JPH10153475A - 水位センサ - Google Patents
水位センサInfo
- Publication number
- JPH10153475A JPH10153475A JP32603696A JP32603696A JPH10153475A JP H10153475 A JPH10153475 A JP H10153475A JP 32603696 A JP32603696 A JP 32603696A JP 32603696 A JP32603696 A JP 32603696A JP H10153475 A JPH10153475 A JP H10153475A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- water level
- float
- sheave
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 個々のセンサに測定データの伝送装置を設置
することなく水位の監視ができるセンサを提供する。 【解決手段】 水位に伴って浮沈するフロート３と、両
端部を固定し、中間部を垂れ下げた光ファイバ２と、光
ファイバ２にその中間部で吊されたシーブ４とを具え
る。こののシーブ４はフロート３に接続され、フロート
３の浮沈に伴って光ファイバ２に張力を付与する。光フ
ァイバ２をＢＯＴＤＲなどの装置に接続すれば、局所的
な張力変化に伴う歪みの増加から水位変化を監視するこ
とができる。
することなく水位の監視ができるセンサを提供する。 【解決手段】 水位に伴って浮沈するフロート３と、両
端部を固定し、中間部を垂れ下げた光ファイバ２と、光
ファイバ２にその中間部で吊されたシーブ４とを具え
る。こののシーブ４はフロート３に接続され、フロート
３の浮沈に伴って光ファイバ２に張力を付与する。光フ
ァイバ２をＢＯＴＤＲなどの装置に接続すれば、局所的
な張力変化に伴う歪みの増加から水位変化を監視するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は河川などで水位を観
測するためのセンサと水位を検知する方法に関するもの
である。
測するためのセンサと水位を検知する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】河川
の水位を測定するセンサとして水晶式のセンサなどが知
られている。しかし、従来のこの種のセンサは、複数の
設置箇所で得られた測定データを収集するために無線な
どの伝送装置を設ける必要がある。この場合、伝送装置
の電源も必要になる。一方、伝送装置がない場合、各セ
ンサの測定データを直接収集しなければならず、時間
的，労力的負担が大きい。
の水位を測定するセンサとして水晶式のセンサなどが知
られている。しかし、従来のこの種のセンサは、複数の
設置箇所で得られた測定データを収集するために無線な
どの伝送装置を設ける必要がある。この場合、伝送装置
の電源も必要になる。一方、伝送装置がない場合、各セ
ンサの測定データを直接収集しなければならず、時間
的，労力的負担が大きい。
【０００３】従って、本発明の主目的は、個々のセンサ
に伝送装置を設置することなく水位の監視ができるセン
サと水位検知方法とを提供することにある。
に伝送装置を設置することなく水位の監視ができるセン
サと水位検知方法とを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明センサは上記の目
的を達成するためになされたもので、水位の変化に応じ
て浸漬されるフロートに合わせて光ファイバに張力を付
与し、光ファイバに生じた歪みの増加から水位を検知す
るものである。
的を達成するためになされたもので、水位の変化に応じ
て浸漬されるフロートに合わせて光ファイバに張力を付
与し、光ファイバに生じた歪みの増加から水位を検知す
るものである。
【０００５】すなわち、水位に対応して浸漬されるフロ
ートと、両端部を固定し、中間部を垂れ下げた光ファイ
バと、光ファイバにその中間部で吊されたシーブとを具
え、このシーブはフロートに接続され、フロートの浸漬
程度に応じて光ファイバに張力を付与することを特徴と
する。
ートと、両端部を固定し、中間部を垂れ下げた光ファイ
バと、光ファイバにその中間部で吊されたシーブとを具
え、このシーブはフロートに接続され、フロートの浸漬
程度に応じて光ファイバに張力を付与することを特徴と
する。
【０００６】また、本発明水位検知方法は、水位に応じ
て浸漬されるフロートの浸漬程度と、光ファイバの一部
に張力を付与する張力付与部の動きと対応させ、この張
力付与に伴う光ファイバの歪みを監視することで水位を
検知することを特徴とする。この張力付与部の具体例と
しては、前記のセンサにおけるシーブの利用が挙げられ
る。
て浸漬されるフロートの浸漬程度と、光ファイバの一部
に張力を付与する張力付与部の動きと対応させ、この張
力付与に伴う光ファイバの歪みを監視することで水位を
検知することを特徴とする。この張力付与部の具体例と
しては、前記のセンサにおけるシーブの利用が挙げられ
る。
【０００７】水位の検出は、光ファイバに張力が付与さ
れたことに伴って増加する歪みを検出することで行えば
よい。従って、水位の監視を行うときには、光ファイバ
の端部に歪み測定装置を接続する。例えば、ＢＯＴＤＲ
を接続することで、光ファイバの長手方向におけるブリ
ルアン散乱光を測定し、その発生波長から歪みを算出し
て水位を検出する。
れたことに伴って増加する歪みを検出することで行えば
よい。従って、水位の監視を行うときには、光ファイバ
の端部に歪み測定装置を接続する。例えば、ＢＯＴＤＲ
を接続することで、光ファイバの長手方向におけるブリ
ルアン散乱光を測定し、その発生波長から歪みを算出し
て水位を検出する。
