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(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】P2024104022
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】水質センサーおよびその洗浄方法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/18 20060101AFI20240726BHJP
C02F 1/00 20230101ALI20240726BHJP
G01N 21/85 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
G01N33/18 106E
C02F1/00 V
G01N21/85 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008021
(22)【出願日】2023-01-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 伸次
(72)【発明者】
【氏名】有村 良一
(72)【発明者】
【氏名】城田 昭彦
(72)【発明者】
【氏名】松代 武士
(72)【発明者】
【氏名】毛受 卓
(72)【発明者】
【氏名】金谷 道昭
(72)【発明者】
【氏名】横山 雄
【テーマコード（参考）】
2G051
【Ｆターム（参考）】
2G051AA48
2G051CA04
2G051CB02
(57)【要約】
【課題】 定期的にセンサー部を洗浄する機能を備えた水質センサーを提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、水質センサーは、センサー部と、洗浄校正系と、光学系と、判定部とを具備する。センサー部は、観測対象を含む被処理水を保持するために使用される。洗浄校正系は、センサー部を洗浄するための洗浄液をセンサー部へ供給し、洗浄液によるセンサー部の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、センサー部に供給する。光学系は、センサー部における校正液を撮像する。判定部は、光学系による撮像結果に基づいて洗浄が十分か否かを判定する。
【選択図】図２
【解決手段】 実施形態によれば、水質センサーは、センサー部と、洗浄校正系と、光学系と、判定部とを具備する。センサー部は、観測対象を含む被処理水を保持するために使用される。洗浄校正系は、センサー部を洗浄するための洗浄液をセンサー部へ供給し、洗浄液によるセンサー部の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、センサー部に供給する。光学系は、センサー部における校正液を撮像する。判定部は、光学系による撮像結果に基づいて洗浄が十分か否かを判定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
観測対象を含む被処理水を保持するために使用されるセンサー部と、
前記センサー部を洗浄するための洗浄液を前記センサー部へ供給し、前記洗浄液による前記センサー部の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、前記センサー部に供給する洗浄校正系と、
前記センサー部における前記校正液を撮像する光学系と、
前記光学系による撮像結果に基づいて前記洗浄が十分か否かを判定する判定部とを具備する、水質センサー。
前記センサー部を洗浄するための洗浄液を前記センサー部へ供給し、前記洗浄液による前記センサー部の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、前記センサー部に供給する洗浄校正系と、
前記センサー部における前記校正液を撮像する光学系と、
前記光学系による撮像結果に基づいて前記洗浄が十分か否かを判定する判定部とを具備する、水質センサー。
【請求項2】
洗浄校正動作を制御する制御部をさらに具備し、
前記洗浄校正動作は、
前記洗浄校正系が、前記洗浄液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記センサー部が前記洗浄液によって洗浄された後、前記洗浄校正系が、前記校正液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記光学系が、前記センサー部へ供給された前記校正液を撮像するステップと、
前記判定部が、前記光学系による撮像結果に基づいて、前記洗浄が十分か否かを判定するステップとを含む、請求項１に記載の水質センサー。
前記洗浄校正動作は、
前記洗浄校正系が、前記洗浄液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記センサー部が前記洗浄液によって洗浄された後、前記洗浄校正系が、前記校正液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記光学系が、前記センサー部へ供給された前記校正液を撮像するステップと、
前記判定部が、前記光学系による撮像結果に基づいて、前記洗浄が十分か否かを判定するステップとを含む、請求項１に記載の水質センサー。
【請求項3】
前記制御部は、
前記洗浄校正動作を、最大でも第１の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第１の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
前記洗浄校正動作を、最大でも第１の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第１の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
【請求項4】
前記洗浄液は、水および薬液であり、
前記洗浄校正系は、
前記洗浄液として前記水を前記センサー部へ供給する水供給部と、
前記洗浄液として前記薬液を前記センサー部へ供給する薬液供給部とを含み、
前記制御部は、
前記洗浄液として前記水供給部からの水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第２の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第２の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記薬液供給部からの薬液を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第３の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記薬液による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第３の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
前記洗浄校正系は、
前記洗浄液として前記水を前記センサー部へ供給する水供給部と、
前記洗浄液として前記薬液を前記センサー部へ供給する薬液供給部とを含み、
前記制御部は、
前記洗浄液として前記水供給部からの水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第２の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第２の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記薬液供給部からの薬液を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第３の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記薬液による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第３の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
