(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開水路を流れる流体の流速、水位、流量を、流体の流れを堰き止めずに測定する測定システムであって、
前記開水路に設置された流速センサと、
配管環境及び前記流速センサの設置環境に応じた複数の流速―水位相関曲線を記憶する手段と、
前記配管環境及び流速センサの設置環境に応じて選択された一の流速―水位相関曲線を認識する手段と、
前記流速センサからの流速測定値と前記選択された流速―水位相関曲線とから算出水位を求める手段と、
前記流速―水位相関曲線が、あらかじめ前記開水路の形状、寸法、勾配、管の粗さ、前記流速センサの設置位置からシミュレーション計算により求められた流速―水位相関曲線であることを特徴とする測定システム。
【請求項２】
水位センサと、
前記水位センサで測定された実測水位と前記算出水位との差を算出する手段と、
当該差の絶対値と予め設定された閾値とを比較する手段と、
当該差の絶対値が前記閾値より大きいときに警報信号を発信する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の測定システム。
【請求項３】
配管寸法を記憶する手段と、
前記配管寸法と前記算出水位から流量を算出する手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定システム。
【請求項４】
前記流速センサは、流水の速度圧による抗力を測定する力センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定システム。
【請求項５】
前記力センサが、前記開水路での流水の流れ方向において相背面対向する第１及び第２の受圧部と、
当該第１及び第２受圧部の応力の差分をＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）に伝達する負荷機構と、
当該負荷機構から伝達された前記応力の差分を検知する前記ＦＢＧと、
前記負荷機構と当該ＦＢＧを収容する気密室を備える流水の抗力測定装置であって、
前記差分（流水の速度圧による抗力値）を光信号として送出するセンサであることを特徴とする請求項４に記載の測定システム。
【請求項６】
前記流速―水位相関曲線が、前記力センサで測定された測定抗力からの換算補正値を含んでいることを特徴とする請求項４又は５に記載の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開渠（例えば下水管）内を流れる流体の流速、水位、流量の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
開渠内を流れる流量を測定する流量計、流水の平均流速を測定する方法が、いくつか提案されている。以下に、従来技術について説明する。
【０００３】
特許文献１（特許第２１１９０１２号）には、下水管等の底部に設置した水位計と流速計からなる流速測定装置で、流水の平均流速値を算出し、測定水位から算出して求める流水断面積にこの平均流速値を乗じて、下水管内を流れる流量を計測する流量測定方法が提案されている。
図１０は、その実施態様を示す図である。下水管１１１内を右手から左手に流れる流水の水面が１１２に示されている。流速センサ１０１はセンサホルダ１１５によって管底からＳの高さに設置されている。
図１１に、流速センサ１０１の内部構造を示す。本センサは先端部が流れを乱さないように角錐台状となっている。流速センサ１０１内に、電磁誘導を利用した流量計１０２と水位計１０３が設けられている。水位計は流水の水位に相当する圧力でたわむダイアフラム１０３ａとダイアフラムのたわみを検出するストレインゲージ１０３ｂから構成されている。１０４は信号を増幅するプリアンプである。
【０００４】
図１２（ａ）（ｂ）は、下水管１１１の断面図である。本図からも分かるように、管の形状・寸法（例えば直径Ｄ）と、流水の水位（Ｈ）から流水の断面積を求めることが出来る。
