JPS59119219A - 自動液柱高測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水圧又はガス圧を測定するマノメータ又は液柱
式水位計の液柱の高さを自動的に測定する装置に関し、
更に詳しくは、上端を解放した鉛直管内の液柱の液面に
浮べた浮子の位置を検知装置により検出追跡し、その位
置を自動的に測定する自動液柱高測定装置に関するもの
である。

水理実験等において各部の水圧を正確に測定する必要が
しはしば生ずるが、従来、このような場合透明管内の水
柱の高さを目で測定するマノメータが用いられている。

しかしながら、人間の目で測定するために、手数を要し
、水柱数ｍに達する圧力を測定する場合には、それだけ
の長さの管を立設して、測定のだひに測定者が上下して
測定をする必要があり、極めて能率が悪い測定法であっ
た。

本発明は従来のマノメータの上記欠点に鑑み、自動的に
水柱の高さを測定することができる自動液柱高測定装置
を提供することを目的とする。即ち本発明は鉛直管内の
水柱の水面に浮子を浮遊させ、光センサー又は磁気セン
サー等よりなる検出部により浮子とその検出部との偏位
を検出し、マイクロコンピュータ−を用い両者の位置が
一致すべく、検出部が浮子を追跡して移動するように制
御し、−力検出部の位置を磁気スケール、ポテンシオメ
ータ等の位置測定機構により測定するようにした自動マ
ノメータである。

次に本発明の実施例について図面により詳しく説明する
。第１図は本発明の自動液柱高測定装置の正面図、第２
図は検出部の側面図、第３図は同Ａ−Ａ断面図である。

（１）は鉛直に立設した透明な鉛直管であって、アクリ
ル樹脂等の透明合成樹脂又はガラス管よりなる。（２）
は浮子であって鉛直管（１）中の水柱の水面に浮遊する
。（３）は検出部であって、第２図及び第３図に示すよ
うに、鉛直管（１）を挟んで１対の発光ダイオード等の
光源（４）と、フォトトランジスタ等の受光部（５）が
設けられ、この光源（４）と受光部（５）とを組合せた
ものを浮子の高さだけ離して、上下に１対ずつ設けであ
る。（６）は磁気スケールであって鉛直管に平行して設
けられ、その表面に磁気記録用磁性体を塗布し、正確に
０．１〜１ｍｍの一定間隔で、磁気目盛を記録しである
。

（７）は磁気スケール（６）上を上下に摺動する磁気ヘ
ッドであり、磁気スケール（６）上を摺動して磁気目盛
を読取り、信号を出力する。磁気ヘッド（７）の側面に
は上記検出部（３）が取付けられ、磁気ヘッド（７）と
検出部（３）は一体に上下番こ摺動する。（８）はパル
スモータ−等のモーターであって、モーター軸に取付け
た巻取ドラム（９）により、磁気ヘッド（７）及び検出
部（３）を懸吊する吊紐（川）をガイドローラ（１１１
、Ｑｎを経て巻取り又は巻出して検出部（３）を昇降さ
せる。モーター（８）は２つの受光部＋５１　、　（５
Ｓからの出力に応じて、制御部０２により、正転又は逆
転するように駆動される。制御部０２は、インターフェ
ース（１３１とマイクロコンピュータ等の演算処理装置
α４）とパルスモータ−駆動装置ＯＱよりなり、受光部
（５１、（５１からの受光信号は演算処理装置α伺こよ
り判別し、演算処理されて、その結果演算処理装置０沿
からの指令に従って、パルスモータ−駆動装置０９は駆
動／−，６ルスを出力し、モーター（８）を正転又は逆
転させる。

今浮子（２）が第２図に示す如く２組の光源（４１、（
４１及び受光部（５１、＋５ｉの間にある場合には、両
光源（４）。

（４１から出た光はそれぞれ浮子（２）に遮られて受光
部（５１、＋５ｉに達せず、両受光部（５１、（５１よ
り受光信号を出力しない。そしてこの場合はモーター（
８）には駆動パルスは入力されず、検出部（３）及び磁
気ヘッド（７）は停止したままである。被測定圧が上り
、浮子（２）が若干上昇すると、上側の光源（４）から
出た光は浮子（２）に遮られて受光部（５）に達しない
が、下側の受光部（５１は受光して受光信号を出力する
。この場合には制御部α２よりモーター（８）に逆転パ
ルスが加えられ、モーター（８）は逆転して吊紐（１ω
を巻出し、浮子（２）が両受光部（５１、（５１を遮光
する迄、検出部（３）を下ｐ４させる。逆に圧力が下り
、下側の受光部（５１のみが遮光された場合には、正転
パルスによりモーター（８）は正転して吊紐（１０）を
巻取り、検出部（３）を４させる。このようにして、常
に検出部（３）は両受光部（５１、（５５が浮子（２）
により遮光されるように浮子（２）の動きに追随して昇
降する。最初にこの装置の運転を開始するときは、検出
部（３）と浮子（２）が離れた位置にあるために、上記
のままでは追跡を開始しないから、両受光部＋５１　、
　＋５’ｌから同時に受光信号が出た場合には、演算処
理装置Ｑ４１の指令により、モーター（８）を正転又は
逆転させ、自動的に検出部（３）を上下両端のリミット
スイッチα！　、　ｃｄの位置迄昇降往復させ、浮子（
２）が検出部（３）の検出範囲に入る迄浮子（２）を探
索するようになっている。

検出部（３）が浮子（２）に追随して昇降すると、これ
と一体に結合された磁気ヘッド（７）は磁気スケール（
６）上を摺動し、磁気目盛を読取り、その信号を計数し
て基準位置からの変位を算出し、表示器Ｑη又は記録計
にデジタル又はアナログ量として表示し、記録する。

