JP4672378B2 - 洗浄機構を備えた水質観測装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出測定ユニットを水中に埋没して使用される水質観測装置であって、長期間水中に設置されていても正確な水質観測結果を得られる水質観測装置に関するものである。

近年、海や河川において、環境保全や養殖漁場の環境維持、または環境変化に対応する必要性が高まってきている。そのため、水中に水質観測装置を設置して、長期的に水質をモニタリングすることも多い。例えば特許文献１には、水中に浮遊させておく水質改善のための水処理装置が開示されている。この水処理装置は、水質観測装置が併設されている例が示されている。かかる水質観測装置で問題となるのが、プローブの検出面の汚れである。

特に夏期は、生物の繁殖が盛んなため、プローブの検出面に生物が付着し、水質観測装置の検出測定値に悪影響を及ぼしてしまう。そのため、プローブの検出面の洗浄等、メンテナンスを頻繁に行わなければならない。しかし設置場所の状況や、天候の影響などにより、思うようにメンテナンスを行えない場合も多い。

その問題を解決するために、プローブの検出面のクリーニング機構が開発されている。非特許文献１には、ワイパー方式のクリーニング機構が示されている。この方式は、ワイパー（板状のゴム）をセンサ表面に押し付け、それを揺動運動させて、センサ表面の汚れを取り除いてから計測するので、精度良い値を得られる。しかし、この方式だとセンサ表面の形状は平面あるいは曲面に限定されてしまう上、ワイパーを駆動させるのに大きな力が必要なため消費電力が大きくなり、装置自体も大型になってしまう欠点があった。また、ワイパーとセンサ表面に、硬い異物を挟み込んでしまった場合には、センサ表面を傷つける恐れがあった。

特開２００２−１８６９５７号公報 漁場環境研究会 「閉鎖性水域における自動観測ブイによる漁場環境の速報と予報」Ｐ.１０〜１１ 社団法人日本水産資源保護協会出版 平成16年6月号

水質観測装置では、プローブの検出面が清浄であることが検出測定値の正確性、再現性を高めるために必要である。特に検出測定ユニットを水中に長期間埋没して使用される水質観測装置にあっては、検出面の汚れの付着は著しいものである。そこで、本発明は、これらの問題点を改善するために、プローブの検出面を洗浄する機構を備えた水質観測装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された発明に係る水質観測装置は、検出測定ユニットを水中に埋没して設置する水質観測装置において、プローブの検出面を擦過するブラシによる洗浄機構を有しており、該検出測定ユニット及び該洗浄機構が、水中に対して開口しているスリーブに挿入されて各々固定されていることを特徴とする。
請求項２に記載された発明に係る水質観測装置は、該検出測定ユニット及び該洗浄機構が、該スリーブに挿入されて各々ボルトにより締結固定されており、該スリーブに挿入される深さを変えることで、該プローブの検出面と擦過毛の先端部との接触の距離を調整可能であることを特徴とする。

請求項３に記載された発明に係る水質観測装置の該ブラシは、擦過毛の先端部がプローブの検出面に接触する回転体ブラシであって、該回転体ブラシの回転軌跡中に、ブラシ毛の欠落部分を有することを特徴とする。
請求項４に記載された発明に係る水質観測装置の該ブラシは、該回転体ブラシの回転軌跡中の半円部分にだけ該擦過毛が植設され、他の半円部分が該擦過毛の欠落部分になっていることを特徴とする。

請求項５に記載された発明に係る水質観測装置は、該回転ブラシが駆動制御回路を介して回転駆動源に連結していることを特徴とする。

請求項６に記載された発明に係る水質観測装置は、該回転ブラシが、気密ハウジングの回転駆動源のモーターに磁気カップリングで連結されていることを特徴とする。

請求項７に記載された発明に係る水質観測装置は、該プローブが、光学式センサであることを特徴とする。

本発明の水質観測装置は、プローブの検出面を洗浄できるから、長期間水中に埋没していてプローブの検出面が汚れても清浄にできるため、検出測定が正確になり、再現性のあるものとなる。プローブ表面にブラシを押し当てて回転させ、擦過し汚れを除去するため、検出面の形状は平面・曲面に限らず、凹凸面にも利用可能である。また異物が挟み込まれて検出面を傷つけたり、絡み込んで回転が停止することもない。

