JP2772365B2 - 水質監視計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、洗浄用、医薬用、高度分析機器用等に用い
られる不純物の少ない水を製造する装置の能力監視等に
用いる水質監視計に係り、駆動用電源を電池とし、水質
の悪化を例えばブザー音、音声等により警告する水質監
視計に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、不純物の少ない水を製造する装置（以下水処
理装置と称す）において、製造した水か各用途に応じて
必要とする純度を満足しているか否かを連続的に監視し
ている。

このような水質の監視を行なう機器としては、測定す
る水中に導電性材料で形成された一対の電極を設けて電
圧を加え、電流を測定して電気の通り易さを求める方式
の水質監視計である電気伝導率計もしくは抵抗率計（比
抵抗計）が多く用いられている。

第３図は従来の水質監視計の回路図を示している。

ＡはAC100V電源を用いた電源回路で、ダイオードＡ−
１、２、コンデンサＡ−３、４、５、６、定電圧素子Ａ
−７、８により構成される整流部で、トランスＡ−９の
２次電圧を例えば12V直流電圧に整流する。なお、Ａ−1
0はフューズであり、Ａ−11、12はAC100V電源との接続
端子である。

Ｂは発振回路で、オペアンプＢ−１、抵抗Ｂ−２、
３、４及びコンデンサＢ−５から構成され、電源回路Ａ
により駆動されて矩形波を出力する。これは、被測定水
に浸漬するセルＣの一対の電極Ｃ−１、２に直流電圧を
印加することによって生じる電気分解を避けるためであ
る。

Ｃは被測定水中に浸漬する一対の電極からなるセル
で、発振回路Ｂの出力が一方の電極Ｃ−１に接続され、
他方の電極Ｃ−２は検波回路Ｄに接続されている。

Ｄは検波回路で、オペアンプＤ−１、ダイオードＤ−
２及び抵抗Ｄ−３とにより構成している。発振回路Ｂか
ら例えば500Hzの矩形波の電圧がセルＣに印加され、検
波回路ＤによりセルＣの一対の電極Ｃ−１、２間の抵
抗、すなわち電気伝導率を測定することになるが、検波
回路Ｄからの出力は発振回路Ｂと同様に矩形波であるた
め、コンデンサＥ−１及び抵抗Ｅ−２からなる平滑回路
Ｅにより平滑化し、指示計Ｍにより該伝導率もしくは抵
抗率（電気伝導率の逆数）を電流値で読み取る。

ＦはオペアンプＦ−１及びダイオードＦ−２から構成
した警報比較回路で、抵抗Ｇ−１、可変抵抗Ｇ−２及び
ツェナーダイオードＧ−３により構成された警報設定回
路Ｇの設定値よりも測定値が大きい、すなわち水質が設
定値よりも悪化したことを検知すると、警報信号をブザ
ー駆動用トランジスタＨに出力し、警報ブザーＩを駆動
して、水質の悪化を知らせる。Ｊは警報停止スイッチ
で、例えば手動によりオフすることで警報ブザーＩの駆
動を停止する。

このような交流電源を使用した水質監視計は、連続的
な水質の監視に多く使用され、一時的に水質を検査する
用途には電源を電池とするものが使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、水処理装置は多種多様な型式のものが提供
され、ポンプ等の機器を用いた大規模なものから、ボン
ベ等の小型筒内にイオン交換樹脂をカートリッジ方式に
より設けたもの、あるいは逆浸透膜等を用いて、被処理
水の水圧のみにより水処理ができるものまである。

このような水処理装置において、ポンプ等を駆動する
ための商用交流電源がある場合には、その商用交流電源
を利用して第３図に示す水質監視計を駆動し、水処理装
置の稼動状態を連続的に監視することが可能となるが、
商用交流電源を一切使用する必要のないタイプや、水処
理装置の設置場所付近に商用交流電源が配線されていな
い場合、水処理装置の稼動状態を連続的に監視するに
は、新たに商用交流電源の配線を必要とするという難点
がある他、一般に水処理装置の周辺は漏水の可能性もあ
り、簡便な電気配線は漏電事故を引き起こす要因ともな
り、特に小型の水処理装置においては、電気配線のため
のコストが装置のコストに比べて高価となることもあ
り、商用電源を使用することなく水処理装置の稼動状態
を連続的に監視することができる水質監視計の要望があ
った。

