(57)【要約】【課題】  外部電源の供給をなくし、バッテリーの残量が少なくなったことを的確に知ることができるようにする。【解決手段】  センサ本体５を有する光水晶センサ３と、この光水晶センサ３の周波数信号を光ファイバケーブル２９で伝送し受信する光水晶受信モジュール１５と、この光水晶受信モジュール１５に接続された水位に変換する変換器２５を有する水晶コーダー２３とからなり、バッテリー７が前記光水晶センサ３内のセンサ本体５に接続されていると共に前記光水晶センサ３内に設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体を有する光水晶センサと、この光水晶センサの周波数信号を光ファイバケーブルで伝送し受信する光水晶受信モジュールと、この光水晶受信モジュールに接続された水位に変換する変換器を有する水晶コーダーとからなり、バッテリーが前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられていることを特徴とする水晶式水位計。
【請求項２】
電圧低下検出器が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、電圧低下信号器が前記光水晶受信モジュール内に備えられていることを特徴とする請求項１記載の水晶式水位計。
【請求項３】
多重化回路が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、多重化復元回路が前記光水晶受信モジュール内に備えられていることを特徴とする請求項２記載の水晶式水位計。
【請求項４】
前記バッテリーがリチウム電池であることを特徴とする請求項１、２または３記載の水晶式水位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光水晶センサの周波数信号を光ファイバケーブルで伝送し水晶コーダーで受信する水晶式水位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
水圧を受けた水晶振動子の発振周波数の変化から水位を求める形式の水晶式水位計は、構造簡単、測定精度が高く、性能が長期間安定している等の長所があり、最近益々利用が拡大している。
【０００３】
従来の水晶式水位計１０１は、図６に示されているように、水中内に設置される水晶センサ１０３を備えている。この水晶センサ１０３内には水晶振動子等を含んだセンサ本体１０５が設けられていると共に避雷器１０７が設けられている。また、複数の避雷器１０９、１１１が各所に設置されている。さらに、変換器１１３を備えた水晶コーダー１１５が別の場所に設置されている。
【０００４】
前記センサ本体１０５と避雷器１０７とは電線１１７、１１９とで接続されている。また、避雷器１０７と避雷器１０９とはメタルケーブル１２１で接続されている。避雷器１０９と避雷器１１１とはメタルケーブル１２３で接続されている。さらに、避雷器１１１と前記水晶コーダー１１５内の変換器１１３とは電線１２５、１２７とで接続されている。
【０００５】
上記構成により、電源は水晶コーダー１１５内の変換器１１３から電線１２５、メタルケーブル１２３、メタルケーブル１２１および電線１１７を経てセンサ本体１０５に伝達されてセンサ本体１０５が作動される。また、センサ本体１０５で測定された水位の周波数信号が電線１１９、メタルケーブル１２１、メタルケーブル１２３および電線１２７を経て変換器１１３に送られて変換されて水位の測定が行われることになる。
【０００６】
この従来の水晶式水位計１０１ではメタルケーブル１２１、１２３を用いて、センサ本体１０５の電源を陸上から外部電源として常時供給しているので、雷に起因するサージでセンサ本体１０５を破壊するケースが多く、複数の避雷器１０９、１１１を設置しているが、完全には防御できないという問題がある。
【特許文献１】特開平２−７３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この問題を解決するために、特許文献１で示されているように、メタルケーブル１２１、１２３を用いずに、光ファイバケーブルを伝送に用いるものが知られている。しかし、この特許文献１においては、水位信号パルスの一部を、他のパルスより継続時間の長いパルスにして電源電圧等の監視を行い、例えば電池の充電、交換等を実行できると記載されているが、具体的にどのようにして行うか明示されておらず、皆目分からないのが現状である。
【０００８】
