ステップＳ４７）。また、試験実行手段１０４は、設定された試験モードがＡモードである場合には、算出した透水係数ｋ１を測定中画面の透水係数表示領域１０２ｒに表示させる（ステップＳ４７）。

次に、試験実行手段１０４は、設定された試験モードがＡモードである場合には（ステップＳ４８）、設定された繰り返し回数の測定を完了したか否かを判定する（ステップＳ５５）。設定された繰り返し回数の測定を完了していない場合は、上述のステップＳ３６〜Ｓ４８の処理を再度実行する。

設定された試験モードがＢモードである場合には（ステップＳ４９）、試験実行手段１０４は、さらに第３水面センサ４３がＯＦＦとなるのを待ち受ける（ステップＳ５０）。第３水面センサ４３は、測定管２０内の水面が位置Ｐ３を通過した時点（基準水面ＷＳとの水位差がｈ３となった時点）でＯＦＦとなる。第３水面センサ４３がＯＦＦとなったならば、試験実行手段１０４は、経過時間Ｔ２、すなわち測定管２０内の水面が位置Ｐ２から位置Ｐ３まで移動（基準水面ＷＳとの水位差がｈ２からｈ３に変化）するのに要した時間をタイマから取得する（ステップＳ５１）。また、試験実行手段１０４は、測定中画面の経過時間表示領域１０２ｑにおけるカウントアップ表示を停止し、取得した経過時間Ｔ２に経過時間Ｔ１を加算した経過時間Ｔ３を経過時間表示領域１０２ｑに表示させる。

経過時間Ｔ２を取得したならば、試験実行手段１０４は、水位差ｈ２からｈ３までの経過時間Ｔ２に基づく透水係数ｋ２、水位差ｈ１から水位差ｈ３までの経過時間Ｔ３＝Ｔ１＋Ｔ２に基づく透水係数ｋ３を算出する（ステップＳ５２）。このとき、温度補正が「有」に設定されている場合は、温度センサ８６から取得した水温に基づいて温度補正を行い、水温１５℃における透水係数ｋ２、ｋ３を算出する。なお、ステップＳ５２では、透水係数ｋ２および透水係数ｋ３のいずれか一方のみを算出するようにしてもよい。

透水係数ｋ２、ｋ３を算出したならば、試験実行手段１０４は、算出した透水係数ｋ２、ｋ３を付帯情報と共に記憶手段に記憶する（ステップＳ５３）。また、試験実行手段１０４は、算出した透水係数ｋ３を測定中画面の透水係数表示領域１０２ｒに表示させる（ステップＳ５３）。なお、ステップＳ５３では透水係数ｋ１〜ｋ３の全てを透水係数表示領域１０２ｒに表示させるようにしてもよい。

測定結果の記憶および表示が完了したならば、設定された繰り返し回数の測定を完了したか否かを判定する（ステップＳ５５）。設定された繰り返し回数の測定を完了していない場合は、上述のステップＳ３６〜Ｓ５３の処理を再度実行する。

設定された試験モードが自動モードである場合には、取得した経過時間Ｔ１が設定された閾値未満であるか否かを試験方法決定手段１０６が判定する（ステップＳ５４）。そして、試験方法決定手段１０６は、経過時間Ｔ１が設定された閾値未満である場合には試験モードをＢモードに決定し（ステップＳ５０に進み）、経過時間Ｔ１が所定の閾値以上である場合には試験モードをＡモードに決定する（ステップＳ５５に進む）。

なお、試験方法決定手段１０６によるステップＳ５４の処理は、測定を繰り返すごとに行うようにしてもよいし、初回のみ行うようにしてもよい。ステップＳ５４の処理を初回のみ行う場合は、自動モードにおけるステップＳ４８およびＳ４９の処理を試験方法決定手段１０６の決定に基づいて判定するようにすればよい。

設定された繰り返し回数の測定を完了したならば、試験実行手段１０４は、測定中画面の表示を継続する。これにより、測定者は全測定結果を確認することが可能となる。測定中画面において「測定終了」ボタン１０２ｔが操作されたならば、試験実行手段１０４は、移動機構７０を制御して試料容器１０を退避位置ＲＰに移動させる（ステップＳ５６）。そして、図１０（ｄ）に示す試料取り外しメッセージ表示画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ５６）。

