(57)【要約】 【課題】  簡易な構成で水中動作機器における生物汚染の影響を排除することができる生物汚染対策装置を提供する。【解決手段】  水中に一部または全部が浸漬されて動作する水中ビデオカメラ装置２の水中浸漬部位に設けられる光学窓８に生物が付着および／または成長することを防止する生物汚染対策装置１は、光学窓８に向けて紫外線を照射する紫外線ランプ５と、紫外線ランプ５のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段６と、電源であるバッテリ７とを含む紫外線照射手段によって実現される。【選択図】      図１
2006281082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に一部または全部が浸漬されて動作する水中動作機器の水中浸漬部位に生物が付着および／または成長することを防止する生物汚染対策装置であって、
前記水中浸漬部位に対して紫外線を照射する紫外線照射手段を有することを特徴とする生物汚染対策装置。
【請求項２】
水中動作機器は、光学系を有する水中観察機器であることを特徴とする請求項１記載の生物汚染対策装置。
【請求項３】
光学系を有する水中観察機器が、水中観察に用いられる水中カメラまたは水中ビデオカメラであることを特徴とする請求項２記載の生物汚染対策装置。
【請求項４】
水中動作機器は、水中に含まれる成分または水の化学特性を測定する水中測定装置であることを特徴とする請求項１記載の生物汚染対策装置。
【請求項５】
水中測定装置が、塩分計、水中の溶存気体成分測定装置およびｐＨ測定装置からなる群より選択される１または２以上であることを特徴とする請求項４記載の生物汚染対策装置。
【請求項６】
水中動作機器は、
水中の植物プランクトンに向けて励起光を出射する光源と、
光源から出射される励起光を透過し、植物プランクトンが含まれる水と光源とを隔する光学窓部材と、
植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を受光検知する受光検知手段と、
植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を透過し、植物プランクトンが含まれる水と受光検知手段とを隔する光学窓部材とを含み、
水中の植物プランクトンに対して光を照射し、植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を測定するクロロフィル蛍光測定装置であることを特徴とする請求項１記載の生物汚染対策装置。
【請求項７】
紫外線照射手段は、
紫外線を放射する紫外線ランプと、
紫外線ランプのｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段とを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の生物汚染対策装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中動作機器に設けられる生物汚染対策装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に一部または全部が浸漬されて動作する水中動作機器、たとえば水中観察機器、水中含有成分の測定装置または水の化学特性の測定装置などには、水中観察のために、また測定のために、光を透過させる光学窓またはセンサなどが設けられる。
【０００３】
しかしながら、水中動作機器が水中たとえば海洋中に浸漬して使用する期間が長時間に及ぶと、光学窓またはセンサの表面に甲殻類、貝類、藻類などが付着成長する現象が発生する。光学窓またはセンサの表面に上記のような生物が付着成長すると、光の透過率が低下し、また検出感度が低下するので、観察または測定の継続が困難になり、観察記録の精度、また測定効率および測定精度が低下するという、いわゆる生物汚染の影響を受けるという問題がある。
【０００４】
このような生物の付着成長を防止するために、様々な技術開発が進められている。たとえば船舶などでは、船底に生物が付着すると、航行の抵抗になるので付着防止のための様々な塗料が開発されている。しかしながら、生物の付着防止に有効とされるトリブチル錫を含有する塗料は、環境負荷を大きくするという問題があり、また生物付着防止塗料は、船舶には有効であるけれども、水中動作機器の光学窓に塗布すると光透過率を低下させ、またセンサに塗布すると検出感度を低下させるので、利用することができない。
