JP2003080236A

JP2003080236A - 貯溜水の水質測定装置

Info

Publication number: JP2003080236A
Application number: JP2001279998A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tsutsumi; 正彦堤; Takumi Obara; 原卓巳小; Chiyouko Miyajima; 島潮子宮; Takumi Hayashi; 巧林; Tadao Motoki; 木唯夫本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】貯溜水による測定対象水付着部の汚れを極力
抑制して高い測定精度を維持し、メインテナンス性の向
上を図ること。【解決手段】制御部１０がバルブ１３を開放してエア
ポンプ１１をオンにすると水中エアノズル１４からエア
が勢いよく噴出する。そして、貯溜水１の一部が測定対
象水４として測定対象水付着部材３の溝部３ａに付着す
る。次いで、光源６がオンとなりカメラ５は撮影を動作
を開始する。撮影終了後、制御部１０はバルブ１５を開
放した状態でエアポンプ１１をオンにし、除去用エアノ
ズル１６からエアを噴出させる。これにより、溝部３ａ
内の測定対象水４が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上水道や下水道、
あるいはその他各種の水処理施設において用いられる貯
溜水の水質測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、下水管、雨水貯溜管、雨水滞水
池、下水処理場、下水処理場放流口、汚泥処理、産業排
水処理などの下水道プロセスや、ダム・河川・湖沼など
の水道水源、取水口、浄水場、配水池、水道管などの上
水道プロセスにおいては、大腸菌群、一般細菌、従属栄
養細菌、硝化細菌、脱窒細菌、リン蓄積細菌、放線菌、
糸状細菌、原生動物、後生動物などの微生物濃度や、Ｃ
ＯＤ，ＢＯＤ，ＴＯＣ，ＴＮ，ＮＨ４−Ｎ，ＮＯ２−
Ｎ，ＮＯ３−Ｎ，ＴＰ，ＰＯ４−Ｐなどの各種水質成分
濃度を適正に維持するため、これらの濃度を高精度に検
出し測定する装置が必要となる。図１０は、このような
従来装置の構成図である。

【０００３】図１０において、水中顕微鏡装置１０１
は、常時、貯水池内の貯溜水中に没した状態で配設され
ており、一端側が測定対象水の供給口となる配管１０２
を有している。この配管１０２にはバルブ１０３及びポ
ンプ１０４が取り付けられており、その他端側は測定用
セル１０５の一端側に連通している。測定用セル１０５
の他端側には配管１０６の一端側が接続されており、こ
の配管１０６にはバルブ１０７が取り付けられている。
そして、配管１０６の他端側は測定対象水の排水口とな
っている。また、配管１０２上のバルブ１０３とポンプ
１０４との間には配管１０８の一端側が接続されてお
り、この配管１０８にはバルブ１０９が取り付けられて
いる。そして、配管１０８の他端側は洗浄水貯溜タンク
１１０に接続されている。

【０００４】測定用セル１０５の内部には厚さ１ｍｍ程
度の間隙が形成されており、この間隙中に供給口から送
られてきた測定対象水が保持されるようになっている。
そして、測定用セル１０５の両面側にはレンズ１１１，
１１２が配設されている。光源１１３からの光は、１点
鎖線の経路でで示すように、これらのレンズ１１１，１
１２を通ってカメラ１１４に到達するようになってい
る。このとき、測定用セル１０５の中心部分が焦点とな
るように設定されているため、カメラ１１４は測定用セ
ル１０５内の間隙中に保持されている測定対象水の画像
を撮影できるようになっている。そして、カメラ１１４
からのアナログ画像信号は変換器１１５によりディジタ
ル画像信号ＡＤに変換され、外部の所定個所に設置され
ているＣＲＴ１１６に送られるようになっている。

【０００５】次に、図１０の動作につき説明する。測定
動作期間になると、バルブ１０３，１０７が開放される
と共にバルブ１０９が閉じた状態となり、ポンプ１０４
がオンになる。これにより、供給口から貯溜水が測定対
象水として測定用セル１０５の間隙内に導入されるが、
この間隙内に測定対象水が満たされた状態になると、ポ
ンプ１０４はオフとなり、バルブ１０３，バルブ１０７
は閉じられる。次いで、光源１１３がオンとなり光源１
１３からの光がレンズ１１１を通ってレンズ１１２に到
達し、更にレンズ１１２を通ってカメラ１１４に到達す
る。そして、カメラ１１４は測定用セル１０５の画像を
拡大して撮影する。このときの画像信号は変換器１１５
によりＡＤ変換され、ＣＲＴ１１６に出力される。図１
１（ａ）はこのとき、ＣＲＴ１１６により表示された画
像例を示すものであり、測定対象水中に含まれる活性汚
泥フロック１１７が鮮明に写し出されている。

