JPH0412252A - 水のクロロフィル濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水中に含まれるクロロフィルの濃度を自動的
かつ連続的に測定する装置に関するものである。

（従来の技術） タム湖などに発生するクロロフィルは水質の低下を招く
ものてあり、クロロフィルの濃度を測定することはダム
湖などを管理するうえて重要なことである。

クロロフィルの濃度を計測するには（問題となるクロロ
フィルはクロロフィルａと呼れるものであるか、明細書
ては単にクロロフィルという）、化学分析によるばか吸
光度法および蛍光光度法によって化学的に計測されてい
る。吸光度法は、定範囲の波長の光を照射してクロロフ
ィルによる吸収量を測定して濃度を計測するものであり
、また蛍光光度法は、特定波長の光をクロロフィルに照
射し、これによって励起される蛍光の量を計測して濃度
を測定するものである。

蛍光光度法によるクロロフィル計として従来使用されて
いるものは、採水したサンプルを検出部（フローセル）
に通過させなから計測する固定型と、計測器全体を水中
に入れる浸漬型とがある。

固定型の計測器はタム湖なとの水をポンプアップしてフ
ローセルに通水して計測するものであるか、０〜１００
ｍ深度の測定を行うとすれば、採水ポンプホースの先端
を目的深度迄降ろして採水するか、あるいは耐圧構造の
容器で採水することになるが、採水作業に時間を要し任
意の深度においてリアルタイムに計測することかできな
いといった問題かある。

又、浸漬型の計測器ては各深度においてリアルタイムに
計測てきる利点をもっているが、フローセルの自動洗浄
機能がないと有機物や浮遊物の付着によって計測結果に
誤差か生じること、計測部か太陽光などの外光の影響を
受けやすい構造であると外光か雑音になって正確な測定
結果か得にくくなることなどの問題かある。

このため、タム湖などにおいて長期間無保守で水面から
１００ｍ程度の深度まてを測定てきる浸漬型の計測器は
なく、開発か望まれていた。

（発明か解決しようとする課題） 本発明は、フローセル内の自動洗Ｓ機能を有しかつ外光
の影響を受けない浸漬型の蛍光光度法によるクロロフィ
ル濃度を長期間無保守て自動的かつ連続的に測定するこ
とかできる装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明において課題を解決する手段は、耐圧構造でかつ
密閉構造を有するケース、前記ケース内に水の注入口を
ケースから露出し水の給排はできるがケース外に対して
遮光構造を有する透明な筒体、前記筒体内に摺動可能に
設け筒体内面と摺動して内面の洗浄と筒体内への水の給
排を行うワイパー、前記ケース内で前記筒体を挟んで設
けられる蛍光管およびこの蛍光管からの光を特定波長の
光をクロロフィルに照射するフィルタを通した光と前記
フィルタを通さない光を受光する光電子増倍管とを具備
し前記光電子増倍管て受光した二つの光を比較してクロ
ロフィルの濃度を測定するようにしたことを特徴として
いる。

（作用） ケース１をケーブル１２て吊り下げてダム湖などの水中
に降下し測定する深度にケース１を設置する。モータ７
を駆動してワイパー５を上昇させると、蓋体４３の注水
孔４５から透明筒体４２内に水が注入される。これと同
時に透明筒体４２内の水は排水管１１からケース１の外
へ排出される。クロロフィルの濃度測定か終ったのちは
、ワイパー５を下降する。ワイパー５を下降すると水は
誘導孔５７から空洞部５２および通孔５４を経て移動し
、筒体内の水は排出されずに残る。そして次のワイパー
５を引き上げる動作で排出管１１から排出される。

ワイパー５か筒体４内を往復移動するときに筒体内側を
洗浄する。透明筒体４２の先端部に設けた蓋体４３は遮
光効果かあり、注水孔４５から筒体内に水は入るか光は
遮断され従って外光は検出部内に入らない。

この測定をワイパーて筒体内に試水を吸引導入すること
に連続的に行なう。長期間水中に設置された場合、筒体
内面に汚れが付着し測定値に悪影響を及ぼすが、本発明
においてはワイパーが筒体内面に接触して移動するのて
、試水を吸引するたびに筒体内面か拭かれ筒体内面を常
に清浄に保つことがてき正確な測定が可能となる。筒体
の外面は密閉されたケース内に収納されているのて汚れ
るおそれはない。

又、−日に一回程度の測定となる間欠測定時においては
水中に設置されたままワイパーか長時間停止するが、日
光や酸素などの供給が自由に行われると微生物か付着、
繁殖するおそれがあるが、本発明では筒体内は遮光され
ており、酸素の補給もされ難いのでワイパーの作動か間
欠的であっても筒体内を清浄に保つことかてきる。

この他、筒体開口部に設けた蓋体は微生物か嫌う銅製で
あるから、ワイパー停止中に水の注水口から筒体内に微
生物か侵入するのを防止てき従って筒体内を清浄に保持
する。

