JP7462304B2 - Point flow velocity detection device and cover for point flow velocity sensor - Google Patents

Point flow velocity detection device and cover for point flow velocity sensor Download PDF

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Description

本発明は、点流速検出装置及び点流速センサ用カバーに関する。 The present invention relates to a point flow velocity detection device and a cover for a point flow velocity sensor.

特許文献1には、水流によって回転軸を中心として所定の角度の範囲で正逆方向に回転する棒状の検知アームと、検知アームと一体的に回転し、検知アームの角度を検出するための加速度センサとを備える点流速センサが記載されている。 Patent Document 1 describes a point flow velocity sensor that includes a rod-shaped detection arm that rotates in forward and reverse directions within a specified angle range around a rotation axis due to the water flow, and an acceleration sensor that rotates integrally with the detection arm and detects the angle of the detection arm.

特開2019-158463号公報JP 2019-158463 A

特許文献1に記載されている点流速センサにおいて、検知アームはその一部がケースの下面に設けた開口より外部へと突出している。ケースの側面に当たる水流がケースの下面側へと回り込み、検知アームを本来の点流速による力以上の力で回転させてしまい、点流速が不正確に検出されることがある。点流速をより正確に検出することができる点流速検出装置を提供することが望まれる。 In the point flow velocity sensor described in Patent Document 1, a portion of the detection arm protrudes outward from an opening on the underside of the case. The water flow hitting the side of the case flows around to the underside of the case, causing the detection arm to rotate with a force greater than the force caused by the original point flow velocity, which can result in inaccurate detection of the point flow velocity. It is desirable to provide a point flow velocity detection device that can detect the point flow velocity more accurately.

本発明は、点流速をより正確に検出することができる点流速検出装置、及び、点流速センサによって点流速をより正確に検出するための点流速センサ用カバーを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a point flow velocity detection device that can detect point flow velocity more accurately, and a cover for a point flow velocity sensor that enables the point flow velocity sensor to detect point flow velocity more accurately.

本発明は、水流の点流速を検出する点流速センサと、前記点流速センサを覆う点流速センサ用カバーとを備え、前記点流速センサは、前記点流速センサを鉛直方向の設置面に取り付けた状態で、鉛直方向と平行の方向の底面と、前記底面と対向する天面と、河床側を向く下面と、前記下面と対向する上面と、前記水流としての順流が当たる側の上流側側面と、前記水流としての逆流が当たる側の逆流側側面とを有し、前記下面に開口が形成されているケースと、一部が前記開口より前記ケースの外部へと突出し、水流によって前記ケース内に設けられている回転軸を中心として所定の角度の範囲で正方向または逆方向に回転する検知アームとを備え、前記点流速センサ用カバーは、前記天面を覆う天板部と、前記上流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第1の傾斜部と、前記逆流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第2の傾斜部と、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部における少なくとも前記下面側の側端部に設けられ、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部の面と直交する方向に突出するフランジとを備える点流速検出装置を提供する。 The present invention comprises a point flow velocity sensor that detects the point flow velocity of a water flow, and a point flow velocity sensor cover that covers the point flow velocity sensor. When the point flow velocity sensor is attached to a vertical installation surface, the point flow velocity sensor has a bottom surface parallel to the vertical direction, a top surface opposite the bottom surface, a lower surface facing the riverbed, an upper surface opposite the lower surface, an upstream side surface on which the forward flow of the water flow hits, and a reverse side surface on which the reverse flow of the water flow hits, and is provided with a case having an opening on the lower surface, and a detection arm, a portion of which protrudes from the opening to the outside of the case and which rotates in a forward or reverse direction within a predetermined angle range by the water flow around a rotation axis provided within the case, and the point flow velocity sensor is provided with a cover that covers the point flow velocity sensor. The flow velocity sensor cover provides a point flow velocity detection device that includes a top plate portion that covers the top surface, a first inclined portion that covers the upstream side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, a second inclined portion that covers the reverse flow side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and a flange that is provided at the side end of the top plate portion and the first and second inclined portions on at least the lower surface side and protrudes in a direction perpendicular to the surfaces of the top plate portion and the first and second inclined portions.

本発明は、点流速センサを覆う点流速センサ用カバーであり、前記点流速センサは、前記点流速センサを鉛直方向の設置面に取り付けた状態で、鉛直方向と平行の方向の底面と、前記底面と対向する天面と、河床側を向く下面と、前記下面と対向する上面と、前記水流としての順流が当たる側の上流側側面と、前記水流としての逆流が当たる側の逆流側側面とを有し、前記下面に開口が形成されているケースと、一部が前記開口より前記ケースの外部へと突出し、水流によって前記ケース内に設けられている回転軸を中心として所定の角度の範囲で正方向または逆方向に回転する検知アームとを備え、前記点流速センサ用カバーは、前記天面を覆う天板部と、前記上流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第1の傾斜部と、前記逆流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第2の傾斜部と、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部における少なくとも前記下面側の側端部に設けられ、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部の面と直交する方向に突出するフランジとを備える点流速センサ用カバーを提供する。 The present invention is a cover for a point flow velocity sensor that covers a point flow velocity sensor, and the point flow velocity sensor has, when the point flow velocity sensor is attached to a vertical installation surface, a bottom surface parallel to the vertical direction, a top surface opposite the bottom surface, a lower surface facing the riverbed, an upper surface opposite the lower surface, an upstream side surface on which the forward flow of the water hits, and a reverse side surface on which the reverse flow of the water hits, and is equipped with a case having an opening on the bottom surface, and a detection arm, a portion of which protrudes from the opening to the outside of the case and which rotates in a forward or reverse direction within a predetermined angle range by the water flow around a rotation axis provided within the case, and the point flow velocity sensor cover is A cover for a point flow velocity sensor is provided that includes a top plate portion that covers the top surface, a first inclined portion that covers the upstream side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and is connected to the top plate portion, a second inclined portion that covers the reverse flow side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and a flange that is provided at the side end of the top plate portion and the first and second inclined portions on at least the lower surface side and protrudes in a direction perpendicular to the surfaces of the top plate portion and the first and second inclined portions.

