JPH11271133A - 電極保持器及びこれを用いたシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電極保持器と制御装置との間の伝送線の配線、
保守管理、更新にかかる労力と時間を激減させるととも
に、既存設備を可能な限り利用する。 【解決手段】電極棒Ｌ０〜Ｌ３の一端は、切換部２の各
端子Ｔ０〜Ｔ３に接続され、切換部２の端子ＴＴ１、Ｔ
Ｔ２は、水位制御装置１０との間を接続する２線式伝送
線ＬＬを接続する。検出用信号生成部１３は、電極保持
器１ａ，１ｂとを識別するグループ識別信号と、グルー
プ識別された電極保持器内の切換を指示する個別切換制
御信号と、電極棒間が導通しているか否かを検出するた
めの電圧信号とを含む２４ボルト交流の検出用信号を時
分割で生成して、２線式伝送線ＬＬに送出する。切換制
御信号検出部３は、グループ識別信号と個別切換制御信
号とをもとに切換部２の切換制御を行う。水位検出部１
１は、この切換に同期して導通検出結果を順次水位信号
生成部１２に送出し、水位信号生成部１２は、各電極棒
に対応した水位信号Ｓ１〜Ｓ３を生成すべく多重分離を
行い、次の水位信号生成までこの信号を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極保持器及びこ
れを用いたシステムに関し、特に、超高層、低層の商業
ビルや集合住宅等の上下水道、汚水処理施設や浄水場に
おける汚水、農業あるいは工業用水等の給排水施設の各
種液面制御に用いる液位センサーを保持した電極保持
器、及びこの電極保持器を用いた各種施設での液位制御
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、建物の地下あるいは地上部に
設置された給水源（受水槽）と建物の屋上に設置された
高架水槽間において、給水源に貯水された上下水をポン
プの動力を用いて自動的に高架水槽に汲み上げ、高架水
槽の水位を適切に制御するとともに給水源から高架水槽
への給水を適切に行う給排水制御システムがある。

【０００３】例えば、図５は、従来の給排水制御システ
ムの全体構成を示す図であり、この給排水制御システム
は、給水源１０１に貯水された水をポンプＰで高架に設
置された水槽１０２に給水し、この水槽１０２の水を各
家庭や工場等で使用する際、給水源１０１及び水槽１０
２の水位をそれぞれ電極保持器１１０、１２０で検出
し、この結果をもとに制御装置１００がポンプＰの駆動
及び水槽１０２の水位を適切に制御するものである。

【０００４】電極保持器１１０は、４つの電極棒Ｌ０〜
Ｌ３を有し、電極棒Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ０の長さは、
の順次長く設定され、その先端は検出すべき水位に対応
させている。水位検出の原理は、各電極間に水が介在し
て導通するか否かによって行われ、最も長い電極棒Ｌ０
が基準電極棒となって、各電極棒Ｌ１〜Ｌ３との間が導
通した場合、各電極棒Ｌ１〜Ｌ３の先端まで水位がある
と判断される。

【０００５】電極保持器１２０は、電極保持器１１０と
同様に、順次長い電極棒Ｌ４〜Ｌ８を有し、それぞれの
先端位置の水位を検出し、この際、電極棒Ｌ８が基準電
極棒となる。但し、電極保持器１２０は、電極保持器１
１０に比べて電極棒の数が１つ多く、５本となってい
る。

【０００６】電極保持器１１０の電極棒Ｌ１は、給水源
１０１における水位の上限、すなわち満水水位レベルを
検出し、電極棒Ｌ２は、ポンプＰの運転準備に対応する
水位レベルを検出し、電極棒Ｌ３は、ポンプＰの運転停
止に対応する水位レベルを検出する。電極保持器１２０
の電極棒Ｌ４は、水槽１０２における満水水位レベルを
検出し、電極棒Ｌ５は、ポンプＰの給水運転停止に対応
する水位レベルを検出し、電極棒Ｌ６は、ポンプＰの給
水運転開始に対応する水位レベルを検出し、電極棒Ｌ７
は、水槽１０２の渇水水位レベルを検出する。

【０００７】制御装置１００の動作について説明する
と、まず給水源１０１の水位が電極棒Ｌ３の先端未満の
場合、スイッチＵ２はオフ状態を維持し、この結果スイ
ッチＸもオフ状態（導通状態）となり、給水源下限ラン
プＬＬ２を点灯させるとともに、給水源下限ブザーＢＬ
２を鳴動させる。

【０００８】これは、給水源１０１の水位が何らかの要
因で減少あるいは渇水の状態となっていることを報知さ
せるためである。給水源１０１の水位が電極棒Ｌ２の先
端の水位に達すると、リレーユニットＲＵ２が動作し、
スイッチＵ２がオン状態となり、さらにリレーＲＸが動
作してスイッチＸもオン状態となる。

【０００９】この結果、給水源下限ランプＬＬ２が消灯
し、給水源下限ブザーＢＬ２の鳴動が停止する。また、
給水源１０１の水位が電極棒Ｌ１の先端の水位に達する
と、リレーユニットＲＵ３が動作し、スイッチＵ３がオ
ン状態（導通状態）となり、給水源上限ランプＬＨ１が
点灯し、給水源上限ブザーＢＨ２が鳴動する。

