(57)【要約】【課題】低コストで養殖水槽内の水質を把握できるようにする。【解決手段】養殖水槽１０内を移動可能な移動体２０と、該移動体２０に配設された、水の状態を計測する複数の水質センサ３０と、該水質センサ３０の測定値を送信する送信手段（送信アンテナ４０）と、前記移動体２０の前記養殖水槽１０内での位置を測定する計測手段（移動体位置検出用カメラ５０、水中マイクロフォン５２）と、前記移動体２０の位置と該移動体２０に備えた前記水質センサ３０の位置から前記養殖水槽１０内での水質測定位置を求める手段（データ記録装置６０）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
養殖水槽内を移動可能な移動体と、
該移動体に配設された、水の状態を計測する複数の水質センサと、
該水質センサの測定値を送信する送信手段と、
前記移動体の前記養殖水槽内での位置を測定する計測手段と、
前記移動体の位置と該移動体に備えた前記水質センサの位置から前記養殖水槽内での水質測定位置を求める手段と、
を備えたことを特徴とする養殖水槽の水質監視装置。
【請求項２】
前記移動体が、前記養殖水槽内の水流で移動するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項３】
前記移動体の水流による移動位置を制御するための位置制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項４】
前記位置制御手段が、前記養殖水槽の中央部に配設されたポールと、該ポールと前記移動体を結ぶ、水流により前記ポールに巻き付くようにされた索状体を備えていることを特徴とする請求項３に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項５】
前記ポールへの索状体取付部分に、該ポールと前記索状体の固定状態を制御するためのロック機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項６】
前記位置制御手段が、前記養殖水槽の中央部に配設されたポールと、該ポールに設けられた回転機構と、該回転機構と前記移動体を連結するとともに前記回転機構により巻き取り及び／又は巻き戻される索状体を備えていることを特徴とする請求項３に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項７】
前記移動体が、前記養殖水槽内を移動するための駆動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項８】
前記水質センサが、前記移動体に設けられた剛体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項９】
前記水質センサが、水面近くから前記養殖水槽底近くまで設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項１０】
前記計測手段が、前記養殖水槽内における前記移動体の位置を撮影可能なカメラであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項１１】
前記計測手段が、前記移動体から発せられる信号を捉える位置センサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の養殖水槽の水質監視装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載された養殖水槽の水質監視装置を１台、もしくは、複数台用いることを特徴とする養殖水槽の水質監視装置を用いた養殖システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、養殖水槽の水質監視装置及びそれを用いた養殖システムに係り、特に、閉鎖空間である陸上の養殖水槽に用いるのに好適な、養殖水槽の水質監視装置及びそれを用いた養殖システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
養殖では、水温、溶存酸素量、ｐＨなどの水質を管理することが非常に重要であるため、水質をセンサで監視し制御する方法が提案されている（特許文献１、２）。更に、複数の水槽の水質管理を行うための方法の提案もなされている（特許文献３）。
【０００３】
養殖水槽中では、水の給排水管の位置、餌の供給位置、餌の残渣等の影響により局所的な水質悪化が生じる恐れがあり、大規模な水槽になるほどそれが生じやすくなる。局所的な水質悪化であっても、魚介類のストレスになる可能性がある。これを避けるには、より密に水質を監視することが考えられる。
【０００４】
一方、水槽ではなく海洋において水中を移動しながら水質を測定し、測定結果を送信する装置として、特許文献４には、周りの水塊の水質を測定する水質測定部を内蔵した球状の水中ブイが記載され、特許文献５には、水中昇降装置により昇降可能な重錘式計測端子と計測データ收集部を有する水中成分計測装置を備えた円筒状の水上浮遊体が記載され、特許文献６には、水中での自由遊泳が可能な、例えば魚形状のロボットである水中移動体に搭載される直方体状の水質測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−９６３０号公報