【請求項5】
前記洗浄液は、常温水、温水、および薬液であり、
前記洗浄校正系は、
前記洗浄液として前記常温水を前記センサー部へ供給する常温水供給部と、
前記洗浄液として前記温水を前記センサー部へ供給する温水供給部と、
前記洗浄液として前記薬液を前記センサー部へ供給する薬液供給部とを含み、
前記制御部は、
前記洗浄液として前記常温水供給部からの常温水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第４の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記常温水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記常温水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第４の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記温水供給部からの温水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第５の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記温水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記温水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第５の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記薬液供給部からの薬液を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第６の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記薬液による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第６の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
前記洗浄校正系は、
前記洗浄液として前記常温水を前記センサー部へ供給する常温水供給部と、
前記洗浄液として前記温水を前記センサー部へ供給する温水供給部と、
前記洗浄液として前記薬液を前記センサー部へ供給する薬液供給部とを含み、
前記制御部は、
前記洗浄液として前記常温水供給部からの常温水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第４の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記常温水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記常温水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第４の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記温水供給部からの温水を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第５の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記温水による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記温水による洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第５の所定回数に達した場合、前記洗浄液として前記薬液供給部からの薬液を用いて、前記洗浄校正動作を、最大でも第６の所定回数連続して実行させ、実行中に、前記判定部によって、前記薬液による洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了させ、
前記判定部によって、前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記第６の所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了させる、請求項２に記載の水質センサー。
【請求項6】
警報を出力する警報出力部をさらに具備し、
前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作が終了した場合、前記制御部は、前記警報出力部を動作させる、請求項４又は５に記載の水質センサー。
前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作が終了した場合、前記制御部は、前記警報出力部を動作させる、請求項４又は５に記載の水質センサー。
【請求項7】
前記光学系は、前記センサー部に保持された前記被処理水を撮像し、
前記判定部は、前記被処理水の撮像結果に基づいて、前記被処理水の水質を判定する、
請求項１に記載の水質センサー。
前記判定部は、前記被処理水の撮像結果に基づいて、前記被処理水の水質を判定する、
請求項１に記載の水質センサー。
【請求項8】
被処理水を監視する水質センサーにおいて、前記被処理水を保持するために使用されるセンサー部を洗浄する洗浄液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記センサー部の洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記センサー部における前記校正液を撮像するステップと、
撮像結果に基づいて、前記洗浄が十分か否かを判定するステップと
を含む洗浄校正動作を、最大でも所定回数連続して実行している間に、前記洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了し、
前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了するとともに、警報を出力する、水質センサーの洗浄方法。
前記センサー部の洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、前記センサー部へ供給するステップと、
前記センサー部における前記校正液を撮像するステップと、
撮像結果に基づいて、前記洗浄が十分か否かを判定するステップと
を含む洗浄校正動作を、最大でも所定回数連続して実行している間に、前記洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく前記洗浄校正動作を終了し、
前記洗浄が十分であると判定されないまま、前記洗浄校正動作の連続実行回数が、前記所定回数に達した場合、前記洗浄校正動作を終了するとともに、警報を出力する、水質センサーの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、被処理水の水質変動を画像により監視する水質センサーおよびその洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、上下水道の水質変動を監視する水質センサーには、一般的に濁度計、ｐＨ計、導電率計などが使用されていた。しかしながら近年では、水質変動を画像により監視する水質センサーも使用されている。
【0003】
この種の水質センサーには、サイズが数μｍ～数十μｍである微生物や浮遊物といった観測対象を含む被処理水を保持するための、例えば、石英セル製の水槽からなるセンサー部と、対物レンズ、鏡筒、およびカメラ等からなる光学系とが含まれている。
【0004】
そして、センサー部に保持された被処理水に含まれる観測対象が、光学系によって撮像され、撮像結果である２次元画像から、観測対象とされた微生物や藻類の種類、あるいは浮遊物の大きさやその量などが解析されることによって、画像に基づく水質変動の監視がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２２－０９８４７９号公報