試料取り外しメッセージ表示画面には、試料容器１０を越流水槽６０の支持架台６１から取り外すのを促すメッセージ表示が、「完了」ボタン１０２ｕと共に表示される。測定者が試料容器１０を支持架台６１から取り外し、「完了」ボタン１０２ｕが操作されたならば、試験実行手段１０４は、プログラムＮｏ．選択画面をタッチパネルディスプレイ１０２に表示させる（ステップＳ３１）。これにより、１つの試料容器１０についての変水位透水試験が完了する。

引き続き、別の試料容器１０について測定を行う場合には、測定者はプログラムＮｏ．選択画面からの手順を繰り返す。測定を終了する場合は、測定者は透水試験装置１の電源を切断する。制御装置１００の記憶手段に記憶された測定結果を閲覧する場合には、測定者はプログラムＮｏ．選択画面の「戻る」ボタン１０２ｉを操作してタッチパネルディスプレイ１０２の表示をメニュー画面に戻し、保存データボタン１０２ｂを操作する。

このように、透水試験装置１では、試験実行手段１０４が自動的に測定を実行し、測定結果を記憶、表示するため、きわめて簡便に変水位透水試験を行うことが可能となっている。また、自動モードにおいては、試験方法決定手段１０６が試験モードを自動的に決定するため、透水性の予測が難しい試料５について変水位透水試験を行う場合にも、試験時間が不用意に長引くのを防止することが可能となっている。

次に、本発明の第２の実施形態に係る透水試験装置２について説明する。図１１（ａ）は、透水試験装置２の概略正面図であり、図１１（ｂ）は、透水試験装置２の概略右側面図である。透水試験装置２は、透水試験装置１をより簡素化したものであり、試料容器１０と、測定管２０と、接続部材３０と、越流水槽６０と、変水位測定ユニット２００と、を備えている。

試料容器１０は、第１の実施形態のものと同一であるため説明を省略する。測定管２０は、第１の実施形態と同様の透明管であるが、導入口２１および排出口２２が設けられていない点が異なっている。本実施形態では、測定管２０内への水の供給は、上部（接続部材３０の反対側）の開口から行うようになっている。

接続部材３０は、挿入孔３１ａおよび連通路３１ｂを備える略円筒状の連通部３１と、第１の実施形態と同一の密閉部３２と、から構成されている。本実施形態では、試料容器１０の上部に接続部材３０を載置することで試料容器１０と接続部材３０を接続し、接続部材３０、測定管２０および変水位測定ユニット２００の自重によって密閉状態が維持されるようになっている。

越流水槽６０は、第１の実施形態と同一の構成であり、床面または机上等の適宜の場所に載置される。越流管６２から排出される水は、図示を省略したビニールチューブ等を介して排水溝や適宜の容器等に排出される。

変水位測定ユニット２００は、測定管２０内における基準水面ＷＳとの水位差がｈ１からｈ２に変化するのに要する時間を測定し、これに基づいて透水係数ｋ１を算出するものである。変水位測定ユニット２００は、各部を収容する略四角柱状の筐体２１０を備えており、一体的なユニットとして構成されている。

筐体２１０は、背面側が開口した箱状の本体部２１１と、本体部２１１の開口を塞ぐ蓋部２１２から構成されている。筐体２１０の上面２１０ａおよび底面２１０ｂには、それぞれ挿通孔２１３が設けられており、変水位測定ユニット２００は、この挿通孔２１３を通じて測定管２０を内部に挿通した状態で、接続部材３０の上に載置されるように構成されている。なお、測定管２０の長さによっては、上部の挿通孔２１３を省略するようにしてもよい。

筐体２１０の正面２１０ｃには、電源を投入するための電源ボタン２１４と、測定を開始するための測定開始ボタン２１５が設けられている。また、正面２１０ｃの上方には、垂直面に対してやや傾斜した傾斜面２１０ｄが設けられており、この傾斜面２１０ｄには、測定結果等の各種情報を表示する液晶ディスプレイ２１６が設けられている。

図１２（ａ）および（ｂ）は、変水位測定ユニット２００の断面図である。具体的には、図１２（ａ）は図１１（ｂ）のＥ−Ｅ線断面図であり、図１２（ｂ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。これらの図に示されるように、変水位測定ユニット２００は、上述の構成に加え、第１水面センサ４１および第２水面センサ４２と、センサ支持部材５０と、制御装置１００と、を備えている。

