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JPS624663B2 - - Google Patents
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JPS624663B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS624663B2
JPS624663B2 JP55147271A JP14727180A JPS624663B2 JP S624663 B2 JPS624663 B2 JP S624663B2 JP 55147271 A JP55147271 A JP 55147271A JP 14727180 A JP14727180 A JP 14727180A JP S624663 B2 JPS624663 B2 JP S624663B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
rod
flow rate
sensor
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55147271A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5770462A (en
Inventor
Osamu Shibuya
Tsutomu Hino
Yoshio Kano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Kiso Sekkei Co Ltd
Original Assignee
Taisei Kiso Sekkei Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Taisei Kiso Sekkei Co Ltd filed Critical Taisei Kiso Sekkei Co Ltd
Priority to JP55147271A priority Critical patent/JPS5770462A/en
Publication of JPS5770462A publication Critical patent/JPS5770462A/en
Publication of JPS624663B2 publication Critical patent/JPS624663B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/005Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by using a jet directed into the fluid
    • G01P5/006Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by using a jet directed into the fluid the jet used is composed of ionised or radioactive particles

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔分野〕 本発明は、液体の流速測定装置に係り、特に微
少な動きを示す地下水等の流速を測定するのに好
適な液体の流速測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field] The present invention relates to a liquid flow rate measuring device, and particularly to a liquid flow rate measuring device suitable for measuring the flow rate of underground water or the like that exhibits minute movements.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、地下水に代表されるような微少な流速を
示す流体の流動(流速又は流れの方向をいう)の
状態を測定する装置として、プロペラ式流速計、
あるいはラジオアイソトープ等の放射性物質を用
いる流動測定装置等がある。これらのうち、プロ
ペラ式流速計においては、毎秒2〔cm〕以下の微
少な流動測定を行うことが極めて困難であり、ま
た放射性物質を用いる測定装置においては、その
取扱いに危険をともなうのみならず、装置が極わ
めて高価なものになるなどの欠点があつた。
Conventionally, propeller-type current meters,
Alternatively, there are flow measurement devices that use radioactive substances such as radioisotopes. Among these, it is extremely difficult to measure minute flows of less than 2 [cm] per second with propeller-type current meters, and with measuring devices that use radioactive materials, it is not only dangerous to handle them, but also However, there were drawbacks such as the equipment being extremely expensive.

これら従来技術の欠点を改善し、微少な流動を
良好に測定できる装置が、特開昭56―154670号公
報に開示される如く開発されている。この測定装
置の概略を第1図及び第2図に基づいて説明する
と、まず、第1図aのように複数の電極1,3,
5が突出している容器9内に電解液11を満た
し、この装置全体を流動測定を行う位置に配置す
る。次に、第1図bの如く、前記容器9の側壁を
構成するスリーブ6を引き上げると、図中の矢印
10のように地下水が容器9内に地下水の流動に
比例した速さで流入することとなる。ここで前述
した電極1―3間及び電極3―5間における抵抗
値R13及びR35の変化に着目すると、第1図aの状
態では前記R13及びR35の値は、電解液11によつ
て定まる所定の値となつているが、第1図bの状
態では電極1―3間において、地下水10による
電解液11の置換稀釈が進行し、前記抵抗値R13
は増大する。他方、抵抗値R35は、第1図bの状
態では何の変化も生じない。従つて、抵抗値R13
か又はR35のいずれかが先に変化した場合、その
方向が地下水10の流入方向となり、これによつ
て流向を測定することができる。なお、第1図c
に示すように、地下水10の流入によつて抵抗値
R35もやがて増大することとなる。
An apparatus that improves these drawbacks of the prior art and is capable of measuring minute flows satisfactorily has been developed as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 154670/1983. The outline of this measuring device will be explained based on FIGS. 1 and 2. First, as shown in FIG.
The container 9 from which 5 protrudes is filled with electrolyte 11, and the entire apparatus is placed at a position where flow measurement is to be performed. Next, as shown in FIG. 1b, when the sleeve 6 constituting the side wall of the container 9 is pulled up, groundwater flows into the container 9 at a speed proportional to the flow of groundwater, as indicated by the arrow 10 in the figure. becomes. Focusing on the changes in the resistance values R 13 and R 35 between electrodes 1 and 3 and between electrodes 3 and 5 described above, in the state shown in FIG. However, in the state shown in FIG. 1b, substitution and dilution of the electrolytic solution 11 by the groundwater 10 progresses between the electrodes 1 and 3, and the resistance value R 13
increases. On the other hand, the resistance value R35 does not change at all in the state shown in FIG. 1b. Therefore, the resistance value R 13
If either R 35 or R 35 changes first, that direction becomes the inflow direction of the groundwater 10, and the flow direction can thereby be measured. In addition, Figure 1c
As shown in Figure 1, the resistance value increases due to the inflow of groundwater10.
R 35 will also increase in time.

