JP5272466B2

JP5272466B2 - 水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置

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Publication number: JP5272466B2
Application number: JP2008072806A
Authority: JP
Inventors: 信一澤田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: JP2009229154A

Description

本発明は、水中ロボットによる水中の溶存ガス濃度の計測作業を行わせるために水中ロボットに装着する水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置に関するものである。

従来より、水中での探索作業や、調査作業等の各種水中作業を無人で実施するために、所謂ＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle）やＵＵＶ（Unmanned Underwater Vehicle）と云われる水中ロボットが用いられてきている（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、海洋調査として水中における二酸化炭素やメタン、その他所要のガスの溶存ガス濃度を調査する場合があり、このような調査では、溶存ガス濃度の計測を、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサを用いて行うことがある。

上記分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサの一例としては、図８に概略を示す如き分離膜方式の溶存メタン濃度計測センサ１が知られている。

上記溶存メタン濃度計測センサ１は、センサ先端部に気室（ディテクタルーム）２を設けて、該気室２内に、センサ本体としての半導体検出器（半導体センサ）３を設置し、更に、上記気室２の先端側開口部４に、該開口部４を閉塞させる分離膜５、たとえば、シリコン製の分離膜５を、センサ長手方向に垂直に配した板状の多孔材製の膜支持台６により内側から支持させて取り付けた構成としてある。７は上記分離膜５の外周縁部を外側より押さえるための膜押さえである。

以上の構成としてある溶存メタン濃度計測センサ１によれば、水中に高濃度のメタンが溶存している場合は、上記分離膜５を挟んで水中の溶存メタンの分圧の方が、気室２内の気相側のメタン分圧よりも高くなるため、両者の分圧が平衡に達するまで気室２内へメタンが移動するようになる。よって、上記気室２内におけるメタン濃度を上記半導体検出器３により測定することで、該測定値より上記水中の溶存メタン濃度を換算して求めることができるようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。

なお、上記図８に示した溶存メタン濃度計測センサ１と同様の構成において、気室２内に設置するセンサ本体としてのメタン濃度測定用の半導体検出器３を、二酸化炭素やその他所要のガスに個別に対応した半導体検出器に交換すれば、上記各種ガスの水中における溶存ガス濃度を、上記溶存メタン濃度計測センサ１による水中の溶存メタン濃度計測と同様の機序によって計測が可能な分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサを構成することができる。

そこで、海底付近における各種ガスの水中の溶存ガス濃度を調査するために、水中ロボットに上記分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサを取り付けて、海底付近における各種ガスの溶存ガス濃度を計測させるようにすることが考えられる。この場合、海底付近における各種ガスの溶存ガス濃度を調査するという観点からすると、一般に、上記溶存ガス濃度計測センサは、分離膜が設けてある先端部を海底に向けた姿勢、すなわち、該センサを下向きにして水中ロボットに取り付けるようにすると考えられる。

特開平１１−１３９３９０号公報特開２００６−２８４１８４号公報

ところが、海底付近における溶存ガス濃度の調査をするような海域では、火山性の要因やその他各種の事象に起因して、海底からガスが気泡の状態で噴出（放出）されている場合がある。そのために、上記分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサを、水中ロボットに下向きに取り付けて上記のようなガス気泡が発生している個所で使用すると、上記溶存ガス濃度計測センサの下端の分離膜が、水平状態となっているために、下方より浮上してくるガス気泡が上記溶存ガス濃度計測センサの先端部に達した時点で、上記分離膜の表面側で滞留して、該ガス気泡が上記溶存ガス濃度計測センサの分離膜に付着し、これにより、以下のような問題が生じる虞が懸念される。

すなわち、一般に、液体中に溶解したガスの分圧は水深によらずほぼ１気圧である。よって、上記溶存ガス濃度計測センサにおける分離膜の内側の気室の内部圧力（大気圧）とほぼ同じとなり、分離膜の内外方向に差圧は生じない。