【０００６】ＣＲＴ１１６への画像表示動作（測定動
作）が修了すると洗浄動作が開始される。すなわち、ま
ず、光源１１３がオフとなり、次いで、バルブ１０９，
１０７が開放され、更にポンプ１０４がオンとなる。こ
れにより、洗浄水貯溜タンク１１０内の洗浄水（例え
ば、水道水）が配管１０８，１０２介して測定用セル１
０５に送りこまれ、これらの配管１０８，１０２及び測
定用セル１０５の内壁に対する洗浄が行われる。そし
て、ポンプ１０４をオフにし、バルブ１０９を閉じるこ
とにより洗浄動作を終了する。この後、再度上記と同様
の測定動作が繰り返されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図１０
の従来装置では、洗浄水貯溜タンク１１０内の洗浄水を
ポンプ１０４により測定用セル１０５に送りこむことで
この測定用セル１０５及び配管１０２，１０６の内壁の
汚れを除去し、測定精度が悪化するのを防止するように
している。

【０００８】しかし、測定用セル１０５の間隙は僅か１
ｍｍ程度の非常に狭い空間であり、長期間にわたって測
定動作を繰り返していると、洗浄動作を実施しているに
もかかわらず、除去しきれない汚れが次第に増加するた
め、測定精度の悪化が甚だしくなってくる。図１１
（ｂ）はこのとき、ＣＲＴ１１６により表示された画像
例を示すものであり、セル内壁の汚れ１１８のために、
活性汚泥フロック１１７を正確に観察することができな
い状態となっている。

【０００９】また、長期間にわたって測定動作をくり返
すと、貯溜水中に含まれる粒径の大きなＳＳ（浮游物
質）が配管１０２，１０７を閉塞し、供給口から測定対
象水としての貯溜水や、洗浄水貯溜タンク１１０から洗
浄水を測定用セル１０５に送りこむことができない場合
が発生することがある。このような場合には、水中顕微
鏡装置１０１の運転をその都度停止し、測定用セル１０
５を手作業で洗浄したり配管系統を交換するなどの作業
を行わなければならなかった。

【００１０】更に、水中顕微鏡装置１０１に対して定期
的にメインテナンスを行う場合、あるいは異常発生時等
に不定期的なメインテナンスを行う場合、水中顕微鏡装
置１０１を水中から引き上げなければならないが、この
引き上げ自体が非情に手間のかかる作業であるばかり
か、長期間水中に配設されていた状態にあったため水中
顕微鏡装置１０１の汚れがひどく、メインテナンス作業
の効率を著しく悪化させる結果となっていた。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、測定用セルにおける汚れの増加に起因する測定精
度の悪化を極力抑制すると共に、メインテナンス作業を
簡単化することができる貯溜水の水質測定装置を提供す
ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、少なくとも測定
動作期間以外の期間では貯溜水中に没することなく水面
上方に配設され、測定動作期間ではこの貯溜水の一部の
供給を受け、この供給を受けた貯溜水を付着させる測定
対象水付着手段と、前記測定対象水付着手段に対して前
記貯溜水の一部を供給する貯溜水供給手段と、前記測定
対象水付着手段に付着した測定対象水に対して電磁波を
照射する電磁波照射手段と、前記測定対象水からの反射
電磁波又は透過電磁波について所定の特性を検出する電
磁波特性検出手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記測定対象水付着手段には前記付着を容
易にするための測定対象水付着用溝部が形成されてお
り、また、前記電磁波照射手段から照射される電磁波の
透過が可能なものである、ことを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記貯溜水供給手段は、水面付近の貯溜水
中に配設されると共にエア供給源に接続され、このエア
供給源からのエアを噴出することにより水面上方に位置
する前記測定対象水付着手段に向けて水を発散させる水
中エアノズルであり、前記測定対象水付着手段は、前記
水中エアノズルから発散される水を前記測定対象水付着
用溝部へ表面張力を利用して付着させるものである、こ
とを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記貯溜水供給手段は、前記測定対
象水付着手段を測定動作期間以外の期間では水面上方に
保持しており、測定動作期間になるとこの測定対象水付
着手段を下降させて貯溜水中に浸漬した後、再度上昇さ
せて水面上方で保持する駆動装置である、ことを特徴と
する。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段は
可視光を照射する光源であり、前記電磁波特性検出手段
は前記測定対象水付着手段に付着した測定対象水の画像
を撮影するカメラ手段であること、を特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記カメラ手段はレンズ手段を介して拡大
画像を撮影可能なものである、ことを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
いずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段及
び前記電磁波特性検出手段は共に前記測定対象水付着手
段に対して同一対向面側に配置されており、また、それ
ぞれの軸線が互いに交差する姿勢で配置されている、こ
とを特徴とする。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項１乃至６の
いずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段及
び前記電磁波特性検出手段は、前記測定対象水付着手段
に対して互いに反対側の対向面側にそれぞれの軸線が一
致するように配置されており、また、この軸線が前記貯
溜水の水面と交差するように傾斜した姿勢で配設された
ものである、ことを特徴とする。

【００２０】請求項９記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記測定対象水付着用溝部には更に試薬付
着用溝部が形成されており、この試薬付着用溝部に対し
て所定の試薬を所定量だけ供給可能な試薬供給手段を備
えた、ことを特徴とする。

