水位検知装置
【課題】簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる水位検知装置を提供する。
【解決手段】光ファイバと、磁界の強さに応じて光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、水位の上昇／下降に伴うフロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置において、この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を設ける。そして、位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、設置面からフロートまでの距離が、設置面からガイド部までの距離より小さくなる、すなわちガイド部が設置面とフロートとの間に介在しないようにする。
【解決手段】光ファイバと、磁界の強さに応じて光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、水位の上昇／下降に伴うフロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置において、この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を設ける。そして、位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、設置面からフロートまでの距離が、設置面からガイド部までの距離より小さくなる、すなわちガイド部が設置面とフロートとの間に介在しないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを利用して下水道や河川などの水位を検知する水位検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを利用して下水道や河川などの水位を検知する水位検知装置としては、ファラデー近接センサと磁石内臓のフロートを組み合わせた方式が知られている（例えば特許文献１の図１１）。ファラデー近接センサとは、ファラデー素子を利用した磁界センサであり、磁界の強さによって直線偏光の偏波面を回転させることで、反射光の強度を変化させる特性がある。ファラデー近接センサを備えた水位検知装置では、水位の上昇／下降に伴い磁石内蔵フロートが浮沈すると、ファラデー近接センサにおける磁界の強さが変化する。したがって、反射光の強度を測定することにより、水位が上昇しているか否かを検知することができる。
また、水位を検知するセンサの周りに浮遊物（例えばゴミ、油脂又は砂等）が堆積するのを抑制する技術として、センサを保護する防波管の底板を遠隔操作で開閉させるようにした水位検知装置（例えば特許文献２）や、フロートケースとマイクロスイッチを組み合わせたフリクト方式の水位検知装置（例えば特許文献３）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４５５７号公報
【特許文献２】特開２００７−７８５６１号公報
【特許文献３】特開平９−２８８９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の水位検知装置は、タンク内液体の水面上昇検知等への利用には適しているが、下水道や河川の水位検知に適用した場合には、フロートとケースの隙間に浮遊物が詰まってしまい、フロートの動きが鈍くなり、検知漏れを起こす虞がある。特許文献２に記載の水位検知装置は、センサ周りの堆積物を防波管の底板を開閉させることにより除去することができるが、底板を開閉させる遠隔操作手段を設けるために高価なシステムになってしまう上、遠隔操作用の電源を確保しなければならない。また、特許文献３に記載の水位検知装置は、フロート内部に検知機構を組み込む必要があるため装置が大型化し、またケーブルとチェーンに浮遊物が絡みつくことにより検知漏れを起こす虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、下水道や河川の水位を検知する水位検知装置において、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さいことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の水位検知装置において、前記設置面又は前記固定基板から前記フロートまでの距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された３本以上の支柱で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の水位検知装置において、前記支柱で規定される多角形の一辺が前記フロートを横切り前記設置面又は前記固定基板に平行となるように、前記支柱が配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記センサケースの外周に平坦面が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部を取り囲む、上下面が開放されたカバーを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る水位検知装置よれば、センサ本体を設置面（又は固定基板）に取り付けたときに、フロートの昇降方向を規制するガイド部が設置面とフロートとの間に介在しないので、設置面とフロートとの間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す底面図ある。
【図３】第１実施形態の水位検知装置を構成するセンサ本体の構成を示す図である。
【図４】ファラデー近接センサの原理を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す底面図ある。
【図７】変形例１に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図８】変形例１のセンサ本体を適用した水位検知装置の構成を示す底面図である。
【図９】変形例２に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図１０】変形例３に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図１１】変形例４に係る水位検知装置の構成を示す図である。
【図１２】変形例５に係る水位検知装置の構成を示す図である。
【図１３】変形例５に係る水位検知装置の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図２は水位検知装置の構成を示す底面図で、図３は第１実施形態の水位検知装置を構成するセンサ本体の構成を示す図である。
図１、２に示すように、水位検知装置１００は、鞍型の止め具６により設置面（例えば下水道管渠壁面）Ｗに固定されるセンサ本体１０と、センサ本体１０を覆うように設置面Ｗに取り付けられるカバー１を備えて構成されている。例えば、センサ本体１０は、止め具６の両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。また、カバー１は、両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。
