JPS5952364B2 - 圧力式水準測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 土木、建築工事において、施工しようとする個所の水準
を正確に求めることは、その後の工事の進捗や建造物の
仕上がりに極めて大きな影響を与える要因の１つであり
、従来では、一定の固定個所にレベルと称せられる水準
器を設置し、鉛直軸に対して一定な方向に指向した望遠
鏡を鉛直軸を中心として旋回し、望遠鏡の視野内に刻ま
れた目盛と合致する個所に目印を付けることによって水
準を求めていた。

前記した水準器は精度が１１５０００〜１７１００００
程度と頗る高いか゛、至近距離では望遠鏡の焦点が結ば
れずに測定不可能となり、また視界が遮られる場合も、
水準器の使用が不可能であった。

特に、スライディングフオーム工法、地中連続壁構築工
法等により構築される構造物においては、施工面が順次
上昇するが、この旋工面が水平に保持されたま・均一に
上昇される様な場合は、特に圧力式水準測定の方が有効
である。

スライディングフオーム工法により鉛直軸を中心とした
円転体の形状を有するサイロを構築する場合には、回転
体中心軸上に水準器の旋回中心を合せれば、原理的には
不可能でないもの・、施工面が上昇するに伴ない足場や
作業床が上昇し、水準器を固定したよ・施工面を観測す
ることができず、従って前記水準器による施工面の水準
変動を知ることはできなかった。

本発明はこのような難点を克服した水準測定装置の発明
に係り、密閉型水タンクと、同タンクに連通された水位
を測定しようとする複数の個所にそれぞれ設置された複
数の水位計と、前記密閉型水タンク内の圧力を測定する
圧力検出器と、前記密閉型水タンク内の圧力を調節する
圧力調節装置と、前記密閉型水タンク内の圧力の変動に
伴う前記複数の水位計内の水位の変動による検出信号を
受けて同複数の水位計の設置個所の水準を測定すると・
もに前記圧力調節装置に所要の制御信号を送信して前記
密閉型水タンク内の圧力を制御する制御装置とからなる
ことを特徴とするもので、その目的とする処は、短期間
または長期間に亘り上下に変動する被測定対象面を随時
正確に能率良く測定できる圧力式水準測定装置を供する
点にある。

本発明は前記したように密閉型水タンクに連通された複
数の水位計を、水位を測定しようとする複数の個所にそ
れぞれ設置し、前記密閉型水タンク内の圧力を測定する
圧力検出器と、前記密閉型水タンク内の圧力を調節する
圧力調節装置とを設け、前記密閉型水タンク内の圧力の
変動に伴う前記複数の水位計内の水位の変動による検出
信号を受けて同複数の水位計の設置個所の水準を測定す
るとともに前記圧力調節装置に所要の制御信号を送信し
て前記密閉型水タンク内の圧力を制御する制御装置を形
成した・め、同制御装置を作動させて同制御装置より前
記圧力調節装置に制御信号を送信さけ、同圧力調節装置
を作動させると、前記密閉型水タンク内の圧力が変動し
、この圧力の変動に対応して前記複数の水位計内の水位
が変動する。

この水位計内の水位の変動に対応して、設置個所の低い
水位計から高い方の水位計にあるいは設置個所の高い水
位計から低い方の水位計より順次検出信号が発信され、
この水位検出信号と前記圧力検出器からの圧力信号とに
より、前記水位計が設置された個所の水位計が次々に検
出される。

このように本発明によれば、測定しようとする個所での
見通しが悪くても、また測定しようとする被測定対象面
の上下位置が短期間あるいは長期間に亘り変動しても、
必要な時に頗る正確にかつ能率良く測定することができ
る。

以下本発明を図示の実施例について説明すると、本実施
例は、スライディングフォームエ法により構築される円
筒状サイロの如き構造物の型枠に適用されたものであり
、サイロの対称軸と型枠とが交叉した個所に密閉型水タ
ンク１が設置されている。

また環状の型枠の周方向に亘り等間隔に１０個の電極式
水位計２が略鉛直方向に指向して配設され、同水位計２
底部と密閉型水タンク１底部とは断面変形を起しにくい
可撓性連通管８を介して相互に連通されている。

