JP2013205375A - Water quality measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水質を測定する水の中で使用される浸漬型の水質測定装置に関する。 The present invention relates to an immersion type water quality measuring device used in water for measuring water quality.
河川水や湖水、工業用水等、用水処理や排水処理等の対象となる原水は、天候等で水質が大きく変動する場合がある。そのような原水の水質変動は、用水処理や排水処理を行った後の処理水の水質に大きく影響する。したがって用水処理や排水処理等において適切な水処理を行う上では、原水の水質管理が重要になる。 The quality of the raw water subject to water treatment and wastewater treatment, such as river water, lake water, and industrial water, may vary greatly depending on the weather. Such fluctuations in the quality of raw water greatly affect the quality of treated water after irrigation and wastewater treatment. Therefore, quality management of raw water is important for appropriate water treatment in irrigation and wastewater treatment.
原水の水質管理において用いられる水質測定の方法としては、原水の吸光度を計測する方法が一般的である。具体的には、例えば紫外光の吸光度を計測することによって、原水の有機物の測定、硝酸イオン濃度の測定、色度分析等を行うことができる。また例えば可視光の吸光度を計測することによって、原水の懸濁濃度の測定等を行うことができる。 As a water quality measurement method used in the quality control of raw water, a method of measuring the absorbance of the raw water is generally used. Specifically, for example, by measuring the absorbance of ultraviolet light, it is possible to perform measurement of organic substances in raw water, measurement of nitrate ion concentration, chromaticity analysis, and the like. Further, for example, by measuring the absorbance of visible light, the suspension concentration of raw water can be measured.
原水の吸光度を計測する水質測定装置としては、水質を測定する原水に浸漬した状態で使用される浸漬型の水質測定装置が公知である。このような水質測定装置は、原水に含まれる何らかの異物が検出部の表面に付着することによって、測定精度が低下し、適切な水質測定が行えなくなってしまう虞が生ずる。そのため一般的に浸漬型の水質測定装置には、検出部の表面に付着した異物をブラシやワイパー等で除去する洗浄機構が設けられている。 As a water quality measuring device for measuring the absorbance of raw water, an immersion type water quality measuring device used in a state of being immersed in raw water for measuring water quality is known. In such a water quality measuring device, there is a possibility that the measurement accuracy is lowered and proper water quality measurement cannot be performed when some foreign matter contained in the raw water adheres to the surface of the detection unit. For this reason, the immersion type water quality measuring apparatus is generally provided with a cleaning mechanism for removing foreign matter adhering to the surface of the detection unit with a brush or a wiper.
しかしこのような洗浄機構を備える水質測定装置は、水質測定装置の内側に設けたモータの駆動力で水質測定装置の外側に設けた洗浄機構を動作させる必要がある。この場合、例えば水質測定装置の内側から外側へ貫通する回転軸等でモータの駆動力を洗浄機構へ伝達する駆動力伝達機構を設けると、その駆動力伝達機構を介して水質測定装置の内部に原水が侵入することを防止する防水構造を設けなければならない。そして原水による侵食や経年劣化等によって防水構造の防水性が低下すると、水質測定装置の内部に原水が侵入して故障等が発生する虞がある。また高い水圧下で使用される場合には、その高い水圧下で防水性を確保できる大掛かりな防水構造が必要になるため、大幅なコスト増を招来する虞がある。 However, the water quality measuring apparatus provided with such a cleaning mechanism needs to operate the cleaning mechanism provided outside the water quality measuring apparatus by the driving force of the motor provided inside the water quality measuring apparatus. In this case, for example, if a driving force transmission mechanism that transmits the driving force of the motor to the cleaning mechanism is provided by a rotating shaft that penetrates from the inside to the outside of the water quality measuring device, the water quality measuring device is provided inside the water quality measuring device via the driving force transmission mechanism. A waterproof structure must be provided to prevent the raw water from entering. If the waterproof property of the waterproof structure is reduced due to erosion or aging deterioration due to raw water, the raw water may enter the inside of the water quality measuring device and cause a failure or the like. Further, when used under high water pressure, a large waterproof structure that can ensure waterproofness under the high water pressure is required, which may lead to a significant increase in cost.
このような課題を解決することを目的とした従来技術としては、磁石の磁力による吸引力を利用した駆動力伝達構造を採用する水質測定装置が公知である。例えばプローブの表面に付着した異物を払拭するブラシと内部のモータとを磁気カップリングで連結する構造の水質測定装置が公知である(例えば特許文献1を参照)。また発光部から透明窓を介して原水中に光を投光し、原水中を透過した光を、発光部の透明窓に対向する透明窓を介して受光部で受光する水質測定装置が公知である。このような水質測定装置においては、装置内部側で磁石を往復動させることによって、原水側に設けられたワイパーを往復動させる機構を備える水質測定装置が公知である(例えば特許文献2を参照)。 As a prior art aiming at solving such a problem, a water quality measuring device employing a driving force transmission structure using an attractive force by a magnetic force of a magnet is known. For example, a water quality measuring apparatus having a structure in which a brush for wiping off foreign matters adhering to the surface of a probe and an internal motor are connected by a magnetic coupling is known (see, for example, Patent Document 1). Also known is a water quality measuring device that projects light from the light emitting section through the transparent window into the raw water and receives the light transmitted through the raw water at the light receiving section through the transparent window facing the transparent window of the light emitting section. is there. In such a water quality measurement apparatus, a water quality measurement apparatus having a mechanism for reciprocating a wiper provided on the raw water side by reciprocating a magnet inside the apparatus is known (see, for example, Patent Document 2). .
