特許 7513912 計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/416 20060101AFI20240703BHJP

   G01N 27/06 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

G01N27/416 353F

G01N27/416 302M

G01N27/06 B

G01N27/416 341M

G01N27/416 346

G01N27/416 316

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022113565

(22)【出願日】2022-07-14

(65)【公開番号】P2024011528

(43)【公開日】2024-01-25

【審査請求日】2023-07-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000219451

【氏名又は名称】東亜ディーケーケー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100169155

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075638

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 暎

(72)【発明者】

【氏名】水村 諒介

(72)【発明者】

【氏名】森川 範広

(72)【発明者】

【氏名】円谷 朋広

【審査官】黒田 浩一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２５０６２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２２－４２４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５８０４９７１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００６－７１３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６５７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００－２７／４９

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象に応じた測定部を備えたセンサ部と、
前記測定部から取得したアナログ信号を増幅する増幅部を備え、前記センサ部に対して着脱可能に接続される前段信号処理部と、
前記前段信号処理部から取得したアナログ信号を前記測定部による測定結果に関するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備え、前記前段信号処理部に対して着脱可能に接続される信号処理部であって、該デジタル信号に基づいて前記測定部による測定結果を出力するための処理を行うことが可能な制御部に該デジタル信号を供給する信号処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。

【請求項2】

前記センサ部は、前記測定部としての電位差測定電極を備え、
前記前段信号処理部は、前記測定部から取得した電圧信号のインピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備え、
前記増幅部は、前記インピーダンス変換部から取得した電圧信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記センサ部は、前記測定部としての電気伝導率センサを備え、
前記前段信号処理部は、前記測定部に電圧を印加する電圧印加部と、前記測定部から取得した電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部と、を備え、
前記増幅部は、前記Ｉ／Ｖ変換部から取得した電圧信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項4】

前記センサ部は、前記測定部としての酸化還元電流測定電極を備え、
前記前段信号処理部は、前記測定部から取得した電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部を備え、
前記増幅部は、前記Ｉ／Ｖ変換部から取得した電圧信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項5】

前記前段信号処理部は更に、前記測定部に電圧を印加する電圧印加部を有することを特徴とする請求項４に記載の計測装置。

【請求項6】

前記センサ部は、前記測定部としての光学センサを備え、
前記前段信号処理部は、前記測定部に電流を供給する電流供給部と、前記測定部から取得した電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部と、を備え、
前記増幅部は、前記Ｉ／Ｖ変換部から取得した電圧信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項7】

前記信号処理部は、前記センサ部としての第１のセンサ部の前記測定部から取得したアナログ信号を処理する前記前段信号処理部としての第１の前段信号処理部と、前記センサ部としての前記第１のセンサ部とは測定対象が異なる第２のセンサ部の前記測定部から取得したアナログ信号を処理する前記前段信号処理部としての第２の前段信号処理部と、を取り替えて接続することが可能であり、
前記第１の前段信号処理部は、前記第２のセンサ部の前記測定部からのアナログ信号の処理を行わず、前記第２の前段信号処理部は、前記第１のセンサ部の前記測定部からのアナログ信号の処理を行わず、前記信号処理部は、前記第１の前段信号処理部と前記第２の前段信号処理部のいずれから取得したデジタル信号の処理も行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項8】

前記第１のセンサ部及び前記第２のセンサ部はそれぞれ、独立して、電位差測定電極、電気伝導率センサ、酸化還元電流測定電極及び光学センサを含む群から選択される前記測定部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の計測装置。

【請求項9】

前記センサ部と前記前段信号処理部とを着脱可能に接続する第１の接続部を有し、前記第１の接続部は、ケーブルを介さずにコネクタ接続により、又はケーブルを介して、前記センサ部と前記前段信号処理部とを接続することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項10】

前記制御部を備え、前記信号処理部に対して着脱可能に接続される指示部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項11】

前記前段信号処理部と前記信号処理部とを着脱可能に接続する第２の接続部を有し、前記第２の接続部は、ケーブルを介さずにコネクタ接続により、又はケーブルを介して、前記前段信号処理部と前記信号処理部とを接続することを特徴とする請求項１０に記載の計測装置。

【請求項12】

前記信号処理部と前記指示部とを着脱可能に接続する第３の接続部を有し、前記第３の接続部は、ケーブルを介して前記信号処理部と前記指示部とを接続することを特徴とする請求項１０に記載の計測装置。

【請求項13】

前記信号処理部と、前記制御部と、を備え、前記前段信号処理部に対して着脱可能に接続される指示部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項14】

前記前段信号処理部と前記指示部とを着脱可能に接続する第４の接続部を有し、前記第４の接続部は、ケーブルを介して前記前段信号処理部と前記指示部とを接続することを特徴とする請求項１３に記載の計測装置。

【請求項15】

前記前段信号処理部又は前記センサ部の少なくとも一方には、情報を記憶するメモリが設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測装置。

【請求項16】

前記センサ部は、前記測定部とは別に温度センサを備え、
前記前段信号処理部又は前記信号処理部のいずれか一方には、前記温度センサによる温度測定を行う温度測定回路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電位差測定電極（ｐＨ電極、酸化還元電位差測定電極（ＯＲＰ電極）、イオン電極）、電気伝導率センサ、酸化還元電流測定電極（溶存酸素電極、残留塩素電極など）、光学センサ（光学式溶存酸素センサ、濁度センサなど）などを用いた、電位差計（ｐＨ計、酸化還元電位差計、イオンメータなど）、電気伝導率計、酸化還元電流測定器（溶存酸素計、残留塩素計など）、光学式測定器（光学式溶存酸素計、濁度計など）などの計測装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、ｐＨ電極、電気伝導率センサ、溶存酸素電極を用いた、ｐＨ計、電気伝導率計、溶存酸素計などの計測装置がある。このような計測装置において、測定部としてのｐＨ電極、電気伝導率センサ、溶存酸素電極などを備えたセンサ部が、測定結果の表示などを行う指示部に対して着脱可能とされているものがある。また、近年では、センサ部と一体的に又はセンサ部に対して着脱可能にデジタル回路を持たせ、ｐＨ、電気伝導率、溶存酸素濃度などの水質パラメータの値の計算を上記デジタル回路で行い、得られた値をデジタル信号で指示部に送信する計測装置が開発されている。

【0003】

特許文献１では、測定部を備えたセンサユニットと、測定部からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路を備えた測定ユニットと、を備えたプローブが、装置本体に対して着脱自在とされた計測装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１６５７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１１は、従来の計測装置１１の一例の全体構成を示す模式図である。この計測装置１１は、測定部１５を備えたセンサ部（センサユニット）１２と、測定部１５からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路を備えた信号処理部１３（測定ユニット）と、を備えたプローブが、指示部（装置本体）１４に対して着脱可能とされている。そして、この計測装置１１では、センサ部１２は、信号処理部１３に対して着脱可能とされている。このような構成によれば、消耗品である測定部（例えばｐＨ電極）１５を備えたセンサ部１２を、測定回路を備えた信号処理部１３に対して交換することができる。そのため、例えば、破損や劣化によってセンサ部１２の交換が必要になった場合であっても、信号処理部１３を再利用することができる。これにより、ランニングコストの低減や、環境負荷の低減を図ることができる。

【0006】

本願発明は、上記従来の計測装置を更に発展させたものである。つまり、例えば、計測装置で測定可能な測定項目を追加したり、既存のアナログセンサにデジタル回路の機能を持たせたりすることが望まれることがある。この際に、上記従来の構成では、センサ部が備えた測定部の種類（測定原理）が異なる場合には、信号処理部の全体を新たに開発することが必要となる。

【0007】

また、計測装置は、例えば、湖沼水などの環境水の水質の測定のために屋外で用いられる場合がある。このような場合、計測装置のセンサ部などは、埃が多く、湿度が高い環境で使用されたり、夏は直射日光が当たり、冬は寒気に晒されるといった、温度変化などの環境変化が大きい状況で使用されたりする。また、計測装置は、例えば、下水処理場やプラントにおいて水質の測定に用いられる場合がある。このような場合、計測装置のセンサ部などは、測定雰囲気中のガス成分の影響を受ける状況で使用されることがある。そして、上記のような状況で使用されると、湿度や酸化性ガスなどの影響で、信号処理部内の回路が腐食し、信号処理部の再利用が難しくなる可能性がある。例えば、ｐＨ測定の場合、センサ部と信号処理部との電気的接続、インピーダンス変換などのアナログ信号の初段の信号処理に関してはＧΩレベルの高絶縁が必要となる。そのため、信号処理部は、一般的な電気回路では問題にならない軽微な絶縁低下であっても、測定に影響する可能性があり、交換が必要となることがある。この際に、上記従来の構成では、信号処理部の全体を交換することが必要となる。

