特許 5663755 液面計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5663755

(24)【登録日】2014年12月19日

(45)【発行日】2015年2月4日

(54)【発明の名称】液面計

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/44 20060101AFI20150115BHJP

   G01F 23/00 20060101ALI20150115BHJP

   G01F 23/28 20060101ALI20150115BHJP

   G01F 23/284 20060101ALI20150115BHJP

   G01F 23/26 20060101ALI20150115BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/44

   G01F23/00 E

   G01F23/28 S

   G01F23/28 D

   G01F23/26 A

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-138095(P2014-138095)

(22)【出願日】2014年6月17日

【審査請求日】2014年6月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512120317

【氏名又は名称】有限会社北沢技術事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(72)【発明者】

【氏名】北澤 哲

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭５７−３８６００（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特許第２７７０１２６（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ ２３／

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測長ワイヤーとの接続点と液面間の液面距離を測定して液面距離測定値を送信する液面測定計を実装したディスプレーサと、
該ディスプレーサを吊り下げる測長ワイヤーと、
測長ワイヤー巻き取り部と、
前記ディスプレーサの一部が測定液面より上部に突出してバランスするように前記測長ワイヤーに対して、張力を付与する張力付与部と、
測長基準点高さから前記ディスプレーサの測長ワイヤーとの前記接続点までの測長ワイヤー長測定値を測定する測長ワイヤー長測定部と、
前記液面測定計で測定した前記液面距離測定値を受信し、該液面距離測定値を前記測長ワイヤー長測定値と加算することにより測定基準点高さと液面間の距離を求める演算装置と、
を具備する液面計。

【請求項2】

測長ワイヤーとの接続点と液面間の液面距離を測定して液面距離測定値を送信する液面測定計を実装したバランサーと、
該バランサーを吊り下げる測長ワイヤーと、
測長ワイヤー巻き取り部と、
前記バランサーの一部が測定液面より上部に突出した位置でバランスするように前記測長ワイヤーに対して、前記液面距離測定値を被制御量として巻き取り位置を制御する測長ワイヤー位置制御部と、
測長基準点高さから前記バランサーの測長ワイヤーとの前記接続点までの測長ワイヤー長測定値を測定する測長ワイヤー長測定部と、
前記液面測定計で測定した前記液面距離測定値を受信し、該液面距離測定値を前記測長ワイヤー長測定値と加算することにより測定基準点高さと液面間の距離を求める演算装置と、
を具備する液面計に用いられる給電装置であって、
前記測長ワイヤー巻き取り部で接地した導電体の前記測長ワイヤーと、
前記測長ワイヤーを２次側巻線とし、交流供給電源により励磁される１次側巻線とを有する送電側トランスで構成し、前記測長ワイヤーに給電する測長ワイヤー送電部と、
前記測長ワイヤーと前記バランサーとの接続点を受電側トランスの１次側の一端子と接続し、１次側の他の一端子は前記バランサーの導電性ケース部と電気的に接続し、前記導電性ケース部は導電性測定液を介して接地され、前記接地した導電体の前記測長ワイヤーとアースリターンによる閉ループ回路を構成し、前記受電トランスの１次側巻線を前記閉ループ回路の電流により励磁し、前記受電トランス２次側に給電し、前記液面測定計を給電負荷とする受電部と、
を具備する前記液面測定計の給電装置。

【請求項3】

請求項１に記載の液面計に用いられる給電装置であって、
前記測長ワイヤー巻き取り部で接地した導電体の前記測長ワイヤーと、
前記測長ワイヤーを２次側巻線とし、交流供給電源により励磁される１次側巻線とを有する送電側トランスで構成し、前記測長ワイヤーに給電する測長ワイヤー送電部と、
前記測長ワイヤーと前記ディスプレーサとの接続点を受電側トランスの１次側の一端子と接続し、１次側の他の一端子は前記ディスプレーサの導電性ケース部と電気的に接続し、前記導電性ケース部は導電性測定液を介して接地され、前記接地した導電体の前記測長ワイヤーとアースリターンによる閉ループ回路を構成し、前記受電トランスの１次側巻線を前記閉ループ回路の電流により励磁し、前記受電トランス２次側に給電し、前記液面測定計を給電負荷とする受電部と、
を具備する前記液面測定計の給電装置。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

