(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水を流通可能な流通口を有する測定ケースと、
該測定ケース内に配置された絶縁体のフロートと、
該測定ケース内に空気を供給する空気供給手段と、
該測定ケースの内周壁に、該測定ケースの横断面を平面とするＸ・Ｙ平面上のＸ軸とＹ軸上に位置して配設された２対の電極と、
Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２との間に、一定の電流を供給する定電流回路と、
該定電流回路からの電流供給時に各電極に流れる電流を検出すると共に、Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２の電流値の差とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２の電流値の差とを演算して、該フロートの位置を示すＸ座標信号とＹ座標信号を発生するＸ・Ｙ座標信号発生手段と、
Ｘ・Ｙ座標信号発生手段からのＸ座標信号とＹ座標信号に基づき、フロートの移動方向と移動速度を演算する演算処理手段と、
該フロートに取付けられた導体と、
該導体の周囲位置の該測定ケースの内側に配設され、該導体に誘導電流を生じさせる電磁誘導コイルと、
該電磁誘導コイルに交流電流を供給し制御する電流制御手段と、
該電流制御手段により該フロートに水流の向きと相反する電磁力を生じさせ、該交流電流の値に基づき地下水流の流速を算出する流速算出手段と、
を備え、
前記電流制御手段は、前記電磁誘導コイルに電流を供給して前記フロートをセンタリングさせた状態で、該電流を徐々に低下させ、前記流速算出手段は、該フロートの移動開始時の該電流値に基づき、該地下水流の流速を算出することを特徴とする地下水流測定装置。
【請求項２】
地下水を流通可能な流通口を有する測定ケースと、
該測定ケース内に配置された絶縁体のフロートと、
該測定ケース内に空気を供給する空気供給手段と、
該測定ケースの内周壁に、該測定ケースの横断面を平面とするＸ・Ｙ平面上のＸ軸とＹ軸上に位置して配設された２対の電極と、
Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２との間に、一定の電流を供給する定電流回路と、
該定電流回路からの電流供給時に各電極に流れる電流を検出すると共に、Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２の電流値の差とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２の電流値の差とを演算して、該フロートの位置を示すＸ座標信号とＹ座標信号を発生するＸ・Ｙ座標信号発生手段と、
Ｘ・Ｙ座標信号発生手段からのＸ座標信号とＹ座標信号に基づき、フロートの移動方向と移動速度を演算する演算処理手段と、
該フロートに取付けられた導体と、
該導体の周囲位置の該測定ケースの内側に配設され、該導体に誘導電流を生じさせる電磁誘導コイルと、
該電磁誘導コイルに交流電流を供給し制御する電流制御手段と、
該電流制御手段により該フロートに水流の向きと相反する電磁力を生じさせ、該交流電流の値に基づき地下水流の流速を算出する流速算出手段と、
を備え、
前記流速算出手段は、前記電流制御手段が前記電磁誘導コイルに電流を供給して前記フロートに水流の向きに相反する電磁力を生じさせて該フロートをセンタリングさせる際の電流値と該フロートの移動速度に基づき、地下水流の流速を算出することを特徴とする地下水流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水の流速や流向をフロートの移動速度や方向により測定するフロート式の地下水流測定装置に関し、特に比較的流速の速い地下水流の測定に適した地下水流測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単孔式の地下水流測定方法として、従来、薬液や染料などのトレーサを測定ケース内に流入し、そのトレーサの流下方向や位置を測定して水流の流速や流向を測定するトレーサ方式、或は測定ケース内にビデオカメラを挿入し浮遊物を測定ケースに流入させてその動きを測定するカメラ法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビデオカメラを使用するカメラ法は、装置が大形化すると共に、カメラの前方をライトにより明るく照明するため、ライトによって水温が部分的に上昇し、対流が発生して地下水流の正確な動きを測定しにくくする問題があった。