【特許文献2】特開２０１８－１６３０９５号公報
【特許文献3】特開２０１６－１８３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、センサー部は、継続的な使用により、被処理水の水質に由来するゴミ等により汚染される。センサー部が、石英セル製の水槽である場合、荷電されているゴミが、水槽表面のガラスに付着すると、付着したゴミの電荷による斥力で、水槽内における観測対象の移動速度にずれが生じたり、あるいは付着物からの斥力で、観測対象の水平方向の移動速度が大きくなる場合がある。
【0007】
このような場合、その観測対象の画像を検出できなくなり、水質変動を正しく監視できなくなる。したがって、定期的にセンサー部を洗浄し、センサー部からゴミを除去する必要がある。
【0008】
本発明が解決しようとする課題は、定期的にセンサー部を洗浄する機能を備えた水質センサーおよびその洗浄方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施形態の水質センサーは、センサー部と、洗浄校正系と、光学系と、判定部とを具備する。センサー部は、観測対象を含む被処理水を保持するために使用される。洗浄校正系は、センサー部を洗浄するための洗浄液をセンサー部へ供給し、洗浄液によるセンサー部の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、センサー部に供給する。光学系は、センサー部における校正液を撮像する。判定部は、光学系による撮像結果に基づいて洗浄が十分か否かを判定する。
【0010】
また、実施形態の洗浄方法は、被処理水を監視する水質センサーにおいて、被処理水を保持するために使用されるセンサー部を洗浄する洗浄液を、センサー部へ供給するステップと、センサー部の洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液を、センサー部へ供給するステップと、センサー部における校正液を撮像するステップと、撮像結果に基づいて、洗浄が十分か否かを判定するステップとを含む洗浄校正動作を、最大でも所定回数連続して実行している間に、洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく洗浄校正動作を終了し、洗浄が十分であると判定されないまま、洗浄校正動作の連続実行回数が、所定回数に達した場合、洗浄校正動作を終了するとともに、警報を出力する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0013】
（上水処理システム）
まず、本発明の実施形態の水質センサーが適用される上水処理システムについて説明する。
まず、本発明の実施形態の水質センサーが適用される上水処理システムについて説明する。
【0014】
図１は、一般的な上水処理システムの構成例を示す機能構成図である。
【0015】
上水処理システム１００は、上水処理系１１０とサンプリング系１２０とを備えている。本発明の実施形態の水質センサー１０は、サンプリング系１２０に適用される。
【0016】
上水処理系１１０は、原水調整池１１１、凝集剤供給部１１２、注入ポンプ１１３、急速撹拌池接触層１１４、凝集沈殿池１１５、ろ過池１１６、ＵＶ照射設備１１７、塩素注入部１１８、および配水池１１９を備えている。
【0017】
一方、サンプリング系１２０は、試薬注入部１２１、サンプリング水槽１２２、および水質センサー１０を備えている。
【0018】
上水処理系１１０では、川、湖もしくは地下水等より取水された原水ａが、原水調整池１１１に貯水されたのち、急速撹拌池接触層１１４へ送られる。急速撹拌池接触層１１４には、注入ポンプ１１３によって、凝集剤供給部１１２から供給された凝集剤ｂも注入され、原水ａと混合される。
【0019】
急速撹拌池接触層１１４において凝集剤ｂと混合された原水ａは、その後、凝集沈殿池１１５へ送られる。凝集沈殿池１１５では、原水ａに含まれる固形物ｃが沈殿する。固形物ｃが沈殿した原水ａは、その後、ろ過池１１６へ送られ、ここで固形物ｃが分離された後に、ＵＶ照射設備１１７へ送られる。
【0020】
ＵＶ照射設備１１７において、原水ａは、耐塩素性生物の不活化処理が行われ、その後、塩素注入部１１８から、消毒のために注入された塩素ｄとともに配水池１１９へ送られ、配水池１１９から、一般家庭や事業所などに配水される。
【0021】
一方、サンプリング系１２０では、原水調整池１１１から、サンプリングに供される原水ａが採水され、この原水ａは、試薬注入部１２１から試薬ｅが注入された後に、サンプリング水槽１２２に送られる。試薬ｅには、凝集剤やｐＨ調整薬などの混合液などが用いられる。
【0022】
サンプリング水槽１２２に送られた原水ａの一部は、ポンプ１２３によって水質センサー１０に送られ、以下に詳述するように、原水ａの水質変動の監視のための解析に使用される。また、この解析の結果ｆは、ポンプ１１３の制御のためにも使用される。
【0023】
（第１の実施形態の水質センサー）
次に、第１の実施形態の水質センサーについて説明する。
次に、第１の実施形態の水質センサーについて説明する。
【0024】
図２は、第１の実施形態の水質センサーの構成例を示す概念図である。
【0025】
第１の実施形態の水質センサー１０は、光源１２、水槽台１３、水槽からなるセンサー部１４、可動部１５、光学系２０、コントローラ３０、および洗浄校正系４０を備えている。
【0026】
光源１２、水槽台１３、および可動部１５は、この順にテーブル１１上に一列に配置されている。
【0027】
さらに水槽台１３上にセンサー部１４が固定され、可動部１５上には、光学系２０が固定されている。光学系２０は、対物レンズ２１、鏡筒２２、および画像検出素子２３を含む。
【0028】
光源１２、センサー部１４、対物レンズ２１、鏡筒２２、および画像検出素子２３は、この順に、ほぼ一直線上に配置される。
【0029】
光源１２は、テーブル１１上に固定されており、可視光であるバックライト光Ｌを、センサー部１４に向けて発する。
【0030】
水槽台１３も、テーブル１１上に固定されており、水槽台１３の上部には、センサー部１４が、バックライト光Ｌによって照明されるように固定されている。
【0031】
センサー部１４は、サンプリング水槽１２２から送られた原水ａの一部である被処理水Ｓを保持するための容器であり、例えば、水槽によって実現できる。したがって、以下では、センサー部１４を、水槽１４とも称する。
【0032】
水槽１４は、例えば石英のような透明な材料で製造できる。したがって、バックライト光Ｌは、水槽１４を透過して、水槽１４内に保持されている被処理水Ｓを照明できる。被処理水Ｓには、前述したように、微生物や浮遊物などといった観測対象が含まれている。したがって、被処理水Ｓに含まれる観測対象が、バックライト光Ｌによって照明される。
【0033】
可動部１５は、可動ステージ天板１５ａおよび可動ステージ下板１５ｂを備え、可動ステージ下板１５ｂが、テーブル１１に固定されている。可動ステージ天板１５ａは、可動ステージ下板１５ｂ上を図中Ｘ方向に移動可能なように、可動ステージ下板１５ｂ上に載置されている。
【0034】
可動部１５はまた、可動ステージ天板１５ａのＸ方向の移動量を設定するための可動調整つまみ１５ｃも備えている。可動部１５は、可動調整つまみ１５ｃに設定された移動量にしたがって、可動ステージ天板１５ａを、可動ステージ下板１５ｂ上で移動させる。オペレータは、可動調整つまみ１５ｃから、可動ステージ天板１５ａの移動量を設定できる。
【0035】
可動ステージ天板１５ａ上には、光学系２０が固定されている。図２に示す例では、可動ステージ天板１５ａ上には、軸方向がＸ方向に一致するように鏡筒２２が固定されており、鏡筒２２の一端である水槽１４側には、対物レンズ２１が、鏡筒２２の他端には画像検出素子２３が固定されている。
【0036】
これによって、バックライト光Ｌによって照明された水槽１４内の被処理水Ｓに含まれる観測対象の像が、対物レンズ２１によって拡大され、鏡筒２２を介して画像検出素子２３へ送られ、画像検出素子２３によって、観測対象の拡大画像が撮像される。
