JPS6140505A - 水平度測定装置 - Google Patents
水平度測定装置Info
- Publication number
- JPS6140505A JPS6140505A JP16320884A JP16320884A JPS6140505A JP S6140505 A JPS6140505 A JP S6140505A JP 16320884 A JP16320884 A JP 16320884A JP 16320884 A JP16320884 A JP 16320884A JP S6140505 A JPS6140505 A JP S6140505A
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- Japan
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- level
- bubble
- liquid
- bubbles
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は水平度測定装置に係り、特に面の傾き方向及び
傾斜度合を数値で表示しうる水平度測定装置に関する。
傾斜度合を数値で表示しうる水平度測定装置に関する。
、 従来、面の傾きや水平度の測定は、所謂水準器″を
用いて行なっている。かかる水準器は、第１図（イ）の
如き長方形の台座１０の表面に基線の描かれた円筒状の
ガラス管１２を配設し、管内に気泡１４と液体を封入し
て、水平時に管中央部に位置するようにしたもの、或い
は、第１図（ロ）の如く円板状の密閉筐体１６の上面を
基線又は基円の描かれた透明板で覆い、内部に液体と１
個の気泡１８を封入し、水平時に円板中心に気泡１８が
位置するようにしたものである。いずれも基線または基
円に対する気泡の片寄り具合から面の傾き、或いは水平
度を測定することができる。
用いて行なっている。かかる水準器は、第１図（イ）の
如き長方形の台座１０の表面に基線の描かれた円筒状の
ガラス管１２を配設し、管内に気泡１４と液体を封入し
て、水平時に管中央部に位置するようにしたもの、或い
は、第１図（ロ）の如く円板状の密閉筐体１６の上面を
基線又は基円の描かれた透明板で覆い、内部に液体と１
個の気泡１８を封入し、水平時に円板中心に気泡１８が
位置するようにしたものである。いずれも基線または基
円に対する気泡の片寄り具合から面の傾き、或いは水平
度を測定することができる。
しかし、従来の水平度測定装置によれば、気泡の移動具
合は目視により大まかに判る程度であり、数量的に測定
することができない。
合は目視により大まかに判る程度であり、数量的に測定
することができない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、面
の方向及び傾き具合を数量的に測定できるようにした水
平度測定装置を提案することを目的としている。
の方向及び傾き具合を数量的に測定できるようにした水
平度測定装置を提案することを目的としている。
′〔発明の概要〕
本発明は、前記目的を達成するために、液を満たした密
閉容器内に１個の気泡を封じ、容器外から気泡に垂直な
方向から光を照射し、気泡を通過した光の複数の受光素
子の各々に対する通過光量が容器の傾き具合によって異
なることを利用し、その光量差（複数の受光素子の出力
差）から面の傾き方向及び角度を測定するようにしたも
のである。
閉容器内に１個の気泡を封じ、容器外から気泡に垂直な
方向から光を照射し、気泡を通過した光の複数の受光素
子の各々に対する通過光量が容器の傾き具合によって異
なることを利用し、その光量差（複数の受光素子の出力
差）から面の傾き方向及び角度を測定するようにしたも
のである。
以下、添付図面に従って、本発明に係る水平度測定装置
の好ましい一例を詳細に説明する。
の好ましい一例を詳細に説明する。
第２図及び第３図は本発明の原理を示す説明図である。
液２２を満たした円板状の透明密閉容器２０の中に所定
径の気泡２４を封入することによって、気泡２４は液の
表面張力により、容器２０の上面に接する部分を除き、
曲面を有する偏平球体となる。この容器２０を第２図の
様に水平に保持し、気泡２４の上部（容器表面に垂直な
方向）から光′ａ２６及び２８によって気泡２４に向け
