濃度測定装置
【課題】外部から浸入した雨水や漏れた試料液等による電気的な不具合の発生を抑制することができる濃度測定装置を提供する。
【解決手段】試料セル２１０、試料液導入排出手段２２０、薬液注入手段２３０、光学検出手段２４０、攪拌手段２５０、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段、各手段の動作を制御する制御手段１２０及び各手段に電力を供給する電力供給手段１３０を有する本体ブロックと、本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段２０と、を備えた濃度測定装置１であって、電力供給手段１３０は、電圧変換手段２０から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも試料液導入排出手段２２０、薬液注入手段２３０、光学検出手段２４０、攪拌手段２５０、測定手段及び制御手段１２０に電力を供給する。
【解決手段】試料セル２１０、試料液導入排出手段２２０、薬液注入手段２３０、光学検出手段２４０、攪拌手段２５０、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段、各手段の動作を制御する制御手段１２０及び各手段に電力を供給する電力供給手段１３０を有する本体ブロックと、本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段２０と、を備えた濃度測定装置１であって、電力供給手段１３０は、電圧変換手段２０から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも試料液導入排出手段２２０、薬液注入手段２３０、光学検出手段２４０、攪拌手段２５０、測定手段及び制御手段１２０に電力を供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の水処理システムには、ろ過処理、軟水化処理、脱酸素処理等を施した処理水が用いられている。また、処理水の流通ラインには、処理水に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）、溶存酸素、残留塩素等の濃度を検査するため、各種の測定装置が設けられている。この種の測定装置として、例えば、試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２１４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した濃度測定装置は、試料セルへの試料液の導入及び試料セルからの試料液の排出を行う機構、試料セルへ薬液を注入する機構、試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する機構等を備えている。これらの機構には、動力源として電磁弁やモータ等が用いられている。これら動力源の動作は、装置の内部に設けられた制御基板により制御されている。
【０００５】
一方、濃度測定装置を屋外に設置した場合、装置の内部に雨水が浸入する可能性がある。また、濃度測定装置を屋内に設置した場合でも、装置に導入した試料液や薬液（以下、「試料液等」という）が内部に漏れる可能性がある。これら雨水や漏水した試料液等が制御基板に接触すると、電気的な不具合が発生し、装置が正常に動作しなくなるおそれがある。
【０００６】
従って、本発明は、外部から浸入した雨水や漏れた試料液等による電気的な不具合の発生を抑制することができる濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置であって、試料液を収容する試料セル；前記試料セルへの試料液の導入及び前記試料セルからの試料液の排出を行う試料液導入排出手段；前記試料セルへ薬液を注入する薬液注入手段；前記試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する攪拌手段；薬液と共に攪拌された試料液の透過光強度を検出する光学検出手段；前記光学検出手段により検出された透過光強度に基づいて、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段；前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段及び前記測定手段の動作を制御する制御手段；及び前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する電力供給手段を有する本体ブロックと、前記本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、を備え、前記電力供給手段は、前記電圧変換手段から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する濃度測定装置に関する。
【０００８】
また、前記電圧変換手段が、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する第１送電部と、第１弱電電圧より低い第２弱電電圧を出力する第２送電部と、を備え、前記電力供給手段は、前記第１送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２送電部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する構成とすることが好ましい。
【０００９】
また、前記電圧変換手段が、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する送電部を備え、前記濃度測定装置が、前記第１弱電電圧を当該第１弱電電圧よりも低い第２弱電電圧に降圧して出力する第２弱電電圧変換部を備え、前記電力供給手段は、前記送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２弱電電圧変換部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部から浸入した雨水や漏れた試料液等による電気的な不具合の発生を抑制することができる濃度測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における濃度測定装置１の全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】制御基板１００の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図３】測定部２００の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態における制御基板１００Ａの構成を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の濃度測定装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の濃度測定装置１は、ボイラ（不図示）に処理水を供給する水処理システムに設けられる。具体的には、濃度測定装置１は、ボイラに補給水としての処理水を供給する補給水ライン（不図示）に１又は複数個が設けられる。この補給水ラインには、ろ過装置、軟水化装置、脱酸素装置等（いずれも不図示）が接続されている。
【００１３】
図１は、第１実施形態における濃度測定装置１の全体構成を示す分解斜視図である。図２は、制御基板１００の電気的な構成を示す概略構成図である。図３は、測定部２００の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の濃度測定装置１は、本体ブロック１０と、電圧変換手段としての電圧変換アダプタ２０と、を備える。本体ブロック１０は、制御基板１００と、測定部２００と、フロントカバー３００と、中間カバー４００と、リアカバー５００と、を備える。本体ブロック１０において、制御基板１００は、フロントカバー３００と中間カバー４００の前面側（図１の手前側）との間に配置されている。また、本体ブロック１０において、測定部２００は、中間カバー４００の背面側（図１の奥側）とリアカバー５００との間に配置されている。
【００１５】
まず、制御基板１００とその周辺の構成について説明する。図２に示すように、制御基板１００には、表示部１１０と、測定手段及び制御手段としての制御部１２０と、電圧供給手段としての電圧供給部１３０と、が実装されている。また、制御基板１００には、外部機器（例えば、携帯式のデータ収集装置、外部記憶装置、水処理システムの他の機器等）とネットワークを介して接続可能な通信インタフェース（不図示）が実装されている。
【００１６】
表示部１１０は、測定した試料液Ｗ１の硬度成分や溶存酸素等の濃度測定値や濃度測定装置１の動作状況等を表示する装置である。表示部１１０は、液晶表示パネルにより構成される。
【００１７】
制御部１２０は、表示部１１０及び測定部２００の動作を制御する装置である。また、制御部１２０は、光学検出部２４０により検出された透過光強度に基づいて、試料液Ｗ１に含まれる特定成分の濃度を測定する。そして、制御部１２０は、濃度測定値を表示部１１０に表示させる。更に、制御部１２０は、濃度基準値が基準値を超えるか否かを判定し、基準値を超える場合には、アラームを表示部１１０に表示させる。
【００１８】
制御部１２０は、図２に示すように、表示部１１０と、測定部２００の試料液導入排出部２２０（電磁弁２２２）、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０（いずれも後述）と電気的に接続されている。図２において、実線の矢印は、駆動信号や検出信号の送受信経路を示している。
【００１９】
