(57)【要約】【課題】投込み式水位計のベロフラム面に堆積したヘドロや、汚泥があった場合、水位計のレベル計測が困難になる【解決手段】水位を検知するための圧力検知センサを備えた投込み式水位計１において、上記圧力検知センサに設けられた発光体３、及びこの発光体から離間して設けられ該発光体から出射された光を受光するための光センサ５と、この光センサの受光レベルから上記圧力検知センサの汚れを検知する汚れ検知装置８とを備えるように構成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位を検知するための圧力検知センサを備えた投込み式水位計において、上記圧力検知センサに設けられた発光体及びこの発光体から離間して設けられ該発光体から出射された光を受光する光センサと、この光センサの受光レベルから上記圧力検知センサの汚れを検知する汚れ検知装置とを備えたことを特徴とする投込み式水位計。
【請求項２】
上記汚れ検知装置は、上記光センサの受光レベルに応じた複数の段階の警報を発することを特徴とする請求項１に記載の投込み式水位計。
【請求項３】
上記発光体と上記光センサは光軸が水平方向に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投込み式水位計。
【請求項４】
上記発光体と上記光センサを複数組備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の投込み式水位計。
【請求項５】
上記発光体の発光を間歇的に行なうようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の投込み式水位計。
【請求項６】
上記発光体としてレーザダイオードを用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の投込み式水位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧力検知センサを備えた投込み式水位計に関し、さらに詳細には圧力検知センサの汚れを検知し得るようにした投込み式水位計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の投込み式の水位計として、計測対象である気体、液体、沈澱物に対して発光する発光素子と、この計測対象で反射する光を受光する受光素子とを有する検出部と、該検出部での計測対象の反射光量の変化を把握する計測部とからなり、検出部は、発光、受光兼用のレンズ部を上下に適宜間隔で設け、このレンズ部に発光器から、および受光器へ導光する光ファイバーを接続するようにしたものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１８３１９号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投込み式水位計では、圧力検知センサを構成するベロフラム面に堆積したヘドロや汚泥による汚れがあった場合に許容範囲外の誤差が生じる可能性があり、正確に測定出来なくなってしまうという課題があった。上記のように構成された従来の水位計では、液位（水位）や堆積したヘドロや汚泥等沈澱物の高さは測定できるが、汚泥による汚れ状況の警報までは発することができない問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、圧力検知センサの汚れを検知することで、測定の正確性を確保し、メンテナンスを容易にした投込み式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】
この発明に係る投込み式水位計は、水位を検知するための圧力検知センサを備えた投込み式水位計において、上記圧力検知センサの設置部に応じた位置に設けられた発光体及びこの発光体から離間して設けられ該発光体から出射された光を受光する光センサと、この光センサの受光レベルから上記圧力検知センサの汚れを検知する汚れ検知装置とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明においては、水位を検知するための圧力検知センサの汚れを光センサの受光レベルによって検知するようにしたことにより、圧力検知センサの汚れによる誤差を事前に知ることができる。このため、水位計測の正確性が確保される。また、圧力検知センサの汚れを検知することによりメンテナンスも必要なときにタイムリーに行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１〜図４はこの発明の実施の形態１による投込み式水位計を説明するもので、図１は要部の外観を模式的に示す斜視図、図２は図１に示された発光体と光センサ部分の配置を示す平面図、図３は水中に投げ込んだ状態を概念的に示す図、図４は運用開始後の光センサの受光レベルの変化を説明する図である。図において、投込み式水位計１は、図示省略している圧力検知センサを収容している検知部２と、この検知部２の側方部から斜め下に突出された位置に設けられた発光ダイオードなどの発光体３と、発光体３を保持する円筒状の保持部材４と、発光体３から所定距離離間して発光体３に対向するように設けられたフォトダイオードなどの光センサ５と、光センサ５を保持する円筒状の保持部材６と、検知部２を水底部に保持する保持脚７を備えている。
