JP6798396B2 - Water level gauge - Google Patents
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本発明は、水位計に関する。特に、管渠内の水位情報を計測するための水圧式水位計に備えられる水位計ホルダに関する。 The present invention relates to a water level gauge. In particular, the present invention relates to a water level gauge holder provided in a hydraulic water level gauge for measuring water level information in a pipe.
道路などの地下に埋められた下水道管渠には、清掃や修理などの維持管理のための出入口として、マンホールが設けられている。このマンホール内の空間を利用して、マンホール内の環境計測や、管渠を流れる下水水質を計測するための計測器を設置して、管内情報を計測する管渠内情報計測システムを構築している(例えば、特許文献1)。例えば、図7に示すように、計測器24は、マンホール25の下水流入側に設けられたセンサーホルダー26により管渠27の底部に固定される。
Manholes are provided in the sewer pipes buried underground such as roads as entrances and exits for maintenance such as cleaning and repair. Utilizing the space inside the manhole, we installed a measuring instrument to measure the environment inside the manhole and the quality of the sewage flowing through the pipe, and built an information measurement system inside the pipe to measure the information inside the pipe. (For example, Patent Document 1). For example, as shown in FIG. 7, the
管渠内情報計測システムにおいて、例えば、合流式下水道などでは、降雨時の下水道管渠への雨水流入によってマンホール管渠内水位が高くなる。また、水位の変動は降雨量の影響を大きく受ける。よって、管渠内情報計測システムにおいて、水位計測が重要な測定項目のひとつとなっている。 In the information measurement system in the pipe, for example, in a confluence type sewer, the water level in the manhole pipe becomes high due to the inflow of rainwater into the sewer pipe during rainfall. In addition, fluctuations in water level are greatly affected by rainfall. Therefore, water level measurement is one of the important measurement items in the information measurement system in the pipe.
水位計は、水圧式水位計などの投げ込み式、超音波水位計などの非接触式、静電容量式水位計などの接触式に分類される測定方式がある。管渠内情報計測システムでは、簡単に測定できることから投げ込み式の水圧式水位計が使用されることが多い(例えば、特許文献2)。 The water level gauge is classified into a throw-in type such as a water pressure type water level gauge, a non-contact type such as an ultrasonic water level gauge, and a contact type such as a capacitance type water level gauge. In the information measurement system in the pipe, a throw-in type hydraulic water level gauge is often used because it can be easily measured (for example, Patent Document 2).
水圧式水位計は、大気圧を基準とした圧力であるゲージ圧と水位(水圧)の相関を利用した検出方式の水位計である。水圧式水位計は、半導体圧力変換素子などの受圧部を備え、この受圧部先端のダイアフラムが液体圧を受ける。そして、液体圧を半導体圧力変換素子により連続的に電気信号に変換し、水位が連続表示される。なお、水圧式水位計は中空ケーブルを使用して大気と接続されており、大気圧の変動による検出誤差が自動的に補正される。 The water pressure type water level gauge is a detection type water level gauge that utilizes the correlation between the gauge pressure, which is the pressure based on the atmospheric pressure, and the water level (water pressure). The hydraulic water level gauge includes a pressure receiving portion such as a semiconductor pressure conversion element, and the diaphragm at the tip of the pressure receiving portion receives liquid pressure. Then, the liquid pressure is continuously converted into an electric signal by the semiconductor pressure conversion element, and the water level is continuously displayed. The hydraulic water level gauge is connected to the atmosphere using a hollow cable, and the detection error due to the fluctuation of atmospheric pressure is automatically corrected.
水圧式水位計などのセンサを管渠内に設置する場合、管渠にセンサ固定具が備えられる。センサ固定具でセンサを管渠に固定することで、施工性が良く、管渠の下流側に流されないようにセンサを固定することができる。 When a sensor such as a hydraulic water level gauge is installed in a pipe, the pipe is equipped with a sensor fixture. By fixing the sensor to the pipe with a sensor fixture, the workability is good and the sensor can be fixed so that it does not flow to the downstream side of the pipe.
