特開 2022-124725 揮発性液体流入検知装置及び検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022124725

(43)【公開日】2022-08-26

(54)【発明の名称】揮発性液体流入検知装置及び検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/04 20060101AFI20220819BHJP

   G01M 3/16 20060101ALI20220819BHJP

【ＦＩ】

G01M3/04 C

G01M3/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021022525

(22)【出願日】2021-02-16

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(71)【出願人】

【識別番号】000220675

【氏名又は名称】東京都下水道サービス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】500343371

【氏名又は名称】一般社団法人日本下水道光ファイバー技術協会

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】菊池 信彦

(72)【発明者】

【氏名】畑山 正美

(72)【発明者】

【氏名】藤江 正樹

(72)【発明者】

【氏名】岸本 長

(72)【発明者】

【氏名】栗原 佳弘

(72)【発明者】

【氏名】藤平 貞義

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA13

2G067BB03

2G067BB12

2G067BB22

2G067CC03

2G067CC04

2G067DD17

2G067DD23

2G067EE05

2G067EE09

2G067EE12

2G067EE13

(57)【要約】

【課題】低電力かつ簡易な構成で保守性・設置性・可用性が高く、運用コストの低い揮発性液体流入検知装置及び揮発性液体流入検知方法を提供する。
【解決手段】 揮発性液体流入検知装置は、下水管路の上部空間に配置され空気中の揮発性ガスの濃度に応じた信号を出力する揮発性ガスセンサと、通信装置と、制御装置と、を備える。制御装置は、揮発性ガスセンサで検出した揮発性ガスの濃度が所定値を超えた場合に揮発性液体の流入と判定し、通信装置によって、外部に通報信号を送信する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下水管路の上部空間に配置され空気中の揮発性ガスの濃度に応じた信号を出力する揮発性ガスセンサと、
通信装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記揮発性ガスセンサで検出した揮発性ガスの濃度が所定値を超えた場合に揮発性液体の流入と判定し、前記通信装置によって、外部に通報信号を送信する、揮発性液体流入検知装置。

【請求項2】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性液体としてシアン含有液を検知対象とし、
前記揮発性ガスセンサとしてシアンガスセンサを備えることを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項3】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性液体として可燃性液体を検知対象とし、
前記揮発性ガスセンサとして可燃性ガスセンサを備えることを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項4】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性ガスセンサに対して交差感度を持つ一つ以上の干渉ガスに対し、前記揮発性ガスセンサに誤検知防止機構を備えることを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項5】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性ガスセンサに対して交差感度を持つ一つ以上の干渉ガスに対し、前記揮発性ガスセンサの近傍に配置されて空気中の干渉ガス濃度に応じた信号を出力する一つ以上の干渉ガスセンサを備え、
前記制御装置は、前記揮発性ガスの濃度信号と前記一つ以上の干渉ガスの濃度信号を入力とし、前記揮発性ガスの濃度信号から、前記一つ以上の干渉ガスによって生じた誤差成分を除去することを特長とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項6】

請求項５に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記制御装置は、前記揮発性ガスの濃度信号と前記一つ以上の干渉ガスの濃度信号とが非ゼロである場合に、前記揮発性ガスの濃度信号の出力値が時間的にゼロに近づくように交差感度及び信号タイミングの少なくとも一方を適応的に調整することを特徴とする揮発性液体流入検知装置。

【請求項7】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性ガスセンサがコネクタを介して交換可能な構造を持ち、
前記揮発性ガスセンサ及び前記通信装置を防水筐体中に実装することを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項8】

請求項１において、
前記下水管路内の水面下に配置した１個以上の液相センサを備え、
前記制御装置は、前記液相センサの出力信号から下水中の揮発性液体の濃度を推定することを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項9】

請求項８に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記揮発性ガスセンサとしてシアンガスセンサを、前記液相センサとして内部に電解液が封止された投げ込み型ｐＨセンサを、備え、
前記制御装置は、前記投げ込み型ｐＨセンサから得られた下水のｐＨ値信号から、シアンイオン濃度の推定値を算出する揮発性液体流入検知装置。

