(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反芻動物のルーメンの内部状態を検出するための検出装置であって、
前記ルーメンの内容物の液体成分に対する耐性を有するとともに前記ルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材料によって形成され、前記反芻動物に経口で投与可能であるとともに経口で前記ルーメンの内部に挿入される回収器具と連結可能なように構成された容器（２ａ）を備え、
前記容器（２ａ）には、前記容器（２ａ）の内部の第１室に前記液体成分を導入するための開口部（２ｅ）が形成され、
前記容器（２ａ）の内部を、前記第１室と、前記液体成分の流入が防止された第２室とに区切るための分離部（６２）と、
前記液体成分に関連するパラメータを測定するために、前記容器（２ａ）の前記第１室に収納された測定部（２１，２１Ａ）と、
前記検出装置の動作条件に関する情報を記憶するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された記憶部（２９）と、
前記記憶部（２９）に記憶された前記情報に基づいて、前記測定部（２１，２１Ａ）の測定結果から前記パラメータに関するデータを生成するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された制御部（２４）と、
前記制御部（２４）の処理によって生成された前記パラメータに関する前記データを無線によって送信するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された通信部（２５，２６，２６Ａ）と、
少なくとも前記制御部（２４）および前記通信部（２５，２６，２６Ａ）に電力を供給するために前記第２室に収納された電池（３２，３２Ａ）とをさらに備え、
前記回収器具は、前記ルーメンの内部に挿入されるとともに前記検出装置を前記反芻動物の体外に取り出すために用いられる磁石を含むように構成され、
前記容器（２ａ）は、強磁性体および常磁性体の少なくとも一方によって形成された連結部（２ｄ）を含む、検出装置。
【請求項２】
前記容器（２ａ）は、
先端に向かうにしたがって次第に細くなるテーパに形成されたテーパ部（２ｃ）を含み、
前記容器（２ａ）の前記第２室を規定する部分は、開封および密封が可能なように構成される、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記通信部（２５，２６，２６Ａ）は、前記検出装置の前記動作条件の少なくとも一部を更新するための新たな情報を無線により受信可能に構成され、
前記制御部（２４）は、前記通信部（２５，２６，２６Ａ）によって前記新たな情報が受信された場合に、前記記憶部（２９）に記憶される前記情報を、前記新たな情報に更新する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記記憶部（２９）に記憶された前記情報は、
前記検出装置の固有番号と、
前記パラメータに関する前記データの送信スケジュールとを含む、請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記パラメータは、前記液体成分のｐＨ値を含み、
前記測定部（２１，２１Ａ）は、ｐＨセンサ（３５）を含み、
前記ｐＨセンサ（３５）は、
ガラス電極（７２）と、
内部液を含むゲル（７７）と、
少なくとも一部が前記ゲルの内部に配置された比較電極（７３）と、
前記ゲル（７７）から流出する前記内部液の液絡量を制御するために多孔質の樹脂により形成された液絡部（７４）と、
前記ガラス電極（７２）および前記比較電極（７３）による前記液体成分のｐＨの測定値を温度補償するための温度センサ（７５）とを有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項６】
前記パラメータは、前記液体成分のｐＨ値を含み、
前記測定部（２１，２１Ａ）は、ｐＨセンサ（３５）を含み、
前記ｐＨセンサ（３５）は、
ガラス電極（７２）と、
内部液としての塩化カリウム飽和溶液（７７Ａ）と、
少なくとも一部が前記塩化カリウム飽和溶液に浸された比較電極（７３）と、
前記内部液の液絡量を制御するために多孔質の樹脂により形成された液絡部（７４）と、
前記ガラス電極（７２）および前記比較電極（７３）による前記液体成分のｐＨの測定値を温度補償するための温度センサ（７５）とを有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項７】
前記検出装置は、
前記ｐＨセンサの出力を増幅するための増幅回路（２２Ａ）をさらに備え、
前記増幅回路（２２Ａ）は、
前記比較電極の電位を基準電位に設定するための基準電位設定部（２２３）と、
前記ガラス電極の電位と前記基準電位との間の電位差を増幅するためのアンプ（２２５Ａ）とを含む、請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
監視システムであって、
反芻動物のルーメンの内部状態を検出するための検出装置（２，２０）を備え、
前記検出装置（２，２０）は、
前記ルーメンの内容物の液体成分に対する耐性を有するとともに前記ルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材料によって形成され、前記反芻動物に経口で投与可能であるとともに経口で前記ルーメンの内部に挿入される回収器具と連結可能なように構成された容器（２ａ）を含み、
前記容器（２ａ）には、前記容器（２ａ）の内部の第１室に前記液体成分を導入するための開口部（２ｅ）が形成され、
前記検出装置（２，２０）は、
前記容器（２ａ）の内部を、前記第１室と、前記液体成分の流入が防止された第２室とに区切るための分離部（６２）と、
前記液体成分に関連するパラメータを測定するために、前記容器（２ａ）の前記第１室に収納された測定部（２１，２１Ａ）と、
前記検出装置（２，２０）の動作条件に関する情報を記憶するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された記憶部（２９）と、
前記記憶部（２９）に記憶された前記情報に基づいて、前記測定部（２１，２１Ａ）の測定結果から前記パラメータに関するデータを生成するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された制御部（２４）と、
前記制御部（２４）の処理によって生成された前記パラメータに関する前記データを無線によって送信するために、前記容器（２ａ）の前記第２室に収納された通信部（２５，２６，２６Ａ）と、
少なくとも前記制御部（２４）および前記通信部（２５，２６，２６Ａ）に電力を供給するために前記第２室に収納された電池（３２，３２Ａ）とをさらに含み、
前記監視システムは、
前記検出装置（２，２０）と無線による通信が可能に構成され、前記検出装置（２，２０）から無線によって送信された前記データを受信する通信装置（４，１２）と、
前記通信装置（４）により受信された前記データを収集するとともに、前記データを用いて前記ルーメンの状態を監視するための監視装置（７）とをさらに備え、
前記回収器具は、前記ルーメンの内部に挿入されるとともに前記検出装置を前記反芻動物の体外に取り出すために用いられる磁石を含むように構成され、
前記容器（２ａ）は、強磁性体および常磁性体の少なくとも一方によって形成された連結部（２ｄ）を含む、監視システム。
【請求項９】
前記検出装置（２，２０）の前記通信部（２５，２６，２６Ａ）は、送信電力が１０ｍＷ以下の電波を送信するための第１のアンテナ（２６，２６Ａ）を含み、
前記通信装置（４，４Ａ，１２）は、無線によって前記データを受信するための第２のアンテナ（４６）を含み、
前記第２のアンテナ（４６）の利得は、前記第１のアンテナ（２６，２６Ａ）の利得よりも高い、請求項８に記載の監視システム。
【請求項１０】
前記通信装置（４，１２）は、少なくとも１箇所に配置されるとともに複数の検出装置（２，２０）の各々から送信された前記データを受信可能であり、
前記監視装置（７）は、前記通信装置（４，１２）により受信されたデータを収集する、請求項９に記載の監視システム。
【請求項１１】
前記検出装置（２，２０）の前記通信部（２５，２６，２６Ａ）は、前記動作条件の少なくとも一部を更新するための新たな情報を無線により受信可能に構成され、
前記制御部（２４）は、前記通信部（２５，２６，２６Ａ）によって前記新たな情報が受信された場合に、前記記憶部（２９）に記憶される前記情報を、前記新たな情報に更新し、
前記通信装置（４，１２）は、
前記検出装置（２，２０）から無線によって送信された前記データを受信するための受信機（４）と、
複数の検出装置（２，２０）の各々に対応する前記新たな情報を無線によって送信可能に構成された設定ユニット（１２）とを含む、請求項８に記載の監視システム。
【請求項１２】
前記反芻動物のルーメン内部に置かれ、かつ前記ルーメンの内部の状態を検出する検出装置（２，２０）の回収方法であって、
前記検出装置（２，２０）は、
前記ルーメンの内容物の液体成分に対する耐性を有するとともに前記ルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材料によって形成され、前記反芻動物に経口で投与可能であるとともに経口で前記ルーメンの内部に挿入される回収器具と連結可能なように構成された容器（２ａ）を備え、
前記容器（２ａ）には、前記容器（２ａ）の内部の第１室に前記液体成分を導入するための貫通孔が形成され、
前記検出装置（２，２０）は、
前記液体成分に関連するパラメータを測定するために、前記容器（２ａ）の前記第１室に収納された測定部（２１，２１Ａ）をさらに備え、
前記回収方法は、
前記反芻動物の体内に留置される前記検出装置（２，２０）と連結可能な部分を有する回収器具を前記ルーメンに挿入するステップと、
前記回収器具に前記検出装置（２，２０）を連結させるステップと、