【００２１】請求項１０記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段
は前記測定対象水に対して紫外線を照射するものである
と共に、前記電磁波特性検出手段はこの測定対象水から
の紫外線吸光度を検出するものであり、この紫外線吸光
度の検出に基づき、ＵＶ，ＣＯＤ，ＢＯＤ，ＴＯＣの少
なくともいずれか一つに関する水質を測定可能なもので
ある、ことを特徴とする。

【００２２】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段
は前記測定対象水に対してマイクロ波又は長音波を照射
するものであると共に、前記電磁波特性検出手段はこの
測定対象水からの信号レベルを検出するものであり、こ
の信号レベルの検出に基づき、汚泥濃度，ＭＬＳＳ，Ｓ
Ｓの少なくともいずれか一つに関する水質を測定可能な
ものである、ことを特徴とする。

【００２３】請求項１２記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、前記電磁波照射手段
は前記測定対象水に対してレーザ又はＸ線を照射するも
のであると共に、前記電磁波特性検出手段は付着面に蛍
光剤が塗布された測定対象水付着手段に付着した測定対
象水の画像を蛍光透過フィルタを介して撮影するカメラ
手段であり、この画像撮影に基づき、糸状細菌に関する
水質を測定可能なものである、ことを特徴とする。

【００２４】請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１
２のいずれかに記載の発明において、前記測定対象水付
着手段は少なくとも洗浄動作期間中では前記貯溜水の水
面上方に位置した状態にあり、この状態にある測定対象
水付着手段に付着している測定対象水を除去する測定対
象水除去手段を備えた、ことを特徴とする。

【００２５】請求項１４記載の発明は、請求項１３記載
の発明にいおいて、前記測定対象水除去手段は、前記測
定対象水付着手段に付着した測定対象水に対してエア供
給源からのエアを噴出させる測定対象水除去用エアノズ
ルである、ことを特徴とする。

【００２６】請求項１５記載の発明は、請求項１４記載
の発明において、前記測定対象水付着手段の付着面は平
坦面である、ことを特徴とする。

【００２７】請求項１６記載の発明は、請求項１乃至１
５のいずれかに記載の発明において、前記測定対象水付
着手段、貯溜水供給手段、電磁波照射手段、及び電磁波
特性検出手段を貯溜池又は貯溜槽内の任意の位置に移動
させる移動手段を備えた、ことを特徴とする。

【００２８】請求項１７記載の発明は、請求項１６記載
の発明において、前記移動手段の移動位置を演算する移
動位置演算手段を備えた、ことを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る水質測定装置の構成図である。この図において、
貯溜水１の水面１ａの上方には、支持部材２に支持され
た測定対象水付着部材３が配設されている。測定対象水
付着部材３には溝部３ａが形成されており、この溝部３
ａ内に測定対象水４が付着されるようになっている。こ
の測定対象水付着部材３は、例えば、ガラス、石英ガラ
ス、あるいは塩化ビニル等の透光性を有する透明な材料
により形成されている。測定対象水付着部材３の上方に
はカメラ５が支持部材２に支持されて配設されており、
また、カメラ５の側方には測定対象水４に対して光を発
する光源６が配設されている。したがって、カメラ５は
溝部３ａに付着した状態の測定対象水４を撮影できるよ
うになっており、その画像信号は変換器７でアナログ信
号からディジタル信号に変換された後、ＣＲＴ８に出力
されるようになっている。なお、光源６のオンオフ及び
その光強さ等は光源調節部９により制御・調節されるよ
うになっており、この光源調節部９及びカメラ５は制御
部１０によって制御されるようになっている。

【００３０】図１の水質測定装置は、また、エア供給源
としてのエアポンプ１１を有しており、このエアポンプ
１１には配管１２の一端側が接続されている。配管１２
の途中で水面１ａの上方に位置する個所にはバルブ１３
が接続されており、配管１２の他端側には水中エアノズ
ル１４が水面１ａ内に没した状態で取り付けられてい
る。また、配管１２の途中でバルブ１３の接続個所のや
や上方の位置には配管１７の一端側が接続されており、
他端側には測定対象水除去用のエアノズル１６が取り付
けられている。なお、これらのエアポンプ１１及びバル
ブ１３，１５も上記の制御部１０により制御されるよう
になっている。

【００３１】次に、図１の動作につき説明する。測定動
作期間になると、制御部１０は、バルブ１５を閉じると
共にバルブ１３を開放し、この状態でエアポンプ１１を
オンにする。すると、水中エアノズル１４からはエアが
勢いよく噴出し、これが気泡となって水面１ａに向かっ
て浮上していく。この気泡は水面１ａに到達すると水を
周囲に発散させて消滅するが、この発散により水の一部
が測定対象水４として測定対象水付着部材３の溝部３ａ
に付着する。このとき溝部３ａは開口部が下向きの状態
になっており、測定対象水４が落下しそうに見えるが表
面張力の作用によって落下することなく溝部３ａ内に保
持されている。測定対象水４が溝部３ａに付着した後、
制御部１０はエアポンプ１１をオフにすると共に、バル
ブ１３を閉じるようにする。