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る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記発明が解決しようとする課題を達成するためにこの発明の水晶式水位計は、センサ本体を有する光水晶センサと、この光水晶センサの周波数信号を光ファイバケーブルで伝送し受信する光水晶受信モジュールと、この光水晶受信モジュールに接続された水位に変換する変換器を有する水晶コーダーとからなり、バッテリーが前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の水晶式水位計は、前記水晶式水位計において、電圧低下検出器が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、電圧低下信号器が前記光水晶受信モジュール内に備えられていることが好ましい。
【００１１】
この発明の水晶式水位計は、前記水晶式水位計において、多重化回路が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、多重化復元回路が前記光水晶受信モジュール内に備えられていることが好ましい。
【００１２】
この発明の水晶式水位計は、前記水晶式水位計において、前記バッテリーがリチウム電池であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明によれば、光水晶センサの周波数信号を光ファイバケーブルで光水晶受信モジュールに伝送するようにしたので、避雷器をなくすることができると共に雷の影響を受けることがないので、信頼性を向上させることができる。また、バッテリーが前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられているから、外部電源の供給をなくすることができる。
【００１４】
また、電圧低下検出器が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、電圧低下信号器が前記光水晶受信モジュール内に備えられているので、バッテリーの残量が少なくなったことを的確に知ることができためデータの欠測を防ぐことができると共に残量があるのに交換することによる無駄を減らすことができる。しかも、光送信時のみ電圧低下検出行うことで、正確にかつ早期にバッテリーの容量低下を検出できる。
【００１５】
さらに、多重化回路が前記光水晶センサ内のセンサ本体に接続されていると共に前記光水晶センサ内に設けられ、多重化復元回路が前記光水晶受信モジュール内に備えられているので、周波数信号と電圧低下信号を１本の光ファイバケーブルで伝送できる。その結果、半分の光ファイバケーブルで伝送できるため、効率が倍となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、この発明の水晶式水位計１は、水中内に設置される光水晶センサ３を備えている。この光水晶センサ３内には水晶振動子等を含んだセンサ本体５が設けられていると共に例えばリチュウム型のバッテリー（乾電池）７が設けられている。そして、センサ本体５とバッテリー（乾電池）７とは電線９で接続されている。また、前記センサ本体５は前記光水晶センサ３内に設けられたＥ／Ｏ器１１に電線１３により接続されている。
【００１８】
一方、光水晶受信モジュール１５を備えており、この光水晶受信モジュール１５内にはＥ／Ｏ器１７とアンプ１９が設けられている。そして、Ｅ／Ｏ器１７とアンプ１９とは電線２１で接続されている。前記光水晶受信モジュール１５内のアンプ１９は水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に電線２７により接続されている。
【００１９】
前記光水晶センサ３内に設けられたＥ／Ｏ器１１と前記光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器１７とは光ファイバケーブル２９で接続されている。また、Ｅ／Ｏ器１１とＥ／Ｏ器１７との間には複数の光成端箱３１、３３が適宜な位置に設置されている。
【００２０】
上記構成により、光水晶センサ３内に設けられたバッテリー（乾電池）７によりセンサ本体５が作動し、このセンサ本体５により水位としての検出される電気信号がＥ／Ｏ器１１に取り込まれてこのＥ／Ｏ器１１により光信号に変換される。このＥ／Ｏ器１１で変換された光信号は光ファイバケーブル２９により伝送されて複数の光成端箱３１、３３を経て光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器１７に取り込まれる。このＥ／Ｏ器１７に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、アンプ１９で増幅されて水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に取り込まれる。そして、この変換器２５により水位に変換されることになる。
【００２１】