【０００５】
船舶のエンジンの冷却水として海水を利用するに際しては、海水の流過配管に対する生物付着を防止するために、配管内に薬液を投入したり、塩素を発生させたりする化学的な方法が用いられる。しかしながら、薬液または塩素などは、配管に対する生物付着を防止できるけれども、取扱いの安全上の問題があり、また配管自体の腐食を促進することがあるという問題がある。
【０００６】
そこで、流過配管内の海水に浸漬するように電極材料を設け、該電極材料に通電して電極材料をイオン化し、イオンの作用によって配管に対する生物の付着を防止することが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、電極材料のイオン化、および前述の薬液、塩素などは、いずれも配管のような閉鎖空間内ではその効果を発揮することができるけれども、水中の開放空間内では広範に拡散するので、生物付着防止効果を充分に発揮できないという問題がある。
【０００７】
また、生物付着を防止する方法として、たとえばワイパーまたはブラシなどの物理的除去が行われている。物理的除去法は、ワイパーまたはブラシなどの駆動系を必要とするので、装置構成が複雑になり設計が難しくなるので装置が高価なものになるとともに、動作トラブルを惹起し易いという問題がある。さらに、生物除去対象の光学窓またはセンサが、単純な平面形状であれは製作しやすいが、複数の窓面またはセンサを有する場合、複雑な形状を有する場合、製作自体が困難になる。
【０００８】
このようなことから、簡易な構成で確実に、水中動作機器に対する生物の付着成長を防止することのできる装置が希求されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１４０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、簡易な構成で水中動作機器における生物汚染の影響を排除することができる生物汚染対策装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、水中に一部または全部が浸漬されて動作する水中動作機器の水中浸漬部位に生物が付着および／または成長することを防止する生物汚染対策装置であって、
前記水中浸漬部位に対して紫外線を照射する紫外線照射手段を有することを特徴とする生物汚染対策装置である。
【００１２】
また本発明は、水中動作機器は、光学系を有する水中観察機器であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、光学系を有する水中観察機器が、水中観察に用いられる水中カメラまたは水中ビデオカメラであることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、水中動作機器は、水中に含まれる成分または水の化学特性を測定する水中測定装置であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、水中測定装置が、塩分計、水中の溶存気体成分測定装置およびｐＨ測定装置からなる群より選択される１または２以上であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、水中動作機器は、
水中の植物プランクトンに向けて励起光を出射する光源と、
光源から出射される励起光を透過し、植物プランクトンが含まれる水と光源とを隔する光学窓部材と、
植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を受光検知する受光検知手段と、
植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を透過し、植物プランクトンが含まれる水と受光検知手段とを隔する光学窓部材とを含み、
水中の植物プランクトンに対して光を照射し、植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を測定するクロロフィル蛍光測定装置であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、紫外線照射手段は、紫外線を放射する紫外線ランプと、紫外線ランプのｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水中に一部または全部が浸漬されて動作する水中動作機器の水中浸漬部位に生物が付着および／または成長することを防止する生物汚染対策装置は、水中浸漬部位に対して紫外線を照射する紫外線照射手段を有する。紫外線照射は、食品業界などで殺菌に使用されているけれども、その装置構成が簡易であり、これを水中浸漬部位に対して適用することによって、たとえば藻類などの水中生物の付着成長を極めて有効に防止することができる。