【0008】

したがって、本発明の目的は、種類が異なる測定部に対して、測定部からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路の一部を共通化することを容易とすることである。

【0009】

また、本発明の他の目的は、測定部からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路のうち、絶縁低下などの劣化による影響を受けやすい部分のみの交換を容易とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的は本発明に係る計測装置にて達成される。要約すれば、本発明は、測定対象に応じた測定部を備えたセンサ部と、前記測定部から取得したアナログ信号を増幅する増幅部を備え、前記センサ部に対して着脱可能に接続される前段信号処理部と、前記前段信号処理部から取得したアナログ信号を前記測定部による測定結果に関するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備え、前記前段信号処理部に対して着脱可能に接続される信号処理部であって、該デジタル信号に基づいて前記測定部による測定結果を出力するための処理を行うことが可能な制御部に該デジタル信号を供給する信号処理部と、を有することを特徴とする計測装置である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、種類が異なる測定部に対して、測定部からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路の一部を共通化することを容易とすることができる。また、本発明によれば、測定部からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路のうち、絶縁低下などの劣化による影響を受けやすい部分のみの交換を容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例の計測装置の全体構成を示す模式図である。

【図2】ｐＨ電極を用いる場合の計測装置の概略回路構成を示す模式図である。

【図3】交流２極方式の電気伝導率センサを用いる場合の計測装置の概略回路構成を示す模式図である。

【図4】電磁誘導方式の電気伝導率センサを用いる場合の計測装置の概略回路構成を示す模式図である。

【図5】ポーラログラフ式の溶存酸素電極を用いる場合の計測装置の概略回路構成を示す模式図である。

【図6】光学式の溶存酸素センサを用いる場合の計測装置の概略回路構成を示す模式図である。

【図7】ゲートウェイ及びデジタルアンプの分解斜視図及び斜視図である。

【図8】ゲートウェイの一部切り欠き断面側面図及びゲートウェイの要素の側面図である。

【図9】計測装置の他の実施例を説明するための模式図である。

【図10】計測装置の更に他の実施例を説明するための模式図である。

【図11】従来の計測装置の全体構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る計測装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【0014】

［実施例１］
１．計測装置の概略構成
図１は、本実施例の計測装置１の全体構成を示す模式図である。本実施例では、計測装置１は、測定対象に応じた測定部（例えばｐＨ電極）２１を備えたセンサ部２を有する。また、本実施例では、計測装置１は、センサ部２の測定部２１から取得したアナログ信号を増幅する増幅部を備え、センサ部２に対して着脱可能に接続される前段信号処理部としてのゲートウェイ（ここでは、「ＧＷ」とも表記する。）３を有する。また、本実施例では、計測装置１は、ゲートウェイ３から取得したアナログ信号をセンサ部２の測定部２１による測定結果に関するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備え、ゲートウェイ３に対して着脱可能に接続される信号処理部としてのデジタルアンプ４を有する。デジタルアンプ４は、このデジタルアンプ４が変換した上記デジタル信号に基づいてセンサ部２の測定部２１による測定結果を出力するための処理を行うことが可能な制御部に該デジタル信号を供給する。また、本実施例では、計測装置１は、デジタルアンプ４が変換した上記デジタル信号に基づいてセンサ部２の測定部２１による測定結果を出力するための処理を行うことが可能な上記制御部を備え、デジタルアンプ４に対して着脱可能に接続される指示部（指示器）５を有する。なお、指示部５は、パーソナルコンピュータなどの汎用の機器で構成されていてもよい。例えば、このような場合に、センサ部２とゲートウェイ３とデジタルアンプ４とで計測装置１が構成されるものとみることもできる。

【0015】

また、本実施例では、計測装置１は、センサ部２とゲートウェイ３とを着脱可能に接続する第１の接続部６を有する。第１の接続部６は、ケーブルを介してセンサ部２とゲートウェイ３とを接続することができる。また、第１の接続部６は、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりセンサ部２とゲートウェイ３とを接続することができる。また、本実施例では、計測装置１は、ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とを着脱可能に接続する第２の接続部７を有する。第２の接続部７は、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりゲートウェイ３とデジタルアンプ４とを接続することができる。また、第２の接続部７は、ケーブルを介してゲートウェイ３とデジタルアンプ４とを接続することができる。また、本実施例では、計測装置１は、デジタルアンプ４と指示部５とを着脱可能に接続する第３の接続部８を有する。第３の接続部８は、典型的には、ケーブルを介してデジタルアンプ４と指示部５とを接続するが、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりデジタルアンプ４と指示部５とを接続してもよい。また、第３の接続部８は、デジタルアンプ４と指示部５とを無線で接続してもよい。

【0016】

また、本実施例では、デジタルアンプ４は、第１のゲートウェイ（例えば図２に示すｐＨ測定用のゲートウェイ３Ａ）と、第２のゲートウェイ（例えば図３に示す電気伝導率測定用のゲートウェイ３Ｂ）と、を取り替えて接続することが可能である。ここで、上記第１のゲートウェイ３Ａは、センサ部２としての第１のセンサ部（ｐＨ測定用のセンサ部）２Ａの測定部２１Ａから取得したアナログ信号を処理するゲートウェイ３である。また、上記第２のゲートウェイ３Ｂは、センサ部２としての上記第１のセンサ部２Ａとは測定対象が異なる第２のセンサ部（電気伝導率測定用のセンサ部）２Ｂの測定部２１Ｂから取得したアナログ信号を処理するゲートウェイ３である。上記第１のゲートウェイ３Ａは、第２のセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂからのアナログ信号の処理を行わず、上記第２のゲートウェイ３Ｂは、第１のセンサ部２Ａの測定部２１Ａからのアナログ信号の処理を行わない。一方、デジタルアンプ４は、第１のゲートウェイ３Ａと第２のゲートウェイ３Ｂのいずれから取得したデジタル信号の処理も行うことが可能である。上記第１のセンサ部及び第２のセンサ部はそれぞれ、独立して、電位差測定電極、電気伝導率センサ、酸化還元電流測定電極及び光学センサを含む群から選択される測定部２１を備えていてよい（図２～図６参照）。

【0017】

このように、本実施例によれば、センサ部２及びゲートウェイ３を取り替えることで、計測装置１を、電位差計（ｐＨ計、酸化還元電位差計、イオンメータなど）、電気伝導率計、酸化還元電流測定器（溶存酸素計、残留塩素計など）、光学式測定器（光学式溶存酸素計、濁度計など）といった異なる測定項目の測定を行う計測装置１として使用することができる。なお、例えば、電位差測定電極であるｐＨ電極とＯＲＰ電極（又はイオン電極）、酸化還元電流測定電極である溶存酸素電極と残留塩素電極というように、測定原理が共通しており、ゲートウェイ３を共用することができる異なる種類のセンサ部２については、１つのゲートウェイ３に対して異なる種類のセンサ部２を取り替えて接続して用いることができる。

【0018】

そして、本実施例によれば、センサ部２の測定部２１の種類（測定原理）に応じたアナログ信号の初段の信号処理（例えばｐＨ測定の場合はインピーダンス変換など）をゲートウェイ３で行うことで、それ以降の機能構成（Ａ／Ｄ変換部、演算部、表示部、操作部など）の共通化が可能となる。つまり、種類（測定原理）が異なる測定部２１を備えたセンサ部２に対して、デジタルアンプ４、更には指示部５の共通化が可能となる。これにより、例えば、計測装置１で測定可能な測定項目を追加したり、既存のアナログセンサにデジタル回路の機能を持たせたりする際に、センサ部２が備えた測定部２１の種類（測定原理）が異なる場合であっても、ゲートウェイ３のみを新しく開発し、デジタルアンプ４、更には指示部５については共通して使用することが可能である。

