(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で水位を検知できる水位検知装置を提供する。【解決手段】曲線部分を有する光伝送路３０と、光伝送路３０に引掛けられ、水位変化に合わせて移動し、曲線部分の曲率を変化させる引掛部２６ｂを有する可動部４０，５０とを備えている。浮力により浮いている下側フロート５０が第１磁石５１と第２磁石４１との反発力により上側フロート４０を支持している状態から、水位が変化して下側フロート５０が移動すると、上側フロート４０が下側フロート５０に伴って移動し、引掛部２６ｂにより曲線部分の曲率を変化させる。【選択図】図３
2017032402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲線部分を有する光伝送路と、
前記光伝送路に引掛けられ、水位変化に合わせて移動し、前記曲線部分の曲率を変化させる引掛部を有する可動部と、
を備えたことを特徴とする水位検知装置。
【請求項２】
前記可動部は、
第１磁石を有し、浮力により水に浮く下側フロートと、
前記第１磁石に反発する第２磁石を有し、前記下側フロートと連動する上側フロートとを備え、
前記光伝送路と前記上側フロートとを密封構造とし、
浮力により浮いている前記下側フロートが前記第１磁石と前記第２磁石との反発力により前記上側フロートを支持している状態から、水位が変化して前記下側フロートが移動すると、前記上側フロートが前記下側フロートに伴って移動し、前記引掛部により前記曲線部分の曲率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の水位検知装置。
【請求項３】
前記光伝送路は、環状に巻回された耐放射線性の光ファイバであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水位検知装置。
【請求項４】
前記光ファイバの一端は反射部を有し、
前記光ファイバの他端から入射された光が、前記光ファイバの前記一端の反射部で反射されて戻り、前記他端から出射されることを特徴とする請求項３に記載の水位検知装置。
【請求項５】
前記光伝送路に光を入射する光発振部と、
前記光伝送路から出射される光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した光の強度を測定する測定部と、
前記測定部が測定した光強度の値と所定の閾値とを比較し、水位が所定の位置まで到達したことを判定する判定部と、
を有する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水位検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水位検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災に起因する福島第一原子力発電所での事故が発生したことを背景に、原子力発電所設備等の重大事故や激甚災害に対する安全対策の強化が求められている。特に重大事故発生時には、原子炉格納容器内の状態を正確に把握するための計測器が重要となる。その一つに、原子炉格納容器内のシビアアクシデントで熱水や高温蒸気などが流出した際でも機能する水位計測システムがある。現在、格納容器内の水位の計測には水位によって電気抵抗や温度変化を検知する電気式水位計等が用いられている。
【０００３】
電気式の水位計として、例えば特許文献１には、熱電対を用いた複数の温度計により測定した配管表面の温度分布を用いて、配管内の水の密度を温度補正することで原子炉の水位を求める原子炉水位計が記載されている。
【０００４】
しかし、このような電気式水位計では耐放射線性や耐高温性、メンテナンス性に難点があり、水位レベルの多点計測を行うには電源ケーブル、計装ケーブルの布設が大規模なものになるという問題がある。
【０００５】
また、有事における原子炉格納容器内では高レベルの放射線量や圧力、温度の上昇、可燃性ガスの発生といった事態が生じる。従って、一般用のセンサでは故障・誤作動したり、可燃性ガスへの引火を招いたりする危険性があるなど、従来のセンサをそのまま適用するには多々の問題点がある。
【０００６】