しかし、ガス気泡が分離膜の表面に付着した場合は、気泡内のガスの圧力は水圧と同等であり、分離膜の内側の気室内部に比して圧力が高いため、気泡のガスが分離膜を透過して一気に気室内へ入ってしまい、このために、水中における溶存ガス濃度の調査対象となるガスの正確な濃度を計測することができなくなるという問題が生じてしまう。

しかも、上記のように気泡のガスが分離膜を透過して気室内へ入ると、該気室の内部圧力が当初の大気圧より上昇するようになる。この気室内の圧力が大気圧よりも上昇した状態の溶存ガス濃度計測センサを、水面へ向けて引き上げると、水深の減少に伴って分離膜の外側の圧力である水圧は低下するが、気室内のガスは分離膜を通して外部の水中へ容易に溶出することができないため、分離膜の内側の気室の内部圧力が、分離膜の外部の水圧に比して高くなり、そのために、上記分離膜が外部へ向けて風船状に膨張してしまうという問題が生じてしまう。更に、上記分離膜の内外の圧力差が大きい場合は、該分離膜が破れてしまうという問題が懸念される。

そこで、本発明は、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサを水中ロボットに搭載してガス気泡中で使用しても、上記分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサの分離膜に気泡が付着する虞を解消できて、溶存ガス濃度の正確な計測を行うことができ、更に、上記溶存ガス濃度計測センサの水面への引き上げに伴って上記溶存ガス濃度計測センサの分離膜が膨張したり、破れたりする虞を未然に防止することができる水中ロボット用溶存ガス計測センサ装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを垂直方向下向きより３０度傾斜した角度から１３５度未満までの角度範囲の角度姿勢に保持するようにした構成とする。

又、請求項２に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、センサ長手方向と垂直な方向より３０度よりも大となる角度で傾斜した開口部を設け、且つ該開口部に、該開口部と同様の傾斜角度で傾斜した膜支持台によって支持させた分離膜を取り付けてなる構成とする。

更に、請求項３に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、周方向に１８０度対向する２個所に頂部を有する山型の開口部を設け、該開口部に、山型形状の膜支持台により内側から支持させた分離膜を取り付けてなる構成とする。

更に又、請求項４に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを下向きの姿勢に保持するようにし、更に、上記センサの下側に、所要メッシュの網を所要角度傾斜させて配設した構成とする。

請求項５に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部の一側位置に水噴射ノズルを設けると共に、該ノズルにポンプを水供給ラインを介し接続して、上記水噴射ノズルより上記センサの分離膜の表面全体を横切る水流を発生させ、該分離膜の表面付近のガス気泡を払い除けることができるようにした構成とする。

請求項６に対応して、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部に、該センサの分離膜の表面近傍に配したワイパ本体を上記分離膜の表面に沿わせて移動させることで該分離膜の表面付近のガス気泡を払い除けることができるようにしてあるワイパ装置を設けた構成とする。