本発明の点流速検出装置によれば、点流速をより正確に検出することができる。本発明の点流速センサ用カバーによれば、点流速センサによって点流速をより正確に検出することができる。 The point flow velocity detection device of the present invention allows the point flow velocity to be detected more accurately. The point flow velocity sensor cover of the present invention allows the point flow velocity to be detected more accurately by the point flow velocity sensor.

一実施形態の点流速検出装置の一部を構成する点流速センサの蓋を外した状態を示す平面図である。1 is a plan view showing a state in which a lid of a point flow velocity sensor constituting a part of a point flow velocity detection device according to one embodiment is removed. 図1に示す点流速センサを、ケースを切断した状態で示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the point flow velocity sensor shown in FIG. 1 with the case cut away. 図1に示す点流速センサにおける回転軸周囲の構成を一部断面にて示す拡大図である。2 is an enlarged view, partially in cross section, showing the configuration around a rotation shaft in the point flow velocity sensor shown in FIG. 1 . 図1に示す点流速センサにおける回転体及び加速度センサユニットが正方向に回転した状態におけるケーブルの状態を示す部分平面図である。2 is a partial plan view showing the state of the cable in the point flow velocity sensor shown in FIG. 1 when the rotor and the acceleration sensor unit are rotated in the forward direction. FIG. 図1に示す点流速センサにおける回転体及び加速度センサユニットが逆方向に回転した状態におけるケーブルの状態を示す部分平面図である。2 is a partial plan view showing the state of the cable in the point flow velocity sensor shown in FIG. 1 when the rotor and the acceleration sensor unit are rotated in the opposite directions. FIG. 一実施形態の点流速検出装置を下面から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the flow velocity detection device according to the embodiment, viewed from below. 一実施形態の点流速検出装置の一部を構成する点流速センサ用カバー、及び一実施形態の点流速センサ用カバーを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a point flow velocity sensor cover constituting a part of a point flow velocity detection device of one embodiment, and a point flow velocity sensor cover of one embodiment. FIG. 一実施形態の点流速検出装置を正面から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of a flow velocity detection device according to an embodiment, as viewed from the front. 点流速センサに接続されたデータ送信部の構成例を示すブロック図である。11 is a block diagram showing an example of the configuration of a data transmission unit connected to a point flow velocity sensor. FIG.

以下、一実施形態の点流速検出装置及び点流速センサ用カバーについて、添付図面を参照して説明する。まず、図1~図4Bを用いて、一実施形態の点流速検出装置の一部を構成する点流速センサの構成例を説明する。図1において、点流速センサ10は、ケース101におけるケース本体101aから蓋101b(図2参照)を外した状態を示している。ケース本体101a及び蓋101bは、例えば合成樹脂によって形成されている。 The point flow velocity detection device and the cover for the point flow velocity sensor of one embodiment will be described below with reference to the attached drawings. First, an example of the configuration of a point flow velocity sensor constituting a part of the point flow velocity detection device of one embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 4B. In Fig. 1, the point flow velocity sensor 10 is shown in a state where the lid 101b (see Fig. 2) has been removed from the case body 101a of the case 101. The case body 101a and the lid 101b are formed, for example, from a synthetic resin.

ケース本体101aの底面に取り付けられた回転軸121には、ステンレス板よりなるベース103が正逆方向に回転自在に取り付けられている。図1において、反時計方向の回転を正方向(+方向)の回転とすれば、時計方向の回転が逆方向(-方向)の回転である。ベース103が回転軸121を中心として回転自在に取り付けられている詳細な構成については後述する。 A base 103 made of a stainless steel plate is attached to the rotating shaft 121 attached to the bottom surface of the case body 101a so as to be rotatable in both forward and reverse directions. In FIG. 1, if counterclockwise rotation is the forward direction (+ direction), then clockwise rotation is the reverse direction (- direction). The detailed structure of the base 103, which is attached so as to be rotatable around the rotating shaft 121, will be described later.

ベース103の表面には、加速度センサユニット105が固着されている。加速度センサユニット105は、加速度センサ及び回路基板よりなるユニットと、そのユニットが取り付けられている取付部1051とより構成されている。加速度センサユニット105の取付部1051、ベース103、及び図2に示す重り板107~109は、一対のねじ106によって連結されている。重り板107~109はステンレス板よりなる。図1または図2に示すように、ベース103及び重り板107~109は、一対のねじ110によって連結されている。 An acceleration sensor unit 105 is fixed to the surface of the base 103. The acceleration sensor unit 105 is composed of a unit consisting of an acceleration sensor and a circuit board, and a mounting part 1051 to which the unit is attached. The mounting part 1051 of the acceleration sensor unit 105, the base 103, and the weight plates 107 to 109 shown in FIG. 2 are connected by a pair of screws 106. The weight plates 107 to 109 are made of stainless steel plates. As shown in FIG. 1 or 2, the base 103 and the weight plates 107 to 109 are connected by a pair of screws 110.

図1及び図2に示すように、重り板107の下端部には重り板107の面に直交して突出する突出片107aが形成されている。突出片107aには雌ねじが形成された孔が形成されている。検知アーム111の上端部には雄ねじが形成されている。検知アーム111の上端部の雄ねじを突出片107aの孔の雌ねじに螺合させることによって、検知アーム111は重り板107に固定されている。結果として、加速度センサユニット105と検知アーム111とは実質的に一体化されている。 As shown in Figures 1 and 2, a protruding piece 107a is formed at the lower end of the weight plate 107, protruding perpendicular to the surface of the weight plate 107. A hole with a female thread is formed in the protruding piece 107a. A male thread is formed at the upper end of the detection arm 111. The detection arm 111 is fixed to the weight plate 107 by screwing the male thread at the upper end of the detection arm 111 into the female thread of the hole in the protruding piece 107a. As a result, the acceleration sensor unit 105 and the detection arm 111 are essentially integrated.

