JP2006300858A - 水質検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浄化場の低コスト化を可能にすると共に信頼性を向上させる水質検査装置を提供する。
【解決手段】 水質検査装置は、基本構造として、光源１、波長カットフィルタ部２、上水／下水道に連通された検水セル部３、被検水からの散乱光を受光し電気信号に変換する光電変換部４、比較校正／変換部５、表示部６、制御部７を有する。この構成において、生成した互いに波長の異なる第１の照射光と第２の照射光が被検水に照射され、それらの散乱光によりそれぞれに算出された被検水の濁度に基づいて、比較校正された信頼性の高い上記被検水の水質値が出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水処理場、排水処理設備等に使用する水質検査装置に係り、詳しくは、光照射によって上水／下水の水質を計測する水質検査装置に関する。

上下水道の水質を監視あるいはモニターする水質検査装置では、水質測定が簡便であり装置の小型化が容易になることから、被検査対象物である上水／下水の一部を被検水として取水し、その被検水に所定のプローブ光（以下、検査光という）を入射し被検水から出てくる特定の光（以下、応答光と総称する）を検知して計測する方式が広く用いられる。ここで、検査光としては、例えば、紫外光、可視光、赤外光あるいはレーザ光からなる１つの照射光が使用され、応答光として、上水／下水中の汚染成分から反射された散乱光を測るもの（例えば、非特許文献１参照）、汚染成分から発する蛍光、りん光を測るもの、汚染成分に吸収された光以外の透過光を測るもの（吸光測定）等の方式がある。この中で、上記散乱光を計測する方式は、濁度計、濁色度計のような水質検査装置として注目されている。

以下、上記検査光の照射による従来の水質検査装置の一般的な構成について図１２を参照して説明する。図１２は、従来の水質検査装置を示す機能ブロック図である。水質検査装置は、基本構造として、所定の検査光を出射する光源１０１、上水／下水道に連通された検水セル部１０２、光照射した被検水から出てくる光を受光し電気信号に変換する光電変換部１０３、上記電気信号に基づいて水質値を算出する水質変換部１０４、上記水質値を表示する表示部１０５を備えている。

上記検査装置の動作では、検査光として光源１０１から出射する１つの照射光が使用される。ここで、照射光は単一波長の光あるいは特定の波長帯域を有する光であり、単一波長の照射光としては、例えばエキシマレーザ光あるいはモノクロメータを通したランプ光があり、特定の波長帯域を有する照射光としてはランプ光あるいはレーザ光等がある。いずれの場合においても、上記１つの照射光が、検査光として検水セル部１０２内の被検水に入射し、光電変換部１０３のフォトダイオードのような受光素子が、この被検水から出てくる散乱光、蛍光等の応答光を受光する。そして、光電変換部１０３は、応答光の強度に対応する出力の電気信号を水質変換部１０４に送信する。

ここで、水質変換部１０４には、上記応答光の強度に対応した上記電気信号の出力と、被検水の汚染成分の濃度との対応を表す検量線に関するデータが記憶されている。上記水質変換部１０４は、そのデータに基づいて、光電変換部１０３から送信された電気信号を汚染成分の濃度に変換し、所定の水質指標に基づいて水質値を算出する。そして、その水質値は表示部１０５に電気信号として送信され、表示部１０５がその数値表示をする。ここで、表示部１０５は、その他に、警報情報、エラー情報、稼動情報等の接点出力部にもなっている。
第４９回全国水道研究発表会予講習集（平成１０年５月）、ｐ．４４６、「ろ過水の濁度および微粒子数の相互関係」

浄水場のろ過池の水質管理における、汚染成分であるクリプトスポリジウム（原虫）の安全性確認のための暫定対策指針として、「ろ過水の濁度を常時把握し、ろ過池出口の濁度０．１度以下に維持する」ということが規定された。一般に、クリプトスポリジウムはその形状が球形に近く、しかもその径が５μｍ程度になっている。そこで、原虫であるクリプトスポリジウムを濁質成分（微粒子）とみなし、水質検査装置として微粒子からの散乱光を計測するいわゆる微粒子カウンタによる高感度濁度計が種々に開発されている。

