槽内監視モニタ
【課題】耐水性に優れた槽内監視モニタを提供する。
【解決手段】槽内監視モニタ１は、防水ケース２と、該防水ケース２内に設置された槽内監視モニタ本体３と、防水ケース２の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ１１〜１７とを備えている。モニタ本体３およびそれに接続される超音波センサによって界面レベル計が構成される。この超音波センサは、固液分離槽の水中に設置されており、モニタ本体３とはリード線およびコネクタ１６を介して接続されている。モニタ本体３に対しては、コネクタ１７および電力ケーブルを介して電力が供給可能とされている。メモリは、信号ケーブルおよびコネクタ１５を介してデータを外部に出力可能としている。
【解決手段】槽内監視モニタ１は、防水ケース２と、該防水ケース２内に設置された槽内監視モニタ本体３と、防水ケース２の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ１１〜１７とを備えている。モニタ本体３およびそれに接続される超音波センサによって界面レベル計が構成される。この超音波センサは、固液分離槽の水中に設置されており、モニタ本体３とはリード線およびコネクタ１６を介して接続されている。モニタ本体３に対しては、コネクタ１７および電力ケーブルを介して電力が供給可能とされている。メモリは、信号ケーブルおよびコネクタ１５を介してデータを外部に出力可能としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離槽などの槽内の状況を監視するための槽内監視モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場における廃水処理設備や下水処理設備には、一般に排水を固液分離するための沈殿槽や沈砂池といった固液分離槽が設けられる。固液分離槽における汚泥の堆積量を監視するために、例えば超音波センサを用いて固液分離槽の底面に向けて超音波を送信し、反射波の受信タイミングおよび強度を解析して、汚泥と上澄水との界面の位置（深度）を計測することが行われている（特許文献１〜６）。
【０００３】
また、計測された情報を信号処理（グラフィック変換）して画像表示することが行われている。例えば、計測された界面深度の変遷を表示器のメイン画面に表示させ、挿入指示に基づいて、長時間に渡る変遷を表示したウィンド画面をメイン画面に挿入させる超音波界面計が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
固液分離槽内の状態を画像として表示することは、固液分離槽を管理する上で、様々な情報を与えてくれるため、非常に有効である。特に、固液分離槽が見える場所に設置すると、その状況が掴みやすく、また掴んだ状況を元にすぐに行動に移すことが可能である。例えば、引抜流量を増加させた時、界面レベルの変化を監視することができ、その操作が適切であったか、あるいは調整量に過不足がなかったかが確認でき、確実な運転管理が行なえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−７３８９０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５４９３１６号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５５２０６７号公報
【特許文献４】特許第２６８９００８号公報
【特許文献５】特許第２８９５６８２号公報
【特許文献６】特許第２８５５５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固液分離槽は屋外に設置されることが多い。また、建屋内に設置される場合でも、建屋内が高湿度な環境となり易い。そのため、固液分離槽を監視するための装置、槽内監視モニタは十分な耐水性を有していることが望ましい（第１の課題）。
【０００７】
一方、耐水性を考慮すると、装置の内部は電子回路から発せられる熱により温度が上昇し、電子回路が正常に作動できる適正温度を超えてしまい、正確な計測や動作に支障を生じてしまうことがある。従って、このような装置は温度に対応できる機能を有していることが望ましい（第２の課題）。
【０００８】
本発明は、耐水性に優れた槽内監視モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の槽内監視モニタは、槽内監視モニタ本体を防滴または防水ケース内に設置してなる槽内監視モニタであって、該槽内監視モニタ本体は、超音波または光を送出し、懸濁物堆積層を含む水中を伝播した超音波または光を受信するセンサによる受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該デジタル信号に基づいて、前記槽内の界面の位置を算出する算出部と、前記デジタル信号を画素データに変換するグラフィック変換部と、画素データおよび界面位置データを格納するメモリと、該メモリに格納されている画素データを表示する表示部とを備えており、該防滴または防水ケースに、該槽内監視モニタ本体への電源、前記センサによる受信信号、前記画素データおよび前記界面位置データ入出力用の防水コネクタが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の槽内監視モニタは、請求項１において、タイマーと、該タイマーで予め設定しておいた時間がくると前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の槽内監視モニタは、請求項１または２において、該防滴または防水ケース内の温度を計測する温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチと、該温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチの検出温度が設定温度を超えたときに、前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構を有することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記防滴または防水ケースに設けられた、それぞれ開閉手段を有して気体導入口および気体流出口と、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると各開閉手段を開放させる開放手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記槽内監視モニタ本体の背面に接して設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記防滴または防水ケース内に設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の槽内監視モニタにあっては、槽内監視モニタ本体が防滴または防水ケース内に設置されており、また槽内監視モニタ本体に給電したり槽内監視モニタ本体との信号の入出力を行うために防水コネクタが設けられているので、耐水性に優れ固液分離槽の近くに設置できる。