JP2014181965A

JP2014181965A - Water level gauge, water level detection system, and method for detecting water level

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Publication number: JP2014181965A
Application number: JP2013055485A
Authority: JP
Inventors: Koichi Narasaki; 高一奈良崎; Atsuhiro Hirama; 厚広平間
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP6119337B2

Abstract

【課題】水位計、水位検出システム及び水位検出方法において、水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制可能とすることを目的とする。
【解決手段】水平面に対して傾斜した斜面に設置される静電容量型の水位計は、水平面及び斜面と垂直な面上に斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、垂直な面上に、且つ、垂直な面上で第１の水位センサから一定の距離に、第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、第１及び第２の水位センサは互いに独立して液位を測定し、ある液面の位置では、第１及び第２の水位センサの両方が液位を測定して夫々の測定液位を表す信号を出力するように構成する。
【選択図】図４An object of the present invention is to make it possible to suppress a water level detection error caused by a change in the installation angle of a water level meter in a water level meter, a water level detection system and a water level detection method.
A capacitive water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane has a cylindrical first level provided on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope so as to extend along the slope. A water level sensor, and a cylindrical second water level sensor provided in parallel with the first water level sensor on the vertical surface and at a fixed distance from the first water level sensor on the vertical surface; The first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, both the first and second water level sensors measure the liquid level to represent the respective measured liquid levels. It is configured to output a signal.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、水位計、水位検出システム及び水位検出方法に関する。 The present invention relates to a water level meter, a water level detection system, and a water level detection method.

水位計は、液位計などとも呼ばれ、水を含む各種液体の液位を測定するのに用いられる（例えば、特許文献１，２）。水位計を例えば河川に設置することで、河川の水位を監視することなどができる。このような場合、水位計を例えば堤防に設置することで水位計が水流により容易に流されたりすることを防止できる。 The water level meter is also called a liquid level meter and is used to measure the liquid level of various liquids including water (for example, Patent Documents 1 and 2). For example, by installing a water level meter in a river, the water level of the river can be monitored. In such a case, it is possible to prevent the water level gauge from being easily washed away by the water flow by installing the water level gauge, for example, on the bank.

一般的に、堤防は傾斜しているため、水位計は堤防の斜面に設置される場合が多い。このため、水位計の設置時には、水位計が設置された傾斜角度（以下、「設置角度」とも言う）を正確に計測しておかないと、水位計の検出出力から正確な水位を知ることができない。しかし、水位計の設置角度を斜度計などを用いて計測するのでは、人手と手間がかかり望ましくない。また、水位計の設置時に初期設置角度を計測しても、河川の氾濫や地殻変動などにより水位計の設置角度が変化すると、水位計の検出出力から正確な水位を知ることができなくなってしまう。この場合、水位計の設置角度を再度計測する必要があるが、目視により水位計の設置角度の変化を検知することは難しく、水位の検知精度を保つためには定期的に水位計の設置角度を計測せざるを得ないため、定期的な設置角度の計測に人手と手間がかかる。 In general, since the dike is inclined, the water level gauge is often installed on the slope of the dike. For this reason, when the water level gauge is installed, the correct water level can be known from the detection output of the water level gauge unless the inclination angle (hereinafter also referred to as "installation angle") at which the water level gauge is installed is measured accurately. Can not. However, it is not desirable to measure the installation angle of the water level gauge using a clinometer or the like because it takes time and labor. Even if the initial installation angle is measured when the water level gauge is installed, if the installation angle of the water level gauge changes due to river flooding or crustal movement, the accurate water level cannot be known from the detection output of the water level gauge. . In this case, it is necessary to measure the installation angle of the water level meter again, but it is difficult to detect the change in the installation level of the water level by visual observation. Therefore, it takes time and labor to periodically measure the installation angle.

一方、３軸以上の重力センサを別途設けて水位計の設置角度を検知すれば、人手に頼らず水位計の設置角度を検知することができる。しかし、重力センサの検知精度は比較的低いため、重力センサが検知した水位計の設置角度に基づいて水位計の検出出力を補正したのでは、水位の検出誤差が比較的大きくなり、水位計の信頼性が低下してしまう。 On the other hand, if a gravity sensor having three or more axes is separately provided to detect the installation angle of the water level gauge, the installation angle of the water level gauge can be detected without relying on human hands. However, since the detection accuracy of the gravity sensor is relatively low, correcting the detection output of the water level gauge based on the installation angle of the water level gauge detected by the gravity sensor results in a relatively large water level detection error. Reliability will be reduced.

特開２００５−１８１１６５号公報JP 2005-181165 A 特開平６−３４４２３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-34423

従来技術では、水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制することは難しい。 In the prior art, it is difficult to suppress the detection error of the water level due to the change in the installation angle of the water level gauge.

そこで、本発明は、水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制可能な水位計、水位検出システム及び水位検出方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the water level meter, the water level detection system, and the water level detection method which can suppress the detection error of the water level by the change of the installation angle of a water level meter.

本発明の一観点によれば、水平面に対して傾斜した斜面に設置される静電容量型の水位計であって、前記水平面及び前記斜面と垂直な面上に前記斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で前記第１の水位センサから一定の距離に、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、前記第１及び第２の水位センサは互いに独立して液位を測定し、ある液面の位置では、前記第１及び第２の水位センサの両方が液位を測定して夫々の測定液位を表す信号を出力する水位計が提供される。 According to one aspect of the present invention, a capacitance-type water level meter is installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane, and extends along the slope on a plane perpendicular to the horizontal plane and the slope. A cylindrical first water level sensor provided on the vertical surface and at a fixed distance from the first water level sensor on the vertical surface and in parallel with the first water level sensor. A cylindrical second water level sensor provided, wherein the first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, the first and second water level sensors; A water level gauge is provided that both measure the liquid level and output a signal representative of the respective measured liquid level.

水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制することが可能となる。 It becomes possible to suppress the detection error of the water level due to the change in the installation angle of the water level gauge.

静電容量式の水位センサの一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of an electrostatic capacitance type water level sensor. 図１に示す水位センサの等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the water level sensor shown in FIG. 図１に示す如き水位センサを斜面に設置する場合の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example in the case of installing a water level sensor as shown in FIG. 1 in a slope. 第１実施例における水位計の設置時の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state at the time of installation of the water level meter in 1st Example. 第１実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which the installation angle of the water level meter in 1st Example changed. 水位センサの外観の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the external appearance of a water level sensor. 図６に示す水位センサの一部透視図である。FIG. 7 is a partial perspective view of the water level sensor shown in FIG. 6. 一実施例における水位検出システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the water level detection system in one Example. 水位検出システムの他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of a water level detection system. 水位計の設置時の水位検出システムの処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the water level detection system at the time of installation of a water level gauge. 水位計の設置後の水位検出システムの処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process of the water level detection system after installation of a water level gauge. 第２実施例における水位計の設置時の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state at the time of installation of the water level meter in 2nd Example. 第２実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which the installation angle of the water level meter in 2nd Example changed. 第３実施例における水位計の設置時の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state at the time of installation of the water level meter in 3rd Example. 第３実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which the installation angle of the water level meter in 3rd Example changed.

開示の水位計、水位検出システム及び水位検出方法では、水平面に対して傾斜した斜面に静電容量型の第１及び第２の水位センサを設置する。第１の水位センサは、水平面及び斜面と垂直な面上に斜面に沿って延在するよう設けられた筒状であり、第２の水位センサは、前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で第１の水位センサから一定の距離に、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状である。ある液面の位置では、第１及び第２の水位センサの両方が液位を測定して夫々の測定液位を表す信号を出力する。 In the disclosed water level gauge, water level detection system, and water level detection method, the first and second capacitance-type water level sensors are installed on a slope inclined with respect to the horizontal plane. The first water level sensor has a cylindrical shape provided so as to extend along the inclined plane on a horizontal plane and a plane perpendicular to the inclined plane, and the second water level sensor is formed on the vertical plane and the vertical plane. It is a cylinder provided in parallel with the first water level sensor at a certain distance from the first water level sensor on a smooth surface. At a certain liquid level position, both the first and second water level sensors measure the liquid level and output signals representing the respective measured liquid levels.

以下に、開示の水位計、水位検出システム及び水位検出方法の各実施例を図面と共に説明する。 Embodiments of the disclosed water level gauge, water level detection system, and water level detection method will be described below with reference to the drawings.