【請求項10】

請求項９に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記制御装置は、前記ｐＨ値信号を入力とし、前記ｐＨ値信号から時刻に応じた周期的変動及び前記投げ込み型ｐＨセンサの長期ドリフト成分の少なくとも一方の動的平均値を算出し、前記動的平均値を用いて前記ｐＨ値信号を補正して出力することを特徴とする揮発性液体流入検知装置。

【請求項11】

請求項９に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
下水の電気電導度に対応した信号を出力する電気電導度センサを備え、
前記制御装置は、前記電気電導度に対応した信号を用いて、前記下水管路への流入水によるｐＨ値の変化を補正することを特徴とする揮発性液体流入検知装置。

【請求項12】

請求項１に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
前記制御装置は、
前記通報信号または揮発性ガスセンサの検出値を、前記通信装置によって、光信号、電気信号または無線信号で外部に送信することを特徴とする揮発性液体流入検知装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
交換可能なバッテリ、無線送信器、及びアンテナを備え、
前記バッテリに蓄積された電力を動作し、定期的に起動してセンシング動作及びに外部への送信動作を行うことを特徴とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項14】

請求項１２に記載の揮発性液体流入検知装置であって、
光送信器、光受電回路、及び光ファイバケーブルを備え、
前記光ファイバケーブルで外部から送信された給電光を前記光受電回路で光電変換して得られた電力を利用して動作し、
前記光送信器から出力される光信号を、前記光ファイバケーブルを介して外部に送信し、
定期的に起動してセンシング動作ならびに外部への光信号の送信を行うことを特長とした揮発性液体流入検知装置。

【請求項15】

下水への揮発性液体の流入を検知する方法であって、
下水管路の上部空間に配置された揮発性ガスセンサから、空気中の揮発性ガスの濃度に応じた信号を取得し、
前記揮発性ガスセンサで検出した前記揮発性ガスの濃度が所定値を超えた場合に、前記揮発性液体の流入と判定して外部に通報信号を送信する、ことを含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水への揮発性液体の流入を簡易に検知する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年の環境意識の高まりを背景に、洪水防止や汚染防止・環境改善などの観点から、住環境を取り巻く河川・海洋及び下水の水位管理や水質改善が重要視されている。なかでも工場等からの廃液が下水に流入した場合は下水の水質に大きな影響を与える可能性がある。

【0003】

特に下水に流入する各種廃液の中でも、重金属やメッキ処理等の過程で利用するシアン化合物は極めて有毒性の高い化学物質であり、下水処理場や河川などに大きな影響を生じるため、法規制により厳密な廃液処理を定めるとともに、下水の排水処理区内で工場・事業所に対して下水道法により下水道の水質受け入れ基準が定められている。自治体等により下水や河川中のシアン化物イオン（以下、シアンイオン）の濃度についても排出基準（排除基準、例えば東京都の場合シアンイオン濃度１ｍｇ／Ｌ以下）が設けられている。万が一シアンイオンを含む未処理廃液が流入した際には管渠内作業や処理場の生物処理機能の阻害とそれに伴う放流水質の悪化が生じる。

【0004】

また交通事故や震災や火災等により、工場やガソリンスタンド等の火事・浸水の際には、ガソリンや軽油などの燃料油・工業油・有機溶剤などが大量に下水に流入するようなケースもある。これら液体の流入によっても同様に下水処理機能の阻害と放流水質の悪化を招く上、特に揮発性の高い燃料油や溶媒の流入の際には、下水管内や処理場での火災や爆発の危険性も生じるため、下水処理機器の運転を停止して油類の除去処理が必要となる。このため下水へのシアンイオンや油・溶剤類の流入検知は非常に重要となる。

【0005】

例えばシアン含有廃液の流入検知を例とすると、後述のようにいくつかの方法が考案されている。第１の公知技術としては、例えば（非特許文献１）「硫化水素混合系におけるシアン化物イオン分析システムの開発：第６９回分析化学討論会、Ｃ２０２２、２００８」が開示されている。図１２は従来の第１のシアンイオン検知方式の説明図である。地下の下水管路１００の底部には下水１０１が流れており、サンプリングポンプ１０３はサンプリングチューブ１０２－１を介して、少量の下水を汲み上げ、サンプリングチューブ１０２－２を介して曝気式硫化水素除去装置１０４、サンプリングチューブ１０２－３、及び液相イオン電極式シアンイオン検知装置１０５に送出する。