しかし、上記微粒子からの散乱光を計測する高感度濁度計は、図１２で説明した基本構造を有しており、非特許文献１にも示されているように１μｍ以下の微粒子において濁度測定感度が高くなる。そして、被検水中の濁質成分として１μｍ以下の微粒子が計測され被検水の濁度値が高くなり易い。一方、上記１μｍ以下の微粒子は多量に存在し通常人体には無害である。このために、このような従来の高感度濁度計を浄水場の水質モニターとすると、ろ過池の浄化制御において、上記クリプトスポリジウムの他にも、人体には無害である例えば１μｍ以下の微粒子の除去も必要以上に行わなければならなくなり、浄化のためのコストが増大するという問題が生じていた。

また、図１２で説明した従来の水質検査装置において、被検水の汚染成分からの蛍光を計測する場合、被検水中の妨害物質により検査光が吸収されてモニター対象の汚染成分からの蛍光が抑制されたり、あるいは、異なる汚染成分から同一波長の蛍光の生成されることが生じてくる。このような場合には、その成分濃度あるいはその指標値の表示に誤報が生じ、また、汚染成分の特定ができなくなり、その信頼性が低下するという問題があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、浄化場の低コスト化を可能にすると共に信頼性を向上させる水質検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる水質検査装置は、被検水に対して光を照射し、そのときの被検水からの応答光を検知して、前記被検水の水質を計測する水質検査装置であって、被検水が導入されるセルと、第１の照射光および第２の照射光を生成する照射光生成手段と、前記第１の照射光を照射したときの前記被検水からの第１の応答光、および前記第２の照射光を照射したときの前記被検水からの第２の応答光を検知するための検知手段と、前記検知手段により検知された前記第１の応答光と前記第２の応答光に基づき前記被検水の水質値を算出する演算手段と、を有する構成になっている。

本発明により、信頼性が向上した水質検査装置が提供できる。そして、この装置をろ過池の水質モニターとして設置することにより浄化場の低コスト化が可能になる。

以下に本発明の好適な実施形態のいくつかを図面を参照して説明する。個々で、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の水質検査装置である濁度計の機能ブロック図である。ここでは、検水のプローブ光（検査光）として２つの照射光が用いられる。図２は、この２つの照射光を生成する一例の模式図である。図３は、検査光が照射される検水セル部の断面図である。

図１に示すように、水質検査装置は、基本構造として、光源１、波長カットフィルタ部２、上水／下水道に連通された検水セル部３、被検水からの散乱光を受光し電気信号に変換する光電変換部４、比較校正／変換部５、表示部６、制御部７を備えている。

上記構成において、光源１は、例えばハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等から成る。そして、波長カットフィルタ部２は、所定の波長領域をカットする光学素子を有し、例えば複数の光学レンズあるいは光ファイバ等から構成された、図２の第１の波長カットフィルタ８および第２の波長カットフィルタ９を備える。この光源１および波長カットフィルタ部２は照射光生成手段を構成している。ここで、光源１から出射する光源光１０は、例えば集光レンズにより集光され、図２（ａ）の第１の波長カットフィルタ８を通して第１の照射光１１に変換される。具体的には、例えば、ハロゲンランプからの光源光１０から波長が６８０ｎｍを超える領域および３５０ｎｍ未満の領域がカットされ、波長帯域が３５０ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲にある第１の照射光１１が生成される。

同様に、光源光１０は、図２（ｂ）に示す第２の波長カットフィルタ９を通して第２の照射光１２に変換される。例えば、ハロゲンランプからの光源光１０から波長が６８０ｎｍを超える領域がカットされ、ハロゲンランプ光の波長帯域が６８０ｎｍ以下となる第２の照射光１２が生成される。上記第１の照射光１１の生成および第２の照射光１２の生成の切り替えは、後述する制御部７によりなされる。

図３に示すように、検水セル部３は、例えば塩化ビニール製の検水セル１３および配水管１４を有している。ここで、検水セル１３には、例えばろ過水の一部が被検水１５として、流量計により制御され一定量が流れ込む。そして、上記波長カットフィルタ部２で生成された第１の照射光１１あるいは第２の照射光１２が、コリメートレンズ（不図示）を介して平行光にされ、被検水１５表面に所定の角度で照射される。そして、第１の照射光１１による被検水１５表面からの第１の表面散乱光１６、および、第２の照射光１２による第２の表面散乱光１７が、検知手段である光電変換部４の受光素子によりそれぞれに検出できるようになっている。

そして、演算手段および比較校正手段となる比較校正／変換部５は、例えばマイクロコンピュータ内臓の演算部、半導体素子から成る記憶部等で構成され、表示部６は図１２で説明した従来の技術と同様な構成になっている。

