特許 6028638 観測システム、観測装置および観測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6028638

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】観測システム、観測装置および観測方法

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/18 20060101AFI20161107BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/18

【請求項の数】5

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-55101(P2013-55101)

(22)【出願日】2013年3月18日

(65)【公開番号】特開2014-181941(P2014-181941A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2015年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100116001

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】田中 恭平

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第２８８５０６３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 実開昭６２−１９９６３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平９−１６６４７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ２３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置され、前記基準位置における前記液体の圧力および温度を測定する第１センサと、
前記基準位置から予め決められた高さを参照液位として、前記液位と前記参照液位との一致を検知する第２センサと、
前記第１センサから得られる前記液体の圧力および温度と前記液体中に含まれる溶質の濃度とから前記液位を算出し、算出した前記液位を観測結果として出力する第１算出部と、前記第２センサにより前記液位と前記参照液位との一致が検知された場合に、前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力および温度と前記参照液位とから、前記溶質の濃度を求める第２算出部とを有する観測装置とを備え、
前記第１算出部は、前記第２算出部により得られた前記溶質の濃度を用いて前記液位を算出する
ことを特徴とする観測システム。

【請求項2】

請求項１に記載の観測システムにおいて、
前記第２センサは、前記液位が変動する範囲内に設けられた複数の参照液位と、前記液位との一致を検知する
ことを特徴とする観測システム。

【請求項3】

請求項２に記載の観測システムにおいて、
前記参照液位の一つは、前記液位が変動する範囲の中点に設けられる
ことを特徴とする観測システム。

【請求項4】

液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置された第１センサから、前記基準位置における前記液体の圧力および温度を示す測定結果を受け、前記測定結果と前記液体に含まれる溶質の濃度とから前記液位を算出する第１算出部と、
前記基準位置から予め決められた高さを参照液位として、前記液位と前記参照液位との一致が検知された場合に、前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力および温度を示す測定結果と前記参照液位とから、前記溶質の濃度を求める第２算出部とを備え、
前記第１算出部は、前記第２算出部により得られた前記溶質の濃度を用いて、前記液位を算出する
ことを特徴とする観測装置。

【請求項5】

液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置された第１センサにより、前記基準位置における前記液体の圧力および温度を測定し、
別の第２センサにより、前記第１センサの設置位置を基準とする前記液位と基準位置から予め決められた高さを参照液位として、前記液位と前記参照液位との一致が検知された場合に、
前記参照液位と前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力および温度とから、前記液体に含まれる溶質の濃度を求め、
前記第２センサにより、前記一致が検知されていない場合に、
前記一致の検知に応じて求められた溶質の濃度と前記第１センサによる測定で得られた前記圧力および温度とから、前記液位を示す観測結果を取得する
ことを特徴とする観測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、観測システム、観測装置および観測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

河川などの水位を観測する場合に、川底などに設置した圧力センサで得られる水圧と観測箇所における水の密度と圧力センサの位置を基準とする水位との間に式(１)に示す関係があることを利用して、水位を求める観測システムがある(例えば、特許文献１参照)。ここで、式(１)において、符号ｐは、圧力センサで得られた水圧を示し、符号ρは、水の密度を示し、符号ｇは、重力加速度を示し、符号ｈは、圧力センサが設置された位置を基準とする水位を示す。
ｐ＝ρ×ｇ×ｈ ・・・（１）
ところで、上述の圧力センサを用いた観測システムにより、汽水域における水位を観測する際には、汽水に含まれる塩分濃度により、汽水の密度が淡水の密度とは異なっていることを考慮することが望ましい。

【0003】

例えば、圧力センサを用いて液位を検知する際に、液体を加熱した際の温度変化量に基づいて液体の濃度を識別し、識別した液体の濃度から求めた液体の密度により、水位の検知結果を補正する技術が提案されている(特許文献１参照)。

【0004】

また、汽水や海などの塩水の密度は、式(２)に示すように、塩分濃度と水温との関数として求められることが知られている(例えば、非特許文献１参照)。なお、式(２)は、国連教育科学文化機関(UNESCO: United Nations Educational, Scientific and cultural Organization)によって１９８３年に定義された海水の密度を示す状態方程式であり、塩水の密度と塩分濃度と水温との関係を示す式の一例である。また、式(２)において、符号ρは汽水の密度を示し、符号Ｓは塩分濃度を示し、符号Ｔは水温を示す。

【0005】

【数1】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−３１３０７９号公報

【特許文献2】特開２００７−２４０５３７号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】「第１章支配方程式」気象庁気象研究所 [online],[平成２５年２月１４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mri-jma.go.jp/Publish/Technical/DATA/VOL_47/47_005.pdf ＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

汽水域に設置した圧力センサを用いて水位を観測する場合に、設置時などに測定した塩分濃度と水温の測定結果と上述した式(２)とから、観測箇所における汽水の密度を推定し、推定した汽水の密度を水位の観測に用いる場合もある。

【0009】

しかしながら、汽水域における塩分濃度は、潮の干満とともに変動するため、塩分濃度が設置時から変化すれば、上述した式(２)に基づいて推定した汽水の密度に誤差が生じてしまう。

【0010】

一方、水圧および水温を測定するセンサの他に、例えば、特許文献１で提案された技術などによって塩分濃度を測定するセンサを新たに設けると、観測システムのコストを上昇させてしまう。

【0011】

また、塩分濃度を測定するセンサによって得られる測定結果は、あくまでも当該センサが設置された深さにおける塩分濃度である。このため、測定された塩分濃度から求めた汽水の密度は、圧力センサで得られた水圧と上述した式(１)の関係とを用いて水位を観測する際に用いる汽水の密度としては望ましくない場合がある。なぜなら、汽水域における塩分濃度は深さ方向で異なっている場合があるにもかかわらず、測定された塩分濃度には、深さ方向での不均一性が反映されないためである。

【0012】

一つの側面では、本発明は、溶質の濃度が変動する液体の液位の測定精度の向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

一つの観点によれば、観測システムは、液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置され、基準位置における液体の圧力および温度を測定する第１センサと、基準位置から予め決められた高さを参照液位として、液位と参照液位との一致を検知する第２センサと、第１センサから得られる液体の圧力および温度と液体中に含まれる溶質の濃度とから液位を算出し、算出した液位を観測結果として出力する第１算出部と、第２センサにより液位と参照液位との一致が検知された場合に、第１センサによる測定で得られた液体の圧力および温度と参照液位とから、溶質の濃度を求める第２算出部とを有する観測装置とを備え、第１算出部は、第２算出部により得られた溶質の濃度を用いて液位を算出する。

【0014】

また、別の観点によれば、観測装置は、液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置された第１センサから、基準位置における液体の圧力および温度を示す測定結果を受け、測定結果と液体に含まれる溶質の濃度とから液位を算出する第１算出部と、基準位置から予め決められた高さを参照液位として、液位と参照液位との一致が検知された場合に、第１センサによる測定で得られた液体の圧力および温度を示す測定結果と参照液位とから、溶質の濃度を求める第２算出部とを備え、第１算出部は、第２算出部により得られた溶質の濃度を用いて、液位を算出する。

