JPS5920662Y2 - 水質測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は検出部を検水中に浸漬することで水質測定、特
に検水の濁度を測定する水質測定装置に関し、検出部の
汚れを防止するのに好適な水質測定装置に関する。

一般に、検水の濁度測定には光学的効果を利用する。

例えば、検出中に光を照射し、検水を所定距離透過した
後の光量から濁度を検出する透過測定方法、照射光が検
水によって散乱された光量から測定する反射測定方法、
さらには検水中の透過光と散乱光の両方を検出してそれ
らの値からある演算をして濁度を算出する測定方法があ
る。

また、測定に利用される光としては、白熱ランプによる
可視光のほかに、レーザ光、赤外光、近赤外光、偏光な
どがあるし、発光の方法も連続発光のほかに交流的ある
いはパルス発光のものが使用される。

上述のいずれかの測定方法、光源、発光方法を組合せ使
用するものにおいて、濁度検出部を検水中に浸漬して劇
作を行なう場合には投光器または受光器には検水と接す
る光学窓が必要となる。

この光学窓は検水への入射光及び検水からの散乱光、透
過光を投光器、受光器に透過させるものであるから、光
学窓の汚れによってその透過率が変化すると測定の誤差
となってしまう。

光学窓は、懸濁物質、粘着性物質が検水中に少しでも含
まれていると長時間の連続使用で検水に接する面に汚れ
が付着する。

また、測定に使われる光を好む藻類の付着という汚れも
多い。

このような光学窓の汚れ防止は濁度の長期間自動連続測
定およびメンテナンス軽減のために不可欠である。

光学窓の汚れ防止あるいは洗浄方法は多く提案されてい
る。

例えば、光学窓表面に超音波を照射して汚れを落す方法
、高圧のジェット水により汚れを除く方法、高圧空気で
汚れを吹き飛ばす方法、ブラシにより洗浄する方法、薬
液による洗浄方法などがあるが、複雑な装置となること
、検水に砂粒等のある場合に光学窓を傷つける恐れがあ
ることなどの欠点があるし、その汚れ除去効果も小さい
ものであった。

一方、気泡洗浄方法は、簡単な装置で洗浄効果が大きく
、側面検出式溶存酸素計等に実用化されている。

気泡洗浄の原理は、検水中に吹込んだ気泡を検出面に沿
って上昇通過させ、気泡が検出面付近の検水に起こす乱
れた細かい渦、すなわち、乱流及び気泡発生時に生ずる
圧力波により検出面に付着した汚れを除去するものであ
る。

このとき気泡が検出面に近いほどさらに上昇速度が大き
いほど洗浄効果が大きくなることが確められている。

第１図は気泡洗浄式溶存酸素計の検出部構造を示す。

１は河Ｊｌｌ、湖沼あるいは下水処理場の検水、２は溶
存酸素検出電極でありその検出面３をケーシング４内に
配設している。

ケーシング４の内壁面に設けられた洗浄用空気吹込み孔
５からは空気が気泡として送り込まれる。

この気泡は検水流入口６から入ってくる検水と混合され
、検出面３とケーシング内壁７の隙間８を乱流を起しな
がら上昇する。

気泡と検水の混合流はケーシング上部の揚水パイプ９内
を通り、その吐出口１０から吐出される。

こうした気泡洗浄式溶存酸素計の承用として光学式濁度
計を構成しようとすると、濁度計では円柱の側面（曲面
）を検出面とする形状は取りにくく、またケーシング４
内面に検出部を配置する溶存酸素計の様な形状は好まし
くない。

また、検出面近くに気泡を通すためにはその部分の通路
を狭くする方法もあるが、検水中に挾雑物の含まれてい
る場合には狭流路での閉塞を起す恐れがある。

本考案は、上述の事情に鑑みてなされたもので、夾雑物
による閉塞を起さない大きさの流路でしかも検出面（光
学窓）に近接した気泡流を起すことで洗浄効果を高め、
さらに後述する効果も得られる水質測定装置を提供する
にある。