本実施形態では、第３水面センサ４３を省略することで、装置を簡素化している。第１および第２水面センサ４１、４２は、投光部４１ａ、４２ａと受光部４１ｂ、４２ｂが分離した構成となっており、投光部４１ａ、４２ａの発した光は測定管２０内を透過した後に受光部４１ｂ、４２ｂに到達するように構成されている。また、第１水面センサ４１は基準水面ＷＳからの高さ（基準水面ＷＳとの水位差）がｈ１の位置Ｐ１に配置され、第２水面センサ４２は基準水面ＷＳからの高さ（基準水面ＷＳとの水位差）がｈ２（＜ｈ１）の位置Ｐ２に配置されている。

センサ支持部材５０は、適宜の強度および剛性と共に遮光性を有する材質から構成された略角筒状の部材であり、正面視の形状が略Ｉ字状となっている。具体的には、センサ支持部材５０の上部および下部には、正面視左右方向の寸法を拡大した幅広部５８が設けられ、上下の幅広部５８の間は、幅広部５８よりも正面視左右方向の寸法が小さい幅狭部５９となっている。センサ支持部材５０は、筐体２１０の内部において自身の軸心が挿通孔２１３の軸心と略一致するように配置されている。

従って、測定管２０を下部の挿通孔２１３から筐体２１０内に挿入していき、変水位測定ユニット２００を接続部材３０上に載置することで、測定管２０はセンサ支持部材５０内に挿通された状態となる。すなわち、本実施形態のセンサ支持部材５０は、測定管２０の外周を周方向の全範囲にわたって覆うように構成されており、第１および第２水面センサ４１、４２に対する外光の影響をより低減するものとなっている。

センサ支持部材５０の幅広部５８には、第１および第２水面センサ４１、４２の投光部４１ａ、４２ａおよび受光部４１ｂ、４２ｂを収容する貫通孔５２が設けられている。具体的に貫通孔５２は、センサ支持部材５０の右側面５０ａまたは左側面５０ｂから内側面５０ｄにかけて形成されている。第１および第２水面センサ４１、４２の投光部４１ａ、４２ａおよび受光部４１ｂ、４２ｂは、それぞれ回路基板２２０に実装されており、回路基板２２０をネジ等で幅広部５８に固定することで貫通孔５２内に配置される。

回路基板２２０は、貫通孔５２を外側から閉塞するように配置され、閉塞部材５３としても機能するようになっている。すなわち、本実施形態では、第１および第２水面センサ４１、４２を収容する凹部５２ａは、貫通孔５２および回路基板２２０から構成されている。また、回路基板２２０は、幅狭部５９側に延出する大きさに構成されており、この延出部分には、制御装置１００に繋がる配線のコネクタ２２１等の回路部品が実装されている。

図１２（ｃ）は、第１および第２水面センサ４１、４２の周辺を拡大して示した断面図である。同図に示されるように、第１および第２水面センサ４１、４２の投光部４１ａ、４２ａおよび受光部４１ｂ、４２ｂは、測定管２０に向けられた先端が凹部５２ａ内に位置するように配置されている。換言すれば、投光部４１ａ、４２ａおよび受光部４１ｂ、４２ｂの先端は、センサ支持部材５０の内側面５０ｄの外側に位置している。

本実施形態では、第１および第２水面センサ４１、４２をこのように配置することで、測定管２０内の水面における反射光の影響を低減するようにしている。すなわち、投光部４１ａ、４２ａの発する光の指向性を高めると共に、水面における反射光が受光部４１ｂ、４２ｂに進入するのを低減し、安定的且つ正確な水面の検出を可能としている。

図１２（ａ）および（ｂ）に戻って、筐体２１０の本体部２１１の内側には、センサ支持部材５０の上下左右および前後方向の位置決めをする位置決め部材２１１ａが設けられている。また、蓋部２１２の内側には、センサ支持部材５０を位置決め部材２１１ａに向けて押圧する押圧部材２１２ａが突設されている。これにより、センサ支持部材５０は、本体部２１１に蓋部２１２を固定した際に、位置決め部材２１１ａと押圧部材２１２ａの間に挟持されることによって筐体２１０内に固定配置されるようになっている。本実施形態では、センサ支持部材５０をこのように支持することで、センサ支持部材５０を筐体２１０に固定するネジ等を省略し、変水位測定ユニット２００の組立ておよびメンテナンスを容易化している。

制御装置１００は、第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびにフラッシュメモリ等の記憶手段を備えて構成され、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される機能的構成として、試験実行手段１０４を備えている。なお、制御装置１００および第１および第２水面センサ４１、４２等への電力の供給源は、外部の商用電源であってもよいし、内蔵されたバッテリであってもよい。

