(57)【要約】      （修正有）【課題】自動水質調整システム及び自動水質調整方法を提供する。【解決手段】自動水質調整システム１０００は、反応槽１と、サンプル滴下装置と、少なくとも１つの滴定剤滴下装置と、カラーセンサー６と、第１光遮断カウンター７と、廃液排出装置と、制御ユニットと、補給装置と、を備える。前記自動水質調整システム１０００は、滴定法を利用して水溶液における特定の元素の含有量を測定する。前記システム１０００は、前記特定の元素の含有量が予定値未満の場合、その元素の含有量が一定の基準に達するように、自動的に補給剤を前記水溶液に補給する。【選択図】図２
2019195329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の水質を測定して調整する自動水質調整システムであって、
開口を有する反応槽と、
測定溶液として前記液体を吸引するサンプル吸引部と、前記サンプル吸引部と連通し、滴下先端が反応槽の開口まで延び、前記測定溶液を前記反応槽に滴下するサンプル滴下部と、を有するサンプル滴下装置と、
滴下先端が前記反応槽の開口まで延び、滴定剤を前記反応槽に滴下し、前記反応槽にある前記測定溶液との滴定を行う滴定剤滴下部を有する滴定剤滴下装置と、
前記反応槽の側面に設置され、前記測定溶液と前記滴定剤の反応に起きる色の変化を検知するカラーセンサーと、
前記反応槽の開口に設置され、前記反応槽に滴下された前記測定溶液及び前記滴定剤の滴数を計数する第１光遮断カウンターと、
廃液吸引部と廃液排出部を有し、前記廃液吸引部の一端が前記反応槽に連通し、滴定完了後の廃液を吸引し、他端が前記廃液排出部と連通する廃液排出装置と、
前記サンプル滴下装置と前記滴定剤滴下装置による滴下頻度と滴数を制御し、前記廃液排出装置による廃液の排出を制御し、前記カラーセンサーと前記第1光遮断カウンターからの信号を受信して処理する制御ユニットと、
一端が前記液体に対向して補給剤を前記液体に投入する補給剤投入管を有する補給装置と、を備え、
前記滴定剤滴下装置は、前記滴定剤を利用して前記反応槽にある前記測定溶液との滴定を行い、前記第１光遮断カウンターによって前記反応槽に滴下された前記滴定剤の量を測定し、前記カラーセンサーは、前記測定溶液と前記滴定剤の反応による色の変化を信号として出力し、滴定が完了したかどうかを判断し、前記制御ユニットは、滴定完了後、前記第１光遮断カウンターが計数した滴数に基づいて前記滴定剤の量を算出することによって、前記補給剤の投入量を算出し、算出された投入量の補給剤を前記補給装置によって前記液体に投入することを特徴とする自動水質調整システム。
【請求項２】
前記自動水質調整システムにおいて、さらに沈殿剤滴下部を有する沈殿剤滴下装置を備え、前記沈殿剤滴下部の滴下先端は、前記反応槽の開口まで延び、前記反応槽にある前記測定溶液の不純物を沈殿させるように、沈殿剤を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項３】
前記自動水質調整システムにおいて、さらに指示剤滴下部を有する指示剤滴下装置を備え、前記指示剤滴下部の滴下先端は、前記反応槽の開口まで延び、前記測定溶液との反応で色が変化する指示剤を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項４】
前記自動水質調整システムにおいて、前記沈殿剤滴下装置は、さらに沈殿剤吸引部と、沈殿剤保存タンクと、沈殿剤ポンプと、を備え、前記沈殿剤は前記沈殿剤保存タンクに保存され、前記沈殿剤吸引部の一端は前記沈殿剤保存タンクに延び、他端は前記沈殿剤ポンプに接続され、前記沈殿剤滴下部は前記沈殿剤ポンプに接続され、前記沈殿剤吸引部は、前記沈殿剤ポンプの駆動によって前記沈殿剤を前記沈殿剤保存タンクから吸引し、前記沈殿剤滴下部は、前記沈殿剤を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項２記載の自動水質調整システム。
【請求項５】
前記自動水質調整システムにおいて、前記指示剤滴下装置は、さらに指示剤吸引部と、指示剤保存タンクと、指示剤ポンプと、を備え、前記指示剤は前記指示剤保存タンクに保存され、前記指示剤吸引部の一端は前記指示剤保存タンクに延び、他端は前記指示剤ポンプに接続され、前記指示剤滴下部は前記指示剤ポンプに接続され、前記指示剤吸引部は、前記指示剤ポンプの駆動によって前記指示剤を前記指示剤保存タンクから吸引し、前記指示剤滴下部は、前記指示剤を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項３記載の自動水質調整システム。