以下に説明する各実施例では、静電容量式の水位センサを用いるので、先ず静電容量式の水位センサの一例について説明する。なお、水位センサは、液位センサなどとも呼ばれる。 In each embodiment described below, since an electrostatic capacity type water level sensor is used, first, an example of an electrostatic capacity type water level sensor will be described. The water level sensor is also called a liquid level sensor.

図１は、静電容量式の水位センサの一例を模式的に示す図である。図１に示す水位センサ１は、筒型の一例である同軸円筒型であり、外部電極２と内部電極３が同軸的に設けられている。内部電極３は、例えば絶縁性樹脂皮膜などの絶縁体４で絶縁されて液体と直接接触しないように配置されている。水５は、水位ｈの測定対象である液体の一例であり、外部電極２と絶縁体４の間の空間に流入する。図１において、ａは内部電極３の中心軸から内部電極３の外周面までの距離（即ち、半径）であり、ｂは内部電極３の中心軸から絶縁体４の外周面までの距離（即ち、半径）を示す。また、Ｃ_１は内部電極３と絶縁体４との間の容量、Ｃ_２は絶縁体４と外部電極２との間の容量、Ｒは絶縁体４と外部電極２との間の抵抗、Ｃ_ｈは水位センサ１の静電容量を示す。外部電極２と絶縁体４の間の誘電体が空気である場合と、水５である場合とでは、水５の水位ｈに応じて電極２，３間の全体としての誘電率が変化するので、この誘電率の変化を電圧値として検出することで水位ｈを検出することができる。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a capacitive water level sensor. A water level sensor 1 shown in FIG. 1 is a coaxial cylindrical type which is an example of a cylindrical type, and an external electrode 2 and an internal electrode 3 are provided coaxially. The internal electrode 3 is insulated from an insulator 4 such as an insulating resin film and disposed so as not to come into direct contact with the liquid. The water 5 is an example of a liquid that is a measurement target of the water level h, and flows into the space between the external electrode 2 and the insulator 4. In FIG. 1, a is the distance (ie, radius) from the central axis of the internal electrode 3 to the outer peripheral surface of the internal electrode 3, and b is the distance from the central axis of the internal electrode 3 to the outer peripheral surface of the insulator 4 (ie, the radius). , Radius). C ₁ is the capacitance between the internal electrode 3 and the insulator 4, C ₂ is the capacitance between the insulator 4 and the external electrode 2, R is the resistance between the insulator 4 and the external electrode 2, C _h indicates the capacitance of the water level sensor 1. In the case where the dielectric between the external electrode 2 and the insulator 4 is air and the case where the dielectric is water 5, the dielectric constant as a whole between the electrodes 2 and 3 changes depending on the water level h of the water 5. The water level h can be detected by detecting the change in dielectric constant as a voltage value.

図２は、図１に示す水位センサの等価回路図である。水５の場合のように、水位ｈの測定対象である液体の誘電率が比較的大きいと、電極２，３間に電圧を印加した場合に液体中で発生する静電容量Ｃ_２は液体の等価抵抗Ｒにより略短絡される。従って、この場合の静電容量Ｃ_ｈは、真空の誘電率ε_０をε_０＝８．８５４×１０^−１２とすると、Ｃ_ｈ＝２πε_０×ｈ／Ｌｎ（ｂ／ａ）で表すことができる。 FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the water level sensor shown in FIG. As in the case of water 5, the dielectric constant of the liquid to be measured water level h is relatively large, the electrostatic capacitance C ₂ which occurs in a liquid when a voltage is applied between the electrodes 2 and 3 of the liquid It is substantially short-circuited by the equivalent resistance R. Therefore, the capacitance _{C h} in this case, the dielectric constant epsilon ₀ of the vacuum and ε ₀ = 8.854 × ^{10 _-12,} be represented by _{_{C h = 2πε 0 × h /}} Ln (b / a) it can.

図３は、図１に示す如き水位センサを斜面に設置する場合の一例を説明する図である。図３に示す例では、水位センサ１は固定金具１１により、水平面に対して傾斜した斜面１２に設置される。斜面１２は、例えば堤防の斜面である。水位（または、液位）は、例えば破線で示す基準面１３からの水面（または、液面）１４−１と実線で示す水面（または、液面）１４−２との間で変化するものとする。水位センサ１は、この例では基準面１３からの水位オフセットＤ_ＯＳＴを考慮して、水面１４−１までの水は水位センサ１内に流入せず、水面１４−１を超える水は水位センサ１内に流入する高さ位置に設置される。水位Ｄは、水位オフセットＤ_ＯＳＴを考慮した水面１４−１から水面１４−２までの距離である。例えば、基準面１３は川底であり、斜面１２は川岸に設けられた堤防の斜面である。なお、水平面とは、水面（または、液面）１４−１及び１４−２と平行な面のことである。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example in which a water level sensor as shown in FIG. 1 is installed on a slope. In the example shown in FIG. 3, the water level sensor 1 is installed on the slope 12 inclined with respect to the horizontal plane by the fixing metal 11. The slope 12 is, for example, an embankment slope. For example, the water level (or liquid level) changes between the water surface (or liquid level) 14-1 from the reference surface 13 indicated by a broken line and the water surface (or liquid level) 14-2 indicated by a solid line. To do. In this example, in consideration of the water level offset D _OST from the reference surface 13, the water level sensor 1 does not flow water up to the water surface 14-1 into the water level sensor 1, and water exceeding the water surface 14-1 does not flow into the water level sensor 1. It is installed at the height position where it flows in. The water level D is a distance from the water surface 14-1 to the water surface 14-2 in consideration of the water level offset D _OST . For example, the reference plane 13 is a river bottom, and the slope 12 is a slope of a bank provided on the riverbank. In addition, a horizontal surface is a surface parallel to the water surface (or liquid level) 14-1 and 14-2.

水面１４−１から水面１４−２までの水位センサ１の中心軸Ｃに沿った距離をＬで表し、水位センサ１の設置角度をθで表すと、水位ＤはＤ＝Ｌ×ｓｉｎθで表すことができる。設置角度θは、水位センサ１の中心軸Ｃと水平面とがなす０度より大きな角度であり、中心軸Ｃが斜面１２と平行であれば斜面１２の水平面に対する傾斜角度と等しい。距離Ｌは、水位Ｄが水面１４−１から水面１４−２まで変化する際に水位センサ１内での水位が中心軸Ｃに沿って変化する量に相当する。しかし、河川の氾濫や地殻変動などにより水位センサ１の設置角度θが変化すると、正確な設置角度θがわからない限り、水位Ｄを正確に検出することはできない。 When the distance along the central axis C of the water level sensor 1 from the water surface 14-1 to the water surface 14-2 is represented by L and the installation angle of the water level sensor 1 is represented by θ, the water level D is represented by D = L × sin θ. Can do. The installation angle θ is an angle larger than 0 degree formed by the central axis C of the water level sensor 1 and the horizontal plane. If the central axis C is parallel to the inclined surface 12, it is equal to the inclined angle of the inclined surface 12 with respect to the horizontal plane. The distance L corresponds to an amount by which the water level in the water level sensor 1 changes along the central axis C when the water level D changes from the water surface 14-1 to the water surface 14-2. However, if the installation angle θ of the water level sensor 1 changes due to river flooding or crustal movement, the water level D cannot be detected accurately unless the accurate installation angle θ is known.

そこで、第１実施例では、以下に説明する方法で水位センサの設置角度を正確に検知することで、水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制可能とする。 Therefore, in the first embodiment, by accurately detecting the installation angle of the water level sensor by the method described below, the detection error of the water level due to the change in the installation angle of the water level meter can be suppressed.

