(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基準電位源に接続されるべき第１の電極、
前記第１の電極に間隔をあけて配置され、第２の基準電位源に接続されるべき第２の電極、
前記第１の電極に接続される制御部であって、第１の電極の電位の入力とリセット信号の入力を許容する入力ポート及び出力ポートを備え、前記出力ポートは前記第１の電極へ主電流パスにより接続される制御部と、
を備えてなるスイッチユニットの複数と、
前記第１及び第２の電極を表出させつつ、前記各スイッチユニットを固定する固定部と、
前記各スイッチユニットの前記第１の電極と前記第１の基準電位源とを接続する第１の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの前記第２の電極と前記第２の基準電位源とを接続する第２の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの制御部の入力ポートに接続されるリセット線と、
前記各スイッチユニットの制御部と前記第１の基準電位源とを接続する第１の制御用電源線、及び該制御部と前記第２の基準電位源とを接続する第２の制御用電源線とを備え、前記第１及び第２の制御用電源線に対して前記各制御部が並列接続され、
前記制御部は次の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の動作をし、
（Ａ）前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを導通状態としたきの第１の電位であるとき、該第１の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電可能となり、前記第１の基準電位線、前記主電流パス及び前記第２の制御用電源線を介して前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とが通電状態となって、前記第１の電極と前記第２の電極との通電を阻止し、
（Ｂ）  前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを非導通状態としたときの第２の電位であるとき、該第２の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電不能となり、前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とは非通電状態となり、
（Ｃ）  前記入力ポートにリセット信号が入力されたとき、前記出力ポートが通電不能とされ、
前記第１の基準電位線又は前記第２の制御用電源線に電流計が接続される、
測定装置。
【請求項２】
前記固定部から前記第１の基準電位線、前記第２の基準電位線、前記リセット線及び前記第１及び第２の制御用電源線が引き出されている、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１の基準電位源は電源であり、前記第２の基準電位源はアースであり、前記第１の制御用電源線は前記第１の基準電位線から分岐し、前記第２の制御用電源線は第２の基準電位線から分岐する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記固定部内に前記リセット信号を発生するリセット信号発生器が備えられ、前記リセット信号発生器によるリセット信号は前記各制御部の入力ポートへ入力され、前記第１の制御用電源線は前記固定部内で前記第１の基準電位線から分岐し、前記第２の制御用電源線も前記固定部内で前記第２の基準電位線から分岐し、前記第１の基準電位線又は前記第２の制御用電源線に電流計が接続される、請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記制御部は前記入力ポートとしての入力端子、前記出力ポートとしての主電流の流れをコントロールする出力端子を備えたバッファ回路を有し、
前記バッファ回路は次のように動作する、
(ア)  前記第１の電極の電位が前記第１の電位であるとき、該第１の電位が前記入力端子に入力されると、前記出力端子の電位が前記第１の電位と同じか若しくは該第１の電位より前記第２の基準電位側にシフトした第３の電位となり、前記第１の基準電位源からの電流が前記出力端子を介して前記制御部へ流れ込んで前記第２の制御用電源線を介して前記第２の基準電位源へ流れ出し、
(イ)  前記第１の電極の電位が前記第２の電位であるとき、該第２の電位が前記入力端子に入力されると、前記出力端子の電位が該第２の電位か若しくは該第２の電位より前記第１の基準電位側にシフトした第４の電位となり、前記第１の基準電位源からの電流が該出力端子で遮断され、
(ウ)  前記リセット信号が入力されたとき、前記出力端子の電位を前記第４の電位とする、