【請求項６】
前記自動水質調整システムにおいて、前記サンプル滴下装置は、さらにサンプルポンプを備え、前記サンプル吸引部の一端は前記液体に延び、他端は前記サンプルポンプに接続され、前記サンプル滴下部は前記サンプルポンプに接続され、前記サンプル吸引部は、前記サンプルポンプの駆動によって前記液体を吸引し、前記サンプル滴下部は、前記液体を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項７】
前記自動水質調整システムにおいて、前記滴定剤滴下装置は、さらに滴定剤吸引部と、滴定剤保存タンクと、滴定剤ポンプと、を備え、前記滴定剤は前記滴定剤保存タンクに保存され、前記滴定剤吸引部の一端は前記滴定剤保存タンクに延び、他端は前記滴定剤ポンプに接続され、前記滴定剤滴下部は前記滴定剤ポンプに接続され、前記滴定剤吸引部は、前記滴定剤ポンプの駆動によって前記滴定剤を前記滴定剤保存タンクから吸引し、前記滴定剤滴下部は、前記滴定剤を前記反応槽に滴下することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項８】
前記自動水質調整システムにおいて、前記廃液排出装置は、さらに廃液ポンプを備え、前記廃液吸引部の他端は前記廃液ポンプに接続され、前記廃液吸引部は、前記廃液ポンプの駆動によって前記廃液を前記反応槽から吸引し、前記廃液排出部は、前記廃液を排出することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項９】
前記自動水質調整システムにおいて、前記補給装置は、さらに補給剤吸引部と、補給剤保存タンクと、少なくとも１つの第１補給剤ポンプと、補給剤タンクと、第２補給剤ポンプと、を備え、前記補給剤吸引部の一端は前記補給剤保存タンクに延び、他端は滴下先端であり、前記補給剤吸引部の滴下先端は前記補給剤タンクの開口に延び、前記補給剤保存タンクには補給剤が保存され、前記補給剤吸引部は、前記第１補給剤ポンプの駆動によって前記補給剤を前記補給剤保存タンクから吸引し、前記補給剤は前記補給剤タンクに滴下され、前記補給剤投入管は、前記第２補給剤ポンプの駆動によって前記補給剤タンクから前記補給剤を前記液体に投入することを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項１０】
前記自動水質調整システムにおいて、前記補給装置は、さらに前記補給剤タンクの開口に設置され、前記補給剤タンクに滴下された前記補給剤の滴数を計数する第２光遮断カウンターを備えることを特徴とする請求項９記載の自動水質調整システム。
【請求項１１】
前記自動水質調整システムにおいて、さらに前記反応槽内に設置される撹拌器を備えることを特徴とする請求項１記載の自動水質調整システム。
【請求項１２】
請求項１から３のいずれか一項に記載の自動水質調整システムを利用し、
ステップ（１）：前記サンプル滴下装置によって前記液体を前記測定溶液として吸引し、前記反応槽に滴下し、前記第１光遮断カウンターによって前記反応槽に滴下された前記測定溶液の体積を測定する；
ステップ（２）：前記滴定剤滴下装置によって前記測定溶液と反応する前記滴定剤を前記反応槽に滴下し、前記第１光遮断カウンターによって前記滴定剤の滴数を計数し、前記カラーセンサーによって滴定の際に起きる前記測定溶液の色の変化を検知し、前記色が予定の色まで変化した場合、前記滴定を停止する；
ステップ（３）：前記制御ユニットによって前記第１光遮断カウンターが計数した滴数に基づいて前記滴定剤の量を算出することで、前記補給剤の投入量を算出し、前記補給装置によって算出された投入量の補給剤を前記液体に投入する；
を含む、自動水質調整方法。
【請求項１３】
請求項２記載の自動水質調整システムを利用し、
ステップ（１−１）：前記沈殿剤滴下装置によって前記測定溶液と反応する前記沈殿剤を前記反応槽に滴下する；
を更に含む、請求項１２記載の自動水質調整方法。
【請求項１４】
請求項３記載の自動水質調整システムを利用し、
ステップ（１−２）：前記指示剤滴下装置によって前記測定溶液と混合する前記指示剤を前記反応槽に滴下する；
を更に含む、請求項１２記載の自動水質調整方法。
【請求項１５】
ステップ（２−１）：前記ステップ（２）の後、前記廃液排出装置によって前記反応槽から廃液を排出する；
