(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電位制御部に対する電位の制御を指示し、電位制御部で処理する測定値の収集を行い、前記電位制御部で収集された電位の測定値を解析し、前記電位制御部に対する電位の制御の指示を変更する手段を有するデータ処理部と、前記データ処理部から指示された電位を作用極と対極に与え、参照極の電位の測定値をデータ処理部に与える手段を有する電位制御部とからなることを特徴とする水生生物の防汚装置。
【請求項２】
前記データ処理部と電位制御部は、通信回線で接続されていることを特徴する請求項１記載の水生生物の防汚装置。
【請求項３】
データ処理部は、複数の電位制御部と接続されていることを特徴する請求項２記載の水生生物の防汚装置。
【請求項４】
電位制御部に複数の参照極を接続し、前記複数の参照極の電位の測定値の平均値または前記複数の参照極の電位の測定値の一つを選択して、前記複数の参照極の電位の基準の値とする請求項１記載の水生生物の防汚装置。
【請求項５】
前記電位制御部に温度センサおよびＰＨセンサを接続し、前記温度センサおよび前記ＰＨセンサの測定結果により、電位制御部に対する電位の制御を変更する請求項１記載の水生生物の防汚装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水中の水生生物などの付着を防止する防汚装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、塩素などの有害物質を発生させないで電気化学的に水中構造物や水に接している物の表面などに付着する水生生物を制御する方法が提案されている。例えば、特開平４−３４１３９２号公報には、ポテンショスタットにより、導電性を有する被防汚面に＋０〜＋１．５Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥの正電位を印加し、付着する水生生物を滅菌する工程と、−０〜−０．４Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥの負電位を印加し、付着する水生生物を脱離する工程からなる防汚方法が記載されている。また、特開平４−２８９３０９号公報では、関数発生器により所定の周期で、ポテンショスタットを動作させて、導電性を有する被防汚面の電位を変化させる防汚方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特開平４−３４１３９２号公報、特開平４−２８９３０９号公報では、電気化学測定法の公知の技術である３電極方式によるポテンシオスタットを用いて、水生生物の細胞を殺菌したり、付着した細胞やその分解物を被防汚面である導電性基材（３電極方式の作用極）表面から脱離させることができる。しかし、３電極方式で使用する作用極、対極、参照極を、水中に沈めて、作用極と対極間に電位を与えるために、周辺の環境から影響を受けたり、周辺の影響を与えたりする可能性が残されている。このため、ポテンシオスタットによる参照極の電位を基準とした作用極と対極間を定電位でのみの調整だけでは、調整することができないといった問題があった。環境による作用極（この作用極は、導電性基材からなる被防汚面を有する電極）と参照極間の電位への影響を、作用極と対極間の電位に反映させて調整することができないといった問題があった。また、作用極の面積を大きくすると、作用極の内部抵抗のバラツキや、参照極の設置位置により作用極の表面電位分布にバラツキが発生するといった問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、水中の水生生物などの付着を防止する防汚装置の性能を高めることが目的であり、第１の目的を、電位制御部に対する電位の制御を指示し、電位制御部の電位の測定値の収集を行い、前記電位制御部で収集された電位の測定値を解析し、前記電位制御部に対する電位の制御の指示を変更する手段を有するデータ処理部と、前記データ処理部から指示された電位を作用極と対極に与え、参照極の電位の測定値をデータ処理部に与える手段を有する電位制御部とからなることを特徴とする水生生物の防汚装置とし、第２の目的を、データ処理部と電位制御部とは、通信回線で接続されていることを特徴する第１の目的の水生生物の防汚装置とし、第３の目的を、データ処理部は、複数の電位制御部と接続されていることを特徴する第２の目的の水生生物の防汚装置とし、第４の目的を、電位制御部に複数の参照極を接続し、前記複数の参照極の電位の測定値の平均値または前記複数の参照極の電位の測定値の一つを選択して、前記複数の参照極の電位の基準の値とすることを特徴とする第１の目的の水生生物の防汚装置とし、第５の目的を、電位制御部に温度センサおよびＰＨセンサを接続し、前記温度センサおよび前記ＰＨセンサの測定結果により、電位制御部に対する電位の制御を変更することを特徴とする第１の目的の水生生物の防汚装置とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、データ処理部で電位制御部に接続される作用極と対極間に与える電位のパターンを設定し、電位制御部に送信する。