【００１０】このようなランプの点灯及びブザーの鳴動
がない場合、ポンプＰの空転等が防止できるので、ポン
プＰの運転が可能な状態となる。但し、ポンプＰの運転
は、さらに水槽１０２の水位レベルによって決定され
る。

【００１１】なお、このシステムの始動に際し、上述し
たランプの点灯及びブザーの鳴動がない場合、押しボタ
ンスイッチＰＳを押下することによって、スイッチＵ２
を強制的にオン状態にし、この結果さらにリレーＲＸが
動作してスイッチＸをオン状態にし、ポンプＰの運転が
可能な状態に設定する。

【００１２】一方、水槽１０２の水位が電極棒Ｌ７の先
端未満の場合、リレーユニットＲＵ１が動作せず、スイ
ッチＵ１がオフ状態（導通状態）を維持し、高架水槽渇
水ランプＬＬ１が点灯し、高架水槽渇水ブザーＢＬ１が
鳴動する。

【００１３】水位が電極棒Ｌ７の先端に達すると、リレ
ーユニットＲＵ１が動作して、スイッチＵ１がオン状態
となり、高架水槽渇水ランプＬＬ１が消灯し、高架水槽
渇水ブザーＢＬ１が鳴動を停止する。

【００１４】さらに、水位が電極棒Ｌ５の先端に達する
と、リレーユニットＲＵ５が動作してスイッチＵ５をオ
ン状態にし、既にスイッチＸがオン状態である場合（ポ
ンプＰが運転可能状態である場合）、ＴＣとＴＣ２との
間が導通し、コンタクタＣがオンとなり、サーマルリレ
ーＳＲを介してモータｍを起動してポンプＰを動作さ
せ、給水源１０１の水を送水管１０３を通して水槽１０
２に給水させる。

【００１５】一方、水位が下がって、水位が電極棒Ｌ５
未満となり、電極棒Ｌ６の先端に達しても、既にスイッ
チＵ５がオン状態となっており、このスイッチＵ５を介
したリレーユニットＲＵ５が動作し続けるため、ポンプ
Ｐの運転は維持し続ける。そして、水位が電極棒Ｌ６の
先端未満となって初めてスイッチＵ５がオフ状態とな
り、ポンプＰの運転が停止する。

【００１６】なお、水位が電極棒Ｌ４の先端に達する
と、リレーユニットＲＵ４が動作してスイッチＵ４がオ
ン状態となり、高架水槽満水ランプＬＨ１が点灯し、高
架水槽満水ブザーＢＨ１が鳴動する。

【００１７】このようにして、従来の給排水制御システ
ムでは、ランプが点灯及びブザーが鳴動している状態
は、そのランプあるいはブザーが示すような異常状態を
示し、ランプの点灯及びブザーの鳴動がない場合は、正
常状態であることを示し、ポンプＰの運転制御によって
水槽１０２の水位が電極棒Ｌ５と電極棒Ｌ６との間とな
るような水位制御がなされる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の給排水制御システムにおける電極保持器１１０、１
２０と制御装置１００との間は、それぞれ電極棒の数に
応じた数の配線、あるいは多対ケーブルによる配線によ
って接続されていた。

【００１９】この場合、電極棒の数に応じた数の配線あ
るいは多心ケーブルによる配線では、配線に手間がかか
り、特に多心ケーブルの場合、重量があるため配線にか
かる労力と時間が非常にかかるという問題点があった。

【００２０】さらに、電極棒の数に応じた数の配線ある
いは多心ケーブルの維持管理に多大が労力と時間がかか
るという問題点があった。例えば、高架水槽のように高
所に設置される水槽との間を、重い多心ケーブルによっ
て接続されている場合、高所であるが故に、台風等の風
雨にさらされる機会が多く、断線等の場合に再接続等が
困難であり、確実な配設が行われていないと、外れた多
心ケーブルによって他に危害が加わる可能性もある。

【００２１】また、電極棒の数に応じた数の配線あるい
は多心ケーブルの場合、多心ケーブルの場合通常多心線
は色分けによって各多心線を峻別することができるが、
線数が多くなると、誤接続が生ずる可能性が大きくなる
という問題点もあった。

【００２２】さらに、電極保持器の新たに増設あるいは
電極棒の本数の追加等を行う場合、新たな配線を追加し
なければならず、給排水制御システムの更新を容易に行
うことができず、多大な労力及び時間がかかるという問
題点もあった。

【００２３】そこで、本発明はかかる問題点を除去し、
電極保持器と制御装置との間の伝送線の配線、保守管
理、更新にかかる労力と時間とを激減させるとともに、
既存設備を可能な限り利用することができる電極保持器
及びこれを用いたシステムを提供することを目的とす
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数のセ
ンサーを保持した電極保持器であって、前記複数のセン
サーの検出結果をもとに所定の制御を行う制御装置との
間を所定の伝送線で接続し、前記所定の伝送線と前記複
数のセンサーとの接続切換を行う切換手段と、前記所定
の伝送線を介して入力される前記制御装置からの切換制
御信号をもとに前記複数のセンサーの接続切換を制御す
る切換制御手段とを具備したことを特徴とする。第１の
発明では、電極保持器自体が切換手段及び切換制御手段
を有する構成としているため、制御装置と電極保持器と
の間の接続を任意の所定の伝送線とした構成にすること
ができる。