水圧式水位計は、流れのある場所での測定では、流れが受圧部に当たると静圧だけでなく動圧も作用した圧力を液体圧として測定するため、動圧分が水位測定の誤差となる。 When measuring in a place where there is a flow, the water pressure type water level gauge measures the pressure at which not only the static pressure but also the dynamic pressure acts when the flow hits the pressure receiving part as the liquid pressure, so the dynamic pressure component becomes an error in the water level measurement. ..
また、水圧式水位計には、水位計内部の受圧部に水を導入するための導水孔があけられているが、測定対象となる水中の浮遊物などのごみ付着により導水孔が閉塞することで測定誤差が生じるおそれがある。 In addition, the water pressure type water level gauge has a water guide hole for introducing water into the pressure receiving part inside the water level gauge, but the water guide hole is blocked by the adhesion of dust such as suspended matter in the water to be measured. There is a risk of measurement error.
これらの課題により、水圧式水位計を管渠内などで使用する場合、比較的流速の安定した環境にしか適用できなかった。そして、流速変化が大きな環境では水圧式水位計の測定誤差が大きくなるおそれがあるため、水圧式水位計よりも価格の高い超音波式水位センサを使用せざるを得ない場合があった。しかし、超音波水位計には、水面における波立ちによる測定誤差の問題や、不感帯の問題などがあり、設置上の制約を受けるおそれがある。 Due to these problems, when the hydraulic water level gauge is used in a pipe, it can be applied only to an environment where the flow velocity is relatively stable. In an environment where the flow velocity changes greatly, the measurement error of the water pressure type water level gauge may become large, so that there is a case where an ultrasonic water level sensor, which is more expensive than the water pressure type water level gauge, must be used. However, the ultrasonic water level gauge has a problem of measurement error due to rippling on the water surface and a problem of a dead zone, and may be restricted in installation.
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、安定した水位計測の継続の向上に貢献する技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique that contributes to the improvement of continuous stable water level measurement.
上記目的を達成する本発明の水位計の一態様は、水圧を検出する受圧部と前記受圧部に水を導入する導水孔を備え、前記受圧部で検出された水圧に応じて測定対象の水位を計測する水位計本体と、前記水位計本体を収納する水位計ホルダを備え、前記水位計ホルダは、一端が開放され、他端が閉塞された筒状であり、前記水位計ホルダの外筒部には、前記水位計ホルダの内外を連通するホルダ通水孔が形成され、前記ホルダ通水孔は、前記水位計ホルダに備えられた水位計本体の導水孔より、前記水位計ホルダの開放された端部側に形成され、前記測定対象が流動している場合、前記水位計ホルダは、当該水位計ホルダの開放された端部が下流側となるように測定対象に備えられる、ことを特徴としている。 One aspect of the water level gauge of the present invention that achieves the above object is provided with a pressure receiving portion for detecting water pressure and a water guide hole for introducing water into the pressure receiving portion, and the water level to be measured according to the water pressure detected in the pressure receiving portion. The water level gauge holder is provided with a water level gauge main body for measuring and a water level gauge holder for accommodating the water level gauge main body. The water level gauge holder has a tubular shape with one end open and the other end closed, and the outer cylinder of the water level gauge holder. A holder water passage hole that communicates the inside and outside of the water level gauge holder is formed in the portion, and the holder water passage hole is opened from the water guide hole of the water level gauge main body provided in the water level gauge holder. When the measurement target is flowing, the water level gauge holder is provided on the measurement target so that the open end of the water level gauge holder is on the downstream side. It is a feature.
また、上記目的を達成する本発明の水位計の他の態様は、上記水位計において、前記水位計ホルダの外筒部には、当該水位計ホルダの開放された端部側から切込みが形成されており、当該切込みを通して前記水位計本体に前記水位計ホルダが備えられる、ことを特徴としている。 Further, in another aspect of the water level gauge of the present invention that achieves the above object, in the water level gauge, a notch is formed in the outer cylinder portion of the water level gauge holder from the open end side of the water level gauge holder. The water level gauge body is provided with the water level gauge holder through the notch.