請求項２〜６の槽内監視モニタによると、防滴または防水ケース内の温度上昇を抑制することができ、安定した連続計測が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は右側面図、（ｃ）図は背面図、（ｄ）図は（ａ）図のＤ−Ｄ線断面図である。（ｅ），（ｆ）図は（ｄ）図とは異なる形態の断面図である。
【図２】界面計のブロック図である。
【図３】別の実施の形態に係る槽内監視モニタの断面図である。
【図４】さらに別の実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図はフロントカバーを開けた状態の正面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】節電システムを示す回路図である。
【図６】節電システムを示す回路図である。
【図７】節電システムを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
第１図は第１の実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図、第２図はその回路構成を示すブロック図である。
【００１９】
この槽内監視モニタ１は、防水ケース２と、該防水ケース２内に設置された槽内監視モニタ本体３と、防水ケース２の前面に設けられた操作スイッチ４（４ａ〜４ｅ）と、背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（雄側）１１〜１７とを備えている。各雄側防水コネクタ１１〜１７に対し雌側コネクタ１８を介してリード線またはケーブル１９が接続される。
【００２０】
防水ケース２は、前半体２ａと後半体２ｂと、これらの突き合せ部を水密的にシールするパッキン２ｃとを有する。前半体２ａの前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部５が設けられている。槽内監視モニタ本体３は、この窓部５に当接または近接するように防水ケース２内に配置されている。
【００２１】
後半体２ｂには、第１図（ｃ）の通り、空気の導入口６と流出口７とが設けられている。これらの導入口６および流出口７には開閉弁（図示略）が設けられており、防水ケース２内の温度が所定温度以上になると該開閉弁を開放させる弁制御手段（図示略）が設けられている。なお、この導入口６および流出口７並びにその開閉手段は省略されてもよい。また、この導入口６から乾燥空気等を導入し、流出口７から排出するようにしてもよい。
【００２２】
以上の空気冷却の代りに、第１図（ｅ）の通り、発熱するモニタ本体３の背面にペルチェ素子８と、これに接した放熱板９とを設けて、モニタ本体３を直接冷却することができる。ペルチェ素子８には、防水ケース内が冷やされる方向に通電がなされるようになっている（図示せず）。
【００２３】
また、後半体２ｂには、第１図（ｆ）の通り、ペルチェ素子８と、これに接した放熱板９とが設けられている。ペルチェ素子８には、防水ケース内が冷やされる方向に通電がなされるようになっている（図示せず）。また放熱板には水密的にシールするパッキン（図示略）を有しており、該防水ケース内には水が外部から入らない構造となっている。防水ケース２内の温度が所定温度以上になると、前記ペルチェ素子に直流電源が供給されるように制御される。
【００２４】
槽内監視モニタ本体３およびそれに接続される超音波センサ２２（第２図参照）によって槽内監視モニタが構成される。この超音波センサ２２は、固液分離槽の水中に設置されており、モニタ本体３とはリード線およびコネクタ１６を介して接続されている。槽内監視モニタ本体３に対しては、コネクタ１７および電力ケーブルを介して電力が供給可能とされている。
【００２５】
次に、この槽内監視モニタの構成について第２図を参照して説明する。
【００２６】
この槽内監視モニタは、信号生成回路２１、超音波センサ２２、増幅回路２３、アナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）２４、表示部２５、界面レベル算出部２６、グラフィック変換部２７、メモリ２８、および制御部２９を備える。
【００２７】
超音波センサ２２は発振（発信）部および受信部を有し、前述の通り、固液分離槽内の所定の高さに設置されている。信号生成回路２１により生成された電気信号は、リード線およびコネクタ１６を介して発振部（図示せず）に与えられる。発振部は、この電気信号を超音波振動子に与え、固液分離槽の底部に向かって超音波を送信する。
【００２８】
送信された超音波は、汚泥物堆積層と上澄水との界面や、汚泥堆積層内に存在する汚泥界面および固液分離槽の底部等によって反射される。反射波は受信部によって受信され、受信部は受信信号をリード線およびコネクタ１６を介して増幅回路２３へ出力する。
【００２９】
この受信信号は、増幅回路２３によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４によりデジタル信号に変換された後、表示部２５、界面レベル算出部２６、およびグラフィック変換部２７へ出力される。
【００３０】
表示部２５は、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号に基づいて、超音波送信からの時間経過に伴う反射強度（受信強度）の変化を示すグラフを表示領域２５ａに表示する。表示領域２５ａは、例えば縦軸に経過時間、横軸に反射強度をとるグラフを表示する。なお、超音波送信から受信までの時間は、超音波の反射位置の深さに対応するため、縦軸を深さとして表示することもできる。このように、表示部２５は、固液分離槽内の最新の超音波反射強度分布を表示することができる。