電圧供給部１３０は、電圧変換アダプタ２０から出力された弱電電力を、表示部１１０、制御部１２０、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する装置である。電圧供給部１３０は、図１に示すように、本体ブロック１０の外部に設けられた電圧変換アダプタ２０と電気的に接続されている。
【００２０】
本実施形態の電圧供給部１３０は、図２に示すように、第１受電部１３１と、第２受電部１３２と、を備える。第１受電部１３１は、電圧変換アダプタ２０の第１送電部２１（後述）から出力された第１弱電電圧Ｖ１を入力する設備である。第２受電部１３２は、電圧変換アダプタ２０の第２送電部２２（後述）から出力された第２弱電電圧Ｖ２を入力する設備である。なお、第２弱電電圧Ｖ２は、第１弱電電圧Ｖ１よりも低い電圧である。
【００２１】
電圧供給部１３０は、第１受電部１３１に入力した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を、少なくとも試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０に電力として供給する。また、電圧供給部１３０は、第２受電部１３２に入力した第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）を、少なくとも表示部１１０、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。図２において、破線の矢印は、電力の供給経路を示している。
【００２２】
電圧変換アダプタ２０は、商用電源（不図示）から入力された電源電圧Ｖ０（１００Ｖ）を、この電源電圧よりも低い弱電電圧（Ｖ１、Ｖ２）に降圧して出力する変圧器を備えた装置である。本実施形態の電圧変換アダプタ２０は、図２に示すように、第１送電部２１と、第２送電部２２と、を備える。第１送電部２１は、電源電圧Ｖ０から降圧した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を出力する設備である。第２送電部２２は、電源電圧Ｖ０から降圧した第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）を出力する設備である。第１送電部２１と電圧供給部１３０の第１受電部１３１との間は、第１ケーブル３１により接続されている。第２送電部２２と電圧供給部１３０の第２受電部１３２との間は、第２ケーブル３２により接続されている。
【００２３】
一方、図１に示すように、中間カバー４００の前面側と背面側とは、隔壁４０１により区画されている。中間カバー４００の前面側には、基板収納部４０２が形成されている。制御基板１００は、基板収納部４０２に取り付けられる。また、中間カバー４００の前面側において、開口の周縁には、防水のためのパッキン４０３が設けられている。フロントカバー３００を中間カバー４００の前面側に装着すると、パッキン４０３によりフロントカバー３００と中間カバー４００との間が、下方を除いて密閉される。この構造によれば、濃度測定装置１の内部に浸入した雨水等や装置の内部で漏れた試料液Ｗ１が、フロントカバー３００と中間カバー４００との間に浸入しにくくなる。従って、雨水等や装置の内部で漏れた試料液Ｗ１が、制御基板１００の側に接触するのを抑制することができる。
【００２４】
また、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方には、開口（符号を省略）が形成されている。電圧変換アダプタ２０から延出された第１ケーブル３１及び第２ケーブル３２は、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方に設けられた開口を介して濃度測定装置１の内部に導入される。
【００２５】
次に、測定部２００とその周辺の構成を、図１及び図３を参照して説明する。なお、図３では、測定部２００の主要な構成のみを図示する。また、図３において、実線の矢印は、駆動信号や検出信号の送受信経路を示している。
【００２６】
図３に示すように、測定部２００は、試料セル２１０と、試料液導入排出手段としての試料液導入排出部２２０と、薬液注入手段としての薬液注入部２３０と、光学検出手段としての光学検出部２４０と、攪拌手段としての攪拌部２５０と、を備える。このうち、試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０は、電圧変換アダプタ２０から第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）が供給される動力系の設備である。また、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０は、電圧変換アダプタ２０から第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）が供給される測定系の設備である。
【００２７】
試料セル２１０は、試料液Ｗ１（処理水）を収容する容器である。試料セル２１０は、不透明の樹脂材料により形成されている。図３に示す試料セル２１０は、図１に示す試料セル２１０の形状を簡略化したものである。試料セル２１０は、その側壁に一対の光透過窓２１１、２１２が形成されている。光透過窓２１１、２１２には、透明な板材（符号を省略）が嵌め込まれている。
【００２８】
試料液導入排出部２２０は、試料セル２１０への試料液Ｗ１の導入及び試料セル２１０からの試料液Ｗ１（薬液Ｗ２を含む）の排出を行う設備である。試料液導入排出部２２０は、試料液導入管２２１と、電磁弁２２２と、試料液排出管２２３と、ベースプレート２１４（図１参照）と、を備える。
【００２９】
試料液導入管２２１は、図３に示すように、試料セル２１０の光透過窓２１１及び２１２よりも下方の側壁に接続されている。試料液導入管２２１は、試料セル２１０へ試料液Ｗ１を導入する流路である。試料液導入管２２１には、電磁弁２２２が設けられている。電磁弁２２２は、試料液Ｗ１を採取する際に用いられる弁である。電磁弁２２２の開閉は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。電磁弁２２２は、図１に示すベースプレート２１４の内部に、弁座、弁体及び弁軸からなる弁機構を組み込み（図１では不図示）、且つベースプレート２１４に弁軸を駆動するソレノイドコイルを載置することにより、取り付けられている。
【００３０】
ベースプレート２１４には、サンプリングラインから試料液Ｗ１としての処理水を採取する流路及び測定後の試料液Ｗ１を外部へ排出する流路（いずれも不図示）が形成されている。また、ベースプレート２１４には、図１に示すように、装置の上部から浸入した雨水等を外部（下方）へ排出する排水孔２１５が設けられている。
【００３１】
一方、試料液排出管２２３は、図３に示すように、試料セル２１０の光透過窓２１１及び２１２よりも上方の側壁に接続されている。試料液排出管２２３は、試料セル２１０から試料液Ｗ１を排出する流路である。図１に示すように、試料液導入管２２１及び試料液排出管２２３は、それぞれの両端部に、試料セル２１０の側壁及びベースプレート２１４と接続するためのコネクタ及びバンド（符号を省略）が取り付けられている。
【００３２】
また、図１に示すように、試料セル２１０の背面側には、試料セル２１０と一体的に形成された仕切板２１３が設けられている。仕切板２１３の下端部は、排水孔２１５よりも前方側において、ベースプレート２１４に載置して取り付けられている。試料液導入管２２１の上方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介して試料セル２１０の側壁に接続されている。また、試料液導入管２２１の下方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介してベースプレート２１４（図１参照）に接続されている。試料液導入管２２１の下方の端部は、ベースプレート２１４において、サンプリングラインから試料液（処理水）Ｗ１を採取する流路（不図示）に連通されている。この流路には、電磁弁２２２（図３参照）が設けられている。
【００３３】
一方、試料液排出管２２３の上方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介して試料セル２１０の側壁に接続されている。また、試料液排出管２２３の下方の端部は、コネクタを介してベースプレート２１４に接続されている。試料液排出管２２３の下方の端部は、ベースプレート２１４において、測定後の試料液Ｗ１を外部に排出する流路（不図示）に連通されている。
【００３４】
試料液導入管２２１及び試料液排出管２２３は、図１に示すように、試料セル２１０の背面側において、仕切板２１３とリアカバー５００との間に配置される。
【００３５】
薬液注入部２３０は、試料セル２１０へ薬液Ｗ２を注入する設備である。薬液注入部２３０は、薬液カートリッジ２３１と、ローラポンプ機構２３２と、を備える。薬液カートリッジ２３１は、薬液Ｗ２が充填された薬液パック（不図示）と、薬液パックに一端側が接続され且つ他端にノズルを有する弾性チューブとからなる注入体（不図示）とが収納された容器である。薬液Ｗ２には、試料液Ｗ１に含まれる特定成分（硬度成分、溶存酸素、残留塩素等）と反応して、発色又は変色する呈色試薬が配合されている。
【００３６】
ローラポンプ機構２３２は、図１に示すように、試料セル２１０の上方に設けられている。ローラポンプ機構２３２及び試料セル２１０は、内部で連通している。ローラポンプ機構２３２の上部には、カートリッジ差込口２３３が設けられている。薬液カートリッジ２３１は、カートリッジ差込口２３３に着脱自在に装着される。
【００３７】
