特許 7531877 溶存酸素消費量測定装置および生物化学的酸素消費量予測方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】溶存酸素消費量測定装置および生物化学的酸素消費量予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/18 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

G01N33/18 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024061120

(22)【出願日】2024-04-04

【審査請求日】2024-04-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516073406

【氏名又は名称】株式会社総合水研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100158366

【弁理士】

【氏名又は名称】井戸 篤史

(74)【代理人】

【識別番号】110003801

【氏名又は名称】ＫＥＹ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】待田 裕美

(72)【発明者】

【氏名】三浦 哲也

(72)【発明者】

【氏名】千代丸 勝

【審査官】中村 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１２１６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４７－０２８０８０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平０６－２４２０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６０７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０２７８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０８９８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１４５９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３３／００－３３／９８

Ｇ０１Ｎ ２７／２６－２７／４０４

Ｇ０１Ｎ ２７／４１４－２７／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の容器と、
サンプル液を供給するサンプル液供給流路と、
曝気用エアを供給するエア供給流路と、
前記サンプル液供給流路及び前記エア供給流路から選択的に供給される流体を前記容器内に供給する供給ノズルと、
前記容器に供給されたサンプル液の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素センサと、
前記溶存酸素センサを保持するセンサアームと、
前記センサアームと一体に設けられ、前記供給ノズルを保持する供給アームと、
特定の位置に配された１つの前記容器に対して前記溶存酸素センサが挿入されるセンサ挿入位置と、前記特定の位置に配された１つの前記容器に対して前記供給ノズルが挿入されるノズル挿入位置との間で前記センサアームおよび前記供給アームを動作させることが可能なアーム駆動手段と、
を備える、溶存酸素消費量測定装置。

【請求項2】

前記容器の上面に、下方に向かって縮径するテーパ状の開口部が形成され、
前記溶存酸素センサの胴部に、下方に向かって縮径したテーパ状の栓が設けられ、
前記センサアームがセンサ挿入位置に配されるとき、前記容器の前記開口部に前記栓が隙間なく嵌合し、前記容器が密閉状態となる、
請求項１に記載の溶存酸素消費量測定装置。

【請求項3】

複数の前記容器を所定間隔をおいて環状に保持するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転駆動するターンテーブル駆動手段と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ターンテーブル駆動手段を介して複数の前記容器の何れかを前記特定の位置に配置した上で、前記アーム駆動手段を介して、前記供給アームをノズル挿入位置に配置する第１配置手段と、
前記特定の位置に配置した前記容器内にサンプル液を供給するとともに、前記特定の位置に配置した前記容器内に曝気用エアを供給するサンプル液・エア供給手段と、
前記アーム駆動手段を介して、前記センサアームをセンサ挿入位置に配置する第２配置手段と、
前記溶存酸素センサの出力情報に基づいて溶存酸素濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した溶存酸素濃度から溶存酸素の消費量を測定する測定手段と、
を有する、
請求項１に記載の溶存酸素消費量測定装置。

【請求項4】

洗浄水を供給する洗浄水供給流路をさらに備え、
前記供給ノズルは、前記サンプル液供給流路、前記エア供給流路、及び前記洗浄水供給流路から選択的に供給される流体を前記容器内に供給する、
請求項１に記載の溶存酸素消費量測定装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の溶存酸素消費量測定装置を用いる生物化学的酸素消費量予測方法であり、
前記容器にサンプル液を供給するステップと、
前記容器中のサンプル液を曝気するステップと、
曝気したサンプル液の所定期間内の溶存酸素量の変化を測定するステップと、
前記溶存酸素量の変化を基に前記サンプル液の生物化学的酸素消費量を予測するステップと、
を含む、
生物化学的酸素消費量予測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水の溶存酸素消費量を測定するために用いる溶存酸素消費量測定装置と、該装置を用いて生物化学的酸素消費量を予測する生物化学的酸素消費量予測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な水質指標の一つとして生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）が知られている。ＢＯＤは、水中の有機物などの量を、水中の微生物によって消費される溶存酸素の量で表したものである。一般に、ＢＯＤの値が大きいほど、その水質は悪いと評価される。

【0003】

ＢＯＤを測定する場合、密閉容器内の試料を２０℃で５日間維持し、溶存酸素の消費量を求める。正常なＢＯＤを測定するために、１回目の溶存酸素濃度の測定結果と２回目の溶存酸素濃度の測定結果との差が３．５～６．２ｍｇ／Ｌの範囲になるように実施するように規定されており、当該要件を満たすために、測定開始前に試料を希釈する必要がある。

【0004】

試料の種類によってＢＯＤは様々な値をとり、希釈調整された試料の分析値（１回目の溶存酸素濃度の測定結果と２回目の溶存酸素濃度の測定結果との差）が規定された濃度範囲を外れた場合、改めて希釈調整および測定をやり直す必要が生じる。その結果、ＢＯＤの測定結果を得るまでに余計な時間を費やすのはもちろん、長期間保管した後の試料を使用せざるを得ないため、本来のＢＯＤ値が得られないという問題が生じる。

【0005】

なお、特許文献１には、ＢＯＤの測定結果を短期間に得るための技術が開示されている。同文献に開示された生物化学的酸素消費量の測定方法および測定装置は、短時間（例えば２時間）の間に試料中の好気性微生物が消費した溶存酸素の量を取得し、取得した溶存酸素の消費量に基づいて、試料のＢＯＤ値を予測するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０００－４６８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１によると、試料に曝気処理を施して溶存酸素濃度を飽和させ、短時間で（例えば６０分～１２０分後に）溶存酸素濃度の測定を行って得られた溶存酸素の消費量から、試料の適切な希釈率を把握することが可能とされている。

【0008】

ところで、溶存酸素消費量を測定すべき試料の種類が多い場合、１つ１つの試料の溶存酸素消費量の測定を効率的に行うことが必要となる。しかし、多数の試料の溶存酸素消費量を測定できる装置は、大型化し易いという問題がある。

【0009】

本発明は上記課題に鑑みて創案されたものであり、本発明の目的は、溶存酸素消費量測定装置において、多数の試料の溶存酸素消費量を効率的に測定でき、小型化を図りやすい溶存酸素消費量測定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本発明の溶存酸素消費量測定装置を用いて効率的に短時間でＢＯＤ値を予測することができる生物化学的酸素消費量予測方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１態様に係る溶存酸素消費量測定装置は、容器と、サンプル液を供給するサンプル液供給流路と、曝気用エアを供給するエア供給流路と、前記サンプル液供給流路及び前記エア供給流路から選択的に供給される流体を前記容器内に供給する供給ノズルと、前記容器に供給されたサンプル液の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素センサと、を備える。

【0011】

かかる構成を備える溶存酸素消費量測定装置によれば、サンプル液供給流路及びエア供給流路から容器内にサンプル液及び曝気用エアが選択的に供給されるので、容器を移動させることなく同じ場所で容器にサンプル液と曝気用エアを供給でき、供給ノズルを移動させるための機構や構造を簡略化できる。その結果、多数の試料の溶存酸素消費量を効率的に測定でき、装置の小型化も図りやすくなる。

