| 水面計製作 | |
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水面計の本体のアクリル棒とアクリルプリズムです。 これを使って光学式の水面計を作ります。 一般的な電極式にしなかったのは、純度が高い水は電気抵抗が高くて 検出しにくいのと、水の中に電流を流して発生するイオン化した物質が 悪さをすると嫌なので光学式を採用しました。 原理は簡単です。アクリル棒の一方から光を入れると、水が無い場合は アクリルプリズムで光が反射してもう一方に光が返ってきます。 水がプリズム部分にかかっていると水とアクリルの屈折率の差が少ないので 光はプリズムで反射せずに外へ出ていってしまうため、 アクリル棒に光が返ってこなくなります。 これで、水がなくなると光るインジケータが作れます。 |
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炭水車水槽の底のアクリルプリズムが来る部分に 黒いアクリルを貼ります。 これは、水の中へ出ていった光がステンレスに反射して戻ってくるのを 防ぐためです。 |
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水位の下限の時にプリズムの周りが全て空気になるように 長さを固定して炭水車の蓋に取り付けます。 |
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組みつけ後のプリズムの位置はこのあたりになります。 外に出ているアクリル棒に日光があたっているのでプリズムが ぼんやり光っています。 |
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アクリル棒を自作のスペーサーを使って固定します 奥のアクリル棒がインジケータの表示部です。もう一方のアクリル棒は短く切って その上に照明用の高輝度赤ＬＥＤが取りつけてあります |
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配線後、水がかかっても平気なようにカバーを取り付けます。 回路の電源は最初、温度差発電機から取ろうとしたのですが、容量が少ないのと 水が減ってくると低温部の冷却が出来なくなって発電量が落ちてしまい、ＬＥＤが 光らなくなってしまいます。 仕方が無いので、電源を積むことにしました。 |
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もうひとつ問題があって、水がなくなるまでインジケータは点灯しないので 水を入れてから電源を繋ぐと電池があるのか無いのかわからなくなります。 そこで、水面計のＬＥＤと直列にヘッドライトの配線を繋いで、パイロットランプ にしました。電源がＯＮの時はこのようにヘッドライトが点きます。 もちろん、発電機の配線もそのままなので発電機を使用すれば、電源の消費電力は減ります。 |
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水がプリズムの下まで来るとこのようにインジケータが光ります。 左下に見えるのが電源ユニットです。単３電池１本を使用して、 ＭＡＸ１５Ｖ、５ｍＡ定電流電源を作りました。 これで、電池の電圧が変動してもＬＥＤの明るさは一定になります。 現在は、発電機の改良で電源ユニット無しで水面計が使えるようになりました。 電池はディスプレイ時のオプションとして使っています。 |
