JP2021071434A - Floating sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、フローティングセンサに関する。 The present disclosure relates to a floating sensor.
工場排水などの水中にある有機性物質(以下、有機物)は微生物によって分解される。その際に水中酸素が消費されることによって水質が悪化する。そのため、水質保全の観点より、水中に有機物が存在するか否かの検査が重要である。 Organic substances (hereinafter referred to as organic substances) in water such as factory wastewater are decomposed by microorganisms. At that time, the water quality deteriorates due to the consumption of oxygen in the water. Therefore, from the viewpoint of water quality conservation, it is important to inspect whether or not organic matter is present in the water.
ここで、微生物の代謝反応を利用して有機物である燃料を電気エネルギーに変換することで発電する発電装置が知られている。たとえば、特開2015−95274号公報(以下、特許文献1)や特開2015−204198号公報(以下、特許文献2)は、水中の微生物による有機物の分解によって発電する装置を開示している。 Here, there is known a power generation device that generates electricity by converting an organic fuel into electric energy by utilizing a metabolic reaction of microorganisms. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-95274 (hereinafter, Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-204198 (hereinafter, Patent Document 2) disclose an apparatus for generating electricity by decomposing organic substances by microorganisms in water.
このような発電装置を利用して、水中の有機物の有無を検出するセンサとすることが考えられる。しかしながら、この発電装置を利用するには、検査対象とする液を容器に入れ、電極をセットするなどの手間がかかる。 It is conceivable to use such a power generation device as a sensor for detecting the presence or absence of organic substances in water. However, in order to use this power generation device, it takes time and effort to put the liquid to be inspected in a container and set the electrodes.
一方で、水中に有機物が存在するか否かの検査は、工場などからの排水、プール、公衆浴場、河川など多方でのニーズがある。そこで、簡易な装置で手間なく検査できるフローティングセンサを提供する。 On the other hand, there are many needs for inspection of whether or not organic matter is present in water, such as wastewater from factories, pools, public baths, and rivers. Therefore, we provide a floating sensor that can be inspected without hassle with a simple device.
ある実施の形態に従うと、フローティングセンサは、カソード電極を支持するカソード支持体と、アノード電極を支持するアノード支持体と、アノード支持体に支持されたアノード電極を下面、カソード支持体に支持されたカソード電極を上面として、カソード支持体及びアノード支持体を水面に浮遊させるフロート部材と、を備え、アノード支持体は、アノード電極を、交換膜を間に挟んでカソード電極と接するように支持し、アノード支持体は、アノード電極を、カソード支持体に対して分離可能に支持する。 According to an embodiment, the floating sensor has a cathode support that supports the cathode electrode, an anode support that supports the anode electrode, and an anode electrode that is supported by the anode support on the lower surface and the cathode support. With the cathode electrode as the upper surface, the cathode support and the float member for suspending the anode support on the water surface are provided, and the anode support supports the anode electrode so as to be in contact with the cathode electrode with an exchange film in between. The anode support supports the anode electrode separably with respect to the cathode support.
更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。 Further details will be described as embodiments described below.
<1.フローティングセンサの概要> <1. Overview of floating sensor>
(1)本実施の形態に含まれるフローティングセンサは、カソード電極を支持するカソード支持体と、アノード電極を支持するアノード支持体と、アノード支持体に支持されたアノード電極を下面、カソード支持体に支持されたカソード電極を上面として、カソード支持体及びアノード支持体を水面に浮遊させるフロート部材と、を備え、アノード支持体は、アノード電極を、交換膜を間に挟んでカソード電極と接するように支持し、アノード支持体は、アノード電極を、カソード支持体に対して分離可能に支持する。 (1) The floating sensor included in the present embodiment has a cathode support that supports the cathode electrode, an anode support that supports the anode electrode, and an anode electrode supported by the anode support on the lower surface and the cathode support. With the supported cathode electrode as the upper surface, the anode support and the float member for suspending the anode support on the water surface are provided, and the anode support is in contact with the cathode electrode with an exchange film in between. Supporting, the anode support supports the anode electrode separably with respect to the cathode support.
これにより、センシング対象の水面に浮遊させることで、水中の有機物に応じて発電され、その発電によって有機物のセンシングができる。そのため、簡易な装置で手間なく水質を検査できる。 As a result, by floating on the water surface to be sensed, power is generated according to the organic matter in the water, and the organic matter can be sensed by the power generation. Therefore, the water quality can be inspected without hassle with a simple device.