請求項１〜４の何れかに記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御部は前記入力ポートとしてのコントロール端子、前記入力ポートとしての入力端子、前記出力ポートとしての主電流の流れをコントロールする出力端子を備えたバッファ回路を有し、
前記バッファ回路は次のように動作する、
（ア）  前記第１の電極の電位が前記第１の電位であるとき、該第１の電位が前記コントロール端子に入力されると、前記出力端子の電位が前記第１の電位と同じか若しくは該第１の電位より前記第２の基準電位側にシフトした第３の電位となり、前記第１の基準電位源からの電流が前記出力端子を介して前記制御部へ流れ込んで前記第２の制御用電源線を介して前記第２の基準電位源へ流れ出し、
(イ)  前記第１の電極の電位が前記第２の電位であるとき、該第２の電位が前記コントロール端子に入力されると、前記出力端子をハイインピーダンスとして、前記第１の基準電位源からの電流が該出力端子で遮断され、
(ウ)  前記リセット信号が入力されたとき、前記出力端子をハイインピーダンスとする、
請求項１〜４の何れかに記載の測定装置。
【請求項７】
第１の基準電位源に接続されるべき第１の電極、
前記第１の電極に間隔をあけて配置され、第２の基準電位源に接続されるべき第２の電極、
前記第１の電極に接続される制御部であって、第１の電極の電位の入力とリセット信号の入力を許容する入力ポート及び出力ポートを備え、前記出力ポートは前記第１の電極へ主電流パスにより接続される制御部と、を備え、
前記制御部は、
（Ａ）前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを導通状態としたきの第１の電位であるとき、該第１の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電可能となり、前記第１の基準電位線、前記主電流パス及び前記第２の制御用電源線を介して前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とが通電状態となって、前記第１の電極と前記第２の電極との通電を阻止し、
（Ｂ）  前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを非導通状態としたときの第２の電位であるとき、該第２の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電不能とされ、前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とは非通電状態となり、
（Ｃ）  前記入力ポートにリセット信号が入力されたとき、前記出力ポートが通電不能とされる、
スイッチユニット。
【請求項８】
第１の基準電位源に接続されるべき第１の電極、
前記第１の電極に間隔をあけて配置され、第２の基準電位源に接続されるべき第２の電極、
前記第１の電極に接続される制御部であって、第１の電極の電位の入力とリセット信号の入力を許容する入力ポート及び出力ポートを備え、前記出力ポートは前記第１の電極へ主電流パスにより接続される制御部と、
を備えてなるスイッチユニットの複数と、
前記第１及び第２の電極を表出させつつ、前記各スイッチユニットを固定する固定部と、
前記各スイッチユニットの前記第１の電極と前記第１の基準電位源とを接続する第１の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの前記第２の電極と前記第２の基準電位源とを接続する第２の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの制御部の入力ポートに接続されるリセット線と、
前記各スイッチユニットの制御部と前記第１の基準電位源とを接続する第１の制御用電源線、及び該制御部と前記第２の基準電位源とを接続する第２の制御用電源線とを備え、前記第１及び第２の制御用電源線に対して前記各制御部が並列接続される測定装置の制御方法であって、
（Ａ）前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを導通状態としたきの第１の電位であるとき、該第１の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電可能となり、前記第１の基準電位線、前記主電流パス及び前記第２の制御用電源線を介して前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とが通電状態となって、前記第１の電極と前記第２の電極との通電を阻止し、
（Ｂ）  前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを非導通状態としたときの第２の電位であるとき、該第２の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電不能とされ、前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とは非通電状態となり、