【0015】

更に別の観点によれば、観測方法は、液位が変化する液体中の予め決められた基準位置に設置された第１センサにより、基準位置における液体の圧力および温度を測定し、別の第２センサにより、第１センサの設置位置を基準とする液位と基準位置から予め決められた高さを参照液位として、液位と参照液位との一致が検知された場合に、参照液位と第１センサによる測定で得られた液体の圧力および温度とから、液体に含まれる溶質の濃度を求め、第２センサにより、一致が検知されていない場合に、一致の検知に応じて求められた溶質の濃度と第１センサによる測定で得られた圧力および温度とから、液位を示す観測結果を取得する。

【発明の効果】

【0016】

濃度が変動する液体の液位の測定精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】観測システム、観測装置および観測方法の一実施形態を示す図である。

【図2】図１に示した観測システムの動作を示す図である。

【図3】観測システム、観測装置および観測方法の別実施形態を示す図である。

【図4】観測システム、観測装置および観測方法の別実施形態を示す図である。

【図5】図４に示した濃度テーブルの例を示す図である。

【図6】図４に示した密度テーブルの例を示す図である。

【図7】図１、図３および図４に示した観測システムおよび観測装置のハードウェア構成例を示す図である。

【図8】図７に示した観測システムおよび観測装置の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づいて、実施形態を説明する。

【0019】

図１は、観測システム、観測装置および観測方法の一実施形態を示す。

【0020】

図１に示した観測システム１０は、測定センサ１１と、検知センサ１２と、観測装置１３とを含んでおり、また、観測装置１３は、第１算出部１３１と、第２算出部１３２とを含んでいる。また、観測装置１３は、例えば、通信回線などを介して、上位の装置である監視センタ１に接続されており、監視センタ１に観測結果を送出するとともに、監視センタ１から観測の開始あるいは終了などの指示を受けることができる。

【0021】

測定センサ１１は、河川の汽水域などに設けられた所定の観測箇所に設置され、観測箇所に存在する汽水Ｌｑについて水圧および水温を測定する。測定センサ１１は、例えば、圧力センサと温度センサとを１つのパッケージにまとめることで実現してもよい。

【0022】

ここで、汽水Ｌｑは、観測箇所に存在する液体の一例であり、汽水Ｌｑについて測定される水圧および水温は、液体について測定される圧力および温度の一例である。即ち、図１に示した測定センサ１１は、観測箇所に存在する液体について圧力および温度を測定する第１センサの一例である。なお、測定センサ１１を設置する観測箇所は、川底あるいは海底に接触する位置であってもよいし、川底あるいは海底から所定の高さの位置であってもよい。

【0023】

検知センサ１２は、測定センサ１１の近傍に固定されており、測定センサ１１の位置を基準として所定の高さＨｒで示される位置に、汽水Ｌｑの水面を検知する検知部Ｄｅｔを有している。例えば、検知センサ１２は、測定センサ１１を川底に固定するための固定治具に、検知部Ｄｅｔを取り付けることで実現してもよい。

【0024】

図１に示した検知センサ１２によれば、測定センサ１１の位置を基準とした汽水Ｌｑの水面の高さ、即ち、汽水Ｌｑの水位ｈと所定の高さＨｒで示される液位との一致を検知することができる。即ち、図１に示した検知センサ１２は、液位と所定の参照液位との一致を検知する第２センサの一例である。以下の説明では、測定センサ１１の位置を基準として高さＨｒで示される液位を、参照液位Ｈｒと称する。

【0025】

なお、検知センサ１２に含まれる検知部Ｄｅｔが固定される位置、即ち、参照液位Ｈｒは、例えば、観測箇所における潮の干満などによって汽水Ｌｑの水位ｈが変動する範囲ｄＬに含まれる位置に設定することが望ましい。

【0026】

図１に示した観測装置１３の第１算出部１３１は、測定センサ１１で得られる汽水Ｌｑの水圧および水温を示す測定結果を受ける。また、第２算出部１３２は、検知センサ１２により、汽水Ｌｑの水位ｈと上述の参照液位Ｈｒとの一致が検知された場合に、測定センサ１１１で得られた測定結果を受ける。

【0027】

第１算出部１３１は、測定センサ１１から得られる水圧および水温と所与の溶質の濃度、即ち、所与の塩分濃度とから汽水Ｌｑの水位ｈを算出し、算出した汽水Ｌｑの水位ｈを観測装置１３による観測結果として出力する。

【0028】

第１算出部１３１は、汽水Ｌｑの水位ｈを算出する際に、式(１)で示した汽水Ｌｑの水位ｈと水圧と密度とについての関係と、上述した式(２)で示した汽水Ｌｑの密度と塩分濃度と水温とについての関係とを用いてもよい。

【0029】

第１算出部１３１は、まず、式(２)で示される関係に基づいて、測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水温と所与の塩分濃度とから汽水Ｌｑの密度を求めてもよい。例えば、第１算出部１３１は、測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水温と所与の塩分濃度とを、上述の式(２)に代入することにより、汽水Ｌｑの密度を求めてもよい。

【0030】

次いで、第１算出部１３１は、求めた汽水Ｌｑの密度と測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水圧とから、上述の式(１)で示される関係に基づいて、汽水Ｌｑの水位ｈを求めてもよい。例えば、第１算出部１３１は、上述の式(２)から求めた汽水Ｌｑの密度と測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水圧とを代入した式(１)を、汽水Ｌｑの水位ｈについて解くことで、汽水Ｌｑの水位ｈを求めてもよい。

【0031】

第２算出部１３２は、検知センサ１２により、汽水Ｌｑの水位ｈと参照液位Ｈｒとの一致が検知された際に測定センサ１１で得られた水圧および水温と参照液位Ｈｒとから、汽水Ｌｑの塩分濃度を求める。ここで、第２算出部１３２は、汽水Ｌｑの塩分濃度を求める際に、参照液位Ｈｒとして予め設定された値を用いてもよい。

【0032】

第２算出部１３２は、汽水Ｌｑの塩分濃度を求める際に、式(１)で示した汽水Ｌｑの水位ｈと水圧と密度とについての関係と、上述した式(２)で示した汽水Ｌｑの密度と塩分濃度と水温とについての関係とを用いてもよい。

【0033】

第２算出部１３２は、まず、参照液位Ｈｒと測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水圧とから、上述の式(１)で示される関係に基づいて、汽水Ｌｑの密度を求めてもよい。例えば、第２算出部１３２は、参照液位Ｈｒを示す値と測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水圧を示す値とを代入した式(１)を、式(１)において符号ρで示した汽水Ｌｑの密度について解くことで、汽水Ｌｑの密度を求めてもよい。

【0034】

次いで、第２算出部１３２は、求めた汽水Ｌｑの密度と測定センサ１１から得られる水温とから、上述の式(２)で示される関係に基づいて、汽水Ｌｑの水位ｈが参照液位Ｈｒに一致した時点における汽水Ｌｑの塩分濃度を求めてもよい。例えば、第２算出部１３２は、上述の式(１)から求めた汽水Ｌｑの密度と測定センサ１１から得られる水温とを代入した式(２)を、式(２)において符号Ｓで示した汽水Ｌｑの塩分濃度について解くことにより、汽水Ｌｑの塩分濃度を求めてもよい。

