JPH0854274A - 測深器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤが緩みによりプーリから外れるのを防
止する。 【構成】 先端に重錘２を取付けたワイヤーを巻付ける
巻付ドラム４と、該巻付ドラム４から繰出されるワイヤ
の繰出し量計測手段６と、重錘２を降下し測定面への到
達による重量の軽減を測定する重量変動測定器７とを備
える。これによりワイヤを繰出し、重錘２が測定液面に
到達し、その重量変動を検出しワイヤの繰出し長を計測
する。さらにこの巻付ドラム４は螺軸に螺合し、ワイヤ
の繰出し巻取りのための回転はワイヤの巻付けピツチと
同調して軸方向に移行し、上記ワイヤの繰出し巻取り位
置を該巻付けドラムに対設される案内プーリ５に対し常
に同一対向位置とする。 【効果】 ワイヤに若干の弛みを生じても案内プーリか
ら外れることがなく、かつ巻付けドラムに対する巻付け
は正確に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてタンク等に収
納される液体若くは粉体の上面と上方の基準位置との距
離（深さ）を測定する測深器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にタンク内の液量、例えば酒タンク
における醸造中の液量を測定する手段として、タンク上
部から液面迄の距離を測定し、これにより液量を計測す
る方法が採られている。その測定手段として最も一般に
用いられている方法は、上方から木尺をタンク内に差し
込み、液により濡れた位置迄の長さを目測により測定す
る方法である。

【０００３】しかしこの方法では、その都度タンクの上
方に登り測定するため、測定に手数を要すると共に、液
面に泡があるときは濡れ面の境界が不明瞭で、正確な測
定は困難である。このため測深器の開発が要望され、そ
の一つとして、先端に間隔を存して電極を取付けたワイ
ヤを吊下げ、液面に到達したことを導通により検知する
方法、或いは光による測定方法も試みられているが、前
者は例えばアルコール等電気抵抗の高い液に対しては不
適当であり、後者は液面に泡層があるときは、正確な測
定が困難である。

【０００４】そこで上記泡層による影響を受けることな
く、タンク等の上方の基準位置から測定面までの深さを
正確に測定することを目的として、本願出願人は先に測
深器を提案した（特願平１ー２６４３１２号）。その概
要を図６以下に示す。この測深器５０は先端に重錘５１
を取付けたワイヤ５２を巻付ける巻付けドラム５３と、
この巻付けドラム５３から繰出されるワイヤ５２を一端
に懸架し上記重錘を吊下げる天秤５４と、該天秤の揺動
により閉成する電気接点５５並びに巻付けドラム５３の
回転数からワイヤ５２の繰出し量を計測する計測手段５
６を備え、モータ５７を駆動しワイヤ５２を繰出し、重
錘５１が測定面Ｈに到達し、重量軽減により天秤５４が
揺動し、電気接点５５を閉成することによりその重量が
軽減することを検出し、ワイヤ５２の繰出しを停止し、
上記計測手段５６によりワイヤ繰出し長さを計測するよ
うにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、巻付けドラ
ム５３は駆動軸６０に固着され、天秤５４は該駆動軸に
形成される螺溝６１に螺合する摺動筒６２に取付けら
れ、この天秤先端にアイドルプーリ６３を回動可能に支
持し、巻付けドラム５３から繰り出されるワイヤ５２を
アイドルプーリ６３に巻付け、固定ガイドプーリ６４を
介して下方に垂下されている。従ってワイヤの繰り出し
又は巻き上げに際しては、巻付けドラム５３の回転に伴
いてアイドルプーリ６３はワイヤの巻付けピツチと同期
して軸心方向に沿って移行する。従ってアイドルプーリ
６３は常に巻付ドラム５３のワイヤ繰出し位置（または
巻付け位置）に対設するも、アイドルプーリ６３と固定
ガイドプーリ６４間のワイヤは横方向の角度を有し、か
つその角度は常に変動する（図７）。このためワイヤは
横方向に抵抗を受け、時として何れかのプーリから外れ
るおそれがある。特に重錘が液面に到達したとき、ワイ
ヤは緩みを生じる。その状態を図８は誇張して示す。こ
の状態でワイヤを巻上げるとき、プーリから外れるおそ
れがある。或いは巻付けドラムに巻付けられたワイヤの
巻付けが乱れるおそれがある。