を更に含む、請求項１２記載の自動水質調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動水質調整システムと自動水質調整方法に関し、特に観賞魚用水槽に適用する自動水質調整システムとその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の観賞魚用水槽や飼育水槽は半閉鎖的なものである。海水魚又は淡水魚の飼育の場合、水中に含まれるミネラルの含有量、有機物の含有量、水素イオン指数（ｐＨ）、水の硬度などは、水槽内にある魚類や他の生物の生理活動によって変わることが多い。水質が悪化してしまうと、水槽内にある魚類や他の生物は病気になりやすく、死亡してしまう可能性もある。特に水槽に水の補給や水替えをする場合に、水槽の水質は大幅に変化しやすい。水槽内にある生物の健康と快適さを確保するために、常時水質を監視して調整する必要がある。
【０００３】
例えば、海水魚の飼育の場合、水槽内にある塩分濃度と水の硬度の調整が重要になる。海水魚の生長は一定の塩分濃度と水の硬度の範囲内に限られている。水槽内に同時にサンゴや水草などの生物を飼育する場合、水の硬度はサンゴが生長するにつれて低下し、浸透圧と水素イオン指数（ｐＨ）に影響を与えることになる。それによって、水槽内にある魚類などの生物の生活環境が変化してしまい、そのため、生物の免疫力が低下し、生物が病気になり、又は死亡してしまう。水槽内の水質の悪化を避けるために、通常、飼育者は、水槽内にある生物の健康と生活環境を維持できるように、補給剤を水槽に投入する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ただし、現在各種の水槽用の補給剤は飼育者の手動により水槽内に補給されることになる。なお、補給の前に、試験紙やセンサーで水槽内にある特定成分の含有量を測定する必要があり、水槽の水の体積から補給剤の量を計算する必要がある。その測定と計算は複雑なものであり、かつ時間がかかるものである。また、計算の間違いで補給剤を過少または過多に投入してしまうと、生物の健康に悪影響を与える恐れがある。
【０００５】
そのため、自動的に水質を監視し、必要に応じて補給剤を投入することが可能で、観賞魚用水槽、飼育水槽や養殖池などに適用可能な自動水質調整システムの実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、滴定法を利用して水溶液にあるミネラルの含有量、有機物の含有量、水素イオン指数（ｐＨ）、水の硬度などを測定し、前記水溶液の水質の数値（例えば、ミネラルの含有量、有機物の含有量、水素イオン指数（ｐＨ）、水の硬度など）が予定値に維持できるように、前記水溶液に投入すべき補給剤の量を算出して投入することが可能な自動水質調整システムを提供する。
【０００７】
本発明に係る自動水質調整システムは、開口を有する反応槽と、測定溶液として液体を吸引するサンプル吸引部と、前記サンプル吸引部と連通し、滴下先端が前記反応槽の開口まで延び、前記測定溶液を前記反応槽に滴下するサンプル滴下部と、を有するサンプル滴下装置と、滴下先端が前記反応槽の開口まで延び、滴定剤を前記反応槽に滴下し、前記反応槽にある前記測定溶液との滴定を行う滴定剤滴下部を有する滴定剤滴下装置と、前記反応槽の側面に設置され、前記測定溶液と前記滴定剤の反応に起きる色の変化を検知するカラーセンサーと、前記反応槽の開口に設置され、前記反応槽に滴下された前記測定溶液及び前記滴定剤の滴数を計数する第１光遮断カウンターと、廃液吸引部と廃液排出部を有し、前記廃液吸引部の一端が前記反応槽に連通し、滴定完了後の廃液を吸引し、他端が前記廃液排出部に連通する廃液排出装置と、前記サンプル滴下装置と前記滴定剤滴下装置による滴下頻度と滴数を制御し、前記廃液排出装置による廃液の排出を制御し、前記カラーセンサーと前記第１光遮断カウンターからの信号を受信して処理する制御ユニットと、一端が前記液体に対向して補給剤を前記液体に投入する補給剤投入管を有する補給装置と、を備える。前記滴定剤滴下装置は、前記滴定剤を利用して前記反応槽にある前記測定溶液との滴定を行う。前記第１光遮断カウンターによって前記反応槽に滴下された前記滴定剤の量を測定する。前記カラーセンサーは、前記測定溶液と前記滴定剤の反応による色の変化を信号として出力し、滴定が完了したかどうかを判断する。前記制御ユニットは、滴定完了後、前記第１光遮断カウンターが計数した滴数に基づいて前記滴定剤の量を算出することによって、前記補給剤の投入量を算出する。なお、算出された投入量の補給剤を補給装置によって前記液体に投入する。
