JPS6034053B2 - センサ深度自動追従装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流速等を測定するセンサの吊下深度を水位の変
化に対して自動的に追従させる装置に関する。

第１図は、１個のセンサを用いて水路の平均流速を測定
する場合の従来の測定方法を示す図で、１は水路、２は
水面、３はセンサであり、該センサ３は水路１の側壁に
固定されている。

第２図は、一般的な水路の流速鉛直分布特性曲線を示す
図で、縦軸日を水位、横軸Ｖを流速とすると、流速の鉛
直分布は、水面２付近が最大で、水底に近づくに従って
遅くなる傾向があり、水位の約４０％の点で平均流速Ｖ
ｍを示すのが通常である。

従って従来は、平均水位の４０％の点にセンサ３を固定
設置しているが、これによると、水量の変動によってセ
ンサ設置時よりも水位が上った場合、センサ３によって
検出される流速は平均流速より小さくなり、また逆に水
位が下がると、検出される流速は平均流速より大きくな
るため、測定誤差が生じてしまい、正確な測定を行うこ
とができないという欠点を有している。

本発明はこのような欠点を解決することを目的とし、そ
のため、水位の変化に従って上下動するフロートと、水
路の底面付近に設置したプーリと、水面上方に設置した
連動する２個のりールと、ワイヤーロープとを用いてセ
ンサの吊下深度を水位の変化に追従させ、それによりセ
ンサを常に所定の水深に保つようにしたことを特徴とす
る。

以下図面により説明すると、第３図は本発明の一実施例
を示す概略構成図で、１は水路、２は水面、３はセンサ
である。

４は水面２の上方に設置した大摩りール、５は水路１の
底面付近に設置したプーリ、６は水面２に浮べたフロー
トであり、該フロート６は水流の影響を受けないように
水路１内に垂直に固定したパイプ７内に入れてある。

８はワイヤロープで、該ワイヤロープ８の一端は前記フ
ロート６に結合してあり、また池端はプーリ５を経由さ
せて大蚤リール４に固定してある。

このワイヤロープ８の長さは、最高水位のときでもフロ
ート６が水面に達することができる長さ以上とし、水位
日においてたるみが生じないように余長を大摩りール４
に巻付けてある。９は大径リールと４と同軸上に直結し
た小獲りール、１川まワイヤロープで、該ワイヤ。

ープ１０の一端は前記センサ３に結合してあり、また他
端は小摩りール９に固定してあって、これによりセンサ
３を上下動可能に水中に吊下している。このワイヤロー
プ１０の長さは、センサ３が水路１の底面に届く長さ以
上とし、水位日において、セソサ３の吊下深度がｈ（水
位の４０％の点）となるように余長を小摩りール９に巻
付けてある。１１は水路の側壁に固定したガイドレール
で、該ガイドレール１１に沿ってセンサ３が上下動でき
るようにしてある。

なお、前記フロート６はワイヤロープ８、プ−ＩＪ５、
大蚤リール４、小径リール９及びワイヤロープ１０を介
してセンサ３を引き上げることができる浮力を有するも
のとする。

また、大登りール４の円周長Ｌと、小摩りール９の円周
長１との比１／Ｌは１−○ …
…【１’Ｌ一日とする。

次に上述した構成の動作を説明する。

今、水位日が△Ｈ上昇すると、水位上昇に従ってフロー
ト６が上昇し、ワイヤロープ８を引張って大径リール４
を回転させる。このときの回転数をｎとすると、△日は
、△Ｈ＝ｎＬ ……｛
２）である。

大径リール４が回転すると、該大径リール４と同軸上に
直結してある小径リール９が一体に回転してワイヤロー
プ１０を巻取り、センサ３を上昇させる。

センサ３の上昇分△ｈは、△ｈ＝ｎｌ
……（３｝で、このときのセンサ吊
下深度は（ｈ十△ｈ）となる。

従って、上昇後の水位（Ｈ＋△Ｈ）とセンサ深度（ｈ＋
△ｈ）との関係は、上述した‘１’式、■式及び糊式に
より、ｈ＋△ｈ千川ｎ． ＝三川亡△日 ＝三く川△Ｈ） ｈ＋△日 １ ｈ …．・・‘４
’Ｈ＋△日一Ｌ一日となり、水位とセンサ吊下深度との
比は水位が上昇しても一定となる。

水位が下降した場合は、センサ３の重力により、小径リ
ール９及び大径リール４が上昇時とは逆方向に回転し、
フロート１０の浮力とつり合う位置までセンサ３の深度
が下がる。

この常合も上述した場合と同機に水位とセンサ深度との
比は一定となる。なお、パイプ７の下端関口部の径を適
当に小さくすることにより、パイプ７内の水面は、波浪
による外部水面２の変動を平滑化しうるので、安定した
追従動作を行うことができる。