実際には、第2図に示すように、円筒状のスリ
ーブ6内に、全方向にわたつて電極1A,1B,
5A,5Bが設けてあり、いずれの方向から地下
水の流入があつても流向を測定することができる
ようになつている。また、流速は、前述したスリ
ーブ6を引き上げた時刻と、地下水10が流入し
て電極3に達して抵抗値R13が最大となつた時刻
とを測定することによつて、まず地下水10がス
リーブ6から電極3まで移動する時間を求め、次
に前記スリーブ6と電極3との距離を求め、これ
ら両方の値から算出することができる。
Actually, as shown in FIG. 2, the electrodes 1A, 1B,
5A and 5B are provided so that the flow direction can be measured even if groundwater flows in from either direction. In addition, the flow velocity can be determined by measuring the time when the sleeve 6 is pulled up and the time when the groundwater 10 flows in and reaches the electrode 3 and the resistance value R 13 becomes maximum. The time taken to move from the sleeve 6 to the electrode 3 is determined, and then the distance between the sleeve 6 and the electrode 3 is determined, and calculation can be made from both of these values.

一方、地下水10が電極1に到達し前記抵抗値
R13が増大し始める時刻と、当該地下水10が電
極5に到達し前記抵抗値R35が最大となる時刻と
を測定し、これと前記電極1,5間の距離とから
算出してもよい。実際には、第2図に示すよう
に、前記電極1として複数の電極1A,1B、前
記電極5として複数の電極5A,5Bをそれぞれ
設け、これにより、測定精度を向上させるように
構成されている。
On the other hand, groundwater 10 reaches the electrode 1 and the resistance value
It is also possible to measure the time when R 13 starts to increase and the time when the groundwater 10 reaches the electrode 5 and the resistance value R 35 reaches its maximum, and calculate from this and the distance between the electrodes 1 and 5. . In reality, as shown in FIG. 2, a plurality of electrodes 1A and 1B are provided as the electrode 1, and a plurality of electrodes 5A and 5B are provided as the electrode 5, thereby improving measurement accuracy. There is.

〔従来技術の問題点〕[Problems with conventional technology]

しかしながら、上記従来例においては、一度測
定を行つてしまうと、容器9内の電解液が全部流
出してしまうため、再び測定を行うときは、例え
ば地下水の流速測定にあつては装置全体をボーリ
ング孔から引き上げて容器9内に電解液を満たす
必要があり、これがため、連続して測定を行うこ
とができないばかりでなく、スリーブの引き上げ
方によつては地下水等の流動を乱すおそれがある
などの不都合が生じていた。
However, in the above-mentioned conventional example, once the measurement is performed, all of the electrolyte in the container 9 flows out, so when measuring again, for example, when measuring the flow rate of underground water, the entire device must be bored. It is necessary to lift the sleeve from the hole and fill the electrolyte in the container 9, which not only makes it impossible to perform continuous measurements, but also may disturb the flow of groundwater, etc. depending on how the sleeve is pulled up. An inconvenience occurred.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、何ら
地下水の流動を乱すことなく、装置を一度設置す
れば繰り返し連続して液体の流速及び流向を高精
度に測定することができる耐久性のある液体の流
速測定装置を提供することを、その目的とする。
The present invention improves the drawbacks of the above-mentioned prior art, and provides a durable device that, once installed, can repeatedly and continuously measure the flow velocity and flow direction of liquid without disturbing the flow of groundwater. The object is to provide a liquid flow rate measuring device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明では、支持部材に支持されたイ
オン発生手段と、このイオン発生手段からのイオ
ン流を検知して所定の流速信号を出力するセンサ
電極とを備えた液体の流速測定装置において、前
記センサ電極の複数を支持部材に環状に装備する
とともに、この各センサ電極の外側に通水性ある
イオン発生電極を同心円状に配設し、前記各セン
サ電極を一対の棒状電極部材で構成するととも
に、当該各棒状電極部材を前記同心円の半径方向
に沿つて配設し、これら一対の棒状電極部材の
各々に半径方向の向きの交流電界を印加する交流
電界印加手段を、前記支持部材に装備するという
構成を採り、これによつて前記目的を達成しよう
とするものである。
Therefore, in the present invention, in a liquid flow rate measuring device comprising an ion generating means supported by a support member and a sensor electrode that detects the ion flow from the ion generating means and outputs a predetermined flow rate signal, A support member is equipped with a plurality of sensor electrodes in a ring shape, and a water-permeable ion generating electrode is arranged concentrically on the outside of each sensor electrode, and each sensor electrode is constituted by a pair of rod-shaped electrode members, Each of the rod-shaped electrode members is arranged along the radial direction of the concentric circles, and the support member is equipped with an alternating current electric field applying means for applying an alternating current electric field in the radial direction to each of the pair of rod-shaped electrode members. The purpose of the present invention is to achieve the above object by adopting a configuration.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第3図ないし第8図
に基づいて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 8.

