(57)【要約】【課題】伝送ケーブルと別体とすることが可能な水位センサを提供する。【解決手段】伝送ケーブルＢの一端が水密に接続されると共に当該一端に接続される第１の誘導コイル５が内部に水密状態に設けられるケーブル側筺体１と、第２の誘導コイル９及び水位感応部１１が内部に水密状態に設けられる本体筺体２と、を備え、ケーブル側筺体１と本体筺体２とを螺合によって着脱自在に連結させることによる第１の誘導コイル５及び第２の誘導コイル９の非接触伝送によって、第１の誘導コイル５及び第２の誘導コイル９を介して伝送ケーブルＢから給電された水位感応部１１に供給すると共に水位感応部１１の検出信号を伝送ケーブルＢに伝送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ケーブルの一端が水密に接続されると共に当該一端に接続される第１の非接触伝送素子が内部に水密状態に設けられるケーブル側筺体と、
第２の非接触伝送素子及び水位感応部が内部に水密状態に設けられる本体筺体と、を備え、
ケーブル側筺体と本体筺体とを螺合によって着脱自在に連結させることによる第１の非接触伝送素子及び第２の非接触伝送素子の非接触伝送によって、第１の非接触伝送素子及び第２の非接触伝送素子を介して伝送ケーブルから給電された水位感応部に供給すると共に水位感応部の検出信号を伝送ケーブルに伝送することを特徴とする水位センサ。
【請求項２】
ケーブル側筺体１と本体筺体との螺合による対向部位に弾性部材を設けることを特徴とする請求項１に記載の水位センサ。
【請求項３】
第１、第２の非接触伝送素子は誘導コイルであることを特徴とする請求項２に記載の水位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水位を計測する水位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川等の水位を計測する水位計測システムとして、水位を示す物理量として水圧を検出する水位センサと、該水位センサに電力を供給する給電装置と、水位センサから受信した計測データを処理するデータ処理装置と、水位センサに電力を給電装置から水位センサに伝送すると共に計測データを水位センサからデータ処理装置に伝送する伝送ケ-ブルとから構成されるものがある。このような水位計測システムでは、河川等の水中に水位センサが沈められ、河川から多少離れたところに配置された給電装置及びデータ処理装置が伝送ケーブルによって水位センサと接続される。例えば下記特許文献１には、このような水位計測システムの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の水位計測システムでは、水位センサへの浸水を防ぐ必要から水位センサと伝送ケーブルとが一体ものとして製造される。また、伝送ケーブルの長さ（ケーブル長）は水位計測システムを発注する顧客の仕様によって異なっており、よってケーブル長が決定されない状況では製造に着手することができない。したがって、伝送ケーブル一体型の水位センサを事前に作成して在庫として保管しておくことができないので、例えば多数の水位計測システムの受注が短期間にあった場合に、伝送ケーブル一体型の水位センサの製造が原因で迅速な出荷ができないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝送ケーブルと別体とすることが可能な水位センサの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、伝送ケーブルの一端が水密に接続されると共に当該一端に接続される第１の非接触伝送素子が内部に水密状態に設けられるケーブル側筺体と、第２の非接触伝送素子及び水位感応部が内部に水密状態に設けられる本体筺体と、を備え、ケーブル側筺体と本体筺体とを螺合によって着脱自在に連結させることによる第１の非接触伝送素子及び第２の非接触伝送素子の非接触伝送によって、第１の非接触伝送素子及び第２の非接触伝送素子を介して伝送ケーブルから給電された水位感応部に供給すると共に水位感応部の検出信号を伝送ケーブルに伝送する、という手段を採用する。
【０００７】
第２の解決手段として、上記第１の手段において、前記継手は、ケーブル側筺体１と本体筺体との螺合による対向部位に弾性部材を設ける、という手段を採用する。
【０００８】