ローラポンプ機構２３２は、ローラポンプ２３４を備える。ローラポンプ２３４を駆動して、薬液カートリッジ２３１に収納された注入体の弾性チューブを扱くことにより、薬液パック内の薬液Ｗ２をノズルから試料セル２１０に向けて注入することができる。ローラポンプ２３４の駆動は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。
【００３８】
ローラポンプ機構２３２の上部には、庇部２３５が設けられている。庇部２３５は、カートリッジ差込口２３３から仕切板２１３の背面側に向けて下がるように傾斜した板材である。カートリッジ差込口２３３の周囲から浸入した雨水等は、庇部２３５を伝わって仕切板２１３の背面側に導かれ、仕切板２１３とリアカバー５００との間を落下する。そして、落下した雨水等は、ベースプレート２１４に形成された排水孔２１５から外部に排出される。これによれば、カートリッジ差込口２３３の周囲から浸入した雨水等が、制御基板１００やローラポンプ２３４等に接触するのを抑制することができる。
【００３９】
また、カートリッジ差込口２３３に装着された薬液カートリッジ２３１のシール部（不図示）から薬液Ｗ２が漏れた場合に、その薬液Ｗ２は、仕切板２１３の背面側に導かれ、仕切板２１３とリアカバー５００との間を落下する。そして、落下した薬液Ｗ２は、ベースプレート２１４に形成された排水孔２１５から外部に排出される。これによれば、薬液カートリッジ２３１のシール部から漏れた薬液Ｗ２が、制御基板１００やローラポンプ２３４等に接触するのを抑制することができる。
【００４０】
光学検出部２４０は、薬液Ｗ２と共に攪拌された試料液Ｗ１の透過光強度を検出する設備である。光学検出部２４０は、図１及び図３に示すように、発光基板２４１と、受光基板２４４と、を備える。
【００４１】
図３に示すように、発光基板２４１は、試料セル２１０の光透過窓２１１に向けて光を照射する設備である。発光基板２４１は、第１発光素子２４２と、第２発光素子２４３と、を備える。第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３は、それぞれ発光波長の異なるＬＥＤ（発光ダイオード）により構成される。第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３の点灯／消灯は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。
【００４２】
発光基板２４１は、図１に示すように、発光基板防水ケース２４７に収納される。発光基板防水ケース２４７は、試料セル２１０の側壁に取り付けられる。これにより、第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３は、試料セル２１０の光透過窓２１１に向くように配置される。
【００４３】
また、図３に示すように、受光基板２４４は、試料セル２１０の光透過窓２１２を通過した透過光を受光する設備である。受光基板２４４は、第１受光素子２４５と、第２受光素子２４６と、を備える。第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、フォトトランジスタにより構成される。第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、受光した透過光強度に対応した検出信号を制御部１２０に出力する。
【００４４】
受光基板２４４は、図１に示すように、受光基板防水ケース２４８に収納される。受光基板防水ケース２４８は、試料セル２１０の側壁に取り付けられる。これにより、第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、試料セル２１０の光透過窓２１２に向くように配置される。
【００４５】
攪拌部２５０は、試料セル２１０の内部に収容された試料液Ｗ１及び薬液Ｗ２を攪拌する設備である。図１に示すように、攪拌部２５０は、試料セル２１０の底部に設けられている。攪拌部２５０は、攪拌子２５１（図３参照）と、ステータコイル２５２と、防水カバー２５３と、を備える。攪拌子２５１は、試料セル２１０の底部に、回転可能に配置されている。ステータコイル２５２は、試料セル２１０の周囲を囲むようにリング状に形成された電磁誘導コイルである。ステータコイル２５２に駆動電流を供給すると、電磁誘導の作用により、試料セル２１０の底部に配置された攪拌子２５１が非接触で回転する。ステータコイル２５２の動作は、制御部１２０から供給される駆動電流により制御される。
【００４６】
ステータコイル２５２には、防水カバー２５３が装着される。防水カバー２５３は、下方に向けて開口した、断面略コ字形の部材である。ステータコイル２５２に防水カバー２５３を装着することにより、試料セル２１０の上部から落下した雨水等や薬液カートリッジ２３１から漏れた薬液Ｗ２が、ステータコイル２５２に接触するのを抑制することができる。
【００４７】
次に、上記のように構成された測定部２００の動作について簡単に説明する。まず、測定セル２１０内には、前回の測定時に導入された試料液Ｗ１が貯留されている。この状態で、制御部１２０は、試料液導入排出部２２０の電磁弁２２２を開状態に制御する。これにより、新たな試料液Ｗ１として、処理水が試料液導入管２２１から試料セル２１０へ導入される。制御部１２０は、試料セル２１０の内部が新たな試料液Ｗ１で置換され、且つ所定量が貯留されると、電磁弁２２２を閉状態に制御する。
【００４８】
次に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１発光素子２４２又は第２発光素子２４３を点灯させる。同時に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１受光素子２４５又は第２受光素子２４６から検出信号を取得し、薬液Ｗ２の注入前の透過光強度を測定する。続いて、制御部１２０は、攪拌部２５０のステータコイル２５２を制御して、攪拌子２５１を回転させる。また同時に、制御部１２０は、薬液注入部２３０のローラポンプ２３４を駆動して、薬液カートリッジ２３１から試料セル２１０に向けて薬液Ｗ２を所定量注入させる。
【００４９】
試料液Ｗ１と薬液Ｗ２とを攪拌したときに、試料液Ｗ１に特定成分が含まれる場合、薬液Ｗ２に含まれる呈色試薬がこの特定成分と反応し、試料液Ｗ１が発色（又は変色）する。制御部１２０は、試料液Ｗ１中の特定成分と薬液Ｗ２の呈色試薬とを所定時間反応させた後、光学検出部２４０の第１発光素子２４２又は第２発光素子２４３を点灯させる。同時に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１受光素子２４５又は第２受光素子２４６から検出信号を取得する。そして、制御部１２０は、光学検出部２４０により検出された透過光強度と薬液Ｗ２の注入前の透過光強度との比から透過率を計算し、この透過率に対して所定の濃度判定テーブルや検量線を参照して、試料液Ｗ１に含まれる特定成分の濃度を測定する。特定成分の濃度が測定されると、制御部１２０は、濃度測定値を表示部１１０に表示する。また、制御部１２０は、その濃度測定値が基準値を超えるか否かを判定する。濃度測定値が基準値を超える場合、制御部１２０は、アラームを表示部１１０に表示させる。
【００５０】
上述した第１実施形態の濃度測定装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の濃度測定装置１において、電圧変換アダプタ２０は、商用電源から入力された電源電圧を、その電圧よりも低い弱電電圧に降圧して電圧供給部１３０に出力する。電圧供給部１３０では、電圧変換アダプタ２０から出力された弱電電圧を、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００５１】
そのため、外部から浸入した雨水等や漏れた試料液Ｗ１等が制御基板１００に接触した場合でも、内部で使用される電圧は電源電圧よりも低い弱電電圧であるため、電気的な不具合の発生が抑制される。従って、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性を小さくすることができる。
【００５２】
また、本実施形態の濃度測定装置１において、電圧変換アダプタ２０は、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２に降圧して電圧供給部１３０に出力する。電圧供給部１３０では、電圧変換アダプタ２０から出力された第１弱電電圧Ｖ１を少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給し、第２弱電電圧Ｖ２を少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００５３】
そのため、濃度測定装置１の内部に、電源電圧を２つの弱電電圧に降圧する変圧器を設ける必要がない。これによれば、外部から浸入した雨水等や漏れた試料液Ｗ１等が変圧器に接触して電気的な不具合を発生することがない。このため、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性をより小さくすることができる。また、濃度測定装置１を小型化することができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の濃度測定装置の第２実施形態を、図４を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態における制御基板１００Ａの構成を模式的に示す概略構成図である。なお、本実施形態の濃度測定装置１Ａの基本構成は第１実施形態と同じである。そのため、本体ブロック１０や測定部２００の構成については説明を省略する。また、同等部分については、第１実施形態と同一符号を付して説明する。
【００５５】