しかしながら例えば上記の特許文献1に開示されている従来技術は、その構造上、発光部から原水中に光を投光し、原水を透過した光を対向する受光部で受光する構造の水質測定装置に採用することは困難である。また上記の特許文献2に開示されている水質測定装置は、その内部において、光源から透明窓への投光経路、透明窓からセンサへの受光経路を横切るように磁石が往復動する。そのため上記の特許文献2に開示されている水質測定装置は、透明窓と光源との間、透明窓とセンサとの間に一定以上の間隔を設ける必要があり、それによって投光部の投光効率及び受光部の受光効率が低下し、水質の測定精度が低下してしまう虞が生ずる。 However, the prior art disclosed in, for example, the above-mentioned Patent Document 1 is a water quality measuring device having a structure in which light is projected from the light emitting unit into the raw water and the light transmitted through the raw water is received by the opposing light receiving unit. It is difficult to adopt. Further, in the water quality measuring device disclosed in Patent Document 2, the magnet reciprocates so as to cross the light projecting path from the light source to the transparent window and the light receiving path from the transparent window to the sensor. Therefore, the water quality measuring device disclosed in the above-mentioned Patent Document 2 needs to provide a certain distance or more between the transparent window and the light source and between the transparent window and the sensor. The efficiency and the light receiving efficiency of the light receiving unit are lowered, and there is a possibility that the measurement accuracy of water quality is lowered.
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、磁力による吸引力を利用して内側の駆動力を外側の洗浄機構へ伝達する構造を備える水質測定装置において、水質の測定精度を向上させることにある。 In view of such circumstances, the present invention has been made, and an object of the present invention is to measure water quality in a water quality measuring device having a structure that transmits an internal driving force to an external cleaning mechanism by using a magnetic attraction force. It is to improve accuracy.
<本発明の第1の態様>
本発明の第1の態様は、測定対象の水が外側に接する投光面部、透光性を有する部材で前記投光面部に設けられた投光窓、前記投光面部の内側で前記投光窓に対応する位置に設けられた光源を含む投光部と、前記投光面部に対向して設けられ、測定対象の水が外側に接する受光面部、透光性を有する部材で前記受光面部に設けられ、前記投光窓に対向する受光窓、前記受光面部の内側で前記受光窓に対応する位置に設けられたセンサを含む受光部と、前記投光面部の内側に回転可能に支持され、前記光源から前記投光窓への投光経路を取り囲むように設けられた環状の部材であり、駆動力が伝達されて回転する投光部環状部材と、前記投光面部の外側に回転可能に支持され、前記投光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する投光窓ワイパーと、を備える水質測定装置である。
<First Aspect of the Present Invention>
According to a first aspect of the present invention, there is a light projecting surface portion in which water to be measured contacts the outside, a light projecting window provided on the light projecting surface portion with a translucent member, and the light projecting inside the light projecting surface portion A light projecting portion including a light source provided at a position corresponding to the window, a light receiving surface portion provided opposite to the light projecting surface portion and in contact with water to be measured, and a light-transmitting member on the light receiving surface portion. A light receiving window provided to face the light projecting window, a light receiving part including a sensor provided at a position corresponding to the light receiving window inside the light receiving surface part, and rotatably supported inside the light projecting surface part, A ring-shaped member provided so as to surround a light-projecting path from the light source to the light-projecting window, and a light-projecting-unit annular member that rotates by transmission of a driving force, and is rotatable to the outside of the light projecting surface unit A light projection window that is supported and attracted by a magnetic force to the light projecting portion annular member. And par, a water quality measuring device comprising a.
投光面部の内側に回転可能に支持された投光部環状部材と、投光面部の外側に回転可能に支持された投光窓ワイパーとの間には、磁力による吸引力が作用する。この磁力による吸引力の作用は、例えば投光部環状部材又は投光窓ワイパーのいずれか一方に磁石を設け、他方に磁石又は鉄等の強磁性体を設けることによって実現することができる。したがって駆動力が伝達されて投光部環状部材が回転すると、投光面部の外側に設けられた投光窓ワイパーは、その磁力による吸引力の作用によって、投光部環状部材に作用する回転駆動力が伝達されて回転する。それによって投光面部の外側において投光窓に付着した異物等が投光窓ワイパーで払拭されて除去される。 An attractive force due to magnetic force acts between a light projecting portion annular member rotatably supported inside the light projecting surface portion and a light projection window wiper rotatably supported outside the light projecting surface portion. The action of the attractive force by the magnetic force can be realized by providing a magnet on one of the light projecting portion annular member and the light projection window wiper and providing a magnet or a ferromagnetic material such as iron on the other. Therefore, when the driving force is transmitted and the light projecting portion annular member rotates, the light projecting window wiper provided on the outer side of the light projecting surface portion is rotationally driven to act on the light projecting portion annular member by the action of the attraction force by the magnetic force. Power is transmitted to rotate. As a result, foreign matter or the like attached to the projection window outside the projection surface is wiped away by the projection window wiper and removed.