次に、この実施の形態の水質検査装置の動作について説明する。制御部７からの指令信号により、光源光１０は波長カットフィルタ部２の第１の波長カットフィルタ８を通るようにセットされ、第１の照射光１１が生成される。そして、この第１の照射光１１が検査光として図３で説明した被検水１５表面に照射され、第１の表面散乱光１６が光電変換部４の受光素子により測光され、その強度に対応する出力の電気信号に変換される。

上記第１の表面散乱光１６の強度に対応した電気信号は、光電変換部４から比較校正／変換部５に送信される。ここで、比較校正／変換部５には、第１の表面散乱光１６の強度に対応した上記電気信号の出力と、被検水の濁質粒子の濃度（濁度）との対応を表す検量線に関するデータが記憶されている。そこで、上記光電変換部４から送信された電気信号が、制御部７からの指令信号を受けた比較校正／変換部５により、上記データに基づいて第１の濁度に変換される。

次に、制御部７からの指令信号により瞬時に、光源光１０は波長カットフィルタ部２の第２の波長カットフィルタ９を通るように切り換えられ、第２の照射光１２が生成される。ここで、上記切り換えは、第1の波長カットフィルタ８と第2の波長カットフィルタ９との中心部を回転軸にした回転あるいは上記波長カットフィルタ部２の上下／左右移動により行われる。そして、この第２の照射光１２が検査光として図３で説明した被検水１５表面に照射され、第２の表面散乱光１７が光電変換部４の受光素子により測光され、その強度に対応する出力の電気信号に変換される。そして、上記第２の表面散乱光１７の強度に対応した電気信号は、光電変換部４から比較校正／変換部５に送信される。ここで、比較校正／変換部５には、第２の表面散乱光１７の強度に対応した上記電気信号の出力と、被検水の濁質粒子の濁度との対応を表す検量線に関するデータについても記憶されており、光電変換部４から送信された上記電気信号が、制御部７の指令信号を受けた比較校正／変換部５により、上記検量線に関するそのデータに基づき第２の濁度に変換される。

次に、比較校正／変換部５の演算部において、上述した第１の照射光１１を用いて算出した第１の濁度をＸとし、第２の照射光１２を用いて算出した第２の濁度をＹとし、次の（１）式で表される校正濁度Ｚ_１が算出される。この校正濁度Ｚ_１は、例えば被検水の濁質粒子径が１μｍ以下の寄与分を除いた濁度となる。
Ｚ_１＝Ｘ−ｋ（Ｙ−Ｘ） ・・・（１）式
ここで、係数ｋは、以下に説明する濁度測定値感度に関するデータから予め抽出された値である。

上述した被検水１５中の濁質粒子による散乱光の強度から求められる濁度は、従来の技術で説明したように例えば粒子径が１μｍの微粒子からの測定値感度が高くなる。図４は、この濁度測定値感度の微粒子の種類（粒径で分類）依存性の一例を模式化して示したグラフである。図中の一点鎖線１８は、上記第１の照射光１１を用いた場合の濁度測定値感度の微粒子の種類依存性を示し、点線１９は上記第２の照射光１２を用いた場合の濁度測定値感度の微粒子の種類依存性を示す。図４に示すように、濁度測定値感度は、粒径が１μｍを超える微粒子では、上記第１の照射光１１および第２の照射光１２間でほぼ同じであるが、粒径が１μｍ以下の微粒子になると、上述したように急激に感度が高くなり、しかも、第１の照射光１１および第２の照射光１２間でその感度に差異が生じてくる。

ここで、図４は、通常の微粒子カウンタの校正に用いるポリスチレン系ラテックス球形標準粒子を含有した標準被検水を計測した結果となっている。
図４の濁度測定値感度は、被検水中の微粒子の種類（粒径で分類）の濁度寄与を表しており、上記測定値感度を微粒子の種類で全積分すると被検水の濁度になる。そして、図４において、粒径が１μｍを超える全微粒子に亘り濁度測定値感度を積分すると、その積分値は上記の校正濁度Ｚ_１に相当することになる。図４に示した右上から左下斜線のハッチ領域の面積をＳ１、左上から右下斜線のハッチ領域の面積をＳ２とすると、上記（１）式の係数はｋ＝Ｓ１／Ｓ２で表される。この係数ｋは、第１の照射光１１と第２の照射光１２により決まり、被検水１５中の濁質粒子数に依存しない値であるために、予め上記標準被検水から計測した値が適用できる。

