(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点と測定液面間の液面距離を測定して液面距離測定値を送信する液面測定計を実装したバランサーと、
該バランサーを吊り下げる目盛り付き測長ケーブルと、
目盛り付き測長ケーブル巻き取り部と、
前記液面測定計に対して、液面距離基準値を決めて、測定液面を前記液面距離基準値を目標値として、目盛り付き測長ケーブル長を制御する目盛り付き測長ケーブル位置制御部と、
測長基準点高さから目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点までの目盛り付き測長ケーブル長測定値を測定する日盛り付き測長ケーブル長測定部と、
前記液面測定計で測定した前記液面距離測定値を受信し、該液面距離測定値を前記目盛り付き測長ケーブル長測定値と加算することにより測定基準点高さと測定液面間の距離を求める演算装置と、
を具備する液面計。
【請求項２】
請求項１において、
前記目盛り付き測長ケーブル巻取り部の回転軸に連結したスリップリングと、
前記液面測定計に電力を伝送し、前記液面測定値を伝送する前記目盛り付き測長ケーブルに実装した導電体と、
該導電体を前記液面測定計に接続する導電体と液面測定計接続線と、
該導電体を前記スリップリングの回転体側に接続する導電体とスリップリング回転体接続線と、
前記スリップリングの静止体側に接続する電力信号給電線および液面距離出力信号線と、
を具備し、
前記液面計に対して電力伝送し、前記液面測定計から液面距離測定値を伝送することを特徴とする液面計。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】本発明は、
▲１▼測定液面が数ｍ〜１００ｍ程度の水位測定
▲２▼水面上にごみなどの障害物が存在し、水面上から電波、超音波などの照射による測定ができない液面測定
▲３▼水位以外の産業用途のタンクなどの液面測定
等に広く利用可能である。
本発明は水位以外の液面測定にも共通に高精度で安定に、利用可能であるが、発明の詳細な説明では水位計として説明する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献】
【特許文献１】実公昭５７−３８６００号公報実公昭５７−３８６００号公報に記載されている内容と本発明との相違点は下記のとおりである。
▲１▼実公昭５７−３８６００号公報では超音波レベル検出器の上下の移動量の検出方法として、ワイヤーロープと摩擦結合しているシープの回転角度からワイヤーロープ長を換算により求めている。また、変形例として、超音波レベル検出器をラックと駆動源のピニオンで上下して、ピニオンの回転数から求める方法および実施例に示したトルクモータウインチの回転数から求める方法をあげている。しかし、本発明の目盛り付けした測長ケーブルの目盛りを読み取ることにより測長ケーブル長を測定する方法は示されていない。
▲２▼実公昭５７−３８６００号公報では長尺中空管は発明を構成する要件である。
本発明において長尺中空管は発明を構成する要件でない。
また、長尺中空管の内面による超音波信号の反射により検出する物質面との距離を一定値以下に保持することを構成要件としている。
本発明ではバランサー重り部高さ、外径、内径の設計の自由度は大きく、バランサーの内径面での超音波の反射により測定距離を一定値以下に保持する必要がない。本発明では測定距離は超音波距離計超音波送受信器の特性により測定距離範囲が定まる。
本発明では、液面の波立ち等がある場合の影響をなくすために保護管を設置することがあるが、保護管による測定距離の影響は超音波距離計超音波送受信器の測定距離が短いためにない。
▲３▼本発明の請求項２では液面測定計の測定信号は目盛り付き測長ケーブルに実装した導電体により伝送して、回転する測長ケーブル巻き取り部とスリップリングを介して取りだしている。このため、回転体を介して接続する液面測定計への給電と信号取り出しの問題を解決している。実公昭５７−３８６００号公報ではワイヤーロープと同時に上下して、演算器に接続する超音波レベル検出器で測定した信号用ケーブルの巻き上げ方法等が示されていない。
