JP4516716B2 - 水質測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば河川や湖沼、海などの水質調査や、養殖や液耕栽培における水質管理や、工場などからの排水のフィールド測定などにおいて用いられる水質測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開平６−１６８５９号公報
【特許文献２】
実開平７−２９４５６号公報
例えば河川などの水質の測定対象項目として、ｐＨ（水素イオン濃度）、ＯＲＰ（酸化還元電位）、導電率、溶存酸素、水素イオン以外の例えば塩化物イオンやフッ化物イオンなどのイオン濃度がある。
【０００３】
前記測定項目を個々の専用の測定装置（測定機器）で測定することは、コスト面および測定作業面において不経済であるところから、従来より、例えば、上記特許文献１に記載されるように、信号処理等を行う装置本体と複数の測定部とを信号ケーブルを介して着脱自在に接続できるようにした水質測定装置がある。すなわち、前記装置本体には、その内部に演算制御部および各種のデータ等を記憶する記憶部を設けるとともに、その外面に入力操作部および測定結果等を表示する表示部を設ける一方、例えば測定部としては、前記測定項目をそれぞれ専ら測定できるようにした測定電極が用いられる。
【０００４】
具体的には、例えば、河川における水のｐＨと導電率を同時に測定する場合には、測定部としてｐＨ測定電極と導電率測定電極を用い、これらの測定電極を信号ケーブルを介して装置本体に接続し、前記測定電極を河川水に浸漬した状態で装置本体における入力操作部を適宜操作することにより、測定が行われる。そして、このときの測定信号が信号ケーブルを介して装置本体に送られ、その内部の演算制御部で信号処理されることにより、河川水のｐＨおよび導電率の測定値が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ｐＨ測定電極や導電率測定といった測定電極は、通常、時間の経過、特に使用時間の累積に伴って測定感度が劣化し、エラーが生じ、正しい測定値を得ることができなくなり、その測定結果についての信頼性が低下する。そこで、上記構成の水質測定装置においても、前記測定電極の校正を定期的または測定の都度行うようにし、その校正結果を装置本体の表示部に表示するようにしていた。
【０００６】
しかしながら、従来の水質測定装置においては、校正の結果として、単に測定値にエラーが生ずる旨の表示を行うだけであり、校正時の電極状態から電極寿命が残りどの程度あるのか、所謂寿命に関する表示を行うものではなかった。このため、従来においては、測定している際に突然測定エラーが生じるといったことが往々にして生じており、測定が不測に中断されたり、急に測定不能状態になるといったことがあった。このような事態が生ずると、測定データに欠けが生じたり、それまでの測定データが無駄になり、コスト的にもダメージを被ることとなる。このような問題は、上記特許文献２に記載されるような、装置本体と測定電極とが一体となっており、特定の項目（例えばイオン濃度）のみを測定する専用電極からなる水質測定装置においても生じているところである。
【０００７】
上記不測の事態に対応するため、予備の測定電極や専用電極を買い置きすることが考えられるが、この買い置きした予備の測定電極等も時間の経過とともに劣化するので、余り好ましい対策とはいえない。
【０００８】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、ユーザが測定電極の劣化状態を常に把握することができ、当該測定電極の寿命の到来を容易かつ確実に把握することのできる水質測定装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、少なくとも装置本体に、
測定電極からの信号に基づく演算を行う演算制御部と、
メッセージ表示を実行するためのプログラムがメモリされている記憶部と、
測定電極を校正した際における前記演算制御部での演算結果毎にメッセージ表示とグラフィック表示とをするメッセージ表示用の画面部分とグラフィック表示用のグラフィック表示部分とを同一画面に設けた表示部と