また、図４を参照すると、第１の濁度、Ｘ＝Ｓ１＋Ｚ_１、第２の濁度、Ｙ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｚ_１、と表すことができ、これ等の式とｋ＝Ｓ１／Ｓ２を用いることで、（１）式が導出される。

そして、この校正濁度Ｚ_１は表示部６に電気信号として送信され、表示部６によりその数値表示がなされる。ここで、従来の技術で説明したように、表示部６は、警報情報、エラー情報、稼動情報等の接点出力部にもなる。

上記（１）式を用い、２つの照射光の上記結果から比較校正して算出した校正濁度Ｚ_１は、被検水１５中の例えば１μｍ以下の微粒子の濁度寄与分を除いた水質値となる。上述したように、ろ過水中のクリプトスポリジウムを微粒子とみなすとその粒径は５μｍ程度であり、上記実施の形態の水質検査装置は、ろ過池出口のクリプトスポリジウムの監視あるいは水質モニターとして充分に機能する。

更に、（１）式を一般化した次の（２）式を用いて、上述した第１の濁度Ｘおよび第２の濁度Ｙから、校正濁度Ｚ_２を使用することもできる。
Ｚ_２＝Ｘ−α（Ｙ−Ｘ） ・・・（２）式
ここで、係数αは、零あるいは係数ｋよりも小さな正の値であり、水質検査装置の設置されるろ過池あるいは排水処理施設における経験値が採用される。

実施の形態１の水質検査装置は、クリプトスポリジウムあるいはジアルディアなどの原虫ように人体に有害な被検水の汚染物である濁質成分を、簡便にしかも選択的に検出し、上記特定の汚染物を高感度に計測することが可能になる。このために、従来の技術で生じていた問題は完全に解消する。すなわち、上記実施の形態の高感度濁度計を浄水場の水質モニターに使用すると、ろ過池の浄化制御において、天然に多量に存在し人体に無害である例えば１μｍ以下の微粒子を除去する必要がなくなり、浄化のためのコストが大幅に低減できるようになる。

上記実施の形態１においては、上記波長カットフィルタ部２を検水セル部３と光電変換部４の間に配置してもよい。このようにすると、第1の応答光である第1の表面散乱光１６と第2の応答光である第2の表面散乱光１７の波長帯域が互いに異なり、上述したのと同様の作用効果が生じる。ここで、第１の照射光１１と第２の照射光１２は同じ波長帯域を有するようにしてもよい。

また、上記実施の形態１において、光源１から検水セル部３への光路と、検水セル部３から光電変換部４の受光素子への光路のなす角度が、検水セル部３を中心にして自在に変えられる構成になっていてもよい。例えば、検水セル部３を中心にして光源１あるいは光電変換部４がその周りに回転できる構造にする。このようにすると、検知する第1の表面散乱光１６と第2の表面散乱光１７の散乱角度が互いに異なるようになり、被検水の特定の粒径の濁質成分を更に選択的に検出し、上記特定の濁質物を高感度に計測することができるようになる。

（実施の形態２）
この実施の形態では、水質検査装置が、例えば被検水の有機物質濃度を測定する蛍光分析水質検査装置の場合について説明する。図５は、本発明の蛍光分析水質検査装置の機能ブロック図である。この場合も、検水のプローブ光（検査光）として２つの照射光が用いられる。そして、２つの照射光は、図２で説明したのと同様にして生成される。図６は、検査光が入射する検水セル部の一例の断面図である。

図５に示すように、水質検査装置は、基本構造として、光源２１、波長カットフィルタ部２２、上水／下水道に連通された検水セル部２３、所定の帯域の波長光を透過させる光学フィルタ２４、被検水からの蛍光を受光し電気信号に変換する光電変換部２５、比較校正／変換部２６、表示部２７、制御部２８を備えている。

上記構成において、光源２１は、例えばキセノン（Ｘｅ）ランプあるいは水銀キセノンランプから成る。そして、波長カットフィルタ部２２は、図２で説明したように、所定の波長帯域をカットする光学素子を有しており、光源２１から出射する光源光は２種類の波長カットフィルタを通して２種類の照射光に変換される。この場合、２種類の照射光は、被検水中の有機物質から蛍光を発生させる励起光となり、例えば、第１の照射光（励起光）は、波長帯域が３００ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲の紫外光となり、第２の照射光（励起光）は、波長帯域が２７０ｎｍ以下の遠紫外光となる。ここで、上記第１の励起光の生成および第２の励起光の生成の切り替えは、後述する制御部２８によりなされる。

