特開 2024-95884 電極部、センサシステム及び方法

(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】P2024095884

(43)【公開日】2024-07-11

(54)【発明の名称】電極部、センサシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/00 20170101AFI20240704BHJP

   G01F 23/263 20220101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

A01K63/00 B

G01F23/263

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212854

(22)【出願日】2022-12-29

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年１０月１９日、２０日に第３２回 日本動物園水族館設備会議にて公開。 令和４年１１月１７日にウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋｄｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｂｌｏｇ／２０２２／１１／ａｔｏａ．ｈｔｍｌ）。 令和４年１２月２日に２０２３年３月期 第２四半期決算説明会にて公開。 令和４年１２月２日にウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｏｂｌｅ－ｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｉｒ－ｉｎｆｏ／ｎｅｗｓ／、ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｔｅｎｔｓ．ｘｊ－ｓｔｏｒａｇｅ．ｊｐ／ｘｃｏｎｔｅｎｔｓ／ＡＳ０４２６５／ｅ８ａｅｄ１ｃ０／５７１ｆ／４７５ｅ／９ｆ３１／３ａｅａ５８６０ｃｅ６１／１４０１２０２２１２０１５７３９６７．ｐｄｆ）。 令和４年１２月１４日にウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｆｉｎａｎｃｅ．ｌｏｇｍｉ．ｊｐ／３７７６３７）。 令和４年１２月１４日にウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｌｉｍｏ．ｍｅｄｉａ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／－／３５５４７？ｐａｇｅ＝１）。 令和４年１２月２日にウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｉｋｋｅｉ．ｃｏｍ／ｎｋｄ／ｃｏｍｐａｎｙ／？ｓｃｏｄｅ＝６７６３、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｉｋｋｅｉ．ｃｏｍ／ｎｋｄ／ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ／ｔｄｎｒ／２０２２１２０１５７３９６７／）。

(71)【出願人】

【識別番号】000215833

【氏名又は名称】帝国通信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001782

【氏名又は名称】弁理士法人ライトハウス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内藤 俊司

(72)【発明者】

【氏名】山田 高士

(72)【発明者】

【氏名】並木 哲二

【テーマコード（参考）】

2B104

2F014

【Ｆターム（参考）】

2B104CA04

2B104CB41

2B104EA00

2F014EA00

(57)【要約】

【課題】
水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁において水を検知することができる電極部、センサシステム、方法を提供する。
【解決手段】
電極を備え、シート状又はフィルム状であり、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置して、表面の水を検知するための電極部に関する。電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものであることが好ましい。第１の電極及び第２の電極を備え、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置されたシート状又はフィルム状の電極部を備え、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触すると、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知する、センサシステムに関する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極を備え、シート状又はフィルム状であり、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置して、表面の水を検知するための電極部。

【請求項2】

電極がカーボン電極、銀電極又は透明電極である、請求項１に記載の電極部。

【請求項3】

電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、請求項１又は２に記載の電極部。

【請求項4】

第１の電極及び第２の電極を備え、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置されたシート状又はフィルム状の電極部を備え、
第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触すると、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知する、センサシステム。

【請求項5】

電極部が、水槽の壁の内側又は水槽のオーバーフロー槽の壁の内側に設置され、
第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように設置された、請求項４に記載のセンサシステム。

【請求項6】

電極部が、水槽の壁の外側又は水槽のオーバーフロー槽の壁の外側に設置され、
第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように設置された、請求項４に記載のセンサシステム。

【請求項7】

第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知すると、所定の情報をコンピュータ装置へ送信する送信手段と
を備える、請求項４～６のいずれかに記載のセンサシステム。

【請求項8】

電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、請求項４～６のいずれかに記載のセンサシステム。

【請求項9】

電極を備え、シート状又はフィルム状である電極部を、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置し、電極部の表面の水を検知する、方法。

【請求項10】

電極部が、第１の電極及び第２の電極を備えるものであり、
電極部を、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置し、
第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触すると、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知する、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、請求項９又は１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電極部、センサシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水族館では、生体の維持のために水槽内の水を常に循環させ、水槽内の水質を維持するために水を入れ替えることを、日常的に行っている。しかし、循環装置にゴミなどが詰まり、水が漏れたり、水の入れ替えを行う際に水が溢れてしまうことがある。このように、水が漏れたり、溢れることで、資源としての水が無駄になり、防水処理ができていない施設への被害が発生する。