【0019】

また、ゲートウェイ３に、絶縁低下などの劣化による影響を受けやすい、センサ部２との電気的接続、アナログ信号の初段の信号処理（例えばｐＨ測定の場合はインピーダンス変換など）を行う部分を持たせることで、劣化時の交換部品はゲートウェイ３となり、それ以降の機能構成（Ａ／Ｄ変換部、演算部、表示部、操作部など）の長期利用（継続使用）が可能となる。つまり、センサ部２とデジタルアンプ４とをゲートウェイ３を介して接続する。そして、高絶縁を必要とする、センサ部２とデジタルアンプ４との接続部からアナログ信号の初段の信号処理を行う回路までを、ゲートウェイ３として独立させる。これにより、ゲートウェイ３とデジタルアンプ４との接続部、及びそれ以降の回路の絶縁要求は比較的低くなる。そのため、例えば腐食によって回路内の絶縁が低下した場合であっても、高絶縁が必要な部分を含むゲートウェイ３のみを交換することが可能である。これにより、廃棄する部分を最小限として、ランニングコストの低減や、環境負荷の低減を図ることができる。また、ゲートウェイ３とデジタルアンプ４との接続部の絶縁要求は比較的低いため、上記デジタルアンプ４の共通化に関して、マルチセンサ対応のデジタルアンプ４の開発自由度の増加が期待できる。

【0020】

また、センサ部２がゲートウェイ３に対して着脱可能とされているので、消耗品である測定部２１を備えたセンサ部２を、ゲートウェイ３及びデジタルアンプ４に対して交換することができる。そのため、例えば、破損や劣化によってセンサ部２の交換が必要になった場合であっても、ゲートウェイ３及びデジタルアンプ４を再利用することができる。これにより、ランニングコストの低減や、環境負荷の低減を図ることができる。

【0021】

ここで、センサ部２からのアナログ信号の初段の信号処理は、センサ部２からゲートウェイ３に入力される信号の最初の処理のみに限定されるものではなく、ゲートウェイ３からデジタルアンプ４に入力する信号レベルへと増幅するまでの処理（前段処理、初期処理）を含むものである。

【0022】

２．測定項目ごとの計測装置の構成
次に、本実施例の計測装置１の構成について更に詳しく説明する。本実施例では、計測装置１は、種類（測定原理）が異なる測定部２１を備えた複数のセンサ部２に対して、デジタルアンプ４、指示部５がそれぞれ共通化されている。図２～図６は、測定項目ごとの計測装置１の構成を示す模式図である。

【0023】

本実施例では、計測装置１は、次のセンサ部２を取り替えて使用可能であるものとする。まず、測定部２１Ａとして電位差測定電極であるｐＨ電極を備えたｐＨ測定用のセンサ部（ここでは「ｐＨセンサ部」ともいう。）２Ａ（図２）である。また、測定部２１Ｂとして交流２極方式の電気伝導率センサ（電気伝導率セル）を備えた電気伝導率測定用のセンサ部（ここでは「ＥＣセンサ部」ともいう。）２Ｂ（図３）である。また、測定部２１Ｃとして電磁誘導方式の電気伝導率センサを備えた電気伝導率測定用のセンサ部（ここでは「電磁誘導ＥＣセンサ部」ともいう。）２Ｃ（図４）である。また、測定部２１Ｄとして酸化還元電流測定電極である溶存酸素電極を備えた溶存酸素測定用のセンサ部（ここでは「ＤＯセンサ部」ともいう。）２Ｄ（図５）である。また、測定部２１Ｅとして光学センサである光学式溶存酸素センサを備えた溶存酸素測定用のセンサ部（ここでは「光学ＤＯセンサ部」ともいう。）２Ｅ（図６）である。

【0024】

なお、各測定項目用の要素について、特に区別を要しない場合は、いずれかの測定項目用の要素であることを示す符号の末尾のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを省略して総括的に説明することがある。

【0025】

まず、図２を参照して、ｐＨセンサ部２Ａを使用する場合の計測装置１の構成について更に説明する。

【0026】

計測装置１は、測定部２１ＡとしてのｐＨ電極（ｐＨ複合電極）を備えたｐＨセンサ部２Ａと、ｐＨセンサ部２Ａに応じて構成されたゲートウェイ（ここでは、「ｐＨゲートウェイ」ともいう。）３Ａと、デジタルアンプ４と、指示部５と、を有する。また、計測装置１は、ｐＨセンサ部２ＡとｐＨゲートウェイ３Ａとを着脱可能に接続する第１の接続部６を有する。この第１の接続部６は、ｐＨセンサ部２Ａに設けられたセンサ部コネクタ２４Ａと、ｐＨゲートウェイ３Ａに設けられた第１のゲートウェイコネクタ３８Ａと、を有して構成される。図２では、第１の接続部６は、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりｐＨセンサ部２ＡとｐＨゲートウェイ３Ａとを接続するように示されている。ただし、本実施例では、第１の接続部６は、例えば、ｐＨセンサ部２Ａに結合され、先端にセンサ部コネクタ２４Ａが取り付けられたケーブル（例えば２ｍ～１０ｍ）を介して、ｐＨセンサ部２ＡとｐＨゲートウェイ３Ａとを接続するようになっている。また、計測装置１は、ｐＨゲートウェイ３Ａとデジタルアンプ４とを着脱可能に接続する第２の接続部７を有する。この第２の接続部７は、ｐＨゲートウェイ３Ａに設けられた第２のゲートウェイコネクタ３９Ａと、デジタルアンプ４に設けられた第１のデジタルアンプコネクタ４８と、を有して構成される。図２では、第２の接続部７は、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりｐＨゲートウェイ３Ａとデジタルアンプ４とを接続するように示されている。ただし、第２の接続部７は、例えば、ｐＨゲートウェイ３Ａに結合され、先端に第２のゲートウェイコネクタ３９Ａが取り付けられたケーブル（例えば２ｍ～１０ｍ）を介して、ｐＨゲートウェイ３Ａとデジタルアンプ４とを接続するようになっていてもよい。また、計測装置１は、デジタルアンプ４と指示部５とを着脱可能に接続する第３の接続部８を有する。この第３の接続部８は、デジタルアンプ４に結合されたケーブル４９ｂ（例えば２ｍ～１０ｍ）と、このケーブル４９ｂの先端に取り付けられた第２のデジタルアンプコネクタ４９ａと、指示部５に設けられた指示部コネクタ５７と、を有して構成される。典型的には、図２に示すように、第３の接続部８は、ケーブルを介してデジタルアンプ４と指示部５とを接続する。ただし、第３の接続部８は、ケーブルを介さずにコネクタ接続によりデジタルアンプ４と指示部５とを接続するようになっていてもよい。また、第３の接続部８は、デジタルアンプ４と指示部５とを無線で接続するようになっていてもよい。また、デジタルアンプ４と指示部５との間でのデジタル信号の伝送については、電気的な接続に限らず、光学的な結合手段によってデジタルアンプ４と指示部５とを接続することも可能である。

【0027】

ｐＨセンサ部２Ａは、測定部２１Ａとして、ガラス感応膜などのｐＨ感応部を備えた測定電極（本実施例ではｐＨガラス電極）２０１Ａと、比較電極２０２Ａと、を有して構成されるｐＨ電極（ｐＨ複合電極）を有する。また、ｐＨセンサ部２Ａは、温度補償などのために用いられる温度測定部としての温度センサ２２Ａを有する。温度センサ（温度検出素子）２２Ａは、例えば、２線式のサーミスタ式抵抗体（測温体、抵抗式測温体電極）で構成される。図２では模式的に示されているが、ｐＨセンサ部２Ａは、全体が細長形状とされ、その軸線方向の先端部に測定電極２０１Ａが配置されるように、測定部２１Ａや温度センサ２２Ａが設けられている。また、ｐＨセンサ部２Ａは、上記先端部とは反対側の基端部に隣接して、筐体内にプリント基板を有する。そして、このプリント基板に、ｐＨセンサ部２Ａにおける電気回路が設けられている。このｐＨセンサ部２Ａにおける電気回路は、センサ部コネクタ２４Ａ、又は測定部２１Ａや温度センサ２２Ａから引き出された配線と先端にセンサ部コネクタ２４Ａが設けられたケーブル内の配線との接続部などを含む。また、ｐＨセンサ部２Ａは、上記プリント基板を囲むように、例えばリング状とされる、シールド板２３Ａを有する。上述のように、本実施例では、ｐＨセンサ部２Ａは、測定部２１Ａとして、測定電極２０１Ａと比較電極２０２Ａとが一体とされたｐＨ電極（ｐＨ複合電極）を有する。そして、ｐＨゲートウェイ３Ａとデジタルアンプ４とで構成される、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａからのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路は、上記測定電極２０１Ａと比較電極２０２Ａとの間の電位差を電圧計で測定することによりガラス感応膜に発生した起電力を検出する。