本発明の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを垂直方向下向きより３０度傾斜した角度から１３５度未満までの角度範囲の角度姿勢に保持するようにした構成としてあるので、上記溶存ガス濃度計測センサの分離膜を、水平方向より下方６０度傾斜した角度から上方４５度までの角度範囲に配置できる。これにより、上記センサの計測領域にガス気泡が存在していても、浮力によって上昇するガス気泡は、上記分離膜の外側を通過するか又は分離膜表面に沿って流れるため、該分離膜の表面に滞留することはない。よって、上記分離膜の表面へのガス気泡の付着を防止できる。
（２）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、センサ長手方向と垂直な方向より３０度よりも大となる角度で傾斜した開口部を設け、且つ該開口部に、該開口部と同様の傾斜角度で傾斜した膜支持台によって支持させた分離膜を取り付けてなる構成とし、仮に、該センサを垂直方向下向きの姿勢に保持するようにした構成とする場合、上記溶存ガス濃度計測センサの気室の先端側開口部に取り付けてある分離膜を、水平方向に対して３０度よりも大となる角度で傾斜させることができる。これにより、上記センサの計測領域にガス気泡が存在していても、浮力によって上昇するガス気泡は、上記分離膜の表面に沿って流れるのみで、該分離膜の表面に滞留することはない。よって、上記分離膜の表面へのガス気泡の付着を防止できる。
（３）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、周方向に１８０度対向する２個所に頂部を有する山型の開口部を設け、該開口部に、山型形状の膜支持台により内側から支持させた分離膜を取り付けてなる構成とすることにより、もし仮に、該センサを、垂直方向下向きの姿勢に保持するようにした構成とする場合、上記溶存ガス濃度計測センサの気室の先端側開口部に取り付けてある分離膜を、膜支持台の頂部と対応する位置を中心にして、その両側を上向きに傾斜させることができる。このため、上記センサの計測領域にガス気泡が存在していても、浮力によって上昇するガス気泡は、上記分離膜の表面に沿って流れるのみで、該分離膜の表面に滞留することはない。よって、上記分離膜の表面へのガス気泡の付着を防止できる。
（４）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサをもし仮に下向きの姿勢に保持するようにした場合、上記センサの下側に、所要メッシュの網を所要角度傾斜させて配設した構成とすることにより、上記溶存ガス濃度計測センサの先端側の計測領域にガス気泡が存在していても、上記センサの下方から上昇するガス気泡は、該センサの下側に配してある上記網に接触させることで表面張力により捕集でき、上記網に捕集されたガス気泡同士が互いに接合されて成長する大きな気泡は、上記網の下面側に沿って浮上させることができる。よって分離膜に対するガス気泡の付着を未然に防止できる。
（５）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部の一側位置に水噴射ノズルを設けると共に、該ノズルにポンプを水供給ラインを介し接続して、上記水噴射ノズルより上記センサの分離膜の表面全体を横切る水流を発生できるようにした構成とすることにより、上記溶存ガス濃度計測センサの計測領域にガス気泡が存在していても、溶存ガス濃度計測センサの下方から上昇するガス気泡は、上記水噴射ノズルより上記分離膜の表面全体を横切るように流す水流に乗せて分離膜の表面付近より除去できる。よって、上記分離膜に対するガス気泡の付着を未然に防止できる。
（６）分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部に、該センサの分離膜の表面近傍に配したワイパ本体を上記分離膜の表面に沿わせて移動させることで該分離膜の表面付近のガス気泡を払い除けることができるようにしてあるワイパ装置を設けた構成とすることにより、上記溶存ガス濃度計測センサの計測領域にガス気泡が存在していても、溶存ガス濃度センサの下方から上昇するガス気泡は、上記ワイパ装置により分離膜の表面付近より除去できる。よって、上記分離膜に対するガス気泡の付着を未然に防止できる。
（７）したがって、上記（１）（２）（３）（４）（５）（６）のいずれの場合にも、計測領域に存在しているガス気泡のガスが溶存ガス濃度計測センサの分離膜を透過して気室内へ入る虞がないため、計測領域の水中の溶存ガス濃度の正確な計測を行うことができる。更に、上記溶存ガス濃度計測センサの水面への引き上げ時に、該センサの分離膜が膨張したり、破れたりする虞を未然に防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１（イ）（ロ）は本発明の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置の実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、上記水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置は、分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサとして、図８に示した溶存メタン濃度計測センサ１と同様の構成において、気室２内に、メタン濃度測定用の半導体検出器３に代えて、センサ本体としての所望の計測対象ガスの濃度測定用の半導体検出器３ａを設置してなる溶存ガス濃度計測センサ１Ａ、より具体的には、センサ先端部に気室２を設けて、該気室２内に上記半導体検出器３ａを設置し、更に、上記気室２の先端側開口部４に、センサ長手方向に垂直な板状の膜支持台６により支持させた分離膜５を取り付けて該開口部４を閉塞させてなる溶存ガス濃度計測センサ１Ａを有し、且つ、該溶存ガス濃度計測センサ１Ａを水平方向横向きの姿勢とした状態で水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けるための連結具９を備えてなる構成とする。