そして投光部環状部材は、光源から投光窓への投光経路を取り囲むように設けられた環状の部材である。そのため回転する投光部環状部材が光源から投光窓への投光経路を横切ることがない。したがって光源と投光窓との間に一定以上の間隔を設ける必要がないので、例えば投光窓に近接する位置に光源を設けることも可能になり、光源と投光窓との間の間隔を大幅に小さくすることができる。それによって投光部の投光効率を高めることができるので、水質の測定精度を向上させることができる。 The light projecting portion annular member is an annular member provided so as to surround the light projecting path from the light source to the light projecting window. Therefore, the rotating light projecting portion annular member does not cross the light projecting path from the light source to the light projecting window. Therefore, it is not necessary to provide a certain distance between the light source and the projection window. For example, it is possible to provide a light source at a position close to the projection window, and the distance between the light source and the projection window can be reduced. It can be greatly reduced. As a result, the light projecting efficiency of the light projecting unit can be increased, so that the measurement accuracy of water quality can be improved.
これにより本発明の第1の態様によれば、磁力による吸引力を利用して内側の駆動力を外側の洗浄機構へ伝達する構造を備える水質測定装置において、水質の測定精度を向上させることができるという作用効果が得られる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, in the water quality measuring device having a structure for transmitting the inner driving force to the outer cleaning mechanism using the attractive force due to the magnetic force, the water quality measurement accuracy can be improved. The effect that it can be obtained.
<本発明の第2の態様>
本発明の第2の態様は、測定対象の水が外側に接する投光面部、透光性を有する部材で前記投光面部に設けられた投光窓、前記投光面部の内側で前記投光窓に対応する位置に設けられた光源を含む投光部と、前記投光面部に対向して設けられ、測定対象の水が外側に接する受光面部、透光性を有する部材で前記受光面部に設けられ、前記投光窓に対向する受光窓、前記受光面部の内側で前記受光窓に対応する位置に設けられたセンサを含む受光部と、前記受光面部の内側に回転可能に支持され、前記受光窓から前記センサへの受光経路を取り囲むように設けられた環状の部材であり、駆動力が伝達されて回転する受光部環状部材と、前記受光面部の外側に回転可能に支持され、前記受光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する受光窓ワイパーと、を備える水質測定装置である。
<Second Aspect of the Present Invention>
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light projecting surface portion in which water to be measured is in contact with the outside, a light projecting window provided on the light projecting surface portion with a translucent member, and the light projecting inside the light projecting surface portion. A light projecting portion including a light source provided at a position corresponding to the window, a light receiving surface portion provided opposite to the light projecting surface portion and in contact with water to be measured, and a light-transmitting member on the light receiving surface portion. A light receiving window provided opposite to the light projecting window, a light receiving portion including a sensor provided at a position corresponding to the light receiving window inside the light receiving surface portion, and rotatably supported inside the light receiving surface portion, A ring-shaped member provided so as to surround a light-receiving path from the light-receiving window to the sensor; and a light-receiving unit ring-shaped member that is rotated by transmission of a driving force; and is rotatably supported outside the light-receiving surface unit; Receiving window in which a magnetic attractive force acts between the annular member And Ipa, a water quality measuring device comprising a.
受光面部の内側に回転可能に支持された受光部環状部材と、受光面部の外側に回転可能に支持された受光窓ワイパーとの間には、磁力による吸引力が作用する。この磁力による吸引力の作用は、例えば受光部環状部材又は受光窓ワイパーのいずれか一方に磁石を設け、他方に磁石又は鉄等の強磁性体を設けることによって実現することができる。したがって駆動力が伝達されて受光部環状部材が回転すると、受光面部の外側に設けられた受光窓ワイパーは、その磁力による吸引力の作用によって、受光部環状部材に作用する回転駆動力が伝達されて回転する。それによって受光面部の外側において受光窓に付着した異物等が受光窓ワイパーで払拭されて除去される。 An attractive force due to magnetic force acts between the light receiving portion annular member rotatably supported inside the light receiving surface portion and the light receiving window wiper rotatably supported outside the light receiving surface portion. The action of the attractive force by the magnetic force can be realized by providing a magnet on one of the light receiving portion annular member or the light receiving window wiper and providing a magnet or a ferromagnetic material such as iron on the other. Therefore, when the driving force is transmitted and the light receiving portion annular member rotates, the light receiving window wiper provided outside the light receiving surface portion receives the rotational driving force acting on the light receiving portion annular member by the action of the attraction force by the magnetic force. Rotate. As a result, foreign matter or the like adhering to the light receiving window outside the light receiving surface is wiped away by the light receiving window wiper.