【0001】

本発明は、
▲１▼測定水深が５ｍ以上の水位測定
▲２▼水面上にごみなどの障害物が存在し、水面上から電波、超音波などの照射による測定ができない水位測定
▲３▼水位以外の産業用途のタンクなどの液面測定
等に広く利用可能である。
本発明は水位以外の液面測定にも共通に高精度で安定に、利用可能であるが、発明の詳細な説明では水位計として説明する。

【背景技術】

【0002】

【特許文献1】特開平７−２９４３１６号公報

【非特許文献1】液位測定自動レベル計ＪＩＳ Ｂ ７５６０−１９９２ ｐ．７-９

【被特許文献】

【被特許文献１】

液位測定自動レベル計 ＪＩＳ Ｂ ７５６０−１９９２ ｐ．７−９

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

従来、河川、ダム、貯水池などの水位計には、機械的な方法としてフロート式が使用されている。この方式は水面の上昇下降にしたがって上下するフロートと重りでバランスをとり、バランス点において取付けたワイヤを巻き込むリールの回転角度から水位を換算するもので水位計測精度として±１ｃｍ程度が得られるが、大きな浮力を必要するために、フロートの径が大きくなり、フロートと保護管との距離を確保するために、土木構造物として大きな測水筒を必要とする。このために最近ではダム、大河川などの他はあまり使用されていない。
測定水面に接触して測定する接触式水位計として圧力式水位計が多く使用されている。
この方式は水深に比例した水圧を感圧素子で測定するもので、大気圧と比較して測定するために大気開放チューブを必要とし、このチューブから感圧部に湿気が入ったり、感圧部が河川等の土砂に埋もれると測定誤差の原因となる。このため、安定性が課題となっている。
非接触水位計としては超音波式水位計と電波式水位計が用いられている。
これらは、水面にセンサー部が接触しないために、経年的に安定な測定ができる。
しかし、超音波式、電波式ともセンサーからの距離によって、放射角度が広がり、放射角度内に超音波または電波を不要反射させる障害物により測定距離が制限を受ける。
なお、電波式は超音波式に比較して、測定距離が長く、測定精度が良く、測定スパンに関係なく±１ｃｍ程度の精度が得られる。
本発明の水位計はフロート式のように規模の大きい測水筒を必要とせず、圧力式水位計のように経年的な測定精度劣化の問題がなく、超音波式または電波式のように水面の浮遊物の影響、ビームの拡がりによる測定距離の制限を受けることなく、測定水深の制約が小さい水位計である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

測定水深として、５０ｍ以上の測定が可能な方法として、測長ワイヤーの長さ測定を利用し、水面の近傍で水面検知の方法として、短い距離測定用の超音波式水位計などを併用する２方式を併用することにより解決した。従来、測長ワイヤーが水面に接触して、水面を検知する方法として、触針式と呼ばれる水面で測長ワイヤーの先端に取り付けた電極棒が水面に接触した時の電気的導通状態を検知する方法が、従来、利用されたことがあるが、波浪等の影響を受けやすく、安定に導通状態の検知が困難なために、最近では使用例が少ない。
このため、水面検知の方法として、測長ワイヤーの先端にディスプレーサまたはバランサーを設けて、ディスプレーサまたはバランサーと水面の距離を正確に測定する方法で水面検知の課題を解決した。
ディスプレーサ（Ｄｉｓｐｌａｃｅｒ）とは液体を排除するものという意味を有しており、ディスプレーサ方式ではアルキメデスの原理により、液体を排除した液体体積だけ軽くなり、ディスプレーサの一部が液面上に突出した状態を保持して、ディスプレーサと液面の相対距離をディスプレーサに実装した液面計で測定することにより水面検知を行う。
バランサー方式では水面に接触することなく、水面より上部でバランスして静止し、バランサーと水面との相対距離をバランサーに実装した液面計で測定する。
すなわち、ディスプレーサ方式、バランサー方式とも深い水深は測長ワイヤーで測定し、ディスプレーサ、バランサーと水面との短い相対距離は液面計で測定して、両者を加算することにより、正確に水深を測定する。
ここで、ディスプレーサ方式では、ディスプレーサの一部分を液面上に突出した状態を保持する必要があるが、これはディスプレーサをある範囲の張力により吊り下げれば容易に保持できる。
すなわち、サーボ機構とか定張力スプリングで吊り下げる必要はなく、ディスプレーサの一部が液面上に突出可能な一定範囲の吊り下げ張力で吊り下げれば良いために、ゼンマイスプリングなどの安価な張力付与機構で実現できる。
バランサー方式では、バランサーを液面の近傍で液面より上部に保持する必要がある。
このために、バランサーに実装した液面計で液面との相対距離を測定して、相対距離が一定範囲になるように、測長ワイヤー位置制御部でモータにより測長ワイヤーの巻き上げ長さを位置制御する必要がある。
ディスプレーサ方式では、ディスプレーサは水中に接触するが、液面測定のセンサは超音波式液面計を利用すれば非接触方式とすることが可能である。
バランサー方式では、液面測定のセンサとして超音波式液面計を利用すれば、バランサー、液面センサとも測定水面に接触することなく液面測定が可能である。

