JP4557250B2 - 自立型の海洋二酸化炭素分圧センサ - Google Patents
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図1並びに図2に示す構造のpCO2センサを以下の通り製作した。アクリルパイプを円錐形に加工し、その先端部を斜めにカットしてガス透過膜21をエポキシ樹脂接着剤で取り付けた。円錐状のアクリルパイプから成る容器20の内部には、膜21から0.5mm離れたところにISFET電極2が位置するようにレイアウトされ、膜から約1.5cm離れた円錐の底部に塩素イオン選択性電極からなる参照電極(東亜ディーケーケー株式会社製Cl−ISEペレット)3を配置してエポキシ樹脂でモールドした。内部液25には、2mM NaHCO3と0.7M NaClの混合溶液を使用し、深海で使用した場合の低温による容積変化を考慮して、1〜2℃に冷却してから円錐状アクリルパイプ内部に充填、封止した。充填した内部液25の容量は約1mlである。
現場での計測試験は、「なつしま/ハイパードルフィン」NT04-06航海の際に相模湾において行った。「ハイパードルフィン」のサンプルバスケット上にそれぞれのセンサを固定し、潜行行動中のpH、pCO2、ORPの変動を10秒毎に現場計測した。
実施例1において製作したpCO2センサ並びにガス透過膜を除去したpHセンサを用いて、沖縄海域鳩間海丘の熱水活動域のCO2液滴の噴出地帯において、pHとpCO2を現場計測した。このときの、計測間隔は10秒毎、水深1500m、pCO2の値はカウント値である。その結果を図6に示す。このグラフから、海水中の高CO2環境に鋭敏に対応していること、即ち現場計測型のpCO2センサとして十分機能していることが明らかとなった。
実施例1において製作したpCO2センサ並びにガス透過膜を除去したpHセンサを用いて、沖縄海域鳩間海丘の熱水活動域のCO2液滴の噴出地帯において、pHとpCO2を再度時間を変えて現場計測した。このときの、計測間隔は10秒毎、水深1500m、pCO2の値はカウント値である。その結果を図7に示す。このグラフから、海水中の高CO2環境に鋭敏に対応していること、即ち現場計測型のpCO2センサとして十分機能していることが明らかとなった。
実施例1において製作したpCO2センサ並びにガス透過膜を除去したpHセンサを用いて、沖縄海域鳩間海丘の熱水活動域のCO2液滴の噴出地帯において、現場計測時のセンサの応答時間をそれぞれ求めた。その結果を図8に示す。この時の計測間隔は10秒毎、水深1500m、水温約4℃、pCO2の値はカウント値である。この結果、現場での"実質的"な応答時間が60秒と早いことが実証された。
実施例1において製作したpCO2センサ並びにガス透過膜を除去したpHセンサを用いて鉛直計測を行った。その結果を図9に示す。この時の計測間隔は10秒毎、潜航・上昇速度1m/1秒、pCO2の値はカウント値である。この結果から、海洋の表層から深海まで(水温25℃から5℃までの変化、圧力0気圧から150気圧までの変化)まともに反応していることを示している。
作用電極に白金線あるいは金線を、参照電極にCL−ISEを用いてエポキシ樹脂でモールドしてORPセンサを製作した。このORPセンサを用いてそれぞれ沖縄海域鳩間海丘の熱水活動域のCO2液滴の噴出地帯において、ORPセンサをROVに取り付けて現場計測した。このときの、計測間隔は10秒毎、水深1500m、ORPの値はカウント値である。その結果を図10に示す。このグラフから、ORPセンサとして機能していることが明らかとなった。
2 ISFET電極(pH電極)
3 Cl−ISE電極(参照電極)
4 pCO2計測部
5 耐圧容器
6 pCO2測定回路
7 水中ケーブル
8 水中コネクタ
20 容器
21 ガス透過膜
22 容器開口
23 ガス透過膜を封止する接着剤
25 内部液
26 接着剤
27 内部液交換用の孔
28 孔を塞ぐ接着剤
Claims (4)
- イオン感応性電界効果型トランジスターからなるpH電極と、塩化物イオン選択性電極からなる参照電極と、これら両電極を収納する容器と、前記容器内に充填され前記両電極の周りを満たす内部液と、前記容器の一部に設けられた開口を封止するガス透過性膜とを備え、前記pH電極が前記ガス透過性膜に近接配置され、参照電極は前記ガス透過性膜から離れていることを特徴とする深海でも使える自立型の海洋二酸化炭素分圧センサ。
- 酸化インジウムからなるpH電極と、塩化物イオン選択性電極からなる参照電極と、これら両電極を収納する容器と、前記容器内に充填され前記両電極の周りを満たす内部液と、前記容器の一部に設けられた開口を封止するガス透過性膜とを備え、前記pH電極が前記ガス透過性膜に近接配置され、参照電極は前記ガス透過性膜から離れていることを特徴とする深海でも使える自立型の海洋二酸化炭素分圧センサ。
- 前記ガス透過膜で封止された開口と前記pH電極の開口に面する検出面とがほぼ同じ大きさである請求項1または2記載の深海でも使える自立型の海洋二酸化炭素分圧センサ。
- 前記内部液は1〜2℃に冷却された状態で封止されているものである請求項1から3のいずれかに記載の深海でも使える自立型の海洋二酸化炭素分圧センサ。
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