第3図は、本発明に係る液体の流速測定装置を
用いて、実際に測定を行つている場合の一例を示
す説明図である。この図において、まず測定を必
要とする地盤Eに、ボーリング孔30を設け、こ
の中に支持材31を介して測定用ヘツド(以下、
「ゾンデ」という)40を降下させる。このと
き、前記ゾンデ40に内蔵された図示しない方位
計によつて前記ゾンデ40の方向が指定され、こ
れに基づいて前記ゾンデ40がボーリング孔30
内に配置され固定される。地盤Eには図の矢印F
で示す地下水の流れがあり、これがため、前記ボ
ーリング孔30の下方(記号「▽」で示す)には
地下水Wが湧出し、この地下水Wの中に前記ゾン
デ40が浸されるようになつている。このゾンデ
40には送受信用のケーブル41が接続されてお
り、これによつて前記ゾンデ40によつて検出さ
れる地下水の流動に関する情報が外部へ伝送され
るようになつている。さらに、外部には、第6図
に示すような制御装置等が前記ケーブル41に接
続されており、これによつて流体の流動測定ある
いは記録が行えるようになつている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of actual measurement using the liquid flow rate measuring device according to the present invention. In this figure, first, a boring hole 30 is provided in the ground E that requires measurement, and a measuring head (hereinafter referred to as
(referred to as a "sonde") 40 is lowered. At this time, the direction of the sonde 40 is designated by a compass (not shown) built into the sonde 40, and based on this, the sonde 40 moves toward the borehole 30.
It is placed and fixed inside. Ground E is marked with arrow F in the diagram.
There is a flow of groundwater as indicated by the symbol "▽", and as a result, groundwater W gushes out below the borehole 30 (indicated by the symbol "▽"), and the sonde 40 is immersed in this groundwater W. There is. A transmission/reception cable 41 is connected to the sonde 40, so that information regarding the flow of underground water detected by the sonde 40 is transmitted to the outside. Furthermore, a control device as shown in FIG. 6 is connected to the cable 41 externally, so that fluid flow can be measured or recorded.

第4図に、前述したゾンデ40の構成を具体的
に示す、この第4図において、支持部材42の先
端には、ヘツド43が設けられている。このヘツ
ド43は、当該支持部材42の下端部周囲が逆円
錐体状に切除されてテーパー状に形成されたテー
パ部44Aと、円筒状に形成されたセンサ電極支
持部44Bとによつて構成されている。また、こ
のヘツド43は、絶縁体で構成されており、後述
する各電極間の電気的な絶縁が良好に行えるよう
になつている。前記センサ電極支持部44Bとテ
ーパー部44Aは、いわゆる同心状に設置されて
おり、さらにテーパー部44A内は、後述する電
極等の配線が行えるよう中空状に構成されてい
る。
FIG. 4 specifically shows the configuration of the sonde 40 described above. In FIG. 4, a head 43 is provided at the tip of the support member 42. As shown in FIG. The head 43 includes a tapered portion 44A in which the periphery of the lower end of the support member 42 is cut into an inverted conical shape, and a sensor electrode support portion 44B formed in a cylindrical shape. ing. Further, this head 43 is made of an insulator, and is designed to provide good electrical insulation between each electrode, which will be described later. The sensor electrode support portion 44B and the tapered portion 44A are arranged concentrically, and the inside of the tapered portion 44A is hollow so that wiring for electrodes and the like, which will be described later, can be carried out.

テーパー部44Aの外周上には、一方のイオン
発生用電圧電極47が図の如く環帯状に装着され
ている。この一方のイオン発生用電圧電極47の
内側には、円筒状で通水性のある他方のイオン発
生用電圧電極48が設けられている。この他方の
イオン発生用電圧電極48は、実際には第4図に
示す如く、センサ電極支持部44Bを囲むように
して下方に延設されており、外部からの地下水の
流入を妨げないよう金網状となつている。
On the outer periphery of the tapered portion 44A, one ion generation voltage electrode 47 is attached in a ring shape as shown in the figure. Inside this one ion generation voltage electrode 47, the other ion generation voltage electrode 48, which is cylindrical and has water permeability, is provided. The other ion generation voltage electrode 48 is actually extended downward to surround the sensor electrode support part 44B, as shown in FIG. It's summery.