【0006】

液相イオン電極式シアンイオン検知装置１０５の内部には、溶液中のシアンイオンを非常に高感度で検出可能なシアンイオン電極が備えられており、これを用いて下水中のシアンイオン濃度を測定し、シアンイオン濃度が一定の閾値を越えた際にシアン含有廃液の流入と判定して警報を発生する。

【0007】

シアンイオン電極のもつ問題点としては、シアンイオン電極は硫化水素イオンに対しても強く反応してしまうことが知られている。下水環境中では微生物による生物反応などで硫化水素が発生しやすく、下水への溶解によって生じた硫化水素イオンの誤検知が大きな問題となる。この対策として、図中には曝気式硫化水素除去装置１０４が設けられている。本装置はサンプリングされた下水中に空気を送りこんで爆気することによって硫化水素イオンを気化して除去することで、シアンイオン電極による硫化水素イオンの誤検知を防いでいる。

【0008】

このような構成のため、第１の公知技術は比較的大型で消費電力の大きな装置構成となっている。例えばサンプリングポンプ１０３及び曝気式硫化水素除去装置１０４は内部にモータを備えるためその動作には数Ｗ～数１０Ｗの電力が必要になる。このためＡＣ電源などの大電力の電源装置１０６から電源ケーブル１０７を介して大きな電力供給が必要となる。また液相イオン電極式シアンイオン検知装置１０５も、連続自動計測のための薬液による定期電極洗浄や電極研磨などに様々な補機を必要とするため、装置規模が大となり、また定期的な薬液の補充や洗浄など保守・点検の頻度・工数が大となってしまう。

【0009】

第２の公知技術である（非特許文献２）「シアン化水素センサーを用いた気相測定方式によるシアン化物イオンの連続測定法の開発：分析化学 Ｖｏｌ．３９ ｐｐ．６９３－６９８ （１９９０）」においては、非特許文献１の構成を簡素化する手法として小型ポンプと送気管及び気相中で安定に作動するシアン化水素電極を組み合わせた方式が開示されている。

【0010】

図１３は従来の第２のシアンイオン検知装置の構成図である。パージパイプ１１０の下端は下水１０１中に浸漬されており、その上端には気相式シアンイオン電極１１１が設置されている。本図には示していないが、パージパイプの上端にはパージパイプ中の気体を外部に放出するための開口が設けられている。送気ポンプ１１４から送気管１１６を介して下水１０１中に空気（泡）１１７を送って通気することにより、下水中に溶存するシアン化物イオンをシアン化水素として気化させており、このために必要となる送気量は毎分１リットル程度とされている。

【0011】

気相式シアンイオン電極１１１の動作原理は、パージパイプ中のシアンガスが選択式透過膜を通して気相式シアンイオン電極の内部液に溶け込んだことで生じるｐＨ変化をガラスイオン電極の両端に生じる電位差として測定するものである。発生した電位差は下水中のシアンイオン濃度によく対応しているため、イオン電極用ケーブル１１２を介して電圧計１１３で計測され、下水中のシアンイオン濃度に換算された後に記録計１１８に記録される。

【0012】

なお本方式においてもシアンイオン電極による硫化物イオンの誤検知が問題となっており、非特許文献２においては内径１５ｍｍ、長さ２００ｍｍの粒状鉛カラムを配置して硫化物イオンを吸着させる方式が開示されている。吸着カラムの寿命は硫化物イオン濃度が０．０１ｍｇ／Ｌの場合で約１週間である。

【0013】

油・溶剤類の流入については、原理的にはその一部は油膜の目視検査や光学的に油膜の反射を検出する油膜センサなどで検出可能であるが、油面を形成しない液体類の流入は検知できない、下水は異物や汚染が激しく油膜センサの検出ミスが多く発生する、下水には常時食堂等から発生する食用廃油・脂肪分も多く流入しており区別が困難などの問題点がある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0014】