【0012】

本発明の第２態様に係る溶存酸素消費量測定装置は、第１態様に係る溶存酸素消費量測定装置において、前記容器を複数備えるとともに、前記溶存酸素センサを保持するセンサアームと、前記センサアームと一体に設けられ、前記供給ノズルを保持する供給アームと、特定の位置に配された１つの前記容器に対して前記溶存酸素センサが挿入されるセンサ挿入位置と、前記特定の位置に配された１つの前記容器に対して前記供給ノズルが挿入されるノズル挿入位置との間で前記センサアームおよび前記供給アームを動作させることが可能なアーム駆動手段と、を備える。

【0013】

本発明の第３態様に係る溶存酸素消費量測定装置は、第２態様に係る溶存酸素消費量測定装置において、前記容器の上面に、下方に向かって縮径するテーパ状の開口部が形成されている。前記溶存酸素センサの胴部に、下方に向かって縮径したテーパ状の栓が設けられている。前記センサアームがセンサ挿入位置に配されるとき、前記容器の前記開口部に前記栓が隙間なく嵌合し、前記容器が密閉状態となる。

【0014】

本発明の第４態様に係る溶存酸素消費量測定装置は、第３態様に係る溶存酸素消費量測定装置において、複数の前記容器を所定間隔をおいて環状に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転駆動するターンテーブル駆動手段と、制御装置と、をさらに備える。前記制御装置は、前記ターンテーブル駆動手段を介して複数の前記容器の何れかを前記特定の位置に配置した上で、前記アーム駆動手段を介して、前記供給アームをノズル挿入位置に配置する第１配置手段と、前記特定の位置に配置した前記容器内にサンプル液を供給するとともに、前記特定の位置に配置した前記容器内に曝気用エアを供給するサンプル液・エア供給手段と、前記アーム駆動手段を介して、前記センサアームをセンサ挿入位置に配置する第２配置手段と、前記溶存酸素センサの出力情報に基づいて溶存酸素濃度を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した溶存酸素濃度から溶存酸素の消費量を測定する測定手段と、を有する。

【0015】

本発明の第５態様に係る溶存酸素消費量測定装置は、第１態様に係る溶存酸素消費量測定装置において、洗浄水を供給する洗浄水供給流路をさらに備える。前記供給ノズルは、前記サンプル液供給流路、前記エア供給流路、及び前記洗浄水供給流路から選択的に供給される流体を前記容器内に供給する。

【0016】

本発明の第６態様に係る生物化学的酸素消費量予測方法は、第１態様～第５態様のいずれか一つの溶存酸素消費量測定装置を用いてサンプル液を曝気するステップと、曝気したサンプル液の所定期間内の溶存酸素量の変化を測定するステップと、前記溶存酸素量の変化を基に前記サンプル液の生物化学的酸素消費量を予測するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る溶存酸素消費量測定装置よれば、溶存酸素消費量を効率的に測定でき、装置の小型化が図り易くなる。また、本発明に係る生物化学的酸素消費量予測方法によれば、効率的にＢＯＤを予測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る溶存酸素消費量測定装置の斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る溶存酸素消費量測定装置の正面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る溶存酸素消費量測定装置の平面図である。

【図4】図３において制御ボックス１３を省略して表した図である。

【図5】容器の蓋部の開口部が栓部材によって閉塞されている状態を示す斜視図である。

【図6】容器の蓋部の開口部が開放されている状態を示す斜視図である。

【図7】栓取付部材がセンサアームの栓押動部によって押動される直前の状態を示す斜視図である。

【図8】栓取付部材がセンサアームの栓押動部によって押動され、容器の蓋部の開口部が開放された状態を示す斜視図である。

【図9】本発明の実施形態に係る溶存酸素消費量測定装置の斜視図である。

【図10】アーム駆動手段を示す斜視図であって、供給ノズルが処理位置上にある状態を示す図である。

【図11】アーム駆動手段を示す斜視図であって、センサノズルが処理位置上にある状態を示す図である。

【図12】ドラムの一例を示す図である。

【図13】制御装置によって実行される処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図14】図１３のサンプル液供給処理の詳細ステップを示すフローチャートである。

【図15】図１３のＤＯ検出処理の詳細ステップを示すフローチャートである。

【図16】図１３の洗浄処理の詳細ステップを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態に係る溶存酸素消費量測定装置について、図面を参照しつつ説明する。

【0020】

図１～図４に示すように、溶存酸素消費量測定装置１は、多数の容器２、ターンテーブル装置３、溶存酸素（ＤＯ）センサ４、センサアーム５、サンプル液供給流路７、エア供給流路８、洗浄水供給流路９、供給ノズル１０、供給アーム１１、アーム駆動手段１２、制御装置、ベース板１４等を備えている。

【0021】

容器２は、サンプル液供給流路７から供給されるサンプル液（試料）などを貯留する。本実施形態では１２個の容器２が環状に等間隔に配置され、ターンテーブル装置３のターンテーブル１５に保持されている。１２個の容器２の内訳は、サンプル液を貯留するサンプル液用容器が１０個、洗浄水を貯留するための洗浄水用容器２が１個、ＤＯセンサ４を保管するためのＤＯセンサ保管用容器２が１個である。なお、容器２の個数および、容器２の用途の割り振りは上記に限定されず、適宜変更可能である。

【0022】

本実施形態における容器２は、図５および図６に示すように、底部が略半球状に形成され、胴部が円筒状に形成されている。また、容器２は、胴部の上縁にて形成される開口を閉塞する蓋部１７を有する。蓋部１７の一部に、開口部１７ａが形成されており、開口部１７ａは、栓部材１８によって開閉可能に閉塞される。開口部１７ａの内周面は、下方に向かって縮径するテーパ状に形成され、栓部材１８も下方に向かって縮径するテーパ状に形成されている。このため、開口部１７ａが栓部材１８によって閉塞された容器２の内部は、気密性・液密性が確保される。容器２の底部には、内部の液体を排出するための排水口が形成されている。

【0023】

栓部材１８は、図栓取付部材２１に取り付けられており、栓取付部材２１は、容器２の蓋部１７に対してヒンジ２１ａを介して回動自在に取付られている。ヒンジ２１ａは、栓取付部材２１の長手方向の途中部に設けられており、栓部材１８は、栓取付部材２１の一端部に取り付けられている。栓取付部材２１の他端部を下方に押すと、栓取付部材２１の一端側が上方へ回動し、その回動に伴って、栓部材１８は開口部１７ａから離反する。一方、栓取付部材２１の長手方向の他端部に対する下方への押す力が無くなると、ばね（不図示）の力によって、栓取付部材２１の他端側が上方へ回動すると同時に、栓取付部材２１の一端側が下方へ回動し、その一端側の回動に伴って栓部材１８は開口部１７ａを閉塞する。栓取付部材２１の他端部は、図７および図８に示すように、後述するセンサアーム５の栓押動部５ｂ又は供給アーム１１の栓押動部１１ｂによって押動される。図７および図８に示す栓押動部５ｂは、センサアーム５の栓押動部５ｂであるが、供給アーム１１の栓押動部１１ｂもセンサアーム５の栓押動部５ｂと同様の形状を有する。