また図中１１３は、管内流水の流速分布の例を示している。流速分布は、『管の勾配』、『管の粗さ』等により様々な分布を示す。ここで、『管の粗さ』とは、管の内壁の滑らかさ、管の曲がり、くぼみなどの様々な要因により流速が変化する下水管それぞれが固有に有する特性である。
また、管内の流速及び流速分布は水面１１２の高さにより、図１２（ａ）又は図１２（ｂ）に示すようにそれぞれ異なっている。
【０００５】
図１３及び図１４は、それぞれの管の特性に対応した、流速（横軸）と水位（縦軸）との関係を示した図（特許文献２）である。図１３において、例えば管内の水位が１０インチのときの各水位における流速が１０の記号がつけられた曲線によって示されている。７、５、３、２の曲線は、それぞれ水位が７インチから２インチのときの、各水位での流速を表す線である。このデータは「低こう配/高い粗さ」の管における水位と流速の関係を示している。すなわち管の勾配が低い、あるいは『管の粗さ』が高い場所での水位と流速の関係である。
縦軸にＳで示されている水位は、流速計の設置位置の管底から距離である。すなわち、本例では管底から１インチの場所に流速計が設けられている。流速計が実際に測定する流速は、それぞれ各曲線上で□のマークで示された流速であることを示している。
【０００６】
図１４は、図１３とは異なる管特性「高こう配/低い粗さ」における、水位と流速の関係を示した図である。すなわち管の勾配が図１３の管より高い、あるいは『管の粗さ』が低い場所での水位と流速の関係である。
例えば、１０の記号がつけられた線で図１３と図１４の両者を比較すると、図１３では、水面近くでの流速はおおむね３フィート／秒であったものが、図１４では、６フィート/秒となっている。すなわち、管の勾配が高くなり、あるいは管の粗さが低くなれば、同じ水位であっても、その表面を流れる流速は大きく異なることを示している。
縦軸にＳで示されている水位は、図１３に同じく流速計の設置位置の管底から距離（１インチ）である。
図１４でも、下水管に設置された流水センサ１０１から入力される流速値は、各曲線上で□のマークで示された流速となる。
【０００７】
一方上述したように、管内を流れる流水の流量を算出するためには、流水の断面積に平均流速を乗じて求める。図１３、１４の矢印Ｓで示される測定流速から平均流速を求めるために、特許文献１では、所定の数式により、割り増し係数αを算出して求める技術が記載されている。
【０００８】
一方、特許文献２（特許第３２０２９９２号）では、水位計からの実測水位と、流速計からの実測流速を平均流速に変換することにより流水の流量を測定する自己較正型流量計を提案している。
具体的には、特定の管の寸法、勾配、管の粗さ等によって変わる特定現場における局所流速（流速計による実測値）と、水位計からの実測水位と、の関係を分析し、測定流速を平均流速に変換するための流量係数を求める方法である。
求めた流量係数を記憶手段に記憶しておき、流速計の設置場所、実測流速値、実測水位値から所定の流量係数を選択して平均流速を算出して、流量を測定するものである。
【特許文献１】特許第２１１９０１２号公報
【特許文献２】特許第３２０２９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び２に開示された先行技術においては、いずれも流速と水位を測定し、この測定した流速と水位から平均流速を求めている。
しかし、管勾配、管壁の状態など配管環境が一定の開渠内においては、平均流速と水位は１対１の相関関係にある。すなわち、水位が一定のまま平均流速が増加することはなく、平均流速が増加すれば、水位もそれに対応して上昇する。
また、通常の場合、測定できるのは流速計を設置した所定の位置における流速であり、この実測流速から平均流速を求める必要がある。実際、管内を流れる流体は所定の流速分布をもっているため、実測流速と平均流速の相関は、流速計が管内のどの位置の流速を測定しているかによって影響される。換言すれば、流速分布が既知の場合、流速計の位置がわかれば、実測流速から平均流速を算出することが可能となる。
【００１０】
従来においては、無限に存在する配管環境、流速計の設置環境に応じた流速と水位の相関関係、測定流速と平均流速の相関関係等を記憶させるのは困難であった。