回転軸121に回転自在に取り付けられたベース103には、重り板107~109及び検知アーム111が一体化されているので、ベース103、重り板107~109、及び検知アーム111は回転体を構成する。加速度センサユニット105は回転体と一体化されているので、加速度センサユニット105は回転軸121を中心として回転体と一体的に回転する。 The weight plates 107-109 and the detection arm 111 are integrated with the base 103, which is rotatably attached to the rotation shaft 121, so that the base 103, the weight plates 107-109, and the detection arm 111 form a rotating body. The acceleration sensor unit 105 is integrated with the rotating body, so the acceleration sensor unit 105 rotates integrally with the rotating body around the rotation shaft 121.

ケース101(ケース本体101a)の下面には、細長い四角形の開口102が形成されている。ケース101の下面は、点流速センサ10を水中に設置したときに下方(河床側)に向ける面である。検知アーム111の一部は、開口102よりケース101の外部へと突出している。開口102は、検知アーム111が通る程度のスリットであってもよい。検知アーム111が回転する正逆方向の最大角度は、開口102の端部の位置によって決まる。 A long, narrow rectangular opening 102 is formed on the underside of the case 101 (case body 101a). The underside of the case 101 is the surface that faces downward (towards the riverbed) when the point flow velocity sensor 10 is installed in water. A part of the detection arm 111 protrudes from the opening 102 to the outside of the case 101. The opening 102 may be a slit large enough for the detection arm 111 to pass through. The maximum angle that the detection arm 111 can rotate in the forward and reverse directions is determined by the position of the end of the opening 102.

図2または図3に示すように、ケース本体101aの底面(図2の右側面)には、例えば皿ねじよりなる回転軸121が取り付けられている。回転軸121には、ワッシャ122、ナット123、軸金具124、ステレンスパイプ125、ワッシャ128、ナット129が通されている。ナット123及び129を回転軸121に締め付けることにより、回転軸121には、軸金具124及びステレンスパイプ125がナット123とナット129との間に挟まれた状態で固定されている。 As shown in FIG. 2 or FIG. 3, a rotating shaft 121, for example a flat head screw, is attached to the bottom surface (the right side surface in FIG. 2) of the case body 101a. A washer 122, a nut 123, a shaft fitting 124, a stainless steel pipe 125, a washer 128, and a nut 129 are passed through the rotating shaft 121. By tightening the nuts 123 and 129 to the rotating shaft 121, the shaft fitting 124 and the stainless steel pipe 125 are fixed to the rotating shaft 121 in a state where they are sandwiched between the nut 123 and the nut 129.

ステレンスパイプ125には、樹脂製の円筒形の無給油ブッシュ126が通されている。無給油ブッシュ126の直径はステレンスパイプ125の直径よりもわずかに大きい。ベース103及び補助板127に形成された孔には、無給油ブッシュ126が嵌め込まれている。補助板127はステンレス板よりなり、ベース103に溶接されている。ベース103に固定された補助板127は、回転体の一部を構成する。無給油ブッシュ126はベース103及び補助板127に接着されており、ステレンスパイプ125を中心に所定の角度の範囲で一体的に回転する。 A cylindrical resin oil-free bushing 126 is passed through the stainless steel pipe 125. The diameter of the oil-free bushing 126 is slightly larger than the diameter of the stainless steel pipe 125. The oil-free bushing 126 is fitted into holes formed in the base 103 and the auxiliary plate 127. The auxiliary plate 127 is made of a stainless steel plate and is welded to the base 103. The auxiliary plate 127 fixed to the base 103 forms part of the rotating body. The oil-free bushing 126 is bonded to the base 103 and the auxiliary plate 127, and rotates integrally within a predetermined angle range around the stainless steel pipe 125.

なお、補助板127は、ベース103の厚みが無給油ブッシュ126の軸方向の長さよりも格段に小さいため設けているものである。補助板127を設けることは必須ではない。 The auxiliary plate 127 is provided because the thickness of the base 103 is significantly smaller than the axial length of the oil-free bushing 126. It is not essential to provide the auxiliary plate 127.

点流速が0m/sであるとき、検知アーム111は鉛直方向の真下を向いており、この検知アーム111の位置が0点である。検知アーム111が水流によって図1の右方向(反時計方向)または左方向(時計方向)へと回転すると、加速度センサユニット105が回転する。加速度センサユニット105が回転すれば、加速度センサユニット105は、検知アーム111の正方向または逆方向の角度を検出することができる。加速度センサユニット105が生成した検知アーム111(回転体)の角度を示す検出値(電圧値)は、ケーブル131を介して点流速センサ10の外部へと出力される。 When the point flow velocity is 0 m/s, the detection arm 111 faces directly downward in the vertical direction, and the position of this detection arm 111 is the 0 point. When the detection arm 111 rotates to the right (counterclockwise) or left (clockwise) in FIG. 1 due to the water flow, the acceleration sensor unit 105 rotates. When the acceleration sensor unit 105 rotates, it can detect the forward or reverse angle of the detection arm 111. The detection value (voltage value) generated by the acceleration sensor unit 105 indicating the angle of the detection arm 111 (rotating body) is output to the outside of the point flow velocity sensor 10 via the cable 131.