（Ｃ）  前記入力ポートにリセット信号が入力されたとき、前記出力ポートが通電不能とされ、 
前記第１の基準電位線又は前記第２の制御用電源線の電流を計測する、
計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水位変化の測定に適した測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水位変化を電気信号として出力する測定装置が種々提案されている。水位を段階的に検出するため、水位の測定対象となるタンクに複数の電極対を配置している（特許文献１〜３参照）。電極対を構成する第１の電極と第２の電極は所定の間隔をあけて配置され、両者が水溶液に浸漬した状態で通電状態となる。この状態をラッチ回路でラッチして、通電状態にある電極対と非通電状態である電極対を特定し、通電状態から非通電状態に切り換わる電極対の位置をもって水溶液の水位としている。
なお、各電極対は、求める水位の精度に応じてタンクの上下方向に所定のピッチで配置される。
タンクの内容物（水位の測定対象、各種水溶液、その他導電性のある流動体、以下「水溶液」で代表する）に浸漬する電極対の第１の電極及び第２の電極間が通電すると、水溶液が電気分解するおそれがある。そこで、電極間に通電する電流をパルスとし、水溶液の水位検出に必要最小限の電流のみを電極間に通電する（特許文献３、段落００２９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３０５２１３
【特許文献２】特開平６−３３１４２０
【特許文献３】特開２００３−２９１３６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３に記載の測定装置によれば、水溶液に流れる電流をパルス状とすることで水溶液の電気分解を抑制できることはもとより、電極の耐久性も向上する。
しかしながら、各電極対の通電状態及び非通電状態を特定するため、各電極対に対応してラッチ回路（制御回路）が接続され、各制御回路にはこれを動作するための電源線等の制御線が配線される。
電極対が数個程度であれば、制御回路及びその制御線の数も少ないので、測定装置として作り込むことは容易である。
しかしながら、大容量のタンクの水位を詳細に測定しようとすると、電極対が数十乃至数百必要となり、それに伴い制御回路及び特にその制御線が数十乃至数百となり、一つの測定装置として作り込むことは現実的でなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、電極対の数に拘わらず制御回路に要求される制御線の数を一定とすべく鋭意検討を重ねた結果、下記の発明に想到した。
即ち、この発明の第１の局面の測定装置は次のように規定される。
第１の基準電位源に接続されるべき第１の電極、
前記第１の電極に間隔をあけて配置され、第２の基準電位源に接続されるべき第２の電極、
前記第１の電極に接続される制御部であって、第１の電極の電位の入力とリセット信号の入力を許容する入力ポート及び出力ポートを備え、前記出力ポートは前記第１の電極へ主電流パスにより接続される制御部と、
を備えてなるスイッチユニットの複数と、
前記第１及び第２の電極を表出させつつ、前記各スイッチユニットを固定する固定部と、
前記各スイッチユニットの前記第１の電極と前記第１の基準電位源とを接続する第１の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの前記第２の電極と前記第２の基準電位源とを接続する第２の基準電位線と、
前記各スイッチユニットの制御部の入力ポートに接続されるリセット線と、
前記各スイッチユニットの制御部と前記第１の基準電位源とを接続する第１の制御用電源線、及び該制御部と前記第２の基準電位源とを接続する第２の制御用電源線とを備え、前記第１及び第２の制御用電源線に対して前記各制御部が並列接続され、
前記制御部は次の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の動作をし、
（Ａ）前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを導通状態としたきの第１の電位であるとき、該第１の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電可能となり、前記第１の基準電位線、前記主電流パス及び前記第２の制御用電源線を介して前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とが通電状態となり、