【００３２】次いで、制御部１０は光源調節部９を介し
て光源６をオンにすると共に、カメラ５をオンにしてそ
の撮影動作を開始させる。このとき、光源６から測定対
象水４に向かう光、及び測定対象水４で反射されカメラ
５に向かう光は、測定対象水付着部材３を通過すること
になるが、前述したように、測定対象水付着部材３は透
光性を有する透明な材料により形成されているので、カ
メラ５の撮影に支障が生じることはない。

【００３３】カメラ５の撮影動作が終了すると制御部１
０は洗浄動作の制御に入り、バルブ１５を開放してエア
ポンプ１１をオンにする。すると、除去用エアノズル１
６から溝部３ａの測定対象水４に対してエアが噴出し、
この測定対象水４は溝部３ａから除去される。溝部３ａ
から測定対象水４が除去されると、制御部１０はエアポ
ンプ１１をオフにすると共にバルブ１５を閉じて洗浄動
作の制御を終了する。

【００３４】上述した図１の水質測定装置によれば次の
ような効果を得ることができる。

【００３５】測定対象水４を付着する測定対象水付着
部材３は常に貯溜水１の水面１ａの上方に位置している
ため、貯溜水１による汚れは従来装置に比べて非常に少
なくなり、測定対象水４が付着する溝部３ａにおいて
も、測定終了後は除去用エアノズル１６からのエアの噴
出によりきれいに除去されるため、ほとんど汚れが発生
しなくなる。

【００３６】本実施形態では空気洗浄を採用してお
り、配管１２，１７はエアが通過するのみであるから、
従来装置のように配管詰まりが生じることはなく、測定
対象水の供給及び除去を常に円滑に行うことが可能であ
る。

【００３７】水中エアノズル１４を除くほとんどの構
成部材が水面１ａの上方に配設されているため、作業員
はメインテナンス作業を容易に行うことができ、作業の
効率化を図ることができる。

【００３８】カメラ５及び光源６は、共に測定対象水
付着部材３の同一対向面側（測定対象水付着部材３の上
側）に配置されており、これらの軸線が互いに交差する
姿勢で配置されているので、スペース的にも有利なもの
となっており、装置全体が小型化されたものとなってい
る。

【００３９】測定対象水付着部材３に溝部３ａを形成
しているので、測定対象水４の容積の値は既知データと
なり、ＣＲＴ８に表示される微生物等の濃度を定量化す
ることが可能になる。

【００４０】図２は、本発明の第２の実施形態の要部構
成を示す説明図である。第１の実施形態では、測定対象
水付着部材３に測定対象水４の付着を容易にするための
溝部３ａが形成されていたが、この第２の実施形態では
溝部は形成されず、平坦面３ｂが付着面となっている。
この平坦面３ｂにおいては、第１の実施形態における溝
部３ａに比べて測定対象水４の付着は行われにくくなる
が、測定対象水４自体の表面張力により、測定対象水４
は落下することなく平坦面３ｂに保持される。そして、
洗浄動作を行う場合には、平坦面であるが故に除去用エ
アノズル１６からのエア噴出により測定対象水４の除去
が確実に行われるという長所を有している。

【００４１】図３は、本発明の第３の実施形態の要部構
成を示す説明図である。第１の実施形態では、カメラ５
及び光源６が共に測定対象水付着部材３の同一対向面側
（測定対象水付着部材３の上側）に配置された構成とな
っていたが、この実施形態では、カメラ５が測定対象水
付着部材３の上方に配置されると共に光源６が測定対象
水付着部材３の下方に配置され、更にそれぞれの軸線１
８は一致したものとなっている。このような配置では、
カメラ５は光源６によりバックライトを浴びた状態の測
定対象水４を撮影することになり、光源６からの光が反
射することのない鮮明な画像を得ることができる。ま
た、軸線１８は水面１ａと交差した状態、つまりカメラ
５、測定対象水付着部材３、及び光源６が傾斜した状態
となっているので、水面１ａから発散される水が支障な
く溝部３ａに付着されるようになっている（これに対
し、軸線１８が水面１ａと垂直な状態になっていたので
は、光源６の存在により水面１ａから発散される水が溝
部３ａに付着することが邪魔されることになる。）。

【００４２】図４は、本発明の第４の実施形態の要部構
成を示す説明図である。この実施形態は、図３の第３の
実施形態の構成にレンズ１９，２０を追加したものであ
る。このような構成によれば、カメラ５は測定対象水４
についての拡大画像を得ることができる。したがって、
貯溜水１に含まれる微生物の特定を容易に行うことがで
きる。