【００２５】第２の発明は、第１の発明において、前記
所定の伝送線は、２線式伝送線であることを特徴とす
る。これにより、制御装置と電極保持器との間を２線式
伝送線という軽量かつ細い伝送線で接続することがで
き、制御装置と電極保持器との間の伝送線の配設、維持
管理、変更が容易であるとともに、柔軟に対応すること
ができる。また、例えば２４ボルト程度の信号を伝送す
る場合、２線式伝送線は、電灯線でもよく、既設の電灯
線を有効利用できる。

【００２６】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記複数のセンサーは、異なる長さをもち、該異
なる長さに応じた液位を検出する複数の電極棒であり、
各電極棒間が導通するか否かによって液位が検知される
ことを特徴とする。これにより、複数のセンサーの構成
を具体化でき、特に液位検出用のセンサーを適用するこ
とができる。

【００２７】第４の発明は、第１から第３の発明におい
て、前記切換制御信号は、時分割信号であり、前記制御
装置は前記所定の伝送線を介して前記複数のセンサーか
らの検出信号を時分割で検知することを特徴とする。第
４の発明では、所定の伝送線上を時分割の信号が伝送さ
れるため、所定の伝送線の数を少なくすることができ
る。

【００２８】第５の発明は、第１から第４の発明におい
て、前記切換手段は、半導体スイッチであることを特徴
とする。これにより、切換手段による接続切換は無接点
リレーとなり、切換接続しない場合と同様な処理が可能
となる。

【００２９】第６の発明は、少なくとも複数の液位を検
出する複数のセンサーを保持した１以上の電極保持器
と、該１以上の液位検出装置からの液位検出信号をもと
に液位を制御する液位制御装置とを有する液位制御シス
テムであって、前記１以上の電極保持器と前記液位制御
装置と間は所定の伝送線で接続され、前記１以上の電極
保持器のそれぞれは、前記所定の伝送線と前記複数のセ
ンサーとの接続切換を行う切換手段と、前記所定の伝送
線を介して入力される前記液位制御装置からの切換制御
信号をもとに前記複数のセンサーの接続切換を制御する
切換制御手段とを具備し、前記液位制御装置は、前記切
換制御信号を含む検出用信号を生成する検出用信号生成
手段と、前記所定の伝送線を介し前記切換制御信号によ
って切換接続されたセンサーからの液位検出信号を前記
１以上の電極保持器及び前記複数のセンサーに対応させ
て多重分離出力する多重分離出力手段と、前記多重分離
出力結果をもとに前記１以上の電極保持器に対応する液
位を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００３０】第６の発明では、電極保持器に切換手段及
び切換接続手段を持たせた構成とするとともに、液位制
御装置に検出用信号生成手段、多重分離出力手段、及び
制御手段を持たせた構成としているので、１以上の電極
保持器と液位制御装置との間の所定の伝送線を任意の伝
送線として構成とすることができる。

【００３１】第７の発明は、第６の発明において、前記
所定の伝送線は、２線式伝送線であることを特徴とす
る。これにより、液位制御装置と１以上の電極保持器と
の間を２線式伝送線という軽量かつ細い伝送線で接続す
ることができ、制御装置と電極保持器との間の伝送線の
配設、維持管理、変更が容易であるとともに、柔軟に対
応することができる。また、例えば２４ボルト程度の信
号を伝送する場合、２線式伝送線は、電灯線でもよく、
既設の電灯線を有効利用できる。

【００３２】第８の発明は、第６または第７の発明にお
いて、前記複数のセンサーは、異なる長さをもち、該異
なる長さに応じた液位を検出する複数の電極棒であり、
前記液位制御装置は、各電極棒間が導通するか否かによ
って液位を検知することを特徴とする。これにより、電
極棒を用いた液位制御システムを実現することができ
る。

【００３３】第９の発明は、第６から第８の発明におい
て、前記切換制御信号は、時分割信号であり、前記液位
検出信号は、前記所定の伝送線を介して時分割で検知さ
れることを特徴とする。第９の発明では、所定の伝送線
上を時分割の信号が伝送されるため、所定の伝送線の数
を少なくすることができる。

【００３４】第１０の発明は、第６から第９の発明にお
いて、前記１以上の電極保持器は、前記所定の伝送線に
よって並列接続されることを特徴とする。これにより、
１以上の電極保持器と液位制御装置との間を接続する伝
送線の配線長を最短にすることができるとともに、既設
の配線を利用した柔軟な配線が可能となる。

【００３５】第１１の発明は、第６から第１０の発明に
おいて、前記検出用信号は、交流信号であることを特徴
とする。これにより、所定の伝送線を前記１以上の電極
保持器あるいは前記液位制御装置に接続する場合、無極
性となるため、誤配線が皆無となり、所定の伝送線の導
通試験を行う場合における極性試験を省略できるととも
に１回の導通試験のみで済む。

