特許 6236611 水質計に装着される洗浄装置及び洗浄機能を備えた水質計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6236611

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】水質計に装着される洗浄装置及び洗浄機能を備えた水質計

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/18 20060101AFI20171120BHJP

   G01N 27/38 20060101ALI20171120BHJP

   G01N 27/36 20060101ALI20171120BHJP

   G01N 21/49 20060101ALI20171120BHJP

   G01N 21/15 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/18 106E

   G01N27/38 351

   G01N27/36

   G01N21/49 Z

   G01N21/15

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-13881(P2017-13881)

(22)【出願日】2017年1月30日

【審査請求日】2017年5月31日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】517031834

【氏名又は名称】株式会社クレスト

(74)【代理人】

【識別番号】110002103

【氏名又は名称】特許業務法人にじいろ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平澤 一浩

【審査官】 赤坂 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０８５３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３７１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７０４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３４６３６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２２２１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８６３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５７１４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／１８

Ｇ０１Ｎ ２１／１５

Ｇ０１Ｎ ２１／４９

Ｇ０１Ｎ ２７／３６

Ｇ０１Ｎ ２７／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＝Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項2】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＝Ｐｃｃｗ＜Ｐｃｗの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項3】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＜Ｐｃｗ＝Ｐｃｃｗの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項4】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＜Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項5】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＜Ｐｃｃｗ＜Ｐｃｗの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項6】

検水中に浸漬され、前記検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着可能な洗浄装置において、
柱状の本体と、
前記本体の前端面から突出する揺動軸と、
前記揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに取り付けられ、前記揺動軸の正逆回転に伴って前記検水に接する前記センサ部の感部表面を往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記本体内に収納され、前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記本体の前端面に設けられ、前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備し、
前記パルス発生部は、前記往復動範囲の角度と前記ステッピングモータのステップ角度とパルス周期とに応じた時間をＴａｂ、前記往復動範囲の往路に対する前記ステッピングモータの駆動継続時間をＴｃｗ、前記往復動範囲の復路に対する前記ステッピングモータの駆動継続時間をＴｃｃｗとしたとき、Ｔａｂ＜Ｔｃｗ＝Ｔｃｃｗ、Ｔａｂ＜Ｔｃｗ＜Ｔｃｃｗ、Ｔａｂ＜Ｔｃｃｗ＜Ｔｃｗのいずれかの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする洗浄装置。

【請求項7】

センサ部と制御部とからなる検水の水質を測定するための水質計において、
前記センサ部は、
前記検水中に浸漬される本体と、
前記検水に接するように前記本体から露出する感部と、
前記本体に装着され、又は前記本体に組み込まれる洗浄部とを具備し、
前記洗浄部は、
揺動軸と、
前記揺動軸の先端に取り付けられるワイパアームと、
前記ワイパアームに設けられ、前記感部表面に沿って往復揺動し、前記感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、
前記揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、
前記ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、
前記ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを有し、
前記パルス発生部は、前記往復動範囲の角度を前記ステッピングモータのステップ角度で除算して得られるパルス数をＰａｂ、前記往復動範囲の往路の印加パルス数をＰｃｗ、前記往復動範囲の復路の印加パルス数をＰｃｃｗとしたとき、前記パルス発生部はＰａｂ＜Ｐｃｗ＝Ｔｃｃｗ、Ｐａｂ＜Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗ、Ｐａｂ＜Ｐｃｃｗ＜Ｐｃｗのいずれかの関係、又は前記往復動範囲の角度と前記ステッピングモータのステップ角度とパルス周期とに応じた時間をＴａｂ、前記往復動範囲の往路に対する前記ステッピングモータの駆動継続時間をＴｃｗ、前記往復動範囲の復路に対する前記ステッピングモータの駆動継続時間をＴｃｃｗとしたとき、Ｔａｂ＜Ｔｃｗ＝Ｔｃｃｗ、Ｔａｂ＜Ｔｃｗ＜Ｔｃｃｗ、Ｔａｂ＜Ｔｃｃｗ＜Ｔｃｗのいずれかの関係で前記ステッピングモータにパルスを供給することを特徴とする水質計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水質計に装着される洗浄装置及び洗浄機能を備えた水質計に関する。