【００１６】
センサ本体１０は、図３に示すように、光ファイバＦ、ファラデー近接センサ１１、センサケース１２、フロート１３、支柱１４を備えている。センサ本体１０の全長（センサケース１２の上面から支柱１４の先端までの長さ）は、例えば２００ｍｍとされる。
【００１７】
光ファイバＦは、一端がファラデー近接センサ１１に接続され、他端が光パルス試験装置（図示略）に接続されている。ファラデー近接センサ１１は、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するものであり、円筒状のセンサケース１２に下部が突出した状態で収納されている。
フロート１３は、例えば、外径２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの円柱状部材で構成され、ファラデー近接センサ１１と同軸上に配置されている。また、フロート１３は、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵している。なお、フロート１３は、磁力を発生するものであればよく、磁石１５を内蔵する代わりに、フロート１３の表面に磁性体をコーティングして磁化させたものを採用することもできる。
【００１８】
センサケース１２の底面には、フロート１３の昇降方向を規制する３本の支柱１４が周方向に等間隔（１２０°間隔）で吊設されている。支柱１４の下側先端は、フロート１３が抜け落ちるのを防止するために内側に向けて傾斜している。フロート１３は、支柱１４によってセンサ本体１０から分離不能に支持され、水位の上昇／下降に伴い、支柱１４に沿って昇降することとなる。
ここで、フロート１３と支柱１４とは２ｍｍ以上の間隙で離間させるのが望ましい。これにより、フロート１３を安定した状態で自由に昇降させることができる。また、水位が昇降する際に、フロート１３が上下方向以外に水平方向にも揺れ動くこととなり、フロート表面に付着した浮遊物が効率よく洗浄されるので、ヘドロの成長を抑制できる（自己洗浄効果）。
【００１９】
このように、水位検知装置１００においては、支柱１４が、フロート１３の外面に沿うようにセンサケース１２に吊設された３本以上の支柱で構成されている。これにより、支柱１４とフロート１３との間に浮遊物が堆積するのを効果的に防止することができる。つまり、フロート１３の周囲を壁体（例えば円筒状部材）で覆った場合、一度堆積した浮遊物は離脱しにくいが、フロート１３を支柱１４により支持することで、浮遊物が堆積しにくくなるとともに、堆積した浮遊物も自己洗浄効果により離脱しやすくなる。
【００２０】
センサケース１２の周面には、予め止め具６が固着されており、設置面Ｗに所定の状態でセンサ本体１０が取り付けられるようになっている。つまり、止め具６が、センサ本体１０を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部となる。
【００２１】
支柱１４の表面には、防汚材料からなる保護膜を形成するのが望ましい。例えば、防汚材料をテフロン（登録商標）で構成した場合は、テフロンの有する高い潤滑効果により支柱１４の表面に浮遊物が付着しにくくなるので、フロート１３と支柱１４の間における浮遊物の堆積を効果的に低減させることができる。テフロンからなる保護膜は、例えば、支柱１４に直接テフロンを焼き付けたり、テフロン製の熱収縮チューブをフロート１３に被せて熱処理したりすることにより形成される。
また、防汚材料として銅めっきを採用した場合には、銅の有する殺菌効果により、支柱１４の表面におけるヘドロの成長が抑制される。
【００２２】
図４は、ファラデー近接センサの原理を示す図である。図４に示すように、ファラデー近接センサ１１は、例えば、光パルス試験装置から出射され光ファイバＦを介して入射された光Ｌｉを平行光にするコリメートレンズ１１１、特定の直線偏光だけを通過させる偏光子１１２、磁界の強さに応じて光の偏波面を回転させるファラデー素子１１３、ファラデー素子１１３を通過した光を反射する反射ミラー１１４を備えている。ファラデー素子１１３は、例えば、フロート１３の上昇に伴い磁石１５による磁界が印加されたときに光の偏波面を４５°回転させるように構成されている。
【００２３】
ファラデー近接センサ１１において、ファラデー素子１１３に磁界が印加されると、偏光子１１２を通過した偏光の偏波面はファラデー素子１１３を通過する際に４５°回転する。そして、この通過光は反射ミラー１１４で反射され、ファラデー素子１１３を再度通過する際にさらに４５°回転する。つまり、ファラデー素子１１３に磁界が印加されると、光ファイバＦから出射され偏光子１１２を通過した偏光の偏波面は結果として９０°回転するため、復路で偏光子１１２に吸収され、光ファイバＦには出射されない（反射光の強度が小さくなる）。
一方、ファラデー素子１１３に磁界が印加されなければ、偏光子１１２を通過した偏光の偏波面はファラデー素子１１３を通過する際に回転しないので、反射ミラー１１４で反射され、そのまま偏光子１１２を通過して反射光Ｌｒとして光ファイバＦに出射される（反射光の強度が大きくなる）。
【００２４】
光パルス試験装置から光ファイバＦに光パルスが入射されると、この入射光Ｌｉがファラデー近接センサ１１の反射ミラー１１４で反射し、光ファイバＦを介して光パルス試験装置に戻る。このときの反射光Ｌｒの強度を計測することで下水道管渠内の水位の変動（水位が基準水位に到達したか否か）を検知することができる。
つまり、水位検知装置１００において、下水道管渠内の水位が低いときはフロート１３が上昇しないので、ファラデー素子１１３に磁界は印加されない。したがって、反射光Ｌｒの強度が小さくなり、水位が基準水位以下であることが検知される。一方、下水道管渠内の水位が高くなるとフロート１３が上昇し、ファラデー素子１１３に磁界が印加される。したがって、反射光Ｌｒの強度が大きくなり、水位が基準水位以上となったことが検知される。
【００２５】
第１実施形態では、位置決め部となる止め具６に従ってセンサ本体１０を設置面Ｗに取り付けたときに、設置面Ｗからフロート１３までの距離が、設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。すなわち、図２において、設置面Ｗとフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないようにしている。
具体的には、図２に示すように、支柱１４で規定される三角形の一辺がフロート１３を横切り設置面Ｗに平行となるように、支柱１４をセンサケース１２に配置する。これにより、設置面Ｗからフロート１３までの距離は、確実に設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなる。
【００２６】
フロート１３と設置面Ｗの間隙Ｃ１に支柱１４が介在すると、そこに浮遊物が堆積してフロート１３の昇降を妨げる虞があるが、本実施形態では、設置面Ｗとフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないので、このような問題は生じない。
なお、フロート１３の自己洗浄効果を考慮すると、フロート１３と設置面Ｗの間隙Ｃ１が、５ｍｍ以上となるようにするのが望ましい。間隙Ｃ１は、設置面Ｗと接触することとなるセンサケース１２の外径とフロート１３の外径（支柱１４の設置箇所）により制御される。