【0024】

なお、図１および図２に示すように、容器２の底部に形成された排水口に、排水を所望の場所に誘導する排水管１９が接続されている。排水管１９には、例えば透明材料からなるフレキシブルチューブを用いることができる。排水管１９の途中部には、排水管１９内の流路を開閉する開閉弁２０が介設されている。本実施形態では、開閉弁２０として、制御装置の指令に従って、排水管１９内の流路を開閉する電磁弁が用いられる。図１および図２においては、１本の排水管１９のみ図示し、その他の排水管１９の図示を省略しているが、排水管１９は全ての容器２の排水口に接続されている。

【0025】

ターンテーブル装置３は、ターンテーブル１５、弁支持板１６、ターンテーブル駆動手段（不図示）等を備えている。

【0026】

ターンテーブル１５は、図１および図４に示すように、円盤状に形成され、１２個の容器２を各別に嵌め込んで保持する保持穴（不図示）を有する。本実施形態では保持穴の個数は１２個であるが、保持穴の個数は適宜変更してもよい。ターンテーブル１５には、容器２から溢れ出た液体を排水するための排水穴（不図示）が設けられている。排水穴には排水管２３が接続されている。排水管２３はベース板１４上の所定の場所に載置された排水受部２２に排水を導くように配設されている。排水受部２２には、排水をさらに別の場所に誘導するドレン管２２ａが接続されている。なお、図１および図２においては、１本の排水管２３のみを図示し、その他の排水管２３の図示を省略しているが、ターンテーブル１５には多数の排水穴が回転方向に等間隔に設けられ、全ての排水穴に排水管２３が接続されている。

【0027】

弁支持板１６には、排水管１９内の流路を開閉する開閉弁２０が取り付けられている。弁支持板１６は、複数の支柱２４を介して、ターンテーブル１５と上下に連結されている。このため、弁支持板１６はターンテーブル１５と一体に回転する。複数の支柱２４はターンテーブル１５の回転中心を中心とする仮想円上に等間隔に立設されている。

【0028】

ターンテーブル駆動手段は、電動モータ等により構成されており、制御装置の指令に従って、ターンテーブル１５および弁支持板１６を回転させる。

【0029】

ＤＯセンサ４は、サンプル液の溶存酸素濃度を検出するための溶存酸素センサであり、胴部４ａと、胴部４ａの下端に配設されたＤＯ電極４ｂとを有する。胴部４ａの外周には、下方に向かって縮径したテーパ状の栓４ｃが固設されている。本実施形態で例示するＤＯセンサ４は、図１１に示すように、胴部４ａが、比較的小径の小胴部４ａ１と、小胴部４ａ１の上方に形成され、小胴部４ａ１より大径の大胴部４ａ２とで構成され、栓４ｃは小胴部４ａ１の方に固設されている。

【0030】

ＤＯセンサ４によって、サンプル液の溶存酸素濃度を検出するとき、容器２にサンプル液が目一杯満たされた状態で、容器２の蓋部１７に形成された開口部１７ａにＤＯセンサ４が下方に向かって挿入され、サンプル液の一部が容器２から溢れ出す状態で、ＤＯセンサ４の栓４ｃが容器２の蓋部１７の開口部１７ａに隙間なく嵌合し開口部１７ａが閉塞され、容器２が密閉状態となる。ＤＯセンサ４の栓４ｃも、容器２の蓋部１７の開口部１７ａも、下方に向かって縮径するテーパ状に形成されているため、容器２は、気密状態で密閉される。

【0031】

センサアーム５は、ＤＯセンサ４を保持している。センサアーム５は、供給アーム１１と一体に設けられており、供給アーム１１と一体に回動および昇降する。図１０および図１１に示すように、センサアーム５は、水平方向に延びたアーム本体部５ａと、アーム本体部５ａの先端部から下方に延びた栓押動部５ｂとを有する。アーム本体部５ａには、ＤＯセンサ４を保持するセンサ保持部５ｃが形成されている。

【0032】

サンプル液供給流路７は、管材によって形成されている。管材として、例えば透明材料からなるフレキシブルチューブを用いることができる。サンプル液供給流路７の上流端は、例えば１００ｍｌのサンプル液の入ったボトル２６に接続され、サンプル液供給流路７の下流端は、供給ノズル１０に接続される。サンプル液供給流路７の途中に電動ポンプＰ１が介設されており、電動ポンプＰ１が駆動すると、ボトル２６内のサンプル液が供給ノズル１０側に圧送され、供給ノズル１０から吐出される。

【0033】

エア供給流路８も管材によって形成されている。管材として、例えば透明材料からなるフレキシブルチューブを用いることができる。エア供給流路８の上流端は、電動エアポンプＰ２に接続され、エア供給流路８の下流端は、供給ノズル１０に接続されている。電動エアポンプＰ２が駆動すると、曝気用エアが供給ノズル１０から吐出される。

【0034】

洗浄水供給流路９も管材によって形成されている。管材として、例えば透明材料からなるフレキシブルチューブを用いることができる。洗浄水供給流路９の上流端は、洗浄水の入った洗浄水容器２７の底部に接続され、洗浄水供給流路９の下流端は、供給ノズル１０に接続されている。洗浄水供給流路９の途中に洗浄水供給流路９を開閉する開閉弁２８が介設されている。洗浄水容器２７は、供給ノズル１０より高い位置に配置されており、開閉弁２８が洗浄水供給流路９を開放すると、重力の作用により洗浄水容器２７内の洗浄水が供給ノズル１０側に流れ、供給ノズル１０から容器２内に供給される。一方、開閉弁２８が洗浄水供給流路９を閉塞すると、供給ノズル１０から容器２内への洗浄水の供給が停止する。本実施形態では、開閉弁２８として制御装置の指令に従って洗浄水供給流路９を開閉する電磁開閉弁が用いられている。

【0035】

供給ノズル１０は、サンプル液供給流路７、エア供給流路８および洗浄水供給流路９から選択的に流体を供給する「選択供給手段」によって、選択的に供給される流体を容器２内に供給する。すなわち、サンプル液、洗浄水および曝気用エアの何れかの流体が供給ノズル１０に供給され、供給ノズル１０を通じて当該流体が容器２内に供給される。本実施形態では、供給ノズル１０の近傍に容器２内の液体を撹拌する回転撹拌翼３０が設置されている。回転撹拌翼３０は、供給アーム１１上に搭載された電動モータ３１によって回転される回転軸３１ａの下端に設けられている。電動モータ３１は、制御装置の指令に従って回転駆動する。