以上説明した実施例によれば、水位とセンサ吊下深度と
の比が常に一定となるように、水位の変化に従ってセン
サ吊下深度を自動的に比例追従させることができるため
、水路の平均流速を正確に測定することができる。

次に他の実施例を第４図により説明する。

上述した第３図の実施例では、同軸上では、同軸上に直
結した大蓬リール４と小蓬リール９を用いているが、第
４図の実施例は、大蓬リール４と小摩りール９の代りに
、一側に小蓬歯車１２を設けたりール１３と、該小径歯
車１２に噛合う大径歯車１４を一側に設けたりール１５
とを用いたもので、ここでは小怪歯車１２と大径歯車１
４との互いの歯数の比を、水位日とセンサ吊下深度ｈと
の比と等しくなるようにし、またリール１３と１５の円
周長を同一長として、リール１３にフロート６と結合し
たワイヤロープ８の余長を巻付け、リール１５にセンサ
３と結合したワイヤロープ１０の余長を巻付けて構成し
ている。なおワィャロ−フ。８と１０の巻付け方向は同
一方向とする。

この構成は、水位日の変化に従ってフロート６が上昇ま
たは下降すると、リール１３と１５が小径歯車１２と大
蓬歯車１４の噛合いにより互いに反対方向に回転してセ
ンサ３を上昇または下降させるもので、大怪歯車１４の
歯数Ａ、小径歯車１２の歯数をＢとし、水面の変位量を
△Ｈすると、△ｈ＝芸△Ｈ……（５｝となる。

そこで、歯車比Ｂ／Ａを水位日とセンサ吊下深度ｈとの
比ｈ／日と等しくとれば、ｈ＋△ｈ＝Ｂ＝一定
・・・・・・｛６’Ｈ＋△日 Ａとなるため、水
位の変化に対してセンサ３の吊下深度を自動的に比例追
従させることができる。

なお、上述した各実施例は、水路の平均流速の測定を行
うセンサについて説明したが、この他水中における種々
の比例深度測定に利用することも可能である。以上説明
しよたように本発明は、水面に浮かべたフロートと水面
の上方に設置した２個の連動するりールと、水底に設置
したプーリと、ワイヤロープとを用いてセンサの吊下深
度を水位の変化に対して自動的に追従させることができ
るようにしているため、センサを常に最適深度に吊下す
ることができ、流速等の測定において、測定誤差のない
正確な測定を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセンサ設置例を示す断面図、第２図は一
般的な水路の流速鉛直分布特性を示す図、第３図は本発
明の一実施例を示す概略構成図、第４図は本発明の他の
実施例を示す概略構成図である。 １・・・・・・水路、２・・・・・・水面、３・・・・
・・センサ、４・・・．．．大摩りール、５・・・・・
・プーリ、６・・・・・・フロート、７……パイプ、８
……ワイヤロープ、９……小径リール、１０……ワイヤ
ロープ、１１……ガイドレール、１２・・・・・・小径
歯車、１３・・・・・・リール、１４・・・・・・大径
歯車、１５・・・・・・リール。 第１図第３図 第４図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水面に浮べたフロートと、水底近くに設置したプー
   リと、水面上方に設置した連動する２個のリールと、一
   端を前記フロートに結合しかつ他端を前記リールのうち
   の一方のリールに固定すると共に該リールに余長を巻付
   けたワイヤロープと、一端をセンサに結合しかつ他端を
   他方のリールに固定すると共に該リールに余長を巻付け
   たワイヤロープとを備え、前記フロートが水位の変化に
   従つて上昇または下降すると、前記リールが回転し、こ
   の回転により前記ワイヤロープを介して水中に吊下した
   センサが前記フロートに比例追従して上昇または下降す
   ることを特徴とするセンサ深度自動追従装置。 ２ 連動する２個のリールとして同軸上に直結した大径
   リールと小径リールとを用いると共に該大径リールの円
   周長と小径リールの円周長との比を、水位と吊下深度と
   の比を等しくし、該大径リールと結合したワイヤロープ
   を巻付け、また小径リールにセンサと結合したワイヤロ
   ープを巻付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のセンサ深度自動追従装置。 ３ 連動する２個のリールとして一側に小径歯車を設け
   たリールと、一側に該小径歯車と噛合う大径歯車を設け
   たリールとを用いると共に該小径歯車と大径歯車との互
   の歯数の比を、水位とセンサ吊下深度との比と等しくし
   、かつ前記両リールの円周長を同一長として、小径歯車
   を設けたリールにフロートと結合したワイヤロープを巻
   付け、また大径歯車を設けたリールにセンサと結合した
   ワイヤロープを巻付けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のセンサ深度自動追従装置。