【００３６】第１２の発明は、第６から第１１の発明に
おいて、前記切換手段は、半導体スイッチであることを
特徴とする。これにより、切換手段による接続切換は無
接点リレーとなり、切換接続しない場合と同様な処理が
可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形
態である水位制御システムの構成を示す図である。図１
において、水槽２０に蓄えられる水は、栓２２を介して
使用され、水位制御装置１０の制御のもとに、給水装置
２１によって図示しない給水源から補給される。

【００３８】電極保持器１ａは、複数の電極棒Ｌ０〜Ｌ
３を保持する。各電極棒Ｌ０〜Ｌ３は、電極棒Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３、Ｌ０の順に順次長くなっている。電極棒Ｌ０
は最も長い電極棒であり、基準電極棒となり、この基準
電極棒の先端Ｈ０と電極棒Ｌ１〜Ｌ３の先端Ｈ１〜Ｈ３
との間での水を介した導通によって、各電極棒Ｌ１〜Ｌ
３の先端Ｈ１〜Ｈ３に水面２３が達しているか否かを検
出する。

【００３９】例えば、図１では、電極棒Ｌ３と電極棒Ｌ
０とは導通し、電極棒Ｌ２と電極棒Ｌ０とは導通してい
ないため、水面２３は、電極棒Ｌ３の先端Ｈ３以上で電
極棒Ｌ２の先端Ｈ２未満であると検知することができ
る。

【００４０】電極保持器１ａは、変換部ＣＶを有し、各
電極棒Ｌ０〜Ｌ３を接続する４本の線は、水位制御装置
１０との間を接続する２線Ｌａに変換される。変換部Ｃ
Ｖは、切換部２を有し、各電極棒Ｌ０〜Ｌ３を接続する
端子Ｔ０〜Ｔ３と、２線Ｌａを接続する端子ＴＴ１、Ｔ
Ｔ２とをスイッチＳＷ１、ＳＷ２とによって切り換えて
いる。電極棒Ｌ０は基準電極棒であるため、通常スイッ
チＳＷ２によって端子Ｔ０と端子ＴＴ２とは接続された
状態を維持している。

【００４１】また、スイッチＳＷ１は、端子ＴＴ１と端
子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のいずれかに切換接続する。但し、
折返し試験を行う場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の
双方が端子Ｔ０〜Ｔ３のいずれかの同一の端子に接続さ
れることになる。

【００４２】変換部ＣＶは、さらに切換制御信号検出部
３を有し、この切換制御信号検出部３は、２線Ｌａ上の
接続点Ｐ３、Ｐ４を介して水位制御装置１０からの後述
する検出用信号を検出し、この検出用信号内に含まれる
切換制御信号をもとに、切換部２の切換制御を行う。な
お、切換部２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチで実
現され、いわゆる無接点スイッチで実現されている。

【００４３】水位制御装置１０は、水位検出部１１、水
位信号生成部１２、検出用信号生成部１３、電源１４、
水位制御部１５及び報知部１６を有する。

【００４４】検出用信号生成部１３は、水位制御部１５
の制御のもと、切換制御信号と電極棒による検出のため
の電圧信号とを含んだ、後述する検出用信号を生成し、
水位検出部１１、２線ＬＬを介して各電極保持器１ａ、
１ｂに送信する。ここで、線ＬＬは、接続点Ｐ１、Ｐ２
によって線Ｌａと線Ｌｂとに並列接続され、複数の電極
保持器１ａ、１ｂと接続される。

【００４５】水位検出部１１は、検出用信号生成部１３
が生成した検出用信号内の切換制御信号をもとに現在、
どの電極棒が接続されているかを判断し、この接続状態
における電極棒間の導通状態を検出し、この検出結果を
水位信号生成部１２に送出する。

【００４６】水位信号生成部１２は、水位検出部１１か
ら入力された検出結果をもとに各電極棒Ｌ１〜Ｌ３に対
応する検出信号Ｓ１〜Ｓ３を水位制御部１５に並列に生
成出力する。すなわち、２線ＬＬを介して時分割入力さ
れた信号を各電極棒Ｌ１〜Ｌ３に対応させて多重分離す
る。なお、検出信号Ｓ０は設置されている。

【００４７】水位制御部１５は、各検出信号Ｓ１〜Ｓ３
をもとに水槽２０の液面２３が電極棒Ｌ３の先端Ｈ３以
上から電極棒Ｌ２の先端Ｈ２までの間となるように水位
制御を行うため、給水装置の駆動を制御する。すなわ
ち、水面２３が先端Ｈ３未満となった場合、水面２３が
下限で制御範囲外であり、給水装置の空転を防止するた
め、報知部１６でその旨を報知するとともに、給水装置
２１の駆動を強制停止させる。また、水面２３が先端Ｈ
１に達した場合、水面２３が上限で制御範囲外であり、
水槽２０が水が溢れる危険を防止するため、報知部１６
でその旨を報知する。