中でも、水位レベルを検知する水位センサにおいては、従来、水圧を検知する圧力式が多く使われていたが、原子炉格納容器内にガスが充満したり、想定内の水位以上に水圧がかかる等して圧力異常を起したりするなど、誤作動する可能性がある。また、上記の問題がないFBG（Fiber Bragg Grating）光ファイバ式の水位センサやファラデー素子を用いた光ファイバ式水位センサも存在したが、FBG光ファイバは光ファイバ内に回折格子を形成するため、なお耐熱性や耐放射線性が十分ではない。
【０００７】
そこで、ファラデー素子を用いた光ファイバ式水位センサとして特許文献２には、ファラデー素子を内蔵したファラデー近接センサに光を入射し、その反射光の強度により水位を検知する水位センサが記載されている。この水位センサでは、水位に合わせて上下動するフロート内部に磁石を収容し、水位が高くなるとフロートが上昇することで、磁石によりファラデー素子に磁界が印可される。すると、ファラデー近接センサに入射した光がファラデー素子により回転され、その反射光の強度が弱くなる。これにより、水位が基準水位以上になったことが検知される。
【０００８】
しかし、特許文献２のファラデー近接センサでは内部に、ファラデー素子まで光を通過させる偏光子やファラデー素子を通過する反射ミラーを配設するなど、センサの構成が複雑になるという問題がある。また、ファラデー素子も耐熱性が十分ではないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２８８５９０号公報
【特許文献２】特開２０１２−７３１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で水位を検知できる水位検知装置を提供する。また、耐熱性や耐放射線性に優れた水位検知装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の水位検知装置は、
曲線部分を有する光伝送路と、
前記光伝送路に引掛けられ、水位変化に合わせて移動し、前記曲線部分の曲率を変化させる引掛部を有する可動部と、
を備えた。
【００１２】
可動部が水位変化に合わせて移動し、引掛部により曲線部分の曲率を変化させる。曲率が大きくなると、光伝送路内を搬送される光が光伝送路の内部で反射する回数が多くなり、光路は長くなる。従って、光伝送路から出射される光は減衰し、光強度が低下する。この光強度の低下を検知することで、水位変化による可動部の移動を検知し水位を検知できる。光伝送路と可動部とから水位検知装置を構成するので、特殊な素子を用いることなく簡単な構成で水位を検知できる。
【００１３】
前記可動部は、
第１磁石を有し、浮力により水に浮く下側フロートと、
前記第１磁石に反発する第２磁石を有し、前記光伝送路と連動して摺動する上側フロートとを備え、
前記光伝送路と前記上側フロートとを密封構造とし、
浮力により浮いている前記下側フロートが前記第１磁石と前記第２磁石との反発力により前記上側フロートを支持している状態から、水位が変化して前記下側フロートが移動すると、前記上側フロートが前記下側フロートを伴って移動し、前記引掛部により前記曲線部分の曲率を変化させることが好ましい。
【００１４】
少なくとも下側フロートと上側フロートとで可動部を構成することで簡単な構成となり、水位検知装置を簡易かつ安価に製造でき、安定性を高めることができる。上側フロートが下側フロートの第１磁石により反発して移動するので、上側フロートと下側フロートとを隔離できる。従って、光伝送路と上側フロートとを密封構造にしても、水位変化による下側フロートの移動に伴って、光伝送路の曲線部分の曲率を変化させることができる。よって、光伝送路と上側フロートとを密封構造としているため、耐熱性・耐放射線性・耐水性・耐腐食性・耐圧性に優れた水位検知装置を実現できる。
【００１５】
前記光伝送路は、環状に巻回された耐放射線性の光ファイバであることが好ましい。
【００１６】
光伝送路として耐放射線性の光ファイバを用いることで、光の伝送損失を小さくし、放射線量の多い環境下でも使用できる。光ファイバを環状に巻回することで、可動部に押圧される際の光の減衰量を増やすことができるので、わずかな水位の変化を検知でき検知精度を向上できる。
【００１７】
前記光ファイバの一端は反射部を有し、
前記光ファイバの他端から入射された光が、前記光ファイバの前記一端の反射部で反射されて戻り、前記他端から出射されることが好ましい。
【００１８】
