(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度計を一体に備えた導電率の測定チップと、酸化還元電位または各種イオンの測定チップと、溶存酸素の測定チップとを、互いに異なる極数のコネクタを介して、センサ本体に取り外し可能に接続してなる水質測定装置において、前記各コネクタは、当該コネクタ極の一部のピン受けを埋設し平坦面を有するピン受け埋設部分及び残部のコネクタピンを前記ピン受け埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセツトにして形成されるセンサ本体側のコネクタ部分と、このセンサ本体側のコネクタ部分におけるコネクタピン及びピン受けに位相を合わせるようにして当該コネクタ極の一部のピン受けを埋設するピン受け埋設部分及び残部のコネクタピンを前記ピン埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセットにして前記センサ本体側のコネクタ部分と同一形状に形成される測定チップ側のコネクタ部分とからなり、これら両コネクタ部分におけるピン受け埋設部分の平坦面どうしを接触させて両コネクタ部分を接続方向に相対的に移動させたとき、一方のコネクタ部分のピン受け埋設部分の先端面と他方のコネクタ部分のコネクタピン先端とが当接して相互に移動牽制されるように構成していることを特徴とする水質測定装置。
【請求項２】
前記各コネクタは、それの信号回路用の１極とチップ識別回路に接続されている他のチップ識別用の極との電気的な非接続または接続の接続態様の選択により複数種類の測定チップのいずれがセンサ本体に接続されたのかを識別させるように構成されている請求項１に記載の水質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼、海などの水質調査や、養殖や液耕栽培における水質管理などに用いて好適な水質測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水質の測定対象としては、溶存酸素、導電率、酸化還元電位、水素イオン（以下、ｐＨ）、ｐＨ以外の各種イオン（塩化物イオンやフッ化物イオンなど）、濁度など多項目があり、併せて、測定時の水温や水深、更には、導電率を基にして演算される塩分濃度や密度の測定も行われる。
【０００３】
これらの測定を個々に専用の測定装置で行うことは、コスト的な問題に加えて作業が煩雑になることから、本出願人は既に、水質の基本的な指標である導電率と、この導電率を基にして演算される塩分濃度と、ｐＨと、濁度と、溶存酸素と、水温との合計六項目を同時に測定し、かつ、その測定値をメモリーできる水質測定装置を提案している。
【０００４】
この場合、ｐＨ以外の各種イオンと酸化還元電位との測定に際しては、それ専用の装置を用意し、密度の測定に際しては密度計を用意して、それぞれの測定を行う必要があった。
【０００５】
また、所定の水深での水質測定のためには、水質測定装置の吊り下げ保持ケーブルに目盛りを付して、または、沈降用の錘を備えたメジャーを用意して、目視によって水深を確認した上で、各種の水質測定を行わねばならず、測定操作が煩雑なものになっていたのである。
【０００６】
そこで今般、上記した六項目の測定に加えて、酸化還元電位とｐＨ以外の各種イオンと水深の測定、更に、密度の測定を、１台で行える水質測定装置を開発したのである。
【０００７】
この際、水深測定チップとして圧力計をセンサ本体に設ける一方、導電率の測定チップに温度計を一体に備えさせて、この導電率の測定チップと、ｐＨの測定チップと、ｐＨ以外の各種イオンの測定チップと、酸化還元電位の測定チップと、溶存酸素の測定チップと、濁度の測定チップのそれぞれを、コネクタを介して取り外し可能にセンサ本体に接続して、各種チップのメンテナンスを容易に行えるようにしたのである。
【０００８】
更に、チップ接続用のコネクタ数を少なくして、ｐＨと酸化還元電位ならびにｐＨ以外の各種イオンの三種類の測定チップを、センサ本体に択一的に交換可能に接続するようにしたコンパクトな水質測定装置も開発しており、いずれの水質測定装置においても、上記三種類の測定チップのどれがセンサ本体に接続されているのかを識別させるために、この測定チップのコネクタとして、信号回路用の２極にチップ識別用の２極を加えた４極タイプのコネクタを用いるようにしている。
【０００９】
導電率の測定チップについては、その導電率を四電極法によって測定するようにし、かつ、この測定チップには温度計を一体に備えさせているので、この測定チップの接続には６極タイプのコネクタを用いている。
【００１０】
