(57)【要約】【課題】  雷が発生した場合にも光給電型水晶水位計のが破壊を防止し、しかも、光給電用光ファイバケーブルで水晶センサと光源ユニットとを接続して、光給電型水晶水位計内に備えられた水晶センサと光源ユニットとの距離を長くて容易に設置する。【解決手段】  水中内に設置される水晶センサ１１、給電ユニット１５を備えた光給電型水晶水位計３と、光源ユニット７と、水晶式データ処理部９と  前記光給電型水晶水位計３の水晶センサ１１に一端が接続され、光源ユニット７に他端が接続される光給電用光ファイバケーブル３１Ａと、前記光給電型水晶水位計３の給電ユニット１５に一端が接続され、水晶式データ処理部９に他端が接続される水位データ用光ファイバケーブル３１Ｂと、一端が前記光給電型水晶水位計３の水晶センサ１１に接続され、他端が大気に開放される通気パイプ３５と、で構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2008275334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中内に設置される水晶センサ、給電ユニットを備えた光給電型水晶水位計と、
光源ユニットと、
水晶式データ処理部と
前記光給電型水晶水位計の水晶センサに一端が接続され、光源ユニットに他端が接続される光給電用光ファイバケーブルと、
前記光給電型水晶水位計の給電ユニットに一端が接続され、水晶式データ処理部に他端が接続される水位データ用光ファイバケーブルと、
一端が前記光給電型水晶水位計の水晶センサに接続され、他端が大気に開放される通気パイプと、
で構成されていることを特徴とする光給電型水晶水位装置。
【請求項２】
前記光源ユニットに、発熱を抑えるための放熱板が備えられていることを特徴とする請求項１記載の光給電型水晶水位装置。
【請求項３】
前記光源ユニットに、冷却ファンが備えられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光給電型水晶水位装置。
【請求項４】
前記光源ユニットに、アラーム出力が備えられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光給電型水晶水位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水位を測定する光給電型水晶水位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水圧を受けた水晶振動子の発進周波数の変化から水位を求める形式の水晶式水位計は、構造が簡単、測定精度が高く、性能が長期期間安定している等の長所があり、最近益々利用が拡大している。
【０００３】
この水晶式水位装置の液体圧力測定センサとしては、出願人がすでに開発した特許文献１が知られており、従来の水晶式水位装置１０１は、図４に示されているように、水中内に設置された水晶センサ１０３を備えている。この水晶センサ１０３内には水晶振動子、バッテリなどを含んだセンサ本体１０５が設けられていると共に避雷器１０７が設けられている。また、複数の避雷器１０９、１１１が各所に設置されている。さらに、変換器１１３を備えた水晶コーダー１１５が別の場所に設置されている。
【０００４】
前記センサ本体１０５と避雷器１０７とは電線１１７、１１９とで接続されている。また、避雷器１０７と避雷器１０９とはメタルケーブル１２１で接続されている。避雷器１０９と避雷器１１１とはメタルケーブル１２３で接続されている。さらに、避雷器１１１と前記水晶コーダー１１５内の変換器１１３とは電線１２５、１２７とで接続されている。
【０００５】
上記構成により、電源は水晶コーダー１１５内の変換器１１３から電線１２５、メタルケーブル１２３、メタルケーブル１２１および電線１１７を経てセンサ本体１０５に伝達されてセンサ本体１０５が作動される。また、センサ本体１０５で測定された水位の周波数信号が電線１１９，メタルケーブル１２１、メタルケーブル１２３および電線１２７を経て変換器１１３に送られて変換されて水位の測定が行われることになる。
【特許文献１】特開昭５９−８１５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の水晶式水位装置１０１では、メタルケーブル１２１、１２３を用いて、センサ本体１０５の電源を陸上から外部電源として常時供給しているので、雷に起因するサ−ジでセンサ本体１０５および変換部１１３を破壊するケースが多く、複数の避雷器１０９、１１１を設置しているが、完全には防御できないという問題があった。
【０００７】
また、センサ本体１０５に備えられた水晶センサと変換部１１３とはメタルケーブル１２１、１２３で接続されているので、コスト面を考慮して距離を短くする必要があった。