【００２７】
なお、フロート１３を支持する支柱１４の本数は３本に限定されず、４本以上としてもよい。この場合も、支柱で規定される多角形の一辺（設置面Ｗに最も接近する一辺）がフロート１３を横切り設置面Ｗに平行となるように支柱を配置することで、設置面Ｗからフロート１３までの間隙に支柱は介在しない。
【００２８】
水位検知装置１００において、センサ本体１０は、フロート１３が３本の支柱１４によってガイドされており、汚水の流れがフロート１３に直接衝突する、すなわちフロート１３に汚水中の浮遊物が堆積しやすい構造となっている。また、汚水の流れによってフロート１３の昇降が影響を受けやすく、誤検知が発生する虞がある。
そこで、第１実施形態では、センサ本体１０の周囲を覆うカバー１を設けることにより、センサ本体１０を汚水の流れから保護している。これにより、フロート１３表面における浮遊物の堆積が抑制されるので、浮遊物の堆積によりフロート１３の昇降が妨げられるのを防止できる。
【００２９】
カバー１は、例えば、強度に優れるステンレスや鉄などの金属材料で構成され、外周面が曲面状（例えば断面半円弧状）に形成されている。カバー１は、センサ本体１０の側面のみを覆うように上下面が開放されており、汚水の流れが上下方向から流出入できるようになっている。
カバー１の寸法は、センサ本体１０の寸法（フロート１３の外径、センサ全長等）に応じて適宜設定される。例えば、フロート１３の外径が２０ｍｍ、センサ本体１０の全長が２００ｍｍの場合には、カバー１の内径を６０ｍｍ、高さを２５０ｍｍに設定するとよい。そして、設置面Ｗに取り付けたときに、センサ本体１０がカバー１に内包されるように、それぞれの取付高さが調整される。これにより、カバー１によってセンサ本体１０を効果的に保護することができる。
【００３０】
また、センサ本体１０及びカバー１は、両者の間隙がほぼ均等となるように、それぞれ設置面Ｗに取り付けられる。このとき、センサ本体１０（特にフロート１３）とカバー１との間に浮遊物が堆積しないように、センサ本体１０とカバー１の間隙（最も狭い部分）は２０ｍｍ以上とするのが望ましい。下水道管渠内に設置する場合には、下水道管渠の大きさを考慮して、汚水の流れが著しく妨げられないように、センサ本体１０とカバー１の間隙は５００ｍｍ以下とする。
【００３１】
水位検知装置１００において、カバー１によって汚水の流れが阻害されて乱流が発生すると、カバー１内に汚水が流れ込み、フロート１３の昇降が不安定になるため、水位を正確に検知することが困難となる。本実施形態では、カバー１の外周面を曲面状に形成することにより、汚水の流れが曲面に沿って流線型状に進行するようにしているので、汚水の流れが阻害されることに伴い不具合が発生するのを防止できる。
【００３２】
このように、第１実施形態の水位検知装置１００（センサ本体１０）は、光ファイバＦと、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサ１１と、ファラデー近接センサ１１を収納するセンサケース１２と、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵したフロート１３と、水位の上昇／下降に伴うフロート１３の昇降方向を規制する支柱（ガイド部）１４を備えている。
そして、この水位検知装置１００を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する止め具（位置決め部）６を有し、止め具６に従って設置面Ｗに取り付けたときに、設置面Ｗからフロート１３までの距離が、設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。
【００３３】
水位検知装置１００によれば、設置面Ｗに取り付けたときに、フロート１３の昇降方向を規制する支柱１４が、設置面Ｗとフロート１３との間に介在しないので、設置面Ｗとフロート１３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
実際に、水位検知装置１００を下水道管渠内に取り付け、長期間の水位検知を試験したところ、フロート１３の周囲に浮遊物が堆積することによる検知漏れは生じていない。
【００３４】
［第２実施形態］
図５は第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図６は水位検知装置の構成を示す底面図ある。図５、６において、第１実施形態の水位検知装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
図５、６に示すように、水位検知装置２００は、設置面（例えば下水道管渠壁面）Ｗに固定される固定基板３と、固定基板３に一体的に固定されるセンサ本体１０と、センサ本体１０を覆うように固定基板３を介して設置面Ｗに取り付けられるカバー１を備えて構成されている。第２実施形態では、第１実施形態のようにセンサ本体１０を設置面Ｗに直接取り付けるのではなく、予め固定基板３に固定しておく。
例えば、センサ本体１０は、止め具６の両端部に設けられたボルト穴にボルト（図示略）を挿通して、このボルトを固定基板３に螺着することにより固定基板３に固定される。また、カバー１は、予め固定基板３に溶接などにより固着されている。センサ本体１０及びカバー１が固定された固定基板３は、例えば、両端部に設けられたボルト穴にカバー１のボルト穴を介してボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。
【００３５】
第２実施形態では、固定基板３からフロート１３までの距離が、固定基板３から支柱１４までの距離より小さくなるように、センサ本体１０を固定基板３に取り付ける。すなわち、図６において、固定基板３とフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないようにしている。
【００３６】
このように、第２実施形態の水位検知装置１００（センサ本体１０）は、光ファイバＦと、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサ１１と、ファラデー近接センサ１１を収納するセンサケース１２と、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵したフロート１３と、水位の上昇／下降に伴うフロート１３の昇降方向を規制する支柱（ガイド部）１４と、センサ本体１０（ファラデー近接センサ１１、センサケース１２、フロート１３及び支柱１４）が一体的に固定される固定基板３を備えている。そして、固定基板３からフロート１３までの距離が、固定基板３から支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。
【００３７】
水位検知装置２００によれば、フロート１３の昇降方向を規制する支柱１４が、固定基板３とフロート１３との間に介在しないので、固定基板３とフロート１３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
また、水位検知装置２００では、センサ本体１０とカバー１が位置決めされた状態で固定基板３に取り付けられるので、設置作業が格段に容易になるとともに、製造段階でセンサ本体１０及びカバー１の取付状態を容易に調整することができる。
