(57)【要約】【課題】専用の器具や専用のスキルなどを必要とすることなく、液体中の対象成分濃度を従来よりも高精度に測定できるようにする。【解決手段】液体中の対象成分濃度を測定する方法であって、液体に浸漬させた第１測定装置１０を用いて対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付ステップと、第１測定装置１０とは別の第２測定装置３０を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付ステップと、互いに対応する複数の連続測定及び複数のバッチ測定においてそれぞれ得られた複数の連続測定値及び複数のバッチ測定値の相関を示す相関値を、第２受付ステップでバッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出ステップとを具備し、第１測定装置１０が、最新の相関値を用いて対象成分濃度を算出する、又は、最新の相関値を用いて連続測定値を補正するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中の対象成分濃度を測定する方法であって、
センサ部を前記液体に浸漬させた第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付ステップと、
前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付ステップと、
互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付ステップでバッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出ステップとを具備し、
前記第１測定装置が、前記相関値を用いて前記対象成分濃度を算出する、又は、前記相関値を用いて前記連続測定値を補正することを特徴とする濃度測定方法。
【請求項２】
前記第１受付ステップで受け付けた連続測定値を記憶する連続測定値記憶ステップと、
前記第２受付ステップで受け付けたバッチ測定値を記憶するバッチ測定値記憶ステップとをさらに具備し、
前記相関値算出ステップにおいて、記憶されたバッチ測定値のうち最新のバッチ測定から過去所定回遡ったバッチ測定までの間に得られた複数のバッチ測定値と、これらのバッチ測定それぞれに対応した連続測定において得られた連続測定値とに基づいて相関値を算出することを特徴とする請求項１記載の濃度測定方法。
【請求項３】
液体中の対象成分濃度を測定するために用いられるプログラムであって、
センサ部を前記液体に浸漬させた第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付部と、
前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付部と、
互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、
前記相関値を前記第１測定装置に送信する相関値送信部、又は、前記相関値を用いて前記第１受付部が受け付けた連続測定値を補正する補正部と、としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする濃度測定用プログラム。
【請求項４】
液体中の対象成分濃度を測定するシステムであって、
センサ部が前記液体に浸漬した状態で前記対象成分濃度を連続測定する第１測定装置と、
前記第１測定装置との間でデータを授受する情報処理装置とを具備し、
前記情報処理装置が、
前記第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付部と、
前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付部と、
互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、
前記相関値を前記第１測定装置に送信する相関値送信部、又は、前記相関値を用いて前記第１受付部が受け付けた連続測定値を補正する補正部とを有することを特徴とする濃度測定システム。
【請求項５】
前記情報処理装置が、
前記対象成分濃度とは別の分析結果を取得する分析結果受信部と、
前記分析結果に基づいて前記第１測定装置の異常を検知する異常検知部とを有していることを特徴とする請求項４記載の濃度測定システム。
【請求項６】
前記情報処理装置が、前記相関値、又は、前記連続測定値及び前記バッチ測定値を取得するとともに、前記相関値、又は、前記連続測定値及び前記バッチ測定値に基づいて前記第１測定装置のメンテナンスを促す報知信号を出力するメンテナンス報知部をさらに有していることを特徴とする請求項４又は５記載の濃度測定システム。
【請求項７】
前記相関値算出部が、予め入力された仮のバッチ測定値と、この仮のバッチ測定値に対応する連続測定値として予め入力された仮の連続測定値とをさらに用いて前記相関値を算出することを特徴とする請求項４乃至６のうち何れか一項に記載の濃度測定システム。
【請求項８】
センサ部が液体に浸漬した状態で前記液体中の対象成分濃度を連続測定する濃度測定装置であって、
当該濃度測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける受付部と、
互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、