【０００４】
トレーサ方式は、現在、多く実施され、地下水流の動向をかなりの精度で測定することができるが、水流の動きが非常に遅く、水が自由に動き得る状態の場合、トレーサを水中に注入することによって、水が不安定に移動したり、注入液の拡散現象のため、高精度の地下水流の測定ができにくい問題があった。
【０００５】
また、トレーサを注入する方式は、一度トレーサを注入して測定を行った後、再度測定を行いたい場合には、測定ケースをボーリング孔から引き上げてトレーサを充填しなおす必要があり、連続した測定ができない課題があった。
【０００６】
そこで、従来、測定ケースを水中に入れ、その上部に空気層を形成した状態で、絶縁体のフロートを測定ケースの中央位置に浮遊させ、測定ケースの内周壁に９０度の間隔で４個の電極を配設し、測定ケース内におけるフロートの位置に応じて変化する隣接電極間の電気抵抗の変化に基づき、フロートの位置を計時的に測定し、地下水流によって動くフロートの方向と速度を、地下水流の流向と流速として測定する装置が開発されている。
【０００７】
このフロート式の地下水流測定装置は、通常、測定ケース内でのフロートの移動範囲が約５mmに形成され、フロートの位置に応じて変化する隣接電極間の電気抵抗の変化に基づき、フロートの位置を計時的に測定し、地下水流によって動くフロートの方向と速度を、地下水流の流向と流速として測定する。このような地下水流測定装置では、流速が１日当り約９ｍ〜０．９ｍ／日の比較的遅い流速の地下水流を測定する場合に、問題なく流速を正確に測定することができるものの、河川の近くでの測定、或は地下水汲み上げ付近での測定で、流速が例えば数十ｍ〜数百ｍ／日と非常に速い場合、流速測定値の誤差が非常に大きくなる問題があった。
【０００８】
即ち、地下水流測定用の井戸のボーリング径は、通常６６mm〜１１６mmであるが、そのボーリング孔壁を保護するためにパイプを挿入して観測井とし、その観測井に挿入する筒状の測定装置の内部つまりフロートが移動可能な範囲は、中心から１０mm程度であり、また、中心付近または周辺付近の不安定領域を除くと、流速測定に使用可能なフロートの移動範囲は、約５mm程度に制限されてしまう。このため、流速が例えば数十ｍ〜数百ｍ／日と非常に速い場合、流速測定値の誤差が非常に大きくなる問題があった。
【０００９】
ところで、測定装置を大型化すれば、当然、フロートの移動範囲を大きく採ることができるが、その場合には、ボーリング孔を大きくする必要があること、及び流速によって異なる測定装置が必要となること等から、施工性や経済性を悪化させる恐れが予想される。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、流速の比較的速い地下水流を安定して正確に測定することができる地下水流測定装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の地下水流測定装置は、地下水を流通可能な流通口を有する測定ケースと、測定ケース内に配置された絶縁体のフロートと、測定ケース内に空気を供給する空気供給手段と、測定ケースの内周壁に、測定ケースの横断面を平面とするＸ・Ｙ平面上のＸ軸とＹ軸上に位置して配設された２対の電極と、Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２との間に、一定の電流を供給する定電流回路と、定電流回路からの電流供給時に各電極に流れる電流を検出すると共に、Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２の電流値の差とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２の電流値の差とを演算して、該フロートの位置を示すＸ座標信号とＹ座標信号を発生するＸ・Ｙ座標信号発生手段と、Ｘ・Ｙ座標信号発生手段からのＸ座標信号とＹ座標信号に基づき、フロートの移動方向と移動速度を演算する演算処理手段と、フロートに取付けられた導体と、導体の周囲位置の測定ケースの内側に配設され、導体に誘導電流を生じさせる電磁誘導コイルと、電磁誘導コイルに交流電流を供給し制御する電流制御手段と、電流制御手段によりフロートに水流の向きと相反する電磁力を生じさせ、交流電流の値に基づき地下水流の流速を算出する流速算出手段と、を備え、電流制御手段は、電磁誘導コイルに電流を供給してフロートをセンタリングさせた状態で、その電流を徐々に低下させ、流速算出手段は、フロートの移動開始時の電流値に基づき、地下水流の流速を算出することを特徴とする。
【００１２】