を備え、
前記測定電極を校正した際に得られる測定値を理論値と比較したときの割合で表した感度に基づいて、校正後の電極状態が正常かあるいはエラーかを示す範囲が設定されているとともに、前記記憶部には、校正後の電極状態に応じて取るべき対応策がエラーの範囲に対応させて設定されており、さらに、
校正後の電極状態が正常の範囲に含まれるときは、前記感度と校正後の電極状態の正常の範囲に対応したメッセージとが前記メッセージ表示用の画面部分に、また、前記校正後の電極状態が目視によって把握可能な正常の範囲に対応した図形が前記グラフィック表示用のグラフィック表示部分に同時に表示される一方、
校正後の電極状態がエラーの範囲に含まれるときは、前記感度と校正後の電極状態のエラーの範囲に対応したメッセージと当該校正後の電極状態に応じて取るべきエラーの範囲に対応して設定した対応策とが前記メッセージ表示用の画面部分に、また、前記校正後の電極状態が目視によって把握可能なエラーの範囲に対応した図形が前記グラフィック表示用のグラフィック表示部分に同時に表示されるように構成されている。
【００１０】
上記請求項１に記載の水質測定装置においては、表示部に、測定電極を校正した際における感度に基づいて前記測定電極の劣化の度合いが段階的に表示されるので、当該測定電極がその時点においてどのような状態にあるのかが一目で分かる。したがって、水質測定装置を取り扱う測定者や管理者などのオペレータは、当該電極に対する対応策、例えば、電極の汚れがある旨表示されたときはその洗浄を行い、電極の寿命の尽きるのが近い旨表示されたときは新たな電極の入手またはその手配を行うなど、当該電極の状態に応じた最適の対応をとることができる。その結果、測定中に突然測定エラーが生じたり、測定が不測に中断されたり、測定を急に停止せざるを得なくなるといった不具合が解消される。
【００１１】
そして、測定電極の劣化の度合いをグラフィカルに表示するので、文字のみによる表示の場合に比べて、前記測定電極の状態を目視によって簡単にしかも確実に把握することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。まず、図１および図２は、この発明の水質測定装置の構成を概略的に示すもので、この実施の形態においては、水質測定装置はｐＨと導電率とを同時に測定することができるように構成されている。
【００１３】
すなわち、図１は、前記水質測定装置の全体構成を概略的に示すもので、１は装置本体である。２，３はこの装置本体１に着脱自在に接続されるｐＨ測定電極、導電率測定電極で、それぞれ信号ケーブル４，５を介して装置本体１に形成された接続部（図示していない）と接続される。なお、詳細な説明は省略するが、ｐＨ測定電極２および導電率測定電極３は、それぞれ防水構造の電極支持部の先端部（下端部）に、ｐＨ測定のためのセンサ部および導電率測定のためのセンサ部が形成されてなるものである。
【００１４】
前記装置本体１のケース１ａの上面には、測定結果等を表示する表示部６と操作のための種々の入力を行う入力操作部７が設けられている。そして、表示部６は、例えば液晶よりなり、ケース１ａ上面の上半分以上を占めるように形成されている。そして、カラー並びにグラフィック表示できるように構成されており、入力結果や演算結果を表示するほか、測定モード、校正モードおよび設定モードにおける、分析等の操作を円滑に行わせるための操作方法、解決策、参考事項等のヘルプ内容を表示するとともに、校正モードにおいては、測定電極の劣化の状態を段階的かつグラフィカルに表示することができる。なお、この測定電極の劣化の状態表示については、後で詳しく説明する。
【００１５】
また、入力操作部７には、複数の入力操作用のキーが設けられている。すなわち、８は電源のオン・オフを行うための電源キー、９は測定を開始するための測定キー、１０は校正を開始するための校正キー、１１は測定モードの切替えを行うモードキーである。そして、１２ａ〜１２ｄはファンクションキーで、表示画面上のボタンと共働する。１３は作業の解除を行うための解除キー、１４は設定の移動を行うためのカーソルキーである。さらに、１５はヘルプキーで、このヘルプキー１５を操作すると、表示部６の画面（表示画面）に操作方法や解決策等のヘルプ内容が表示される。