て光を照射する。照射された光は気泡２４のａ−＋ｂ及
びａ’ −ｂ ’の経路で進行し、更に液２２のｂ−Ｃ
及びｂ’−’ｃ’を経て容器外に抜は出る。この過程で
光は液２２中を通過するときに拡散して弱められる。気
泡２４の中心からの距離がｐ＝ｐ、’であればＣ及びＣ
′点における光量は等しい。
径の気泡２４を封入することによって、気泡２４は液の
表面張力により、容器２０の上面に接する部分を除き、
曲面を有する偏平球体となる。この容器２０を第２図の
様に水平に保持し、気泡２４の上部（容器表面に垂直な
方向）から光′ａ２６及び２８によって気泡２４に向け
て光を照射する。照射された光は気泡２４のａ−＋ｂ及
びａ’ −ｂ ’の経路で進行し、更に液２２のｂ−Ｃ
及びｂ’−’ｃ’を経て容器外に抜は出る。この過程で
光は液２２中を通過するときに拡散して弱められる。気
泡２４の中心からの距離がｐ＝ｐ、’であればＣ及びＣ
′点における光量は等しい。
次に、容器２０を第３図のように傾斜させれば
１、気泡２４はレベルの高い方に移動し、光の液
通過距離はｂ“〜 ＞ ｂ ／１１〜Ｃ′となって、Ｃ
及びＣ′点における光量は液通過距離に反比例して増減
する。従って、この光景の差と傾斜角との関係を予め求
めておけば、容器の傾き角度を知ることができる。
１、気泡２４はレベルの高い方に移動し、光の液
通過距離はｂ“〜 ＞ ｂ ／１１〜Ｃ′となって、Ｃ
及びＣ′点における光量は液通過距離に反比例して増減
する。従って、この光景の差と傾斜角との関係を予め求
めておけば、容器の傾き角度を知ることができる。
第４図は本発明の一実施例を示す構成図である上面及び
下面が透明な密閉容器３１には液体３２が満たされ、−
個の気泡３４が封入されて水準器３０が構成される。気
泡３４の真上の所定距離上に光源３６が配設され、その
下面には細孔４０、を有するマスク３８が設けられる。
下面が透明な密閉容器３１には液体３２が満たされ、−
個の気泡３４が封入されて水準器３０が構成される。気
泡３４の真上の所定距離上に光源３６が配設され、その
下面には細孔４０、を有するマスク３８が設けられる。
マスク３８と水準器３０の間には、細孔４０よりの光を
平行光線にし気泡３４の全面に照射するレンズ４２が配
設される。気泡３４と容器３１の上面とが接する部位の
真下の底板表面に受光素子４４が設けられる。受光素子
４４は第５図に示すように、気泡３４の外縁の周線上に
等間隔に４個が設けられ、水準器３０が水平位置にある
とき、４個の受光素子４４の各々には等しい光量が受光
される。受光素子４４の各々によって光電変換された電
気信号は演算装置４６に入力され、各受光素子間の受光
量きの差が比較演算され、水準器３０の面の傾き方向及
び角度が算出される。この算出結果は演算装置４６に接
続されるデジタル表示器５０によってデジタル表示され
る。
平行光線にし気泡３４の全面に照射するレンズ４２が配
設される。気泡３４と容器３１の上面とが接する部位の
真下の底板表面に受光素子４４が設けられる。受光素子
４４は第５図に示すように、気泡３４の外縁の周線上に
等間隔に４個が設けられ、水準器３０が水平位置にある
とき、４個の受光素子４４の各々には等しい光量が受光
される。受光素子４４の各々によって光電変換された電
気信号は演算装置４６に入力され、各受光素子間の受光
量きの差が比較演算され、水準器３０の面の傾き方向及
び角度が算出される。この算出結果は演算装置４６に接
続されるデジタル表示器５０によってデジタル表示され
る。
以上の構成において、水準器３０が第４図のように水平
にある場合、光源３６によって投光された光は、細孔４
０を介してレンズ４２に入射し、該レンズ４２によって
平行光線にされたのぢ気泡３４に照射される。気泡３４
の外縁部を通過した光は４個の受光素子４４に等しい光
量で入射する。従って、演算装置４６は水準器３０の面
が水平で且つ角度を零として演算し、デジタル表示器５
０に「０」を表示する。
にある場合、光源３６によって投光された光は、細孔４
０を介してレンズ４２に入射し、該レンズ４２によって
平行光線にされたのぢ気泡３４に照射される。気泡３４
の外縁部を通過した光は４個の受光素子４４に等しい光
量で入射する。従って、演算装置４６は水準器３０の面
が水平で且つ角度を零として演算し、デジタル表示器５
０に「０」を表示する。