【0003】

例えば、水槽内に挿入されて、外表面が電気絶縁被膜により防水自在に被覆されている電極と、この電極に電圧を印加する電圧印加手段と、この電極を介して検出した静電容量の検出値の変化に基づいて水槽の水位を検出し、この水位の低下を検出したときに、水槽に設けてある電気器具への通電を強制的に遮断する信号を出力する水位検出手段とを備える、水槽の水位電極部が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－５１７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、例えば、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁において水を検知することができる電極部、センサシステム、方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の課題は、
［１］電極を備え、シート状又はフィルム状であり、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置して、表面の水を検知するための電極部；
［２］電極がカーボン電極、銀電極又は透明電極である、前記［１］に記載の電極部；
［３］電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、前記［１］又は［２］に記載の電極部；
［４］第１の電極及び第２の電極を備え、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置されたシート状又はフィルム状の電極部を備え、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触すると、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知する、センサシステム；
［５］電極部が、水槽の壁の内側又は水槽のオーバーフロー槽の壁の内側に設置され、第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように設置された、前記［４］に記載のセンサシステム；
［６］電極部が、水槽の壁の外側又は水槽のオーバーフロー槽の壁の外側に設置され、第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように設置された、前記［４］に記載のセンサシステム；
［７］第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知すると、所定の情報をコンピュータ装置へ送信する送信手段とを備える、前記［４］～［６］のいずれかに記載のセンサシステム；
［８］電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、前記［４］～［７］のいずれかに記載のセンサシステム；
［９］電極を備え、シート状又はフィルム状である電極部を、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置し、電極部の表面の水を検知する、方法；
［１０］電極部が、第１の電極及び第２の電極を備えるものであり、電極部を、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置し、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触すると、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知する、前記［９］に記載の方法；
［１１］電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものである、前記［９］又は［１０］に記載の方法；
により解決することができる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁の水を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係るシステムの概要を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る電極部を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る電極部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明をするが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、効果に関する記載は、本発明の実施の形態の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。

【0010】

図１は、本発明の実施の形態に係るシステムの概要を示す図である。図１は、水槽１を側面から視た図である。水槽１は、水族館などの業務用の水槽だけでなく、家庭用の水槽であってもよい。

【0011】

水槽１は、水槽本体１ａと、オーバーフロー槽２とを備えている。水槽本体１ａには、水３が貯水されている。例えば、水槽１内の水３の入れ替え作業の際には、外部からホース等を利用して、水槽１へ新たな水３が注がれる。新たな水３を注ぐとともに、古い水３を排水することで、水３の入れ替え作業が行われる。

【0012】

オーバーフロー槽２は、水槽１内の水３の水位が上昇した場合に、水３を外部へ排水するために設けられた槽である。水槽１とオーバーフロー槽２は連通しており、水槽１内の水３の水位が上昇すると、水３の一部が、水槽１からオーバーフロー槽２へ供給される。オーバーフロー槽２には、排水口２ａが設けられており、水槽本体１ａから溢れた水３を、排水口２ａから水槽１の外部へ排出することができる。

【0013】

排水口２ａが詰まっている状態で、水槽１やオーバーフロー槽２へ水３が供給されている場合や、排水口２ａから排出される水３の排水速度よりも、水槽１やオーバーフロー槽２へ水３が供給される供給速度の方が大きい場合は、水槽１やオーバーフロー槽２内の水３の水位が上昇する。水槽１やオーバーフロー槽２内の水３の水位が上昇して、水槽１の壁１ｂの上端１ｃまで到達すると、又は、オーバーフロー槽２の壁２ｂの上端２ｃまで到達すると、水槽１やオーバーフロー槽２から水３が溢れる。

【0014】

電極部４は、水槽１の壁１ｂの内側及び外側のいずれにも設置することができ、また、壁１ｂの内側及び外側のいずれか一方にのみ設置してもよい。例えば、電極部４ａのように、壁１ｂの内側に設置してもよく、電極部４ｂのように、壁１ｂの外側に設置してもよい。なお、本発明において、「水槽の壁に電極部を設置する」とは、水槽の透明な壁（例えば、ガラスやアクリル板）に設置する場合だけでなく、水槽の透明でない壁や、水槽に備え付けられた設備（例えば、循環装置やろ過装置）の壁に設置する場合も含む概念である。

【0015】

電極部４は、オーバーフロー槽２の壁２ｂの内側及び外側のいずれにも設置することができ、また、壁２ｂの内側及び外側のいずれか一方にのみ設置してもよい。例えば、電極部４ｃのように、壁２ｂの内側に設置してもよく、電極部４ｄのように、壁２ｂの外側に設置してもよい。

【0016】

電極部４は、例えば、少なくとも２つの電極を備えることができる。電極部４の備える２つの電極について、ここでは、第１の電極と第２の電極とする。第１の電極と第２の電極は、互いに接触をしていない非接触状態にある。また、第１の電極と第２の電極は、平行となるように配置することが好ましい。