(2)好ましくは、アノード支持体は、下面より凹形状である、アノード電極を収容する収容空間を有する。これにより、浮遊させることでアノード電極を水に接触させることができる。 (2) Preferably, the anode support has a storage space for accommodating the anode electrode, which is concave from the lower surface. As a result, the anode electrode can be brought into contact with water by floating.
(3)好ましくは、アノード支持体は、収容空間に収容されたアノード電極を、下面から収容空間の底部に向けて押さえることで挟持する部材を含む。これにより、簡易な構造でアノード電極を着脱できる。 (3) Preferably, the anode support includes a member that holds the anode electrode accommodated in the accommodation space by pressing the anode electrode from the lower surface toward the bottom of the accommodation space. As a result, the anode electrode can be attached and detached with a simple structure.
(4)好ましくは、アノード支持体は、収容空間から上面に貫通する通気路を有する。これにより、水面に浮遊させた際に、収容空間内の空気を排気でき、安定して浮遊させることができる。 (4) Preferably, the anode support has a ventilation path penetrating from the accommodation space to the upper surface. As a result, when the air is suspended on the water surface, the air in the accommodation space can be exhausted, and the air can be stably suspended.
(5)好ましくは、通気路は、収容空間に収容されたアノード電極から伸びる端子を収容空間から上面までガイドする機能をさらに有する。これにより、回路を水面より上に配置することができる。 (5) Preferably, the ventilation path further has a function of guiding the terminal extending from the anode electrode accommodated in the accommodating space from the accommodating space to the upper surface. This allows the circuit to be placed above the surface of the water.
(6)好ましくは、フロート部材がカソード支持体に対して着脱可能である。これにより、取り扱いを容易にできる。 (6) Preferably, the float member is removable from the cathode support. This makes it easy to handle.
(7)好ましくは、アノード電極は、乾燥状態の微生物を保持する保持体を構成している。これにより、アノード電極に保持された微生物による有機物の分解を利用して発電が行われる。 (7) Preferably, the anode electrode constitutes a retainer that retains the microorganisms in a dry state. As a result, power generation is performed by utilizing the decomposition of organic matter by microorganisms held on the anode electrode.
(8)好ましくは、フロート部材は、アノード電極とカソード電極とを接続する回路を搭載している。これにより、アノード電極とカソード電極とを容易に電気的に接続することができる。 (8) Preferably, the float member is equipped with a circuit for connecting the anode electrode and the cathode electrode. As a result, the anode electrode and the cathode electrode can be easily electrically connected.
(9)好ましくは、フロート部材は、さらに、回路によって発電された電力を送信するためのアンテナを搭載している。これにより、センシング結果を容易に得ることができる。 (9) Preferably, the float member is further equipped with an antenna for transmitting the electric power generated by the circuit. Thereby, the sensing result can be easily obtained.
<2.フローティングセンサの例> <2. Floating sensor example>