【0028】

ｐＨゲートウェイ３Ａは、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａから取得した電圧信号のインピーダンス変換を行うインピーダンス変換部（インピーダンス変換回路）３１Ａを有する。また、ｐＨゲートウェイ３Ａは、インピーダンス変換部３１Ａから取得した電圧信号を増幅する増幅部（増幅回路）３２Ａを有する。本実施例では、ｐＨゲートウェイ３Ａの増幅部３２Ａ及び他の測定項目用のゲートウェイ３の増幅部３２は、各センサ部２からのアナログ信号のダイナミックレンジをそろえて、デジタルアンプ４で測定できる範囲に増幅するように構成されている。また、ｐＨゲートウェイ３Ａは、情報を記憶する電子的な記憶媒体で構成されたメモリ３３Ａを有する。本実施例では、メモリ３３Ａとしては、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：電気的消去書き込み可能な読み出し専用メモリ）を用いた。しかし、メモリ３３Ａとしては、これに限定されるものではなく、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、電池バックアップ付きＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ワンタイムＲＯＭ、メモリ付きＣＰＵなどから適宜選択して用いることができる。メモリ３３Ａには、詳しくは後述するように、校正データなどが記憶される。図２では模式的に示されているが、ｐＨゲートウェイ３Ａは、全体が略細長円筒形状の筐体を有し、この筐体内に、プリント基板を有する。そして、この筐体の軸線方向の一方の端部に第１のゲートウェイコネクタ３８Ａ、他方の端部に第２のゲートウェイコネクタ３９Ａが配置されるようにして、上記プリント基板に、ｐＨゲートウェイ３Ａにおける電気回路が設けられている。このｐＨゲートウェイ３Ａにおける電気回路は、上記インピーダンス変換部３１Ａ、増幅部３２Ａ、メモリ３３Ａ、第１、第２のゲートウェイコネクタ３８Ａ、３９Ａなどを含む。また、ｐＨゲートウェイ３Ａは、上記プリント基板を囲むように、例えばリング状とされる、シールド板３４Ａを有する。

【0029】

デジタルアンプ４は、ｐＨゲートウェイ３Ａの増幅部３２Ａから取得した電圧信号を、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａによる測定結果に関するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部（Ａ／Ｄ変換回路）４１を有する。また、デジタルアンプ４は、演算部としてのＣＰＵ４２を有する。デジタルアンプ４のＣＰＵ４２は、デジタルアンプ４における処理（動作）を統括的に制御する。特に、本実施例では、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２は、Ａ／Ｄ変換部４１から取得したデジタル信号を処理（校正データを用いた校正、温度測定値を用いた補正など）して、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａによる測定結果（ｐＨ値）を求める。また、デジタルアンプ４は、情報を記憶する電子的な記憶媒体で構成された記憶部４３を有する。本実施例では、デジタルアンプ４の記憶部４３としては、ＥＥＰＲＯＭを用いた。しかし、デジタルアンプ４の記憶部４３としては、これに限定されるものではなく、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、電池バックアップ付きＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ワンタイムＲＯＭ、メモリ付きＣＰＵなどから適宜選択して用いることができる。デジタルアンプ４の記憶部４３には、デジタルアンプ４における処理（動作）を制御するための手順及びデータなどが記憶されている。特に、本実施例では、デジタルアンプ４の記憶部４３には、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａによる測定結果（ｐＨ値）を演算し出力するための手順及びデータなどが記憶されている。また、デジタルアンプ４は、入出力回路（入出力部、通信ドライバ）４４を有する。デジタルアンプ４の入出力回路４４は、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２と指示部５との間のデジタル信号の伝送などを制御する。また、デジタルアンプ４は、ｐＨゲートウェイ３Ａのメモリ３３Ａに対する情報の読み込み及び書き込みを制御するメモリ読み込み／書き込み部（メモリ読み込み／書き込み回路）４５を有する。また、デジタルアンプ４は、後述する指示部５の電源部５６から給電されてデジタルアンプ４の被給電部及びｐＨゲートウェイ３Ａの被給電部に電力を供給する電源供給部（電源供給回路）４６を有する。また、デジタルアンプ４は、温度測定回路４７を有する。温度測定回路４７は、ｐＨセンサ部２Ａの温度センサ２２ＡからｐＨゲートウェイ３Ａを介して取得したアナログ信号を温度センサ２２Ａによる測定結果（温度測定値）を示すデジタル信号に変換して、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２、あるいは後述する指示部５のＣＰＵ５１に供給する。図２では模式的に示されているが、デジタルアンプ４は、全体が略細長円筒形状の筐体を有し、この筐体内に、プリント基板を有する。そして、この筐体の軸線方向の一方の端部に第１のデジタルアンプコネクタ４８、他方の端部にデジタルアンプ４の各部から引き出された配線と先端に第２のデジタルアンプコネクタ４９ａが設けられたケーブル４９ｂ内の配線との接続部が配置されるようにして、上記プリント基板に、デジタルアンプ４における電気回路が設けられている。このデジタルアンプ４における電気回路は、上記Ａ／Ｄ変換部４１、ＣＰＵ４２、記憶部４３、入出力回路４４、メモリ読み込み／書き込み部４５、電源供給部４６、温度測定回路４７、第１のデジタルアンプコネクタ４８、デジタルアンプ４の各部から引き出された配線と先端に第２のデジタルアンプコネクタ４９ａが設けられたケーブル４９ｂ内の配線との接続部などを含む。

【0030】

指示部５は、制御部としてのＣＰＵ５１を有する。指示部５のＣＰＵ５１は、指示部５における処理（動作）を統括的に制御する。特に、本実施例では、指示部５のＣＰＵ５１は、デジタルアンプ４から取得したデジタル信号に基づいてｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａによる測定結果を出力するための処理を行う。なお、測定結果を出力する処理は、後述する表示部５５により測定結果を表示する処理、指示部５に設けられるか指示部５に接続されたプリンタにより測定結果を印字して出力する処理、及び指示部５に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器において表示手段により表示するなどのために外部機器に向けて測定結果に関する信号を出力する処理のうちの少なくとも１つであってよい。また、指示部５は、情報を記憶する電子的な記憶媒体で構成された記憶部５２を有する。指示部５の記憶部５２としては、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、電池バックアップ付きＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ワンタイムＲＯＭ、メモリ付きＣＰＵなどから適宜選択して用いることができる。指示部５の記憶部５２には、指示部５における処理（動作）を制御するための手順及びデータなどが記憶されている。特に、本実施例では、指示部５の記憶部５２には、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１Ａによる測定結果（ｐＨ値）、温度センサ２２Ａによる測定結果（温度測定値）などを出力（表示など）するための手順及びデータなどが記憶されている。指示部５の記憶部５２は、測定結果を記憶することもできる。また、指示部５は、入出力回路（入出力部、通信ドライバ）５３を有する。指示部５の入出力回路５３は、指示部５のＣＰＵ５１とデジタルアンプ４との間のデジタル信号の伝送などを制御する。また、指示部５は、操作キーなどの入力手段を備えた操作部５４を有する。操作部５４は、使用者（操作者）による測定の開始／停止、各種設定の入力などの指示を受け付け、指示部５のＣＰＵ５１に伝送する。また、指示部５は、液晶ディスプレイなど表示手段を備えた表示部５５を有する。表示部５５は、指示部５のＣＰＵ５１の制御のもとで、測定結果の表示、各種設定のための設定画面の表示などを行う。また、指示部５は、指示部５の被給電部及びデジタルアンプ４の電源供給部４６に電力を供給する電源回路（電源部）５６を有する。また、指示部５には、指示部コネクタ５７が設けられている。

【0031】

第１の接続部６では、センサ部コネクタ２４Ａと第１のゲートウェイコネクタ３８Ａのそれぞれの対応する接点部（ピン、ピン受け穴など）同士が接続される。第１の接続部６には、ｐＨセンサ部２Ａの測定部２１ＡとｐＨゲートウェイ３Ａのインピーダンス変換部３１Ａとを接続するための接点部が設けられている。また、第１の接続部６には、ｐＨセンサ部２Ａの温度センサ２２ＡとｐＨゲートウェイ３Ａに設けられた温度センサ用中継線とを接続するための接点部が設けられている。また、第１の接続部６には、ｐＨセンサ部２Ａのシールド板２３ＡとｐＨゲートウェイ３Ａのシールド板３４Ａとを接続するための接点部が設けられている。

