(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、前記ケースの上端に取り付けられた温度補償手段と、前記圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に一端が固定され、他端が前記温度補償手段に固定されたブラッグ格子型光ファイバーと、前記圧力伝達レバーの揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測定手段と、
この歪み測定手段におけるブラッグ格子型光ファイバーに伝送用光ファイバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッグ格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、
を備えていることを特徴とする液体圧力測定センサ。
【請求項２】
前記温度補償手段が、ブラッグ格子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記ケースの上端に固定された前記第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の液体圧力測定センサ。
【請求項３】
一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、前記ケースの上端に取り付けられた温度補償手段と、前記圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に一端が固定され、他端が前記温度補償手段に固定されたブラッグ格子型光ファイバーと、前記圧力伝達レバーの揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入され、前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測定手段を耐圧ケース内に収納した水位計を設け、この水位計を適数水中に設けると共に、前記第１細管の上端を水面より突出せしめ、前記歪み測定手段におけるブラッグ格子型光ファイバーに伝送用光ファイバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッグ格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段を設け、この歪みー圧力変換手段で変換された圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段を設けてなることを特徴とする水位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体圧力を測定すると共にこの測定された液体圧力を利用して水位を測定する液体圧力測定センサおよび水位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば液体圧力測定センサとしては、本出願人がすでに開発した特公平４−７４６５５号公報が知られている。この液体圧力測定センサは水晶振動子を用いており、この液体圧力測定センサを利用して水位計が製造されて高精度が得られるものとして業界では良く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定センサを利用した水位計は、高精度なものとして利用価値は大であるが、電圧をかけることから、電気が必要である。また、隔測距離が短く、一度設置すると移設が大変である等の問題がある。
【０００４】
そして、最近では光ファイバーをセンサとして使用した水位計が種々開発されてきているが、まだ完全な液体圧力測定センサおよびこの液体圧力測定センサを利用した水位計が得られていないのが現状である。
【０００５】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、高精度であると共に電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設が容易な液体圧力測定センサおよび水位測定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の液体圧力測定センサは、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、前記ケースの上端に取り付けられた温度補償手段と、前記圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に一端が固定され、他端が前記温度補償手段に固定されたブラッグ格子型光ファイバーと、前記圧力伝達レバーの揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入し充填され、前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測定手段と、
この歪み測定手段におけるブラッグ格子型光ファイバーに伝送用光ファイバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッグ格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、