【０００６】本発明はかゝる点に鑑み、ワイヤに横方向
の負荷の加わるのを防止し、上記プーリから外れるのを
防止することを目的とする。また本発明は、巻付けドラ
ムに巻付けられるワイヤの緩みを防止することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明の測深器は、先端に重錘を取付けたワイヤ
ーを巻付ける巻付ドラムと、該巻付ドラムから繰出され
るワイヤの繰出し量計測手段と、ワイヤを繰出し、重錘
が降下し測定面への到達による重量の軽減を測定する重
量変動測定器とを備え、ワイヤを繰出し、重錘が測定液
面に到達し、その重量の変動を検出しワイヤの繰り出し
を停止すると共にワイヤの繰出し長さを上記ワイヤ繰出
し量計測手段により計測する測深器において、上記巻付
ドラムは螺軸に螺合され、回転と共にワイヤの巻付けピ
ツチと同調して軸方向に移行し、該巻付けドラムに対向
して設けられるワイヤ案内プーリに対して常に同一対向
位置から繰り出すことを要旨としたものである。

【０００８】また第２の発明は、上記体１の発明におい
て、巻付けドラムにはワイヤの巻付け、繰出し位置に対
向して、ワイヤ弛み防止用押さえローラを当接したこと
を要旨としたものである。

【０００９】さらに第３の発明は、上記巻付けドラムに
対設されるワイヤ案内プーリには、ワイヤ掛合用溝に鋼
球を載置し、ワイヤを挟持することを要旨とする。

【００１０】

【作 用】巻付ドラムは螺軸に螺合され、回転と共に
ワイヤの巻付けピツチと同調して軸方向に移行する。従
って、該巻付けドラムに対向して設けられるワイヤ案内
プーリに対して常に同一対向位置から繰り出され、従っ
て巻付けドラムと案内ブーリ間のワイヤは常に巻付けド
ラム及び案内プーリの軸心と直角に保持される。また、
案内プーリは固定位置にあり、従ってこれから繰り出さ
れるワイヤも左右に振れることはない。

【００１１】

【実 施 例】図１乃至図５は本発明の実施例を示す。
測深器１は先端に重錘２を取付けたワイヤ３を巻付ける
巻付けドラム４と、該ドラムから繰出されるワイヤ３を
案内する案内プーリ５と、ワイヤ３の繰出し量を計測す
るための計測手段としての巻付けドラム４の回転数計測
器６と、ワイヤを繰出し、その重量変動により重錘２が
液面に到達したことを検知する重量変動測定器７とを備
える。

【００１２】８は駆動モータを示し、カツプリング９を
介して駆動フランジ１０を連結し、該駆動モータ８とは
反対側の支持枠１１には、螺溝１３を有する螺軸１２を
駆動フランジ１０と同軸に取付ける。巻付けドラム４
は、この螺溝１３に螺合する摺動筒１４に連結する。ま
たこの螺軸１２には従動フランジ１５を回動可能に支持
し、巻付けドラム４には同心状に円弧状長孔１６を形成
し、上記駆動フランジ１０にはこの長孔１６に貫通する
駆動ピン１７を取付け、このピン１７と上記従動フラン
ジ１５とをスプリング１８により連結する。またこの従
動フランジ１５と巻付けドラム４とは連結ピン１９によ
り連結する。なお、前記従動フランジ１５には歯車機構
２０を介して前記巻付けドラム４の回転数計測器６を取
付ける。この回転数計測器６はパルス発生器等、例えば
商品名エンコーダを用い、従動フランジ１５即ち巻付け
ドラム４と同期して回転し、この計測器６から発するパ
ルス数を適宜の計数器（図示省略）により計測し、ワイ
ヤ繰出し量を計測する。

