JP3959166B2 - 水質測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼、海などの水質調査や、養殖や液耕栽培における水質管理などに用いて好適な水質測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水質の測定対象としては、溶存酸素、導電率、酸化還元電位、水素イオン（以下、ｐＨ）、ｐＨ以外の各種イオン（塩化物イオンやフッ化物イオンなど）、濁度など多項目があり、併せて、測定時の水温や水深、更には、導電率を基にして演算される塩分濃度や密度の測定も行われる。
【０００３】
これらの測定を個々に専用の測定装置で行うことは、コスト的な問題に加えて作業が煩雑になることから、本出願人は既に、水質の基本的な指標である導電率と、この導電率を基にして演算される塩分濃度と、ｐＨと、濁度と、溶存酸素量と、水温との合計六項目を同時に測定し、かつ、その測定値をメモリーできる水質測定装置を提案している。
【０００４】
この場合、ｐＨ以外の各種イオンと酸化還元電位との測定に際しては、それ専用の装置を用意し、密度の測定に際しては密度計を用意して、それぞれの測定を行っている。
【０００５】
一方、所定の水深での水質測定のためには、水質測定装置の吊り下げ保持ケーブルに目盛りを付して、または、沈降用の錘を備えたメジャーを用意して、目視によって水深を確認した上で、各種の水質測定を行っているが、この水深測定を水質測定と並行して行うことは非常に面倒で、操作が煩雑なものになっていたのである。
【０００６】
そこで今般、上記した六項目の測定に加えて、酸化還元電位とｐＨ以外の各種イオンの測定、更に、水深の測定を１台で行える水質測定装置を開発したのであり、この際、圧力センサによって水圧を検知して、この水圧の検知に基づいて水深を測定するようにし、更に、水中の溶存炭酸ガスなどを測定するためのセンサを、溶存酸素の測定センサに代えて接続できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、溶存酸素や溶存炭酸ガスなどの測定のために、隔膜式のセンサを用いたのであるが、この隔膜式のセンサによる水質の測定値は、大気圧の変化によって変動することから、大気圧を１０１３ｍｂに固定した場合、大気圧がそれよりも低い時には、測定値は真の値よりも高い数値で示されることになり、測定誤差が生じることになる。
【０００８】
そこで、大気圧の変化に応じて隔膜式センサの大気校正をするために、気圧計を用いて大気圧を計測するようにし、隔膜式センサの大気校正に際しての気圧補正を手動で行うようにしたのであるが、専用の気圧計を必要とするだけでなく、このような作業を計測のたびに繰り返し行うことは非常に厄介であり、かつ、補正作業を失念し易い点でも問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かゝる実情に鑑みて本発明は、水質測定用の隔膜式センサと、水圧検知に基づいて水深を測定をするための圧力センサとを備えた水質測定装置において、水深測定のための圧力センサを利用して、この圧力センサによる大気圧の測定結果に基づいて、隔膜式センサの大気校正に際しての気圧補正を自動的に行わせるようにして、隔膜式センサによる溶存酸素量などの水質測定を正確に行えるようにしたのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態による水質測定装置の斜視図を示し、図２は水質測定装置のブロック構成図を示している。
【００１１】
これらの図において、図中の１はセンサ装置本体で、電源２と、メモリー機能部３ａを有する演算部３と、演算された測定データを時系列的に記録するデータロガー４とを、耐圧構造の水密ケース５に内蔵して成る。
【００１２】
６Ａは水圧の検知に基づいて水深を測定する圧力センサで、センサ装置本体１に埋設されている。６Ｂは導電率の測定センサで、演算部３において、導電率に基づいて塩分濃度と密度とを演算させるものであり、温度センサ７を一体に備えている。
【００１３】
６Ｃは濁度の測定センサ、６Ｄは溶存酸素の測定センサで、このうちの導電率測定センサ６Ｂと濁度測定センサ６Ｃとについては、６極タイプのコネクタ８Ａを介して、かつ、溶存酸素の測定センサ６Ｄについては、これを３極タイプのコネクタ８Ｂを介して、それぞれ取り外し可能にセンサ装置本体１に接続しているが、この内の溶存酸素の測定センサ６Ｄに代えて、水中の溶存炭酸ガスなどを測定するためのセンサ６Ｗを接続できるようにしている。
【００１４】
６Ｅは比較電極とガラス電極とを複合させたｐＨの測定センサ、６Ｆは酸化還元電位の測定センサ、６ＧはｐＨ以外の例えば塩化物イオンの測定センサで、ｐＨ以外のイオン測定センサには、上記の塩化物イオンの測定センサ６Ｇの外に、フッ化物イオンの測定センサ６Ｈと、硝酸イオンの測定センサ６Ｉと、カルシウムイオンの測定センサ６Ｊと、シアンイオンの測定センサ６Ｋと、硫化物イオンの測定センサ６Ｌと、ヨウ素イオンの測定センサ６Ｍと、臭素イオンの測定センサ６Ｎと、銅イオンの測定センサ６Ｐと、カドミウムイオンの測定センサ６Ｑと、鉛イオンの測定センサ６Ｒと、チオシアンイオンの測定センサ６Ｓと、銀イオンの測定センサ６Ｔとがある。
【００１５】