図６に示すように、検水セル部２３は、例えばその一部が（遠）紫外光を透過させる合成石英製の検水セル２９を有している。ここで、検水セル２９は、例えばろ過水の一部が、被検水３０として流量計により一定量に制御され、検水セル２９の下部から流入し、その上部の所定部分（不図示）から排水するような構造になっている。そして、上記波長カットフィルタ部２２で生成された第１の励起光３１あるいは第２の励起光３２が、コリメートレンズ（不図示）を介して平行光にされ、検水セル２９の側面から被検水３０に照射されるようになっている。

更に、上記第１の励起光３１あるいは第２の励起光３２により被検水３０から発生した第１の蛍光３３あるいは第２の蛍光３４が、検知手段である光学フィルタ２４を通過し、更に検知手段である光電変換部２５の受光素子により検出できるようになっている。上記光学フィルタ２４は所定の帯域の波長光を透過する。ここで、所定の帯域は検査対象の有機物により異なるが、例えば４３０ｎｍ近傍帯域の波長光（蛍光）を透過するようになっている。

そして、比較校正／変換部２６は、実施の形態１の場合と同様にマイロコンピュータ内臓の演算部、半導体素子から成る記憶部等で構成され、表示部２７は図１２で説明した従来の技術と同様な構成になっている。

次に、実施の形態２の蛍光分析水質検査装置の動作について説明する。制御部２８からの指令信号により波長カットフィルタ部２２が作動し、実施の形態１で説明したように、第１の励起光３１が生成される。そして、この第１の励起光３１が検査光として図６で説明した被検水３０に入射し、例えば図７に示すようなピーク波長λ_１＝４３０ｎｍの第１の蛍光３３が、制御部２８により第１の分光域に制御された光学フィルタ２４を通り光電変換部２５の受光素子により測光され、その強度に対応する出力の電気信号に変換される。ここで、検水セル２９を透過した第１の励起光３１は、光学フィルタ２４によりカットされる。

そして、第１の蛍光３３の強度に対応した電気信号が、光電変換部２５から、演算手段および比較校正手段となる比較校正／変換部２６に送信される。ここで、比較校正／変換部２６には、第１の蛍光３３の強度に対応した上記電気信号の出力と、被検水中の有機物質の濃度との対応を表す検量線に関するデータが記憶されている。そこで、上記比較校正／変換部２６において、制御部２８からの指令信号により、光電変換部２５から送信された電気信号が、上記データに基づいて所定の第１の有機物濃度に変換される。

次に、制御部２８からの指令信号により切り換えられて、波長カットフィルタ部２２により第２の励起光３２が生成される。ここで、上記切り換えは実施の形態１で説明した図2の波長カットフィルタの切り換えにより行われる。そして、この第２の励起光３２が検査光として図６で説明した被検水３０表面に入射する。このとき発生した第２の蛍光３４が、制御部２８により第２の分光域に制御された光学フィルタ２４を通り光電変換部２５の受光素子により測光され、その強度に対応する出力の電気信号に変換される。そして、同様な検量線に関するデータに基づき第２の有機物濃度に変換される。

次に、比較校正／変換部２６の演算部において、上述したような第１の励起光３１を用いて算出した第１の有機物濃度と、第２の励起光を用いて算出した第２の有機物濃度とを比較し、その値が所定の範囲内で一致すると、第１の有機物濃度の値が表示部２７に転送され表示される。そして、第１の有機物濃度が所定値を超えると警報が出されることになる。

また、上記第１の有機物濃度と第２の有機物濃度との差が上記所定の範囲外になると、例えば第２の有機物濃度が正しい値とされ、その値が表示部２７に転送され表示される。そして、第２の有機物濃度が所定値を超えると警報が出される。