また、上記目的を達成する本発明の水位計の他の態様は、上記水位計において、前記水位計は、管渠の水位情報を計測する水圧式水位計であって、前記管渠には、前記水位計を固定するセンサ固定具が備えられる、ことを特徴としている。 In addition, another aspect of the water level gauge of the present invention that achieves the above object is the water level gauge, wherein the water level gauge is a water pressure type water level gauge that measures water level information of a pipe, and the pipe has a water level gauge. It is characterized in that a sensor fixture for fixing the water level gauge is provided.
また、上記目的を達成する本発明の水位計の他の態様は、上記水位計において、前記センサ固定具は、前記管渠の底部の形状に沿って形成され、当該管渠の底部に設けられる底板と、前記底板の各端部から上方へ延在する側板と、前記側板間に架設される上板と、前記底板に設けられ、前記水位計を固定するセンサ固定部と、前記上板に設けられ、前記管渠の壁面に内接可能なアームと、を備える、ことを特徴としている。 In addition, another aspect of the water level gauge of the present invention that achieves the above object is that in the water level gauge, the sensor fixture is formed along the shape of the bottom of the pipe and is provided at the bottom of the pipe. On the bottom plate, a side plate extending upward from each end of the bottom plate, an upper plate erected between the side plates, a sensor fixing portion provided on the bottom plate and fixing the water level gauge, and the upper plate. It is characterized in that it is provided and is provided with an arm that can be inscribed on the wall surface of the pipe.
以上の発明によれば、安定した水位計測を継続することができる。 According to the above invention, stable water level measurement can be continued.
本発明の実施形態に係る水位計について、図面に基づいて詳細に説明する。 The water level gauge according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る水位計1は、水位計本体2と、水位計本体2を収納する水位計ホルダ3と、を備える。
As shown in FIG. 1, the water level gauge 1 according to the embodiment of the present invention includes a water level gauge
図2に示すように、水位計本体2は、円筒状の胴部4の内部に、半導体圧力変換素子などの受圧部5(センサ部)と受圧部5の検出信号を電流信号に変換するアンプ部6を備える。胴部4の一端にはノーズコーン7が設けられ、胴部4の他端には中空ケーブル8が延出している。ノーズコーン7には、受圧部5に水を導入するための導水孔9が形成されている。中空ケーブル8は、アンプ部6で変換された電流信号を信号変換器(圧力単位の出力を水位値の電流出力に変換する変換器)などに伝送する。中空ケーブル8には、大気導入用のエアチューブ10が備えられており、大気圧の変動による検出誤差が自動的に補正される。
As shown in FIG. 2, the water level gauge
水位計ホルダ3は、図1に示すように、例えば、水位計本体2の外形よりも内径が大きい円筒状である。水位計ホルダ3の一方の端部3aは流線形に形成されており、先端にいくにしたがって高さが低く、幅が細くなるように先細りになっている。水位計ホルダ3の端部3aを流線形または先細りにすることで、水位計ホルダ3にごみが付着しづらくなっており、この端部3aを上流側に向けて水位計ホルダ3が固定される。また、水位計ホルダ3の他方の端部3bは開放されており、水位計本体2の出し入れおよび中空ケーブル8の導出が可能となっている。水位計ホルダ3には、水位計ホルダ3の内部と外部とを連通するホルダ通水孔3cが形成されており、水位計ホルダ3内外の水の移動が可能となっている。水位計ホルダ3(および水位計本体2)は、例えば、後に詳細に説明するセンサ固定板22に固定された後、測定箇所に固定される。
As shown in FIG. 1, the water level gauge holder 3 has, for example, a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer shape of the water level gauge