これらの測定センサ６Ｇ〜６Ｔと、ｐＨ測定センサ６Ｅと、酸化還元電位の測定センサ６Ｆとは、信号回路用の２極にセンサ識別用の２極を加えた４極タイプのコネクタ８Ｃを介して、互換性を持たせてセンサ装置本体１側のコネクタ部分に取り外し可能に接続しており、測定センサ６Ａ〜６Ｔのいずれもが、水没状態で応答部が接水するようにセンサ装置本体１に接続される。
【００１６】
９はディスプレイ装置で、水質の測定データなどを表示するディスプレイ１０の他に、電源キー１１、機能キー１２、測定の開始・終了キー１３、校正キー１４、セレクトキー１５、アップダウンキー１６，１７などを備えており、このディスプレイ装置９とセンサ装置本体１とを、センサ装置本体１の吊り下げ保持を兼ねる防水タイプの通信ケーブル１８によって連結している。
【００１７】
上記各種の水質測定センサ６Ａ〜６Ｔの内、溶存酸素の測定センサ６Ｄと、これに代えて接続できるようにした溶存炭酸ガスなどの測定センサ６Ｗとは、いわゆる隔膜式のセンサを用いており、この隔膜式の測定センサ６Ｄ，６Ｗによる水質の測定値は、大気圧の変化によって変動することから、大気校正の際に気圧補正することが必要であることは既述した通りである。
【００１８】
そこで本発明では、これら隔膜センサ６Ｄ，６Ｗの大気校正に際しての気圧補正を、水深測定のための圧力センサ６Ａによる大気圧の測定結果に基づいて自動的に行わせて、溶存酸素量やｐＨ以外の各種イオンの測定を正確に行えるようにしたのである。
【００１９】
即ち、例えば水中の溶存酸素量は、図３に示すように、温度センサ７と溶存酸素測定センサ６Ｄとからの出力をプリアンプ１９で増幅し、これをＡ／Ｄ変換器２０を通して演算部３に送り込み、温度値ならびに溶存酸素出力値から溶存酸素値を演算することで測定されるが、この一方、大気校正時に、圧力センサ６Ａからの出力をプリアンプ１９で増幅して、これをＡ／Ｄ変換器２０を通して演算部３に送り込み、この大気圧値をメモリー機能部３ａに記憶させておいて、溶存酸素値測定時に次式（１）に基づいて補正を行うことで、気圧補正された真の溶存酸素値をディスプレイ１０に表示させるようにしているのである。
【００２０】
ＤＯ（Ｐ）＝ＤＯ×Ｐ／１０１３ｍｂ ……式（１）
ＤＯ（Ｐ）；気圧補正された溶存酸素値
ＤＯ ；気圧補正されていない溶存酸素値
Ｐ ；大気校正時に記憶された大気圧値（ｍｂ）
【００２１】
水中の溶存炭酸ガスなどの測定についても、演算された大気圧値を、大気校正時にメモリー機能部３ａに記憶させることで、同様の補正が成されるのであって、水深測定のための圧力センサ６Ａを利用して、気圧補正を自動的に行わせるようにしたことで、専用の気圧計を要しないことは勿論、厄介である上に失念し易い補正作業を繰り返し行うことを一切不要にして、溶存酸素量や溶存炭酸ガス量などの測定を正確に行うことができる。
【００２２】
上記の構成にかゝる水質測定装置によれば、通信ケーブル１８を操ってセンサ装置本体１を水没させると、各種測定センサからの出力に基づく測定データがメモリー機能部３ａにメモリーされ、かつ、その測定値がディスプレイ１０に表示される。
【００２３】
更に、任意に機能キー１２によってデータロガー４のデータの取り込みスイッチＳを操作することで、測定データがデータロガー４にロギングされるもので、溶存酸素量、導電率、酸化還元電位、ｐＨ、ｐＨ以外の各種イオン、濁度、水温、更に、導電率を基にして演算される塩分濃度と密度、必要に応じて溶存炭酸ガス量などと、測定時の水深測定を高精度で行うことができる。
【００２４】
そして、各種の水質測定データと、その水質測定時の水深測定データとを、正確に関連させてメモリー機能部３ａから呼び出せることは勿論、データロガー４の情報をプリンターに入力させることで、その測定データをプリントすることもできる。
【００２５】
上記の実施の形態では、溶存酸素の測定センサ６Ｄに代えて、溶存炭酸ガスなどの測定センサ６Ｗを接続できるようにしているが、測定センサ６Ｗ専用のコネクタをセンサ装置本体１に備えさせて、溶存酸素の測定と並行して溶存炭酸ガスなどを測定できるようにしてもよいのである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかゝる水質測定装置によれば、各種の水質測定に併せて水深を自動的に測定することができる上に、この水深測定のための圧力センサを利用して、隔膜式センサの大気校正に際しての気圧補正を自動的に行わせるようにしたことで、専用の気圧計を要しないことは勿論、厄介である上に失念し易い補正作業を繰り返し行うことを一切不要にして、溶存酸素量などの測定を、より正確に行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 水質測定装置の斜視図である。
【図２】 水質測定装置のブロック構成図である。
【図３】 上記ブロック構成図の一部の詳細図である。
【符号の説明】
６Ａ…圧力センサ、６Ｄ、６Ｇ〜６Ｔ…隔膜式の水質測定センサ。

Claims (1)

1. 水質測定用の隔膜式センサと、水圧検知に基づいて水深を測定をするための圧力センサとを備えた水質測定装置において、隔膜式センサの大気校正に際しての気圧補正を、前記圧力センサによる大気圧の測定結果に基づいて自動的に行わせることを特徴とする水質測定装置。

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