しかし、近年においては記憶手段の発達、解析技術の発達により、正確な流速分布を予測可能であり、数多くの相関曲線を測定機器に記憶させることも可能となっている。
従って、予め、配管環境、センサの設置環境を機器に記憶させ、配管及びセンサ設置後に相関曲線を選択すれば複雑な測定手段、演算手段を用いることなしに正確な流体状況の測定が可能である。
本発明の目的は、シンプルな測定手段、演算手段により正確な測定を実現する測定システムを提供することである。さらに、複数の相関曲線は同じ方法で設定される必要がなく、それぞれの条件に適した方法で設定することも可能だし、特定の相関曲線の一部を修正した場合でも、他の相関曲線に修正が悪影響を与えることを防止することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の第１の態様は、開水路を流れる流体の流速、水位、流量を、流体の流れを堰き止めずに測定する測定システムであって、前記開水路に設置された流速センサと、配管環境及び前記流速センサの設置環境に応じた複数の流速―水位相関曲線を記憶する手段と、前記配管環境及び流速センサの設置環境に応じて選択された一の流速―水位相関曲線を認識する手段と、前記流速センサからの流速測定値と前記選択された流速―水位相関曲線とから算出水位を求める手段と、前記流速―水位相関曲線が、あらかじめ前記開水路の形状、寸法、勾配、管の粗さ、前記流速センサの設置位置からシミュレーション計算により求められた流速―水位相関曲線であることを特徴とする測定システムである。
【００１３】
この発明の第２の態様は、水位センサと、水位センサで測定された実測水位と算出水位との差を算出する手段と、差の絶対値と予め設定された閾値とを比較する手段と、差の絶対値が閾値より大きいときに警報信号を発信する手段と、を備えることを特徴とする測定システムである。
【００１４】
この発明の第３の態様は、配管寸法を記憶する手段と、配管寸法と算出水位から流量を算出する手段と、を備えることを特徴とする測定システムである。
【００１５】
この発明の第４の態様は、前記流速センサが、流水の速度圧による抗力を測定する力センサであることを特徴とする測定システムである。
【００１６】
この発明の第５の態様は、力センサが、開水路での流水の流れ方向において相背面対向する第１及び第２の受圧部と、第１及び第２受圧部の応力の差分をＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）に伝達する負荷機構と、負荷機構から伝達された応力の差分を検知するＦＢＧと、負荷機構とＦＢＧを収容する気密室を備える流水の抗力測定装置であって差分（流水の速度圧による抗力値）を光信号として送出するセンサであることを特徴とする測定システムである。
【００１７】
この発明の第６の態様は、流速―水位相関曲線が、力センサで測定された測定抗力からの換算補正値を含んでいることを特徴とする測定システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、予め記憶された複数の流速−水位相関曲線から適切な一の流速−水位相関曲線を選択できるので初期設定が簡便である。また、流速測定値と流速−水位相関曲線を照合することのみで水位を算出できるので、算出工程が簡素であり、算出速度の向上に資する。さらに、他の特断の測定手段も必要としないので、コストの抑制に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る流速センサの流速測定値から流体の水位を求める測定システムの実施例を示す。
図１は下水管４１の中を、流水が図面左から右方向に流れる状況を表している。管底に設置された流速センサ１からケーブル３１を介して流速値が本発明に係わる図示しない測定システムに送り出される。後述するように、流速センサからの実測流速値により水面４２までの水位が算出される。
３０は、流速センサの近傍に設置された水位計である。水位計をさらに設置することにより、水位異常の警報信号等を発信することが可能となる。
【００２０】
図２は、開渠内を流れる流水の流速と水位との関係を示す図である。横軸に流速（ｍ／ｓ）、縦軸に水位（ｍ）をとっている。流速センサ設置環境Ｅ１〜Ｅ３のそれぞれにおける、配管環境Ｓ１〜Ｓ３での流速と水位との関係を曲線１〜９が示している。