図４は、第１実施例における水位計の設置時の状態を説明する図であり、図５は、第１実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。図４及び図５中、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 4 is a diagram for explaining a state at the time of installation of the water level meter in the first embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which the installation angle of the water level meter in the first example is changed. 4 and 5, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図４及び図５において、水位計３１は、水位センサ１−１、水位センサ１−２、及び固定金具２１を有する。この例では別体である水位センサ１−１及び水位センサ１−２は、夫々図１及び図２に示す水位センサ１と同様の構成、即ち、同じ構成を有するものとする。水位センサ１−１，１−２は、互いに独立して水位を測定可能である。水位センサ１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ１−２の中心軸Ｃ２は、水平面及び斜面１２と垂直な同一面（以下、「垂直面」とも言う）上にあり、且つ、これらの中心軸Ｃ１，Ｃ２間の当該垂直面上の距離ｄが一定となるように、固定金具２１により互いに固定されている。従って、水位センサ１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ１−２の中心軸Ｃ２は互いに平行であり斜面１２に沿って延在しており、且つ、水位センサ１−１の設置角度θと水位センサ１−２の設置角度θは同じである。また、この例では、水位センサ１−１，１−２の下端は上記垂直面及び斜面１２垂直な同一面上にあり、水位センサ１−１，１−２の上端は上記垂直面及び斜面１２と垂直な同一面上にある。さらに、水位センサ１−１及び水位センサ１−２は、並行して、即ち、同時に水位を検出可能である。水面１４−２の位置では、両方の水位センサ１−１，１−２が水位を測定できるよう配置されている。 4 and 5, the water level gauge 31 includes a water level sensor 1-1, a water level sensor 1-2, and a fixture 21. In this example, the water level sensor 1-1 and the water level sensor 1-2, which are separate bodies, have the same configuration as the water level sensor 1 shown in FIGS. 1 and 2, that is, the same configuration. The water level sensors 1-1 and 1-2 can measure the water level independently of each other. The central axis C1 of the water level sensor 1-1 and the central axis C2 of the water level sensor 1-2 are on the same plane perpendicular to the horizontal plane and the inclined surface 12 (hereinafter also referred to as “vertical plane”), and these central axes They are fixed to each other by the fixture 21 so that the distance d on the vertical plane between C1 and C2 is constant. Therefore, the central axis C1 of the water level sensor 1-1 and the central axis C2 of the water level sensor 1-2 are parallel to each other and extend along the slope 12, and the installation angle θ of the water level sensor 1-1 and the water level The installation angle θ of the sensor 1-2 is the same. Further, in this example, the lower ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are on the same plane perpendicular to the vertical surface and the inclined surface 12, and the upper ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are the vertical surface and the inclined surface 12. Are on the same vertical plane. Furthermore, the water level sensor 1-1 and the water level sensor 1-2 can detect the water level in parallel, that is, simultaneously. At the position of the water surface 14-2, both the water level sensors 1-1 and 1-2 are arranged so that the water level can be measured.

固定金具２１は、水位センサ１−１，１−２の少なくとも一方に一体的に設けられていても良い。つまり、固定金具１１は、水位計３１の一部を形成しても良い。また、固定金具１１は、水位センサ１−１に一体的に設けられていても良い。固定金具１１，２１による固定方法は特に限定されない。 The fixture 21 may be provided integrally with at least one of the water level sensors 1-1 and 1-2. That is, the fixture 11 may form part of the water level gauge 31. Moreover, the fixture 11 may be provided integrally with the water level sensor 1-1. The fixing method by the fixing metal fittings 11 and 21 is not particularly limited.

水位センサ１−１及び水位センサ１−２は別体であるため、距離ｄが比較的短い場合であっても、水位センサ１−１，１−２間の静電容量結合を防止することができる。また、各水位センサ１−１及び水位センサ１−２は、外部電極２内に単一の内部電極３を有する比較的簡単な構成を有するため、比較的安価に構成できる。 Since the water level sensor 1-1 and the water level sensor 1-2 are separate bodies, it is possible to prevent capacitive coupling between the water level sensors 1-1 and 1-2 even when the distance d is relatively short. it can. Moreover, since each water level sensor 1-1 and the water level sensor 1-2 have the comparatively simple structure which has the single internal electrode 3 in the external electrode 2, it can be comprised comparatively cheaply.

水面１４−１から水面１４−２までの水位センサ１−１の中心軸Ｃ１に沿った距離（以下、「水位センサ１−１の水面１４−２での測定水位」とも言う）をＬ１で表し、水位センサ１−１の設置角度をθで表すと、水位センサ１−１が検出する水位Ｄは次式（１）から算出できる。
Ｄ＝Ｌ１×ｓｉｎθ ・・・（１）
一方、水位センサ１−２の中心軸Ｃ２の下端から水面１４−２までの中心軸Ｃ２に沿った距離（以下、「水位センサ１−２の水面１４−２での測定水位」とも言う）をＬ２で表すと、水位センサ１−１，１−２内での中心軸Ｃ１，Ｃ２に沿った測定水位の差分ΔＬはΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２で表され、この差分ΔＬは水位計３１が検出する水位にかかわらず一定である。従って、水位センサ１−１，１−２の設置角度θ、即ち、水位計３１の設置角度θは、次式（２）から算出できる。
θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ）・・・（２）
上記式（１）中の設置角度θの値を上記式（２）で算出した設置角度θの値に更新することで、水位計３１の設置角度θの変化にかかわらず水位Ｄの検出誤差を抑制可能となる。なお、設置角度θの値の更新は、設置角度θの変化が検知される度に行っても、一定間隔毎に行っても良い。 A distance along the central axis C1 of the water level sensor 1-1 from the water surface 14-1 to the water surface 14-2 (hereinafter, also referred to as “measured water level at the water surface 14-2 of the water level sensor 1-1”) is represented by L1. When the installation angle of the water level sensor 1-1 is represented by θ, the water level D detected by the water level sensor 1-1 can be calculated from the following equation (1).
D = L1 × sin θ (1)
On the other hand, the distance along the central axis C2 from the lower end of the central axis C2 of the water level sensor 1-2 to the water surface 14-2 (hereinafter, also referred to as “measured water level at the water surface 14-2 of the water level sensor 1-2”). When expressed by L2, the difference ΔL of the measured water level along the central axes C1, C2 in the water level sensors 1-1, 1-2 is expressed by ΔL = L1-L2, and this difference ΔL is detected by the water level gauge 31. It is constant regardless of the water level. Accordingly, the installation angle θ of the water level sensors 1-1 and 1-2, that is, the installation angle θ of the water level gauge 31 can be calculated from the following equation (2).
θ = arctan (d / ΔL) (2)
By updating the value of the installation angle θ in the above formula (1) to the value of the installation angle θ calculated by the above formula (2), the detection error of the water level D can be reduced regardless of the change in the installation angle θ of the water level gauge 31. It becomes possible to suppress. The value of the installation angle θ may be updated every time a change in the installation angle θ is detected, or may be performed at regular intervals.

図５は、図４に示す水位計３１の初期設置角度θが斜面１２の変化により設置角度θ'に変化した状態を示す。図５中、水位センサ１−１の水面１４−２での測定水位をＬ１'で表し、水位センサ１−１の設置角度をθ'で表すと、水位センサ１−１が検出する水位Ｄ'は次式（３）から算出できる。
Ｄ'＝Ｌ１'×ｓｉｎθ' ・・・（３）
一方、水位センサ１−２の水面１４−２での測定水位をＬ２'で表すと、ΔＬ'＝Ｌ１'−Ｌ２'は水位計３１が検出する水位にかかわらず一定である。従って、水位センサ１−１，１−２の設置角度θ'、即ち、水位計３１の設置角度θ'は、次式（４）から算出できる。
θ'＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ'）・・・（４）
水位計３１の設置角度θの変化は、設置時のΔＬの値とΔＬ'の値の差分を監視することで検知可能である。例えば、ΔＬ値とΔＬ'値の差分の絶対値が所定値Ｘ以上（即ち、｜ΔＬ−ΔＬ'｜≧Ｘ）になった場合に設置角度θの変化を検知しても、ΔＬ≠ΔＬ'になった場合に設置角度θの変化を検知しても良い。前者の場合、水位検出システムへの負荷を軽減できる。後者の場合、リアルタイムで設置角度θを更新できるので、設置角度θの変化にかかわらず水位Ｄの検出誤差を抑制して水位計３１の信頼性の低下を防止可能となる。また、設置時のΔＬの値とΔＬ'の値の差分の監視を一定間隔で行うことで、水位検出システムへの負荷をさらに軽減できる。 FIG. 5 shows a state where the initial installation angle θ of the water level gauge 31 shown in FIG. In FIG. 5, when the measured water level at the water surface 14-2 of the water level sensor 1-1 is represented by L1 ′ and the installation angle of the water level sensor 1-1 is represented by θ ′, the water level D ′ detected by the water level sensor 1-1. Can be calculated from the following equation (3).
D ′ = L1 ′ × sin θ ′ (3)
On the other hand, when the measured water level on the water surface 14-2 of the water level sensor 1-2 is represented by L2 ′, ΔL ′ = L1′−L2 ′ is constant regardless of the water level detected by the water level gauge 31. Therefore, the installation angle θ ′ of the water level sensors 1-1 and 1-2, that is, the installation angle θ ′ of the water level gauge 31 can be calculated from the following equation (4).
θ ′ = arctan (d / ΔL ′) (4)
The change in the installation angle θ of the water level gauge 31 can be detected by monitoring the difference between the ΔL value and the ΔL ′ value at the time of installation. For example, even if a change in the installation angle θ is detected when the absolute value of the difference between the ΔL value and the ΔL ′ value is equal to or greater than a predetermined value X (that is, | ΔL−ΔL ′ | ≧ X), ΔL ≠ ΔL ′ In such a case, a change in the installation angle θ may be detected. In the former case, the load on the water level detection system can be reduced. In the latter case, since the installation angle θ can be updated in real time, the detection error of the water level D can be suppressed regardless of the change in the installation angle θ, and the deterioration of the reliability of the water level gauge 31 can be prevented. Moreover, the load on the water level detection system can be further reduced by monitoring the difference between the ΔL value and the ΔL ′ value at the time of installation at regular intervals.