【0035】

ここで、汽水Ｌｑの水位ｈが図１に示した参照液位Ｈｒに一致した際に得られた水圧は、測定センサ１１の設置位置と水面との間に存在する汽水Ｌｑの重さを反映している。したがって、第２算出部１３２が、参照液位Ｈｒと測定センサ１１から得られる汽水Ｌｑの水圧とから求めた密度の値は、測定センサ１１の設置位置と水面との間に存在する汽水Ｌｑにおける深さ方向に不均一な塩分濃度を平均化した塩分濃度を反映している。故に、第２算出部１３２によって得られる塩分濃度の値は、測定センサ１１の設置位置と水面との間に存在する汽水Ｌｑにおける深さ方向に不均一な塩分濃度を平均化した値を示す。

【0036】

したがって、図１に示した第２算出部１３２によれば、深さ方向に不均一な塩分濃度を持つ汽水Ｌｑについて、例えば、汽水Ｌｑの水面が図１に示した参照液位Ｈｒに一致するごとに、深さ方向の不均一性を平均化した値を持つ塩分濃度を求めることができる。

【0037】

また、第２算出部１３２は、汽水Ｌｑの塩分濃度を求めるごとに、得られた汽水Ｌｑの塩分濃度で、第１算出部１３１で用いる塩分濃度を更新することで、汽水Ｌｑの水位ｈの算出に用いる塩分濃度を較正する。

【0038】

つまり、図１に示した第２算出部１３２によれば、汽水Ｌｑの水面が図１に示した参照液位Ｈｒに一致するごとに、第１算出部１３１で汽水Ｌｑの水位ｈの算出に用いる塩分濃度を較正することができる。

【0039】

このような較正を行うことにより、観測箇所の汽水Ｌｑの塩分濃度が、潮の干満などによって時間的に変動した場合にも、第１算出部１３１は、最近に較正された塩分濃度を用いて水位ｈの算出を行うことができる。また、第１算出部１３１は、較正された塩分濃度を用いて汽水Ｌｑの水位ｈを求めることで、例えば、ある深さにおいて測定された塩分濃度を用いて汽水Ｌｑの水位ｈを求めた場合に比べて、誤差の少ない観測結果を取得することができる。

【0040】

すなわち、本件開示の観測システム１０によれば、河川の汽水域での汽水Ｌｑのように、深さ方向に溶質の濃度が不均一であって、更に、溶質の濃度が時間的に変動する液体についても、測定された圧力に基づいて、従来に比べて誤差の少ない液位を取得できる。

【0041】

ここで、例えば、範囲ｄＬの中点に相当する参照液位Ｈｒを設定するように検知センサ１２の検知部Ｄｅｔを配置すれば、汽水Ｌｑの水面は、潮汐による差の大きさにかかわらず、潮の満ち引きの過程においてそれぞれ参照液位Ｈｒを通過する。したがって、範囲ｄＬの中点などに参照液位Ｈｒを設定した検知センサ１２を用いれば、汽水Ｌｑの水面が参照液位Ｈｒを通過する頻度を高めることができるので、第２算出部１３２によって塩分濃度を算出する機会も増大する。即ち、第２算出部１３２で算出された塩分濃度により、第１算出部１３１で水位ｈの算出に用いる塩分濃度を較正する機会も増大させることができる。

【0042】

なお、検知部Ｄｅｔの位置は、図１に示した範囲ｄＬの中点に相当する位置に限られず、液位が変動する過程で、他の液位よりも通過する頻度の高い液位に相当する位置であればよい。また、参照液位Ｈｒの別の設定例については、図３を用いて後述する。

【0043】

また、図１に示した第１算出部１３１は、例えば、所定の時間ごとに、測定センサ１１から水圧および水温を取得し、第２算出部１３２によって較正された塩分濃度と取得した水圧および水温とに基づいて、汽水Ｌｑの水位ｈを算出してもよい。また、第１算出部１３１は、汽水Ｌｑの水位ｈを算出するごとに、得られた汽水Ｌｑの水位ｈを示す情報を観測結果として監視センタ１に送出してもよいし、所定の期間にわたって観測結果を蓄積し、蓄積した観測結果をまとめて監視センタ１に送出してもよい。

【0044】

図２は、図１に示した観測システム１０の動作を示す。即ち、図２は、溶質の濃度を較正しつつ、較正した溶質の濃度を用いて液位を観測する観測方法を示す。

【0045】

ステップＳ３０１において、測定センサ１１は、設置された位置における水圧と水温とを測定する。

【0046】

ステップＳ３０２において、検知センサ１２は、図１に示した汽水Ｌｑの水位ｈが、参照液位Ｈｒに一致したか否かを判定する。

【0047】

検知センサ１２により、汽水Ｌｑの水位ｈと参照液位Ｈｒとの一致が検知された場合に(ステップＳ３０２の肯定判定(ＹＥＳ))、図１に示した第２算出部１３２は、ステップＳ３０３の処理を実行する。

【0048】

ステップＳ３０３において、第２算出部１３２は、測定センサ１１で得られた水圧および水温と、参照液位Ｈｒとして予め設定された値と、上述した式(１)および式(２)とを用いて、図１に示した汽水Ｌｑの塩分濃度を求める。第２算出部１３２は、図１を用いて説明したように、まず、測定された水温と参照液位Ｈｒと式(２)とを用いて汽水Ｌｑの密度を求め、得られた密度および測定された水圧と式(１)とを用いて、汽水Ｌｑの塩分濃度を求めてもよい。なお、第２算出部１３２により、塩分濃度を求める手法の別例については、図４および図５を用いて後述する。

【0049】

ステップＳ３０４において、第２算出部１３２は、ステップＳ３０３の処理で得られた塩分濃度の値を用いて、図１に示した第１算出部１３１が汽水Ｌｑの水位ｈを算出する際に用いる塩分濃度の値を較正する。第２算出部１３２は、例えば、第１算出部１３１の内部に保持された塩分濃度の値を、ステップＳ３０３の処理で求めた値を用いて更新することにより、汽水Ｌｑの水位ｈの算出に用いる塩分濃度を較正してもよい。

【0050】

つまり、ステップＳ３０２の肯定判定ルートにおいて、第２算出部１３２が、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４の処理を実行することにより、液体における溶質の濃度の一例である汽水Ｌｑの塩分濃度を較正する処理を実現することができる。

【0051】

一方、検知センサ１２により、汽水Ｌｑの水位ｈと参照液位Ｈｒとの一致が検知されていない場合に(ステップＳ３０２の否定判定(ＮＯ))、図１に示した第１算出部１３１は、ステップＳ３０５およびステップＳ３０６の処理を実行する。