【0037】
可動部１５の移動、特に可動ステージ天板１５ａのＸ方向の移動により、水槽１４と対物レンズ２１との間の距離を変化させることができる。このように、可動部１５は、対物レンズ２１の焦点調整のために使用される。
【0038】
対物レンズ２１の焦点調整がなされると、鮮明に結像された観測対象の像が、鏡筒２２を介して、画像検出素子２３に送られる。
【0039】
画像検出素子２３は、例えばＣＣＤカメラ、Ｃ－ＭＯＳカメラ等によって実現され、鏡筒２２から送られた像を撮像し、撮像結果である画像を、コントローラ３０へ出力する。
【0040】
コントローラ３０は、水質センサー１０の全体の動作を制御する制御部３１と、画像検出素子２３からの画像を画像処理し、画像処理の結果に基づいて、種々の判定を行う判定部３２と、制御部３１による制御に応じて、音、光、表示等により警報を出力する警報出力部３３とを備えている。
【0041】
判定部３２による判定は、水質センサー１０の通常動作時になされる被処理水Ｓの水質の判定や、後述する洗浄校正動作時に行われる水槽１４の洗浄の十分／不十分の判定等を含む。水質センサー１０の通常動作時になされる被処理水Ｓの水質の判定の結果ｆは、ポンプ１１３の制御のために使用することもできる。
【0042】
ところで、前述したように、水槽１４は、継続的な使用により、被処理水Ｓの水質に由来するゴミ等により汚染され、この汚染は、水質監視に悪影響をもたらす。したがって、定期的に水槽１４を洗浄する必要がある。そこで、制御部３１は、例えば１日に１回などの、所定のタイミングで、洗浄校正系４０、光学系２０、および判定部３２を制御して、洗浄校正動作を実行し、水槽１４の洗浄および校正を定期的に実施する。
【0043】
図３は、洗浄校正系の構成例を示す概念図である。
【0044】
図３に示すように、洗浄校正系４０は、センサー部（以下、「水槽」と称する）１４を洗浄する洗浄液ｊを、水槽１４へ供給する洗浄液供給部４１０と、洗浄液ｊによる水槽１４の洗浄後、洗浄が十分か否かを判定するために使用される校正液ｋを、センサー部１４に供給する校正液供給部４４０とを備えている。
【0045】
洗浄液ｊには、例えば水および薬液を使用することができる。これに応じて、洗浄液供給部４１０は、洗浄液ｊとして洗浄水ｊ１を水槽１４へ供給する水供給部４２０と、洗浄液ｊとして洗浄薬液ｊ２を水槽１４へ供給する薬液供給部４３０とを含んでいる。
【0046】
洗浄薬液ｊ２としては、例えば２種以上からなる混合液を使用することができる。この場合、酸類、アルカリ、溶剤、および界面活性剤で実現できる。酸類の混合液としては、例えば純水、水道水などの希釈液によって希釈された塩酸、硫酸、酢酸等が挙げられる。アルカリの混合液としては、例えば純水、水道水などの希釈液によって希釈された水酸化ナトリウムが挙げられる。溶剤の混合液としては、例えば純水、水道水などの希釈液によって希釈されたエタノール、アセトン、ベンゼン等が挙げられる。界面活性剤を含む混合液としては、炭酸水などの希釈液によって希釈された脂肪酸カリウム（例えば、油脂、水酸化カリウム（苛性カリ））が挙げられる。
【0047】
また、洗浄薬液ｊ２として、粉体の洗浄剤の混合液を使用することもできる。紛体の洗浄剤としては、例えば、過硫酸カリウム（漂白・除菌剤）、過炭酸ナトリウム（漂白・除菌剤）、テトラアセチルエチレンジアミン（漂白活性化剤）、ラウリル硫酸ナトリウム（界面活性剤）が挙げられる。
【0048】
水供給部４２０は、洗浄水ｊ１を貯液する水タンク４２１と、水タンク４２１に貯液された洗浄水ｊ１を水槽１４へ送るためのポンプ４２２と、水槽１４へ被処理水Ｓを送るか、洗浄水ｊ１を送るかを切り替える３方向弁４２３とを含んでいる。
【0049】
洗浄水ｊ１には、蒸留水や、水道水を用いることができ、洗浄水ｊ１の温度は、室温のような常温とすることができるが、加熱された水である温水とすることもできる。洗浄水ｊ１として、常温水を使用した場合よりも、温水を使用した場合の方が、高い洗浄効果が期待される。なお、温水を使用する場合、水を加熱するために、水タンク４２１に、ヒータ等の加熱手段を備える必要がある。
【0050】
また、洗浄水ｊ１に、常温水と温水との両方を用いることもできる。ただし、洗浄水ｊ１に、常温水と温水との両方を用いる場合、水供給部４２０は、常温水用の水供給部と、温水用の水供給部との２系統が必要となる。このように２系統の水供給部を備えた構成例を、図４を用いて説明する。
【0051】
図４は、２系統の水供給部を備えた洗浄校正系の構成例を示す概念図である。
【0052】
図４に示すように、洗浄校正系４０’は、水供給部として、常温水供給部４２０Ａと、温水供給部４２０Ｂとの２系統を並列的に備えている。常温水供給部４２０Ａの構成は、水供給部４２０の構成と同一である。また、温水供給部４２０Ｂの構成は、水タンク４２１の代わりに、水を加熱するためのヒータ４２４を備えた温水タンク４２１Ｂを備えている点を除いて、水供給部４２０の構成と同一である。
【0053】
【0054】
【0055】
図３に戻って、薬液供給部４３０は、酸（例えば、塩酸、硫酸）などである洗浄薬液ｊ２を貯液する薬液タンク４３１と、薬液タンク４３１に貯液された洗浄薬液ｊ２を水槽１４へ送るためのポンプ４３２と、水槽１４へ被処理水Ｓまたは洗浄水ｊ１を送るか、または洗浄薬液ｊ２を送るかを切り替える３方向弁４３３とを含んでいる。
【0056】
校正液供給部４４０は、校正液ｋを貯液する校正液保管容器４４１と、校正液保管容器４４１に貯液された校正液ｋを水槽１４へ送るためのポンプ４４２と、水槽１４へ被処理水Ｓ、洗浄水ｊ１、洗浄薬液ｊ２のうちの何れかを送るか、または校正液ｋを送るかを切り替える３方向弁４４３とを含んでいる。
【0057】
３方向弁４２３，４３３，４４３は、サンプリング水槽１２２から水槽１４までに至る配管上に直列に配置されており、ともに、この配管において、水槽１４側をＣ（コモン）ポート、水槽１４側の反対側をＮＯ（ノーマルオープン）ポートとしている。３方向弁４２３のＮＣ（ノーマルクローズ）ポートには水タンク４２１が、３方向弁４３３のＮＣポートには薬液タンク４３１が、３方向弁４４３のＮＣポートには校正液保管容器４４１が接続されている。
【0058】
３方向弁４２３，４３３，４４３は、通常はＮＯ（ノーマルオープン）ポートが開き、ＮＣ（ノーマルクローズ）ポートは閉じており、Ｃ（コモン）ポートは常時開いている。
【0059】
校正液ｋには、シリカゲルやアクリル粒子が混合されたリン酸溶液を用いることができる。シリカゲルやアクリル粒子は、リン酸溶液に溶けないので、観測対象を模擬できる。
【0060】
また、洗浄校正系４０は、水槽１４に供給された校正液ｋを、水槽１４から回収する回収部４５０も備えている。回収部４５０は、３方向弁４５１と、回収容器４５２とを備えている。３方向弁４５１は、水槽１４から校正液ｋが排出される場合、ＮＣポートを開き、水槽１４から排出された校正液ｋを、回収容器４５２へと導く。これによって、校正液ｋを、環境に放出することなく、回収容器４５２によって回収できる。
【0061】
制御部３１は、所定のタイミングになると、一連の洗浄校正動作を実行するように、光学系２０、判定部３２、洗浄校正系４０、および警報出力部３３を制御する。
【0062】
この洗浄校正動作は、洗浄液供給部４１０が、洗浄液ｊを、水槽１４へ供給するステップと、水槽１４が洗浄液ｊによって洗浄された後、校正液供給部４４０が、校正液ｋを、水槽１４へ供給するステップと、光学系２０が、水槽１４に供給された校正液ｋを撮像するステップと、撮像結果に基づいて、判定部３２が、洗浄が十分か否か、すなわち、校正液ｋの測定が誤差範囲内で可能であるか否かを判定するステップとを含む。具体的には、測定指示値が、誤差範囲内の規定範囲内か否かを確認し、誤差範囲内の規定範囲の上限以上もしくは下限以下の指示値が測定された場合、十分な洗浄が行なわれたと判定する。
【0063】
制御部３１は、このような洗浄校正動作を、予め決定された回数連続して実行させることができるが、実行中に、判定部３２によって、洗浄が十分であると判定された場合、次回を実行することなく、その時点で、洗浄校正動作を終了させる。