【００２１】
ここで流速センサ設置環境とは、上述した管内での流速センサの設置位置を意味する。即ち、管内の流体は流速分布を持っているため、流速センサの設置位置によって、測定している流速が平均流速と一致する場合、所定分だけ遅くなる場合、速くなる場合がある。
従って、測定流速から水位を求める場合には、流速センサの設置位置との相関を予め定める必要がある。これは、複数の相関曲線からセンサ設置環境に応じた相関曲線を選択することで実現される。
【００２２】
また水位は、配管環境によっても変化する。配管環境は、例えば、管の形状、管の粗さ（流水抵抗）、勾配を意味する。例えば、流速センサの設置環境が同じＥ１であっても、
配管環境が異なる場合には、Ｓ１からＳ３の相関が想定できる。測定流速と水位の相関を求めることは、実際の配管設置環境に応じたＳ１からＳ３の何れかの相関曲線を選択することで実現される。この結果、例えば相関曲線４が選択されたとすれば、流速測定値Ｖ１から水位Ｈ１が算出できる。同様に相関曲線７が選択された場合には流速測定値Ｖ１から水位Ｈ２が算出できる。
【００２３】
流速センサ設置環境と流速―水位相関曲線の設定方法について説明する。
一般に、開渠内を流れる流水の流速と水位との関係は、管の形状、寸法、管の粗さ、及び管の勾配によって異なる特性を持つ。しかし、特定の管の環境に限定すれば、その環境における流速と水位の間には一定の相関関係がある。
【００２４】
本発明においては、例えば、流速センサ設置環境を複数水準設定し、それぞれにおける流速―水位相関曲線を他の計算機によるシミュレーション計算によってあらかじめ求められる。
他の計算機によるシミュレーション計算には、いくつかの手法が考えられる。例えば、有限体積法により流路断面の流速分布を導出し、水位及び平均流速を求めることができる。ここで、有限体積法とは、流体を微小領域に分割し、それぞれの微小流域における物体の出入りや力を計算して全体の流れの運動を解く手法である。
次に、複数の相関曲線から一の相関曲線を選択する方法について説明する。
相関曲線を選択するに際しては、実際の流速センサ設置現場において、一時的に複数位置での流速、水位を測定し、管の勾配、管内壁の摩擦などを基に算出してもよい。また、管の形状、管の粗さ、管の勾配を直接測定してもよい。
【００２５】
（第２の実施の形態）
一方、図１において流速センサ１の近傍に水位計３０を更に設置することにより、水位計３０から実測水位を得ることが出来る。この実測水位と上記算出水位（Ｈ１）とを比較し、その差が所定の閾値以上であったときには、『水位異常』の警報を発することが出来る。
一般に、流速センサに漂流物が付着すると、その付着物が障害となり次々に漂流物が堆積する。漂流物の堆積により、流水の流れが変化し、測定する流速値に誤差を生じ、流速値を基に算出する流量にも誤差が生じることとなる。
従来、下水管等で漂流するゴミの堆積の有無については定期的に目視点検するしかなかった。しかし、本発明に係わる測定システムでは、ゴミの堆積により生じた異常な水位変動を検出でき、『水位異常』の警報を発信することができる。この警報を受けて、堆積したゴミの撤去作業をすることが可能となり、自己診断機能を有する測定システムが実現できる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
本発明は、流速センサとして、光式、電磁式、回転式など種々のものを適用できる。
特に流水の速度圧による抗力を測定する力センサを用いることにより、更に流水の汚濁や漂流物の影響を受けにくい測定システムを実現することができる。
以下、流速センサとして力センサを採用したときの本発明の実施態様について説明する。
図３は、第３の実施の形態における力センサ１の側面図である。下水管等の流水の中に本力センサが設置される。流水は図面左から右方向に向かって流れる。この流水の速度圧による圧力Ｐを第１受圧部２で受ける。すなわち、力センサとは矢印Ｆで示される抗力を測定するセンサである。