【0032】

第２の接続部７では、第２のゲートウェイコネクタ３９Ａと第１のデジタルアンプコネクタ４８のそれぞれの対応する接点部（ピン、ピン受け穴など）同士が接続される。第２の接続部７には、ｐＨゲートウェイ３Ａの増幅部３２Ａとデジタルアンプ４のＡ／Ｄ変換部４１とを接続するための接点部が設けられている。また、第２の接続部７には、ｐＨゲートウェイ３Ａに設けられた温度センサ用中継線とデジタルアンプ４の温度測定回路４７とを接続するための接点部が設けられている。また、第２の接続部７には、ｐＨゲートウェイ３Ａのメモリ３３Ａとデジタルアンプ４のメモリ読み込み／書き込み部４５とを接続するための接点部が設けられている。また、第２の接続部７には、ｐＨゲートウェイ３Ａのメモリ３３Ａとデジタルアンプ４の電源供給部４６とを接続するための接点部が設けられている。また、図２では図示が省略されているが、第２の接続部７には、ｐＨゲートウェイ３Ａのシールド板３４Ａを、デジタルアンプ４を介して指示部５においてＧＮＤに接続するための接点部が設けられている。なお、本実施例では、第２の接続部７には、ｐＨセンサ部２Ａ、ｐＨゲートウェイ３Ａでは使用されないが、デジタルアンプ４の構成の共通化のために、デジタルアンプ４の電源供給部４６からセンサ部２の測定部２１に電力を供給するための接点部が設けられている。

【0033】

第３の接続部８では、第２のデジタルアンプコネクタ４９ａと指示部コネクタ５７のそれぞれの対応する接点部（ピン、ピン受け穴など）同士が接続される。第３の接続部８には、デジタル通信用の接点部と、電源供給用の接点部と、が設けられている。また、第３の接続部８には、ｐＨセンサ部２Ａのシールド板２３Ａ、ｐＨゲートウェイ３Ａのシールド板３４Ａを、デジタルアンプ４を介して指示部５においてＧＮＤに接続するための接点部が設けられている。

【0034】

次に、図３～図６を参照して、ＥＣセンサ部２Ｂ（図３）、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃ（図４）、ＤＯセンサ部２Ｄ（図５）、光学ＤＯセンサ部２Ｅ（図６）を使用する場合の計測装置１の構成について更に説明する。

【0035】

なお、図３～図６において、図２におけるものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素には同一の符号を付している（各測定項目用の同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、各測定項目用の要素であることを示す符号の末尾のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを付した同一の番号を付している）。これらの要素については、図２を参照して行ったｐＨ測定の場合の説明を援用し、詳しい説明は適宜省略する。また、ＥＣセンサ部２Ｂ、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃ、ＤＯセンサ部２Ｄ、光学ＤＯセンサ部２Ｅに応じて構成されたゲートウェイ３を、それぞれ「ＥＣゲートウェイ３Ｂ」、「電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃ」、「ＤＯゲートウェイ３Ｄ」、「光学ＤＯゲートウェイ３Ｅ」ともいう。

【0036】

図３に示すように、ＥＣセンサ部２Ｂは、測定部２１Ｂとして、一対の電極２０３Ｂ、２０４Ｂを備えた電気伝導率センサ（電気伝導率セル）を有する。本実施例では、ＥＣセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂは、白金黒電極を用いた交流２極方式の電気伝導率セルである。そして、ＥＣゲートウェイ３Ｂとデジタルアンプ４とで構成される、ＥＣセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂからのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路は、上記一対の電極２０３Ｂ、２０４Ｂの間に交流電圧を印加し、その際に流れる電流を電流計で測定してインピーダンスを検出する。そのため、ＥＣゲートウェイ３Ｂには、ＥＣセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂに交流電圧を印加する交流電圧印加部（交流電圧印加回路）３５Ｂが設けられている。交流電圧印加部３５Ｂは、デジタルアンプ４の電源供給部４６から給電される。また、ＥＣゲートウェイ３Ｂでは、ＥＣセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂから取得されるアナログ信号は電流信号である。そのため、ＥＣゲートウェイ３Ｂには、ＥＣセンサ部２Ｂの測定部２１Ｂから取得される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部（Ｉ／Ｖ変換回路）３６Ｂが設けられている。ＥＣゲートウェイ３Ｂでは、増幅部３２Ｂは、Ｉ／Ｖ変換部３６Ｂから取得した電圧信号を増幅する。上述のように、この増幅部３２Ｂは、他の測定項目用のゲートウェイ３の増幅部３２とダイナミックレンジをそろえるようにアナログ信号を増幅する。

【0037】

図４に示すように、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃは、測定部２１Ｃとして、一対のコイル２０５Ｃ、２０６Ｃを備えた電磁誘導式電気伝導率センサを有する。そして、電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃとデジタルアンプ４とで構成される、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃの測定部２１Ｃからのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路は、上記一対のコイル２０５Ｃ、２０６Ｃの間で生じる誘導電流を電流計で測定する。そのため、電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃには、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃの測定部２１Ｃの一方のコイル２０６Ｃに交流電圧を印加する交流電圧印加部（交流電圧印加回路）３５Ｃが設けられている。交流電圧印加部３５Ｃは、デジタルアンプ４の電源供給部４６から給電される。また、電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃでは、電磁誘導ＥＣセンサ部２Ｃの測定部２１Ｃの他方のコイル２０５Ｃから取得されるアナログ信号は電流信号である。そのため、電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃには、上記他方のコイル２０５Ｃから取得される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部（Ｉ／Ｖ変換回路）３６Ｃが設けられている。電磁誘導ＥＣゲートウェイ３Ｃでは、増幅部３２Ｃは、Ｉ／Ｖ変換部３６Ｃから取得した電圧信号を増幅する。上述のように、この増幅部３２Ｃは、他の測定項目用のゲートウェイ３の増幅部３２とダイナミックレンジをそろえるようにアナログ信号を増幅する。

【0038】

図５に示すように、ＤＯセンサ部２Ｄは、測定部２１Ｄとして、作用極２０７Ｄと対極２０８Ｄとを備えた溶存酸素電極を有する。本実施例では、ＤＯセンサ部２Ｄの測定部２１Ｄは、作用極２０７Ｄと対極２０８Ｄとを酸素ガス透過性隔膜で仕切られた収容部内に有する隔膜式ポーラログラフ型電極である。そして、ＤＯゲートウェイ３Ｄとデジタルアンプ４とで構成される、ＤＯセンサ部２Ｄの測定部２１Ｄからのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路は、上記作用極２０７Ｄと対極２０８Ｄとの間に直流電圧を印加し、隔膜を透過した酸素が作用極で還元されるときに流れる電流を電流計で測定することで、溶存酸素に比例した拡散電流を検出する。そのため、ＤＯゲートウェイ３Ｄには、ＤＯセンサ部２Ｄの測定部２１Ｄに直流電圧を印加する直流電圧印加部（直流電圧印加回路）３５Ｄが設けられている。直流電圧印加部３５Ｄは、デジタルアンプ４の電源供給部４６から給電される。また、ＤＯゲートウェイ３Ｄでは、ＤＯセンサ部２Ｄの測定部２１Ｄから取得されるアナログ信号は電流信号である。そのため、ＤＯゲートウェイ３Ｄには、ＤＯセンサ部２Ｄの測定部２１Ｄから取得される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部（Ｉ／Ｖ変換回路）３６Ｄが設けられている。ＤＯゲートウェイ３Ｄでは、増幅部３２Ｄは、Ｉ／Ｖ変換部３６Ｄから取得した電圧信号を増幅する。上述のように、この増幅部３２Ｄは、他の測定項目用のゲートウェイ３の増幅部３２とダイナミックレンジをそろえるようにアナログ信号を増幅する。