光ファイバの他端から入射され光ファイバ内を搬送された光はその一端の反射部で反射し、他端に向かって光伝送路を戻っていく。よって、光ファイバの片側端部から光を入射すると共に、出射する光を受光できる。これにより、光ファイバの片側端部だけで光の入射と出射光の受光を行うことができ、構造を単純化できる。
【００１９】
前記光伝送路に光を入射する光発振部と、
前記光伝送路から出射される光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した光の強度を測定する測定部と、
前記測定部が測定した光強度の値と所定の閾値とを比較し、水位が所定の位置まで到達したことを判定する判定部と、
を有する制御部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
測定部と判定部とを光伝送路と別体に構成することで、測定部と判定部とを光伝送路から遠隔に設置することができ、耐放射線・耐熱性に優れ、安全性の高い水位検知装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水位検知装置によれば、光伝送路と可動部とから水位検知装置を構成するので、簡単な構成で水位を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る水位検知装置の概略図。
【図２】検知部の斜視図。
【図３】水位上昇時の図２の検知部の正面断面図。
【図４】光ファイバ収容部の分解斜視図。
【図５】水位下降時の図２の検知部の正面断面図。
【図６】光ファイバの曲率が小さい場合に光ファイバ内を搬送される光の光路を示す図。
【図７】光ファイバの曲率が大きい場合に光ファイバ内を搬送される光の光路を示す図。
【図８】複数の検知部と制御部とを光スイッチを介して接続する変形例を示す概略図。
【図９】光ファイバの両端の変形例に係る検知部と制御部との関係を示す概略図。
【図１０】複数の検知部をケーブルで接続し最上部の検知部のみを制御部に接続した状態を示す概略図。
【図１１】図１０の水位検知装置において実際の水位と制御部で受信する光の強度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２４】
図１に示すように本実施形態の水位検知装置１は、複数の検知部１０と、ケーブル４を介してそれぞれ１つの検知部１０に接続された複数の制御部８０とを備えている。複数の検知部１０は、原子炉格納容器２の内壁面に縦方向に適宜の間隔で設置されている。制御部８０は、原子炉格納容器２の外側に設置されている。制御部８０はケーブル４を介して、検知部１０に光を入射すると共に検知部１０内で反射して戻る光を受光する。
【００２５】
図２に示すように、検知部１０は、蓋体１１と上側外筒１２と下側外筒１３と止め具１４とを備えている。検知部１０は、例えばＳＵＳ３０４などの金属から形成されている。
【００２６】
上側外筒１２は下部が閉塞された円筒形状であり、下部から下方に延びる下部延長部１２ａに、下側外筒１３を固定するために周方向に等間隔にねじ孔１２ｂが複数設けられている。
【００２７】
下側外筒１３は上側外筒１２と実質的に同径の円筒形状であり、上側外筒１２の下方に配置されている。下側外筒１３は水が出入りするために、下方に周方向に等間隔に設けられた上下方向に延びる複数の長孔１３ａと下面に複数設けられた丸孔１３ｂとを有している。下側外筒１３は、上部が上側外筒１２の下部延長部１２ａに嵌合されて、ねじ孔１２ｂを介してねじ止めにより上側外筒１２と固定されている。
【００２８】
蓋体１１は、平面視円形の板状であり、上側外筒１２の上部の開口を閉塞するように配置され、図３の断面図に示すようにねじ止めにより上側外筒１２と固定されている。蓋体１１で上側外筒１２の上部を閉塞することにより、上側外筒１２の内部は密封状態となる。
【００２９】
止め具１４は概略Ｌ字形状であり、一端が蓋体１１の上部にねじ止め固定されている。他端は自由端であり、この他端を形成する側面部１４ａを原子炉格納容器２の内側の壁面に貼付することで、検知部１０を壁面に固定する。固定はねじ止めにより行われてもよい。
【００３０】
図３に示すように、上側外筒１２の内部には、光ファイバ収容部２０と上側フロート４０とが配置されている。光ファイバ収容部２０は２つの四角柱状の支持柱３１及びリング状の支持板３２を介して蓋体１１に固定されている。