【非特許文献1】「硫化水素混合系におけるシアン化物イオン分析システムの開発：第６９回分析化学討論会、Ｃ２０２２、２００８」

【非特許文献2】「シアン化水素センサーを用いた気相測定方法によるシアン化物イオンの連続測定法の開発：分析化学 Ｖｏｌ．３９ ｐｐ．６９３－６９８ （１９９０）」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明が解決する第１の課題は、保守性・設置性・可用性の高い簡便な揮発性液体の流入検知方式を提供することにある。前述の２つの公知例はどちらもシアン化物を高精度に検知するイオン電極を用いる方式である。一般にイオン電極は薬液を用いた定期的な洗浄や校正が必要であり、保守作業によるコスト増や保守期間中の検知装置の停止期間が長くなるなどの課題がある。第１の公知例の液相イオン電極は直接汚れた下水に浸漬されるため、電極の酸化・硫化等による劣化が顕著となり、常時ないしは高頻度で電極の研磨や薬液洗浄、薬液の補填、ポンプ類のメンテを行う必要が生じる。

【0016】

また第２の公知例においても、高頻度で硫化水素吸着用の鉛カラムの交換が必要となり、また定期的にイオン電極の校正やポンプの可動部のメンテが必要になる。機器設置時においても、下水中にパージパイプを浸漬した状態で直立させる大規模な設置工事が必要となる、水位がパージパイプ（数１０ｃｍ）の上端に達すると測定不能になる、などの課題を持つ。また燃料油・溶剤類の流入の検知においても、下水環境で利用可能な誤検出の少ない高感度な検出方法が無いなどの課題があった。

【0017】

本発明が解決しようとする第２の課題は、低電力で動作し配置場所の自由度が高く、下水管路内にも設置可能な、小型・低コストの揮発性液体の流入検知装置を提供することである。前述の公知技術はサンプリングポンプや送気ポンプなどのポンプ類を必要とするため、装置が大型化するとなり消費電力が大となる課題がある。このため商用電源や配電盤からの至近の場所にしか設置できない、管電源ケーブルの敷設や電源契約にコストや時間を要するなどの課題が生じる。特にこれらのポンプ類は、保守や水没の危険性から下水管路内に配置することができず、地上への設置場所の確保が必要となる、下水からポンプまでのサンプリングチューブや送気管が長尺となり配管の手間やコストが増大するなどの課題もある。下水管路内に検知装置を設置できれば、設置コストは低減できるものの、下水管路内部は常時高湿であり、水没や腐食性ガスの発生、電源配線のショートや腐食などのリスクが存在する。

【0018】

本発明の目的は、上記の問題点を解決し、低電力かつ簡易な構成で保守性・設置性・可用性が高く、運用コストの低い揮発性液体流入検知装置及び揮発性液体流入検知方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の代表的な一例の揮発性液体流入検知装置は、下水管路の上部空間に配置され空気中の揮発性ガスの濃度に応じた信号を出力する揮発性ガスセンサと、通信装置と、制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記揮発性ガスセンサで検出した前記揮発性ガスの濃度が所定値を超えた場合に揮発性液体の流入と判定し、前記通信装置によって、外部に通報信号を送信する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、低電力かつ簡易な構成で保守性・設置性・可用性が高く、運用コストの低い揮発性液体流入検知装置及び揮発性液体流入検知方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施例における揮発性液体流入検知方法の説明図である。

【図2】本発明の第１の実施例における揮発性液体流入知装置の構成図である。

【図3】本発明の第２の実施例における揮発性液体流入検知装置の構成図である。

【図4】本発明における定電位電解式シアンガスセンサの説明図である。

【図5】本発明の第３の実施例における揮発性液体流入検知方法の説明図である。

【図6】本発明の第３の実施例における揮発性液体流入検知装置の構成図である。

【図7A】本発明の揮発性液体流入の検出原理を示す説明図である。

【図7B】本発明の揮発性液体流入の検出原理を示す説明図である。

【図7C】本発明の揮発性液体流入の検出原理を示す説明図である。

【図8】本発明におけるシアンイオン濃度の推定方法を示す説明図である。

【図9】本発明の第４の実施例における揮発性液体流入液検知方法の説明図である。

【図10】本発明の第４の実施例における揮発性液体流入検知装置の構成図である。

【図11A】本発明の第４の実施例におけるｐＨセンサのドリフトの影響を示す説明図である。

【図11B】本発明の第４の実施例におけるｐＨセンサのドリフトの影響を示す説明図である。

【図12】従来の第１の揮発性液体流入検知装置の説明図である。

【図13】従来の第２の揮発性液体流入検知装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下において、揮発性液体の流入検知のための技術を説明する。以下に説明する揮発性液体流入検知装置の例は、下水管路の上部空間に配置された揮発性ガスセンサと、通信装置と、制御装置とを備える。制御装置は、揮発性ガスセンサで検出した揮発性ガス濃度が所定値を超えた場合に、通信装置によって外部に通報信号を送信する。このような揮発性液体及び揮発性ガスの組み合わせとしては、例えば「シアン含有廃液とシアンガス」、「可燃性燃料油と可燃性ガスセンサであるＶＯＣセンサ（揮発性有機化合物センサ）」が挙げられる。