を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
したがって、被測定用液体により歪み測定手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
【０００８】
その結果、ブラッグ格子型光ファイバーが下方へ伸びることにより、ブラッグ格子型光ファイバーに与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出され、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出される。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高精度な圧力が検出される。
【０００９】
而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設が容易となる。
【００１０】
請求項２によるこの発明の液体圧力測定センサは、請求項１記載の液体圧力測定センサにおいて、前記温度補償手段が、ブラッグ格子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記ケースの上端に固定された前記第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、温度補償手段が、ブラッグ格子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記ケースの上端に固定された前記第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されているから、温度補償が容易に行われる。
【００１２】
請求項３によるこの発明の水位測定装置は、一側面が開口され、かつ内部に穴を有したケースと、このケースの穴内に設けられ、ピボットを介して前記穴の上部内壁に固定された固定部とピボットを介して前記穴の下部内壁に離隔され前記ピボットを支点として揺動可能な揺動部とからなる圧力伝達レバーと、前記ケースの上端に取り付けられた温度補償手段と、前記圧力伝達レバーの揺動部の一端側の側面に一端が固定され、他端が前記温度補償手段に固定されたブラッグ格子型光ファイバーと、前記圧力伝達レバーの揺動部の他端の上下面に一端をそれぞれ固定し、他端を前記ケースに取り付けられた第１，第２ベローズと、一端が第１ベローズに連通されると共に他端が大気に連通された第１細管と、一端が第２ベローズに連通されると共に他端が被測定用液体に連通された第２細管と、前記第２ベローズ、第２細管の内部に封入され、前記被測定用液体とは混合しにくい液体と、からなる歪み測定手段を耐圧ケース内に収納した水位計を設け、この水位計を適数水中に設けると共に、前記第１細管の上端を水面より突出せしめ、前記歪み測定手段におけるブラッグ格子型光ファイバーに伝送用光ファイバーの一端を接続すると共に、この伝送用光ファイバーの他端に、前記ブラッグ格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出して歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段を設け、この歪みー圧力変換手段で変換された圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段を設けてなることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、水により歪み測定手段における第２細管の下方に水力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
【００１４】
その結果、ブラッグ格子型光ファイバーが下方へ伸びることにより、ブラッグ格子型光ファイバーに与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出され、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出される。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正確な歪みが得られる。この歪みを基にして歪みー圧力変換手段で歪みが圧力に変換され、この変換された圧力が圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高精度な水位が検出される。
【００１５】
而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照するに、水位測定装置１は水中例えば川の中に適数本実施の形態では複数の水位計３が設置されている。この各水位計３における耐圧ケース５の内部には詳細を後述する液体圧力測定センサの一部を構成する歪み測定手段を備えている。そして、各耐圧ケース５の上部には伝送用光ファイバー７の一端が接続されていると共にこの各伝送用光ファイバー７の他端はクロージャー９を介して別の伝送用光ファイバー１１の一端に接続されている。この伝送用光ファイバー１１の他端は、詳細を後述するブラッグ格子型光ファイバーに光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出してで歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する歪みー圧力変換手段と、この歪みー圧力変換手段で変換された圧力を水位に変換せしめる圧力ー水位変換手段とを備えた測定器１３に接続されている。この測定器１３は種々のデータ処理を行うデータ処理装置１５に接続されている。