【特許文献２】特開昭５８−９６３１号公報
【特許文献３】特開平３−１０８６６４号公報
【特許文献４】特開昭５９−１７０７６６号公報
【特許文献５】特開２００５−３００３９３号公報
【特許文献６】特開２０１２−１３２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や２の方法では、センサ数を増やす必要があり、設備コストがかかってしまう。又、特許文献３の方法は、センサの数は増やす必要がないものの、水質モニタリングロボットを移動させるための移動装置が必要となるため、この場合も設備コストが大きくなってしまう。
【０００７】
一方、特許文献４乃至６に記載された装置は、閉鎖空間である陸上の養殖水槽の各部の水質測定に用いるには適していなかった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、低コストで養殖水槽内の水質を把握可能な、閉鎖空間である陸上の養殖水槽に適した水質監視装置及びそれを用いた養殖システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、養殖水槽内を移動可能な移動体と、該移動体に配設された、水の状態を計測する複数の水質センサと、該水質センサの測定値を送信する送信手段と、前記移動体の前記養殖水槽内での位置を測定する計測手段と、前記移動体の位置と該移動体に備えた前記水質センサの位置から前記養殖水槽内での水質測定位置を求める手段と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
ここで、前記移動体が、前記養殖水槽内の水流で移動するようにすることができる。
【００１１】
更に、前記移動体の水流による移動位置を制御するための位置制御手段を備えることができる。
【００１２】
又、前記位置制御手段が、前記養殖水槽の中央部に配設されたポールと、該ポールと前記移動体を結ぶ、水流により前記ポールに巻き付くようにされた、例えばロープやケーブルなどで構成される索状体を備えることができる。
【００１３】
又、前記ポールへの索状体取付部分に、該ポールと前記索状体の固定状態を制御するためのロック機構を設けることができる。
【００１４】
あるいは、前記位置制御手段が、前記養殖水槽の中央部に配設されたポールと、該ポールに設けられた回転機構と、該回転機構と前記移動体を連結するとともに前記回転機構により巻き取り及び／又は巻き戻される索状体を備えることができる。
【００１５】
又、前記移動体が、前記養殖水槽内を移動するための駆動手段を有することができる。
【００１６】
又、前記水質センサを、前記移動体に設けられた剛体に取り付けることができる。
【００１７】
又、前記水質センサを、水面近くから前記養殖水槽底近くまで設けることができる。
【００１８】
又、前記計測手段を、前記養殖水槽内における前記移動体の位置を撮影可能なカメラとすることができる。
【００１９】
あるいは、前記計測手段を、前記移動体から発せられる光、電波、音波等の信号を捉える位置センサとすることができる。
【００２０】
本発明は、又、前記養殖水槽の水質監視装置を１台、もしくは、複数台用いることを特徴とする養殖水槽の水質監視装置を用いた養殖システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、低コストで養殖水槽内の水質を把握可能な、閉鎖空間である陸上の養殖水槽に適した水質監視装置及びそれを用いた養殖システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す、一部ブロック図及び正面図を含む斜視図
【図２】本発明の第２実施形態の要部構成を示す正面図
【図３】本発明の第３実施形態の要部構成を示す正面図
【図４】本発明の第４実施形態の要部構成を示す正面図
【図５】本発明の第５実施形態の要部構成を示す正面図
【図６】本発明の第６実施形態の要部構成を示す斜視図
【図７】本発明の第７実施形態の要部構成を示す斜視図
【図８】第１〜３、６、７実施形態の改良すべき点を示す平面図
【図９】本発明の第８実施形態の構成を示す、一部ブロック図及び正面図を含む斜視図
【図１０】第８実施形態の作用を示す平面図
【図１１】本発明の第９実施形態の要部構成を示す斜視図
【図１２】第９実施形態の作用を示す平面図
【図１３】第９実施形態で用いられているロック機構を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図
【図１４】本発明の第１０実施形態の要部構成を示す斜視図
【図１５】第１０実施形態の作用を示す平面図
【図１６】本発明の第１０実施形態で用いられている回転機構を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【００２４】
