(57)【要約】【課題】屋外に設置されたタンク等において、日光や気温の影響による誤差が生じることなく、正確な水位を計測することが可能な水位計を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる水位計１００の構成は、タンク１０２ｃ内に貯留された液体の水位を計測する水位計であって、差圧計１２０と、タンクの下部に接続された第１管路１１０ａと、第１管路から分岐して差圧計のダイアフラムの両側に接続される第２管路１１０ｂおよび第３管路１１０ｃと、第２管路を閉鎖する閉鎖弁（第１閉鎖弁１５０ａ）と、第２管路の閉鎖弁と差圧計との間の圧力を測定する圧力計１３０と、閉鎖弁の開閉および水位の算出を行う制御部１４０と、を備え、制御部は、閉鎖弁を開いて第２管路と第３管路の圧力を等しくしてから、閉鎖弁を閉じた後に、圧力計による圧力と差圧計による差圧から現在の水位を算出す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】
タンク内に貯留された液体の水位を計測する水位計であって、
差圧計と、
前記タンクの下部に接続された第１管路と、
前記第１管路から分岐して前記差圧計のダイアフラムの両側に接続される第２管路および第３管路と、
前記第２管路を閉鎖する閉鎖弁と、
前記第２管路の前記閉鎖弁と差圧計との間の圧力を測定する圧力計と、
前記閉鎖弁の開閉および水位の算出を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記閉鎖弁を開いて前記第２管路と第３管路の圧力を同じにしてから、前記閉鎖弁を閉じた後に、前記圧力計による圧力と前記差圧計による差圧から現在の水位を算出することを特徴とする水位計。
【請求項２】
前記第１管路は、複数のタンクの下部を連結するパイプに接続されていて、
前記第１管路には、第２閉鎖弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に貯留された液体の水位を計測する水位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように水面にレーザを照射することにより間接的に水位を計測する方法が知られている。特許文献１によれば、ダムなどの水位を非接触で計測することが可能であるとしている。このような手法は、ダムなどだけでなく、タンク等における水位の計測にも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２６６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、タンクにおいて特許文献１のようにレーザを用いて水位を測定する場合、レーザ照射装置はタンクの天板の裏（下面）に取り付けられるのが通例である。しかしながら、特に屋外に設置されたタンクでは、天板は直射日光や気温の影響により、膨張や収縮が生じる。するとレーザ照射装置も上下に変位してしまうため、測定した水位に誤差が生じてしまうことが問題となっていた。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み、屋外に設置されたタンク等において、日光や気温の影響による誤差が生じることなく、正確な水位を計測することが可能な水位計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかる水位計の代表的な構成は、タンク内に貯留された液体の水位を計測する水位計であって、差圧計と、タンクの下部に接続された第１管路と、第１管路から分岐して差圧計のダイアフラムの両側に接続される第２管路および第３管路と、第２管路を閉鎖する閉鎖弁と、第２管路の閉鎖弁と差圧計との間の圧力を測定する圧力計と、閉鎖弁の開閉および水位の算出を行う制御部と、を備え、制御部は、閉鎖弁を開いて第２管路と第３管路の圧力を等しくしてから、閉鎖弁を閉じた後に、圧力計による圧力と差圧計による差圧から現在の水位を算出することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、タンク下部において、圧力計によって計測された圧力および差圧計によって計測された差圧から水位を算出するため、日光や気温の影響による誤差が排除された正確な水位を計測することができる。また、第２管路にある時の圧力を保持して、これを基準として現在の圧力を差圧によって測定し、水位に換算する。すなわち本発明においては第２管路に設けられた圧力計が広い測定レンジを担当し、差圧計が狭い測定レンジを担当することになり、幅広い測定レンジ（水深）において精密な測定を行うことができる。
【０００８】
例えば、従来の水圧計単体で水頭圧を測定した場合の分解能は１００Ｐａ程度であったのに対し、本発明のように差圧計を併用して水位を算出することにより分解能を１０Ｐａ程度まで高めることができる。これは水位に換算すると数ｍｍのオーダーである。このように、より高い精度での水位計測が可能となる。
【０００９】
上記第１管路は、複数のタンクの下部を連結するパイプに接続されていて、第１管路には、第２閉鎖弁が設けられているとよい。複数のタンクがパイプで接続されている場合には、第１管路はタンクに直接接続するよりも、パイプに接続するほうが施工が容易である。しかしながら、パイプ内を大量の水が移送されるとき、圧力の振動が差圧計のダイアフラムを破損させてしまうおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、第２閉鎖弁を閉状態とすることにより、パイプを流れる液体が第１管路へ流れ込まなくなる。したがって、パイプを流れる液体の水流が強い場合であっても、その水流の圧力振動によるダイアフラムの破損を防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、屋外に設置されたタンク等において、日光や気温の影響による誤差が生じることなく、正確な水位を計測することが可能な水位計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかる水位計を説明する図である。
【図２】本実施形態の水位計による水位計測について説明する図である。