一方、溶存酸素の測定チップに用いるコネクタとしては、アノード用とカソード用の２極タイプのコネクタを用いればよいのであるが、例えば炭酸ガスや残留塩素などの測定に備えて、３極タイプのコネクタを用いている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記の各種コネクタを、所定の極数のコネクタピンを備えたコネクタ部分と、この極数に対応するピン受けを備えたコネクタ部分とから構成したのであるが、溶存酸素の測定チップに用いる３極タイプのコネクタ部分を、導電率の測定チップに用いる６極タイプのコネクタ部分に誤接続することがあり、溶存酸素の測定チップに用いるコネクタを２極タイプにした場合は、これをｐＨなどの測定チップに用いる４極タイプのコネクタ部分に誤接続することがあった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる実情に鑑みて本発明は、簡単な改良によって異なる極数のコネクタどうしの誤接続を確実に回避できるようにした水質測定装置を提供することを目的としており、そのために本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。
【００１３】
即ち、本発明の水質測定装置にあっては、温度計を一体に備えた導電率の測定チップと、酸化還元電位または各種イオンの測定チップと、溶存酸素の測定チップとを、互いに異なる極数のコネクタを介して、センサ本体に取り外し可能に接続してなる水質測定装置において、前記各コネクタは、当該コネクタ極の半数のピン受けを埋設し平坦面を有するピン受け埋設部分及び残り半数のコネクタピンを前記ピン受け埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセツトにして形成されるセンサ本体側のコネクタ部分と、このセンサ本体側のコネクタ部分におけるコネクタピン及びピン受けに位相を合わせるようにして当該コネクタ極の半数のピン受けを埋設するピン受け埋設部分及び残り半数のコネクタピンを前記ピン埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセットにして前記センサ本体側のコネクタ部分と同一形状に形成される測定チップ側のコネクタ部分とからなり、これら両コネクタ部分におけるピン受け埋設部分の平坦面どうしを接触させて両コネクタ部分を接続方向に相対的に移動させたとき、一方のコネクタ部分のピン受け埋設部分の先端面と他方のコネクタ部分のコネクタピン先端とが当接して相互に移動牽制されるように構成した点に特徴がある。
また、前記各コネクタは、それの信号回路用の１極とチップ識別回路に接続されている他のチップ識別用の極との電気的な非接続または接続の接続態様の選択により複数種類の測定チップのいずれがセンサ本体に接続されたのかを識別させるように構成されていることが望ましい（請求項２）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態による水質測定装置の斜視図を示し、図２は水質測定装置のブロック構成図を示している。
【００１５】
これらの図において、図中の１はセンサ本体で、電源２と、メモリー機能部３ａを有する演算部３と、演算された測定データを時系列的に記録するデータロガー４とを、耐圧構造の水密ケース５に内蔵して成る。
【００１６】
６Ａは水圧の検知に基づいて水深を測定する例えば圧力計による水深測定チップで、センサ本体１に埋設されている。６Ｂは導電率の測定チップで、その導電率に基づいて塩分濃度と密度とを演算するものであり、温度計７を一体に備えている。
【００１７】
６Ｃは濁度の測定チップ、６Ｄは溶存酸素の測定チップで、このうちの導電率測定チップ６Ｂと濁度測定チップ６Ｃとについては、６極タイプのコネクタ８Ａを介して、かつ、溶存酸素の測定チップ６Ｄについては、これを３極タイプのコネクタ８Ｂを介して、それぞれ取り外し可能にセンサ本体１に接続している。
【００１８】
６Ｅは比較電極とガラス電極とを複合させたｐＨの測定チップ、６Ｆは酸化還元電位の測定チップ、６ＧはｐＨ以外の例えば塩化物イオンの測定チップで、ｐＨ以外のイオン測定チップには、上記の塩化物イオンの測定チップ６Ｇの外に、フッ化物イオンの測定チップ６Ｈと、硝酸イオンの測定チップ６Ｉと、カルシウムイオンの測定チップ６Ｊと、シアンイオンの測定チップ６Ｋと、硫化物イオンの測定チップ６Ｌと、ヨウ素イオンの測定チップ６Ｍと、臭素イオンの測定チップ６Ｎと、銅イオンの測定チップ６Ｐと、カドミウムイオンの測定チップ６Ｑと、鉛イオンの測定チップ６Ｒと、チオシアンイオンの測定チップ６Ｓと、銀イオンの測定チップ６Ｔとがある。
【００１９】
これらの測定チップ６Ｇ〜６Ｔと、ｐＨ測定チップ６Ｅと、酸化還元電位の測定チップ６Ｆとは、信号回路用の２極にチップ識別用の２極を加えた４極タイプのコネクタ８Ｃを介して、互換性を持たせてセンサ本体１側のコネクタ部分に取り外し可能に接続しており、測定チップ６Ａ〜６Ｔのいずれもが、水没状態で応答部が接水するようにセンサ本体１に接続される。