（実施例） 第１図は全体の組立図、第２図は水を注入する筒体の詳
細図、第３図は計測部の構成図である。

これらの図において、ケース１は耐圧構造ならびにケー
ス外に対して遮光構造を有する筒状容器で、下部ケース
２と上部ケース３とによって形成されている。前記下部
ケース２内に透明な筒体４を水の注入口をケースから露
出して下部ケース２の底部に設置している。前記筒体４
は試水を注入してクロロフィルの濃度を測定する容器て
あって、内部に筒体内面に接触しなから往復運動するワ
イパー５か設けられている。又、前記ワイパー５には駆
動軸６か取り付けられ、これが前記筒体４の基端部から
摺動自在に突出している。前記上部ケース３内に設置し
たモータ７にカップリンク８を介してねし軸９か取り付
けられている。ざらに又、前記ねし軸９に摺動体１０か
ねし結合され、この摺動体１０に前記駆動軸６か取り付
けられている。すなわち、モータ７の回転てねし軸９を
回転させ、摺動体１０を軸に沿って移動させてワイパー
５を筒体４内で往復運動させるものである。

第２図において、筒体４は基部口金４０と先端口金４１
との間にカラスなとて構成される透明筒体４２か設けら
れており、前記ワイパー５は透明筒体４２内を昇降する
と共に、駆動軸６か基部口金４０から突出している。前
記先端口金４１には、例えば銅製て形成される蓋体４３
か設けられると共に、この蓋体４３の内側周縁に凹条溝
４４か形成され、さらにこの四条溝４４に向って開口す
る複数の注水孔４５か設けられている。なお、前記凹条
溝４４を形成する内側の壁体は前記先端口金４１の外側
に隙間を設けて取り付けられており、このため、注水孔
４５から透明筒体４２内に水は進入するか光は遮断され
る構造となっている。この他、前記排水管１１は基部口
金４０に接続されている。

一方、前記ワイパー５は、前記透明筒体４２よりも小径
な円柱状の栓体５０に内部にテーパ面５１を有する空洞
部５２が形成されると共に、前記テーパ面５１に至る軸
孔５３か形成されている。前記駆動軸６の先端は前記栓
体５０の軸孔５３内を経て空洞部５２内に収容され、空
洞部５２内においてテーパ栓６０か設けられている。又
、駆動軸６に前記栓体５０の基端面に接合させるフラン
ジ６１か設けられており、このフランジ６１とテーバ栓
６０との間のロット６２の直径は前記軸孔５３の直径よ
りも小径てあり、従って軸孔５３とロッド６２との間に
隙間か形成されている。さらに又、栓体５０には軸孔５
３に向って開口する通孔５４が設けられている。

なお、前記駆動軸６をワイパー５に向って移動させると
フランジ６１か栓体５０の基端面に接合し、このときテ
ーパ栓６０は空洞部５２内に進入してテーパ面５１との
間に隙間が形成される。駆動軸６を逆方向に移動させれ
ばテーバ栓６０はテーパ面５１にシールされる。

前記栓体５０の先端には透明筒体４２の内周面と接合さ
せた椀状のワイパ輪５５がボルトねし５ｂで固定されて
おり、さらにこのボルトねし５６に前記空洞部５２と連
通する誘導孔５７が設けられている。

なお、前記下部ケース２には筒体４の水をケース１から
排出するための排水管１１が、又、」二部ケース３には
ケース１を吊るためのケーブル１２か設けられている。

第３図に本発明の実施例の測定方法のフロック図を示す
。図示のように前記筒体４を挟んで熱陰極蛍光管２０と
光電子増倍管２１か設げられている。

モして熱陰極蛍光管２０から光電子増倍管２１への光路
中の熱陰極蛍光管２０と筒体４との間にモータ２２て回
転駆動され光を連続して交互に通過、遮断する回転スリ
ット２３を設けである。この回転スリット２３で光をイ
＜ルス状としている。またこの回転スリット２３と筒体
４との間に青色フィルタ２５か設けられ、筒体４と光電
子増倍管２１との間に赤色フィルタ２６、レンズ２７か
設けられている。

すなわち、熱陰極蛍光管２０からの光を青色フィルタ２
５、筒体４の試水、および赤色フィルタ２６を通して光
電子増倍管２１て受光させるか、回転スリット２３てパ
ルス状にして受光させている。

ざらに又、試水な通ってクロロフィルから発する蛍光と
熱陰極蛍光管２０の参照光とを比較するため熱陰極蛍光
管２０の光を直接光電子増倍管２１へ受光させている。

そのため前記熱陰極蛍光管２０からの光を第２赤色フィ
ルタ２８、光ファイバ２９を経て前記回転スリット２３
を介してもう一つの光ファイバ３０を通して光電子増倍
管２１て受光させている。

前記回転スリット２３は、双方の光パルスを同期させる
ためのもので、熱陰極蛍光ｖ２０からの光を通過させる
位置と、光ファイバ２９を経た光を通過させる位置の二
種のスリット（図示せず）を備えている。

熱陰極蛍光管２０からの光は青色フィルタ２５を通って
筒体４内の試水に当った後、赤色フィルタ２６を通り、
余分な光がカットされてクロロフィルから発している蛍
光のみか光電子増倍管２１に受光される。一方、第２赤
色フィルタ２８を通り光ファイバ２９．３０からの光は
、第２赤色フィルタ２８で余分な光をカットしているの
て、電子増培管２１は蛍光管２０の光の強さをも受光す
る。