ここで、流速算出手段は、電流制御手段が電磁誘導コイルに電流を供給してフロートに水流の向きに相反する電磁力を生じさせてフロートをセンタリングさせる際の電流値とフロートの移動速度に基づき、地下水流の流速を算出するように構成することができる。
【００１３】
【作用】
上記構成の地下水流測定装置は、測定時、先ず、測定ケース内にフロートを浮遊させた状態で、電磁誘導コイルに交流電流を供給し、電磁誘導コイルの内側に位置するフロートの導体に、中央に向う電磁力を生じさせ、フロートのセンタリングを行なう。センタリングした状態で、電流制御手段はフロートに水流の向きと相反する方向の電磁力を生じさせているが、この後、電磁誘導コイルの電流を徐々に低下させていく。そして、流速算出手段は、フロートが電磁力の低下により移動を開始する時点の電流値を取り込み、この電流値に基づき地下水流の流速を算出する。
【００１４】
このように、フロートが水流により移動する際の速度を測定する代わりに、フロートが受ける水流の力に対応したセンタリングの電磁力つまり電磁誘導コイルに流す電流値に基づき流速を算出するので、流速が比較的速く、狭いフロートの移動範囲で正確な流速が測定できない場合であっても、このセンタリングの電磁力つまり電磁誘導コイルに流す電流値により、水流の流速を正確に算出することができる。
【００１５】
一方、水流の流向は、流速を測定した後、電磁誘導コイルの電流を遮断して電磁力を消失させ、その状態で水流により移動するフロートの位置（方向）を、Ｘ・Ｙ座標信号発生手段と演算処理手段を用いて算出する。Ｘ・Ｙ座標信号発生手段は、定電流回路からの電流供給時に各電極に流れる電流を検出すると共に、Ｘ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２の電流値の差とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２の電流値の差とを演算して、フロートの位置を示すＸ座標信号とＹ座標信号を発生する。演算処理手段は、Ｘ・Ｙ座標信号発生手段からのＸ座標信号とＹ座標信号に基づき、フロートの移動方向を演算する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は地下水流測定装置の測定部の斜視図を示し、図６はその断面図を、図５は測定装置のブロック構成図を示している。１は測定ケースであり、図６に示すように、ボーリング孔等に挿入するための挿入用管８の下端に取付けられ、ボーリング孔等に挿入される。
【００１７】
測定ケース１は、カップ状の容器を上部と下部に配設し、その上下カップ状容器の間を、多数の格子枠３で連結して構成され、格子枠３の部分が地下水の流通可能な流通部となる。測定ケース１の上部には、ケース内部に空気を入れるための空気管７が接続される。
【００１８】
２は測定ケース１内に配設された絶縁体のフロートであり、例えばポリアセタール樹脂等により円柱状に形成され、内部に図示しない密閉された空気室を設けることにより、図６のように、測定ケース１内の水中で、立てた状態で浮遊する。また、その下部には、フロートセンタリング用及び高流速測定用の導体４が固定される。導体４としては、短いパイプ状或は円板状の銅やアルミニウム等、非磁性体の良導電体が良好である。
【００１９】
さらに、導体４の周囲位置の測定ケース１の内側には、導体４に誘導電流を生じさせるための電磁誘導コイル５が巻装される。このコイル５の巻き径は例えば約３０〜４０mmとされ、センタリング用に約１〜１０アンペアターンの電流、及び高流速測定用の微弱電流が得られるように巻装される。電磁誘導コイル５には、図５に示すように、電流制御回路１８が接続され、電流制御回路１８は後述のマイクロコンピュータ１５により制御される。
【００２０】
また、測定ケース１の中間部分に設けられた格子枠３の一部には、９０度の間隔で４個の電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２が取付けられ、これら４個の電極は測定ケース１の横断面を平面とするＸ・Ｙ平面上のＸ軸とＹ軸上に位置する。
【００２１】
図５に示すように、各電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２はＸ・Ｙ切換回路１０に接続され、定電流回路１１が、このＸ・Ｙ切換回路１０を介してＸ軸上に位置する一対の電極Ｘ１、Ｘ２とＹ軸上に位置する一対の電極Ｙ１、Ｙ２との間に、交互に一定の電流を供給するように接続される。
【００２２】