図1を参照して、センシングシステム300は、フローティングセンサ100と、受信装置200と、を含む。フローティングセンサ100は、微生物の代謝反応を利用して有機物である燃料を電気エネルギーに変換することで発電する発電装置として機能する。フローティングセンサ100は、センシング対象とする水の水面に浮遊させる。フローティングセンサ100は、水中の有機物である燃料を用いて発電する。フローティングセンサ100は、アンテナ20をさらに有し、発電した電力を放射する。受信装置200は、アンテナ20から放射された電力を受信する。
With reference to FIG. 1, the
図2〜図6を参照して、フローティングセンサ100は、微生物が、有機物である燃料を分解する作用を利用して発電を行うものであり、アノード電極12と、カソード電極11と、セパレータとして機能する交換膜13と、を備えている。
With reference to FIGS. 2 to 6, the
フローティングセンサ100は、さらに、これらを支持する筐体として、カソード支持体110と、アノード支持体120と、を有する。また、フローティングセンサ100は、カソード支持体110に対してアノード支持体120を固定するための固定体130をさらに有する。これらカソード支持体110、アノード支持体120、及び、固定体130を構成する各部材は、後述するように扁平な板状部材であって、例えばアクリル板などの、軽く加工しやすい素材である。これにより、製造が容易になる。好ましくは、リサイクル可能な素材である。これにより、環境に配慮した製品となる。好ましくは、低コストの素材である。これにより、全体のコストアップを抑えることができる。
The
カソード支持体110は、カソード電極11を支持する。カソード電極11は、酸素の透過性を有する、いわゆるエアカソードである。詳しくは、カソード電極11はカーボンを主成分とする導電性コーティングであって、例えば、多層カーボンナノチューブと活性炭粉末とナフィオン溶液とを混合して乾燥させることによって生成されている。このようにして生成されたカソード電極11は、リサイクル可能である。これにより、環境に配慮した製品となる。なお、カソード電極11は、ステンレスメッシュ10に付加された状態で用いられる。ステンレスメッシュ10を用いることで、カソード電極11の電気接点層を容易に構成できる。
The
カソード支持体110は、支持部材6及び枠材7を含む。支持部材6は、扁平な板状の矩形部材であって、厚みが3mm程度である。支持部材6の中央付近には、開口61が設けられている。また、向き合う両辺近傍に、当該辺に平行して貫通孔62A及び62Bと、貫通孔63A及び63Bとが設けられている。支持部材6の一方の面を上面、他方の面を下面とする。
The
枠材7は、支持部材6よりも小さい、扁平な板状の矩形の枠であって、厚みが2mm程度である。枠材7は、支持部材6の上面に、枠内空間71が開口61と重なり、かつ、貫通孔62A及び62B、並びに、貫通孔63A及び63Bに枠材7が重ならないように設置される。
The
枠内空間71には、カソード電極11及びステンレスメッシュ10が、ステンレスメッシュ10側を上面としてセットされる。従って、枠内空間71及び支持部材6の枠内空間71に接する領域が、上面側から凹形状のカソード電極11及びステンレスメッシュ10の収容空間である第1の収容空間を構成する。
The
枠内空間71の上方は開口している。そのため、図2に示されたように、カソード電極11が付加されたステンレスメッシュ10によって形成されたカソード電極11の電気接点17を上方に露出させることができる。
The upper part of the
アノード支持体120は、カソード支持体110によって支持されたカソード電極11と、交換膜13を間に挟んで接するようにアノード電極12を支持する。交換膜13は、一例としてナフィオン膜である。交換膜13は、アノード電極12付近で発生したプロトン(水素イオン)を透過可能であり、かつ、アノード電極12付近の水分の透過を防止する。交換膜13は、リサイクル可能である。これにより、環境に配慮した製品となる。
The
アノード電極12は、カーボンを主成分とする導電性コーティングであって、例えば、カーボンシートに活性炭を混合した活性炭シートである。アノード電極12は、ステンレスメッシュ10の両面に付加された状態で用いられる。ステンレスメッシュ10を用いることで、アノード電極12の電気接点層を容易に構成できる。
The
アノード電極12には、有機物を分解する微生物が保持されていてもよい。この場合、アノード電極12は、微生物を保持するための「保持体」を構成している。フローティングセンサ100は、不使用時には乾燥状態であるため、アノード電極12は乾燥状態である。アノード電極12の保持する微生物は、好ましくは、乾燥状態で長期間生存可能な微生物であって、例えば、納豆菌等の枯草菌である。保持される微生物は枯草菌に限定されず、乾燥状態でも生存可能な他の微生物であってもよい。例えば、グルコースを分解する酵母菌、大腸菌等であってもよい。これらの微生物は人体に対して安全で、入手しやすいため、フローティングセンサ100の製造や取り扱いが容易になる。なお、アノード電極12には、有機物を分解する微生物が保持されていなくてもよい。この場合、水中の微生物による有機物の分解を利用して発電が行われる。
The
固定体130は、アノード支持体120が、アノード電極12をカソード支持体110に対して分離可能に支持するように、カソード支持体110に対してアノード支持体120を固定する。固定体130については後述する。
The fixed