上記２つの有機物濃度に所定範囲外の差が生じるのは、被検水３０中に妨害物質が混入してくる場合である。この妨害物質は人体には無害であるが、例えば第１の励起光３１の反応断面積が有機物質よりも大きく、被検水中の有機物質の励起を妨害する物質である。このような妨害物質が流入すると、図７の破線で示すように、妨害物質が優先的に励起されそれによるピーク波長λ_２の蛍光が生じ、有機物質からのピーク波長λ_１の第１の蛍光３３の強度が低下する。一方、第２の励起光３２の場合には、図７の実線に示す本来の有機物質からの蛍光強度が得られ、この第２の蛍光３４から算出した第２の有機物濃度が正しい値になる。この場合には、励起光の波長が短く、第２の励起光３２の妨害物質との反応断面積が小さくなり、妨害物質の影響が低下するようになる。

上記実施の形態２に説明した水質検査装置は、例えば浄水場のろ過水に不測の妨害物質が混入し、被検水中の有機物質のような汚染成分からの蛍光が不安定になったとしても、監視の対象物である汚染物質（有機物質）の真の濃度を安定的に測定する。このために、例えば浄水場において、信頼性の高い水質モニターが可能になる。

上記実施の形態２においては、異なる有機物質の汚染成分を検査するようにしてもよい。例えば、第１の励起光３１の波長帯域を６００ｎｍ〜７００ｎｍとし、第２の励起光３２の波長帯域を４００ｎｍ〜５００ｎｍにする。そして、光学フィルタ２４は６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長光（蛍光）を透過するものにする。このようにして、第１の励起光３１により上水／下水中の藍藻類の有機物質が検査でき、同時に、第２の励起光３２により藍藻類以外の藻類を検査することができるようになる。

更に別の例では、第１の励起光３１および第２の励起光３２共にその波長を２６０ｎｍとする。そして、光学フィルタ２４は、２８０ｎｍ〜３００ｎｍの波長光（第１の蛍光３３対応）を透過するもの、そして、３２０ｎｍ〜３４０ｎｍの波長光（第２の蛍光３４対応）を透過するものに切り換えできる構成にする。このようにして、第１の蛍光３３により上水／下水中の灯油が検査でき、同時に、第２の蛍光３４により重油を検査することができるようになる。この場合の光学フィルタの切り換えは、第１の励起光３１および第２の励起光３２における波長カットフィルタの切り換えと同様にする。すなわち、光学フィルタ２４は、実施の形態１の図２で説明した波長カットフィルタ部２のように２つの光学フィルタを有する構造にし、それらの光学フィルタの切り換えにより容易に行うことができる。

（実施の形態３）
この実施の形態では、上記実施の形態１，２において特徴的であった２つの照射光の生成について、別の一態様を説明する。図８は、実施の形態１，２で説明した濁度計あるいは蛍光分析水質検査装置のような水質検査装置の一部の機能ブロック図である。

水質検査装置は、光源１（２１）、光路切り換え部３５、光ファイバ３６、波長カットフィルタ部３７、上水／下水道に連通された検水セル部３（２３）、制御部７（２８）を有し、図示しないが、光電変換部、光学フィルタ、比較校正／変換部、表示部等を備えている。

上記構成において、光源１（２１）は、例えばハロゲンランプ、Ｘｅランプ、低圧水銀ランプ、水銀キセノンランプあるいはＬＥＤから成る。光路切り換え部３５は、制御部７（２８）により制御される光学素子から成る光路スイッチを有している。また、波長カットフィルタ部３７は、所定の波長帯域をカットする光学素子を有する。そして、光源１（２１）からの光源光が第１の照射光になり、波長カットフィルタ部３７を通った光が第２の照射光になる。

実施の形態３では、光路スイッチにより第１の照射光と第２の照射光を切り換えるために、水質検査装置の高速化が容易になる。

（実施の形態４）
この実施の形態では、上記２つの照射光を２つの光源により生成する一態様について説明する。図９は、実施の形態１，２で説明した濁度計あるいは蛍光分析水質検査装置のような水質検査装置の一部の機能ブロック図である。

水質検査装置は、第１の光源３８、第２の光源３９、上水／下水道に連通された検水セル部３（２３）、制御部７（２８）を有し、図示しないが、光電変換部、光学フィルタ、比較校正／変換部、表示部等を備えている。

上記構成において、第１の光源３８および第２の光源３９は、例えばハロゲンランプ、Ｘｅランプ、低圧水銀ランプ、水銀キセノンランプ、固体レーザ、ガスレーザ、エキシマレーザあるいはＬＥＤから選択した互いに異なる光源である。そして、制御部７（２８）により制御されて、第１の光源３８から第１の照射光が出射され、第２の光源３９から第２の照射光が出射される。

