JPH0933316A - 投込式水位計 - Google Patents

投込式水位計

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JPH0933316A
JPH0933316A JP18380495A JP18380495A JPH0933316A JP H0933316 A JPH0933316 A JP H0933316A JP 18380495 A JP18380495 A JP 18380495A JP 18380495 A JP18380495 A JP 18380495A JP H0933316 A JPH0933316 A JP H0933316A
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JP
Japan
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pipe
water level
cable
type water
level gauge
Prior art date
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JP18380495A
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English (en)
Inventor
省三 ▲葛▼西
Shozo Kasai
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】上下水道,農業用水,貯水池の水位や水路の流
量を測定する投込式水位計の大気圧導入による大気圧変
動応答遅れ誤差をなくし、センサや電子回路の劣化を防
止する。 【構成】水中に没して設置される検出器と水面上に設置
される変換器を中空パイプ入りケーブルで接続した投込
式水位計において、中空パイプ入りケーブルの樹脂パイ
プにはパイプ壁を貫通する微小な通気孔を有する。 【効果】大気圧変動応答遅れ誤差がなくなり、計測誤差
をなくことができる。また、腐食性ガスのある悪い環境
においてもセンサや電子回路の劣化を防止でき、長期的
に安定して測定ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は河川や貯水池,ダム等の
水位を測定するもので、水頭圧力を測定する検出器を水
中に埋没して行う方式に関し、特に圧力基準となる大気
圧を検出器の負圧側に導入する中空パイプ入りケーブル
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年は水資源の大量消費から水量管理が
行われている。水を管理する場合に必要となる項目は下
記の3点である。
【0003】(1)水位 (2)流量 (3)水質 以上のうち水質を除き、これらの管理項目の測定方法と
して、超音波を用いた水位計や流速計がある。また、水
の水頭圧を簡便な圧力計で測定する圧力式水位計や水位
計を用いたせき式流量計が多く使用されている。また、
近年は下水道の普及により、マンホール内の水位を測定
し、雨水による洪水の対策をするために使用する等も考
えられているが、これらでも多く使用されているのが圧
力式である。
【0004】圧力式の水位計では図2に示すように、水
中に没する検出器1と水上に設置される変換器2からな
り、両者は中空パイプ入りケーブル3(以下中空ケーブ
ルという)で電気的に電線4で接続されている。また、
中空ケーブル内には検出器の負圧側に大気圧を導く中空
の樹脂パイプ5があり圧力基準としている。これによ
り、圧力計では水頭圧のみ測定できるようにし水位を測
定している。
【0005】尚、圧力センサとしては半導体ダイアフラ
ム式が一般的であり、まれに容量式や差動トランス式が
ある。また、深井戸等では水深が100メートルに達す
ることもあり、地上の変換器の設置場所から検出器まで
の全距離が200メートルに達することもある。
【0006】また、変換器の大気導入孔6から大気と共
に湿分や腐食性ガスが変換器8に入り、長期間の間に樹
脂パイプを通過して湿分と腐食性ガスが検出器内に浸入
し、検出器内の圧力センサや電子回路を腐食劣化させて
正常な計測ができなくなることもある。特に近年は大気
中に含まれる腐食性ガスが多く、水位計の設置場所が工
業プラントの近くの場合には酸性ガス,アルカリ性ガ
ス、更には、フッ素,塩素等のハロゲンガスもあり、こ
れらは前記の劣化を生ずる有力なものである。そのた
め、従来装置では実開昭57−110424号や実開平1−85642
号でも判るように、樹脂パイプ端に防湿袋7を付け、湿
分と腐食性ガスが検出器内に浸入しないようにしてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、検出
器の負圧側にはセンサの信号を増幅する電子回路があり
センサ信号を増幅して変換器へ伝送しているが、大気圧
と連通すると以下のような問題が発生する。大気圧の標
準値は101.3kPa であるが、その値は常に変動し
ている。変化幅は高気圧時で105kPaから低気圧時
で95kPaと約8%に達する。このような圧力変化は
長時間でおこるとは限らず、気象条件が悪い場合は局所
的に数分から10分で発生することもある。水位計の設
置場所で大気圧変動があると中空ケーブルの介在物内に
含まれる空間へ中空ケーブルの検出器側と変換器側の端
から空気が出入りし、介在物空間の圧力も両端に近い部