詳述すると、上記連結具９は、たとえば、横方向に所要寸法延びるロッド状として、長手方向の両端部にロボット取付部１０とセンサ保持部１１とを設けてなる構成として、上記ロボット取付部１０を上記水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けた状態のときに、上記センサ保持部１１に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａを、水平方向横向きの姿勢に保持できるようにしてある。

なお、図１（イ）では、上記連結具９のロボット取付部１０を、水中ロボット８の機材装着部８ａの一例として、上下方向に延びるパイプ形状の機材装着部８ａに取り付けた状態を示したが、上記水中ロボット８の機材装着部８ａが、横方向に延びるパイプ形状や、プラットホーム状等、図示したものと異なる形態をしている場合は、該水中ロボット８の機材装着部８ａの形態に応じて、上記連結具９のロボット取付部１０の形状や取付構造を適宜変更してよい。又、図示する便宜上、溶存ガス濃度計測センサ１Ａの構造は簡略化して記載してある（以下の実施の形態でも同様）。

以上の構成としてある水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置を使用すると、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａにより、前述したように、図８の溶存メタン濃度計測センサ１による溶存メタン濃度の計測と同様の機序によって、センサ先端部の分離膜５の外側に存在する水中における上記所望の計測対象ガスの溶存ガス濃度が計測される。

又、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａは、水平方向横向きの姿勢としてあるため、海底より上記計測対象ガスが海水中へ噴出している個所では、海底より上昇する上記計測対象ガスの濃度が高い海水の流れの中に溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端部を配置することができることから、上記計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測が正確に行われるようになる。

更に、上記計測の際、図１（ロ）に示す如く、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側の計測領域に計測対象ガスやその他のガスのガス気泡１２が存在していても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａが水平方向横向きの姿勢としてあることに伴って、該センサ１Ａの先端部の分離膜５は垂直に配置されているため、浮力によって水中を上昇するガス気泡１２は、図１（ロ）に矢印で示すように、上記分離膜５の外側を通過するのみで、該分離膜５の表面に滞留することはない。よって、上記分離膜５の表面へのガス気泡１２の付着が防止される。

このように、本発明の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置によれば、上記分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサ１Ａをガス気泡１２が存在している計測領域で使用する場合であっても、該センサ１Ａの分離膜５の表面にガス気泡１２が付着する虞を解消できて、ガス気泡１２のガスが分離膜５を透過して気室２内へ入る虞がないため、計測領域の水中の溶存ガス濃度の正確な計測を行うことができる。更に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの水面への引き上げ時に、該センサ１Ａの分離膜５が膨張したり、破れたりする虞を未然に防止することができる。

次に、図２（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態として、図１（イ）（ロ）の実施の形態の変形例を示すもので、図１（イ）（ロ）に示した水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置と同様の構成において、水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けてある連結具９のセンサ保持部１１に、溶存ガス濃度計測センサ１Ａを水平方向横向きの姿勢で保持させる構成に代えて、上記水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けてある連結具９のセンサ保持部１１に、垂直方向下向きより所要角度傾斜させた角度姿勢、具体的には、垂直方向下向きより約３０度から１３５度未満の角度範囲で傾斜させた角度姿勢の溶存ガス濃度計測センサ１Ａを保持させるようにしたものである。なお、図では、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａを、垂直方向下向きより約４５度傾斜させた角度姿勢で保持させた状態が示してある。

その他の構成は図１（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によっても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａにより水中における計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測を行うことができると共に、海底より上記計測対象ガスが海水中へ噴出している個所では、垂直方向下向きより上記所要角度傾斜させた斜め下向き姿勢の溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端部を、海底より上昇する上記計測対象ガスの濃度が高い海水の流れの中に配置することができることから、上記計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測を正確に行うことができる。

更に、上記計測の際、図２（ロ）に示す如く、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、垂直方向下向きより上記所要角度傾斜させた斜め下向き姿勢の溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５は、水平方向より約６０度から９０度未満の角度範囲で傾斜した配置とされているため、上記分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、図２（ロ）に矢印で示すように、上記分離膜５の表面に沿って流れるため、該分離膜５の表面に滞留することはない。よって、本実施の形態においても、上記分離膜５の表面へのガス気泡１２の付着を防止できて、上記実施の形態を同様の効果を得ることができる。