前記相関値を用いて前記対象成分濃度を算出する濃度算出部とを有していることを特徴とする濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の対象成分濃度を測定する濃度測定方法、濃度測定用プログラム、濃度測定システム、及び濃度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下水処理などでは、生物反応槽内において下水中のアンモニア態窒素などの対象成分を所定濃度以下に減らす工程がある。このような工程では、微生物を活性化させるべく、送風機などを用いて槽内に空気を送り込んでいる。
【０００３】
このとき、対象成分が所定濃度以下であるにもかかわらず空気を送り続けると、無駄な消費電力が生じてしまうことから、従来、槽内の下水に含まれる対象成分濃度を連続測定してモニタリングしながら送風機を制御するようにしている。
かかる連続測定に用いられる測定装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、試薬を用いることなく槽内に浸漬された状態で連続測定を行なえる、いわゆるイオン電極法を用いたものが適している。
【０００４】
このような測定装置において、測定精度を担保すべく校正液を用いた校正が行なわれるが、例えばＯＲＰ測定や残留塩素測定に用いられる校正液のように、校正液自体が危険性のあるものや安定性を欠くものである場合、校正液の準備が難しいという問題が生じる。
【０００５】
また、測定装置として、例えばイオン電極法を用いたものなど、対象成分以外の成分（妨害成分）の干渉影響を受けるものを用いた場合、その時々のサンプルの状態によって妨害成分の干渉影響が変わるため、校正液による校正を行ったとしても必ずしも測定精度が高いとは限らない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０４１１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、校正液による校正が難しい場合や妨害成分の干渉影響を受ける測定装置を用いる場合において測定精度を担保する方法としては、連続測定されているサンプルの一部を採取して、この採取したサンプルに含まれる対象成分濃度を高精度に測定することのできる別の方法で測定し、測定装置により得られた測定値を別の方法で高精度に測定して得られた測定値に合わせ込む校正（サンプル液校正）が考えられる。
【０００８】
ところで、送風機の消費電力が極めて大きいことから、今後、省エネ化に向けて送風機における無駄な消費電力をさらに削減すべく、これまで以上に対象成分濃度を高精度に測定することが求められると予想される。
【０００９】
しかしながら、上述したサンプル液校正において測定精度を向上させるべく、複数の濃度で測定値の合わせ込みを行おうとすると、採取したサンプル液を用いて複数の濃度の校正液を準備する必要があり、これには専用の器具や専用のスキルが必要で日常的に行うには手間がかかるし、校正の頻度が低くなれば測定精度を担保することが難しくなる。
【００１０】
そこで本発明は、上述した課題を一挙に解決すべくなされたものであり、仮に校正液による校正が難しい場合や妨害成分の干渉影響を受ける測定装置を用いる場合であっても、液体中の対象成分濃度を従来よりも高精度に測定できるようにすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち本発明に係る濃度測定方法は、液体中の対象成分濃度を測定する方法であって、センサ部を前記液体に浸漬させた第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付ステップと、前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付ステップと、互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付ステップでバッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出ステップとを具備し、前記第１測定装置が、前記相関値を用いて前記対象成分濃度を算出する、又は、前記相関値を用いて前記連続測定値を補正する方法である。
【００１２】
このような濃度測定方法によれば、バッチ測定値として例えば日常の管理で行なわれている手分析などの真値に近い値を用いれば、互いに対応する複数の連続測定及び複数のバッチ測定それぞれにおいて得られた複数の連続測定値及び複数のバッチ測定値の相関値を用いて対象成分濃度を算出又は連続測定値を補正するので、複数点で連続測定値を真値に近いバッチ測定値に合わせ込むことができる。これにより、校正液による校正が難しい場合や妨害成分の干渉影響を受ける測定装置を用いる場合であっても、専用の器具や専用のスキルを必要とすることなく、液体中の対象成分濃度を従来よりも高精度に測定できるようになる。なお、手分析としては、連続測定には向かないものの精度の高い分析を可能とする例えばイオンクロマトや発色反応等を用いた分析方法を挙げることができる。
また、専門の器具や専用のスキルを必要としないため、第２受付ステップでバッチ測定値を受け付けた場合に相関値を逐次算出することができ、この相関値を用いて第１測定装置に対象成分濃度の算出又は連続測定値の補正を行なわせることで、その時々で適切な相関値を用いた高精度の測定が可能となる。
【００１３】
前記第１受付ステップで受け付けた連続測定値を記憶する連続測定値記憶ステップと、前記第２受付ステップで受け付けたバッチ測定値を記憶するバッチ測定値記憶ステップとをさらに具備し、前記相関値算出ステップにおいて、記憶されたバッチ測定値のうち最新のバッチ測定から過去所定回遡ったバッチ測定までの間に得られた複数のバッチ測定値と、これらのバッチ測定それぞれに対応した連続測定において得られた連続測定値とに基づいて相関値を算出することが好ましい。