分から順次少しずつ変化する。中空ケーブルが数メート
ルと短い場合は介在物内空間圧力も数分で均一となる
が、ケーブルが数10〜100メートルに達すると介在
物内の空間容積も増加し、かつ、ケーブル長に比例して
介在物部のガス流動抵抗が大きくなるため、介在物内空
間圧力が均一になる時間も数10分から1時間以上にな
ることもあり、大気圧変化の応答性が悪くなる。特に
0.1〜1 メートルの測定範囲の計器では影響値が数%
になることがあり無視できなくなる。図3の実線は従来
使用されてきた中空ケーブルを使用した場合の大気圧変
化の応答性の例を示すものである。横軸が時間であり、
縦軸が応答遅れ誤差をしめす。
【0008】また更に、前述の樹脂パイプ端に防湿袋を
取り付け、湿分と腐食性ガスが検出器内に浸入しないよ
うにする方法は、以下に述べる問題があった。
【0009】(1)検出器内やケーブル内のガスが熱膨
張収縮したとき防湿袋のふくらみ量が変化する。このと
きの防湿袋の圧損が数ミリから数10ミリ水柱となり、
測定水位が0.1 から1メートルの小さい場合は測定誤
差が大きくなる。また、防湿袋を取り付けるときの膨ら
まし量も検出器内とケーブルの温度や体積で微妙に調節
が必要となる問題もある。
【0010】(2)防湿袋の材質は圧損を小さくするた
め柔らかく、厚さが0.05 ミリメートル程度のプラス
チックやゴムのシートを使用するが、取り扱い時に傷を
付けたり破ったりして使用できなくなることがある。
【0011】本発明の目的は、大気圧変動による応答遅
れによる測定誤差を小さくし、正確な水位測定を可能に
すると共に、中空ケーブルを通じて検出器内に大気圧を
導入し、かつ検出器内に湿分や腐食性ガスが入らないよ
うにし、センサや電子回路が劣化しないようにする投げ
込み式水位計を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の特徴は、水中に没して設置される検出
器と水面上に設置される変換器を中空パイプ入りケーブ
ルで接続した投込式水位計において、中空パイプ入りケ
ーブルの樹脂パイプにはパイプ壁を貫通する微小な通気
孔を有することである。
【0013】また、本発明の第2の水中に没して設置さ
れる検出器と水面上に設置される変換器を中空パイプ入
りケーブルで接続した投込式水位計において、中空パイ
プ入りケーブルの電線間の介在物がイオンガス吸着繊維
であり、樹脂パイプにはパイプ壁を貫通する微小な通気
孔を有することである。
【0014】また更に、本発明の第3の特徴は、水中に
没して設置される検出器と水面上に設置される変換器を
中空パイプ入りケーブルで接続した投込式水位計におい
て、中空パイプ入りケーブルの電線間の介在物がイオン
ガス吸着繊維と乾燥剤であり、樹脂パイプにはパイプ壁
を貫通する微小な通気孔を有することである。
【0015】また更に、本発明の第4の特徴は、水中に
没して設置される検出器と水面上に設置される変換器を
中空パイプ入りケーブルで接続した投込式水位計におい
て、上記ケーブルに大気が入らないように、上記ケーブ
ルの端部に接着剤等の大気遮断部材を固着させたことで
ある。
【0016】
【作用】中空パイプ入りケーブルの樹脂パイプにはパイ
プ壁を貫通する微小な通気孔を設けたことにより、中空
ケーブルの樹脂パイプ内の圧力は、パイプが大気と直接
つながるため、大気圧の変動が即座に応答することが可
能となる。
【0017】樹脂パイプ壁にパイプの内外を連通する通
気孔を設けると、大気は中空ケーブルの両端からも入る
が、主に、ガス流動抵抗の小さい通気孔から出入りす
る。通気孔の数が多ければ、中空ケーブルが長くても、
介在物内の大気が容易に樹脂パイプに出入りでき、大気
圧応答時間を短くできる。
【0018】次に、介在物としてイオンガスを吸着する
性質のあるものを使用することにより、樹脂パイプ内の
大気中イオンガスを捕捉し、常にクリーンな大気を検出
器へ供給することが可能となる。
【0019】
【実施例】以下図面を用いて本発明について説明する。
【0020】本発明の第1の発明は、図1(a)図:中
空ケーブル横断面図と(b)図:樹脂パイプ断面図に示
すように、外径3〜7ミリメートルの樹脂パイプ壁に、
パイプの内外のガスの通過が容易にできるように0.5
〜1 メートル以下のピッチで0.3〜2 ミリメートル
の通気孔15を設ける。
【0021】通気孔の大きさは樹脂パイプ径の1/3以
下であり、1/10以上のものとする。これは、通気孔
の大きさを樹脂パイプ径の1/3以下とすることにより
パイプ強度を低下させることがなく、1/10以上にす
ることにより目づまりを防止することができることに起
因する。
【0022】中空ケーブルの外被はゴムや軟質プラスチ
ック(塩化ビニールやポリエチレン)のシース10で内部
の電線4や樹脂パイプ5を介在物11と共に保護してい
る。12は電線の被服であり、14は静電ノイズを除去
するシールドを示す。
【0023】これにより大気圧変動が生じても通気孔を
とおして空気が樹脂パイプ内から介在物側へ出入りする
ため、介在物内の圧力が数秒から数10秒で大気圧と平
衡し、大気圧変動に伴う応答遅れ誤差を実用上問題がな
い程度に小さくできた。図3の点線は本発明の応答遅れ
誤差を示す。
【0024】本発明の第2の発明は、このような中空ケ
ーブルの介在物として一般には木綿繊維やプラスチック
繊維,プラスチックフィルムが使用されているが本発明
ではイオンガス吸着繊維を使用し、イオン化している腐
食性のガスを介在物の中に閉じ込めるようにするもので
ある。
