JPH09166471A

JPH09166471A - 水位計

Info

Publication number: JPH09166471A
Application number: JP32612395A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tsuchida; 明宏土田
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】校正のために水位測定の中断をすることな
く、実際の水位の変動に追随した計測値を自動的に得る
ことができる簡易構成の水位計を提供する。【解決手段】水位の計測部位に応じた計測信号を出力
する圧力センサ１と、圧力センサ１から出力される計測
信号を当該水位を表す計測値に変換する変換器２とを備
えた水位計において、水位を段階的に計測する電極セン
サ３と、この電極センサ３から出力される計測信号に基
づいて計測値を補正する計測値補正手段４，５と、を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種プロセスの水
位測定技術に係り、貯水槽、用水路、河川、湖沼、およ
び下水道など、変動する水位を検出して常に正しい水位
計測値を得るための手段を備えた水位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水位計として、圧力式水位計、空
中超音波式水位計、水中超音波式水位計、静電容量式水
位計、フロート式水位計、エアパージ式水位計などが知
られている。これらの水位計は、水位計測部位に配設さ
れて現在の水位に応じたレベルのアナログ信号、あるい
はデジタル信号を出力する計測回路と、この計測回路の
出力信号を表示する表示手段等を含んで構成されてい
る。この種の水位計においては、その初期段階、例えば
設置の際に、表示手段のゼロ点調整やフルスケール点の
調整がなされるものの、経年変化に伴い、表示手段に表
示される水位の計測値は、実際の水位と異なってくる場
合がある。この状態を放置すると、水位計測の使用目
的、例えば社会生活に密接に関わる用水路、下水道、河
川などの水位測定を目的とする場合においては、重大な
結果をもたらす場合がある。

【０００３】そこで、水位計の計測値を実際の水位に修
正する技術として、特開昭６３-１２１７０４号におい
て、水位計の自動校正制御装置が提案されている。この
自動校正制御装置は、計測対象である水位の計測箇所に
達するまで開口部が挿入され吐気する挿入管と、該挿入
管に規定の圧力の空気を供給するコンプレッサと、開閉
可能な両端をもち、その吐気圧と大気圧との差を検知し
アナログ信号として出力する差圧伝送検出器と、さらに
はコンプレッサから該挿入管に送りだされる空気の圧力
を開閉の組み合わせによって調節する複数の電動バルブ
から構成されるエアーパージ式水位計に基づくものであ
る。

【０００４】この自動校正制御装置の動作は、以下のよ
うになされる。まず、差圧伝送検出器において電動バル
ブの開閉の組み合わせにより挿入口を閉じる。そして開
閉可能な両端を開放し、この両端にかかる空気圧力を大
気圧力と同値とさせることによってゼロ点調整を行う。
また、挿入口を閉じた状態に保ったままで、両端の一方
端をコンプレッサから送られる規定圧力に保たれた吐気
に接続し、該一方端にかかる空気圧力を規定圧力と同値
とする。さらに、他方端を開放し、該開放端にかかる空
気圧力を大気圧力と同値とさせることによってフルスパ
ン調整を行う。なお、この校正制御により、校正操作と
校正結果による水位計の故障の検出も可能になってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記自動校正制御装置
は上記公報に記載されたとおり、種々の優れた効果を有
するものの、以下の課題を残すものであった。まず、上
記の校正制御中において、ゼロ点調整及びフルスパン調
整の際に水位の計測の中断を必要としなければならな
い。また、エアーパージ式水位計であることから上述し
た他の種類の水位計に適用できないばかりでなく、空気
漏れによる不具合が生じる可能性がある。さらに校正が
人為的操作によるため、水位計のゼロ点調整とフルスパ
ン調整の２過程のみでしか実行できない。

【０００６】そこで、本発明の課題は、水位計測値の修
正のために水位計測の中断をすることなく、しかも圧力
式水位計、空中超音波式水位計、水中超音波式水位計、
静電容量式水位計、あるいはフロート式水位計等にも適
用することができる簡易構成の水位計を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の水位計は、水位の計測部位に応じた計測信号を出力
する第１のセンサと、この第１のセンサから出力される
計測信号を当該水位を表す計測値に変換する変換器とを
備えた水位計において、前記水位を段階的に計測する第
２のセンサと、この第２のセンサから出力される計測信
号に基づいて前記計測値を補正する計測値補正手段と、
を備えたものである。

【０００８】この水位計のより好ましい構成態様とし
て、前記第２のセンサは、水位計測範囲の上限部位、下
限部位、および少なくとも一箇所の中間部位に配設さ
れ、各々の部位における水の有無に対応する信号を出力
することを特徴とする。また、前記第２のセンサは、各
々が配設された部位から規定位置範囲内の水の有無に対
応する信号を出力するようにしてもよい。

【０００９】上記水位計では、第１のセンサで補正対象
となる水位の計測値を検出する。第２のセンサは、例え
ば絶えず水位が変動する水槽の計測範囲の上限部位、中
間部位、下限部位における水の有無を検出する。そし
て、計測値補正手段が、第２のセンサによる計測値を用
いて第１のセンサによる計測値を補正する。これによ
り、簡易な構成でありながら、水位計の表示を実際の水
位に迅速に近づけることができる。なお、例えば各セン
サの出力値が規定値を超える、あるいは上記補正の量が
規定値を超える等の場合に、水位計の故障として警告信
号を出力するようにすることも可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の水位計の
一実施形態を示す構成図である。この水位計は、圧力セ
ンサ１、水位計変換器２、電極センサ３、出力補正回路
４、及び水位補正検出部５とを有している。