このような方法であれば、複数の連続測定値と複数のバッチ測定値とに基づいて相関値を算出するので、相関値としてより適切な値を得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る濃度測定用プログラムは、液体中の対象成分濃度を測定するために用いられるプログラムであって、センサ部を前記液体に浸漬させた第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付部と、前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付部と、互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、前記相関値を前記第１測定装置に送信する相関値送信部、又は、前記相関値を用いて前記第１受付部が受け付けた連続測定値を補正する補正部と、としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするプログラムである。
【００１５】
さらに、本発明に係る濃度測定システムは、液体中の対象成分濃度を測定するシステムであって、センサ部が前記液体に浸漬した状態で前記対象成分濃度を連続測定する第１測定装置と、前記第１測定装置との間でデータを授受する情報処理装置とを具備し、前記情報処理装置が、前記第１測定装置を用いて前記対象成分濃度を連続測定した連続測定値を受け付ける第１受付部と、前記第１測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける第２受付部と、互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の前記連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記第２受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、前記相関値を前記第１測定装置に送信する相関値送信部、又は、前記相関値を用いて前記第１受付部が受け付けた連続測定値を補正する補正部とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
このような濃度測定用プログラムや濃度測定システムによれば、上述した濃度測定方法と同様の作用効果を得ることができる。
そのうえ、上述した濃度測定システムであれば、情報処理装置が、相関値を前記第１測定装置に送信する相関値送信部、又は、相関値を用いて連続測定値を補正する補正部とを有しているので、算出された相関値をユーザがわざわざ第１測定装置に入力しなくても、自動的に相関値を用いた対象成分濃度を得ることができる。
【００１７】
ところで、第１測定装置としてイオン電極を有したものを用いた場合、液体中の対象成分濃度が低下すると、浮遊物質（ＳＳ）が低下し、液体中を浮遊する微生物が生物反応を起こす対象を求めて、例えば第１測定装置のセンサ部などに付着したり、センサ内部の可塑剤を分解することがある。従って、液体中の浮遊物質が低下している場合、電極の寿命が短くなる恐れがある。
電極の寿命に影響するこのような現象は、例えば酸化−還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素量（ＤＯ）の値が上昇している場合や、微生物活性が高い条件（例えば液体の温度が３０℃〜４０℃）のときなども起こり得る。
そこで、このような異常を検知するためには、前記情報処理装置が、前記対象成分濃度とは別の分析結果を取得する分析結果受信部と、前記分析結果に基づいて前記第１測定装置の異常を検知する異常検知部を有していることが好ましい。
【００１８】
情報処理装置が、前記相関値、又は、前記連続測定値及び前記バッチ測定値を取得するとともに、前記相関値、又は、前記連続測定値及び前記バッチ測定値に基づいて前記第１測定装置のメンテナンスを促す報知信号を出力するメンテナンス報知部をさらに有していることが好ましい。
このような構成であれば、第１測定装置にメンテナンスが必要であることや、メンテナンス時期が近いことをユーザに自動で報知することができる。
【００１９】
例えばシステムの運用開始直後や校正直後など、連続測定値及びバッチ測定値で示されるデータ点数が少ない場合であっても、相関値を精度良く求められるようにするためには、前記相関値算出部が、予め入力された仮のバッチ測定値と、この仮のバッチ測定値に対応する連続測定値として予め入力された仮の連続測定値とをさらに用いて前記相関値を算出することが好ましい。
詳細なデータは後述するが、上述した構成であれば、連続測定値及びバッチ測定値で示されるデータ点数が少ない場合であっても、相関値を精度良く求めることができ、この相関値を用いて連続測定値を補正することで、連続測定値を高精度に測定することができる。
【００２０】
また、本発明に係る濃度測定装置は、センサ部が液体に浸漬した状態で前記液体中の対象成分濃度を連続測定する濃度測定装置であって、当該濃度測定装置とは別の第２測定装置を用いて、前記液体から採取された一部に含まれる前記対象成分濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける受付部と、互いに対応する複数の前記連続測定及び複数の前記バッチ測定においてそれぞれ得られた複数の連続測定値及び複数の前記バッチ測定値の相関を示す相関値を、前記受付部が前記バッチ測定値を受け付けた場合に逐次算出する相関値算出部と、
前記相関値を用いて前記対象成分濃度を算出する濃度算出部とを有していることを特徴とするものである。