【0036】

上記「選択供給手段」は、本実施形態では、制御装置、電動ポンプＰ１、電動エアポンプＰ２、開閉弁２８等によって構成される。例えば、サンプル液が供給ノズル１０に供給される場合、制御装置によって、サンプル液供給流路７に設けられた電動ポンプＰ１が駆動され、エア供給流路８に空気を供給する電動エアポンプＰ２が停止状態とされ、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８が閉弁状態とされる。曝気用エアが供給ノズル１０に供給される場合、制御装置によって、サンプル液供給流路７に設けられた電動ポンプＰ１が停止状態とされ、エア供給流路８に空気を供給する電動エアポンプＰ２が駆動され、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８が閉弁状態とされる。洗浄水が供給ノズル１０に供給される場合、制御装置によって、サンプル液供給流路７に設けられた電動ポンプＰ１が停止状態とされ、エア供給流路８に空気を供給する電動エアポンプＰ２が停止状態とされ、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８が開弁状態とされる。

【0037】

なお、「選択供給手段」の構成は上記に限定されず、様々な配管部材、機器類、バルブ類によって構成することが可能である。例えば、サンプル液供給流路７、エア供給流路８および洗浄水供給流路９の下流端と供給ノズル１０との間に方向制御弁を介在させ、方向制御弁として、サンプル液供給流路７、エア供給流路８および洗浄水供給流路９の何れか１を選択的に供給ノズル１０と連通させるものを選択供給手段として採用することも可能である。

【0038】

本実施形態においては、供給ノズル１０は、１本のノズル管を用いて構成され、１本のノズル管にサンプル液供給流路７、エア供給流路８および洗浄水供給流路９が接続されているが、供給ノズル１０として用いるノズル管は、３本で構成されていてもよい。ノズル管が３本で構成される場合、サンプル液供給流路７、エア供給流路８および洗浄水供給流路９の下流端にそれぞれノズル管を接続し、３本のノズル管が容器２の蓋部１７の開口部１７ａに同時に挿入可能となるように、当該３本のノズル管を互いに平行に隣接配置することが望ましい。

【0039】

供給アーム１１は、供給ノズル１０を保持している。供給アーム１１は、センサアーム５と一体に設けられており、センサアーム５と一体に回動および昇降する。図１０および図１１に示すように、供給アーム１１は、水平方向に延びたアーム本体部１１ａと、アーム本体部１１ａの先端部から下方に延びた栓押動部１１ｂとを有する。アーム本体部１１ａには、供給ノズル１０を保持するノズル保持部１１ｃが形成されている。供給アーム１１とセンサアーム５は、上から視て互いに直角方向に延びており、互いの基端部が回転一体に結合されている。

【0040】

アーム駆動手段１２は、センサアーム５および供給アーム１１を昇降および回動させるために設けられている。アーム駆動手段１２は、ターンテーブル１５によって特定の回転位置（以下「処理位置」という。）に配された１つの容器２に対してＤＯセンサ４を挿入する「センサ挿入位置」（図９および図１１参照）と、処理位置に配された１つの容器２に対して供給ノズル１０を挿入する「ノズル挿入位置」（図１０参照）との間でセンサアーム５および供給アーム１１を動作させることができる。

【0041】

上記動作を実現するために、アーム駆動手段１２は、電動ジャッキ装置３５と、電動ジャッキ装置３５によって昇降される昇降アーム３６と、筒状の外周面に案内溝３７が形成されたドラム３８と、案内溝３７に嵌入した被案内子３９ａと、先端部に被案内子３９ａが取り付けられ、基端部が不動部材に固定された被案内子支持部３９と備える。

【0042】

電動ジャッキ装置３５は、電動モータ４２と、電動モータ４２によって軸回転されるジャッキボルト３５ａと、ジャッキボルト３５ａと平行に配設された２本の案内軸３５ｂと、ジャッキボルト３５ａの正逆方向への軸回転に伴って案内軸３５ｂに案内され昇降する昇降部材３５ｃとを備える。電動モータ４２は、制御装置の指令に従って駆動し、昇降部材３５ｃとともに、昇降部材３５ｃに固定された昇降アーム３６を昇降させる。

【0043】

昇降アーム３６は、回動軸（不図示）を回転自在に支持しており、回動軸の上端部にセンサアーム５および供給アーム１１の基端部が回転一体に取付られている。また、回動軸の下端部に、回動軸と同軸線を有するように配されたドラム３８が固定されている。これにより、センサアーム５および供給アーム１１は、ドラム３８とともに正逆方向に一体に回動するようになっている。

【0044】

被案内子支持部３９は、基端部が不動部材であるブラケット４１に固定され、先端側が水平方向に延びている。被案内子支持部３９の先端部に取付けられた被案内子３９ａは、ドラム３８に形成された案内溝３７に摺動自在に嵌入されている。図１２に示すように、案内溝３７は、互いに屈曲部を介して繋がった第１案内溝部３７１～第９案内溝部３７９により構成されている。

【0045】

第１案内溝部３７１は、ドラム３８の上端部からドラム３８の外周面の母線に沿って下方へ向かって形成されている。第１案内溝部３７１に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａと同じ位置に配される。被案内子３９ａは、センサアーム５および供給アーム１１が上昇すると、第１案内溝部３７１に沿ってその下方へ移動する。反対に、センサアーム５および供給アーム１１が下降すると、被案内子３９ａは、第１案内溝部３７１に沿ってその上方へ移動する。センサアーム５および供給アーム１１の下降動作には、下限位置が設定されており（制御装置は、下限位置を検出するためのセンサが下限位置を検出すると昇降アーム３６の下降動作を停止させる。）、センサアーム５および供給アーム１１が下限位置に到達すると供給ノズル１０の先端部は、容器２の内部の所定位置に配される。

【0046】

第２案内溝部３７２は、ドラム３８の外周面の母線に対して傾斜した方向に形成されており、その上端部が第１案内溝部３７１の下端部に屈曲部を介して接続されている。第２案内溝部３７２に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第２案内溝部３７２に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が上昇すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａから離反する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部が当該開口部１７ａへ接近する方向に回動する。

【0047】

第３案内溝部３７３は、ドラム３８の外周面の母線に沿って形成されており、その上端部が第２案内溝部３７２の下端部に屈曲部を介して接続されている。第３案内溝部３７３に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第３案内溝部３７３に被案内子３９ａが嵌入されているとき、センサアーム５および供給アーム１１は回動することなく昇降する。

【0048】

第４案内溝部３７４は、ドラム３８の外周面の母線に対して傾斜した方向に形成されており、その上端部が第３案内溝部３７３の下端部に屈曲部を介して接続されている。第４案内溝部３７４に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第４案内溝部３７４に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が上昇すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａから離反する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部は、当該開口部１７ａへ接近する方向に回動する。

