JPH0579882A - 多電極水位検出器 - Google Patents

多電極水位検出器

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JPH0579882A
JPH0579882A JP3272076A JP27207691A JPH0579882A JP H0579882 A JPH0579882 A JP H0579882A JP 3272076 A JP3272076 A JP 3272076A JP 27207691 A JP27207691 A JP 27207691A JP H0579882 A JPH0579882 A JP H0579882A
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JP
Japan
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water level
electrode
shift register
unit
water
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JP3272076A
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Hiroshi Inoue
博 井上
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多電極水位検出器において、高水位の高精度
測定で水位電極の数が増加しても、空中に引き出す導線
の数を極めて少数の一定線数で足りるものにした水位検
出部を提供する。 【構成】 絶縁物1の中空筒内部に水位電極30〜39
を深さの方向に取付け、それぞれにトランジスタ−20
〜29を接続し、これを駆動するフリップフロップ10
〜19を深さの順に直列接続してシフトレジスタ−を構
成する順送り回路を設け、これらの水位電極に対向する
共通電極2と共にこれを水中に設置して水位検出部と
し、これからフリップフロップ全部に共通の3本の制御
線と2本の電極電源線とを空中に引き出して、水位検出
器制御部WLSC、シフトレジスタ−リセット出力部S
HRR、シフトレジスタ−セット出力部SHRS、パル
ス発信部POSC、パルスカウンタ−部PCOT、ディ
ジタル水位指示部DWLM、電極電流検出部CDET、
電流センサ−CSES、直流電源部DCPWに接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダム湖、用水池、河
川、水位路等の水位測定に用いる多電極水位検出器の構
成に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの用途の水位検出器に、水位検
出部に多数の電極を備えた多電極水位検出器と呼ぶ種類
のものがある。例えば特公昭43−2142号公報、叉
は特公昭45−14692号公報に見るように、絶縁物
の棒に複数個の電極(以下、水位電極)を取り付けたも
のを水位検出部として水中に設置し、これから各電極毎
に各1本の導線を空中に引き出し、水中に別の1本の電
極(以下、共通電極)を設けて、各水位電極と共通電極
の間の電気抵抗に差があることを利用してどの電極まで
が水没しているかを知ることにより水位を検出してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の水位検
出器では、各水位電極毎に1本の導線を空中に引き出し
ているので、水位の測定精度を上げる為に電極の数を増
すと、その数だけ空中に引き出す導線の数も増加し高水
位の高精度測定では膨大な数になるという問題点があっ
た。
【0004】本発明は、この問題を解決し、水位電極の
数が増加しても空中に引き出す導線の数を極めて少数の
一定線数とし、導線数の増加を考えることなく水位電極
の数を増加して容易に水位測定精度を向上することので
きる水位検出部を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の多電極水位検出器においては多数の水位
電極を取り付けた絶縁物を、先端部が閉じた中空筒形状