Ｘ・Ｙ切換回路１０は、リレー回路、或はトランジスタのスイッチング回路等からなり、例えば１０〜５０Ｈｚ程度の周期で、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の電流供給側と電流検出側を各々切換え動作する。定電流回路１１では、水の導電率の変化を補正するため、及び電極の電気分解による誤差をなくすために、例えば２ｋＨｚの矩形波を出力する交流電源が使用される。
【００２３】
このＸ・Ｙ切換回路１０の出力側には、電極Ｙ１からの電流を出力する回路に、電流電圧変換回路１２ａが接続され、電極Ｙ２からの電流を出力する回路に、電流電圧変換回路１２ｂが接続され、電極Ｘ１からの電流を出力する回路に、電流電圧変換回路１２ｃが接続され、電極Ｘ２からの電流を出力する回路に、電流電圧変換回路１２ｄが接続される。
【００２４】
電流電圧変換回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの出力側には、各々整流回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが接続され、整流回路１３ａの出力側は、平滑回路を介して比較器１４ａの反転入力側に接続され、整流回路１３ｂの出力側は、平滑回路を介して比較器１４ａの非反転入力側に接続される。
【００２５】
また、整流回路１３ｃの出力側は、平滑回路を介して比較器１４ｂの反転入力側に接続され、整流回路１３ｄの出力側は、平滑回路を介して比較器１４ｂの非反転入力側に接続される。比較器１４ａは、電極Ｙ１の電流と電極Ｙ２の電流の差に対応した電圧を出力し、比較器１４ｂは、電極Ｘ１の電流と電極Ｘ２の電流の差に対応した電圧を出力する。
【００２６】
比較器１４ａと１４ｂの出力側には、測定装置の主制御回路としてマイクロコンピュータ１５が接続される。マイクロコンピュータ１５は、ＣＰＵ、固定メモリのＲＯＭ、随時書込み読出し可能なＲＡＭ、及び入出力回路を備え、後述のフロートセンタリングの制御、電磁誘導コイル５の電流制御、フロートの移動開始時の電流値に基づく高流速の測定演算、及び各電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２間の電流値に基づく水流の流速と流向測定を行なう。水流の流速と流向の演算は、比較器１４ａ，１４ｂからの差電流Ｉｙ１、Ｉｙ２、Ｉｘ１，Ｉｘ２の各データを取り込み、所定の補正処理を行なった後、フロート２のＸ座標とＹ座標を算出する。Ｘ座標とＹ座標のデータはＸ・Ｙレコーダ１６に出力されて、地下水流の方向として記録され、時間に対するフロートの移動距離を算出することにより流速が演算され、その演算結果は表示器１７に数値表示される。
【００２７】
フロートのセンタリング装置を用いて高流速の水流の流速を求めるために、予め実験から、水流の流速に対するフロートの移動開始電流が測定される。つまり、各種の流速の水流中でフロートを、センタリング用の誘導コイルに電流を流して測定ケース内の中央に位置させ、誘導コイルに流す電流値を徐々に低下させ、フロートが移動を開始した時点の電流値を測定する。そして、このような多数の流速に対応した電流値のデータが、予めテーブルデータ等としてＲＯＭに記憶される。
【００２８】
次に、上記構成の地下水流測定装置を用いて、高流速（例えば数十ｍ〜数百ｍ／日）の地下水流を測定する場合を説明する。先ず、測定ケース１を予め穿設したボーリング孔に挿入し、測定ケース１を方位に対し正確に位置させて地下水中に入れる。
【００２９】
地下水中における測定ケース１内には格子枠３の周囲から地下水が流入し、ケース内に充満する。そして、空気管７からケース１内に空気を供給することにより、ケース内上部に所定の量の空気層を形成し、ケース内の水位を図６のように所定位置とする。このときのケース内の水位はケース内周面に設けた水位センサ９により検出される。
【００３０】
次に、測定開始と共に、マイクロコンピュータ１５は、図７のステップ１００を実行し、電流制御回路１８を制御して、フロートセンタリング用の電流（例えば約１ｍＡ程度）を電磁誘導コイル５に供給する。すると、電磁誘導コイル５の周囲に磁界が発生し、このとき、電磁誘導コイル５の内側に位置するフロート２の導体４には、その磁界によって生じる磁束の変化を打ち消す方向に誘導電流（うず電流）が発生する。また、この誘導電流と磁界の関係から、この導体には、フレミング左手の法則により、電磁誘導コイル５の中央に向う力（電磁力）が発生する。
【００３１】