前記回収器具を回収することにより前記検出装置（２，２０）を前記反芻動物の口から取り出すステップとを備える、回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反芻動物の第１胃（ルーメン）の状態を検出するための検出装置および、その回収方法、ならびに監視システムに関する。本発明は特に、ルーメンの内部に留まった状態でそのルーメンの状態を検出する検出装置、および、その検出装置を反芻動物から回収するための方法、ならびに、その検出装置によって反芻動物のルーメンの状態を監視するための監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの近年の進展にともない、人あるいは動物の体内への設置を目的として小型化された電子機器が提案されている。【０００３】
たとえば特表２００３−５３０１３５号公報（特許文献１）は、人体内部の結合サイトにおいて少なくとも１つの生理学的パラメータをモニタするためのモニタ装置を開示する。このモニタ装置は、上記パラメータを検出するためのディテクタと、そのディテクタにより形成されたデータを送信するためのトランスミッタとを備える。【０００４】
畜産あるいは酪農の分野において、発信機を備えた電子機器を動物の体内に設置するとともに、その電子機器からの情報を用いて個体を管理あるいは識別することが提案されている。たとえば特開平６−２７６８７７号公報（特許文献２）は、反芻動物の第１胃または第２胃（reticulum）の中に留まった状態で使用される動物用体内型個体識別器具を開示する。この識別器具は、胃液によって侵されない材質によって形成された容器と、その容器の内部に収納された集積回路と、容器の内部あるいは外部に設けられたアンテナとを備える。集積回路は、動物の体外から発信された電磁波に応答して、予め記憶されたデータ（識別コード）を送信アンテナを通じて送信する。【０００５】
たとえば米国特許第５９８４８７５号明細書（特許文献３）は、個々の反芻動物の生理学的パラメータ（たとえば温度）を検出するとともに、その検出結果を送信するセンサを開示する。センサは、反芻動物の第１胃あるいは第２胃に留まることが可能な適切な大きさおよび密度を有する。センサから送信されたデータは、外部の受信機によって受信される。【０００６】
たとえば特表２００８−５２９６３１号公報（特許文献４）は、動物が飲み込むことが可能に構成された検査装置を開示する。この検査装置は、コントローラ、トランスミッタおよび、センサ素子のアレイを備える。トランスミッタは、アレイの出力から抽出されたセンサデータを送信するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５３０１３５号公報
【特許文献２】特開平６−２７６８７７号公報
【特許文献３】米国特許第５９８４８７５号明細書
【特許文献４】特表２００８−５２９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
乳牛および肉牛の飼養管理にとって、ルーメンの状態を把握することは重要である。ルーメンの状態を把握するため、一般にはルーメン液のｐＨが測定される。【０００９】
乳牛に給与される飼料品質の向上、飼養管理技術の改善、および育種の改良の進展などにより、乳牛の泌乳量は飛躍的に増大してきた。高泌乳を維持するために、大量の濃厚飼料が乳牛に給与される。しかし、更なる高泌乳を目指すために、牛の生理を無視した飼養管理が普及した。この結果、ルーメンアシドーシス、およびルーメンアシドーシスと関連のある各種の代謝病、感染症あるいは蹄病が多発していることが報告されている。ルーメンアシドーシスおよび関連する各種の疾病は乳牛による生産の阻害要因となる。【００１０】
牛のルーメン内の状態は給与飼料に応じて異なるとともに、疾病発生や良質な牛乳生産と密接に関連する。ルーメンアシドーシスとは、ルーメンｐＨが低下した状態である。大量の濃厚飼料の給与、あるいは不適切な給与順序によってルーメンｐＨが低下する。ルーメンｐＨの測定の重要性が広く認識されるとともに、ルーメンｐＨの測定によるルーメンアシドーシスの制御が乳牛の健康と生産とを維持するための重要な課題となっている。【００１１】
しかし現状では、ルーメンの内部の状態を正確に測定するための技術は確立されていない。具体的に説明すると、ルーメン内部の状態を把握するためには、牛からルーメン液を採取しなければならない。ルーメン液は、経口カテーテルを用いた経口的採取、あるいは注射針を用いた第一胃への穿刺によって採取される。しかし経口的採取の場合には、ルーメン液に唾液が混入するという問題あるいは胃への注射針の穿刺による細菌感染の虞が常に生じる。このためルーメンｐＨを正確に測定することができない。【００１２】
また、ルーメン内で発酵が進むことによってルーメン内の温度が上昇すると考えられるので、ルーメン内部の状態を検出するためには、ルーメン液のｐＨに加えてルーメン内の温度を測定することがより好ましい。しかしながら、従来の技術によれば、生体外部で温度を測定しなければならない。このためルーメン内の温度を正確に測定できない。【００１３】
加えて、ルーメン液を採取するためには牛の固定などの労力を要する。このためにルーメン液のｐＨあるいは温度を計測する頻度が低くなる。ルーメン内部の状態を検出することは飼養管理上有効な手法であるにもかかわらず、上述の理由により管理手法として普及してこなかった。その結果、多くの乳牛がルーメンアシドーシスに関連する疾病を患うことにより生産性が低下するという問題が発生する。酪農家の経営にとって、乳牛の生産性の低下は大きな課題の一つである。【００１４】
しかしながら、上記の文献のいずれにおいても、反芻動物（代表的には牛）のルーメンの内部の状態を検出するという点、特にルーメンのｐＨを正確に検出する点について具体的な記載はない。【００１５】
さらに上記の文献のいずれにおいても、生体内に設置された電子機器を任意のタイミングで回収することについて具体的な記載はない。たとえば乳牛が生きている間、乳牛のルーメンから電子機器を取り出すことができないのであれば、乳牛の頭数に応じた個数の電子機器が必要となる。このため監視システムのコストが増大する。【００１６】
本発明の目的は、反芻動物のルーメンの状態を検出可能な検出装置、およびその検出装置を回収する方法、ならびにその検出装置を含む監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ある局面では、反芻動物のルーメンの内部状態を検出するための検出装置であって、ルーメンの内容物の液体成分に対する耐性を有するとともに前記ルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材料によって形成され、反芻動物に経口で投与可能であるとともに経口でルーメンの内部に挿入される回収器具と連結可能なように構成された容器を備える。容器には、容器の内部の第１室に液体成分を導入するための開口部が形成される。検出装置は、容器の内部を、第１室と、液体成分の流入が防止された第２室とに区切るための防護部と、測定部と、記憶部と、制御部と、通信部と、電池とをさらに備える。測定部は、液体成分に関連するパラメータを測定するために、容器の第１室に収納される。記憶部は、検出装置の動作条件に関する情報を記憶するために、容器の第２室に収納される。制御部は、記憶部に記憶された情報に基づいて、測定部の測定結果からパラメータに関するデータを生成するために、容器の第２室に収納される。通信部は、制御部の処理によって生成されたパラメータに関するデータを無線によって送信するために、容器の第２室に収納される。電池は、少なくとも制御部および通信部に電力を供給するために第２室に収納される。【００１８】
好ましくは、回収器具は、ルーメンの内部に挿入され、検出装置を反芻動物の体外に取り出すために用いられる磁石を含むように構成される。容器は、先端に向かうにしたがって次第に細くなるテーパに形成されたテーパ部と、強磁性体および常磁性体の少なくとも一方によって形成された連結部とを含む。容器の第２室を規定する部分は、開封および密封が可能なように構成される。【００１９】
好ましくは、通信部は、検出装置の動作条件の少なくとも一部を更新するための新たな情報を無線により受信可能に構成される。制御部は、通信部によって新たな情報が受信された場合に、記憶部に記憶される情報を、新たな情報に更新する。【００２０】
好ましくは、記憶部に記憶された情報は、検出装置の固有番号と、パラメータに関するデータの送信スケジュールとを含む。【００２１】
好ましくは、パラメータは、液体成分のｐＨ値を含む。測定部は、ｐＨセンサを含む。ｐＨセンサは、ガラス電極と、内部液を含むゲルと、少なくとも一部がゲルの内部に配置された比較電極と、ゲルから流出する内部液の液絡量を制御するために多孔質の樹脂により形成された液絡部と、ガラス電極および比較電極による液体成分のｐＨの測定値を温度補償するための温度センサとを有する。【００２２】
好ましくは、パラメータは、液体成分のｐＨ値を含む。測定部は、ｐＨセンサを含む。ｐＨセンサは、ガラス電極と、内部液としての塩化カリウム飽和溶液と、少なくとも一部が塩化カリウム飽和溶液に浸された比較電極と、内部液の液絡量を制御するために多孔質の樹脂により形成された液絡部と、ガラス電極および比較電極による液体成分のｐＨの測定値を温度補償するための温度センサとを有する。【００２３】
好ましくは、検出装置は、ｐＨセンサの出力を増幅するための増幅回路をさらに備える。増幅回路は、比較電極の電位を基準電位に設定するための基準電位設定部と、ガラス電極の電位と基準電位との間の電位差を増幅するためのアンプとを含む。【００２４】
本発明は、他の局面では、監視システムであって、上記の検出装置と、検出装置と無線による通信が可能に構成され、検出装置から無線によって送信されたデータを受信する通信装置と、通信装置により受信されたデータを収集するとともに、データを用いてルーメンの状態を監視するための監視装置とを備える。【００２５】
好ましくは、検出装置の通信部は、送信電力が１０ｍＷ以下の電波を送信するための第１のアンテナを含む。通信装置は、無線によってデータを受信するための第２のアンテナを含む。第２のアンテナの利得は、第１のアンテナの利得よりも高い。【００２６】
好ましくは、通信装置は、複数の検出装置の各々から送信されたデータを受信可能である。監視装置は、少なくとも１箇所に配置された通信装置により受信されたデータを収集する。【００２７】