【0023】

ガスセンサの利用に関しては揮発性ガスセンサ（例えばシアンガスセンサや可燃性ガスセンサ）に対して交差感度を持つ干渉ガス（例えばシアンガスの場合、硫化水素Ｈ_２Ｓや亜硫酸ガスＳＯ_２）の存在が問題になる。これは揮発性ガスセンサに干渉ガス透過防止膜（誤検知防止機構の例）を備えることで解決できる。または、揮発性ガスセンサの近傍に一個以上の干渉ガスセンサを配置し、両センサで測定した揮発性ガス濃度信号と干渉ガス濃度信号の２つを入力とし、揮発性ガス濃度信号から一個以上の干渉ガスによって生じた誤差成分を除去することでも解決できる。

【0024】

また揮発性ガスセンサをコネクタを介して交換可能な構造とし、揮発性ガスセンサ、干渉ガス誤検知防止機構、及び通信装置を防水筐体中に実装することで、水没の可能性のある下水管路中への設置を可能とするとともに、定期点検や劣化・故障時に揮発性ガスセンサを容易に交換することが可能となる。

【0025】

また下水管路内の水面下に配置した一個以上の液相センサを備え、液相センサの出力信号から下水中の揮発性液体の濃度を推定することにより、下水中の揮発性液体濃度をより正確に推定可能となる。例えばシアン含有廃液の流入を検知する例ではこのような液相センサとしては、電解液が封止された投げ込み型ｐＨセンサを用いることができる。また投げ込み型ｐＨセンサを防水コネクタを用いて接続することにより、劣化・故障・定期点検時などに容易に交換することが可能となる。

【0026】

またｐＨ値信号から時刻に応じた周期的変動やｐＨセンサの長期ドリフト成分などを動的平均によって算出し、これらの動的平均値を用いてｐＨ値信号を補正して出力することで、シアンイオン濃度の推定精度を高めることが可能となる。さらに液相センサの一つである下水の電気電導度に対応した信号を出力する電気電導度センサを備え、電気電導度信号を用いて下水管路への流入水によるｐＨ値の変化を補正することにより、シアンイオン濃度の推定精度をさらに高めることが可能になる。

【0027】

通報信号、揮発性液体の濃度推定値、本装置に搭載した各センサの測定値を、光信号、電気信号または無線信号で外部に送信する送信器を備えることにより、これらの情報をリアルタイムで外部に出力し、施設管理者や周辺自治体への通知・センシング情報の記録や公開・下水処理機器の停止や切替など、様々な用途に活用することが可能になる。

【0028】

特に本明細書の揮発性液体流入検知装置の現実的な形態としては、交換可能なバッテリ、無線送信器、及びアンテナを備え、バッテリに蓄積された電力を動作し、間歇的にセンシング動作及び外部への送信動作を行う構成で実現できる。

【0029】

また、光送信器、光受電回路、及び光ファイバケーブルを備え、光ファイバケーブルで外部から送信された給電光を光受電回路で光電変換して得られた電力を利用して動作し、かつ光送信器から出力される光信号を光ファイバケーブルを介して外部に送信する構成を持ち、間歇的にセンシング動作及び外部への光信号の送信を行うことでも実現できる。

【0030】

本明細書の揮発性液体流入検知技術は、下水管路における揮発性液体の流入の検知を簡易かつ低電力で実現できる。本明細書の揮発性液体流入検知装置の構成は、公知例のようにポンプやモータ類を必要としないため、動作電力を大幅に低減できるとともに、バッテリや太陽電池、環境発電、光給電など電力の限られた様々な電力を活用して長時間の動作が可能になる。