【００４３】図５は、本発明の第５の実施形態の要部構
成を示す説明図である。この実施形態は、第１の実施形
態において、カメラとしてＣＣＤカメラ５Ａを用いると
共に光源としてレーザ光源６Ａ（又はＸ線照射手段）を
用い、また、溝部３ａの付着面に蛍光剤２１を塗布する
と共に測定対象水付着部材３とＣＣＤカメラ５Ａとの間
に蛍光透過フィルタ２２を配設した構成としたものであ
る。このような構成によれば、蛍光剤２１と測定対象水
４とが反応し、レーザ光源６Ａからのレーザ光が測定対
象水付着部材３で反射されるが、この反射光が蛍光透過
フィルタ２２を通過する際に蛍光のみが蛍光透過フィル
タ２２を透過してＣＣＤカメラ５Ａに到達する。したが
って、この第５の実施形態によれば、特定の微生物（例
えば、糸状細菌）のみを蛍光発色させて画像表示させる
ことができ、微生物の同定及び定量化を容易に行うこと
ができる。なお、この場合の微生物としては、糸状細菌
の他に、硝化菌、放線菌、大腸菌、クリプトスポリジウ
ム、ジアルジア、ミクロシスチス等がある。

【００４４】図６は、本発明の第６の実施形態の要部構
成を示す説明図である。図１の第１の実施形態では、測
定対象水付着部材３に対して貯溜水１の一部を供給する
ための手段として、水中エアノズル１４を用いていた
が、この第６の実施形態では、測定対象水付着部材３を
昇降動させるための駆動装置を測定対象水付着手段とし
て用いている。すなわち、測定対象水付着部材３及びカ
メラ５を支持している支持部材２の上部にワイヤ２３の
一端側が取り付けられ、ワイヤ２３の他端側は回転軸２
４に巻回されている。この回転軸２４は駆動軸２５を介
して駆動モータ２６により回転駆動されるようになって
いる。したがって、上記の駆動装置はこれらワイヤ２
３、回転軸２４、駆動軸２５、及び駆動モータ２６によ
り構成されている。そして、この第６の実施形態では、
図１の第１の実施形態におけるバルブ１３及び水中エア
ノズル１４が省略された構成となっている。

【００４５】この第６の実施形態の動作を簡単に説明す
ると、測定動作期間に入る前においては、支持部材２は
図示した状態よりも上方に引き上げられており、測定対
象水付着部材３は水面１ａよりも充分上方に位置してい
る。したがって、この時点では未だ溝部３ａに測定対象
水４は付着されていない。測定動作期間に入ると駆動モ
ータ２６が駆動軸２５を介して回転軸２４を回転駆動
し、支持部材２を水面１ａに向けて下降させる。そし
て、溝部３ａが水中に没すると駆動モータ２６は回転軸
２４の回転駆動を停止し、溝部３ａを貯溜水１中に所定
時間だけ浸漬した状態に置いた後、今度は回転軸２４を
逆方向に回転駆動する。これにより支持部材２は上昇
し、測定対象水付着部材３は溝部３ａに測定対象水４を
付着したまま水面１ａから離間する。測定対象水付着部
材３が水面１ａから所定高さだけ離間した位置で駆動モ
ータ２６の回転は停止し、この状態でカメラ５の撮影動
作が行われる。撮影動作が終了すると、第１の実施形態
で既述したのと同様にして除去用エアノズル１６からエ
アが噴出し、溝部３ａに付着している測定対象水４が除
去される。

【００４６】なお、図６に示した構成では、測定対象水
付着部材３の溝部３ａが下向きにし、表面張力の利用に
より測定対象水４が溝部３ａに保持される例を示した
が、溝部３ａを上向きにして必ずしも表面張力に頼る必
要のない構成を採用することも可能である。つまり、測
定対象水付着部材３を完全に水面１ａよりも下方に水没
させた後、支持部材２を引き上げるようにすれば、溝部
３ａ内には測定対象水４が満たされた状態となってい
る。そして、この構成の場合には、表面張力を利用する
必要がないので溝部３ａの容積を充分に大きくすること
ができる。更に、図６のように溝部３ａを下向きにした
場合、カメラ５は測定対象水付着部材３を介して測定対
象水４を撮影することになるため、測定対象水付着部材
３は透光性を有する透明な材料により形成されている必
要があったが、溝部３ａを上向きにした場合はカメラ５
は測定対象水４を直接撮影することになるため、測定対
象水付着部材３は必ずしもこのような透明な材料である
必要はない。

【００４７】図７は、本発明の第７の実施形態に係る水
質測定装置の構成図である。この実施形態は、測定対象
水４を試薬と化学反応させ、そのときの比色溶液の画像
を得るようにしたものである。すなわち、図７の構成
は、図１の構成に対して、試薬槽２７、配管２８、ポン
プ２９、バルブ３０、及び試薬供給ノズル３１が追加さ
れた構成となっている。更に、図８の一部拡大図に示す
ように、測定対象水付着部材３の溝部３ａの中央部には
試薬付着用の溝部３ｃが形成されており、この溝部３ｃ
の真下の位置に試薬供給ノズル３１が配設されている。