上記の例では、水位センサ１−１，１−２の下端は上記垂直面と垂直、且つ、斜面１２と垂直な同一面上にあり、水位センサ１−１，１−２の上端は上記垂直面と垂直、且つ、斜面１２と垂直な同一面上にある。つまり、水位センサ１−１，１−２の上端と下端が夫々上記垂直面と垂直、且つ、斜面１２と垂直な面上に揃えられている。しかし、水位センサ１−１，１−２の上端と下端が互いに中心軸Ｃ１，Ｃ２に沿ってずれた配置を有しても良い。この場合、ずれの方向に応じてずれ量を水位センサ１−１の水面１４−２での測定水位Ｌ２に対して加算または減算すれば良い。 In the above example, the lower ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are on the same plane that is perpendicular to the vertical plane and perpendicular to the inclined surface 12, and the upper ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are perpendicular to the vertical plane. It is on the same plane perpendicular to the plane and perpendicular to the slope 12. That is, the upper and lower ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are aligned on a plane perpendicular to the vertical plane and perpendicular to the slope 12. However, the water level sensors 1-1 and 1-2 may have an arrangement in which the upper and lower ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are displaced from each other along the central axes C1 and C2. In this case, what is necessary is just to add or subtract the deviation | shift amount with respect to the measurement water level L2 in the water surface 14-2 of the water level sensor 1-1 according to the direction of deviation | shift.

図６は、水位センサ１−１，１−２として使用可能な水位センサの外観の一例を示す図である。図６に示すように、水位センサ１は、接続部４１を有する。接続部４１には、水位センサ１のＬ１，Ｌ２を表す信号を含む検出出力を外部装置（図示せず）に供給するためのケーブル３９が接続可能である。水位センサ１が電池などの自己の電源を有さない場合、ケーブル３９は外部電源からの電源電圧を水位センサ１に供給するためにも使用される。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an appearance of a water level sensor that can be used as the water level sensors 1-1 and 1-2. As shown in FIG. 6, the water level sensor 1 has a connecting portion 41. A cable 39 for supplying a detection output including signals representing L1 and L2 of the water level sensor 1 to an external device (not shown) can be connected to the connection unit 41. When the water level sensor 1 does not have its own power source such as a battery, the cable 39 is also used to supply a power supply voltage from an external power source to the water level sensor 1.

図７は、図６に示す水位センサの一部透視図である。図７に示すように、水位センサ１は、回路部４３と、図１と共に説明した如き内部電極３及び絶縁体４を収納した外部電極２を有する。回路部４３は、水位センサ１のＬ１，Ｌ２を表す信号を含む検出出力を外部へ出力するための回路を有し、後述するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）を含んでも良い。また、回路部４３は、水位センサ１の自己電源として電池（図示せず）を含んでも良い。電池が充電可能な場合、ケーブル３９は電池を充電するための電流を供給するためにも使用しても良い。 FIG. 7 is a partial perspective view of the water level sensor shown in FIG. As shown in FIG. 7, the water level sensor 1 includes a circuit unit 43 and an external electrode 2 that houses the internal electrode 3 and the insulator 4 as described together with FIG. 1. The circuit unit 43 includes a circuit for outputting a detection output including signals representing L1 and L2 of the water level sensor 1 to the outside, and includes an analog-to-digital converter (ADC) which will be described later. But it ’s okay. The circuit unit 43 may include a battery (not shown) as a self-power source for the water level sensor 1. If the battery is rechargeable, the cable 39 may also be used to supply current for charging the battery.

図８は、本実施例における水位検出システムの一例を示すブロック図である。説明の便宜上、図８では水位計３１への電源電圧の供給パスの図示は省略する。 FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a water level detection system in the present embodiment. For convenience of explanation, the supply path of the power supply voltage to the water level gauge 31 is not shown in FIG.

図８に示すように、水位検出システム５１は、水位計３１と、監視装置５２を有する。監視装置５２は、ＡＤＣ５３、差分算出部５４、差分比較部５５、差分記憶部５６、設置角度算出部５７、設置角度記憶部５８、及び水位算出部５９を有する。監視装置５２の差分算出部５４、差分比較部５５、設置角度算出部５７、及び水位算出部５９のうちの一部または全部の機能は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを含むコンピュータにより実現可能である。コンピュータは、汎用コンピュータであっても良く、コンピュータ読取可能な記憶媒体を含む記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを実行することで、差分算出部５４、差分比較部５５、設置角度算出部５７、及び水位算出部５９が行う処理の一部または全部を実現可能である。なお、差分記憶部５６及び設置角度記憶部５８は、互いに異なる記憶部で形成しても、単一の記憶部の異なる記憶領域で形成しても良い。さらに、差分記憶部５６または設置角度記憶部５８を形成する記憶部は、上記プログラムを格納するものであっても良い。 As shown in FIG. 8, the water level detection system 51 includes a water level gauge 31 and a monitoring device 52. The monitoring device 52 includes an ADC 53, a difference calculation unit 54, a difference comparison unit 55, a difference storage unit 56, an installation angle calculation unit 57, an installation angle storage unit 58, and a water level calculation unit 59. Some or all of the functions of the difference calculation unit 54, the difference comparison unit 55, the installation angle calculation unit 57, and the water level calculation unit 59 of the monitoring device 52 are performed by a computer including a processor such as a CPU (Central Processing Unit). It is feasible. The computer may be a general-purpose computer, and by executing a program stored in a storage unit (not shown) including a computer-readable storage medium, a difference calculation unit 54, a difference comparison unit 55, an installation angle calculation Part or all of the processing performed by the unit 57 and the water level calculation unit 59 can be realized. The difference storage unit 56 and the installation angle storage unit 58 may be formed of different storage units or different storage areas of a single storage unit. Furthermore, the storage unit forming the difference storage unit 56 or the installation angle storage unit 58 may store the program.