【発明の効果】

【0005】

従来の水位計の課題を解決することにより得られる効果は以下による。
本発明の水位計は測長ワイヤーの測定値とディスプレーサまたはバランサーに実装した液面計の測定値を加算して水位を求めることを特徴とする。
第１に、従来の機械式のフロート式水位計の場合、フロートを水面に浮かべ、浮力によりフロートとカウンターウェイトが一定の張力でバランスさせる必要がある。この場合、フロートの口径は、本発明のディスプレーサに比較して大きくなり、保護管内に設置するためには、保護管との間に必要な離隔距離を取る必要がある。
このために、フロート式水位計設置のために、６００ｍｍφ程度の口径の測水筒が多く使用されている。本発明では、保護管を設置する場合の口径は１５０ｍｍφ程度で良い。
第２に、本方式では、ディスプレーサ方式の場合にディスプレーサに実装する水位計として、超音波式を採用すれば、水圧式水位計のように感圧部を水中に沈めて使用する接触式でないために、長期に亘って安定な測定ができる。
従来、ダムなど水深５０ｍ以上の場合、１５０ｍｍφ程度の保護管に圧力式水位計を入れて使用していたが、この保護管をそのまま利用して、本発明の水位計用に利用できる。
第３に、超音波式または電波式水位計は、送信超音波、送信電波ビームの広がりのために取付壁面からの離隔距離は測定水面の大きさに応じて定められていたが、本発明の方式では保護管中に設置することにより離隔距離が小さくてよい。
超音波式または電波式水位計は、水面浮遊物からの反射により影響を受けるが、本方式では影響を受けない。
第４に、レーザー式水位計では、一般に水面反射用にフロートを必要とするが、本方式では、ディスプレーサまたはバランサーに実装する水位計として、超音波式を採用すれば、フロートは必要としない。
第５に、測定精度として、本発明の水位計はレーザー水位計と同様の精度が期待でき、従来方式で最も高精度である電波式水位計の精度と同等の精度が期待できる。
第６に、ディスプレーサ方式では、測長ワイヤー巻き取り部、張力付与部、測長ワイヤー長測定部は、ワイヤスケールリニアエンコーダと呼ばれているユニットにより構成でき、ディスプレーサに実装する液面測定計は測定スパンが数１０ｃｍ以下の安価な液面計が採用できるために、全体の液面計は低価格化が期待できる。
第７に、バランサー方式では、測長ワイヤー巻き取り部、測長ワイヤー長測定部は、ディスプレーサ方式と同じ構成であり、測長ワイヤー位置制御部はモータの位置制御により構成でき、ディスプレーサに実装する液面測定計は、ディスプレーサ方式と同様の測定スパンが数１０ｃｍ以下の安価な液面計が採用できるために、全体の液面計はディスプレーサ方式と同様に低価格化が期待できる。