【0052】

ステップＳ３０５において、第１算出部１３１は、測定センサ１１で得られた水圧および水温と上述したステップＳ３０４の処理で更新された塩分濃度と、上述した式(１)および式(２)とを用いて、観測箇所における汽水Ｌｑの水位ｈを求める。第１算出部１３１は、図１を用いて説明したように、まず、較正された塩分濃度と測定された水温と式(２)とを用いて汽水Ｌｑの密度を求め、得られた密度と測定された水圧と式(１)とを用いて、汽水Ｌｑの水位ｈを求めてもよい。なお、第１算出部１３１により、汽水Ｌｑの水位ｈを求める過程で、汽水Ｌｑの密度を求める手法の別例については、図４および図６を用いて後述する。

【0053】

ステップＳ３０６において、第１算出部１３１は、ステップＳ３０５の処理で得られた汽水Ｌｑの水位ｈを、観測箇所における観測結果として、図１に示した監視センタ１に送出する。

【0054】

ステップＳ３０２の否定判定ルートにおいて、第１算出部１３１が、ステップＳ３０５およびステップＳ３０６の処理を実行することにより、観測対象の液体の液位、即ち、汽水Ｌｑの水位ｈを示す観測結果を取得する処理を実現することができる。

【0055】

ステップＳ３０２の肯定判定ルートの処理あるいはステップＳ３０２の否定判定ルートの処理が終了した後に、観測装置１３は、ステップＳ３０７の処理に進む。

【0056】

ステップＳ３０７において、観測装置１３は、例えば、監視センタ１から観測を終了する旨の指示を受け取ったか否かなどに基づいて、観測を終了するか否かを判定する。

【0057】

観測を終了する旨の指示を受け取っていない場合に（ステップＳ３０７の否定判定（ＮＯ））、観測装置１３は、ステップＳ３０１の処理に戻り、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を繰り返す。

【0058】

つまり、観測装置１３は、観測を終了する旨の指示を受け取るまで、観測箇所における汽水Ｌｑの水位ｈが参照液位Ｈｒに一致するごとに塩分濃度を自律的に較正しつつ、水位ｈを観測する処理を繰り返す。

【0059】

一方、観測を終了する旨の指示を受け取った場合に（ステップＳ３０７の肯定判定（ＹＥＳ））、観測装置１３は、観測箇所における汽水Ｌｑの水位ｈを観測する処理を終了する。

【0060】

図２に示したステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を実行する観測システム１０によれば、観測箇所における汽水Ｌｑの水位ｈが参照液位Ｈｒに一致するごとに、水位ｈを観測するために用いる塩分濃度を自律的に較正することができる。これにより、観測箇所における潮の干満などによる汽水Ｌｑの塩分濃度の変動に伴って汽水Ｌｑの密度が変動した場合にも、本件開示の観測システム１０は、直近に較正された塩分濃度から求めた正しい密度を用いて、水位ｈを高い精度で観測することができる。

【0061】

ここで、例えば、汽水Ｌｑの塩分濃度を３パーセントとして水位ｈを観測した場合と塩分濃度を０パーセントとして水位ｈを観測した場合とを比べると、水位ｈが１０メートルである場合に、約２０センチメートルの誤差を生じる。

【0062】

本件開示の観測システム１０は、検知センサ１２による検知結果に応じて、観測装置１３に設けた第２算出部１３２が自律的に塩分濃度を較正することで、上述したような誤差を低減することができる。したがって、本件開示の観測システム１０は、塩分濃度として固定された値を用いる場合に比べて、汽水Ｌｑの水位ｈを高精度で観測できる。すなわち、本件開示の観測システム１０は、例えば、図１に示した監視センタ１において、河川の流域における水位を集約して監視する分野などにおいて有用である。

【0063】

なお、本件開示の観測システム１０に含まれる観測装置１３は、検知センサ１２による検知結果に応じて求めた塩分濃度を示す情報を、第１算出部１３１で得られる水位ｈについての観測結果とともに監視センタ１に送出してもよい。また、観測装置１３は、塩分濃度を示す情報を所定の期間にわたって蓄積し、蓄積した情報を監視センタ１にまとめて送出してもよい。

【0064】

つまり、本件開示の観測システム１０によれば、潮の干満などに伴って変動する塩分濃度についての観測結果を、水位ｈの観測結果とともに取得することができる。

【0065】

また、本件開示の観測システム１０の適用分野は、汽水域における水位観測に限られない。例えば、溶質の濃度と密度および水温との間に既知の相関関係がある液体について、液位を観測する用途であれば、例えば、タンクなどの施設内に溜まった溶液の液位を観測する用途などにも、本件開示の観測システム１０を適用可能である。

【0066】

図３は、図１に示した観測システム、観測装置および観測方法の別実施形態を示す。なお、図３に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

【0067】

図３に示した検知センサ１２は、ｋ(ｋは所定の正の整数)個の検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋと、信号生成部１２１とを含んでいる。なお、図３に示した符号ＣＢは、測定センサ１１を観測箇所に固定するための固定治具を示し、また、符号ＣＬは、固定治具ＣＢに測定センサ１１を固定するための固定部材を示している。

【0068】

ｋ個の検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋは、例えば、固定治具ＣＢに所定の間隔で固定されている。検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋを固定する位置は、図１に示した観測箇所における水位ｈの変動範囲ｄＬに含まれることが望ましい。

【0069】

なお、図３に示した符号Ｈｒ１は、測定センサ１１の位置を基準とした場合の検知部Ｄｅｔ１が固定された位置の高さを示し、符号Ｈｒ２は、同じく検知部Ｄｅｔ２が固定された位置の高さを示す。同様に、図３に示した符号Ｈｒｋは、測定センサ１１の位置を基準とした場合の検知部Ｄｅｔｋが固定された位置の高さを示す。

【0070】

以下の説明では、検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋが固定された位置の高さＨｒ１，Ｈｒ２，…，Ｈｒｋで示される参照液位を、それぞれ参照液位Ｈｒ１，Ｈｒ２，…，Ｈｒｋと称する。また、検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋを総称する際は、検知部Ｄｅｔと称し、参照液位Ｈｒ１，Ｈｒ２，…，Ｈｒｋを総称する際は、参照液位Ｈｒと称する。

【0071】

ここで、図３に示した検知部Ｄｅｔ１と検知部Ｄｅｔｋとの距離は、図１に示した水位ｈの変動範囲ｄＬと概ね一致していてもよい。また、各検知部Ｄｅｔは、隣り合う２つの検知部Ｄｅｔが同時に汽水Ｌｑの水面を検知しない程度の間隔を空けて固定治具ＣＢに固定することが望ましい。例えば、１０センチメートル程度の距離を空けて各検知部Ｄｅｔを固定治具ＣＢに固定することで、同時に二つ以上の検知部Ｄｅｔが水面を検知することを防ぐことができる。なお、各検知部Ｄｅｔ間の距離は、等間隔でもよいし、一部の検知部Ｄｅｔ間の距離を他の検知部Ｄｅｔ間の距離よりも大きく取るように設置してもよい。