前記センサ電極支持部44Bには、第5図に示
すようにその下端面に環帯状に露出した第一電極
50及び第二電極51からなる交流電界印加手段
が設けられている。
As shown in FIG. 5, the sensor electrode support portion 44B is provided with alternating current electric field applying means consisting of a first electrode 50 and a second electrode 51 exposed in an annular shape on its lower end surface.

この内、第二電極51がセンサ電極支持部44
Bの中心部に少環状に形成されて装備され、また
第一電極50が大環状に形成されて前記第二電極
51と同心状に装備されている。そして、これら
第一電極50と第二電極51との間に、下方に向
かつて突設された一対の棒状電極部材49A,4
9Bからなるセンサ電極49が複数装備されてい
る。
Among them, the second electrode 51 is connected to the sensor electrode support part 44
A first electrode 50 is formed in a large ring shape and is installed concentrically with the second electrode 51. A pair of rod-shaped electrode members 49A, 4 protruding downward between the first electrode 50 and the second electrode 51 is provided.
A plurality of sensor electrodes 49 made of 9B are provided.

これを更に詳述すると、センサ電極49は、前
述した第二電極51を取り囲むようにして第5図
に示すように放射状で且つ等間隔に12箇所に設け
られている。そして、これら各センサ電極49,
49,……を構成する棒状電極部材49A,49
Bは、それぞれ一方の棒状電極部材49A,49
A,……が外側に位置して同一円周上に装備さ
れ、また他方の棒状電極部材49B,49B,…
…が内側ち位置して同一円周上にそれぞれ装備さ
れている。そして、これら各センサ電極49,第
一電極50,及び第二電極51の各々は、前述し
た支持部42及びテーパー部44Aの中を通つて
後述する制御装置(第6図参照)に接続されてい
る。
To explain this in more detail, the sensor electrodes 49 are provided radially and at equal intervals at twelve locations, as shown in FIG. 5, so as to surround the aforementioned second electrode 51. And each of these sensor electrodes 49,
Rod-shaped electrode members 49A, 49 constituting 49, .
B represents one rod-shaped electrode member 49A, 49, respectively.
A, . . . are located outside and are installed on the same circumference, and the other rod-shaped electrode members 49B, 49B, .
... are located on the inside and are each equipped on the same circumference. Each of the sensor electrodes 49, the first electrode 50, and the second electrode 51 is connected to a control device (see FIG. 6), which will be described later, through the support portion 42 and the tapered portion 44A. There is.

前記他方のイオン発生用電圧電極48の第4図
における下端は、底板46によつて支持されてい
る。この底板46は、複数の支柱45によつて支
持部42に支承されている。なお、第4図は、説
明上、構成の一部分を省略してある。
The lower end of the other ion generating voltage electrode 48 in FIG. 4 is supported by a bottom plate 46. As shown in FIG. This bottom plate 46 is supported by the support portion 42 by a plurality of support columns 45 . Note that in FIG. 4, a part of the configuration is omitted for the sake of explanation.

次に、前述したゾンデ40を電気的に駆動制御
し、測定及びその結果の記録を行う制御装置の一
構成例を第6図に基づいて説明する。
Next, an example of the configuration of a control device that electrically drives and controls the aforementioned sonde 40, performs measurements and records the results will be described with reference to FIG.

この制御装置は、前述したセンサ電極49から
の信号を増幅する増幅部61と、この出力からピ
ークを検出するピーク検出部62と、検出された
ピークに従つて表示装置65を駆動する制御部6
3とを、各々直列に接続した構成となつており、
他に、前記増幅部61の出力を記録するレコーダ
部64と、前述した一方と他方の各イオン発生用
電圧電極47,48にイオン発生用のパルスを送
るパルス発生部66とタイマー67とが設けられ
ている。
This control device includes an amplification section 61 that amplifies the signal from the sensor electrode 49 described above, a peak detection section 62 that detects a peak from this output, and a control section 6 that drives a display device 65 according to the detected peak.
3 are connected in series,
In addition, a recorder section 64 for recording the output of the amplifying section 61, a pulse generating section 66 and a timer 67 for sending ion generation pulses to the one and the other ion generation voltage electrodes 47 and 48 described above are provided. It is being