【００１６】
図２は、前記装置本体１の主として内部構成を概略的に示すもので、この図２において、１６は演算制御部としてのＣＰＵで、入力操作部７からの入力に基づいて装置全体の制御を行うとともに、ｐＨ測定電極２および導電率測定電極３からの信号を処理して測定結果を求めるなどの演算を行うもので、ＡＤＣ１７を介してｐＨ測定電極２および導電率測定電極３と接続されるとともに、表示部６および入力操作部７と接続されている。
【００１７】
そして、図２において、１８はＣＰＵ１６と接続された記憶部で、ＲＯＭ１８ａおよびＲＡＭ１８ｂからなり、ＲＯＭ１８ａには装置全体を制御したり各種の演算を実行するためのプログラムがメモリされており、ＲＡＭ１８ｂには各種の演算結果や入力操作部７から入力される入力データを一時的にメモリするとともに、ヘルプ内容を表示したり実行するためのプログラムがメモリされている。１９はＣＰＵ１６と接続された外部接続端子で、演算結果などをプリントアウトするプリンタ２０や外部装置としてのパソコン２１が接続分離自在に接続される。このパソコン２１は、ＣＰＵ１６と信号を授受することができ、ＲＡＭ１８ｂ内にメモリされているヘルプ内容を表示したり実行するためのプログラムを書き換えることもできる。
【００１８】
次に、上記構成の水質測定装置の作動について説明する。河川における水のｐＨと導電率を測定する場合、装置本体１に接続されたｐＨ測定電極２と導電率測定電極３を河川水に直接浸漬するように設ける。その状態において、装置本体１の入力操作部７におけるモードキー１１を押して、装置本体１を測定モードにする。この状態において、入力操作部７におけるキーを適宜操作することにより、測定が行われる。そして、このときの測定信号が信号ケーブル４，５を介して装置本体１に入力され、その内部の演算制御部１６で信号処理されることにより、河川水のｐＨおよび導電率の測定結果が得られる。これらの測定結果は、ＲＡＭ１８ｂ内にデータとして収納されたり、表示部６に表示されたり、また、プリンタ２０によって出力されたり、さらには、外部装置としてのパソコン２１に送られる。
【００１９】
そして、既に説明したように、ｐＨ測定電極２および導電率測定電極３は、定期的に校正を行う必要がある。ここでは、ｐＨ測定電極２の校正および校正結果の表示等について、図３および図４をも参照しながら説明する。
【００２０】
入力操作部７におけるモードキー１１を押して装置本体１を校正モードにすると、表示部６の画面は、図３（Ａ）に示すようになる。そこで、この画面に指示にしたがって、例えば、ｐＨ４およびｐＨ７の標準液を用いて校正すると、同図（Ｂ）に示すような点検結果が得られる。
【００２１】
この場合、ｐＨ４およびｐＨ７の標準液を用いて校正したときの電極の出力（測定値）は、その電極の劣化の度合いと大きく関連しており、前記劣化の度合いが大きくなるに伴って、前記測定値は小さくなる。そこで、ＪＩＳ等の規格においては、ｐＨ測定電極２のセンサ部を前記標準液に浸漬したときの測定値を理論値と比較したときの割合（％）で表して感度としており、この感度が８５％以上であれば、測定に用いても支障がないと定められている。
【００２２】
そして、この実施の形態における水質測定装置においては、前記校正を行ったときに得られる測定値を、メモリ１８内に予め記憶させてある標準値と比較して感度を求め、この感度に基づいて、例えば下記表１のように、校正後の電極状態とそのときにとるべき対応策を対応させて設定している。
【００２３】
【表１】

【００２４】
上記表１に示すように、この実施の形態における水質測定装置においては、校正後の電極状態を表中の符号Ａ〜Ｄで示す複数（上記表では４つ）の段階に区分し、表示部６の画面に、前記各段階にそれぞれ対応させて、電極状態を文字や数字などによる表示だけではなく、グラフィック的にも表示できるようにしている。
【００２５】