そこで、第３図に示す水質監視計における電源を電池
とした場合、各回路は常に駆動状態にあり、またピエゾ
素子等の小電力型ブザーを使用したとしても、電池の寿
命は非常に短いものとなり、実験によれば一か月程度の
寿命であった。

本発明の目的は、このような従来の難点を解消し、電
池を電源としても長期間安定に水処理装置の稼動状態を
連続的に監視することができる水質監視計を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的を実現する具体的構成は、駆動電源を電
池とし、被測定液体中に浸漬した離隔対向する一対の電
極間に測定用の送信回路より電圧を印加し、該一対の電
極間の電流値を受信回路で検出して被測定液体の電気伝
導率もしくは抵抗率を測定し、測定値が設定した閾値を
越えている場合に警報比較回路から警報信号を出力し、
警報保持回路を駆動させて警報を発する水質監視計にお
いて、上記電池と直列に接続して電源回路を構成し、か
つオフの時には上記各回路に電池から電圧を印加しない
が液体の流れを検知するとオンして各回路にそれぞれ電
池から電圧を印加する主電源スイッチとして動作するフ
ロースイッチと、このフロースイッチのオンにより上記
電池にて駆動されて、電池から上記測定のための電圧を
予め設定した間隔で上記送受信回路に間欠的に給電する
間欠給電手段とを設け、更に上記警報保持回路は、警報
比較回路から警報信号が出力されたときに発する警報を
上記の間欠給電で次の測定が行われるまで保持するよう
に設けたことを特徴とするものである。

［作 用］ 上記の如く構成した水質監視計は、被測定液体が流れ
るているときのみ水質監視計が駆動状態にあり、間欠的
に測定を行ない、水質が悪い場合には警報を発するもの
であり、例えば水質悪化を知らせる警報を次ぎの測定が
行なわれるまでや、所定の時間保持したりすることによ
り実際には測定が行なわれていない間でも警報を発する
ことができる。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。なお、本実施例において、第３図に示す従来例の
回路と同一の回路には同一の符合を付してその説明は省
略する。

１はフロースイッチで、水処理装置、例えばイオン交
換樹脂方式の水処理装置の処理水経路中に設けられ、不
図示の処理水経路に設けたバルブ（不図示）を開いて処
理水を流すと、リードスイッチがオンするものであり、
電源電池２の電圧を後記するタイマー回路Ｋ及び警報保
持回路Ｎに供給する。このフロースイッチ１は、実際に
水処理装置が稼動している時にオンとなって電池２の電
圧を所定の回路に供給し、非稼動状態ではオフとなって
これらの回路への電圧供給を断つという水質監視計のメ
インスイッチとして動作する。また、セルＣの一対の電
極Ｃ−１、２もフロースイッチ１の装着される処理水経
路中に設けられている。

Ｋはタイマー回路で、ノアゲートＫ−１、２により発
振回路を構成し、抵抗Ｋ−３とコンデンサＫ−４により
決定される時間間隔（Ｔ）を１サイクルとして、ノアゲ
ートＫ−５、６により構成されるワンショット回路にパ
ルスを出力する。

このワンショット回路は、抵抗Ｋ−７とコンデンサＫ
−８により決定される時間（ｔ）の間だけ１パルスを出
力する。

すなわち、フロースイッチ１がオンすると、タイマー
回路Ｋは時間Ｔを１サイクルとしてｔの時間だけ１パル
ス出力する。

タイマー回路Ｋから出力される１パルス（以下駆動パ
ルスと称す）の時間ｔだけ、水質監視計の計測のための
送受信を行なう回路を駆動する。この駆動制御は、電源
断続用トランジスタ−３により行なっており、駆動パル
スによって時間ｔだけ電池２の電圧を上記の送受信回路
に出力する。

この送受信回路は、第３図に示す従来の水質監視計の
発振回路Ｂ、検波回路Ｄ、平滑回路Ｅ、警報設定回路
Ｇ、警報比較回路Ｆ（但しオペアンプＦ−１のみ）及び
指示計Ｍに加え、電源が電池であることから負電圧発生
回路Ｌを設けている。