【０００８】
本発明の実施形態において、前記滴定剤滴下装置は、さらに滴定剤吸引部と、滴定剤保存タンクと、滴定剤ポンプと、を備える。前記滴定剤は前記滴定剤保存タンクに保存される。前記滴定剤吸引部の一端は前記滴定剤保存タンクに延び、他端は前記滴定剤ポンプに接続される。前記滴定剤滴下部は前記滴定剤ポンプに接続される。前記滴定剤吸引部は、前記滴定剤ポンプの駆動によって前記滴定剤を前記滴定剤保存タンクから吸引する。前記滴定剤滴下部は、前記滴定剤を前記反応槽に滴下する。
【０００９】
本発明の実施形態において、さらに指示剤滴下部を有する指示剤滴下装置を備える。前記指示剤滴下部の滴下先端は、前記反応槽の開口まで延び、前記測定溶液との反応で色が変化する指示剤を前記反応槽に滴下する。本発明の実施形態において、前記指示剤滴下装置は、さらに指示剤吸引部と、指示剤保存タンクと、指示剤ポンプと、を備える。前記指示剤は前記指示剤保存タンクに保存される。前記指示剤吸引部の一端は前記指示剤保存タンクに延び、他端は前記指示剤ポンプに接続される。前記指示剤滴下部は前記指示剤ポンプに接続される。前記指示剤吸引部は、前記指示剤ポンプの駆動によって前記指示剤を前記指示剤保存タンクから吸引する。前記指示剤滴下部は、前記指示剤を前記反応槽に滴下する。前記反応槽に滴下された前記指示剤の量は前記第１光遮断カウンターによって測定される。
【００１０】
本発明の実施形態において、さらに沈殿剤滴下部を有する沈殿剤滴下装置を備える。前記沈殿剤滴下部の滴下先端は、前記反応槽の開口まで延び、前記反応槽にある前記測定溶液の不純物を沈殿させるように、沈殿剤を前記反応槽に滴下する。本発明の実施形態において、前記沈殿剤滴下装置は、さらに沈殿剤吸引部と、沈殿剤保存タンクと、沈殿剤ポンプと、を備える。前記沈殿剤は前記沈殿剤保存タンクに保存される。前記沈殿剤吸引部の一端は前記沈殿剤保存タンクに延び、他端は前記沈殿剤ポンプに接続される。前記沈殿剤滴下部は前記沈殿剤ポンプに接続される。前記沈殿剤吸引部は、前記沈殿剤ポンプの駆動によって前記沈殿剤を前記沈殿剤保存タンクから吸引する。前記沈殿剤滴下部は、前記沈殿剤を前記反応槽に滴下する。前記反応槽に滴下された前記沈殿剤の量は前記第１光遮断カウンターによって測定される。
【００１１】
本発明の実施形態において、前記サンプル滴下装置はさらにサンプルポンプを備える。前記サンプル吸引部の一端は前記液体に延び、他端は前記サンプルポンプに接続される。前記サンプル滴下部は前記サンプルポンプに接続される。前記サンプル吸引部は、前記サンプルポンプの駆動によって前記液体を吸引する。前記サンプル滴下部は前記液体を前記反応槽に滴下する。
【００１２】
本発明の実施形態において、前記廃液排出装置はさらに廃液ポンプを備える。前記廃液吸引部の他端は前記廃液ポンプに接続される。前記廃液吸引部は、前記廃液ポンプの駆動によって前記廃液を前記反応槽から吸引する。前記廃液排出部は、前記廃液を前記廃液保存タンクに排出する。
【００１３】
本発明の実施形態において、前記補給装置は、さらに補給剤吸引部と、補給剤保存タンクと、少なくとも１つの第１補給剤ポンプと、補給剤タンクと、第２補給剤ポンプと、を備える。前記補給剤吸引部の一端は前記補給剤保存タンクに延び、他端は滴下先端である。前記補給剤吸引部の滴下先端は前記補給剤タンクの開口に延びる。前記補給剤保存タンクには補給剤が保存される。前記補給剤吸引部は、前記第１補給剤ポンプの駆動によって前記補給剤を前記補給剤保存タンクから吸引する。前記補給剤は、前記補給剤タンクに滴下される。前記補給剤投入管は、前記第２補給剤ポンプの駆動によって前記補給剤タンクから前記補給剤を前記液体に投入する。
【００１４】
本発明の実施形態において、前記補給装置は、さらに前記補給剤タンクの開口に設置され、前記補給剤タンクに滴下された前記補給剤の滴数を計数する第２光遮断カウンターを備える。
【００１５】
本発明の実施形態において、さらに前記反応槽内に設置され、前記測定溶液と、前記沈殿剤と前記指示剤と前記滴定剤のいずれかとを均一に混合する撹拌器を備える。本発明の実施形態において、前記撹拌器は撹拌磁石と磁石撹拌モータを備える。前記撹拌磁石は、前記反応槽内に設置される。前記磁石撹拌モータは、前記反応槽の外側に設置され、前記撹拌磁石を転動させる。
【００１６】
