(57)【要約】【課題】  液深の測定精度を向上させることができる液深測定装置、液深測定方法、および液深測定プログラムを提供する。【解決手段】  液深測定装置は、圧力センサと、液体中において前記圧力センサを移動させる移動装置と、液深の異なる所定距離離れた２点で前記圧力センサが測定した圧力測定データと前記２点の液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する算出部と、を備える。【選択図】  図１
2015132561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサと、
液体中において前記圧力センサを移動させる移動装置と、
液深の異なる所定距離離れた２点で前記圧力センサが測定した圧力測定データと前記２点の液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する算出部と、を備えることを特徴とする液深測定装置。
【請求項２】
前記２点は、前記液体中において鉛直方向に離れていることを特徴とする請求項１記載の液深測定装置。
【請求項３】
前記移動装置は、電磁石を利用して前記圧力センサを移動させる装置であることを特徴とする請求項１または２記載の液深測定装置。
【請求項４】
前記圧力センサに電磁石感応部が固定され、
前記移動装置は、前記電磁石感応部の移動領域に対応した領域に配置された複数の電磁石を利用して、前記圧力センサを移動させることを特徴とする請求項３記載の液深測定装置。
【請求項５】
前記圧力センサの周囲の液体を撹拌する撹拌部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液深測定装置。
【請求項６】
液体中において異なる液深の所定距離離れた２点において、同一の圧力センサで測定された２つの圧力測定データと、前記２点の液深差とを取得し、
前記２つの圧力測定データと前記液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する液深測定方法。
【請求項７】
液体中において異なる液深の所定距離離れた２点において、同一の圧力センサで測定された２つの圧力測定データと、前記２点の液深差とを取得し、
前記２つの圧力測定データと前記液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする液深測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液深測定装置、液深測定方法、および液深測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサを用いて液深測定する技術が開示されている。この液深測定の精度向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２００５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧力センサを用いた液深測定においては、例えば、いずれか１点において液圧を測定する方法が用いられる。液圧は、液体の密度に応じて変化する。液体の密度は、温度や不純物濃度に応じて変化する。そこで、濃度計や温度計を併設することによって、液圧の変動分を補正することが考えられる。また、液深の異なる複数点で液圧を測定する場合には、測定点の数だけ圧力センサを用意することが考えられる。しかしながら、これらの方法では、密度の算出において不純物や温度の測定精度、圧力センサ個別の精度のばらつき等に起因して、測定精度が低下するおそれがある。特許文献１は、液深の測定精度低下を解決するものではない。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、液深の測定精度を向上させることができる液深測定装置、液深測定方法、および液深測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、液深測定装置は、圧力センサと、液体中において前記圧力センサを移動させる移動装置と、液深の異なる所定距離離れた２点で前記圧力センサが測定した圧力測定データと前記２点の液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
１つの局面として、液深の測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は実施例１に係る液深測定装置のブロック図であり、（ｂ）は移動装置を例示する図である。
【図２】圧力センサおよび移動装置の一例について例示する図である。
【図３】液深測定装置による動作の一例を表すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る液深測定装置のブロック図である。
【図５】攪拌装置の一例を表す図である。
【図６】コントローラのハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１（ａ）は、実施例１に係る液深測定装置１００のブロック図である。図１（ａ）で例示するように、液深測定装置１００は、圧力センサ１０、移動装置２０、コントローラ３０などを備える。
【００１１】
圧力センサ１０は、液体中に配置され、液体中の圧力を検知するセンサである。圧力センサ１０は、自身に印加される圧力を検知できるものであれば特に限定されるものではない。圧力センサ１０が配置される液体は、水、アルコールなど、特に限定されるものではない。本実施例においては、圧力センサ１０は、一例として、自然河川などの水中に配置され、水圧を検知する。移動装置２０は、コントローラ３０の指示に従って、圧力センサ１０を液体中において移動させる装置である。図１（ｂ）で例示するように、移動装置２０は、液体中において、少なくとも液深の異なる所定距離離れた測定点に圧力センサ１０を移動させる。コントローラ３０は、移動装置２０に圧力センサ１０の移動を指示する機能を有するとともに、圧力センサ１０の出力に応じて液深を算出する機能を有する。
【００１２】