一方、水準器３０が成る方向に傾斜した場合、気泡３４
はレンズの高い方へ移動する。例えばＬ・−Ｒ方向に傾
いたとすれば（Ｒ側がハイレベル）、気泡３４はＲ側に
寄り、前（Ｆ）と後（Ｂ）の受光素子の出力電圧レベル
は等しいがＬとＲの受光素子出力は液体３２の通過距離
に差が生じるために、ＶＲ＞ＶＬとなって出力差が生じ
る。このことから演算装置４６は、水準器３０が左右に
傾き、且つ右上りであることを判定すると共に、その傾
き角をＬとＲの受光素子４４の出力電圧レベル差から演
算する。この演算装置４６で判定並びに演算した傾きの
方向と角度の各々がデジタル表示器５０にデジタルで表
示される。
はレンズの高い方へ移動する。例えばＬ・−Ｒ方向に傾
いたとすれば（Ｒ側がハイレベル）、気泡３４はＲ側に
寄り、前（Ｆ）と後（Ｂ）の受光素子の出力電圧レベル
は等しいがＬとＲの受光素子出力は液体３２の通過距離
に差が生じるために、ＶＲ＞ＶＬとなって出力差が生じ
る。このことから演算装置４６は、水準器３０が左右に
傾き、且つ右上りであることを判定すると共に、その傾
き角をＬとＲの受光素子４４の出力電圧レベル差から演
算する。この演算装置４６で判定並びに演算した傾きの
方向と角度の各々がデジタル表示器５０にデジタルで表
示される。
前記実施例ではＬ−Ｒ方向に傾いた場合について説明し
たが、Ｆ−Ｂ方向の傾きについても同様に測定すること
ができる。
たが、Ｆ−Ｂ方向の傾きについても同様に測定すること
ができる。
尚、デジタル表示器５０と共に、或いは単独で制御出力
装置を演算装置４６に接続することによって、例えば機
械据付時の水平出しの自動化を図ることができる。（因
みに、従来は第１図（イ）、（ロ）に示す如き水準器を
用いて目視による水平出しを行なっているため、精度よ
く短時間に行なうことが困難であった。） 第６図は本発明の第２の実施例を示すものである。本実
施例は、第４図に示す実施例からレンズ４２を除去した
ものである。この場合、細孔４０からの光は平行光線と
して気泡４２に入射せず、拡散するため、気泡４２の外
縁に接して通過した光が容器底面に達する位置に受光素
子４４を第７図のように配設する。この点を除き、動作
は第１実施例と同一であるので説明を省略する。
装置を演算装置４６に接続することによって、例えば機
械据付時の水平出しの自動化を図ることができる。（因
みに、従来は第１図（イ）、（ロ）に示す如き水準器を
用いて目視による水平出しを行なっているため、精度よ
く短時間に行なうことが困難であった。） 第６図は本発明の第２の実施例を示すものである。本実
施例は、第４図に示す実施例からレンズ４２を除去した
ものである。この場合、細孔４０からの光は平行光線と
して気泡４２に入射せず、拡散するため、気泡４２の外
縁に接して通過した光が容器底面に達する位置に受光素
子４４を第７図のように配設する。この点を除き、動作
は第１実施例と同一であるので説明を省略する。
第８図は本発明の第３の実施例を示すものである。本実
施例は、第６図の実施例における円板状の水準器３０を
、円筒形の水準器８０に変えたちのである。円筒形の水
準器８０は、透明なパイプ状密閉容器８２に液体８４及
び気泡８６を封入したものである。この水準器８０は、
棒状であるため、その長手方向の傾斜角度しか測定でき
ない。
施例は、第６図の実施例における円板状の水準器３０を
、円筒形の水準器８０に変えたちのである。円筒形の水
準器８０は、透明なパイプ状密閉容器８２に液体８４及
び気泡８６を封入したものである。この水準器８０は、
棒状であるため、その長手方向の傾斜角度しか測定でき
ない。
従って、測定面上で測定方向を何度か変えながら行なう
ことにより、円板状水準器と同様の測定結果を得ること
ができる。本実施例は、特に傾斜方向の測定に有効であ
る。
ことにより、円板状水準器と同様の測定結果を得ること
ができる。本実施例は、特に傾斜方向の測定に有効であ
る。
１”ＯＵｒｎ ｃ；！；ｔＲ１］ （Ｄ￥’＝ ４ （
７）＊ｔｊｔ （Ｍ’ｉ−＊ｔ ｂ ｃＤＴ：
、 、’＋ある。本実施例は第４図の実施例における
受光素子４４を、気泡３４の外径と同一外径を有する単
一の円板形受光素子９０とし、これを気泡３４と重なる
ように容器３１の底面に装着したものである。本実施例
では、受光素子が１個で、受光量に応じた出力が得られ
るのみであるため、傾斜角度を演算することはできるが