このように、変水位測定ユニット２００は、測定管２０内における基準水面ＷＳとの水位差がｈ１からｈ２に変化するのに要する時間を測定し、これに基づいて透水係数ｋ１を算出して記憶および表示するための構成がコンパクトに一体化されており、測定管２０を内部に挿通するだけで使用可能となっている。従って、例えば手動での測定に利用していた既存の測定管２０、接続部材３０および越流水槽６０等を活用して透水試験装置２を実現することも可能となっており、汎用性の高いものとなっている。

次に、本実施形態の透水試験装置２による変水位透水試験の手順について説明すると共に、本実施形態における試験実行手段１０４の機能の詳細について説明する。図１３は、変水位透水試験における制御装置１００の制御手順を示したフローチャートである。

本実施形態の変水位透水試験では、まず事前の準備として、試料５を収容した試料容器１０を越流水槽６０の支持架台６１に載置し、その上に接続部材３０および測定管２０のみを配置する。次に、スポイト等を利用して上方から測定管２０内に適量の水を供給すると共に、越流水槽６０内に水を供給して基準水面ＷＳを形成する。そして、測定管２０内に基準水面ＷＳからの水位差がｈ１以上となる水面が形成されたならば、測定管２０に変水位測定ユニット２００をセットし、電源ボタン２１４を操作して電源を投入する。これにより、制御装置１００の試験実行手段１０４が制御を開始する。

電源投入後、試験実行手段１０４は、まず初期設定を行う（ステップＳ６１）。ここでは、まず第１および第２水面センサ４１、４２の状態をチェックする。第１および第２水面センサ４１、４２の少なくとも一方がＯＦＦである場合は、エラー表示を液晶ディスプレイ２１６に表示させる。

第１および第２水面センサ４１、４２の両方がＯＮであり、測定開始ボタン２１５が操作されたならば、試験実行手段１０４は、第１水面センサ４１がＯＦＦとなるのを待ち受ける（ステップＳ６２）。第１水面センサ４１がＯＦＦとなったならば、試験実行手段１０４は、内蔵タイマによる経過時間の測定を開始すると共に（ステップＳ６３）、第２水面センサ４２がＯＦＦとなるのを待ち受ける（ステップＳ６４）。

第２水面センサ４２がＯＦＦとなったならば、試験実行手段１０４は、水位差ｈ１から水位差ｈ２までの経過時間Ｔ１をタイマから取得する（ステップＳ６５）。そして、経過時間Ｔ１に基づく透水係数ｋ１を算出し（ステップＳ６６）、算出した透水係数ｋ１および経過時間Ｔ１等の付帯情報を記憶手段に記憶すると共に、液晶ディスプレイ２１６に表示させる（ステップＳ６７）。これにより、変水位透水試験が完了する。

このように、透水試験装置２では、水の供給は手動で行う必要があるものの、水位差ｈ１から水位差ｈ２までの経過時間Ｔ１の測定および透水係数ｋ１の算出は自動的に行われるため、金属製直尺およびストップウォッチを使用する従来の透水試験装置と比較して、きわめて簡便に変水位透水試験を行うことが可能となっている。

なお、第１および第２水面センサ４１、４２は、透水試験装置１と同様に、測定管２０の内側面の反射を利用する光学センサから構成されるものであってもよい。また、透水試験装置２に第１〜第３水面センサ４１〜４３を設け、透水試験装置１と同様の制御を制御装置１００に行わせるようにしてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態に係る透水試験装置２について説明する。本実施形態の透水試験装置２は、第２の実施形態の透水試験装置２において、光学式の第１および第２水面センサ４１、４２に代えて静電容量式の水面センサ４４を適用したものである。従って、以下の説明では、第２の実施形態と共通する部分については同一の符号を付すと共にその説明を省略し、第２の実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

図１４（ａ）は、本実施形態の変水位測定ユニット２００の断面図であり、図１１（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＦ−Ｆ線断面図であり、水面センサ４４およびセンサ支持部材５０の周辺を拡大して示している。なお、図１４（ａ）および（ｂ）では、理解を容易にするために、水面センサ４４およびセンサ支持部材５０の厚みを誇張して記載している。

これらの図に示されるように、静電容量式の水面センサ４４は、略矩形平板状の検出電極４４ａ、接地電極４４ｂおよびガード電極４４ｃから構成され、測定管２０内の静電容量の変化に基づいて、測定管２０内の水面位置を検出するものである。検出電極４４ａ、接地電極４４ｂおよびガード電極４４ｃは、測定管２０の外周側において、位置Ｐ１および位置Ｐ２を超えて測定管２０の軸方向に延在するように配置されている。