【００１３】前記重量変動測定器７は、例えばロードセ
ルを用い、前記案内プーリ５を載置し、重錘２が液面に
到達し、これに伴う案内プーリ５に加わる重量変化を測
定するようにしたものである。なお、繰り出されるワイ
ヤの重量も当然該測定器７に加わり、ワイヤの繰り出し
長を考慮しその重量を補正する必要があり、その補正手
段はロードセルによる測定手段（図示省略）に設けられ
ているが、説明を省略する。 図中、２１は巻付けドラ
ム４が一定距離以上移行したとき、これを検知し停止さ
せるためのマイクロスイツチ等の検知器を示す。

【００１４】２２は上記巻付けドラム４に対設される押
えローラを示す。このローラ２２は巻付けドラム４から
繰出されるワイヤ３に弛みを生じたとき、その弛みによ
りワイヤの巻付きに乱れを生じるのを防止するようにし
たもので、アーム２３の先端に回動可能に支持され、常
時バネ２４により巻付けドラム４のワイヤ繰り出し位置
に弾圧されている。

【００１５】また２５は案内プーリ５に対設される鋼球
を示す。この鋼球２５は案内プーリ５を支持する支持ア
ーム２６に形成された案内溝２７内に収納され、案内プ
ーリ５のワイヤ掛合溝に対向して載置されたもので、案
内プーリ５と共にワイヤを挟持し、ワイヤ３の浮き上が
りを防止するようにしたものである。２８はワイヤ案内
パイプを示し、案内プーリ５に近接して開口し、ワイヤ
３を案内プーリの溝に確実に導くようにしたものであ
る。

【００１６】上記構成において、測深器の使用に際して
は、測定すべき液体の収納タンク等の容器の上蓋Ｗに取
付ける。そして液面の測定に際しては、駆動モータ８を
駆動し、駆動ピン１７を図３において左回転する。これ
に伴い巻付けドラム４は重錘２の繰り出す力により駆動
ピン１７に追随して左回転する。この場合の重錘の降下
速度は駆動ピン１７の回動速度に規制される。同時にワ
イヤ３の繰出し量は回転数計測手段６により計測を開始
する。重錘２が測定面、例えば液面Ｈに到達し、若干没
入することにより、浮力が作用し、ワイヤ３に加わる重
量が軽減する。

【００１７】この軽減は重量変動測定器７により検知す
る。その軽減量が予め設定した設定値に達したとき、駆
動モータ８を停止させ、この時のワイヤ３の繰出し量を
回転数計測器６からの出力信号から適宜の演算回路（図
示省略）により演算し記憶し必要により適宜の表示器
（図示省略）に表示する。この場合、駆動モータ８と共
に駆動ピン１７は若干の惰性回転後停止し、巻付けドラ
ム４はこれに加わる回転力は上記重錘の重量軽減により
急激に減少し、または重錘が液中に所定量侵入し浮いた
状態では停止する。この巻付けドラムが停止した場合に
は、駆動ピン１７は円弧状長孔１６の途中に位置し、巻
付けドラムは駆動ピン１７により回動されることなく、
従ってワイヤは弛むことなく垂下した状態に保持され
る。

【００１８】なおこの場合、重錘２の基準線例えば底面
ａは液面Ｈより若干距離Ｌだけ下方に位置する。この距
離Ｌは浮力ｗの発生分として計測できるので、液体の比
重ρと、重錘２の単位長さの体積ｖを明確にしておけ
ば、沈み込む深さＬは Ｌ＝ｗ／（ρｖ） として計算され補正が可能である。

【００１９】重錘の引き上げに際しては、駆動モータ８
の駆動により駆動ピン１７を介して直接巻付けドラム４
を回動（図３において巻付けドラム４の右回転方向）
し、巻付けドラム４の回転は重錘を引き上げると共に、
連結ピン１９を介して従動フランジ１５を回動し、歯車
機構２０を介して回転数計測器６を逆方向に回転し、ワ
イヤの繰出し量が計測される。