負電圧発生回路Ｌは公知の構成で、インバータＬ−
１、２、及び抵抗Ｌ−３、４及びコンデンサＬ−12から
なる発振回路、インバータＬ−５、６、７、８からなる
充電放電切換スイッチ及び、ダイオードＬ−９、10、コ
ンデンサＬ−11からなるチャージポンプによって構成さ
れている。

すなわち、電源断続用トランジスター３がオンし、Ｔ
の時間間隔で時間ｔの間、電池２の電圧が各回路L,B,D,
E,F,Gに印加されて、その間のみ水質の測定を行なう。

ここで、警報設定回路Ｇに設定されている設定値を測
定値が越えていると、警報信号を警報保持回路Ｎに出力
する。

警報保持回路Ｎは、ノアゲートＮ−１、２、３、４、
及びインバータＮ−５からなるフリップフロップ回路
で、フロースイッチ１のオンにより電池２の電圧が印加
されて起動状態となる。なお、警報保持回路Ｎを構成す
る各要素をＣ−MOS型とすることにより、省電力化を図
っている。

この警報保持回路Ｎは、タイマー回路Ｋの駆動パルス
をセット、リセット信号とし、上記の警報信号が保持さ
れてブザー駆動用トランジスターＨをオンし、次ぎの駆
動パルスが時間Ｔ経過後に入力されるまで警報ブザーＩ
を駆動する。

なお、警報を途中で切る場合にはブザー停止用スイッ
チＪをオフすればよく、また双安定フリップフロップ回
路を用いてブザー停止用のスイッチを構成すれば、スイ
ッチの戻し忘れがなく、警報を途中で切りたいときにス
イッチをワンタッチするだけで済む。

また、手動測定用スイッチ４をオンすると、タイマー
回路Ｋからの駆動パルスに関係なく、電池２からの電圧
を、フロースイッチ１がオンしている間、上記した計測
のための送受信回路に印加して水質の測定を行なうこと
ができるようにしている。

以上説明した本実施例による水質監視計の動作を第２
図に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。

水処理装置の非稼動状態では、フロースイッチ１がオ
フであるため、電池２の電圧はいずれの回路にも印加さ
れず、電池２の消耗はない。

そして、処理水を得るためにバルブを開くと、処理水
が処理水経路中を流れるため、フロースイッチがオン
し、タイマー回路Ｋを動作させる。

タイマー回路Ｋは、時間Ｔが１サイクルとして駆動パ
ルスを時間ｔの間出力し、水質の計測を行なわせること
になるが、本実施例では時間Ｔを60秒、時間ｔを１秒と
している。

これは、水処理装置及び処理水経路中に水が流れてい
ない場合には不純物が溜る傾向にあるために、処理水の
使用初期において、これらの不純物によって水質不良と
判断し、警報ブザーＩによる警報が発せられるのを未然
に防止することから、これら不純物が処理水経路等から
一掃される時間を60秒とし、この間での計測を行なわな
いようにしている。

この時間Ｔは、前述した使用初期における不都合を解
消するのみでなく、電源電池２の寿命を延ばすために、
実際の計測を間欠的に行ないつつ、処理水の良否判定に
おいては何ら支障のない範囲で決められるものであり、
また水処理装置の形式、処理能力等の種々のファクター
を考慮して決められる。

タイマー回路Ｋの１サイクル時間Ｔにおける時間ｔの
間で計測した水質が否であれば、警報保持回路Ｎによ
り、次ぎの１サイクルの間警報信号が保持され、警報ブ
ザーＩが警報を発する。

そして、次ぎの１サイクルにおいて否と判定されれ
ば、警報ブザーＩの警報は続行され、良であれば停止さ
れる。

一方、処理水の使用を停止すると、フロースイッチが
オフするので、すべての回路に対する電池２による電圧
印加が行なわれなくなる。

また、水質の測定時間は１秒と短いので、実際の水質
の程度を指示計Ｍから直読するのは困難なため、手動測
定用スイッチ４をオンすることによって指示計Ｍの値を
読み取ることができる。