センサ支持部材５０は、略円弧状（略Ｃ字状）断面を有する部材であり、本実施形態では、検出電極４４ａ、接地電極４４ｂおよびガード電極４４ｃを一方の面に形成した樹脂性の基板を適宜に丸めることで構成されている。センサ支持部材５０は、位置決め部材２１１ａおよび押圧部材２１２ａによって支持され、内側に測定管２０が挿通されるようになっている。

すなわち、センサ支持部材５０は、測定管２０の外周の一部を覆うように配置されることで、測定管２０を取り囲むように各電極４４ａ〜４４ｃを配置するように構成されている。これにより、各電極４４ａ〜４４ｃの配置構成を適切な構成とすることができるため、静電容量式の水面センサ４４を使用しながらも、安定的且つ高精度に水面位置を検出することが可能となる。

なお、検出電極４４ａ、接地電極４４ｂおよびガード電極４４ｃは、支持部材５０の内側面に配置されてもよいし、外側面に配置されてもよい。また、検出電極４４ａ、接地電極４４ｂおよびガード電極４４ｃの表面を適宜の保護被膜で覆うようにしてもよいし、各電極４４ａ〜４４ｃを２つの樹脂基板の間に挟むようにしてもよい。また、センサ支持部材５０の形状は、特に限定されるものではなく、例えば筒状に構成されるものであってもよいし、各電極４４ａ〜４４ｃを個別に支持する複数のセンサ支持部材５０を設けるようにしてもよい。

制御装置１００は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される機能的構成として、試験実行手段１０４と共に、試験方法決定手段１０６を備えている。本実施形態の試験方法決定手段１０６は、測定管２０内の水の降下速度に応じて試験方法を変更するものである。

次に、本実施形態の透水試験装置２による変水位透水試験の手順について説明すると共に、本実施形態における試験実行手段１０４および試験方法決定手段１０６の機能の詳細について説明する。図１５は、変水位透水試験における制御装置１００の制御手順を示したフローチャートである。

本実施形態の変水位透水試験では、まず第２の実施形態と同様の事前準備を行う。事前準備が完了したならば、測定管２０に変水位測定ユニット２００をセットし、電源ボタン２１４を操作して電源を投入する。これにより、制御装置１００の試験実行手段１０４が制御を開始する。

電源投入後、試験実行手段１０４は、まず初期設定を行う（ステップＳ７１）。ここでは、まず水面センサ４４の状態をチェックする。水面センサ４４が位置Ｐ１以上の水面位置を検出していない場合は、エラー表示を液晶ディスプレイ２１６に表示させる。

水面センサ４４が位置Ｐ１以上の水面位置を検出しており、測定開始ボタン２１５が操作されたならば、試験実行手段１０４は、水面位置が位置Ｐ１となるのを待ち受ける（ステップＳ７２）。水面センサ４４の検出した水面位置が位置Ｐ１となったならば、試験実行手段１０４は、内蔵タイマによる経過時間の測定を開始すると共に（ステップＳ７３）、水面位置が位置Ｐ２となるのを待ち受ける（ステップＳ７４）。

水面センサ４４の検出した水面位置が位置Ｐ２となったならば、試験実行手段１０４は、水位差ｈ１から水位差ｈ２までの経過時間Ｔ１をタイマから取得する（ステップＳ７５）。また、水面位置が位置Ｐ２に到達していないならば、経過時間が所定の制限時間となったか否かを試験方法決定手段１０６が判定する（ステップＳ７６）。

試験方法決定手段１０６は、経過時間が制限時間となっていないと判定した場合には、試験実行手段１０４に再度ステップＳ７４の処理を行わせる（ステップＳ７６）。また、試験方法決定手段１０６は、経過時間が制限時間となったと判定した場合には（ステップＳ７６）、水面センサ４４の検出した水面位置を位置Ｐｉ（位置Ｐ２よりも上方の位置となる）として取得すると共に（ステップＳ７７）、位置Ｐｉを取得した時の経過時間Ｔｉ（ステップＳ７８）を経過時間Ｔ１に代えて取得する。この経過時間Ｔｉは、水位差ｈ１から位置Ｐｉに対応する水位差ｈｉまでの水面の移動に要する時間となる。

すなわち、試験方法決定手段１０６は、水面位置が位置Ｐ２に到達する前に制限時間が経過した場合に、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの水面の移動に基づいて透水係数を算出する試験方法を、位置Ｐ１から位置Ｐｉまでの水面の移動に基づいて透水係数を算出する試験方法に変更する。