【0064】
一方、制御部３１は、判定部３２によって、洗浄が十分であると判定されないまま、洗浄校正動作の連続実行回数が、予め決定された回数に達した場合、洗浄校正動作を終了させ、警報出力部３３を動作させる。警報出力部３３は、音、光、表示等により警報を出力し、適切に洗浄できなかったことを伝え、オペレータに対して、故障修理あるいは部品交換など、直ちに必要な対策を講じるように促すことができる。
【0065】
（動作例）
次に、第１の実施形態の水質センサーによる洗浄校正動作について説明する。
次に、第１の実施形態の水質センサーによる洗浄校正動作について説明する。
【0066】
図５は、第１の実施形態の水質センサーによる洗浄校正動作の一例を示すフローチャートである。
【0067】
洗浄校正動作は、制御部３１によって制御される。
【0068】
以下では、洗浄液供給部４１０が、図４に示すように、水供給部４２０として、常温水供給部４２０Ａおよび温水供給部４２０Ｂを含む場合について説明する。
【0069】
このような構成の場合、先ず、常温水供給部４２０Ａからの常温の洗浄水ｊ１ｃを用いて、所定回数（例えば３回）の洗浄を行うように制御されるが、所定回数（例えば３回）に達していなくても、洗浄が十分であると判定された時点で、次回の洗浄を行うことなく、洗浄校正動作を終了する。
【0070】
一方、常温の洗浄水ｊ１ｃを用いて所定回数（例えば３回）の洗浄を行ったにも関わらず、洗浄が十分ではないと判定された場合、次に、温水供給部４２０Ｂからの温水の洗浄水ｊ１ｈを用いて、所定回数（例えば３回）の洗浄を行うように制御されるが、所定回数（例えば３回）に達していなくても、洗浄が十分であると判定された時点で、次回の洗浄を行うことなく、洗浄校正動作を終了する。
【0071】
一方、温水の洗浄水ｊ１ｈを用いて所定回数（例えば３回）の洗浄を行ったにも関わらず、洗浄が十分ではないと判定された場合、次に、薬液供給部４３０からの洗浄薬液ｊ２を用いて所定回数（例えば３回）の洗浄を行うように制御されるが、この場合も、洗浄が十分であると判定された時点で、次回の洗浄を行うことなく、洗浄校正動作を終了する。
【0072】
一方、洗浄薬液ｊ２を用いて所定回数（例えば３回）を行ったにも関わらず、洗浄が十分ではないと判定された場合、警報出力部３３が動作する。
【0073】
図５のフローチャートは、このような動作の詳細を示している。以下では、図５のフローチャートを用いて、常温の洗浄水ｊ１ｃを用いてなされる洗浄の所定回数、温水の洗浄水ｊ１ｈを用いてなされる洗浄の所定回数、および洗浄薬液ｊ２を用いてなされる洗浄の所定回数ともに３回である場合における洗浄校正動作について説明する。なお、所定回数が３回であることは単なる一例であり、それに限定されず、他の回数を適用することもできる。また、常温の洗浄水ｊ１ｃを用いてなされる洗浄の所定回数、温水の洗浄水ｊ１ｈを用いてなされる洗浄の所定回数、および洗浄薬液ｊ２を用いてなされる洗浄の所定回数は、同じである場合に限定されず、それぞれ異なっていてもよい。
【0074】
図５に戻って説明するように、洗浄校正動作を実行するタイミングになると、制御部３１によって、先ず、常温の洗浄水ｊ１ｃを用いた洗浄校正動作が開始され、「洗浄回数」が「１」と認識される（Ｓ１）。
【0075】
洗浄校正系４０’では、３方向弁４２３Ａ，４２３Ｂ，４３３，４４３は、通常はＮＯポートが開き、ＮＣポートは閉じており、Ｃポートは常時開いている。
【0076】
常温の洗浄水ｊ１ｃを用いた洗浄校正動作が開始されると、制御部３１によって、３方向弁４２３ＡのＮＣポートが開かれ、ポンプ４２２Ａが駆動される。これによって、常温水タンク４２１Ａに貯液されていた常温の洗浄水ｊ１ｃがセンサー部１４、すなわち水槽１４へ供給され、水槽１４は、常温の洗浄水ｊ１ｃによって洗浄される（Ｓ２）。
【0077】
なお、このとき、水槽１４には、直前の校正において使用された校正液ｋが残っている場合がある。このような場合、校正液ｋを廃液ｈとして環境に放出しないために、３方向弁４５１のＮＣポートを開く。これによって、水槽１４に保持されていた校正液ｋは、水槽１４に洗浄水ｊ１が供給されることに応じて、代わりに水槽１４から排出され、回収容器４５２に回収される。
【0078】
洗浄後、制御部３１によって、３方向弁４２３ＡのＮＣポートが閉じられ、３方向弁４４３のＮＣポートが開かれた後に、ポンプ４４２が駆動される。
【0079】
これによって、校正液保管容器４４１に貯液されていた校正液ｋが水槽１４へ供給される。これによって、水槽１４から洗浄水ｊ１ｃは廃液ｈとして排水され、代わりに、水槽１４には校正液ｋが保持される。この状態で制御部３１によって光学系２０の動作が開始され、水槽１４に保持されている校正液ｋが、光学系２０によって撮像され、撮像結果が判定部３２へ出力される（Ｓ３）。
【0080】
判定部３２では、光学系２０から出力された撮像結果に基づいて、洗浄が十分か否か、すなわち、校正液ｋの測定が、誤差範囲以内で可能であるか否かが判定される（Ｓ４）。
【0081】
校正液ｋの測定が誤差範囲以内で可能であれば、洗浄が十分であると判定され（Ｓ４：Ｙｅｓ）、洗浄校正動作は終了する。
【0082】
一方、校正液ｋの測定が誤差範囲以内で可能でなければ、洗浄が十分であると判定されない（Ｓ４：Ｎｏ）。この場合、制御部３１によって認識されている「洗浄回数」が「３」に達していなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、制御部３１によって、「＋１」された「洗浄回数」が認識され（Ｓ６）、ステップＳ２に戻り、前述したように、以降の処理が繰り返される。
【0083】
そして、洗浄が十分であると判定された時点（Ｓ４：Ｙｅｓ）で、洗浄校正動作が終了するが、「洗浄回数」が「３」の状態で、ステップＳ５に進んだ場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ７に進む。
【0084】
ステップＳ７では、洗浄薬液ｊ２による洗浄が未だに実施されていないのであれば（Ｓ７：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、次に、制御部３１によって、温水の洗浄水ｊ１ｈを用いた洗浄校正動作が開始される。
【0085】
温水の洗浄水ｊ１ｈを用いた洗浄校正動作が開始された場合も、制御部３１によって「洗浄回数」が「１」と認識される（Ｓ１）。
【0086】
温水の洗浄水ｊ１ｈを用いた洗浄校正動作が開始されると、制御部３１によって、３方向弁４２３ＢのＮＣポートが開かれ、ポンプ４２２Ｂが駆動される。これによって、温水タンク４２１Ｂに貯液されていた温水の洗浄水ｊ１ｈが水槽１４へ供給され、水槽１４は、温水の洗浄水ｊ１ｈによって洗浄される（Ｓ２）。
【0087】
ステップＳ２の動作後になされるステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の動作は、前述同様であるので重複説明を避ける。
【0088】
そして、動作は、ステップＳ７に進むが、この場合ではまだ洗浄薬液ｊ２による洗浄は実施されていないので「Ｎｏ」となり、ステップＳ１に戻り、制御部３１によって、洗浄薬液ｊ２を用いた洗浄校正動作が開始される。
【0089】
洗浄薬液ｊ２を用いた洗浄校正動作が開始されると、制御部３１によって、３方向弁４３３のＮＣポートが開かれ、ポンプ４３２が駆動される。これによって、薬液タンク４３１に貯液されていた洗浄薬液ｊ２が水槽１４へ供給され、水槽１４は、洗浄薬液ｊ２によって洗浄される（Ｓ２）。
【0090】
ステップＳ２の動作後になされるステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の説明は、前述同様であるので省略する。
【0091】
そして、動作はステップＳ７に進むが、この場合、洗浄薬液ｊ２による洗浄が実施されているので「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、制御部３１によって、洗浄校正動作が終了されるとともに、警報出力部３３が動作される（Ｓ８）。
【0092】