【0039】

図６に示すように、光学ＤＯセンサ部２Ｅは、測定部２１Ｅとして、投光部２０９Ｅと受光部２１０Ｅとを備えた光学式溶存酸素センサを有する。本実施例では、光学ＤＯセンサ部２Ｅの測定部２１Ｅは、特定の波長の励起光により蛍光を発する蛍光色素が固定された蛍光色素膜と、蛍光色素膜に励起光を照射する投光部２０９Ｅと、蛍光色素膜が発する蛍光を受光する受光部２１０Ｅと、を有する。そして、光学ＤＯゲートウェイ３Ｅとデジタルアンプ４とで構成される、光学ＤＯセンサ部２Ｅの測定部２１Ｅからのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する測定回路は、蛍光色素膜に励起光を照射して発生させた蛍光の持続時間や強度を検出することで、蛍光色素の蛍光が溶存酸素によって妨げられることによる蛍光の持続時間の短縮、あるいは蛍光の強度の低下を検出する。そのため、光学ＤＯゲートウェイ３Ｅには、光学ＤＯセンサ部２Ｅの測定部２１Ｅの投光部２０９Ｅに駆動電流を供給する電流供給部３７Ｅが設けられている。電流供給部３７Ｅは、デジタルアンプ４の電源供給部４６から給電される。また、光学ＤＯゲートウェイ３Ｅでは、光学ＤＯセンサ部２Ｅの測定部２１Ｃの受光部２１０Ｅから取得されるアナログ信号は電流信号である。そのため、光学ＤＯゲートウェイ３Ｅには、上記受光部２１０Ｅから取得される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換部（Ｉ／Ｖ変換回路）３６Ｅが設けられている。光学ＤＯゲートウェイ３Ｅでは、増幅部３２Ｅは、Ｉ／Ｖ変換部３６Ｅから取得した電圧信号を増幅する。上述のように、この増幅部３２Ｅは、他の測定項目用のゲートウェイ３の増幅部３２とダイナミックレンジをそろえるようにアナログ信号を増幅する。

【0040】

ここで、本実施例では、各測定項目用のゲートウェイ３の第２のゲートウェイコネクタ３９の形状及びピンの構成は同じである。これにより、本実施例では、各測定項目用のゲートウェイ３の第２のゲートウェイコネクタ３９は、各測定項目に対して共通化されたデジタルアンプ４の共通の第１のデジタルアンプコネクタ４８に接続することができる。

【0041】

そして、デジタルアンプ４は、接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じて、センサ部２の測定部２１による測定結果（ｐＨ値、電気伝導率値、溶存酸素濃度値）を求めて指示部５に出力する。デジタルアンプ４の記憶部４３には、予め又は適宜追加して、デジタルアンプ４に接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じたデジタルアンプ４における処理（動作）を制御するための手順及びデータなどを記憶させることができる。デジタルアンプ４のＣＰＵ４２は、デジタルアンプ４に接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じて、デジタルアンプ４の記憶部４３に記憶された情報に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４１から取得したデジタル信号を処理（校正データを用いた校正、温度測定値を用いた補正など）して、センサ部２の測定部２１による測定結果（ｐＨ値、電気伝導率値、溶存酸素濃度値）を求めて指示部５に出力する。

【0042】

また、指示部５は、接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じて、センサ部２の測定部２１による測定結果（ｐＨ値、電気伝導率値、溶存酸素濃度値）を出力（表示など）するための処理を行う。指示部５の記憶部５２には、予め又は適宜追加して、指示部５に接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じた指示部５における処理（動作）を制御するための手順及びデータなどを記憶させることができる。指示部５のＣＰＵ５１は、指示部５に接続されたセンサ部２及びゲートウェイ３に応じて、指示部５の記憶部５２に記憶された情報に基づいて、デジタルアンプ４から取得されたデジタル信号を用いて、センサ部２の測定部２１による測定結果（ｐＨ値、電気伝導率値、溶存酸素濃度値）、温度センサ２２による測定結果（温度測定値）などを出力（表示など）するための処理を行う。

【0043】

なお、センサ部２とゲートウェイ３とが間違った組み合わせで接続された場合、ゲートウェイ３はセンサ部２に合わせた回路構成（電圧印加部、電流供給部など）を持っているので、適正に測定を行うことができない。また、例えばインピーダンス変換部を持ったゲートウェイ３を使用する測定部（ｐＨ、ＯＲＰ、イオン）に電圧の印加や電流の供給を行うと、不具合（塩化銀が銀に還元されて電位がズレるなど）が生じる可能性もある。これに対して、例えばセンサ部２がメモリを内蔵している場合は（実施例２参照）、メモリの情報に基づいて、センサ部２とゲートウェイ３とが間違った組み合わせで接続されたことの警告（表示など）、あるいは電圧印加や電流供給の停止（禁止）を行うことができる。また、例えばセンサ部２にメモリが設けられていない場合など（設けられていてもよい）には、センサ部２とこれに対応するゲートウェイ３との正しい組み合わせごとに、接続部（ケーブルコネクタ、コネクタ）の形状を変えて、間違った組み合わせでは物理的に接続できないようにすることができる。

【0044】

３．ゲートウェイ
次に、本実施例におけるゲートウェイ３のコネクタまわりの構成について更に説明する。図７（ａ）は、ゲートウェイ３をデジタルアンプ４から取り外した状態を示す分解斜視図である。また、図７（ｂ）は、ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とを接続した状態を示す斜視図である。また、図８（ａ）は、ゲートウェイ３の一部切り欠き断面側面図である。また、図８（ｂ）は、ゲートウェイ３に設けられるプリント基板及びコネクタの側面図である。

【0045】

図７（ａ）に示すように、ゲートウェイ３は、全体が略細長円筒形状のゲートウェイ筐体３０１を有する。このゲートウェイ筐体３０１の軸線方向の一方の端部（先端部）３０１ａから突出するように第１のゲートウェイコネクタ３８が設けられている。また、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、このゲートウェイ筐体３０１の軸線方向の他方の端部（基端部）３０１ｂに形成された凹部内に第２のゲートウェイコネクタ３９が設けられている。また、デジタルアンプ４は、全体が略細長円筒形状のデジタルアンプ筐体４０１を有する。このデジタルアンプ筐体４０１の軸線方向の一方の端部（先端部）４０１ａに、略円筒形状の筒状部４０２が設けられており、この筒状部４０２に形成された凹部内に第１のデジタルアンプコネクタ４８が設けられている。また、このデジタルアンプ筐体４０１の軸線方向の他方の端部（基端部）４０１ｂから、先端に第２のデジタルアンプコネクタ４９ａ（図７（ａ）には図示せず）が設けられたケーブル４９ｂが引き出されている。

【0046】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ゲートウェイ筐体３０１の基端部３０１ｂに形成された凹部内に、デジタルアンプ筐体４０１の先端部４０１ａに設けられた筒状部４０２がスライド移動させられて挿入され、嵌合される。これにより、第２のゲートウェイコネクタ３９と第１のデジタルアンプコネクタ４８の接点部同士が接続される。また、デジタルアンプ筐体４０１の筒状部４０２の外周面には、ゲートウェイ筐体３０１の基端部３０１ｂの凹部の内周面とデジタルアンプ筐体４０１の筒状部４０２の外周面との間を液密的に封止する封止部材としてのＯリング４０３が設けられている。そして、ゲートウェイ筐体３０１の外周を取り巻くように配置される固定部材４０５の貫通穴に、ゲートウェイ筐体３０１が先端部３０１ａ側から挿通される。また、固定部材４０５の内周面に設けられた係合部（図示せず）が、ゲートウェイ筐体３０１の外周面に設けられた係合部３０７に係合されると共に、固定部材４０５の内周面に設けられた係止部（図示せず）が、デジタルアンプ筐体４０１の外周面に設けられた係止部４０４に係止される。これにより、ゲートウェイ３がデジタルアンプ４に固定される。デジタルアンプ４からゲートウェイ３を取り外す手順は、上記の取り付ける手順の逆である。このようにゲートウェイ３とデジタルアンプ４とが一体化されてデジタル変換ケーブルターミナル９が構成される。

【0047】

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のゲートウェイコネクタ３８と第２のゲートウェイコネクタ３９が取り付けられたプリント基板３０２が、ゲートウェイ筐体３０１内に設けられた支持構造３０６に固定される。ゲートウェイ筐体３０１内には、プリント基板３０２を取り囲むようにシールド板３４が配置されている。第２のゲートウェイコネクタ３９の外周面と支持構造３０６の内周面との間は、Ｏリング３０５によって液密的に封止されている。一方、本実施例では、第１のゲートウェイコネクタ３８とプリント基板３０２との接続部の周囲（該接続部と支持構造３０６との間）には充填部材３０４が充填され、液密的に封止されている。充填部材３０４の材料としては、これに限定されるもではないが、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料や、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのゴム材料を用いることができる。本実施例では、充填部材３０４の材料としてフッ素樹脂を用いた。これにより、第１のゲートウェイコネクタ３８まわりで、湿度や酸化性ガスなどの影響による腐食などに起因して、絶縁低下が生じることを抑制することができる。したがって、ゲートウェイ３の長寿命化を図ることができる。

【0048】

なお、本実施例では、第１のゲートウェイコネクタ３８は、センサ部２に結合されたケーブルの先端に設けられたセンサ部コネクタ２４の凹部内にスライド移動させられて挿入され、嵌合される。これにより、センサ部コネクタ２４と第１のゲートウェイコネクタ３８の接点部同士が接続される。