【0072】

信号生成部１２１は、検知部Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，…，Ｄｅｔｋのいずれかから水面を検知した旨の検知信号を受け取った場合に、検知信号の送信元の検知部Ｄｅｔに対応する参照液位Ｈｒを示す信号を生成し、生成した信号を観測装置１３に送出する。例えば、信号生成部１２１は、検知信号の送信元の検知部Ｄｅｔに対応する識別番号を示す信号を生成し、生成した信号を送出することで、水面との一致が検知された参照液位Ｈｒを観測装置１３に含まれる第２算出部１３２に通知してもよい。

【0073】

複数の検知部Ｄｅｔを含む検知センサ１２によれば、汽水Ｌｑの水位の変動に応じて、汽水Ｌｑの水面との一致を検知した検知部Ｄｅｔが変わるごとに、対応する参照液位Ｈｒを第２算出部１３２に通知することができる。

【0074】

また、第２算出部１３２は、検知センサ１２から汽水Ｌｑの水面と一致する参照液位Ｈｒを示す情報を受けるごとに、受けた情報で示される参照液位Ｈｒと測定センサ１１で得た水圧および水温と式(１)および式(２)とを用いて、汽水Ｌｑの塩分濃度を算出する。また、第２算出部１３２は、塩分濃度を算出するごとに、算出した塩分濃度を用いて、第１算出部１３１で汽水Ｌｑの水位ｈを算出する際に用いる塩分濃度を較正する。

【0075】

つまり、図３に示した検知センサ１２を含む観測システム１０によれば、図１に示した観測システム１０に比べて、汽水Ｌｑの水位の変動に応じて、第１算出部１３１で用いる塩分濃度を較正する機会を増やすことができる。

【0076】

また、第２算出部１３２が塩分濃度を頻繁に較正することで、第１算出部１３１は、汽水Ｌｑの水位ｈを算出する過程で、観測箇所における汽水Ｌｑの最新の状態を反映した塩分濃度から、汽水Ｌｑの密度として誤差の少ない値を求められる。したがって、図３に示した検知センサ１２を含む観測システム１０は、塩分濃度を較正する機会が少ない場合に比べて、誤差の少ない密度を用いて水位ｈの観測結果を取得することができるので、高い精度で水位ｈを観測することが可能である。

【0077】

図４は、観測システム、観測装置および観測方法の別実施形態を示す。なお、図４に示した構成要素のうち、図１または図３に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

【0078】

図４に示した観測装置１３は、図１に示した第１算出部１３１および第２算出部１３２に加えて、濃度テーブル１３４と、濃度保持部１３５と、密度テーブル１３６と、蓄積部１３７と、通信処理部１３８とを含んでいる。

【0079】

図４に示した第２算出部１３２は、図３に示した複数の検知部Ｄｅｔを有する検知センサ１２から、水面との一致が検知された参照液位Ｈｒを示す情報を受けるごとに、測定センサ１１で得られた水圧および水温を示す測定結果を受ける。

【0080】

また、第２算出部１３２は、検知センサ１２から受けた情報で示される参照液位Ｈｒと測定センサ１１で得られた水圧および水温とに基づいて、図１に示した汽水Ｌｑにおける塩分濃度を求める際に、図５に示す濃度テーブル１３４に含まれる情報を用いる。

【0081】

図５は、図４に示した濃度テーブル１３４の例を示す。なお、図５に示した濃度テーブル１３４において、水温の単位は摂氏(℃)であり、密度の単位は、キログラム／立方メートル(ｋｇ／ｍ^３)であり、また、塩分濃度の単位は、パーミル(‰)である。

【0082】

濃度テーブル１３４は、各列で示される密度を持つ汽水Ｌｑが各行で示される水温である場合について推定される汽水Ｌｑの塩分濃度を示す情報であり、汽水Ｌｑの密度と水温と塩分濃度との間で成り立つ相関関係を示す情報の一例である。濃度テーブル１３４は、行で示される水温と列で示される密度との組に対応付けられる塩分濃度の値として、例えば、上述の式(２)を塩分濃度について解くことで得られる値を保持してもよい。

【0083】

例えば、図５に示した濃度テーブル１３４は、水温が摂氏１５度である場合に、汽水Ｌｑの密度が１０００キログラム／立方メートルとなる塩分濃度は、１．１７パーミルであることを示している。また、図５に示した濃度テーブル１３４は、水温が摂氏２０度である場合に、汽水Ｌｑの密度が９９９キログラム／立方メートルとなる塩分濃度は、１．０５パーミルであることを示している。同様に、図５に示した濃度テーブル１３４は、水温が摂氏２０度である場合に、汽水Ｌｑの密度が１０００キログラム／立方メートルとなる塩分濃度は、２．３６パーミルであることを示している。

【0084】

なお、図５に示した濃度テーブル１３４において、符号「−」は、当該行に対応する水温において、当該列に対応する密度を持つような塩分濃度を持つ汽水Ｌｑは存在しないことを示している。例えば、摂氏２０度に対応する行のうち、密度が９９８キログラム／立方メートルの列に対応する欄に示した符号「−」は、水温が摂氏２０度である場合に、密度が９９８キログラム／立方メートルとなる塩分濃度を持つ汽水Ｌｑが存在しないことを示している。

【0085】

また、図５に示した濃度テーブル１３４においては、摂氏１５度未満および摂氏２５度を超える水温において各列に対応する密度を持つ塩分濃度の図示を省略している。また、図５に示した濃度テーブル１３４においては、１０００キログラム／立方メートルを超える密度を持つ汽水Ｌｑについての塩分濃度の図示は省略している。

【0086】

また、濃度テーブル１３４は、水温および密度について、更に細かい刻みで設けた階級ごとに、塩分濃度との対応関係を示してもよい。例えば、濃度テーブル１３４は、水温について１度刻みで設けた階級ごとに、０．１キログラム／立方メートル刻みで異なる密度を持つ汽水Ｌｑの塩分濃度を示してもよい。

【0087】

図４に示した第２算出部１３２は、例えば、検知部１２から受けた情報で示される参照液位Ｈｒと測定センサ１１で得られた水圧および水温と、図５に示した濃度テーブル１３４とを用いて、次のようにして塩分濃度を求める。

【0088】

まず、第２算出部１３２は、図１を用いて説明したようにして、検知部１２から受けた情報で示される参照液位Ｈｒと測定センサ１１で得られた水圧と上述した式(１)とを用いて、図１に示した汽水Ｌｑの密度を求める。例えば、第１算出部１３２は、測定センサ１１で得られた水圧を示す測定結果を、参照液位Ｈｒを示す値と重力加速度を示す値との積で除算することで、汽水Ｌｑの密度を算出してもよい。

【0089】

なお、第１算出部１３２は、例えば、図３に示した検知センサ１２から通知された検知部Ｄｅｔを示す識別番号に基づいて、対応する参照液位Ｈｒを取得するために、識別番号と参照液位Ｈｒとの対応関係を示す情報を内部に保持していてもよい。また、第１算出部１３２は、検知センサ１２から通知された識別番号に対応して保持された参照液位Ｈｒを用いて、汽水Ｌｑの密度を算出してもよい。

【0090】

次いで、第２算出部１３２は、得られた汽水Ｌｑの密度と、測定センサ１１から受けた水温とに対応して濃度テーブル１３４に保持された情報に基づいて、汽水Ｌｑの塩分濃度を求める。