そして受光部環状部材は、受光窓からセンサへの受光経路を取り囲むように設けられた環状の部材である。そのため回転する受光部環状部材が受光窓からセンサへの受光経路を横切ることがない。したがってセンサと受光窓との間に一定以上の間隔を設ける必要がないので、例えば受光窓に近接する位置にセンサを設けることも可能になり、センサと受光窓との間の間隔を大幅に小さくすることができる。それによって受光部の受光効率を高めることができるので、水質の測定精度を向上させることができる。 The light receiving portion annular member is an annular member provided so as to surround the light receiving path from the light receiving window to the sensor. Therefore, the rotating light receiving portion annular member does not cross the light receiving path from the light receiving window to the sensor. Therefore, it is not necessary to provide a certain distance between the sensor and the light receiving window. For example, it is possible to provide a sensor near the light receiving window, and the distance between the sensor and the light receiving window is significantly reduced. can do. As a result, the light receiving efficiency of the light receiving unit can be increased, so that the water quality measurement accuracy can be improved.
<本発明の第3の態様>
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記受光面部の内側に回転可能に支持され、前記受光窓から前記センサへの受光経路を取り囲むように設けられた環状の部材であり、駆動力が伝達されて回転する受光部環状部材と、前記受光面部の外側に回転可能に支持され、前記受光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する受光窓ワイパーと、をさらに備える、ことを特徴とする水質測定装置である。
本発明の第3の態様によれば、前述した本発明の第1の態様で得られる作用効果に加えて、さらに前述した本発明の第2の態様で得られる作用効果を得ることができる。
<Third Aspect of the Present Invention>
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention described above, an annular ring that is rotatably supported inside the light receiving surface portion and that surrounds the light receiving path from the light receiving window to the sensor. And a light receiving window wiper which is rotatably supported on the outer side of the light receiving surface portion and receives a magnetic attraction force between the light receiving portion annular member. And a water quality measuring device characterized by comprising:
According to the third aspect of the present invention, in addition to the operational effects obtained in the first aspect of the present invention, the operational effects obtained in the second aspect of the present invention described above can be obtained.
<本発明の第4の態様>
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第1〜第3の態様のいずれかにおいて、前記センサの受光レベルが一定の閾値以上のときだけ、その受光レベルから水質を測定する制御部をさらに備える、ことを特徴とする水質測定装置である。
<Fourth aspect of the present invention>
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention described above, the control unit measures the water quality from the light reception level only when the light reception level of the sensor is equal to or greater than a certain threshold value. The water quality measuring device further comprising:
投光窓ワイパーが回転している状態において、投光面部の投光窓が設けられた部分を投光窓ワイパーが通過するとき、つまり回転する投光窓ワイパーが投光窓を払拭しているときには、投光窓から受光窓への投光経路が投光窓ワイパーで遮断された状態となる。同様に、受光窓ワイパーが回転している状態において、受光面部の受光窓が設けられた部分を受光窓ワイパーが通過するとき、つまり回転する受光窓ワイパーが受光窓を払拭しているときには、投光窓から受光窓への投光経路が受光窓ワイパーで遮断された状態となる。このような状態においては、投光面部と受光面部との間にある水の水質を正確に測定することができなくなる。 When the projection window wiper is rotating, the projection window wiper wipes the projection window when the projection window wiper passes through the portion of the projection surface where the projection window is provided. Sometimes, the light projecting path from the light projecting window to the light receiving window is blocked by the light projecting window wiper. Similarly, when the light receiving window wiper passes the portion where the light receiving window of the light receiving surface portion is provided in the rotating light receiving window wiper, that is, when the rotating light receiving window wiper wipes the light receiving window. The light projecting path from the light window to the light receiving window is blocked by the light receiving window wiper. In such a state, it is impossible to accurately measure the water quality between the light projecting surface portion and the light receiving surface portion.
しかしこのような状態のときは、センサの受光レベルが大きく低下することになる。したがって受光レベルが一定の閾値以上であるか否かによって、投光窓から受光窓への投光経路が投光窓ワイパー又は受光窓ワイパーで遮断された状態であるか否かを特定することができる。つまりセンサの受光レベルが一定の閾値以上のときだけ、その受光レベルから水質を測定することによって、回転する投光窓ワイパー又は受光窓ワイパーの影響を受けることなく、水質を正確に計測することができる。それによって例えば、投光窓ワイパー又は受光窓ワイパーを常時回転させた状態としても、その投光窓ワイパー又は受光窓ワイパーの回転位置を検出することなく、回転する投光窓ワイパー又は受光窓ワイパーに起因する誤測定を未然に防止して水質を正確に測定することができる。 However, in such a state, the light reception level of the sensor is greatly reduced. Therefore, it is possible to specify whether or not the light projecting path from the light projecting window to the light receiving window is blocked by the light projecting window wiper or the light receiving window wiper depending on whether or not the light receiving level is a certain threshold value or more. it can. In other words, by measuring the water quality from the light reception level only when the light reception level of the sensor is above a certain threshold, the water quality can be accurately measured without being affected by the rotating projection window wiper or the light reception window wiper. it can. Accordingly, for example, even when the light projection window wiper or the light reception window wiper is always rotated, the rotation of the light projection window wiper or the light reception window wiper is not detected, and the light projection window wiper or the light reception window wiper is rotated. It is possible to accurately measure the water quality by preventing the erroneous measurement caused by it.