【００３１】
界面レベル算出部２６は、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号に基づいて、固液分離槽内の各界面の位置（深さ）を算出する。例えば、超音波の反射強度が超音波送信からの時間経過に伴って急激に変化した場合、界面レベル算出部２６は、反射強度が所定の閾値を超えて急激に大きくなったり小さくなったりしたタイミングまでの経過時間（ｔ１）に基づいて、界面までの距離（界面の位置）を算出する。
【００３２】
界面レベル算出部２６は、超音波センサ２２の取り付け位置と、固液分離槽の底面までの距離との対応関係を示すテーブルを保持しておき、このテーブルを参照して底面までの距離を求めてもよい。界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置をアナログ信号出力部２０を介してコネクタ１７から外部へ出力することができる。このアナログ信号出力部２０には、図示しないＤ／Ａ変換器と増幅回路を持っている。
【００３３】
界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置を表示部２５に出力し、表示領域２５ｂに表示させる。これにより、表示部２５は、固液分離槽内での界面の位置の最新情報を表示することができる。なお、表示領域２５ｂに表示させる界面の位置は、上澄水の水面からの距離、超音波センサ２２からの距離、固液分離槽の底面からの距離のいずれでもよく、またその他の基準点からの距離でもよい。界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置をメモリ２８へ出力する。
【００３４】
グラフィック変換部２７は、表示部２５の表示領域２５ｃに超音波反射強度の変遷をカラー表示するために、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号の値を、表示領域２５ｃの階調に対応した値（画素データ）に変換する。カラー画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色それぞれがｋビット（＝２ｋ階調）で表現される（ｋは２以上の整数とする）。
【００３５】
グラフィック変換部２７は変換後の画素データをメモリ２８へ出力する。
【００３６】
メモリ２８は複数の記憶領域Ｓ１〜Ｓｙを有する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、グラフィック変換部２７から画素データを受け取ると、表示領域２５ｃの１画素列分の表示データ（画素列データ）として格納する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、新しいデータの格納に伴い、今まで記憶していたデータのうち一番古いデータを廃棄（消去）する。
【００３７】
記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、設定されたインターバル（時間間隔）を空けて、次の新しい画素データをグラフィック変換部７から受け取り、格納する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙに格納されている画素列データのうち、新しい方から所定数を用いることで、表示領域２５ｃに超音波受信強度分布の変遷をカラー表示することができる。また、表示データに界面レベルＬＶや水温Ｔが含まれている場合、表示領域２５ｃは、カラー画像と併せてあるいは単独で（画像データは消す）、界面レベルや水温の変遷を表示することができる。
【００３８】
記憶領域Ｓ１〜Ｓｙはそれぞれ異なるデータのサンプリングインターバルが設定されている。例えば、記憶領域Ｓ１は１秒、記憶領域Ｓ２は３秒、記憶領域Ｓｙ−１は５０分、記憶領域Ｓｙは１００分のインターバルが設定される。表示領域２５ｃの画素列が２００列ある（ｎ＝２００）場合を考える。
【００３９】
この時、記憶領域Ｓ１のデータを用いると、表示領域２５ｃには表示幅２００秒（＝１秒×２００）の変遷を表示できる。同様に、記憶領域Ｓ２のデータを用いると表示幅１０分（＝３秒×２００）、記憶領域Ｓｙ−１のデータを用いると表示幅約７日（≒５０分×２００）、記憶領域Ｓｙのデータを用いると表示幅約１４日（≒１００分×２００）の変遷を表示できる。
【００４０】
従って、どの記憶領域に格納されている表示データを用いるかによって、表示部２５の表示領域２５ｃにカラー表示する超音波受信強度分布の変遷の時間幅を変更することができる。制御部２９は、表示する時間幅の切り替え指示に基づいて、指示された時間幅に対応する記憶領域に格納されている表示データが表示部２５に出力されるように制御する。
【００４１】
メモリ２８は、信号ケーブル３０およびコネクタ１５を介してデータを外部に出力可能としている。
【００４２】
このように、槽内監視モニタ１では、槽内監視モニタ本体３を防水ケース２内に格納し、防水コネクタを介して超音波センサ２２および電源等と接続しており、槽内監視モニタ本体の耐水性が高い。
【００４３】
また、槽内監視モニタ本体３の作動に伴って、防水ケース２内の温度が所定温度以上になったときには、空気の導入口６および流出口７を開放させ、あるいは導入口６から乾燥空気等を導入し流出口７から排出し、放熱を図ることもできる。または、ペルチェ素子８に防水ケース２内が冷却される方向に直流電源を通電し、内部を冷却すると共に放熱板９を通して放熱することもできる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
第３図に別形状の槽内監視モニタ３１を示す。
【００４５】
この槽内監視モニタ３１は、防水ケース３２と、該防水ケース３２内に設置された槽内監視モニタ本体３３と、防水ケース３２の前面に設けられた操作スイッチ（第３図では図示略）と、防水ケース３２、または槽内監視モニタ本体３３の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（第３図では図示略）とを備えている。
【００４６】
防水ケース３２は、前半体３２ａと後半体３２ｂと、これらの突き合せ部を水密的にシールするパッキン３２ｃとを有する。前半体３２ａの前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部３５が設けられている。槽内監視モニタ本体３３は、この窓部３５に当接または近接するように防水ケース３２内に配置されている。