電位制御部では、データ処理部より送信された内容をもとに作用極と対極間に対して電位を与え、そして、電位制御部に接続される参照極と作用極間の電位を計測し、かつ、電位制御部に接続され水中に設置された各種センサを計測してデータ処理部にこの内容を送信する。データ処理部では、電位制御部より送信された内容を基に、電位制御部の作用極と対極間に与える電位を調整して、再度、電位制御部に送信する。そして、再度、電位制御部では、データ処理部より送信された内容で、作用極と対極間に電位を与え直す。このようなデータ処理部に対する電位制御部よりの情報のフィードバックにより、周辺の環境から影響を受けたり、周辺の環境へ影響を与えたりする可能性を最小にすることができる。
【０００６】
【実施例】
本発明を、図１の全体の電気的ブロック図と図２のタイミングチャートと図３の電位制御部３の電気的内部ブロック図を基に説明する。まず、電位制御部３の電力出力部９より出力される電位と、そのときの電位の出力時間とのタイミングチャートをデータ処理部２にて設定する。そして、データ処理部２で設定されたタイミングチャートのデータを電位制御部３に送る。電位制御部３ではデータ処理部２から送られてきたタイミングチャートを基に、作用極４と対極５間に電位を与える。また、電位制御部３では作用極４と参照極６間の電位を入力し、作用極４と参照極６間の電位と現在のタイミングチャートの実行状況をデータ処理部２に送る。データ処理部２では、送られてきた作用極４と参照極６間の電位のデータを収集し、作用極４と参照極６間の電位と現在のタイミングチャートの実行状況を解析して、電位制御部３に作用極４と対極５間の電位の補正データを送る。ここでは、作用極４と対極５と参照極６は、水中に設置されている。
【０００７】
次に、第３図の電位制御部３の電気的内部ブロック図を説明する。電位制御部３は、ＣＰＵ７とアナログ入力部８と電力出力部９より構成されている。ＣＰＵ７では、データ処理部２から送られてくる作用極４と対極５間に与える電位とその時間のタイミングチャートのデータとそのときの補正データの入力を行うと共に、そのタイミングチャートで指定されている時間を管理し、その時間にあった電位の出力を電力出力部９に指示し、また、アナログ入力部８より外部状況の入力を指示し、その入力情報をデータ処理部２に出力する。電力出力部９では、ＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）（図示せず）を介して、ＣＰＵ７に指示される電位を生成し、作用極４と対極５間に電位を与える。アナログ入力部８では、ＣＰＵ７に指示されたＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）（図示せず）より外部状況を入力する。たとえば、ＣＰＵ７は、ＡＤＣを介して作用極４と参照極６間の電位を計測する。
【０００８】
図２のタイミングチャートを詳細に説明する。縦軸が、電位制御部３より出力される電位を表し、横軸が、そのときの時間軸を表す。縦軸の「＋」は、作用極４と対極５間に、正電位を印加することを表し、作用極４に付着する水生生物の殺菌を行い、「−」は、作用極４と対極５間に負電位の印加をすることを表し、作用極４に付着する殺菌された水生生物の脱離を行う。正電位または負電位の印加方法は、目的とする電位に対し時間軸上で徐々に電位を与えたり、直接に目的とする電位を与えたりするなど種々の方法で電位の波形を変更することもできる。図２のタイミングチャートでは、Ｔ１の期間に、作用極４に付着する水生生物の殺菌を、Ｔ３の期間に作用極４に付着する水生生物の脱離を、Ｔ２の期間で、作用極４に付着する水生生物の殺菌を停止する勾配を、Ｔ４の期間で、作用極４に付着する水生生物の脱離を停止する勾配を示している。
【０００９】
図１では、データ処理部２と電位制御部３が一体の防汚装置としていたが、図４では、データ処理部２と電位制御部３を分離して、データ処理部２が遠隔地の電位制御部３に対して制御する図を示している。例えば、電位制御部３を防水を施した筐体に封入し、水中に沈め、データ処理部２を陸上に設置する場合などである。ここで、データ処理部２と電位制御部３とは、通信回線で結ばれ、図１と同様に、データ処理部２では、設定された作用極４と対極５間に与える電位とその時間のタイミングチャートのデータと電位制御部３からの入力データ１１とを解析し、補正する補正データをコントロールデータ１０として、電位制御部３に送信し、また、電位制御部３より外部状況のデータを入力データ１１として受信する。
【００１０】