また、本発明は、前記自動水質調整システムを利用した自動水質調整方法を提供する。前記方法は以下のステップを含む。ステップ（１）：前記サンプル滴下装置によって前記液体を測定溶液として吸引し、前記反応槽に滴下し、前記第１光遮断カウンターによって前記反応槽に滴下された前記測定溶液の体積を測定する。ステップ（２）：前記滴定剤滴下装置によって前記測定溶液と反応する前記滴定剤を前記反応槽に滴下し、前記第１光遮断カウンターによって前記滴定剤の滴数を計数し、前記カラーセンサーによって滴定の際に起きる前記測定溶液の色の変化を検知し、前記色が予定の色まで変化した場合、前記滴定を停止する。ステップ（３）：前記制御ユニットによって前記第１光遮断カウンターが計数した滴数に基づいて前記滴定剤の量を算出することで、前記補給剤の投入量を算出し、前記補給装置によって算出された投入量の補給剤を前記液体に投入する。
【００１７】
本発明の実施形態において、さらに以下のステップ（１−１）を含む。ステップ（１−１）：前記沈殿剤滴下装置によって前記測定溶液と反応する前記沈殿剤を前記反応槽に滴下する。
【００１８】
本発明の実施形態において、さらに以下のステップ（１−２）を含む。ステップ（１−２）：前記指示剤滴下装置によって前記測定溶液と混合する前記指示剤を前記反応槽に滴下する。
【００１９】
本発明の実施形態において、さらに以下のステップ（２−１）を含む。ステップ（２−１）：前記ステップ（２）の後、前記廃液排出装置によって前記反応槽から廃液を排出する。
【００２０】
本発明に係る自動水質調整システムにおいて、調整するものは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、バリウムイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、シリコン、カリウムイオン、銅イオン、マンガンイオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、リン酸イオン、アミン、アンモニウムイオンの濃度、及び水の硬度である。本発明に係る自動水質調整システムは、調整する元素によって、複数の沈殿剤滴下装置と、指示剤滴下装置と、滴定剤滴下装置と、補給装置と、を備えてもよい。必要に応じて構成を変えることができ、特に限定されない。滴定する元素の種類によって、沈殿剤と、指示剤と、滴定剤と、補給剤の種類を決めることは、当業者にとって明らかである。当業者は、滴定する元素の種類に基づいて自作や市販の化学薬剤を沈殿剤、指示剤、滴定剤、補給剤として使用することが可能であり、特に限定されない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る自動水質調整システムは、滴定法を利用して水槽内の水質の数値を測定し、自動的に補給剤を投入することができる。それによって、水槽内の水質の数値を予定値に維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係る自動水質調整システムの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動水質調整システムを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る自動水質調整システムを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る自動水質調整システムを示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、具体的な実施例を利用して本発明の実施形態を説明する。当業者は本明細書の記載により本発明の利点と効果を理解できる。また、注意すべき点として、以下の図面は簡略化したものである。部材の数量と、形状と、サイズとは必要に応じて種々変更することができ、実際の構造は図面より複雑な場合もある。また、本発明は、複数の実施例を組合せ、必要に応じて種々変更することができる。この明細書の詳細内容についても、様々な観点や応用などに基づいて、本発明の原理に背かないことを前提として、種々変更することができる。
【００２４】
図１は、自動水質調整システム１０００の外観を示す図である。図２、図３はシステムの斜視図であり、図４はシステムの平面図である。わかりやすくかつ図面の簡潔さを保てるように、図２、図３においては、自動水質調整システム１０００における各吸引部と滴下部を含むパイプ部材を省略する。パイプの接続方式は図４に示す通りである。図２から図４を合わせて参照して本実施例に係る自動水質調整システム１０００の構造を説明する。また、本実施例に係る自動水質調整システム１０００としては、海水魚の観賞魚用水槽にあるカルシウムイオンの濃度を調整するシステムを例示する。前記観賞魚用水槽にあるカルシウムイオンの濃度を測定するために、本実施例は、滴定法に基づいて、周知の沈殿剤、指示剤、滴定剤を利用する。