【０００８】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の光給電型水晶水位装置は、水中内に設置される水晶センサ、給電ユニットを備えた光給電型水晶水位計と、光源ユニットと、水晶式データ処理部と前記光給電型水晶水位計の水晶センサに一端が接続され、光源ユニットに他端が接続される光給電用光ファイバケーブルと、前記光給電型水晶水位計の給電ユニットに一端が接続され、水晶式データ処理部に他端が接続される水位データ用光ファイバケーブルと、一端が前記光給電型水晶水位計の水晶センサに接続され、他端が大気に開放される通気パイプと、で構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の光給電型水晶水位装置は、前記光給電型水晶水位装置において、前記光源ユニットに、発熱を抑えるための放熱板が備えられていることが好ましい。
【００１１】
この発明の光給電型水晶水位装置は、前記光給電型水晶水位装置において、前記光源ユニットに、冷却ファンが備えられていることが好ましい。
【００１２】
この発明の光給電型水晶水位装置は、前記光給電型水晶水位装置において、前記光源ユニットに、アラーム出力が備えられていること好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明光給電型水晶水位装置によれば、光給電型水晶水位計内に備えられた水晶センサと光源ユニット、および水晶センサと水晶式データ処理部とは、光給電用光ファイバケーブル、水位データ用光ファイバケーブルでそれぞれ接続されているから、雷が発生した場合にも光給電型水晶水位計、水晶式データ処理部が破壊されるのを防止することができる。しかも、光給電用光ファイバケーブルで光給電型水晶水位計内に備えられた水晶センサと光源ユニットとが接続されているから、光給電型水晶水位計内に備えられた水晶センサと光源ユニットとの距離が長くても容易に設置することができる。また、光給電型水晶水位計内にはバッテリを備える必要がなくなるため、バッテリの交換作業がなくなると共にメンテナンスフリーとなる。
【００１４】
既存のインフラを利用することができるため、すでにひいてある光ファイバケーブルの布設が利用できるから、専用の電源工事が入らなくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照するに、光給電型水晶水位装置１は、水中内に設置された光給電型水晶水位計３と、陸上に設置された中継ボックス５と、光源ユニット７と、水晶式データ処理部９とで構成されている。前記光給電型水晶水位計３は、水晶センサ１１、Ｅ／Ｏ部１３、給電ユニット１５を備えており、水晶センサ１１はすでに例えば特許文献１で知られているように公知であるから、具体的な構造については省略する。水晶センサ１１の一端にはスパイラル状に成形されて細管１７が接続されていると共に、水晶センサ１１の他端は水中に開放されている。
【００１７】
また、前記水晶センサ１１とＥ／Ｏ部１３とは信号線１９で接続されていると共にＥ／Ｏ部１３と前記給電ユニット１５とは信号線２１で接続されている。前記水晶式データ処理部９はＯ／Ｅ部２３と変換部２５とで構成されており、Ｏ／Ｅ部２３と変換部２５とは信号線２７で接続されている。変換部２５は水位ＢＣＤ等に接続されている。
【００１８】
前記給電ユニット１５と前記光源ユニット７とは前記中継ボックス５内の接続部２９を介して２心の光ファイバケーブル（光給電用）３１を構成する光ファイバ３１Ａで接続されている。また、Ｅ／Ｏ部１３と前記水晶式データ処理部９のＯ／Ｅ部２３とは前記中継ボックス５内の接続部３３を介して２心の光ファイバケーブル（水位データ用）３１を構成する光ファイバ３１Ｂで接続されている。この光ファイバケーブル３１を構成する光ファイバ３１Ａ、３１Ｂはシングルモード（ＳＭ）型光ファイバで、中心波長１．４８μｍ帯（１．４６〜１．４９μｍ）（温度条件２５℃時）を使用し、光損失許容範囲は３ｄＢ以下である。
【００１９】
前記水晶センサ１１にはエアチューブなどからなる通気パイプ３５の一端が接続されていると共に通気パイプ３５の他端は前記中継ボックス５内の乾燥剤としてのシリカゲル３７に接続されて大気圧に開放されている。
【００２０】
上記構成により、光源ユニット７から光アァイバケーブル３１Ａにより中継ボックス２９内の接続部２９を経て給電ユニット１５に光が入射される。この給電ユニット１５では入射光を受け、給電ユニット１５を経てＥ／Ｏ部１３で光から電気に変換され、水晶センサ１１に電源が供給される。その結果、水晶センサ１１が作動し、この水晶センサ１１により水位としての検出される電気信号が光アァイバケーブル３１Ｂにより中継ボックス２９内の接続部３３を経て伝送されて、水晶式データ処理部９内に設けられたＯ／Ｅ部２３に取り込まれる。
【００２１】
このＯ／Ｅ部２３に取り込まれた光信号が電気信号に変換され、さらに、変換部２５に取り込まれる。そして、この変換部２５により水位に変換されることになる。
【００２２】
このように、従来のメタルケーブルで伝送していた場合には、メタルケーブル２心を利用し、雷に起因するサージでセンサ本体を破壊するケースが多く、各所に避雷器を設置していて、完全に防御できなかったが、光アァイバケーブル３１により光信号を伝送することで、避雷器がなくても雷の影響を受けることなく、しかも、ノイズや減衰の影響を受けにくく、信頼性を向上させることができる。また、光アァイバケーブル３１としてＳＭ（シングルモード）光アァイバケーブルを利用することにより、数１０ｋｍまで延長することができる。