本発明の第１実施形態は、図１に示す如く、魚８を養殖するための養殖水槽（以下、単に水槽とも称する）１０内を移動可能な浮体方式の移動体２０と、該移動体２０に配設された、水槽１０内の水の状態を計測するための複数の水質センサ３０と、該複数の水質センサ３０の測定値を無線方式で送信するための送信アンテナ４０と、前記移動体２０の水槽１０内での位置を測定するための移動体位置検出用カメラ５０と、前記送信アンテナ４０から送信される計測データ（水質データ）を受信するための受信アンテナ４２を備えた計測データ受信装置４４と、前記移動体位置検出用カメラ５０で検出される移動体２０の平面方向の位置データ（移動体位置データと称する）及び移動体２０に備えた水質センサ３０の水深方向の位置（センサ位置と称する）から水槽１０内での水質測定位置を求め、前記計測データ受信装置４４から入力される計測データと対応させて記録するデータ記録装置６０とを備えている。
【００２５】
前記水質センサ３０は、例えばバッテリを電源とする水深計、水温計、ｐＨ計、塩分濃度計等で構成され、例えば前記移動体２０の下方に延びた剛体の棒２２に、水面１２の近くから水槽底１４にわたって水深方向の位置を変えて取り付けられている。各水質センサ３０の水深位置、即ち移動体２０からの距離は予め把握しておく。
【００２６】
複数の水質センサ３０は、互いに異なる物に限定されず、同じ物の高さを変えて複数取り付けて、水深方向の分布を得るようにすることもできる。
【００２７】
以下、動作を説明する。
【００２８】
水の状態を測定する水質センサ３０を取り付けた移動体２０を水槽１０内に浮かべると、水槽１０内の水流によって移動体２０が移動する。この移動体２０の位置を移動体位置検出用カメラ５０で撮影し移動体２０の平面位置を計測するとともに、移動体２０の各位置での水質の計測データを無線で送信し、データ記録装置６０で、移動体２０の水槽１０内の平面位置と水質データの組合せとして記録される。なお、水質センサ３０は移動体２０から一定の距離（水深）で固定されているため、この距離から水深方向の位置を求めることができる。移動体２０が水槽１０内を移動して、上記の計測、データ記録を繰り返すことで、少ない数の水質センサ３０で水槽１０内全体の水質を把握することが可能となる。
【００２９】
従って、例えば、水質データを３次元図等でマッピングして状態を把握することができる。
【００３０】
前記送信アンテナ４０は、移動体２０に内蔵していてもよい。
【００３１】
前記移動体位置検出用カメラ５０は、１台でなく複数台として、位置検出精度を高めることができる。
【００３２】
前記移動体２０や水質センサ３０の電源は、バッテリや無線給電とすることができる。
【００３３】
なお、移動体２０と水質センサ３０の位置関係が変化しないように、水質センサ３０は棒２２状の剛体に直接取り付けることが望ましいが、状況に応じて、図２に示す第２実施形態のように、棒の代わりにワイヤロープ２３やケーブルなどを、例えば錘２４と組み合せて用いることもできる。
【００３４】
又、前記実施形態の移動体２０は水面１２上に浮いた魚釣りの浮きのような浮体方式の例であるが、図３に示す第３実施形態のように水中に潜水する潜水方式であってもよい。
【００３５】
あるいは、図４に示す第４実施形態のように、車輪２６により水槽１０の底１４を移動する水槽底移動方式であってもよい。
【００３６】
この場合も、図５に示す第５実施形態のように、ワイヤロープ２３やケーブルなどと浮き２８を組み合せて用いることができる。この場合や、第２実施形態で特に錘２４を省略した場合は、水質センサ３０の位置検出精度を高めるため、各水質センサ３０から位置情報を無線で発信するように構成することもできる。
【００３７】
又、移動体２０にモータとスクリューを備えた駆動手段を設けて水流に依らない移動を可能にしてもよい。
【００３８】
又、駆動手段を設けること以外に、例えば水槽外壁内側面にフィン状の整流板を設ける等、水槽１０に工夫して内側に向かう水流を意図的に作り、移動体２０の動きを制御することもできる。
【００３９】
又、移動体２０の位置検出も、カメラ５０によるものに限定されず、図６に示す第６実施形態のように移動体２０から音波もしくは超音波を発信し、それを複数の水中マイクロフォン５２で検出することで、水槽１０内の位置を求める方法でもよい。
【００４０】
通信方式も無線通信に限定されず、図７に示す第７実施形態のように、水槽１０にセンターポール１６を設け、該センターポール１６と移動体２０をケーブル１８で繋いで有線通信としてもよい。この場合には無線アンテナは不要であり、水質センサ３０の電源もケーブル１８を経由して供給することができる。
【００４１】
なお、第１〜３、６、７実施形態のように、移動体２０を水流で自然に移動させる方法では、水流が一定の場合、図８に円形水槽の場合で例示するように、移動体２０の移動軌跡はほぼ一定で、移動体２０は水槽１０内のほぼ一定の位置しか通過せず、図８の場合、中央部は移動体２０が通過しないため、水質の計測位置が偏ることになるため、局所的な水質悪化箇所を発見できないという問題が生じる懸念がある。又、移動体２０の位置を制御するために、意図的に水流の向きや量を変えることも考えられるが、水流の変化は水槽１０内の生物ストレスの要因になり、これらに悪影響を及ぼす懸念がある。