好ましくは、検出装置の通信部は、動作条件の少なくとも一部を更新するための新たな情報を無線により受信可能に構成される。制御部は、通信部によって新たな情報が受信された場合に、記憶部に記憶される情報を、新たな情報に更新する。通信装置は、検出装置から無線によって送信されたデータを受信するための受信機と、複数の検出装置の各々に対応する新たな情報を無線によって送信可能に構成された設定ユニットとを含む。【００２８】
本発明のさらに他の局面に従うと、反芻動物のルーメン内部に置かれ、かつルーメンの内部の状態を検出する検出装置の回収方法である。検出装置は、ルーメンの内容物の液体成分に対する耐性を有するとともにルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材料によって形成され、反芻動物に経口で投与可能に構成された容器を備える。容器には、容器の内部の第１室に液体成分を導入するための貫通孔が形成される。検出装置は、液体成分に関連するパラメータを測定するために、容器の第１室に収納された測定部をさらに備える。回収方法は、反芻動物の体内に留置される検出装置と連結可能な部分を有する回収器具をルーメンに挿入するステップと、回収器具に検出装置を連結させるステップと、回収器具を回収することにより検出装置を反芻動物の口から取り出すステップとを備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、反芻動物のルーメンの状態を検出可能な検出装置、およびその検出装置を回収する方法、ならびにその検出装置を含む監視システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００の全体構成を概略的に説明した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２の回路ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る受信機４の回路ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２が投与された牛１をその側方から見た図である。
【図５】図４に示した牛１の複胃を模式的に示した図である。
【図６】牛のルーメンの内部を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２の外観を示した斜視図である。
【図８】図７に示した検出装置２の分解図である。
【図９】図８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第１の図である。
【図１０】図８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第２の図である。
【図１１】検出装置に含まれるアンテナの外観図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係るセンサユニット２１の構成を概略的に説明する断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２を回収するための回収器具を模式的に説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る検出装置２を牛のルーメンから経口で回収するための方法を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１０１の全体構成を概略的に説明した図である。
【図１６】図１５に示した検出装置２０の機能ブロック図である。
【図１７】センサユニット２１Ａの構成を概略的に説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る検出装置２０の分解図である。
【図１９】図１８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第１の図である。
【図２０】図１８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第２の図である。
【図２１】第１の実施の形態に係るアンプ回路２２の機能ブロック図である。
【図２２】第２の実施の形態に係るアンプ回路２２Ａの機能ブロック図である。
【図２３】送受信機４Ａの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００の全体構成を概略的に説明した図である。図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る監視システム１００は、牛１のルーメン３の内部の状態に関する情報を収集するとともに、その情報に基づいてルーメン３の内部の状態を監視する。図１に示した牛１は乳牛および肉牛のいずれでもよいが、以下の説明では牛１を乳牛とする。
【００３３】
監視システム１００は、牛１のルーメン３の状態を検出するための検出装置２を備える。検出装置２は牛１のルーメン３の中に置かれることによって、ルーメン３の内部の状態を検出する。具体的には、検出装置２は、ルーメン３の状態を検出するためにルーメン液のｐＨを測定する。
【００３４】
ルーメン液のｐＨはルーメン内部の状態を反映する。たとえば、ルーメンｐＨが低下することによりルーメンアシドーシスが発生する可能性が高くなる。通常のルーメンｐＨは７．０〜６．０であり、ルーメンｐＨが５．５以下に低下した状態がルーメンアシドーシスと呼ばれる。ルーメン液のｐＨを測定することによって、ルーメンアシドーシスを検出することができる。
【００３５】
検出装置２は、ルーメン液のｐＨを測定した結果を示すデータを、その検出装置２に割り当てられた固有番号とともに無線によって送信する。固有番号は検出装置２に予め記憶される。検出装置２は、さらに牛１の体外から送られた無線信号に応じて、検出装置２の動作条件等に関する情報を更新する。
【００３６】
検出装置２は牛１の口から投与される。検出装置２を経口投与するための方法は種々の公知の方法を適用することができるので、ここでは詳細な説明を繰返さない。
【００３７】
監視システム１００は、検出装置２から無線により送信されたデータを受信するための受信機４と、ＬＡＮ（Local  Area  Network）５と、ハブ６と、監視サーバ７と、ウェブサーバ８とをさらに備える。少なくとも受信機４および監視サーバ７は、牛のルーメン内部の状態を監視するための監視ユニットを構成する。
【００３８】
受信機４は、複数の検出装置２の各々から送信されたデータを受信可能に構成される。１台の受信機４と接続可能な検出装置２の台数は特に限定されるものではない。したがって図１に示されるように、たとえば受信機４は牛群２０１，２０２の各々に対応して設置される。牛群２０１，２０２の各々に属する牛１は、たとえば泌乳期の乳牛である。
【００３９】
受信機４は、ＬＡＮ５およびハブ６を介して監視サーバ７およびウェブサーバ８の各々に接続される。監視サーバ７は検出装置２から送信されたデータに基づいて、検出装置２が投与された牛１のルーメン３の状態を監視するための各種の処理を実行する。また、受信機４は、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）メモリ等の外部メモリ（図示せず）に接続可能であり、受信したデータをその外部メモリに送信可能である。
【００４０】
監視サーバ７は、受信機４から測定データを定期的に取得する。監視サーバ７が測定データを取得する周期は任意に設定可能である。監視サーバ７は、データベースを有するとともに取得されたデータをそのデータベースに登録する。
【００４１】
監視サーバ７は、データベースに登録されたデータを、表形式あるいはグラフ形式等の所定の形式によって表示する。表示される内容は、たとえば個体を識別するための番号、その番号に対応するルーメンｐＨの値の時間的な変動などである。監視サーバ７は、さらに、測定データを監視する機能、および、飼養者、獣医等の牛１の管理者に電子メールを送信する機能を有する。たとえば、ある牛のルーメンｐＨの測定値が５．５以下に低下した場合、監視サーバ７は、その牛の識別番号と、管理者の注意を促すための情報（現在のルーメンｐＨ値など）とが記載された電子メールを、予め登録された送信先に送信する。
【００４２】
監視サーバ７は、さらに、ユーザによって入力された、牛１の管理に関する各種の情報、たとえば飼料の給与時刻などの情報を記憶する。
【００４３】
ウェブサーバ８は、監視サーバ７が有するデータベースから測定データを取得するとともに、そのデータをブラウザによって、たとえばグラフ形式などの所定の形式で表示する。さらに、ウェブサーバ８は、ユーザインターフェース機能を有し、監視サーバ７および受信機４に対する各種の操作のための情報を受付ける。ウェブサーバ８は、入力された情報を監視サーバ７に送り、監視サーバ７は、その情報に応じて、自身あるいは受信機４に対する各種の処理を実行する。監視サーバ７およびウェブサーバ８には、たとえばパーソナルコンピュータが適用される。
【００４４】
監視システム１００は、さらに、ＬＡＮ５とＷＡＮ（Wide  Area  Network）９とを相互に接続するためのルータ１０を有する。遠隔地にある情報端末１１（図１にはパーソナルコンピュータ１１ａおよび携帯端末１１ｂを例示する）がＷＡＮ９に接続される。情報端末１１は、監視サーバ７のデータベースに登録された測定データを所定の形式（たとえばグラフ形式）で表示するとともに、監視サーバ７から発信された電子メールを受信する。
【００４５】
監視システム１００は、さらに、設定ユニット１２を備える。設定ユニット１２は、検出装置２の設定に関するデータを生成する機能、およびそのデータを無線により送信する機能を有する。設定ユニット１２は、データ生成装置としてのパーソナルコンピュータ１２ａと、パーソナルコンピュータ１２ａにより生成されたデータを無線により送信するための送信機１２ｂとを含む。ただし設定ユニット１２は、データ生成装置および送信機が一体化された携帯型の機器でもよい。
【００４６】
パーソナルコンピュータ１２ａは、検出装置２の固有番号、動作条件（たとえば検出装置２がデータを送信する時間間隔）、検出装置２の校正の指令等を生成する。送信機１２ｂは、パーソナルコンピュータ１２ａにより生成されたデータ、指令等を無線によって送信する。送信機１２ｂから無線により送信された情報を受信した検出装置２は、予め記憶された情報を、送信機１２ｂから送信された情報へと更新する。設定ユニット１２は、検出装置２の牛１への投与の前後にかかわらず、必要に応じて検出装置２の動作条件などを設定することができる。