本発明によれば、磁力による吸引力を利用して内側の駆動力を外側の洗浄機構へ伝達する構造を備える水質測定装置において、水質の測定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the water quality measuring apparatus provided with the structure which transmits the inner driving force to an outer washing | cleaning mechanism using the attractive force by magnetic force, the measurement precision of water quality can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<水質測定装置の全体構成>
本発明に係る水質測定装置の全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る水質測定装置の外観を図示した正面図である。図2は、本発明に係る水質測定装置の要部の断面を図示した正面図である。
<Overall configuration of water quality measuring device>
The overall configuration of the water quality measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a front view illustrating the appearance of a water quality measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a front view illustrating a cross section of a main part of the water quality measuring apparatus according to the present invention.
本発明に係る水質測定装置は、光源ケース10、センサケース20、光路セル30、ワイパーユニット40及びケーブルコネクタ50を備える。
The water quality measuring apparatus according to the present invention includes a
光源ケース10は、有底円筒形状の金属部材であり、開口部が光路セル30に連結されている。光源ケース10と光路セル30との連結構造は、オーリング11による水密構造になっている。光源ケース10の内部には、光源ユニット12、光源取り付け台13が設けられている。光源ユニット12は、光源及び光源の光学系を含むユニットである。光源取り付け台13は、光源ユニット12の光源が投光面部31の内側で投光窓34に対応する位置に配置されるように、光源ユニット12を位置決めして支持する部材である。
The
センサケース20は、円筒形状の金属部材であり、一端側が光路セル30に連結され、外部装置と水質測定装置とをケーブルを介して接続するケーブルコネクタ50が他端側に取り付けられている。センサケース20と光路セル30との連結構造は、オーリング21による水密構造になっている。またセンサケース20とケーブルコネクタ50との連結構造は、オーリング22による水密構造になっている。センサケース20の内部には、センサ取り付け台23、支柱24、基板支持板25が設けられている。センサ取り付け台23は、センサユニット(図示せず)のセンサが受光面部32の内側で受光窓35に対応する位置に配置されるように、センサユニットを位置決めして支持する部材である。支柱24は、センサケース20の内部の内部構造を支える部材である。基板支持板25は、回路基板(図示せず)を支持する部材である。
The
光路セル30は、投光面部31、受光面部32、基部33、吊りボルト36を含む金属部材である。投光面部31は、透光性を有する部材を用いて構成された投光窓34が設けられており、測定対象の水が外側に接する。受光面部32は、投光面部31に対向して設けられ、測定対象の水が外側に接する。受光面部32には、投光窓34に対向する位置に、透光性を有する部材を用いて構成された受光窓35が設けられている。基部33の上面には、後述するワイパーユニット40が設けられている。吊りボルト36は、受光面部32の頂部に設けられており、測定対象の水の中に水質測定装置を浸漬して吊持する際に用いられる。
The
投光面部31の内側には、光源ユニットの光源から投光窓34への投光経路を取り囲むように設けられた「投光部環状部材」としての環状構造体70が回転可能に支持されている。同様に、受光面部32の内側には、受光窓35からセンサユニット(図示せず)のセンサへの受光経路を取り囲むように設けられた「受光部環状部材」としての環状構造体70が回転可能に支持されている。
尚、投光面部31の内側に設けられた環状構造体70と受光面部32の内側に設けられた環状構造体70は、全く同じ構造の部材であるため、より発明の理解を容易にする観点から、図2においては投光面部31の内側の環状構造体70は図示を省略している。後述する図3及び図4についても同様である。
An
The
本発明に係る水質測定装置は、さらにモータ61、カップリング62、ベアリング軸63、第1ギア64、第2ギア65を備えている。モータ61は、センサケース20の内部に設けられており、ケーブルコネクタ50を介して供給される電力で回転する電動機である。カップリング62は、センサケース20の内部に回転可能に支持されて設けられており、モータ61の回転軸とベアリング軸63とを回転伝達可能に連結している。ベアリング軸63は、センサケース20の内部から光路セル30の基部33を通じて光源ケース10の内部まで貫通して設けられている。
The water quality measuring apparatus according to the present invention further includes a