なお、図３のように、温水設備を備えていない洗浄校正系４０の場合、水供給部４２０による水洗浄の後、薬液供給部４３０による薬液洗浄が行なわれる。
【0093】
この場合の処理フローは、前述した説明の常温の洗浄水ｊ１ｃを用いたときの洗浄校正動作を、水供給部４２０による洗浄水ｊ１を用いた洗浄校正動作とみなし、ステップＳ７で「Ｎｏ」になり、ステップＳ１に戻ったとき、薬液供給部４３０による洗浄薬液ｊ２を用いた洗浄校正動作をするものとなる。
【0094】
以上説明したように、本実施形態の水質センサーによれば、定期的に、水槽１４の校正を実施することにより、水槽１４の汚損状況を判定し、指示値が、誤差範囲内の規定範囲外の上限以上もしくは下限以下の場合、洗浄校正系４０によって水槽１４を洗浄し、引き続き被処理水Ｓをモニタリングすることが可能となる。
【0095】
洗浄は、洗浄水ｊ１（あるいは、洗浄水ｊ１ｃ，ｊ１ｈ）、洗浄薬液ｊ２などの洗浄液ｊを用いて自動的かつ効率的に行い、洗浄後は、校正液ｋを使って校正することによって、洗浄が十分であるか否かを確認できる。
【0096】
この確認の結果、万が一、洗浄が十分ではない、すなわち、被処理水Ｓのモニタリングを正しく行うことができないと判定された場合、警報出力部３３から警報を発し、故障修理あるいは部品交換など、直ちに必要な対策を講じるように、オペレータを促すことができる。
【0097】
（洗浄校正系の変形例）
洗浄校正系４０は、図３に示すようにポンプ４２２，４３２，４４２を備えた構成に限定されず、これらポンプを使用しない構成でも実現できる。ここでは、変形例として、ポンプを使用しない洗浄校正系について説明する。
洗浄校正系４０は、図３に示すようにポンプ４２２，４３２，４４２を備えた構成に限定されず、これらポンプを使用しない構成でも実現できる。ここでは、変形例として、ポンプを使用しない洗浄校正系について説明する。
【0098】
図６は、ポンプを排除した洗浄校正系の変形例の構成例を示す概念図である。
【0099】
図６に例示する洗浄校正系４０’’は、水供給部４２０’’、薬液供給部４３０’’、校正液供給部４４０’’、および回収部４５０を備えている。水供給部４２０’’、薬液供給部４３０’’、校正液供給部４４０’’、および回収部４５０は、いずれもポンプを備えていない。水供給部４２０’’、薬液供給部４３０’’、および校正液供給部４４０’’は、重力による自然流下を利用して、被処理水Ｓ、洗浄水ｊ１、洗浄薬液ｊ２、および校正液ｋを、水槽１４へ移送することができる。
【0100】
水供給部４２０’’、薬液供給部４３０’’、校正液供給部４４０’’では、ポンプを使用しない代わりに、サンプリング水槽１２２、水タンク４２１、薬液タンク４３１、校正液保管容器４４１の下側に、サンプリング水槽１２２から水槽１４までに至る配管４７０を設け、配管４７０に、ＮＣポートが水タンク４２１に接続された３方向弁４２３、ＮＣポートが薬液タンク４３１に接続された３方向弁４３３、およびＮＣポートが校正液保管容器４４１に接続された３方向弁４４３を設置している。また、３方向弁４２３、３方向弁４３３、および３方向弁４４３はともに、配管４７０において、水槽１４側をＣポート、水槽１４側の反対側をＮＯポートとしている。
【0101】
これによって、通常は、サンプリング水槽１２２からの被処理水Ｓが自然流下し、配管４７０を通じて、水槽１４へ送られる。しかしながら、３方向弁４２３のＮＣポートを開くことによって、水タンク４２１からの洗浄水ｊ１が自然流下し、配管４７０を通じて、水槽１４へ送られる。３方向弁４３３のＮＣポートを開くことによって、薬液タンク４３１からの洗浄薬液ｊ２が自然流下し、配管４７０を通じて、水槽１４へ送られる。３方向弁４４３のＮＣポートを開くことによって、校正液保管容器４４１からの校正液ｋが自然流下し、配管４７０を通じて、水槽１４へ送られる。
【0102】
このように、洗浄校正系４０’’によれば、ポンプを使用することなく、３方向弁４２３，４３３，４４３の操作だけで、水槽１４への被処理水Ｓ、洗浄水ｊ１、洗浄薬液ｊ２、および校正液ｋの供給を切り替えることができる。
【0103】
このようなポンプレス構成によれば、ポンプの購入に要するコストもメンテナンスも不要となるのに加えて、洗浄校正系４０’’全体の構成を簡素化することもできる。
【0104】
【0105】
（第２の実施形態の水質センサー）
次に、第２の実施形態の水質センサーについて説明する。
次に、第２の実施形態の水質センサーについて説明する。
【0106】
校正液ｋの中には、推奨保管条件以外の条件になると変質しやすいものもある。推奨保管条件としては例えば、要冷暗所保管や、使用温度範囲の規定等が挙げられる。
【0107】
したがって、第２の実施形態の水質センサーでは、校正液ｋが変質しないように、校正液ｋを推奨保管条件で保管できる校正液保管容器が適用される。
【0108】
図７は、第２の実施形態の水質センサーに適用される校正液保管容器の構成例を示す概念図である。
【0109】
校正液保管容器４４１は、校正液ｋを貯液する金属製容器４６１の周囲を、断熱カバー４６２で覆うことによって形成された恒温槽となっている。また、校正液保管容器４４１の下には、温度センサー４６３、温度調整コントローラ４６４、および温度調整用ベルチェユニット４６５から構成される温度調整部を設けている。
【0110】
温度センサー４６３は、金属製容器４６１内の校正液ｋの温度を測定し、測定結果を、温度調整コントローラ４６４へ出力する。温度調整コントローラ４６４は、測定結果に基づいて温度調整用ベルチェユニット４６５を制御する。
【0111】
例えば、測定結果が、校正液ｋが安定して存在する温度範囲Ｔを超える温度を示すのであれば、温度調整コントローラ４６４は、金属製容器４６１内の校正液ｋの温度が、温度範囲Ｔまで低下するように、温度調整用ベルチェユニット４６５に対して吸熱動作させる。
【0112】
一方、測定結果が、校正液ｋが温度範囲Ｔ未満の温度を示すのであれば、温度調整コントローラ４６４は、金属製容器４６１内の校正液ｋの温度が、温度範囲Ｔまで上昇するように、温度調整用ベルチェユニット４６５を発熱動作させる。
【0113】
以上説明したように、校正液保管容器４４１の金属製容器４６１の周囲を、断熱カバー４６２で覆うことによって、校正液保管容器４４１を恒温槽とすることができる。そして、金属製容器４６１の中に校正液ｋを冷暗所保管することが可能となる。
【0114】
また、校正液保管容器４４１に、温度センサー４６３、温度調整コントローラ４６４、および温度調整用ベルチェユニット４６５から構成される温度調整部を設けることによって、金属製容器４６１内の校正液ｋの温度を、規定された使用温度範囲内に維持することができる。したがって、校正液ｋの変質を阻止することができる。
【0115】
なお、上記では、校正液保管容器４４１は、恒温槽であり、かつ温度調整部を備える構成について説明したが、推奨保管条件として、使用温度範囲が例えば常温範囲を含むなど、特に管理を要しないものであれば、必ずしも温度調整部を備える必要はない。また、推奨保管条件として、冷暗所保管が規定されていない場合、必ずしも校正液保管容器４４１を恒温槽とする必要がない場合もある。このように、第２の実施形態では、校正液保管容器４４１の構成を、推奨保管条件の内容に応じて、柔軟に決定することができる。
【0116】
（第３の実施形態の水質センサー）
次に、第３の実施形態の水質センサーについて説明する。
次に、第３の実施形態の水質センサーについて説明する。
【0117】
校正液ｋの中には、大気と触れると変質しやすいものもある。したがって、第３の実施形態の水質センサーでは、校正液ｋが変質しないように、校正液ｋを使用直前に生成する校正液生成部を備えている。
【0118】
図８は、第３の実施形態の水質センサーに適用される校正液生成部の一例を示す概念図である。
【0119】
図８に例示する校正液生成部５００は、図３および図４に例示される校正液供給部４４０や、図６に例示される校正液供給部４４０’’の一部として適用されるものであり、２つの計量部５０１Ａ，５０１Ｂ、２つの３方向弁５０２Ａ，５０２Ｂ、２つのポンプ５０３Ａ，５０３Ｂ、２つの原料槽５０４Ａ，５０４Ｂ、１つの混合部５０５、およびこれらの接続する配管を備えている。