【００３８】
以下では、第１実施形態又は第２実施形態におけるセンサ本体１０の変形例について説明する。
［変形例１］
図７は、変形例１に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例１に係るセンサ本体２０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図７において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には２０番台で置き換えた符号を付している。
変形例１では、センサケース２２の外周に平坦面２２ａが形成されており、センサ本体２０を設置面Ｗに取り付けるときに、この平坦面２２ａが設置面Ｗ（又は固定基板３）に接触するようになっている（図８参照）。変形例１のセンサ本体２０を第１実施形態に適用する場合、センサケース２２の平坦面２２ａが、センサ本体２０を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部となる。
【００３９】
３本の支柱２４は、この平坦面２２ａを基準としてセンサケース１２に配置されることとなる。すなわち、平坦面２２ａが設置面Ｗ（又は固定基板３）に一致するので、平坦面２２ａからフロート１３までの距離が、平坦面２２ａから支柱１４までの距離より小さくなるように、支柱２４がセンサケース１２に配置される。
センサケース１２をこのような構成とすることで、センサ本体２０が所定の取付状態となるように簡単に位置決めできるとともに、安定した取付状態を保持できる。なお、第１実施形態における止め具６は、予めセンサケース１２に固着しておいてもよいが、位置決め部としては必ずしも必要ではない。
【００４０】
［変形例２］
図９は、変形例２に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例２に係るセンサ本体３０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図９において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には３０番台で置き換えた符号を付している。
変形例２では、フロート３３の昇降方向を規制するガイド部が、３本の支柱３４と、支柱３４の下端に固着されたリング部材３６で構成されており、リング部材３６によってフロート３３が抜け落ちるのを防止している。
かかる構成によれば、支柱３４がセンサケース３２とリング部材３６によって上下で固定されることとなるので、汚水の流れ等により支柱３４が変形するのを防止できる。したがって、支柱３４の変形に伴いフロート３３が脱落するのを確実に防止できる。
【００４１】
［変形例３］
図１０は、変形例３に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例３に係るセンサ本体４０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図１０において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には４０番台で置き換えた符号を付している。
変形例３では、フロート４３の昇降方向を規制するガイド部が、ファラデー近接センサ４１の中心軸上に配設された１本の支柱４４と、支柱４４の下端に固着された円板部材４６で構成されている。支柱４４は、センサケース４２に吊設された円板状の中間板４７に取り付けられている。また、フロート４３は中空円筒状に形成され、フロート４３の中空部に支柱４４が挿通されている。
かかる構成によれば、設置面Ｗ（又は固定基板３）とフロート４３の間隙には明らかに支柱４４が介在しないので、設置面Ｗとフロート４３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。
【００４２】
以下では、第１実施形態又は第２実施形態におけるカバー１の変形例について説明する。
［変形例４］
図１１は、変形例４に係る水位検知装置の構成を示す図である。
第１実施形態では、カバー１の外周面を断面半円弧状に形成しているが、変形例４の水位検知装置１１０では、カバー２の外周面を断面コ字状に形成している。カバー２においては、側面２ａ，２ｂが汚水の流れに対して傾斜して形成されているので、汚水の流れがカバー２に衝突したときの乱流の発生が抑制される。したがって、汚水の流れが阻害されることに伴い不具合が発生するのを防止できる。なお、カバー２は、第２実施形態の水位検知装置２００においても適用できる。
【００４３】
［変形例５］
図１２、１３は、変形例５に係る水位検知装置の構成を示す図である。
変形例５の水位検知装置２１０では、第２実施形態におけるカバー１と固定基板３を一体化した円筒形のカバー４を用いている。カバー４は、例えば、鞍型の止め具（図示略）により設定面に固定される。
図１２では、カバー４の内面に止め具６によってセンサ本体１０を取り付けている。かかる構成によれば、カバー４の部品加工がほとんど不要であり、汎用のパイプを適用することもできる。また、図１３に示すように、カバー４の略中央に梁５を横架し、これに止め具６によってセンサ本体１０を取り付けるようにしてもよい。カバー４の内面とフロート１３の間隙が大きくなるので、浮遊物の堆積を効果的に防止できる。
【００４４】
変形例４，５に示す水位検知装置１１０，２１０においても、変形例１〜３に示すセンサ本体２０〜４０を適用することができる。
【００４５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１ カバー
６ 止め具
１０ センサ本体
１１ ファラデー近接センサ
１２ センサケース
１３ フロート
１４ 支柱
１５ 磁石
１００ 水位検知装置
Ｆ 光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを利用して下水道や河川などの水位を検知する水位検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを利用して下水道や河川などの水位を検知する水位検知装置としては、ファラデー近接センサと磁石内臓のフロートを組み合わせた方式が知られている（例えば特許文献１の図１１）。ファラデー近接センサとは、ファラデー素子を利用した磁界センサであり、磁界の強さによって直線偏光の偏波面を回転させることで、反射光の強度を変化させる特性がある。ファラデー近接センサを備えた水位検知装置では、水位の上昇／下降に伴い磁石内蔵フロートが浮沈すると、ファラデー近接センサにおける磁界の強さが変化する。したがって、反射光の強度を測定することにより、水位が上昇しているか否かを検知することができる。
また、水位を検知するセンサの周りに浮遊物（例えばゴミ、油脂又は砂等）が堆積するのを抑制する技術として、センサを保護する防波管の底板を遠隔操作で開閉させるようにした水位検知装置（例えば特許文献２）や、フロートケースとマイクロスイッチを組み合わせたフリクト方式の水位検知装置（例えば特許文献３）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４５５７号公報
【特許文献２】特開２００７−７８５６１号公報