【0017】

電極部４において、表面の水を検知する方式は、特に限定されないが、例えば、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極及び第２の電極に水が接触することで、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知するような構成とすることができる。第１の電極に接触している水と、第２の電極に接触している水とが、物理的に連続している場合に、第１の電極と第２の電極との間で電流が流れるため、これを検知することで、第１の電極及び第２の電極に水が接触したことを検知することができる。

【0018】

電極部４を、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの内側に設置する場合は、第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように設置することが好ましい。このように設置することで、水槽１又はオーバーフロー槽２内の水３が、所定の水位に到達したことを検知することができる。

【0019】

１つの水槽１には、複数の電極部４を備えることができる。同様に、１つのオーバーフロー槽２には、複数の電極部４を備えることができる。例えば、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの内側の異なる高さの位置に、それぞれ電極部４を設置することができる。このようにすることで、いずれの高さの電極部４について、第１の電極と第２の電極との間で通電しているかをもとに、どの程度の高さまで水３の水位が到達しているかを特定することができる。

【0020】

なお、後述するように、電極部４において、第１の電極と第２の電極との間で通電していることを検知した場合に、本システムの利用者が所有する利用者端末７へ、水３により通電した電極部４の設置された高さに応じて、異なる情報を通知することも可能である。

【0021】

電極部４を、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの外側に設置する場合は、第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように設置することが好ましい。このように設置することで、水槽１又はオーバーフロー槽２の水３が溢れたことを検知することができる。

【0022】

水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの外側に設置する場合における、電極部４を設置する位置は特に限定されないが、例えば、水槽１の上端１ｃの近傍、又は、オーバーフロー槽２の上端２ｃの近傍に設置することで、水槽１又はオーバーフロー槽２から水３が溢れたことを、より確実に検知することができる。ここで上端１ｃの近傍、又は、上端２ｃの近傍とは、電極部４の第１の電極と第２の電極のいずれもが、上端１ｃ又は上端２ｃから下方向に所定の範囲に設置されていることをいう。所定の範囲は、例えば、３０ｃｍ未満であることが好ましく、１５ｃｍ未満であることが好ましい。上端１ｃ又は上端２ｃから下方向に離れた位置に電極部４が設置されていると、水３が溢れた場合でも、水３が溢れたことを検知できない場合が発生しうる。

【0023】

電極部４は、管理装置５に電気的に接続されている。管理装置５には、例えば、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電圧発生器が備えられている。電圧発生器では、常時、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加していてもよく、断続的に、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加してもよい。

【0024】

また、管理装置５には、第１の電極及び第２の電極が水３と接触して通電した場合に、所定の抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路が備えられている。

【0025】

電流検出回路にて所定の抵抗に電流が流れたことを検出すると、管理装置５に接続された通信装置６から、有線又は無線により利用者端末７へ所定の信号が送信される。所定の信号には、例えば、いずれの電極部４に対応する信号であるかを特定することが可能な、識別情報が含まれていてもよい。

【0026】

利用者端末７は、コンピュータ装置であれば、特に限定されないが、例えば、スマートフォン、タブレット端末などの利用者が携帯することが可能なものであることが好ましい。利用者端末７は、例えば、制御部、ＲＡＭ、ストレージ部、入力部、出力部及び通信インタフェースを備え、これらはバスにより接続されている。

【0027】

制御部は、ＣＰＵやＲＯＭから構成される。制御部は、所定のプログラムを実行し、利用者端末の制御を行う。出力部は表示画面を有している。通信インタフェースは無線又は有線により通信ネットワークに接続が可能であり、通信ネットワークを介して、通信装置６とデータを送受信することが可能である。

【0028】

電極部４にて第１の電極及び第２の電極が水３と接触して通電し、利用者端末７へ所定の信号が送信されると、制御部により、受信した信号に応じて出力する情報を特定し、出力部は、特定された情報を出力する。出力部による出力の方式は特に限定されず、表示画面に所定のメッセージや記号を表示することとしてもよく、所定のメッセージや通知音を音声出力してもよい。

【0029】

上で述べたように、通信装置６から利用者端末７へ送信される信号に、いずれの電極部４に対応するものであるかを示す識別情報が含まれている場合、利用者端末７では、識別情報に応じて、つまり、いずれの電極部４に対応する信号であるかに応じて、出力するメッセージの内容を変更することができる。

【0030】

例えば、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの内側に、第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように電極部４を設置した場合は、水槽１又はオーバーフロー槽２内の水３の水位が上昇している旨のメッセージが、プッシュ通知で、利用者端末７の表示画面に表示される。また、例えば、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂの外側に、第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように電極部４を設置した場合は、水槽１又はオーバーフロー槽２から水３が溢れている旨のメッセージが、プッシュ通知で、利用者端末７の表示画面に表示される。