次いで、図３（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、溶存ガス濃度計測センサとして、図１（イ）（ロ）に示した溶存ガス濃度計測センサ１Ａと同様の構成において、気室２の先端側にセンサ長手方向に垂直な開口部４を設けて、該開口部４に、センサ長手方向に垂直な板状の膜支持台６により支持させた分離膜５を取り付けた構成とすることに代えて、気室２の先端側に、センサ長手方向と直交する方向に対して約３０度よりも大となる角度で傾斜した開口部４ａを設け、該開口部４ａに、センサ長手方向に対して上記開口部４ａと同様の傾斜角度で傾斜した膜支持台６ａによって支持させた分離膜５を取り付けてなる構成の溶存ガス濃度計測センサ１Ｂを用いるようにし、該溶存ガス濃度計測センサ１Ｂを、垂直方向下向きの姿勢とした状態で水中ロボット８の機材装着部８ａに連結具９を介して取り付けてなる構成とする。

上記連結具９は、たとえば、横方向に所要寸法延びるロッド状として、長手方向の一端部に設けたロボット取付部１０を上記水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けた状態で、長手方向他端部のセンサ保持部１１に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂを、垂直方向下向きの姿勢で保持できるようにしてある。

なお、膜押さえ７は、上記膜支持台６ａにより支持される分離膜５、及び、気室２の先端側開口部４ａの形状に対応した形状としてあるものとする。その他、図１（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

本実施の形態の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置によっても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂでは、上記分離膜５を挟んで水中の計測対象ガスの分圧の方が、気室２内の気相側の計測対象ガスの分圧よりも高い場合は、両者の分圧が平衡に達するまで気室２内へ計測対象ガスが移動するため、この気室２内における計測対象ガスの濃度を半導体検出器３ａにより測定することで、該測定値より上記水中の計測対象ガスの溶存ガス濃度を求めることが可能になる。又、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂは、海底側に向けて垂直方向下向き姿勢としてあるため、海底付近における上記計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測を正確に行うことができる。

更に、上記計測の際、図３（ロ）に示す如く、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂの気室２の先端側開口部４ａに取り付けてある分離膜５は、垂直方向下向き姿勢としてあるセンサ長手方向と直行する方向に対して約３０度よりも大となる角度、すなわち、水平方向に対して約３０度よりも大となる角度で傾斜しているため、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｂの分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、図３（ロ）に矢印で示すように、上記分離膜５の表面に沿って流れるのみで、該分離膜５の表面に滞留することはない。よって、本実施の形態においても、上記分離膜５の表面へのガス気泡１２の付着を防止できて、図１（イ）（ロ）の実施の形態を同様の効果を得ることができる。

図４（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態として、図３（イ）（ロ）の実施の形態の変形例を示すもので、図３（イ）（ロ）に示したと同様に、溶存ガス濃度計測センサを、垂直方向下向きの姿勢とした状態で水中ロボット８の機材装着部８ａに連結具９を介して取り付けてなる構成において、上記溶存ガス濃度計測センサとして、気室２の先端側に、センサ長手方向と直交する方向に対して約３０度よりも大となる角度で傾斜した開口部４ａを設け、該開口部４ａに、センサ長手方向に対して上記開口部４ａと同様の傾斜角度で傾斜した膜支持台６ａによって内側から支持させた分離膜５を取り付けてなる溶存ガス濃度計測センサ１Ｂを用いる構成に代えて、気室２の先端側に、周方向に１８０度対向する２個所に頂部を有する山型の開口部４ｂを設け、該開口部４ｂに、先端側を山型形状６ｂとしてある膜支持台６ｂにより内側から支持させた分離膜５を取り付けてなる構成の溶存ガス濃度計測センサ１Ｃを用いるようにしたものである。