次に、点流速が0m/sとなったときに検知アーム111を0点に戻しやすくするための具体的な構成について説明する。図1に示すように、ケーブル131は、加速度センサユニット105の幅方向の中央から引き出されている。ケーブル131は、正方向に対応する右方向に向かった後に湾曲して、加速度センサユニット105から上方に離れた位置であって幅方向の中央に戻るU字状の突出部132を有する。さらに、ケーブル131は、突出部132に連続して、幅方向の中央から逆方向に対応する左方向に向かった後に湾曲して、加速度センサユニット105からさらに上方に離れた位置であって幅方向の中央に戻るU字状の突出部133を有する。 Next, a specific configuration for easily returning the detection arm 111 to the 0 point when the point flow velocity becomes 0 m/s will be described. As shown in FIG. 1, the cable 131 is pulled out from the center of the acceleration sensor unit 105 in the width direction. The cable 131 has a U-shaped protrusion 132 that curves after heading in the right direction corresponding to the positive direction and returns to the center in the width direction at a position above the acceleration sensor unit 105. Furthermore, the cable 131 has a U-shaped protrusion 133 that is continuous with the protrusion 132, curves from the center in the width direction to the left direction corresponding to the reverse direction, and returns to the center in the width direction at a position further above the acceleration sensor unit 105.

加速度センサユニット105の幅方向の中央から引き出されたケーブル131に、左方向に向かった後に湾曲して幅方向の中央に戻る突出部133を形成し、続けて、右方向に向かった後に湾曲して幅方向の中央に戻る突出部132を形成してもよい。 A protrusion 133 may be formed on the cable 131 pulled out from the center of the width of the acceleration sensor unit 105, which turns leftward and then curves back to the center in the width direction, and a protrusion 132 may be formed next, which turns rightward and then curves back to the center in the width direction.

ケーブル131には、幅方向の中央から引き出されて正方向と逆方向とのうちの一方の方向に対応する第1の方向に向かった後に湾曲して、加速度センサユニット105から離れて幅方向の中央に戻る第1の突出部が形成されればよい。これに加えて、ケーブル131には、第1の突出部に連続して、幅方向の中央から正方向と逆方向とのうちの他方の方向に対応する第2の方向に向かった後に湾曲して、加速度センサユニット105からさらに離れて幅方向の中央に戻る第2の突出部が形成されればよい。 The cable 131 may have a first protrusion formed thereon, which is pulled out from the center in the width direction, moves toward a first direction corresponding to one of the forward and reverse directions, then curves, moves away from the acceleration sensor unit 105, and returns to the center in the width direction. In addition, the cable 131 may have a second protrusion formed thereon, which is continuous with the first protrusion, moves from the center in the width direction to a second direction corresponding to the other of the forward and reverse directions, then curves, moves further away from the acceleration sensor unit 105, and returns to the center in the width direction.

第1及び第2の突出部とは、ケーブル131を引き回すときのケーブル131の形状が、加速度センサユニット105の幅方向の中央から左右方向に突出しているということである。 The first and second protrusions refer to the shape of the cable 131 when it is routed, protruding in the left and right directions from the center of the width of the acceleration sensor unit 105.

ケーブル131は、突出部133に連続して、加速度センサユニット105の幅方向の中央の位置において上方へ直線状に引き回されている。直線状に引き回されたケーブル131は、ケーブル固定板134によって軸金具124に固定されている。ケーブル固定板134は、一対のねじ135によって軸金具124に固定されている。さらに、ケーブル131は、ケース本体101aに設けられたケーブル引き出し用パイプ136より外部へと引き出されている。 The cable 131 is continuous with the protrusion 133 and is routed in a straight line upward at the center of the width of the acceleration sensor unit 105. The cable 131 routed in a straight line is fixed to the shaft fitting 124 by a cable fixing plate 134. The cable fixing plate 134 is fixed to the shaft fitting 124 by a pair of screws 135. Furthermore, the cable 131 is pulled out to the outside from a cable pull-out pipe 136 provided in the case body 101a.

図4Aは、点流速センサ10における回転体及び加速度センサユニット105が正方向に回転した状態を示している。図4Bは、点流速センサ10における回転体及び加速度センサユニット105が逆方向に回転した状態を示している。図4Aに示すように、回転体及び加速度センサユニット105が正方向に回転すると、突出部132が広がり、突出部133が縮む。図4Bに示すように、回転体及び加速度センサユニット105が逆方向に回転すると、突出部132が縮み、突出部133が広がる。 Figure 4A shows the state in which the rotating body and acceleration sensor unit 105 in the point flow velocity sensor 10 rotate in the forward direction. Figure 4B shows the state in which the rotating body and acceleration sensor unit 105 in the point flow velocity sensor 10 rotate in the reverse direction. As shown in Figure 4A, when the rotating body and acceleration sensor unit 105 rotate in the forward direction, the protrusion 132 expands and the protrusion 133 contracts. As shown in Figure 4B, when the rotating body and acceleration sensor unit 105 rotate in the reverse direction, the protrusion 132 contracts and the protrusion 133 expands.

点流速センサ10が所定の点流速を検出して回転体及び加速度センサユニット105が正方向または逆方向に回転した状態で、点流速が0m/sとなったとする。すると、一方が広がって他方が縮んだ突出部132及び突出部133が元の状態に戻ろうとするので、検知アーム111は0点に戻りやすくなる。検知アーム111は、点流速が0m/sとなると即座に0点に戻る。 Let us assume that the point flow velocity sensor 10 detects a predetermined point flow velocity and the rotor and acceleration sensor unit 105 rotate in the forward or reverse direction, and the point flow velocity becomes 0 m/s. Then, the protrusions 132 and 133, one of which has expanded and the other of which has contracted, will attempt to return to their original state, making it easier for the detection arm 111 to return to the 0 point. When the point flow velocity becomes 0 m/s, the detection arm 111 immediately returns to the 0 point.

図1に示す点流速センサ10においては、ケーブル131に第1の方向に突出する突出部と第2の方向に突出する突出部を一対形成しているが、2対以上の突出部を形成してもよい。第1の方向に突出する突出部の数と第2の方向に突出する突出部の数は同じとする必要がある。 In the point flow velocity sensor 10 shown in FIG. 1, the cable 131 is formed with a pair of protrusions that protrude in a first direction and a pair of protrusions that protrude in a second direction, but two or more pairs of protrusions may be formed. The number of protrusions that protrude in the first direction must be the same as the number of protrusions that protrude in the second direction.