▲４▼実公昭５７−３８６００号公報では超音波レベル検出器で検出される値が一定値以下に保持されるように、超音波レベル検出器を降下させる手段を有することを要件としているが、本発明では液面測定計と測定液面間の距離は一定値以下に保持されるように液面測定計を降下させる制御ではなく、設定した液面距離基準値を中心に一定幅に保持する制御を行なっている。このために液面の変化に伴う巻取りモータの動作頻度を減らして、安定な位置制御を実現している。
▲５▼本発明ではバランサー全体が液面より上部に制御することを必要条件としていない。
また、本発明は液面測定計の測定方式として超音波距離計に限定していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来、河川、ダム、貯水池などの水位計には、機械的な方法としてフロート式が使用されている。この方式は水面の上昇下降にしたがって上下するフロートと重りでバランスをとり、バランス点において取付けたワイヤーを巻き込むリールの回転角度から水位を換算するもので水位計測精度として±１ｃｍ程度が得られるが、大きな浮力を必要するために、フロートの径が大きくなり、フロートと保護管との距離を確保するために、土木構造物として大きな測水筒を必要とする。このために最近ではダム、大河川などの他はあまり使用されていない。
測定水面に接触して測定する接触式水位計として圧力式水位計が多く使用されている。
この方式は水深に比例した水圧を感圧素子で測定するもので、大気圧と比較して測定するために大気開放チューブを必要とし、このチューブから感圧部に湿気が入ったり、感圧部が河川等の土砂に埋もれると測定誤差の原因となる。このため、安定性が課題となっている。
非接触水位計としては超音波式水位計と電波式水位計が用いられている。
これらは、水面にセンサー部が接触しないために、経年的に安定な測定ができる。
しかし、超音波式、電波式ともセンサーからの距離に比例して超音波または電波の放射角度が広がり、放射角度内にある超音波または電波を不要反射させる障害物により測定距離が制限を受ける。
なお、電波式は超音波式に比較して、測定距離が長く、測定精度が良く、測定スパンに関係なく±１ｃｍ程度の精度が得られる。
本発明の水位計はフロート式のように規模の大きい測水筒を必要とせず、圧力式水位計のように経年的な測定精度劣化の問題がなく、超音波式または電波式のように水面の浮遊物の影響、ビームの拡がりによる測定距離の制限を受けることなく、測定水深の制約が小さい水位計である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】測定水深として、５０ｍ以上の測定が可能な方法として、目盛り付き測長ケーブルの長さ測定を利用し、水面の近傍で水面検知の方法として、短い距離測定用の超音波式水位計などを併用する２方式を併用することにより解決した。従来、目盛り付き測長ケーブルが水面に接触して、水面を検知する方法として、触針式と呼ばれる水面で目盛り付き測長ケーブルの先端に取り付けた電極棒が水面に接触した時の電気的導通状態を検知する方法が、利用されたことがあるが、波浪等の影響を受けやすく、安定に導通状態の検知が困難なために、最近では使用例が少ない。
このため、水面検知の方法として、目盛り付き測長ケーブルの先端にバランサーを設けて、バランサーと水面の距離を正確に測定する方法で水面検知の課題を解決した。
本発明におけるバランサーとは液面の近傍でバランスすると言う意味を有しており、バランサーに実装した短スパンの液面計で液面近傍のバランサーと液面の相対的な距離を測定して、液面計の測定可能範囲内でバランスするように、バランサーの上下の位置を測長ケーブル位置制御部により制御する。液面計の測定方式により、測定可能範囲が異なるために、バランス位置も測定方式により異なり、バランサー全体が水面上にある場合、一部分が水面上にある場合がある。いずれにしても目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点と測定液面の距離をバランサーに実装した液面計で測定することにより液面検知を行う。以下、本方式をバランサー方式と略称する。