【0031】

また検出選択性の高いシアンガスセンサや可燃性ガスセンサ等の揮発性ガスセンサを用いて対応する揮発性液体の流入検知を行うことで、誤検知を減らし信頼性を高めることが可能となる。さらにｐＨセンサなどの液相センサを併用して下水中の揮発性液体の濃度を推定することも可能である。さらに各センサを容易に交換可能とし、下水管路内に設置する部分を防水構造とすることで、保守性・設置性・可用性を大きく高めることができる。以下、本発明の幾つかの実施例を図を参照して説明する。

【実施例0032】

図１は本発明の第１の実施例の揮発性液体の流入検知方式の説明図であり、本構成は揮発性ガスセンサにシアンガスを利用してシアン廃液の流入を検知する例である。本実施例の揮発性液体流入検知装置２００は、下水管路１００内部の上部空間に配置されている。揮発性液体流入検知装置２００は、シアンガスセンサ２０１と、制御装置であるセンシングノード２１１を含む。本実施例においては、下水１０１が下水管中を流下する過程で発生するシアンガス２２０を、シアンガスセンサ２０１を用いて検出することが特徴である。

【0033】

メッキ処理に用いるメッキ液は高濃度のシアンイオンを含有しており、このような液中のシアンイオンは液性がほぼ中性のｐＨ６．７でほぼ完全に揮発してシアンガスとして空気中に放出され、またｐＨ１１以上の強アルカリ性では揮発性が略ゼロとなることが知られている。このため、シアン濃度の高い未処理メッキ液は強アルカリ状態に調整されており、シアンイオンの揮発を防いでいる。

【0034】

下水は一般に弱アルカリ性（ｐＨ８～９）であるため、未処理のメッキ液がシアン含有廃液として下水中に排出された場合、下水管を流下する途中でシアンガスが少しずつに放出されていくと考えられえる。シアンガスの空気に対する比重は０．９５であるため、下水管路が密閉されていればその上部に蓄積されていく。そのため、下水管路の上部にシアンガスセンサを配置することで、自然揮発したシアンガスを効率よく検知することが可能となる。

【0035】

図２は本発明の第１の実施例における揮発性液体流入検知装置２００の構成図である。定電位電解式シアンガスセンサ２０１からは、下水管路中に蓄積されたシアンガス濃度に略比例したシアンガス濃度信号（電流）２０２が出力されている。ガスセンサ駆動回路２０３は、本電流を内部のトランスインピーダンスアンプ等の電気回路でシアンガス濃度信号（電圧）２０４に変換して出力する。

【0036】

電圧比較回路２０６は、シアンガス濃度信号（電圧）２０４を閾値電圧発生器２０５の発生する閾値電圧と比較し、この値を上回っている場合に通報信号発生回路２０７を起動する。通報信号発生回路２０７は、外部に通じる通報信号伝送ケーブル２０９に対して通報信号２０８を発出し、外部の装置や管理者にシアン廃液の流入検知を通報する。ガスセンサ駆動回路２０３、電圧比較回路２０６、及び通報信号発生回路２０７は制御装置に含まれる。

【0037】

なお本実施例及び本明細中では、揮発性液体流入検知装置２００をもっぱらシアン廃液流入検知に用いた例を示しているが、他の揮発性液体の検知にも問題なく適用可能である。例えばシアンガスセンサを前述のＶＯＣセンサと置き換えることで、下水中に流入した燃料油や有機溶媒の検出に適用することができる。

【実施例0038】

図３は本発明の第２の実施例における揮発性液体流入検知装置の構成図である。本例の揮発性液体流入検知装置は、本体となるセンシングノード２１１とガスセンサ部２１０の２つの部品とを含み、検出対象となる揮発性液体検知の通報信号を無線で外部装置に伝達する構成である。本例のガスセンサ部２１０はセンシングノード２１１から分離して配置されている。本明細書の実施例は複数の構成要素の組み合わせによって目的とする機能を達成するものであるため、故障・劣化・寿命などによる部品やバッテリ交換などの必要に応じて一部の構成要素を分離配置することが可能である。

【0039】

また本実施例では、ガスセンサ部２１０とセンシングノード２１１はそれぞれ防水筐体２２１－１、２２１－２中に収納され、両者は防水ケーブル２２２を介して接続されている。このようにすることで揮発性液体流入検知装置全体が水密構造として水没時耐えうる構造とできるため、下水管路中への設置も可能となる。