【００４７】
なお、受信機４および設定ユニット１２は、検出装置２と無線による通信が可能な通信装置を構成する。
【００４８】
本発明の第１の実施の形態によれば、ルーメン３内に留まる検出装置２がルーメン３の内部の状態を検出するので、ルーメン液を採取しなくともルーメン内部の状態を把握することが可能になる。経口で採取されたルーメン液のｐＨを測定する場合には、ルーメン液に唾液が混入することによってルーメン液の性状が変化する可能性が高い。しかしながら本実施の形態によれば、このような問題が生じないので、ルーメン液のｐＨ値を正確に計測することができる。さらに本発明の第１の実施の形態によれば、検出装置２は検出結果すなわちルーメンｐＨの測定値を無線で送信するとともに、監視ユニット（受信機４および監視サーバ７）は、検出装置２から送信された情報を取得する。よって本発明の実施の形態によれば、長期間にわたり、ルーメン内部の状態をリアルタイムで測定および監視することができる。
【００４９】
さらに、第１の実施の形態によれば、検出装置２は、ルーメン３内から回収可能に構成されるので、１つの検出装置を繰返し使用することができる。したがって本発明の第１の実施の形態によれば、監視システムのコストを低減することができる。
【００５０】
次に図１に示した監視システム１００の構成要素を詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２の回路ブロック図である。
【００５１】
図２を参照して、検出装置２は、センサユニット２１と、アンプ回路２２と、Ａ／Ｄコンバータ２３と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２４と、無線モジュール２５と、アンテナ２６とを備える。
【００５２】
検出装置２は、さらに、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２７と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２８と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  ROM）２９と、ＲＴＣ（Real  Time  Clock）３０と、ＵＡＲＴ（Universal  Asynchronous  Receiver  Transmitter）インターフェース回路３１と、電池３２と、電源ＩＣ（Integrated  Circuit）３３とをさらに備える。
【００５３】
センサユニット２１は、ルーメン液のｐＨを測定するためのｐＨセンサ３５と、ｐＨセンサ３５の検出結果を補正するためにルーメン液の温度を測定する温度センサ３６とを含む。各センサによる検出結果（測定結果）はアナログ信号として出力される。
【００５４】
アンプ回路２２は、センサユニット２１から出力されたアナログ信号を増幅する。Ａ／Ｄコンバータ２３は、アンプ回路２２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００５５】
ＣＰＵ２４は、検出装置２の動作を統括的に制御するものであり、各部に対して所定の指示を出力する。たとえばＣＰＵ２４はセンサユニット２１の測定結果およびＥＥＰＲＯＭ２９に記憶される検出装置２の固有番号を用い、ｐＨ値を含む送信データを生成する。ＲＯＭ２７は、ＣＰＵ２４の所定の機能を実現するために用いられるソフトウェアプログラムが格納された記憶領域である。ＲＡＭ２８は、ＣＰＵ２４のワーク領域として用いられる。
【００５６】
無線モジュール２５はアンテナ２６に接続される。無線モジュール２５およびアンテナ２６は、ＣＰＵ２４から送られたデータを無線によって送信する。一方で無線モジュール２５およびアンテナ２６は、外部より無線によって送信された情報（無線信号）を受信する。
【００５７】
ＥＥＰＲＯＭ２９は、情報を不揮発的に記憶するとともに、記憶された情報を電気的に書き換え可能な装置である。ＥＥＰＲＯＭ２９に記憶される情報は、検出装置２の設定に関する情報が記憶される。ＥＥＰＲＯＭ２９には、たとえば検出装置２の固有番号、データの送信スケジュール（たとえば送信間隔あるいは送信予定時刻等）等が記憶される。設定ユニット１２から新たな情報が送信された場合、ＥＥＰＲＯＭ２９に記憶される情報は、ＣＰＵ２４によって、新たな情報へと更新される。
【００５８】
ＲＴＣ３０は計時のための回路である。ＣＰＵ２４はＲＴＣ３０から現在の日時（年月日および時刻）を取得する。ＵＡＲＴインターフェース回路３１は、調歩同期方式によるシリアル信号をパラレル信号に変換し、あるいはパラレル信号を調歩同期方式によるシリアル信号に変換する。調歩同期方式によるシリアル信号とは、無線モジュール２５およびアンテナ２６によって送信あるいは受信される無線信号である。パラレル信号は、ＣＰＵ２４に入力あるいは出力される信号である。
【００５９】
図２に示した各ブロックは、別個に設けられてもよいし、たとえばＣＰＵ２４、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、ＲＴＣ３０、ＵＡＲＴインターフェース回路３１等が１つのマイクロコンピュータに集積化されてもよい。
【００６０】
電池３２および電源ＩＣ３３は、検出装置２の各ブロックに電力を供給する。電池３２はその容積が小さくほど好ましいとともに、その電池容量が大きいほど好ましい。電池３２の容積が小さいことによって検出装置２の小型化が可能となる。電池３２の電池容量が大きいほど電池の寿命が長くなるので、牛のルーメンの状態を検出できる期間を長くすることができるとともに、検出装置２をルーメンから回収する頻度を少なくすることができる。したがって第１の実施の形態では、電池３２として、たとえば塩化チオニルリチウム電池が用いられる。さらに、電池３２の寿命の観点からは、検出装置２の各ブロックの消費電力が小さいほど好ましい。
【００６１】
検出装置２は、自己診断機能を有し、センサユニット２１の異常、電池３２の電圧低下などを検出する。自己診断機能によって異常が検出された場合、検出装置２は、その異常の内容に関する情報を無線により送信する。
【００６２】
次に、検出装置２の通信機能の１つの具体例を説明する。検出装置２から送信される電波の周波数帯、および検出装置２の送信出力については、通信距離、電池の寿命、生体への影響等の種々の要件によって定められる。この実施の形態では、具体的には、検出装置２から送信される電波は、たとえば、周波数帯は４２９ＭＨｚ帯であり、その送信出力は１０ｍＷ以下である。
【００６３】
検出装置２の通信方式は半二重通信方式（Half  duplex）であり、通信方向を切替える方式である。すなわち検出装置２は電波の送信および受信を同時にできない。通信速度は、たとえば２４００ｂｐｓであり、通信に用いられるデータの形式はバイナリデータである。
【００６４】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機４の回路ブロック図である。図３を参照して、受信機４は、ＵＳＢインターフェース回路４１と、表示部４２と、操作部４３と、ＣＰＵ４４と、無線モジュール４５と、アンテナ４６とを備える。
【００６５】
受信機４は、さらに、ＲＯＭ４７と、ＲＡＭ４８と、ＥＥＰＲＯＭ４９と、ＲＴＣ５０と、ＵＡＲＴインターフェース回路５１と、ＬＡＮインターフェース回路５２と、電源モジュール５３とをさらに備える。
【００６６】
ＵＳＢインターフェース回路４１は、図示しないＵＳＢメモリ（外部メモリ）と受信機４とを接続するための回路である。表示部４２は、受信機４に関する各種の情報、たとえば受信機４の動作状況を表示するための回路であり、たとえば液晶表示回路により構成される。操作部４３は、ユーザによる操作を受付けるための回路であり、たとえば電源のオン／オフを操作するためのスイッチ等を含む。
【００６７】
ＣＰＵ４４は、受信機４の動作を統括的に制御するものである。ＲＯＭ４７およびＲＡＭ４８の機能は、上記のＲＯＭ２７あるいはＲＡＭ２８の機能と同様であるので以後の説明は繰返さない。ＲＴＣ５０は、ＲＴＣ３０と同様にＣＰＵ４４が現在の日時を取得するために用いられる。ＵＡＲＴインターフェース回路５１は、調歩同期方式によるシリアル信号をパラレル信号に変換し、あるいはパラレル信号を調歩同期方式によるシリアル信号に変換する。調歩同期方式によるシリアル信号とは、無線モジュール２５およびアンテナ２６によって受信される無線信号であり、パラレル信号とはＣＰＵ４４に入出力される信号である。
【００６８】
無線モジュール４５は、アンテナ４６に接続される。無線モジュール４５およびアンテナ４６は検出装置２から送信された情報（無線信号）を受信する。
【００６９】
ＥＥＰＲＯＭ４９は、検出装置２から受信したデータを記憶する。ＥＥＰＲＯＭ４９は不揮発性メモリであるので、停電が生じた場合にもデータの消失を防止できる。
【００７０】
ＬＡＮインターフェース回路５２は、受信機４とＬＡＮ５との間でデータを授受するための回路である。
【００７１】
電源モジュール５３は、ＡＣ電源からの交流電力を直流電力に変換するとともに、その直流電力を図３に示す各回路ブロックに供給する。
【００７２】
受信機４の通信方式は半二重通信方式である。ただし、受信機４は検出装置２から送信された電波を受信するのみである。通信速度は、たとえば２４００ｂｐｓであり、通信に用いられるデータの形式はバイナリデータである。
【００７３】
受信機４の内部（ＥＥＰＲＯＭ４９）には、通信対象の検出装置２の固有番号が予め登録される。受信機４は検出装置２から、固有番号と測定値とを含むデータを受信する。受信データに含まれる固有番号が登録された番号と一致するときには受信機４はそのデータを取得し、かつ所定のタイミングで監視サーバ７に送信する。一方、受信データに含まれる固有番号が登録された番号と異なるときには、受信機４は、そのデータを取得しない。
【００７４】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２が投与された牛１をその側方から見た図である。図５は、図４に示した牛１の複胃を模式的に示した図である。
【００７５】