【背景技術】

【0002】

工場排水の水質管理やダム、湖沼、河川などの環境測定のために、濁度計、ｐＨ計、ＯＲＰ計、溶存酸素計等の水質計による水質検査が行われている。水質検査は連続的に行われるため、長期間、水質計は検水中に浸漬した状態であり、検水中に含まれる汚濁物質が水質計の受光部や電極部等の感部に付着してしまうことがある。感部への汚濁物質の付着は、水質計の測定精度の低下を招く。このため感部は定期的に洗浄することが望ましい。感部の洗浄方法として、例えば水や圧縮空気を用いて検出部の汚濁物質を取り除く洗浄方法を実施する構造が知られている（特許文献１）。しかしながら、水や圧縮空気で感部に付着した汚濁物質を吹き飛ばす方式では、感部自体が水中に浸漬しているため、十分な圧力をかけるのは困難であり、汚濁物質の除去率が低かった。これに対し、感部に付着した汚濁物質を往復動するワイパ（拭取装置）等で掻き落とす方法が提案されている（特許文献２）。

【0003】

ワイパを用いる方式では、ワイパの駆動源として、一般的に直流もしくは交流駆動のモータを使用するため、ワイパ動作に適した低速での回転、往復運動を行うための減速機構やカム機構が必要であった。このような減速機構やカム機構がワイパとモータとの間に介在するため、メンテナンス時等に外部からワイパアームに外力を加えた場合には減速ギア部への負荷によりギア部の欠けや割れを生ずることが多く、維持管理に注意を要した。

【0004】

また、土砂への埋没や異物の挟み込み等によりワイパアームの稼働が阻害されることにより、モータに過負荷がかかり故障を生ずる虞があった。さらに、洗浄作業完了時にワイパが検出部に接触する位置で停止すると、正確な水質検査ができないことから、装置内部にフォトインタラプタやエンコーダ、ポテンショメータ等の位置検出機構を取り付け、ワイパが検出部に接触する位置で停止しないように制御していた。しかしながら、このような位置検出機構によるワイパの位置制御は複雑であり、また部品点数も多くなり、コスト高を招くという問題があった。さらに、測定項目に応じた様々な種類の水質計があるため、ワイパの振れ角度は検出部の形状や寸法に応じて、又、水質計の設置環境に応じて簡易に変更できることが望ましい。しかしながら、装置内部に位置検出機構を設ける構造の場合、設置現場においてワイパの振れ角度を調整することは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−１９０５３５号公報

【特許文献2】特開２０１４−２２２１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

目的は、水質計に装着される洗浄装置及び洗浄機能を備えた水質計において、汚濁物質を確実に除去すると共に、モータや減速機構等の故障を防止し、長期にわたって信頼性を向上させ、かつ、低コストでの製造を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

洗浄装置は、検水中に浸漬され、検水の水質を測定するための水質計のセンサ部に装着される。洗浄装置は、柱状の本体と、本体の前端面から突出する揺動軸と、揺動軸の先端に設けられるワイパアームと、ワイパアームに取り付けられ、揺動軸の正逆回転に伴って検水に接するセンサ部の感部の表面を往復揺動し、感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレードと、本体に収納され、揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータと、本体の前端面に設けられ、ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパと、ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部とを具備する。

【発明の効果】

【0008】

汚濁物質を確実に除去すると共に、モータや減速機構等の故障を防止し、長期にわたって信頼性を向上させ、かつ、低コストで製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態に係る洗浄装置及びそれを装着した水質計の斜視図。