【0120】
以降、便宜的に、計量部５０１Ａ、３方向弁５０２Ａ、ポンプ５０３Ａ、原料槽５０４Ａ、および関連する配管を総称してＡ系、計量部５０１Ｂ、３方向弁５０２Ｂ、ポンプ５０３Ｂ、原料槽５０４Ｂ、および関連する配管を総称してＢ系とも称するものとする。Ａ系に含まれる部位には末尾に「Ａ」が付され、Ｂ系に含まれる部位には末尾に「Ｂ」が付される。混合部５０５は、共通的に設けられる部位であるので、末尾に「Ａ」も「Ｂ」も付されない。
【0121】
校正液ｋは、２つの原料ｋ１，ｋ２を混合することによって生成されるものとする。
【0122】
計量部５０１Ａは、原料ｋ１を計量する。計量部５０１Ｂは、原料ｋ２を計量する。
【0123】
ここでは、原料ｋ１，ｋ２ともに液体であると想定する。原料ｋ１，ｋ２ともに液体である場合、計量部５０１Ａ，５０１Ｂは、計量槽によって実現でき、混合部５０５は、混合槽によって実現できる。したがって、以下では、計量部５０１Ａ，５０１Ｂを、計量槽５０１Ａ，５０１Ｂとも称する。同様に、混合部５０５を混合槽５０５とも称する。
【0124】
計量槽５０１Ａは、原料槽５０４Ａおよび混合槽５０５よりも高いレベルに設置される。同様に、計量槽５０１Ｂは、原料槽５０４Ｂおよび混合槽５０５よりも高いレベルに設置される。
【0125】
原料槽５０４Ａには原料ｋ１が貯液されている。同様に、原料槽５０４Ｂには原料ｋ２が貯液されている。
【0126】
計量槽５０１Ａの底部には配管５１０Ａが接続され、配管５１０Ａの他端は、３方向弁５０２ＡのＣポートに接続されている。
【0127】
３方向弁５０２ＡのＮＯポートには、原料槽５０４Ａに向けて設けられた配管５１１Ａが接続されている。配管５１１Ａには、ポンプ５０３Ａが設けられている。配管５１１Ａの先端のレベルは、原料槽５０４Ａにおいて、原料ｋ１の液面よりも低い。すなわち、配管５１１Ａの先端は、原料ｋ１に液浸している。一方、３方向弁５０２ＡのＮＣポートには、混合槽５０５に向けて設けられた配管５１２Ａが接続されている。
【0128】
したがって、ポンプ５０３Ａを駆動させることにより、原料槽５０４Ａの原料ｋ１を汲み上げ、計量槽５０１Ａへ供給することができる。
【0129】
計量槽５０１Ａの容積Ｖ１は、原料ｋ１の予め決定された量、すなわち、原料ｋ１の計量値に対応する。計量槽５０１Ａの上端高さには、原料槽５０４Ａに戻るオーバフロー配管５０６Ａが接続されている。
【0130】
ポンプ５０３Ａは、計量値よりも多くの原料ｋ１を計量槽５０１Ａへ供給する。供給後、３方向弁５０２ＡのＮＯポートを閉じる。これによって、計量値よりも多い分の原料ｋ１は、オーバフロー配管５０６Ａを通って原料槽５０４Ａに戻り、計量された原料ｋ１が計量槽５０１Ａに保持される。
【0131】
同様に、計量槽５０１Ｂの底部には配管５１０Ｂが接続され、配管５１０Ｂの他端は、３方向弁５０２ＢのＣポートに接続されている。
【0132】
３方向弁５０２ＢのＮＯポートには、原料槽５０４Ｂに向けて設けられた配管５１１Ｂが接続されている。配管５１１Ｂには、ポンプ５０３Ｂが設けられている。配管５１１Ｂの先端のレベルは、原料槽５０４Ｂにおいて、原料ｋ２の液面よりも低い。すなわち、配管５１１Ｂの先端は、原料ｋ２に液浸している。一方、３方向弁５０２ＢのＮＣポートには、混合槽５０５に向けて設けられた配管５１２Ｂが接続されている。
【0133】
したがって、ポンプ５０３Ｂを駆動させることにより、原料槽５０４Ｂの原料ｋ２を汲み上げ、計量槽５０１Ｂへ供給することができる。
【0134】
計量槽５０１Ｂの容積Ｖ２は、原料ｋ２の予め決定された量、すなわち、原料ｋ２の計量値に対応する。計量槽５０１Ｂの上端高さには、原料槽５０４Ｂに戻るオーバフロー配管５０６Ｂが接続されている。
【0135】
ポンプ５０３Ｂは、計量値よりも多くの原料ｋ２を計量槽５０１Ｂへ供給する。供給後、３方向弁５０２ＢのＮＯポートを閉じる。これによって、計量値よりも多い分の原料ｋ１は、オーバフロー配管５０６Ｂを通って原料槽５０４Ｂに戻り、計量された原料ｋ２が計量槽５０１Ｂに保持される。
【0136】
したがって、計量槽５０１Ａに、計量された原料ｋ１が保持され、計量槽５０１Ｂに、計量された原料ｋ２が保持された状態で、３方向弁５０２Ａおよび３方向弁５０２ＢのＮＣポートをそれぞれ開くことで、計量槽５０１Ａから原料ｋ１が、計量槽５０１Ｂから原料ｋ２が、混合槽５０５へ重力落下し、混合槽５０５で保持される。
【0137】
混合槽５０５には、撹拌機５０９が設けられており、混合槽５０５では、撹拌機５０９によって、原料ｋ１と原料ｋ２とが混合される。これによって、校正液ｋが生成される。
【0138】
生成された校正液ｋは、校正液保管容器４４１へ供給される。あるいは、混合槽５０５を校正液保管容器４４１としてもよい。
【0139】
上述した校正液ｋの生成や回収に関する動作を実行するための３方向弁５０２Ａ，５０２Ｂ、およびポンプ５０３Ａ，５０３Ｂの制御もまた、制御部３１によってなされる。
【0140】
このような構成によって、第３の実施形態の水質センサーは、校正のタイミングにあわせて、２種類の液体の原料ｋ１，ｋ２を自動的に混合調整することによって、必要な校正液ｋをリアルタイムで生成し、水槽１４へ供給することができる。
【0141】
（校正液生成部の変形例）
上記では、原料ｋ１，ｋ２ともに液体である場合の例を説明したが、一方の原料ｋ１が液体であり、他方の原料ｋ３が紛体のような固体である場合も、同様な校正液ｋのリアルタイム生成が可能である。これを図９および図１０を用いて説明する。
上記では、原料ｋ１，ｋ２ともに液体である場合の例を説明したが、一方の原料ｋ１が液体であり、他方の原料ｋ３が紛体のような固体である場合も、同様な校正液ｋのリアルタイム生成が可能である。これを図９および図１０を用いて説明する。
【0142】
図９は、液体原料と固体原料とから校正液を生成する校正液生成部の変形構成例を示す概念図である。
【0143】
図９に例示する校正液生成部５００’は、図８に例示する校正液生成部５００において、Ｂ系の代わりに、紛体である原料ｋ３を計量する粉体計量部６００を備えた構成をしている。粉体計量部６００は、紛体である原料ｋ３を計量すると、混合槽５０５へ供給する。
【0144】
なお、校正液生成部５００’では、Ａ系において校正液生成部５００で説明したように、液体である原料ｋ１を計量する。したがって、ここではＡ系の説明は繰り返さない。
【0145】
図１０は、粉体計量部の構成例を示す分解図である。
【0146】
図１０（ａ）にその外形を示す粉体計量部６００は、図１０（ａ）に加えて図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ）に例示するように、上部プレート６１０、回転摺切プレート６２０、下部プレート６３０、および摺切プレート回転用モータ６４０から構成される。
【0147】
上部プレート６１０、回転摺切プレート６２０、および下部プレート６３０はそれぞれ、同一の直径を有する円板形状をしている。
【0148】
そして、図１０（ｃ）に示すように、回転摺切プレート６２０の上面の円の中心からは、回転摺切プレート６２０の高さ方向（図中Ｚ方向）に延びるロッド６４１が固定して設けられている。
【0149】
これに対応して、図１０（ｂ）に示すように、上部プレート６１０の円の中心には、ロッド６４１を挿入するための貫通穴６１３が、Ｚ方向に設けられている。
【0150】
また、図１０（ｄ）に示すように、下部プレート６３０の上面の円の中心からは、Ｚ方向に延びる円柱状の突起６３３が固定して設けられている。
【0151】
これに対応して、図１０（ｃ）に示すように、回転摺切プレート６２０の下面の円の中には、突起６３３が緩く嵌合するための、断面が円形状である受け穴６２３が設けられている。
【0152】
下部プレート６３０の上に、受け穴６２３に突起６３３が嵌合されるように回転摺切プレート６２０を載せ、回転摺切プレート６２０の上に、貫通穴６１３にロッド６４１が挿入されるように上部プレート６１０を載せることによって、円柱形状の粉体計量部６００を形成することができる。
【0153】