【００４８】ここで、図２のタイミングチャートを参照
して、検出用信号生成部１３が生成する検出用信号の一
例とこの検出用信号に基づいた検出信号の生成について
説明する。図２（ａ）に示すように検出用信号は、開始
信号、グループ識別信号、個別切換信号、及び検出用電
圧信号とから構成され、各信号は、所定のデューティサ
イクルをもち、そのパルス幅によって信号の内容を示し
ている。すなわち、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号によっ
て情報を伝達している。

【００４９】例えば、開始信号は、デューティが２０％
のパルスで示される。グループ識別信号は、切換制御す
べき電極保持器１ａ、１ｂを識別するための信号であ
る。ここでは、デューティが４０％のパルスで示され、
その情報が”１”であることを示している。従って、電
極保持器１ａが予め自己のグループ識別番号を”１”に
設定し、電極保持器１ｂが予め自己のグループ識別番号
を”２”に設定しておくことにより、この場合、電極保
持器１ａのみが切換制御されることになる。

【００５０】個別切換信号は、グループ識別信号で選択
された電極保持器内の切換指示を示している。ここで
は、デューティが４０％のパルスで示され、その情報
が”１”であることを示している。従って、電極保持器
１ａが予め切換接続情報として、端子Ｔ１と端子ＴＴ１
との接続を”１”に設定し、端子Ｔ２と端子ＴＴ１との
接続を”２”に設定し、端子Ｔ３と端子ＴＴ１との接続
を”３”に設定しておくことにより、この場合、端子Ｔ
１と端子ＴＴ１とが接続されることになる。すなわち、
電極棒Ｌ１と電極棒Ｌ０との間の導通チェックが行われ
る準備が整う。

【００５１】検出用電圧信号は、このようにして切換接
続された状態での検出用の電圧信号であり、導通してい
る場合には、この検出用電圧信号に対応する信号が水位
検出部１１で検出され、導通していない場合には、この
検出用電圧信号に対応する信号を検出できない。例え
ば、図２（ｂ）では、検出信号を検出しているので、電
極棒Ｌ１と電極棒Ｌ０との間及び電極棒Ｌ２と電極棒Ｌ
０との間がそれぞれ導通していることになる。

【００５２】さらに、図２（ｃ）に示すように、この検
出信号をもとに水位信号生成部１２は、各電極棒Ｌ１〜
Ｌ３に対応した並列線に水位信号Ｓ１〜Ｓ３として出力
する。この水位信号は、次の検出結果が取得されるまで
保持され、水位制御部１５に出力されることになる。

【００５３】なお、電源１４は、２４ボルトの交流電源
であり、検出用信号も２４ボルトのＰＷＭ信号を生成す
る。この場合、交流２４ボルトのパルス信号が２線ＬＬ
で伝送され、交流による無極性であることから、水位制
御装置１０側及び電極保持器１ａ、１ｂ側の２線ＬＬの
誤結線が皆無となる。

【００５４】また、２線ＬＬの導通試験を行う場合、交
流を用いることから、１回の試験で済むとともに、極性
試験は省略することができる。このように、各グループ
の各接続毎に、順次時分割で検出用信号を複数の電極保
持器１ａ、１ｂに送出し、検出することを繰り返してい
るので、ほぼリアルタイムの水位検出が可能となる。

【００５５】しかも、上述した水位制御システムでは、
水位制御装置１０と電極保持器１ａ、１ｂとの間は２線
接続であるため、配線が容易であるとともに、保守、管
理、さらには電極本数の変更にも容易に対応することが
できる。しかも、２線ＬＬは、２４ボルトの交流電圧が
印加されるのみであるので、通常の家屋に用いられる電
灯線を利用することができ、既配線を有効利用すること
ができる。

【００５６】ここで、図３を参照して、電極保持器１
（１ａ、１ｂ）の詳細構成について説明する。なお、図
３では、電極棒が５つの場合の構成を示している。図３
において、電極棒Ｌは接続ナット３２に接続され、この
接続ナット３２と接続ボルト３３との螺合により、電極
棒Ｌが本体上部３１に結合される。

【００５７】同様に、図示しない他の４つの電極棒も本
体上部３１に結合される。本体下部３０は、図示しない
水槽等のカップリングに螺合し、その締め付けは本体下
部上部の六角柱状部材が用いられる。本体上部３１及び
本体下部３０は螺合によって結合される。収納パレート
３６は、切換部ＣＶが組み込まれ、本体上部３１の上部
内壁に挿入されるとともに、収納パレート３６の低面
は、本体上部３１内部の保持部材によって高さ調整され
る。

【００５８】また、収納パレート３６は、ビス３７によ
って本体上部３１に結合される。この際、電極棒に対応
する接続ボルト３３は、変換部ＣＶの電極棒側の５つの
端子にそれぞれ対応するように線３４で接続される。

【００５９】この場合、多心線３５を用いてもよい。ま
た、変換部ＣＶの水位制御装置１０側の２つの端子は、
２心線が接続され、水位制御装置１０に接続される。さ
らに、２心線は、電極保持器１との入出力部分における
歪み、曲がり等のよる応力を分散して保護するため、ケ
ーブル保護カバー３８が設けられている。最後に、防滴
カバーで、収納パレート３６をもつ本体上部３１を覆う
ことによって、防滴構造としている。