【特許文献３】特開平９−２８８９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の水位検知装置は、タンク内液体の水面上昇検知等への利用には適しているが、下水道や河川の水位検知に適用した場合には、フロートとケースの隙間に浮遊物が詰まってしまい、フロートの動きが鈍くなり、検知漏れを起こす虞がある。特許文献２に記載の水位検知装置は、センサ周りの堆積物を防波管の底板を開閉させることにより除去することができるが、底板を開閉させる遠隔操作手段を設けるために高価なシステムになってしまう上、遠隔操作用の電源を確保しなければならない。また、特許文献３に記載の水位検知装置は、フロート内部に検知機構を組み込む必要があるため装置が大型化し、またケーブルとチェーンに浮遊物が絡みつくことにより検知漏れを起こす虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、下水道や河川の水位を検知する水位検知装置において、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さいことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の水位検知装置において、前記設置面又は前記固定基板から前記フロートまでの距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された３本以上の支柱で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の水位検知装置において、前記支柱で規定される多角形の一辺が前記フロートを横切り前記設置面又は前記固定基板に平行となるように、前記支柱が配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記センサケースの外周に平坦面が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載の水位検知装置において、前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部を取り囲む、上下面が開放されたカバーを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る水位検知装置よれば、センサ本体を設置面（又は固定基板）に取り付けたときに、フロートの昇降方向を規制するガイド部が設置面とフロートとの間に介在しないので、設置面とフロートとの間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す底面図ある。
【図３】第１実施形態の水位検知装置を構成するセンサ本体の構成を示す図である。
【図４】ファラデー近接センサの原理を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す底面図ある。
【図７】変形例１に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図８】変形例１のセンサ本体を適用した水位検知装置の構成を示す底面図である。
【図９】変形例２に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図１０】変形例３に係るセンサ本体の構成を示す図である。
【図１１】変形例４に係る水位検知装置の構成を示す図である。
【図１２】変形例５に係る水位検知装置の構成を示す図である。
【図１３】変形例５に係る水位検知装置の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図２は水位検知装置の構成を示す底面図で、図３は第１実施形態の水位検知装置を構成するセンサ本体の構成を示す図である。
図１、２に示すように、水位検知装置１００は、鞍型の止め具６により設置面（例えば下水道管渠壁面）Ｗに固定されるセンサ本体１０と、センサ本体１０を覆うように設置面Ｗに取り付けられるカバー１を備えて構成されている。例えば、センサ本体１０は、止め具６の両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。また、カバー１は、両端部に設けられたボルト穴にボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。
【００１６】
センサ本体１０は、図３に示すように、光ファイバＦ、ファラデー近接センサ１１、センサケース１２、フロート１３、支柱１４を備えている。センサ本体１０の全長（センサケース１２の上面から支柱１４の先端までの長さ）は、例えば２００ｍｍとされる。
【００１７】
光ファイバＦは、一端がファラデー近接センサ１１に接続され、他端が光パルス試験装置（図示略）に接続されている。ファラデー近接センサ１１は、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するものであり、円筒状のセンサケース１２に下部が突出した状態で収納されている。
フロート１３は、例えば、外径２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの円柱状部材で構成され、ファラデー近接センサ１１と同軸上に配置されている。また、フロート１３は、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵している。なお、フロート１３は、磁力を発生するものであればよく、磁石１５を内蔵する代わりに、フロート１３の表面に磁性体をコーティングして磁化させたものを採用することもできる。
【００１８】
センサケース１２の底面には、フロート１３の昇降方向を規制する３本の支柱１４が周方向に等間隔（１２０°間隔）で吊設されている。支柱１４の下側先端は、フロート１３が抜け落ちるのを防止するために内側に向けて傾斜している。フロート１３は、支柱１４によってセンサ本体１０から分離不能に支持され、水位の上昇／下降に伴い、支柱１４に沿って昇降することとなる。
ここで、フロート１３と支柱１４とは２ｍｍ以上の間隙で離間させるのが望ましい。これにより、フロート１３を安定した状態で自由に昇降させることができる。また、水位が昇降する際に、フロート１３が上下方向以外に水平方向にも揺れ動くこととなり、フロート表面に付着した浮遊物が効率よく洗浄されるので、ヘドロの成長を抑制できる（自己洗浄効果）。
【００１９】
このように、水位検知装置１００においては、支柱１４が、フロート１３の外面に沿うようにセンサケース１２に吊設された３本以上の支柱で構成されている。これにより、支柱１４とフロート１３との間に浮遊物が堆積するのを効果的に防止することができる。つまり、フロート１３の周囲を壁体（例えば円筒状部材）で覆った場合、一度堆積した浮遊物は離脱しにくいが、フロート１３を支柱１４により支持することで、浮遊物が堆積しにくくなるとともに、堆積した浮遊物も自己洗浄効果により離脱しやすくなる。
【００２０】
センサケース１２の周面には、予め止め具６が固着されており、設置面Ｗに所定の状態でセンサ本体１０が取り付けられるようになっている。つまり、止め具６が、センサ本体１０を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部となる。
【００２１】