アノード支持体120は、上記の支持部材6に加えて、枠材5及び係止部材4を含む。枠材5及び係止部材4は、いずれも、支持部材6に対して固定されておらず、別個の部材であり、後述する固定体130によって固定される。
The
枠材5は、支持部材6と同一、又は、概ね同一の大きさの扁平な板状の矩形の枠であり、厚みが2mm程度である。枠材5は、支持部材6の下面側に接し、枠内空間51が開口61と重なるように、交換膜13を間に挟んで開口61の周りに設置される。枠材5の支持部材6に向く側の面を上面、反対側の面を下面とする。
The
支持部材6、枠材5及び枠材7は、第1の収容空間にカソード電極11及びステンレスメッシュ10が収容された状態で重ねられ、接着剤などによって固定されている。このため、カソード電極11及びステンレスメッシュ10はカソード支持体110に対して確実に固定されている。これにより、取り扱いが容易になる。
The
他の例として、支持部材6、枠材5、及び、枠材7は、固定されていなくてもよい。その場合、固定体130によって支持部材6、枠材5、及び、枠材7は相互に着脱可能である。そのため、カソード電極11及びステンレスメッシュ10はカソード支持体110に対して分離可能となる。これにより、カソード電極11及びステンレスメッシュ10を容易に交換可能となる。
As another example, the
枠材5の枠内空間51には、アノード電極12及びステンレスメッシュ10がセット可能である。従って、枠内空間51及び支持部材6の枠内空間51に交換膜13を間に挟んで接する領域が、下面側から凹形状のアノード電極12及びステンレスメッシュ10の収容空間である第2の収容空間を構成する。
The
枠材5の支持部材6の貫通孔62A及び62Bと重なる位置に、それぞれ、枠内空間51と連続した切り欠き52A及び52Bが形成されている。これにより、カソード支持体110とアノード支持体120とを重ねたときに、切り欠き52A及び貫通孔62Aと、切り欠き52B及び貫通孔62Bとが連結し、この2か所が下面から上面まで貫通する。
枠材5の、支持部材6に重ねたときに貫通孔63A,63Bに一致する位置に、それぞれ、貫通孔53A,53Bが設けられている。これにより、カソード支持体110とアノード支持体120とを重ねたときに、下面から上面まで、貫通孔53A及び貫通孔63Aと、貫通孔53B及び貫通孔63Bとが連結し、この2か所が下面から上面まで貫通する。
Through
係止部材4は、枠材5の枠内空間51にはめ込まれる大きさの扁平な板状部材である。係止部材4は、第2の収容空間にアノード電極12及びステンレスメッシュ10が収容された状態で下面からはめ込まれる。係止部材4は、固定体130によってカソード支持体110に対してアノード支持体120とともに固定される。これにより、係止部材4は、第2の収容空間に収容されたアノード電極12及びステンレスメッシュ10を下方から上方、つまり、第2の収容空間の底部に向けて押さえることで、アノード電極12を挟持する。その結果、第2の収容空間にアノード電極12及びステンレスメッシュ10を係止して下方への落下を防ぐ。
The locking
係止部材4は、アノード電極12の下方側の露出を確保しつつ下方への落下を防ぐ。そのため、係止部材4は、図2〜図5に示されたように、枠形状であって、枠内空間41を有する。これにより、アノード電極12の下方側の露出を確保でき、水面に浮遊させたときにアノード電極12が水と接することになる。
The locking
好ましくは、係止部材4には、枠材5と重ねたときに切り欠き52A及び52Bに対応した位置に、それぞれ、枠内空間41と連続した切り欠き42A及び42Bが形成されている。これにより、枠内空間41が切り欠き42A及び42Bを経て、それぞれ、切り欠き52A及び52Bに連結される。切り欠き52A及び52Bは、上記のように、それぞれ、支持部材6の貫通孔62A及び62Bと連結される。その結果、枠内空間41は、切り欠き42A及び42Bを経て、それぞれ、切り欠き52A及び貫通孔62A、及び、切り欠き52B及び貫通孔62Bによって、上面まで連結して、2本の貫通孔を形成している。
Preferably, the locking
枠内空間41が切り欠き52A及び貫通孔62Aと、切り欠き52B及び貫通孔62Bとの2か所を介して上面まで連結して、2本の貫通孔を形成していることで、これら貫通孔は、第2の収容空間内の空気の通気路とすることができる。これにより、第2の収容空間内の空気を排気でき、安定して水面に浮遊させることができる。
The
さらに、2本の貫通孔のうちの一方の貫通孔は、第2の収容空間に収容されたアノード電極12の端子のガイドに兼用される。アノード電極12の端子の先端は、アノード電極12が付加されたステンレスメッシュ10によって形成されたアノード電極12の電気接点16を構成している。これにより、図2に示されたように、下方に固定されたアノード電極12の電気接点16を上面までガイドされる。
Further, one of the two through holes is also used as a guide for the terminals of the
固定体130は、固定部材2及び固定部材3と、第1固定棒1、第2固定棒8、及び、第3固定棒9と、を含む。固定部材2及び固定部材3は同形状であって、扁平な板状部材で、厚みが2mm程度である。固定部材2及び固定部材3の長手方向に直交する幅方向の長さは、貫通孔53A及び貫通孔63A、及び、貫通孔53B及び貫通孔63Bのいずれの幅よりも小さい。そのため、固定部材2及び固定部材3は、長手方向を、重ねた支持部材6、枠材5、及び、枠材7の厚さ方向と一致させ、支持部材6、枠材5、及び、枠材7を重ねた状態で下面から上面まで連通する貫通孔53A及び貫通孔63A、及び、貫通孔53B及び貫通孔63Bに、それぞれ挿入、抜去が可能である。