【図３】図１に示す水位計の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態にかかる水位計１００を説明する図である。図１に示すように、複数のタンク１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ（本実施形態では３つを例示）の下部は、パイプ１０４ａ・１０４ｂによって連結されている。このパイプ１０４ａ・１０４ｂのうち、本実施形態ではパイプ１０４ｂに水位計１００が設置されている。以下、かかるパイプ１０４ｂによって連結されているタンク１０２ｂ・１０２ｃのうち、タンク１０２ｃ内に貯留された液体の水位を水位計１００によって計測する場合を例示して説明する。
【００１４】
図１に示すように、パイプ１０４ｂには開閉弁１０６ａ・１０６ｂが設けられている。これにより、開閉弁１０６ａを開状態とするとタンク１０２ｂとパイプ１０４ｂ内の液体が流通し、開閉弁１０６ｂを開状態とするとタンク１０２ｃとパイプ１０４ｂ内の液体が流通する。
【００１５】
本実施形態にかかる水位計１００は、第１管路１１０ａがパイプ１０４ｂに接続されていて、このパイプ１０４ｂを介してタンク１０２ｂ・１０２ｃの下部に接続されている。第１管路１１０ａからは、第２管路１１０ｂおよび第３管路１１０ｃが分岐していて、それらの第２管路１１０ｂおよび第３管路１１０ｃは、差圧計１２０のダイアフラム（不図示）の両側に接続されている。したがって差圧計１２０は、第２管路１１０ｂと第３管路１１０ｃの内部の流体の差圧を計測する。
【００１６】
第２管路１１０ｂには、それを閉鎖する閉鎖弁（以下、第１閉鎖弁１５０ａと称する）が設けられている。また第２管路１１０ｂには、かかる第２管路１１０ｂにおける第１閉鎖弁１５０ａと差圧計１２０との間の圧力を測定する圧力計１３０が設けられている。更に本実施形態では、第１管路１１０ａに、それを閉鎖する閉鎖弁である第２閉鎖弁１５０ｂを設けている。
【００１７】
上述した差圧計１２０および圧力計１３０は制御部１４０に接続されている。制御部１４０は、本実施形態にかかる水位計１００の動作を管理するとともに、第１閉鎖弁１５０ａ、第２閉鎖弁１５０ｂの開閉、およびタンク１０２ｃ内に貯留された液体の水位の算出を行う。
【００１８】
図２は、本実施形態の水位計１００による水位計測について説明する図である。なお、図２では、すべての弁（第１閉鎖弁１５０ａ、第２閉鎖弁１５０ｂおよび開閉弁１０６ａ・１０６ｂ）において、閉状態を塗りつぶしで示し、開状態を白抜きで示している。
【００１９】
水位計１００によってタンク１０２ｃ内の水位を計測する際には、まず制御部１４０は、図２（ａ）に示すようにタンク１０２ｂ側の開閉弁１０６ａを閉状態とし、タンク１０２ｃ側の開閉弁１０６ｂを開状態とする。そして制御部１４０は、図２（ｂ）に示すように、第１閉鎖弁１５０ａおよび第２閉鎖弁１５０ｂを開状態にすることにより、第２管路１１０ｂと第３管路１１０ｃの圧力を等しくする。
【００２０】
続いて制御部１４０は、図２（ｃ）に示すように第１閉鎖弁１５０ａを閉状態とする。これにより、第２管路１１０ｂにおいて、第１閉鎖弁１５０ａと差圧計１２０との間の圧力は基準圧力に保たれた状態となる。このとき圧力計１３０において測定された圧力が、差圧計１２０の基準圧力となる。第１閉鎖弁１５０ａを閉状態としたら、制御部１４０は差圧計１２０による差圧の監視を開始する。
【００２１】
第１閉鎖弁１５０ａを閉状態とした後、タンク１０２ｃ内の水量が増えると、差圧計１２０によって測定される差圧はプラスに変化する（正の値で増大する）。一方、タンク１０２ｃ内の水量が減ると、かかる差圧はマイナスに変化する（負の値で増大する）。したがって、制御部１４０は、差圧計１２０によって測定された差圧によって圧力計１３０による圧力を補正することにより、現在の水位を算出することができる。
【００２２】
上記説明したように、本実施形態の水位計１００によれば、タンク１０２ｃの下部において、圧力計１３０による圧力と差圧計１２０による差圧から水位を算出することができる。したがって、日光や気温の影響による誤差を排除し、正確な水位を測定することが可能となる。例えば、タンクの天板の下面にレーザ照射装置を取り付けることに比べると、タンクの天板に何も装置を取り付けないので、タンクの変形の影響を受けない。また従来の水圧（水頭圧）による水位計に比べると、本実施形態にかかる水位計１００では圧力計１３０および差圧計１２０を併用することにより、圧力計１３０によって広い測定レンジが担当され、差圧計１２０によって狭い測定レンジが担当される。したがって、幅広い測定レンジにおいて精密な測定を行うことができる。
【００２３】
また本実施形態のように第１管路１１０ａに第２閉鎖弁１５０ｂが設けられていることにより、かかる第２閉鎖弁１５０ｂを閉状態とすることにより、パイプ１０４ｂを流れる液体の第１管路１１０ａへ流れ込みを停止することができる。したがって、パイプ１０４ｂ内を大量の液体が移送される際にその水流が強い場合であっても、水流の圧力振動によるダイアフラムの破損を防ぐことが可能となる。
【００２４】
図３は、図１に示す水位計１００の他の例を示す図である。図３では、水位計１００の第１管路１１０ａを直接タンク１０２ｃに接続している。これによっても図１に示す水位計１００と同様の効果を得ることが可能である。なお、図１に示すように複数のタンク１０２ｂ・１０２ｃがパイプ１０４ｂで接続されている場合には、第１管路１１０ａはタンク１０２ｃに直接接続するよりもパイプ１０４ｂに接続するほうが施工が容易である。
【００２５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、タンク内に貯留された液体の水位を計測する水位計として利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１００…水位計、１０２ａ…タンク、１０２ｂ…タンク、１０２ｃ…タンク、１０４ａ…パイプ、１０４ｂ…パイプ、１０６ａ…開閉弁、１０６ｂ…開閉弁、１１０ａ…第１管路、１１０ｂ…第２管路、１１０ｃ…第３管路、１２０…差圧計、１３０…圧力計、１４０…制御部、１５０ａ…第１閉鎖弁、１５０ｂ…第２閉鎖弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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