測定基準点高さと目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点までの距離は目盛り付き測長ケーブル長として目盛り付き測長ケーブル長測定部で測定し、目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点と測定液面間の短い距離は液面計で測定して、両者を加算することにより、正確に水面までの距離を測定する。
バランサー方式ではバランサーに実装した液面測定計でバランサーと測定液面間の距離を測定し、バランサーを目盛り付き測長ケーブル位置制御部により自重降下とモータによる巻き取りによりバランサーの上下位置を液面距離基準値に不感帯を設けて一定幅に保持する。液面距離基準値は液面測定計の測定可能範囲内で制御の安定性とバランサー巻き取りモータの動作頻度の最小化を考慮して設定する。
バランサー方式においても、液面測定のセンサーとして超音波式液面計を利用すれば、バランサー全体が測定水面に接触することなく液面測定が可能であり非接触方式とすることが可能である。
本発明以外の測長ケーブル長測定方法として、測長ケーブル巻き取り部はドラムにより構成し、ドラムの回転軸に測長ケーブル長測定部は回転軸に連結したロータリーエンコーダにより構成し、エンコーダの回転角と測長ケーブル長測定値はリニアな関係にあることを利用した測長ケーブル長の測定方法も考えられるが、測長ケーブルの巻取りとエンコーダの回転角の関係を正確に保つために、エンコーダが高価になる。このため、本発明では測長ケーブルの着磁位置による磁気スケール、ＲＦＩＤ（無線自動認識）チップ位置をスケールとしたＲＦＩＤスケール、ＯＣＲ（光学的文字読み取り）による文字、ＯＭＲ（光学的マークリーダ）によるマークコードを印刷したスケールを読み取る目盛り付き測長ケーブルによる測長ケーブル長の測定を採用している。
このための測長ケーブルはテープ形状、円形断面のワイヤー形状が採用でき、ケーブル寸法と巻き取り部構造の制約が緩和され、測長ケーブルに導電体の実装が可能となり、測長ケーブルによる液面測定計の電源供給と信号伝送が実現可能となった。
【発明の効果】
【０００５】従来の液面計の課題を解決することにより得られる効果は以下による。
本発明の水位計は目盛り付き測長ケーブルの測定値とバランサーに実装した液面計の測定値を加算して水位を求めることを特徴とする。
第１に、従来の機械式のフロート式水位計の場合、フロートを水面に浮かべ、浮力によりフロートとカウンターウェイトが一定の張力でバランスさせる必要がある。
この場合、フロートの口径は、本発明のバランサーに比較して大きくなり、保護管内に設置するためには、保護管との間に必要な離隔距離を取る必要がある。
このために、フロート式水位計設置のために、６００ｍｍφ程度の口径の測水筒が多く使用されている。本発明では、目盛り付き測長ケーブルの張力の制約が小さいため保護管を設置する場合の口径は１５０ｍｍφ程度で良い。
また、保護管の設置は波浪のない静止水面の測定には必須条件とならない。
第２に、本方式では、バランサーに実装する液面計として、超音波式等の非接触液面計を採用すれば、センサー部である超音波送受波器を水中に沈めて使用する必要はなく、水圧式水位計のように感圧部を水中に沈めて使用する接触式でないために、長期に亘って安定な測定ができる。
第３に、超音波式または電波式水位計は、送信超音波、送信電波ビームの広がりのために取付壁面からの離隔距離は測定水面までの距離に応じて定められているが、本発明の方式ではバランサーが壁面に接触しなければ良いために、離隔距離が小さくてよい。
超音波式または電波式水位計は、水面浮遊物からの反射により影響を受けるが、本方式では影響を受けない。
第４に、レーザー式水位計では、一般に水面反射用にフロートを必要とするが、本方式では、バランサーに実装する液面計として、フロートは必要としない。
第５に、測定精度として、本発明の液面計は従来方式で最も高精度であるレーザー式水位計または電波式水位計の精度と同等の精度が期待できる。
第６に目盛り付き測長ケーブルの目盛り付けの方法として、着磁した磁気パターンによる磁気スケール、ＲＦＩＤによるスケール、ＯＣＲ印刷パターンによるスケール、バーコード、カラーコード等ＯＭＲの印刷パターンによるスケールなど精度、コストによる選択が可能である。