力センサには第１受圧部２と相背面対向する第２受圧部３が設けられている。第１受圧部と第２受圧部は図３に示すごとく、同一面積、同一傾斜角で設けられている。
【００２７】
力センサ１には、応力を検知するＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）７とＦＢＧに応力を伝達する負荷機構６−１及び６−２が気密室４内に設けられている。
ここで、ＦＢＧ(Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ)とは、光ファイバのコア部の屈折率を周期的に変化させた回折格子の構造（ＦＢＧ）を備えている光ファイバのことをいう。光ファイバの入射光がＦＢＧ部を透過すると、ブラッグ波長と呼ばれる波長成分がＦＢＧで反射され、残りの部分は透過される。このブラッグ波長のシフト量分が歪や温度に依存して変化することが知られており、その性質を利用してこの光ファイバに伝達された応力を検知する。
【００２８】
一方、気密室４外に設けられた第２受圧部３は水圧により、図３において右から左方向への図示しない力を受ける。第１受圧部２も同じ水圧を受けるが、第１受圧部が受ける力は、水圧と流水による抗力が付加された力であり、また水圧に伴う力は図３において左から右方向の力となる。
第１受圧部２と第２受圧部３は、同一面積、同一傾斜角で設けられているために、水圧による水平方向の力は同一でお互いに反対方向となる。
【００２９】
次に、ＦＢＧに応力を伝達する負荷機構６について説明する。
気密室４の両側には、例えば金属製のダイヤフラム５、５´が設けられている。受圧部２、３が受けた圧力は、ダイヤフラム５、５´を介してそれぞれの伝達シャフト６−１、６−２に伝達される。伝達シャフト６−１には、図３において、左から右方向に力がかかり、伝達シャフト６−２には、右から左方向に力がかかる。これらの力は上述したように、流水の抗力＋水圧が伝達シャフト６−１に、水圧が伝達シャフト６−２にかかる。しかも両者は力のかかる方向が反対であるために、水圧分の力が相殺される。
【００３０】
従って、流水の抗力分の力だけがＦＢＧ取付部９に伝達されることになる。図３から分かるように、光ファイバはその一端（左側）が固定され、他端がＦＢＧ取付部９に固定されている。従って、ＦＢＧ取付部９に矢印Ｂで示す力が加えられると上述したＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）の効果により光ファイバ内の光信号に抗力に応じたブラッグ波長のシフトが発生する。この波長のシフトは極めて少ないもので、例えば、水位４５ｃｍ相当の水圧（４５００Ｐａ）により発生する波長のシフトは１ｎｍ（ナノ・メートル）である。
【００３１】
伝達シャフト６−１、６−２のそれぞれの一部には、バランスウエイト１１が取り付けられている。
バランスウエイト１１は、固定軸１４の周りに回転自在に取り付けられている。バランスウエイト１１は重力により常に鉛直下方に向かう力が働く。流水の水量が増えて、抗力Ｆが増加すると伝達シャフト６−１は図３において右側に移動する。その後、流水の水量が減ると抗力Ｆも減少する。バランスウエイト１１の重力により、伝達シャフト６−１を左側に移動させる力が発生する。即ち、バランスウエイト１１は伝達シャフトの復帰機能を備えている。
【００３２】
一方、ＦＢＧには温度によってブラッグ波長のシフト量が変わるという温度特性があり、正確な抗力を測定するためには温度による補正をする必要がある。
そのため気密室４内には、更に、温度を検知するための別のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）８が設けられている。このＦＢＧ８は、伝達シャフト６−１とは連動しないで、独立して設置されたＦＢＧ取付部１０に取り付けられている。従って、このＦＢＧ８には、受圧部２および受圧部３に負荷される応力は全く影響しないで、気密室内の温度を検知する独立の働きをする。
【００３３】
負荷される応力を検知するＦＢＧと温度を検知する別のＦＢＧとの間で異なる波長、例えば、１５４０ｎｍ、１５３７ｎｍを使用することによって、温度による波長変化分を特定することができ、負荷される応力から温度による成分を除去することができ、温度補正を行うことができる。