ホルダ通水孔3cは、水位計ホルダ3の下流側の外筒部に複数形成される。ホルダ通水孔3cは、水位計ホルダ3に備えられた水位計本体2の導水孔9より下流側(水位計ホルダ3の端部3b側)に形成され、好ましくは、水位計ホルダ3の外筒部の下流側の半分程度に形成される。ホルダ通水孔3cを、水位計本体2の導水孔9を避けて下流側に設けることで、水流の動圧が水位計本体2の受圧面に直接かかることが抑制される。なお、水位計本体2の導水孔9とホルダ通水孔3cとの距離は、水位計ホルダ3の外部における流速の変化による動圧の影響を受けない程度に離すか、または、影響があったとしても許容誤差内であれば、設置場所での流速の変化を考慮して設定される。
A plurality of holder
上記のように、本発明の実施形態に係る水位計1は、水圧センサなどの受圧部5を水位計ホルダ3で覆った構造を備え、図3に示すようなセンサ固定具11と組み合わせて使用される。水位計ホルダ3を備えることで、液体の流動で生ずる動圧の影響が低減され、ごみなどの付着による計測不良が抑制される。センサ固定具11は、図4に示すようなインバート12の流出側の内壁13が略平面を有するマンホールや、図5に示すようなインバート14の流出側の内壁15が曲面を有するマンホールなどのマンホール管渠に適用される。なお、センサ固定具11については、特許文献3に詳細に記載されている。
As described above, the water level gauge 1 according to the embodiment of the present invention has a structure in which the
図3に示すように、センサ固定具11は、インバート16の底面の曲面に合わせて形成された底板17と、底板17の端部から上方に延在して設けられる側板18と、側板18間に架設される上板19と、上板19に設けられるアーム固定部20と、を備える。そして、底板17には、インバート16の上流方向に延在するセンサ固定板22が備えられる。センサ固定具11は、例えば、耐蝕性あるステンレス鋼で形成される。
As shown in FIG. 3, the sensor fixture 11 is provided between a
底板17は、マンホール内のインバート16から、下流側管路21内部まで延長した幅を有する板である。したがって、底板17の形状は、インバート16の底面および下流側管路21の底面の形状に合わせて形成される。
The
側板18は、底板17のインバート16の側壁側の端部から上方に延在した状態で設けられる板であって、底板17と上板19とをつなぐ板である。
The
上板19は、側板18間に設けられる。上板19と底板17の底部との距離は、下流側管路21の内径よりも長く形成されており、上板19または上板19(または、アーム固定部20)に設けられた位置決めボルト(図示せず)がインバート16の流出側の内壁面に押し当てられる。位置決めボルトにより、センサ固定具11のインバート16の下流方向の位置が調整される。上板19の幅(すなわち、側板18間の上端部の距離)を、上板19の幅方向の端部がマンホールの内壁に当たらない距離となるように形成することで、マンホールの内壁が曲面を有するマンホールの管渠に適用可能となる。
The
アーム固定部20には、アーム23が設けられる。また、アーム23上端部には、アーム23の垂直方向の位置を調節するアーム位置調整部(図示せず)が設けられる。
An
アーム23は、L字型の部材であり、アーム固定部20に上下方向に移動可能に設けられる。アーム23は、例えば、アーム固定部20から垂直下方向に延伸する棒の下端部を、下流側管路21の下流方向に折り曲げて構成される。アーム23は、例えば、インバート16の径方向に並ぶように1対設けられる。アーム23は、下流側管路21の下流方向に延伸した部位を下流側管路21内周面(下流側管路21内部の上面の曲面)に押し当てて固定される。
The
アーム位置調整部は、アーム23の上下方向の位置を調整する。アーム位置調整部は、例えば、アーム23の上端部に形成されたボルト部と、ボルトに螺合されるナットにより構成される。アーム位置調整部により、アーム23を上方に移動させることで、アーム23の下流側管路21内に延在する部位が下流側管路21内周面に押し当てられ、センサ固定具11がインバート16に固定される。また、アーム位置調整部により、アーム23を下方に移動させることで、センサ固定具11の取外しや位置調整を行うことができる。
The arm position adjusting unit adjusts the vertical position of the
センサ固定板22には、水位計1(すなわち、水位計本体2と水位計ホルダ3)が固定される。例えば、水位計ホルダ3のホルダ通水孔3cを利用してステンレスワイヤなどで水位計本体2を水位計ホルダ3に取付けた後、金属製の結束バンドなどにより、水位計ホルダ3(および水位計本体2)が、センサ固定板22に固定される。
A water level gauge 1 (that is, a water level gauge
また、水位計1をセンサ固定板22に固定するにあたり、図6に示すように、水位計ホルダ3Aの底部に端部3b側から水位計本体2の径と同等か小さい幅となるよう矩形の切込み3dを入れておき、センサ固定板22に先に固定しておいた水位計本体2の上方から水位計ホルダ3Aを被せて覆うか、水位計本体2のノーズコーン7側から水位計ホルダ3Aをスライドさせて水位計本体2を覆い、その後、ステンレスワイヤなどにより水位計ホルダ3Aをセンサ固定板22に固定してもよい。なお、この例では、切込み3dが形成された円筒状の本体に先端が先細りとなるように形成されたキャップを備えることで水位計ホルダ3Aが構成されている。また、キャップ(すなわち、水位計ホルダ3Aの端部3a側の内周部)には、水位計ホルダ3Aの端部3b方向に突出する水位計ホルダ位置決め突起3eが備えられており、水位計本体2のノーズコーン7が当接可能となっている。