【００６０】なお、電極棒Ｌは、ステンレス（ＳＵＳ２
０１）で構成され、浄水、下水、アルカリ、酸等の液体
に耐える材質であるが、検出対象の液体の温度、使用条
件によっては腐食する場合があり、このような場合には
耐食性のあるステンレス（ＳＵＳ３１６）、チタンある
いはハステロイの電極棒を用いるとよい。

【００６１】また、汚水等の場合、汚水等による腐食を
積極的に防止するため、電極棒を被覆し、先端のみによ
って水位を検出する構成としてもよい。このように、従
来の電極保持器に変換部ＣＶを設けるのみで、電極保持
器１と水位制御装置１０との間の配線を２線とすること
ができる。

【００６２】次に、図４を参照して、第１の実施の形態
を応用した給排水制御システムについて説明する。図４
に示す給排水制御システムは、図５に示す給排水制御シ
ステムに対し、電極保持器１１０、１２０を、図３に示
すような変換部ＣＶに対応する変換部Ｖ１、ＣＶ２をも
つ電極保持器４１、４２に代え、制御装置１００内に水
位検出部１１、水位信号生成部１２、及び検出用信号生
成部１３を有する水位制御装置１０とし、水位制御装置
１０と各電極保持器４１、４２との間を２線式伝送線Ｌ
Ｌ１、ＬＬ２で接続している。

【００６３】図４において、この給排水制御システム
は、給水源１０１に貯水された水をポンプＰで高架に設
置された水槽１０２に給水し、この水槽１０２の水を各
家庭や工場等で使用する際、給水源１０１及び水槽１０
２の水位をそれぞれ電極保持器４１、４２で検出し、こ
の結果をもとに水位制御装置１０がポンプＰの駆動及び
水槽１０２の水位を適切に制御するものである。

【００６４】電極保持器４１は、４つの電極棒Ｌ０〜Ｌ
３を有し、電極棒Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ０の長さは、順
次長く設定され、その先端は検出すべき水位に対応させ
ている。水位検出の原理は、各電極間に水が介在して導
通するか否かによって行われ、最も長い電極棒Ｌ０が基
準電極棒となって、各電極棒Ｌ１〜Ｌ３との間が導通し
た場合、各電極棒Ｌ１〜Ｌ３の先端まで水位があると判
断される。

【００６５】電極保持器４２は、電極保持器４１と同様
に、順次長い電極棒Ｌ４〜Ｌ８を有し、それぞれの先端
位置の水位を検出し、この際、電極棒Ｌ８が基準電極棒
となる。但し、電極保持器４２は、電極保持器４１に比
べて電極棒の数が１つ多く、５本となっている。

【００６６】電極保持器４１の電極棒Ｌ１は、給水源１
０１における水位の上限、すなわち満水水位レベルを検
出し、電極棒Ｌ２は、ポンプＰの運転準備に対応する水
位レベルを検出し、電極棒Ｌ３は、ポンプＰの運転停止
に対応する水位レベルを検出する。

【００６７】電極保持器４２の電極棒Ｌ４は、水槽１０
２における満水水位レベルを検出し、電極棒Ｌ５は、ポ
ンプＰの給水運転停止に対応する水位レベルを検出し、
電極棒Ｌ６は、ポンプＰの給水運転開始に対応する水位
レベルを検出し、電極棒Ｌ７は、水槽１０２の渇水水位
レベルを検出する。

【００６８】水位制御装置１０の動作について説明する
と、まず給水源１０１の水位が電極棒Ｌ３の先端未満の
場合、スイッチＵ２はオフ状態を維持し、この結果スイ
ッチＸもオフ状態（導通状態）となり、給水源下限ラン
プＬＬ２を点灯させるとともに、給水源下限ブザーＢＬ
２を鳴動させる。

【００６９】これは、給水源１０１の水位が何らかの要
因で減少あるいは渇水の状態となっていることを報知さ
せるためである。給水源１０１の水位が電極棒Ｌ２の先
端の水位に達すると、リレーユニットＲＵ２が動作し、
スイッチＵ２がオン状態となり、さらにリレーＲＸが動
作してスイッチＸもオン状態となる。

【００７０】この結果、給水源下限ランプＬＬ２が消灯
し、給水源下限ブザーＢＬ２の鳴動が停止する。また、
給水源１０１の水位が電極棒Ｌ１の先端の水位に達する
と、リレーユニットＲＵ３が動作し、スイッチＵ３がオ
ン状態（導通状態）となり、給水源上限ランプＬＨ１が
点灯し、給水源上限ブザーＢＨ２が鳴動する。

【００７１】このようなランプの点灯及びブザーの鳴動
がない場合、ポンプＰの空転等が防止できるので、ポン
プＰの運転が可能な状態となる。但し、ポンプＰの運転
は、さらに水槽１０２の水位レベルによって決定され
る。なお、このシステムの始動に際し、上述したランプ
の点灯及びブザーの鳴動がない場合、押しボタンスイッ
チＰＳを押下することによって、スイッチＵ２を強制的
にオン状態にし、この結果さらにリレーＲＸが動作して
スイッチＸをオン状態にし、ポンプＰの運転が可能な状
態に設定する。