【００２１】
このような構成であれば、仮に情報処理装置を使用しなくても、濃度測定装置に、自動で連続測定値及びバッチ測定値の相関値を算出させるとともに、この相関値を用いて対象成分濃度を算出させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
このように構成した本発明によれば、専用の器具や専用のスキルなどを必要とすることなく、液体中の対象成分濃度を従来よりも高精度に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の濃度測定システムを模式的に示す全体構成図である。
【図２】同実施形態のアンモニア態窒素計の構成を示す概略図。
【図３】同実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図４】同実施形態の濃度測定システムの動作を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の濃度測定システムと従来とを比較した結果を示すグラフ。
【図６】第２実施形態の濃度測定システムの課題を説明するための図。
【図７】同実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図８】同実施形態の濃度測定システムの動作を示すフローチャート。
【図９】同実施形態の仮データ消去部を説明するための図。
【図１０】同実施形態の相関値算出部を説明するための図。
【図１１】同実施形態の濃度測定システムと従来とを比較した結果を示すグラフ。
【図１２】同実施形態の濃度測定システムと従来とを比較した実験内容を示す図。
【図１３】変形実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図１４】変形実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図１５】変形実施形態の情報処理装置の機能を示す機能ブロック図。
【図１６】変形実施形態のアンモニア態窒素計の機能を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下に本発明に係る濃度測定システム１００の第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
＜濃度測定システム＞
本実施形態の濃度測定システム１００は、例えば排水処理工程において微生物によりアンモニア態窒素の生物反応処理が行われる生物反応槽Ｔ（例えば曝気槽）において処理中の排水（以下、サンプル液ともいう）に含まれる対象成分の濃度を連続モニタするために用いられるシステムである。なお、生物反応槽Ｔとしては、上述した生物反応処理が行なわれるものには限られず、好気槽（硝化槽）、嫌気槽（無酸素層・脱窒槽）、亜硝酸化槽、アナモックス槽などであっても良い。
【００２６】
具体的にこの濃度測定システム１００は、図１に示すように、サンプル液中の対象成分であるアンモニア態窒素の濃度を測定する第１測定装置たるアンモニア態窒素計１０と、このアンモニア態窒素計１０との間でデータを授受する情報処理装置２０とを具備する。
【００２７】
＜アンモニア態窒素計＞
アンモニア態窒素計１０は、図１に示すように、サンプル液にセンサ部Ｓが浸漬された状態でアンモニウムイオン濃度を連続測定するとともに、その測定値（以下、連続測定値ともいう）を後述する情報処理装置２０に出力するものである。
【００２８】
具体的にこのものは、イオン電極法を用いたものであり、図２に示すように、アンモニウムイオンによる電位を測定するためのアンモニウムイオン電極１１と、基準電位を測定するための基準電極１２とを備えた液膜式のものであり、ここでは各電極１１、１２におけるサンプル液と接触する端部がセンサ部Ｓである。
【００２９】
前記アンモニウムイオン電極１１の内部液には、塩化アンモニウムが含まれており、内部電極としてはＡｇ／ＡｇＣｌ電極が用いられている。また、応答膜は、選択的にアンモニウムイオンに応答する膜が用いられている。
【００３０】
液膜式のアンモニウムイオン電極１１はアンモニウムイオン以外のいわゆる妨害イオンにも感度を持つことから、本実施形態のアンモニア態窒素計１０は、主たる妨害イオンであるカリウムイオンによる電位を測定するためのカリウムイオン電極１３をさらに備えており、アンモニウムイオンに対するカリウムイオンの干渉を補正できるようにしている。なお、このカリウム電極１３のセンサ部Ｓはサンプル液と接触する端部である。
【００３１】
このアンモニア態窒素計１０は、図３に示すように、アンモニウムイオン電極１１と基準電極１２との電位差に基づいてアンモニウムイオン濃度を演算する演算部１４としての機能を発揮する演算装置（図示しない）を備えており、前記演算部１４で演算した値を前記連続測定値として情報処理装置２０に出力する。
【００３２】
＜情報処理装置＞
情報処理装置２０は、ＣＰＵ、メモリ、入力手段、通信インタフェース、表示器などを備えた、汎用又は専用のコンピュータであり、前記メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することにより、図３に示すように、第１受付部２１、連続測定値記憶部２２、第２受付部２３、バッチ測定値記憶部２４、相関値算出部２５、及び相関値送信部２６としての機能を発揮するように構成されている。
【００３３】
以下、図３及び図４のフローチャートを参照しながら、各部２１〜２６の説明を兼ねて本実施形態の濃度測定システム１００の動作について説明する。
【００３４】
まず、アンモニア態窒素計１０による連続測定が開始されると、第１受付部２１がアンモニア態窒素計１０の演算部１４から出力される連続測定値を受け付ける（Ｓ１）。