図４において、電圧供給部１３０Ａは、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された弱電電力を、表示部１１０、制御部１２０、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する装置である。電圧供給部１３０Ａは、本体ブロック１０（図１参照）の外部に設けられた電圧変換アダプタ２０Ａと電気的に接続されている。
【００５６】
本実施形態の電圧供給部１３０Ａは、第１受電部１３１と、第２弱電電圧変換部１３３と、を備える。第１受電部１３１は、電圧変換アダプタ２０Ａの第１送電部２１から出力された第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を入力する設備である。第２弱電電圧変換部１３３は、第１弱電電圧Ｖ１を、これよりも低い第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）に降圧する変圧器である。
【００５７】
電圧供給部１３０Ａは、第１受電部１３１に入力した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を、少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給する。また、電圧供給部１３０Ａは、第２弱電電圧変換部１３３において、第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）に降圧して、少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。図４において、破線の矢印は、電力の供給経路を示している。
【００５８】
電圧変換アダプタ２０Ａは、商用電源（不図示）から入力された電源電圧Ｖ０（１００Ｖ）を、この電源電圧よりも低い第１弱電電圧（Ｖ１）に降圧して出力する変圧器を備えた装置である。本実施形態の電圧変換アダプタ２０Ａは、第１送電部２１を備える。第１送電部２１は、電源電圧Ｖ０から降圧した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を出力する設備である。電圧変換アダプタ２０Ａの第１送電部２１と電圧供給部１３０Ａの第１受電部１３１との間は、第１ケーブル３１により接続されている。
【００５９】
上述した第２実施形態の濃度測定装置１Ａによれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の濃度測定装置１Ａにおいて、電圧変換アダプタ２０Ａは、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を、第１弱電電圧Ｖ１に降圧して電圧供給部１３０Ａに出力する。電圧供給部１３０Ａでは、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された第１弱電電圧Ｖ１を、少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給する。また、第２弱電電圧変換部１３３において、第１弱電電圧Ｖ１を第２弱電電圧Ｖ２に降圧して、少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００６０】
そのため、外部から浸入した雨水や漏れた試料液Ｗ１等が制御基板１００Ａに接触した場合でも、内部で使用される電圧は電源電圧よりも低い弱電電圧であるため、電気的な不具合の発生が抑制される。従って、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性を小さくすることができる。
【００６１】
また、電圧変換アダプタ２０Ａと電圧供給部１３０Ａとの間を接続するケーブルの数を１本に削減することができる。
更に、制御基板１００Ａに、２４Ｖ及び１５Ｖ以外の弱電電圧で動作する装置が接続された場合でも、第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）から要求される電圧に降圧可能な変圧器を備えた電圧供給部１３０Ａに交換することで対応することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、第１及び第２実施形態では、第１弱電電圧Ｖ１が供給される動力系の設備として、試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０について説明した。これに限らず、第１弱電電圧Ｖ１が供給される他の動力系の設備が設けられていてもよい。また、第１及び第２実施形態では、第２弱電電圧Ｖ２が供給される測定系の設備として、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０について説明した。これに限らず、第２弱電電圧Ｖ２が供給される他の測定系の設備が設けられていてもよい。他の測定系の設備としては、例えば、薬液カートリッジ２３１の挿入検出用のフォトセンサ、ローラポンプ２３４の回転位置検出用のフォトセンサ等が挙げられる。
【００６３】
また、第１実施形態では、電圧変換アダプタ２０において、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２に降圧して電圧供給部１３０に出力する例について説明した。これに限らず、電源電圧Ｖ０を、本体ブロック１０に接続された機器の電圧に応じて、更に複数の弱電電圧に降圧して電圧供給部１３０に出力する構成としてもよい。
【００６４】
また、第２実施形態では、電圧供給部１３０Ａの第２弱電電圧変換部１３３において、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された第１弱電電圧Ｖ１を第２弱電電圧Ｖ２に降圧する例について説明した。これに限らず、電圧供給部１３０Ａにおいて、本体ブロック１０に接続された機器の電圧に応じて、第１弱電電圧Ｖ１を更に複数の弱電電圧に降圧する構成としてもよい。
【００６５】
また、第１及び第２実施形態では、第１弱電電圧Ｖ１を２４Ｖ、第２弱電電圧Ｖ２を１５Ｖとした例について説明した。しかし、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２は、第１弱電電圧Ｖ１＞第２弱電電圧Ｖ２の関係を満たせば、他の電圧であってもよい。更に、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２は、交流電圧又は直流電圧のいずれであってもよい。
【００６６】
また、薬液カートリッジ２３１に充填される薬液Ｗ２は、試料液Ｗ１に含まれる硬度成分と呈色反応する薬液、試料液Ｗ１に含まれる溶存酸素と呈色反応する薬液又は試料液Ｗ１に含まれる残留塩素と呈色反応する薬液のいずれであってもよく、更には、他の特定成分（例えば、シリカ、炭酸イオン、炭酸水素イオン、水素イオン等）と呈色反応する薬液であってもよい。
【００６７】
また、第１及び第２実施形態では、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方に開口（不図示）が形成されている。これに限らず、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方を閉鎖し、基板収納部４０２を略密閉する構造としてもよい。この場合、基板収納部４０２の下方に、配線用のスリットを形成することにより、第１ケーブル３１及び第２ケーブル３２を濃度測定装置１（１Ａ）の内部に導入することができる。このような構造とすることにより、制御基板１００（１００Ａ）の防水性をより高めることができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｗ１：試料液（処理水）
Ｗ２：薬液
１，１Ａ：濃度測定装置
１０：本体ブロック
２０，２０Ａ：電圧変換アダプタ（電圧変換手段）
２１：第１送電部
２２：第２送電部
１００：制御基板
１２０：制御部（測定手段、制御手段）
１３０，１３０Ａ：電圧供給部（電圧供給手段）
１３１：第１受電部
１３２：第２受電部
１３３：第２弱電電圧変換部
２００：測定部
２１０：試料セル
２２０：試料液導入排出部（試料液導入排出手段）
２３０：薬液注入部（薬液注入手段）
２４０：光学検出部（光学検出手段）
２５０：攪拌部（攪拌手段）
３００：フロントカバー
４００：中間カバー
５００：リアカバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の水処理システムには、ろ過処理、軟水化処理、脱酸素処理等を施した処理水が用いられている。また、処理水の流通ラインには、処理水に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）、溶存酸素、残留塩素等の濃度を検査するため、各種の測定装置が設けられている。この種の測定装置として、例えば、試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２１４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した濃度測定装置は、試料セルへの試料液の導入及び試料セルからの試料液の排出を行う機構、試料セルへ薬液を注入する機構、試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する機構等を備えている。これらの機構には、動力源として電磁弁やモータ等が用いられている。これら動力源の動作は、装置の内部に設けられた制御基板により制御されている。
【０００５】
一方、濃度測定装置を屋外に設置した場合、装置の内部に雨水が浸入する可能性がある。また、濃度測定装置を屋内に設置した場合でも、装置に導入した試料液や薬液（以下、「試料液等」という）が内部に漏れる可能性がある。これら雨水や漏水した試料液等が制御基板に接触すると、電気的な不具合が発生し、装置が正常に動作しなくなるおそれがある。