これらのうち、制御部63は、前記パルス発生
部66によつて出力されるパルスを受けてリセツ
トされるとともに、このパルス信号の出力以後に
もつとも早くピークが検出されたセンサ電極49
からの信号を受けて、これに対応する表示装置6
5上の複数の表示灯65Pの一つを点灯する機能
を有している。また前記タイマー67は、同様に
パルス発生部66によつて出力されるパルスを受
けてリセツトされるとともに動作を開始し、前述
した制御部63の出力によつて動作を停止する機
能を有している。ここで、増幅部61は、前述し
た支持部42内(第4図参照)に内蔵されてい
る。
Among these, the control section 63 is reset in response to the pulse outputted by the pulse generation section 66, and also resets the sensor electrode 49 whose peak has been detected as soon as possible after the output of this pulse signal.
A display device 6 corresponding to the signal received from the
It has a function of lighting up one of the plurality of indicator lights 65P on the display panel 5. Further, the timer 67 similarly has a function of being reset and started in response to a pulse outputted by the pulse generation section 66, and stopped in response to an output from the control section 63 described above. There is. Here, the amplifying section 61 is built in the aforementioned supporting section 42 (see FIG. 4).

次に、具体的な測定方法及び全体的動作につい
て、第7図を中心に説明する。
Next, a specific measurement method and overall operation will be explained with reference to FIG. 7.

第7図は、実際に測定が行われた状態を順次経
時的に示したもので、前述した第一電極50及び
第二電極51の間には電源60によつて交流電圧
が印加されている。
FIG. 7 shows the conditions in which measurements were actually carried out sequentially over time, and an AC voltage is applied between the first electrode 50 and the second electrode 51 by the power supply 60. .

このため、各センサ電極49部分の導電率が一
定の場合は、交流電界印加手段から出力される交
番電界の雰囲気内にあつて、前記各センサ電極4
9である各棒状電極部材49A,49Bは、両者
間に生じる一定レベルの交番電圧信号を常時検出
して出力するようになつている。
Therefore, when the conductivity of each sensor electrode 49 portion is constant, each sensor electrode 49 is in an atmosphere of an alternating electric field output from the alternating electric field applying means.
Each of the rod-shaped electrode members 49A and 49B, numbered 9, is adapted to constantly detect and output an alternating voltage signal of a constant level generated between them.

一方、後述するイオン流の影響で、棒状電極部
材49A,49B部分には分極が生じ、これに起
因したインピーダンス変化等によつて棒状電極相
互間には例えば直流電流の通電が阻害されるとい
う事態が生じる。しかしながら、この場合であつ
ても、交番電界の作用により、かかる事態の発生
に何ら影響を受けることなく、センサ電極49
は、イオン流を導電率の変化として有効にとらえ
ることができるようになつている。
On the other hand, due to the influence of the ion flow described later, polarization occurs in the rod-shaped electrode members 49A and 49B, and due to impedance changes caused by this, for example, the flow of DC current between the rod-shaped electrodes is inhibited. occurs. However, even in this case, due to the action of the alternating electric field, the sensor electrode 49 is not affected by the occurrence of such a situation.
It has become possible to effectively understand ion flow as a change in conductivity.

まず、第7図Aに示すようにパルス発生部66
によつて一方の他方の各イオン発生用電圧電極4
7,48間にパルスが印加されると、マイナス側
である他方のイオン発生用電圧電極48にはプラ
スのイオン(H+等)Pが、またプラス側である
一方のイオン発生用電圧電極47にはマイナスの
イオン(OH-等)Q等がそれぞれ発生する。こ
のとき、前記パルスの電圧によつては、電気分解
等も行われ、気泡Rも発生する。また、前述した
制御装置のうち、制御部63は、ピーク出力待ち
の状態となり、タイマー67はリセツトされると
ともに、動作を開始する。
First, as shown in FIG. 7A, the pulse generator 66
Each ion generation voltage electrode 4 on the other hand depending on the
When a pulse is applied between 7 and 48, positive ions (H + etc.) P are applied to the other ion generation voltage electrode 48 which is on the negative side, and the other ion generation voltage electrode 47 which is on the positive side Negative ions (OH -, etc.), Q, etc. are generated respectively. At this time, depending on the voltage of the pulse, electrolysis or the like is also performed, and bubbles R are also generated. Further, among the control devices described above, the control section 63 enters a state of waiting for peak output, and the timer 67 is reset and starts operating.