【００２５】
本実施例に係る自動水質調整システム１０００は、反応槽１と、サンプル滴下装置２と、沈殿剤滴下装置３と、指示剤滴下装置４と、滴定剤滴下装置５と、カラーセンサー６と、第１光遮断カウンター７と、廃液排出装置８と、制御ユニット９と、補給装置１０と、撹拌器２０と、を備える。
【００２６】
詳細には、前記反応槽１は、透明のアクリルからなる反応槽であり、上方を向く開口１１を有する。サンプル滴下装置２は、サンプル吸引部２１と、サンプル滴下部２２と、サンプルポンプ２３と、を備える。サンプル吸引部２１はサンプル滴下部２２と連通する。サンプル滴下部２２は、反応槽１の開口１１の上方まで延びる滴下先端２２１を有する。サンプル吸引部２１は、観賞魚用水槽内にある一部の水を測定溶液として吸引する。サンプルポンプ２３は蠕動ポンプである。サンプル吸引部２１は、サンプルポンプ２３の駆動によって測定溶液を吸引し、サンプル滴下部２２に転送する。サンプル滴下部２２は、滴下先端２２１から測定溶液を反応槽１に滴下する。
【００２７】
沈殿剤滴下装置３は、沈殿剤吸引部３１と、沈殿剤滴下部３２と、沈殿剤保存タンク３３と、沈殿剤ポンプ３４と、を備える。沈殿剤吸引部３１の一端は沈殿剤保存タンク３３に延び、他端は沈殿剤滴下部３２と連通する。沈殿剤滴下部３２は、反応槽１の開口１１の上方まで延びる滴下先端３２１を有する。沈殿剤保存タンク３３には沈殿剤３３１が保存される。沈殿剤吸引部３１は、沈殿剤ポンプ３４の駆動によって沈殿剤３３１を吸引して前記沈殿剤滴下部３２に転送する。沈殿剤滴下部３２は、滴下先端３２１から前記沈殿剤３３１を反応槽１に滴下する。それによって、沈殿剤は測定溶液と反応する。この実施例において、沈殿剤３３１の投入によって測定溶液内の不純物を沈殿させることができるので、後述する滴定の精度を高めることが可能になる。また、他の元素を測定したい場合、滴定の条件等に応じて、沈殿剤３３１の投入の必要性を判断すればよい。
【００２８】
指示剤滴下装置４は、指示剤吸引部４１と、指示剤滴下部４２と、指示剤保存タンク４３と、指示剤ポンプ４４と、を備える。指示剤吸引部４１の一端は指示剤保存タンク４３に延び、他端は指示剤滴下部４２と連通する。指示剤滴下部４２は、反応槽１の開口１１の上方まで延びる滴下先端４２１を有する。指示剤保存タンク４３には指示剤４３１が保存される。指示剤吸引部４１は、指示剤ポンプ４４の駆動によって指示剤４３１を吸引して前記指示剤滴下部４２に転送する。指示剤滴下部４２は、滴下先端４２１から前記指示剤４３１を反応槽１に滴下する。それによって、指示剤は測定溶液と反応する。
【００２９】
滴定剤滴下装置５は、滴定剤吸引部５１と、滴定剤滴下部５２と、滴定剤保存タンク５３と、滴定剤ポンプ５４と、を備える。滴定剤吸引部５１の一端は滴定剤保存タンク５３に延び、他端は滴定剤滴下部５２と連通する。滴定剤滴下部５２は、反応槽１の開口１１の上方まで延びる滴下先端５２１を有する。滴定剤保存タンク５３には滴定剤５３１が保存される。滴定剤吸引部５１は、滴定剤ポンプ５４の駆動によって滴定剤５３１を吸引する。それによって、滴定剤５３１は反応槽１に滴下される。滴定剤５３１と測定溶液が反応することで、滴定を行う。
【００３０】
撹拌器２０は、撹拌磁石２０１と磁石撹拌モータ２０２を備える。撹拌磁石２０１は反応槽１内に設置される。磁石撹拌モータ２０２は、反応槽１の外側に設置され、撹拌磁石２０１を転動させることで、測定溶液を撹拌し、測定溶液と、沈殿剤３３１と、指示剤４３１と、滴定剤５３１とを均一に混合する。それによって、カラーセンサー６は、滴定の際に均一に混合された測定溶液の色の変化を精度よく検知することができる。
【００３１】
カラーセンサー６は、反応槽１の一側面に対向して設置される。滴定の際に、カラーセンサー６は、滴定剤滴下装置５から滴下する滴定剤５３１の１滴ごとに、その３秒後に反応槽１内の測定溶液の色を検知し、色測定値に変換する。測定溶液の色測定値が予定値に達した際、滴定を終了する。
【００３２】
第１光遮断カウンター７は、反応槽１の開口に設置され、反応槽１内に滴下した測定溶液と、沈殿剤３３１と、指示剤４３１と、滴定剤５３１との滴数を計数する。なお、後述のように、前記滴数に基づいて測定溶液と、沈殿剤３３１と、指示剤４３１と、滴定剤５３１との体積が算出される。