【０００６】
従って、本発明は、外部から浸入した雨水や漏れた試料液等による電気的な不具合の発生を抑制することができる濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置であって、試料液を収容する試料セル；前記試料セルへの試料液の導入及び前記試料セルからの試料液の排出を行う試料液導入排出手段；前記試料セルへ薬液を注入する薬液注入手段；前記試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する攪拌手段；薬液と共に攪拌された試料液の透過光強度を検出する光学検出手段；前記光学検出手段により検出された透過光強度に基づいて、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段；前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段及び前記測定手段の動作を制御する制御手段；及び前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する電力供給手段を有する本体ブロックと、前記本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、を備え、前記電力供給手段は、前記電圧変換手段から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する濃度測定装置に関する。
【０００８】
また、前記電圧変換手段が、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する第１送電部と、第１弱電電圧より低い第２弱電電圧を出力する第２送電部と、を備え、前記電力供給手段は、前記第１送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２送電部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する構成とすることが好ましい。
【０００９】
また、前記電圧変換手段が、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する送電部を備え、前記濃度測定装置が、前記第１弱電電圧を当該第１弱電電圧よりも低い第２弱電電圧に降圧して出力する第２弱電電圧変換部を備え、前記電力供給手段は、前記送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２弱電電圧変換部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部から浸入した雨水や漏れた試料液等による電気的な不具合の発生を抑制することができる濃度測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における濃度測定装置１の全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】制御基板１００の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図３】測定部２００の概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態における制御基板１００Ａの構成を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の濃度測定装置の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の濃度測定装置１は、ボイラ（不図示）に処理水を供給する水処理システムに設けられる。具体的には、濃度測定装置１は、ボイラに補給水としての処理水を供給する補給水ライン（不図示）に１又は複数個が設けられる。この補給水ラインには、ろ過装置、軟水化装置、脱酸素装置等（いずれも不図示）が接続されている。
【００１３】
図１は、第１実施形態における濃度測定装置１の全体構成を示す分解斜視図である。図２は、制御基板１００の電気的な構成を示す概略構成図である。図３は、測定部２００の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の濃度測定装置１は、本体ブロック１０と、電圧変換手段としての電圧変換アダプタ２０と、を備える。本体ブロック１０は、制御基板１００と、測定部２００と、フロントカバー３００と、中間カバー４００と、リアカバー５００と、を備える。本体ブロック１０において、制御基板１００は、フロントカバー３００と中間カバー４００の前面側（図１の手前側）との間に配置されている。また、本体ブロック１０において、測定部２００は、中間カバー４００の背面側（図１の奥側）とリアカバー５００との間に配置されている。
【００１５】
まず、制御基板１００とその周辺の構成について説明する。図２に示すように、制御基板１００には、表示部１１０と、測定手段及び制御手段としての制御部１２０と、電圧供給手段としての電圧供給部１３０と、が実装されている。また、制御基板１００には、外部機器（例えば、携帯式のデータ収集装置、外部記憶装置、水処理システムの他の機器等）とネットワークを介して接続可能な通信インタフェース（不図示）が実装されている。
【００１６】
表示部１１０は、測定した試料液Ｗ１の硬度成分や溶存酸素等の濃度測定値や濃度測定装置１の動作状況等を表示する装置である。表示部１１０は、液晶表示パネルにより構成される。
【００１７】
制御部１２０は、表示部１１０及び測定部２００の動作を制御する装置である。また、制御部１２０は、光学検出部２４０により検出された透過光強度に基づいて、試料液Ｗ１に含まれる特定成分の濃度を測定する。そして、制御部１２０は、濃度測定値を表示部１１０に表示させる。更に、制御部１２０は、濃度基準値が基準値を超えるか否かを判定し、基準値を超える場合には、アラームを表示部１１０に表示させる。
【００１８】
制御部１２０は、図２に示すように、表示部１１０と、測定部２００の試料液導入排出部２２０（電磁弁２２２）、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０（いずれも後述）と電気的に接続されている。図２において、実線の矢印は、駆動信号や検出信号の送受信経路を示している。
【００１９】
電圧供給部１３０は、電圧変換アダプタ２０から出力された弱電電力を、表示部１１０、制御部１２０、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する装置である。電圧供給部１３０は、図１に示すように、本体ブロック１０の外部に設けられた電圧変換アダプタ２０と電気的に接続されている。
【００２０】
本実施形態の電圧供給部１３０は、図２に示すように、第１受電部１３１と、第２受電部１３２と、を備える。第１受電部１３１は、電圧変換アダプタ２０の第１送電部２１（後述）から出力された第１弱電電圧Ｖ１を入力する設備である。第２受電部１３２は、電圧変換アダプタ２０の第２送電部２２（後述）から出力された第２弱電電圧Ｖ２を入力する設備である。なお、第２弱電電圧Ｖ２は、第１弱電電圧Ｖ１よりも低い電圧である。
【００２１】
電圧供給部１３０は、第１受電部１３１に入力した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を、少なくとも試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０に電力として供給する。また、電圧供給部１３０は、第２受電部１３２に入力した第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）を、少なくとも表示部１１０、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。図２において、破線の矢印は、電力の供給経路を示している。
【００２２】
電圧変換アダプタ２０は、商用電源（不図示）から入力された電源電圧Ｖ０（１００Ｖ）を、この電源電圧よりも低い弱電電圧（Ｖ１、Ｖ２）に降圧して出力する変圧器を備えた装置である。本実施形態の電圧変換アダプタ２０は、図２に示すように、第１送電部２１と、第２送電部２２と、を備える。第１送電部２１は、電源電圧Ｖ０から降圧した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を出力する設備である。第２送電部２２は、電源電圧Ｖ０から降圧した第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）を出力する設備である。第１送電部２１と電圧供給部１３０の第１受電部１３１との間は、第１ケーブル３１により接続されている。第２送電部２２と電圧供給部１３０の第２受電部１３２との間は、第２ケーブル３２により接続されている。
【００２３】
一方、図１に示すように、中間カバー４００の前面側と背面側とは、隔壁４０１により区画されている。中間カバー４００の前面側には、基板収納部４０２が形成されている。制御基板１００は、基板収納部４０２に取り付けられる。また、中間カバー４００の前面側において、開口の周縁には、防水のためのパッキン４０３が設けられている。フロントカバー３００を中間カバー４００の前面側に装着すると、パッキン４０３によりフロントカバー３００と中間カバー４００との間が、下方を除いて密閉される。この構造によれば、濃度測定装置１の内部に浸入した雨水等や装置の内部で漏れた試料液Ｗ１が、フロントカバー３００と中間カバー４００との間に浸入しにくくなる。従って、雨水等や装置の内部で漏れた試料液Ｗ１が、制御基板１００の側に接触するのを抑制することができる。