支柱１４の表面には、防汚材料からなる保護膜を形成するのが望ましい。例えば、防汚材料をテフロン（登録商標）で構成した場合は、テフロンの有する高い潤滑効果により支柱１４の表面に浮遊物が付着しにくくなるので、フロート１３と支柱１４の間における浮遊物の堆積を効果的に低減させることができる。テフロンからなる保護膜は、例えば、支柱１４に直接テフロンを焼き付けたり、テフロン製の熱収縮チューブをフロート１３に被せて熱処理したりすることにより形成される。
また、防汚材料として銅めっきを採用した場合には、銅の有する殺菌効果により、支柱１４の表面におけるヘドロの成長が抑制される。
【００２２】
図４は、ファラデー近接センサの原理を示す図である。図４に示すように、ファラデー近接センサ１１は、例えば、光パルス試験装置から出射され光ファイバＦを介して入射された光Ｌｉを平行光にするコリメートレンズ１１１、特定の直線偏光だけを通過させる偏光子１１２、磁界の強さに応じて光の偏波面を回転させるファラデー素子１１３、ファラデー素子１１３を通過した光を反射する反射ミラー１１４を備えている。ファラデー素子１１３は、例えば、フロート１３の上昇に伴い磁石１５による磁界が印加されたときに光の偏波面を４５°回転させるように構成されている。
【００２３】
ファラデー近接センサ１１において、ファラデー素子１１３に磁界が印加されると、偏光子１１２を通過した偏光の偏波面はファラデー素子１１３を通過する際に４５°回転する。そして、この通過光は反射ミラー１１４で反射され、ファラデー素子１１３を再度通過する際にさらに４５°回転する。つまり、ファラデー素子１１３に磁界が印加されると、光ファイバＦから出射され偏光子１１２を通過した偏光の偏波面は結果として９０°回転するため、復路で偏光子１１２に吸収され、光ファイバＦには出射されない（反射光の強度が小さくなる）。
一方、ファラデー素子１１３に磁界が印加されなければ、偏光子１１２を通過した偏光の偏波面はファラデー素子１１３を通過する際に回転しないので、反射ミラー１１４で反射され、そのまま偏光子１１２を通過して反射光Ｌｒとして光ファイバＦに出射される（反射光の強度が大きくなる）。
【００２４】
光パルス試験装置から光ファイバＦに光パルスが入射されると、この入射光Ｌｉがファラデー近接センサ１１の反射ミラー１１４で反射し、光ファイバＦを介して光パルス試験装置に戻る。このときの反射光Ｌｒの強度を計測することで下水道管渠内の水位の変動（水位が基準水位に到達したか否か）を検知することができる。
つまり、水位検知装置１００において、下水道管渠内の水位が低いときはフロート１３が上昇しないので、ファラデー素子１１３に磁界は印加されない。したがって、反射光Ｌｒの強度が小さくなり、水位が基準水位以下であることが検知される。一方、下水道管渠内の水位が高くなるとフロート１３が上昇し、ファラデー素子１１３に磁界が印加される。したがって、反射光Ｌｒの強度が大きくなり、水位が基準水位以上となったことが検知される。
【００２５】
第１実施形態では、位置決め部となる止め具６に従ってセンサ本体１０を設置面Ｗに取り付けたときに、設置面Ｗからフロート１３までの距離が、設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。すなわち、図２において、設置面Ｗとフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないようにしている。
具体的には、図２に示すように、支柱１４で規定される三角形の一辺がフロート１３を横切り設置面Ｗに平行となるように、支柱１４をセンサケース１２に配置する。これにより、設置面Ｗからフロート１３までの距離は、確実に設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなる。
【００２６】
フロート１３と設置面Ｗの間隙Ｃ１に支柱１４が介在すると、そこに浮遊物が堆積してフロート１３の昇降を妨げる虞があるが、本実施形態では、設置面Ｗとフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないので、このような問題は生じない。
なお、フロート１３の自己洗浄効果を考慮すると、フロート１３と設置面Ｗの間隙Ｃ１が、５ｍｍ以上となるようにするのが望ましい。間隙Ｃ１は、設置面Ｗと接触することとなるセンサケース１２の外径とフロート１３の外径（支柱１４の設置箇所）により制御される。
【００２７】
なお、フロート１３を支持する支柱１４の本数は３本に限定されず、４本以上としてもよい。この場合も、支柱で規定される多角形の一辺（設置面Ｗに最も接近する一辺）がフロート１３を横切り設置面Ｗに平行となるように支柱を配置することで、設置面Ｗからフロート１３までの間隙に支柱は介在しない。
【００２８】
水位検知装置１００において、センサ本体１０は、フロート１３が３本の支柱１４によってガイドされており、汚水の流れがフロート１３に直接衝突する、すなわちフロート１３に汚水中の浮遊物が堆積しやすい構造となっている。また、汚水の流れによってフロート１３の昇降が影響を受けやすく、誤検知が発生する虞がある。
そこで、第１実施形態では、センサ本体１０の周囲を覆うカバー１を設けることにより、センサ本体１０を汚水の流れから保護している。これにより、フロート１３表面における浮遊物の堆積が抑制されるので、浮遊物の堆積によりフロート１３の昇降が妨げられるのを防止できる。
【００２９】
カバー１は、例えば、強度に優れるステンレスや鉄などの金属材料で構成され、外周面が曲面状（例えば断面半円弧状）に形成されている。カバー１は、センサ本体１０の側面のみを覆うように上下面が開放されており、汚水の流れが上下方向から流出入できるようになっている。
カバー１の寸法は、センサ本体１０の寸法（フロート１３の外径、センサ全長等）に応じて適宜設定される。例えば、フロート１３の外径が２０ｍｍ、センサ本体１０の全長が２００ｍｍの場合には、カバー１の内径を６０ｍｍ、高さを２５０ｍｍに設定するとよい。そして、設置面Ｗに取り付けたときに、センサ本体１０がカバー１に内包されるように、それぞれの取付高さが調整される。これにより、カバー１によってセンサ本体１０を効果的に保護することができる。
【００３０】
また、センサ本体１０及びカバー１は、両者の間隙がほぼ均等となるように、それぞれ設置面Ｗに取り付けられる。このとき、センサ本体１０（特にフロート１３）とカバー１との間に浮遊物が堆積しないように、センサ本体１０とカバー１の間隙（最も狭い部分）は２０ｍｍ以上とするのが望ましい。下水道管渠内に設置する場合には、下水道管渠の大きさを考慮して、汚水の流れが著しく妨げられないように、センサ本体１０とカバー１の間隙は５００ｍｍ以下とする。
【００３１】
水位検知装置１００において、カバー１によって汚水の流れが阻害されて乱流が発生すると、カバー１内に汚水が流れ込み、フロート１３の昇降が不安定になるため、水位を正確に検知することが困難となる。本実施形態では、カバー１の外周面を曲面状に形成することにより、汚水の流れが曲面に沿って流線型状に進行するようにしているので、汚水の流れが阻害されることに伴い不具合が発生するのを防止できる。
【００３２】
このように、第１実施形態の水位検知装置１００（センサ本体１０）は、光ファイバＦと、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサ１１と、ファラデー近接センサ１１を収納するセンサケース１２と、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵したフロート１３と、水位の上昇／下降に伴うフロート１３の昇降方向を規制する支柱（ガイド部）１４を備えている。