しかして前記電極式水位計２は、第２図に図示されるよ
うに、ガラス管またプラスチック管の如き非電導性の材
質からなる管３と、間管３内の底部に配設された陰極４
と、前記管３内で同陰極４より所要間隔を存して上方に
配置された下側陽極５と、前記管３内で洞下側陽極５よ
り５０ｍｍの間隔を存して上方に配置された上側陽極６
と、管取付部７とよりなり、図示されない型枠に同管取
付部７により一体に取付けられるようになっている。

また前記密閉型水タンク１の底部に、 ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ社製の
ＬＸ１６０１Ｇ型圧力計９が付設され、同圧力計９は第
３図に図示されるようにオペアンプ１４を介して１０ピ
ッ１−ＡＤ変換器１５に接続され、同ＡＤ変換器１５の
出力端はマイクロコンピュータ１３に接続されており、
前記密閉型水タンク１内の底部圧力が検出されて、デジ
タル信号としてマイクロコンピュータ１３に送信される
ようになっている。

前記圧力計９の圧力検出値は、温度の変化に影響される
ため、これを補償すべく、銅／コンスタンタン熱電灯１
０が前記圧力計９の検出端の近くに設けられ、同熱電対
１０の出力端は温度変換ユニットおよびデジタルボトル
メータよりなる温度補償器１６を介して前記マイクロコ
ンピュータ１３に接続されている。

さらに前記密閉型水タンク１の頂部に電磁弁１１と小型
エアーポンプ１２が付設されており、第４図に図示され
るように、コンピュータ１３からの制御信号がソリッド
ステートリレー１７を介してこれら電磁弁１１および小
型エアーポンプ１２に送信されるようになっている。

さらにまた前記電極式水位計２の下側陽極５と上側陽極
６はマルチプレクサ−１８の入力端に接続され、同マル
チプレクサ−１８の出力端はコンパレータ１９を介して
マイクロコンピュータ１３に接続されており、マイクロ
コンピュータ１３から発信されたパルス信号はそれぞれ
２個直列に接続されたインバータ２０により出力ドライ
ブされてマルチプレクサ−１８に送信され、Ｈｉｇｈが
らＬｏｗに落ちるチップセレクタ信号がマイクロコンピ
ュータ１３からライン２１を介してマルチプレクサ−１
８に送信されるようになっている。

図示の実施例は前記したように構成されているので、マ
イクロコンピュータ１３をスタートさせると、マイクロ
コンピュータ１３からソリッドステイトリレー１７へ制
御パルス信号が発信され、同リレー１７の動作により、
第６図に図示されるように、小型エアーポンプ１２は停
止され、電磁弁１１は開放されて、密閉型水タンク１内
の圧力は大気圧に設定される。

次に小型エアーポンプ１２が作動され、電磁弁１２が閉
じて、密閉型水タンク１が加圧状態に設定される。

そしてこの場合には、チップセレクタ信号がマイクロコ
ンピュータ１３より発信されず、１０個の電極式水位計
２の内、特定の電極式水位計２のみが水位を検出しうる
ようになる。

従ってこの特定電極式水位計２内の水位が上昇して、下
側陽極５に水面が接した時に、この特定水位計２の下側
陽極５からコンパレータ１９に設定電圧より大きな電圧
が印加されて、マイクロコンピュータ１３に下位水位検
出信号が送信され、その時の水頭が圧力計９で測定され
、下側陽極５の水面接触時の圧力カラントイ直Ａが求め
られる。

さらに密閉型水タンク１の圧力が上昇して特定電極式水
位計２の下側陽極５より５０ｍｍ上方に位置した上側陽
極６に水面が接した時に、前記したと同様にこの時の水
頭圧が圧力計９で測定され、その時の圧力カウント値Ｂ
が求められる。

その結果、Ａ−Ｂ＝Ｃの増分カウント数が求められ、水
位計２における１ｍｍ水頭の上昇時のカウント１ｃ１５
０がマイクロコンピュータ１３にて算定される。

その後、再びエアーポンプ１２を停止させ、電磁ノズル
１１を開放して、初期の大気圧状態に戻し、図示されな
い油圧ジヤツキで、環状の型枠を上昇させ、所定ストロ
ーク上昇後、油圧ジヤツキの作動を停止させ、初期値の
大気圧力値Ｐを圧力計９で測定する（第７図参照）。

さらにまたエアーポンプ１２を作動させ、電磁弁１１を
閉じ、密閉型水タンク１内を加圧し、１０個の電極式水
位計２の水頭を一斉に上昇させる（第８図ないし第１０
図参照）。