このように、従来のメタルケーブルで伝送していた場合には、メタルケーブル２芯を利用し、雷に起因するサージでセンサ本体を破壊するケースが多く、各所に避雷器を設置していたが、完全に防御できなかったが、光ファイバケーブル２９により光信号を伝送することで、避雷器がなくても雷の影響を受けることがなく、しかも、ノイズや減衰の影響を受けにくく、信頼性を向上させることができる。また、バッテリー（乾電池）７としてリチュウム型の乾電池を用いることで、長期間使用することができる。さらに、光ファイバケーブル２９としてＳＭ（シングルモード）ファイバケーブルを利用することにより、数１０ｋｍまで延長することができる。
【００２２】
図２には図１に代わる水晶式水位計１が示されている。図２において図１における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２３】
図２において、前記電線９には別の電線３５により電圧低下検出器３７が接続されており、この電圧低下検出器３７には別の電線３９によりＥ／Ｏ器４１が接続されている。
【００２４】
一方、前記光水晶受信モジュール１５内にはＥ／Ｏ器４３と電圧低下信号器４５が設けられている。そして、Ｅ／Ｏ器４３と電圧低下信号器４５とは電線４７で接続されている。しかも、前記電圧低下信号器４５は電線４８により前記水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に接続されている。
【００２５】
前記光水晶センサ３内に設けられたＥ／Ｏ器４１と前記光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器４３とは光ファイバケーブル４９で接続されている。また、Ｅ／Ｏ器４１とＥ／Ｏ器４３との間には複数の前記光成端箱３１、３３が設置されている。
【００２６】
上記構成により、図１と同様に光水晶センサ３内に設けられたバッテリー（乾電池）７によりセンサ本体５が作動し、このセンサ本体５により水位としての検出される電気信号がＥ／Ｏ器１１に取り込まれてこのＥ／Ｏ器１１により光信号に変換される。このＥ／Ｏ器１１で変換された光信号は光ファイバケーブル２９により伝送されて複数の光成端箱３１、３３を経て光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器１７に取り込まれる。このＥ／Ｏ器１７に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、アンプ１９で増幅されて水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に取り込まれる。そして、この変換器２５により水位に変換されることになる。
【００２７】
前記バッテリー（乾電池）７が使用されてバッテリー（乾電池）７の電圧低下は電圧低下検出器３７で検出される。この電圧低下検出器３７で検出されたバッテリー（乾電池）７の電圧低下値はＥ／Ｏ器４１に取り込まれ、このＥ／Ｏ器４１で電気信号から光信号に変換される。このＥ／Ｏ器１１で変換された光信号は光ファイバケーブル４９により伝送されて複数の光成端箱３１、３３を経て光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器４３に取り込まれる。このＥ／Ｏ器４３に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、電圧低下信号器４５で電圧低下信号となり水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に取り込まれる。そして、この変換器２５により電圧低下値に変換されることになる。
【００２８】
このように、電圧低下検出器３７を前記光水晶センサ３内に設けると共に電圧低下信号器３５を前記光水晶受信モジュール１５内に設けることで、バッテリー（乾電池）７の低下値すなわち、バッテリー（乾電池）７の残量が少なくなったことを的確に知ることができるため、データの欠側を防ぐことができると共に残量があるのに交換することによる無駄を減らすことができる。
【００２９】
また、従来の水晶水位計の光水晶センサ内には電圧低下検出器がなかったので、図３（Ａ）に示すごとく、常時電圧低下検出を行っていると光送信をしない時間はバッテリー（乾電池）からの電流が減るために正しい電圧が検出することができず、バッテリー（乾電池）の容量が少ないのに電圧低下を検出することができなかったが、図３（Ｂ）に示すごとく、光送信時のみ電圧低下検出を行うことができ、正確にかつ早期にバッテリー（乾電池）の容量低下を検出することができる。
【００３０】
なお、図３（Ｂ）において、光送信時のみ検出する意味について、水晶センサ３の信号からパルス状の光ＯＮを図３（Ｃ）〜（Ｅ）により説明する。水晶式センサ本体５は図３（Ｃ）のごとく約４０ｋＨｚでデューティ比１の矩形波であり、図３（Ｄ）のごとく０Ｖをシフトさせ斜線部に示すタイミングで光信号をＯＮすると、光水使用センサ３の全体の消費電力はバッテリ７に対しては大きい。このため、図３（Ｅ）に示すごとく波形を例えば略２００ｎＳと短くすることで、光水晶センサ３の全体の消費電力を大幅に小さくすることができる。