そして、この水位検知装置１００を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する止め具（位置決め部）６を有し、止め具６に従って設置面Ｗに取り付けたときに、設置面Ｗからフロート１３までの距離が、設置面Ｗから支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。
【００３３】
水位検知装置１００によれば、設置面Ｗに取り付けたときに、フロート１３の昇降方向を規制する支柱１４が、設置面Ｗとフロート１３との間に介在しないので、設置面Ｗとフロート１３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
実際に、水位検知装置１００を下水道管渠内に取り付け、長期間の水位検知を試験したところ、フロート１３の周囲に浮遊物が堆積することによる検知漏れは生じていない。
【００３４】
［第２実施形態］
図５は第２実施形態に係る水位検知装置の構成を示す斜視図で、図６は水位検知装置の構成を示す底面図ある。図５、６において、第１実施形態の水位検知装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
図５、６に示すように、水位検知装置２００は、設置面（例えば下水道管渠壁面）Ｗに固定される固定基板３と、固定基板３に一体的に固定されるセンサ本体１０と、センサ本体１０を覆うように固定基板３を介して設置面Ｗに取り付けられるカバー１を備えて構成されている。第２実施形態では、第１実施形態のようにセンサ本体１０を設置面Ｗに直接取り付けるのではなく、予め固定基板３に固定しておく。
例えば、センサ本体１０は、止め具６の両端部に設けられたボルト穴にボルト（図示略）を挿通して、このボルトを固定基板３に螺着することにより固定基板３に固定される。また、カバー１は、予め固定基板３に溶接などにより固着されている。センサ本体１０及びカバー１が固定された固定基板３は、例えば、両端部に設けられたボルト穴にカバー１のボルト穴を介してボルトを挿通して、このボルトを設置面Ｗに螺着することにより設置面Ｗに固定される。
【００３５】
第２実施形態では、固定基板３からフロート１３までの距離が、固定基板３から支柱１４までの距離より小さくなるように、センサ本体１０を固定基板３に取り付ける。すなわち、図６において、固定基板３とフロート１３の間隙Ｃ１に支柱１４が介在しないようにしている。
【００３６】
このように、第２実施形態の水位検知装置１００（センサ本体１０）は、光ファイバＦと、磁界の強さに応じて光ファイバＦに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサ１１と、ファラデー近接センサ１１を収納するセンサケース１２と、ファラデー近接センサ１１における磁界の強さを変化させる磁石１５を内蔵したフロート１３と、水位の上昇／下降に伴うフロート１３の昇降方向を規制する支柱（ガイド部）１４と、センサ本体１０（ファラデー近接センサ１１、センサケース１２、フロート１３及び支柱１４）が一体的に固定される固定基板３を備えている。そして、固定基板３からフロート１３までの距離が、固定基板３から支柱１４までの距離より小さくなるようにしている。
【００３７】
水位検知装置２００によれば、フロート１３の昇降方向を規制する支柱１４が、固定基板３とフロート１３との間に介在しないので、固定基板３とフロート１３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。したがって、簡易な構造で、浮遊物の堆積により検知漏れが生じるのを効果的に防止できる。
また、水位検知装置２００では、センサ本体１０とカバー１が位置決めされた状態で固定基板３に取り付けられるので、設置作業が格段に容易になるとともに、製造段階でセンサ本体１０及びカバー１の取付状態を容易に調整することができる。
【００３８】
以下では、第１実施形態又は第２実施形態におけるセンサ本体１０の変形例について説明する。
［変形例１］
図７は、変形例１に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例１に係るセンサ本体２０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図７において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には２０番台で置き換えた符号を付している。
変形例１では、センサケース２２の外周に平坦面２２ａが形成されており、センサ本体２０を設置面Ｗに取り付けるときに、この平坦面２２ａが設置面Ｗ（又は固定基板３）に接触するようになっている（図８参照）。変形例１のセンサ本体２０を第１実施形態に適用する場合、センサケース２２の平坦面２２ａが、センサ本体２０を設置面Ｗに取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部となる。
【００３９】
３本の支柱２４は、この平坦面２２ａを基準としてセンサケース１２に配置されることとなる。すなわち、平坦面２２ａが設置面Ｗ（又は固定基板３）に一致するので、平坦面２２ａからフロート１３までの距離が、平坦面２２ａから支柱１４までの距離より小さくなるように、支柱２４がセンサケース１２に配置される。
センサケース１２をこのような構成とすることで、センサ本体２０が所定の取付状態となるように簡単に位置決めできるとともに、安定した取付状態を保持できる。なお、第１実施形態における止め具６は、予めセンサケース１２に固着しておいてもよいが、位置決め部としては必ずしも必要ではない。
【００４０】
［変形例２］
図９は、変形例２に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例２に係るセンサ本体３０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図９において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には３０番台で置き換えた符号を付している。
変形例２では、フロート３３の昇降方向を規制するガイド部が、３本の支柱３４と、支柱３４の下端に固着されたリング部材３６で構成されており、リング部材３６によってフロート３３が抜け落ちるのを防止している。
かかる構成によれば、支柱３４がセンサケース３２とリング部材３６によって上下で固定されることとなるので、汚水の流れ等により支柱３４が変形するのを防止できる。したがって、支柱３４の変形に伴いフロート３３が脱落するのを確実に防止できる。
【００４１】
［変形例３］
図１０は、変形例３に係るセンサ本体の構成を示す図である。変形例３に係るセンサ本体４０の基本構成は、センサ本体１０とほぼ同様であるので説明を省略する。図１０において、センサ本体１０の構成要素と同一又は対応する構成要素には４０番台で置き換えた符号を付している。
変形例３では、フロート４３の昇降方向を規制するガイド部が、ファラデー近接センサ４１の中心軸上に配設された１本の支柱４４と、支柱４４の下端に固着された円板部材４６で構成されている。支柱４４は、センサケース４２に吊設された円板状の中間板４７に取り付けられている。また、フロート４３は中空円筒状に形成され、フロート４３の中空部に支柱４４が挿通されている。