【００１８】
次に、液体圧力測定センサの詳細を説明する前に、まず、ブラッグ格子型光ファイバーを用いて歪みを測定する原理について説明する。
【００１９】
図２を参照するに、ブラッグ格子型光ファイバー（ファイバーグレーティング、以下、ＦＢＧという）１７は、クラッド部１９の長手方向の中心部にコア部２１が挿入されており、このコア部２１の長手方向へΛの間隔で複数のブラッグ格子（グレーティング部）２３が形成されている。そして、このＦＢＧ１７は、コア部２１の屈折率を一定の周期で変化させたもので、特定の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみを選択的に反射するものである。このＦＢＧ１７に歪み等の外乱が加えられるとＢｒａｇｇ波長がシストするため、そのシフト量（１．２ｐｍ／μｓｔｒａｉｎ、１５５０ｎｍ）を検出することにより、歪みを算出することができるものである。なお、Ｂｒａｇｇ波長λは、λ＝２ｎｏΛ（ｎｏ：グレーティング部のコアの平均屈折率）で表せる。
【００２０】
図３に示されているように、ＦＢＧ１７のコア部２１に光を与えると共に受光するための歪み測定器２５と歪みー圧力変換手段２７が設けられている。図３において、歪み測定器２５は光源２９、基準光源３１、波長スキャナ３５、受光器３３およびカプラ３７が設けられている。
【００２１】
上記構成により、光源２９より光をカプラ３７を経てＦＢＧ１７のコア部２１に光を与えると、通常の場合、光はブラッグ格子（グレーティング部）２３を通過するが、特定の波長（Ｂｒａｇｇ波長）の光のみがこのブラッグ格子（グレーティング部）２３で反射されて元の方向へ戻される。ここで、ブラッグ格子（グレーティング部）２３部分に力が働き、ブラッグ格子（グレーティング部）２３の間隔Λが変化すると、反射される光の色（波長）が変化することになる。これにより反射される光の色がカプラ３７および波長スキャナ３５を経て受光器３３でモニタされる。なお、基準光源３１からの基準光がカプラ３７を経て波長スキャナ３５に取り込まれているから、Ｂｒａｇｇ波長がシストされてλ１、λ２、λ３、・・・のごとく歪みが算出される。この算出された歪みが歪みー圧力変換手段２７に取り込まれて図４に示されているような歪みー圧力関係が求められることにより、圧力が検出されることになる。
【００２２】
前記水位計３の構造を詳細に説明すると、図５に示されているように、耐圧ケース５が水中例えば川の中に設置されている。この耐圧ケース５の内部には図６も併せて参照するに、液体圧力測定センサのうちの歪み測定手段３９が設けられている。この歪み測定手段３９としては、前記耐圧ケース５の内部に一側面例えば図５、図６において左側面に開口部４１が開口され、かつ前後方向に貫通した穴４３を有したケース４５が取付けられて設けられている。このケース４５の穴４３内には圧力伝達レバー４７が設けられている。なお、ケース４５の前後面は図示省略の蓋で密閉されるものである。
【００２３】
前記圧力伝達レバー４７はピボット４９を介して前記穴４３の上部内壁４５Ｕに固定された固定部５１とピボット４９を介して前記穴４３の下部内壁４５Ｄに離隔され前記ピボット４９を支点として揺動可能な揺動部５３とからなっている。この揺動部５３の他端５３Ｂの上下面にはそれぞれ第１，第２ベローズ５５、５７の一端が固定されていると共に、第１，第２ベローズ５５、５７の他端が前記ケース４５に取り付けられている。第１ベローズ５５には例えば螺旋形状からなる第１細管５９の一端が連通されていると共に第１細管５９の他端が大気に連通されている。なお、この第１細管５９の上端と前記伝送用光ファイバー７（２本：往復用）は一緒になってパイプに納められている。前記第２ベローズ５７には例えば螺旋形状からなる第２細管６１の一端が連通されていると共に第２細管６１の他端が被測定用液体としての水に連通されている。しかも、前記第２ベローズ５７、第２細管６１の内部には前記被測定用液体は混合しにくい比較的粘度の高い不揮発性の液体、例えば被測定用液体が水である場合は粘度が３００ＣＳ以上のシリコンオイル又は弗素オイルなどが真空封入し充填されている。なお、第２ベローズ５７、第２細管６１に充填された液体は、第２細管６１の毛細管作用により充填状態を保持し、第２細管６１の他端が前記耐圧ケース５の下端外に開口されていても上記充填液体が流出することはない。このことは、圧力測定液体と第２ベローズ５７を含む圧力伝達機構との隔絶が完全になると共に、被測定用液体の圧力をロスなく第２ベローズ５７に伝達できることを意味するものである。
【００２４】
前記圧力伝達レバー４７の揺動部５３の一端側５３Ａの側面における突出部６３にＦＢＧ１７の一端が固定されている。また、圧力伝達レバー４７の固定部５１が固定されたケース４５の図５、図６において左上端には温度補償手段６５が設けられている。この温度補償手段６５は、ＦＢＧ１７の他端を固定した第１金属部材としての例えばアルミ棒６７と、このアルミ棒６７に一端を固定し、他端を前記ケース４５の上端に固定された前記アルミ棒６７の線膨張と異なる第２金属部材としてのステンレス棒６９とで構成されている。
【００２５】