【０００９】
圧力検知センサは、水圧により水位を検知する例えば一般に販売されている公知のものである。圧力検知センサは、その内部にあって水圧すなわち水位を検知するベローズ（図示せず）と、被測定水と圧力検知センサの内部を隔てるベロフラム１１と、ベロフラム１１が受ける水圧をベローズに伝えるために圧力検知センサの内部に充填された圧力伝達液（図示せず）とから構成される。圧力検知センサは、下面部が開放されている検知部２にベロフラム１１が下を向くように収容される。そして、発光体３と光センサ５の上下方向の位置は、上記ベロフラム１１の位置に応じて例えば略同一位置に設けられている。また、発光体３と光センサ５はこの例では、測定光Ｌの光軸が略水平方向となるように配置されている。そして、検知部２の内部には、光センサ５の受光レベルから上記圧力検知センサを構成するベロフラム１１の汚れを検知する汚れ検知装置８（図３）を備えている。また、図３は投込み式水位計１が河川などに設置された例を示しており、保持脚７の下端部のリング状の足７ａがヘドロなどの堆積物９の中に入り込み、検知部２が水面１０ａ下、汚濁部１０ｂと透明部１０ｃの境界付近にある場合を例示している。
【００１０】
次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。まず、投込み式水位計１の運用を開始する前に、例えば空気中または水道水等綺麗な水の中で発光体３（発信側）から光を照射し、光センサ５（受信側）で受ける光の受光レベル（図４のＬ１）を汚れ検知装置８の例えばメモリ（図示省略）に保持しておく。そして、河川などの被測定水中に投入して運用を開始後、例えばｘ時間経過後、発光体３から被測定水中に照射された光を、受信側の光センサ５で受けて受光レベルを測定し（図４のＬ２）、運用を開始する前に受信された光の受光レベルＬ１と比較する。例えば綺麗な河川等では投入時における光センサ５による受光レベルの低下は小さく、汚れの程度が大きくなるに従って受信光のレベルの低下が大きくなる。特に、光センサ５（受信側）が水中の浮遊物の密度が高い部分やヘドロの堆積部分に浸漬されたときには光センサ５による受信光のレベルは著しく減少する。
【００１１】
一方、運用中に浮遊物の密度が増したり、ヘドロの堆積が増加した場合、あるいは発光体３や光センサ５の図示省略している水と接触している窓（レンズ）の表面が曇ってきた場合には、光センサ５で受信される受光レベルが図４に示すように累積的に減少する。
即ち、運用開始前における発光体３の発光レベルを１、光センサ５で受ける受光レベル（Ｌ１）を１とすると、運用後ｘ時間経過後における受光レベル（Ｌ２）が１−ｙ（ｙは汚れによる光の吸収・散乱の係数、１≧ｙ＞０）に減少する。
【００１２】
上記のように発光体３と光センサ５によって検知される被測定水の汚れは、検知部２に設けられているベロフラム面の汚れに対応するものであり、汚れ検知装置８は上記受光レベルＬ２が所定値以下に下がったときに異常判別し、例えば音、文字、光などによる警報を発する。該警報があったとき、所要のメンテナンス、例えば投込み式水位計１のゼロ設定を引き上げる（水位計の取付位置を変更する）、あるいは堆積物９そのものを除去、浄化する等を実施することで、水位測定値の信頼性が確保される。
【００１３】
上記のように、実施の形態１によれば、堆積したヘドロや汚泥があった場合に、圧力検知センサ１の検知部２の汚れを光センサ５の受光レベルによって検知し、汚れ検知装置８によって異常判別する（警報を発する）ようにしたことにより、圧力検知センサ１の汚れによる水位の計測値の異常を回避することができる。また、汚れの検知により投込み式水位計１の堆積したヘドロや汚泥の状況にあわせて、検知部２のベロフラム面を清浄化し、投込み式水位計１のゼロ設定を引き上げるか、堆積物９を浄化する等のメンテナンスもタイムリーに行なうことができる。
【００１４】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による投込み式水位計の動作を説明するグラフ図である。なお、この実施の形態２は上記実施の形態１と同様の汚れ検知装置８が異常判別（警報）を複数段階行うようにした他は図１〜図４と全く同様に構成したものである。以下、図１〜図４も参照して説明する。