監視装置５２は、水位計３１の水位センサ１−１，１−２の検出出力をケーブル３９を介して受信する。従って、ＡＤＣ５３には、水位計３１の水位センサ１−１，１−２のＬ１，Ｌ２を表す信号を含む検出出力が供給される。アナログ・デジタル変換された水位センサ１−１，１−２の検出出力は、差分算出部５４に供給され、水位計３１の設置時には上記の差分ΔＬがＬ１，Ｌ２から算出され、水位計３１の設置後には上記の差分ΔＬ'がＬ１'，Ｌ２'から算出される。算出された差分ΔＬ，ΔＬ'は、差分記憶部５６に記憶される。差分比較部５５は、水位計３１の設置時には差分記憶部５６に記憶された差分ΔＬをそのまま設置角度算出部５７に供給して設置角度の算出を指示し、水位計３１の設置後には差分記憶部５６に記憶された上記の差分ΔＬとΔＬ'を比較する。この例では、差分比較部５５はΔＬ≠ΔＬ'であると設置角度算出部５７に設置角度の算出を指示する。設置角度算出部５７は、水位計３１の設置時には初期設置角度θを既知の距離ｄを用いて上記式（２）に基づいて算出し、水位計３１の設置後には設置角度θ'を既知の距離ｄを用いて上記式（４）に基づいて算出する。既知の距離ｄは、例えば差分記憶部５６または設置角度記憶部５８に記憶されていても良い。算出された設置角度θ，θ'は、設置角度記憶部５８に記憶される。水位算出部５９は、水位計３１の設置時には設置角度記憶部５８に記憶された初期設置角度θを用いて上記式（１）に基づいて水位Ｄを算出し、必要に応じて外部装置（図示せず）に出力する。また、水位算出部５９は、水位計３１の設置後には設置角度記憶部５８に記憶された設置角度θ'を用いて上記式（３）に基づいて水位Ｄ'を算出し、必要に応じて外部装置（図示せず）に出力する。 The monitoring device 52 receives the detection outputs of the water level sensors 1-1 and 1-2 of the water level gauge 31 via the cable 39. Therefore, the ADC 53 is supplied with a detection output including signals representing L1 and L2 of the water level sensors 1-1 and 1-2 of the water level gauge 31. The detection outputs of the water level sensors 1-1 and 1-2 converted into analog and digital are supplied to the difference calculation unit 54, and when the water level gauge 31 is installed, the difference ΔL is calculated from L1 and L2, and the water level gauge 31 After installation, the difference ΔL ′ is calculated from L1 ′ and L2 ′. The calculated differences ΔL and ΔL ′ are stored in the difference storage unit 56. The difference comparison unit 55 supplies the difference ΔL stored in the difference storage unit 56 as it is to the installation angle calculation unit 57 when the water level gauge 31 is installed, and instructs the calculation of the installation angle, and stores the difference after the water level gauge 31 is installed. The difference ΔL and ΔL ′ stored in the unit 56 are compared. In this example, the difference comparison unit 55 instructs the installation angle calculation unit 57 to calculate the installation angle if ΔL ≠ ΔL ′. The installation angle calculator 57 calculates the initial installation angle θ based on the above formula (2) using the known distance d when the water level gauge 31 is installed, and the installation angle θ ′ is known after the water level gauge 31 is installed. It calculates based on said Formula (4) using the distance d. The known distance d may be stored in the difference storage unit 56 or the installation angle storage unit 58, for example. The calculated installation angles θ and θ ′ are stored in the installation angle storage unit 58. The water level calculation unit 59 calculates the water level D based on the above equation (1) using the initial installation angle θ stored in the installation angle storage unit 58 when the water level gauge 31 is installed, and an external device (see FIG. (Not shown). Moreover, the water level calculation part 59 calculates water level D 'based on said Formula (3) using installation angle (theta)' memorize | stored in the installation angle memory | storage part 58 after installation of the water level gauge 31, and as needed. Output to an external device (not shown).

なお、ＡＤＣ５３は、監視装置５２に対して外部接続されていても良い。ＡＤＣ５３は、図９に示すように水位計３１側に設けられていても良く、この場合、ＡＤＣ５３は図７に示す回路部４３内に設けられる。図９は、水位検出システムの他の例を示すブロック図である。図９中、図８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。 The ADC 53 may be externally connected to the monitoring device 52. The ADC 53 may be provided on the water gauge 31 side as shown in FIG. 9, and in this case, the ADC 53 is provided in the circuit unit 43 shown in FIG. FIG. 9 is a block diagram illustrating another example of the water level detection system. 9, parts that are the same as the parts shown in FIG. 8 are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

図１０は、水位計の設置時の水位検出システムの処理を説明するフローチャートである。図１０中、ステップＳ１〜Ｓ３は差分算出部５４により実行され、ステップＳ４，Ｓ５は設置角度算出部５７により実行され、これらのステップＳ１〜Ｓ５の処理はコンピュータにより実行しても良い。 FIG. 10 is a flowchart for explaining processing of the water level detection system when the water level gauge is installed. In FIG. 10, steps S1 to S3 are executed by the difference calculation unit 54, steps S4 and S5 are executed by the installation angle calculation unit 57, and the processing of these steps S1 to S5 may be executed by a computer.

図１０において、ステップＳ１は、水位計３１の水位センサ１−１の水面１４−２での測定水位Ｌ１をＡＤＣ５３を介して取得し、ステップＳ２は水位計３１の水位センサ１−２の水面１４−２での測定水位Ｌ２をＡＤＣ５３を介して取得する。ステップＳ３は、取得した測定水位Ｌ１，Ｌ２を用いて差分ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２を算出して差分記憶部５６に記憶する。ステップＳ４は、差分記憶部５６に格納された差分ΔＬ及び既知の距離ｄを用いて上記式（２）に基づいて水位計３１の初期設置角度θを算出し、ステップＳ５は、算出された初期設置角度θを設置角度記憶部５８に記憶する。 In FIG. 10, step S1 acquires the measured water level L1 at the water surface 14-2 of the water level sensor 1-1 of the water level meter 31 via the ADC 53, and step S2 is the water surface 14 of the water level sensor 1-2 of the water level meter 31. The measured water level L2 at -2 is acquired through the ADC 53. In step S 3, the difference ΔL = L 1 −L 2 is calculated using the acquired measured water levels L 1 and L 2 and stored in the difference storage unit 56. Step S4 calculates the initial installation angle θ of the water level gauge 31 based on the above equation (2) using the difference ΔL stored in the difference storage unit 56 and the known distance d, and step S5 The installation angle θ is stored in the installation angle storage unit 58.

図１１は、水位計の設置後の水位検出システムの処理を説明するフローチャートである。図１１中、ステップＳ１１〜Ｓ１３は差分算出部５４により実行され、ステップＳ１４は差分比較部５５により実行され、ステップＳ１５，Ｓ１６は設置角度算出部５７により実行され、ステップＳ１７は水位算出部５９により実行され、これらのステップＳ１１〜Ｓ１７の処理はコンピュータにより実行しても良い。 FIG. 11 is a flowchart for explaining processing of the water level detection system after the water level gauge is installed. In FIG. 11, steps S11 to S13 are executed by the difference calculation unit 54, step S14 is executed by the difference comparison unit 55, steps S15 and S16 are executed by the installation angle calculation unit 57, and step S17 is executed by the water level calculation unit 59. The processing of these steps S11 to S17 may be executed by a computer.

図１１において、ステップＳ１１は、水位計３１の水位センサ１−１の水面１４−２での測定水位Ｌ１'をＡＤＣ５３を介して取得し、ステップＳ１２は水位計３１の水位センサ１−２の水面１４−２での測定水位Ｌ２'をＡＤＣ５３を介して取得する。ステップＳ１３は、取得した測定水位Ｌ１'，Ｌ２'を用いて差分ΔＬ'＝Ｌ１'−Ｌ２'を算出して差分記憶部５６に記憶する。ステップＳ１４は、差分記憶部５６に記憶された差分ΔＬと差分ΔＬ'を比較し、ΔＬ≠ΔＬ'であるか否かを判定する。ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１５へ進み、判定結果がＮＯであると処理は後述するステップＳ１７へ進む。 In FIG. 11, step S11 acquires the measured water level L1 ′ at the water surface 14-2 of the water level sensor 1-1 of the water level gauge 31 via the ADC 53, and step S12 is the water level of the water level sensor 1-2 of the water level meter 31. The measured water level L2 ′ at 14-2 is acquired via the ADC 53. In step S13, a difference ΔL ′ = L1′−L2 ′ is calculated using the acquired measured water levels L1 ′ and L2 ′ and stored in the difference storage unit 56. In step S14, the difference ΔL stored in the difference storage unit 56 is compared with the difference ΔL ′ to determine whether ΔL ≠ ΔL ′. If the determination result in step S14 is YES, the process proceeds to step S15, and if the determination result is NO, the process proceeds to step S17 described later.

ステップＳ１５は、差分記憶部５６に格納された差分ΔＬ'及び既知の距離ｄを用いて上記式（４）に基づいて水位計３１の設置角度θ'を算出する。ステップＳ１６は、設置角度記憶部５８に記憶されている初期設置角度θをステップＳ１５で算出された設置角度θ'に更新して設置角度記憶部５８に記憶する。ステップＳ１７は、設置角度記憶部５８に記憶された更新済みの設置角度θ'を用いて上記式（３）に基づいて水位Ｄ'を算出し、必要に応じて外部装置へ出力する。ステップＳ１７の後、処理はステップＳ１１へ戻る。 In step S15, the installation angle θ ′ of the water level gauge 31 is calculated based on the above equation (4) using the difference ΔL ′ stored in the difference storage unit 56 and the known distance d. In step S16, the initial installation angle θ stored in the installation angle storage unit 58 is updated to the installation angle θ ′ calculated in step S15 and stored in the installation angle storage unit 58. In step S17, the water level D ′ is calculated based on the above equation (3) using the updated installation angle θ ′ stored in the installation angle storage unit 58, and is output to an external device as necessary. After step S17, the process returns to step S11.