【００１９】
また本発明によれば、水中動作機器としては、水中観察機器である水中カメラまたは水中ビデオカメラ、水中測定装置である塩分計、水中の溶存気体成分測定装置またはｐＨ測定装置、水中の植物プランクトンのクロロフィル蛍光測定装置などが挙げられ、紫外線照射装置は、これらの機器の水中浸漬部位、たとえば光学窓、センサ部などに対する生物の付着成長を効果的に防止することができるので、長時間の継続測定／観察とその精度の向上を実現することができる。
【００２０】
また本発明によれば、紫外線照射手段は、紫外線を放射する紫外線ランプと、紫外線ランプのｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段とを含むので、生物付着に有効な時間だけ紫外線ランプをｏｎさせることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態である生物汚染対策装置１が搭載される水中観察機器２の構成を簡略化して示す図である。本実施形態の水中観察機器２は、海洋に浸漬されて、海洋中の動物の生態観察、海洋中の遺跡または構造物などの探査などに用いられる水中ビデオカメラ装置である。
【００２２】
水中ビデオカメラ装置２は、たとえばアルミニウム製の耐圧容器３と、耐圧容器３の内部空間に設けられるビデオカメラ４と、紫外線ランプ５と、紫外線ランプ５のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段６と、バッテリ７と、耐圧容器３の１壁面であってビデオカメラ４のレンズが臨む側の壁面に形成される開口部に嵌め込まれる光学窓８とを含んで構成される。
【００２３】
ビデオカメラ４としては、公知のアナログ記録方式のカメラまたはデジタル記録方式のカメラのいずれをも用いることができる。バッテリ７は、ビデオカメラ４に対する電力供給源である。
【００２４】
紫外線ランプ５は、特に紫外線出力、紫外線強度等が限定されるものではないけれども、たとえば冷陰極紫外線殺菌ランプ（ＱＣＧＬ４Ｗ：岩崎電気株式会社製）などが好適に用いられる。紫外線ランプ５は、耐圧容器３の内部空間において、放射する紫外線９を光学窓８に対して照射することができる位置に設けられる。
【００２５】
ランプ制御手段６としては、回路のｏｎ／ｏｆｆを切換えることのできるタイマー、またはマイクロコンピュータなどを用いることができる。ランプ制御手段６は、バッテリ７から電力供給を受け、紫外線ランプ５のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御して、所望の時間だけ紫外線９を光学窓８に向けて照射する。したがって、紫外線ランプ５、ランプ制御手段６およびバッテリ７が、生物汚染対策装置１である紫外線照射手段を構成する。
【００２６】
光学窓８の素材は、良好な光透過率と耐圧強度とを有するものであれば良く、特に限定されるものではないけれども、たとえば石英ガラスなどが用いられる。
【００２７】
ビデオカメラ４は、光学窓８を通して海水中の状態を撮影する。ビデオカメラ４の動作制御は、接続端子を介して接続されるケーブルを通じて陸上または船上から行われても良く、またケーブルではなく無線通信手段を通じて行われても良く、また上記のマイクロコンピュータなどによって予め格納してある動作制御プログラムに従って自動で行われても良い。
【００２８】
水中ビデオカメラ装置２を長時間海洋中に浸漬して観察動作を行うと、光学窓８の海水を臨む側に面には、海洋生物特に藻類が付着成長し易いけれども、生物汚染対策装置１である紫外線照射手段を設け、光学窓８に対して紫外線９を照射することによって、藻類の付着成長を防止することができる。
【００２９】
以下、光学窓８の素材に石英ガラスを用い、紫外線ランプ５として上記の冷陰極紫外線殺菌ランプ：ＱＣＧＬ４Ｗを用いて、表１に示す条件にて、石英ガラスに紫外線を照射し、藻類の付着防止効果を評価した結果を説明する。なお、藻類の付着防止効果は、試験後の石英ガラスについて、分光光度計によって光の透過率（％）を測定して評価した。透過率（％）が大きいほど、効果が大であると評価した。