【０００８】一本の光ファイバの途中で前記のセンサを
複数形成して光ファイバの歪み測定を行えば、各センサ
に伝送装置を設置するまでもなく、複数箇所の測定デー
タを容易に集約することができる。
複数形成して光ファイバの歪み測定を行えば、各センサ
に伝送装置を設置するまでもなく、複数箇所の測定デー
タを容易に集約することができる。
【０００９】なお、シーブの水中重量はフロートの気中
重量とほぼ等しくしておくことが望ましい。これにより
シーブとフロートの重量が釣り合い、シーブのみが水中
に没している状態（水位が低い状態）で不必要な張力が
光ファイバにかかることを抑制できる。
重量とほぼ等しくしておくことが望ましい。これにより
シーブとフロートの重量が釣り合い、シーブのみが水中
に没している状態（水位が低い状態）で不必要な張力が
光ファイバにかかることを抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１，２に基づいて説明する。図１は本発明センサの内部
構造を示す正面図、図２はその右側面図である。
１，２に基づいて説明する。図１は本発明センサの内部
構造を示す正面図、図２はその右側面図である。
【００１１】本発明センサは保護カバー１内に光ファイ
バ２、フロート３、シーブ４などが収納されている。
バ２、フロート３、シーブ４などが収納されている。
【００１２】保護カバー１は蓋部５と底部を具える円筒
状容器で、外周に多数の透孔６が形成され、そこから内
部に水を導入できるように構成されている。保護カバー
１は内部機構を保護できれば、その材質は特に問わな
い。水没する必要上、耐食性に優れた材料が望ましい。
状容器で、外周に多数の透孔６が形成され、そこから内
部に水を導入できるように構成されている。保護カバー
１は内部機構を保護できれば、その材質は特に問わな
い。水没する必要上、耐食性に優れた材料が望ましい。
【００１３】光ファイバ２はこの蓋部を貫通して保護カ
バー１内に導入されている。ここで用いる光ファイバ２
はステンレス管７に内蔵されたものをとした。光ファイ
バ２とステンレス管７の間には充填材が注入され、光フ
ァイバ２とステンレス管７を一体としている。従って、
ステンレス管７に張力がかかれば、光ファイバ２にも張
力がかかる。本例ではステンレス管７を用いたが、この
ような保護管は光ファイバ２の保護の必要に応じて用い
ればよい。保護管の材質，要否は特に問わない。
バー１内に導入されている。ここで用いる光ファイバ２
はステンレス管７に内蔵されたものをとした。光ファイ
バ２とステンレス管７の間には充填材が注入され、光フ
ァイバ２とステンレス管７を一体としている。従って、
ステンレス管７に張力がかかれば、光ファイバ２にも張
力がかかる。本例ではステンレス管７を用いたが、この
ような保護管は光ファイバ２の保護の必要に応じて用い
ればよい。保護管の材質，要否は特に問わない。
【００１４】保護カバー１内に導入されたステンレス管
入りの光ファイバ２は湾曲して折り返され、再度蓋部を
貫通して保護カバー１の外に引き出される。光ファイバ
２の保護カバー１内への導入部と引き出し部は、蓋部５
で固定されている。
入りの光ファイバ２は湾曲して折り返され、再度蓋部を
貫通して保護カバー１の外に引き出される。光ファイバ
２の保護カバー１内への導入部と引き出し部は、蓋部５
で固定されている。
【００１５】また、蓋部５の下面には滑車８が固定され
ている。この滑車８にはワイヤ９が掛けられ、その一端
にはフロート３が、他端にはシーブ４が接続されてい
る。ここでは、フロート３の方がシーブ４よりも上方に
位置するような長さのワイヤ９とした。
ている。この滑車８にはワイヤ９が掛けられ、その一端
にはフロート３が、他端にはシーブ４が接続されてい
る。ここでは、フロート３の方がシーブ４よりも上方に
位置するような長さのワイヤ９とした。
【００１６】フロート３は棒状に形成したものを用い
た。フロート３は水位が変化するとそれに対応して部分
的に水没する浮きとしての機能と、次に述べるシーブ４
のカウンタウェイトとしての機能とを具える。すなわ
ち、フロート３とシーブ４は天秤の関係にあり、一方が
上がると他方が下がる。フロート３も材質は特に問わな
い。
た。フロート３は水位が変化するとそれに対応して部分
的に水没する浮きとしての機能と、次に述べるシーブ４
のカウンタウェイトとしての機能とを具える。すなわ
ち、フロート３とシーブ４は天秤の関係にあり、一方が
上がると他方が下がる。フロート３も材質は特に問わな
い。
【００１７】シーブ４は滑車状のもので、外周に形成さ
れた溝にステンレス管入りの光ファイバ２が掛けられて
いる。このシーブ４により、光ファイバ２には一定（シ
ーブ４と同等の径）の曲げが付与されることになる。ワ
イヤ９との接続は、シーブ４の回転軸を軸支するワイヤ
取付治具10を用いて行った。シーブ４（後述する重り11
を取り付けたときはシーブ４と重り11）の重量は、光フ
ァイバ２に過大な張力がかからないような重さを選択す
る。シーブ４の水中重量はフロート３の気中重量とほぼ
等しくすることが望ましい。このように構成すること
で、シーブ４のみが水没し、フロート３が水面に接して
いない場合、ほぼ両者の重量が釣り合うことになり、光
ファイバ２に不必要な張力がかからない。
れた溝にステンレス管入りの光ファイバ２が掛けられて
いる。このシーブ４により、光ファイバ２には一定（シ
ーブ４と同等の径）の曲げが付与されることになる。ワ
イヤ９との接続は、シーブ４の回転軸を軸支するワイヤ
取付治具10を用いて行った。シーブ４（後述する重り11
を取り付けたときはシーブ４と重り11）の重量は、光フ
ァイバ２に過大な張力がかからないような重さを選択す
る。シーブ４の水中重量はフロート３の気中重量とほぼ
等しくすることが望ましい。このように構成すること
で、シーブ４のみが水没し、フロート３が水面に接して