試験実行手段１０４は、経過時間Ｔ１を取得したならば、経過時間Ｔ１、水位差ｈ１および水位差ｈ２に基づく透水係数ｋ１を算出する（ステップＳ７９）。また、試験方法決定手段１０６によって経過時間Ｔｉが取得されたならば、試験実行手段１０４は、経過時間Ｔｉ、水位差ｈ１および水位差ｈｉに基づく透水係数ｋｉを算出する（ステップＳ７９）。そして、算出した透水係数ｋ１またはｋｉ、ならびに経過時間Ｔ１またはＴｉおよび水位差ｈｉ等の付帯情報を記憶手段に記憶すると共に、液晶ディスプレイ２１６に表示させる（ステップＳ８０）。これにより、変水位透水試験が完了する。

このように、本実施形態の透水試験装置２では、第２の実施形態と同様にきわめて簡便に変水位透水試験を行うことが可能であるだけでなく、試験方法決定手段１０６によって試験を早めに切り上げることで、第１の実施形態と同様に試験時間が不用意に長引くのを防止可能となっている。

なお、ステップＳ７１の処理において、例えば電源ボタン２１４および測定開始ボタン２１５の同時操作に基づいて設定モードに移行し、位置Ｐ１、位置Ｐ２および制限時間の設定を変更可能としてもよい。本実施形態では、静電容量式の水面センサ４４を使用することで、位置Ｐ１および位置Ｐ２を任意の位置に設定することが可能となっている。

また、ステップＳ７７およびＳ７８の処理は、経過時間が制限時間となるのと略同時に行う（すなわち、経過時間Ｔｉ≒制限時間となる）ようにしてもよいし、制限時間から所定時間の経過後に行うようにしてもよい。また、位置Ｐ２を限界位置として設定し、経過時間Ｔｉを固定した変水位透水試験を行うようにしてもよい。

また、位置Ｐ１、位置Ｐ２および位置Ｐ３を設定し、第１の実施形態の透水試験装置１と同様の制御を行うようにしてもよい。また、第１の実施形態の透水試験装置１に静電容量式の水面センサ４４を適用し、本実施形態と同様の制御を行うようにしてもよいことはいうまでもない。

以上説明したように、上記各実施形態に係る透水試験装置１、２は、水が通過可能な上蓋１２および下蓋１３を有し、試料５を収容する試料容器１０と、軸方向を略鉛直方向とした状態で試料容器１０の上方に配置され、内部に水が供給される測定管２０と、試料容器１０の上部と測定管２０を接続する接続部材３０と、試料容器１０を支持すると共に、所定の水位の水を貯留する越流水槽６０と、測定管２０内の水面を検出する水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３および静電容量式の水面センサ４４）と、測定管２０の外周側に配置され、水面センサを支持するセンサ支持部材５０と、を備えている。このような構成とすることで、適切な位置に適切な状態で水面センサを確実に配置し、測定管２０内の水位の変化を高精度に検出することが可能となるため、簡便に変水位透水試験を行うことができる。

また、センサ支持部材５０は、測定管２０の外周の少なくとも一部を覆うように構成されている。このようにすることで、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３）に対する外光の影響を低減することが可能となるため、光学式のセンサを使用して安定的且つ高精度に水面を検出することができる。また、水面センサ（静電容量式の水面センサ４４）の備える各電極を適切に配置することが可能となるため、静電容量式のセンサを使用して安定的且つ高精度に水面を検出することができる。

また、センサ支持部材５０は、測定管２０の外周における周方向の一部の範囲を覆わないように構成されるものであってもよい。このようにすることで、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３および静電容量式の水面センサ４４）による安定的且つ高精度な水面の検出を可能としながらも、試験中に測定管２０内の水の状態を目視にて確認することができる。

また、第１および第２の実施形態のセンサ支持部材５０は、測定管２０側が開口した凹部５２ａを備え、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３）は、少なくとも一部が凹部５２ａ内に収容されている。このようにすることで、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３）に対する外光の影響をより低減することができる。

また、第２の実施形態の透水試験装置２では、水面センサ（第１および第２水面センサ４１、４２）は、測定管２０側の先端が凹部５２ａ内に位置するように配置されている。このようにすることで、測定管２０内の水面における反射光の影響を低減することができる。

また、第１および第２の実施形態の凹部５２ａは、センサ支持部材５０に形成された貫通孔５２と、貫通孔５２を閉塞する閉塞部材５３と、から構成され、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３）は、閉塞部材５３に支持されている。このようにすることで、水面センサの着脱およびメンテナンスを容易にすることができる。