上記実施例では、水位計を形成する一対の水位センサは別体であるが、一対の水位センサは一体的に設けられていても良い。また、一対の水位センサが一体的に設けられる場合、単一の外部電極を一対の水位センサで共用しても良い。 In the above embodiment, the pair of water level sensors forming the water level gauge are separate bodies, but the pair of water level sensors may be provided integrally. When a pair of water level sensors are provided integrally, a single external electrode may be shared by the pair of water level sensors.

図１２は、第２実施例における水位計の設置時の状態を説明する図であり、図１３は、第２実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。図１２及び図１３中、図４及び図５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、一対の水位センサ１−１，１−２が一体的に設けられている。 FIG. 12 is a diagram for explaining a state at the time of installation of the water level meter in the second embodiment, and FIG. 13 is a diagram for explaining a state in which the installation angle of the water level meter in the second example is changed. 12 and 13, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this embodiment, a pair of water level sensors 1-1 and 1-2 are integrally provided.

図１２及び図１３において、水位計１３１は、カバー部４４２内に一体的に設けられた水位センサ１−１，１−２を収納する。水位センサ１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ１−２の中心軸Ｃ２は、水平面及び斜面１２と垂直な同一面（即ち、垂直面）上にあり、且つ、これらの中心軸Ｃ１，Ｃ２間の当該垂直面上の距離ｄが一定となるように一体的に設けられた水位センサ１−１，１−２がカバー部４４２に固定されている。従って、水位センサ１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ１−２の中心軸Ｃ２は互いに平行であり斜面１２に沿って延在しており、且つ、水位センサ１−１の設置角度θと水位センサ１−２の設置角度θは同じである。また、この例では、水位センサ１−１，１−２の下端は上記垂直面及び斜面１２と垂直な同一面上にあり、水位センサ１−１，１−２の上端は上記垂直面及び斜面１２と垂直な同一面上にある。さらに、水位センサ１−１及び水位センサ１−２は、並行して、即ち、同時に水位を検出可能である。 12 and 13, the water level gauge 131 houses water level sensors 1-1 and 1-2 that are integrally provided in the cover portion 442. The central axis C1 of the water level sensor 1-1 and the central axis C2 of the water level sensor 1-2 are on the same plane (that is, a vertical plane) perpendicular to the horizontal plane and the inclined surface 12, and between these central axes C1 and C2. The water level sensors 1-1 and 1-2 that are integrally provided so that the distance d on the vertical plane is constant are fixed to the cover portion 442. Therefore, the central axis C1 of the water level sensor 1-1 and the central axis C2 of the water level sensor 1-2 are parallel to each other and extend along the slope 12, and the installation angle θ of the water level sensor 1-1 and the water level The installation angle θ of the sensor 1-2 is the same. In this example, the lower ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are on the same plane perpendicular to the vertical surface and the inclined surface 12, and the upper ends of the water level sensors 1-1 and 1-2 are the upper surface and the inclined surface. 12 is on the same plane perpendicular to 12. Furthermore, the water level sensor 1-1 and the water level sensor 1-2 can detect the water level in parallel, that is, simultaneously.

本実施例では、水位センサ１−１，１−２がカバー部４４２内に一体的に設けられため、水位計１３１を設置する際に水位センサ１−１，１−２の中心線Ｃ１，Ｃ２間の距離ｄは予め固定されており、例えば取付金具２１等による距離ｄの調整は不要である。 In this embodiment, since the water level sensors 1-1 and 1-2 are integrally provided in the cover portion 442, the center lines C1 and C2 of the water level sensors 1-1 and 1-2 when the water level gauge 131 is installed. The distance d is fixed in advance, and for example, adjustment of the distance d by the mounting bracket 21 or the like is unnecessary.

図１４は、第３実施例における水位計の設置時の状態を説明する図であり、図１５は、第３実施例における水位計の設置角度が変化した状態を説明する図である。図１４及び図１５中、図４及び図５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、一対の水位センサ部が一体的に設けられ、単一の外部電極を一対の水位センサ部で共用する。 FIG. 14 is a diagram for explaining a state at the time of installation of the water level meter in the third embodiment, and FIG. 15 is a diagram for explaining a state in which the installation angle of the water level meter in the third example is changed. 14 and 15, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In this embodiment, a pair of water level sensor units are integrally provided, and a single external electrode is shared by the pair of water level sensor units.

図１４及び図１５において、水位計３３１は、カバー部４４２で覆われた筒状の外部電極２００を有し、カバー部４４２内に収納された一対の水位センサ部１０１−１，１０１−２は、外部電極２００を共用する。水位センサ部１０１−１，１０１−２は同じ構成を有し、外部電極２００を互いに共用する点を除けば基本的には図１に示す水位センサ１と同様の構成を有する。つまり、水位センサ部１０１−１は図１に示す如き内部電極３及び絶縁体４を有し、外部電極２００と共に第１の水位センサを形成する。同様に、水位センサ部１０１−２は図１に示す如き内部電極３及び絶縁体４を有し、外部電極２００と共に第２の水位センサを形成する。 14 and 15, the water level gauge 331 has a cylindrical external electrode 200 covered with a cover part 442, and a pair of water level sensor parts 101-1 and 101-2 housed in the cover part 442 are The external electrode 200 is shared. The water level sensor units 101-1 and 101-2 have the same configuration, and basically have the same configuration as the water level sensor 1 shown in FIG. 1 except that the external electrode 200 is shared. That is, the water level sensor unit 101-1 has the internal electrode 3 and the insulator 4 as shown in FIG. 1 and forms a first water level sensor together with the external electrode 200. Similarly, the water level sensor unit 101-2 has an internal electrode 3 and an insulator 4 as shown in FIG. 1 and forms a second water level sensor together with the external electrode 200.

水位センサ部１０１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ部１０１−２の中心軸Ｃ２は、水平面及び斜面１２と垂直な同一面（即ち、垂直面）上にあり、且つ、これらの中心軸Ｃ１，Ｃ２間の当該垂直面上の距離ｄが一定となるように水位センサ部１０１−１，１０１−２の位置が固定されている。従って、水位センサ部１０１−１の中心軸Ｃ１と水位センサ部１０１−２の中心軸Ｃ２は互いに平行であり斜面１２に沿って延在しており、且つ、水位センサ部１０１−１の設置角度θと水位センサ部１０１−２の設置角度θは同じである。また、この例では、水位センサ部１０１−１，１０１−２の下端は上記垂直面及び斜面１２と垂直な同一面上にあり、水位センサ部１０１−１，１０１−２の上端は上記垂直面及び斜面１２と垂直な同一面上にある。さらに、水位センサ部１０１−１及び水位センサ部１０１−２は、並行して、即ち、同時に水位を検出可能である。水位センサ部１０１−１，１０１−２間の距離ｄは、水位センサ部１０１−１，１０１−２（例えば、絶縁体４の部分）が外部電極２００またはカバー部４４２に固定される際に調整しても良い。 The central axis C1 of the water level sensor unit 101-1 and the central axis C2 of the water level sensor unit 101-2 are on the same plane (that is, a vertical plane) perpendicular to the horizontal plane and the inclined surface 12, and the central axes C1, The positions of the water level sensor units 101-1 and 101-2 are fixed so that the distance d on the vertical plane between C2 is constant. Therefore, the central axis C1 of the water level sensor unit 101-1 and the central axis C2 of the water level sensor unit 101-2 are parallel to each other and extend along the slope 12, and the installation angle of the water level sensor unit 101-1 θ and the installation angle θ of the water level sensor unit 101-2 are the same. Further, in this example, the lower ends of the water level sensor units 101-1 and 101-2 are on the same plane perpendicular to the vertical surface and the inclined surface 12, and the upper ends of the water level sensor units 101-1 and 101-2 are the vertical surface. And on the same plane perpendicular to the slope 12. Furthermore, the water level sensor unit 101-1 and the water level sensor unit 101-2 can detect the water level in parallel, that is, simultaneously. The distance d between the water level sensor units 101-1 and 101-2 is adjusted when the water level sensor units 101-1 and 101-2 (for example, a portion of the insulator 4) are fixed to the external electrode 200 or the cover unit 442. You may do it.