上記のように、この光増倍管２１への受光は回転スリッ
ト２３によってパルス状にして行われる。この受光した
光を電気信号に換え、プリアンプ３１で増幅した後バン
トパスフィルタ３２て所定の周波数帯域のみを通し、さ
らにこれをメインアンプ３３て増幅する。このようにし
てクロロフィルから発している蛍光と参照光とを計測し
、図示のように零点補正をしたのち、蛍光の計測値を参
照光の計測値て割って試水中に含まれるクロロフィルの
濃度を測定する。この実施例は光をパルス状にしてバン
トパスフィルタ３２を通すのて、外来光ノイズをカット
することがてき正確な計測を行うことがてきる。

実施例において上記の測定を行うには、ケース１をケー
ブル１２て吊り下げてダム湖などの水中に降下する。測
定する深度にケース１か達した位置で本装置を設置し、
モータ７を駆動してワイパー５を上昇する。第２図Ａに
おいてワイパー５か上昇するときは、駆動軸６か栓体５
０を上昇させるとワイパ輪５５が透明筒体４２の内面を
摺って上昇するのて、蓋体４３に形成された注水口４５
から透明筒体４２内に水を誘導注入する。これと同時に
透明筒体４２内の水は排水管１１からケース１の外へ排
出される。

クロロフィルの濃度測定か終ったのちは、ワイパー５を
下降する。第２図Ｂにおいて駆動軸６か下降するとフラ
ンジ６１が栓体５０の端部に接合してワイパー全体を押
し下げるのて、ロッド６２の先端に設けたテーバ栓６０
か栓体のテーバ面５１と離れ、栓体の空洞部５２内はワ
イパ輪５５によって透明筒体４２内は、一方の室か通孔
５４を介して連通し、もう一方の室は誘導孔５７を介し
て連通される。この状態てワイパー５を下降すると若干
の水は蓋体４３の通水孔４５から排出されるか、大部分
の水は誘導孔５７から空洞部５２および通孔５４を経て
移動し、筒体内の水は排出されずに残る。そして次のワ
イパー５を引き」二げる動作て排出管１１から排出され
ることになる。

ワイパー５か透明筒体４２を往復移動するときに筒体内
側を洗浄することは前述した通りである。

一方、透明筒体４２の先端部に設けた蓋体４３はケース
外部に対して遮光効果かあり、注水孔４５は四条溝４４
内に開口されると共に四条溝４４が先端口金４１の外側
に設けられているのて、注水孔４５から筒体内に水は入
るか光は遮断され従って外光か検出部内に入ることがな
い。

（発明の効果） 本発明は、計測部の主要部である水を注入する筒体の自
動洗浄手段を備えると共に、筒体は水のみを注入し、外
光か侵入するのを防止した構造となっているのて、ダム
湖などにおいて所望する深度のクロロフィル濃度を長期
間無保守て自動的かつ連続的に測定することができるも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を組み立てた全体の断面図、 第２図は水を注入する筒体の詳細を表わし、Ａは筒体内
に水を注入する状態、Ｂは筒体内の水を排出する状態を
表わす各断面図 第３図は計測部の概略ケ表わす構成図である。 ｌ・・・ケース ３・・−」二部ケース ４０・・・基部口金 ４２・・・透明筒体 ４４・・・四条溝 ５・・・ワイパー ５１・・・テーバ面 ５３・・・軸孔 ５５・・・ワイパ輪 ５７・・・誘導孔 ６０・・・テーバ栓 ６２・・・ロッド ８・・・カップリング １０・・・摺動体 】２・・・ケーフル ２・・・下部ケース ４・・・筒体 ４１・・・先端口金 ４３・・・蓋体 ４５・・・注水孔 ５Ｇ・・・栓体 ５２・・・空洞部 ５４・・・通孔 ５６・・・ボルトねし ６・・・駆動軸 ６１・・・フランジ ７・・・モータ ９・・・ねし軸 ］１・・・排水管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐圧構造でかつ密閉構造を有するケース、前記ケ
   ース内に水の注入口をケースから露出し水の給排はでき
   るがケース外に対して遮光構造を有する透明な筒体、 前記筒体内に摺動可能に設け筒体内面と摺動して内面の
   洗浄と筒体内への水の給排を行うワイパー、 前記ケース内で前記筒体を挟んで設けられる蛍光管およ
   びこの蛍光管からの光を特定波長の光をクロロフィルに
   照射するフィルタを通した光と前記フィルタを通さない
   光を受光する光電子増倍管、 とを具備し前記光電子増倍管で受光した二つの光を比較
   して濃度を測定することを特徴とするクロロフィル濃度
   測定装置。
2. （２）前記筒体の水の注入口は銅製など生物の付着が少
   ない材質で形成されると共に、注入口から筒体内に外光
   が侵入しないよう遮光されていることを特徴とする請求
   項第１項記載の水のクロロフィル濃度測定装置。