【００３１】
図４に示すように、光ファイバ収容部２０は、収容ケース本体２１と表カバー２２と裏カバー２３とを有しており、ねじ止めによりこれらは固定される。収容ケース本体２１と表カバー２２との間には収容空間２４が設けられている。収容空間２４内には巻回された光ファイバ３０と支持部材２５と摺動部材２６とが配置されている。
【００３２】
収容ケース本体２１は下端が開口した矩形の箱形状である。収容ケース本体２１の天壁２１ａには、光ファイバ３０を挿通する挿通孔２１ｂが形成されている。収容ケース本体２１の内部には、天壁２１ａから延び、下方に向かって幅広になるように湾曲する一対のガイド壁２１ｃと、該一対のガイド壁２１ｃの下端を繋ぐ上方に突に湾曲した湾曲壁２１ｄとが形成されている。収容ケース本体２１は湾曲壁２１ｄと側壁２１ｅとで、巻回された光ファイバ３０を収容する収容空間２４を形成している。収容ケース本体２１の中央には支持部材２５が配置されるための２つのボス２１ｆが設けられている。また、下方には摺動部材２６が摺動するための上下方向に延びる２つの長孔２１ｇが設けられている。収容空間２４の上方の一対のガイド壁２１ｃの間には突部２１ｈが突設されている。
【００３３】
表カバー２２は、上下端が開口した矩形の箱形状である。下方には摺動部材２６が摺動するための上下方向に延びる２つの長孔２２ａが設けられている。
【００３４】
支持部材２５は孔があけられた半楕円の板形状であり、外周面には巻回された光ファイバ３０を嵌め込まれて支持する外周溝２５ａが形成されている。支持部材２５は、収容ケース本体２１の２つのボス２１ｆに対応する２つの孔部２５ｂを有し、孔部２５ｂにボス２１ｆが挿入された状態で収容ケース本体２１と表カバー２２との間に挟み込まれて固定される。収容空間２４内に固定された支持部材２５は、外周溝２５ａの上部と突部２１ｈが対向して光ファイバ３０を挟むように、湾曲壁２１ｄよりも内側に所定の間隔を隔てて配置されている。
【００３５】
摺動部材２６は、孔が明けられた矩形の枠体２６ａと、巻回された光ファイバ３０に引掛けられ、該光ファイバ３０を内側から外側に曲率半径方向に引っ張るために枠体２６ａの上部に設けられたフック状の引掛部２６ｂと、枠体２６ａの両面に設けられた４つのストッパー２６ｃとを備える。摺動部材２６は、４つのストッパー２６ｃが収容ケース本体２１の長孔２１ｇと表カバー２２の長孔２２ａにそれぞれ挿入された状態で収容ケース本体２１と表カバー２２に挟み込まれている。従って、摺動部材２６は、ストッパー２６ｃが長孔２１ｇ，２２ａ内で移動できる範囲内で収容ケース本体２１及び表カバー２２に対して上下方向に摺動可能に配置されている。摺動部材２６の下面には上側フロート４０をねじ止め固定するためのねじ孔２６ｄが設けられている。
【００３６】
このように、光ファイバ３０と摺動部材２６と上側フロート４０とは上側外筒１２内に密封して収容されるので、高温の熱水や蒸気に耐えることができる。また、密封された上側外筒１２内の光ファイバ３０の端面に水が付着しないので、端面での反射光の減衰をなくすことができる。
【００３７】
巻回された光ファイバ３０の端部は、支持板３２に設けられたソケット３３に保持されている。ソケット３３は、後述する光発振部８１（図１参照）に接続されたケーブル４の端部を保持し、ケーブル４内部の光ファイバと光ファイバ収容部２０の内部の光ファイバ３０とを接続する。ケーブル４は、ステンレス製のチューブとこのチューブ内に通された光ファイバとで構成されている。光ファイバをステンレス製のチューブで保護することで、耐熱性、耐水性および気密性を高めている。
【００３８】
図３に示すように、上側フロート４０は円柱状であり、内部に第２磁石４１が配置されている。上側フロート４０の径は上側外筒１２の内径よりも小さく形成されている。上側フロート４０は、摺動部材２６にねじ孔２６ｄを介してねじ止め固定されている。従って、上側フロート４０は、摺動部材２６と共に上側外筒１２の内部を摺動する。
【００３９】