に構成し、これを水位検出部として先端部を下向きに水
没させ、他端部の中空筒の開口部を水面上に出して設置
し、その中空筒内部にて、各水位電極毎に各1個のスイ
ッチ用トランジスタ−のコレクタを接続し、トランジス
タ−のエミッタは全水位電極に共通の1本の電源線に接
続し、更にこのトランジスタ−毎に各1個のフリップフ
ロップ回路(以下FF)を設けそのFFの出力回路を各
トランジスタ−のベ−スに接続する。そしてこれらFF
の全部を深さの順に、シフトレジスタ−を構成する順送
り回路として使用できるように直列接続しておき、これ
らのFFの全部に共通の3本の制御線(シフトレジスタ
−リセット信号線、シフトレジスタ−セット信号線、パ
ルス信号線)と、全部の水位電極に対向する共通の電極
電源線+側1本、共通電極用の電極電源線−側1本を設
けて、それらの計5本のみを空中に引き出したものであ
る。絶縁物の中空筒内部は、これらのトランジスタ−や
FFの設置、配線の後に合成樹脂などで水密かつ気密に
埋めてしまうと水位検出部は信頼生の高いものになる。
【0006】
【作用】上記のようにした水位検出部を水中に設置し、
空中に引き出した電源線と制御線のみを制御することに
よって、測定水位、測定精度に関係なく極めて少数の一
定線数を水位検出部から空中に引き出すだけで水位検出
を行うことができる。
【0007】
【実施例】実施例につき図面を参照して本発明の多電極
水位検出器を説明すると、図1において、先端が閉じた
中空筒の絶縁物1に多数の水位電極30〜39(簡略化
して10個の場合で説明する)を水密構造で取り付け、
各水位電極に各1個づつのスイッチ用のトランジスタ−
20〜29のコレクタを接続している。エミッタは電極
電源線+側3に並列接続し、これを筒外の電流センサ−
CSESを通して筒外の直流電源部DCPWの+端子に
接続する。又、各トランジスタ−20〜29にはベ−ス
駆動用に各1個づつのFF10〜19を設けてあり、F
Fの出力が各トランジスタ−20〜29のベ−スに接続
してある。
【0008】各FF10〜19周辺の接続を、図1と、
その部分拡大図である図2を共に参照して詳細に説明す
ると、筒外のシフトレジスタ−リセット出力部SHRR
からのシフトレジスタ−リセット線7は、FF10〜1
9のすべてのリセット端子Rに接続されている。又、シ
フトレジスタ−セット出力部SHRSからのシフトレジ
スタ−セット信号線8はFF10の入力セット端子Dに
接続されており、FF10の出力端子Qはトランジスタ
−20のベ−スと次段のFF11の入力端子Dとに接続
されている。これと同様に、これ以降の各FF11〜1
9とトランジスタ−21〜29でも、前段のFFの出力
端子Qが次段のFFの入力端子Dと各トランジスタ−の
ベ−スに順次接続されている。
【0009】絶縁物1には、各水位電極30〜39に対
立する位置に共通電極2が取り付けてあり、これから電
極電源線−側4を経由して直流電源部DCPWの−端子
に接続されている。水位検出器全体を制御する水位検出
器制御部WLSCはタイマ−回路を内臓していて、直流
電源部DCPWから制御電源線+側5と制御電源線−側
6から電源を供給される。水位検出器制御部WLSC
は、ディジタル水位指示部制御線43を通してディジタ
ル水位指示部DWLMを、パルス発振部制御線41を通
してパルス発振部POSCを、シフトレジスタ−リセッ
ト出力部制御線46を通してシフトレジスタ−リセット
出力部SHRRを、シフトレジスタ−セット出力部制御
線47を通してシフトレジスタ−セット出力部SHRS
を、それぞれ制御する。又、パルスカウンタ−部PCO
Tからは、カウント値伝送線40を通じてディジタル水
位指示部DWLMへ現在の水面48に相当するパルスの
カウント値を送り現在水位を表示させる。水位電極30
〜39から共通電極2に流れる電流は電流センサ−CS
ESがこれを検知し、電流センサ−信号線44を通して
電極電流検出部CDETに電流信号を送り、電極電流検
出部CDETはこれをチェツクする。即ち、各水位電極
30〜39と共通電極2との間が空気であれば電気抵抗
が大きくて電流が流れず、水であれば電気抵抗が小さく
て電流が流れることを利用して、上から順に1つづつそ