【００２４】
また、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方には、開口（符号を省略）が形成されている。電圧変換アダプタ２０から延出された第１ケーブル３１及び第２ケーブル３２は、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方に設けられた開口を介して濃度測定装置１の内部に導入される。
【００２５】
次に、測定部２００とその周辺の構成を、図１及び図３を参照して説明する。なお、図３では、測定部２００の主要な構成のみを図示する。また、図３において、実線の矢印は、駆動信号や検出信号の送受信経路を示している。
【００２６】
図３に示すように、測定部２００は、試料セル２１０と、試料液導入排出手段としての試料液導入排出部２２０と、薬液注入手段としての薬液注入部２３０と、光学検出手段としての光学検出部２４０と、攪拌手段としての攪拌部２５０と、を備える。このうち、試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０は、電圧変換アダプタ２０から第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）が供給される動力系の設備である。また、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０は、電圧変換アダプタ２０から第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）が供給される測定系の設備である。
【００２７】
試料セル２１０は、試料液Ｗ１（処理水）を収容する容器である。試料セル２１０は、不透明の樹脂材料により形成されている。図３に示す試料セル２１０は、図１に示す試料セル２１０の形状を簡略化したものである。試料セル２１０は、その側壁に一対の光透過窓２１１、２１２が形成されている。光透過窓２１１、２１２には、透明な板材（符号を省略）が嵌め込まれている。
【００２８】
試料液導入排出部２２０は、試料セル２１０への試料液Ｗ１の導入及び試料セル２１０からの試料液Ｗ１（薬液Ｗ２を含む）の排出を行う設備である。試料液導入排出部２２０は、試料液導入管２２１と、電磁弁２２２と、試料液排出管２２３と、ベースプレート２１４（図１参照）と、を備える。
【００２９】
試料液導入管２２１は、図３に示すように、試料セル２１０の光透過窓２１１及び２１２よりも下方の側壁に接続されている。試料液導入管２２１は、試料セル２１０へ試料液Ｗ１を導入する流路である。試料液導入管２２１には、電磁弁２２２が設けられている。電磁弁２２２は、試料液Ｗ１を採取する際に用いられる弁である。電磁弁２２２の開閉は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。電磁弁２２２は、図１に示すベースプレート２１４の内部に、弁座、弁体及び弁軸からなる弁機構を組み込み（図１では不図示）、且つベースプレート２１４に弁軸を駆動するソレノイドコイルを載置することにより、取り付けられている。
【００３０】
ベースプレート２１４には、サンプリングラインから試料液Ｗ１としての処理水を採取する流路及び測定後の試料液Ｗ１を外部へ排出する流路（いずれも不図示）が形成されている。また、ベースプレート２１４には、図１に示すように、装置の上部から浸入した雨水等を外部（下方）へ排出する排水孔２１５が設けられている。
【００３１】
一方、試料液排出管２２３は、図３に示すように、試料セル２１０の光透過窓２１１及び２１２よりも上方の側壁に接続されている。試料液排出管２２３は、試料セル２１０から試料液Ｗ１を排出する流路である。図１に示すように、試料液導入管２２１及び試料液排出管２２３は、それぞれの両端部に、試料セル２１０の側壁及びベースプレート２１４と接続するためのコネクタ及びバンド（符号を省略）が取り付けられている。
【００３２】
また、図１に示すように、試料セル２１０の背面側には、試料セル２１０と一体的に形成された仕切板２１３が設けられている。仕切板２１３の下端部は、排水孔２１５よりも前方側において、ベースプレート２１４に載置して取り付けられている。試料液導入管２２１の上方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介して試料セル２１０の側壁に接続されている。また、試料液導入管２２１の下方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介してベースプレート２１４（図１参照）に接続されている。試料液導入管２２１の下方の端部は、ベースプレート２１４において、サンプリングラインから試料液（処理水）Ｗ１を採取する流路（不図示）に連通されている。この流路には、電磁弁２２２（図３参照）が設けられている。
【００３３】
一方、試料液排出管２２３の上方の端部は、仕切板２１３を貫通するコネクタを介して試料セル２１０の側壁に接続されている。また、試料液排出管２２３の下方の端部は、コネクタを介してベースプレート２１４に接続されている。試料液排出管２２３の下方の端部は、ベースプレート２１４において、測定後の試料液Ｗ１を外部に排出する流路（不図示）に連通されている。
【００３４】
試料液導入管２２１及び試料液排出管２２３は、図１に示すように、試料セル２１０の背面側において、仕切板２１３とリアカバー５００との間に配置される。
【００３５】
薬液注入部２３０は、試料セル２１０へ薬液Ｗ２を注入する設備である。薬液注入部２３０は、薬液カートリッジ２３１と、ローラポンプ機構２３２と、を備える。薬液カートリッジ２３１は、薬液Ｗ２が充填された薬液パック（不図示）と、薬液パックに一端側が接続され且つ他端にノズルを有する弾性チューブとからなる注入体（不図示）とが収納された容器である。薬液Ｗ２には、試料液Ｗ１に含まれる特定成分（硬度成分、溶存酸素、残留塩素等）と反応して、発色又は変色する呈色試薬が配合されている。
【００３６】
ローラポンプ機構２３２は、図１に示すように、試料セル２１０の上方に設けられている。ローラポンプ機構２３２及び試料セル２１０は、内部で連通している。ローラポンプ機構２３２の上部には、カートリッジ差込口２３３が設けられている。薬液カートリッジ２３１は、カートリッジ差込口２３３に着脱自在に装着される。
【００３７】
ローラポンプ機構２３２は、ローラポンプ２３４を備える。ローラポンプ２３４を駆動して、薬液カートリッジ２３１に収納された注入体の弾性チューブを扱くことにより、薬液パック内の薬液Ｗ２をノズルから試料セル２１０に向けて注入することができる。ローラポンプ２３４の駆動は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。
【００３８】
ローラポンプ機構２３２の上部には、庇部２３５が設けられている。庇部２３５は、カートリッジ差込口２３３から仕切板２１３の背面側に向けて下がるように傾斜した板材である。カートリッジ差込口２３３の周囲から浸入した雨水等は、庇部２３５を伝わって仕切板２１３の背面側に導かれ、仕切板２１３とリアカバー５００との間を落下する。そして、落下した雨水等は、ベースプレート２１４に形成された排水孔２１５から外部に排出される。これによれば、カートリッジ差込口２３３の周囲から浸入した雨水等が、制御基板１００やローラポンプ２３４等に接触するのを抑制することができる。
【００３９】
また、カートリッジ差込口２３３に装着された薬液カートリッジ２３１のシール部（不図示）から薬液Ｗ２が漏れた場合に、その薬液Ｗ２は、仕切板２１３の背面側に導かれ、仕切板２１３とリアカバー５００との間を落下する。そして、落下した薬液Ｗ２は、ベースプレート２１４に形成された排水孔２１５から外部に排出される。これによれば、薬液カートリッジ２３１のシール部から漏れた薬液Ｗ２が、制御基板１００やローラポンプ２３４等に接触するのを抑制することができる。
【００４０】
光学検出部２４０は、薬液Ｗ２と共に攪拌された試料液Ｗ１の透過光強度を検出する設備である。光学検出部２４０は、図１及び図３に示すように、発光基板２４１と、受光基板２４４と、を備える。
【００４１】
図３に示すように、発光基板２４１は、試料セル２１０の光透過窓２１１に向けて光を照射する設備である。発光基板２４１は、第１発光素子２４２と、第２発光素子２４３と、を備える。第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３は、それぞれ発光波長の異なるＬＥＤ（発光ダイオード）により構成される。第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３の点灯／消灯は、制御部１２０から出力される駆動信号により制御される。
【００４２】
発光基板２４１は、図１に示すように、発光基板防水ケース２４７に収納される。発光基板防水ケース２４７は、試料セル２１０の側壁に取り付けられる。これにより、第１発光素子２４２及び第２発光素子２４３は、試料セル２１０の光透過窓２１１に向くように配置される。
【００４３】
また、図３に示すように、受光基板２４４は、試料セル２１０の光透過窓２１２を通過した透過光を受光する設備である。受光基板２４４は、第１受光素子２４５と、第２受光素子２４６と、を備える。第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、フォトトランジスタにより構成される。第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、受光した透過光強度に対応した検出信号を制御部１２０に出力する。
【００４４】
受光基板２４４は、図１に示すように、受光基板防水ケース２４８に収納される。受光基板防水ケース２４８は、試料セル２１０の側壁に取り付けられる。これにより、第１受光素子２４５及び第２受光素子２４６は、試料セル２１０の光透過窓２１２に向くように配置される。