【００７２】一方、水槽１０２の水位が電極棒Ｌ７の先
端未満の場合、リレーユニットＲＵ１が動作せず、スイ
ッチＵ１がオフ状態（導通状態）を維持し、高架水槽渇
水ランプＬＬ１が点灯し、高架水槽渇水ブザーＢＬ１が
鳴動する。水位が電極棒Ｌ７の先端に達すると、リレー
ユニットＲＵ１が動作して、スイッチＵ１がオン状態と
なり、高架水槽渇水ランプＬＬ１が消灯し、高架水槽渇
水ブザーＢＬ１が鳴動を停止する。

【００７３】さらに、水位が電極棒Ｌ５の先端に達する
と、リレーユニットＲＵ５が動作してスイッチＵ５をオ
ン状態にし、既にスイッチＸがオン状態である場合（ポ
ンプＰが運転可能状態である場合）、ＴＣとＴＣ２との
間が導通し、コンタクタＣがオンとなり、サーマルリレ
ーＳＲを介してモータｍを起動してポンプＰを動作さ
せ、給水源１０１の水を送水管１０３を通して水槽１０
２に給水させる。

【００７４】一方、水位が下がって、水位が電極棒Ｌ５
未満となり、電極棒Ｌ６の先端に達しても、既にスイッ
チＵ５がオン状態となっており、このスイッチＵ５を介
したリレーユニットＲＵ５が動作し続けるため、ポンプ
Ｐの運転は維持し続ける。そして、水位が電極棒Ｌ６の
先端未満となって初めてスイッチＵ５がオフ状態とな
り、ポンプＰの運転が停止する。なお、水位が電極棒Ｌ
４の先端に達すると、リレーユニットＲＵ４が動作して
スイッチＵ４がオン状態となり、高架水槽満水ランプＬ
Ｈ１が点灯し、高架水槽満水ブザーＢＨ１が鳴動する。

【００７５】ここで、上述した実施の形態に示すよう
に、電極保持器４１、４２は、変換部ＣＶ１、ＣＶ２を
有し、検出用信号生成部１３が生成した検出用信号内の
切換制御信号によって切換接続された電極棒間の導通を
検出している。そして、この検出された信号は、２線式
伝送線ＬＬ１、ＬＬ２を介して、切換接続に対応した時
分割信号として水位検出部１１に入力され、水位信号生
成部１２は、それぞれ対応する水位信号を並列生成し
て、従来と同様にリレー回路に入力している。

【００７６】なお、２線式伝送線ＬＬ１、ＬＬ２の長さ
が非常に長くなり、信号減衰が無視できなくなる場合に
は、２線式伝送線ＬＬ１、ＬＬ２の途中に増幅器を設け
るようにすればよい。

【００７７】また、図４に示す給排水制御システムで
は、２線式伝送線ＬＬ１、ＬＬ２との並列接続点を水位
制御装置１０内部で行っているが、これに限らす、外部
に並列接続点を設けてもよい。この並列接続点を外部を
設けると、給水源１０１と水槽１０２と水位制御装置１
０との位置関係から最も効率的な配線が可能となる場合
がある。

【００７８】さらに、電灯線等の２線式伝送線は、２４
ボルト交流信号で、時分割多重信号を同時に２００回線
以上伝達することができるため、多数の電極保持器を用
いて多数の給水源１０１や水槽１０２等を制御する追加
構成を容易に行うことができる。

【００７９】これにより、図４に示す給排水制御システ
ムでは、図５に示す従来の給排水制御システムと同様
に、ランプが点灯及びブザーが鳴動している状態では、
そのランプあるいはブザーが示すような異常状態を示
し、ランプの点灯及びブザーの鳴動がない場合では、正
常状態であることを示し、ポンプＰの運転制御によって
水槽１０２の水位が電極棒Ｌ５と電極棒Ｌ６との間とな
るような水位制御がなされる。

【００８０】さらに図４に示す給排水制御システム固有
のものとして、水位制御装置１０と各電極保持器４１、
４２との間は、２線式伝送線ＬＬ１、ＬＬ２によって接
続されているため、伝送線の配線、保守管理、電極棒の
追加に伴う伝送線の追加等が容易となる。

【００８１】なお、上述した実施の形態では、２線式伝
送線を並列接続するようにしていたが、これに限らず、
複数の電極保持器をシリアル（タンデム）接続した構成
とすることも可能である。

【００８２】さらに、上述した実施の形態では、時分割
多重された信号を２線式伝送線を介して送出するように
しているが、これに限らず、各種の周波数を用いた周波
数分割によって実現するようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１から第
１２の発明では、電極保持器が切換手段及び切換制御手
段を有する構成としているので、制御装置と電極保持器
との間を少ない伝送線、例えば軽量かつ細い２線式伝送
線とすることができるので、伝送線の配線にかかる労力
と時間を削減することができるという効果を有する。

【００８４】また、２線式伝送線は、例えば照明用の電
灯線で代替することができ、この電灯線がビル等に既に
配線されている場合、この既配線を有効利用することが
できるという効果を有する。