【0049】

第５案内溝部３７５は、ドラム３８の外周面の母線に沿って形成されており、その途中部が第４案内溝部３７４の下端部と接続されている。第５案内溝部３７５に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第５案内溝部３７５に被案内子３９ａが嵌入されているとき、センサアーム５および供給アーム１１は回動することなく昇降する。

【0050】

第６案内溝部３７６は、ドラム３８の外周面の母線に沿って形成されており、その下端部が第５案内溝部３７５の上端部に屈曲部を介して接続されている。また、第６案内溝部３７６の下端部は、後述する第９案内溝部３７９の上端部に屈曲部を介して接続されている。第６案内溝部３７６に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第６案内溝部３７６に被案内子３９ａが嵌入されているとき、センサアーム５および供給アーム１１は回動することなく昇降する。

【0051】

第７案内溝部３７７は、ドラム３８の外周面の母線に対して傾斜した方向に形成されており、その下端部が第６案内溝部３７６の上端部に屈曲部を介して接続されている。第７案内溝部３７７に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第７案内溝部３７７に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が下降すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａから離反する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部が当該開口部１７ａへ接近する方向に回動する。逆に、第７案内溝部３７７に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が上降すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａへ接近する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部が当該開口部１７ａから離反する方向に回動する。

【0052】

第８案内溝部３７８は、ドラム３８の上端部からドラム３８の外周面の母線に沿って下方へ形成されている。第８案内溝部３７８の下端部は、屈曲部を介して第７案内溝部３７７の上端部に接続されている。第８案内溝部３７８に被案内子３９ａが嵌入されているとき、ＤＯセンサ４の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａと同じ位置に配される。センサアーム５および供給アーム１１が上昇すると、被案内子３９ａは、第８案内溝部３７８に沿ってその下方へ移動する。反対に、センサアーム５および供給アーム１１が下降すると、被案内子３９ａは、第８案内溝部３７８に沿ってその上方へ移動する。センサアーム５および供給アーム１１の下降動作には、下限位置が設定されており（制御装置は、下限位置検出センサが下限位置を検出すると昇降アーム３６の下降動作を停止させる。）、センサアーム５および供給アーム１１が下限位置に到達するとＤＯセンサ４の先端部は、容器２の内部に挿入される。

【0053】

第９案内溝部３７９は、ドラム３８の外周面の母線に対して傾斜した方向に形成されており、その上端部が第６案内溝部３７６の下端部に屈曲部を介して接続され、その下端部が第３案内溝部３７３の途中部に接続されている。第９案内溝部３７９に被案内子３９ａが嵌入されているとき、供給ノズル１０およびＤＯセンサ４の先端部は、容器２より高い位置に配される。第９案内溝部３７９に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が下降すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａから離反する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部が当該開口部１７ａへ接近する方向に回動する。逆に、第９案内溝部３７９に被案内子３９ａが嵌入されているときに、センサアーム５および供給アーム１１が上降すると、供給ノズル１０の先端部は、上から視て、「処理位置」にある容器２の開口部１７ａへ接近する方向に回動するとともに、ＤＯセンサ４の先端部が当該開口部１７ａから離反する方向に回動する。

【0054】

なお、第１案内溝部３７１、第３案内溝部３７３、第５案内溝部３７５、第６案内溝部３７６および第８案内溝部３７８は、何れもドラム３８の外周面の母線に沿って形成されているが、これらの案内溝部の周方向の位置関係は、上から視て、時計回りに、第１案内溝部３７１、第３案内溝部３７３、第６案内溝部３７６、第５案内溝部３７５、第８案内溝部３７８の順となっている。

【0055】

制御装置は、例えば、ＯＳ（オペレーションシステム）および所定のアプリケーションプログラムが組み込まれたコンピュータと、制御ボックス１３とを含んで構成される。コンピュータは、キーボード、マウス等のユーザインターフェースと、モニタ等の出力装置とを備える。制御装置は、各種の入力情報（動作する各部材の位置を検出するセンサ情報等を含む）および予め定められた手順に基づいて、電動ポンプＰ１、電動エアポンプＰ２、開閉弁２８、電動モータ３１，４２等の動作を制御する。

【0056】

次に、制御装置によって実行される処理動作の一例を、図１３～図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。

【0057】

先ず、準備段階として、ユーザにより、溶存酸素消費量を測定するサンプル液の入ったボトル２６が１つ又は複数用意され、何れか１つのボトル２６にサンプル液供給流路７の上流端が挿入される。

【0058】

つぎに、ユーザの操作によって、制御装置が起動され、起動した制御装置に対して条件設定のための操作がなされる（ＳＴ１）。設定される条件として、例えば、溶存酸素の飽和濃度、使用する容器２の個数、使用する容器２のターンテーブル１５上のポジション情報（１番、２番、３番、・・・）、各容器２にそれぞれ供給するサンプル液に関する情報などが挙げられる。本実施形態では使用する容器２の個数として１０が設定されるものとする。また、ターンテーブル１５において容器２を保持する１２個のポジションのうち、連続した１番～１０番目のポジションに保持された容器２にサンプル液が供給されるものとする。制御装置の起動時の初期状態では、図１１に示すように、被案内子３９ａは、ドラム３８の第８案内溝部３７８の上端部近傍に嵌入されており、ＤＯセンサ４の先端部は、「処理位置」に配されたＤＯセンサ保管用容器（図１１において不図示）に挿入されている。

【0059】

つぎに、ユーザは制御装置に対して、「自動モード」と「手動モード」の切替え操作を行う（ＳＴ２）。「手動モード」が選択された場合（ＳＴ３：ＮＯ）、溶存酸素消費量測定装置１に備わっている各種のアクチュエータ（例えば電動ポンプＰ１、電動エアポンプＰ２、電動モータ３１，４２、ターンテーブル駆動手段など）およびバルブ類（例えば開閉弁２８など）を手動で作動させることが可能となる。

【0060】

一方、「自動モード」が選択された場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）、ボトル２６から容器２にサンプル液を供給するための処理（以下「サンプル液供給処理」ともいう。）が実行される（ＳＴ４）。

【0061】

「サンプル液供給処理」において、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を上昇させる。昇降アーム３６の上昇に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も上昇し（ＳＴ１１）、被案内子３９ａは、第８案内溝部３７８、第７案内溝部３７７、第６案内溝部３７６、第９案内溝部３７９、第３案内溝部３７３を通過した後、第３案内溝部３７３と第４案内溝部３７４の間位置（以下「原点位置Ｓ」ともいう。）に到達する。被案内子３９ａが原点位置Ｓに到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、当該情報を受信した制御装置は、直ちに、昇降アーム３６、センサアーム５、供給アーム１１等の上昇動作を停止させる。被案内子３９ａが案内溝３７の原点位置Ｓにあるとき、センサアーム５および供給アーム１１は、図１および図２に示すような位置をとり、ＤＯセンサ４および供給ノズル１０の先端部が、容器２の蓋部１７より高い位置に配され、ＤＯセンサ４および供給ノズル１０の栓押動部５ｂ，１１ｂも栓取付部材２１より高い位置に配される。