また、第２の実施形態の透水試験装置２では、閉塞部材５３は、水面センサ（第１および第２水面センサ４１、４２）が実装された回路基板２２０である。このようにすることで、水面センサおよび回路基板２２０の効率的な配置と、水面センサに対する外光の影響の低減を両立させることができる。

また、第１の実施形態の透水試験装置１は、試料容器１０を上方に向けて移動させることで、試料容器１０を接続部材３０に接続するように構成される移動機構７０を備えている。このようにすることで、簡素な構成でありながらも、接続部材３０への試料容器１０の自動接続を簡便且つ確実に行うことができる。

また、第１〜第３の実施形態の透水試験装置１、２は、水面センサ（第１〜第３水面センサ４１〜４３および静電容量式の水面センサ４４）を制御して変水位透水試験を実行する制御装置１００を備えている。このようにすることで、測定管２０内における基準水面ＷＳとの水位差（ｈ１〜ｈ３およびｈｉ）の変化に要する時間を自動的に測定することが可能となるため、簡便に変水位透水試験を行うことができる。

また、第２および第３の実施形態の透水試験装置２は、水面センサ（第１および第２水面センサ４１、４２ならびに静電容量式の水面センサ４４）、センサ支持部材５０および制御装置１００を収容する筐体２１０を備え、筐体２１０は、測定管２０が挿通される挿通孔２１３を有している。このようにすることで、既存の測定管２０等を流用したきわめて簡便な構成で、変水位透水試験を半自動的に実行することができる。

また、第１の実施形態の制御装置１００は、測定管２０の軸方向における第１の位置（位置Ｐ１）から第１の位置よりも下方の第２の位置（位置Ｐ２）までの水面の移動に要する時間に基づき、変水位透水試験における水面の移動を第１の位置から第２の位置まで、および第１の位置から第２の位置よりも下方の第３の位置（位置Ｐ３）までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段１０６を有している。このようにすることで、試料５の透水性の予測が難しい場合にも、試験時間が不用意に長引くのを防止することができる。

また、第１の実施形態の水面センサは、第１の位置（位置Ｐ１）に配置される第１水面センサ４１と、第２の位置（位置Ｐ２）に配置される第２水面センサ４２と、第３の位置（位置Ｐ３）に配置される第３水面センサ４３と、を含み、第１水面センサ４１および第３水面センサ４３は、測定管２０に対して水平方向の一側に配置され、第２水面センサ４２は、測定管２０に対して水平方向の他側に配置されている。このようにすることで、位置Ｐ１と位置Ｐ２の間の距離Ｌ１を短く設定することが可能となるため、透水性の低い試料５に対しても効率的且つ高精度な試験を行うことができる。

また、第３の実施形態の制御装置１００は、測定管２０の軸方向における第１の位置（位置Ｐ１）から第１の位置よりも下方の第２の位置（位置Ｐ２）まで水面が移動する前に所定の制限時間が経過したか否かに基づき、変水位透水試験における水面の移動を第１の位置から第２の位置よりも上方の第３の位置（位置Ｐｉ）まで、および第１の位置から第２の位置までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段１０６を有している。このようにすることで、試料５の透水性の予測が難しい場合にも、試験時間が不用意に長引くのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の透水試験装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、透水試験装置１、２の各部の形状および配置構成等は、上記実施形態において示したものに限定されず、その他の任意の形状および配置構成等を採用することができる。

また、透水試験装置１において、貯水槽８０内の水を重力により測定管２０内に供給するようにし、ポンプ９０を省略するようにしてもよい。また、給水配管８１を外部の水道等に接続し、貯水槽８０およびポンプ９０を省略するようにしてもよい。

また、透水試験装置２において、変水位測定ユニット２００を越流水槽６０上や床面上に載置するよう構成してもよい。また、制御装置１００および液晶ディスプレイ２１６と、第１および第２水面センサ４１，４２およびセンサ支持部材５０とを別体に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態において示した作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。

本発明に係る透水試験装置は、土壌以外にも各種物体の透水性の評価において利用することができる。

１、２ 透水試験装置
５ 試料
１０ 試料容器
２０ 測定管
３０ 接続部材
４１ 第１水面センサ
４２ 第２水面センサ
４３ 第３水面センサ
４４ 静電容量式の水面センサ
５０ センサ支持部材
５２ 貫通孔
５２ａ 凹部
５３ 閉塞部材
６０ 越流水槽
７０ 移動機構
１００ 制御装置
１０６ 試験方法決定手段
２１０ 筐体
２１３ 挿通孔
２２０ 回路基板
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐｉ 位置