【００３１】
図４には図２に代わる水晶式水位計１が示されている。図４において図２における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３２】
図４において、前記センサ本体５には電線５１により多重化回路５３が接続されており、この多重化回路５３は電線５５により前記Ｅ／Ｏ器４１に接続されている。一方、前記光水晶受信モジュール１５内には多重化復元回路５７が設けられている。そして、前記Ｅ／Ｏ器４３と多重化復元回路５７とは電線５９で接続されている。しかも、前記多重化復元回路５７は電線６１により前記水晶コーダー２３内に設けられた前記アンプ１９に接続されている。
【００３３】
上記構成により、図２と同様に光水晶センサ３内に設けられたバッテリー（乾電池）７によりセンサ本体５が作動し、このセンサ本体５により水位としての検出される電気信号が多重化回路５３を経てＥ／Ｏ器４１に取り込まれてこのＥ／Ｏ器４１により光信号に変換される。このＥ／Ｏ器４１で変換された光信号は光ファイバケーブル４９により伝送されて複数の光成端箱３１、３３を経て光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器４３に取り込まれる。このＥ／Ｏ器４３に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、多重化復元回路５７を経てアンプ１９で増幅されて水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に取り込まれる。そして、この変換器２５により水位に変換されることになる。
【００３４】
前記バッテリー（乾電池）７が使用されてバッテリー（乾電池）７の電圧低下は電圧低下検出器３７で検出される。この電圧低下検出器３７で検出されたバッテリー（乾電池）７の電圧低下値は多重化回路５３を経てＥ／Ｏ器４１に取り込まれ、このＥ／Ｏ器４１で電気信号から光信号に変換され。このＥ／Ｏ器４１で変換された光信号は光ファイバケーブル４９により伝送されて複数の光成端箱３１、３３を経て光水晶受信モジュール１５内に設けられたＥ／Ｏ器４３に取り込まれる。このＥ／Ｏ器４３に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、多重化復元回路５７を経て電圧低下信号器４５で電圧低下信号となり水晶コーダー２３内に設けられた変換器２５に取り込まれる。そして、この変換器２５により電圧低下値に変換されることになる。
【００３５】
このように、多重化回路５３を光水晶センサ３内に設けると共に多重化復元回路５７を光水晶受信モジュール１５内に設けることで、多重化して周波数信号と電圧低下信号を図５に示すごとく、１本の光ファイバケーブル４９で伝送することができる。なお、電圧低下信号を光送信時のみ検出する意味合いは図３（Ｃ）〜（Ｅ）で上述したもの同じである。したがって、図２で示したごとき２本の光ファイバケーブル２９、４９で伝送するのに対して１本の光ファイバケーブル４９で済み、半分の光ファイバケーブルで伝送できるため、効率を倍にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の水晶式水位計の構成を示す構成図である。
【図２】図１に代わる別の水晶式水位計の構成を示す構成図である。
【図３】（Ａ）は従来の水晶式水位計による電圧低下検出信号を示したグラフ、（Ｂ）は図２の水晶式水位計による電圧低下検出信号を示したグラフである。（Ｃ）は矩形波信号を示したグラフ、（Ｄ）は０Ｖをシフトさせた矩形波信号を示したグラフ、（Ｅ）は矩形波信号を短く示したグラフである。
【図４】図２に代わる他の水晶式水位計の構成を示す構成図である。
【図５】図４の水晶式水位計による電圧低下検出信号を示したグラフである。
【図６】従来の水晶式水位計の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  水晶式水位計
３  光水晶センサ
５  センサ本体
７  バッテリー（乾電池）
９、１３、２１、２７、３５、３９、４７、５１、５５、５９、６１  電線
１１、１７、４１、４３  Ｅ／Ｏ器
１５  光水晶受信モジュール
１９  アンプ
２３  水晶コーダー
２５  変換器
２９、４９、  光ファイバケーブル
３１、３３  光成端箱
３７  電圧低下検出器
４５  電圧低下信号器
５３  多重化回路
５７  多重化復元回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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