バランサーに実装する液面測定計は測定スパンが数１０ｃｍ〜２ｍ程度の安価で高精度液面計が採用できるために、全体の液面計は低価格化が期待できる。
第７に、目盛り付き測長ケーブル位置制御部はモータの位置制御により構成でき、液面測定計に超音波方式を採用した場合にはバランサー全体が接液しない非接触式とすることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】本発明においては、第一に、目盛り付きの測長ケーブル長を測定し、第二に測長ケーブルと測定液面までの距離を液面測定計で測定して、両者の和として測定基準点と液面までの距離を求める液面計である。
［請求項１］はバランサー方式の液面計であり、基本構成を図１選択図  に示す。
目盛り付き測長ケーブル長７は測長基準点高さ１０と目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６の距離として求める。
目盛り付き測長ケーブルに付与する目盛り付けの代表例として下記の方法により目盛り付けを行う。
▲１▼磁気スケールによる目盛り付け
▲２▼測長ケーブルに一定間隔でＲＦＩＤチップを設けて、ＲＦＩＤチップ位置をスケールとして利用し、ＲＦＩＤチップに記憶しているスケールによる目盛り付け
▲３▼測長ケーブルの移動方向に対して、バーコード、カラーコード、マークコード、数値などの印刷パターンによる目盛り付け【０００７】目盛り付き測長ケーブル９の形状は目盛り付けの方法と読み取り方式に依存して決まり、テープ形状、円形断面のワイヤー形状等となる。
測長テープ、測長ワイヤー等の名称が形状を示していることになるが、［請求項２］では目盛り付き測長ケーブル９に、電源線、信号線等の多芯メタル配線を一体的に実装することになる。
このため、本発明においては目盛り付き測長ワイヤー、目盛り付き測長テープを区別せず呼称を統一して、「目盛り付き測長ケーブル」に名称を定義する。【０００８】本発明の［請求項１］はバランサー方式であり、基本構成を図１に示す。
▲１▼バランサー１は目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６により目盛り付き測長ケーブル９と接続され、目盛り付き測長ケーブル９により、吊り下げられている。
▲２▼目盛り付き測長ケーブル９は目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２を介して目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３により巻き上げまたは自重降下が行われバランサー１の位置が決められる。この位置は液面測定計２により、目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６と測定液面５の距離である液面距離８により決められる。
図１において例示した図では、バランサー１全体が測定液面５より上部にあるが、液面測定計２の距離測定可能液面範囲内に液面距離基準値５２を決めて、測定液面を液面距離基準値５２を目標値として目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３により制御する。
このため、バランサー１の一部分が測定液面より下部なることも液面距離基準値５２の決め方により有りうる。ただし、液面距離８はマイナスの値にならないものとする。
このため、目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６は測定液面より下にならない。
いずれの場合も、液面距離８が一定の範囲に収まるように目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３が液面距離８の計測値をもとに制御する。
位置制御は液面距離８の液面距離基準値５２をあらかじめ決めておき、この液面距離基準値５２から液面距離８が±β内にある（許容不感帯にあると称す）ときは、位置制御動作を行わない。
液面距離８が±βから外れたとき（許容不感帯外にあると称す）、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３は補正動作を行い、液面距離８を±α以内（収束不感帯内にあると称す）に制御する。