【図2】図１の部分拡大図。

【図3】図１の洗浄装置の正面図。

【図4】図１の洗浄装置の断面図。

【図5】図１の洗浄装置のパルス制御パターンを示す説明図。

【図6】図１の洗浄装置の時間制御パターンを示す説明図。

【図7】図１の水質計の変形例を示す正面図。

【図8】図１の水質計の変形例を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、水質計としては、溶存酸素濃度を測定する溶存酸素計、水素イオン濃度を測定するｐＨ計、透明度（濁度）を測定する濁度計、色度を測定する色度計、導電率を測定する導電率計、残留塩素濃度を測定する残留塩素計等の様々な種類が存在する。水質計は検水に接するように露出した感部で測定対象を測定する。感部としては、蛍光式の溶存酸素計では蛍光膜、隔膜式の溶存酸素計ではシリコン等の隔膜、ｐＨ計では複合ガラス電極、濁度計及び色度計では検出素子（受光素子）の検出窓、導電率計では金属電極、残留塩素計では金属電極である。ここでは水質計として濁度計を例に実施形態を説明する。

【0011】

濁度計は、例えば工場の排水処理設備の沈殿槽の水面下に設置され、連続的に汚濁物質（炭酸カルシウムや水酸化カルシウム等）を検出し、濁度を測定している。なお、本実施形態は、透過光測定方式、散乱光測定方式、透過光・散乱光演算方式等任意の方式に適用可能である。ここでは透過光測定方式として説明する。

【0012】

図１は本発明の一実施形態に係る洗浄装置２０及びそれを装着した水質計１０のセンサ部１００を示す斜視図、図２は図１の部分拡大図、図３は洗浄装置２０の正面図、図４は洗浄装置２０の断面図である。図１に示すように、水質計１０は、排水（検査対象である検水）Ｈが収納された沈殿槽Ｓに浸漬された検出部（センサ部）１００と、沈殿槽Ｓの外部に設けられた制御装置２００と、これらセンサ部１００と制御装置２００との間で通信を行う信号ケーブル３００を備えている。なおセンサ部１００と制御装置２００との間はブルートゥース（登録商標）などの無線通信により接続されていてもよい。

【0013】

センサ部１００は、中心軸をＣとする円柱状の本体１１０を備えている。本体１１０には、中心軸Ｃ廻りの横断面円弧状に凹部１２０が切り欠かれている。図２に示すように、凹部１２０の中心軸Ｃ方向に沿った内端壁１２１及び内端壁１２２には、それぞれ発光窓１２１ａ及び検出窓（感部）１２２ａが設けられている。発光窓１２１ａ及び検出窓１２２ａは、サファイアガラス等でできている。

【0014】

本体１１０内の発光窓１２１ａを臨む位置にはＬＥＤ等の光源１３０が検出窓１２２ａに向けて設けられている。本体１１０内の検出窓１２２ａを臨む位置にはフォトダイオード等の検出部１４０が発光窓１２１ａに向けて設けられている。検出部１４０の出力は、信号ケーブル３００を介して制御装置２００に送出されている。

【0015】

水質計１０では、次のようにして排水Ｈの濁度を測定出する。すなわち、検査対象となる排水Ｈを収納する沈殿槽Ｓに、センサ部１００を投入する。センサ部１００にパルス発生部１５０及び信号ケーブル３００を介して電源が入ると、光源１３０が発光する。光源１３０からの光Ｌは、発光窓１２１ａを透過し、凹部１２０に入る。凹部１２０に入った光Ｌは、汚濁物質を含む排水Ｈを透過した光、あるいは、散乱された光は、検出窓１２２ａを透過し、検出部１４０に入射する。検出部１４０では、光Ｌを解析することで、濁度を計測する。計測された濁度の信号は信号ケーブル３００を介して制御装置２００に入力される。