図４は、前記グラフィック表示を説明するための図で、この図において、２２は校正を含む点検を行った結果を表示するグラフィック画面であり、その大部分２２ａには前記図３（Ｂ）に示したような結果が文字や数字などを用いて表示されており、前記グラフィック画面２２の例えば右上隅の部分２２ｂにｐＨ測定電極２と相似形の電極マーク２３などの図形を用いてグラフィック表示される。この場合、前記電極マーク２３は、校正後の電極の状態が目視によって一目で把握できるように表示される。
【００２６】
すなわち、前記表１に示すように、前記校正したときのｐＨ測定電極２の感度ｋ（％）（以下、単に校正後の感度ｋという）が、９０以上１０５未満であるときは、ｐＨ測定電極２の電極状態は正常であり、このとき、前記画面部分２２ａには、「感度；ＯＫ」といった表示がされる一方、前記グラフィック表示部分２２ｂには、図４において符号２３ａで示されるように、電極マーク２３が白抜きの状態で表示される。
【００２７】
そして、前記校正後の感度ｋが８７以上９０未満であるときは、前記電極状態はエラー１の状態であり、前記画面部分２２ａには、例えば、「電極が汚れています。洗浄して下さい。」といったメッセージが表示される一方、前記グラフィック表示部分２２ｂには、図４において符号２３ｂで示されるように、電極マーク２３がその例えば下端部がハッチングされた状態で、比較的ゆっくりと点滅表示される。
【００２８】
また、前記校正後の感度ｋが８５以上８７未満であるときは、前記電極状態はエラー２の状態であり、前記画面部分２２ａには、例えば、「電極が汚れています。洗浄して下さい。復帰しない場合、電極寿命が近づいてきました。」といったメッセージが表示される一方、前記グラフィック表示部分２２ｂには、図４において符号２３ｃで示されるように、電極マーク２３がその大半がハッチングされた状態で、前記エラー１のときに比べてかなり早く点滅表示される。
【００２９】
さらに、前記校正後の感度ｋが８５未満であるときは、前記電極状態はエラー３の状態であり、前記画面部分２２ａには、例えば、「電極寿命です。電極を交換して下さい。」といったメッセージが表示される一方、前記グラフィック表示部分２２ｂには、図４において符号２３ｄで示されるように、電極マーク２３がその全部がハッチングされた状態で点灯表示される。
【００３０】
上述の説明から理解されるように、上記実施の形態に係る水質測定装置は、表示部６に、ｐＨ測定電極２を校正した際における感度に基づいて当該ｐＨ測定電極２の劣化の度合いが段階的に、しかも、メッセージだけでなくグラフィカルに表示されるので、当該ｐＨ測定電極２がその時点においてどのような状態にあるかが一目で分かる。したがって、水質測定装置を取り扱う測定者や管理者などのオペレータは、当該電極に対する対応策、例えば、電極の汚れがある旨表示されたときはその洗浄を行い、電極の寿命の尽きるのが近い旨表示されたときは新たな電極の入手またはその手配を行うなど、前記電極の洗浄など解決アドバイスが表示部６におけるグラフィック画面２２に表示されるので、当該電極の状態に応じた最適の対応を行うことができる。その結果、測定中に突然測定エラーが生じたり、測定が不測に中断されたり、測定を急に停止せざるを得なくなるといった不具合が解消される。
【００３１】
上述の実施の形態においては、電極状態の段階区分を表１に示すように、４つに区分していたが、これに限られるものではなく、例えば、校正後の感度ｋが１０５を超える場合は異常であると判断し、標準液のチェックや電極の洗浄などを行わせるためのメッセージを表示したり、グラフィカル表示を行わせるようにするなど、段階表示の区分数を適宜選定することができる。
【００３２】
また、電極の劣化の度合いを、グラフィカル表示とメッセージ表示とによって行うようにしているが、電極の劣化状態を示すレベルを数字で表示したり、グラフィカル表示だけで行うようにしてもよく、さらに、グラフィカル表示と音声表示とを組み合わせるようにしてもよい。そして、ｐＨ測定電極２だけに限られるものではなく、導電率測定電極３についても、ｐＨ測定電極２の場合と同様に表示されるようにしてもよい。
【００３３】