（Ｂ）  前記第１の電極の電位が、該第１の電極と前記第２の電極とを非導通状態としたときの第２の電位であるとき、該第２の電位が前記入力ポートに入力されると前記出力ポートは通電不能となり、前記第１の基準電位源と前記第２の基準電位源とは非通電状態となり、
（Ｃ）  前記入力ポートにリセット信号が入力されたとき、前記出力ポートが通電不能とされ、
前記第１の基準電位線又は前記第２の制御用電源線に電流計が接続される、
測定装置。
【０００６】
このように規定される第１の局面の測定装置によれば、電源線及び制御線として、第１の基準電位線、第２の基準電位線、第１の制御用電源線、第２の制御用電顕線及びリセット線の合計５線のみが必要となる。換言すれば、電極と制御部からなるスイッチユニットから、スイッチユニットの数に拘わらず、これら５本の線を引き出せばよい。これは、第１の基準電位線に各スイッチユニットの第１の電極が接続され、第２の基準電位線に各スイッチユニットの第２の電極が接続され、各スイッチユニットの制御部は第１の制御用電源線と第２の制御用電源線に対して並列接続され、リセット線に各スイッチユニットの制御部の入力ポートが接続されるからである。
なお、電流計の出力をリアルタイムで測定するとき、電流計の出力線を測定装置から引き出す必要があるが、電流計の出力は必ずしもラインを介して取り出す必要はない。
【０００７】
既述の第１の測定装置によれば、外部へ５本のラインが引き出されている。タンク等の測定対象容器に対する組付け容易性の見地からいえば、測定装置から外部へ引き出されるラインは纏められることが好ましい。
そこでこの発明の第２の局面は次のように規定される。即ち、第１の局面の測定装置において、
前記固定部から前記第１の基準電位線、前記第２の基準電位線、前記リセット線及び前記第１及び第２の制御用電源線が引き出されている。
【０００８】
測定対象容器に対する組付け容易性の見地からいえば、測定装置から外部へ引き出されるラインの数はより少ない方が好ましい。
そこでこの発明の第３の局面は次のように規定される。即ち、第１の局面に規定測定装置において、
前記第１の基準電位源は電源であり、前記第２の基準電位源はアースであり、前記第１の制御用電源線は前記第１の基準電位線から分岐し、前記第２の制御用電源線は第２の基準電位線から分岐する。
このように規定される第３の局面に規定の測定装置によれば、第１の制御用電源線を第１の基準電位線から分岐し、第２の制御用電源性を第２の基準電位線から分岐させているので、測定装置から外部へ引き出されるラインはそれぞれ１本にまとめられる。よって、測定装置から外部へ引き出される総ライン数は、リセット信号線を併せて計３本となる。
【０００９】
リセット信号線を省略すれば測定装置から外部へ引き出されるライン数は２本、即ち電源線とアース線のみとなる。この発明の第４の局面では、リセット信号性を省略するために次の構成を採用する。
即ち、第３の局面に規定の測定装置において、
前記固定部内に前記リセット信号を発生するリセット信号発生器が備えられ、前記リセット信号発生器によるリセット信号は前記各制御部の入力ポートへ入力され、前記第１の制御用電源線は前記固定部内で前記第１の基準電位線から分岐し、前記第２の制御用電源線も前記固定部内で前記第２の基準電位線から分岐し、前記第１の基準電位線又は前記第２の制御用電源線に電流計が接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１はこの発明の実施の形態の測定装置の構造を示す模式図である。
【図２】図２は他の実施の形態の測定装置の構造を示す模式図である。
【図３】図３は他の実施の形態の測定装置の構造を示す模式図である。
【図４】図４はスイッチユニットの構造を示す模式図である。
【図５】図５は他のスイッチユニットの構造を示す模式図である。
【図６】図６は他のスイッチユニットの構造を示す模式図である。
【図７】図７は他のスイッチユニットの構造を示す模式図である。
【図８】図８は他のスイッチユニットの構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
図１の実施の形態の測定装置１の構成を示すブロック図である。
この測定装置１は本体部２及びコネクタ部３を備える。
本体部２は固定部としての基材５を備える。この基材５に第１の電極Ｐ１１〜Ｐ１ｎと第２の電極Ｐ２１〜Ｐ２ｎが対をなして、かつ表出して、保持固定されている。それぞれ対向する第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとの間には０．０１〜１０．０ｍｍ程度の間隔が取られる。この間隔は測定対象の水溶液の電気伝導度、測定環境等に応じて適宜選択できる。各電極対（Ｐ１ｋ、Ｐ２ｋ）間の距離は、水位測定精度に応じて適宜決められる。水位変化に対し電極対を斜交、例えば、円筒状の物体に電極対を螺旋状に並べる等すれば、電極対の間隔を広くした場合でも水位測定精度を向上させることができる。