【００２０】
９はディスプレイ装置で、水質の測定データなどを表示するディスプレイ１０の他に、電源キー１１、機能キー１２、測定の開始・終了キー１３、校正キー１４、セレクトキー１５、アップダウンキー１６，１７などを備えており、このディスプレイ装置９とセンサ本体１とを、センサ本体１の吊り下げ保持を兼ねる防水タイプの通信ケーブル１８によって連結している。
【００２１】
上記構成の水質測定装置において、通信ケーブル１８を操ってセンサ本体１を水没させると、各種測定チップからの出力に基づく測定データがメモリー機能部３ａにメモリーされ、かつ、その測定値がディスプレイ１０に表示される。
【００２２】
更に、任意に機能キー１２によってデータロガー４のデータの取り込みスイッチＳを操作することで、測定データがデータロガー４にロギングされるもので、溶存酸素、導電率、酸化還元電位、ｐＨ、ｐＨ以外の各種イオン、濁度、測定時の水温、水深、更に、導電率を基にして演算される塩分濃度と密度の合計十項目の水質測定を、高精度で行うことができる。
【００２３】
そして、各種の水質測定データと、その水質測定時の水深測定データとを、正確に関連させてメモリー機能部３ａから呼び出せることは勿論、データロガー４の情報をプリンターに入力させることで、その測定データをプリントすることもできる。
【００２４】
ここで、チップ接続用のコネクタ８Ａ〜８Ｃは、それらに備えられるコネクタ極数が互いに異なるものの、構成的には同じものであって、例えばチップ識別用の２極を加えた４極タイプのコネクタ８Ｃは、図３に示すように構成されている。
【００２５】
即ち、コネクタピン２０とピン受け２１とによる４極のコネクタ極のうち、半数２極のコネクタピン２０と残り２極のピン受け２１とをセットにして、これをセンサ本体側のコネクタ部分２２にモールドし、測定チップ側のコネクタ部分２３には、上記センサ本体側のコネクタ部分２２におけるコネクタピン２０とピン受け２１とに位相を合わせるようにして、半数２極のピン受け２１と残り２極のコネクタピン２０とをセットにしてモールドさせているのである。
【００２６】
より具体的には、コネクタ部分２２，２３のそれぞれを、ピン受け２１を埋設し平坦面２２ｃ，２３ｃを有するピン受け埋設部分２２ａ，２３ａと、このピン受け埋設部分２２ａ，２３ａの平坦面２２ｃ，２３ｃに沿わせてコネクタピン２０を突出させるピン突出部分２２ｂ，２３ｂとから同一形状に形成されているとともに、このコネクタ部分２２，２３は、それぞれのピン受け２１とコネクタピン２０との位相が互いに合うようにモールドされているのである。
【００２７】
６極タイプのコネクタ８Ａは、図４に示すように、例えば半数３極のコネクタピン２０と残り３極のピン受け２１とをセットにして、これらをコネクタ部分２２，２３にモールドさせており、３極タイプのコネクタ８Ｂは、図５に示すように、例えば半数２極のコネクタピン２０と残り１極のピン受け２１とをセットにして、これらをコネクタ部分２２，２３にモールドさせている。
【００２８】
従って、上記の構成によれば、両コネクタ部分２２，２３におけるピン受け埋設部分２２ａ，２３ａの平坦面２２ｃ，２３ｃ同士を接触させて接続方向に相対的に移動させたとき、一方のコネクタ部分２２（または２３）のピン受け埋設部分２２ａ（または２３ａ）の先端面２２ｄ（または２３ｄ）と、他方のコネクタ部分２３（又は２２）のコネクタピン２０の先端との当接によって両コネクタ部分２２，２３の移動が相互に牽制されることになり、これによって、異なる極数のコネクタ部分２２，２３どうしの誤接続が確実に防止されるのである。
【００２９】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、４極タイプのコネクタ８Ｃのそれぞれにおいて、それの信号回路用の２極ａ，ｂを、演算部３に電気的に接続し、チップ識別用の２極ｃ，ｄについては、これら２極ｃ，ｄと信号回路用の１極（例えばグランド極）ｂとを、チップ側のコネクタ部分２３において、チップ識別回路Ａに電気的に非接続または接続して、ｐＨと酸化還元電位ならびにｐＨ以外の各種イオンのどの測定チップ（６Ｅか６Ｆまたは６Ｇ〜６Ｔ）が、センサ本体１のどのコネクタ部分２２…に接続されたかを、演算部３のメモリー機能部３ａに記憶させるようにし、接続されたチップによる水質測定データをディスプレイ１０に表示させるようにしている。
【００３０】
具体的には、上記の３極ｂ，ｃ，ｄを電気的に非接続または接続することで、四つの接続態様がとられるが、このうち任意の三つの接続態様を任意に選択するのであって、例えばｐＨの測定チップ６Ｅ側に設けるコネクタ部分２３にあっては、信号回路用の１極ｂに対してチップ識別用の２極ｃ，ｄをオープンにし、かつ、チップ識別用の２極ｃ，ｄをショートさせる接続態様〔図６（Ａ）を参照〕を選択している。