いない場合、ほぼ両者の重量が釣り合うことになり、光
ファイバ２に不必要な張力がかからない。
【００１８】上記重量の均等化は、シーブ４の材質・サ
イズ選択などの他、必要に応じてシーブ４に重り11を取
り付けることで行える。本例では、ワイヤ取付治具10に
重り11を連結した。この場合、水中におけるシーブ４と
重り11との合計重量がフロート３の気中重量とほぼ等し
くなるようにすればよい。
イズ選択などの他、必要に応じてシーブ４に重り11を取
り付けることで行える。本例では、ワイヤ取付治具10に
重り11を連結した。この場合、水中におけるシーブ４と
重り11との合計重量がフロート３の気中重量とほぼ等し
くなるようにすればよい。
【００１９】水位測定を行う際には、上記のセンサを一
連の光ファイバの途中に複数形成し、各センサを所定の
測定場所に配置する。そして、光ファイバの端部に歪み
測定装置（図示せず）を接続する。例えばＢＯＴＤＲ(B
rillouin Optical Time Domain Refrectometer) 装置を
用いればよい。これは、光ファイバに光パルスを入射
し、そのブリルアン後方散乱光を測定することで光ファ
イバの歪みの大きさを検知する。そして、光パルスを入
射してから後方散乱光が入射端に戻るまでの時間により
ブリルアン散乱光の生じた位置を特定する。従って、光
ファイバの長手方向に沿ったブリルアン散乱光のデータ
を得ることができ、光ファイバの張力変化に伴う歪みの
変化を検知することができる。
連の光ファイバの途中に複数形成し、各センサを所定の
測定場所に配置する。そして、光ファイバの端部に歪み
測定装置（図示せず）を接続する。例えばＢＯＴＤＲ(B
rillouin Optical Time Domain Refrectometer) 装置を
用いればよい。これは、光ファイバに光パルスを入射
し、そのブリルアン後方散乱光を測定することで光ファ
イバの歪みの大きさを検知する。そして、光パルスを入
射してから後方散乱光が入射端に戻るまでの時間により
ブリルアン散乱光の生じた位置を特定する。従って、光
ファイバの長手方向に沿ったブリルアン散乱光のデータ
を得ることができ、光ファイバの張力変化に伴う歪みの
変化を検知することができる。
【００２０】水位が上昇すると保護カバー内にも水が侵
入してまずシーブが水没し、次いでフロートが浮き上が
る。シーブのみが水没し、フロートが水に接していない
場合、シーブ（＋重り）の水中重量はフロートの気中重
量と釣り合っているため、光ファイバにはあまり張力が
かからない。しかし、水位が上昇するとフロートも水に
浸かって浮力が増加するため、シーブの荷重が光ファイ
バにかかることになる。フロートは水位の上昇に伴って
その一部が水没し、水没する体積は水位が上昇するほど
が大きくなってより大きい浮力が付与される。そのた
め、水位が上昇するほど光ファイバにかかる張力も大き
くなる。その結果、光ファイバに局部的な張力が付与さ
れ、その箇所のブリルアン散乱光の発生波長が変わり、
この発生波長の変化をＢＯＴＤＲで監視すれば水位の変
化を検知することができる。
入してまずシーブが水没し、次いでフロートが浮き上が
る。シーブのみが水没し、フロートが水に接していない
場合、シーブ（＋重り）の水中重量はフロートの気中重
量と釣り合っているため、光ファイバにはあまり張力が
かからない。しかし、水位が上昇するとフロートも水に
浸かって浮力が増加するため、シーブの荷重が光ファイ
バにかかることになる。フロートは水位の上昇に伴って
その一部が水没し、水没する体積は水位が上昇するほど
が大きくなってより大きい浮力が付与される。そのた
め、水位が上昇するほど光ファイバにかかる張力も大き
くなる。その結果、光ファイバに局部的な張力が付与さ
れ、その箇所のブリルアン散乱光の発生波長が変わり、
この発生波長の変化をＢＯＴＤＲで監視すれば水位の変
化を検知することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明センサおよ
び本発明方法によれば、一本の光ファイバを用いること
で、複数箇所の水位測定を容易に行うことができる。こ
のとき、各センサに測定データの伝送装置を設ける必要
がない。
び本発明方法によれば、一本の光ファイバを用いること
で、複数箇所の水位測定を容易に行うことができる。こ
のとき、各センサに測定データの伝送装置を設ける必要
がない。
【図１】本発明センサの内部構造を示す正面図。
【図２】本発明センサの内部構造を示す右側面図。
１ 保護カバー ２ 光ファイバ ３ フロート ４
シーブ ５ 蓋部 ６ 透孔 ７ ステンレス管 ８ 滑車 ９ ワイヤ
10 ワイヤ取付治具 11 重り
シーブ ５ 蓋部 ６ 透孔 ７ ステンレス管 ８ 滑車 ９ ワイヤ
10 ワイヤ取付治具 11 重り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 幹彦 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 水位に対応して浸漬されるフロートと、 両端部を固定し、中間部を垂れ下げた光ファイバと、 光ファイバにその中間部で吊されたシーブとを具え、 このシーブはフロートに接続され、フロートの浸漬程度
に応じて光ファイバに張力を付与することを特徴とする
水位センサ。 - 【請求項２】 光ファイバの端部に歪み測定装置を接続
したことを特徴とする請求項１記載の水位センサ。 - 【請求項３】 シーブの水中重量がフロートの気中重量
とほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の水位セン
サ。 - 【請求項４】 水位に対応して浸漬されるフロートの浸
漬程度と、光ファイバの一部に張力を付与する張力付与
部の動きと対応させ、この張力付与に伴う光ファイバの