【0091】

第２算出部１３２は、図５に示した濃度テーブル１３４で示される水温と密度と塩分濃度との間の相関関係を示す情報について線形補間を行うことで、測定センサ１１から得た水温および算出した密度に対応する塩分濃度を求めてもよい。

【0092】

図５に示した濃度テーブル１３４を用いて塩分濃度を求める処理は、上述の式(２)を塩分濃度について解く場合に比べて、少ない計算量で塩分濃度を求めることができる。したがって、濃度テーブル１３４を用いて塩分濃度を求める第２算出部１３２は、上述の式(２)を用いた計算により塩分濃度を求める場合よりも、処理能力の少ないプロセッサなどによって実現することが可能である。

【0093】

また、第２算出部１３２は、算出した塩分濃度を示す値を用いて、濃度保持部１３５に保持された塩分濃度の値を更新することで、第１算出部１３１が水位ｈの算出に用いる塩分濃度を較正する。

【0094】

また、図４に示した第１算出部１３１は、例えば、所定の時間間隔で、測定センサ１１によって得られる汽水Ｌｑの水圧および水温を示す測定結果を取得する。また、第１算出部１３１は、取得した汽水Ｌｑの水圧および水温と濃度保持部１３５に保持された汽水Ｌｑの塩分濃度とに基づいて水位ｈを求める過程で、図６に示す密度テーブル１３６に保持された情報を用いる。

【0095】

図６は、図４に示した密度テーブル１３６の例を示す。なお、図６に示した密度テーブル１３４において、水温の単位は摂氏(℃)であり、塩分濃度の単位は、パーミル(‰)であり、密度の単位は、キログラム／立方メートル(ｋｇ／ｍ^３)である。

【0096】

密度テーブル１３６は、各列で示される塩分濃度を持つ汽水Ｌｑが、各行で示される水温である場合における汽水Ｌｑの密度を示す情報であり、汽水Ｌｑの密度と水温と塩分濃度との相関関係を示す情報の一例である。密度テーブル１３６は、行で示される水温と列で示される塩分濃度との組に対応付けられる密度の値として、上述した式(２)に、上述の水温および塩分濃度を代入して得られる値を保持してもよい。

【0097】

例えば、図６に示した密度テーブル１３６は、塩分濃度が１０パーミルである汽水Ｌｑの密度は、水温が摂氏１５度である場合に、１００６．７８４キログラム／立方メートルとなることを示している。また、図６に示した密度テーブル１３６は、塩分濃度が０パーミルである汽水Ｌｑ、即ち、真水の密度は、水温が摂氏１５度である場合に、９９９．１０２キログラム／立方メートルとなることを示している。同様に、図６に示した密度テーブル１３６は、塩分濃度が１０パーミルである汽水Ｌｑの密度は、水温が摂氏２０度である場合に、１００５．７９３キログラム／立方メートルとなることを示している。また、図６に示した密度テーブル１３６は、塩分濃度が０パーミルである汽水Ｌｑ、即ち、真水の密度は、水温が摂氏２０度である場合に、９９８．２０６キログラム／立方メートルとなることを示している。

【0098】

なお、図６に示した密度テーブル１３６においては、摂氏１５度未満および摂氏２５度を超える水温において各列に対応する塩分濃度を持つ汽水Ｌｑの密度を示す値の図示を省略している。また、図６に示した密度テーブル１３６においては、１０パーミルを超える塩分濃度を持つ汽水Ｌｑについての密度を示す値の図示は省略している。

【0099】

また、密度テーブル１３６は、水温および塩分濃度について、更に細かい刻みで設けた階級ごとに、密度との対応関係を示してもよい。例えば、密度テーブル１３６は、水温について１度刻みで設けた階級ごとに、１パーミル刻みで異なる塩分濃度を持つ汽水Ｌｑについて密度を示す値を示してもよい。

【0100】

図４に示した第１算出部１３１は、水位ｈを求める過程で、測定センサ１１から受けた水温と濃度保持部１３５に保持された塩分濃度と、密度テーブル１３６とを用いて、汽水Ｌｑの密度を求める。第１算出部１３１は、汽水Ｌｑの密度を求める際に、図６に示した密度テーブル１３６の各行で示される水温および各列で示される塩分濃度について線形補間を行うことで、測定で得た水温と濃度保持部１３５に保持された塩分濃度に対応する値を求めてもよい。

【0101】

ここで、濃度保持部１３５に保持された塩分濃度は、汽水Ｌｑの水位ｈが、図３に示した参照液位Ｈｒ１〜Ｈｒｋのいずれかに一致するごとに、上述の第２算出部１３２により、汽水Ｌｑの密度と水温と塩分濃度との相関関係を示す情報に基づいて更新されている。

【0102】

したがって、第１算出部１３１は、最近に汽水Ｌｑの水位ｈが図３に示した参照液位Ｈｒ１〜Ｈｒｋのいずれかに一致した際に、上述した第２算出部１３２で得られた塩分濃度を、水位ｈを算出する過程で汽水Ｌｑの密度を求める際に利用することができる。

【0103】

図３を用いて説明したように、塩分濃度を頻繁に較正することにより、第１算出部１３１は、図１に示した場合に比べて、観測箇所における汽水Ｌｑの最新の状態を反映した塩分濃度に基づいて、汽水Ｌｑの密度として誤差の少ない値を得ることができる。そして、誤差の少ない密度の値を用いることで、第１算出部１３１は、汽水Ｌｑの水位を高い精度で算出し、算出した水位ｈを示す情報を、観測箇所における水位ｈの観測結果として蓄積部１３７に蓄積することができる。

【0104】

蓄積部１３７は、例えば、第１算出部１３１が測定センサ１１から測定結果を取得した時刻に対応して、第１算出部１３１で算出された水位ｈを示す情報を蓄積してもよい。

【0105】

また、図４に示した通信処理部１３８は、例えば、蓄積部１３７に所定量の観測結果が蓄積されるごとに、蓄積部１３７に蓄積された観測箇所における水位ｈの観測結果を監視センタ１に送出する処理を行う。また、通信処理部１３８は、監視船差１からの問い合わせを受けた場合に、問い合わせに対する応答として、蓄積部１３７に蓄積された観測結果を監視センタ１に送出してもよい。

【0106】

なお、図４に示した蓄積部１３７は、水位ｈの観測結果とともに、第２算出部１３２により、濃度保持部１３５に保持された塩分濃度が更新されるごとに、更新後の塩分濃度を示す情報を、更新された時刻に対応して蓄積してもよい。また、通信処理部１３８は、蓄積部１３７に蓄積された塩分濃度を示す情報を、観測箇所における汽水Ｌｑについての観測結果の一部として、監視センタ１に送出してもよい。

【0107】

以上に説明した本件開示の観測システム１０に含まれる観測装置１３は、例えば、図７に示すプロセッサにより、図２に示したフローチャートに含まれる処理を実行することで実現することができる。また、プロセッサが、図２に示したフローチャートに含まれる処理を実行することは、本件開示の観測方法を用いた観測を実施することができる。即ち、図２に示したフローチャートは、本件開示の観測方法の一実施形態である。