【００４８】次に、図７の動作につき説明する。測定動
作期間になると、制御部１０は、バルブ３０を開放し、
ポンプ２９をオンにする。すると、試薬槽２７内に保存
されている試薬溶液（例えば、NH4の測定に用いられる
インドフェノール試薬）が試薬供給ノズル３１から所定
量だけ上方に噴出し、溝部３ｃに付着する。この後、制
御部１０はポンプ２９をオフにすると共にバルブ３０を
閉じ、更に、第１の実施形態の場合と同様に、バルブ１
３を開放してエアポンプ１１をオンにする。これによ
り、溝部３ａ内に測定対象水４が付着するが、図８に示
すように、このとき既に溝部３ｃ内には試薬３２が付着
しているので、測定対象水４と試薬３２（インドフェノ
ール試薬）との間で比色反応が行われる。カメラ５は、
この溝部３ａ，３ｃ内における比色溶液の状態を撮影
し、その画像がＣＲＴ８に写し出される。このときの画
像の色及び濃淡によりNH4の計測値を算出することがで
きる。

【００４９】なお、上記の例では試薬３２としてインド
フェノール試薬を用いた場合につき説明したが、水質項
目毎に「ＪＩＳ」、「上水試験方法」、「下水試験方
法」等に記載された種々の試薬を用いるようにしてもよ
い。例えば、次のような試薬を用いることができる。

【００５０】・NO2（亜硝酸）：ナフチルエチレンジア
ミン試薬・NO3（硝酸）：ブルシン−４−アミノベンゼンスルホ
ン酸・PO4（リン酸）：モリブデン青試薬図９は、本発明の第８の実施形態の構成を示す説明図で
ある。この実施形態は装置本体を貯溜池又は貯留槽内の
任意の位置に移動できるようにしたものである。図９に
おいて、駆動モータ３３が所定個所に固設されており、
この駆動モータ３３に駆動軸３４が回転駆動されるよう
になっている。駆動軸３４から所定距離だけ離れた位置
に従動軸３５が設けられており、駆動軸３４と従動軸３
５との間にワイヤ３６が掛け渡されている。ワイヤ３６
の所定位置にはロープ３７の一端側が取り付けられ、ロ
ープ３７の他端側に水質測定装置本体部３８が吊り下げ
られている。

【００５１】この水質測定装置本体部３８は、例えば、
図１における測定対象水付着部材３、カメラ５、光源
６、及び水中エアノズル１４などＣＲＴ８以外の各構成
部材を１つのボックス内に組み込んだものである。ま
た、ワイヤ３６上方の予め設定された複数個所には赤外
線等の位置信号を送信する送信部３９が設置されてお
り、一方、水質測定装置本体部３８の上部にはこの送信
部３９からの位置信号を受信する受信部４０が取り付け
られている。そして、水質測定装置本体部３８は、移動
位置演算手段を有しており、受信部４０の位置信号の受
信に基づき水質測定装置本体部３８の現在位置を演算す
るようになっている。

【００５２】上記のような構成によれば、駆動モータ３
３が駆動軸３４を回転駆動することにより水質測定装置
本体部３８は駆動軸３４と従動軸３５との間の任意の位
置に移動することができ、その移動した位置において既
述した水質測定を実施することができる。上水道又は下
水道などの施設における貯溜池又は貯留槽はかなり広い
面積を有しており、場所によって水質測定値に大きな差
が生じることがあるが、本実施形態の装置を用いること
により各場所毎の水質測定値を容易に収集することがで
きる。

【００５３】なお、本実施形態では、水質測定装置本体
部３８内の移動位置演算手段が送信部３９及び受信部４
０間の送受信動作に基づき移動位置を演算する例を示し
たが、移動位置演算手段は駆動モータ３３の回転速度及
び水質測定装置本体部３８の移動時間に基づき移動位置
を演算するようにしてもよい。また、水質測定装置本体
部３８は駆動軸３４と従動軸３５との間を結ぶ直線上を
移動する構成となっているが、駆動軸３４及び従動軸３
５自体をこの直線と垂直に交差する方向に配置する構成
とすることも可能である。このような構成によれば、水
質測定装置本体部３８はＸ，Ｙの２次元座標上の任意の
位置に移動することが可能となる。更に、貯溜池又は貯
留槽の種類によっては、貯溜水１自体が流れを有する場
合があるが、水質測定装置本体部３８を水面１ａ上に浮
上可能な構造とし、この貯溜水１の水流を利用して水質
測定装置本体部３８の移動を行わせることもできる。こ
のような構成によれば図９における３３〜３７の部材を
省略することができ、一層のコストダウンを図ることが
できる。