このため、フロート２つまり導体４が測定ケース１つまり電磁誘導コイル５の中央に位置する場合、全ての方向から中央に向う均等な力を受け、フロート２は測定ケース１の中央位置に保持される。一方、フロート２が測定ケース１内の何れかの側に偏位して位置する場合、導体４が電磁誘導コイル５の一部に近づくことになる。この場合、導体４がその部分から受ける磁束密度は大きくなり、導体４に生じる誘導電流が増加し、導体４に生じる力（中央方向の力）もその部分で増大する。このため、その増大した力により、導体４つまりフロート２は、偏位位置から中央に向う力を受け、水流に抗して測定ケース１の中央に戻され、センタリングされる。
【００３２】
次に、マイクロコンピュータ１５は、ステップ１１０で、電磁誘導コイル５に供給しているセンタリング用の電流値を、電流制御回路１８を制御することにより、徐々に減少制御し、次のステップ１２０で、フロート２が中央位置から水流により移動を開始したか否かを判定する。そして、ステップ１１０と１２０を繰り返し実行し、水流による力がセンタリングの電磁力（中央位置に保持する力）に勝った時、フロート２が中央位置より移動を開始するから、その時点で、次のステップ１３０に進み、その電流値を記憶する。
【００３３】
フロート２がそのセンタリング位置から離れる際の位置の検出は、以下のように各電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２間の電圧値を測定して行なわれる。
【００３４】
即ち、先ず、定電流回路１１から各電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に交流の矩形電流が供給される。定電流回路１１からの電流は、図３、図４に示すように、電極Ｘ１、Ｘ２と電極Ｙ１、Ｙ２に交互に供給され、そのときの電極Ｙ１、Ｙ２と電極Ｘ１、Ｘ２から得られる電流が各々の回路に接続された電流電圧変換回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに送られる。
【００３５】
電流電圧変換回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにより電流信号は電圧信号に変換され、それらの電圧信号が整流回路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで直流電圧に変換される。そして、電極Ｙ１の電流Ｉｙ１に対応した電圧信号は比較器１４ａの反転入力に、電極Ｙ２の電流Ｉｙ２に対応した電圧信号は比較器１４ａの非反転入力に入力される。また、電極Ｘ１の電流Ｉｘ１に対応した電圧信号は比較器１４ｂの反転入力に、電極Ｘ２の電流Ｉｘ２に対応した電圧信号は比較器１４ｂの非反転入力に入力される。そして、比較器１４ａからは電流Ｉｙ１，Ｉｙ２の差に対応した差電圧が出力され、比較器１４ｂからは電流Ｉｘ１，Ｉｘ２の差に対応した差電圧が出力される。
【００３６】
例えば、図２に示すように、フロート２が電極Ｙ１方向に移動した場合、電極Ｘ１、Ｘ２よりみた電極Ｙ１の電気抵抗Ｒ１は、フロート２により電流が遮られるため、増大し、逆に、電極Ｘ１、Ｘ２よりみた電極Ｙ２の電気抵抗Ｒ２は、フロート２の影響が減少するため、減少する。同様に、フロート２が電極Ｘ１方向に移動した場合、電極Ｙ１、Ｙ２よりみた電極Ｘ１の電気抵抗Ｒ３は、フロート２により電流が遮られるため、増大し、逆に、電極Ｙ１、Ｙ２よりみた電極Ｘ２の電気抵抗Ｒ４は、フロート２の影響が減少するため、減少する。
【００３７】
ここで、抵抗Ｒ１等は、合成抵抗であるから、１／Ｒ１＝１／｛Ｒ（Ｘ１、Ｙ１）｝＋１／｛Ｒ（Ｘ２、Ｙ１）｝となり、抵抗Ｒ２は、１／Ｒ２＝１／｛Ｒ（Ｘ２、Ｙ２）｝＋１／｛Ｒ（Ｘ１、Ｙ２）｝となる。また、抵抗Ｒ３は、１／Ｒ３＝１／｛Ｒ（Ｘ１、Ｙ１）｝＋１／｛Ｒ（Ｘ１、Ｙ２）｝となり、抵抗Ｒ４は、１／Ｒ４＝１／｛Ｒ（Ｘ２、Ｙ２）｝＋１／｛Ｒ（Ｘ２、Ｙ１）｝となる。
【００３８】
したがって、図３に示すように、電源を電極Ｘ１、Ｘ２と電極Ｙ１、Ｙ２との間に接続して電流を供給し、電極Ｙ１に流れる電流Ｉｙ１と電極Ｙ２に流れる電流Ｉｙ２を測定し、電流Ｉｙ１とＩｙ２の差を求め、フロートのＹ軸方向の移動を測定する。同様に、図４に示す如く、電源を電極Ｘ１、Ｘ２と電極Ｙ１、Ｙ２との間に接続して電流を供給し、電極Ｘ１に流れる電流Ｉｘ１と電極Ｘ２に流れる電流Ｉｘ２を測定し、電流Ｉｘ１とＩｘ２の差を求め、フロートのＸ軸方向の移動を測定する。
【００３９】
次に、マイクロコンピュータ１５は、ステップ１４０において、上記ステップ１３０でフロート２が移動開始した時点の電流値に基づき、つまり、ＲＯＭに予め記憶された電流値に対する流速のデータテーブルを検索することにより、その電流値に対応した流速を算出する。算出された流速データは、メモリ等に書き込まれ、表示器１７に表示される。