の水位電極30〜39が空中にあるのか、水中にあるの
かを調べるのである。そして、電流が流れない場合に
は、電流センサ−CSESは電流信号を送らないから、
電極電流検出部CDETも水位検出器制御部WLSCに
電流検出の信号を送らず、その水位電極は空中にあると
される。電流が流れた場合には、電流センサ−CSES
は電極電流検出部出力線44を通して電極電流検出部C
DETへ電流信号を送り、電極電流検出部CDETは電
極電流検出部出力線45を通して水位検出器制御部WL
SCへ電流検出信号を送り水面が検出できたことを知ら
せる。
【0010】以上の説明では、水位検出器制御部WLS
C、シフトレジスタ−リセット出力部SHRR、シフト
レジスタ−セット出力部SHRS、パルス発振部POS
C、パルスカウンタ−部PCOT、ディジタル水位指示
部DWLM、電極電流検出部CDET、電流センサ−C
SES、直流電源部DCPWなどを個別の機能をもった
回路ブロックとして表示したが、これは説明の便宜上そ
うしたもので、これらの一部叉は全部をマイクロコンピ
ュ−タ−或いはハ−ドウエア−ロジック回路に置き換え
得ることは明かである。
【0011】次に、この実施例で水位検出が如何に行わ
れるかについて説明する。現在の水面48は図1に示す
ように水位電極34と同35との間にあるものとする。
この水位検出器は水位検出器制御部WLSCのタイマ−
から送り出される制御信号により所定のサンプリングタ
イム、例えば、1秒毎に水位を検出する。その順序を次
に説明する。最初の起動時には、システムの初期化を行
うために、水位検出器制御部WLSCからシフトレジス
タ−リセット出力部制御線46を通してシフトレジスタ
−リセット出力部SHRRにリセット指令を出し、シフ
トレジスタ−リセット出力部SHRRはシフトレジスタ
−リセット信号線7からリセット信号を各FF10〜1
9に出して各FF10〜19の入出力をリセットする。
水位検出器制御部WLSCは同時にディジタル水位指示
部制御線43を通してディジタル水位指示部DWLMに
も信号を送り、その指示値を0とする。又、パルス発振
部制御線41に信号を送ってパルス発振部POSCを停
止させ、パルス信号出力線42を通す信号によりパルス
カウンタ−部PCOTをリセットする。これで初期化を
終了して、次に水位検出に移る。先ず、水位検出器制御
部WLSCはシフトレジスタ−セット出力部制御線47
を通す信号によりシフトレジスタ−セット出力部SHR
Sにセット出力を指令し、シフトレジスタ−セット出力
部SHRSはシフトレジスタ−セット信号線8にセット
を出力する。これで、初段のFF10の入力端子Dに入
力がセットされる。次に、水位検出器制御部WLSCは
パルス発振部制御線41を通す信号によりパルス発振部
POSCに1パルス発振を指令する。パルス発振部PO
SCはパルス出力信号線42に1パルスを出力しパルス
カウンタ−部PCOTは1カウントしてからパルス信号
線9に1パルスを出力する。このパルスが初段のFF1
0のパルス入力端子Cに入力されるとFF10は出力端
子Qから次段のFF11の入力端子Dにセット信号を送
り、同時にトランジスタ−20のベ−スに出力してトラ
ンジスタ−20を導通させ直流電源部DCPWの+側か
ら電極電源線+側3を通して、水位電極30から共通電
極2へ電流を流そうとするがこの間は現状では空気であ
るから抵抗値が高いので電流は流れない、従って電流セ
ンサ−CSESは電流を検知せず電極電流検出部CDE
Tは電流検出信号を送らないので水位検出器制御部WL
SCは電流検出に必要なあらかじめ定めた時間だけ待っ
た後に、水面48は水位電極30に達していないと判断
する。そして2回目のパルス発信をパルス発信部POS
Cに指令し、前記と同様にパルスが出力されると、パル
スカウンタ−部PCOTは1カウントし、FF11はパ
ルス入力を受けて次のFF12にセット信号を送ると共
にトランジスタ−21を導通させ水位電極31と共通電
極2との間が水か空気かを調べるが、ここも空気なので
再び前と同じことを繰り返す。こうして、水位検出電極
32、33、34、35に対し共通電極2の間が水か空
気かを順次調べて行くが、水位電極35ではじめて水を