【0062】

つぎに、制御装置は、ターンテーブル１５上のポジション情報が処理対象となるＮ番（初期値はＮ＝１）となる位置に配置された容器２が「処理位置」に来るように、ターンテーブル駆動手段（不図示）を介してターンテーブル１５を回転させる（ＳＴ１２）。

【0063】

つぎに、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を下降させる。昇降アーム３６の下降に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も下降する（ＳＴ１３）。このとき、被案内子３９ａは、「原点位置Ｓ」から第３案内溝部３７３および第２案内溝部３７２を経由して第１案内溝部３７１を通過する。そして、被案内子３９ａが、第１案内溝部３７１の上端部近傍にある所定位置（以下「供給ノズル挿入対応位置３７１ａ」）に到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、当該情報を受信した制御装置は、直ちに電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を停止して昇降アーム３６の下降動作を停止させる。なお、被案内子３９ａが案内溝３７の「供給ノズル挿入対応位置３７１ａ」にあるとき、供給アーム１１は、図１０に示すような位置をとり、図７および図８に示すように、供給アーム１１の栓押動部１１ｂが当該位置に到達する直前に栓取付部材２１を下方へ押動することで開放された蓋部１７の開口部１７ａに供給ノズル１０の先端部が挿入される。

【0064】

つぎに、制御装置は、ボトル２６に入ったサンプル液を容器２に供給するための処理を実行する（ＳＴ１４）。具体的には、制御装置は、サンプル液供給流路７に設けられた電動ポンプＰ１を駆動することにより、ボトル２６に入ったサンプル液を供給ノズル１０に供給し、供給ノズル１０を通じてサンプル液が容器２内に供給される。このとき、エア供給流路８に空気を供給する電動エアポンプＰ２は停止状態とされ、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８は閉弁状態とされる。

【0065】

つぎに、制御装置は、容器２内のサンプル液に曝気用エアを供給するための処理を実行する（ＳＴ１５）。具体的には、制御装置は、エア供給流路８に空気を供給する電動エアポンプＰ２を駆動することにより、曝気用エアを供給ノズル１０に供給し、供給ノズル１０を通じて容器２内のサンプル液に曝気用エアが供給される。このとき、サンプル液供給流路７に設けられた電動ポンプＰ１は停止状態とされ、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８は閉弁状態とされる。なお、曝気用エアの供給は、容器２内のサンプル液の溶存酸素濃度が飽和するのに十分な時間（例えば８分間）行われる。また、制御装置は、曝気用エアを供給するための処理とともに、ターンテーブル１５上の処理対象ポジション情報Ｎに１を加算する。

【0066】

つぎに、制御装置は、さらに他の容器２にもサンプル液を供給する必要があるか否かを判断する。具体的には、制御装置が、処理対象ポジション情報Ｎが「使用する容器２の個数（本実施形態では１０）」に達していないと判断した場合に、他の容器２にもサンプル液を供給する必要があると判断し、処理対象ポジション情報Ｎが「使用する容器２の個数（本実施形態では１０）」に達している場合、他の容器２にもサンプル液を供給する必要が無いと判断する。

【0067】

制御装置は、さらに他の容器２にもサンプル液を供給する必要があると判断した場合、前記ＳＴ１１～ＳＴ１５の処理動作を繰り返し実行する。但し、サンプル液供給処理を連続して実行する場合は、前記ＳＴ１１において被案内子３９ａが通過する経路が既述したものと若干異なる。すなわち、前記ＳＴ１１において、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８を上昇させるとき、被案内子３９ａは、第１案内溝部３７１から、第２案内溝部３７２、第３案内溝部３７３を通過して、「原点位置Ｓ」に到達する。なお、各容器２に供給すべきサンプル液がそれぞれ異なるものである場合は、サンプル液供給流路７の上流端を別のサンプル液が入ったボトル２６に差し替える作業が必要となる。

【0068】

一方、制御装置が、さらに他の容器２にもサンプル液を供給する必要が無いと判断した場合、続いて、各容器２に供給したサンプル液の溶存酸素濃度を検出するための処理（以下「ＤＯ検出処理」ともいう。）を開始するとともに（ＳＴ５）、ターンテーブル１５上の処理対象ポジション情報Ｎを１に戻す。なお、本実施形態では、「使用する容器２の個数」が１０個であり、１個の容器２に対して前記ＳＴ１１～ＳＴ１５の処理動作を行うのに約１０分を費やし、１０個の容器２にサンプル液の供給および曝気処理を行うために約１００分の時間を費やす。

【0069】

「ＤＯ検出処理」において、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を上昇させる。昇降アーム３６の上昇に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も上昇し（ＳＴ２１）、被案内子３９ａは、第１案内溝部３７１から出発して、第２案内溝部３７２、第３案内溝部３７３、第４案内溝部３７４を通過する。そして、被案内子３９ａが、第５案内溝部３７５の所定の位置（以下「アーム切替位置Ｔ」ともいう。）に到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、当該情報を受信した制御装置は、直ちに、電動ジャッキ装置３５の昇降アーム３６の上昇動作を停止させる。なお、被案内子３９ａが案内溝３７のアーム切替位置Ｔにあるとき、ＤＯセンサ４および供給ノズル１０の先端部は、容器２の蓋部１７より高い位置に配され、ＤＯセンサ４および供給ノズル１０の栓押動部５ｂ，１１ｂも栓取付部材２１より高い位置に配される。

【0070】

つぎに、制御装置は、ターンテーブル１５上のポジション情報が処理対象となるＮ番となる位置に配置された容器２が「処理位置」に来るように、ターンテーブル駆動手段（不図示）を介してターンテーブル１５を回転させる（ＳＴ２２）。

【0071】

つぎに、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を下降させる。昇降アーム３６の下降に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も下降する（ＳＴ２３）。このとき、被案内子３９ａは、「アーム切替位置Ｔ」から第５案内溝部３７５、第６案内溝部３７６、第７案内溝部３７７、第８案内溝部３７８を通過する。そして、被案内子３９ａが、第８案内溝部３７８の所定位置（以下「センサ挿入位置３７８ａ」）に到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、当該情報を受信した制御装置は、直ちに、昇降アーム３６の下降動作を停止させる。被案内子３９ａが案内溝３７の「センサ挿入対応位置３７８ａ」にあるとき、センサアーム５は、図４、図９および図１１に示すような状態となり、センサアーム５の栓押動部５ｂが栓取付部材２１を下方へ押動することで開放された蓋部１７の開口部１７ａにＤＯセンサ４の先端部（ＤＯ電極４ｂ）が挿入される。