【0108】

図７は、図１、図３または図４に示した観測システムおよび観測装置のハードウェア構成の一例を示している。なお、図７に示した構成要素のうち、図１、図３または図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

【0109】

図７において、符号１０＿１，・・・，１０＿ｎは、ｎ箇所の観測箇所に設置された本件開示の監視システムを示している。ここで、符号ｎは、任意の正の整数を示す。図７に示したｎ個の観測システム１０＿１，・・・，１０＿ｎのそれぞれは、ネットワークＮＷを介して監視センタ１に接続されている。また、ｎ個の観測システム１０＿１，・・・，１０＿ｎのそれぞれは、いずれも、例えば図３に示した観測システム１０と同様に、測定センサ１１と検知センサ１２と観測装置１３とを含んでいる。

【0110】

なお、図７においては、ｎ個の観測システム１０＿１，・・・，１０＿ｎのうち、観測システム１０＿１，１０＿ｎ以外の観測システムの図示は省略している。また、以下の説明において、ｎ個の観測システム１０＿１，・・・，１０＿ｎを総称する際には、単に、観測システム１０と称する。

【0111】

図７に示した検知センサ１２は、図３に示したように、測定センサ１１とともに観測箇所に固定されており、複数の参照液位Ｈｒ１，…，Ｈｒｋに対応する検知部Ｄｅｔ１，…，Ｄｅｔｎを含んでいる。

【0112】

また、図７に示した観測装置１３は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、センサインタフェース２３と、通信インタフェース２４とを含んでいる。また、観測装置１３は、更に、メモリカード２５を含んでいてもよく、例えば、メモリカード２５の記憶領域の一部を図４に示した蓄積部１３７として利用してもよい。また、図７に示したプロセッサ２１と、メモリ２２と、センサインタフェース２３と、通信インタフェース２４と、メモリカード２５とは、バスを介して互いに接続されている。

【0113】

図７に示したプロセッサ２１は、センサインタフェース２３を介して測定センサ１１および検知センサ１２に接続されており、また、通信インタフェース２４を介してネットワークＮＷおよび監視センタ１に接続されている。

【0114】

図７に示したメモリ２２は、観測装置１３のオペレーティングシステムとともに、プロセッサ２１が本件開示の観測方法に従って観測処理を実行するためのアプリケーションプログラムを格納している。なお、上述した観測処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、例えば、メモリ２２あるいはメモリカード２５に予め格納させておいてもよい。また、監視センタ１などから、通信インタフェース２４を介して観測処理を実行するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、メモリ２２あるいはメモリカード２５に格納させてもよい。

【0115】

また、プロセッサ２１は、メモリ２２またはメモリカード２５に格納されたアプリケーションプログラムを実行することにより、図３に示した観測装置１３に含まれる第１算出部１３１、第２算出部１３２の機能を果たしてもよい。また、メモリ２２の記憶領域の一部を割り当てることにより、図４に示した濃度保持部１３５を実現してもよい。更に、メモリ２２またはメモリカード２５は、観測処理を実行するためのアプリケーションプログラムとともに、図４に示した濃度テーブル１３４および密度テーブル１３６に含まれる情報を格納していてもよい。

【0116】

つまり、本件開示の観測システム１０は、例えば、上述した観測装置１３に含まれるプロセッサ２１と、メモリ２２と、センサインタフェース２３などのハードウェアと、メモリ２２に格納されたアプリケーションプログラムとの協働によって実現することができる。

【0117】

図８は、図７に示した観測装置１３の動作を示す。図８に示したステップＳ３１１〜ステップＳ３２０の各処理は、上述した観測処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。また、これらのステップＳ３１１〜ステップＳ３２０の各処理は、図７に示したプロセッサ２１によって実行される。

【0118】

ステップＳ３１１において、プロセッサ２１は、図７に示したセンサインタフェース２３を介して測定センサ１１から水温および水圧を示す測定結果を取得する。

【0119】

ステップＳ３１２において、プロセッサ２１は、センサインタフェース２３を介して、検知センサ１２から水位ｈに一致する参照液位を示す情報を受信したか否かを判定する。プロセッサ２１は、センサインタフェース２３を介して、図３に示した検知センサ１２の検知部Ｄｅｔのいずれかを示す識別番号を受信した場合に、水位ｈに一致する参照液位を示す情報を受信したと判断する。

【0120】

プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の処理の過程で、次のようにして、水位ｈとの一致が検知された参照液位Ｈｒを示す情報を取得してもよい。例えば、プロセッサ２１は、検知部Ｄｅｔ１，…，Ｄｅｔｎと図３に示した参照液位Ｈｒ１，…，Ｈｒｋとの対応関係を示す情報に基づいて、検知センサ１２から渡された識別番号に対応する参照液位を特定する。また、プロセッサ２１は、特定した参照水位を、水位ｈとの一致が検知された参照液位Ｈｒを示す情報として取得する。なお、検知部Ｄｅｔ１，…，Ｄｅｔｎと参照液位Ｈｒ１，…，Ｈｒｋとの対応関係を示す情報は、予め、メモリ２２あるいはメモリカード２５に格納させておいてもよい。

【0121】

また、プロセッサ２１は、センサインタフェース２３を介して検知部Ｄｅｔのいずれかを示す識別番号を受信した場合に(ステップＳ３１２の肯定判定(ＹＥＳ))、識別番号に基づいて特定した参照液位Ｈｒを用いて、ステップＳ３１３の処理を実行する。

【0122】

ステップＳ３１３において、プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の処理の過程で得られた参照液位Ｈｒを示す値と、ステップＳ３１１の処理で取得した水圧および水温を示す測定結果に基づいて、汽水Ｌｑの塩分濃度を算出する。プロセッサ２１は、まず、参照液位Ｈｒと測定センサ１１で得られた水圧と上述の式(１)とから、汽水Ｌｑの密度を求め、求めた密度に基づいて、図４および図５を用いて説明したようにして汽水Ｌｑの塩分濃度を求めてもよい。プロセッサ２１は、求めた密度と測定センサ１１で得られた水温とに基づいて、塩分濃度を求める際に、図７に示したメモリ２２またはメモリカード２５に格納された濃度テーブル１３４を参照し、得られた情報について線形補間処理を行ってもよい。

【0123】

ステップＳ３１４において、プロセッサ２１は、ステップＳ３１３の処理で得られた塩分濃度を示す情報を用いて、メモリ２２に設けられた濃度保持部１３５に保持された塩分濃度を示す情報を更新することで、塩分濃度の較正を行う。

【0124】

一方、センサインタフェース２３から検知部Ｄｅｔの識別番号を受信していない場合に(ステップＳ３１２の否定判定(ＮＯ))、プロセッサ２１は、汽水Ｌｑの水位ｈは参照水位Ｈｒ１，…，Ｈｒｋのいずれにも一致していないと判断する。プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の否定判定の場合に、ステップＳ３１５およびステップＳ３１６の処理を実行する。