【００４７】
この実施の形態では、防水ケース３２内に防水仕切板３６が設置されており、槽内監視モニタ本体３３はこの防水仕切板３６に保持されている。
【００４８】
［第３の実施の形態］
第４図にさらに別形状の槽内監視モニタ４１を示す。
【００４９】
この槽内監視モニタ４１は、防水ケース４２と、該防水ケース４２内に設置された槽内監視モニタ本体４３と、防水ケース４２、または槽内監視モニタ本体４３の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（第４図では図示略）とを備えている。
【００５０】
防水ケース４２の前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部４５が設けられている。槽内監視モニタ本体４２は、この窓部４５から若干離隔するように防水ケース４２内に配置されている。この実施の形態では、防水ケース４２内に防水仕切板４６が設置されており、槽内監視モニタ本体４３はこの防水仕切板４６に保持されている。
【００５１】
この防水ケース４２の前面には、フロントカバー４２ａがヒンジによって開閉可能に設けられている。このフロントカバー４２ａを開けることにより、槽内監視モニタ本体４３の前面の操作スイッチ４３ａ〜４３ｅが操作可能となる。フロントカバー４２ａと防水ケース４２の本体側との合わせ面にはシールパッキン（図示略）が設けられており、フロントカバー４２ａを閉めると防水ケース４２内が外部から水密的に隔絶される。以上は防水ケースを例に説明したが、本発明では設置する環境に応じて、防水ケースに代えてＩＰ６５規格の防滴・防塵形ケースを使用してもよい。
【００５２】
［回路の発熱を抑制する実施の形態］
本発明では、槽内監視モニタ本体が防水ケース内に格納されているので、槽内監視モニタ本体の消費電力を減少させて槽内監視モニタ本体の回路の発熱を抑制することが好ましい。
【００５３】
そのための回路例を第５図〜第７図に示す。
【００５４】
第５図（ａ）においては、回路はタイマー５１を有し、タイマー５１で予め設定しておいた時間がくると表示部２５への通電を停止し、表示を停止するようにしている。
【００５５】
第５図（ｂ）においては、タイマー５２で予め設定しておいた時間がくると表示部への通電量を減少させ、表示部２５の輝度を低下させるようにしている。
【００５６】
第６図（ａ），（ｂ）では、第５図（ａ），（ｂ）において、タイマー５１，５２にそれぞれ復帰スイッチ５３を設け、再び画像を表示させたり輝度を高めたりするときには復帰スイッチ５３を操作するよう構成している。
【００５７】
第７図では、防水ケース内の温度を検出する温度センサー６１を設け、防水ケース内の温度が所定温度以上になったときにはスイッチ６２または６３を動作させて表示部２５への通電を停止する（第７図（ａ））または表示部２５への通電量を減少させて表示部２５の輝度を低下させるようにしている。以上は温度センサーを使用した例で説明したが、温度センサーに代えてバイメタル型の温度スイッチを使用しても良い。電気抵抗変化型の温度スイッチとしては、一般名称としてポリスイッチと呼ばれる電子部品を利用することもできる。これは温度に依存して電気抵抗値が変化することを利用して、回路を遮断したり、回路電流を制限したりするものである。
【００５８】
上記実施形態では、反射パルス型の超音波センサ２２を用いていたが、透過・減衰型の超音波センサを用いてもよい。
【００５９】
また、超音波センサでなく、光学式濁質濃度測定器を用いてもよい。光学式濁質濃度測定器としては透過・減衰型、散乱型、反射型があり、これらのうちの１つまたは複数を用いることができる。
【００６０】
上記実施の形態では防水コネクタを用いているが、防滴コネクタを用いてもよい。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１，３１，４１ 槽内監視モニタ
２，３２，４２ 防水ケース
３，３３，４３ 槽内監視モニタ本体
５，３５，４５ 窓部
１１〜１７ 防水コネクタ
２１ 信号生成回路
２２ 超音波センサ
２３ 増幅回路
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ 表示部
２６ 界面レベル算出部
２７ グラフィック変換部
２８ メモリ
２９ 制御部
３６，４６ 防水仕切板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離槽などの槽内の状況を監視するための槽内監視モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場における廃水処理設備や下水処理設備には、一般に排水を固液分離するための沈殿槽や沈砂池といった固液分離槽が設けられる。固液分離槽における汚泥の堆積量を監視するために、例えば超音波センサを用いて固液分離槽の底面に向けて超音波を送信し、反射波の受信タイミングおよび強度を解析して、汚泥と上澄水との界面の位置（深度）を計測することが行われている（特許文献１〜６）。
【０００３】
また、計測された情報を信号処理（グラフィック変換）して画像表示することが行われている。例えば、計測された界面深度の変遷を表示器のメイン画面に表示させ、挿入指示に基づいて、長時間に渡る変遷を表示したウィンド画面をメイン画面に挿入させる超音波界面計が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
固液分離槽内の状態を画像として表示することは、固液分離槽を管理する上で、様々な情報を与えてくれるため、非常に有効である。特に、固液分離槽が見える場所に設置すると、その状況が掴みやすく、また掴んだ状況を元にすぐに行動に移すことが可能である。例えば、引抜流量を増加させた時、界面レベルの変化を監視することができ、その操作が適切であったか、あるいは調整量に過不足がなかったかが確認でき、確実な運転管理が行なえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−７３８９０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５４９３１６号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５５２０６７号公報