【００３１】
酸化還元電位の測定チップ６Ｆ側に設けるコネクタ部分２３にあっては、信号回路用の１極ｂとチップ識別用の２極ｃ，ｄとを全てショートさせる接続態様〔図６（Ｂ）を参照〕を選択している。
【００３２】
ｐＨ以外の各種イオンの測定チップ６Ｇ〜６Ｔ側に設けるコネクタ部分２３にあっては、信号回路用の１極ｂとチップ識別用の２極ｃ，ｄとを全てオープンにする接続態様〔図６（Ｃ）を参照〕を選択して、接続対象の三種類の測定チップ６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ〜６Ｔを、チップ識別回路Ａによって識別させるようにしている。
【００３３】
そして、このチップ識別情報に基づいて、センサ本体１のどのコネクタ部分２２…にどの測定チップ（６Ｅか６Ｆまたは６Ｇ〜６Ｔ）が接続されたかを、演算部３のメモリー機能部３ａにメモリーさせ、それぞれの測定チップによる水質測定データをディスプレイ１０に表示させるようにしているのである。
【００３４】
図７に示すように、上記三種類の測定チップ６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ〜６Ｔを、１個の４極タイプコネクタ８Ｃに択一的に接続するようにして、水質測定装置のコンパクト化を図る場合は、上記した四つの接続態様のうち三つの接続態様を選択して、接続対象の三種類の測定チップ６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ〜６Ｔを識別させるようにし、その識別情報に基づいて、センサ本体１に択一的に接続されたチップが上記三種類の測定チップ（６Ｅか６Ｆまたは６Ｇ〜６Ｔ）のどれであるかを、演算部３のメモリー機能部３ａに記憶させるようにし、それぞれの測定チップによる水質測定データをディスプレイ１０に表示させればよいのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、水質測定に用いる複数種類の測定チップをセンサ本体に接続するための互いに異なる極数のコネクタとして、当該コネクタ極の半数のピン受けを埋設し平坦面を有するピン受け埋設部分及び残り半数のコネクタピンを前記ピン受け埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセツトにして形成されるセンサ本体側のコネクタ部分と、このセンサ本体側のコネクタ部分におけるコネクタピン及びピン受けに位相を合わせるようにして当該コネクタ極の半数のピン受けを埋設するピン受け埋設部分及び残り半数のコネクタピンを前記ピン埋設部分の平坦面に沿わせて突出させるピン突出部分をセットにして前記センサ本体側のコネクタ部分と同一形状に形成される測定チップ側のコネクタ部分とからなり、これら両コネクタ部分におけるピン受け埋設部分の平坦面どうしを接触させて両コネクタ部分を接続方向に相対的に移動させたとき、一方のコネクタ部分のピン受け埋設部分の先端面と他方のコネクタ部分のコネクタピン先端とが当接して相互に移動牽制されるように構成されたものを用いることにより異なる極数のコネクタ部分どうしの誤接続が防止され、極数が互いに異なるコネクタ同士の誤接続を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  水質測定装置の斜視図である。
【図２】  水質測定装置のブロック構成図である。
【図３】  ４極タイプのコネクタの分離状態を示す斜視図である。
【図４】  ６極タイプのコネクタの分離状態を示す斜視図である。
【図５】  ３極タイプのコネクタの分離状態を示す斜視図である。
【図６】  （Ａ）〜（Ｃ）は四つの接続態様から任意に選択した三つの接続態様を示す説明図である。
【図７】  他の実施の形態による水質測定装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１…センサ本体、６Ｂ…導電率の測定チップ、６Ｄ…溶存酸素の測定チップ、６Ｅ，６Ｇ〜６Ｔ…各種イオンの測定チップ、６Ｆ…酸化還元電位の測定チップ、７…温度計、８Ａ〜８Ｃ…コネクタ、２０…コネクタピン、２１…ピン受け、２２，２３…コネクタ部分、２２ａ，２３ａ…ピン受け埋設部分、２２ｂ，２３ｂ…ピン突出部分。
【図１】
0003967808.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003967808.tif 000005
【図５】
0003967808.tif 000006
【図６】
0003967808.tif 000007
【図７】
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