第２図は本考案の一実施例を示し、濁度測定装置の検出
部構造と測定系統を示す。

１１は投光器と受光器を内蔵した散乱光検出型の濁度検
出器であり、光学窓１２を具える。

検出器１１は円筒状ケーシング１３の内周部に光学窓１
２を臨ませて該ケーシング１３に固定されている。

ケーシング１３は、その下端開口部を第１検水流入口１
４とし、検出器１１の光学窓１２と対向する側壁部でか
つ光学窓１２よりも低い位置に設けた開口部を第２検水
流入口１５として具える。

さらに、ケーシング１３は検出器１１の光学窓１２の上
方に揚水用空気吹込口１６、光学窓１２の下方に洗浄用
空気吹込口１７を具える。

ケーシング１３の上端開口部には揚水パイプ１８が連接
され、揚水パイプ］８の上端は検水面１９上に位置して
検水吐出口２０としている。

第３図にはケーシング１３を下方から見たときの検出器
１１と第２検水流入口１５とを示し、検出器１１の光学
窓１２はケーシング１３内周部に突出した平面形状にさ
れる。

第２図に戻って、検出部に接続する測定系統を説明する
。

検出器１１の濁度検出信号は測定回路部２１に取込まれ
る。

測定回路部２１は検出器１１に内蔵される発光素子を発
光させるための回路及び受光素子からの信号を受けて演
算増幅する回路で構成される。

測定回路部２１の演算結果はホールド回路２２でホール
ドされて又はホールド回路２２のバイパス制御がされて
指示計２３にあるいは必要とすれば記録計に濁度測定信
号として与えられる。

ホールド回路２２のホールド動作とバイパス動作の切換
えはタイマ２４により周期的に一定時間荷なわれ、この
切換えに連動して電磁弁２５の切換えが行なわれる。

電磁弁２５の切換えでエアポンプ２６のエアを揚水用空
気吹込口１６に送るか又は洗浄用空気吹込口１７に送る
。

次に、第２図の動作を説明する。

まず、測定装置の動作は測定期間と洗浄期間とに分けら
れる。

測定期間中はエアポンプ２６で得られるエアは電磁弁２
５の切換えで揚水用空気吹込口１６に送られる。

このときの検出部状態は、第４図に示すように、検水は
その流れを矢印で示すように、第１検水流入口１４及び
第２検水流入口１５から吸い込まれ、光学窓１２の前面
を上昇した後、気泡と混合された状態で吐出口２０から
吐出される。

そして、光学窓１２の前面を通った検水の濁度は検出部
１で検出され、測定回路部２１で演算され、この測定期
間中にはホールド回路２２をバイパスして指示計２３に
与えられる。

洗浄期間中はタイマ２４の指令により電磁弁２５が切換
わり、エアポンプ２６からのエアは洗浄用空気吹出口１
７に送り込まれる。

このときの検出部状態は、第５図に示すように、気泡が
光学窓１２の下部から吹出される。

このときも検水は第１、第２検水流入口１４．１５から
流入するが、その流れは矢印で示すように、気泡を光学
窓１２の近くに集中的に流す作用をする。

仮りに、第２検水流入口１５がなく、検水が第１検水流
入口１４からのみ流入すると、吹出される気泡はケーシ
ング１３の中心部近傍に集中的に流れ、光学窓１２が位
置する内壁部に近づくことが少なくなる。

すなわち、第２検水流入口１５からの検水の流れにより
、気泡が光学窓１２に沿って上昇し、光学窓１２の気泡
洗浄を効果的に行なうことができる。

気泡と検水の混合流は光学窓１２を気泡洗浄した後、揚
水パイプ１８内を上昇し、吐出口２０から吐出される。

この洗浄期間は、洗浄効果が大きいことから測定期間に
比べて極めて短期間であるが、気泡の影響により濁度検
出出力が乱されるので、タイマ２４の指令により洗浄開
始直前の測定回路部２１を出力をホールド回路２２に記
憶し、指示計２３等での連続濁度指示を可能にする。

なお、気泡洗浄による汚れ除去は、エア圧で汚れを吹き
飛ばすのではなく、気泡の起こす細かな渦、すなわち乱
流及び気泡発生時に生ずる圧力波を検出面に作用させよ
うとするものである。