【００３０】
【表１】
2006281082.tif 000003
【００３１】
図２は、紫外線ランプ５による藻類の付着防止効果を示す図である。図２中では、「Ｓａｍｐｌｅ」にて海水中に浸漬し紫外線照射した場合の結果を表し、「Ｃｏｎｔｒｏｌ」にて海水中に浸漬し紫外線を全く照射しない場合の結果を表し、「Ｂｌａｎｋ」にて海水に全く浸漬せず測定にも使用していない場合の結果を表す。また図２（ａ）では照射時間：３０ｍｉｎ／時間、図２（ｂ）では照射時間：１５ｍｉｎ／時間、図２（ｃ）では照射時間：５ｍｉｎ／時間、図２（ｄ）では照射時間：１ｍｉｎ／時間の場合の透過率（％）を示す。
【００３２】
紫外線ランプ５の種類および能力に応じて照射条件が変わるので、照射条件を一概に限定できるものではないけれども、図２に示す試験例からは、１時間あたり５ｍｉｎ以上の紫外線照射時間を設けることによって、石英ガラスの「Ｂｌａｎｋ」に対する透過率９５％以上を確保することができ、藻類の付着成長を防止できることが判る。
【００３３】
したがって、水中ビデオカメラ装置２を海水中に浸漬して観察するとき、または観察の合間を縫って、紫外線ランプ５によって１時間あたり少なくとも５ｍｉｎ紫外線照射することによって、光学窓８に藻類が付着することを防止できるので、特に清掃等を実施することなく、長期間連続して観察動作を継続することが可能になる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の第２形態である生物汚染対策装置１１を搭載する水中ビデオカメラ装置１２の構成を簡略化して示す図である。本実施の形態で示す水中ビデオカメラ装置１２は、実施の第１形態で示す水中ビデオカメラ装置２に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の水中ビデオカメラ装置１２において注目すべきは、生物汚染対策装置１１である紫外線照射手段が、紫外線ランプ５とバッテリ７とを含み、ランプ制御手段を含まないことであり、また紫外線ランプ５が耐圧容器３の外部に設けられて耐圧容器３の外方から光学窓８に対して紫外線９を照射することである。
【００３６】
前述の図２に示すように、観察対象とする海洋域において、光学窓の素材が定まれば、予め試験しておくことによって、藻類の付着成長を防止するために必要な紫外線の照射時間を求めることができる。したがって、ランプ制御手段を設けなくとも、藻類の付着成長を防止するために必要な時間だけ、たとえばリモートケーブルを介して手動で紫外線ランプ５を必要な時間だけｏｎにして光学窓８に紫外線９を照射することによって、生物汚染を防止することができる。
【００３７】
なお、紫外線ランプ５から光学窓８に対して照射される紫外線９は、光学窓８を透過して表裏面に作用するので、紫外線ランプ５が、光学窓８に対して海水側に配置されるか、耐圧容器３の内部空間側に配置されるかは、生物の付着成長防止効果にとって、特に問題とするものではない。
【００３８】
図４は、本発明の実施の第３形態である生物汚染対策装置２１が搭載されるクロロフィル蛍光測定装置２０の構成を簡略化して示す図である。クロロフィル蛍光測定装置２０は、水中の植物プランクトンに対して光を照射し、植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を測定する装置である。
【００３９】
クロロフィル蛍光測定装置２０は、大略、生物汚染対策装置２１である紫外線照射手段と、装置本体２２と、太陽光を浴びた状態のクロロフィル蛍光の量子収率を測るための明室２３と、太陽光の影響を受けない状態のクロロフィル蛍光の量子収率を測るための暗室２４と、電源であるバッテリ２５と、日射センサ２６とを含んで構成される。
【００４０】
装置本体２２は、たとえばアルミニウムなどからなる耐圧性のケーシング２７の中に測定に必要とされる機器を収容する。ケーシング２７は、略円筒形状を有し、軸線方向の一方の端部２７ａにはフランジ２８が設けられ、他端部２７ｂには底板２９が設けられて、密閉空間３０が形成される。フランジ２８には、ケーシング２７の軸線を含む仮想平面に対して面対称の位置に、フランジ２８を貫通する第１開口部と第２開口部とが形成され、第１および第２開口部には、透光性のたとえばガラスから成る第１耐水窓３１および第２耐水窓３２がそれぞれ装着される。
【００４１】