The fixed
固定部材2及び固定部材3の一方端には、幅方向に少なくとも一方に突出した突起24,34が形成されている。好ましくは、図6に示されたように、突起24,34は幅方向の両側に突出している。これにより、固定部材2及び固定部材3をそれぞれ貫通孔53A及び貫通孔63A、及び、貫通孔53B及び貫通孔63Bに挿入するときに、貫入状態を維持しやすくなる。
At one end of the fixing
固定部材2及び固定部材3には、それぞれ、同じ位置に、第1貫通孔21,31、第2貫通孔22,32、及び、第3貫通孔23,33が設けられている。第1貫通孔21,31、第2貫通孔22,32、及び、第3貫通孔23,33は、その順に下面から上面に配置されている。第1貫通孔21,31は第1固定棒1を渡すための貫通孔、第2貫通孔22,32は第2固定棒8を渡すための貫通孔、及び、第3貫通孔23,33は第3固定棒9を渡すための貫通孔である。
The fixing
固定棒1,8,9は、いずれも、扁平な板状部材で、厚みが2mm程度である。固定棒1,8,9は、それぞれ、長さ方向を支持部材6、枠材5、及び、枠材7の面と平行にして、第1貫通孔21,31、第2貫通孔22,32、及び、第3貫通孔23,33の両方を貫通するように挿入される。そのため、各固定棒1,8,9は、いずれも、重ねた支持部材6、枠材5、及び、枠材7の固定部材2及び固定部材3で挟む方向の幅よりも長い。
The fixing
好ましくは、固定棒1,8,9の長手方向の一方の端部には、図7に示されたように、それぞれ、長手方向に対して角度をなす方向に突出した突起111,81,91が形成されている。これにより、固定棒1,8,9をそれぞれ第1貫通孔21,31で形成される貫通孔、第2貫通孔22,32で形成される貫通孔、及び、第3貫通孔23,33で形成される貫通孔に挿入するときに、貫入状態を維持しやすくなる。
Preferably, one end of the fixing
第1貫通孔21,31と第2貫通孔22,32との間隔は、枠材7の厚みと、支持部材6の厚みと、交換膜13の厚みと、アノード電極12及びステンレスメッシュ10の厚みと、係止部材4の厚みと、を加えた長さに相当する。これにより、固定棒1,8をそれぞれ第1貫通孔21,31及び第2貫通孔22,32に貫通させることによって、固定されたカソード支持体110及びアノード支持体120が固定棒1,8に厚み方向に挟まれる。
The distance between the first through
固定棒1,8は、いずれも、第1貫通孔21,31及び第2貫通孔22,32に対して挿入、抜去が可能である。各部材4〜7を上下に重ね、アノード電極12及びステンレスメッシュ10を第2の収容空間にセットして固定棒1,8をそれぞれ第1貫通孔21,31及び第2貫通孔22,32に挿入することで、カソード支持体110に対してアノード支持体120が固定される。つまり、フローティングセンサ100を容易に構築できる。なお、以降における固定されたカソード支持体110及びアノード支持体120は、固定棒1,8を挿入することによってカソード支持体110に対してアノード支持体120が固定されている状態のものを指す。
The fixing
また、固定棒1,8をそれぞれ第1貫通孔21,31及び第2貫通孔22,32から抜去することによって、カソード支持体110からアノード支持体120が分離し、アノード電極12及びステンレスメッシュ10が第2の収容空間から離脱する。これにより、フローティングセンサ100を容易に分解できるとともに、アノード電極12を容易に交換できる。
Further, by removing the fixing
フローティングセンサ100は、フロート部材14をさらに有する。フロート部材14は、扁平な板状の形状であって、例えば発砲スチロールなどの水に浮く素材で形成されている。厚みは、例えば5mm程度である。
The floating
図7及び図8に示されたように、フロート部材14は、開口141を有する。開口141は、支持部材6のサイズ以上のサイズであって、開口141に、固定されたカソード支持体110及びアノード支持体120が嵌め込み可能である。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
好ましくは、フロート部材14は、図8及び図9に示されたように、開口141の周囲の少なくとも一部に庇部142が形成されている。庇部142は、フロート部材14の上面側又は下面側の一方が他方の開口141の縁よりも内側に張り出したものである。図7及び図8の例では、上面側に張り出した庇部142が形成されている。このような庇部142が形成されていることによって、庇部142と反対側、この例では下面側から固定された状態のカソード支持体110及びアノード支持体120を開口141に嵌め込むと、庇部142がカソード支持体110の縁部に干渉し、嵌め込み状態が維持される。その結果、フロート部材14からのカソード支持体110及びアノード支持体120に抜け落ちを防止できる。
Preferably, the
第1貫通孔21,31と第3貫通孔23,33との間隔は、フロート部材14の厚みに相当する。固定棒1,9は、いずれも、固定されたカソード支持体110及びアノード支持体120の固定部材2及び固定部材3で挟む方向の幅よりも長い。これにより、フロート部材14の開口141に固定されたカソード支持体110及びアノード支持体120を嵌めこみ、固定棒1,9をそれぞれ第1貫通孔21,31及び第3貫通孔23,33に貫通させることによって、カソード電極11及びステンレスメッシュ10を支持したカソード支持体110と、アノード電極12及びステンレスメッシュ10を支持したアノード支持体120とが、交換膜13を介して固定棒1,8に厚み方向に挟まれる。