第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとは必ずしも対向配置される必要はない。両者がともに水溶液に接した状態で導通状態が得られれば、水溶液の深さ方向に段違いに配置されてもよい。更には、深さ方向に並べて、即ち深さ方向に広がる仮想平面上に第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとを配置してもよい。
電極対の数ｎは特に限定されない。電極対の数が増加すると、その並び方向に基材５は長尺なものとなる。
基材５には制御部Cont.１〜ｎも保持固定されている。各制御Cont.ｋは第１の電極Ｐ１ｋに接続される。
【００１２】
基材５は絶縁性と測定対象である水溶液に対する耐性を備える材料で形成される。また、曲面形状のタンクの内壁へ沿って電極対を配列させるためには変形可能な材料で基材５を形成することが好ましい。
この例では、帯状の樹脂材料で基材５を形成している。
基材５において、電極対（Ｐ１ｋ、Ｐ２ｋ）が取り付けられる部分は露出しており（露出部７）、水溶液に各電極対（Ｐ１ｋ、Ｐ２ｋ）が接触可能となる。
符号８で示す回路部は耐水性の保護膜で液密に保護されている。保護膜の材料は基材５の材料と同じとすることが密着性確保の見地から好ましい。
【００１３】
露出部７において第２の電極Ｐ２ｋは第２の基準電位線Ｌ２に並列につながれている。この第２の基準電位線Ｌ２は第２の基準電位Ｖ２につながれる。この例では、第２の基準電位Ｖ２としてアースを選択している。
第１の電極Ｐ１ｋは第１の基準電位線Ｌ１に並列に接続されている。なお、第１の電極Ｐ１ｋの上流側には電圧調整用のインピーダンスＺｋが配置される。
第１の基準電位線Ｌ１においてインピーダンスＺｋと第1の電極Ｐ１ｋとの間から各制御部Cont.ｋの入力ポートＩ１に入力線１０が接続される。これにより、第１の電極Ｐ１ｋの電位が制御部Cont.ｋの入力ポートＩ１へ入力される。
各制御部Cont.ｋの出力ポートＣに対し、入力線１０と第1の電極Ｐ１ｋとの間から主電流パス１１が接続される。出力ポートＣが通電可能のとき、第１の基準電位線Ｌ１を流れる電流はこの主電流パス１１及び出力ポートＣを介して制御部Cont.ｋへ流れ込み、この制御部Cont.ｋへ流れ込んだ電流は第２の制御用電源線Ｃ２を介して排出される。
第２の制御用電源線Ｃ２は第２の基準電位線Ｌ２に合流する。
符号Ｃ１は第１の制御用電源線であり、第２の制御用電源線Ｃ２と協働して、制御部Cont.ｋへこれを駆動するための電力を供給する。即ち、各制御部Cont.１〜ｎは第１の制御用電源線Ｃ１と第２の制御用電源線Ｃ２に対して並列に接続されている。
【００１４】
符号Rest.はリセット線であり、各制御部Cont.ｋの入力ポートＩ２へ接続される。リセット線Rest.には制御部Cont.ｋを初期状態に戻すためのパルス信号が入力される。
第１の基準電位線Ｌ１において、最も上流側に（即ち、第１の基準電位源に最も近い第１の電極Ｐ１１と第１の基準電位源との間に）電流計１３が配置される。この電流計を第２の制御用電源線Ｃ２の最も下流側（即ち、第２の基準電位源に最も近い制御部Cont.１と第２の基準電位源との間に）配置してもよい。
電流計１３からはシグナル線Ｓが引き出されている。電流計１３を無線出力タイプとすれば、このシグナル線Ｓは省略可能である。
【００１５】
本体部２の基材５から、第１及び第２の基準電位線Ｌ１，Ｌ２、第１及び第２の制御用電源線Ｃ１，Ｃ２及びリセット線Restの計５本のラインが引き出されてコネクタ部３でまとめられている。このコネクタ部３を本体部２と一体とし、併せて固定部とすることもできる。
この例では、コネクタ部３において第１の基準電位線Ｌ１と第１の制御用電源線Ｃ１が合流し、第２の基準電源線Ｌ２と第２の制御用電源線Ｃ２とが合流している。これにより、コネクタ部３に３つの入出力ポートが形成される。
なお、電流計１３からのシグナルラインＳもコネクタ部３にまとめられて、当該コネクタ部３に電流測定用のポートが形成される。
【００１６】
第１の基準電位線Ｌ１と第１の制御用電源線Ｃ１との合流、第２の基準電源線Ｌ２と第２の制御用電源線Ｃ２との合流を解いて各ラインを独立させ、それぞれのラインに対応した入出力ポートをコネクタ部３に設けてもよい。
第１の基準電位線Ｌ１と第２の制御用電源線Ｃ２が独立ラインとなったときには、コネクタ部３の外側（即ち、各ラインの入出力ポート）へ電流計を繋げられる。
【００１７】
次に、この測定装置１の動作について説明する。
先ず、第１の基準電位源をオンとする（即ち、第１の基準電位線Ｌ１を第１の基準電位源へ接続する）。
次に、リセット用のパルス信号をリセット線Restへ印加する。このパルス信号は各制御部Cont.１〜ｎの入力ポートＩ２へ入力され、各制御部Cont.１〜ｎの出力ポートＣは非導通状態になる。その結果、インピーダンスＺｋを介して第１の基準電位線Ｌ１に接続された出力端子Ｃ、及び、第１の入力端子Ｉ１は第２の電位（High）となる。そして、この第２の電位の作用によりリセットパルスが印加されなくなっても、 Cont.１〜ｎの出力ポートＣは非導通状態を維持する。