ここでα、βは設定値であり、α＜βである。
α、βの設定値は目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３のモータの動作頻度を抑えるために設定値を調整できるようにしている。
位置制御動作の説明図を図２に示す。
▲３▼液面距離８が許容不感帯内にある状態において、目盛り付き測長ケーブル９の長さとして、目盛り付き測長ケーブル長７は測長基準点高さ１０と目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６との距離は目盛り付き測長ケーブル長測定部１４で測定するものとする。
▲４▼目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６と測定液面５との距離は液面距離８として、バランサー１に実装した液面測定計２の液面測定部４で測定する。
▲５▼上記で測定した目盛り付き測長ケーブル長７と液面距離８は演算装置１５で加算し、測長基準点高さ１０と測定液面５間の液面計の測定値となる。【０００９】［請求項１］バランサー方式で測長ケーブルを磁気スケールで目盛り付けした場合の構成例を図３示す。
▲１▼構成例では目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２は回転軸２１を軸としたリールまたはドラムにより構成し、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３は液面測定計２により測定した液面距離８を信号受信部１６で受信して、液面距離８の液面距離基準値５２からの偏差を計算して、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３より、回転軸２１に結合した目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２を回転してバランサー１の位置制御動作を行う。
この液面距離基準値５２から液面距離８の偏差が許容不感帯±β内にあるときは、位置制御動作を行わない。液面距離８の偏差が±βから外れたとき、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３は補正動作を行い液面距離８の偏差を収束不感帯±α以内に制御する。
目盛り付き測長ケーブル９はテープ形状の磁性体にＮ極、Ｓ極の測長パターンによるスケールが着磁されており、測長基準点高さ１０と目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６との距離を目盛り付き測長ケーブル長測定部１４の磁気センサーにより読み取ることができる。
▲２▼構成例  図３において、バランサー１の構成方法は液面測定計２の液面測定部４の測定方式により違いがある。バランサー１が液面に接触しない方式として図４は液面測定部４が超音波方式でバランサー重り部２７は液面より上部にある。超音波距離計超音波送受信器２６は液面測定計２の下部に配置している。目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３の機能は目盛り付き測長ケーブル９の巻き上げはモータ５５によるが、バランサー１の降下は自重降下による。バランサー１の目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３による測定液面５の位置制御の中心位置は液面距離基準値５２とする。
液面距離基準値５２は超音波距離計距離測定可能範囲（Ｌ５）３３内の値に設定する。
液面の変動により液面距離基準値５２より測定液面５が変動し許容不感帯５４を外れたとき、液面距離基準値５２を目標値として、収束不感帯５３に入るよう位置制御をおこなう。収束不感帯５３に一度入った場合は、許容不感帯５４を外れるまで、目盛り付き測長ケーブル９の位置制御は行わない。液面距離基準値５２は超音波距離計距離測定可能範囲（Ｌ５）３３の中央付近の値に設定する。位置制御は測定液面５に対して、液面距離８を一定値以下に保持されるように超音波距離計超音波送受信器２６を降下するのではなく、液面の変動に対する安定性、巻き上げモータの動作頻度の最小化等を考慮して、目標値として液面距離基準値５２を決めて制御を行うものとする。