Claims (12)

1. 水が通過可能な上蓋および下蓋を有し、試料を収容する試料容器と、
   軸方向を略鉛直方向とした状態で前記試料容器の上方に配置され、内部に水が供給される測定管と、
   前記試料容器の上部と前記測定管を接続する接続部材と、
   前記試料容器を支持すると共に、所定の水位の水を貯留する越流水槽と、
   前記測定管内の水面を検出する水面センサと、
   前記測定管の外周側に配置され、前記水面センサを支持するセンサ支持部材と、を備え、
   前記センサ支持部材は、前記測定管の外周の少なくとも一部を覆うように構成されることを特徴とする、
   透水試験装置。
2. 前記センサ支持部材は、前記測定管の外周における周方向の一部の範囲を覆わないように構成されることを特徴とする、
   請求項１に記載の透水試験装置。
3. 水が通過可能な上蓋および下蓋を有し、試料を収容する試料容器と、
   軸方向を略鉛直方向とした状態で前記試料容器の上方に配置され、内部に水が供給される測定管と、
   前記試料容器の上部と前記測定管を接続する接続部材と、
   前記試料容器を支持すると共に、所定の水位の水を貯留する越流水槽と、
   前記測定管内の水面を検出する水面センサと、
   前記測定管の外周側に配置され、前記水面センサを支持するセンサ支持部材と、を備え、
   前記センサ支持部材は、前記測定管側が開口した凹部を備え、
   前記水面センサは、少なくとも一部が前記凹部内に収容されることを特徴とする、
   透水試験装置。
4. 前記水面センサは、前記測定管側の先端が前記凹部内に位置するように配置されることを特徴とする、
   請求項３に記載の透水試験装置。
5. 前記凹部は、前記センサ支持部材に形成された貫通孔と、前記貫通孔を閉塞する閉塞部材と、から構成され、
   前記水面センサは、前記閉塞部材に支持されることを特徴とする、
   請求項３または４に記載の透水試験装置。
6. 前記閉塞部材は、前記水面センサが実装された回路基板であることを特徴とする、
   請求項５に記載の透水試験装置。
7. 水が通過可能な上蓋および下蓋を有し、試料を収容する試料容器と、
   軸方向を略鉛直方向とした状態で前記試料容器の上方に配置され、内部に水が供給される測定管と、
   前記試料容器の上部と前記測定管を接続する接続部材と、
   前記試料容器を支持すると共に、所定の水位の水を貯留する越流水槽と、
   前記測定管内の水面を検出する水面センサと、
   前記測定管の外周側に配置され、前記水面センサを支持するセンサ支持部材と、を備え、
   前記試料容器を上方に向けて移動させることで、前記試料容器を前記接続部材に接続するように構成される移動機構を備えることを特徴とする、
   透水試験装置。
8. 前記水面センサを制御して変水位透水試験を実行する制御装置を備えることを特徴とする、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の透水試験装置。
9. 前記水面センサ、前記センサ支持部材および前記制御装置を収容する筐体を備え、
   前記筐体は、前記測定管が挿通される挿通孔を有することを特徴とする、
   請求項８に記載の透水試験装置。
10. 前記制御装置は、前記測定管の軸方向における第１の位置から前記第１の位置よりも下方の第２の位置までの前記水面の移動に要する時間に基づき、前記変水位透水試験における前記水面の移動を前記第１の位置から前記第２の位置まで、および前記第１の位置から前記第２の位置よりも下方の第３の位置までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段を有することを特徴とする、
    請求項８または９に記載の透水試験装置。
11. 前記水面センサは、
    前記第１の位置に配置される第１水面センサと、
    前記第２の位置に配置される第２水面センサと、
    前記第３の位置に配置される第３水面センサと、を含み、
    前記第１水面センサおよび前記第３水面センサは、前記測定管に対して水平方向の一側に配置され、
    前記第２水面センサは、前記測定管に対して水平方向の他側に配置されることを特徴とする、
    請求項１０に記載の透水試験装置。
12. 前記制御装置は、前記測定管の軸方向における第１の位置から前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで前記水面が移動する前に所定の制限時間が経過したか否かに基づき、前記変水位透水試験における前記水面の移動を前記第１の位置から前記第２の位置よりも上方の第３の位置まで、および前記第１の位置から前記第２の位置までのいずれにするかを決定する試験方法決定手段を有することを特徴とする、
    請求項８または９に記載の透水試験装置。

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