【0040】

また防水ケーブル２２２の片端と防水筐体２２１－２の間は防水コネクタ２２３を用いて接続されており、シアンガスセンサ２０１のセンサ寿命の到達時や劣化時などに、ガスセンサ部２１０全体を容易に交換可能な構造としている。定電界型ガスセンサ等、多くのガスセンサの寿命は１～数年程度であり、本例のようにガスセンサを容易に交換可能とすることで、装置寿命を伸ばし保守・運用コストを削減することができる。

【0041】

本実施例のガスセンサ部２１０中には定電位電解式シアンガスセンサ２０１とガスセンサ駆動回路２０３が配置されており、シアンガス濃度信号（電圧）２０４がセンシングノード２１１に伝送される。揮発性液体として、例えば可燃性液体を検知する場合には定電位電解式シアンガスセンサ２０１を、ＶＯＣガスセンサに置き換えればよい。

【0042】

本信号はＡＤ変換器２１２でＡＤ変換されてシアンガス濃度信号（デジタル）２１３として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１４に入力される。ＣＰＵ２１４では、入力されたシアンガス濃度信号（デジタル）２１３を内部のメモリ中にあらかじめ記憶された閾値を越えた際に通報信号２１７を発報する。

【0043】

本信号は無線送信器２１８に送られ、無線アンテナ２１９を介して、遠隔地に配置された上位監視装置などに送られる。このように本実施例の閾値判定や通報発生などの処理を、ソフトウェアプログラムとして記述しＣＰＵの動作によって実現することも可能である。

【0044】

また本例では、センシングノード２１１の内部にはバッテリ２１５が配置されており、センシングノード２１１の動作電力を賄うとともに、ガスセンサ部２１０にも電力２１６を供給している。本明細書の実施例はサンプリングポンプ・送気ポンプ、電極研磨装置、薬液ポンプなど、大きな電力を要するモータ・ソレノイド等の可動部品を持たないため、電力供給量の限られたバッテリを用いても長時間の動作を行うことが可能となる。本例には示していないがバッテリ２１５もガスセンサ部２１０と同様に独立した防水筐体に実装して防水コネクタを介して取り付けることにより、定期交換作業を容易とし保守・運用コストを下げることも可能である。

【0045】

図４は本明細書の実施例における定電位電解式シアンガスセンサの説明図である。定電位電解式シアンガスセンサ２０１は、ガス選択成の非常に高い小型ガスセンサであり、内部に選択式ガス透過膜と電界液が配置されている。外気はガス導入孔２３０からガスセンサ内部に導入され、そのうち検出対象ガスのみがガス透過膜を透過して電解液に達する。

【0046】

電解液部には外部から参照電極（Ｒ）、作用電極（Ｗ）、対極（Ｃ）の３つの電極が挿入されており、参照電極に対する作用電極の電位を一定に保ちながら検出対象ガスの電解反応を発生させ、作用電極に流れる検出電流の大きさから検出対象ガスの濃度を検知する方式である。

【0047】

定電位電解式シアンガスセンサは、本発明で検出対象となる下水管路中に蓄積されたシアンガスを選択的に、０．１ｐｐｍ程度の高感度で検出することが可能であり、低電力で動作することから本実施例の実現に特に適している。しかしながら、検出対象となる揮発性ガスを選択的に高感度で検出することが可能であれば、他の検出原理に基づく揮発性ガスセンサを適用することが可能である。

【0048】

上例の定電位電解式シアンガスセンサにおいては、分子構造の似た硫化水素ガスが大きな交差感度を持つことが知られている。硫化水素ガスは下水管中でも発生頻度が高く干渉ガスとして作用する。そのため、本例の定電位電解式シアンガスセンサ２０１においては、誤検知防止機構として、硫化水素を選択的に除去する硫化水素透過防止膜２３１をガス導入孔２３０に貼り付ける。これによって、比較的簡単に硫化水素の影響を防止している。シアンガスセンサは他にも亜硫酸ガスなどに交差感度を示す可能性があり、本装置の設置場所での発生可能性や頻度など必要に応じて複数のガスの透過防止膜を備えることが可能である。