【００８５】さらに、２線式伝送線は、配設が容易であ
り、接続の本数も少ないため誤接続がなくなり、特に交
流信号を伝送する場合には、無極性となるため、誤接続
が皆無となるという効果を有する。また、伝送線の導通
試験にかかる労力と時間も極端に削減することができる
という効果を有する。

【００８６】また、液位制御システムにおいて、例えば
水槽が１槽式から複槽式に変更された場合のように電極
保持器あるいは電極棒の本数が追加される場合でも、伝
送線上には時分割多重された信号が伝送されるため、伝
送線の本数を追加構成する必要がないので、伝送線の維
持管理が容易となる利点を有する。特に、高架水槽の増
設に直ちに対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である水位制御システムの
構成を示す図である。

【図２】検出用信号とこれに対応した検出信号の生成タ
イミングチャートである。

【図３】電極保持器の詳細構成を示す図である。

【図４】第１の実施の形態を応用した給排水制御システ
ムの構成を示す図である。

【図５】従来の給排水制御システムの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…電極保持器 ２…切換部 ３…切換制御信号検出部 ＣＶ…変換部 Ｔ０〜Ｔ３、ＴＴ１、ＴＴ２…端子 ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ Ｌ０〜Ｌ３…電極棒 Ｈ０〜Ｈ３…電極棒Ｌ０〜Ｌ３の先端 １０…水位制御装置 １１…水位検出部 １２…水位信号生成部 １３…検出用信号生成部 １４…電源 １５…水位制御部 １６…報知部 ２０…水槽 ２１…給水装置 ２２…栓 ２３…水面 Ｐ１〜Ｐ４…接続点 ＬＬ、Ｌａ、Ｌｂ…２線

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセンサーを保持した電極保持器で
   あって、 前記複数のセンサーの検出結果をもとに所定の制御を行
   う制御装置との間を所定の伝送線で接続し、 前記所定の伝送線と前記複数のセンサーとの接続切換を
   行う切換手段と、 前記所定の伝送線を介して入力される前記制御装置から
   の切換制御信号をもとに前記複数のセンサーの接続切換
   を制御する切換制御手段とを具備したことを特徴とする
   電極保持器。
2. 【請求項２】 前記所定の伝送線は、２線式伝送線であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の電極保持器。
3. 【請求項３】 前記複数のセンサーは、異なる長さをも
   ち、該異なる長さに応じた液位を検出する複数の電極棒
   であり、 各電極棒間が導通するか否かによって液位が検知される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電極保持
   器。
4. 【請求項４】 前記切換制御信号は、時分割信号であ
   り、 前記制御装置は前記所定の伝送線を介して前記複数のセ
   ンサーからの検出信号を時分割で検知することを特徴と
   する請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の電極保
   持器。
5. 【請求項５】 前記切換手段は、半導体スイッチである
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に
   記載の電極保持器。
6. 【請求項６】 少なくとも複数の液位を検出する複数の
   センサーを保持した１以上の電極保持器と、該１以上の
   液位検出装置からの液位検出信号をもとに液位を制御す
   る液位制御装置とを有する液位制御システムであって、 前記１以上の電極保持器と前記液位制御装置と間は所定
   の伝送線で接続され、 前記１以上の電極保持器のそれぞれは、 前記所定の伝送線と前記複数のセンサーとの接続切換を
   行う切換手段と、 前記所定の伝送線を介して入力される前記液位制御装置
   からの切換制御信号をもとに前記複数のセンサーの接続
   切換を制御する切換制御手段とを具備し、 前記液位制御装置は、 前記切換制御信号を含む検出用信号を生成する検出用信
   号生成手段と、 前記所定の伝送線を介し前記切換制御信号によって切換
   接続されたセンサーからの液位検出信号を前記１以上の
   電極保持器及び前記複数のセンサーに対応させて多重分
   離出力する多重分離出力手段と、 前記多重分離出力結果をもとに前記１以上の電極保持器
   に対応する液位を制御する制御手段とを具備したことを
   特徴とする液位制御システム。
7. 【請求項７】 前記所定の伝送線は、２線式伝送線であ
   ることを特徴とする請求項６に記載の液位制御システ
   ム。
8. 【請求項８】 前記複数のセンサーは、異なる長さをも
   ち、該異なる長さに応じた液位を検出する複数の電極棒
   であり、 前記液位制御装置は、各電極棒間が導通するか否かによ
   って液位を検知することを特徴とする請求項６または７
   に記載の液位制御システム。
9. 【請求項９】 前記切換制御信号は、時分割信号であ
   り、 前記液位検出信号は、前記所定の伝送線を介して時分割
   で検知されることを特徴とする請求項６〜８のうちのい
   ずれか１項に記載の液位制御システム。
10. 【請求項１０】 前記１以上の電極保持器は、前記所定
    の伝送線によって並列接続されることを特徴とする請求
    項６〜９のうちのいずれか１項に記載の液位制御システ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記検出用信号は、交流信号であるこ
    とを特徴とする請求項６〜１０のうちのいずれか１項に
    記載の液位制御システム。
12. 【請求項１２】 前記切換手段は、半導体スイッチであ
    ることを特徴とする請求項６〜１１のうちのいずれか１
    項に記載の液位制御システム。