図1に示す点流速センサ10においては、検知アーム111を0点に戻しやすくするための好ましい構成として、ベース103を、無給油ブッシュ126を介して回転軸121に取り付けている。ケーブル131に突出部132及び突出部133を設けるのに加えて、ベース103を、無給油ブッシュ126を介して回転軸121に取り付ける構成とすることが好ましい。 In the point flow velocity sensor 10 shown in FIG. 1, the base 103 is attached to the rotating shaft 121 via an oil-free bushing 126 as a preferred configuration for making it easier to return the detection arm 111 to the zero point. In addition to providing the cable 131 with protrusions 132 and 133, it is also preferred to have the base 103 attached to the rotating shaft 121 via an oil-free bushing 126.

図1に示す点流速センサ10においては、検知アーム111を0点に戻しやすくするためのさらに好ましい構成として、回転体及び加速度センサユニット105を次のように構成している。加速度センサユニット105は、ベース103の第1の面(表面)に取り付けられている。ベース103の第1の面とは反対側の第2の面(裏面)には、回転体の一部としての重り板107~109が取り付けられている。但し、重り板107における突出片107aは実質的に第1の面側に位置している。検知アーム111は第1の面側に位置している。 In the point flow velocity sensor 10 shown in FIG. 1, the rotating body and acceleration sensor unit 105 are configured as follows, as a more preferable configuration for making it easier to return the detection arm 111 to the zero point. The acceleration sensor unit 105 is attached to the first surface (front surface) of the base 103. Weight plates 107 to 109 are attached as part of the rotating body to the second surface (back surface) of the base 103 opposite the first surface. However, the protruding piece 107a of the weight plate 107 is substantially located on the first surface side. The detection arm 111 is located on the first surface side.

ベース103の第1の面側に位置する加速度センサユニット105、突出片107a、及び検知アーム111の各部の重さとベース103に対する位置とによって決まるモーメントを第1のモーメントとする。ベース103の第2の面側に位置する重り板107~109(突出片107aを除く)の各部の重さとベース103に対する位置とによって決まるモーメントを第2のモーメントとする。本実施形態においては、第1のモーメントと第2のモーメントとが87%均等となるように設定されている。 The moment determined by the weight of each of the acceleration sensor unit 105, protruding piece 107a, and detection arm 111 located on the first surface side of the base 103 and their position relative to the base 103 is defined as the first moment. The moment determined by the weight of each of the weight plates 107 to 109 (excluding protruding piece 107a) located on the second surface side of the base 103 and their position relative to the base 103 is defined as the second moment. In this embodiment, the first moment and the second moment are set to be 87% equal.

即ち、回転体及び加速度センサユニット105が、ケース本体101aの底面側に傾いたり、蓋101b側に傾いたりすることなく、点流速が0m/sであるときに検知アーム111が鉛直方向の真下を向くように、各部品(加速度センサユニット105、重り板107~109、検知アーム111)の重さ、及び各部品のベース103に対する位置を設定している。 In other words, the weight of each part (acceleration sensor unit 105, weight plates 107-109, detection arm 111) and the position of each part relative to base 103 are set so that the rotating body and acceleration sensor unit 105 do not tilt toward the bottom surface of case body 101a or toward lid 101b, and the detection arm 111 faces directly downward in the vertical direction when the point flow velocity is 0 m/s.

図1に示す点流速センサ10においては、3枚の重り板107~109を設けているが、ベース103の第1の面側の重さと第2の面側の重さとを均等とするための重り板の枚数は3枚に限定されない。重り板の大きさ及び枚数は設計的な事項である。 In the point flow velocity sensor 10 shown in FIG. 1, three weight plates 107 to 109 are provided, but the number of weight plates is not limited to three in order to equalize the weight of the first surface side and the weight of the second surface side of the base 103. The size and number of weight plates are design matters.

次に、図5~図7を用いて、以上説明した点流速センサ10を備えて構成される一実施形態の点流速検出装置及び点流速センサ用カバーを説明する。図5に示すように、河川内の所定の構造物300には、Lアングル30が固定されている。Lアングル30には、断面コ字状の金具12が取り付けられている。金具12は、天板部1201と、天板部1201に対して90度の角度を有する脚部1202a及び1202bとを有する。金具12は、1枚のステンレス板を折り曲げることによって形成されている。 Next, a point flow velocity detection device and a cover for a point flow velocity sensor according to an embodiment, which is configured with the point flow velocity sensor 10 described above, will be described with reference to Figures 5 to 7. As shown in Figure 5, an L-angle 30 is fixed to a specific structure 300 in a river. A metal fitting 12 with a U-shaped cross section is attached to the L-angle 30. The metal fitting 12 has a top plate portion 1201 and legs 1202a and 1202b that are at an angle of 90 degrees to the top plate portion 1201. The metal fitting 12 is formed by bending a single stainless steel plate.

図5は、左岸取り付けの例を示している。右岸取り付けの場合には、Lアングル30を左右逆にして構造物300に固定し、Lアングル30に金具12を取り付ければよい。 Figure 5 shows an example of installation on the left bank. When installing on the right bank, the L-angle 30 is fixed to the structure 300 with the left and right reversed, and the metal fitting 12 is attached to the L-angle 30.

金具12の天板部1201の一方の端部には、皿ねじ14aによって連結板13aが取り付けられており、天板部1201の他方の端部には、皿ねじ14bによって連結板13bが取り付けられている。連結板13a及び13bは、天板部1201と平行な第1の部分1301と、第1の部分1301に対して90度を越える角度を有して構造物300の方向へと向かう第2の部分1302とを有する。天板部1201には、第1の部分1301の端部が皿ねじ14a及び14bによって固定されている。連結板13a及び13bは、各1枚のステンレス板を折り曲げることによって形成されている。 A connecting plate 13a is attached to one end of the top plate portion 1201 of the metal fitting 12 by a flat head screw 14a, and a connecting plate 13b is attached to the other end of the top plate portion 1201 by a flat head screw 14b. The connecting plates 13a and 13b have a first portion 1301 parallel to the top plate portion 1201, and a second portion 1302 that faces the structure 300 at an angle of more than 90 degrees to the first portion 1301. The ends of the first portion 1301 are fixed to the top plate portion 1201 by flat head screws 14a and 14b. The connecting plates 13a and 13b are each formed by bending a single stainless steel plate.