【００３３】
廃液排出装置８は、廃液吸引部８１と、廃液排出部８２と、廃液ポンプ８３と、廃液保存タンク８４と、を備える。廃液吸引部８１は、一端が反応槽１に連通し、他端が廃液排出部８２と連通する。滴定の完了後に、廃液吸引部８１は、廃液ポンプ８３の駆動によって反応槽１内の廃液を吸引する。また、廃液排出部８２は、前記廃液を自動水質調整システム１０００の外部に排出する。
【００３４】
制御ユニット９は、サンプル滴下装置２と、沈殿剤滴下装置３と、指示剤滴下装置４と、滴定剤滴下装置５との滴下の頻度を制御する。制御ユニット９は、第１光遮断カウンター７から滴数に関する信号を受信して処理することで、反応槽１内にある測定溶液と、沈殿剤と、指示剤と、滴定剤との体積を算出する。制御ユニット９は、滴定の際に起きる測定溶液の色の変化を示す信号をカラーセンサー６から受信する。制御ユニット９は、廃液排出装置８による廃液の排出を制御する。制御ユニット９は、滴定の完了後に、第１光遮断カウンター７によって測定した測定溶液の体積及び滴定剤の体積を利用して、測定溶液内にあるカルシウムイオンの濃度を算出することで、観賞魚用水槽全体のカルシウムイオンの濃度を算出する。
【００３５】
補給装置１０は、補給剤吸引部１０１と、補給剤保存タンク１０２と、第１補給剤ポンプ１０３と、補給剤タンク１０４と、第２補給剤ポンプ１０５と、補給剤投入管１０６と、第２光遮断カウンター１０７と、を備える。補給剤吸引部１０１の一端は補給剤保存タンク１０２に延び、他端は補給剤タンク１０４の開口１０４１に対向する滴下先端１０１１である。補給剤吸引部１０１は、第１補給剤ポンプ１０３の駆動によって補給剤保存タンク１０２から補給剤１０２１を吸引する。補給剤１０２１は滴下先端１０１１から補給剤タンク１０４に滴下される。第２光遮断カウンター１０７は、補給剤タンク１０４に滴下された補給剤の滴数を計数する。それによって、補給剤１０２１の体積を把握することができる。補給剤投入管１０６は、補給剤タンク１０４に連通し、第２補給剤ポンプ１０５の駆動によって補給剤タンク１０４から補給剤を吸引し、観賞魚用水槽に投入する。それによって、観賞魚用水槽にあるカルシウムイオンの濃度を予定値にすることができる。
【００３６】
以下、本実施形態に係る自動水質調整システム１０００を利用した方法について詳しく説明する。図４を合わせて参照する。本実施形態に係る方法は以下のステップを含む。ステップ（１）：サンプル吸引部２１は、サンプル滴下装置２のサンプルポンプ２３の駆動によって、観賞魚用水槽から一部の水を測定溶液として吸引する。サンプル滴下部２２は、５ｍＬ（５００滴（第１光遮断カウンター７で計数する））の測定溶液を反応槽１に滴下する。ステップ（２）：サンプルポンプ２３の駆動によって、サンプル吸引部２１とサンプル滴下部２２に残った測定溶液を観賞魚用水槽に戻す。ステップ（３）：沈殿剤吸引部３１は、沈殿剤滴下装置３の沈殿剤ポンプ３４の駆動によって、沈殿剤保存タンク３３から沈殿剤３３１を吸引する。沈殿剤滴下部３２は、２５滴（第１光遮断カウンター７で計数する）の沈殿剤３３１を反応槽１に滴下する。なお、撹拌器２０の撹拌によって、測定溶液と沈殿剤３３１は均一に混合される。ステップ（４）：沈殿剤ポンプ３４の駆動によって、沈殿剤吸引部３１と沈殿剤滴下部３２に残った沈殿剤３３１を沈殿剤保存タンク３３に戻す。ステップ（５）：指示剤吸引部４１は、指示剤滴下装置４の指示剤ポンプ４４の駆動によって、指示剤保存タンク４３から指示剤４３１を吸引する。指示剤滴下部４２は、１４滴（第１光遮断カウンター７で計数する）の指示剤４３１を反応槽１に滴下する。なお、撹拌器２０の撹拌によって、測定溶液と指示剤４３１は均一に混合される。ステップ（６）：指示剤ポンプ４４の駆動によって、指示剤吸引部４１と指示剤滴下部４２に残った指示剤４３１を指示剤保存タンク４３に戻す。ステップ（７）：滴定剤吸引部５１は、滴定剤滴下装置５の滴定剤ポンプ５４の駆動によって、滴定剤保存タンク５３から滴定剤５３１を吸引する。滴定剤滴下部５２は、６０滴（第１光遮断カウンター７で計数する）の滴定剤５３１を反応槽１に滴下する。なお、撹拌器２０で撹拌する。ステップ（８）：３秒ごとに１滴の滴定剤５３１を反応槽１に滴下する。滴定剤５３１の１滴ごとに、その３秒後に撹拌を停止し、カラーセンサー６で測定溶液の色を検知する。