第1ギア64は、センサケース20と光路セル30との境界部分に設けられており、ベアリング軸63に一体に取り付けられている。第1ギア64は、受光面部32の内側に設けられた環状構造体70の環状ギア71と噛合している。第2ギア65は、光源ケース10と光路セル30との境界部分に設けられており、ベアリング軸63に一体に取り付けられている。第2ギア65は、投光面部31の内側に設けられた環状構造体70の環状ギア71と噛合している。したがって投光面部31の内側に設けられた環状構造体70、及び受光面部32の内側に設けられた環状構造体70は、モータ61の回転駆動力が伝達されて回転する。
The
<光路セル30の構成>
光路セル30の構成について、図3〜図5を参照しながら説明する。
図3及び図4は、本発明に係る水質測定装置の要部の断面を図示した斜視図である。図5は、環状構造体70の支持構造を図示した分解斜視図である。
<Configuration of
The configuration of the
3 and 4 are perspective views illustrating a cross section of a main part of the water quality measuring apparatus according to the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating the support structure of the
投光面部31の内側には、円形凸部311が形成されている。環状構造体70は、円形凸部311と投光面部31の内側の外周面312とで形成される環状の空間に配置されている。円形凸部311には、3つの雌ネジ孔315が形成されている。環状構造体70は、この3つの雌ネジ孔315を介して円形凸部311に取り付けられた3つの支持構造体66によって回転可能に支持される。
A circular
より具体的には支持構造体66は、雄ネジ661、フランジ付きベアリング662、ワッシャ663を含む。フランジ付きベアリング662は、雌ネジ孔315に螺合した雄ネジ661によって円形凸部311に回転可能に支持されている。環状構造体70は、環状ギア71の内周面に形成された周溝712に3つのフランジ付きベアリング662のフランジ部分が係合した状態で、その3つのフランジ付きベアリング662に支持されている。
More specifically, the
円形凸部311には、投光面部31の外側へ貫通する貫通孔313が形成されており、この貫通孔313に投光窓34が設けられている。投光窓34は、外側から順に、オーリング、合成石英ガラスで形成された透光性を有する窓部材、樹脂ワッシャ、支持リングが配置されて構成されている。投光面部31の内側には、第2ギア65に対応する部分にギア収容部314が形成されている。
A through
受光面部32の内側には、円形凸部321が形成されている。環状構造体70は、円形凸部321と受光面部32の内側の外周面322とで形成される環状の空間に配置されている。円形凸部321には、3つの雌ネジ孔325が形成されている。環状構造体70は、投光面部31と同様に、この3つの雌ネジ孔325を介して円形凸部321に取り付けられた3つの支持構造体66によって回転可能に支持される。
A circular
円形凸部321には、受光面部32の外側へ貫通する貫通孔323が形成されており、この貫通孔323に受光窓35が設けられている。受光窓35は、投光窓34と同様に外側から順に、オーリング、合成石英ガラスで形成された透光性を有する窓部材、樹脂ワッシャ、支持リングが配置されて構成されている。受光面部32の内側には、第1ギア64に対応する部分にギア収容部324が形成されている。
A through
<環状構造体70の構成>
環状構造体70の構成について、図6及び図7を参照しながら説明する。
図6及び図7は、環状構造体70の構造を図示した分解斜視図である。
<Configuration of
The configuration of the
6 and 7 are exploded perspective views illustrating the structure of the
環状構造体70は、環状ギア71、磁石取り付けリング72、4つの磁石73、3つの小球体74、3つの皿ネジ75を含む。
The
環状ギア71は、環状の部材であり、複数の歯が等間隔に外周面711に形成され、支持構造体66のフランジ付きベアリング662が係合する周溝712が内周面に形成されている。また環状ギア71は、一面側から他面側へ貫通する3つの雌ネジ孔713が形成されており、一面側には環状の凹部714が形成されている。
The
磁石取り付けリング72は、環状の部材であり、環状ギア71の凹部714に係合する円形凸部721が一面側に形成されている。また磁石取り付けリング72の一面側には、4つの円形凹部722が形成されている。この4つの円形凹部722は、約180度位相をずらした位置に2つずつ形成されている。磁石取り付けリング72の他面側には、3つの円形凹部723が形成されている。この3つの円形凹部723は、約120度位相をずらした位置に1つずつ形成されている。さらに磁石取り付けリング72は、環状ギア71の3つの雌ネジ孔713に対応する部分に、一面側から他面側へ貫通する3つの貫通孔724が形成されている。
The
4つの磁石73は、円柱体形状の永久磁石であり、極性が同方向となる向きで、磁石取り付けリング72の4つの円形凹部722の中にそれぞれ設けられる。3つ小球体74は、磁石取り付けリング72の3つの円形凹部723の中に、一部が突出した状態でそれぞれ設けられる。この3つ小球体74は、投光面部31の内側又は受光面部32の内側に接して従動回転し、環状構造体70の回転をスムーズにする役割を果たす。3つの皿ネジ75は、雄ネジであり、磁石取り付けリング72の貫通孔724を通じて環状ギア71の雌ネジ孔713に螺合して、環状ギア71と磁石取り付けリング72とを締結する。
The four
<ワイパーユニット40の構成>
ワイパーユニット40の構成について、図8を参照しながら説明する。
図8は、ワイパーユニット40の斜視図である。
<Configuration of
The configuration of the