天板部1201には、上述した点流速センサ10が図示していないねじ等によって固定されている。点流速センサ用カバー16は、金具12及び点流速センサ10を覆っている。図6は、点流速センサ用カバー16を示す斜視図である。図5及び図6に示すように、点流速センサ用カバー16は、天板部161と、天板部161に対して90度を越える角度を有して構造物300の方向へと向かう傾斜部162a及び162bとを有する。 The point flow velocity sensor 10 described above is fixed to the top plate portion 1201 by screws or the like (not shown). The point flow velocity sensor cover 16 covers the metal fittings 12 and the point flow velocity sensor 10. Figure 6 is a perspective view showing the point flow velocity sensor cover 16. As shown in Figures 5 and 6, the point flow velocity sensor cover 16 has a top plate portion 161 and inclined portions 162a and 162b that are at an angle of more than 90 degrees with respect to the top plate portion 161 and point toward the structure 300.

天板部161と傾斜部162a及び162bの両側端部には、フランジ163a及び163bが設けられている。フランジ163a及び163bは、天板部161と傾斜部162a及び162bの面と直交する方向に突出している。フランジ163a及び163bの高さは、天板部161の部分において10mm程度である。フランジ163a及び163bの高さは、傾斜部162a及び162bの天板部161とは反対側の端部に向かうに従って順に低くなっている。 Flanges 163a and 163b are provided on both side ends of the top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b. The flanges 163a and 163b protrude in a direction perpendicular to the surfaces of the top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b. The height of the flanges 163a and 163b is approximately 10 mm at the top plate portion 161. The height of the flanges 163a and 163b decreases in sequence toward the ends of the inclined portions 162a and 162b opposite the top plate portion 161.

天板部161及び傾斜部162a及び162bは、1枚のステンレス板を折り曲げることによって形成されている。フランジ163a及び163bは、天板部161と傾斜部162a及び162bの両側端部に溶接されて、天板部161と傾斜部162a及び162bと一体化されている。 The top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b are formed by bending a single stainless steel plate. The flanges 163a and 163b are welded to both side ends of the top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b, and are integrated with the top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b.

図5に示すように、連結板13a及び13bの第2の部分1302は、傾斜部162a及び162bと同じ傾斜角度を有する。第2の部分1302は、皿ねじ15a及び15bによって傾斜部162a及び162bに固定されている。連結板13a及び13bは、金具12と点流速センサ用カバー16とを連結している。 As shown in FIG. 5, the second portions 1302 of the connecting plates 13a and 13b have the same inclination angle as the inclined portions 162a and 162b. The second portions 1302 are fixed to the inclined portions 162a and 162b by countersunk screws 15a and 15b. The connecting plates 13a and 13b connect the metal fitting 12 and the point flow velocity sensor cover 16.

図5に示す構成例においては、点流速センサ10、金具12、連結板13a及び13b、点流速センサ用カバー16が点流速検出装置100を構成している。少なくとも点流速センサ10と点流速センサ用カバー16で点流速検出装置100を構成してもよい。 In the configuration example shown in FIG. 5, the point flow velocity sensor 10, the metal fittings 12, the connecting plates 13a and 13b, and the point flow velocity sensor cover 16 constitute the point flow velocity detection device 100. The point flow velocity detection device 100 may be constituted by at least the point flow velocity sensor 10 and the point flow velocity sensor cover 16.

図7は、Lアングル30に固定した点流速検出装置100を正面から見た状態を示している。点流速センサ10は、鉛直方向の設置面に取り付けられている。構造物300の表面または金具12の天板部1201が設置面である。この状態で、点流速センサ10のケース101は、鉛直方向と平行の方向の底面と、底面と対向する天面と、河床側を向く下面と、下面と対向する上面と、水流としての順流が当たる側の上流側側面と、水流としての逆流が当たる側の逆流側側面とを有する。蓋101bの上面が天面である。 Figure 7 shows the point flow velocity detection device 100 fixed to the L-angle 30 as seen from the front. The point flow velocity sensor 10 is attached to a vertical installation surface. The surface of the structure 300 or the top plate 1201 of the metal fitting 12 is the installation surface. In this state, the case 101 of the point flow velocity sensor 10 has a bottom surface parallel to the vertical direction, a top surface opposite the bottom surface, a lower surface facing the riverbed, a top surface opposite the lower surface, an upstream side surface on the side where the forward flow of water hits, and a reverse side surface on the side where the reverse flow of water hits. The top surface of the lid 101b is the top surface.

点流速センサ用カバー16における天板部161は、ケース101の天面を覆っている。傾斜部162a(第1の傾斜部)は、ケース101の上流側側面を覆い、点流速センサ10から離れた位置から点流速センサ10に近付くに従って、設置面側から天板部161側へと向かうように傾斜して天板部161に繋がっている。傾斜部162b(第2の傾斜部)は、ケース101の逆流側側面を覆い、点流速センサ10から離れた位置から点流速センサ10に近付くに従って、設置面側から天板部161側へと向かうように傾斜して天板部161に繋がっている。 The top plate portion 161 of the point flow velocity sensor cover 16 covers the top surface of the case 101. The inclined portion 162a (first inclined portion) covers the upstream side of the case 101, and as it approaches the point flow velocity sensor 10 from a position away from the point flow velocity sensor 10, it is inclined from the installation surface side toward the top plate portion 161 side and connected to the top plate portion 161. The inclined portion 162b (second inclined portion) covers the reverse flow side of the case 101, and as it approaches the point flow velocity sensor 10 from a position away from the point flow velocity sensor 10, it is inclined from the installation surface side toward the top plate portion 161 side and connected to the top plate portion 161.