また、第１光遮断カウンター７によって反応槽１に滴定された滴定剤５３１の滴数を計数する。ステップ（９）：カラーセンサー６によって測定溶液が青色になったのを検知した場合、滴定を停止する。ステップ（１０）：滴定剤ポンプ５４の駆動によって、滴定剤吸引部５１と滴定剤滴下部５２に残った滴定剤５３１を滴定剤保存タンク５３に戻す。ステップ（１１）：廃液吸引部８１は、廃液排出装置８の廃液ポンプ８３の駆動によって反応槽１から反応済みの廃液を吸引する。また、廃液排出部８２は、廃液を廃液保存タンク８４に排出する。ステップ（１２）：サンプル吸引部２１は、サンプル滴下装置２のサンプルポンプ２３の駆動によって観賞魚用水槽から７ｍＬの水を吸引する。続いて、サンプル滴下部２２は５００滴の水を反応槽１に滴下する。また、撹拌器２０で１０秒撹拌した後に、廃液吸引部８１は、廃液ポンプ８３の駆動によって反応槽１から廃液を吸引する。なお、廃液排出部８２によって廃液を廃液保存タンク８４に排出する。それによって、反応槽１を洗浄することができる。ステップ（１３）：制御ユニット９は、滴定剤滴下装置５が測定溶液に滴定した滴数に基づいて、滴定剤５３１の量を算出することで、観賞魚用水槽内にある水のカルシウムイオンの濃度を算出し、さらにカルシウムイオンの補給量を算出する。ステップ（１４）：補給剤吸引部１０１は、補給装置１０の第１補給剤ポンプ１０３の駆動によって、補給剤保存タンク１０２から補給剤１０２１を吸引する。補給剤１０２１は、補給剤吸引部１０１の滴下先端１０１１から補給剤タンク１０４に滴下される。補給剤タンク１０４への補給剤１０２１の滴下時には、補給剤タンク１０４が十分な補給剤を有するまで、第２光遮断カウンター１０７で補給剤１０２１の滴数を計数する。ステップ（１５）：補給剤投入管１０６は、第２補給剤ポンプ１０５の駆動によって、補給剤タンク１０４から補給剤を観賞魚用水槽に投入する。
【００３７】
本実施例では、海水魚の観賞魚用水槽にあるカルシウムイオンの濃度を調整する構成を例示したが、一般的に、海水魚の水槽にある生物の健康と快適さを確保するために、カルシウムイオンの濃度の他、マグネシウムイオンの濃度や水の硬度の調整も海水生物にとって重要である。そのため、本発明の他の実施例において、沈殿剤滴下装置と、指示剤滴下装置と、滴定剤滴下装置と、補給装置との数量は特に限定されなく、必要に応じて数量を調整することができる。例えば、自動水質調整システムにおいて、カルシウムイオンの濃度と、マグネシウムイオンの濃度と、水の硬度（Ｋｈ）とを調整する場合には、２つの沈殿剤滴下装置（水の硬度の測定について沈殿剤は必要としない）と、３つの指示剤滴下装置と、３つの滴定剤滴下装置と、３つの補給装置と、を設置する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る自動水質調整システムとその方法は、観賞魚用水槽に適用することができ、必要に応じて自動的に補給剤を水槽内に投入することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０００  自動水質調整システム
１  反応槽
１１  開口
２  サンプル滴下装置
２１  サンプル吸引部
２２  サンプル滴下部
２２１、３２１、４２１、５２１、１０１１  滴下先端
２３  サンプルポンプ
３  沈殿剤滴下装置
３１  沈殿剤吸引部
３２  沈殿剤滴下部
３３  沈殿剤保存タンク
３３１  沈殿剤
３４  沈殿剤ポンプ
４  指示剤滴下装置
４１  指示剤吸引部
４２  指示剤滴下部
４３  指示剤保存タンク
４３１  指示剤
４４  指示剤ポンプ
５  滴定剤滴下装置
５１  滴定剤吸引部
５２  滴定剤滴下部
５３  滴定剤保存タンク
５３１  滴定剤
５４  滴定剤ポンプ
６  カラーセンサー
７  第１光遮断カウンター
８  廃液排出装置
８１  廃液吸引部
８２  廃液排出部
８３  廃液ポンプ
８４  廃液保存タンク
９  制御ユニット
１０  補給装置
１０１  補給剤吸引部
１０２  補給剤保存タンク
１０２１  補給剤
１０３  第１補給剤ポンプ
１０４  補給剤タンク
１０４１  開口
１０５  第２補給剤ポンプ
１０６  補給剤投入管
１０７  第２光遮断カウンター
２０  撹拌器
２０１  撹拌磁石
２０２  磁石撹拌モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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