【００１８】
図１に記載した電極対（Ｐ１ｆ，Ｐ２ｆ）において、リセット用のパルス信号が印加された時点では，電極対は非導通状態になるが，水溶液に浸漬した電極対は導通状態となり、第１の電極Ｐ１ｆの電位はLOW（第１の電位）となる。この第１の電位（LOW）は入力線１０を介して制御部Cont.ｆの入力ポートＩ１へ入力され、その結果、制御部Cont.ｆは出力ポートＣを通電可能とする。これにより、第１の基準電位線Ｌ１を流れる電流は主電流パス１１を介して出力ポートＣへ流れ込み、この電流は第２の制御用電源線Ｃ２へ流れ出る。なお、この状態で、電極対（Ｐ１ｆ，Ｐ２ｆ）間の通電を阻止するため、出力ポートＣの電位を第１の電極Ｐ１ｆの電位より低くしておく（第２の基準電位源の電位Ｖ２（この例では０）により近くしておく）ことが好ましい。
他方、水溶液に浸漬されていない電極対（Ｐ１ｇ、Ｐ２ｇ）は非導通状態であり、第１の電極Ｐ１ｇの電位はHigh（第２の電位）となる。この第２の電位（High）が入力線１０を介して制御部Cont.ｇの入力ポートＩ２へ入力されると、制御部Cont.ｇは出力ポートＣを通電不能状態にする。これにより、かかる制御部Cont.ｇには何ら電流が流れない。
【００１９】
図１において、各電極対に対応するインピーダンスＺｋの値が同一である場合、水溶液に浸漬した電極対の数に第２の制御用電源線Ｃ２に合流する電流量は比例する。よって、電流計１３の電流量を計測することにより、水溶液に浸漬した電極対の数が特定される。各電極対を測定対象に対して上下方向にシリアルに、かつ等ピッチで配置すれば、このように特定した電極対の数より（即ち電流計の数値より）、水溶液の水位を特定できる。
【００２０】
他の実施形態の測定装置２１を図２に示す。なお、図２において図１と同一の作用を奏する要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この測定装置２１では、第２の電極Ｐ２を帯状の一体物とした。この第２の電極Ｐ２は全ての第１の電極Ｐ１１〜Ｐ１ｎに対向して配置されている。かかる構成を採用しても、第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２間の導通状態、非導通状態が第１の電極Ｐ１ｋが水溶液に浸漬するか否かで特定される。かかる構成を採用することにより、第１図の例に比べて部品点数を削減できる。
一方、電極対を１方向に整列させるのではなく、複数の地点に面上に電極Ｐ１ｋを配置し、各電極対に対応するＺｋの値を変えておけば、流れる電流量の違いによりどの地点で制御部Cont.kが導通状態になったかが判断でき、浸水状況等の把握ができる。
【００２１】
図２の例では、回路部８中にオシレータ（パルス発生装置）２３が設けられている。このオシレータ２３はリセット用パルス信号をリセット線Restへ出力する。リセット用パルス信号を出力するタイミングは特に限定されないが、第１の制御用電源線Ｃ１が第１の基準電位に接続されたときにパルス信号を出力させる。また、一定のタイミングでリセット用パルス信号を出力させてもよい。
これにより、リセット線をコネクタ部へつなげる必要がなくなり、もって、コネクタ部３には電源Ｖ１とアースＶ２のポートのみが必要となる（電流計１３用のシグナル線は別途必要）。
【００２２】
この発明の他の実施形態の測定装置３１を図３に示す。図３において図２と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
図３の例では、第１の基準電位線Ｌ１に複数の抵抗Ｒを組み込んで、各抵抗を挟むように第１の電極Ｐ１ｋを連結する。そして第１の基準電位線Ｌ１は第２の基準電位源Ｖ２（アース）につながれる。
この例では、Ｐ１ｎ側をタンクの底に位置させる。タンクが空の場合、いずれの電極対も導通状態ではないので、第１の基準電位線Ｌ１に流れる電流Ｉｎは、全抵抗Ｒ１〜Ｒｎで規定される。
第１の電極Ｐｌｆ〜Ｐ１ｎが水溶液に接触すると、そこでショートが生じたことになるので、第１の基準電位線Ｌ１に流れる電流Ｉｆ（＞Ｉｎ）は抵抗Ｒ１〜Ｒｆで規定される。
すなわち、第１の基準電位線Ｌ１に流れる電流量が水溶液の水面に最も近い（浸漬した電極対においても最も高い位置にある）もので規定される。
かかる構成を採用すると、例えば、第１の電極Ｐ１ｆ〜Ｐ１ｎの何れか１つの電極若しくはその制御部に不具合があっても、電流量が第１の電極Ｐ１ｆの導通状態、非導通状態に依存しているので、計測結果に支障を生じない。換言すれば、図３の測定装置３１は、そこに含まれる幾つかのスイッチユニットに不具合が生じても、水位の測定が可能となる。よって、タフな条件での測定に適したものとなる。さらに、各電極対に対応するインピィーダンスＺｋの値を変えて電流量の違いを求めれば、より確実に水位測定ができる。