フランジ２８には、前記第１および第２耐水窓３１，３２の形成される部分以外の部分に、軸線方向に突出すなわちフランジ２８に対して垂直に立ち上がるようにして蛍光受光部３３が設けられる。蛍光受光部３３は、内部空間３４を有する箱状に形成され、内部空間３４がケーシング２７の密閉空間３０に連通する。蛍光受光部３３のフランジ２８からの立ち上がり部分には、該部分を貫通し対向して第３開口部と第４開口部とが形成され、第３および第４開口部には、透光性のたとえばガラスから成る第３耐水窓３５および第４耐水窓３６がそれぞれ装着される。
【００４２】
フランジ２８の第２耐水窓３２が装着される部分と、蛍光受光部３３の第４耐水窓３６が装着される部分とを覆うようにして暗室カバー部材３７が装着される。暗室カバー部材３７が装着されることによって、暗室カバー部材３７、フランジ２８の第２耐水窓３２が装着される部分および蛍光受光部３３の第４耐水窓３６が装着される部分によって、外光が遮蔽される空間である暗室２４が構成される。暗室カバー部材３７には、測定試料であるたとえば海水の流入口３８と、海水の流出口３９とが形成され、海水を暗室２４内に収容し、また暗室２４内を流過できるように構成される。
【００４３】
一方、フランジ２８の第１耐水窓３１が装着される部分と、蛍光受光部３３の第３耐水窓３５が装着される部分とは、外方に対して開放されたままの状態に保たれ、外光であるたとえば太陽光が自由に到達し得るので、フランジ２８の第１耐水窓３１が装着される部分と蛍光受光部３３の第３耐水窓３５が装着される部分とが臨む部分に明室２３が構成される。
【００４４】
ケーシング２７の密閉空間３０内において、第１耐水窓３１を臨み、第１耐水窓３１を通して明室２３の海水中の植物プランクトンに対して光を照射できるように第１光源４１が設けられ、第２耐水窓３２を臨み、第２耐水窓３２を通して暗室２４内の海水中の植物プランクトンに対して光を照射できるように第２光源４２が設けられる。第１および第２光源４１，４２は、いずれも波長：４６０〜５００ｎｍの青色光を出射することのできるたとえば発光ダイオードである。第１および第２光源４１，４２は、ｏｎ／ｏｆｆ動作によって閃光（パルス光）を発するように動作し、パルス光の発光動作における発光間隔すなわち発光周波数は、後述する中央処理装置（ＣＰＵ）５１によって制御される。
【００４５】
第１光源４１と第１耐水窓３１との間および第２光源４２と第２耐水窓３２との間には、第１および第２光学フィルタ４７，４８が設けられる。第１および第２光学フィルタ４７，４８は、光源４１，４２からそれぞれ出射される光のうち、波長５５０ｎｍ以上の赤色光成分をカットするフィルタである。クロロフィル蛍光測定装置２０は、基本的に人工的な励起光を用いるアクティブ蛍光法であり、そのために人工的な励起光源として青色ＬＥＤから成る第１および第２光源４１，４２を備えるけれども、青色ＬＥＤは単一波長成分の光を発するのではなく、わずかながら長波長側の赤色成分をも含むので、第１および第２光学フィルタ４７，４８によって励起に不用な赤色成分をカットするものである。
【００４６】
明室２３の海水中に存在し太陽光を浴びた状態の植物プランクトンが、第１光源４１から出射される光で照射されることによって発するクロロフィル蛍光は、第３耐水窓３５を通して蛍光受光部３３の内部空間３４へ入射し、内部空間３４に設けられる第１反射ミラー４３によって、ケーシング２７の密閉空間３０へ向けて反射される。暗室２４の海水中に存在し太陽光の影響を受けない状態の植物プランクトンが、第２光源４２から出射される光で照射されることによって発するクロロフィル蛍光は、第４耐水窓３６を通して蛍光受光部３３の内部空間３４へ入射し、内部空間３４に設けられる第２反射ミラー４４によって、ケーシング２７の密閉空間３０へ向けて反射される。
【００４７】
第１および第２反射ミラー４３，４４でそれぞれ反射された光は、蛍光バンドパスフィルタ４５によって、クロロフィル蛍光に該当する光成分である波長６８５ｎｍ付近の赤色光のみが透過されて光電子増倍管４６によって受光検知される。光電子増倍管４６によって受光検知された検知結果は、処理回路であるＣＰＵ５１に入力される。したがって、第１および第２反射ミラー４３，４４、蛍光バンドパスフィルタ４５および光電子増倍管４６が受光検知手段を構成する。
【００４８】