この実施の形態２においては、運用開始後、光センサ５によって間接的に検知されるベロフラム面の汚れが第１のレベルに達したとき、図５の例ではｚ時間経過したときに警報１を発報し、該汚れが第２のレベルに達したとき、図５の例ではｚ+α時間経過したときに警報２を発報するように動作する。なお、上記警報は例えば図示省略しているディスプレイに文字や絵記号等で表示し、あるいは光や音などを用いて報知するように構成されている。
このように実施の形態２によれば、汚れ検知装置８が異常判別（警報）を複数の段階によって行うようにしたことにより、軽故障（警報１）、重故障（警報２）などに分けることができ、メンテナンスを段階的に区別してきめ細かく行なうことができるという更なる効果が得られる。
【００１５】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による投込み式水位計の要部を示す平面図である。なお、この実施の形態３は上記実施の形態１と同様の発光ダイオードからなる発光体３（３Ａ、３Ｂ）と光センサ５（５Ａ、５Ｂ）を検知部２の側方部に対称的に２組設けたもので、その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。このように構成された実施の形態３においては発光体３と光センサ５を複数組としたことにより、何れか一方が故障した場合、あるいは測定値が極端な汚れを検出した場合などに他の組の発光体３と光センサ５に切替えて測定値を示すように汚れ検知装置８を動作させることで、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、信頼性が向上し、特にヘドロなどの浮遊物や懸濁物の多い環境で使用する場合に有効に用いることができるという効果が得られる。
【００１６】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４による投込み式水位計における発光体の発光間隔を説明する波形図である。この実施の形態４は発光体の発光を間歇的にして発光間隔を広げることにより、発光ダイオード等発光体３の寿命を長くするようにしたもので、その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので説明を省略し、以下図１も参照して説明する。図において、（ａ）は時間ｔに対して略一定の間隔で間歇的に発光体３のＯＮ、ＯＦＦを行なうようにしたもの、（ｂ）は発光体３のＯＮ時間に対して、ＯＦＦ時間を長く（この例ではＯＦＦ時間が略５倍長い）するようにしたものである。
上記のように構成された実施の形態４では、汚れの検知を常時監視する必要のない場合に好ましく用いることができるもので、発光体３の寿命を延ばすことができるという効果が得られる。なお、光センサ５の動作のタイミングを発光体３の発光時に同期させて間歇的に行なうようにしても良い。
【００１７】
なお、上記実施の形態１〜４では発光体３として発光ダイオードを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば光の強度がより高いレーザダイオードに変えることでレベルの比較を一層容易にすることもできる。また、発光体３と光センサ５を光軸が水平方向となるように配設した例を示したがこれに限定されるものではなく、例えば光軸を斜め方向または垂直方向にしても差し支えない。また、光センサ５を複数設ける場合、該光センサ５の設置位置を上下方向に異なる位置に設け、水深の異なる位置での被測定水の汚れを検知し得るようにしても良い。さらに、河川の水位を計測する場合を例示したが、測定対象は特に限定されるものではなく、例えば上水場、下水・汚泥処理場、廃水処理プラント、湖沼などの水位計測にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１による投込み式水位計の要部の外観を模式的に示す斜視図。
【図２】図１に示された発光体と光センサ部分の配置を示す平面図。
【図３】図１に示された投込み式水位計を水中に投げ込んだ状態を概念的に示す図。
【図４】図１に示された運用開始後の光センサの受光レベルの変化を説明する図。
【図５】この発明の実施の形態２による投込み式水位計の動作を説明するグラフ図。
【図６】この発明の実施の形態３による投込み式水位計の要部を示す平面図。
【図７】この発明の実施の形態４による投込み式水位計における発光体の発光間隔を説明する波形図。
【符号の説明】
【００１９】
１  投込み式水位計、  ２  検知部、  ３（３Ａ、３Ｂ）  発光体、  ４  保持部材、  ５（５Ａ、５Ｂ）  光センサ、  ６  保持部材、  ７  保持脚、  ７ａ  足、  ８  汚れ検知装置、  ９  堆積物、  １０ａ  水面、  １０ｂ  汚濁部、  １０ｃ  透明部、  １１  ベロフラム、  Ｌ  測定光。
【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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