光伝送路３０として耐放射線性の光ファイバ３０を用いることで、光の伝送損失を小さくし、放射線量の多い環境下でも使用できる。具体的には、光ファイバ３０は、石英からなるコアにフッ素を添加し、放射線による欠陥の生成を抑制および修復するので耐放射線特性に優れている。なお、光ファイバ３０はフッ素を添加するものに限定されず、耐放射線特性に優れた光ファイバである限り、その素材は特に限定されない。光ファイバ３０の一端の反射部は鏡面仕上げされ巻回されて後述する支持部材２５に支持され、他端がソケット３３に保持されている。光ファイバ３０の鏡面仕上げされた先端は、例えば耐蝕性に優れたチタンを用いて金属蒸着メッキされている。ただし金属蒸着メッキに限定されず、耐熱性および耐放射線性に優れたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなる耐放射線性樹脂で前記先端をキャップしてもよい。これらにより、光ファイバ３０の先端からノイズが入り込むのを防止する。また、光ファイバ３０の一端の反射部は、必ずしも鏡面仕上げされていなくてもよく、特別な加工を施さなくてもよい。光ファイバでは、鏡面仕上げせずとも光伝送媒体が終わる境界面で光が反射するためである。ただし、反射率の向上、及び、反射面への汚れ付着時の反射率の低下を抑制する観点から、光ファイバ３０の一端の反射部は、鏡面仕上げされていることが好ましい。
【００４０】
光ファイバ３０は、摺動部材２６が上方に位置するとき、引掛部２６ｂは光ファイバ３０を引っ張っていない（図３参照）。光ファイバ３０は、摺動部材２６が下方に位置するとき、引掛部２６ｂにより光ファイバ３０を下方に引っ張り、巻回されたリング状の光ファイバ３０が引き伸ばされて楕円形状となる（図５参照）。
【００４１】
本実施形態では、光ファイバ３０は環状に５回巻回されている。なお、巻数は５回に限らず任意である。巻数を多くすると、引掛部２６ｂに引っ張られて光ファイバ３０の曲率が変わる部位が増え、光強度の変化量が多くなるので、検知精度が向上する。しかし、巻数を多くしすぎると、光ファイバ３０の弾力により引掛部２６ｂが押し返され、光ファイバ３０が曲がりにくくなる。これにより、水位検知ができなくなる可能性があるため、引掛部２６ｂに引っ張られて変形する程度に巻回すればよい。巻回された光ファイバ３０は、金属製の留め具で囲うことでまとめてもよく、または金属製の重りをつけることでまとめてもよい。光ファイバ３０を環状に巻回することで、引掛部２６ｂに引っ張られる際の光の減衰量を増やすことができるので、わずかな水位の変化を検知でき検知精度を向上できる。
【００４２】
また図３に示すように、下側外筒１３の内部には下側フロート５０と浮体５２とが配置されている。
【００４３】
下側フロート５０は上側フロート４０と同じ構成であり、内部に第２磁石４１に代えて第１磁石５１を収容している。下側フロート５０の径は下側外筒１３の内径よりも小さく形成されている。従って、下側フロート５０は、下側外筒１３の内部を摺動できる。第１磁石５１と第２磁石４１とは、互いに近づくと反発するように対向する面が同極に着磁されている。
【００４４】
浮体５２は、内部が空洞の概略円柱状であり、上部において下側フロート５０とねじ止め固定されている。浮体５２は、その浮力により下側外筒１３内に浸入した水に浮かぶ。従って、浮体５２は下側外筒１３内に浸入した水面の上昇又は下降に伴って下側フロート５０と共に下側外筒１３内を上下に移動する。
【００４５】
制御部８０（図１参照）は、ケーブル４および光サーキュレータ８５を介して検知部１０に接続された光発振部８１および受光部８２と、受光部８２に接続された測定部８３と、測定部８３に接続された判定部８４とを備えている。光発振部８１は光源であり、ケーブル４を介して光ファイバ３０に光を入射する。受光部８２は、ケーブル４を介して光ファイバ３０から戻る光を受光する。測定部８３は、受光部８２が受光した光の強度を測定する。判定部８４は、測定部８３が測定した光強度の値と所定の閾値とを比較し、水位が所定の位置まで到達したことを判定する。
【００４６】
制御部８０は検知部１０と別体に構成しているので、制御部８０を検知部１０から遠隔に、例えば原子炉格納容器２の外側や原子炉格納容器２から離れた放射線管理区域内の施設などに設置することができる。よって、原子炉格納容器内には、電気信号を用いるセンサ等を設置する必要性がない。制御部８０を原子炉格納容器２の外側に設置することで、原子炉格納容器２内に新たな電源を設ける必要が無く、配管工事が不要となり狭い空間に容易に検知部１０を設置できる。またケーブル４として光ファイバを用いるので、ケーブル４が数Ｋｍ以上と長距離になっても水位を検知できる。
【００４７】
次に、原子炉格納容器２の内壁面に設置された検知部１０の動作について説明する。