図５では、図４と同様にデータ処理部２と電位制御部３間は、コントロールデータ１０と入力データ１１の通信を行っているが、ひとつのデータ処理部２に対して、第１の電位制御部３、第２の電位制御部１２、第３の電位制御部１３のように複数の電位制御部によって構成されている。例えば、データ処理部２を陸上に設置し、複数の箇所の水中に、第１の電位制御部３、第２の電位制御部１２、第３の電位制御部１３のそれぞれを防水を施した筐体（図示せず）に封入して沈める場合などがある。ここで、データ処理部２と第１の電位制御部３、第２の電位制御部１２、第３の電位制御部１３とは、通信回線で結ばれ、図４と同様にデータ処理部２では、設定された作用極４と対極５間に与える電位とその時間のタイミングチャートのデータと複数設けられている電位制御部３、１２、１３からの入力データ１１とを解析し、補正する補正データをコントロールデータ１０として、複数設けられている電位制御部３、１２、１３に送信し、また、上記複数の電位制御部３、１２、１３より外部状況のデータを入力データ１１として受信する。そして、このデータ処理部２と複数の電位制御部３、１２、１３間は、例としてインタ−フェイスのＲＳ−４８５によって接続されている。
【００１１】
図６では、図１で示される電位制御部３に作用極４と対極５と参照極６を接続した基本的な例を示している。その形態は、導電性基材を網状に配置した作用極４と板状の導電性基材よりなる対極５と棒状の導電性基材よりなる参照極６である。作用極４と対極５と参照極６は水中に沈められ、作用極４に付着する水中の水生生物の殺菌及び脱離を行う。
【００１２】
ここで、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「＋」側、即ち、作用極４と対極５間に正電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を殺菌している状態ならば、最大値が、＋０〜＋１．５Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥの上限を越えた際には、最大値が＋０〜＋１．５Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内になるように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５間の電位を下げる補正データを送信する。上限を越えなければ、その状態を維持する。また、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「−」側、即ち、作用極４と対極５間に負電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を脱離している状態ならば、最小値が、−０〜−０．４Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥの下限を下回った際には、最小値が−０〜−０．４Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内になるように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５間の電位を上げる補正データを送信する。下限を下回らなければ、その状態を維持する。
【００１３】
図７では、図６で示されている構成に、複数の第１の参照極６、第２の参照極１４、第３の参照極１５、第４の参照極１６を増設した状態を示す。第６図で導電性基材を網状に配置した作用極４より大きな表面積の導電性基材を網状に配置した作用極４を用いた際に、複数の参照極６、１４、１５、１６を配置し、電位制御部３のアナログ入力部８で作用極４と複数の第１の参照極６、第２の参照極１４、第３の参照極１５、第４の参照極１６間の電位を入力し、電位制御部３のＣＰＵ７（図３を参照）を介して、それぞれの電位のデータをデータ処理部２に送信する。データ処理部２では、送信されたデータを収集するとともに解析して、平均値、最大値、最小値を算出し、平均値を作用極４と第１の参照極６、第２の参照極１４、第３の参照極１５、第４の参照極１６間の電位の代表値とする。
【００１４】
図８では、図６で示されている構成に、水温を検出するための温度センサ１７、作用極４と対極５間に電位を与えているために水中、例えば、海水中では電気分解が発生する可能性があるために、酸性度を検出するＰＨセンサ１８が電位制御部３のアナログ入力部８に接続される。電位制御部３のアナログ入力部８に入力する温度センサ１７やＰＨセンサ１８のデータを、ＣＰＵ７を介して、データ処理部２に送信する。データ処理部２では、送信されたデータを収集するとともに、解析を行う。
【００１５】