【００３５】
第１受付部２１で受け付けられた連続測定値は、前記メモリの所定領域に形成された連続測定値記憶部２２に送られ、この連続測定値記憶部２２が前記連続測定値を時系列で記憶する。
具体的にこの連続測定値記憶部２２は、第１受付部２１が受け付けた連続測定値と、この連続測定値がアンモニア態窒素計１０により測定された測定時間（つまり、演算部１４が連続測定値を演算した時間）とを結びつけて記憶する。
【００３６】
本実施形態では、図１に示すように、上述した連続測定の途中でユーザがアンモニア態窒素計１０とは別の第２測定装置３０を用いて、生物反応槽Ｔから採取したサンプル液に含まれるアンモニア態窒素の濃度（アンモニウムイオン濃度）をバッチ測定し、その測定値（以下、バッチ測定値ともいう）を情報処理装置２０に入力するようにしている。
【００３７】
より詳細に説明すると、例えば下水処理などでは、一般的にサンプル液に含まれる対象成分濃度を日々バッチ測定して管理されている。このことから、ユーザは、上述した連続測定とは別に、例えば生物反応槽Ｔからサンプル液を採取して、このサンプル液中の対象成分濃度を手分析している。このバッチ測定では、ユーザは、生物反応槽Ｔから採取されたサンプル液そのもの（すなわち、採取された状態におけるサンプル液）に含まれる対象成分の濃度を分析しており、採取されたサンプル液は例えば濃度調整などの処理を施されずに分析されることになる。
本実施形態では、このバッチ測定に用いられる測定装置を第２測定装置３０としており、具体的にこの第２測定装置３０は、隔膜式のもので、試薬が必要であるため連続測定に不向きであるものの、前記アンモニア態窒素計１０よりも高精度に測定可能なものである。
【００３８】
この第２測定装置３０により得られたバッチ測定値は前記入力手段を用いてユーザによって情報処理装置２０に手入力され、情報処理装置２０の第２受付部２３がこのバッチ測定値を受け付ける（Ｓ２）。
なお、バッチ測定値は、無線又は有線で第２測定装置３０から情報処理装置２０に入力されるようにしても良い。
【００３９】
第２受付部２３で受け付けられたバッチ測定値は、前記メモリの所定領域に形成されたバッチ測定値記憶部２４に送られ、このバッチ測定値記憶部２４が前記バッチ測定値を時系列で記憶する。
具体的にこのバッチ測定値記憶部２４は、第２受付部２３が受け付けたバッチ測定値と、このバッチ測定値の測定対象たるサンプル液が生物反応槽Ｔから採取された採取時間とを結びつけて記憶する。なお、この採取時間は、ユーザが前記入力手段を用いて情報処理装置２０に入力しても良いし、バッチ測定スケジュール情報として前記バッチ測定値記憶部２４に予め記憶させておいても良い。
【００４０】
そして本実施形態では、相関値算出部２５が、互いに対応する連続測定及びバッチ測定において得られた連続測定値及びバッチ測定値の相関を示す相関値を算出する（Ｓ３）。
【００４１】
ここでいう、互いに対応する連続測定及びバッチ測定とは、バッチ測定において採取されたサンプル液と、連続測定において測定されているサンプル液とが、仮に同じ測定装置で測定された場合に実質的に等しい対象成分濃度となるはずの連続測定及びバッチ測定である。
本実施形態では、互いに対応する連続測定及びバッチ測定は、バッチ測定におけるサンプル液が生物反応槽Ｔから採取された採取時間と、連続測定における測定時間とが略一致する連続測定及びバッチ測定である。
【００４２】
つまり、本実施形態の相関値算出部２５は、連続測定値記憶部２２及びバッチ測定値記憶部２４を参照して、バッチ測定値と、このバッチ測定値に結び付けられている採取時間と略一致する測定時間における連続測定値とに基づいて、前記相関値を算出する。
より詳細にこの相関値算出部２５は、最新のバッチ測定から過去所定回遡ったバッチ測定までの間に得られた複数のバッチ測定値と、これらのバッチ測定それぞれに対応した連続測定において得られた複数の連続測定値とに基づいて相関値を算出するように構成されている。ここでは、相関値算出部２５が、第２受付部２３がバッチ測定値を受け付けた場合に逐次相関値を算出するようにしている。なお、ここでいう逐次算出するという意味は、第２受付部３２がバッチ測定値を受け付けた場合に毎回相関値を算出することのみならず、第２受付部３２がバッチ測定値を受け付けた複数回に一度相関値を算出する場合も含まれており、第１測定装置たるアンモニア態窒素計１０の測定精度を担保するために必要な頻度で相関値の更新が行なわれるようにすれば良い。
【００４３】
より具体的に説明すると、相関値算出部２５は、第２受付部２３がバッチ測定値を受け付けると、このバッチ測定値を含んだそれ以前の連続した所定数（例えば２０個）のバッチ測定値と、これらのバッチ測定値に対応する連続測定値との偏差や比などに基づいて、回帰直線や校正曲線などの相関式を求め、この相関式の係数（例えば回帰係数）又はこの係数に基づいた値（例えば回帰係数の逆数）を相関値として算出している。
【００４４】
このように相関値算出部２５で算出された相関値は、相関値送信部２６によってアンモニア態窒素計１０に送信される（Ｓ４）。
そして、アンモニア態窒素計１０は、相関値送信部２６から送信された相関値を受信する受信部１５を有しており、この受信部１５で受信した相関値を用いて演算部１４がアンモニウムイオン濃度を算出する。つまり、本実施形態のアンモニア態窒素計１０は、相関値送信部２６から送信される相関値を逐次受信して更新して（Ｓ５）、この相関値を用いて算出した連続測定値を情報処理装置２０に逐次出力する（Ｓ１）。
【００４５】