Further, when fixing the water level gauge 1 to the
図3に示すように、水位計1は、受圧部5が上流側に向けられた状態でセンサ固定板22に設置される。つまり、水位計ホルダ3の先細りに形成された端部3aを上流側に向けて水位計ホルダ3がセンサ固定板22に固定される。なお、水位計本体2の概略寸法は、例えば、φ22mm×150mmなどのものが用いられる。
As shown in FIG. 3, the water level gauge 1 is installed on the
水位計1をインバート16に設置する際には、センサ固定具11をインバート16に設ける前に、アーム23の位置(具体的には、アーム23の下流側管路21内に延伸している部位の位置)を下流側管路21の上部内周面よりも低い位置となるように調整する。また、センサ固定板22に水位計1(すなわち、水位計本体2および水位計ホルダ3)を固定する。
When the water level gauge 1 is installed in the
次に、センサ固定具11の底板17を、マンホール内のインバート16に仮置きする。そして、位置決めボルトがマンホールの壁面に突き当たるまでインバート16に合わせてセンサ固定具11をスライドさせ、センサ固定具11の底板17の一部を下流側管路21内に挿入する。
Next, the
その後、アーム位置調整部のナットを回転して、アーム23を上方向に移動させる。アーム23が下流側管路21の上部内周面に押し付けられるまでアーム23を上昇させることで、センサ固定具11(および水位計1)がインバート16に固定される。
After that, the nut of the arm position adjusting portion is rotated to move the
以上のような本発明の実施形態に係る水位計1によれば、水圧式水位計において、流速の変化による動圧の影響を受けることなく、さらに、水位計1の導水孔9の閉塞が防止されることで、長期間、正確な水位測定が可能となる。つまり、水位計本体2を保護する水位計ホルダ3を備えることで、液体の流動で生じる動圧の影響を低減し、水位計測における測定誤差が低減される。そして、測定誤差が低減された正常な水位計測を継続することが可能となる。
According to the water level gauge 1 according to the embodiment of the present invention as described above, in the hydraulic water level gauge, the water level gauge 1 is not affected by the dynamic pressure due to the change in the flow velocity, and the water level gauge 1 is further prevented from being blocked. By doing so, accurate water level measurement becomes possible for a long period of time. That is, by providing the water level gauge holder 3 that protects the water level gauge
また、万一ごみが水位計ホルダ3の外筒部を覆っても、水位計本体2の導水孔9は閉塞することがないため、少なくともホルダ通水孔3cまたは水位計ホルダ3の後方側の端部3bが外部水と連通している限り、正常な水位計測が可能となる。つまり、従来、水圧式水位計は、導水孔の閉塞を防止するごみ対策として定期的な清掃などによる付着物の除去作業が必要であり、導水孔にごみが付着している期間の水位計測データは信用できないおそれがあった。これに対して、本発明の実施形態に係る水位計1では、導水孔9の閉塞が防止されるため正常な水位計測を継続することができる。
Further, even if dust covers the outer cylinder portion of the water level gauge holder 3, the
また、センサ固定具11により水位計1を固定することで、位置決めボルト(または、上板19)がマンホール内部の壁面に当接しているので、センサ固定具11本体が下流側管路21の流出方向に流されることがない。また、インバート16に設けられるセンサ固定具11本体には突起部がないため、下水の流れが激しい場合でも流れの障害となることはない。
Further, by fixing the water level gauge 1 with the sensor fixture 11, the positioning bolt (or the upper plate 19) is in contact with the wall surface inside the manhole, so that the sensor fixture 11 main body flows out of the
また、マンホール管渠内を傷つけることなく、ねじを回してアーム23を下流側管路21内側に押し付けることで簡単にセンサ固定具11(および水位計1)を設置(または撤去)することが可能であり、施工性が良い。さらに、センサ固定具11(および水位計1)を設置した後であっても、センサ固定具11(および水位計1)の位置の修正が容易である。その結果、水位計1の定期的な清掃などのメンテナンスが容易となる。なお、水位計1で水位計ホルダ3のみ取外し可能な態様とすることで、簡易的なメンテナンスが可能となる。