【発明を実施するための最良の形態】

【0006】

本発明の［請求項１］はディスプレーサ方式であり、基本構成を図１代表図 に示す。
▲１▼ディスプレーサ１は測長ワイヤーとディスプレーサとの接続点６により測長ワイヤー９と接続され、測長ワイヤー９により、吊り下げられている。
▲２▼測長ワイヤー９は測長ワイヤー巻き取り部１２を介して張力付与部１３により張力を付与され、この張力はディスプレーサ１の一部分が、測定液面５から突出する位置でバランスする値に設定する。
このための、張力付与部１３が測長ワイヤー９に付与する張力Ｆは、
ディスプレーサ１の容積をＶ、質量をＷ、測定液の密度をγ、重力の加速度をｇとすれば、
Ｗ×ｇ−Ｖ×γ＜Ｆ＜Ｗ×ｇ
となり、Ｆは一定の値でなく、付与する張力Ｆは可変値となる。
すなわち、ディスプレーサ１の一部分が、測定液面５から突出する位置でバランスするために付与する張力Ｆの制御は容易である。
▲３▼このバランスした状態の測長ワイヤー９の長さとして、測長ワイヤー長７は測長基準点高さ１０と測長ワイヤーとディスプレーサとの接続点６との距離は測長ワイヤー長測定部１４で測定なものとする。
▲４▼測長ワイヤーとディスプレーサとの接続点６と測定液面５との距離は液面距離８として、ディスプレーサ１に実装した液面測定計２の液面測定部４で測定する。
▲５▼上記で測定した測長ワイヤー長７と液面距離８は演算装置１５で加算し、測長基準点高さ１０と測定液面５間の液面計の測定値となる。

【0007】

本発明の［請求項１］の構成例を図２ に示す。
▲１▼本構成例では測長ワイヤー巻き取り部１２は回転軸２１を軸としたドラムにより構成し、張力付与部１３はゼンマイ等の弾性体により測長ワイヤー９に張力を付与している。測長ワイヤー長測定部１４は回転軸２１を軸としたロータリーエンコーダにより構成しており、エンコーダの回転角と測長ワイヤー長測定値はリニアな関係にある。
なお、測長ワイヤー９、測長ワイヤー巻き取り部１２、張力付与部１３、測長ワイヤー長測定部１４は一体的に構成されたユニットが「ワイヤスケールリニアエンコーダ」等の名称で複数の会社から市販されている。参考に、ドイツ国の会社 ＴＲ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ．のカタログより仕様例を以下に示す。

▲２▼［請求項１］構成例 図２において、ディスプレーサ１の構成方法は液面測定計２の液面測定部４の測定方式により違いがある。図３は液面測定部４が超音波方式の場合である。超音波距離計超音波送受信器２６は超音波測定計２の下部に配置している。
ディスプレーサ１の一部分は液面より突出してバランスするために、円筒型のディスプレーサ質量調整部２７を設置している。超音波距離計超音波送受信器２６から送信波は円筒内の水面で反射して超音波受信器で受信して、水面までの距離を測定する。
超音波距離計距離測定可能範囲（Ｌ５）３３は図３に示す範囲である。測長ワイヤーに付与される張力により、ディスプレーサ１が液面上でバランスする位置は、Ｌ３測長ワイヤー張力範囲のバランス液面３５の範囲にある。上限Ａは測長ワイヤー最小張力のバランス液面３４であり、下限Ｂは測長ワイヤー最大張力のバランス液面３６である。
測長ワイヤーに付与する張力の可変範囲はスプリング等の弾性体のバネ係数により大きな範囲で替えることができる。また、超音波距離計距離測定可能範囲（Ｌ５）３３も０．０５〜２ｍ程度の範囲で容易に変更できる。従って、ディスプレーサ質量調整部高さ（Ｌ４）３０を質量の調整により変更して、ディスプレーサ１のバランスする液面は超音波距離計距離測定可能範囲（Ｌ５）３３内に入れることが容易に可能である。
ディスプレーサ１の構成方法として、図４は液面測定部４がガイドパルス方式の場合である。ガイドパルス方式液面計はプローブ３７上にパルス信号を伝達して、液面で反射するパルス信号を受信し、パルス信号の送信から受信までの時間から距離を測定する。検出距離をＬ、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣとすると、検出距離はＬ＝１／２×Ｔ×Ｃの計算式で求める。プローブ３７が液面中に接触する必要があること以外については、ディスプレーサ質量調整部２７は円筒形であること、距離測定可能範囲、測長ワイヤーの張力範囲と測長ワイヤーのバランス液面との関係等は超音波方式と同様である。
ディスプレーサ１の構成方法として、図５は静電容量方式の場合である。液面測定部４のセンサ部分が静電センサ電極４０としている。静電容量方式ではディスプレーサ質量調整部２７の形状は円柱形とすることができる。フレキシブルな静電センサ電極４０はディスプレーサ質量調整部２７の円柱表面に上下方向に取付けて、液面に浸かっている高さを計測する。超音波方式、ガイドパルス方式、静電容量方式のいずれの方式も図１代表図に示す測長ワイヤーとディスプレーサとの接続点６と測定液面５間の距離として、液面距離８を液面測定計２により求めることができる。