従って気泡が検出面のすぐ近くを通過する状態であれば
、送り込むエアは殆んど圧力を持たせる必要がなく 、
０．２〜０．５ ｋｇ／ｃｍ２Ｑ程度の低圧の空気源に
よる吹出し圧力で２０〜３０１ ／ｍｉｍ程度の流量が
得られるもので充分となる。

すなわち、ポンプ２６としては、ダイヤフラム式エアポ
ンプ、ブロワもしくは処理場のように場内に空気源を持
つ場合にはそのエアを利用することができる。

そして、低圧の空気源ではメンテナンスをほとんど必要
とせず、装置を簡単な構成とできるし、危険を伴なうこ
ともない。

本実施例では投光器（発光素子）、受光器（受光素子）
が一体となった検出器で光学窓が１つの場合を示したが
、投光器、受光器が別個の光学窓を持つ場合又は受光器
が複数個必要な場合にも本考案を適用できる。

第６図は検出部の他の実施例を示し、ケーシング１３に
縦方向に投光器２７、受光器２８を設け、投光器２７の
下部に洗浄用空気吹込口１７を、受光器２８の上部に揚
水用空気吹出口１６を設ける。

また、実施例では揚水パイプ１８の吐出口２０を検水面
上に出す場合を示したが、第７図に示すように、検水面
下に吐出口を持つ揚水パイプ２９としても良い。

また、実施例に示す検出部構造は濁度計と同様な形状の
水質計器、例えば濃度計、先端検出型溶存酸素計にも適
用できる。

以上明らかにしたとおり、本考案による水質測定装置は
、検出部には第１検水流入口のほかに第２検水流入口を
具えることで気泡を含む検水が検水部に沿って流れるよ
うにするため、気泡洗浄を効果的に行なうことができる
し、検水流入口を大きくできるのでゴミ等を含む検水に
も検出部の閉塞をなくすことができ、長期間無保守で正
確な測定ができる。

また、検出部は機械的駆動部分がなく、機械的故障も少
ない。

また、洗浄には低圧の空気源とその吹出口を備えれば良
く、装置構成が簡単になるし検出部を傷つけることもな
くなる。

また、気泡による揚水を行なうため、簡単な装置で検水
の濁度変化などその状態変化を早期に検出でき、水処理
等をする場合の応答性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は気泡洗浄式溶存酸素計の側断面図、第２図は本
考案による水質測定装置の一実施例を示す濁度計構成図
、第３図は第２図における検出部構成を説明するための
横断面図、第４図は第２図における測定期間での検出部
状態を説明するための図、第５図は第２図における洗浄
期間での検出部状態を説明するための図、第６図は本考
案の他の実施例を示す検出部構造図、第７図は本考案の
さらに他の実施例を示す検出部構造図である。 １１・・・・・・濁度検出器、１２・・・・・・光学窓
、１３・・・・・・ケーシング、１４・・・・・・第１
検水流入口、１５・・・・・・第２検水流入口、１６・
・・・・・揚水用空気吹込口、１７・・・・・・洗浄用
空気吹込口、１８・・・・・・揚水パイプ、２０・・・
・・・検水吐出口、２１・・・・・・測定回路部、２２
・・・・・・ホールド回路、２３・・・・・・指示計、
２４・・・・・・タイマ、２５・・・・・・電磁弁、２
６・・・・・・エアポンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出部を検水に浸漬する水質測定装置において、上記検
   出部は検水中に浸漬し上部に揚水パイプを連接した両端
   開口の筒状ケーシングと、このケーシングの内周部に検
   出端を臨ませて設けた少なくとも１つの水質検出器と、
   上記ケーシングの内周部でかつ上記検出部位置よりも上
   部に設けた揚水用空気吹込口と、上記ケーシングの内周
   部でかつ上記検出部位置よりも下部に設けた洗浄用空気
   吹出込口と、上記検出器の検出端と対向する上記ケーシ
   ングの側壁部でかつ該検出部よりも下部位置に設けた第
   ２検水流入用開口部とを備えたことを特徴とする水質測
   定装置。