歪みを監視することで水位を検知することを特徴とする
水位検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32603696A JPH10153475A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 水位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32603696A JPH10153475A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 水位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153475A true JPH10153475A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18183392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32603696A Pending JPH10153475A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 水位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10153475A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189039A1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-20 | NTT Advanced Technology Corporation | Fiber-optic liquid level measurement device |
| EP1241453A3 (en) * | 2001-03-15 | 2004-02-11 | NTT Advanced Technology Corporation | Liquid-level gauge |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2017021447A1 (fr) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Areva Np | Dispositif de mesure de niveau de liquide par réflectrométrie optique, structure comprenant un tel dispositif et procédé de mesure correspondant |
| CN118687654A (zh) * | 2024-06-19 | 2024-09-24 | 中石化江苏石油工程设计有限公司 | 液位监测装置和监测方法 |
-
1996
- 1996-11-20 JP JP32603696A patent/JPH10153475A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189039A1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-20 | NTT Advanced Technology Corporation | Fiber-optic liquid level measurement device |
| US6703635B2 (en) | 2000-09-18 | 2004-03-09 | Ntt Advanced Technology Corporation | Method and apparatus for measuring the level of liquid using optical fiber strain gauge |
| EP1241453A3 (en) * | 2001-03-15 | 2004-02-11 | NTT Advanced Technology Corporation | Liquid-level gauge |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2017021447A1 (fr) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Areva Np | Dispositif de mesure de niveau de liquide par réflectrométrie optique, structure comprenant un tel dispositif et procédé de mesure correspondant |
| FR3039893A1 (fr) * | 2015-08-03 | 2017-02-10 | Areva | Dispositif de mesure de niveau de liquide par reflectrometrie optique, structure comprenant un tel dispositif et procede de mesure correspondant |
| CN108369123A (zh) * | 2015-08-03 | 2018-08-03 | 法玛通公司 | 通过光反射测量计测量液位的装置、包括该装置的结构和对应的测量方法 |
| CN118687654A (zh) * | 2024-06-19 | 2024-09-24 | 中石化江苏石油工程设计有限公司 | 液位监测装置和监测方法 |
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