実施の形態４では、２つの照射光の生成ブロックが簡素化され、水質検査装置がコンパクトになる。

（実施の形態５）
この実施の形態では、上記２つの照射光を２つの光源により生成する別の一態様について説明する。図１０は、実施の形態１，２で説明した濁度計あるいは蛍光分析水質検査装置のような水質検査装置の一部の機能ブロック図である。

水質検査装置は、第１の光源３８、第２の光源３９、第１の光源３８に接続した第１の波長カットフィルタ部４０、第２の光源３９に接続した第２の波長カットフィルタ部４１、上水／下水道に連通された検水セル部３（２３）、制御部７（２８）を有し、図示しないが、光電変換部、光学フィルタ、比較校正／変換部、表示部等を備えている。

上記構成において、制御部７（２８）により制御されて、第１の光源３８から出射する第１の光源光は第１の波長カットフィルタ部４０を通り第１の照射光となる。同様に、第２の光源３９から出射する第２の光源光は第２の波長カットフィルタ部４１を通り第２の照射光となる。

実施の形態５では、第１の照射光および第２の照射光において、多種多様な波長帯域を選択することができるようになり、上水道／下水道に含まれる種々の汚染成分に対応した水質検査装置が構成できる。

（実施の形態６）
この実施の形態では、上記２つの照射光を２つの光源により生成する更に別の一態様を説明する。図１１は、実施の形態１，２で説明した濁度計あるいは蛍光分析水質検査装置のような水質検査装置の一部の機能ブロック図である。

水質検査装置は、第１の光源３８、第２の光源３９、第１の光源３８に接続した第１の波長カットフィルタ部４０、第２の光源３９に接続した第２の波長カットフィルタ部４１、光路切り換え部３５、上水／下水道に連通された検水セル部３（２３）、制御部７（２８）を有し、図示しないが、光電変換部、光学フィルタ、比較校正／変換部、表示部等を備えている。

上記構成において、第１の光源３８から出射する第１の光源光は、第１の波長カットフィルタ部４０を通り第１の照射光となる。同様に、第２の光源３９から出射する第２の光源光は第２の波長カットフィルタ部４１を通り第２の照射光となる。ここで、第１の照射光と第２の照射光は、制御部７（２８）からの指令により光路切り換え部３５の光路スイッチで切り換えられる。

実施の形態６では、実施の形態５で説明したのと同様な効果が生じると共に実施の形態３で説明した水質検査装置の高速化が容易になる。

（他の実施の形態）
以上、この発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

例えば、実施の形態１の検水セル部３において、実施の形態２の場合に説明した図６の構造の検水セル２９を用いてもよい。逆に、実施の形態２の検水セル部２３において、実施の形態１の場合で説明した図３に示した構造の検水セル１３を用いてもよい。そして、図６に示した照射光あるいは励起光である検査光の光路と、散乱光あるいは蛍光の応答光との光路は、必ずしも直線上になる必要はなく、ある角度を有するように配置されてもよい。更に、実施の形態１で説明したのと同様に、光源２１から検水セル部２３への光路と、検水セル部２３から光電変換部２５の受光素子への光路のなす角度が、検水セル部２３を中心にして自在に変えられる構成になっていてもよい。

また、実施の形態１においては、濁質粒子の粒径が１μｍ以下になる微粒子からの濁度寄与を比較校正の対象としているが、本発明では、その他に１μｍ以外の所定の粒径以下の微粒子の濁度寄与分が比較校正になるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態２において、光学フィルタ２４は分光器で構成されてもよい。そして、有機物質の種類を特定して測定するようにしてもよい。あるいは、上述した実施の形態２において、第１の励起光３１あるいは第２の励起光３２を被検水３０に照射した後に第１の蛍光３３あるいは第２の蛍光３４が生じるまでの時間差、すなわち蛍光発光のタイムラグを計測できる構成にしてもよい。そして、検査光として３種類以上の照射光が使用される構成になるようにしてもよい。

本発明の実施の形態１の水質検査装置を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態１における波長カットフィルタを示す斜視図。 本発明の実施の形態１における検水セルの縦断面図。 本発明の実施の形態１における濁度測定値感度の微粒子の種類（粒径）依存性を示すグラフ。 本発明の実施の形態２の水質検査装置を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態２における検水セルの縦断面図。 本発明の実施の形態２における蛍光強度を示すグラフ。 本発明の実施の形態３の水質検査装置の一部を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態４の水質検査装置の一部を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態５の水質検査装置の一部を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態６の水質検査装置の一部を示す機能ブロック図。 従来の水質検査装置を示す機能ブロック図。