点流速センサ用カバー16よりも下方を流れる順流Wc1は、検知アーム111を回転させる。傾斜部162aに当たった順流Wc2が下方へと流れたとする。フランジ163aは、下方へと流れた順流Wc2がケース101の下方へと流れることを抑制するので、順流Wc2が検知アーム111を回転させる力を低減させることができることから、乱流の発生を低減できるとともに順流Wc1のみを検知しやすくなる。よって、点流速検出装置100によれば、点流速をより正確に検出することができる。点流速センサ用カバー16によれば、点流速センサ10によって点流速をより正確に検出することができる。 The forward flow Wc1 flowing below the point flow velocity sensor cover 16 rotates the detection arm 111. Suppose that the forward flow Wc2 that hits the inclined portion 162a flows downward. The flange 163a prevents the downward flow of the forward flow Wc2 from flowing below the case 101, thereby reducing the force that the forward flow Wc2 exerts on the detection arm 111, thereby reducing the occurrence of turbulence and making it easier to detect only the forward flow Wc1. Thus, the point flow velocity detection device 100 can detect the point flow velocity more accurately. The point flow velocity sensor cover 16 allows the point flow velocity sensor 10 to detect the point flow velocity more accurately.

点流速センサ用カバー16は、天板部161と傾斜部162a及び162bにおける少なくともケース101の下面側の側端部に設けられたフランジ163aを備えればよい。図7に示すように、フランジ163aがケース101の下面と鉛直方向の同じ位置となるように、点流速センサ10と点流速センサ用カバー16とが互いに位置決めされていることが好ましい。フランジ163bは、ケース101の上面よりも上方に位置していることが好ましい。 The point flow velocity sensor cover 16 may include a flange 163a provided at least on the side end of the bottom surface of the case 101 at the top plate portion 161 and the inclined portions 162a and 162b. As shown in FIG. 7, it is preferable that the point flow velocity sensor 10 and the point flow velocity sensor cover 16 are positioned relative to each other so that the flange 163a is at the same vertical position as the bottom surface of the case 101. It is preferable that the flange 163b is located above the top surface of the case 101.

図8を用いて、点流速検出装置100(点流速センサ10)が検出した点流速の検出値がどのように利用されるかを説明する。図8に示すように、点流速センサ10には、データ送信部20が接続されている。データ送信部20は、点流速センサ10が取り付けられている支柱の上方に、点流速センサ10とは所定距離だけ離隔した状態で取り付けられている。 Using Figure 8, we will explain how the point flow velocity detected by the point flow velocity detection device 100 (point flow velocity sensor 10) is used. As shown in Figure 8, a data transmission unit 20 is connected to the point flow velocity sensor 10. The data transmission unit 20 is attached above the support on which the point flow velocity sensor 10 is attached, separated from the point flow velocity sensor 10 by a predetermined distance.

データ送信部20は、ケーブル131を介して点流速センサ10から供給されるデジタル値の検出値をレベル変換するレベル変換器21、検出値を点流速データに変換する中央処理装置22(以下、CPU22)、点流速データを無線送信する無線機23を備える。また、データ送信部20は、データ送信部20内の各部及び点流速センサ10に電力を供給する電源部24を備える。電源部24は、ソーラーパネル及び充電池であってもよいし、予め充電された充電池または乾電池であってもよい。 The data transmission unit 20 includes a level converter 21 that converts the level of the digital detection value supplied from the point flow velocity sensor 10 via the cable 131, a central processing unit 22 (hereinafter, CPU 22) that converts the detection value into point flow velocity data, and a radio 23 that wirelessly transmits the point flow velocity data. The data transmission unit 20 also includes a power supply unit 24 that supplies power to each unit in the data transmission unit 20 and the point flow velocity sensor 10. The power supply unit 24 may be a solar panel and a rechargeable battery, or may be a pre-charged rechargeable battery or dry cell.

図8に示す構成においては、ケーブル131は、点流速センサ10が検出した点流速の検出値をデータ送信部20に供給するケーブルと、電源部24からの電力を点流速センサ10に供給するケーブルとよりなる。 In the configuration shown in FIG. 8, the cable 131 consists of a cable that supplies the point flow velocity detected by the point flow velocity sensor 10 to the data transmission unit 20, and a cable that supplies power from the power supply unit 24 to the point flow velocity sensor 10.

無線機23は、点流速センサ10が検出したベース103の回転方向の角度に基づく点流速データを中継局または河川を監視する監視事務所へと送信する。 The wireless device 23 transmits the point flow velocity data based on the angle of the rotation direction of the base 103 detected by the point flow velocity sensor 10 to a relay station or a monitoring office that monitors the river.

本発明は以上説明した本実施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において種々変更可能である。図1~図4Bに示す点流速センサ10は、点流速が0m/sとなったときに検知アームを0点に戻しやすくするように構成した点流速センサとしての好ましい構成例を示している。点流速センサの具体的な構成は図1~図4Bに示す点流速センサ10に限定されるものではない。但し、点流速センサを、図1~図4Bに示す点流速センサ10とすることが好ましい。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. The point flow velocity sensor 10 shown in Figures 1 to 4B shows a preferred configuration example of a point flow velocity sensor configured to easily return the detection arm to the 0 point when the point flow velocity becomes 0 m/s. The specific configuration of the point flow velocity sensor is not limited to the point flow velocity sensor 10 shown in Figures 1 to 4B. However, it is preferable that the point flow velocity sensor be the point flow velocity sensor 10 shown in Figures 1 to 4B.