【００４５】
攪拌部２５０は、試料セル２１０の内部に収容された試料液Ｗ１及び薬液Ｗ２を攪拌する設備である。図１に示すように、攪拌部２５０は、試料セル２１０の底部に設けられている。攪拌部２５０は、攪拌子２５１（図３参照）と、ステータコイル２５２と、防水カバー２５３と、を備える。攪拌子２５１は、試料セル２１０の底部に、回転可能に配置されている。ステータコイル２５２は、試料セル２１０の周囲を囲むようにリング状に形成された電磁誘導コイルである。ステータコイル２５２に駆動電流を供給すると、電磁誘導の作用により、試料セル２１０の底部に配置された攪拌子２５１が非接触で回転する。ステータコイル２５２の動作は、制御部１２０から供給される駆動電流により制御される。
【００４６】
ステータコイル２５２には、防水カバー２５３が装着される。防水カバー２５３は、下方に向けて開口した、断面略コ字形の部材である。ステータコイル２５２に防水カバー２５３を装着することにより、試料セル２１０の上部から落下した雨水等や薬液カートリッジ２３１から漏れた薬液Ｗ２が、ステータコイル２５２に接触するのを抑制することができる。
【００４７】
次に、上記のように構成された測定部２００の動作について簡単に説明する。まず、測定セル２１０内には、前回の測定時に導入された試料液Ｗ１が貯留されている。この状態で、制御部１２０は、試料液導入排出部２２０の電磁弁２２２を開状態に制御する。これにより、新たな試料液Ｗ１として、処理水が試料液導入管２２１から試料セル２１０へ導入される。制御部１２０は、試料セル２１０の内部が新たな試料液Ｗ１で置換され、且つ所定量が貯留されると、電磁弁２２２を閉状態に制御する。
【００４８】
次に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１発光素子２４２又は第２発光素子２４３を点灯させる。同時に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１受光素子２４５又は第２受光素子２４６から検出信号を取得し、薬液Ｗ２の注入前の透過光強度を測定する。続いて、制御部１２０は、攪拌部２５０のステータコイル２５２を制御して、攪拌子２５１を回転させる。また同時に、制御部１２０は、薬液注入部２３０のローラポンプ２３４を駆動して、薬液カートリッジ２３１から試料セル２１０に向けて薬液Ｗ２を所定量注入させる。
【００４９】
試料液Ｗ１と薬液Ｗ２とを攪拌したときに、試料液Ｗ１に特定成分が含まれる場合、薬液Ｗ２に含まれる呈色試薬がこの特定成分と反応し、試料液Ｗ１が発色（又は変色）する。制御部１２０は、試料液Ｗ１中の特定成分と薬液Ｗ２の呈色試薬とを所定時間反応させた後、光学検出部２４０の第１発光素子２４２又は第２発光素子２４３を点灯させる。同時に、制御部１２０は、光学検出部２４０の第１受光素子２４５又は第２受光素子２４６から検出信号を取得する。そして、制御部１２０は、光学検出部２４０により検出された透過光強度と薬液Ｗ２の注入前の透過光強度との比から透過率を計算し、この透過率に対して所定の濃度判定テーブルや検量線を参照して、試料液Ｗ１に含まれる特定成分の濃度を測定する。特定成分の濃度が測定されると、制御部１２０は、濃度測定値を表示部１１０に表示する。また、制御部１２０は、その濃度測定値が基準値を超えるか否かを判定する。濃度測定値が基準値を超える場合、制御部１２０は、アラームを表示部１１０に表示させる。
【００５０】
上述した第１実施形態の濃度測定装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の濃度測定装置１において、電圧変換アダプタ２０は、商用電源から入力された電源電圧を、その電圧よりも低い弱電電圧に降圧して電圧供給部１３０に出力する。電圧供給部１３０では、電圧変換アダプタ２０から出力された弱電電圧を、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００５１】
そのため、外部から浸入した雨水等や漏れた試料液Ｗ１等が制御基板１００に接触した場合でも、内部で使用される電圧は電源電圧よりも低い弱電電圧であるため、電気的な不具合の発生が抑制される。従って、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性を小さくすることができる。
【００５２】
また、本実施形態の濃度測定装置１において、電圧変換アダプタ２０は、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２に降圧して電圧供給部１３０に出力する。電圧供給部１３０では、電圧変換アダプタ２０から出力された第１弱電電圧Ｖ１を少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給し、第２弱電電圧Ｖ２を少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００５３】
そのため、濃度測定装置１の内部に、電源電圧を２つの弱電電圧に降圧する変圧器を設ける必要がない。これによれば、外部から浸入した雨水等や漏れた試料液Ｗ１等が変圧器に接触して電気的な不具合を発生することがない。このため、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性をより小さくすることができる。また、濃度測定装置１を小型化することができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の濃度測定装置の第２実施形態を、図４を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態における制御基板１００Ａの構成を模式的に示す概略構成図である。なお、本実施形態の濃度測定装置１Ａの基本構成は第１実施形態と同じである。そのため、本体ブロック１０や測定部２００の構成については説明を省略する。また、同等部分については、第１実施形態と同一符号を付して説明する。
【００５５】
図４において、電圧供給部１３０Ａは、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された弱電電力を、表示部１１０、制御部１２０、試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する装置である。電圧供給部１３０Ａは、本体ブロック１０（図１参照）の外部に設けられた電圧変換アダプタ２０Ａと電気的に接続されている。
【００５６】
本実施形態の電圧供給部１３０Ａは、第１受電部１３１と、第２弱電電圧変換部１３３と、を備える。第１受電部１３１は、電圧変換アダプタ２０Ａの第１送電部２１から出力された第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を入力する設備である。第２弱電電圧変換部１３３は、第１弱電電圧Ｖ１を、これよりも低い第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）に降圧する変圧器である。
【００５７】
電圧供給部１３０Ａは、第１受電部１３１に入力した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を、少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給する。また、電圧供給部１３０Ａは、第２弱電電圧変換部１３３において、第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を第２弱電電圧Ｖ２（１５Ｖ）に降圧して、少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。図４において、破線の矢印は、電力の供給経路を示している。
【００５８】
電圧変換アダプタ２０Ａは、商用電源（不図示）から入力された電源電圧Ｖ０（１００Ｖ）を、この電源電圧よりも低い第１弱電電圧（Ｖ１）に降圧して出力する変圧器を備えた装置である。本実施形態の電圧変換アダプタ２０Ａは、第１送電部２１を備える。第１送電部２１は、電源電圧Ｖ０から降圧した第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）を出力する設備である。電圧変換アダプタ２０Ａの第１送電部２１と電圧供給部１３０Ａの第１受電部１３１との間は、第１ケーブル３１により接続されている。
【００５９】
上述した第２実施形態の濃度測定装置１Ａによれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態の濃度測定装置１Ａにおいて、電圧変換アダプタ２０Ａは、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を、第１弱電電圧Ｖ１に降圧して電圧供給部１３０Ａに出力する。電圧供給部１３０Ａでは、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された第１弱電電圧Ｖ１を、少なくとも試料液導入排出部２２０、薬液注入部２３０に電力として供給する。また、第２弱電電圧変換部１３３において、第１弱電電圧Ｖ１を第２弱電電圧Ｖ２に降圧して、少なくとも制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０に電力として供給する。
【００６０】
そのため、外部から浸入した雨水や漏れた試料液Ｗ１等が制御基板１００Ａに接触した場合でも、内部で使用される電圧は電源電圧よりも低い弱電電圧であるため、電気的な不具合の発生が抑制される。従って、電気的な不具合の発生により装置が正常に動作しなくなる可能性を小さくすることができる。
【００６１】