【0025】吸着と除去を効率的に行うために、樹脂パ
イプに設けた通気孔が効果的である。尚、イオンガス吸
着繊維と乾燥剤を併用して介在物とすることにより、湿
分も除去することができ、センサや電子回路の劣化を防
止できる。
【0026】以上の構成とすることにより大気導入孔か
ら入った湿分と腐食性のガスは中空ケーブルを通過中に
前記の介在物に除去され、検出器には腐食性ガスは到達
しない。また、中空ケーブルのイオンガス吸着濃度は変
換器側から上昇するため長期間に渡って効果的に吸着が
おこなわれる。
【0027】また、樹脂パイプに設けた通気孔は円形で
ある必要がないため、加工する方法としては、樹脂パイ
プの外側から針を刺すとかレーザ光で瞬時に溶融蒸発さ
せ孔をあければよい。また、樹脂パイプを針状の高電圧
電極間に挟み高圧放電で微小な孔を開けることもでき
る。孔あけが難しい場合は図4に示す実施例のように樹
脂リボン16を螺旋状に巻いて螺旋状隙間17付きパイ
プとしても良い。
【0028】腐食性ガスは多くの場合陽イオンと陰イオ
ンが有り、イオンガス吸着繊維も両イオンを吸着するも
のが必要となる。繊維の材質はアクリル繊維で、繊維を
製作するときに帯電し易いように特殊ポリマーを練り込
む方法等がある。アクリル繊維の表面が陽イオン化する
か陰イオン化するかは特殊ポリマーの種類による。
【0029】このイオンガス吸着繊維は、電線と共に樹
脂パイプに螺旋状に巻くことにより、ケーブルも作りや
すく、介在物の量も増やせる利点が生ずる。
【0030】図5(a),(b)は腐食性ガスのなかでア
ンモニアと硫化水素について1グラムのイオンガス吸着
繊維がガスを吸着するスピードを測定した例を示す。縦
軸はガス濃度を示す。この結果から30分の比較的短時
間で腐食性ガスが吸着されていることが判った。尚、こ
の方式の良い点は中空ケーブル、および、検出器の温度
変化で呼吸した分の大気に含まれる腐食性ガスのみ吸着
するため少ないイオンガス吸着繊維で十分目的が達せら
れることである。
【0031】乾燥剤は通気孔を通らないように粒状と
し、通気孔よりも大きくすることが望ましい。
【0032】図6は別の実施例を示すものである。図1
では応答遅れ誤差を解決するために樹脂パイプに通気孔
を設けたが、本実施例では中空ケーブルに大気が入らな
いようにケーブル端を接着剤等で封じたものである。こ
れにより、大気圧変動による応答遅れ誤差を皆無とする
ことができる。
【0033】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、中空
パイプ入りケーブルの樹脂パイプに開けた通気孔によ
り、大気圧変動による応答性遅れ誤差を小さくできるた
め、正確な水位の測定ができるという効果がある。
【0034】また、中空パイプ入りケーブル内の介在物
にイオンガス吸着繊維を用いたことにより、腐食性ガス
のある悪い環境においてもセンサや電子回路の劣化を防
止でき、安定に測定ができるものである。
【0035】また更に、中空パイプ入りケーブルに大気
が入らないようにケーブル端を接着剤等で封じたことに
より、大気圧変動による応答遅れ誤差を皆無とすること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の中空ケーブルの横断面図及び樹脂パイ
プ断面図である。
【図2】従来装置を示す構成図である。
【図3】本発明及び従来の大気圧変化の応答特性を示す
図である。
【図4】螺旋状隙間付きパイプを示す図である。
【図5】ガス吸着特性を示す図である。
【図6】別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1…検出器、2…変換器、3…中空パイプ入りケーブ
ル、4…電線、5…樹脂パイプ、6…大気導入孔、7…
防湿袋、8…変換部、9…水面、10…シース、11…
介在物、12…絶縁被覆、14…シールド、15…通気
孔、16…樹脂リボン、17…螺旋状隙間、18…接着
剤。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項10
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、検出
器の負圧側にはセンサの信号を増幅する電子回路があり
センサ信号を増幅して変換器へ伝送しているが、大気圧
と連通すると以下のような問題が発生する。大気圧の標
準値は101.3kPa であるが、その値は常に変動し
ている。変化幅は高気圧時で105kPaから低気圧時
で95kPaと約10%に達する。このような圧力変化
は長時間でおこるとは限らず、気象条件が悪い場合は局
所的に数分から10分で発生することもある。水位計の
設置場所で大気圧変動があると中空ケーブルの介在物内
に含まれる空間へ中空ケーブルの検出器側と変換器側の
端から空気が出入りし、介在物空間の圧力も両端に近い
部分から順次少しずつ変化する。中空ケーブルが数メー
トルと短い場合は介在物内空間圧力も数分で均一となる
が、ケーブルが数10〜100メートルに達すると介在
物内の空間容積も増加し、かつ、ケーブル長に比例して
介在物部のガス流動抵抗が大きくなるため、介在物内空
間圧力が均一になる時間も数10分から1時間以上にな
ることもあり、大気圧変化の応答性が悪くなる。特に
0.1〜1 メートルの測定範囲の計器では影響値が数%
になることがあり無視できなくなる。図3の実線は従来
使用されてきた中空ケーブルを使用した場合の大気圧変
化の応答性の例を示すものである。横軸が時間であり、