検知する。さて、水位電極35での動作を説明すると、
直流電源部DCPWの+側から電流センサ−CSESを
通して電極電源線+側3からトランジスタ−25、水位
電極35、水、共通電極2、電極電源線−側4、直流電
源部DCPWの−側の電流回路が形成されて電流が流
れ、電流センサ−CSESがこれを検知して電極電流検
出部CDETに電流信号を送り、電極電流検出部CDE
Tは電極電流検出部出力線45により水検出信号を水位
検出器制御部WLSCに送る。すると、水位検出器制御
部WLSCはディジタル水位指示部DWLMに現在のカ
ウント値とそれに相当する現在水位値を保持させ現在水
位を指示させてから、パルス発信部POSC、パルスカ
ウンタ−部PCOT、シフトレジスタ−リセット出力部
SHRR、シフトレジスタ−セット出力部SHRS、電
極電流検出部CDETのすべての現在値をクリア−して
出力を停止させ休止状態とする。水位検出器制御部WL
SCは前記した所定のサンプリングタイム毎にこうした
動作を繰り返し行って、水面48の変化があればこれを
更新して、ディジタル水位指示部DWLMに現在のカウ
ント値とそれに相当する現在水位を記憶させ、表示させ
る。又、いろいろな水位に応じて、あらかじめ設定され
たなすべき動作が、内部に記憶されておればそれを行
う。ここに説明した水位検出の動作はすべて電子回路に
よって行はれるので非常に短い時間で終わるからサンプ
リングタイムは必要に応じてかなり短い時間に決める事
が出来る。勿論、長時間の方には制限はない、従って、
水位の急速な変化に対応することが出来る。又、上記の
説明では、サンプリングタイムを固定的な一定時間とし
たが、時間(周期)を定めずに、何らかの他の要因をサ
ンプリングの起点にして水位検出を行うことも出来る。
【0012】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように多電極水
位検出器において水中に設けられた水位検出部に、深さ
の順序にシフトレジスタ−を構成する順送り走査回路を
内蔵させ、水位検出部外からこれを制御することによ
り、電極の数が増加しても空中に引き出す導線の数は極
めて少数の一定線数となるため、簡便かつ容易に高精度
の水位検出器を製作出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】多電極水位検出器の断面図とブロック線図であ
る。
【図2】図1のA部の拡大図である。
【符号の説明】
1 絶縁物 2 共通電極 3 電極電源線+側 4 電極電源線−側 5 制御電源線+側 6 制御電源線−側 7 シフトレジスタ−リセット信号線 8 シフトレジスタ−セット信号線 9 パルス信号線 10、11、12、13、14、15、16、17、1
8、19フリップフロップ(FF) 20、21、22、23、24、25、26、27、2
8、29トランジスタ− 30、31、32、33、34、35、36、37、3
8、39水位電極 40 カウント値伝送線 41 パルス発振部制御線 42 パルス出力信号線 43 ディジタル水位指示部制御線 44 電流センサ−信号線 45 電極電流検出部出力線 46 シフトレジシタ−リセット出力部制御線 47 シフトレジスタ−セット出力部制御線 48 水面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中に投入設置する水位検出部の内部
    に、深さの順序にシフトレジスタ−を構成する順送り走
    査回路を内蔵し、かつ、該水位検出部の深さの方向に多
    数の水位電極を並べると同時に該多数の水位電極に対向
    する形に共通電極を設置し、該水位電極を入力端として
    各水位電極と共通電極の間に流れる電流の値が所定のし
    きい値を越えるか否かによって前記シフトレジスタ−を
    駆動し、該シフトレジスタ−の出力で水位検出を行う如
    くしたことを特徴とする多電極水位検出器。
JP3272076A 1991-09-24 1991-09-24 多電極水位検出器 Pending JPH0579882A (ja)

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