次に第7図Bの状態では、前述したマイナスイ
オンQは気泡Rとともにテーパー部44Aによつ
てセンサ電極支持部44Bから遠ざかつて行き、
プラスイオンPの層は、図中の矢印Fで示す地下
水の流れによつてヘツド部44Bの中心部方向へ
移動し、センサ電極を構成する一方の棒状電極部
材49Aに到達し始める。このため、一方の棒状
電極部材49Aと他方の棒状電極部材49Bとの
間の導電率が増大し始める。このため、交流電界
内におけるセンサ電極としての棒状電極部材49
A,49B相互間の導電率が上昇して電位降下を
きたす。この電圧変化を示したものが第8図で、
第7図Bの状態は、時刻T1に対応する。
Next, in the state shown in FIG. 7B, the above-mentioned negative ions Q move away from the sensor electrode support part 44B along with the bubbles R by the tapered part 44A.
The layer of positive ions P moves toward the center of the head portion 44B by the flow of underground water indicated by the arrow F in the figure, and begins to reach one of the rod-shaped electrode members 49A constituting the sensor electrode. Therefore, the electrical conductivity between the one rod-shaped electrode member 49A and the other rod-shaped electrode member 49B begins to increase. Therefore, the rod-shaped electrode member 49 serves as a sensor electrode in an alternating electric field.
The conductivity between A and 49B increases, causing a potential drop. Figure 8 shows this voltage change.
The state in FIG. 7B corresponds to time T1 .

次に、さらに時間が経過した第7図Cの状態で
は、棒状電極部材49A,49Bの相互間の導電
率が増大し、電圧は低下して第8図の時刻T2
ようになる。この時刻T2における電圧は、ちよ
うどピークに当たるので、ピーク検出部62(第
6図参照)は、これを検出し、制御部63に対し
て信号を送出する。制御部63は、この信号を受
けて表示装置65に設けてある複数の表示灯65
Pのうち前記ピークが検出された位置の検出電極
49に対応するものを点灯する。詳述すると、前
述したように、センサ電極49は、前記方向に渡
つて複数個設けられているが、各々の棒状電極部
材49A,49Bの対に対して、上述した動作が
行われ、各々について第8図に示すような電圧の
変化が検出されることとなる。しかしながら、こ
れら電圧の変化は、地下水の流れによつて起こる
もので、各々時間的なずれをもつて検出される。
前述した検出部62は、センサ電極49の各々に
ついてピークを検出し、信号を制御部63に送出
するが、前述したように、これらのうち最初のも
の、換言すれば、地下水の流入する方向に位置す
るセンサ電極49によつて検出された電圧変化の
ピークに対応する前記ピーク検出部62からの信
号の入力があつた場合に、前記制御部63は前記
ピークが検出されたセンサ電極49に対応する表
示灯65Pを点灯し、その後は前記ピーク検出部
62から信号の送出があつても何ら点灯動作を行
わず、そのままの状態が保持される。以上の動作
によつて、流向が測定されることとなる。
Next, in the state shown in FIG. 7C after further time has elapsed, the mutual conductivity between the rod-shaped electrode members 49A and 49B increases, and the voltage decreases to the state shown at time T2 in FIG. 8. Since the voltage at this time T 2 has just reached its peak, the peak detection section 62 (see FIG. 6) detects this and sends a signal to the control section 63. In response to this signal, the control unit 63 controls a plurality of indicator lights 65 provided on the display device 65.
Among the electrodes P, the one corresponding to the detection electrode 49 at the position where the peak is detected is turned on. To be more specific, as described above, a plurality of sensor electrodes 49 are provided in the above direction, and the above-mentioned operation is performed for each pair of rod-shaped electrode members 49A and 49B, and A change in voltage as shown in FIG. 8 will be detected. However, these voltage changes occur due to the flow of underground water, and are detected with a time lag.
The aforementioned detection section 62 detects a peak for each of the sensor electrodes 49 and sends a signal to the control section 63, but as described above, the first of these, in other words, the peak in the direction in which groundwater flows When a signal is input from the peak detection section 62 corresponding to the peak of voltage change detected by the sensor electrode 49 located, the control section 63 controls the control section 63 to control the signal corresponding to the sensor electrode 49 where the peak is detected. After that, even if a signal is sent from the peak detection section 62, no lighting operation is performed and the state is maintained as it is. Through the above operations, the flow direction will be measured.