【0049】

４．メモリの利用態様
次に、ゲートウェイ３に設けられたメモリ３３の利用態様の例について説明する。

【0050】

例えば、ｐＨ測定や溶存酸素濃度測定においては、センサ部２を使用する前に、標準液などを用いてセンサ部２の特性を校正し、この校正結果に基づいて測定値を計算・補正することが必要である。そこで、ゲートウェイ３のメモリ３３に、センサ部２の測定部２１に関する情報として、校正データを記憶させることが可能である。例えば、センサ部２を交換した場合に、新たなセンサ部２による最初の測定を行う前に、ゲートウェイ３のメモリ３３に記憶されている交換前のセンサ部２に関する校正データを、新たなセンサ部２に関して標準液などを用いて取得した新たな校正データに更新する（書き換える）ことができる。センサ部２を交換した場合に限らず、例えば定期的に標準液などを用いた校正を行って、ゲートウェイ３のメモリ３３に記憶されている校正データを更新することができる。また、センサ部２及びゲートウェイ３の工場出荷時などにおける検査時に、ゲートウェイ３のメモリ３３に校正データを記憶させるようにしてもよい。デジタルアンプ４のＣＰＵ４２は、標準液などを用いた所定の校正手順に従って取得した校正データを、メモリ読み込み／書き込み部４５を介してゲートウェイ３のメモリ３３に書き込むことができる。また、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２は、メモリ読み込み／書き込み部４５を介して読み込んだ校正データに基づいて、測定結果を求めることができる。同様の処理を、指示部５のＣＰＵ５１が行うようにしてもよい。このようにゲートウェイ３のメモリ３３に校正データを記憶させることにより、例えば、センサ部２の設置個所とは異なる実験室などで、センサ部２、ゲートウェイ３及びデジタルアンプ４を校正用の指示部５に接続する（あるいは、センサ部２及びゲートウェイ３を校正用のデジタルアンプ４及び指示部５に接続する）などして校正を行って、ゲートウェイ３のメモリ３３に校正データを記憶させることができる。これにより校正作業の容易化などを図ることができる。

【0051】

また、例えば、電気伝導率測定（交流２極方式）においては、センサ部２（電気伝導率セル）の感度を補正するためのセル定数の入力が必要となる。そこで、ゲートウェイ３のメモリ３３に、センサ部２の測定部２１に関する情報として、予めセル定数を記憶させておくことが可能である。これにより、このセル定数を測定結果（電気伝導率値）の演算・補正に使用することが可能である。例えば、センサ部２及びゲートウェイ３の工場出荷時などにおける検査時に、ゲートウェイ３のメモリ３３にセル定数を記憶させるようにすることができる。このような構成とすることで、セル定数を自動設定することができるので、設定忘れや間違いを低減することができる。

【0052】

また、例えば、ｐＨ電極は、取引証明に使用する場合のように計量法による検定が必要な場合があり、この場合にはｐＨ電極についての有効期間は２年である。このように有効期間が決まっているセンサ部２においては、センサ部２を使用し始めた際に有効期限（あるいは初めて使用日時）をゲートウェイ３のメモリ３３に書き込んでおくことができる。そして、測定を行う度にゲートウェイ３のメモリ３３に記憶された有効期限を読み出し、例えばデジタルアンプ４や指示部５に内蔵された時計と比較し、期限が近づいていることを指示部５などにおいて表示するなどして、使用者に知らせることができる。また、期限が過ぎている場合には、使用者に警告を発するか、又は使用を停止するようにすることもできる。また、必要に応じて、使用者が標準液による校正の有効期限を設定することもできる。つまり、使用者が標準液を用いて校正を行った際に、その標準液による校正の日時をゲートウェイ３のメモリ３３に書き込むことができる。これにより、ゲートウェイ３のメモリ３３に記憶された校正日時と有効期限とを比較し、注意や警告などのメッセージを随時表示などさせることができる。また、自動で又は使用者の指示により、標準液を用いて行った校正を行った日時の履歴情報をゲートウェイ３のメモリ３３に記憶させることもできる。校正履歴は、現在まで行った校正の日時（年、月、日、時間のうちの少なくとも１つ）の全てを記憶させることに限定されるものではなく、最後の校正日時、あるいは最後から所定回数前までの校正日時などであってもよい。また、センサ部２の使用時間をゲートウェイ３のメモリ３３に記憶させることも可能である。例えば、指示部５の電源が入っている状態でセンサ部２が指示部５に接続されている時間を積算することによって使用時間とする。さらに、ゲートウェイ３のメモリ３３には、センサ部２の劣化判断情報を記憶させることもできる。例えば、センサ部２にはそれぞれ理論的な発生電位がある。個々のセンサ部２によってそれぞれ違いがあるので校正が必要になるが、基本的に理論からかけ離れた電位を発生することはない。そこで、理論電位から例えば１０％下回ったら劣化と判断することができる。例えば、ｐＨ計では２点校正を行ない不斉電位と感度を算出するが、不斉電位に対しては０ｍＶが基準で±３０ｍＶ以上あった場合には異常、感度は５９．１６ｍＶが基準で１０％以上下回った場合に異常（劣化）と判断することができる。このような構成とすることにより、センサ部２の管理が容易となる。なお、ここでは、ｐＨ電極に関して説明したが、イオン電極、電気伝導率セル、溶存酸素電極などにも同様に適用し、同様の効果を達成し得るものである。

【0053】

また、例えば、イオン選択性電極の場合には、イオン標準液により校正を行なった際にその結果をゲートウェイ３のメモリ３３に書き込み、更に、校正日時も校正データと共に書き込んでおくことができる。また、イオン選択性電極の場合も、校正期限などをゲートウェイ３のメモリ３３に記憶されたデータに基づいて上記と同様に管理することができる。また、予めイオン価数を記憶させて、イオン価数を自動設定することもできる。これにより、設定忘れや間違いを低減すことができる。

【0054】

また、例えば、サーミスタ式温度計では、温度測定の精度又は互換性を上げるためにサーミスタに補正抵抗を入れたり、又は同じ特性の素子を選択して使用したりすることが行なわれる。したがって、センサ部２がサーミスタ（温度補償用の温度センサ、又は温度センサを単独）を備えている場合、ゲートウェイ３のメモリ３３に、サーミスタの特性データ、例えばＢ定数、公称抵抗値、温度テーブルなどのデータを書き込んでおくことができる。そして、このデータを読み出し、測定抵抗値に基づいて演算することにより、精度の高い温度測定を行なうことができる。なお、サーミスタ電極の代わりに白金抵抗体など、その他の抵抗式測温体電極を使用した計測装置に対しても同様に適用して同じ効果を達成し得る。

【0055】

また、ゲートウェイ３のメモリ３３に、センサ部２又はゲートウェイ３の少なくとも一方に関する識別情報を記憶させることが可能である。このセンサ部２又はゲートウェイ３の少なくとも一方に関する識別情報は、例えばセンサ部２又はゲートウェイ３の少なくとも一方の種類（測定項目）、型式名、製造番号などの情報を含む。例えば、センサ部２やゲートウェイ３の製造時や工場出荷時に、ゲートウェイ３のメモリ３３に識別情報を記憶させるようにすることができる。そして、例えば、指示部５のＣＰＵ５１は、ゲートウェイ３のメモリ３３から取得した識別情報に基づいて、測定結果を出力する処理を、測定項目に応じた処理に自動的に切り替えることができる。また、指示部５のＣＰＵ５１は更に、ゲートウェイ３のメモリ３３から取得した識別情報に基づいて、指示部５に設けられた操作部５４の機能を、測定項目に応じた機能に自動的に切り替えることができる。なお、例えば識別情報を用いない場合などには、上記表示や機能は、例えば指示部５の操作部５４を介して使用者が手動で測定項目に応じて切り替えるようになっていてよい。

【0056】

このように、ゲートウェイ３のメモリ３３には、校正データ、使用時間、劣化情報、校正履歴、補正係数、セル定数、イオン価数、識別情報のうちの少なくとも１つの情報が記憶されてよい。

【0057】

５．効果
以上説明したように、本実施例によれば、種類が異なる測定部２１に対して、測定部２１からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路の一部を共通化することを容易とすることができる。

【0058】

また、本実施例によれば、測定部２１からのアナログ信号を測定結果に関するデジタル信号に変換する回路のうち、絶縁低下などの劣化による影響を受けやすい部分のみの交換を容易とすることができる。