【0008】

本発明の［請求項２］はバランサー方式であり、基本構成を図６に示す。
（１）バランサー１８は測長ワイヤーとバランサーとの接続点１９により測長ワイヤー９と接続され、測長ワイヤー９により、吊り下げられている。
（２）測長ワイヤー９は測長ワイヤー巻き取り部１２を介して測長ワイヤー位置制御部２０により巻き上げまたは巻き下げが行われバランサー１８の位置が決められる。この位置は液面測定計２により、測長ワイヤーとバランサーとの接続点１９と測定液面５の距離である液面距離８により決められ、バランサーが測定液面５より、上部でバランスするようにきめるものとする。すなわち液面距離８が一定の範囲に収まるように測長ワイヤー位置制御部２０が液面距離８の計測値により制御する。
位置制御は液面距離８の基準値をあらかじめ決めておき、この基準値から液面距離８が±β内にある（許容不感帯にあると称す）ときは、位置制御動作を行わない。液面距離８が±βから外れたとき（不感帯外にあると称す）、測長ワイヤー位置制御部は補正動作を行い液面距離８を±α以内（収束不感帯内にあると称す）に制御する。ここでα、βは設定値であり、α＜βである。
（３）このバランスした状態の測長ワイヤー９の長さとして、測長ワイヤー長７は測長基準点高さ１０と測長ワイヤーとバランサーとの接続点１９との距離は測長ワイヤー長測定部１４で測定するものとする。
（４）測長ワイヤーとバランサーとの接続点１９と測定液面５との距離は液面距離８として、バランサー１８に実装した液面測定計２の液面測定部４で測定する。
（５）上記で測定した測長ワイヤー長７と液面距離８は演算装置１５で加算し、測長基準点高さ１０と測定液面５間の液面計の測定値となる。

【0009】

本発明の［請求項２］の構成例を図７に示す。
（１）本構成例では測長ワイヤー巻き取り部１２は回転軸２１を軸としたドラムにより構成し、測長ワイヤー位置制御部２０は液面測定計２により測定した液面距離８を信号受信部１６で受信して、液面距離８の基準値からの偏差により、位置制御モータ駆動回路２３によりモータ２２により、回転軸２１に結合した測長ワイヤー巻き取り部１２によりバランサーの位置制御動作を行う。
この基準値から液面距離８の偏差が許容不感帯±β内にあるときは、位置制御動作を行わない。液面距離８の偏差が±βから外れたとき、測長ワイヤー位置制御部は補正動作を行い液面距離８の偏差を収束不感帯±α以内に制御する。
測長ワイヤー長測定部１４は回転軸２１を軸としたロータリーエンコーダにより構成しており、エンコーダの回転角と測長ワイヤー巻き取り部１２から繰り出された測長ワイヤー９の測長ワイヤー長７はリニアな関係にある。
（２）［請求項２］構成例図７において、バランサー１８の構成方法は液面測定計２の液面測定部４の測定方式により違いがある。距離センサ部分が液面に接触しない方式として図８は液面測定部４が超音波方式でバランサー質量調整部４３の一部分が測定液中にある場合の例を示している。超音波距離計超音波送受信器２６は超音波測定計２の下部に配置している。バランサー質量調整部４３は、ディスプレーサ方式の場合は、液面上にディスプレーサの一部分が突出するよう質量を調整する機能を有しているが、バランサー質量調整部４３の機能は、自重で降下する機能を有している。バランサー１８の測長ワイヤー位置制御部２０による位置制御の中心位置は測定中心液面４７とする。液面の変動により測定中心液面４７より測定液面５が変動し許容不感帯４９を外れたとき、測定中心液面４７を目標値として、収束不感帯４８に入るよう位置制御する。収束不感帯４８に一度入った場合は、許容不感帯４９を外れるまで、測長ワイヤーの位置制御は行わない。
液面距離８の測定値と測長ワイヤー長７を加算して液面計の測定値とする。