【００４８】
図３に示すように、水位が検知部１０の下側外筒１３よりも上方にある場合、下側フロート５０及び浮体５２は下側外筒１３内に浸入した水から受ける浮力によって浮かび、下側外筒１３の上部に位置し、下側フロート５０の上端が上側外筒１２の底に当接している。また上側フロート４０は上側フロート４０内の第２磁石４１が下側フロート５０内の第１磁石５１に反発するので摺動部材２６と共に可動範囲の上部に位置している。即ち、摺動部材２６のストッパー２６ｃが収容ケース本体２１及び表カバー２２の長孔２１ｇ，２２ａの上端に位置している。このとき、摺動部材２６の引掛部２６ｂは光ファイバ３０から離間しているので、光ファイバ３０はリング状に保たれている。
【００４９】
光発振部８１から光ファイバ３０に光を入射すると、光ファイバ３０内を搬送される光は光ファイバ３０の一端部（反射部）で反射し、他端部（光を入射された端部）に向かって戻る。そして他端部から出射された光を受光部８２で受光し、測定部８３が、受光された光の強度を測定する。判定部８４は測定部８３が測定した光の強度の値と所定の閾値とを比較し、水位が下側フロート５０まで到達していないことを判定する。なお、所定の閾値とはケーブル４の長さなどによって定まる値である。以上のように光ファイバ３０の一端から入射された光が、入射された端部から出射されるので、１本のケーブル４のみを介して検知部１０と制御部８０とを接続でき、水位検知装置１の構造を単純化できる。
【００５０】
図５に示すように水位が下降すると、下側外筒１３内から長孔１３ａ及び丸孔１３ｂを通じて水が排水され、下側フロート５０及び浮体５２は下側外筒１３の内面に摺接しながら水位に合わせて下方に移動する。すると、上側フロート４０内の第２磁石４１が下側フロート５０内の第１磁石５１から受ける反発力が弱まり、上側フロート４０は摺動部材２６と共に自重により下側外筒１３の内面に摺接しながら下方に移動する。これにより、摺動部材２６の引掛部２６ｂが光ファイバ３０の下端部に当接し、光ファイバ３０を下方へ引っ張る。この状態では、光ファイバ３０は楕円形状に弾性変形している。
【００５１】
図６は、光ファイバ３０の曲率が小さい場合に光ファイバ３０内を搬送される光の光路８９を示す。図７は、光ファイバ３０の曲率が大きい場合に光ファイバ３０内を搬送される光の光路８９を示す。光ファイバ３０が撓んで曲率が大きくなると、光ファイバ３０内を搬送される光が光ファイバ３０の内部で反射する回数が多くなり、光路は長くなる。従って、光ファイバ３０から出射される光は減衰し、光強度が低下する。この光強度の低下を測定部８３で測定し、判定部８４が所定の閾値と比較することで、水位変化による下側フロート５０の移動を検知し水位を検知できる。光ファイバ３０と可動部と制御部８０とから水位検知装置１を構成するので、特殊な素子を用いることなく簡単な構成で水位を検知できる。
【００５２】
以上のように、上側フロート４０の第２磁石４１が下側フロート５０の第１磁石５１に反発して移動するので、上側フロート４０と下側フロート５０とを隔離して配置できる。従って、光ファイバ収容部２０と摺動部材２６と上側フロート４０とを上側外筒１２内に密封する構造にしても、水位変化による下側フロート５０及び浮体５２の移動に伴って、光ファイバ３０を変形させることができる。よって、光ファイバ収容部２０を密封し、下側フロート５０及び浮体５２のみを水と接触させるので、耐水性、耐腐食性および耐圧性に優れた水位検知装置１を得ることができる。また、光ファイバ３０を摺動部材２６と上側フロート４０と下側フロート５０と浮体５２とからなる可動部だけで変形させることができるので、簡単な構成となり、水位検知装置１を簡易かつ安価に製造でき、安定性を高めることができる。
【００５３】
なお本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
【００５４】
光ファイバ３０は曲線部分を有する限り、リング状に巻回される構成に限定されず、例えば直線と曲線との組み合わせから構成してもよい。また、図３及び図５に示す正面視でリング状に巻回される構成以外にも、平面視でリング状に巻回されてもよい。
【００５５】