【００３４】
本実施形態において力センサと演算部の間は光ケーブルによって接続されるので、電気的に接続される一般の流速計を用いた測定システムに比べて、以下の特長を有する。
（１）流速センサへの電力の供給が不要である。
（２）光ファイバによる接続のため、水中での漏電対策が不要である。
（３）可動部分が少なく、故障の発生率が少ない。
（４）流速センサと流速システム間の距離的制限が電気的接続に比べて少ない。
例えば、本方式によれば、線路長１５ｋｍ内に５台までの力センサを設置することができる。
【００３５】
図４にて、本発明に係わる測定システムのハード構成例を説明する。
情報のやり取りを行うバスに、ＣＰＵ（演算装置）、記憶装置、入力装置、出力装置が接続されている。記憶装置には、各手段を実現するプログラム、各センサ設置位置に対応した開渠の形状・寸法データ（すなわち配管寸法）と、各種相関曲線のデータ等が格納されている。入力装置には、流速センサ、水位計等が接続される。出力装置には、流量表示計、警報装置等が接続される。
【００３６】
また、図５に示すとおり、記憶装置に例えば、複数の配管環境、センサ設置環境に対応した「流速―水位相関曲線」、「流速―平均流速相関曲線」、「流速―流量相関曲線」を記憶させてもよい。水位が既知であるということは、配管形状が既知であれば平均流速、流量を算出可能だが、予め相関曲線を記憶している場合には、演算を省略できるため、迅速な算出が可能になる。
【００３７】
また、流速センサとして力センサを適用する場合には、「抗力−水位相関曲線」、「抗力−平均流速相関曲線」、「抗力−流量相関曲線」等を記憶させておくのが好適である。上述した「流速―水位相関曲線」に抗力から流速への換算補正値を含んだ「抗力−平均流速相関曲線」をあらかじめ記憶することにより、抗力から流量へ換算する演算を省略でき、迅速な算出が可能になるからである。
また、換算に関する補正などを適宜相関曲線に予め反映させておくことも可能である。
【００３８】
各相関曲線の情報としては、例えば、図６に示すように、配管環境Ｓ１、配管環境Ｓ２、配管環境Ｓ３にそれぞれ対応して、数式ｎ、パラメータｎが格納されている。これらの情報は、上述したとおりあらかじめ他の計算機によるシミュレーション計算によって求められた数式等である。本例では、数式とパラメータによって相関曲線を表しているが、各データに対応した数値から構成される表形式のデータによって相関曲線を表してもよい。
【００３９】
図７は、本発明に係わる測定システムの一部を構成する流量測定機能のブロック図である。１点鎖線で囲まれた部分が流量測定機能である。流速センサから送られてくる当該センサを特定するセンサ番号、流速値が上述したハード構成図における入力装置を介して入力される。
本測定システムは、流速値取込み手段により、流速計から送られてくる実測流速値を取込み、記憶装置の所定の場所に格納する。また入力されたセンサ番号より、管の形状・寸法データすなわち配管寸法を記憶装置から取出し、また記憶装置から該当するセンサ設置環境例えばＥ２、配管環境Ｓ２の流速―水位相関曲線の数式２、パラメータ２を選択する。
流速値を上記数式２とパラメータ２に代入することにより算出水位を求めることができる。同じく流速―平均流速相関曲線の数式とパラメータに流速値を代入することにより平均流速を求めることができる。
記憶装置から取り出される配管寸法と上記により求められた算出水位より、流水の断面積が求められる。この断面積に平均流速を乗ずることにより、流量が算出され、この流量値が出力装置を介して流量表示器に送られる。
【００４０】
図８は、本発明に係わる測定システムの水位警報機能のブロック図である。１点鎖線で囲まれた部分が、測定システムの一部の水位警報機能である。
流速センサと流速センサの近辺に設置された水位計から、実測流速及び実測水位が入力装置を介して本システムに入力される。流速センサから送られるセンサ番号により、流速―水位相関曲線が選択される。実測流速値を、流速―水位相関曲線に係わる数式及びパラメータに代入することにより算出水位を求めることができる。