次に、この時刻T2においては、プラスイオン
Pの層は、前記一方と他方の各棒状電極部材49
A,49Bの相互間に位置しているので、前記イ
オン発生用パルス印加終了時から時刻T2までの
時間と、前記他方のイオン発生用電圧電極48
と、前記センサ電極49の中間点との距離から流
速を求めることができる。詳述すると、時刻T2
において前述したように制御部63からの信号が
発せられるが、これによつてイオン発生用パルス
印加終了時から動作しているタイマー67が停止
し、パルス印加終了時から時刻T2までの時間が
測定され、タイマー67によつて表示されること
となる。またイオン発生用電圧電極48からセン
サ電極49の中間点までの距離は、あらかじめ定
められているので、前記タイマー67の表示から
容易に地下水の流速を算定することができる。
Next, at this time T2 , the layer of positive ions P is formed on each of the one and other rod-shaped electrode members 49.
A, 49B, the time from the end of the ion generation pulse application to time T2 and the other ion generation voltage electrode 48
The flow velocity can be determined from the distance between the point and the midpoint of the sensor electrode 49. In detail, time T 2
As described above, the control section 63 issues a signal, which causes the timer 67, which has been operating since the end of the ion generation pulse application, to stop, and the time from the end of the pulse application to the time T2 to stop. It will be measured and displayed by the timer 67. Further, since the distance from the ion generation voltage electrode 48 to the midpoint of the sensor electrode 49 is predetermined, the flow rate of groundwater can be easily calculated from the display of the timer 67.

さらに時間に経過すると、第7図Dの如くプラ
スイオンPの層はさらに右方へ移動し、これがた
めセンサ電極49部分の導電率が低下することか
ら、当該センサ電極49を構成する棒状電極部材
49A,49Bの相互間の検出電位は第8図の
T3に示す如く再び上昇する。
As time passes further, the layer of positive ions P moves further to the right as shown in FIG. The detection potential between 49A and 49B is shown in Figure 8.
It rises again as shown at T 3 .

ここで、以上の動作中に地下水の流動によつて
不純物等が流されてくることがあるが、第7図D
に示すように比較的大きな粒状物Sについては、
他方のイオン発生用電圧電極48によつてセンサ
電極49方向への移動が阻止され、良好に測定を
行うことが可能となる。また、前記他方のイオン
発生用電圧電極48によるシールド効果があり、
これによつて地電流等による外来雑音に影響され
ることなく測定を行うことができる。
Here, impurities etc. may be washed away by the flow of groundwater during the above operation, but as shown in Fig. 7D
Regarding relatively large particulate matter S as shown in
Movement in the direction of the sensor electrode 49 is prevented by the other ion generation voltage electrode 48, allowing good measurement. In addition, there is a shielding effect by the other ion generation voltage electrode 48,
This makes it possible to perform measurements without being affected by external noise such as earth currents.

以上の動作中における複数のセンサ電極49の
各々に生じる例えば前述した第8図に示すような
電圧変化は、レコーダ部64によつて記録され
る。
The voltage changes that occur in each of the plurality of sensor electrodes 49 during the above operation, for example as shown in FIG. 8, are recorded by the recorder section 64.

上記実施例においては、プラスイオンを用いた
場合について説明したが、マイナスイオンを用い
ても同様に目的を達成することができる。また、
このイオン層形成のためのパルスは、被測定流体
の状態等により、その電圧の大きさ、幅等を変化
させてもよい。さらに、上記実施例における流速
の測定においては、パルス印加終了時から時間を
測定することとしたが、流体の動きが非常に遅い
ような場合等においては、パルス印加開始時から
前記時間を測定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where positive ions are used has been described, but the purpose can be similarly achieved using negative ions. Also,
The voltage magnitude, width, etc. of the pulse for forming the ion layer may be changed depending on the state of the fluid to be measured. Furthermore, in measuring the flow velocity in the above example, the time was measured from the end of pulse application, but in cases where the movement of the fluid is very slow, the time may be measured from the start of pulse application. You can do it like this.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上のように構成され機能するので、
これによると、放射線を使用することなく測定領
域内で安全にイオン流を発生させることができ、
これがため測定領域に乱流を引き起こすことなく
何度でも繰返して流速測定を行うことが可能とな
り、センサ電極の複数を環状に配設するととも
に、この環状に配設した複数のセンサ電極の外側
に通水性充分な筒状のイオン発生電極を同心円状
に配設したので、水平面内の全方向につき当該イ
オンを液体の流動を極く容易に検出することがで
き、これがため、当該液体の流向及び流速を同時
に且つ高精度に検知することが可能となり、セン
サ電極を一対の棒状電極部材にて構成するととも
に、これら一対の棒状電極部材の各々に交番電界
を印加するという構成を採用したことから、各棒
状電極部材の外面に生じる分極等に起因して、当
該センサ電極が信号検出に際して感度低下をきた
すという不都合をほぼ完全に排除することがで
き、かかる点において経時的に測定精度の低下を
きたすことがないという従来にない優れた流体の
流速測定装置を提供することができる。
Since the present invention is configured and functions as described above,
According to this, it is possible to safely generate an ion flow within the measurement area without using radiation.
This makes it possible to repeatedly measure the flow velocity without causing turbulence in the measurement area. Since cylindrical ion generating electrodes with sufficient water permeability are arranged concentrically, the flow of the liquid can be detected very easily by the ions in all directions within the horizontal plane, and therefore the flow direction and direction of the liquid can be detected very easily. It becomes possible to detect the flow velocity simultaneously and with high precision, and by adopting a configuration in which the sensor electrode is composed of a pair of rod-shaped electrode members and an alternating electric field is applied to each of the pair of rod-shaped electrode members, It is possible to almost completely eliminate the inconvenience of a decrease in sensitivity of the sensor electrode when detecting a signal due to polarization, etc. occurring on the outer surface of each rod-shaped electrode member, and in this respect, measurement accuracy decreases over time. It is possible to provide an unprecedented and excellent fluid flow rate measuring device that does not cause any problems.