前記実施形態では、検知部１０と制御部８０とをケーブル４を介して１対１の関係で接続した。しかし図８に示すように、複数の検知部１０と１つの制御部８０との間に光スイッチ６０を設け、この光スイッチ６０により制御部８０と接続する検知部１０を切り替える構成を採用してもよい。この構成より、制御部８０を１つにし、水位検知装置１の構成を簡単にしてコストを削減できる。
【００５６】
また、前記実施形態では光ファイバ３０の一端を鏡面仕上げして光を反射させた。しかし、図９に示すように、光ファイバ３０の一端をケーブル４を介して光発振部８１に接続し、他端をケーブル４を介して受光部８２に接続してもよい。これにより、光ファイバ３０の一端を鏡面仕上げする工程を削除し製造コストを削減すると共に、光サーキュレータ８５を設ける手間を省き、構成を簡単にできる。
【００５７】
更に図１０に示すように、原子炉格納容器２の壁面に沿って配置された複数の検知部１０ａから１０ｄをケーブル４で接続し、最上部の検知部１０ａの光ファイバ３０のみを制御部８０に接続する構成を採用してもよい。この水位検知装置１では、検知部１０ｂおよび１０ｃの光ファイバ３０の両端がケーブル４に接続され、検知部１０ｄの光ファイバ３０の先端は例えば鏡面仕上げされている。水位が下降し最上部の検知部１０ａから順に水に排水されると、制御部８０で受信する光の強度が低下するのを計測することで、いずれの検知部１０ａから１０ｄまで水が排水されたのかを検知できる。逆に水位が上昇する場合は、制御部８０で受信する光の強度が上昇するのを計測することで、いずれの検知部１０ａから１０ｄまで水が上昇したのかを検知できる。
【００５８】
図１１に、上記図１０に示す実施形態における原子炉格納容器２内の水位と制御部８０で受信する光の強度との関係を示す。水位が最上部の検知部１０ａよりも高い状態では光の強度が最も強い。そして、この状態から水位が低下し、検知部１０ａの下側フロート５０及び浮体５２がＡ点で下降し始めると水位（下側フロート５０及び浮体５２）の下降に伴って受信する光の強度は低下し、検知部１０ａが完全に水から出るＢ点で下げ止まる。更に水位が下降し、検知部１０ｂの下側フロート５０及び浮体５２がＣ点で下降し始めると水位の下降に伴って受信する光の強度は低下し、検知部１０ｂが完全に水から出るＤ点で下げ止まる。この状態から水位が下降し、検知部１０ｃの下側フロート５０及び浮体５２がＥ点で下降し始めると水位の下降に伴って受信する光の強度は低下し、検知部１０ｃが完全に水から出るＦ点で下げ止まる。更に水位が下降し、検知部１０ｄの下側フロート５０及び浮体５２がＧ点で下降し始めると水位の下降に伴って受信する光の強度は低下し、検知部１０ｄが完全に水から出るＨ点で下げ止まる。全ての検知部１０ａから１０ｄが完全に水から出ると、光の強度が最も弱くなる。
【００５９】
なお前記実施形態では水位検知装置１を原子炉格納容器２内の水位を検知するのに用いたが、原子炉格納容器２以外の場所で水位を検知するのに用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  水位検知装置
２  原子炉格納容器
４  ケーブル
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  検知部
１１  蓋体
１２  上側外筒
１２ａ  ねじ孔
１３  下側外筒
１３ａ  長孔
１３ｂ  丸孔
１４  止め具
１４ａ  側面部
２０  光ファイバ収容部
２１  収容ケース本体
２１ａ  天壁
２１ｂ  挿通孔
２１ｃ  ガイド壁
２１ｄ  湾曲壁
２１ｅ  側壁
２１ｆ  ボス
２１ｇ  長孔
２１ｈ  突部
２２  表カバー
２２ａ  長孔
２３  裏カバー
２４  収容空間
２５  支持部材
２５ａ  外周溝
２５ｂ  孔部
２６  摺動部材（可動部）
２６ａ  枠体
２６ｂ  引掛部
２６ｃ  ストッパー
２６ｄ  ねじ孔
３０  光ファイバ（光伝送路）
３１  支持柱
３２  支持板
３３  ソケット
４０  上側フロート（可動部）
４１  第２磁石
５０  下側フロート（可動部）
５１  第１磁石
５２  浮体（可動部）
６０  光スイッチ
８０  制御部
８１  光発振部
８２  受光部
８３  測定部
８４  判定部
８５  光サーキュレータ
８９  光の経路
【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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