10 点流速センサ
12 金具
13a,13b 連結板
16 点流速センサ用カバー
30 Lアングル
101 ケース
101a ケース本体
101b 蓋
102 開口
103 ベース
105 加速度センサユニット
107~109 重り板
111 検知アーム
121 回転軸
125 ステレンスパイプ
126 無給油ブッシュ
131 ケーブル
132,133 突出部
161 天板部
162a,162b 傾斜部
163a,163b フランジ
300 構造物
10 flow velocity sensor 12 metal fittings 13a, 13b connecting plate 16 flow velocity sensor cover 30 L angle 101 case 101a case body 101b lid 102 opening 103 base 105 acceleration sensor unit 107-109 weight plate 111 detection arm 121 rotating shaft 125 stainless steel pipe 126 oil-free bush 131 cable 132, 133 protruding portion 161 top plate portion 162a, 162b inclined portion 163a, 163b flange 300 structure

Claims (3)

水流の点流速を検出する点流速センサと、
前記点流速センサを覆う点流速センサ用カバーと、
を備え、
前記点流速センサは、
前記点流速センサを鉛直方向の設置面に取り付けた状態で、鉛直方向と平行の方向の底面と、前記底面と対向する天面と、河床側を向く下面と、前記下面と対向する上面と、前記水流としての順流が当たる側の上流側側面と、前記水流としての逆流が当たる側の逆流側側面とを有し、前記下面に開口が形成されているケースと、
一部が前記開口より前記ケースの外部へと突出し、水流によって前記ケース内に設けられている回転軸を中心として所定の角度の範囲で正方向または逆方向に回転する検知アームと、
を備え、
前記点流速センサ用カバーは、
前記天面を覆う天板部と、
前記上流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第1の傾斜部と、
前記逆流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第2の傾斜部と、
前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部における少なくとも前記下面側の側端部に設けられ、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部の面と直交する方向に突出するフランジと、
を備える
点流速検出装置。
A point flow velocity sensor for detecting a point flow velocity of the water flow;
A point flow rate sensor cover for covering the point flow rate sensor;
Equipped with
The point flow velocity sensor is
a case having a bottom surface parallel to the vertical direction, a top surface opposite the bottom surface, a lower surface facing the riverbed, an upper surface opposite the bottom surface, an upstream side surface on which the forward flow of the water current hits, and a reverse flow side surface on which the reverse flow of the water current hits, with an opening formed on the bottom surface when the point flow velocity sensor is attached to a vertical installation surface;
a detection arm having a portion protruding from the opening to the outside of the case and adapted to rotate in a forward or reverse direction within a predetermined angle range around a rotation axis provided within the case by the water flow;
Equipped with
The point flow rate sensor cover is
A top plate portion covering the top surface;
a first inclined portion that covers the upstream side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as the point flow velocity sensor approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and is connected to the top plate portion;
A second inclined portion covers the reverse flow side surface, and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and is connected to the top plate portion;
a flange provided at least at a side end portion on the lower surface side of the top plate portion and the first and second inclined portions, the flange protruding in a direction perpendicular to the surfaces of the top plate portion and the first and second inclined portions;
A point flow velocity detection device.
前記フランジが前記ケースの前記下面と鉛直方向の同じ位置となるように、前記点流速センサと前記点流速センサ用カバーとが互いに位置決めされている請求項1に記載の点流速検出装置。 The point flow velocity detection device according to claim 1, wherein the point flow velocity sensor and the point flow velocity sensor cover are positioned relative to each other so that the flange is at the same vertical position as the bottom surface of the case. 水流の点流速を検出する点流速センサを覆う点流速センサ用カバーであり、
前記点流速センサは、
前記点流速センサを鉛直方向の設置面に取り付けた状態で、鉛直方向と平行の方向の底面と、前記底面と対向する天面と、河床側を向く下面と、前記下面と対向する上面と、前記水流としての順流が当たる側の上流側側面と、前記水流としての逆流が当たる側の逆流側側面とを有し、前記下面に開口が形成されているケースと、
一部が前記開口より前記ケースの外部へと突出し、水流によって前記ケース内に設けられている回転軸を中心として所定の角度の範囲で正方向または逆方向に回転する検知アームと、
を備え、
前記点流速センサ用カバーは、
前記天面を覆う天板部と、
前記上流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第1の傾斜部と、
前記逆流側側面を覆い、前記点流速センサから離れた位置から前記点流速センサに近付くに従って、前記設置面側から前記天板部側へと向かうように傾斜して前記天板部に繋がる第2の傾斜部と、
前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部における少なくとも前記下面側の側端部に設けられ、前記天板部と前記第1及び第2の傾斜部の面と直交する方向に突出するフランジと、
を備える
点流速センサ用カバー。
A cover for a water flow velocity sensor that covers a water flow velocity sensor that detects the water flow velocity.
The point flow velocity sensor is
a case having a bottom surface parallel to the vertical direction, a top surface opposite the bottom surface, a lower surface facing the riverbed, an upper surface opposite the bottom surface, an upstream side surface on which the forward flow of the water current hits, and a reverse flow side surface on which the reverse flow of the water current hits, with an opening formed on the bottom surface when the point flow velocity sensor is attached to a vertical installation surface;
a detection arm having a portion protruding from the opening to the outside of the case and adapted to rotate in a forward or reverse direction within a predetermined angle range around a rotation axis provided within the case by the water flow;
Equipped with
The point flow rate sensor cover is
A top plate portion covering the top surface;
a first inclined portion that covers the upstream side surface and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as the point flow velocity sensor approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and is connected to the top plate portion;
A second inclined portion covers the reverse flow side surface, and is inclined from the installation surface side toward the top plate portion as it approaches the point flow velocity sensor from a position away from the point flow velocity sensor, and is connected to the top plate portion;
a flange provided at least at a side end portion on the lower surface side of the top plate portion and the first and second inclined portions, the flange protruding in a direction perpendicular to the surfaces of the top plate portion and the first and second inclined portions;
Cover for flow velocity sensor.
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