【0016】

水質計１０のセンサ部１００には洗浄装置２０が装着される。洗浄装置２０はセンサ部１００から取り外すことが可能である。洗浄装置２０は円柱状の本体１６０の内部にステッピングモータ１５１を収納する。ステッピングモータ１５１の駆動軸１５７には揺動軸１５２が直結される。この揺動軸１５２の先端部分は本体１６０の前端面ＦＰから突出する。前端面ＦＰから突出する揺動軸１５２の先端部分には、この揺動軸１５２に対して直交し、内端壁１２２の面に平行に且つ僅かな距離をもって揺動するワイパアーム１５３が結合される。このワイパアーム１５３には、センサ部１００の内端壁１２２を摺動し、感部としての検出窓１２２ａを洗浄する樹脂材製のワイパブレード（拭取部材）１５４が取り付けられる。本体１６０の前端面ＦＰであって、ワイパアーム１５３の周回軌道上には、ワイパブレード及びワイパアーム１５３の往復移動範囲を規制する第１ストッパ１５５及び第２ストッパ１５６が取り付けられる。第１ストッパ１５５及び第２ストッパ１５６は往復移動範囲を任意に調整する事ができるように任意の位置に取り付ける事が可能である。また洗浄装置２０の本体１６０の内部にはパルス発生部１５０が図示しない電源部とともに収納される。

【0017】

なお、ワイパアーム１５３の往復移動範囲が３６０度又はその近傍角であるとき、単一のストッパが装備される。ここでは２つの第１、第２ストッパ１５５、１５６を備えているものとして説明する。また汚濁物質の種類や量に応じてワイパブレード１５４の代わりにブラシ等の拭取部材を用いても良い。また、ワイパブレード１５４が１回拭き取るための動作時間は数秒程度であるが、この時間に限られるものではない。

【0018】

ステッピングモータ１５１は、パルス発生部１５０からパルスが供給されるごとに一定角度（ステップ角）ずつ回転する。すなわち、パルスが入力されるたびにステータ側のコイルが順次励磁され、ロータ側の永久磁石が反発・吸引することで、ステップ角だけ回転する原理によって回転力を発生させるモータである。したがって、パルス数に応じて回転角度が決定されるように制御可能である。なお、ステップ角はステッピングモータ１５１の構造上固有であるが、制御パラメータとして主なものは、回転量を決定するパルス数（回転量＝パルス数×ステップ角）、回転速度を決定する単位時間におけるパルス数（パルス周波数、パルス周波数の逆数としてのパルス周期）、パルスを一定周期で繰り返し継続的に発生する期間（駆動継続時間）などがある。周知の通りステッピングモータ１５１は、過負荷の下では、ロータが回転できない状態となる。この状態を脱調と称している。脱調が生じると、モータとしての回転はできないがモータが壊れることはない。

【0019】

パルス発生部１５０は、例えば毎時予め決められたタイミングで拭取動作を実行するためにステッピングモータ１５１にパルスを供給する。洗浄装置２０による水質計１０のセンサ部１００の検出窓１２２ａの拭取動作について説明する。前回の拭取動作から所定時間経過すると、汚濁物質が検出窓１２２ａに付着して計測誤差が生じると予想される。このため前回の拭取動作から所定時間が経過した時点、又は毎時決まったタイミングでパルス発生部１５０では、予め定められた時間だけステッピングモータ１５１を動作させる。ステッピングモータ１５１からのパルスによって、揺動軸１５２をワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６の間の往復移動範囲を揺動（往復動）する。

【0020】

なお、ステッピングモータ１５１に与える１パルスあたりの回転角（ステップ角）δθと、第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６との間の往復移動範囲の角度とによって第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６との間の往復移動範囲の角度をワイパブレード１５４が移動するのに最低限必要なパルス数が決定される。つまり、第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６との間の往復移動範囲の角度をワイパブレード１５４が移動するのに最低限必要なパルス数（基準パルス数）Ｐａｂは、Ｐａｂ＝往復移動範囲の角度／ステップ角で与えられ、説明の便宜上ここではＰａｂ＝１００とする。

【0021】

ここでは説明の便宜上、第１ストッパ１５５から第２ストッパ１５６方向へ移動させる正転時（往路時）のパルス数Ｐｃｗを１２０、第２ストッパ１５６から第１ストッパ１５５へ移動させる逆転時（復路時）のパルス数Ｐｃｃｗを１３０に設定する。すなわち好ましくは、Ｐａｂ＜Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗの関係となる。
＜正転＞
ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５の位置にあった場合は、印加パルス数Ｐｃｗによってステッピングモータ１５１が駆動され、図３中二点鎖線で示すように、ワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置まで到達する。上述したように、第１ストッパ１５５から第２ストッパ１５６までは、パルス数Ｐａｂで到達するため、印加パルスは２０余る。ここで、ワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６に当接しているため、回転力が与えられてもそれ以上回転することはできず、ステッピングモータ１５１にとっては過負荷となる。このため、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加パルス数Ｐｃｗが全て印加された時点でワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置で停止する。