縦軸が応答遅れ誤差をしめす。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】また、本発明の第2の特徴は、水中に没し
て設置される検出器と水面上に設置される変換器を中空
パイプ入りケーブルで接続した投込式水位計において、
中空パイプ入りケーブルの電線間の介在物がイオンガス
吸着繊維であり、樹脂パイプにはパイプ壁を貫通する微
小な通気孔を有することである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】また更に、本発明の第4の特徴は、水中に
没して設置される検出器と水面上に設置される変換器を
中空パイプ入りケーブルで接続した投込式水位計におい
て、上記ケーブルに大気が入らないように、上記ケー
ブルの端部に接着剤等の大気遮断部材を固着させたこと
である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】また、樹脂パイプに設けた通気孔は円形で
ある必要がないため、加工する方法としては、樹脂パイ
プの外側から針を刺すかレーザ光で瞬時に溶融蒸発さ
る等の方法で孔をあければよい。また、樹脂パイプを
針状の高電圧電極間に挟み高圧放電で微小な孔を開ける
こともできる。孔あけが難しい場合は図4に示す実施例
のように樹脂リボン16を螺旋状に巻いて螺旋状隙間1
7付きパイプとしても良い。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水中に没して設置される検出器と水面上に
    設置される変換器を中空パイプ入りケーブルで接続した
    投込式水位計において、 中空パイプ入りケーブルの樹脂パイプにはパイプ壁を貫
    通する微小な通気孔を有することを特徴とする投込式水
    位計。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、樹脂パイ
    プの通気孔が等間隔で設けてあることを特徴とする投込
    式水位計。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項において、樹脂パイ
    プの通気孔の大きさが樹脂パイプ内径の1/3〜1/1
    0であることを特徴とする投込式水位計。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項において、リボン状
    樹脂を螺旋上に巻いて樹脂パイプとしたことを特徴とす
    る投込式水位計。
  5. 【請求項5】水中に没して設置される検出器と水面上に
    設置される変換器を中空パイプ入りケーブルで接続した
    投込式水位計において、 中空パイプ入りケーブルの電線間の介在物がイオンガス
    吸着繊維であり、樹脂パイプにはパイプ壁を貫通する微
    小な通気孔を有することを特徴とする投込式水位計。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第6項において、イオンガ
    ス吸着繊維が陽イオンと陰イオンを吸着することを特徴
    とする投込式水位計。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第6項において、イオンガ
    ス吸着繊維が樹脂パイプに螺旋状に巻かれていることを
    特徴とする投込式水位計。
  8. 【請求項8】水中に没して設置される検出器と水面上に
    設置される変換器を中空パイプ入りケーブルで接続した
    投込式水位計において、 中空パイプ入りケーブルの電線間の介在物がイオンガス
    吸着繊維と乾燥剤であり、樹脂パイプにはパイプ壁を貫
    通する微小な通気孔を有することを特徴とする投込式水
    位計。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項において、乾燥剤が
    粒状で通気孔よりも大きいことを特徴とする投込式水位
    計。
  10. 【請求項10】水中に没して設置される検出器と水面上
    に設置される変換器を中空パイプ入りケーブルで接続し
    た投込式水位計において、 上記ケーブルに大気が入らないように、上記ケーブルの
    端部に接着剤等の大気遮断部材を固着させたことを特徴
    とする投込式水位計。
JP18380495A 1995-07-20 1995-07-20 投込式水位計 Pending JPH0933316A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001264142A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Tokyo Gas Co Ltd 流量計
JP2011133426A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Miura Co Ltd 静電容量式レベル計

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001264142A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Tokyo Gas Co Ltd 流量計
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