上記気室２の先端側開口部４ｂの山型形状、及び、膜支持台６ｂの先端側の山型形状は、共に頂角が１２０度よりも小さくなるように設定してある。

なお、膜押さえ７は、上記膜支持台６ｂにより支持された分離膜５及び気室２の先端側開口部４ｂの形状に対応した形状としてあるものとする。その他、図３（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

本実施の形態の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置によっても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｃによる水中の計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測を実施できる。

更に、上記計測の際、図４（ロ）に示す如く、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｃの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、上記したように垂直方向下向きの姿勢としてある溶存ガス濃度計測センサ１Ｃの気室２の先端側開口部４ｂに取り付けてある分離膜５は、膜支持台６の頂部と対応する位置を中心にして、その両側が水平方向に対して３０度よりも大となる角度で上向きに傾斜しているため、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ｃの分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、図４（ロ）に矢印で示すように、上記分離膜５の表面に沿って流れるのみで、該分離膜５の表面に滞留することはない。よって、本実施の形態においても、上記分離膜５の表面へのガス気泡１２の付着を防止できて、図３（イ）（ロ）の実施の形態を同様の効果を得ることができる。

図５は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同様の溶存ガス濃度計測センサ１Ａを、垂直方向下向きの姿勢とした状態で、図３（イ）に示したと同様の連結具９を介して水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付ける。更に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの下側に、所要メッシュの網１３を、所要角度傾斜させて上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの平面形状よりもやや広い範囲を覆うように配置すると共に、該網１３を、支持部材１４を介して上記連結具９に取り付けるようにしたものである。

なお、図示してないが、上記網１３は、支持部材を介して上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの胴部や、上記水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付けるようにしてもよい。

その他、図１（イ）（ロ）及び図３（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

本実施の形態の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置によっても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａにより水中の計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測を実施することができる。

更に、上記計測の際、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの下側に配してある上記網１３に接すると表面張力により該網１３に捕集される。その後、上記網１３に捕集されたガス気泡１２同士が互いに接合された大きな気泡に成長すると、この大きな気泡は上記網１３の下面側に沿って浮上させられるようになる。よって、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５に対するガス気泡１２の付着が未然に防止されるようになる。

したがって、本実施の形態によっても、図１（イ）（ロ）の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図６は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同様の溶存ガス濃度計測センサ１Ａを、垂直方向下向きの姿勢とした状態で、図３（イ）に示したと同様の連結具９を介して水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付ける。更に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端部の一側位置に、水噴射ノズル１５を設けると共に、該水噴射ノズル１５に、たとえば、水中ロボット８の機材装着部８ａに設けたポンプ１６を、水供給ライン１７を介し接続してなる構成として、該ポンプ１６の運転により水供給ライン１７を通して供給される水（海水）を、上記水噴射ノズル１５より噴射することで、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５の表面側に、該分離膜５の表面全体を横切る水の流れ（水流）１８を形成できるようにしたものである。

更に、上記計測の際、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、上記ポンプ１６を常時運転することで、分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、上記水噴射ノズル１５より噴射されて上記分離膜５の表面全体を横切るように流れる水流１８に乗せられて、分離膜５の表面付近より除去される。よって、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａでは、分離膜５に対するガス気泡１２の付着が未然に防止された状態で計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測が行われるようになる。

図７（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同様の溶存ガス濃度計測センサ１Ａを、垂直方向下向きの姿勢とした状態で、図３（イ）に示したと同様の連結具９を介して水中ロボット８の機材装着部８ａに取り付ける。更に、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側に、該溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５の表面近傍に配したワイパ本体２０を上記分離膜５の表面に沿わせて動かすことで、分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２を該分離膜５の表面付近より払い除けるためのワイパ装置１９を装着した構成とする。

詳述すると、上記ワイパ装置１９は、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端より所要寸法離れた位置に、防水ケーシング２２に収納したモータ２１を、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの分離膜５の中央に向けて配置すると共に、該モータ１９の防水ケーシング２０を、脚部材２１を介して上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端部に取り付ける。この際、たとえば、上記脚部材２１を、膜押さえ７と一緒に上記溶存ガス計測センサ１Ａの先端部に取り付けるようにしてもよい。