なお、本発明は、地下水等の微少な流動測定に
おいて特に効果を発揮するものであるが、一般の
流体等の測定に用いても有効である。
Although the present invention is particularly effective in measuring minute flows such as groundwater, it is also effective in measuring general fluids.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は電解液を用いた地下水等の流動測定装
置の動作原理を示す説明図、第2図は第1図の測
定装置の断面形状を示す部分断面図、第3図は本
発明にかかる液体の流速測定装置を用いて測定を
行つている状態を示す説明図、第4図は第3図の
流速測定装置を拡大して示した正面図、第5図は
第4図の―線に沿つた断面形状を示す断面
図、第6図は測定に用いる制御装置の構成例を示
すブロツク図、第7図は本発明に係る液体の流速
測定装置の動作原理を示す説明図、第8図は測定
結果の一例を示す線図である。 42……支持部材、47……一方のイオン発生
用電圧電極、48……他方のイオン発生用電圧電
極、49……センサ電極、49A,49B……セ
ンサ電極を構成する一対の棒状電極部材、50,
51……交流電界印加手段を構成する電極、F…
…被測定流体としての地下水の流れ、P……イオ
ン層としてのプラスイオン、Q……イオン層とし
てのマイナスイオン。
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the operating principle of a flow measuring device for underground water etc. using electrolyte, Fig. 2 is a partial sectional view showing the cross-sectional shape of the measuring device in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram according to the present invention. An explanatory diagram showing a state in which measurement is performed using a liquid flow rate measuring device, Figure 4 is an enlarged front view of the flow rate measuring device in Figure 3, and Figure 5 is a diagram showing the line shown in Figure 4. 6 is a block diagram showing a configuration example of a control device used for measurement; FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operating principle of the liquid flow rate measuring device according to the present invention; FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement results. 42...Supporting member, 47...One voltage electrode for ion generation, 48...The other voltage electrode for ion generation, 49...Sensor electrode, 49A, 49B...A pair of rod-shaped electrode members constituting the sensor electrode, 50,
51... Electrode constituting AC electric field applying means, F...
...groundwater flow as the fluid to be measured, P...positive ions as an ion layer, Q...negative ions as an ion layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 支持部材に支持されたイオン発生手段と、こ
のイオン発生手段からのイオン流を検知して所定
の流速信号を出力するセンサ電極とを備えた液体
の流速測定装置において、 前記センサ電極の複数を支持部材に環状に装備
するとともに、この各センサ電極の外側に通水性
あるイオン発生電極を同心円状に配設し、 前記各センサ電極を一対の棒状電極部材で構成
するとともに、当該各棒状電極部材を前記同心円
の半径方向に沿つて配設し、 これら一対の棒状電極部材の各々に半径方向の
向きの交流電界を印加する交流電界印加手段を、
前記支持部材に装備したことを特徴とする流体の
流速測定装置。
[Scope of Claims] 1. A liquid flow rate measuring device comprising an ion generating means supported by a support member and a sensor electrode that detects the ion flow from the ion generating means and outputs a predetermined flow rate signal, A plurality of the sensor electrodes are arranged in a ring shape on a supporting member, and a water-permeable ion generating electrode is arranged concentrically outside each sensor electrode, and each sensor electrode is constituted by a pair of rod-shaped electrode members. , each of the rod-shaped electrode members is arranged along the radial direction of the concentric circles, and an alternating current electric field applying means for applying an alternating current electric field in the radial direction to each of the pair of rod-shaped electrode members,
A fluid flow rate measuring device, characterized in that the support member is equipped with the fluid flow rate measuring device.
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