図４および図５を参照して、牛は４つの胃を有する。４つの胃の中で最も大きい胃がルーメン３である。牛１に経口投与された検出装置２は、食道３ａを通過して、ルーメン３に到達する。検出装置２はルーメン３の中に留まることが可能なように適度の重さを有する。さらに、検出装置２はルーメン３の中から回収可能に構成される。
【００７６】
図６は、牛のルーメンの内部を示す模式図である。図６を参照して、ルーメン３では多量の飼料が貯蔵されており、ルーメン３の内部に生息する微生物によって飼料が分解される。
【００７７】
ルーメン３の内部は上層３ｂ、中央層３ｃおよび下層３ｄの３つの層に大別される。上層３ｂは、発酵によって発生したメタン、二酸化炭素などのガスが充満するガス層である。中央層３ｃは、ルーメンマットと呼ばれる大きな飼料片の固まりからなる。下層３ｄは、粒度の小さい飼料片などが堆積した液体層である。経口投与された検出装置２はルーメン３の内部に到達し、下層３ｄ（液体層）に留まる。本明細書においてルーメン液とは、ルーメンの内容物のうち下層３ｄに含まれる液体成分のことを意味するものとする。
【００７８】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２の外観を示した斜視図である。図７を参照して、検出装置２は、図２に示した各ブロックを収納するための容器２ａを有する。容器２ａは、金属により形成された円筒形の容器本体２ｂと、容器本体２ｂの一方の端部に取り付けられた樹脂製のキャップ２ｃと、容器本体２ｂの他方の端部に取り付けられた連結部２ｄとを有する。容器本体２ｂにはルーメン液を容器２ａの内部に導入するための開口部２ｅが形成される。容器本体２ｂ内部に収納されるセンサユニット２１（図示せず）は、開口部２ｅから容器本体２ｂの内部に導入されるルーメン液と接触する。
【００７９】
容器２ａは、ルーメン液によって侵されず、かつ、ルーメンの内圧および運動に耐える物理的強度を有する材質で形成される。具体的には容器本体２ｂおよび連結部２ｄは、ステンレス鋼により形成され、キャップ２ｃは耐酸性を有するとともに、ルーメンの内圧および運動に耐えうる強度を有する樹脂（たとえばポリプロピレン）により形成される。
【００８０】
キャップ２ｃの内部の空間には、図２に示したアンテナ２６が収納される。キャップ２ｃを樹脂で形成することによって、アンテナ２６が送信または受信する電波がキャップ２ｃを透過することができる。
【００８１】
キャップ２ｃはテーパ形状を有する。すなわちキャップ２ｃはその先端に向かうに従って細くなるように形成される。キャップ２ｃの先端の直径Ｄ１は、容器本体２ｂに接続されたキャップ２ｃの後端部の直径、すなわち容器本体２ｂの直径Ｄ２より小さい。したがって容器２ａの形状はいわゆる砲弾形である。キャップ２ｃが先頭となるように検出装置２を牛に経口投与することにより、牛が検出装置２を飲み込みやすくなる。
【００８２】
容器２ａの長さＬ、キャップ２ｃの先端の直径Ｄ１および容器本体２ｂの直径Ｄ２は、牛への検出装置２の経口投与にとって好ましい値に定められる。具体的に説明すると直径Ｄ１は、たとえば２０ｍｍであり、直径Ｄ２は、たとえば３０ｍｍである。直径Ｄ２が３０ｍｍより大きくなると検出装置２を牛に飲み込ませることが難しくなるため、直径Ｄ２は３０ｍｍ以下であることが好ましい。検出装置２の長さＬは、たとえば１３０〜１５０ｍｍである。
【００８３】
検出装置２の重量は、牛のルーメン内（具体的には液体層内）で検出装置２が留まることが可能なように適切に定められる。具体的に説明すると、第１の実施の形態では検出装置２の重量は、たとえば１２０〜１５０ｇである。
【００８４】
連結部２ｄは、磁石に付着可能な材料、すなわち強磁性体あるいは常磁性体によって形成される。一例を示すと、連結部２ｄは、強磁性体、具体的には磁性ステンレス鋼（たとえばフェライト系ステンレス）によって形成される。なお強磁性体と常磁性体とを組み合わせて連結部２ｄを形成することも可能である。
【００８５】
図８は、図７に示した検出装置２の分解図である。図８を参照して、キャップ２ｃおよび連結部２ｄは容器本体２ｂに着脱可能に構成される。キャップ２ｃの側面の一部にはネジ溝が形成され、その突起部が容器本体２ｂの内周面に形成されたネジ溝（図示せず）に螺合する。容器本体２ｂへのルーメン液の浸入が確実に防止されるように、キャップ２ｃの側面にＯリング６１が取り付けられる。
【００８６】
モジュールＭは、図２に示した各回路ブロックを一体化したものであり、容器本体２ｂの内部から取り外し可能である。モジュールＭは、容器本体２ｂの内部を、センサユニット２１が収納される第１室と、モジュールＭのセンサユニット２１以外の部分が収納される第２室とに分離するための分離部６２を有する。連結部２ｄは、ネジ２ｆ，２ｇによって容器本体２ｂに固定される。
【００８７】
上記の第１室は、容器本体２ｂ、連結部２ｄおよび分離部６２（Ｏリング６３）により規定された空間であり、第２室は、容器本体２ｂ、キャップ２ｃおよび分離部６２（Ｏリング６３）により規定された空間である。分離部６２は、Ｏリング６３を含む。Ｏリング６３が容器本体２ｂの内周面に接触することによって、ルーメン液が第２室に浸入することを防止できる。すなわち、分離部６２は、ルーメン液が第２室に浸入することを防止するための防護部である。
【００８８】
第１の実施の形態では、キャップ２ｃおよび連結部２ｄおよび分離部６２のいずれも容器本体２ｂに着脱可能である。言い換えると、容器は、第２室を規定する部分において開封および密封可能に構成される。このように容器を構成することによって、モジュールＭのうちセンサユニット２１以外の部分がルーメン液に接触することを防止できるとともに、電池３２の交換、モジュールＭの修理等のために、モジュールＭを容器本体２ｂの中から取り出すことができる。
【００８９】
なお、容器において第２室を規定する部分が、開封および密封可能に構成されていればよいので、キャップ２ｃのみ容器本体２ｂに着脱可能であってもよい。このように容器が構成される場合、モジュールＭは、たとえばセンサユニット２１および分離部６２を除いた部分が容器本体２ｂの中から取り外し可能なように構成される。
【００９０】
図９は、図８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第１の図である。図１０は、図８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第２の図である。
【００９１】
図９および図１０を参照して、破線の枠に囲まれた領域は、容器２ａの内部の空間を示す。Ｏリング６３を含む分離部６２により、容器２ａの内部の空間は第１室Ａおよび第２室Ｂに分割される。
【００９２】
モジュールＭは、センサユニット２１と、回路ボードＣ１〜Ｃ４とを備える。センサユニット２１は第１室Ａに収納されて、回路ボードＣ１〜Ｃ４は第２室Ｂに収納される。
【００９３】
センサユニット２１は、ガラス膜７１と、ガラス膜７１によって形成された容器内に配置されたガラス電極７２と、内部液（図示せず）中に少なくとも一部が配置された比較電極（図示せず）と、液絡部としての多孔質樹脂７４と、温度センサとしてのサーミスタ７５とを備える。
【００９４】
センサユニット２１の各電極および温度センサは分離部６２の内部を通り、回路ボードＣ１に電気的に接続される。さらにアース電極８１が回路ボードＣ１に接続される。
【００９５】
回路ボードＣ２は、回路ボードＣ１と電気的に接続され、たとえば図２に示したアンプ回路２２およびＡ／Ｄコンバータ２３を含む。
【００９６】
回路ボードＣ３は、コネクタ８３によって、回路ボードＣ２と電気的に接続される。回路ボードＣ３は、たとえば図２に示したＣＰＵ２４、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、ＥＥＰＲＯＭ２９、ＲＴＣ３０、ＵＡＲＴインターフェース回路３１、電池３２、電源ＩＣ３３を含む。上記のように、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２７、およびＲＡＭ２８等が１つのマイクロコンピュータに集積化されていてもよい。２個の電池３２は電池ホルダ８２に収納され、かつこれらは直列に接続される。各電池の電圧は、たとえば３．６Ｖである。
【００９７】
回路ボードＣ４は、無線モジュール２５およびアンテナ２６を備え、回路ボードＣ３と電気的に接続される。
【００９８】
図１１は、検出装置に含まれるアンテナの外観図である。図１１を参照して、アンテナ２６は、誘電体チップ２６ａと、誘電体チップ２６ａの主表面上にらせん状に形成された導体２６ｂとを備える。
【００９９】
（無線通信について）
本発明の第１の実施の形態に係る監視システムでは、日本の電波法に基づいて運用する場合には、たとえば４２９ＭＨｚ帯のＦＭ波を用いた無線通信方式が用いられ、検出装置２の送信電力は最大で１０ｍＷとすることが望ましい。
【０１００】
上記周波数帯よりも低い周波数帯の電波を利用する場合には、通信速度が遅くなるために１データ毎の送信時間が長くなるとともに電池の消耗が懸念される。さらに波長が長くなることによる送受信アンテナの大型化あるいは所定利得を確保することの困難性も懸念される。一方、上記周波数帯よりも高い周波数帯の電波を利用する場合には、生体（牛）に対する電磁波の影響が大きくなることが懸念される。このような観点から、日本国内で本発明の第１の実施の形態に係る監視システムを用いる場合には、無線通信に使用される電波の周波数帯が４２９ＭＨｚ帯であることが望ましい。
【０１０１】
さらに日本国内においては、上記の周波数およびパワーを有する電波を出力する無線局は、電波法により規定された特定小電力無線局に分類される。この特定小電力無線局の場合には、技術基準適合証明を受けた無線機器であれば無資格で運用可能である。よって監視システムの運用に関する制限を少なくすることができる。
【０１０２】
検出装置２がルーメン内に置かれていない場合、すなわち、牛の体外で無線モジュールを使用した場合には、安定して電波を送受信できる距離は比較的長い。たとえば本発明者らによる予備的な実験（市販モジュールを用いた通信実験）では、通信距離は１００〜１５０ｍ程度であった。しかしながら、ルーメンに投入された検出装置２から電波を受信可能な距離は、最大でも５ｍであった。
【０１０３】