【００５４】ところで、上述した各実施形態では、電磁
波照射手段が光源６又はレーザ光源６Ａ、電磁波特性検
出手段がカメラ５又はＣＣＤカメラ５Ａである場合につ
き説明したが、本発明のもっとも基本的な形態はこれら
に限定されるわけではない。例えば、電磁波照射手段を
紫外線照射手段、電磁波特性検出手段を紫外線吸光度検
出手段とし、紫外線吸光度の検出に基づき、ＵＶ，ＣＯ
Ｄ，ＢＯＤ，ＴＯＣの少なくともいずれか一つに関する
水質を測定できる構成としてもよい。あるいは、電磁波
照射手段をマイクロ波照射手段又は超音波照射手段、電
磁波特性検出手段を信号レベル検出手段とし、この信号
レベルの検出に基づき、汚泥濃度，ＭＬＳＳ，ＳＳの少
なくともいずれか一つに関する水質を測定できる構成と
してもよい。

【００５５】また、貯溜水供給手段としては図１の水中
エアノズル１４や図６の駆動モータ２６等の駆動装置に
つき説明したが、測定対象水付着部材３に対して貯溜水
を供給できる機能を有するものであればよく、これらに
限定されることはない。例えば、水面１ａ付近に設置さ
れる攪拌装置などであってもよい。

【００５６】上述した本発明の水質測定装置によれば、
装置の中枢部である測定対象水付着手段が水面上方の空
気相中に配設されているので、貯溜水による汚れを極力
抑制することができ、高い測定精度を維持することがで
きる。また、水配管を用いることなく貯溜水の一部を測
定対象水として測定対象水付着手段に供給するようにし
ているので、貯溜水中に含まれる浮遊物質が配管を閉塞
して運転が停止されるような事態を回避することができ
る。更に、測定対象水付着手段をはじめとするほとんど
の構成部材が水面中に配設される構成となっているの
で、貯溜水による汚れが少なくなり、メインテナンス作
業が容易となる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、貯溜水
による測定対象水付着部の汚れを極力抑制して高い測定
精度を維持することができ、また、メインテナンス性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る水質測定装置の
構成図。