かかる構成によれば、設置面Ｗ（又は固定基板３）とフロート４３の間隙には明らかに支柱４４が介在しないので、設置面Ｗとフロート４３との間に浮遊物が堆積しにくくなる。
【００４２】
以下では、第１実施形態又は第２実施形態におけるカバー１の変形例について説明する。
［変形例４］
図１１は、変形例４に係る水位検知装置の構成を示す図である。
第１実施形態では、カバー１の外周面を断面半円弧状に形成しているが、変形例４の水位検知装置１１０では、カバー２の外周面を断面コ字状に形成している。カバー２においては、側面２ａ，２ｂが汚水の流れに対して傾斜して形成されているので、汚水の流れがカバー２に衝突したときの乱流の発生が抑制される。したがって、汚水の流れが阻害されることに伴い不具合が発生するのを防止できる。なお、カバー２は、第２実施形態の水位検知装置２００においても適用できる。
【００４３】
［変形例５］
図１２、１３は、変形例５に係る水位検知装置の構成を示す図である。
変形例５の水位検知装置２１０では、第２実施形態におけるカバー１と固定基板３を一体化した円筒形のカバー４を用いている。カバー４は、例えば、鞍型の止め具（図示略）により設定面に固定される。
図１２では、カバー４の内面に止め具６によってセンサ本体１０を取り付けている。かかる構成によれば、カバー４の部品加工がほとんど不要であり、汎用のパイプを適用することもできる。また、図１３に示すように、カバー４の略中央に梁５を横架し、これに止め具６によってセンサ本体１０を取り付けるようにしてもよい。カバー４の内面とフロート１３の間隙が大きくなるので、浮遊物の堆積を効果的に防止できる。
【００４４】
変形例４，５に示す水位検知装置１１０，２１０においても、変形例１〜３に示すセンサ本体２０〜４０を適用することができる。
【００４５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１ カバー
６ 止め具
１０ センサ本体
１１ ファラデー近接センサ
１２ センサケース
１３ フロート
１４ 支柱
１５ 磁石
１００ 水位検知装置
Ｆ 光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなることを特徴とする水位検知装置。
【請求項２】
光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さいことを特徴とする水位検知装置。
【請求項３】
前記設置面又は前記固定基板から前記フロートまでの距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水位検知装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された３本以上の支柱で構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の水位検知装置。
【請求項５】
前記支柱で規定される多角形の一辺が前記フロートを横切り前記設置面又は前記固定基板に平行となるように、前記支柱が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の水位検知装置。
【請求項６】
前記センサケースの外周に平坦面が形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の水位検知装置。
【請求項７】
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部を取り囲む、上下面が開放されたカバーを備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の水位検知装置。
【請求項１】
光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部を備える水位検知装置であって、
この水位検知装置を設置面に取り付けるときの取付状態を決定する位置決め部を有し、
前記位置決め部に従って設置面に取り付けたときに、前記設置面から前記フロートまでの距離が、前記設置面から前記ガイド部までの距離より小さくなることを特徴とする水位検知装置。
【請求項２】
光ファイバと、
磁界の強さに応じて前記光ファイバに出射する光の強度を制御するファラデー近接センサと、
前記ファラデー近接センサを収納するセンサケースと、
前記ファラデー近接センサにおける磁界の強さを変化させる磁石を内蔵したフロートと、
水位の上昇／下降に伴う前記フロートの昇降方向を規制するガイド部と、
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部が一体的に固定される固定基板を備える水位検知装置であって、
前記固定基板から前記フロートまでの距離が、前記固定基板から前記ガイド部までの距離より小さいことを特徴とする水位検知装置。
【請求項３】
前記設置面又は前記固定基板から前記フロートまでの距離が５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水位検知装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、前記フロートの外面に沿うように前記センサケースに吊設された３本以上の支柱で構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の水位検知装置。
【請求項５】
前記支柱で規定される多角形の一辺が前記フロートを横切り前記設置面又は前記固定基板に平行となるように、前記支柱が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の水位検知装置。
【請求項６】
前記センサケースの外周に平坦面が形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の水位検知装置。
【請求項７】
前記ファラデー近接センサ、前記センサケース、前記フロート及び前記ガイド部を取り囲む、上下面が開放されたカバーを備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の水位検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−７３１２０（Ｐ２０１２−７３１２０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８２３４（Ｐ２０１０−２１８２３４）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（０００２２０６７５）東京都下水道サービス株式会社 (98)
【出願人】（５００３４３３７１）社団法人日本下水道光ファイバー技術協会 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（０００２２０６７５）東京都下水道サービス株式会社 (98)
【出願人】（５００３４３３７１）社団法人日本下水道光ファイバー技術協会 (1)
【Ｆターム（参考）】
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