【0072】

つぎに、制御装置は、ＤＯセンサ４から受信する情報に基づいて処理位置にある容器２内のサンプル液の溶存酸素濃度を検出し、検出した溶存酸素濃度を予め設定登録された溶存酸素の飽和濃度から差し引いて溶存酸素の消費量を測定する（ＳＴ２４）。この溶存酸素の消費量の測定は、当該容器２内のサンプル液に対して曝気処理が施された後、予め設定された時間が経過する時（本実施形態では約１００分後）に実施される。測定された溶存酸素の消費量は、制御装置に記憶され、ユーザの所定操作によって制御装置のモニタ等に表示等することができる。このとき、各容器２の溶存酸素消費量は、ターンテーブル１５におけるポジション情報や、予めユーザによって登録されたサンプル液に関する情報と対応付けて表示させてもよい。

【0073】

そして、制御装置は、処理位置にある容器２内のサンプル液の溶存酸素濃度の測定が完了すると、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を上昇させる。昇降アーム３６の上昇に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も上昇し（ＳＴ２５）、被案内子３９ａは、第８案内溝部３７８の「センサ挿入対応位置３７８ａ」から出発して、第７案内溝部３７７、第６案内溝部３７６、第９案内溝部３７９、第３案内溝部３７３を通過する。そして、被案内子３９ａが、第４案内溝部３７４の「原点位置Ｓ」に到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、制御装置は、直ちに、電動ジャッキ装置３５の昇降アーム３６の上昇動作を停止させる。

【0074】

つぎに、制御装置は、処理位置に配された容器２内のサンプル液を容器２から排水するための処理を行う（ＳＴ２６）。具体的には、処理位置に配された容器２の底部に接続された排水管１９の流路を開閉する開閉弁２０を閉状態から開状態へ切り替えることにより、当該容器２内のサンプル液を排水する。

【0075】

つぎに、制御装置は、さらに他の容器２に入ったサンプル液の溶存酸素濃度も測定する必要があるか否かを判断する。具体的には、制御装置が、処理対象ポジション情報Ｎが「使用する容器２の個数（本実施形態では１０）」に達していないと判断した場合に、他の容器２に入ったサンプル液の溶存酸素濃度も測定する必要があると判断し、処理対象ポジション情報Ｎが「使用する容器２の個数（本実施形態では１０）」に達している場合、他の容器２に入ったサンプル液の溶存酸素濃度も測定する必要が無いと判断する。

【0076】

制御装置が他の容器２に入ったサンプル液の溶存酸素濃度も測定する必要があると判断した場合、前記ＳＴ２１～ＳＴ２６の処理動作を他の容器２対して繰り返し実行する。但し、ＤＯ検出処理を連続して実行する場合は、前記ＳＴ２１において被案内子３９ａが通過する経路が既述したものと若干異なる。すなわち、前記ＳＴ２１において、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８を上昇させるとき、被案内子３９ａは、「原点位置Ｓ」から第５案内溝部３７５に入り、「アーム切替位置Ｔ」に到達する。

【0077】

一方、制御装置が、さらに他の容器２に入ったサンプル液の溶存酸素濃度も測定する必要が無いと判断した場合、制御装置は、ＤＯセンサ４を洗浄するための処理（以下「ＤＯセンサ洗浄処理」ともいう。）を開始する（ＳＴ６）。

【0078】

「ＤＯセンサ洗浄処理」において、制御装置は、被案内子３９ａが「原点位置Ｓ」に配されていない場合は、センサアーム５および供給アーム１１を上昇させて（ＳＴ３１）、被案内子３９ａが「原点位置Ｓ」に配された状態とする。

【0079】

つぎに、制御装置は、予め設定されたターンテーブル１５の１１番目のポジションにある容器２（洗浄用容器）が「処理位置」に来るように、ターンテーブル駆動手段（不図示）を介してターンテーブル１５を回転させる（ＳＴ３２）。

【0080】

つぎに、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を下降させる。昇降アーム３６の下降に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も下降する（ＳＴ３３）。このとき、被案内子３９ａは、第４案内溝部３７４の「原点位置Ｓ」から第３案内溝部３７３、第７案内溝部３７７を通過する。そして、被案内子３９ａが、第７案内溝部３７７の「供給ノズル挿入対応位置３７１ａ」に到達すると、制御装置は、直ちに、昇降アーム３６の下降動作を停止させる。このとき、センサアーム５の栓押動部５ｂが栓取付部材２１を下方へ押動することで開放された洗浄用容器の蓋部１７の開口部１７ａに供給ノズル１０の先端部が挿入される。

【0081】

つぎに、制御装置は、洗浄水容器２７に入った洗浄水を洗浄水用容器２に供給するための処理を実行する（ＳＴ３４）。具体的には、制御装置は、洗浄水供給流路９に設けられた開閉弁２８を開弁することにより、洗浄水容器２７に入った洗浄水を供給ノズル１０に供給し、供給ノズル１０を通じて容器２内に洗浄水が供給される。このとき、電動ポンプＰ１および電動エアポンプＰ２は、停止している。

【0082】

つぎに、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を上昇させる。昇降アーム３６の上昇に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も上昇する（ＳＴ３５）。このとき、被案内子３９ａは、第１案内溝部３７１から、第２案内溝部３７２、第３案内溝部３７３、第４案内溝部３７４を通過して、第５案内溝部３７５の「アーム切替位置Ｔ」に到達し、被案内子３９ａが「アーム切替位置Ｔ」に到達すると制御装置は、昇降アーム３６の上昇を停止する。

【0083】

つぎに、制御装置は、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を下降させる。昇降アーム３６の下降に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も下降する。このとき、被案内子３９ａは、第５案内溝部３７５の「アーム切替位置Ｔ」から、第６案内溝部３７６、第７案内溝部３７７を通過して、第８案内溝部３７８の「センサ挿入対応位置３７８ａ」に到達し、被案内子３９ａが「センサ挿入対応位置３７８ａ」に到達すると制御装置は、昇降アーム３６の下降を停止する。このとき、センサアーム５の栓押動部５ｂが栓取付部材２１を下方へ押動することで開放された洗浄水用容器２の蓋部１７の開口部１７ａにＤＯセンサ４の先端部（ＤＯ電極４ｂ）が挿入される（ＳＴ３６）。

【0084】

制御装置は、ＤＯセンサ４の先端部（ＤＯ電極４ｂ）を洗浄水用容器２に一定時間挿入しておくことにより、ＤＯセンサ４の先端部を洗浄し（ＳＴ３７）、上記の一定時間が経過した後、電動ジャッキ装置３５の電動モータ３１を駆動して、昇降アーム３６を上昇させる。昇降アーム３６の上昇に伴って、センサアーム５、供給アーム１１およびドラム３８も上昇し（ＳＴ３８）、被案内子３９ａは、第８案内溝部３７８の「センサ挿入対応位置３７８ａ」から出発して、第７案内溝部３７７、第６案内溝部３７６、第９案内溝部３７９、第３案内溝部３７３を通過する。そして、被案内子３９ａが、第４案内溝部３７４の「原点位置Ｓ」に到達すると、所定の位置検出センサから当該到達を知らせる情報が制御装置へ送出され、制御装置は、直ちに、電動ジャッキ装置３５の昇降アーム３６の上昇動作を停止させる。