【００１１】この実施形態による水位計は、いわゆる圧
力式水位計であり、水７を蓄えた水槽６の底部付近に圧
力センサ１が配設されている。圧力センサ１は、その配
設部位における水圧に対応した電気信号を出力するもの
である。水槽６の外部には、水位計変換器２が設置され
ている。この水位計変換器２は、圧力センサ１が出力す
る電気信号を、水槽６の水位を表す信号に変換するもの
である。

【００１２】電極センサ３は、３つのレベル検出器３１
a 、３２a 、３３aと、各レベル検出器３１a 、３２a
、３３aに各々対応して設けられた電極部３１b 、３２
b 、３３bとから構成される。各電極部３１b 、３２b
、３３bは、それぞれの先端部と水槽６の底面部との距
離が0.5cmずつ異なる３本の電極棒を、互いに平行に並
べて構成されたものである。第１の電極部３１bは水槽
６における水位計測範囲の下限を検出するものであり、
この下限部位に対応する電気信号が、対応するレベル検
出器３１aより出力されるようになっている。第２の電
極部３２bは水位計測範囲の中点、第３の電極部３３bは
水位計測範囲の上限を検出するものであり、各々レベル
検出器３２a，３３aより各部位に対応する電気信号が出
力されるようになっている。

【００１３】図２は、第１の電極部３１bの先端部の拡
大図であり、３本の電極棒Ａ，Ｂ，Ｃが上述のように並
べられた例が示されている。なお、他の電極部３２ｂ，
３３ｂについても同様の構成になっている。

【００１４】上記電極センサ３の動作を説明する。たと
えば図２にあるように、レベル検出器３１a 、３２a 、
３３aは、計測時における水位が電極棒Ｂの先端部以上
で且つ電極棒Ｃの先端部より下部にあるとき、水７の導
電性によって電極棒Ａと電極棒Ｂとの間の信号がオンに
なり、且つ電極棒Ａと電極棒Ｃとの間の信号がオフとな
るように動作する。さらに、レベル検出器３１a 、３２
a 、３３aの信号は、水位が電極棒Ａの先端より下部に
ある場合はすべての電極棒Ａ，Ｂ，Ｃの間の信号はオフ
になり、水位が電極棒Ｃの先端以上にある場合はすべて
の電極棒Ａ，Ｂ，Ｃの間の信号がオンになるように動作
する。このように、実際の水位をオン／オフ信号として
取り出すことができる。

【００１５】水位補正検出部５は、電極センサ３の各レ
ベル検出器３１a 、３２a 、３３aから出力される電気
信号を受信する。そして、各電気信号を出力したレベル
検出器３１a 、３２a 、３３aに対応した信号、すなわ
ち、水槽６における下限部位、中点部位、上限部位に対
応する信号を出力補正回路４へ出力する。

【００１６】なお、図１の水位計の設置時において、水
位計の計測下限でのゼロ点調整と計測上限でのスケール
調整（あるいはスパン調整）を行う必要がある。これに
より得られた水位を校正水位とする。計測上限と計測下
限の間の水位については、水位変化に伴う計測値変動の
直線性によって水位計の精度の確認を行う。

【００１７】出力補正回路４は、レベル検出器３１a 、
３２a 、３３aから下限部位、中点部位、下限部位に対
応する信号が入力された場合、あらかじめ設置時に設定
された上記校正水位に合わせ、水位計変換器２の出力、
すなわち圧力センサ１による水位計測値信号を補正す
る。この水位計計測値信号は、水槽６内の実際の水位
が、各校正水位の0.5ｃｍの範囲内にある場合にのみ補
正される。

【００１８】このように水位変動に伴って自動的に水位
計測値信号が補正されるため、水位計の経年変化や直線
性不良などの誤差の影響を抑制することができ、常に高
い精度で水位の計測を行なうことができる。

【００１９】上記実施形態と同様にして、必要に応じて
それぞれ異なった校正水位に対応する部位に配設される
レベル検出器の数を増して校正頻度を上げることによ
り、さらに高い計測精度を実現することが可能である。
また、実際の水位が、その時点の水位計の水位計測値信
号が実際の水位より大きく異なっている場合は、水位計
の精度不良として異常を検出することが可能である。

【００２０】なお、本発明は、第１のセンサである圧力
センサ１による水位計測値信号を、第２のセンサである
電極センサ３による計測結果に基づいて補正すればよい
ので、圧力センサ１以外のセンサを用いた空中超音波式
水位計、水中超音波式水位計、静電容量式水位計、フロ
ート式水位計、エアパージ式水位計などにおいても適用
が可能なものである。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第２センサの出力信号により、第１センサに
よる計測値を自動的に補正することができる。これによ
り水位計をより高精度な信頼性の高いものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の自動校正機能付水位計の構成図。

【図２】本実施形態の電極センサにおける電極部の部分
拡大図。

【符合の説明】

１圧力センサ２水位計変換器３電極センサ４出力補正回路５水位補正値検出部６水槽７水３１ａ，３２ａ，３３ａレベル検出器３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ電極部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水位の計測部位に応じた計測信号を出力
する第１のセンサと、この第１のセンサから出力される
計測信号を当該水位を表す計測値に変換する変換器とを
備えた水位計において、前記水位を段階的に計測する第２のセンサと、この第２のセンサから出力される計測信号に基づいて前
記計測値を補正する計測値補正手段と、を備えたことを
特徴とする水位計。
【請求項２】前記第２のセンサは、前記水位の計測範
囲の上限部位、下限部位、および少なくとも一箇所の中
間部位に配設され、各々の部位における水の有無に対応
する信号を出力することを特徴とする請求項１記載の水
位計。
【請求項３】前記第２のセンサは、各々が配設された
部位から規定位置範囲内の水の有無に対応する信号を出
力することを特徴とする請求項２または３の水位計。