このように構成された本実施形態に係る濃度測定システム１００によれば、アンモニア態窒素計１０により得られた連続測定値に低濃度から高濃度にわたる測定値が含まれているので、互いに対応する複数の連続測定及び複数のバッチ測定において得られた複数の連続測定値及び複数のバッチ測定値に基づいて相関値を算出することで、低濃度側及び高濃度側の両方で連続測定値をバッチ測定値に合わせ込むことができる。
これにより、例えば現場で専用の器具や専用のスキルを必要とする校正などを行うことなく、生物反応処理される下水中のアンモニア態窒素の濃度を従来よりも高精度に測定できるようになり、ひいては送風機の無駄な電力を削減することで省エネ化を図ることができる。
【００４６】
ところで、上述したように、イオン電極法を用いたアンモニア態窒素計はアンモニウムイオン以外の妨害イオンにも感度を持つところ、従来、主たる妨害イオンであるカリウムイオンの干渉を補正することで測定精度の向上を図ろうとしている場合がある。
しかしながら、このように妨害イオンの干渉を補正したとしても、今後求められるであろう測定精度を満足させることができず、この点に鑑みても、本実施形態に係る濃度測定システム１００により高精度な測定を可能とすることは、格別顕著な作用効果といえる。
【００４７】
ここで、従来と本実施形態とを比較した結果を図５に示す。
従来は、低濃度側のみにおいて連続測定値の合わせ込みを行なっており、その結果、図５の上段に示すように、連続測定値とバッチ測定値との相関を回帰直線で表したときに、傾き（回帰係数）が１．１５となり、相関係数Ｒは０．９６となっている。
一方、本実施形態に係る濃度測定システム１００は、上述したように低濃度側と高濃度側との両方で連続測定値をバッチ測定値に合わせ込んでおり、その結果、図５の下段に示すように、連続測定値とバッチ測定値との相関を回帰直線で表したときに、傾き（回帰係数）が１．０２となり、相関係数Ｒは０．９６となっている。
このように、従来と本実施形態とでは、相関係数Ｒには差が見られないものの、本実施形態の方が従来よりも傾きが１に近づいており、間違いなく連続測定値を高精度に測定できていることが看て取れる。
【００４８】
また、本実施形態のように生物反応が起こるサンプル液内の対象成分濃度を測定する場合、例えば微生物の活性度などに起因してアンモニウム濃度が上下動することから、相関値の適切な値はその時々で変動する。これに対して、本実施形態に係る濃度測定システム１００であれば、相関値算出部２５が、第２受付部２３が最新のバッチ測定におけるバッチ測定値を受け付けた場合に逐次相関値を算出し、アンモニア態窒素計１０がこの最新の相関値を用いてアンモニウムイオン濃度を算出するので、その時々で適切な相関値を用いることができる。
【００４９】
さらに、相関値算出部２５が、複数の連続測定値と複数のバッチ測定値とに基づいて相関値を算出するので、連続測定値をバッチ測定値に精度良く合わせ込むうえで、相関値としてより適切な値を得ることができる。
【００５０】
そのうえ、情報処理装置２０が相関値を算出してアンモニア態窒素計１０に送信するので、例えばユーザがバッチ測定値を情報処理装置２０に入力するだけで、アンモニア態窒素計１０に自動で最新の相関値を用いた濃度算出をさせることができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に本発明に係る濃度測定システムの第２実施形態について説明する。
【００５２】
この第２実施形態に係る濃度測定システムは、例えばシステムの運用開始直後や校正直後など、第１測定装置や第２測定装置を用いて得られた連続測定値やバッチ測定値が少ない場合に、連続測定値とバッチ測定値との相関を示す相関式や相関値を精度良く求められないことに鑑みてなされたものである。
【００５３】
より詳細に説明すると、バッチ測定値と、このバッチ測定値に対応する連続測定値とで示されるデータ点数が十分に揃った状態で求められる理想の相関式（例えば回帰式）が、例えば図６（ａ）や（ｂ）の破線で示される直線になるとする。
これに対して、バッチ測定値と、このバッチ測定値に対応する連続測定値とで示されるデータ点数が少なく、例えば１日目のデータと２日目のデータとの２点のみである場合について考える。この場合、実際に得られた２点の値によっては、これらの２点に基づき実際に求められる相関式（例えば回帰式）が、図６（ａ）や（ｂ）の実線で示される直線になる。これらの実際の相関式は、理想の相関式と比較して傾きに大きな差が生じていたり、傾きが逆になっていたりしており、こうした実際の相関式を用いると測定精度の悪化を招来する。
【００５４】
そこで、本実施形態に係る濃度測定システムは、例えばシステムの運用開始直後や校正直後など、連続測定値及びバッチ測定値で示されるデータ点数が少ない場合であっても、相関式や相関値を精度良く求められるようにすべくなされたものである。
【００５５】
そして本実施形態に係る濃度測定システムは、上記課題を解決すべく、相関値算出部が、予め入力された仮のバッチ測定値と、この仮のバッチ測定値に対応する連続測定値として予め入力された仮の連続測定値とを用いて相関値を算出するように構成されている。
【００５６】
より具体的に説明すると、図７に示すように、ここでの情報処理装置２０は仮のバッチ測定値や仮の連続測定値を、例えばキーボード等の入力手段６０を用いてユーザが入力できるように構成されている。そして、外部から入力された仮の連続測定値は、第１受付部２１により受け付けられて連続測定値記憶部２２に記憶され、外部から入力された仮のバッチ測定値は、第２受付部２３により受け付けられてバッチ測定値記憶部２４に記憶される。
【００５７】
ここでは互いに対応する仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を予め複数入力して記憶させており、具体的にこれらの仮の連続測定値や仮のバッチ測定値としては、例えばシステムの運用前や校正前などの過去に得られた測定値に基づく値を用いている。