符号の説明

１，２１ 光源
２，２２，３７ 波長カットフィルタ部
３，２３ 検水セル部
４，２５ 光電変換部
５，２６ 比較校正／変換部
６，２７ 表示部
７，２８ 制御部
８ 第１の波長カットフィルタ
９ 第２の波長カットフィルタ
１０ 光源光
１１ 第１の照射光
１２ 第２の照射光
１３、２９ 検水セル
１４ 配水管
１５，３０ 被検水
１６ 第１の散乱光
１７ 第２の散乱光
２４ 光学フィルタ
３１ 第１の励起光
３２ 第２の励起光
３３ 第１の蛍光
３４ 第２の蛍光
３５ 光路切り換え部
３６ 光ファイバ
３８ 第１の光源
３９ 第２の光源
４０ 第１の波長カットフィルタ部
４１ 第２の波長カットフィルタ部

Claims (14)

1. 被検水に対して光を照射し、そのときの被検水からの応答光を検知して、前記被検水の水質を計測する水質検査装置であって、
   被検水が導入されるセルと、
   第１の照射光および第２の照射光を生成する照射光生成手段と、
   前記第１の照射光を照射したときの前記被検水からの第１の応答光、および前記第２の照射光を照射したときの前記被検水からの第２の応答光を検知するための検知手段と、
   前記検知手段により検知された前記第１の応答光と前記第２の応答光に基づき前記被検水の水質値を算出する演算手段と、
   を有することを特徴とする水質検査装置。
2. 前記演算手段は、前記第１の応答光の強度から算出した前記被検水の第１の水質値と、前記第２の応答光の強度から算出した第２の水質値とを比較校正するための比較校正手段を備えていること、を特徴とする請求項１に記載の水質検査装置。
3. 前記照射光生成手段は、１つの光源と、前記光源から出射する光源光の所定の波長帯域をカットする光学フィルタとを有していること、を特徴とする請求項１又は２に記載の水質検査装置。
4. 前記照射光生成手段は、互いに光源光を異にする２つの光源を有していること、を特徴とする請求項１又は２に記載の水質検査装置。
5. 前記照射光生成手段は、前記異なる光源光の異なる所定の波長帯域をカットする複数の光学フィルタを有していること、を特徴とする請求項４に記載の水質検査装置。
6. 前記照射光生成手段は、ランプ光源、レーザ光源あるいは発光ダイオードを光源とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の水質検査装置。
7. 前記セルと前記検知手段との間に前記第１の応答光あるいは第２の応答光の所定の波長帯域をカットする光学フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の水質検査装置。
8. 前記照射光生成手段から前記セルへの光路と前記セルから前記検知手段への光路の間でなす角度が可変であり、前記第１の照射光の前記セルへの入射と前記第１の応答光の前記セルからの出射のなす角度と、前記第２の照射光の前記セルへの入射と第２の応答光の前記セルからの出射のなす角度とが異なることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の水質検査装置。
9. 前記第１および第２の応答光は前記被検水中の濁質成分からの散乱光であり、前記水質値は前記散乱光の強度から算出される被検水の濁度であること、を特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の水質検査装置。
10. 前記比較校正手段は、前記第１の水質値をＸ、前記第２の水質値をＹとし、αを正数とするとき、Ｚ＝Ｘ−α（Ｙ−Ｘ）の式に基づき、被検水の比較校正後の水質値Ｚを算出すること、を特徴とする請求項９に記載の水質検査装置。
11. 前記水質値Ｚの算出により、被検水中の濁質成分のうち粒径が１μｍ以下になる濁質成分からの濁度寄与分を除去すること、を特徴とする請求項１０に記載の水質検査装置。
12. 前記検水中のクリプトスポリジウムを濁度成分として水質モニターすることを特徴とする請求項１１に記載の水質検査装置。
13. 前記応答光は前記被検水中の汚染成分からの蛍光であり、前記水質値は、前記蛍光の強度または前記第１の照射光あるいは第２の照射光を照射してから前記蛍光を発するまでの時間差、に基づき算出される被検水の汚染成分濃度であること、を特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の水質検査装置。
14. 前記汚染成分は有機物質であることを特徴とする請求項１３に記載の水質検査装置。
    

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