第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、第１、第２の非接触伝送素子は誘導コイルである、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、継手によって伝送ケーブルと水位計センサとが接続されるので、水位計センサの防水性を確保しつつ伝送ケーブルを水位センサとを別体とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る水位センサ１の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る水位センサＡは、図示するようにケーブル筺体１と本体筺体２とから構成されている。この水位センサＡは、河川等の水中に水没状態に設置され、二線式の伝送ケーブルＢを介して電力供給を受けると共に、水位に応じて変化する水圧を検出して伝送ケーブルＢに出力するものである。
【００１２】
ケーブル側筺体１は、有底円筒状の金属筒体であり、後端部に伝送ケーブルＢの一端が水密に接続されている。このケーブル側筺体１の先端側底部には円形開口３が形成されており、また該円形開口３の内側には当該円形開口３を密閉するように円形の樹脂板４が接着固定されている。ケーブル側筺体１の内部は、この樹脂板４によって密閉空間となっている。
【００１３】
また、該樹脂板４の内側つまりケーブル側筺体１内において先端部には、誘導コイル５（第１の非接触伝送素子）が樹脂板４と接触・対峙する状態で収納・固定されている。この誘導コイル５の一端にはケーブル側筺体１の一方の芯線が接続され、また誘導コイル５の他端にはケーブル側筺体１の他方の芯線が接続されている。誘導コイル５は、円筒状に巻回された巻線の中心軸線がケーブル側筺体１の中心軸線と一致する状態で樹脂板４に固定されている。
【００１４】
一方、本体筺体２は、上記ケーブル側筺体１とほぼ同一径に形成された有底円筒状の金属筒体である。この本体筺体２は、図示するように、後端部から多少奥まった位置に本体筺体２内を区画する区画壁６が設けられている。また、この区画壁６には円形開口７が形成されるとともに、当該円形開口７の外側（本体筺体１ｂの後端側）には、円形開口７を密閉するように円形の樹脂板８（弾性部材）が接着固定されている。この樹脂板８の内側つまり円形開口７側には、誘導コイル９（第２の非接触伝送素子）が当該円形開口７を通過して樹脂板８と接触・対峙する状態で接着・固定されている。この誘導コイル９は、円筒状に巻回された巻線の中心軸線が本体筺体２の中心軸線と一致する状態で樹脂板８に固定されている。
【００１５】
また、本体筺体２の先端には、ダイヤフラム１０が装着されており、当該ダイヤフラム１０の内側には圧力感応部１１（水位感応部）が設けられている。このような本体筺体２の内部は樹脂板８及びダイヤフラム１０によって完全に密閉されているが、本体筺体２の外部の水圧は、ダイヤフラム１０を介して本体筺体２の内部に設けられた圧力感応部１１に伝達される。
【００１６】
このような本体筺体２の内部（密閉空間）には、圧力感応部１１等に直流電力を供給する電源回路１２と、圧力感応部１１から出力された検出信号を変調する変調回路１３とが収納されている。電源回路１２は、誘導コイル９及び圧力感応部１１に接続されており、誘導コイル９から入力される交流電力を直流電力に変換して圧力感応部１１に出力する電力変換回路である。変調回路１３は、圧力感応部１１から入力された検出信号、つまり水圧を直流電圧によって示す信号を周波数変調することによって交流信号（交流検出信号）に変換し、当該交流検出信号を誘導コイル９に出力する。
【００１７】
さらに、上記ケーブル側筺体１は、図示するように、本体筺体２の後端側部位１４に挿入できるように、先端側部位１５が後端側部位１６よりも縮径している。このケーブル側筺体１の先端側部位１５の周面（円筒面）及び本体筺体２の後端部位１４の内周面（円筒面）には互いに噛み合うネジ山が形成されている。すなわち、ケーブル側筺体１と本体筺体２とは、このような先端側部位１５と後端側部位１４との螺合によって着脱自在に連結される。
【００１８】
次に、このように構成された水位センサＡの機能について説明する。
上述したように、水位センサＡは、水密構造のケーブル側筺体１内に電気部品である誘導コイル５を収納していると共に、同じく水密構造の本体筺体２内に電気部品である誘導コイル９、圧力感応部１１（水位感応部）、電源回路１２及び変調回路１３を収納している。そして、ケーブル側筺体１と本体筺体２とが先端側部位１５と後端側部位１４との螺合によって相互結合された状態において、ケーブル側筺体１内の誘導コイル５と本体筺体２内の誘導コイル９とは、互いの中心軸線が一致する状態、かつ、ケーブル側筺体１内を水密構造とする樹脂板４と本体筺体２内を水密構造とする樹脂板８とを挟んで対峙する状態となる。