本実施形態における仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値は、仮の連続測定値をｘ、仮のバッチ測定値をｙとしたときに所定の関数式を満たすｘ、ｙの組み合わせとなるように設定してある。より具体的には、過去のバッチ測定により得られた最大値、最小値、及び平均値をそれぞれ仮のバッチ測定値ｙとし、これらの最大値、最小値、及び平均値と等しい値をそれぞれ仮の連続測定値ｘとして、仮のバッチ測定値ｙ＝仮の連続測定値ｘという関数式を満たすようにしている。
【００５８】
次に、上述した仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を用いて補正値を求める手順について図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５９】
まず、システム運用前などに例えばユーザによって入力された仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値それぞれを、連続測定値記憶部２２及びバッチ測定値記憶部２４が記憶する（Ｓ１１）。
【００６０】
次に、前記第１実施形態と同様、第１測定装置たるアンモニア態窒素計１０による連続測定が開始されると、第１受付部２１が連続測定値を受け付けて、その値を連続測定値記憶部２２が記憶する。一方、第２測定装置３０によるバッチ測定で得られたバッチ測定値が情報処理装置２０に入力されると、第２受付部２３がバッチ測定値を受け付けて、その値をバッチ測定値記憶部２４が記憶する（Ｓ１２）。
【００６１】
ここで本実施形態の情報処理装置２０は、図７に示すように、Ｓ１２において連続測定値及びバッチ測定値が入力された後、仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を連続測定値記憶部２２及びバッチ測定値記憶部２４から消去する仮データ消去部２Ｘをさらに備えている。
【００６２】
具体的にこの仮データ消去部２Ｘは、Ｓ１２において連続測定値及びバッチ測定値が入力された後、連続測定値記憶部２２及びバッチ測定値記憶部２４に仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値が記憶されているかを確認する（Ｓ１３）。
【００６３】
仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値が記憶されている場合、バッチ測定値記憶部２４に記憶されている仮のバッチ測定値及びバッチ測定値の総数と、所定の閾値とを比較する（Ｓ１４）。
【００６４】
そして、その総数が閾値よりも大きい場合（すなわち、データ点数が十分に揃っている場合）、仮データ消去部２Ｘは仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を１つずつ連続測定値記憶部２２及びバッチ測定値記憶部２４から消去する（Ｓ１５）。具体的には、図９に示すように、一方の軸を連続測定値とし、他方の軸をバッチ測定値としたグラフにＳ１２において入力された連続測定値及びバッチ測定値が示す点（測定データ）をプロットし、この点（測定データ）から最も近い点（仮データ）を示す仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を消去する。その後、仮データ消去部２Ｘは、相関値算出部２５に算出信号を送信する。
【００６５】
一方、Ｓ１３において、仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値が記憶されていない場合や、Ｓ１４において、仮のバッチ測定値及びバッチ測定値の総数が閾値よりも小さい場合（すなわち、データ点数が不十分の場合）は、仮データ消去部２Ｘは、仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を消去することなく、相関値算出部２５に算出信号を送信する。
【００６６】
相関値算出部２５は、算出信号を受け取ると連続測定値記憶部２２に記憶されている仮の連続測定値及び連続測定値と、バッチ測定値記憶部２４に記憶されている仮のバッチ測定値及びバッチ測定値とを取得して、これらの値を用いて相関値を算出する（Ｓ１６）。
具体的には、図１０に示すように、仮の連続測定値及び連続測定値と、仮のバッチ測定値及びバッチ測定値とを用いて例えば回帰直線を算出し、その回帰係数を相関値として求める。
なお、上述した仮データ消去部２Ｘによって仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値の全てが消去されている場合は、これらの値を用いることなく、前記第１実施形態と同様、バッチ測定値及び連続測定値に基づき相関値を算出する。
【００６７】
以後、１２〜Ｓ１６を繰り返して相関値を算出し、算出された相関値を第１測定装置たるアンモニア態窒素計１０に送信したり、算出された相関値を用いて連続測定値を補正したりする。
【００６８】
このように仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を用いて相関値を算出した場合と、仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を用いることなく相関値を算出した場合とを比較した結果を図１１に示す。なお、連続測定値を補正しなかった場合も同時に比較する。
【００６９】