図４において、目盛り付き測長ケーブル９により吊り下げられたバランサー１は自重により降下する。自重は液面測定計の高さ（Ｌ１）３１に相当する重量とバランサー重り部２７の和である。自重に対する引っ張り張力は自重降下時、目盛り付き測長ケーブル巻取り部１２の巻取り摩擦力であるから、自重降下は液面測定計の高さ（Ｌ１）３１に相当する程度の重量で降下可能なために、円筒形バランサー重り部２７の高さは小さくでき、また円筒内径に対する設計上の制約が小さい。このため、超音波距離計超音波送受信器２６の超音波ビームの円筒形バランサー重り部２７の円筒内径面での反射の影響をなくすことができる。
バランサー１の構成方法として、図５は液面測定部４がガイドパルス方式の場合である。ガイドパルス方式液面計はプローブ３７上に液面測定部４からパルス信号を送信して、液面で反射するパルス信号を受信し、パルス信号の送信から受信までの時間から距離を測定する。検出距離をＬ、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣとすると、検出距離はＬ＝０．５×Ｔ×Ｃの計算式で求める。プローブ３７は液面に接触する必要がある。バランサー重り部２７は円筒形とし、液面距離基準値５２はガイドパルス式液面計距離測定可能範囲（Ｌ６）３８の中央付近の値に設定する。
バランサー１の構成方法として、図６は静電容量方式の場合である。液面測定部４のセンサー部分が静電センサ電極１８としている。静電容量方式ではバランサー重り部２７の形状は円柱形とすることができる。フレキシブルな静電センサ電極１８はバランサー重り部２７の円柱表面に上下方向に取付けて、液面に浸かっている高さを計測する。液面距離基準値５２は静電容量式液面計距離測定可能範囲（Ｌ７）３９の中央付近の値に設定する。超音波方式、ガイドパルス方式、静電容量方式のいずれの方式も図１に示す目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６と測定液面５間の距離として、液面距離８を液面測定計２により求めることができる。【００１０】［請求項１］バランサー方式で測長ケーブルに一定間隔でＲＦＩＤチップを設けて、ＲＦＩＤチップ位置をスケールとした目盛り付けの場合、目盛り付き測長ケーブル長測定部１４での読み取りが、ＲＦＩＤリーダによる読み取りとなる以外は、磁気スケールによる目盛り付き測長ケーブル９の場合と同様である。したがって、構成例の図は磁気スケールと同じ図３となる。
▲１▼ＲＦＩＤチップはパッシブＲＦＩＤでリーダから無線による電力供給を受け、チップが記憶している目盛り信号を応答信号として返信してリーダが測長信号を受け取ることになる。目盛り付き測長ケーブル９はテープ形状の絶縁体に一定間隔でＲＦＩＤチップを配置し、各ＲＦＩＤチップは目盛り信号を記憶しており、測長基準点１０と目盛り付き測長ケーブルとバランサーとの接続点６との距離を目盛り付き測長ケーブル長測定部１４のＲＦＩＤリーダにより読み取ることができる。
▲２▼バランサー１の構成方法は磁気スケール方式と同様で有り、液面測定計２は超音波方式、ガイドパルス方式、静電容量方式のいずれの方式も採用可能である。【００１１】［請求項１］バランサー方式で目盛り付き測長ケーブル９にコード、数値等によりスケール付けをした場合の構成例を図７に示す。
スケールは、測長ケーブルの長さの測定方向に１ライン（単一トラック）または複数ライン（複数トラック）でスケール付けをおこなう。
スケール付けは下記の方法でおこなう。
バーコード
光学式マーク読取（ＯＭＲ）
光学式文字読取（ＯＣＲ）
３原色のカラーコード
などである。
いずれの方法も目盛り付き測長ケーブル９に、読み取りスケールを付加する間隔は磁気スケールに比べて間隔が大きくなる。
磁気スケールではテープ幅が１０ｍｍ程度の場合、テーブの読み取り間隔は測長方向に対して、１ｍｍ間隔での目盛り付けが可能である。
これに対して、ＯＣＲ、ＯＭＲ、コード等の印刷では、印刷間隔と読取精度を考えると、１ｃｍ以上の間隔での目盛り付けとなり、測長ケーブルへの印刷を考えると、１０ｃｍ以上の間隔での目盛り付けが望ましいと考えられる。