FIG. 8 is a perspective view of the
ワイパーユニット40は、投光窓ワイパー41、受光窓ワイパー42、ワイパー支持部43を含む。
The
投光窓ワイパー41は、投光面部31の外側に回転可能に支持され、環状構造体70との間に磁力による吸引力が作用する。より具体的には投光窓ワイパー41は、環状構造体70の磁石73の回転軌跡に対応する両端部に磁気結合部411が設けられている。この磁気結合部411は、環状構造体70の磁石73との間で磁力による吸引力が作用するように鉄等の強磁性体で形成されている。また投光窓ワイパー41は、両端部の磁気結合部411の間に2つのワイピング部材412が設けられている。ワイピング部材412は、投光窓34又は受光窓35に摺接して異物を払拭するための部材であり、例えばシリコン等のゴム材やポリエチレン(polyethylene:PE)、ポリプロピレン(polypropylene:PP)等の硬質樹脂で形成するのが好ましい。
The light
受光窓ワイパー42は、受光面部32の外側に回転可能に支持され、環状構造体70との間に磁力による吸引力が作用する。より具体的には受光窓ワイパー42は、投光窓ワイパー41と同様に、環状構造体70の磁石73の回転軌跡に対応する両端部に磁気結合部421が設けられており、両端部の磁気結合部421の間には、2つのワイピング部材422が設けられている。
The light receiving
ワイパー支持部43は、軸部431、取り付けフランジ部432を含む。軸部431は、一端側が投光窓ワイパー41を回転可能に軸支し、他端側が受光窓ワイパー42を回転可能に軸支する。つまりワイパー支持部43は、投光窓ワイパー41と受光窓ワイパー42を個々に独立して回転可能に軸支する。取り付けフランジ部432には、貫通孔433が形成されている。他方、光路セル30の基部33の上面には、取り付けフランジ部432の貫通孔433に対応する部分に雌ネジ孔331が形成されている。ワイパー支持部43は、取り付けフランジ部432の貫通孔433を通じて雌ネジ孔331に螺合する雄ネジ(図示せず)によって、光路セル30の基部33の上面に固定される。
尚、投光窓ワイパー41又は受光窓ワイパー42と環状構造体70との磁気結合は、例えば環状構造体70に鉄等の強磁性体を設け、投光窓ワイパー41又は受光窓ワイパー42に永久磁石を設けて実現してもよいし、両方に永久磁石を設けて実現してもよい。
The
Note that the magnetic coupling between the light projecting
<本発明に係る水質測定装置の作用効果>
以上説明した構成の本発明に係る水質測定装置は、前述したように、投光面部31の内側に回転可能に支持された環状構造体70と、投光面部31の外側に回転可能に支持された投光窓ワイパー41との間に磁力による吸引力が作用する。したがってモータ61の回転駆動力が伝達されて環状構造体70が回転すると、投光面部31の外側に設けられた投光窓ワイパー41は、環状構造体70に作用する回転駆動力が伝達されて回転する。それによって投光面部31の外側において投光窓34に付着した異物等が投光窓ワイパー41のワイピング部材412で払拭されて除去される。
<Operational effects of the water quality measuring apparatus according to the present invention>
As described above, the water quality measuring device according to the present invention having the above-described configuration is rotatably supported on the outer side of the light projecting
そして環状構造体70は、投光面部31において、光源から投光窓34への投光経路を取り囲むように設けられた環状の部材である。そのため回転する環状構造体70が光源から投光窓34への投光経路を横切ることがない。したがって光源と投光窓34との間に一定以上の間隔を設ける必要がないので、例えば投光窓34に近接する位置に光源を設けることも可能になり、光源と投光窓34との間の間隔を大幅に小さくすることができる。それによって投光面部31の投光効率を高めることができるので、水質の測定精度を向上させることができる。
The
同様に、受光面部32の内側に回転可能に支持された環状構造体70と、受光面部32の外側に回転可能に支持された受光窓ワイパー42との間には、磁力による吸引力が作用する。したがってモータ61の回転駆動力が伝達されて環状構造体70が回転すると、受光面部32の外側に設けられた受光窓ワイパー42は、環状構造体70に作用する回転駆動力が伝達されて回転する。それによって受光面部32の外側において受光窓35に付着した異物等が受光窓ワイパー42のワイピング部材422で払拭されて除去される。
Similarly, an attractive force due to magnetic force acts between the
そして環状構造体70は、受光面部32において、受光窓35からセンサへの受光経路を取り囲むように設けられた環状の部材である。そのため回転する環状構造体70が受光窓35からセンサへの受光経路を横切ることがない。したがってセンサと受光窓35との間に一定以上の間隔を設ける必要がないので、例えば受光窓35に近接する位置にセンサを設けることも可能になり、センサと受光窓35との間の間隔を大幅に小さくすることができる。それによって受光面部32の受光効率を高めることができるので、水質の測定精度を向上させることができる。
The
<他の実施例、変形例>
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
<Other embodiments and modifications>
The present invention is not particularly limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims.