そして、データ処理部２で、温度センサ１７のデータが水中の水生生物の活性を表す水温と判断したならば、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「＋」側、即ち、作用極４と対極５間に正電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を殺菌している状態では、作用極４と対極５間の電位を＋０〜＋１．５Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内になるように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５間の電位を上げる補正データを送信する。また、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「−」側、即ち、作用極４と対極５間に負電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を脱離している状態では、作用極４と対極５の電位を−０〜−０．４Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内になるように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５の電位を下げる補正データを送信する。
【００１６】
あるいは、データ処理部２で、温度センサ１７のデータが水中の水生生物の活性を表す水温と判断したならば、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「＋」側、即ち、作用極４と対極５間に正電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を殺菌している状態では、＋０〜＋１．５Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内の作用極４と対極５間に与える電位の印加時間を長くするように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５間の電位の印加時間を長くするように補正データを送信する。また、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「−」側、即ち、作用極４と対極５間に負電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を脱離している状態では、−０〜−０．４Ｖ  ｖｓ．ＳＣＥ以内の作用極４と対極５に与える電位の印可時間長くするように、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５の電位の印加時間を長くする補正データを送信する。
【００１７】
同様に、データ処理部２で、ＰＨセンサ１８によるデータが、電気分解が始まる限界の値を示したならば、電気分解が起こらないように、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「＋」側、即ち、作用極４と対極５間に正電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を殺菌している状態では、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５間の電位を下げる補正データを送信する。また、現在のタイミングチャートが、電位制御部３に対して「−」側、即ち、作用極４と対極５間に負電位を与えて作用極４に付着する水中の水生生物を脱離している状態では、データ処理部２より電位制御部３に作用極４と対極５の電位を上げる補正データを送信する。ただし、温度センサ１７とＰＨセンサ１８を両方使用する際には、データ処理部２では、ＰＨセンサ１８によるデータが、電気分解が始まる限界の値を示している場合を最優先で処理するように電位制御部３に送信する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、データ処理部より指示されたデータを、電位制御部にて作用極と対極間に電位を与え、また、電位制御部によって作用極と参照極間の電位及び各種センサのデータをデータ処理部にフィードバックすることにより、設置条件や環境の変化に対応した作用極と対極間での電位の制御が容易に行え、かつ、データ処理部と電位制御部をそれぞれ遠隔地に設置しても、データの収集が容易に行える防汚装置を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【  図１】  全体の電気的ブロック図
【  図２】  出力電位と出力時間のタイミングチャート
【  図３】  電位制御部の電気的内部ブロック図
【  図４】  データ処理部と電位制御部との通信のブロック図
【  図５】  データ処理部と複数の電位制御部との通信のブロック図
【  図６】  全体の概略図
【  図７】  複数の参照極を配置した概略図
【  図８】  温度センサとＰＨセンサを配置した概略図
【符号の説明】
１  システム
２  データ処理部
３  電位制御部
４  作用極
５  対極
６  参照極
７  ＣＰＵ
８  アナログ入力部
９  電力出力部
１０  コントロールデータ
１１  入力データ
１２  電位制御部
１３  電位制御部
１４  参照極
１５  参照極
１６  参照極
１７  温度センサ
１８  ＰＨセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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