【0022】

なお、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６の間にあった場合も同様な動作となる。また、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６の位置にあった場合についても、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加パルス数Ｐｃｗが全て印加された時点でワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置で停止する。
＜逆転＞
ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６の位置にあった場合は、印加パルス数Ｐｃｃｗによってステッピングモータ１５１が駆動され、ワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置まで到達する。上述したように、第２ストッパ１５６から第１ストッパ１５５までは、パルス数Ｐａｂで到達するため、印加パルスは３０余る。ここで、ワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５に当接しているため、回転力が与えられてもそれ以上回転することはできず、ステッピングモータ１５１にとっては過負荷となる。このため、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加パルス数Ｐｃｃｗが全て印加された時点でワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置で停止する。

【0023】

なお、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６と第１ストッパ１５５の間にあった場合も同様な動作となる。また、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５の位置にあった場合についても、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加パルス数Ｐｃｃｗが全て印加された時点でワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置で停止する。

【0024】

上述したように、ワイパアーム１５３が移動するために必要なパルス数（基準パルス数）に比べて、正転（往路）・逆転（復路）共に過多に設定したのは次のような理由による。すなわち、検出窓１２２ａには、析出した汚濁物質が強く付着している場合がある。例えば、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５側から第２ストッパ１５６側に移動する往路に際して、汚濁物質に当接した時、汚濁物質の固着状態によってはワイパアーム１５３が動かず、ステッピングモータ１５１が脱調することになる。この脱調によってステッピングモータ１５１及び減速機構等に大きな負荷がかからず、破損を防止できる。一方、脱調した分のパルスはワイパアーム１５３の動作に寄与しないため、汚濁物質が取れた場合であっても、第２ストッパ１５６まで到達せず、検出窓１２２ａにワイパアーム１５３が位置した状態で停止する虞がある。このことから、余分なパルス数を印加することで、第２ストッパ１５６に達して検出窓１２２ａをワイパアーム１５３で閉塞しない確率を増やし、排水Ｈ中の汚濁物質の検出を正確に行うことが可能となる。また、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６側から第１ストッパ１５５側に移動する復路に際しても同様である。さらに往路のパルス数よりも復路のパルス数を多く設定したことにより、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６側から第１ストッパ１５５側に移動する復路において、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５に高確度で帰還できるようになる。

【0025】

なお、図５に示すように、排水Ｈや汚濁物質の種類、拭取動作の頻度によっては、制御パターン、すなわち、パルス数Ｐａｂ、Ｐｃｗ、Ｐｃｃｗの相互関係を調整してもよい。但し、パルス数Ｐｃｗ、Ｐｃｃｗは、基準パルス数Ｐａｂ未満とはならない。つまり汚濁物質が多少付着していたとしても、ワイパブレード１５４が往路・復路ともに途中で止まって脱調してもそれから回復して全域を移動できるように、且つ基準位置（第１ストッパ１５５の位置）へ確実に帰還できるとの観点からはＰａｂ＜Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗの関係で制御することが好ましいといえるが、パルス発生部１５０は次のいずれか関係でパルス数を制御するようにしてもよい。
Ｐａｂ＝Ｐｃｗ＜Ｐｃｃｗ；ワイパアーム１５３が復路の全域を高確度で移動できる。Ｐａｂ＝Ｐｃｃｗ＜Ｐｃｗ；ワイパアーム１５３が往路の全域を高確度で移動できる。Ｐａｂ＜Ｐｃｗ＝Ｐｃｃｗ；ワイパアーム１５３が往路復路ともに全域を高確度で移動できる。Ｐａｂ＜Ｐｃｃｗ＜Ｐｃｗ；ワイパアーム１５３が往路復路ともに全域を高確度で移動でき、且つその確度を往路よりも復路を向上できる。