In addition, the sensor fixture 11 (and water level gauge 1) can be easily installed (or removed) by turning the screw and pressing the
また、図6に示すように水位計ホルダ3の端部3aに水位計ホルダ位置決め突起3eを備えておくと、水位計ホルダ3の位置決めが容易となる。
Further, if the water level gauge
以上、具体的な実施形態を示して本発明の水位計について説明したが、本発明の水位計は、実施形態に限定されるものではなく、その特徴を損なわない範囲で適宜設計変更が可能であり、設計変更されたものも、本発明の技術的範囲に属する。 Although the water level gauge of the present invention has been described above by showing a specific embodiment, the water level gauge of the present invention is not limited to the embodiment, and the design can be appropriately changed as long as the characteristics are not impaired. Yes, the redesigned one also belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、水位計を固定するセンサ固定具は実施形態に限定されるものではなく、水位計は、公知のセンサ固定具により管渠などの測定箇所に固定される。 For example, the sensor fixture for fixing the water level gauge is not limited to the embodiment, and the water level gauge is fixed to a measurement point such as a pipe by a known sensor fixture.
1…水位計
2…水位計本体
3、3A…水位計ホルダ
3a、3b…端部、3c…ホルダ通水孔
3d…切込み、3e…水位計ホルダ位置決め突起
4…胴部、5…受圧部、6…アンプ部
7…ノーズコーン、8…中空ケーブル
9…導水孔
10…エアチューブ
11…センサ固定具
12、14、16…インバート
13、15…内壁
17…底板、18…側板、19…上板
20…アーム固定部
21…下流側管路
22…センサ固定板(センサ固定部)
23…アーム
1 ...
23 ... Arm
Claims (2)
前記水位計本体を収納する水位計ホルダを備え、
前記水位計ホルダは、
一端が開放され、他端が閉塞された筒状であり、
前記水位計ホルダの外筒部には、前記水位計ホルダの内外を連通するホルダ通水孔が形成され、
前記ホルダ通水孔は、前記水位計ホルダに備えられた水位計本体の導水孔より、前記水位計ホルダの開放された端部側に形成され、
前記測定対象が流動している場合、前記水位計ホルダは、当該水位計ホルダの開放された端部が下流側となるように測定対象に備えられる、ことを特徴とする水位計。 A water level gauge main body that is provided with a pressure receiving unit that detects water pressure and a water guide hole that introduces water into the pressure receiving unit, and measures the water level to be measured according to the water pressure detected by the pressure receiving unit.
A water level gauge holder for storing the water level gauge body is provided.
The water level gauge holder
It has a tubular shape with one end open and the other end closed.
A holder water passage hole that communicates the inside and outside of the water level gauge holder is formed in the outer cylinder portion of the water level gauge holder.
The holder water passage hole is formed on the open end side of the water level gauge holder from the water guide hole of the water level gauge main body provided in the water level gauge holder.
When the measurement target is flowing, the water level gauge holder is provided on the measurement target so that the open end of the water level gauge holder is on the downstream side.
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