水位センサ部１０１−１及び水位センサ部１０１−２は、互いに共用する単一の外部電極２００内に夫々の内部電極３を有する比較的簡単な構成を有するため、比較的安価に構成できる。なお、第３実施例において、カバー部４４２は省略しても良い。 Since the water level sensor unit 101-1 and the water level sensor unit 101-2 have a relatively simple configuration having the respective internal electrodes 3 in a single external electrode 200 shared with each other, the water level sensor unit 101-1 and the water level sensor unit 101-2 can be configured relatively inexpensively. In the third embodiment, the cover portion 442 may be omitted.

上記の各実施例によれば、互いの相対位置が固定された一対の水位センサのうち、一方を水位の検出のために使用し、他方を水位計の設置角度の検出のために使用する。これにより、一対の水位センサだけで設置角度を正確に検知することができ、水位計の設置角度の変化による水位の検出誤差を抑制して、水位計の信頼性の低下を防止できる。また、比較的簡単な構成及び比較的安価な構成で、水位計の設置角度を正確に検知することができる。 According to each of the above embodiments, one of the pair of water level sensors whose relative positions are fixed is used for detecting the water level, and the other is used for detecting the installation angle of the water level gauge. Thereby, an installation angle can be accurately detected only by a pair of water level sensors, a detection error of the water level due to a change in the installation angle of the water level meter can be suppressed, and a decrease in the reliability of the water level meter can be prevented. Further, the installation angle of the water level meter can be accurately detected with a relatively simple configuration and a relatively inexpensive configuration.

なお、１つの水位計を３以上の別体の水位センサで形成し、２以上の水位センサを設置角度の検出のために使用することで、水位計の設置角度の検知精度をさらに向上するようにしても良いことは言うまでもない。 In addition, by forming one water level meter with three or more separate water level sensors and using two or more water level sensors for detecting the installation angle, the accuracy of detecting the installation angle of the water level meter is further improved. Needless to say, it's okay.

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
水平面に対して傾斜した斜面に設置される静電容量型の水位計であって、
前記水平面及び前記斜面と垂直な面上に前記斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、
前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で前記第１の水位センサから一定の距離に、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、
前記第１及び第２の水位センサは互いに独立して液位を測定し、ある液面の位置では、前記第１及び第２の水位センサの両方が液位を測定して夫々の測定液位を表す信号を出力することを特徴とする、水位計。
（付記２）
前記第１及び第２の水位センサは、夫々同軸円筒型であり、外部電極と内部電極が絶縁体を介して同軸的に設けられており、測定対象の液体は前記外部電極と前記絶縁体の間の空間に流入することを特徴とする、付記１記載の水位計。
（付記３）
前記第１及び第２の水位センサは同じ構成を有し、前記一定の距離を保つように取付金具により固定されていることを特徴とする、付記１または２記載の水位計。
（付記４）
カバー部を更に備え、
前記第１及び第２の水位センサは同じ構成を有し、前記一定の距離を保つように一体的に設けられて前記カバー部内に収納されていることを特徴とする、付記１または２記載の水位計。
（付記５）
前記測定液位を表す信号をアナログ・デジタル変換する変換器を含む回路部を更に備えたことを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載の水位計。
（付記６）
水平面に対して傾斜した斜面に設置された静電容量型の水位計と、
前記水位計の検出出力に基づいて液位を検出する監視装置を備え、
前記水位計は、
前記水平面及び前記斜面と垂直な面上に前記斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、
前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で前記第１の水位センサから一定の距離ｄに、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、
前記第１及び第２の水位センサは互いに独立して液位を測定し、ある液面の位置では、前記第１及び第２の水位センサの両方が液位を測定して夫々の測定液位Ｌ１，Ｌ２を表す信号を出力し、
前記監視装置は、
前記第１及び第２の水位センサによる前記ある液面の位置での測定液位Ｌ１，Ｌ２の差分ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２と前記距離ｄを用いて前記水位計の設置角度θをθ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ）から算出する第１の手段と、
前記第１の水位センサが検出する液位ＤをＤ＝Ｌ１×ｓｉｎθに基づき算出する第２の手段を有することを特徴とする、水位検出システム。
（付記７）
前記第１及び第２の水位センサは、夫々同軸円筒型であり、外部電極と内部電極が絶縁体を介して同軸的に設けられており、測定対象の液体は前記外部電極と前記絶縁体の間の空間に流入することを特徴とする、付記６記載の水位検出システム。
（付記８）
前記第１及び第２の水位センサは同じ構成を有し、前記一定の距離を保つように取付金具により固定されていることを特徴とする、付記６または７記載の水位検出システム。
（付記９）
前記水位計はカバー部を更に備え、
前記第１及び第２の水位センサは同じ構成を有し、前記一定の距離を保つように一体的に設けられて前記カバー部内に収納されていることを特徴とする、付記６または７記載の水位計。
（付記１０）
前記測定液位Ｌ１，Ｌ２を表す信号をアナログ・デジタル変換する変換器を更に備えたことを特徴とする、付記６乃至９のいずれか１項記載の水位検出システム。
（付記１１）
水平面に対して傾斜した斜面に設置された静電容量型の水位計の検出出力に基づいてコンピュータにより液位を検出する水位検出方法であって、
前記水位計は、前記水平面及び前記斜面と垂直な面上に前記斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で前記第１の水位センサから一定の距離ｄに、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、
前記コンピュータが、ある液面の位置で互いに独立して液位を測定する前記第１及び第２の水位センサの両方から出力される、夫々の測定液位Ｌ１，Ｌ２を表す信号を受信し、
前記コンピュータが、前記第１及び第２の水位センサによる前記ある液面の位置での測定液位Ｌ１，Ｌ２の差分ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２と前記距離ｄを用いて前記水位計の設置角度θをθ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ）から算出し、
前記コンピュータが、前記第１の水位センサが検出する液位ＤをＤ＝Ｌ１×ｓｉｎθに基づき算出することを特徴とする、水位検出方法。
（付記１２）
前記第１及び第２の水位センサとして、夫々同軸円筒型であり、外部電極と内部電極が絶縁体を介して同軸的に設けられており、測定対象の液体が前記外部電極と前記絶縁体の間の空間に流入する水位センサを用いることを特徴とする、付記１１記載の水位検出方法。
（付記１３）
前記第１及び第２の水位センサとして、前記一定の距離を保つように取付金具により固定された同じ構成の水位センサを用いることを特徴とする、付記１１または１２記載の水位検出システム。
（付記１４）
前記測定液位Ｌ１，Ｌ２を表す信号を変換器によりアナログ・デジタル変換することを特徴とする、付記１１乃至１３のいずれか１項記載の水位検出方法。
（付記１５）
水平面に対して傾斜した斜面に設置される静電容量型の水位計であって、
前記水平面及び前記斜面と垂直な面上に前記斜面に沿って延在するよう設けられた筒状の第１の水位センサと、
前記垂直な面上に、且つ、前記垂直な面上で前記第１の水位センサから一定の距離に、前記第１の水位センサと平行に設けられた筒状の第２の水位センサを備え、
前記第１及び第２の水位センサは、夫々内部電極の外側に絶縁体が同軸的に設けられており、測定対象の液体は前記第１及び第２の水位センサのみで共用される単一の外部電極と前記第１及び第２の水位センサの夫々の絶縁体と間の空間に流入し、
ある液面の位置では、前記第１及び第２の水位センサの両方が水位を測定して夫々の測定水位Ｌ１，Ｌ２を表す信号を出力することを特徴とする、水位計。
（付記１６）
請求項１５記載の前記水位計の検出出力に基づいて液位を検出する監視装置を備え、
前記監視装置は、
前記第１及び第２の水位センサによる前記ある液面の位置での測定液位Ｌ１，Ｌ２の差分ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２と前記距離ｄを用いて前記水位計の設置角度θをθ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ）から算出する第１の手段と、
前記第１の水位センサが検出する液位ＤをＤ＝Ｌ１×ｓｉｎθに基づき算出する第２の手段を有することを特徴とする、水位検出システム。
（付記１７）
請求項１５記載の前記水位計の検出出力に基づいてコンピュータにより液位を検出する水位検出方法であって、
前記コンピュータが、ある液面の位置で互いに独立して液位を測定する前記第１及び第２の水位センサの両方から出力される、夫々の測定液位Ｌ１，Ｌ２を表す信号を受信し、
前記コンピュータが、前記第１及び第２の水位センサによる前記ある液面の位置での測定液位Ｌ１，Ｌ２の差分ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２と前記距離ｄを用いて前記水位計の設置角度θをθ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ΔＬ）から算出し、
前記コンピュータが、前記第１の水位センサが検出する液位ＤをＤ＝Ｌ１×ｓｉｎθに基づき算出することを特徴とする、水位検出方法。 The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiment including the above examples.
(Appendix 1)
A capacitance-type water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane,
A cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope;
A cylindrical second water level sensor provided in parallel to the first water level sensor on the vertical surface and at a fixed distance from the first water level sensor on the vertical surface;
The first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, both the first and second water level sensors measure the liquid level and measure the respective liquid level. A water level meter characterized by outputting a signal representing
(Appendix 2)
Each of the first and second water level sensors is a coaxial cylindrical type, and an external electrode and an internal electrode are provided coaxially via an insulator, and the liquid to be measured is the external electrode and the insulator. The water level meter according to supplementary note 1, wherein the water level meter flows into a space between.
(Appendix 3)
The water level meter according to appendix 1 or 2, wherein the first and second water level sensors have the same configuration and are fixed by a mounting bracket so as to keep the constant distance.
(Appendix 4)
A cover portion;
The first and second water level sensors have the same configuration, are integrally provided so as to maintain the constant distance, and are housed in the cover part, according to appendix 1 or 2, Water level gauge.
(Appendix 5)
The water level meter according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a circuit unit including a converter that performs analog / digital conversion on a signal representing the measured liquid level.
(Appendix 6)
A capacitance-type water level meter installed on a slope inclined with respect to the horizontal plane;
Comprising a monitoring device for detecting the liquid level based on the detection output of the water level gauge;
The water level gauge
A cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope;
A cylindrical second water level sensor provided on the vertical surface and parallel to the first water level sensor at a fixed distance d from the first water level sensor on the vertical surface. ,
The first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, both the first and second water level sensors measure the liquid level and measure the respective liquid level. Outputs signals representing L1 and L2,
The monitoring device
Using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d, the installation angle θ of the water level gauge is θ = arctan ( d / ΔL), a first means for calculating,
A water level detection system comprising: a second means for calculating the liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.
(Appendix 7)
Each of the first and second water level sensors is a coaxial cylindrical type, and an external electrode and an internal electrode are provided coaxially via an insulator, and the liquid to be measured is the external electrode and the insulator. The water level detection system according to appendix 6, wherein the water level detection system flows into a space between.
(Appendix 8)
The water level detection system according to appendix 6 or 7, wherein the first and second water level sensors have the same configuration and are fixed by a mounting bracket so as to maintain the constant distance.
(Appendix 9)
The water level gauge further comprises a cover part,
The first and second water level sensors have the same configuration, are integrally provided so as to maintain the constant distance, and are housed in the cover portion, according to appendix 6 or 7, Water level gauge.
(Appendix 10)
10. The water level detection system according to any one of appendices 6 to 9, further comprising a converter that performs analog / digital conversion on signals representing the measurement liquid levels L1 and L2.
(Appendix 11)
A water level detection method for detecting a liquid level by a computer based on a detection output of a capacitance type water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane,
The water level gauge includes a cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and the plane perpendicular to the slope, and on the vertical plane and the vertical plane. A cylindrical second water level sensor provided in parallel with the first water level sensor at a fixed distance d from the first water level sensor on the surface;
The computer receives signals representing the respective measured liquid levels L1 and L2 output from both the first and second water level sensors that measure the liquid level independently of each other at a certain liquid level;
The computer calculates the installation angle θ of the water level gauge using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d. calculated from θ = arctan (d / ΔL),
The water level detection method, wherein the computer calculates a liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.
(Appendix 12)
Each of the first and second water level sensors is a coaxial cylindrical type, and an external electrode and an internal electrode are provided coaxially via an insulator, and a liquid to be measured is provided between the external electrode and the insulator. The water level detection method according to appendix 11, wherein a water level sensor that flows into a space between the two is used.
(Appendix 13)
13. The water level detection system according to appendix 11 or 12, wherein the first and second water level sensors are water level sensors having the same configuration fixed by a mounting bracket so as to maintain the constant distance.
(Appendix 14)
14. The water level detection method according to any one of appendices 11 to 13, wherein a signal representing the measurement liquid levels L1 and L2 is converted from analog to digital by a converter.
(Appendix 15)
A capacitance-type water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane,
A cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope;
A cylindrical second water level sensor provided in parallel to the first water level sensor on the vertical surface and at a fixed distance from the first water level sensor on the vertical surface;
The first and second water level sensors are each provided with an insulator coaxially outside the internal electrode, and the liquid to be measured is a single liquid shared only by the first and second water level sensors. Flows into the space between the external electrode and the respective insulators of the first and second water level sensors;
A water level meter characterized in that both the first and second water level sensors measure the water level and output signals representing the respective measured water levels L1 and L2 at a certain liquid level.
(Appendix 16)
A monitoring device that detects a liquid level based on the detection output of the water level meter according to claim 15,
The monitoring device
Using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d, the installation angle θ of the water level gauge is θ = arctan ( d / ΔL), a first means for calculating,
A water level detection system comprising: a second means for calculating the liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.
(Appendix 17)
A water level detection method for detecting a liquid level by a computer based on the detection output of the water level meter according to claim 15,
The computer receives signals representing the respective measured liquid levels L1 and L2 output from both the first and second water level sensors that measure the liquid level independently of each other at a certain liquid level;
The computer calculates the installation angle θ of the water level gauge using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d. calculated from θ = arctan (d / ΔL),
The water level detection method, wherein the computer calculates a liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.