【0026】

最も、ステッピングモータの採用はそれ自体が減速機構の破損や不要等の作用効果を奏するものであり、従ってＰａｂ＝Ｐｃｗ＝Ｐｃｃｗの関係を否定するものではない。

【0027】

パルス発生部１５０においては、単位時間におけるパルス数（周波数）を一定にすることで、パルス数の制御ではなく、パルス信号の印加時間Ｔｃｗ、Ｔｃｃｗとして制御することもできる。例えば、第１ストッパ１５５から第２ストッパ１５６まで移動する場合に最低限必要な印加時間Ｔａｂを５．０秒とする。ここで、パルス発生部１５０において、第１ストッパ１５５から第２ストッパ１５６方向へ移動させる正転時の印加時間Ｔｃｗを６．０秒、第２ストッパ１５６から第１ストッパ１５５へ移動させる逆転時の印加時間Ｔｃｃｗを７．０秒に設定する。すなわち、Ｔａｂ＜Ｔｃｗ＜Ｔｃｃｗの関係となる。

【0028】

印加時間は、第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６とがなす角をθａｂとしたとき、１秒あたりの回転角γθとすると、Ｔａｂ＝θａｂ／γθで求められる。
＜正転＞
ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５の位置にあった場合は、印加時間Ｔｃｗによってステッピングモータ１５１が駆動され、ワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置まで到達する。上述したように、第１ストッパ１５５から第２ストッパ１５６までは、印加時間Ｔａｂで到達するため、印加時間は１．０秒余る。ここで、ワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６に当接しているため、回転力が与えられてもそれ以上回転することはできず、ステッピングモータ１５１にとっては過負荷となる。このため、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加時間Ｔｃｗが全て経過した時点でワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置で停止する。

【0029】

なお、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６の間にあった場合も同様な動作となる。また、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６の位置にあった場合についても、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加時間Ｔｃｗが全て経過した時点でワイパアーム１５３は第２ストッパ１５６の位置で停止する。
＜逆転＞
ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６の位置にあった場合は、印加時間Ｔｃｃｗによってステッピングモータ１５１が駆動され、ワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置まで到達する。上述したように、第２ストッパ１５６から第１ストッパ１５５までは、時間Ｔａｂで到達するため、印加時間は２．０秒余る。ここで、ワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５に当接しているため、回転力が与えられてもそれ以上回転することはできず、ステッピングモータ１５１にとっては過負荷となる。このため、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加時間Ｔｃｃｗが全て印加した時点でワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置で停止する。

【0030】

なお、ワイパアーム１５３が第２ストッパ１５６と第１ストッパ１５５の間にあった場合も同様な動作となる。また、ワイパアーム１５３が第１ストッパ１５５の位置にあった場合についても、ステッピングモータ１５１が脱調し、印加時間Ｔｃｃｗが全て経過した時点でワイパアーム１５３は第１ストッパ１５５の位置で停止する。

【0031】

上述したように、ワイパアーム１５３が移動するために必要な印加時間に比べて、正転・逆転共に過剰に設定したのは、上述した印加パルスの場合と同様である。

【0032】

なお、図６に示すように、排水Ｈや汚濁物質の種類や拭取動作の頻度によっては、制御パターン、すなわち、印加時間Ｔａｂ、Ｔｃｗ、Ｔｃｃｗの相互関係を調整してもよい。但し、印加時間Ｔｃｗ、ＴＰｃｃｗは、印加時間Ｔａｂ未満とはならない。