、傾斜方向は知ることができない。
７）＊ｔｊｔ （Ｍ’ｉ−＊ｔ ｂ ｃＤＴ：
、 、’＋ある。本実施例は第４図の実施例における
受光素子４４を、気泡３４の外径と同一外径を有する単
一の円板形受光素子９０とし、これを気泡３４と重なる
ように容器３１の底面に装着したものである。本実施例
では、受光素子が１個で、受光量に応じた出力が得られ
るのみであるため、傾斜角度を演算することはできるが
、傾斜方向は知ることができない。
尚、以上の説明では、演算装置４６の演算結果をデジタ
ルで表示するものとしたが、メータ或いはバー表示ＬＥ
Ｄアレイ等を用いてアナログで表示させることもできる
。
ルで表示するものとしたが、メータ或いはバー表示ＬＥ
Ｄアレイ等を用いてアナログで表示させることもできる
。
（発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る水平度測定装置によれ
ば、水準器の気泡に光を照射し、水準器の角度に応じて
気泡及び液体、又は液体のみを通過したを少なくとも１
個の受光素子で検出し、その受光量の大小から傾き角、
更には傾斜方向を演算できるようにしたため、従来測定
不能であった測定面の傾斜角度及び傾斜方向を数量的に
表示することができる。更には、制御出力として処理す
ることにより、水平出し作業を自動的に行なわせること
もできる。
ば、水準器の気泡に光を照射し、水準器の角度に応じて
気泡及び液体、又は液体のみを通過したを少なくとも１
個の受光素子で検出し、その受光量の大小から傾き角、
更には傾斜方向を演算できるようにしたため、従来測定
不能であった測定面の傾斜角度及び傾斜方向を数量的に
表示することができる。更には、制御出力として処理す
ることにより、水平出し作業を自動的に行なわせること
もできる。
第１図（イ）、（ロ）は従来の水準器の一例を示す斜視
図、第２図及び第３図は本発明の傾斜角の検出原理を示
す説明図、第４図は本発明の第１の実施例を示す構成図
、第５図は第４図の実施例の水準器の底面図、第６図は
本発明の第２の実施例を示す構成図、第７図は第６図の
実施例の水準器の底面図、第８図は本発明の第３の実施
例を示す構成図、第９図は第８図の実施例の水準器の底
面図、第１０図は本発明の第４の実施例を示す構成図、
第１１図は第１０図の実施例の水準器の底面図である。 ３０．８０・・・水準器、 ３１．８２・・・容器、３
２．８４・・・液体、 ３４．８６・・・気泡、 ３６
・・・光源、 ３８・・・マスク、 ４０・・・細孔、
４２・・・レンズ、 ４４．９０・・・受光素子、
４６・・・演算装置、 ５０・・・デジタル表示器。 第１図 （イ） Ｕ （ロ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図
図、第２図及び第３図は本発明の傾斜角の検出原理を示
す説明図、第４図は本発明の第１の実施例を示す構成図
、第５図は第４図の実施例の水準器の底面図、第６図は
本発明の第２の実施例を示す構成図、第７図は第６図の
実施例の水準器の底面図、第８図は本発明の第３の実施
例を示す構成図、第９図は第８図の実施例の水準器の底
面図、第１０図は本発明の第４の実施例を示す構成図、
第１１図は第１０図の実施例の水準器の底面図である。 ３０．８０・・・水準器、 ３１．８２・・・容器、３
２．８４・・・液体、 ３４．８６・・・気泡、 ３６
・・・光源、 ３８・・・マスク、 ４０・・・細孔、
４２・・・レンズ、 ４４．９０・・・受光素子、
４６・・・演算装置、 ５０・・・デジタル表示器。 第１図 （イ） Ｕ （ロ） 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図
Claims (2)
- （１）透明な密閉容器内に所定径の気泡を浮上させた液
体が封入された水準器と、前記気泡の真上の所定位置に
配設されて前記水準器の気泡浮上面に光を照射する光源
と、前記水準器が水平位置にあるとき前記光源よりの光
が前記気泡の外縁に接して前記液体を通過する光を受光
する位置に設置される複数の受光素子と、該受光素子の
各々より受光量に応じて出力される信号に基づいて前記
水準器の傾斜角度及び傾斜方向を演算出力する演算装置
とを具備することを特徴とする水平度測定装置。 - （２）透明な密閉容器内に所定径の気泡を浮上させた液