ケーシング２７の内部空間３０には、さらに前記ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、電源基板５３とが収容される。メモリ５２は、たとえばリードオンリィメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）によって実現される記憶手段であり、装置全体を動作制御するためのプログラム、また詳細を後述する植物プランクトンの光合成電子伝達系ＩＩ（ＰＳＩＩ）のパラメータ算出プログラムなどが格納される。ＣＰＵ５１は、装置全体の測定動作を制御するとともに、ＰＳＩＩのパラメータおよび基礎生産力の算出処理を実行する。
【００４９】
電源基板５４は、ケーシング２７の底板２９に設けられる電源接続端子５５を介して装置本体２２外に配されるバッテリ２５に接続され、バッテリ２５から供給される電力を、ＣＰＵ５１、第１および第２光源４１，４２、光電子増倍管４６、紫外線照射手段２１などの各部に配する。なお、電源基板５４が、上記各部に電力を配するための接続回路の図示は省略する。
【００５０】
また装置本体２２には、ケーシング２７の底板２９に、外方を臨むようにして圧力センサ５６が設けられる。クロロフィル蛍光測定装置２０は、海水中に浸漬されて測定に使用されるので、圧力センサ５６によって、浸漬深さを測定する。圧力センサ５６による浸漬深さの測定結果は、ＣＰＵ５１に入力される。また装置本体２２の外部に配置される日射センサ２６は、ケーシング２７の底板２９に設けられる日射センサ接続端子５７を介して電源基板５３から配される電力によって動作し、明室２３の海水に注がれる太陽光の光量を検知する。
【００５１】
このクロロフィル蛍光装置２０は、海水中に浸漬され、光源４１，４２を高速（高い周波数）で点滅させて、光源４１，４２から出射される光を海水中の植物プランクトンに対して照射し、植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光を光電子増倍管４６で受光検知し、該受光検知出力に基づいて植物プランクトンのＰＳＩＩのパラメータを測定し、植物プランクトンの基礎生産力を求めるすることに用いられる。
【００５２】
このようなクロロフィル蛍光測定装置２０を用いる海洋中の植物プランクトンの基礎生産力の測定は、同一海域における経時傾向をとらえるために、また広範な海域の基礎生産力分布をとらえるために長時間継続して行われる。したがって、特に太陽光を浴びる明室２３を臨む第１および第３耐圧窓３１，３５に藻類等の海洋生物が付着成長するおそれがある。このことから、クロロフィル蛍光測定装置２０には、紫外線照射手段２１が設けられる。
【００５３】
本実施形態の紫外線照射手段２１は、狭義には紫外線ランプ５と、紫外線ランプ５のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段であるＣＰＵ５１とを含み、広義にはさらに電源基板５３およびバッテリ２５をも含む。紫外線照射手段２１の紫外線ランプ５は、光学窓を構成する第１および第３耐圧窓３１，３５を臨み、第１および第３耐圧窓３１，３５に向けて紫外線を照射できるように、蛍光受光部３３に設けられる。植物プランクトンの基礎生産力測定の合間を縫って、前述のように、測定対象とする海域において生物の付着成長に防止に必要とされる時間、たとえば１時間あたり５分間、明室２３部分で紫外線を照射することによって、第１および第３耐圧窓３１，３５に藻類などの生物が付着成長することを防止できる。このことによって、装置の清掃等を実施することなく長時間の測定動作を継続することが可能になる。
【００５４】
以下、クロロフィル蛍光測定装置２０における植物プランクトンの基礎生産力の測定について簡単に説明する。
【００５５】
まず第１光源４１を動作させて所定の周波数、たとえば飽和過程では２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、緩和過程では１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚでパルス状の励起光を明室２３の試料海水に対して照射させる。次に、明室２３の試料海水中に存在する植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光が、光電子増倍管４６で受光検知されて得られる蛍光強度の変化値を受光検知データとしてメモリ５２へ読込む。読込んだ受光検知データとパルス光照射回数とから明室２３の誘導曲線を作成する。
【００５６】