すなわち、本実施例は、例えば60秒に一回づつ例えば
１秒の間だけ水質測定を行ない、水質不良の場合には連
続的に警報を発することにより疑似的な連続計測を行な
うため、使用上は何ら不都合がなく、電池２の寿命を飛
躍的に延ばすことができる。

なお、本実施例は電池２として１次電池を想定してい
るが、充電可能な２次電池、あるいは太陽電池を使用す
ることができるが、太陽電池を使用する場合には、夜間
や雨天等における水質監視計の駆動を補償するために、
例えば電界コンデンサを並列に接続するといったことが
必要となる。

また、水質の良否を警報音によってのみ知ることがで
きれば良い場合には、指示計Ｍを特に必要とすることは
ない。

さらに、上記した実施例は、警報保持回路Ｎにより、
次ぎの測定が行なわれるまで警報を保持するようにして
いるが、この警報保持回路を設けずに、測定期間中のみ
警報を発するようにしたり、あるいは別にタイマーを設
けてこのタイマーの時間の間だけ警報を発するようにし
てもよい。

また、警報はブザー音でなく、音声であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、水処理装
置の非稼動状態では、フロースイッチがオフであるた
め、電池の電圧はいずれの回路にも印加されず、またフ
ロースイッチも電力を消費しないので、電池の消耗がな
く電池の寿命を延ばすことができる。また、間欠給電回
路によって、上記実施例で言えば時間Ｔのうちの時間ｔ
だけ電池の電圧を送受信回路に出力するので、電池の寿
命を延ばすことができる。したがってこれらの二つの節
電作用によって、水質監視計において消費する電力が少
なくて済み、電池で連続的に長時間に渡って水質の計測
を行って水質の不良警報を知らせることができる。そし
て、この警報を次ぎの計測まで保持すれば、見かけ上連
続的な計測を行なえるという効果が得られる。

この結果、商用交流電源を使用することない小型の水
処理装置と組み合わせて使用すれば、商用交流電源の敷
設工事を新たに行なう必要がなく、水処理装置全体を設
置するときの費用を大幅に低減でき、また設置の工事期
間も短縮することができる。

さらに、本発明の水質監視計を設ける場所が水気が多
かったり、高湿度の環境であっても、漏電や感電の危険
から解放され、設置場所の条件も大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による水質監視計の一実施例を示す回路
図、第２図はその動作を示すタイミングチャート、第３
図は従来の水質監視計の回路図である。 1:フロースイッチ、2:電池 3:電源断続用トランジスタ 4:手動測定用スイッチ A:電源回路、B:発振回路 C:セル、D:検波回路 E:平滑回路、F:警報比較回路 G:警報設定回路 H:ブザー駆動用トランジスター I:警報ブザー J:ブザー停止用スイッチ K:タイマー回路 L:負電圧発生回路 M:指示計、N:警報保持回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動電源を電池とし、被測定液体中に浸漬
   した離隔対向する一対の電極間に測定用の送信回路より
   電圧を印加し、該一対の電極間の電流値を受信回路で検
   出して被測定液体の電気伝導率もしくは抵抗率を測定
   し、測定値が設定した閾値を越えている場合に警報比較
   回路から警報信号を出力し、警報保持回路を駆動させて
   警報を発する水質監視計において、 上記電池と直列に接続して電源回路を構成し、かつオフ
   の時には上記各回路に電池から電圧を印加しないが液体
   の流れを検知するとオンして各回路にそれぞれ電池から
   電圧を印加する主電源スイッチとして動作するフロース
   イッチと、このフロースイッチのオンにより上記電池に
   て駆動されて、電地から上記測定のための電圧を予め設
   定した間隔で上記送受信回路に間欠的に給電する間欠給
   電手段とを設け、更に上記警報保持回路は、警報比較回
   路から警報信号が出力されたときに発する警報を上記の
   間欠給電で次の測定が行われるまで保持するように設け
   たことを特徴とする水質監視計。
2. 【請求項２】請求項１において、受信回路部にて測定し
   た電気伝導率もしくは抵抗率を指示計に指示させるよう
   にしたことを特徴とする水質監視計。