【0033】

このように本実施形態に係る洗浄装置２０によれば、位置検出機構を用いることなく、検出窓１２２ａをワイパアーム１５３で塞ぐことを防止し、正確な濁度の検出を行わせることができる。また、位置検出機構を用いていないため、ワイパアーム１５３の振れ角度の設定等の自由度は大きくなり、様々な形態・寸法の水質計１０に適用することができる。本装置においては、十分なパルス数又は時間で正転及び逆転することにより第１ストッパ１５５又は第２ストッパ１５６ストッパに到達し、余剰パルス又は余剰時間はステッピングモータ１５１が脱調することにより機構を痛めない。本体１１０内に設けられる位置検出機構とは異なり、第１ストッパ１５５と第２ストッパ１５６の位置を変更することにより自由に振れ角度を設定することができると共に、実際の振れ角度を目視で確認することができる。したがって洗浄装置２０によれば、汚濁物質を確実に除去すると共に、高精度の測定が可能であり、モータや減速機構等の故障を防止し、長期にわたって信頼性を維持し、かつ、低コストで製造できる。

【0034】

図７は、水質計１０の変形例の要部を示している。図７において図３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。上述の例では、洗浄装置２０は水質計１０のセンサ部１００とは別体で構成され、洗浄装置２０は水質計１０のセンサ部１００に装着される。しかし洗浄装置２０は水質計１０のセンサ部１００と一体に構成されていてもよい。洗浄装置２０のステッピングモータ１５１はパルス発生部及び電源部とともに水質計１０のセンサ部１００の本体１１０の内部に収納される。揺動軸１５２はセンサ部１００の凹部１２０の端面から突出する。揺動軸１５２にはステッピングモータ１５１の駆動軸１５７が直結される。この揺動軸１５２の先端部分にはワイパアーム１５３が結合され、ワイパアーム１５３にはワイパブレード１５４が取り付けられる。凹部１２０の端面であって、ワイパアーム１５３の周回軌道上には、ワイパブレード及びワイパアーム１５３の往復移動範囲を規制する第１ストッパ１５５及び第２ストッパ１５６が取り付けられる。

【0035】

図８に示すように、多項目水質計１０´はそのセンサ部１００に複数の感部１２２ａ、例えば溶存酸素測定用の蛍光膜、溶存酸素測定用のシリコン等の隔膜、ｐＨ測定用の複合ガラス電極、濁度及び色度測定用の検出窓、導電率測定用の金属電極、残留塩素測定用の金属電極が円周状に配置される。この場合、洗浄装置は水質計１０のセンサ部１００と一体に構成されることが好ましい。洗浄装置のステッピングモータ１５１はパルス発生部及び電源部とともに水質計１０のセンサ部１００の本体１１０の内部に収納される。ワイパブレード１５４が複数の感部１２２ａを好適に洗浄できるように、揺動軸１５２が複数の感部１２２ａが配列される円弧の中心に配置される。この場合、ワイパアーム１５３の往復移動範囲が３６０°に近似するように、単一のストッパ１５５が凹部１２０の端面に取り付けられる。

【0036】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0037】

１０…水質計、１００…検出部、１１０…本体、１２０…凹部、１２１…内端壁、１２１ａ…発光窓、１２２…内端壁、１２２ａ…検出窓、１３０…光源、１４０…検出部、１５０…パルス発生部、１５１…ステッピングモータ、１５２…揺動軸、１５３…ワイパアーム、１５４…ワイパブレード（拭取部材）、１５５…第１ストッパ、１５６…第２ストッパ、２００…制御装置、３００…信号ケーブル。

【要約】

【課題】汚濁物質を確実に除去すると共に、モータや減速機構等の故障を防止し、長期にわたって信頼性を向上させ、かつ、低コストで製造することができる水質計を提供する。
【解決手段】洗浄装置２０は、検水中に浸漬され、検水の水質を測定するための水質計１０のセンサ部１００に装着される。柱状の本体１６０と、本体の前端面から突出する揺動軸１５２と、揺動軸の先端に設けられるワイパアーム１５３と、ワイパアームに取り付けられ、揺動軸の正逆回転に伴って検水に接するセンサ部の感部１２２ａの表面を往復揺動し、感部表面に付着した汚濁物質を拭き取るワイパブレード１５４と、本体に収納され、揺動軸に駆動軸が直結されるステッピングモータ１５１と、本体の前端面に設けられ、ワイパアームの往復動範囲を規制する少なくとも一つのストッパ１５５，１５６と、ステッピングモータにパルスを供給するパルス発生部１５０とを具備する。
【選択図】 図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】