【0031】

電極部４が、シート状又はフィルム状であることにより、水槽１の壁１ｂに設置しても、水槽内の視認性の低下をおさえることができる。

【0032】

電極は、特に限定されないが、カーボン電極、銀電極又は透明電極であることが好ましい。また、電極は透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものであることが好ましい。透明電極は、公知のものを用いることができる。例えば、ＰＥＴなどの透明のフィルムに、透明電極を印刷したものを、電極部４として用いることができる。

【0033】

シート状又はフィルム状の電極部４の厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上であることが好ましく、７μｍ以上であることがより好ましい。また、電極部４の厚さは、１５μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以下であることがより好ましい。

【0034】

電極部４は、水槽１の壁１ｂ又はオーバーフロー槽２の壁２ｂに貼り付けられることが好ましい。シート状又はフィルム状の電極部の壁１ｂ、２ｂ等への貼り付け方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤により貼り付けてもよく、両面テープにより貼り付けてもよい。このような方法により、電極部４を簡便に設置することが可能となる。接着剤や両面テープも透明なものであることが好ましい。

【0035】

次に、電極部について、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３は、本発明の実施の形態に係る電極部を示す図である。図２は、第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように設置する際に用いられる電極部を示す図であり、図３は、第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように設置する際に用いられる電極部を示す図である。

【0036】

図２、図３のいずれの場合においても、第１の電極１１及び第２の電極１２は、透明フィルム１３上に印刷等により形成されている。そして、第１の電極１１及び第２の電極１２の一部が外部と接触することが可能となるようにしつつ、第１の電極１１及び第２の電極１２の残りの部分を絶縁層１４によりマスキングされている。第１の電極１１及び第２の電極１２の外部と接触することが可能な部分が、水と接触し得るように、透明フィルム１３の電極が印刷されている面とは反対の面と、壁１ｂ又は壁１ｃとが接着される。

【0037】

絶縁層１４は、透明フィルム上に第１の電極１１及び第２の電極１２を印刷した後、ウレタン樹脂等の固化した場合に絶縁性を有する樹脂組成物をコーティングすることにより得られる。図２の場合であれば、第１の電極１１と第２の電極１２とが横方向において対向する位置となっている箇所が外部と接触が可能なように絶縁層が形成され、図３の場合であれば、第１の電極１１と第２の電極１２とが縦方向において対向する位置となっている箇所が外部と接触が可能なように絶縁層が形成される。絶縁層１４も、透明であることが好ましい。

【0038】

図２（ｂ）は、電極部４の第１の電極１１と第２の電極１２と水３が接触している場合を表す図である。外部に露出している第１の電極１１と第２の電極１２は、重力方向に延びている。水３が物理的に連続しつつ、第１の電極１１及び第２の電極１２と接触することで、水３の水位が、第１の電極１１及び第２の電極１２の最下端に到達したことが検知可能となる。

【0039】

図３（ｂ）は、電極部４の第１の電極１１と第２の電極１２と水３が接触している場合を表す図である。外部に露出している第１の電極１１と第２の電極１２は、水平方向に延びている。水３が物理的に連続しつつ、第１の電極１１及び第２の電極１２と接触することで、水３が、壁１ｂ又は壁２ｂの壁面に沿って垂れていることを検知することが可能となる。

【0040】

本発明によれば、電極を備え、シート状又はフィルム状である電極部により、水槽の壁又は水槽のオーバーフロー槽の壁に設置して、表面の水を検知することができる。

【0041】

本発明によれば、電極が透明電極であり、電極が透明のシート上又は透明のフィルム上に施されたものであることにより、透明の水槽の壁に設置した場合の視認性の低下を防ぐことができる。

【0042】

本発明によれば、第１の電極及び第２の電極を備え、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加した状態において、第１の電極と第２の電極との間で通電したことを検知することで、第１の電極及び第２の電極に水が接触したことを検知することができる。

【0043】

本発明によれば、電極部を、水槽の内側の壁又はオーバーフロー槽の内側の壁に、第１の電極と第２の電極とが水平方向において対向する位置となるように設置することで、水槽又はオーバーフロー槽の水が、所定の水位に到達したことを検知することができる。

【0044】

本発明によれば、電極部を、水槽の外側の壁又はオーバーフロー槽の外側の壁に、第１の電極と第２の電極とが重力方向において対向する位置となるように設置することで、水槽又はオーバーフロー槽の水が溢れたことを検知することができる。

【0045】

本発明によれば、電極部の表面の水を検知すると、所定の情報をコンピュータ装置へ送信することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 水槽
２ オーバーフロー槽
３ 水
４ 電極部
５ 管理装置
６ 通信装置
７ 利用者端末
１１ 第１の電極
１２ 第２の電極
１３ 透明フィルム
１４ 絶縁層

【図1】

【図2】

【図3】