一方、測長ケーブルの読み取りとしては、１ｍｍ程度の分解能が期待される。
このため、目盛り付けは１０ｃｍ以上の間隔として、この間の目盛り付けは補間により求める方法による。
このために図７および図８に示すように、目盛り付き測長ケーブル長測定部１４をＣＣＴＶカメラ装置により構成して、目盛り読み取り高さ２２に１つの目盛り付けをおこない、この間の目盛りは撮影した画像から補間するようにする。
例として、ＣＣＴＶカメラによる目盛り読み取り高さ２２を１００ｍｍ以上として、目盛り付き測長ケーブル９には１００ｍｍ間隔で目盛りを付加する。カメラの高さ方向の視野を１００ｍｍ以上として、カメラの視野には測長基準点高さ１０と１００ｍｍ間隔の撮影したスケールが少なくとも１個含まれるようにする。これによりカメラの撮影画面上で測長基準点高さ１０と１００ｍｍ間隔のスケールの距離を補間（測長基準点距離補間法」と呼ぶ）により求める。図８は補間方法を説明した図である。ＣＣＴＶカメラ装置により構成した目盛り付き測長ケーブル長測定部１４のモニター画面の垂直軸の最上部を測長基準点高さ１０として、最下部は最上部から１００ｍｍ下の目盛り付き測長ケーブル９に相当する位置に設定する。
モニター画面の垂直軸を１００目盛りとした場合、１目盛り当たり、目盛り付き測長ケーブル９の垂直スケールは１ｍｍに相当する。
目盛り付き測長ケーブル９には１００ｍｍ単位で１個の目盛りが付けられている。図８では、スケール高さ２３は１０ｍｍ、スケール高さ２３の最下部がスケール表示位置４０を表示スケールの値、例えば５０，０００ｍｍの測長ケーブルの目盛りを示している。この位置の例では測長基準点高さ１０から、２４ｍｍ下の位置にある。従って、測長基準点高さ１０における目盛り付き測長ケーブル長７は５０，０００ｍｍ（５０ｍ）に２４ｍｍを加算した５０，０２４ｍｍとなる。
この補完機能はＣＣＴＶカメラ装置の画像処理部でおこなう。
▲１▼図７に示す構成例では目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２は回転軸２１を軸としたリールまたはドラムにより構成し、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３は液面測定計２により測定した液面距離８を信号受信部１６で受信して、液面距離８の液面距離基準値５２からの偏差を測定して、目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３より、目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２の回転軸２１を回転してバランサー１の位置制御動作を行う。
▲２▼［請求項１］バランサー１の構成方法は磁気スケール方式と同様で有り、液面測定計２は超音波方式、ガイドパルス方式、静電容量方式のいずれの方式も採用可能である。【００１２】［請求項２］は［請求項１］のバランサー方式において、液面測定計２への電力信号伝送と液面測定計２で測定した液面距離８を演算部１７および位置制御モータ駆動回路５６に送信する伝送装置を提供するものである。
液面測定計２の電源供給は電池で一般に可能であるが、屋外で連続的に水位を測定する水位計においては、電池の交換はバランサー１を水面から引き上げて交換する必要があり、これを取り除くために、液面測定計２の電源供給を目盛り付き測長ケーブル９によりおこなう。また、液面測定計２で測定した液面距離８も電源供給と同様に、目盛り付き測長ケーブル９によりおこなう。
目盛り付き測長ケーブル９による電源信号と液面信号伝送装置の構成図の例を図９に示す。
目盛り付き測長ケーブル９は着磁したテープ、ＲＦＩＤチップを取り付けたテープ、バーコード、カラーコード、文字等が印刷されたテープ等により構成されている。これらテープに複数の導電性のテープ、ワイヤーを一体に実装してケーブル化する。この一体化した目盛り付き測長ケーブル９を「導電体を実装した目盛り付き測長ケーブル４４」と定義する。