前記歪み測定手段３９におけるＦＢＧ１７の両端には２本の伝送用光ファイバー７のうちの各一端が接続されていると共に、この各伝送用光ファイバー７の他端には、別の各伝送用光ファイバー１１を介して前記ＦＢＧ１７に光を与え、しかも、その光の反射光の波長のシフト量を検出してで歪みを算出し、この算出された歪みを圧力に変換する前記歪みー圧力変換手段２７が接続されている。
【００２６】
上記構成により、第１ベローズ５５に連通する第１細管５９の他端を図５示すごとく大気に開口し、かつ第２ベローズ５７に連通する第２細管６１の他端開口を図５示すごとく川の水に連通した状態において、水の圧力と大気圧が第２細管６１の他端開口を通して第２ベローズ５７内の液体に作用すると、第２細管６１内の液体は水の圧力および大気圧に応じて第２ベローズ５７内に押し出され、これに伴い第２ベローズ５７は伸張する。このとき、第１ベローズ５５内には第１細管５９を通して第２ベローズ５７内と同じ大気圧が作用しているため大気圧の変動は相殺され、常に補正された正確な被測定用液体としての水の圧力を測定できることになる。
【００２７】
被測定用液体としての水の圧力および大気圧に応じて第２ベローズ５７が伸張すると、圧力伝達レバー４７の揺動部５３における他端部５３Ｂがピボット４９を支点として図５に矢印で示した方向に揺動し、揺動部５３における一端部５３Ａがピボット４９を支点として図５に矢印で示した方向に揺動する。その結果、ＦＢＧ１７が図５において下方へ伸張されることとなる。すなわち、水の圧力によりＦＢＧ１７が図５において下方へ伸張されると、伝送用光ファイバー７、１１を介して図３に示した原理に基づいて図４に示したごとく歪みー圧力変換手段２７でもって歪みから圧力が検出されることとなる。
【００２８】
前記ＦＢＧ１７の信号は見掛け上温度によって伸縮したかのような値を示す。したがって、以降の説明はＦＢＧ１７は温度変化によって伸縮したものとして説明する。前記ＦＢＧ１７自身は温度により伸縮する。すなわち、図４に示した歪みー圧力の関係は、温度の変化によって、図７に示されているように、一定にならずに変化してしまう。そこで、温度補償手段６５を設け温度補償を行った。その温度補償の具体例として、図８に示したごとく、ＦＢＧ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒６９のそれぞれの長さをａ、ｂ、ｃとし、しかも、ＦＢＧ１７、アルミ棒６７、ステンレス棒６９の各線膨張率は下記の表１に示す値である。
【００２９】
【表１】
0003600171.tif 000002
そして、各長さａ、ｂ、ｃのときの線膨張をδａ、δｂ、δｃとすると、下記の式が成立する。
【００３０】
ａ＋ｂ＝ｃ        ・・・（１）式
δａ＋δｂ＝δｃ  ・・・（２）式
δａ＝９．９＊１０−６＊ａ
δｂ＝２３．０＊１０−６＊ｂ    ｝・・・（３）式
δｃ＝１４．７＊１０−６＊ｃ
上記の（１）、（２）、（３）の式において、センサ外形形状、ケース等の条件から設計水位計の形測部の長さをあまり大きくとれないので、例えばｃ＝７０（ｍｍ）とすれば、このｃ＝７０を上記の（１）、（２）、（３）の式に代入して連立方程式を解くことにより、ａ＝４１．５，ｂ＝２８．５が得られて、下記の表２に示すごとき値が得られる。これらは光ファイバーの線膨張係数はフリーな状態での値であり、上記（３）式のδa、δｂ、δcの値はそれぞれδa＝３７４＊１０-6、δｂ＝６５６＊１０-6、δc＝１０２９＊１０-6となる。実際の製作においては光ファイバーは、図８に示されているように、両端固定となりフリーでないためその実際の線膨張係数は大きく変わるため、ａ，ｂはその都度合わせ込むこととなるが、この過程において線膨張の影響をなくすと共に、図７の状態が図９に示されているように、水温の変化に関係なく、すなわち、温度の変化に関係なく、正確な圧力を得るためには、上記のδaがδa≒０と成り立つようにする必要がある。このδa≒０を上記の（２）に代入すると、δｂ＝δcとなり、δｂ＝１０２９＊１０-6、δc＝１０２９＊１０-6となる。上記の（１）、（２）式よりｂ＝４４．７、ａ＝２５．３，ｃ＝７０が得られる。その結果、δa≒０としたときのａ，ｂを選ぶことで、図９に示されているように、水温の変化に関係なく、正確な圧力を得ることができるので、この温度補償手段６５を採用することにより、図４に示した関係から歪みを検出することにより、正確な圧力を検出することができる。
【００３１】
【表２】
0003600171.tif 000003
しかも、前記測定器１３には図１０に示されているように、前記歪み測定器２５、歪みー圧力変換手段２７および圧力ー水位変換手段７１を備えており、しかも、圧力ー水位変換手段７１には図１１に示されているようなすでに公知の圧力ー水位関係式が求められているから、検出された圧力を圧力ー水位変換手段に取り込むことによって、容易で、かつ正確に水位を求めることができる。
【００３２】
したがって、而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができる。
【００３３】
しかも、温度補償手段６５が、ＦＢＧ１７の他端に固定された第１金属部材としてのたとえばアルミ棒６７と、このアルミ棒６７に一端を固定し、他端を前記固定部５１の一端側の側面に固定された前記アルミ棒６７の線膨張と異なる第２金属部材としてのステンレス６９とで構成されているから、温度補償を容易に行うことができる。