この場合には、チップセレクタ信号がマイクロコンピュ
ータ１３よりマルチプレクサ−１８に間欠的に送信され
、この間欠的なチップセレクタ信号により各電極式水位
計２の上側陽極６が順次選択されてスキでンされ、マイ
クロコンピュータ１３より出力されたパルス信号によっ
て、スキャンされた上側陽極６が陰極４に対して導通状
態即ち水位が上側陽極６に達したかどう検出され、導通
状態であればその時の圧力値５ｎ（ｎ番目の水位計２の
意味）が圧力計９にて求められる。

このようにして１０個の電極式水位計２が全て動作され
た後、エアーポンプ１２を停止させると・もに電磁弁１
１を開放し、初期状態に復帰させた時の圧力を圧力計９
で測定し、その値が初期圧力値Ｐと等しければ、 Ｘｎ＝ （Ｓｎ−Ｐ） −５０７Ｃ 但し Ｘｎ＝ｎ番目の水位計の水頭値（ｍｍ） Ｐ −初期圧力値（ｋｇ／ｃｍ”） Ｓｎ＝ｎ番目の水位計のオンになったときの圧カイ直（
ｋｇ／ｃｍ”） Ｃ＝５０ｍｍの水頭差がある時の圧力値（ｋｇ／ ｃｍ
”） にて各電極式水位計２の設置個所の水位を頗る容易に能
率良く測定することか゛できる。

しかし元に復帰させた時の圧力値が初期圧力値Ｐと等し
くなければ、再びエアーポンプ１２を作動させると・も
に電磁弁１１を閉じ、前記したと同様にスキャンさせ、
各水位計２の水位を求める。

これを何回繰返しても復帰圧力値と初期圧力値Ｐとが等
しくない時には、タンク１または連通管８が水漏したこ
とであり、これらを修復すればよい。

このように前記実施例によれば、密閉型水タンク１と各
電極式水位計２とは連通管８で相互に連通されているた
め、見通しの悪い場所でも測定しようとする個所の水位
を自動的に極めて能率良く測定できる。

しかも望遠鏡の焦点の合わない至近個所でも測定可能で
ある。

また前記実施例では、密閉型水タンク１を被測定対象物
の平均的な中心位置に設定し、各被測定対象物相互間の
相対的水位を測定したが、密閉型水タンク１を固定個所
に設置し、被測定対象物の上下動に対応させ密閉型水タ
ンク１の圧力を累積的に上下させることにより、被測定
対象物の絶対的な上下昇降量を求めることができる。

以上本発明を図示の実施例およびその変形実施例につい
て説明したが、本発明はこのような実施例に勿論限定さ
れることなく種々の設計の変更を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力式水準測定装置の一実施例を
図示した概略図、第２図は水位計部分の断側面図、第３
図は圧力検出部分の回路図、第４図は圧力調節装置のブ
ロック図、第５図は水位計検出部分の回路図、第６図は
前記実施例におけるフローチャート、第７図ないし第１
０図は前記実施例における作動状態を図示した説明図で
ある。 １・・・密閉型水タンク、２・・・電極式水位計、３・
・・管、４・・・陰極、５・・・下側陽極、６・・・上
側陽極、７・・・管取付部、８・・・可撓性連通管、９
・・・圧力計、１０・・・熱電対、１１・・・電磁弁、
１２・・・小型エアーポンプ、１３・・・コンピュータ
、１４・・・オヘアンプ、１５・・・ＡＤ変換器、１６
・・・温度補償器、１７・・・ソリッドステートリレー
、１８・・・マルチプレクサ−１１９・・・コンパレー
タ、２０・・・インバータ、２１・・・チップセレクト
ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 密閉型水タンクと、同タンクに連通され水位を測定
   しようとする複数の個所にそれぞれ設置された複数の水
   位計と、前記密閉型水タンク内の圧力を測定する圧力検
   出器と、前記密閉型水タンク内の圧力を調節する圧力調
   節装置と、前記密閉型水タンク内の圧力の変動に伴う前
   記複数の水位計内の水位の変動による検出信号を受けて
   同複数の水位計の設置個所の水準を測定すると・もに前
   記圧力調節装置に所要の制御信号を送信して前記密閉型
   水タンク内の圧力を制御する制御装置とからなることを
   特徴とする圧力式水準測定装置。