さらに回転ブラシと、気密ハウジングのモーターは磁気カップリングで連結しているため、モーターやその配線を完全に水分から遮断でき、錆やショートによる故障を防止できる。また磁気カップリング採用したことで、モーターに一定以上の負荷が掛かることはなく、そのため消費電力を低く抑えることができ、小型化もできる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明を適用する実施形態である水質観測装置を示す斜視図である。この装置は、検出測定ユニット１および洗浄機構ユニット３にケーブル７で連結された制御ユニット５で構成され、制御ユニット５は水上の図示外のブイ等に設置されている。

検出測定ユニット１には、プローブの検出面１０に光電センサが配置され、その検出測定値の処理回路が組み込まれている。洗浄機構ユニット３の回転ブラシ１２は磁気カップリングを介してハウジング１５内の駆動モーターに連結している。

洗浄機構ユニット３は、図２の断面図に詳細を示すとおり、ハウジング１５にハウジングキャップ１４がねじ込まれてＯリングにより気密が保たれた内部に組み込まれている。駆動モーター１３は、磁気カップリング軸１６に直結している。ハウジングキャップ１４の外側には、円筒状の磁石１８が埋め込まれているブラシ台キャップ１７が回転自在に被せられている。

検出測定ユニット１、および洗浄機構ユニット３のハウジング１５は、水中に対して開口しているスリーブ２０に挿入されて各々ボルトにより締結されており、スリーブ２０に挿入する深さを変えることで、プローブの検出面１０と、回転ブラシ１２の毛先との接触の距離を微調節できるようになっている。

制御ユニット５は、バッテリ電源と、制御回路を含み、検出測定ユニット１に電力供給し、また洗浄機構ユニット３の駆動モーター１３にプログラムにしたがって電力を供給する。検出測定値は制御ユニット５に蓄積され、定期的にインターネットのＥメールでパソコンや携帯電話に配信する。

制御ユニット５の制御回路には、検出測定ユニット１のプローブが検出測定するタイミングのプログラムを備えている。検出測の定時間になると、まず洗浄機構ユニット３を作動させプローブの検出面１０をブラシ１２で擦過し、検出面１０に付着した異物を清浄し、洗浄機構ユニット３の作動を停止させる。そして、プローブが動作して検出測定を行う。このとき検出面１０にはブラシ毛１２の先端が接しているがブラシ毛が疎な部分は水に面しているので検出の支障にならない。

図３の正面図に示すように、ブラシ台キャップ１７の正面形状は円形であるが、その半円部分だけにブラシ毛１２が植設され、ブラシ毛の欠落部分からプローブの検出面１０（鎖線示参照）が水中に面している構成でもよい。この場合、検出面１０は、ブラシ１２のブラシ毛の欠落部分を通じて検出測定ができる。

本発明を適用する水質観測装置の一実施形態を示す斜視図である。

本発明を適用する水質観測装置に組み込まれる洗浄機構ユニットの一実施形態を示す断面図である。

洗浄機構ユニットのブラシ形状の一実施例を示す正面図である。

符号の説明

１は検出測定ユニット、３は洗浄機構ユニット、５は制御ユニット、７はケーブル、１０はプローブの検出面、１２はブラシ、１３は駆動モーター、１４はハウジングキャップ、１５はハウジング、１６は磁気カップリング軸、１７はブラシ台キャップ、１８は磁石、２０はスリーブである。

Claims (7)

1. 検出測定ユニットを水中に埋没して設置する水質観測装置において、プローブの検出面を擦過するブラシによる洗浄機構を有しており、
   該検出測定ユニット及び該洗浄機構が、水中に対して開口しているスリーブに挿入されて各々固定されていることを特徴とする水質観測装置。
2. 該検出測定ユニット及び該洗浄機構が、該スリーブに挿入されて各々ボルトにより締結固定されており、該スリーブに挿入される深さを変えることで、該プローブの検出面と擦過毛の先端部との接触の距離を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の水質観測装置。
3. 該ブラシは、擦過毛の先端部がプローブの検出面に接触する回転体ブラシであって、該回転体ブラシの回転軌跡中に、擦過毛の欠落部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の水質観測装置。
4. 該回転体ブラシの回転軌跡中の半円部分にだけ該擦過毛が植設され、他の半円部分が該擦過毛の欠落部分になっていることを特徴とする請求項３に記載の水質観測装置。
5. 該回転ブラシが駆動制御回路を介して回転駆動源に連結していることを特徴とする請求項３または４に記載の水質観測装置。
6. 該回転ブラシが、気密ハウジングの回転駆動源のモーターに磁気カップリングで連結されていることを特徴とする請求項３または４に記載の水質観測装置。
7. 該プローブが、光学式センサであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の水質観測装置。

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