本発明者らは、このような現象が生じた原因を検討した。ルーメン内では検出装置２がルーメン液に浸漬されているため、検出装置２の周囲が液アースであると考えられた。さらに、牛の身体、具体的には筋肉および血液中の鉄分などがシールドとして機能すると考えられた。これらの理由により、検出装置２から発せられる電波が減衰するものと本発明者らは考えた。生体から２ｍ程度離れた場所で無線通信を実験した場合、検出装置２をルーメンに投入する前後では、受信機の受信強度が大きく（たとえば数１０ｄＢ程度）減衰した。検出装置２をルーメンに投入することによって、ノイズと信号との区別が困難であった。種々のアンテナを用いた実験においても、牛の体外での無線通信の結果と同等の結果を得ることは困難であった。
【０１０４】
この問題の解決手段として、本発明者らは、２つの案を検討した。１つは、送信機と受信機とを一体化した装置を用いる方法であり、もう１つは、送信機と受信機とを別個に設ける方法である。日本の場合、受信アンテナの利得については法令で定められた基準は存在しない一方で、送信機は電波法に定められた技術基準適合品でなければならない。
【０１０５】
前者の方法によれば、単一の装置が電波を送信および受信できるので、監視システムに使用される通信機器の個数を減らすことができる。しかしながら、複数の検出装置２を一元管理するために、アンテナの設置場所を詳細に検討する必要が生じる。具体的には、アンテナと生体との間の距離（すなわち通信距離）、および配置（たとえば複数の牛から等距離の位置に１つのアンテナを配置する）などを考慮する必要がある。受信感度を高くすることができたとしても、送信出力が小さいために、アンテナから遠く離れた場所にいる牛のルーメン内に設置された検出装置に、設定情報を確実に届けることが困難となる。
【０１０６】
後者の方法によれば、送信機と受信機とを別個に構成することにより、監視ユニットの通信機能を受信機能のみに特化できる。したがって管理対象の牛の数、牛からの距離等を考慮して受信機の配置および台数を適切に定めることができる。
【０１０７】
設定ユニット１２は持ち運び可能であるので、設定ユニット１２を牛生体の近傍で操作することができる。これによって検出装置２に電波が届かない可能性を小さくすることができる。さらに、検出装置２の動作条件を一旦設定すれば、その後に動作条件を変更する可能性は小さいと考えられる。したがって、ルーメン内の検出装置２の動作条件を変更する場合には、設定ユニット１２の使用者は生体に近づく必要があるが、設定の変更が必要となる機会そのものが少ないと考えられる。したがって、監視システムの運用を用意とすることができる。
【０１０８】
なお、日本においては、電波法によって、特定小電力無線局に適用されるアンテナの利得は２．１４ｄＢｉ以下でなければならないことが定められている。したがって日本においては、上記の条件を満たすように、アンテナを選択すればよい。一方、受信アンテナの条件に関しては特に制限はない。監視ユニットの通信機能を受信機能に特化することによって、監視ユニットに用いられる受信アンテナの選択の自由度を拡大することができる。さらに、アンテナの設置場所の自由度を高めることができる。
【０１０９】
検出装置２はルーメンの中に存在するので、受信機４のアンテナ４６に届く電波は微弱である。受信機４の受信感度を高くするため、受信機４のアンテナ４６の利得は検出装置２のアンテナ２６の利得より大きい。さらに、電波が水平面上の任意の方向からアンテナ４６に到達する可能性を考慮すると、アンテナ４６は水平面で無指向性を有するアンテナであることがより好ましい。水平面で無指向性を有するアンテナとして、たとえばホイップアンテナ、グランドプレーンアンテナ、スリーブアンテナ等をアンテナ４６に適用することができるが、アンテナ２６の電波を高利得で受信するタイプのアンテナであればよい。上記の方法に従って受信機４のアンテナ４６を選択することにより、受信機４は、検出装置２から送信された電波を高い確実性で受信することができる。
【０１１０】
第１の実施の形態では、以上説明したように、検出装置２と無線で通信する通信装置は、別個の受信機４および設定ユニット１２（送信機）とにより構成される。ただし、送信出力をより大きくすることが可能な場合、たとえば上述の電波法よりも電波の利用に関する規制が厳しくない環境下で本実施の形態に係る監視システムが使用される場合には、受信機４および設定ユニット１２が一体化された通信装置が用いられてもよい。
【０１１１】
（センサユニットについて）
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係るセンサユニット２１の構成を概略的に説明する断面図である。図１２を参照して、センサユニット２１は、ガラス膜７１と、ガラス膜７１によって形成された容器内に充填された内部緩衝液７６と、内部緩衝液７６内に配置されたガラス電極７２と、分離部６２（アウターケース）とインナーケース８４との間の空間に充填されたゲル７７と、少なくとも一部がゲル７７に接触するように配置された比較電極７３と、液絡部としての多孔質樹脂７４と、温度センサとしてのサーミスタ７５とを備える。センサユニット２１はホルダ８５に挿入され、ホルダ８５はインナーケース８４の内部に固定される。ガラス膜７１と、内部緩衝液７６と、ガラス電極７２と、ゲル７７と、比較電極７３と、多孔質樹脂７４とは、図２に示したｐＨセンサ３５を構成する。
【０１１２】
内部緩衝液７６は、具体的には塩化カリウム（ＫＣｌ）溶液（たとえば３．３ｍｏｌ／Ｌ−ＫＣｌ溶液、ＫＣｌ飽和溶液等）である。内部緩衝液７６はパッキン８６によってガラス膜７１で形成された容器の中に閉じ込められる。サーミスタ７５はシリコン充填剤８７によって密封固定される。
【０１１３】
ガラス膜７１及び多孔質樹脂７４はルーメン液８８と接触する。破線の矢印に示されるように、ゲル７７に含まれる内部液は、分離部６２（アウターケース）とインナーケース８４との間の空間および、液絡部としての多孔質樹脂７４を介して少量ずつ流出する。
【０１１４】
ガラス膜７１の外壁を被測定液すなわちルーメン液８８に接触させることによって、ガラス膜７１の内壁と外壁との間に起電力が発生する。比較電極７３とガラス電極７２との電位差は、被測定液のｐＨに比例した起電力に、ガラス電極７２の単極電位と比較電極７３の単極電位との差を加算したものに等しい。ガラス電極７２および比較電極７３はともにＫＣｌ溶液に接触するので、ガラス電極７２の単極電位と比較電極７３の単極電位との差は０になる。したがってガラス電極７２および比較電極７３の間の電位差を検出することによって、ルーメン液のｐＨに比例した起電力が検出される。上記の起電力は温度に応じて変化するため、サーミスタ７５の検出結果に基づいて起電力の温度変化が補正される。
【０１１５】
よく知られたｐＨセンサは、本発明の第１の実施の形態で採用されるガラス電極式ｐＨセンサ、および、Ｉｓ−ＦＥＴ（イオンセンシティブ電界効果トランジスタ）センサである。本発明者らは、検出装置２に搭載されるセンサとして、まずＩｓ−ＦＥＴセンサを検討した。しかしながら、このセンサはバッチ測定（間欠測定）を前提としたセンサであるので、液体サンプルに長時間接触した状態ではその性能を維持することが困難である。たとえば本発明者らによる予備的な実験の結果からは、Ｉｓ−ＦＥＴセンサの寿命は５００時間以下と推定された。
【０１１６】
一方、ガラス電極式ｐＨセンサは、ガラス薄膜を液体に常時接触させた状態でその液体のｐＨを測定できる。このような理由により、本実施の形態では、ガラス電極式ｐＨセンサが採用される。センサユニット２１は金属製の筒である容器本体２ｂの中に収納されており、開口部２ｅを通じて容器本体２ｂの内部に導入されたルーメン液がガラス膜７１に接触する。開口部２ｅの大きさは、未消化の飼料あるいはパーネット（鉄クズ吸着用の強力磁石）等が開口部２ｅを通過することを阻止可能な大きさに定められる。これによりルーメンの内容物のうちルーメン液のみを容器本体２ｂの内部に導入できるので、ガラス膜７１の破損を防止できる。
【０１１７】
さらに本発明の第１の実施の形態では、液絡部は、多孔質の樹脂、具体的には多孔質のテフロン（登録商標）によって形成される。工業用ｐＨセンサ（ガラス電極式ｐＨセンサ）の場合、一般的に、多孔質セラミックが比較電極の液絡部に用いられる。しかしながらセラミックの空孔は非常に微細であるので、ルーメン液に含まれる食渣成分により液絡部が目詰まりを起こすことが懸念される。一方、多孔質テフロン（登録商標）の空孔は、一般に多孔質セラミックの空孔よりも大きい。さらにテフロン（登録商標）は水などの他の物質との親和性が低いため、液絡部に沈着する汚れの量を低減できる。これにより液絡部の目詰まりを防止できるので、ルーメン液のｐＨを長期間測定することができる。
【０１１８】
さらに、本発明の第１の実施の形態では、ゲル化された内部液が使用される。通常、内部液は液体状である。本発明者らがルーメン内で連続的にｐＨを測定する実験を予め行なったところ、実験開始後、２日程度でｐＨ測定値が不安定となり、最終的に測定不能となる例が生じた。当該問題が生じたセンサを回収して原因を調査した結果、内部液が完全に失われていた。
【０１１９】
本発明者らは、ルーメン内部の温度が４０℃近傍と比較的高いために液絡量（流出量）が多くなり、その結果、内部液が短期間で消耗したと考えた。そこで、ゲル化剤によりゲル化された内部液を試した。このときのゲル化剤はヒドロキシエチルセルロース（hydroxyethyl  cellulose）であり、ｐＨ測定の可能な持続期間を１０日間程度に延長することができた。しかし２週間前後で測定値が不安定となった。本発明者らがこの現象を検証したところ、ゲル化剤がルーメン液中の繊維素分解菌によって分解されたことが分かった。
【０１２０】
ルーメン内の繊維素分解菌はセルロースを分解して酢酸などを生成する。この菌の作用により、ゲルが短期間に消費されたと考えられた。このような実験結果から、本実施の形態では、セルロース分解菌の作用によって分解されにくいゲル化剤によって、内部液（ＫＣｌ溶液）をゲル化する。これにより、ルーメン内において内部液の流出量を小さくできるので、長期間にわたるルーメンｐＨの測定が可能となる。
【０１２１】
上記のゲル化剤として、本実施の形態では、キサンタンガムが用いられる。キサンタンガムは食品添加物であり、食品分野において一般的に用いられる。したがって、生体への影響を小さくすることができる。
【０１２２】
（検出装置の回収方法）