図２は、圧力センサ１０および移動装置２０の一例について例示する図である。図２で例示するように、圧力センサ１０には、磁石１１が固定されている。例えば、磁石１１は、永久磁石であり、圧力センサ１０の周端部に固定されている。移動装置２０は、圧力センサ１０の移動領域に複数の電磁石２１を備える。移動装置２０は、各電磁石２１のオン・オフにより磁石１１と電磁石２１との間でＮとＳの関係を制御することによって、磁力の吸引・反発を制御する。それにより、移動装置２０は、圧力センサ１０を移動させることができる。すなわち、磁石１１は、電磁石感応部として機能する。
【００１３】
ここで、液体中の高さ方向（鉛直方向）において、圧力センサ１０を距離ｈ１だけ移動させる場合について検討する。圧力センサ１０が検出する圧力をｐ（ｋｇ・ｍ／ｓ２）とし、圧力センサ１０の位置から液面までの液深をｈ（ｍ）とし、液体の密度をρ（ｋｇ／ｍ３）とし、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ２）とする。この場合、下記式（１）が成立する。なお、液深ｈは、液面から圧力センサ１０のいずれかの点までの深さであって、一例として圧力センサ１０の上面までの深さである。
ｈ＝ｐ／（ρ・ｇ）      （１）
【００１４】
次に、圧力センサ１０を距離ｈ１（ｍ）だけさらに液体中の深い位置に移動させる。この場合の圧力センサ１０が検出する圧力をｐ１（ｋｇ・ｍ／ｓ２）とすると、下記式（２）が成立する。
（ｈ＋ｈ１）＝ｐ１／（ρ・ｇ）      （２）
【００１５】
上記式（１）および上記式（２）を変形することにより、下記式（３）を導くことができる。下記式（３）においては、密度ρが含まれない。液深ｈが求まれば、圧力センサ１０の移動後の点の液深（ｈ＋ｈ１）も求まる。
ｈ＝（ｐ／（ｐ１−ｐ））×ｈ１      （３）
【００１６】
このように、液深の異なる２点における圧力測定データと、２点の液深差とを用いることによって、密度ρの影響を受けずに液深ｈおよび液深（ｈ＋ｈ１）を求めることができる。密度ρは、液体の温度および液体中の不純物濃度に依存する不定値である。密度ρの影響を回避することによって、液体の温度の測定精度、不純物濃度の測定精度等の影響を受けずに済む。さらに、同一の圧力センサ１０の検出圧力を用いることから、センサ個別の精度のばらつきの影響を受けずに済む。以上のことから、本実施例によれば、液深の測定精度を向上させることができる。
【００１７】
なお、圧力センサ１０を移動させる２点は、少なくとも液深が異なっていればよい。したがって、液底側から液面側に向けて圧力センサ１０を移動させてもよい。また、圧力センサ１０の移動方向を、鉛直方向に対して斜めにしてもよい。この場合、移動距離と移動方向とから、液深差を求めればよい。ただし、圧力センサ１０の移動方向を鉛直方向とすることによって、圧力センサ１０の移動距離を抑制することができ、２点間の液体の温度差および濃度差の影響を抑制することができる。移動装置２０は、電磁石以外の駆動源を用いてもよい。ただし、電磁石での駆動により精度よく圧力センサ１０を移動させることができるため、測定精度を向上させることができる。また、圧力センサ１０が位置する液深と、圧力センサ１０の液底からの高さとを用いることによって、液体の液位を求めることができる。
【００１８】
図３は、液深測定装置１００による動作の一例を表すフローチャートである。図３で例示するように、コントローラ３０は、圧力センサ１０から圧力を取得する（ステップＳ１）。次に、コントローラ３０は、移動装置２０を制御することによって、圧力センサ１０の現状の位置から、異なる液深の所定距離離れた位置まで移動させる（ステップＳ２）。次に、コントローラ３０は、圧力センサ１０から圧力を取得する（ステップＳ３）。次に、コントローラ３０は、上記式（３）を用いて、ステップＳ１，Ｓ３で取得した圧力と、圧力センサ１０の測定点の液深差とからいずれかの測定点における液深を算出する（ステップＳ４）。
【実施例２】
【００１９】
図４は、実施例２に係る液深測定装置１００ａのブロック図である。図４で例示するように、液深測定装置１００ａが図１の液深測定装置１００と異なる点は、攪拌装置４０が設けられている点である。攪拌装置４０は、コントローラ３０の指示に従って、圧力センサ１０の周囲の液体を攪拌する装置である。
【００２０】
図５は、攪拌装置４０の一例を表す図である。図５で例示するように、例えば、攪拌装置４０は、圧力センサ１０の上方の液体を攪拌する。攪拌装置４０は、液体を攪拌できるものであれば特に限定されるものではなく、一例として羽根状部４１を備えている。攪拌装置４０は、羽根状部４１を回転させて圧力センサ１０の周囲の液体を攪拌することによって、圧力センサ１０の２か所の測定点での不純物濃度および温度を均一化することができる。それにより、２点間の液体の温度差および濃度差の影響をより抑制することができる。なお、攪拌装置４０は、２点目における圧力センサ１０の圧力検知までのいずれかの期間において攪拌を行えばよい。
（他の例）
図６は、コントローラ３０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図６を参照して、コントローラ３０は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、インタフェース１０４などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。ＣＰＵ１０１が液深測定プログラムを実行することによって、コントローラ３０は、液深測定装置１００の動作を制御する。または、コントローラ３０は、専用の回路などのハードウェアであってもよい。
【００２１】
なお、上記各例において、コントローラ３０が、液深の異なる所定距離離れた２点で前記圧力センサが測定した圧力測定データと前記２点の液深差とを用いて、前記２点の少なくともいずれか一方の液深を算出する算出部として機能する。
【００２２】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  圧力センサ
１１  磁石
２０  移動装置
２１  電磁石
３０  コントローラ
４０  攪拌装置
１００  液深測定装置
【図１】
2015132561.tif 000003
【図２】
2015132561.tif 000004
【図３】
2015132561.tif 000005
【図４】
2015132561.tif 000006
【図５】
2015132561.tif 000007
【図６】
2015132561.tif 000008