【0010】

［請求項３］は［請求項１］のディスプレーサ方式および［請求項２］バランサー方式において、液面測定計２の電源供給を行う給電装置である。
液面測定計２の電源供給は２次電池で一般に可能であるが、屋外で連続的に水位を測定する水位計においては、電池の交換をディスプレーサ１またはバランサー１８を水面から引き上げて交換する不便を除くために液面測定計２の電源供給を測長ワイヤー９によりおこなう方法を提供するものである。測長ワイヤー９はステンレスの撚線が多く使用され、単芯ワイヤーである。このため、単芯ワイヤーによる電源供給は大地を帰路とするアースリターンにより、ループ回路を構成して行う。図９はディスプレーサ方式、図１０はバランサー方式の給電装置の構成例を示している。両者とも測長ワイヤー巻き取り部１２において測長ワイヤーの接地５４に示すように、測長ワイヤー９を接地する。アースリターンはディスプレーサ方式では導電性ディスプレーサケース６３、バランサー方式では導電性バランサーケース６４の一部分が測定液中にあり、測定液の液体抵抗をとおして接地され、測長ワイヤーの接地５４とループ回路を構成する。測長ワイヤー９への電力供給は交流供給入力電源５０を定電流駆動回路５２により、送電トランス５１の１次側巻線を励磁して、２次巻線側の測長ワイヤー９へ電磁誘導により給電する。給電された測長ワイヤー９は測長ワイヤーとディスプレーサとの接続点６または測長ワイヤーとバランサーとの接続点１９では機械的に接続されるが電気的には接続されず受電トランス５５の１次巻線をとおして、導電性ディスプレーサケース６３または導電性バランサー６４と電気的に接続しアースリターン回路を構成する。定電流駆動回路５２により励磁する目的は、接地された測定液の導電率が水位計の設置場所により変化しても、安定して測長ワイヤー９に定電流を流すためである。測長ワイヤー９に給電された電力はディスプレーサ１またはバランサー１８に実装した受電トランス５５の１次巻線に測長ワイヤー９に流した定電流により１次巻線を励磁して、電磁誘導により２次巻線側に変換し、整流回路５６、充電回路５７を介して蓄電池５８に充電する液面測定計受電部５９を構成し、直流出力電源６０として、液面測定計２の電源供給を行う。
なお、測長ワイヤーは保護管等との接触が考えられる場合には測長ワイヤー９は絶縁被覆をおこなうものとする。

【実施例1】

【0011】

［請求項１］のディスプレーサ方式および［請求項２］バランサー方式において、測定液面は静止液面でなく、流れ、波浪により変動している。また、ディスプレーサ、バランサー、測長ワイヤーは風圧加重を受けている。これらの影響により液面が変動する。
また、塵介物などがディスプレーサに衝突して液面測定値に影響を与える。このため、多くの場合に、図１１に示すように、液面計の周囲に保護管４１を設ける。
保護管４１には測定液出入穴４２を設ける。図１１は［請求項１］のディスプレーサ方式の例を示しているが［請求項２］バランサー方式の場合も同様である。