【図２】本発明の第２の実施形態の腰部構成を示す説明
図。

【図３】本発明の第３の実施形態の腰部構成を示す説明
図。

【図４】本発明の第４の実施形態の腰部構成を示す説明
図。

【図５】本発明の第５の実施形態の腰部構成を示す説明
図。

【図６】本発明の第６の実施形態の腰部構成を示す説明
図。

【図７】本発明の第７の実施形態に係る水質測定装置の
構成図。

【図８】図７の腰部についての一部拡大図。

【図９】本発明の第８の実施形態の構成を示す説明図。

【図１０】従来装置の構成図。

【図１１】図１０におけるＣＲＴ１１６の表示画像例で
あり、（ａ）は汚れが少ない場合、（ｂ）は汚れがひど
い場合を示している。

【符号の説明】

１貯溜水１ａ水面２支持部材３測定対象水付着部材３ａ溝部３ｂ平坦面３ｃ溝部４測定対象水５カメラ５ＡＣＣＤカメラ６光源６Ａレーザ光源７変換器８ＣＲＴ９光源調節部１０制御部１１エアポンプ１２配管１３バルブ１４水中エアノズル１５バルブ１６除去用エアノズル１７配管１８軸線１９レンズ２０レンズ２１蛍光剤２２蛍光透過フィルタ２３ワイヤ２４回転軸２５駆動軸２６駆動モータ２７試薬槽２８配管２９ポンプ３０バルブ３１試薬供給ノズル３２試薬３３駆動モータ３４駆動軸３５従動軸３６ワイヤ３７ロープ３８水質測定装置本体部３９送信部４０受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 21/62 Ｇ０１Ｎ 21/62 Ａ 21/64 21/64 Ｆ 21/78 21/78 Ｃ 22/00 22/00 Ｕ 29/02 29/02 33/18 33/18 ＦＺ１０６１０６Ｚ (72)発明者宮島潮子東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中事業所内 (72)発明者林巧東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中事業所内 (72)発明者本木唯夫東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内Ｆターム(参考） 2G043 AA01 AA03 BA17 DA06 EA01 EA10 GA08 GB19 JA02 LA03 NA05 2G047 AA02 AD02 BC15 EA10 EA14 EA20 GA01 2G052 AA06 AA36 AB02 AB07 AB11 AC03 AC16 AC17 AC18 AD06 AD46 BA02 CA02 CA04 CA08 CA14 CA18 DA05 FC12 GA11 GA25 GA26 HA12 HB06 JA01 JA04 JA07 JA09 JA11 JA20 JA22 2G054 AA02 AB08 AB09 BA01 BB06 CA05 CA06 CA08 CA20 CE02 EA03 EA04 EA06 FA17 GA02 GA05 JA00 2G059 AA01 AA05 BB05 CC20 DD13 EE01 EE02 EE07 FF01 FF12 GG01 GG06 GG10 HH02 HH03 JJ11 KK04 PP04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも測定動作期間以外の期間では貯
溜水中に没することなく水面上方に配設され、測定動作
期間ではこの貯溜水の一部の供給を受け、この供給を受
けた貯溜水を付着させる測定対象水付着手段と、前記測定対象水付着手段に対して前記貯溜水の一部を供
給する貯溜水供給手段と、前記測定対象水付着手段に付着した測定対象水に対して
電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記測定対象水からの反射電磁波又は透過電磁波につい
て所定の特性を検出する電磁波特性検出手段と、を備えたことを特徴とする貯溜水の水質測定装置。
【請求項２】前記測定対象水付着手段には前記付着を容
易にするための測定対象水付着用溝部が形成されてお
り、また、前記電磁波照射手段から照射される電磁波の
透過が可能なものである、ことを特徴とする請求項１記載の貯溜水の水質測定装
置。
【請求項３】前記貯溜水供給手段は、水面付近の貯溜水
中に配設されると共にエア供給源に接続され、このエア
供給源からのエアを噴出することにより水面上方に位置
する前記測定対象水付着手段に向けて水を発散させる水
中エアノズルであり、前記測定対象水付着手段は、前記水中エアノズルから発
散される水を前記測定対象水付着用溝部へ表面張力を利
用して付着させるものである、ことを特徴とする請求項２記載の貯溜水の水質測定装
置。
【請求項４】前記貯溜水供給手段は、前記測定対象水付
着手段を測定動作期間以外の期間では水面上方に保持し
ており、測定動作期間になるとこの測定対象水付着手段
を下降させて貯溜水中に浸漬した後、再度上昇させて水
面上方で保持する駆動装置である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の貯溜水の水質測
定装置。
【請求項５】前記電磁波照射手段は可視光を照射する光
源であり、前記電磁波特性検出手段は前記測定対象水付
着手段に付着した測定対象水の画像を撮影するカメラ手
段であること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の貯溜水
の水質測定装置。
【請求項６】前記カメラ手段はレンズ手段を介して拡大
画像を撮影可能なものである、ことを特徴とする請求項５記載の水質測定装置。
【請求項７】前記電磁波照射手段及び前記電磁波特性検
出手段は共に前記測定対象水付着手段に対して同一対向
面側に配置されており、また、それぞれの軸線が互いに
交差する姿勢で配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の貯
溜水の水質測定装置。
【請求項８】前記電磁波照射手段及び前記電磁波特性検
出手段は、前記測定対象水付着手段に対して互いに反対
側の対向面側にそれぞれの軸線が一致するように配置さ
れており、また、この軸線が前記貯溜水の水面と交差す
るように傾斜した姿勢で配設されたものである、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の貯
溜水の水質測定装置。
【請求項９】前記測定対象水付着用溝部には更に試薬付
着用溝部が形成されており、この試薬付着用溝部に対し
て所定の試薬を所定量だけ供給可能な試薬供給手段を備
えた、ことを特徴とする請求項２記載の貯溜水の水質測定装
置。
【請求項１０】前記電磁波照射手段は前記測定対象水に
対して紫外線を照射するものであると共に、前記電磁波
特性検出手段はこの測定対象水からの紫外線吸光度を検
出するものであり、この紫外線吸光度の検出に基づき、
ＵＶ，ＣＯＤ，ＢＯＤ，ＴＯＣの少なくともいずれか一
つに関する水質を測定可能なものである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の貯
溜水の水質測定装置。
【請求項１１】前記電磁波照射手段は前記測定対象水に
対してマイクロ波又は長音波を照射するものであると共
に、前記電磁波特性検出手段はこの測定対象水からの信
号レベルを検出するものであり、この信号レベルの検出
に基づき、汚泥濃度，ＭＬＳＳ，ＳＳの少なくともいず
れか一つに関する水質を測定可能なものである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の貯
溜水の水質測定装置。
【請求項１２】前記電磁波照射手段は前記測定対象水に
対してレーザ又はＸ線を照射するものであると共に、前
記電磁波特性検出手段は付着面に蛍光剤が塗布された測
定対象水付着手段に付着した測定対象水の画像を蛍光透
過フィルタを介して撮影するカメラ手段であり、この画
像撮影に基づき、糸状細菌に関する水質を測定可能なも
のである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の貯
溜水の水質測定装置。
【請求項１３】前記測定対象水付着手段は少なくとも洗
浄動作期間中では前記貯溜水の水面上方に位置した状態
にあり、この状態にある測定対象水付着手段に付着している測定
対象水を除去する測定対象水除去手段を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の
貯溜水の水質測定装置。
【請求項１４】前記測定対象水除去手段は、前記測定対
象水付着手段に付着した測定対象水に対してエア供給源
からのエアを噴出させる測定対象水除去用エアノズルで
ある、ことを特徴とする請求項１３記載の貯溜水の水質測定装
置。
【請求項１５】前記測定対象水付着手段の付着面は平坦
面である、ことを特徴とする請求項１４記載の貯溜水の水質測定装
置。
【請求項１６】前記測定対象水付着手段、貯溜水供給手
段、電磁波照射手段、及び電磁波特性検出手段を貯溜池
又は貯溜槽内の任意の位置に移動させる移動手段を備え
た、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の
貯溜水の水質測定装置。
【請求項１７】前記移動手段の移動位置を演算する移動
位置演算手段を備えた、ことを特徴とする請求項１６記載の貯溜水の水質測定装
置。