一方暗室２４側においても、第２光源４２を動作させて所定の周波数で励起光を暗室２４の試料海水に対して照射させる。暗室２４の試料海水中に存在する植物プランクトンが発するクロロフィル蛍光が、光電子増倍管４６で受光検知されて得られる蛍光強度の変化値を受光検知データとしてメモリ５２へ読込む。読込んだ受光検知データと励起光照射回数とから暗室２４の誘導曲線を作成する。
【００５７】
受光検知データに基づいて作成される誘導曲線から、ＣＰＵ５１が、植物プランクトンのＰＳＩＩのパラメータである量子収率（Ｆ）、有効光吸収断面積（σＰＳＩＩ）、電子受容体（ＱＡ）の再酸化時定数（τＱＡ）などを算出する。
【００５８】
さらにＣＰＵ５１は、ＰＳＩＩのパラメータに基づいて、植物プランクトンの基礎生産力（ＰｂＯ）を算出する。基礎生産力（ＰｂＯ）の演算は、メモリ５２に予め格納される演算式（１）を読出すとともに、ＰＳＩＩパラメータ、受光検知データおよび光合成有効放射（ＰＡＲ）を用いて行われる。なお、光合成有効放射（ＰＡＲ）とは、藻類の光合成に必要なエネルギ３５０〜７００ｎｍの波長域の光量子数である。
【００５９】
また明室２３で得られる受光検知データおよびパラメータには「Ｌ」を付して表し、暗室２４で得られる受光検知データおよびパラメータには「Ｄ」を付して表す。
ＰｂＯ[l/sec]＝ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ×Ｑｐ×φｅ×ｎＰＳ２
×（ＦｖＤ／ＦｍＤ／０．６５）                  …（１）
ここで、ＦｖＤ＝Ｆ０Ｄ−ＦｍＤ
Ｑｐ＝（ＦｍＤ−Ｆ´）／（ＦｍＤ−Ｆ０Ｄ）
Ｆ´＝Ｆ０Ｄ＋（ＦｍＤ−Ｆ０Ｄ）×Ｃ（Ｅ）
Ｃ（Ｅ）＝ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ／（ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ＋１／τ１Ｌ）
φｅ；ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ×Ｑｐ≦１／τｐであるとき、
φｅ＝０．２５０
ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ×Ｑｐ＞１／τｐであるとき、
φｅ＝０．２５０／（ＰＡＲ×σＰＳＩＩＬ×Ｑｐ）／τｐ
τｐ＝Ｅｋ×σＰＳＩＩＬ
Ｅｋ＝１．２０４Ｅ＋２０［ｑｕａｎｔａ  ｍ−２  ｓ−１］
ｎＰＳ２＝０．００２
【００６０】
このようにして求められた基礎生産力の結果は、陸上または船上に設営されるたとえば測定制御室にリモートケーブルなどを介してリアルタイムで伝送されるように構成されることが望ましい。
【００６１】
図５は、本発明の実施の第４形態である生物汚染対策装置６１を搭載するクロロフィル蛍光測定装置６０の構成を簡略化して示す図である。本実施形態のクロロフィル蛍光測定装置６０は、明室と暗室とを特に分離することなく１つの測定室（測定空間）を用いて、後方の蛍光を測定するクロロフィル蛍光測定装置である。なお、クロロフィル蛍光測定装置６０において、前述のクロロフィル蛍光測定装置２０に類似する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６２】
クロロフィル蛍光測定装置６０では、光源が第１光源４１の１つのみを有し、暗室と明室とを分離せず前述のクロロフィル蛍光測定装置２０のように蛍光受光部３３を備えていない。したがって、第１光源４１と試料海水とを隔する耐水窓と、受光検知手段を構成する光電子増倍管４６と試料海水とを隔する耐水窓とを一体化することができ、１つの耐水窓６２を構成する。１つの耐水窓６２が臨む外方空間にある海水中の植物プラントンが発するクロロフィル蛍光を、光電子増倍管４６によって測定する。このように、本実施形態のクロロフィル蛍光測定装置６０では、耐水窓を一体化して部品点数を削減することによって、測定装置の組立作業の簡易化を実現することができる。
【００６３】
なお、本実施形態の生物汚染対策装置６１である紫外線照射手段は、前述のクロロフィル蛍光測定装置２０に搭載される紫外線照射手段２１と同様に、紫外線ランプ５と、紫外線ランプ５のｏｎ／ｏｆｆ動作を制御するランプ制御手段であるＣＰＵ５１とを含む構成である。
【００６４】