【特許文献４】特許第２６８９００８号公報
【特許文献５】特許第２８９５６８２号公報
【特許文献６】特許第２８５５５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固液分離槽は屋外に設置されることが多い。また、建屋内に設置される場合でも、建屋内が高湿度な環境となり易い。そのため、固液分離槽を監視するための装置、槽内監視モニタは十分な耐水性を有していることが望ましい（第１の課題）。
【０００７】
一方、耐水性を考慮すると、装置の内部は電子回路から発せられる熱により温度が上昇し、電子回路が正常に作動できる適正温度を超えてしまい、正確な計測や動作に支障を生じてしまうことがある。従って、このような装置は温度に対応できる機能を有していることが望ましい（第２の課題）。
【０００８】
本発明は、耐水性に優れた槽内監視モニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の槽内監視モニタは、槽内監視モニタ本体を防滴または防水ケース内に設置してなる槽内監視モニタであって、該槽内監視モニタ本体は、超音波または光を送出し、懸濁物堆積層を含む水中を伝播した超音波または光を受信するセンサによる受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該デジタル信号に基づいて、前記槽内の界面の位置を算出する算出部と、前記デジタル信号を画素データに変換するグラフィック変換部と、画素データおよび界面位置データを格納するメモリと、該メモリに格納されている画素データを表示する表示部とを備えており、該防滴または防水ケースに、該槽内監視モニタ本体への電源、前記センサによる受信信号、前記画素データおよび前記界面位置データ入出力用の防水コネクタが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の槽内監視モニタは、請求項１において、タイマーと、該タイマーで予め設定しておいた時間がくると前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の槽内監視モニタは、請求項１または２において、該防滴または防水ケース内の温度を計測する温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチと、該温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチの検出温度が設定温度を超えたときに、前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構を有することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記防滴または防水ケースに設けられた、それぞれ開閉手段を有して気体導入口および気体流出口と、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると各開閉手段を開放させる開放手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記槽内監視モニタ本体の背面に接して設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６の槽内監視モニタは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記防滴または防水ケース内に設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の槽内監視モニタにあっては、槽内監視モニタ本体が防滴または防水ケース内に設置されており、また槽内監視モニタ本体に給電したり槽内監視モニタ本体との信号の入出力を行うために防水コネクタが設けられているので、耐水性に優れ固液分離槽の近くに設置できる。請求項２〜６の槽内監視モニタによると、防滴または防水ケース内の温度上昇を抑制することができ、安定した連続計測が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は右側面図、（ｃ）図は背面図、（ｄ）図は（ａ）図のＤ−Ｄ線断面図である。（ｅ），（ｆ）図は（ｄ）図とは異なる形態の断面図である。
【図２】界面計のブロック図である。
【図３】別の実施の形態に係る槽内監視モニタの断面図である。
【図４】さらに別の実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図であり、（ａ）図は正面図、（ｂ）図はフロントカバーを開けた状態の正面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】節電システムを示す回路図である。
【図６】節電システムを示す回路図である。
【図７】節電システムを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
第１図は第１の実施の形態に係る槽内監視モニタの構成図、第２図はその回路構成を示すブロック図である。
【００１９】
この槽内監視モニタ１は、防水ケース２と、該防水ケース２内に設置された槽内監視モニタ本体３と、防水ケース２の前面に設けられた操作スイッチ４（４ａ〜４ｅ）と、背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（雄側）１１〜１７とを備えている。各雄側防水コネクタ１１〜１７に対し雌側コネクタ１８を介してリード線またはケーブル１９が接続される。
【００２０】
防水ケース２は、前半体２ａと後半体２ｂと、これらの突き合せ部を水密的にシールするパッキン２ｃとを有する。前半体２ａの前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部５が設けられている。槽内監視モニタ本体３は、この窓部５に当接または近接するように防水ケース２内に配置されている。
【００２１】
後半体２ｂには、第１図（ｃ）の通り、空気の導入口６と流出口７とが設けられている。これらの導入口６および流出口７には開閉弁（図示略）が設けられており、防水ケース２内の温度が所定温度以上になると該開閉弁を開放させる弁制御手段（図示略）が設けられている。なお、この導入口６および流出口７並びにその開閉手段は省略されてもよい。また、この導入口６から乾燥空気等を導入し、流出口７から排出するようにしてもよい。
【００２２】