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る検出装置２を回収するための回収器具を模式的に説明するための図である。図１３を参照して、回収器具９０は、金属製のワイヤ９１と、ワイヤ９１の先端に取り付けられた磁石９２とを含む。なお、ワイヤ９１に代えて金属製のチェーンあるいは金属チューブが用いられてもよい。ワイヤ９１は、牛の口からルーメンまでの長さよりも十分に長い。検出装置２の連結部２ｄは、常磁性体あるいは強磁性体により形成されるので、連結部２ｄが磁石９２に付着する。これによって、ルーメン内から検出装置２を取り出すことができる。このような構成を有する回収器具９０として、たとえばカウサッカーを適用することができる。
【０１２３】
検出装置２（連結部２ｄ）は、用いられる回収器具に連結可能に構成されていればよい。たとえば回収器具９０としてマニピュレータが用いられる可能性がある場合には、連結部２ｄをマニュピレータに係止可能なように構成してもよい。
【０１２４】
図１４は、本発明の実施の形態に係る検出装置２を牛のルーメンから経口で回収するための方法を説明するフローチャートである。
【０１２５】
図１４を参照して、ステップＳ１００では、牛に給与される餌を減らす。詳細には、検出装置２を牛から回収する前日の夕方から、牛に餌を全く給与しない、あるいは通常給与される量の半分程度に餌の給与量を制限する。
【０１２６】
検出装置２を牛から回収する当日にはステップＳ２００〜Ｓ７００の処理が実行される。ステップＳ２００では、牛を固定するとともに、十分量、たとえば２０〜４０リットルの水を牛に投与する。
【０１２７】
ステップＳ３００では、開口器を牛に装着する。ステップＳ４００では、たとえば塩化ビニール製の導入管を牛の口から咽頭部に挿入する。
【０１２８】
ステップＳ５００では、導入管を介して、金属ワイヤの先端に装着した強力磁石をルーメンに挿入する。ルーメンに入った強力磁石は、ルーメン内部の固形物層（図６に示した中央層３ｃに相当）に達した後、自らの重量のためにルーメン下部の液体層（図６に示した下層３ｄに相当）に沈下する。
【０１２９】
ステップＳ６００では、検出装置２を強力磁石に連結させる。図６に示すように、ルーメン３内に留置された検出装置２は、通常では、ルーメン下部の液体層（腹嚢部）に存在する。強力磁石が液体層に到着すると、検出装置２の連結部２ｄがその磁石に付着する。これにより検出装置２が強力磁石に連結する。
【０１３０】
ステップＳ７００では、強力磁石に連結された検出装置２を静かに引き上げるとともに、検出装置２をルーメンの固形物層、噴門部および口腔を通過させる。これにより検出装置２が回収される。
【０１３１】
ステップＳ１００に示されるように、検出装置２を回収するに先立って牛に給与される飼料の量を減らす、あるいは牛を絶食させることによって、ルーメン内容物（特に固形物）を減らすことができる。これにより検出装置２の探索、引き上げおよび回収を容易に実行できるので、回路の不具合あるいは電池の消耗により検出装置の機能が停止した場合に検出装置を回収できる。
【０１３２】
以上のように本発明の第１の実施の形態によれば、牛のルーメンの内部状態を、リアルタイムで正確に検出できる。さらに、牛のルーメンの内部状態を容易に監視できる。さらに、検出装置の再利用が可能となるので、システムのコストを低減できる。
【０１３３】
牛のルーメンｐＨが正確に測定可能となるため、農家自らが飼養管理状態を把握しつつ栄養管理の改善に取り組めることができる。さらに、ルーメンｐＨを長期間にわたって測定および監視できるので、ルーメンアシドーシスおよび、各種代謝病や感染症、蹄病などの関連疾病の発生を未然に防ぐことができる。
【０１３４】
［実施の形態２］
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１０１の全体構成を概略的に説明した図である。図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る監視システム１０１は、受信機４および設定ユニット１２に代えて、送受信機４Ａを備える点で第１の実施の形態に係る監視システム１００と異なる。さらに、監視システム１０１は、検出装置２に代えて検出装置２０を備える点で監視システム１００と異なる。
【０１３５】
送受信機４Ａは、たとえば畜舎内に設置される。送受信機４Ａは、設定ユニット１２および受信機４の両方の機能を備える。すなわち、送受信機４Ａは、検出装置２０（センサ）の校正指示、送信頻度の設定等の指令を無線によって検出装置２０に送信する。さらに、送受信機４Ａは、検出装置２０によって測定されたルーメン内部のｐＨに関するデータを、無線によって検出装置２０から受信する。さらに送受信機４Ａは、検出装置２０から送信されたデータの受信に成功した場合には、その検出装置２０に対して受信確認データを送信する。
【０１３６】
図２３は、送受信機４Ａの機能ブロック図である。図２３および図３を参照して、設定部１２０が追加される点で送受信機４Ａの構成は、受信機４の構成と異なる。設定部１２０は、設定ユニット１２と同じ機能を有する。なお、第１の実施の形態と同様に、アンテナ４６の利得は、検出装置２０が有するアンテナの利得よりも高いことが好ましい。
【０１３７】
検出装置２０は、受信確認データを受信することにより、測定データの送信を終了する。検出装置２０が測定データを送信したにもかかわらず受信確認データを受信できなかった場合、検出装置２０は、同じデータを送信することを繰返す。最大の繰返し回数は送受信機４Ａからの指令によって予め設定されており、たとえば３回である。送信回数が最大の回数に達したにもかかわらず検出装置２０が受信確認データを受信できなかった場合には、検出装置２０はデータの送信を中止する。このように、検出装置２０がデータを再送信する回数を制限することによって、検出装置２０の消費電力を低減することができる。これにより検出装置２０の内部に設けられた電池の持続期間を長くすることができる。したがって検出装置２０の動作期間を延ばすことができる。
【０１３８】
検出装置２０は、一定の時間間隔（たとえば１０分間隔）で、測定データ（ｐＨ値）を無線により送信する。検出装置２０は、送受信機４Ａから送られた指令に従って、センサの校正、測定データの頻度（時間間隔）の設定、送受信機４Ａがデータ受信に失敗した場合の再送信回数の設定等の各種の処理を実行する。
【０１３９】
送受信機４Ａと検出装置２０との間の無線通信を中継するための中継器（レピータ）を監視システム１０１に追加してもよい。これにより、送受信機４Ａと検出装置２０との間の無線通信が失敗する可能性をより小さくすることができる。
【０１４０】
第１の実施の形態と同様に、検出装置２０は、ルーメン３内から回収可能に構成される。図１４に示したフローチャートに従って、検出装置２０が牛１のルーメン３から経口で回収される。
【０１４１】
図１６は、図１５に示した検出装置２０の機能ブロック図である。図１６および図２を参照して、検出装置２０の構成は、基本的には第１の実施の形態に係る検出装置２の構成と同様である。ただし、検出装置２０は、センサユニット２１、アンプ回路２２、アンテナ２６、および電池３２に代えてセンサユニット２１Ａ、アンプ回路２２Ａ、アンテナ２６Ａ、および電池３２Ａを有する。この点において、検出装置２０は検出装置２と異なる。
【０１４２】
検出装置２０の外観は、検出装置２の外観（図７参照）と同様であるので、検出装置２０の外観に関する詳細な説明は以後繰返さない。以下では、検出装置２０と検出装置２との相違点について詳細に説明する。
【０１４３】
図１７は、センサユニット２１Ａの構成を概略的に説明するための断面図である。図１７を参照して、センサユニット２１Ａは、内部液７７Ａを含む。第２の実施の形態では、内部液７７Ａは、ゲル化されておらず液体のままである。具体的には、内部液７７Ａは、塩化カリウム飽和溶液である。飽和溶液を内部液に用いることで、内部液は液絡部（多孔質樹脂７４）を通じて流出する一方となる。これによって内部液の濃度（ＫＣｌの濃度）が変化することを抑えることができるので、検出装置２０の測定値を安定させることができる。検出装置２０の測定値が安定になることで、測定期間を長くすることができる。
【０１４４】
さらに、第２の実施の形態では、サーミスタ７５を密封固定するために、シリコン充填剤８７に代えて、マグネシア８７Ａが用いられる。マグネシア８７Ａによってサーミスタ７５を密封固定することで、第１の実施の形態よりもサーミスタ７５の温度感応性を向上させることができる。
【０１４５】
さらに、第２の実施形態では、センサユニット２１Ａはアース電極８１を有していない。後に詳細に説明するように、第２の実施の形態では、アンプ回路２２Ａでの増幅方式として非差動増幅方式が用いられる。これによりセンサユニット２１Ａからアース電極８１を省略することができる。
【０１４６】
なお、センサユニット２１Ａの他の部分の構成は、第１の実施の形態によるセンサユニット２１の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。
【０１４７】
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る検出装置２０の分解図である。図１９は、図１８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第１の図である。図２０は、図１８に示したモジュールＭの構成を概略的に示した第２の図である。
【０１４８】
図１８〜図２０を参照して、モジュールＭは、センサユニット２１Ａと、回路ボードＣ１〜Ｃ３とを備える。無線モジュール２５は回路ボードＣ３に搭載される。アンテナ２６Ａはらせん状に巻かれた導体を含むλ／４ホイップアンテナである。
【０１４９】
第１の実施の形態に係る検出装置２は、無線モジュール２５およびアンテナ２６が搭載された回路ボードＣ４を有する。これに対して、第２の実施の形態では、無線モジュール２５が回路ボードＣ３に搭載されるとともに、アンテナ２６Ａがホイップアンテナによって構成される。これにより、検出装置２０から回路ボードＣ４が省略される。
【０１５０】
さらに、第２の実施の形態に係る検出装置２では、１つの電池３２Ａが用いられる。第１の実施の形態に係る検出装置２と同じく、電池３２Ａは、たとえば塩化チオニルリチウム電池である。電池３２Ａの電圧は、たとえば３．６Ｖである。電池３２の容量は、たとえば１７００ｍＡｈである。