このとき、ロッド６４１の先端は、上部プレート６１０上面から突出する。この突出した部分に、摺切プレート回転用モータ６４０が固定される。摺切プレート回転用モータ６４０は、駆動されると、ロッド６４１に円周方向への回転力を与える。
【0154】
これによって、摺切プレート回転用モータ６４０が駆動すると、上部プレート６１０および下部プレート６３０は回転せず、回転摺切プレート６２０のみが、ロッド６４１を中心軸として、円周方向に回転するようになる。
【0155】
上部プレート６１０の上面には、上部プレート６１０を貫通するように、紛体投入口６１２が設けられている。紛体投入口６１２は、例えばシリカゲルやアクリル粒子のように、計量分別される前の固体の原料ｋ３を、粉体、粉末、錠剤等の形態で、粉体計量部６００内に投入するための投入口である。
【0156】
回転摺切プレート６２０には、回転摺切プレート６２０を貫通するように、Ｚ方向に延びる円柱形状の摺切穴６２２が設けられている。摺切穴６２２の容積Ｖ３は、原料ｋ３の予め決定された量、すなわち、原料ｋ３の計量値に対応する。
【0157】
摺切プレート回転用モータ６４０が駆動して回転摺切プレート６２０が回転し、摺切穴６２２が、粉体投入口６１２の真下に来ると、粉体投入口６１２に投入されていた原料ｋ３が摺切穴６２２に落下する。なお、紛体投入口６１２に原料ｋ３を投入する際には、容積Ｖ３に相当する量よりも多く投入する。これによって、粉体投入口６１２から摺切穴６２２へと、容積Ｖ３に相当する量よりも多くの原料ｋ３が落下する。
【0158】
この状態でさらに回転摺切プレート６２０が回転すると、原料ｋ３は、摺切穴６２２に入りきらず、摺切穴６２２の上端面よりも高く積もる。上端面よりも高く積もった原料ｋ３は、回転摺切プレート６２０の上端面と、上部プレート６１０の下端面とによって挟まれ、摺り切られる。これによって、摺切穴６２２は、ちょうど、原料ｋ３で満たされる。このようにして、原料ｋ３は、容積Ｖ３に相当する量に計量される。
【0159】
下部プレート６３０には、下部プレート６３０をＺ方向に貫通する円柱形状の貫通穴６３１が設けられ、貫通穴６３１の下端には、紛体出口６３２が設けられている。貫通穴６３１の内径は、摺切穴６２２の内径以上である。これによって、回転摺切プレート６２０が更に回転して、摺切穴６２２が、貫通穴６３１の真上に来た時に、摺切穴６２２内の原料ｋ３が、貫通穴６３１内を落下し、紛体出口６３２を介して、粉体計量部６００から排出され、混合槽５０５へ供給される。これによって、混合槽５０５には、計量された量の原料ｋ３が供給される。
【0160】
このように、第３の実施形態によれば、校正液ｋが、液体の原料ｋ１と、固体の原料ｋ３とから生成される場合であっても、校正のタイミングにあわせて、液体の原料ｋ１と固体の原料ｋ３とを自動的に混合調整することによって、必要な校正液ｋをリアルタイムで生成し、水槽１４へ供給することができる。
【0161】
これによって、例えば、大気と触れると変質しやすいような校正液ｋを使用する場合には、校正液ｋを、校正直前に生成することによって、変質していない状態で使用することが可能となる。
【0162】
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】
【0163】
１０ 水質センサー
１１ テーブル
１２ 光源
１３ 水槽台
１４ センサー部、水槽
１５ 可動部
１５ａ 可動ステージ天板
１５ｂ 可動ステージ下板
１５ｃ 可動調整つまみ
２０ 光学系
２１ 対物レンズ
２２ 鏡筒
２３ 画像検出素子
３０ コントローラ
３１ 制御部
３２ 判定部
３３ 警報出力部
４０，４０’，４０’’ 洗浄校正系
１００ 上水処理システム
１１０ 上水処理系
１１１ 原水調整池
１１２ 凝集剤供給部
１１３ 注入ポンプ
１１４ 急速撹拌池接触層
１１５ 凝集沈殿池
１１６ ろ過池
１１７ ＵＶ照射設備
１１８ 塩素注入部
１１９ 配水池
１２０ サンプリング系
１２１ 試薬注入部
１２２ サンプリング水槽
１２３ ポンプ
４１０ 洗浄液供給部
４２０，４２０’’ 水供給部
４２０Ａ 常温水供給部
４２０Ｂ 温水供給部
４２１ 水タンク
４２１Ａ 常温水タンク
４２１Ｂ 温水タンク
４２２，４２２Ａ，４２２Ｂ ポンプ
４２３，４２３Ａ，４２３Ｂ ３方向弁
４２４ ヒータ
４３０，４３０’’ 薬液供給部
４３１ 薬液タンク
４３２ ポンプ
４３３ ３方向弁
４４０，４４０’’ 校正液供給部
４４１ 校正液保管容器
４４２ ポンプ
４４３ ３方向弁
４５０ 回収部
４５１ ３方向弁
４５２ 回収容器
４６１ 金属製容器
４６２ 断熱カバー
４６３ 温度センサー
４６４ 温度調整コントローラ
４６５ 温度調整用ベルチェユニット
４７０ 配管
５００，５００’ 校正液生成部
５０１Ａ，５０１Ｂ 計量部、計量槽
５０２Ａ，５０２Ｂ ３方向弁
５０３Ａ，５０３Ｂ ポンプ
５０４Ａ，５０４Ｂ 原料槽
５０５ 混合部、混合槽
５０６Ａ，５０６Ｂ オーバフロー配管
５０９ 撹拌機
５１０Ａ，５１０Ｂ，５１１Ａ，５１１Ｂ，５１２Ａ，５１２Ｂ 配管
６００ 粉体計量部
６１０ 上部プレート
６１２ 紛体投入口
６１３ 貫通穴
６２０ 回転摺切プレート
６２２ 摺切穴
６２３ 受け穴
６３０ 下部プレート
６３１ 貫通穴
６３２ 紛体出口
６３３ 突起
６４０ 摺切プレート回転用モータ
６４１ ロッド
ａ 原水
ｂ 凝集剤
ｃ 固形物
ｄ 塩素
ｅ 試薬
ｆ 結果
ｈ 廃液
ｊ 洗浄液
ｊ１ 洗浄水
ｊ２ 洗浄薬液
ｋ 校正液
ｋ１，ｋ２，ｋ３ 原料
Ｌ バックライト光
Ｓ 被処理水
Ｔ 温度範囲
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 容積
１１ テーブル
１２ 光源
１３ 水槽台
１４ センサー部、水槽
１５ 可動部
１５ａ 可動ステージ天板
１５ｂ 可動ステージ下板
１５ｃ 可動調整つまみ
２０ 光学系
２１ 対物レンズ
２２ 鏡筒
２３ 画像検出素子
３０ コントローラ
３１ 制御部
３２ 判定部
３３ 警報出力部
４０，４０’，４０’’ 洗浄校正系
１００ 上水処理システム
１１０ 上水処理系
１１１ 原水調整池
１１２ 凝集剤供給部
１１３ 注入ポンプ
１１４ 急速撹拌池接触層
１１５ 凝集沈殿池
１１６ ろ過池
１１７ ＵＶ照射設備
１１８ 塩素注入部
１１９ 配水池
１２０ サンプリング系
１２１ 試薬注入部
１２２ サンプリング水槽
１２３ ポンプ
４１０ 洗浄液供給部
４２０，４２０’’ 水供給部
４２０Ａ 常温水供給部
４２０Ｂ 温水供給部
４２１ 水タンク
４２１Ａ 常温水タンク
４２１Ｂ 温水タンク
４２２，４２２Ａ，４２２Ｂ ポンプ
４２３，４２３Ａ，４２３Ｂ ３方向弁
４２４ ヒータ
４３０，４３０’’ 薬液供給部
４３１ 薬液タンク
４３２ ポンプ
４３３ ３方向弁
４４０，４４０’’ 校正液供給部
４４１ 校正液保管容器
４４２ ポンプ
４４３ ３方向弁
４５０ 回収部
４５１ ３方向弁
４５２ 回収容器
４６１ 金属製容器
４６２ 断熱カバー
４６３ 温度センサー
４６４ 温度調整コントローラ
４６５ 温度調整用ベルチェユニット
４７０ 配管
５００，５００’ 校正液生成部
５０１Ａ，５０１Ｂ 計量部、計量槽
５０２Ａ，５０２Ｂ ３方向弁
５０３Ａ，５０３Ｂ ポンプ
５０４Ａ，５０４Ｂ 原料槽
５０５ 混合部、混合槽
５０６Ａ，５０６Ｂ オーバフロー配管
５０９ 撹拌機
５１０Ａ，５１０Ｂ，５１１Ａ，５１１Ｂ，５１２Ａ，５１２Ｂ 配管
６００ 粉体計量部
６１０ 上部プレート
６１２ 紛体投入口
６１３ 貫通穴
６２０ 回転摺切プレート
６２２ 摺切穴
６２３ 受け穴
６３０ 下部プレート
６３１ 貫通穴
６３２ 紛体出口
６３３ 突起
６４０ 摺切プレート回転用モータ
６４１ ロッド
ａ 原水
ｂ 凝集剤
ｃ 固形物
ｄ 塩素
ｅ 試薬
ｆ 結果
ｈ 廃液
ｊ 洗浄液
ｊ１ 洗浄水
ｊ２ 洗浄薬液
ｋ 校正液
ｋ１，ｋ２，ｋ３ 原料
Ｌ バックライト光
Ｓ 被処理水
Ｔ 温度範囲
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 容積
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