以上の空気冷却の代りに、第１図（ｅ）の通り、発熱するモニタ本体３の背面にペルチェ素子８と、これに接した放熱板９とを設けて、モニタ本体３を直接冷却することができる。ペルチェ素子８には、防水ケース内が冷やされる方向に通電がなされるようになっている（図示せず）。
【００２３】
また、後半体２ｂには、第１図（ｆ）の通り、ペルチェ素子８と、これに接した放熱板９とが設けられている。ペルチェ素子８には、防水ケース内が冷やされる方向に通電がなされるようになっている（図示せず）。また放熱板には水密的にシールするパッキン（図示略）を有しており、該防水ケース内には水が外部から入らない構造となっている。防水ケース２内の温度が所定温度以上になると、前記ペルチェ素子に直流電源が供給されるように制御される。
【００２４】
槽内監視モニタ本体３およびそれに接続される超音波センサ２２（第２図参照）によって槽内監視モニタが構成される。この超音波センサ２２は、固液分離槽の水中に設置されており、モニタ本体３とはリード線およびコネクタ１６を介して接続されている。槽内監視モニタ本体３に対しては、コネクタ１７および電力ケーブルを介して電力が供給可能とされている。
【００２５】
次に、この槽内監視モニタの構成について第２図を参照して説明する。
【００２６】
この槽内監視モニタは、信号生成回路２１、超音波センサ２２、増幅回路２３、アナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称する）２４、表示部２５、界面レベル算出部２６、グラフィック変換部２７、メモリ２８、および制御部２９を備える。
【００２７】
超音波センサ２２は発振（発信）部および受信部を有し、前述の通り、固液分離槽内の所定の高さに設置されている。信号生成回路２１により生成された電気信号は、リード線およびコネクタ１６を介して発振部（図示せず）に与えられる。発振部は、この電気信号を超音波振動子に与え、固液分離槽の底部に向かって超音波を送信する。
【００２８】
送信された超音波は、汚泥物堆積層と上澄水との界面や、汚泥堆積層内に存在する汚泥界面および固液分離槽の底部等によって反射される。反射波は受信部によって受信され、受信部は受信信号をリード線およびコネクタ１６を介して増幅回路２３へ出力する。
【００２９】
この受信信号は、増幅回路２３によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２４によりデジタル信号に変換された後、表示部２５、界面レベル算出部２６、およびグラフィック変換部２７へ出力される。
【００３０】
表示部２５は、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号に基づいて、超音波送信からの時間経過に伴う反射強度（受信強度）の変化を示すグラフを表示領域２５ａに表示する。表示領域２５ａは、例えば縦軸に経過時間、横軸に反射強度をとるグラフを表示する。なお、超音波送信から受信までの時間は、超音波の反射位置の深さに対応するため、縦軸を深さとして表示することもできる。このように、表示部２５は、固液分離槽内の最新の超音波反射強度分布を表示することができる。
【００３１】
界面レベル算出部２６は、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号に基づいて、固液分離槽内の各界面の位置（深さ）を算出する。例えば、超音波の反射強度が超音波送信からの時間経過に伴って急激に変化した場合、界面レベル算出部２６は、反射強度が所定の閾値を超えて急激に大きくなったり小さくなったりしたタイミングまでの経過時間（ｔ１）に基づいて、界面までの距離（界面の位置）を算出する。
【００３２】
界面レベル算出部２６は、超音波センサ２２の取り付け位置と、固液分離槽の底面までの距離との対応関係を示すテーブルを保持しておき、このテーブルを参照して底面までの距離を求めてもよい。界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置をアナログ信号出力部２０を介してコネクタ１７から外部へ出力することができる。このアナログ信号出力部２０には、図示しないＤ／Ａ変換器と増幅回路を持っている。
【００３３】
界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置を表示部２５に出力し、表示領域２５ｂに表示させる。これにより、表示部２５は、固液分離槽内での界面の位置の最新情報を表示することができる。なお、表示領域２５ｂに表示させる界面の位置は、上澄水の水面からの距離、超音波センサ２２からの距離、固液分離槽の底面からの距離のいずれでもよく、またその他の基準点からの距離でもよい。界面レベル算出部２６は、算出した界面の位置をメモリ２８へ出力する。
【００３４】
グラフィック変換部２７は、表示部２５の表示領域２５ｃに超音波反射強度の変遷をカラー表示するために、Ａ／Ｄ変換器２４から受け取ったデジタル信号の値を、表示領域２５ｃの階調に対応した値（画素データ）に変換する。カラー画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色それぞれがｋビット（＝２ｋ階調）で表現される（ｋは２以上の整数とする）。
【００３５】
グラフィック変換部２７は変換後の画素データをメモリ２８へ出力する。
【００３６】
メモリ２８は複数の記憶領域Ｓ１〜Ｓｙを有する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、グラフィック変換部２７から画素データを受け取ると、表示領域２５ｃの１画素列分の表示データ（画素列データ）として格納する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、新しいデータの格納に伴い、今まで記憶していたデータのうち一番古いデータを廃棄（消去）する。
【００３７】
記憶領域Ｓ１〜Ｓｙは、設定されたインターバル（時間間隔）を空けて、次の新しい画素データをグラフィック変換部７から受け取り、格納する。記憶領域Ｓ１〜Ｓｙに格納されている画素列データのうち、新しい方から所定数を用いることで、表示領域２５ｃに超音波受信強度分布の変遷をカラー表示することができる。また、表示データに界面レベルＬＶや水温Ｔが含まれている場合、表示領域２５ｃは、カラー画像と併せてあるいは単独で（画像データは消す）、界面レベルや水温の変遷を表示することができる。
【００３８】