【００４２】
そこで、本発明の第８実施形態では、図９に示す如く、水流で移動する、水質センサ３０を取り付けた移動体２０にワイヤロープ７０やケーブルなどの一端を取り付け、他端を水槽１０中央のセンターポール１６に固定する。この際、移動体２０の移動に伴い、センターポール１６にワイヤロープ７０が巻き付くような固定方法とすると、移動体２０は水流で円周方向に移動するため、その移動に伴いワイヤロープ７０がセンターポール１６に巻き付く。ワイヤロープ７０が巻き付くことで、移動体２０はセンターポール１６に近づくため、結果として移動体２０は、図１０に示す如く、螺旋状の軌跡を描くことになる。従って、移動体２０に取り付けられている水質センサ３０は、偏りなく水槽１０内の水質を測定することができるようになる。
【００４３】
なお、第８実施形態では、移動体２０がセンターポール１６の位置に到達すると、再びワイヤロープ７０をセンターポール１６から外す必要がある。そこで、本発明の第９実施形態では、図１１に示す如く、センターポール１６のワイヤロープ７０やケーブルなどを固定する部分にロック機構８０を設け、移動体２０がセンターポール１６に近接する位置までワイヤロープ７０が巻き取られた時にロックを解除できるようにする。即ち、ロック機構８０がロックされている場合は、図１２（Ａ）に示す如く、ワイヤロープ７０が巻き取られるため、移動体２０は中央部のセンターポール１６に近づく。図１２（Ｂ）に示す如く、移動体２０がセンターポール１６に近接した時にロック機構８０を解除すると、図１２（Ｃ）に示すように、遠心力により移動体２０はセンターポール１６から遠ざかっていく。これを繰り返すことで、計測位置が偏ることを防止できる。
【００４４】
前記ロック機構８０は、例えば図１３（Ａ）（平面図）及び（Ｂ）（正面図）に示す如く、ワイヤロープ巻取プーリ７２に固定されたラチェット用歯車８２と、該ラチェット用歯車８２と係合する、ラック８４に回動自在に固定された歯止め用の爪８６を備えたラチェット機構を用いて構成することができる。なお、ロック機構８０の具体的構成は、これに限定されない。
【００４５】
あるいは、図１４に示す第１０実施形態のように、センターポール１６にモータ等による回転機構９０を設け、この回転機構９０と移動体２０をワイヤロープ７０で連結し、回転機構９０によりワイヤロープ７０を巻き取り、巻き戻す方法とすることもできる。巻き取り時は、図１５（Ａ）に示す如く、移動体２０がセンターポール１６に近づく方向に移動し、図１５（Ｂ）に示す如く、移動体２０がセンターポール１６に接近した時にモータ等を逆転すれば巻き戻しとなるため、図１５（Ｃ）に示す如く、移動体２０は遠心力によりセンターポール１６から遠ざかっていく。これを繰り返すことで、計測位置が偏ることを防止できる。
【００４６】
前記回転機構９０は、例えば図１６（Ａ）（平面図）及び（Ｂ）（正面図）に示す如く、ワイヤロープ巻取プーリ７２に固定された歯車９２と、該歯車９２と噛合する歯車９４と、該歯車９４を回転駆動するためのモータ９６で構成することができる。なお、回転機構９０の具体的構成は、これに限定されない。
【００４７】
前記実施形態においては、いずれも、本発明が、陸上の養殖水槽に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えば網等で囲まれて閉鎖空間とされた海上の養殖水槽にも同様に適用できる。養殖対象も魚に限定されず、例えば牡蠣や帆立貝等の貝類であってもよい。又、ワイヤロープ２３、７０も、ワイヤロープ以外のロープやケーブルなど他の索状体であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
８…魚
１０…養殖水槽
１６…センターポール
１８…ケーブル
２０…移動体
２２…棒
２３、７０…ワイヤロープ
２４…錘
２６…車輪
２８…浮き
３０…水質センサ
４０…送信アンテナ
４２…受信アンテナ
４４…計測データ受信装置
５０…移動体位置検出用カメラ
５２…水中マイクロフォン
６０…データ記録装置
８０…ロック機構
９０…回転機構
９６…モータ
【図１】
2016129514.tif 000003
【図２】
2016129514.tif 000004
【図３】
2016129514.tif 000005
【図４】
2016129514.tif 000006
【図５】
2016129514.tif 000007
【図６】
2016129514.tif 000008
【図７】
2016129514.tif 000009
【図８】
2016129514.tif 000010
【図９】
2016129514.tif 000011
【図１０】
2016129514.tif 000012
【図１１】
2016129514.tif 000013
【図１２】
2016129514.tif 000014
【図１３】
2016129514.tif 000015
【図１４】
2016129514.tif 000016
【図１５】
2016129514.tif 000017
【図１６】
2016129514.tif 000018