上記説明では、浮子の位置を検知する手段として光源と
受光部よりなる検出部を用いたが、その検知手段はこれ
に限定されず、あらゆる公知の検知手段を任意に用いる
ことができる。例えば浮子内に磁石を挿入しておき、差
動トランス等により磁気的に検知することも可能である
。

上記実施例においては検出部（３）の位置測定手段とし
て、磁気スケールと磁気ヘッドにより検出部の位置を読
取る機構を一例として挙げたが、検出部の位置測定手段
はこれに限定されるものではなく、あらゆる公知の位置
測定手段が用いられる。

精密な位置測定手段としては、磁気スケールの他、パル
スモータ−に入力する駆動パルスを直接計数して検出部
（３）の位置を求める方法が好ましく用いられ、この他
例えばモーター（８）の軸に回転形ポテンショメータ、
或いはシンクロを結合して検出部の変位を測定すること
も可能である。

本発明の自動液柱高測定装置は管内の水圧等の圧力測定
だけでなく、タンク等の水位を測定する水位計としても
用いることができる。

本発明の自動液柱高測定装置によれば圧力又は水位を自
動的に高精度で測定することができる。

検出部の位置測定手段として磁、気スケールを用い、又
は駆動パルスを計数する場合には鉛直等を任意に延長す
ることにより高い水圧を高精度で測定することができ、
例えば数ｍの水頭を１ｍｍの精度で測定することも容易
である。制御部にマイクロコンピュータ等の演算処理装
置を用いたため、検出部からのイ言号を適宜判断して自
動的に浮子を追跡することができ、追跡速度も必要に応
じて任意に調節することができ、又浮子を見失った場合
でもこれを自動的に探索させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動液柱高測定装置の正面図、第２図
は本発明の自動マノメータの検出部の側面図、第３図は
同Ａ−Ａ断面図である。 符号の説明 （１）・・・鉛直管、　　　　　（２）・・・浮子、（
３）・・・検出部、　　　　　（４１、（４１・・・光
源、ｆ５＋　、　１５＋・・・受光部、　　　（６）・
・・磁気スケール、（７）・・・磁気ヘッド、（８）・
・・モーター、（９）・・・巻取ドラム、　　　　（１
０１・・・吊紐、（１１）・・ガイドローラ、　　　０
２・・・制御部、０３・・・インターフェース、０４）
・・・演算処理装置、０Ｑ・・・パルスモータ駆動装置
、０６１・・・リミットスイッチ、Ｑη・・・表示器。 代理人小山義之 第７図 第２図 第３図 手続補正書（自発） 昭和５７年１２月３０日 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １、事件の表示 昭和５７　年１２月２（ｉｌＥｌ出願の特許願（１３）
２、発明の名称　自動液柱高測定装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ６、　補正により増加する発明の数　０（１）　　明細
書第６頁第１０行の「逆転」とあるを「正転」と補正す
る。 （２）明細書第６頁第１１行の「逆転」とあるを「正転
」と補正する。 （３）　　明細書第６頁第１１行の「巻出し」とあるを
「巻取り」と補正する。 （４）　明細書第６頁第１３行の「下降」とあるを「上
昇」と補正する。 （５）　　明細書第６頁第１０行の「正転」とあるを「
逆転」と補正する。 （６）　　明細書第６頁第１５行の「正転」とあるを「
逆転」と補正する。 （７）　　明細書第６頁第１５行の「巻取り」とあるを
「巻出し」と補正する。 （８）　　明細書第６頁第１５行の「上昇」とあるを「
下降」と補正する。 以　　上

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛直管と、該鉛直管中の水柱の水面に浮ぶ浮子と
   、該鉛直管外側に設けられ浮子検知手段を備えた検出部
   と、該検出部を浮子の昇降に応じてこれに追随して昇降
   させる追跡手段と、該検出部の変位を測定する位置測定
   手段と、該変位の測定値を表示し又は記録する表示手段
   又は記録手段を備え有することを特徴とする自動液柱高
   測定装置。
2. （２）該検知手段が透明な該鉛直管を挟んで対向して設
   けた１対の光源と受光部の２組を浮子の高さだけ上下に
   離して設けた２組の７オトセンサよりなる特許請求の範
   囲第１項記載の自動液柱高測定装置。
3. （３）該検知手段が、該浮子中に挿入した磁石と、該鉛
   直管外側に設けた、差動トランス等の磁気検出装置より
   なる特許請求の範囲第１項記載の自動液柱高測定装置。
4. （４）　　該追跡手段が検知部と浮子の偏位に応じてモ
   ーターを正転又は逆転させて該検出部を懸吊する吊紐を
   巻取り、巻出す機構よりなる特許請求の範囲第１項記載
   の自動液柱高測定装置。
5. （５）該位置測定手段が該鉛直管と平行して設けられ、
   磁気目盛を記録した磁気スケールと、該検出部と一体に
   昇降し且つ磁気スケールに沿って摺動、昇降して磁気ス
   ケールの目盛を読取り、読取信号を出力する磁気ヘッド
   と、該読取信号を積算する回路よりなる特許請求の範囲
   第１項記載の自動液柱高測定装置。
6. （６）該位置測定手段が該モーターの入力駆動パルスを
   計数して検出部の位置を算出する機構よりなる特許請求
   の範囲第１項記載の自動液柱高／ 測定装置。
7. （７）該位置測定手段が、ポテンショメータよりなる特
   許請求の範囲第１項記載の自動液柱高測定装置。