【００３４】
図５に示されているような温度補償手段６５を採用しない場合には耐圧ケースの一部に又は水中の一部に温度センサを設けて常時水温を検出し、その温度によって、図７に示した圧力ー温度関係より補正してやることにより、正確な圧力ひいては水位を求めることができる。なお、この場合にはＦＢＧ１７の一端は圧力伝達レバー４７の揺動部５３における一端側５３Ａの一側面に固定されると共に、ＦＢＧ１７の他端は圧力伝達レバー４７の固定部５１の一側面に固定されるものである。
【００３５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、被測定用液体により歪み測定手段における第２細管の下方に圧力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入された、前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
【００３７】
その結果、ブラッグ格子型光ファイバーが下方へ伸びることにより、ブラッグ格子型光ファイバーに与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出され、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出される。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪みー圧力変換手段で歪みが圧力に変換されて、より一層高精度な圧力を検出することができる。
【００３８】
而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができる。
【００３９】
請求項２の発明によれば、温度補償手段が、ブラッグ格子型光ファイバーの他端に固定された第１金属部材と、この第１金属部材に一端を固定し、他端を前記ケースの上端に固定された前記第１金属部材の線膨張と異なる第２金属部材とで構成されているから、温度補償を容易に行うことができる。
【００４０】
請求項３の発明によれば、水により歪み測定手段における第２細管の下方に水力がかかると、第２細管、第２ベローズの内部に封入し充填された前記被測定用液体とは混合しにくい液体が上方へ押圧されて圧力伝達レバーにおける揺動部の他端がピボットを支点として上方へ揺動するので、揺動部の一端が下方へ揺動される。
【００４１】
その結果、ブラッグ格子型光ファイバーが下方へ伸びることにより、ブラッグ格子型光ファイバーに与えられている光の反射光の波長のシフト量が検出され、この検出され波長のシフト量を基に歪みが算出される。さらに、この算出された歪みは温度補償手段により温度の変化の影響を受けることなく温度補償されて、正確な歪みを得ることができる。この歪みを基にして歪みー圧力変換手段で歪みが圧力に変換され、この変換された圧力が圧力ー水位変換手段により水位に変換されて高精度な水位を検出することができる。
【００４２】
而して、電圧が不要で、しかも、隔測距離が長く、一度設置しても移設を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の水位測定装置を示す概略図である。
【図２】ブラッグ格子型光ファイバーの構造をモデル化した斜視図てある。
【図３】ブラッグ格子型光ファイバーを用いて歪みを測定する原理を説明する説明図である。
【図４】ブラッグ格子型光ファイバーにより検出された歪みと圧力との関係を示したグラフである。
【図５】水位計の正面断面図である。
【図６】水位計に採用した歪み測定手段の拡大斜視図である。
【図７】ブラッグ格子型光ファイバーにより検出された歪みによる圧力と温度との関係を示したグラフである。
【図８】ブラッグ格子型光ファイバーにより検出された歪みによる圧力を温度補償手段で温度補償する説明図である。
【図９】ブラッグ格子型光ファイバーにより検出された歪みによる圧力と温度との関係を温度補償手段で温度補償したグラフである。
【図１０】測定器の構成図である。
【図１１】圧力と水位との関係を示したグラフである。
３  水位計  ５  耐圧ケース
７  伝送用光ファイバー
１３  測定器
１７  ブラッグ格子型光ファイバー（ＦＢＧ）
１９  クラッド部
２１  コア部
２３  ブラッグ格子
２５  歪み測定器
２７  歪みー圧力変換手段
３９  歪み測定手段
４１  開口部
４３  穴
４５  ケース
４７  圧力伝達バー
４９  ピボット
５１  固定部
５３  揺動部
５５  第１ベローズ
５７  第２ベローズ
５９  第１細管
６１  第２細管
６３  突出部
６５  温度補償手段
６７  アルミ棒（第１金属）
６９  ステンレス（第２金属）
７１  圧力ー水位変換手段
【図１】
0003600171.tif 000004
【図２】
0003600171.tif 000005
【図３】
0003600171.tif 000006
【図４】
0003600171.tif 000007
【図５】
0003600171.tif 000008
【図６】
0003600171.tif 000009
【図７】
0003600171.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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