【００２３】
図１の説明から明らかのように、この発明の測定装置は一対の電極（Ｐ１ｋ，Ｐ２ｋ）と制御部Cont.ｋとからなる複数のスイッチユニットを配列したものである。
第１及び第２の基準電線、第１及び第２の制御用電源線及びリセット線が各スイッチユニットで共用され、換言すればスイッチユニットの数に拘わらず、これらの電源線の数は一定である。
この発明の測定装置の測定対象は水溶液その他の液体に限定されるものではない。一対の電極に干渉してそれを導通状態と非導通状態とすることができる物理状態変化若しくは化学状態変化が測定対象となる。
一対の電極の連続体において、導通状態のものと非導通状態のものとの境界を第1の基準電位線若しくは第2の基準電位線に流れる電流値より特定することができる。
【００２４】
以下、かかるスイッチユニットの回路構成を詳述する。
図４（Ａ）に示すスイッチユニット４０は、その出力端子Ｃが負論理で能動状態（通電可能状態）になるスリーステートバッファ素子４１（ネガティブロジックの素子）を制御部に利用している。したがって、スイッチユニット４０において、パルス信号がリセット線Restに印加されると、このパルス信号は素子の入力端子Ｉ２に入力され、（１）出力端子Ｃが能動状態であれば、素子４１の出力端子Ｃからパルス信号が出力され、その信号が入力線１０を介して素子４１の入力端子Ｉ１に入力され、出力端子Ｃを非能動状態（通電不能状態）とし、（２）出力端子Ｃが非能動状態（通電不能状態）であれば、素子４１の出力端子Ｃからパルス信号は出力されず、出力端子Ｃは非能動状態を維持する。そして、
（Ａ）第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとが非導通状態であれば、第１の電極Ｐ１ｋは第２の電位（High）となり、出力端子Ｃは非能動状態を維持し、第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋの間で非導通状態が継続する。
（Ｂ）第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとが導通状態であれば、第１の電極Ｐ１ｋは第１の電位（Low）となり、出力端子Ｃは能動状態となり、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力端子Ｃ→素子４１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。
第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋが非道通状態である場合、第１の電極Ｐ１ｋが水溶液に浸漬されてこれと第２の電極Ｐ２ｋとが導通状態になると、第１の電極Ｐ１ｋの第１の電位（Low）が素子４１の入力端子Ｉ１に入力され、素子４１はその出力端子Ｃの電位を第３の電位(Low)に落とす。これにより、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力端子Ｃ→素子４１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。なお、この第３の電位は第１の電極Ｐ１ｋの第１の電位より低いことが好ましい。第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとの通電を止めるためである。
なお、参考のため、第１の電極と第２の電極の極性を逆転させたときの例を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）において図４（Ａ）と同様の動作を行なう要素には同じ符号をつけて、その説明を省略する。ただし、スイッチユニット４０の制御部では、その出力端子Ｃが正論理で能動状態（通電可能状態）になるスリーステートバッファ素子４１（ポジティブロジックの素子）を利用する。
【００２５】
図５（Ａ）に他のスイッチユニット５０の例を示す。このスイッチユニット５０では制御部にバッファ素子５１を利用している。
パルス信号がリセット線Restに印加されると、このパルス信号は素子の入力端子Ｉに入力され、素子４１はその出力端子Ｃを第４の電位（High）とする。そして、
（Ａ）第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとが非導通状態であれば、第１の電極Ｐ１ｋの第２の電位（High）が入力線１０を介して入力端子Ｉに印加される。この入力によりこの素子５１はその出力端子Ｃを第４の電位（High）とする。この第４の電位は第１の電極Ｐ１ｋの第２の電位より高いことが好ましい。これにより、第１の基準電位線Ｌ１の電流を確実に遮断できる。