上述の実施の形態においては、水質測定装置として、ｐＨと導電率とを同時に測定するように構成されたものであったが、この発明はこれに限られるものではなく、装置本体１に接続される測定電極としては、ＯＲＰ、溶存酸素、水素イオン以外のイオン濃度を測定するものであってもよいことは言うまでもないが、水質測定にはｐＨ測定が欠かせないところから、ｐＨと他の測定項目（ＯＲＰ、溶存酸素、イオン濃度）のいずれか一つとを組み合わせるようにしてもよい。さらに、この発明は、冒頭で説明した専用電極においても同様に適用することができることはいうまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、装置本体の内部に測定電極からの信号に基づいて演算等を行う演算制御部および各種のデータ等を記憶する記憶部を備えるとともに、前記装置本体の外面に入力操作部および測定結果等を表示する表示部を備えた水質測定装置において、前記表示部に、前記測定電極を校正した際における感度に基づいて前記測定電極の劣化の度合いを段階的に表示するようにしているので、ユーザが測定電極の劣化状態を常に簡単に把握することができ、当該電極の状態に応じた最適の対応を行うことができる。その結果、測定中に突然測定エラーが生じたり、測定が不測に中断されたり、測定を急に停止せざるを得なくなるといった不具合が解消され、屋内における測定は勿論のこと、屋外における測定においても所望の測定を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の水質測定装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】 前記水質測定装置の装置本体の内部構成を主として概略的に示す図である。
【図３】 校正モードを説明するための図である。
【図４】 校正後の電極状態を示す画面におけるグラフィック表示を説明するための図である。
【符号の説明】
１…装置本体、２，３…測定電極、６…表示部、７…入力操作部、１６…演算制御部、１８…記憶部、２２ａ…メッセージ表示用の画面部分、２２ｂ…グラフィック表示用のグラフィック表示部分。

Claims (3)

1. 少なくとも装置本体に、
   測定電極からの信号に基づく演算を行う演算制御部と、
   メッセージ表示を実行するためのプログラムがメモリされている記憶部と、
   測定電極を校正した際における前記演算制御部での演算結果毎にメッセージ表示とグラフィック表示とをするメッセージ表示用の画面部分とグラフィック表示用のグラフィック表示部分とを同一画面に設けた表示部と
   を備え、
   前記測定電極を校正した際に得られる測定値を理論値と比較したときの割合で表した感度に基づいて、校正後の電極状態が正常かあるいはエラーかを示す範囲が設定されているとともに、前記記憶部には、校正後の電極状態に応じて取るべき対応策がエラーの範囲に対応させて設定されており、さらに、
   校正後の電極状態が正常の範囲に含まれるときは、前記感度と校正後の電極状態の正常の範囲に対応したメッセージとが前記メッセージ表示用の画面部分に、また、前記校正後の電極状態が目視によって把握可能な正常の範囲に対応した図形が前記グラフィック表示用のグラフィック表示部分に同時に表示される一方、
   校正後の電極状態がエラーの範囲に含まれるときは、前記感度と校正後の電極状態のエラーの範囲に対応したメッセージと当該校正後の電極状態に応じて取るべきエラーの範囲に対応して設定した対応策とが前記メッセージ表示用の画面部分に、また、前記校正後の電極状態が目視によって把握可能なエラーの範囲に対応した図形が前記グラフィック表示用のグラフィック表示部分に同時に表示されるように構成されていることを特徴とする水質測定装置。
2. 前記図形が前記測定電極と相似形の電極マークであることを特徴とする請求項１に記載の水質測定装置。
3. 前記装置本体の外面に入力操作部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の水質測定装置。

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