記憶領域Ｓ１〜Ｓｙはそれぞれ異なるデータのサンプリングインターバルが設定されている。例えば、記憶領域Ｓ１は１秒、記憶領域Ｓ２は３秒、記憶領域Ｓｙ−１は５０分、記憶領域Ｓｙは１００分のインターバルが設定される。表示領域２５ｃの画素列が２００列ある（ｎ＝２００）場合を考える。
【００３９】
この時、記憶領域Ｓ１のデータを用いると、表示領域２５ｃには表示幅２００秒（＝１秒×２００）の変遷を表示できる。同様に、記憶領域Ｓ２のデータを用いると表示幅１０分（＝３秒×２００）、記憶領域Ｓｙ−１のデータを用いると表示幅約７日（≒５０分×２００）、記憶領域Ｓｙのデータを用いると表示幅約１４日（≒１００分×２００）の変遷を表示できる。
【００４０】
従って、どの記憶領域に格納されている表示データを用いるかによって、表示部２５の表示領域２５ｃにカラー表示する超音波受信強度分布の変遷の時間幅を変更することができる。制御部２９は、表示する時間幅の切り替え指示に基づいて、指示された時間幅に対応する記憶領域に格納されている表示データが表示部２５に出力されるように制御する。
【００４１】
メモリ２８は、信号ケーブル３０およびコネクタ１５を介してデータを外部に出力可能としている。
【００４２】
このように、槽内監視モニタ１では、槽内監視モニタ本体３を防水ケース２内に格納し、防水コネクタを介して超音波センサ２２および電源等と接続しており、槽内監視モニタ本体の耐水性が高い。
【００４３】
また、槽内監視モニタ本体３の作動に伴って、防水ケース２内の温度が所定温度以上になったときには、空気の導入口６および流出口７を開放させ、あるいは導入口６から乾燥空気等を導入し流出口７から排出し、放熱を図ることもできる。または、ペルチェ素子８に防水ケース２内が冷却される方向に直流電源を通電し、内部を冷却すると共に放熱板９を通して放熱することもできる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
第３図に別形状の槽内監視モニタ３１を示す。
【００４５】
この槽内監視モニタ３１は、防水ケース３２と、該防水ケース３２内に設置された槽内監視モニタ本体３３と、防水ケース３２の前面に設けられた操作スイッチ（第３図では図示略）と、防水ケース３２、または槽内監視モニタ本体３３の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（第３図では図示略）とを備えている。
【００４６】
防水ケース３２は、前半体３２ａと後半体３２ｂと、これらの突き合せ部を水密的にシールするパッキン３２ｃとを有する。前半体３２ａの前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部３５が設けられている。槽内監視モニタ本体３３は、この窓部３５に当接または近接するように防水ケース３２内に配置されている。
【００４７】
この実施の形態では、防水ケース３２内に防水仕切板３６が設置されており、槽内監視モニタ本体３３はこの防水仕切板３６に保持されている。
【００４８】
［第３の実施の形態］
第４図にさらに別形状の槽内監視モニタ４１を示す。
【００４９】
この槽内監視モニタ４１は、防水ケース４２と、該防水ケース４２内に設置された槽内監視モニタ本体４３と、防水ケース４２、または槽内監視モニタ本体４３の背面に設けられた入出力用の防水コネクタ（第４図では図示略）とを備えている。
【００５０】
防水ケース４２の前面には透明な樹脂またはガラスよりなる窓部４５が設けられている。槽内監視モニタ本体４２は、この窓部４５から若干離隔するように防水ケース４２内に配置されている。この実施の形態では、防水ケース４２内に防水仕切板４６が設置されており、槽内監視モニタ本体４３はこの防水仕切板４６に保持されている。
【００５１】
この防水ケース４２の前面には、フロントカバー４２ａがヒンジによって開閉可能に設けられている。このフロントカバー４２ａを開けることにより、槽内監視モニタ本体４３の前面の操作スイッチ４３ａ〜４３ｅが操作可能となる。フロントカバー４２ａと防水ケース４２の本体側との合わせ面にはシールパッキン（図示略）が設けられており、フロントカバー４２ａを閉めると防水ケース４２内が外部から水密的に隔絶される。以上は防水ケースを例に説明したが、本発明では設置する環境に応じて、防水ケースに代えてＩＰ６５規格の防滴・防塵形ケースを使用してもよい。
【００５２】
［回路の発熱を抑制する実施の形態］
本発明では、槽内監視モニタ本体が防水ケース内に格納されているので、槽内監視モニタ本体の消費電力を減少させて槽内監視モニタ本体の回路の発熱を抑制することが好ましい。
【００５３】
そのための回路例を第５図〜第７図に示す。
【００５４】
第５図（ａ）においては、回路はタイマー５１を有し、タイマー５１で予め設定しておいた時間がくると表示部２５への通電を停止し、表示を停止するようにしている。
【００５５】
第５図（ｂ）においては、タイマー５２で予め設定しておいた時間がくると表示部への通電量を減少させ、表示部２５の輝度を低下させるようにしている。
【００５６】
第６図（ａ），（ｂ）では、第５図（ａ），（ｂ）において、タイマー５１，５２にそれぞれ復帰スイッチ５３を設け、再び画像を表示させたり輝度を高めたりするときには復帰スイッチ５３を操作するよう構成している。
【００５７】
第７図では、防水ケース内の温度を検出する温度センサー６１を設け、防水ケース内の温度が所定温度以上になったときにはスイッチ６２または６３を動作させて表示部２５への通電を停止する（第７図（ａ））または表示部２５への通電量を減少させて表示部２５の輝度を低下させるようにしている。以上は温度センサーを使用した例で説明したが、温度センサーに代えてバイメタル型の温度スイッチを使用しても良い。電気抵抗変化型の温度スイッチとしては、一般名称としてポリスイッチと呼ばれる電子部品を利用することもできる。これは温度に依存して電気抵抗値が変化することを利用して、回路を遮断したり、回路電流を制限したりするものである。
【００５８】
上記実施形態では、反射パルス型の超音波センサ２２を用いていたが、透過・減衰型の超音波センサを用いてもよい。
【００５９】
また、超音波センサでなく、光学式濁質濃度測定器を用いてもよい。光学式濁質濃度測定器としては透過・減衰型、散乱型、反射型があり、これらのうちの１つまたは複数を用いることができる。
【００６０】