【００２３】
前記給電ユニット１５は、図２に示されているように、筐体（ケース）３９内に左側から順にＳＣコネクタ４１、発電ユニット４３、昇圧回路４５、電源出力部４７、メタルコネクタ４９が設けられており、互いに接続されている。しかも、ＳＣコネクタ４１は前記光ファイバ３１Ａに接続されている。メタルコネクタ４９は信号線２１に接続されている。
【００２４】
前記筐体（ケース）３９はペンシルケース型で、例えば幅４６ｍｍ、高さ２０ｍｍ、奥行き１６５ｍｍの形状で、質量１７５ｇ、アルミ製からなっている。出力電圧はＤＣ１０Ｖ±１０％、出力電流は０．２ｍＡ以上、常時給電電力は２ｍＷ以上である。電源出力部４７はビニル被覆２心ケーブル（０．３ｍｍ２）、外径φ５ｍｍ以下、長さ５００ｍｍである。
【００２５】
前記光源ユニット７は、図３に示されているように、筐体（ケース）５１内に光源モジュール及び放熱板５３，制御回路基板５５、電源ユニット５７，冷却ファン５９，ＫＥＹ６１、表示ＬＥＤ赤６３、表示ＬＥＤ緑６５、アラーム出力６７、リセットＳＷ６９、制御用入力７１、遮蔽器７３が備えられて構成されている。
【００２６】
そして、前記筐体（ケース）５１は１９インチラック対応（ＪＩＳ仕様）、大きさは例えば幅４８２．５ｍｍ、高さ４３．５ｍｍ、奥行き３００ｍｍの形状をしており、質量が５ｋｇで、しかも、材質が例えばＳＰＣＣーＳＤからなっている。
【００２７】
入力電源はＤＣ１２Ｖ（ＤＣ８〜１８Ｖ）＜１系統＞を使用し、消費電力は１０Ｗ以下である。アラーム出力６７は光出力アラーム、ＬＤ（レーザダイオード）温度・電流アラーム、筐体５１の温度アラーム、電源アラームのいずれかの異常を生じた場合、一括して出力される。また、この警報出力を受け、光源については、出射光を停止すると共に異常アラーム時に表示ＬＥＤ赤６３が点灯し、正常時、表示ＬＥＤ赤６３が消灯する。アラームについてはリセットＳＷ６９を押すことにより解除される。
【００２８】
表示ＬＥＤは電源ＯＮ時、表示ＬＥＤ緑６５が点灯し、電源ＯＦＦ時、表示ＬＥＤ緑６５が消灯する。
【００２９】
前記光源モジュール及び放熱板５３の光源モジュールは電源を光に変換しレーザ光を作るものであり、放熱板５３はロスのため発熱するので、この発熱を押さえるため放熱させるものである。冷却ファン５９を備えているので、上面から吸気し背面より排気する強制冷却により、筐体（ケース）５１内を冷却させるものである。
【００３０】
光給電型水晶水位計３内に備えられた水晶センサ１１と光源ユニット７とは、光ファイバケーブル（光給電用）３１の光ファイバ３１Ａで接続されているから、雷が発生した場合にも光給電型水晶水位計３が破壊されるのを防止することができる。しかも、光ファイバケーブル（光給電用）３１の光ファイバ３１Ａで光給電型水晶水位計３内に備えられた水晶センサ１１と光源ユニット７とが接続されているから、光給電型水晶水位計３内に備えられた水晶センサ１１と光源ユニット７との距離が長くても容易に設置することができる。また、光給電型水晶水位計３内にはバッテリを備える必要がなくなるため、バッテリの交換作業がなくなると共にメンテナンスフリーとなる。
【００３１】
既存のインフラを利用することができるため、すでにひいてある光ファイバケーブルの布設が利用できるから、専用の電源工事が入らなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この光給電型水晶水位装置の構成を示した構成図である。
【図２】給電ユニットの構成を示した構成図である。
【図３】光源ユニットの構成を示した構成図である。
【図４】従来の水晶水位装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光給電型水晶水位装置
３  光給電型水晶水位計
５  中継ボックス
７  光源ユニット
９  水晶式データ処理部
１１  水晶センサ
１３  Ｅ／Ｏ部
１５  給電ユニット
１７  細管
１９、２１、２７  信号線
２３  Ｏ／Ｅ部
２５  変換部
２９、３３  接続部
３１  光ファイバケーブル
３１Ａ、３１Ｂ  光ファイバ
３５  通気パイプ
３７  シリカゲル
３９  筐体
４１  ＳＣコネクタ
４３  発電ユニット
４５  昇圧回路
４７  電源出力部
４９  メタルコネクタ
５１  筐体
５３  光源モジュール及び放熱体
５５  制御回路板
５７  電源ユニット
５９  冷却ファン
６１  ＫＥＹ
６３  表示ＬＥＤ赤
６５  表示ＬＥＤ緑
６７  アラーム出力
６９  リセットＳＷ
７１  制御用入力
７３  遮蔽器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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