The distance between the first through
固定棒1,9は、いずれも、第1貫通孔21,31及び第3貫通孔23,33に対して挿入、抜去が可能である。固定棒1,9をそれぞれ第1貫通孔21,31及び第3貫通孔23,33から抜去することによって、カソード支持体110及びアノード支持体120をフロート部材14から離脱させることができる。これにより、カソード支持体110及びアノード支持体120がフロート部材14に対して分離可能に支持される。つまり、フロート部材14がカソード支持体110に対して着脱可能となる。これにより、フローティングセンサ100の取り扱いが容易になる。
The fixing
フロート部材14の上面には、図2、図7に示されたように外部回路(負荷抵抗)18が配置され、上面に導出されたアノード電極12の電気接点16及びカソード電極の電気接点17を接続する。これにより、アノード電極12とカソード電極11とは外部回路(負荷抵抗)18を介して電気配線により電気的に接続される。
An external circuit (load resistance) 18 is arranged on the upper surface of the
フローティングセンサ100は、カソード支持体110及びアノード支持体120を固定してフロート部材14に装着した状態で、カソード支持体110を上側、アノード支持体120を下側として水面に置いて用いられる。フローティングセンサ100は、フロート部材14の浮力によって水面を浮遊する。すなわち、フロート部材14は、アノード支持体120に支持されたアノード電極12を下面、カソード支持体110に支持されたカソード電極11を上面として、カソード支持体110及びアノード支持体120を水面に浮遊させる。
The floating
フローティングセンサ100を水面に浮遊させると、アノード電極12が水中に位置し、水に接する。この状態において、アノード電極12に保持された微生物、又は、水中の微生物によって水中の有機物が分解されることによって、プロトン及び電子が生成される。電子は、アノード電極12で回収され、外部回路18を経由してカソード電極11に移動する。プロトンは、交換膜13を透過してカソード電極11に移動する。カソード電極11において、接している外気から得られる酸素と、カソード電極11に移動した電子及びプロトンとの反応により水が発生する。
When the floating
フロート部材14の上面に配置された外部回路18には、図2に示されたように、さらに、アンテナ20が接続されている。図2では、アンテナ20は通信モジュール20Aに含まれ、通信モジュール20Aが外部回路18に接続されている。
As shown in FIG. 2, an
アンテナ20からは、発電された電力が放射される。この放射を受信装置200で受信することによって、フローティングセンサ100で発電されたことが検出される。また、受信した電力に基づいて、フローティングセンサ100における発電量を検出することもできる。これにより、センシング対象とする水中に有機物が所定量あることを検出できる。
The generated power is radiated from the
フローティングセンサ100を利用したセンシングシステム300は、遠隔で水質を管理するのに好適に用いられる。例えば、工場などからの排水、プールや公衆浴場、河川などの水質管理が想定される。この場合、屋外や公衆スペースで用いられることから、フローティングセンサ100が紛失したり破損したりすることも考えられる。こういった場合でも、フローティングセンサ100が軽量で、比較的安価な素材で形成され、また、構築、分解も容易であることから、容易に用いることができる。
The
<3.付記>
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
<3. Addendum>
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
1 :第1固定棒
2 :固定部材
3 :固定部材
4 :係止部材
5 :枠材
6 :支持部材
7 :枠材
8 :第2固定棒
9 :第3固定棒
10 :ステンレスメッシュ
11 :カソード電極
12 :アノード電極
13 :交換膜
14 :フロート部材
16 :電気接点
17 :電気接点
18 :外部回路
20 :アンテナ
20A :通信モジュール
21 :第1貫通孔
22 :第2貫通孔
23 :第3貫通孔
24 :突起
31 :第1貫通孔
32 :第2貫通孔
33 :第3貫通孔
34 :突起
41 :枠内空間
42A :切り欠き
51 :枠内空間
52A :切り欠き
52B :切り欠き
53A :貫通孔
53B :貫通孔
61 :開口
62A :貫通孔
62B :貫通孔
63A :貫通孔
63B :貫通孔
71 :枠内空間
81 :突起
91 :突起
100 :フローティングセンサ
110 :カソード支持体
111 :突起
120 :アノード支持体
130 :固定体
141 :開口
142 :庇部
200 :受信装置
300 :センシングシステム
1: 1st fixing rod 2: Fixing member 3: Fixing member 4: Locking member 5: Frame material 6: Support member 7: Frame material 8: 2nd fixing rod 9: 3rd fixing rod 10: Stainless mesh 11: Cathode Electrode 12: Anode electrode 13: Replacement film 14: Float member 16: Electrical contact 17: Electrical contact 18: External circuit 20:
Claims (9)
アノード電極を支持するアノード支持体と、
前記アノード支持体に支持された前記アノード電極を下面、前記カソード支持体に支持された前記カソード電極を上面として、前記カソード支持体及び前記アノード支持体を水面に浮遊させるフロート部材と、を備え、
前記アノード支持体は、前記アノード電極を、交換膜を間に挟んで前記カソード電極と接するように支持し、
前記アノード支持体は、前記アノード電極を、前記カソード支持体に対して分離可能に支持する
フローティングセンサ。 A cathode support that supports the cathode electrode and
An anode support that supports the anode electrode and
With the anode electrode supported by the anode support as the lower surface and the cathode electrode supported by the cathode support as the upper surface, the cathode support and the float member for suspending the anode support on the water surface are provided.
The anode support supports the anode electrode with an exchange membrane in between so as to be in contact with the cathode electrode.
The anode support is a floating sensor that supports the anode electrode in a separable manner with respect to the cathode support.
請求項1に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to claim 1, wherein the anode support has a concave shape from the lower surface and has a storage space for accommodating the anode electrode.
請求項2に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to claim 2, wherein the anode support includes a member that holds the anode electrode accommodated in the accommodation space by pressing the anode electrode from the lower surface toward the bottom of the accommodation space.
請求項2又は3に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to claim 2 or 3, wherein the anode support has a ventilation path penetrating from the accommodation space to the upper surface.
請求項4に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to claim 4, wherein the ventilation path further has a function of guiding a terminal extending from the anode electrode accommodated in the accommodation space from the accommodation space to the upper surface.
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the float member is removable from the cathode support.
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the anode electrode constitutes a retainer that holds microorganisms in a dry state.
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the float member includes a circuit for connecting the anode electrode and the cathode electrode.
請求項8に記載のフローティングセンサ。 The floating sensor according to claim 8, wherein the float member further includes an antenna for transmitting electric power generated by the circuit.
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