体が封入された水準器と、前記気泡の真上の所定位置に
配設されて前記水準器の気泡浮上面に光を照射する光源
と、前記気泡と同一の外径を有し、前記水準器が水平位
置にあるときの気泡と同一軸心上に位置するように前記
水準器の底面に配設される単一の受光素子と、その受光
量に応じて前記受光素子より出力される信号に基づいて
前記水準器の傾斜角度を演算出力する演算装置とを具備
することを特徴とする水平度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16320884A JPS6140505A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 水平度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16320884A JPS6140505A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 水平度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140505A true JPS6140505A (ja) | 1986-02-26 |
Family
ID=15769342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16320884A Pending JPS6140505A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 水平度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140505A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150707A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyoto Pref Gov | 水準器 |
| US5101570A (en) * | 1988-08-02 | 1992-04-07 | Kabushiki Kaisha Sokkisha | Inclination angle detector |
| US7497021B2 (en) * | 2006-01-24 | 2009-03-03 | Trimble Navigation Limited | Multi-axis bubble vial device |
| US7526870B2 (en) * | 2005-11-23 | 2009-05-05 | Sartorious Ag | Inclination sensor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842511A (ja) * | 1971-10-07 | 1973-06-20 | ||
| JPS4924694A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-05 | ||
| JPS5929709B2 (ja) * | 1977-08-18 | 1984-07-23 | 帝人株式会社 | 起毛布帛 |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16320884A patent/JPS6140505A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842511A (ja) * | 1971-10-07 | 1973-06-20 | ||
| JPS4924694A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-05 | ||
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| JPH02150707A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Kyoto Pref Gov | 水準器 |
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