導電体を実装した目盛り付き測長ケーブル４４の導電体は液面測定計２と導電体と液面測定計接続線５０により電気的に接続する。導電体を実装した目盛り付き測長ケーブル４４は目盛り付き測長ケーブル巻取り部１２側でリールまたはドラムで巻き取られて、目盛り付き測長ケーブル固定部４３で目盛り付き測長ケーブル巻取り部１２に固定されている。目盛り付き測長ケーブル固定部４３は回転軸２１と共に回転する。目盛り付き測長ケーブル固定部４３に固定され回転する導電体信号線を回転しない導電体信号線に変換するために、導電体とスリップリング回転体接続線５１により導電体信号をスリップリング４５の回転体４６に入力して、静止体４７から出力する。液面測定計２への給電はスリップリング４５の静止体４７の電力信号給電線４８により行い、液面測定計２で測定した液面距離信号はスリップリング４５の静止体４７の液面距離出力信号線４９として出力して、演算装置１６および位置制御モータ駆動回路５６に接続する。
液面測定計２への給電と液面測定計２で測定した液面距離信号は共通の２線による導電体に多重化して伝送する場合があるが、この場合は電力信号給電線４８と液面距離出力信号線４９は共通の２線で入出力をおこなう。
スリップリングは機械的接点により、回転体４６と静止体４７間の信号変換をおこなうものであるが、ロータリーリンクコネクタ等の名称で機械的接点によらず回転体４６と静止体４７間の信号変換を電磁誘導または光結合におこなう製品も存在するため、これらの製品も含めて、本明細書では、スリップリングと定義する。
【実施例１】
【００１３】［請求項１］のバランサー方式の液面計において、測定液面５は静止液面でなく、河川などでは流れ、波浪により変動している。また、バランサー１、目盛り付き測長ケーブル９は風圧加重を受けている。これらの影響により液面が変動する。
また、塵介物などがバランサー１に衝突して液面測定値に影響を与える。このため、多くの場合に、図１０に示すように、目盛り付き測長ケーブル９、バランサー１の周囲に保護管１９を設ける。保護管１９には測定液出入穴２０を設ける。
なお、保護管は本発明の構成要件の必須条件ではない。波浪、風圧荷重等の影響が小さく、液面変動が無視できる場合、保護管は必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】［請求項１］バランサー方式に対応した基本構成図
【図２】［請求項１］バランサー方式に対応したバランサーの液面距離を液面距離基準値に保持するための位置制御動作の説明図
【図３】［請求項１］バランサー方式に対応した目盛り付き測長ケーブルに磁気スケールテープを用いた構成例
【図４】［請求項１］バランサー方式に対応した超音波方式のバランサーの構成例
【図５】［請求項１］バランサー方式に対応したガイドパルス方式のバランサーの構成例
【図６】［請求項１］バランサー方式に対応した静電容量方式のバランサーの構成例
【図７】［請求項１］バランサー方式に対応した目盛り付き測長ケーブルにコード、数値等によりスケール付けしたテープを用いた構成例
【図８】［請求項１］バランサー方式に対応した目盛り付き測長ケーブルのコード、数値等を読み取る測長基準点距離補間法の説明図
【図９】［請求項２］液面測定計に対して電源供給と液面距離の受渡しを行う装置の構成例
【図１０】保護管の構成例
【要約】      （修正有）【課題】液面が５〜１００ｍ程度の液面測定を高精度、低価格かつ安定に測定する液面計を提供する。【解決手段】液面距離８を測定して液面距離測定値を送信する液面測定計２を実装したバランサー１と、バランサー１を吊り下げる目盛り付き測長ケーブル９と、目盛り付き測長ケーブル巻き取り部１２と、液面測定計２に対して、液面距離基準値を決めて、測定液面を液面距離基準値を目標値として、目盛り付き測長ケーブル長７を制御する目盛り付き測長ケーブル位置制御部１３と、測長基準点高さ１０から目盛り付き測長ケーブル９とバランサー１との接続点までの目盛り付き測長ケーブル長測定値を測定する目盛り付き測長ケーブル長測定部１４と、液面測定計２で測定した液面距離測定値を受信し、液面距離測定値を目盛り付き測長ケーブル長測定値と加算することにより測定基準点高さ１０と測定液面間５の距離を求める演算装置１５と、を具備する液面計。【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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