【０１５１】
なお図１８〜２０に示されるモジュールＭの他の部分の構成は、第１の実施の形態に係るモジュールＭの対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【０１５２】
検出装置２０の重量は、牛のルーメン内（具体的には液体層内）で検出装置２０が留まることが可能なように適切に定められる。第２の実施の形態では、検出装置２０の重量は、たとえば１６０〜２００ｇの範囲内である。
【０１５３】
上記のように、第２の実施の形態では、アンプ回路２２Ａの増幅方式として、非差動増幅方式が用いられる。これによって、アンプ回路２２Ａの消費電力を低減することができる。さらに、センサユニット２１Ａからアース電極を省略することができる。
【０１５４】
図２１は、第１の実施の形態に係るアンプ回路２２の機能ブロック図である。図２１を参照して、アンプ回路２２は、測定アンプ２２１，２２２と、基準電位設定部２２３と、差動アンプ２２５とを備える。なお、図８〜図１０に示されたモジュールＭでは、差動アンプ２２５およびＡ／Ｄコンバータ２３は、Ａ／Ｄ変換回路２３Ａを構成するとともに、モジュールとして一体化される。
【０１５５】
センサユニット２１は、ガラス電極７２と、比較電極７３と、アース電極８１とを有する。
【０１５６】
測定アンプ２２１は、ガラス電極７２の電位を測定するためのアンプである。測定アンプ２２２は、比較電極７３の電位を測定するためのアンプである。差動アンプ２２５は、測定アンプ２２１の出力電位と測定アンプ２２２の出力電位との間の電位差を増幅する。差動アンプ２２５の出力はＡ／Ｄコンバータ２３へと送られる。
【０１５７】
第１の実施の形態では、アース電極８１が基準電位設定部２２３に接続される。この場合には、ガラス電極７２および比較電極７３の各々の電位の基準は、アース電極８１の電位となる。差動アンプ２２５は、測定アンプ２２１の出力電位と測定アンプ２２２の出力電位との間の電位差を増幅する。
【０１５８】
第１の実施の形態では、差動アンプ２２５を差動増幅方式で動作させる。すなわち、差動アンプ２２５は、測定アンプ２２１の出力と、測定アンプ２２２の出力との間の電位差を増幅する。この方式では２つの測定アンプが必要であるために、アンプ回路全体としての消費電力が大きくなる。このため電池の消耗が早くなる可能性がある。
【０１５９】
図２２は、第２の実施の形態に係るアンプ回路２２Ａの機能ブロック図である。図２１および図２２を参照して、アンプ回路２２Ａは、測定アンプ２２２が省略される点でアンプ回路２２と異なる。さらに、アンプ回路２２Ａは、差動アンプ２２５に代えてアンプ２２５Ａを備える点でアンプ回路２２と異なる。なお、図１８〜図２０に示されたモジュールＭでは、アンプ２２５ＡおよびＡ／Ｄコンバータ２３は、Ａ／Ｄ変換回路２３Ａを構成するとともに、モジュールとして一体化される。センサユニット２１Ａは、アース電極８３が省略される点でセンサユニット２１と異なる。
【０１６０】
第２の実施の形態では、比較電極７３が基準電位設定部２２３に接続されることにより、比較電極７３の電位が基準電位（具体的には０Ｖ）に固定される。この結果、第２の実施の形態では、ガラス電極７２の電位と基準電位との電位差がアンプ２２５Ａによって増幅される。
【０１６１】
アンプ２２５Ａは測定アンプ２２１の出力のみを増幅する。したがって、測定アンプ２２２が不要となるので、アンプ回路全体の消費電力を低減することができる。よって、図１８〜２０に示されるように、１つの電池３２Ａによって検出装置２０を動作させることが可能となる。
【０１６２】
実施の形態２に係る検出装置２０の性能を検証するために、３頭の牛に検出装置２０を経口投与した。ルーメン内の検出装置２０から送信された測定値の変動を検証した。検証開始日から１ヶ月を経過しても検出装置２０の測定値が安定していることを確認することができた。
【０１６３】
一方、ＫＣｌ飽和溶液に代えてＫＣｌ溶液を含むゲルを内部液に用いた場合には、検出装置の測定値が安定する期間は１〜２週間程度であった。検出装置の測定値が安定する期間が短くなる理由は、ゲルが測定サンプルを吸収するために、内部緩衝液の濃度が変化したためと考えられる。
【０１６４】
さらに、電池の持続期間を複数の検出装置２０によって検証した結果、電池の持続期間は１．５ヶ月〜２ヶ月であった。
【０１６５】
送受信機４Ａと検出装置２０との間で安定的な無線通信が可能な距離は約２０ｍであり、最大の通信距離は２５ｍであった。送受信機４Ａが受信確認データを送信したことによって、安定的な無線通信が可能と判断した。
【０１６６】
以上説明されるように、第２の実施の形態によれば、ｐＨセンサの内部液にＫＣｌ飽和溶液が用いられる。これにより、検出装置がルーメン内に留まる期間が長くなるほどルーメンｐＨの測定精度が低下するという問題を解決することができる。
【０１６７】
さらに、第２の実施の形態によれば、送受信機から検出装置へ指令が送られる。第１の実施の形態に係る監視システムでは、検出装置に指令を送信するための設定ユニットが用いられる。第２の実施の形態に係る監視システムでは、上記の設定ユニットを用いなくとも、検出装置に各種の指令を送ることができる。したがって、監視システムの構成を簡素化できる。
【０１６８】
さらに、第２の実施の形態によれば、アンプ回路２２Ａが非差動増幅方式でセンサユニット２１Ａの出力信号を増幅する。これにより、検出装置２０の消費電力を低減できる。
【０１６９】
なお、検出装置２０の動作可能時間が長いほど好ましいのは言うまでもない。しかし乳牛の生産性の観点からは、特定の期間にルーメン内部の状態を管理することが特に重要である。この期間は、具体的には、分娩から泌乳期の終わりまでを含む約３〜４ヶ月の期間であることが好ましい。本発明の実施の形態に係る検出装置は、ルーメンの管理が必要とされる期間にわたり、ルーメンの状態を検出することが可能である。
【０１７０】
本発明の実施の形態においては、ルーメン内部の状態の変化の代表例としてルーメンアシドーシスを示した。しかし本発明によれば、ルーメンアルカローシスも検出することが可能である。ルーメンアルカローシスは、ルーメン内において発酵によりアンモニアが過剰生成されるためにルーメンｐＨの値が高くなった状態である。
【０１７１】
さらに、本発明の実施の形態では、ルーメン内の状態を検出するためにルーメン液のｐＨ値が測定される。ただし、測定対象のパラメータはｐＨのみに限定されず、たとえばｐＨと温度の両方でもよい。
【０１７２】
本発明の実施の形態では、反芻動物として牛を例示したが、本発明は牛以外の反芻動物、たとえば羊、山羊などのルーメンの状態の検出および監視にも適用することができる。牛より小さい反芻動物の場合には、検出装置のサイズを上記のサイズよりも小さくすればよい。さらに検出装置の重量値も上記の値（１２０〜１５０ｇあるいは１６０〜２００ｇ）より小さな値とすることが好ましい。
【０１７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７４】
１  牛、２，２０  検出装置、２ａ  容器、２ｂ  容器本体、２ｃ  キャップ、２ｄ  連結部、２ｅ  開口部、２ｆ，２ｇ  ネジ、３  ルーメン、３ａ  食道、３ｂ  上層、３ｃ  中央層、３ｄ  下層、４  受信機、４Ａ  送受信機、５  ＬＡＮ、６  ハブ、７  監視サーバ、８  ウェブサーバ、９  ＷＡＮ、１０  ルータ、１１  情報端末、１１ａ，１２ａ  パーソナルコンピュータ、１１ｂ  携帯端末、１２  設定ユニット、１２ｂ  送信機、２１，２１Ａ  センサユニット、２２，２２Ａ  アンプ回路、２３  Ａ／Ｄコンバータ、２４，４４  ＣＰＵ、２５，４５  無線モジュール、２６，２６Ａ，４６  アンテナ、２６ａ  誘電体チップ、２６ｂ  導体、２７，４７  ＲＯＭ、２８，４８  ＲＡＭ、２９，４９  ＥＥＰＲＯＭ、３０，５０  ＲＴＣ、３１，５１  ＵＡＲＴインターフェース回路、３２，３２Ａ  電池、３３  電源ＩＣ、３５  ｐＨセンサ、３６  温度センサ、４１  ＵＳＢインターフェース回路、４２  表示部、４３  操作部、４５  無線モジュール、４６  アンテナ、５２  ＬＡＮインターフェース回路、５３  電源モジュール、６１，６３  Ｏリング、６２  分離部、７１  ガラス膜、７２  ガラス電極、７３  比較電極、７４  多孔質樹脂、７５  サーミスタ、７６  内部緩衝液、７７  ゲル、７７Ａ  内部液、８１  アース電極、８２  電池ホルダ、８３  コネクタ、８４  インナーケース、８５  ホルダ、８６  パッキン、８７  シリコン充填剤、８８  ルーメン液、９０  回収器具、９１  ワイヤ、９２  磁石、１００  監視システム、１２０  設定部、２０１，２０２  牛群、２２１、２２２  測定アンプ、２２３  基準電位設定部、２２５  差動アンプ、２２５Ａ  アンプ、Ｃ１〜Ｃ４  回路ボード、Ｍ  モジュール。
【図１】
0005569911.tif 000002
【図２】
0005569911.tif 000003
【図３】
0005569911.tif 000004
【図４】
0005569911.tif 000005
【図５】
0005569911.tif 000006
【図６】
0005569911.tif 000007
【図７】
0005569911.tif 000008
【図８】
0005569911.tif 000009
【図９】
0005569911.tif 000010
【図１０】
0005569911.tif 000011
【図１１】
0005569911.tif 000012
【図１２】
0005569911.tif 000013
【図１３】
0005569911.tif 000014
【図１４】
0005569911.tif 000015
【図１５】
0005569911.tif 000016
【図１６】
0005569911.tif 000017
【図１７】
0005569911.tif 000018
【図１８】
0005569911.tif 000019
【図１９】
0005569911.tif 000020
【図２０】
0005569911.tif 000021
【図２１】
0005569911.tif 000022
【図２２】
0005569911.tif 000023
【図２３】
0005569911.tif 000024