更に、上記分離膜５の表面近傍に、該分離膜５の直径に沿って延びるロッド状のワイパ本体２０を配置すると共に、該ワイパ本体２０の中間部を、上記モータ２１の出力軸の先端部に取り付けた構成としてある。これにより、上記モータ２１の運転により上記ワイパ本体２０を、上記分離膜５の近傍位置で該分離膜５の表面に沿って回転駆動させることができるようにしてある。

更に、上記計測の際、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａの先端側の計測領域にガス気泡１２が存在していても、上記モータ２１を常時運転することで、分離膜５の下方から上昇するガス気泡１２は、上記分離膜５の表面近傍位置にて上記モータ２１により回転駆動される上記ワイパ本体２０によって分離膜５の表面付近より溶存ガス濃度センサ１Ａの外周側へ払い除けられて、分離膜５付近より除去される。よって、上記溶存ガス濃度計測センサ１Ａでは、分離膜５に対するガス気泡１２の付着が未然に防止された状態で計測対象ガスの溶存ガス濃度の計測が行われるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、連結具９は、ロボット８の機材装着部８ａに取り付けるためのロボット取付部１０と、溶存ガス濃度計測センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを所定の角度姿勢で保持するためのセンサ保持部１１とを備えていれば、長さ寸法を変更したり、上記ロボット取付部１０とセンサ保持部１１との位置関係を変更する等した任意の形状としてよい。

溶存ガス濃度計測センサのセンサ本体としては、気室２内のガス濃度を検出することができるようにしてあれば、対象気体の性状や、要求される検出精度等に応じて、光学的にガス濃度を検出する検出器等、半導体検出器３ａ以外のいかなる形式のセンサ本体を用いるようにしてもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）はセンサ先端部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）はセンサ先端部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）はセンサ先端部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）はセンサ先端部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の更に他の形態を示す一部切断概略側面図である。本発明の実施の更に他の形態を示す一部切断概略側面図である。本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）はセンサ先端部を拡大して示す一部切断側面図である。従来の分離膜方式の溶存メタン濃度計測センサの一例を示す概要図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ溶存ガス濃度計測センサ
２気室
４，４ａ，４ｂ開口部
５分離膜
６，６ａ，６ｂ膜支持台
８水中ロボット
８ａ機材装着部
９連結具
１３網
１５水噴射ノズル
１６ポンプ
１７水供給ライン
１９ワイパ装置
２０ワイパ本体

Claims

分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを垂直方向下向きより３０度傾斜した角度から１３５度未満までの角度範囲の角度姿勢に保持するようにしたことを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。
分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、センサ長手方向と垂直な方向より３０度よりも大となる角度で傾斜した開口部を設け、且つ該開口部に、該開口部と同様の傾斜角度で傾斜した膜支持台によって支持させた分離膜を取り付けてなる構成としたことを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。
分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを、先端部の気室の先端側に、周方向に１８０度対向する２個所に頂部を有する山型の開口部を設け、該開口部に、山型形状の膜支持台により内側から支持させた分離膜を取り付けてなる構成としたことを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。
分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサを下向きの姿勢に保持するようにし、更に、上記センサの下側に、所要メッシュの網を所要角度傾斜させて配設したことを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。
分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部の一側位置に水噴射ノズルを設けると共に、該ノズルにポンプを水供給ラインを介し接続して、上記水噴射ノズルより上記センサの分離膜の表面全体を横切る水流を発生させ、該分離膜の表面付近のガス気泡を払い除けることができるようにしたことを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。
分離膜方式の溶存ガス濃度計測センサと、該センサを水中ロボットの機材装着部へ取り付けるための連結具とを備え、上記センサの先端部に、該センサの分離膜の表面近傍に配したワイパ本体を上記分離膜の表面に沿わせて動かすことで該分離膜の表面付近のガス気泡を払い除けることができるようにしてあるワイパ装置を設けた構成を有することを特徴とする水中ロボット用溶存ガス濃度計測センサ装置。