【００２０】なお、重錘の位置を一定とし、液面の昇降
量を測定することができる。これは液面の昇降による重
錘の浸漬量の増減に伴う重量変動を測定することによ
り、液面の変動を測定することが出来る。

【００２１】尚、上記実施例はタンク中の液体の上面ま
での距離の測定に本発明を利用した例を示したが、タン
ク中の粉体の上面迄の距離も同様にして測定することが
できる。但しこの場合には粉体の性質にもよるが、通常
は重錘は粉体上面に到達したとき、重量変動測定器７に
加わる重量は急激に減少する。これに伴い巻付けドラム
の回転は停止し、駆動モータの電気回路も開放される
が、駆動モータ及び駆動ピンの惰性回転は避けられず、
駆動ピン１７は円弧状長孔１６に添って移行し停止す
る。即ち巻付けドラムに円弧状長孔を形成することによ
り、重錘が測定面に到達したとき、巻付けドラムは駆動
モータの惰性回転により過剰に回転されることがない。
従ってワイヤは弛みを生ずるおそれがなく、正確に測定
することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の如く、本発明によるときは、測定
面への到達による重錘の浮力による重量変動を重量変動
測定器により検出して測定面までの距離を測定するよう
にしたから、測定の基準面（例えばタンク上面）から液
面迄の距離を正確に測定することができる。この際、巻
付けドラムはワイヤの繰り出し（及び巻付け）位置を一
定とするようにしたから、、ワイヤは若干の弛みを生じ
ても固定位置に設けられる案内プーリから外れることが
なく、かつ巻付けドラムに対する巻付けも正確に行うこ
とができる。この際、巻付けドラムのワイヤ繰り出し、
巻付け位置に対向して押さえローラを対設するときは、
巻付けドラムに巻付けられるワイヤに弛みを生ずるのを
防止するこができる。またワイヤ案内プーリに鋼球を載
置し該案内プーリと共同してワイヤを挟持するときは、
重錘が液面に到達し、ワイヤに弛みを生じても該案内プ
ーリから外れることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測深器の重錘を引き上げた状態の全体
縦断面図である。

【図２】上記測深器の重錘を繰出したときの全体縦断面
図である。

【図３】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】図１における右側面図である。

【図５】図４における右側面から見た押さえローラの説
明図である。

【図６】従来例の測深器の縦断面図である。

【図７】図６における背面図である。

【図８】従来例の作動説明図である。

【符号の説明】

１ 測深器 ２ 重錘 ３ ワイヤ ４ 巻付けドラム ５ 案内プーリ ６ 回転数計測器 ７ 重量変動計測器 ２２ 押さえローラ ２５ 鋼球

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に重錘を取付けたワイヤーを巻付け
   る巻付ドラムと、該巻付ドラムから繰出されるワイヤの
   繰出し量計測手段と、ワイヤを繰出し、重錘が降下し測
   定面への到達による重量の軽減を測定する重量変動測定
   器とを備え、ワイヤを繰出し、重錘が測定液面に到達
   し、その重量の変動を検出しワイヤの繰り出しを停止す
   ると共にワイヤの繰出し長さを上記ワイヤ繰出し量計測
   手段により計測する測深器において、上記巻付ドラムは
   螺軸に螺合され、回転と共にワイヤの巻付けピツチと同
   調して軸方向に移行し、該巻付けドラムに対向して設け
   られるワイヤ案内プーリに対して常に同一対向位置から
   繰り出すことを特徴とする測深器。
2. 【請求項２】 巻付けドラムにはワイヤの巻付け、繰出
   し位置に対向して、ワイヤ弛み防止用押さえローラを当
   接したことを特徴とする請求項１記載の測深器。
3. 【請求項３】 巻付けドラムに対設されるワイヤ案内プ
   ーリには、ワイヤ掛合用溝に鋼球を載置し、ワイヤを挟
   持することを特徴とする請求項１記載の測深器。