【実施例2】

【0012】

［請求項１］のディスプレーサ方式において、液面測定計２の信号を演算装置１５に送信する手段として、無線信号により伝送する。
図１２に無線信号伝送の構成を示す。液面測定計２に無線信号送信部２４、演算装置１５に無線信号受信部２５を設けて、液面距離８を伝送する。
適用する無線として、小形化が可能なものとして、９２０ＭＨｚ ＺＩＧＢＥＥ、４２９ＭＨｚ特定小電力無線、３５１ＭＨｚディジタル簡易無線等とする。
［請求項２］バランサー方式においても、液面測定計２の信号を送信する手段として、無線信号により伝送する。
バランサー方式においては演算装置１５に送信するほか、測長ワイヤー位置制御部２０にも同じ信号を伝送する。
図１３に無線信号伝送の構成を示す。液面測定計２に無線信号送信部２４、演算装置１５に無線信号受信部２５を設けて、液面距離８を伝送する。測長ワイヤー位置制御部２０に対しても無線信号受信部２５を設けて、液面距離８を伝送する。
適用する無線はディスプレーサ方式の場合と同様である。

【実施例3】

【0013】

水位計として、本発明を適用する場合、河川、調整池等において、水位計の保護管の垂直設置が困難な場合がある。この場合、［請求項１］のディスプレーサ方式の適用方法を図１４に示す。本図においては、保護管４１がθ２だけ、垂直軸に対して傾いている。
この場合、ディスプレーサ１が保護管４１の内壁に沿って、滑って上または下に移動する。
従って、ディスプレーサ１の保護管４１に対する滑り摩擦力に相当する張力だけ、張力付与部１３の引出時と引終端時の張力を調整することにより、ディスプレーサ１が水面から一部分だけ突出した状態でバランスして静止させることが可能である。
この場合の液面計の測定値として求める測定基準点高さ１０と測定液面５間の距離は、測長ワイヤー９が垂直軸に対して傾いている角度θ１は保護管４１が垂直軸に対して傾いている角度θ２とほぼ同じとして、
（測長ワイヤー長７＋液面距離８）×ＣＯＳ（θ２）
として求めることができる。
また、［請求項２］バランサー方式の場合についても、バランサー１８の位置はバランサー１８の保護管４１に対する滑り摩擦力に依存せず、測長ワイヤー位置制御部２０により定まるため、ディスプレーサ方式と同様に保護管４１が垂直軸に対して傾いている角度θ２の補正を行うことにより、本発明の適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】代表図［請求項１］ディスプレーサ方式に対応した基本構成図

【図2】［請求項１］ディスプレーサ方式に対応した構成例

【図3】［請求項１］ディスプレーサ方式に対応した超音波方式のディスプレーサの構成例

【図4】［請求項１］ディスプレーサ方式に対応したガイドパルス方式のディスプレーサの構成例

【図5】［請求項１］ディスプレーサ方式に対応した静電容量方式のディスプレーサの構成例

【図6】［請求項２］バランサー方式に対応した基本構成図

【図7】［請求項２］バランサー方式に対応した構成例

【図8】［請求項２］バランサー方式に対応した超音波方式のバランサーの構成例

【図9】［請求項３］ディスプレーサ方式に対応した液面測定計に電源供給を行う給電装置の構成例

【図10】［請求項３］バランサー方式に対応した液面測定計に電源供給を行う給電装置の構成例

【図11】保護管の構成例

【図12】ディスプレーサ方式に対応した液面距離を伝送する無線信号伝送の構成例

【図13】バランサー方式に対応した液面距離を伝送する無線信号伝送の構成例

【図14】垂直設置が困難な保護管に対する水位計設置例

【要約】

【課題】水深が５〜１００ｍ程度の水位測定を高精度、低価格かつ安定に測定することが課題である。特に、圧力式水位計などセンサ部分が水に触れる接触式よる不安定性の改善が課題である。
【解決手段】張力を付与された測長ワイヤーの先端に取り付けたディスプレーサまたはバランサーまでの測長ワイヤー測定値と別途短スパンの水位計で測定したディスプレーサまたはバランサーと測定水面までの液面距離測定値を加算することにより解決した。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図9】

【図11】

【図12】

【図8】

【図10】

【図13】

【図14】