【００４０】
このように、フロート２をセンタリングした状態で、電磁誘導コイル５の電流を徐々に低下させ、電磁力を徐々に下げていき、フロート２が移動を開始する時の電流値を求め、この電流値に基づき、水流の流速を測定するから、例えば流速が数十ｍ〜数百ｍ／日と非常に速い場合であっても、フロート２の移動範囲が約５mmと狭い範囲の測定装置で、正確に流速を測定することができる。
【００４１】
次に、ステップ１５０で、マイクロコンピュータ１５は電流制御回路１８を制御して、電磁誘導コイル５への供給電流を遮断する。これにより、電磁誘導コイル５による導体４（フロート２）への電磁力は消失し、フロート２は自由に移動可能な状態となるから、以後、水流によって流されることになる。
【００４２】
そして、次のステップ１６０にて、フロート２の移動方向から水流の流向を測定する。即ち、マイクロコンピュータ１５は、上記同様に、電極Ｘ１、Ｘ２と電極Ｙ１、Ｙ２との間に定電流回路１１を接続して電流を供給し、電極Ｙ１に流れる電流Ｉｙ１と電極Ｙ２に流れる電流Ｉｙ２を測定し、電流Ｉｙ１とＩｙ２の差を求めて、フロートのＹ軸方向の移動を測定する。同様に、電極Ｘ１、Ｘ２と電極Ｙ１、Ｙ２との間に定電流回路１１を接続して電流を供給し、電極Ｘ１に流れる電流Ｉｘ１と電極Ｘ２に流れる電流Ｉｘ２を測定し、電流Ｉｘ１とＩｘ２の差を求めて、フロートのＸ軸方向の移動を測定する。このようにして求めたＸ座標とＹ座標のデータは、所定時間毎にＸ・Ｙレコーダ１６に出力され、地下水流の方向がＸ・Ｙ座標上に記録され、水流の流向が求められる。
【００４３】
一方、流速が１日当り約９ｍ〜０．９ｍ／日の比較的遅い流速の地下水流を測定する場合には、電磁誘導コイル５に交流電流を供給してフロート２をセンタリングした後、電磁誘導コイル５への電流供給を遮断し、その後、上記ステップ１６０の処理と同様に、電極Ｙ１に流れる電流Ｉｙ１と電極Ｙ２に流れる電流Ｉｙ２を測定し、電流Ｉｙ１とＩｙ２の差を求めて、フロートのＹ軸方向の移動を測定し、同様に、電極Ｘ１に流れる電流Ｉｘ１と電極Ｘ２に流れる電流Ｉｘ２を測定し、電流Ｉｘ１とＩｘ２の差を求めて、フロートのＸ軸方向の移動を測定して、移動する時間と距離から、流速が算出される。
【００４４】
なお、上記実施例では、フロート２をセンタリングした状態で、電磁誘導コイルの電流を徐々に低下させ、フロート２が移動を開始する時の電流値を求め、この電流値に基づき、水流の流速を測定したが、フロート２をセンタリングした状態で、電磁誘導コイル５に供給する電流を、一定の微弱電流まで減少させ、フロート２にセンター方向の電磁力を生じさせたまま、この電磁力により負荷を与えられたフロート２が、水流により移動する際の移動距離と電流値から、高流速水流の流速を求めることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地下水流測定装置によれば、フロートをセンタリングするための電磁誘導コイルに電流を供給・制御する電流制御手段により、フロートに水流の向きと相反する電磁力を生じさせ、その電流値に基づき地下水流の流速を算出するから、フロートが移動する際の速度を測定する代わりに、フロートが受ける水流の力に対応したセンタリングの電磁力つまり電磁誘導コイルに流す電流値に基づき流速を算出するので、流速が比較的速く、狭いフロートの移動範囲で正確な流速が測定できない場合であっても、水流の流速を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す地下水流測定装置の斜視図である。
【図２】測定ケース内の電極と電気抵抗の基本的関係を示す説明図である。
【図３】電極Ｙ１とＹ２からの電流検出の説明図である。
【図４】電極Ｘ１とＸ２からの電流検出の説明図である。
【図５】地下水流測定装置のブロック構成図である。
【図６】測定ケース１の縦断面図である。
【図７】流速・流向測定の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−測定ケース、
２−フロート、
３−格子枠、
４−導体、
５−電磁誘導コイル、
７−空気管、
１５−マイクロコンピュータ
１８−電流制御回路
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２−電極。
【図１】
0004163358.tif 000002
【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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