【0085】

最後に、制御装置は、処理位置に配された洗浄水用容器２内の洗浄水を容器２から排水するための処理を行う（ＳＴ３９）。具体的には、処理位置に配された洗浄水用容器２の底部に接続された排水管１９の流路を開閉する開閉弁２０を閉状態から開状態へ切り替えることにより、洗浄水用容器２内の洗浄水を排水する。

【0086】

以上に説明した溶存酸素消費量測定装置１によれば、処理位置に配された容器２にサンプル液、曝気用エアおよび洗浄水が選択的に供給されるので、容器２を移動させることなく同じ場所で容器２にサンプル液、曝気用エア、洗浄水を供給でき、供給ノズル１０を移動させるための機構や構造も簡易なものとすることができる。その結果、容易に装置１の小型化を図ることができる。

【0087】

また、案内溝３７が形成されたドラム３８と、センサアーム５および供給アーム１１の回動中心となる軸を同軸上に連結し、不動部材に固定された被案内子支持部３９に取り付けられた被案内子３９ａを案内溝３７に摺動自在に嵌入したことにより、センサアーム５および供給アーム１１の昇降動作と回動動作を機械的に連動させることができるので、複数のアクチュエータを必要とすることなく１つのアクチュエータ（電動モータ４２）によって、センサアーム５および供給アーム１１に昇降動作と回動動作を行わせることができる。その結果、装置１の小型化を図ることができる。

【0088】

次に、本発明の実施形態に係る生物化学的酸素消費量予測方法について説明する。本発明の生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）予測方法は、溶存酸素消費量測定装置１を用いてサンプルの溶存酸素消費量を測定するステップを含む。実施例において詳述するが、溶存酸素酸素消費量測定装置１により測定された溶存酸素消費量は、サンプルのＢＯＤと高い相関を示すことが明らかとなった。

【0089】

一実施形態に係る生物化学的酸素消費量予測方法は、サンプル液供給流路７を介して容器２にサンプル液を供給するステップと、エア供給流路８を介して容器２にエアを供給してサンプル液を曝気するステップと、溶存酸素（ＤＯ）センサ４を用いて曝気したサンプル液の所定期間内の溶存酸素量の変化を測定するステップと、測定した溶存酸素量を基にサンプル液のＢＯＤを予測するステップと、を含む。

【0090】

サンプル液供給流路７を介して容器２にサンプル液を供給するステップにおいては、ボトル２６に収容されたサンプル液が、供給ノズル１０を通じて容器２内に供給される。続くステップでは、容器２内のサンプル液にエア供給流路８を介して曝気用エアが供給される。本ステップでは、曝気によってサンプル液の溶存酸素量を飽和又は飽和に近い状態になればよく、曝気量や曝気時間等の曝気条件は適宜調整され得るが、時間短縮の観点から、曝気時間は短い方が好ましい。具体的には、曝気時間は、３００秒～１０００秒であり得、４００秒～６００秒であり得る。

【0091】

続くステップでは、ＤＯセンサ４を用いて、曝気したサンプル液の所定期間内の溶存酸素量の変化が測定される。前述したように、ＤＯセンサ４の胴部４ａの外周には下方に向かって縮径したテーパ状の栓４ｃが備わっており、栓４ｃは、容器２の開口部１７と隙間なく嵌合し得るため、ＤＯセンサ４による測定は、容器がサンプル液で満たされ、且つ気密状態で行われる。したがって、空気中の酸素の影響を排除した環境下で、サンプル液の溶存酸素量を正確に測定することができる。

【0092】

溶存酸素量の変化、すなわち溶存酸素消費量は、測定開始時に得られた溶存酸素量から、測定終了時に得られた溶存酸素量を差し引くことで求められる。溶存酸素消費量の測定時間は、ＢＯＤの予測が可能である限り、短い方が好ましい。具体的には、測定時間は、５分～３時間であり得、１５分～２．５時間であり得、３０分～２時間であり得る。

【0093】

測定した溶存酸素消費量を基にサンプル液のＢＯＤを予測するステップでは、予め設定された近似式により、溶存酸素消費量をＢＯＤ値に換算することで、ＢＯＤの予測値を得ることができる。溶存酸素消費量は、一定期間内の溶存酸素消費量であり、溶存酸素消費速度であってもよい。

【実施例】

【0094】

溶存酸素消費量測定装置１を用いたＢＯＤ予測方法について、実施例を参照して、さらに詳細に説明する。ＢＯＤ値が９～１２３ｍｇ／Ｌの範囲にあるサンプル液６検体を用いて、溶存酸素消費量とＢＯＤ値との相関を明らかにした。サンプル液を容器２に供給し、１０分間曝気した。曝気後のサンプル液の温度は２０℃、ＤＯは９．０８±０．１２ｍｇ／Ｌ（平均値±標準偏差）であり、全てのサンプル液で溶存酸素が飽和に近い値を示した。

【0095】

ＤＯセンサ４を用いて、容器２がサンプル液で満たされた、且つ気密状態での、開始時、３０分、６０分、及び１２０分経過時のサンプル液の溶存酸素量を測定した。３０分、６０分、及び１２０分経過時における溶存酸素消費速度（ｍｇ／Ｌ／時間）を算出し、ＢＯＤとの相関を調べた。結果を表１に示す。決定係数（Ｒ^２値）は、いずれも０．５を越え、特に６０分及び１２０分経過時の消費速度とＢＯＤとは、０．８以上の極めて高い相関が得られた。以上のことから、溶存酸素消費量測定装置１を用いてサンプル液の溶存酸素消費量を測定することで、サンプル液のＢＯＤ値が極めて短時間且つ極めて高い精度で予測され得ることが示された。

【0096】

【表1】

【符号の説明】

【0097】

１ 溶存酸素消費量測定装置
２ 容器
４ ＤＯセンサ（溶存酸素センサ）
４ａ 胴部
４ｃ 栓
５ センサアーム
７ サンプル液供給流路
８ エア供給流路
９ 洗浄水供給流路
１０ 供給ノズル
１１ 供給アーム
１２ アーム駆動手段
１３ 制御ボックス
１５ ターンテーブル
１７ａ 開口部

【要約】

【課題】多数の試料の溶存酸素消費量を効率的に測定でき、小型化を図りやすい溶存酸素消費量測定装置を提供すること。
【解決手段】容器２と、サンプル液を供給するサンプル液供給流路７と、曝気用エアを供給するエア供給流路８と、サンプル液供給流路７及びエア供給流路８から選択的に供給される流体を容器２内に供給する供給ノズル１０と、容器２に供給されたサンプル液の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素センサ４と、を備える溶存酸素消費量測定装置１。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】