【0125】

ステップＳ３１５において、プロセッサ２１は、ステップＳ３１４の処理で較正された塩分濃度と、ステップＳ３１１の処理で取得した水温および水圧とを用いて、汽水Ｌｑの水位ｈを算出する。プロセッサ２１は、まず、図４および図６を用いて説明したようにして、塩分濃度と水温とから汽水Ｌｑの密度を求め、求めた密度と水圧と上述の式(１)とから水位ｈを算出する。プロセッサ２１は、較正された塩分濃度と測定センサ１１で得られた水温とに基づいて、汽水Ｌｑの密度を求める際に、図７に示したメモリ２２またはメモリカード２５に格納された密度テーブル１３６を参照し、得られた情報について線形補間処理を行ってもよい。

【0126】

ステップＳ３１６において、プロセッサ２１は、ステップＳ３１５の処理で得られた水位ｈを、例えば、ステップＳ３１１の処理で測定センサ１１から測定結果を取得した時刻に対応する観測結果として、メモリ２２などに設けた蓄積部１３７に蓄積する。

【0127】

上述したステップＳ３１２の肯定判定ルートに含まれるステップＳ３１４の処理が終了した後あるいはステップＳ３１２の否定判定ルートに含まれるステップＳ３１６の処理が終了した後に、プロセッサ２１は、ステップＳ３１７の処理を実行する。

【0128】

ステップＳ３１７において、プロセッサ２１は、図７に示した通信インタフェース２４を介して、蓄積した観測結果を含む報告の送出を指示する報告要求を監視センタ１から受信したか否かを判定する。

【0129】

報告要求を受信した場合に(ステップＳ３１７の肯定判定(ＹＥＳ))、プロセッサ２１は、ステップＳ３１８の処理を実行する。

【0130】

ステップＳ３１８において、プロセッサ２１は、メモリ２２などに設けた蓄積部１３７に蓄積された観測結果を読み出し、読み出した観測結果を通信インタフェース２４に渡すことにより、ネットワークＮＷを介して監視センタ１に観測結果を送出する。

【0131】

報告要求を受信しなかった場合と(ステップＳ３１７の否定判定(ＮＯ))、ステップＳ３１８の処理を実行した後に、プロセッサ２１は、ステップＳ３１９の処理を実行する。

【0132】

ステップＳ３１９において、プロセッサ２１は、最後にステップＳ３１１の処理で測定センサ１１から測定結果を取得してから測定間隔に対応する所定の時間が経過したかを判定する。

【0133】

測定間隔に対応する所定の時間が既に経過している場合に（ステップＳ３１９の肯定判定(ＹＥＳ)）、プロセッサ２１は、ステップＳ３２０の処理に進む。一方、まだ、所定の時間が経過していない場合に(ステップＳ３１９の否定判定(ＮＯ))、プロセッサ２１は、所定の時間が経過するまでステップＳ３１９の処理を繰り返す。

【0134】

ステップＳ３２０において、プロセッサ２１は、通信インタフェース２４を介して、観測を終了する旨の指示を監視センタ１から受信したか否かを判定する。

【0135】

観測を終了する旨の指示を受信していない場合に(ステップＳ３２０の否定判定(ＮＯ))、プロセッサ２１は、ステップＳ３１１の処理に戻って、観測箇所における汽水Ｌｑの水位ｈを観測する処理を続行する。

【0136】

一方、観測を終了する旨の指示を受信した場合に（ステップＳ３２０の肯定判定（ＹＥＳ））、プロセッサ２１は、図８に示した観測処理を終了する。

【0137】

以上に説明したように、図７に示したプロセッサ２１により、図８に示したステップＳ３１１〜ステップＳ３２０の処理を実行することにより、本件開示の観測装置１３を実現することができる。また、図７に示したプロセッサ２１を含む観測装置１３と、図３に示した測定センサ１１および検知センサ１２とを組み合わせることで、本件開示の観測システム１０を実現することができる。更に、図７に示したように、ネットワークＮＷを介して複数の観測システム１０を監視センタ１に接続することにより、監視センタ１は、複数の観測システム１０で得られた観測結果を容易に集約することができる。

【0138】

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点及び利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で、前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更を容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

【0139】

以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)
液位が変化する液体中に設置され、前記液体の圧力および温度を測定する第１センサと、
前記第１センサの設置位置を基準とする前記液位と所定の参照液位との一致を検知する第２センサと、
前記第１センサから得られる前記液体の圧力および温度と前記液体中に含まれる溶質の濃度とから前記液位を算出し、算出した前記液位を観測結果として出力する第１算出部と、前記第２センサにより前記液位と前記参照液位との一致が検知された場合に、前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力および温度と前記参照液位とから、前記溶質の濃度を求める第２算出部とを有する観測装置とを備え、
前記第１算出部は、
前記第２算出部により得られた前記溶質の濃度を用いて前記液位を算出する
ことを特徴とする観測システム。
(付記２)
付記１に記載の観測システムにおいて、
前記第２センサは、前記液位が変動する範囲内に設けられた複数の参照液位と、前記液位との一致を検知する
ことを特徴とする観測システム。
(付記３)
請求項１に記載の観測システムにおいて、
前記参照液位は、前記液位が変動する範囲の中点に設けられる
ことを特徴とする観測システム。
(付記４)
請求項２に記載の観測システムにおいて、
前記参照液位の一つは、前記液位が変動する範囲の中点に設けられる
ことを特徴とする観測システム。
(付記５)
液位が変化する液体中に設置された第１センサから、前記液体の圧力および温度を示す測定結果を受け、前記測定結果と前記液体に含まれる溶質の濃度とから前記液位を算出する第１算出部と、
前記第１センサとは別の第２センサにより、前記第１センサの設置位置を基準とする前記液位と所定の参照液位との一致が検知された場合に、前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力及び温度を示す測定結果と前記参照液位とから、前記溶質の濃度を求める第２算出部とを備え、
前記第１算出部は、前記第２算出部により得られた前記溶質の濃度を用いて、前記液位を算出する
ことを特徴とする観測装置。
(付記６)
液位が変化する液体中に設置された第１センサにより、前記液体の圧力および温度を測定し、
別の第２センサにより、前記第１センサの設置位置を基準とする前記液位と所定の参照液位との一致が検知された場合に、
前記参照液位と前記第１センサによる測定で得られた前記液体の圧力および温度とから、前記液体に含まれる溶質の濃度を求め、
前記第２センサにより、前記一致が検知されていない場合に、
前記一致の検知に応じて求められた溶質の濃度と前記第１センサによる測定で得られた前記圧力および温度とから、前記液位を示す観測結果を取得する
ことを特徴とする観測方法。

【符号の説明】

【0140】

１…監視センタ；１０，１０＿１，…，１０＿ｎ…観測システム；１１…測定センサ；１２…検知センサ；１３…観測装置；１３１…第１算出部；１３２…第２算出部；１３４…濃度テーブル；１３５…濃度保持部；１３６…密度テーブル；１３７…蓄積部；２１…プロセッサ；２２…メモリ；２３…センサインタフェース；２４…通信インタフェース；２５…メモリカード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】