以上、開示の水位計、水位検出システム及び水位検出方法を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。 As described above, the disclosed water level gauge, water level detection system, and water level detection method have been described by way of examples. However, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. Needless to say.

１，１−１，１−２水位センサ
２外部電極
３内部電極
４絶縁体
５水
１１，２１固定金具
１２斜面
１３基準面
１４−１，１４−２水面 1, 1-1, 1-2 Water level sensor 2 External electrode 3 Internal electrode 4 Insulator 5 Water 11, 21 Fixing bracket 12 Slope 13 Reference surface 14-1, 14-2 Water surface

Claims

A capacitance-type water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane,
A cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope;
A cylindrical second water level sensor provided in parallel to the first water level sensor on the vertical surface and at a fixed distance from the first water level sensor on the vertical surface;
The first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, both the first and second water level sensors measure the liquid level and measure the respective liquid level. A water level meter characterized by outputting a signal representing

Each of the first and second water level sensors is a coaxial cylindrical type, and an external electrode and an internal electrode are provided coaxially via an insulator, and the liquid to be measured is the external electrode and the insulator. The water level meter according to claim 1, wherein the water level meter flows into a space between the two.

A capacitance-type water level meter installed on a slope inclined with respect to the horizontal plane;
Comprising a monitoring device for detecting the liquid level based on the detection output of the water level gauge;
The water level gauge
A cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and a plane perpendicular to the slope;
A cylindrical second water level sensor provided on the vertical surface and parallel to the first water level sensor at a fixed distance d from the first water level sensor on the vertical surface. ,
The first and second water level sensors measure the liquid level independently of each other, and at a certain liquid level, both the first and second water level sensors measure the liquid level and measure the respective liquid level. Outputs signals representing L1 and L2,
The monitoring device
Using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d, the installation angle θ of the water level gauge is θ = arctan ( d / ΔL), a first means for calculating,
A water level detection system comprising: a second means for calculating the liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.

4. The water level detection system according to claim 3, further comprising a converter for analog / digital conversion of signals representing the measurement liquid levels L1 and L2.

A water level detection method for detecting a liquid level by a computer based on a detection output of a capacitance type water level meter installed on a slope inclined with respect to a horizontal plane,
The water level gauge includes a cylindrical first water level sensor provided to extend along the slope on the horizontal plane and the plane perpendicular to the slope, and on the vertical plane and the vertical plane. A cylindrical second water level sensor provided in parallel with the first water level sensor at a fixed distance d from the first water level sensor on the surface;
The computer receives signals representing the respective measured liquid levels L1 and L2 output from both the first and second water level sensors that measure the liquid level independently of each other at a certain liquid level;
The computer calculates the installation angle θ of the water level gauge using the difference ΔL = L1−L2 between the measured liquid levels L1 and L2 at the certain liquid level by the first and second water level sensors and the distance d. calculated from θ = arctan (d / ΔL),
The water level detection method, wherein the computer calculates a liquid level D detected by the first water level sensor based on D = L1 × sin θ.