図６は、本発明の実施の第５形態である生物汚染対策装置７１を搭載する塩分およびｐＨ測定装置７０の構成を簡略化して示す図である。塩分およびｐＨ測定装置７０（以後、塩分／ｐＨ測定装置と略記する）は、たとえば海水中に浸漬されて、海水の塩分およびｐＨを測定することに用いられる。塩分／ｐＨ測定装置７０は、塩分センサ官能部７２と、ｐＨセンサ官能部７３と、センサアンプ部７４と、生物汚染対策装置７１である紫外線照射手段と、電源７５とを含んで構成される。
【００６５】
塩分センサ官能部７２としては、公知の塩分検出センサを用いることができるけれども、ここでは１例として電気伝導率を検出するセンサが用いられる。ｐＨセンサ官能部７３としては、たとえばガラス電極が挙げられる。センサアンプ部７４は、増幅器であり、塩分センサ官能部７２とｐＨセンサ官能部７３とに電気的に接続され、それぞれの官能部７２，７３で検出される信号を増幅し、伝送ケーブル７６を通じて、陸上または船上の測定制御部へ送信する。電源７５は、たとえば二次電池であるバッテリであり、センサアンプ部７４とランプ制御部７７とに電力を供給する。この電源７５は、特に海中に浸漬される必要はなく、陸上または船上に設けられても良い。
【００６６】
紫外線照射手段７１は、前記ランプ制御部７７と、ランプ制御部７７に接続される紫外線ランプ７８と、ランプ制御部７７に電力供給する前記電源７５とを含んで構成される。紫外線ランプ７８は、特に限定されるものではないけれども、前述のＱＣＧＬ４Ｗなどが好適に用いられる。ランプ制御部７７としては、ＣＰＵを備えるマイクロコンピュータなどが好適に用いられる。紫外線ランプ７８は、塩分センサ官能部７２とｐＨセンサ官能部７３とに紫外線を照射することができる位置に設けられる。塩分センサ官能部７２、ｐＨセンサ官能部７３、センサアンプ部７４、ランプ制御部７７および紫外線ランプ７８は、紫外線ランプ７８から両センサ官能部７２，７３に対して紫外線を照射できるような配置で、１つの枠体に装着されて一体化されることが好ましい。
【００６７】
塩分／ｐＨ測定装置７０では、塩分センサ官能部７２およびｐＨセンサ官能部７３で検出された信号がセンサアンプ部７４で増幅され、伝送ケーブル７６を介して測定制御部に送信され、測定制御部において、各検出信号が、予め準備される検量線と比較されて、それぞれ塩分濃度およびｐＨ測定値として得られる。
【００６８】
紫外線照射手段７１は、センサ官能部７２，７３に生物が付着成長することを防止するために設けられる。その作用は、前述の実施の第１〜第４形態と同様であり、生物の付着成長の防止に必要とされる時間だけ、センサ官能部７２，７３に対して紫外線を照射することによって、藻類などの生物が付着成長することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の一形態である生物汚染対策装置１が搭載される水中観察機器２の構成を簡略化して示す図である。
【図２】紫外線ランプ５による藻類の付着防止効果を示す図である。
【図３】本発明の実施の第２形態である生物汚染対策装置１１を搭載する水中ビデオカメラ装置１２の構成を簡略化して示す図である。
【図４】本発明の実施の第３形態である生物汚染対策装置２１が搭載されるクロロフィル蛍光測定装置２０の構成を簡略化して示す図である。
【図５】本発明の実施の第４形態である生物汚染対策装置６１を搭載するクロロフィル蛍光測定装置６０の構成を簡略化して示す図である。
【図６】本発明の実施の第５形態である生物汚染対策装置７１を搭載する塩分濃度およびｐＨ測定装置７０の構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１１，２１，６１，７１  紫外線照射装置
２  水中ビデオカメラ装置
３  耐圧容器
４  ビデオカメラ
５，７８  紫外線ランプ
６，７７  ランプ制御手段
７，２５，７５  バッテリ
８  光学窓
２０，６０  クロロフィル蛍光測定装置
２２  装置本体
２３  明室
２４  暗室
２６  日射センサ
２７  ケーシング
３１，３２，３５，３６  耐水窓
４１，４２  光源
４３，４４  反射ミラー
４６  光電子増倍管
５１  ＣＰＵ
５２  メモリ
５３  電源基板
７０  塩分／ｐＨ測定装置
７２  塩分センサ官能部
７３  ｐＨセンサ官能部
７４  センサアンプ部
【図１】
2006281082.tif 000004
【図２】
2006281082.tif 000005
【図３】
2006281082.tif 000006
【図４】
2006281082.tif 000007
【図５】
2006281082.tif 000008
【図６】
2006281082.tif 000009