【００１９】
すなわち、誘導コイル５と誘導コイル９とは磁界透過性を有する樹脂板４及び樹脂板８を挟んで対峙するので、磁気的に相互結合するトランスとして機能する。したがって、伝送ケーブルＢから供給された交流電力は、上記トランスを介して電源回路１２に非接触伝送される。そして、電源回路１２は、上記トランスを介して給電された交流電力を所定電圧の直流電力に変換して圧力感応部１１に供給する。圧力感応部１１は、このような電源回路１２からの給電によって電子部品として機能し、河川の水位に基づく水圧を検出し、当該水圧を直流電圧として示す検出信号を変調回路１３に出力する。
【００２０】
そして、変調回路１３は、直流信号である検出信号を所定周波数のキャリア信号を用いて周波数変調することにより交流の検出信号（交流検出信号）に変換して誘導コイル９に出力する。このようにして誘導コイル９に入力された交流検出信号は、上記トランスによって誘導コイル５に非接触伝送されて伝送ケーブルＢに供給される。
【００２１】
このような水位センサＡによれば、ケーブル側筺体１と本体筺体２とは着脱自在に相互結合され、かつ交流電力がケーブル側筺体１から本体筺体２に非接触給電されると共に交流検出信号が本体筺体２からケーブル側筺体１に非接触伝送される。すなわち、この水位センサＡによれば、水位センサＡによれば、ケーブル側筺体１と本体筺体２とから構成されるので、本体筺体２を伝送ケーブルＢと別体とすることが可能である。
【００２２】
また、区画壁６に形成された円形開口７の外側（本体筺体１ｂの後端側）、つまりケーブル側筺体１の樹脂板４と本体筺体２の区画壁６との対向部位に弾力性を有する樹脂板８が設けられているので、本体筺体２の後端側部位１４とケーブル側筺体１の先端側部位１５とを螺合させた際に、当該ケーブル側筺体１の先端部が樹脂板８に接触して押圧する。すなわち、この水位センサＡによれば、ある程度の弾力性を有する樹脂板８がケーブル側筺体１の先端部と区画壁６とによって両側から挟まれた状態となるので、樹脂板８とケーブル側筺体１の先端部との間に隙間が形成されず、また樹脂板８と区画壁６との間にも隙間が形成されず、よってケーブル側筺体１の水密性と本体筺体２の水密性とがより強固なものとなる。
【００２３】
仮に、樹脂板８を区画壁６に形成された円形開口７の内側（誘導コイル９側）に設けた場合には、ケーブル側筺体１の先端部が弾力性を有しない区画壁６（金属）と当接することになるので、当該当接部に隙間が形成されて十分な水密性を確保できないことが懸念される。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、交流電力や交流検出信号の非接触伝送にトランスを用いたが、本発明はこれに限定されない。非接触伝送手法として、例えばフォトカプラ等を用いた光伝送方式を採用してもよい。
【００２５】
（２）上記実施形態では、樹脂板８を設けることによりケーブル側筺体１の水密性と本体筺体２の水密性とがより強固なものとしたが、本発明はこれに限定されない。ケーブル側筺体１及び本体筺体２が十分な水密性を確保できるように設計されている場合には樹脂板８を設けなくてもよい。また、ある程度の弾力性を有するものであれば、樹脂板８に代えて他の材料（弾性材料）を用いてもよい。
【００２６】
（３）上記トランスは、誘導コイル５と誘導コイル９との距離が近い方が結合係数が大きくなり、電力や信号の伝送効率を向上できるので、例えば樹脂板４を削除して誘導コイル５を樹脂板８と直接対向する状態としてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ…水位センサ、Ｂ…伝送ケーブル、１…ケーブル筺体、２…本体筺体、３…円形開口、４…樹脂板、５…誘導コイル（第１の非接触伝送素子）、６…区画壁、７…円形開口、８…樹脂板（弾性部材）、９…誘導コイル（第２の非接触伝送素子）、１０…ダイヤフラム、１１…圧力感応部（水位感応部）、１２…電源回路、１３…変調回路、１４…後端側部位、１５…先端側部位、１６…後端側部位
【図１】
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