例えば上記説明した実施例において、投光面部31の環状構造体70と投光窓ワイパー41、又は受光面部32の環状構造体70と受光窓ワイパー42、いずれか一方のみを設ける構成としてもよく、そのような構成においても本発明の作用効果が得られる。
For example, in the embodiment described above, only the
また例えば上記説明した実施例においては、モータ61を常時回転させて投光窓ワイパー41及び受光窓ワイパー42が常時回転するようにしてよい。この場合、受光面部32の内側に設けられたセンサの受光レベルが一定の閾値以上のときだけ、その受光レベルから水質を測定する制御部(図示せず)を設けるのが好ましい。それによって回転する投光窓ワイパー41又は受光窓ワイパー42の影響を受けることなく、水質を正確に計測することができる。それによって例えば、投光窓ワイパー41又は受光窓ワイパー42の回転位置を検出することなく、回転する投光窓ワイパー41又は受光窓ワイパー42に起因する誤測定を未然に防止して水質を正確に測定することができる。このような制御部は、例えばセンサケース20の内部の回路基板(図示せず)に実装してもよいし、水質測定装置の出力信号を処理する外部装置として構成してもよい。
Further, for example, in the embodiment described above, the
10 光源ケース
20 センサケース
30 光路セル
31 投光面部
32 受光面部
34 投光窓
35 受光窓
40 ワイパーユニット
41 投光窓ワイパー
42 受光窓ワイパー
70 環状構造体
71 環状ギア
72 磁石取り付けリング
73 磁石
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記投光面部に対向して設けられ、測定対象の水が外側に接する受光面部、透光性を有する部材で前記受光面部に設けられ、前記投光窓に対向する受光窓、前記受光面部の内側で前記受光窓に対応する位置に設けられたセンサを含む受光部と、
前記投光面部の内側に回転可能に支持され、前記光源から前記投光窓への投光経路を取り囲むように設けられた環状の部材であり、駆動力が伝達されて回転する投光部環状部材と、
前記投光面部の外側に回転可能に支持され、前記投光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する投光窓ワイパーと、を備える水質測定装置。 A light projecting surface portion in contact with water to be measured, a light projecting window provided on the light projecting surface portion with a translucent member, and provided at a position corresponding to the light projecting window inside the light projecting surface portion. A light projecting unit including a light source;
A light-receiving surface portion that is provided facing the light-projecting surface portion, contacts the outside of the measurement target water, is provided on the light-receiving surface portion with a light-transmitting member, and faces the light-projecting window. A light receiving portion including a sensor provided at a position corresponding to the light receiving window on the inside;
An annular member that is rotatably supported inside the light projecting surface portion and is provided so as to surround a light projecting path from the light source to the light projecting window, and is rotated by a driving force transmitted thereto. Members,
A water quality measuring device comprising: a projection window wiper that is rotatably supported on the outside of the projection surface portion, and that attracts magnetic force between the projection unit annular member.
前記投光面部に対向して設けられ、測定対象の水が外側に接する受光面部、透光性を有する部材で前記受光面部に設けられ、前記投光窓に対向する受光窓、前記受光面部の内側で前記受光窓に対応する位置に設けられたセンサを含む受光部と、
前記受光面部の内側に回転可能に支持され、前記受光窓から前記センサへの受光経路を取り囲むように設けられた環状の部材であり、駆動力が伝達されて回転する受光部環状部材と、
前記受光面部の外側に回転可能に支持され、前記受光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する受光窓ワイパーと、を備える水質測定装置。 A light projecting surface portion in contact with water to be measured, a light projecting window provided on the light projecting surface portion with a translucent member, and provided at a position corresponding to the light projecting window inside the light projecting surface portion. A light projecting unit including a light source;
A light-receiving surface portion that is provided facing the light-projecting surface portion, contacts the outside of the measurement target water, is provided on the light-receiving surface portion with a light-transmitting member, and faces the light-projecting window. A light receiving portion including a sensor provided at a position corresponding to the light receiving window on the inside;
A ring-shaped member that is rotatably supported inside the light-receiving surface portion and is provided so as to surround a light-receiving path from the light-receiving window to the sensor;
A water quality measuring device comprising: a light receiving window wiper that is rotatably supported on the outer side of the light receiving surface portion, and that attracts magnetic force to the light receiving portion annular member.
前記受光面部の外側に回転可能に支持され、前記受光部環状部材との間に磁力による吸引力が作用する受光窓ワイパーと、をさらに備える、ことを特徴とする水質測定装置。 The water quality measuring device according to claim 1, wherein the water quality measuring device is an annular member that is rotatably supported inside the light receiving surface portion and is provided so as to surround a light receiving path from the light receiving window to the sensor. A rotating light receiving portion annular member,
A water quality measuring device, further comprising: a light receiving window wiper that is rotatably supported on the outer side of the light receiving surface portion and acts by a magnetic force between the light receiving portion annular member.
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