算出水位と実測水位の差分を算出し、この値の絶対値とあらかじめ記憶装置に格納されているしきい値を比較する。その結果、算出水位と実測水位の差が所定のしきい値より大きいときには、異常水位であるとして、出力装置を介して警報装置に警報表示信号を送出する。しきい値以内であるときに正常表示信号を送出してもよい。
【００４１】
図９は、流速センサとして力センサを採用した場合の流量測定機能のブロック図である。１点鎖線で囲まれた部分が、測定システムの一部の流量測定機能である。
力センサから送られてくる当該センサを特定するセンサ番号及び抗力値が上述した入力装置を介して入力される。力センサから送られてくる光信号を抗力値に変換する変換装置を本システム外に設けてもよい。
本測定システム内に光信号から流水の速度圧による抗力値に変換する手段を設けてもよい。その場合には、ブラッグ波長の温度特性分を加味して波長のシフト分を抗力値に変換する必要がある。ブラッグ波長から抗力への変換方式は公知であるためここでは説明を省略する。
【００４２】
入力されたセンサ番号より配管寸法を取出し、また該当する抗力―水位相関曲線の数式とパラメータを選択する。
抗力値を上記数式とパラメータに代入することにより算出水位を求めることができるのは流速値を元に算出する場合と同様である。同じく抗力―平均流速相関曲線の数式とパラメータに抗力値を代入することにより平均流速を求めることができる。
【００４３】
管の配管寸法と上記により求められた算出水位より、流水の断面積が求められる。この断面積に平均流速を乗ずることにより、流量が算出され、この流量値が出力装置を介して流量表示器に送られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、この発明の測定システムにおける流速センサ等の設置態様を説明する図である。
【図２】図２は、この発明の流速と水位の相関曲線を示す模式図である。
【図３】図３は、この発明の実施の一態様の力センサの側面図である。
【図４】図４は、この発明のハードウエア構成例を示す図である。
【図５】図５は、記憶装置内の各種相関曲線のデータ構成例である。
【図６】図６は、相関曲線データの構成例である。
【図７】図７は、この発明の流量測定機能のブロック図である。
【図８】図８は、この発明の異常水位検出、警報機能のブロック図である。
【図９】図９は、この発明の力センサによる流量測定機能のブロック図である。
【図１０】図１０は、下水道に設置された流速計の外観図である。
【図１１】図１１は、従来技術に係わる流速・水位計の概要図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、下水管の各水位での流水の流速分布を示す図である。
【図１３】図１３は、低こう配、高い粗さの管での流速と水位の関係を示す図である。
【図１４】図１４は、高こう配、低い粗さの管での流速と水位の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  流速センサ（力センサ）
２  第１受圧部
３  第２受圧部
４  気密室
５  ダイヤフラム
５´  ダイヤフラム
６  負荷機構
６−１  伝達シャフト
６−２  伝達シャフト
７  ＦＢＧ
８  別のＦＢＧ
９  ＦＢＧ取付部
１０  別のＦＢＧ取付部
１１  バランスウエイト
１２  ゴムカバー
１３  軸回転防止機能付きリニアブッシュ
１４  固定軸
１５  長さ調整器
１７  整流板
１８  ファイバ収納ケース
１９  バランスウエイト固定部材
２０  外部カバー
２１  伝達ロッド
２２  接触板
３０  水位計
３１  ケーブル
４１  下水管
４２  水面
１０１  流速センサ
１０２  流速計
１０３  水位計
１０３ａ  ダイヤフラム
１０３ｂ  ストレインゲージ
１０４  プリアンプ
１１１  下水管
１１２  水面
１１３  流速分布
１１４  ターンバックル
１１５  センサホルダ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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