上記実施の形態では防水コネクタを用いているが、防滴コネクタを用いてもよい。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１，３１，４１ 槽内監視モニタ
２，３２，４２ 防水ケース
３，３３，４３ 槽内監視モニタ本体
５，３５，４５ 窓部
１１〜１７ 防水コネクタ
２１ 信号生成回路
２２ 超音波センサ
２３ 増幅回路
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ 表示部
２６ 界面レベル算出部
２７ グラフィック変換部
２８ メモリ
２９ 制御部
３６，４６ 防水仕切板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内監視モニタ本体を防滴または防水ケース内に設置してなる槽内監視モニタであって、該槽内監視モニタ本体は、
超音波または光を送出し、懸濁物堆積層を含む水中を伝播した超音波または光を受信するセンサによる受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該デジタル信号に基づいて、前記槽内の界面の位置を算出する算出部と、
前記デジタル信号を画素データに変換するグラフィック変換部と、
画素データおよび界面位置データを格納するメモリと、
該メモリに格納されている画素データを表示する表示部と
を備えており、
該防滴または防水ケースに、該槽内監視モニタ本体への電源、前記センサによる受信信号、前記画素データおよび前記界面位置データ入出力用の防水コネクタが設けられていることを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項２】
請求項１において、タイマーと、該タイマーで予め設定しておいた時間がくると前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構とを有することを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項３】
請求項１または２において、該防滴または防水ケース内の温度を計測する温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチと、該温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチの検出温度が設定温度を超えたときに、前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構を有することを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記防滴または防水ケースに設けられた、それぞれ開閉手段を有して気体導入口および気体流出口と、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると各開閉手段を開放させる開放手段と
を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記槽内監視モニタ本体の背面に接して設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記防滴または防水ケース内に設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項１】
槽内監視モニタ本体を防滴または防水ケース内に設置してなる槽内監視モニタであって、該槽内監視モニタ本体は、
超音波または光を送出し、懸濁物堆積層を含む水中を伝播した超音波または光を受信するセンサによる受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該デジタル信号に基づいて、前記槽内の界面の位置を算出する算出部と、
前記デジタル信号を画素データに変換するグラフィック変換部と、
画素データおよび界面位置データを格納するメモリと、
該メモリに格納されている画素データを表示する表示部と
を備えており、
該防滴または防水ケースに、該槽内監視モニタ本体への電源、前記センサによる受信信号、前記画素データおよび前記界面位置データ入出力用の防水コネクタが設けられていることを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項２】
請求項１において、タイマーと、該タイマーで予め設定しておいた時間がくると前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構とを有することを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項３】
請求項１または２において、該防滴または防水ケース内の温度を計測する温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチと、該温度センサ、バイメタル型の温度スイッチまたは電気抵抗変化型の温度スイッチの検出温度が設定温度を超えたときに、前記表示部の輝度を低下させるかまたは表示を停止する機構を有することを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記防滴または防水ケースに設けられた、それぞれ開閉手段を有して気体導入口および気体流出口と、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると各開閉手段を開放させる開放手段と
を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記槽内監視モニタ本体の背面に接して設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記防滴または防水ケース内に設けられたペルチェ素子と、これに接してかつ該ケース外部に露出した放熱板とを備え、
前記防滴または防水ケース内の温度が所定温度を超えると、ペルチェ素子に該ケース内が冷やされる向きに通電がなされる手段を備えたことを特徴とする槽内監視モニタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−４７７６１（Ｐ２０１１−４７７６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５６５０（Ｐ２００９−１９５６５０）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]