【0059】

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の計測装置において、実施例１の計測装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。本実施例では、実施例１の計測装置１のいくつかの変形例について説明する。

【0060】

図９は、メモリの配置に関する実施例１の計測装置１の変形例を説明するための模式図である。実施例１では、ゲートウェイ３にメモリ３３が設けられており、このメモリ３３の利用態様の例について説明した。これに対し、図９に示すように、ゲートウェイ３にメモリ３３を設けることに代えて、センサ部２にメモリ６１を設けてもよい。この場合、ゲートウェイ３では、センサ部２のメモリ６１とデジタルアンプ４との間での信号及び電力の中継のみ行われる。そのため、第１の接続部６には、センサ部２のメモリ６１とゲートウェイ３に設けられたメモリ用中継線とを接続するための接点部が設けられ、第２の接続部７には、該メモリ用中継線とデジタルアンプ４のメモリ読み込み／書き込み部４５、電源供給部４６とを接続するための接点部が設けられる。そして、このセンサ部２のメモリ６１には、実施例１においてゲートウェイ３のメモリ３３に記憶させることができるとした情報を記憶させることができる。これにより、ゲートウェイ３のメモリ３３の利用態様に関して説明した効果と同様の効果を得ることができる。なお、センサ部２のメモリ６１と、ゲートウェイ３のメモリ３３と、の両方を設けることもできる。この場合、例えば、両メモリに記憶された識別情報を比較することに基づいて、互いに対応しないセンサ部２とゲートウェイ３との誤装着の検知及び報知（表示部におけるエラー表示、音による警報など）、印加信号の停止（又は信号印加の禁止）などを行うことが可能となる。この処理は、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２、あるいは指示部５のＣＰＵ５１が行うことができる。

【0061】

図１０は、温度測定回路の配置に関する実施例１の計測装置１の変形例を説明するための模式図である。実施例１では、デジタルアンプ４に温度測定回路４７が設けられていた。これに対し、図１０に示すように、デジタルアンプ４に温度測定回路４７を設けることに代えて、ゲートウェイ３に温度測定回路６２を設けてもよい。この温度測定回路６２は、センサ部２の温度センサ２２から取得したアナログ信号を温度センサ２２による測定結果（温度測定値）を示すデジタル信号に変換して、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２（あるいは指示部５のＣＰＵ５１）に供給する。この場合、第１の接続部６には、センサ部２の温度センサ２２とゲートウェイ３の温度測定回路とを接続するための接点部が設けられ、第２の接続部７には、ゲートウェイ３の温度測定回路６２とデジタルアンプ４のＣＰＵ４２、電源供給部４６とを接続するための接点部が設けられる。このような構成により、センサ部２間で温度センサの種類や構成が異なる場合であっても、各温度センサに応じたゲートウェイ３を開発することで、デジタルアンプ４の構成を変更せずに対応することができる。

【0062】

また、実施例１におけるデジタルアンプ４の機能を、指示部５が包含していてもよい。つまり、計測装置１は、Ａ／Ｄ変換部を備えた信号処理部と、測定部２１による測定結果を出力するための処理を行うことが可能な制御部と、を備え、前段信号処理部（ゲートウェイ）３に対して着脱可能に接続される指示部５を有していてよい。この場合、計測装置１は、前段信号処理部３と指示部５とを着脱可能に接続する第４の接続部を有する。この第４の接続部は、典型的には、ケーブルを介して前段信号処理部３と指示部５とを接続するが、ケーブルを介さずにコネクタ接続により前段信号処理部３と指示部５とを接続してもよい。

【0063】

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

【0064】

上述の実施例では、電位差測定電極は、ｐＨ電極であるとして説明したが、ｐＨ電極、酸化還元電位差測定電極（ＯＲＰ電極）、及びイオン電極のうちの少なくとも１つを含む群から選択される電位差測定電極であってよい。ｐＨ電極以外のイオン選択性電極（イオン電極）としては、ナトリウムイオン電極、塩化物イオン電極、臭化物イオン電極、よう化物イオン電極、シアン化物イオン電極、カドミウムイオン電極、銅イオン電極、銀イオン電極、硫化物イオン電極、フッ化物イオン電極、カリウムイオン電極、カルシウムイオン電極、硝酸イオン電極、アンモニア電極、炭酸ガス電極などが挙げられる。その他の利用可能なイオン電極であってもよい。

【0065】

上述の実施例では、酸化還元電流測定電極は、溶存酸素電極であるとして説明したが、溶存酸素電極、残留塩素電極、溶存オゾン電極、二酸化塩素電極、亜塩素酸イオン電極、過酸化水素電極、及び溶存水素電極のうちの少なくとも１つを含む群から選択される酸化還元電流測定電極であってよい。これらの酸化還元電流測定電極は、例えば、隔膜型又は露出型のポーラログラフ式、あるいは、ガルバニ式の酸化還元電流測定電極とされる。その他の利用可能な酸化還元電流測定電極であってもよい。なお、ガルバニ式の酸化還元電流測定電極が用いられる場合、ポーラログラフ式の酸化還元電流測定電極が用いられる場合に設けられる測定部２１の電極対に電圧を印加するための電圧印加部（電圧印加回路）及びこれに接続される電源は不要である。

【0066】

上述の実施例では、光学センサは、光学式溶存酸素センサであるとして説明したが、光学式溶存酸素センサ、濁度センサ、吸光度センサ、及び蛍光センサのうちの少なくとも１つを含む群から選択される光学センサであってよい。その他の利用可能な光学センサであってもよい。濁度センサとしては、例えば９０°散乱光測定方式のものが挙げられる。濁度センサは、例えば、センサ部２に投光部及び受光部を有し、センサ部２に設けた試料液導入部に導入された試料液に投光部からの光を導入し、試料液により散乱された光を受光部にて受光した量に応じた信号を出力する。ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とで構成される濁度測定用の測定回路は、上述のように濁度センサが試料液に光を投入して９０°方向の散乱光の受光量に応じて発する信号を検出する。その他の方式のものを利用することもできる。また、吸光度センサとしては、例えば、センサ部２に投光部、受光部、試料液導入部を有し、試料液導入部内の試料液に投光部から光を投入し、試料液を透過した光を受光部にて検出した光量に応じた信号を出力するものが挙げられる。ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とで構成される吸光度測定用の測定回路は、投光部から試料液に光を照射させて、上述のようにして受光部が試料液透過光を受光して発する信号を検出する。また、蛍光センサとしては、例えば、センサ部２に励起刺激発生部としての励起光投光部と、受光部とを有し、センサ部２に設けた試料液導入部に導入された試料液に励起光投光部から励起光を照射して、試料液が発する蛍光を受光部にて受光した光量に応じた信号を出力するものが挙げられる。ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とで構成される蛍光測定用の測定回路は、励起光投光部から励起光を試料液に照射させて、上述のように蛍光センサが試料液の発する蛍光を受光した量に応じて発する信号を検出する。

【0067】

また、計測装置１は、測定部として圧力センサ（圧力電極）を備えたセンサ部２を使用可能であってもよい。圧力センサは、大気圧測定、隔膜式電極と共に用いた場合の該電極の気圧補正、ダムなどにおける水深測定などに利用される。圧力センサとしては、例えば、当業者には周知のダイアフラム式の圧力センサ、半導体圧力センサなどが挙げられる。これらの圧力センサを用いる場合、ゲートウェイ３とデジタルアンプ４とで構成される圧力測定用の測定回路は、感圧素子に電圧を印加して、コンデンサの両端電圧の比又は電気抵抗の変化を検出する。その他の方式の圧力センサであってもよい。

【0068】

また、計測装置１は、測定部として温度センサを備える温度測定用の単独のセンサ部２を使用可能であってもよい。

【0069】

また、センサ部２に複数の測定部２１が設けられていてもよい。この場合、ゲートウェイ３に、複数の測定部２１に対応して、アナログ信号の初段の処理を行う機能構成が複数設けられていてよい（少なくとも一部の機能構成が複数の測定部２１に対して共通化されていてもよい。）。

【0070】

また、校正データを用いて測定値を求める演算、測定に関する温度補償演算、単位の設定変更に伴う単位の変換などについて、デジタルアンプ４のＣＰＵ４２と指示部５のＣＰＵ５１とのいずれに演算を行う役割を与えてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 計測装置
２ センサ部
３ ゲートウェイ（前段信号処理部）
４ デジタルアンプ（信号処理部）
５ 指示部
６ 第１の接続部
７ 第２の接続部
８ 第３の接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】