（Ｂ）第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとが導通状態であれば、リセットパルスが印加されなくなった時点で、第１の電極Ｐ１ｋは第１の電位（Low）となり、第１の電位が入力線１０を介して入力端子Iに引加され、出力端子Ｃの電位を第３の電位(Low)に落とす。出力端子Ｃは能動状態を維持し、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力端子Ｃ→素子４１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。
第１の電極Ｐ１ｋが水溶液に浸漬されてこれと第２の電極Ｐ２ｋとが導通状態であるとき、第１の電極Ｐ１ｋの第１の電位（Low）が素子５１の入力端子Ｉに入力されると、素子５１はその出力端子Ｃの電位を第３の電位(Low)に落とす。なお、この第３の電位は第１の電極Ｐ１ｋの第１の電位より低いことが好ましい。第１の電極Ｐ１ｋと第２の電極Ｐ２ｋとの通電を止めるためである。
これにより、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力端子Ｃ→素子５１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。
なお、参考のため、第１の電極と第２の電極の極性を逆転させたときの例を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）において図５（Ａ）と同様の動作を行なう要素には同じ符号をつけて、その説明を省略する。
【００２６】
図６には、ラッチ回路を利用したスイッチユニット６０の例を示す。
図６において図４、５と同一機能の要素には同一の符号を付してその説明を部分的に省略する。
図６（Ａ）のラッチ回路６１はＲ−Ｓラッチ回路である。一対の電極Ｐ１ｋとＰ２ｋとが非導通状態のとき、Ｌレベルのリセット信号が入力された場合、出力ポートＱはＨレベルとなり、第１の基準電位線Ｌ１へ電流は流れない。他方、一対の電極Ｐ１ｋとＰ２ｋとが導通状態になれば、出力ポートＱがＬレベルとなり、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力ポートＱ→ラッチ回路６１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。
図６（Ｂ）にはＤタイプラッチ回路６２を示す。図６（Ｂ）に示すスイッチユニットも、Ｈレベルの信号が入力された場合、図６（Ａ）に示すものと同様の作用を奏する。
【００２７】
図７には、ＦＦ回路を利用したスイッチユニットの例を示す。
図７において図４、５と同一機能の要素には同一の符号を付してその説明を部分的に省略する。
図７（Ａ）のＦＦ回路はＤタイプフリップフロップ回路７１である。一対の電極Ｐ１ｋとＰ２ｋとが非導通状態で入力ＤがＨレベルであるとき、ＣＬＫ端子にＨレベルの信号が入力された場合、出力ポートＱはＨレベルとなり、第１の基準電位線Ｌ１へ電流は流れない。一対の電極Ｐ１ｋとＰ２ｋとが導通状態になれば、出力ポートＱがＬレベルとなり、第１の基準電位線Ｌ１の電流は主電流パス１１→出力ポートＱ→ＤＦＦ回路７１→第２の制御用電源線Ｃ２と流れる。
図７（Ｂ）にはＪ−Ｋフリップフロップ回路７２を示す。図７（Ｂ）に示すスイッチユニットも、ＣＫ端子にＬレベルの信号が入力された場合、図７（Ａ）に示すものと同様の作用を奏する。
これらのユニットにおいてＤ点にＨレベルの信号を入力しつつ（Ｄ点をＨレベルに保持した状態で）、クロック信号を入力することにより、一対の電極が非導通状態において出力ポートＱの出力をＨレベルとして当該ポートを非通電状態とすることができる。即ち、これらの信号が、第１の局面のリセット信号に対応する。
【００２８】
なお、図７のスイッチユニットにおいて、クロック信号を自己生成することができる（図８参照）。即ち、連続したバッファ回路８１又は８２により、データ用のパルス信号からクロック信号を生成する。
なお、図８のスイッチユニットにおいて、図７と同一の要素には同一の符号を付してある。
【符号の説明】
【００２９】
１、２１，３１  測定装置
２  本体部
３  コネクタ部
５  基材
７  露出部
８  回路部
１０  入力線
１１  主電流パス
１３  電流計
２３  パルス発生器
４０、５０、６０、７０、８０  スイッチユニット
４１  スリーステートバッファ素子
５１  バッファ素子
６１  Ｒ−Ｓラッチ回路
６２  Ｄタイプラッチ回路
７１  Ｄタイプフリップフロップ回路
７２  Ｊ−Ｋフリップフロップ回路
８１、８２  遅延回路
【図１】
0005752567.tif 000002
【図２】
0005752567.tif 000003
【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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