また、電圧変換アダプタ２０Ａと電圧供給部１３０Ａとの間を接続するケーブルの数を１本に削減することができる。
更に、制御基板１００Ａに、２４Ｖ及び１５Ｖ以外の弱電電圧で動作する装置が接続された場合でも、第１弱電電圧Ｖ１（２４Ｖ）から要求される電圧に降圧可能な変圧器を備えた電圧供給部１３０Ａに交換することで対応することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、第１及び第２実施形態では、第１弱電電圧Ｖ１が供給される動力系の設備として、試料液導入排出部２２０及び薬液注入部２３０について説明した。これに限らず、第１弱電電圧Ｖ１が供給される他の動力系の設備が設けられていてもよい。また、第１及び第２実施形態では、第２弱電電圧Ｖ２が供給される測定系の設備として、制御部１２０、光学検出部２４０及び攪拌部２５０について説明した。これに限らず、第２弱電電圧Ｖ２が供給される他の測定系の設備が設けられていてもよい。他の測定系の設備としては、例えば、薬液カートリッジ２３１の挿入検出用のフォトセンサ、ローラポンプ２３４の回転位置検出用のフォトセンサ等が挙げられる。
【００６３】
また、第１実施形態では、電圧変換アダプタ２０において、商用電源から入力された電源電圧Ｖ０を第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２に降圧して電圧供給部１３０に出力する例について説明した。これに限らず、電源電圧Ｖ０を、本体ブロック１０に接続された機器の電圧に応じて、更に複数の弱電電圧に降圧して電圧供給部１３０に出力する構成としてもよい。
【００６４】
また、第２実施形態では、電圧供給部１３０Ａの第２弱電電圧変換部１３３において、電圧変換アダプタ２０Ａから出力された第１弱電電圧Ｖ１を第２弱電電圧Ｖ２に降圧する例について説明した。これに限らず、電圧供給部１３０Ａにおいて、本体ブロック１０に接続された機器の電圧に応じて、第１弱電電圧Ｖ１を更に複数の弱電電圧に降圧する構成としてもよい。
【００６５】
また、第１及び第２実施形態では、第１弱電電圧Ｖ１を２４Ｖ、第２弱電電圧Ｖ２を１５Ｖとした例について説明した。しかし、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２は、第１弱電電圧Ｖ１＞第２弱電電圧Ｖ２の関係を満たせば、他の電圧であってもよい。更に、第１弱電電圧Ｖ１及び第２弱電電圧Ｖ２は、交流電圧又は直流電圧のいずれであってもよい。
【００６６】
また、薬液カートリッジ２３１に充填される薬液Ｗ２は、試料液Ｗ１に含まれる硬度成分と呈色反応する薬液、試料液Ｗ１に含まれる溶存酸素と呈色反応する薬液又は試料液Ｗ１に含まれる残留塩素と呈色反応する薬液のいずれであってもよく、更には、他の特定成分（例えば、シリカ、炭酸イオン、炭酸水素イオン、水素イオン等）と呈色反応する薬液であってもよい。
【００６７】
また、第１及び第２実施形態では、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方に開口（不図示）が形成されている。これに限らず、フロントカバー３００及び中間カバー４００の下方を閉鎖し、基板収納部４０２を略密閉する構造としてもよい。この場合、基板収納部４０２の下方に、配線用のスリットを形成することにより、第１ケーブル３１及び第２ケーブル３２を濃度測定装置１（１Ａ）の内部に導入することができる。このような構造とすることにより、制御基板１００（１００Ａ）の防水性をより高めることができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｗ１：試料液（処理水）
Ｗ２：薬液
１，１Ａ：濃度測定装置
１０：本体ブロック
２０，２０Ａ：電圧変換アダプタ（電圧変換手段）
２１：第１送電部
２２：第２送電部
１００：制御基板
１２０：制御部（測定手段、制御手段）
１３０，１３０Ａ：電圧供給部（電圧供給手段）
１３１：第１受電部
１３２：第２受電部
１３３：第２弱電電圧変換部
２００：測定部
２１０：試料セル
２２０：試料液導入排出部（試料液導入排出手段）
２３０：薬液注入部（薬液注入手段）
２４０：光学検出部（光学検出手段）
２５０：攪拌部（攪拌手段）
３００：フロントカバー
４００：中間カバー
５００：リアカバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置であって、
試料液を収容する試料セル；
前記試料セルへの試料液の導入及び前記試料セルからの試料液の排出を行う試料液導入排出手段；
前記試料セルへ薬液を注入する薬液注入手段；
前記試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する攪拌手段；
薬液と共に攪拌された試料液の透過光強度を検出する光学検出手段；
前記光学検出手段により検出された透過光強度に基づいて、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段；
前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段及び前記測定手段の動作を制御する制御手段；及び
前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する電力供給手段を有する本体ブロックと、
前記本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、を備え、
前記電力供給手段は、前記電圧変換手段から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する、
濃度測定装置。
【請求項２】
前記電圧変換手段は、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する第１送電部と、第１弱電電圧より低い第２弱電電圧を出力する第２送電部と、を備え、
前記電力供給手段は、前記第１送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２送電部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記電圧変換手段は、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する送電部を備え、
前記濃度測定装置は、前記第１弱電電圧を当該第１弱電電圧よりも低い第２弱電電圧に降圧して出力する第２弱電電圧変換部を備え、
前記電力供給手段は、前記送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２弱電電圧変換部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項１】
試料液と薬液との呈色反応により試料液の成分濃度を測定する濃度測定装置であって、
試料液を収容する試料セル；
前記試料セルへの試料液の導入及び前記試料セルからの試料液の排出を行う試料液導入排出手段；
前記試料セルへ薬液を注入する薬液注入手段；
前記試料セル内の試料液及び薬液を攪拌する攪拌手段；
薬液と共に攪拌された試料液の透過光強度を検出する光学検出手段；
前記光学検出手段により検出された透過光強度に基づいて、試料液に含まれる特定成分の濃度を測定する測定手段；
前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段及び前記測定手段の動作を制御する制御手段；及び
前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する電力供給手段を有する本体ブロックと、
前記本体ブロックの外部に設けられ、商用電源から入力された電源電圧を当該電源電圧よりも低い弱電電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、を備え、
前記電力供給手段は、前記電圧変換手段から出力された弱電電圧に基づいて、少なくとも前記試料液導入排出手段、前記薬液注入手段、前記攪拌手段、前記光学検出手段、前記測定手段及び前記制御手段に電力を供給する、
濃度測定装置。
【請求項２】
前記電圧変換手段は、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する第１送電部と、第１弱電電圧より低い第２弱電電圧を出力する第２送電部と、を備え、
前記電力供給手段は、前記第１送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２送電部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記電圧変換手段は、電源電圧から降圧した第１弱電電圧を出力する送電部を備え、
前記濃度測定装置は、前記第１弱電電圧を当該第１弱電電圧よりも低い第２弱電電圧に降圧して出力する第２弱電電圧変換部を備え、
前記電力供給手段は、前記送電部から出力された第１弱電電圧を、少なくとも前記試料液導入排出手段及び前記薬液注入手段に電力として供給し、且つ前記第２弱電電圧変換部から出力された第２弱電電圧を、少なくとも前記光学検出手段、前記測定手段、前記攪拌手段及び前記制御手段に電力として供給する請求項１に記載の濃度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４７３４５（Ｐ２０１２−２４７３４５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０２７８（Ｐ２０１１−１２０２７８）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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