ここでは比較実験として、図１２に示すように、仮のバッチ測定値及びこの仮のバッチ測定値に対応する仮の連続測定値（これらの値の組み合わせを仮データという）をそれぞれ３つずつ予め入力して記憶させた場合について説明する。なお、上述したＳ１４における所定の閾値は７に設定してあり、４日目までは予め入力された３つの仮のデータを用いて相関値を算出し、５日目以降は仮のデータを１つずつ消去している。もちろん、予め入力する仮データの数やＳ１４における閾値は適宜変更して構わない。
【００７０】
上述した条件のもと、仮のデータを用いて相関値を算出し、この相関値を用いて連続測定値を補正した場合に、バッチ測定値と、このバッチ測定値に対応する補正後の連続測定値とで示される点をプロットしたものが、図１１のグラフにおける「○」である。
これに対して、仮のデータを用いずに相関値を算出し、この相関値を用いて連続測定値を補正した場合に、バッチ測定値と、このバッチ測定値に対応する補正後の連続測定値とで示される点をプロットしたものが、図１１のグラフにおける「△」である。また、連続測定値を補正せずに、バッチ測定値と、このバッチ測定値に対応する連続測定値とで示される点をプロットしたものが、図１１のグラフにおける「×」である。
【００７１】
上述した比較実験の結果、表１に示すように、仮のデータを用いて相関値を算出し、この相関値を用いて連続測定値を補正した場合、誤差平均値が０．１９、誤差総計が１．３３となり、仮のデータを用いていない場合や、連続測定値を測定しない場合に比べて、連続測定値を精度良く求められていることが看て取れる。
【００７２】
【表１】
2017146307.tif 000003
【００７３】
このように、本実施形態に係る濃度測定システム１００は、例えばシステムの運用開始直後や校正直後など、連続測定値及びバッチ測定値で示されるデータ点数が少ない場合であっても、相関値を精度良く算出することができ、連続測定値を高精度に求められる。
【００７４】
さらに、本実施形態に係る濃度測定システム１００は、仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を用いて回帰を行っている分、これらの仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を用いていない場合に比べて、回帰が安定するために必要となる測定データの点数を少なくすることができる。
これにより、より直近の測定データを用いて回帰を行うことができるので、その時のセンサ状態により適した回帰式の算出や相関値の算出が可能となる。
【００７５】
なお、本発明は前記第１実施形態及び前記第２実施形態に限られるものではない。
【００７６】
例えば、前記第１実施形態では、アンモニア態窒素計１０が相関値を用いてアンモニウム濃度を算出するように構成されていたが、図１３に示すように、情報処理装置２０が、相関値を用いて連続測定値を補正するように構成されていても良い。具体的にこの情報処理装置２０は、第１受付部２１が受け付けた連続測定値と相関値算出部２５が算出した相関値とを取得するとともに、相関値を用いて連続測定値を補正する補正部２７を備えている。
【００７７】
また、図１３に示すように、情報処理装置２０は、風量制御部２８としての機能をさらに備えていても良い。具体的にこの風量制御部２８は、上述した補正部２７により補正された連続測定値を取得するとともに、この値に基づいて、送風機４０にＯＮ／ＯＦＦ信号や風量制御信号を出力する。
【００７８】
さらに、情報処理装置２０は、図１４に示すように、アンモニア態窒素計１０のメンテナンスが必要であることや、メンテナンス時期が近いことを報知する報知信号を出力するメンテナンス報知部２９をさらに備えていても良い。
このメンテナンス報知部２９は、連続測定値及びバッチ測定値と、相関値算出部２５により算出された相関値とを取得するとともに、これらの値に基づいてメンテナンス時期を判断する。より具体的には、連続測定値とバッチ測定値との偏差が所定値以上になった場合、又は、相関値が所定値以上或いは所定値以下になった場合にアラートを出すようにしている。
なお、連続測定値及びバッチ測定値、又は、相関値とのいずれか一方を取得して、その値に基づいてメンテナンス時期を判断するようにしても良い。
【００７９】
ところで、液体中の対象成分濃度が低下すると、浮遊物質（ＳＳ）が低下し、液体中を浮遊するが生物反応を起こす対象を求めて、例えばアンモニア態窒素計１０のセンサ部Ｓなどに付着したり、センサ内部の可塑剤を分解することがある。従って、液体中の浮遊物質が低下している場合、アンモニウム電極１１などの寿命が短くなる恐れがある。
電極の寿命に影響するこのような現象は、例えば酸化−還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素量（ＤＯ）の値が上昇している場合や、微生物活性が高い条件（例えば液体の温度が３０℃〜４０℃）のときなども起こり得る。
そこで、図１５に示すように、情報処理装置２０は、生物反応処理されている液体中の浮遊物質量（ＳＳ）、溶存酸素量（ＤＯ）やＯＲＰやｐＨなどを分析する別の種々の分析計５０（ＳＳ計、ＤＯ計、ＯＲＰ計、ｐＨ計など）による分析結果を受信する分析結果受信部２１０と、この分析結果に基づいてアンモニア態窒素計１０の異常を検知する異常検知部２１１とを有していても良い。
なお、種々の分析計５０は、濃度測定システム１００に備えさせたものであっても良いし、生物反応槽Ｔなどに別途設けられたものであっても良い。濃度測定システム１００とは別に予め設けられている分析計５０からの分析結果を受信するためには、前記分析結果受信部２１０は、例えばクラウドに格納された分析結果を受信できるように構成されていることが好ましい。
【００８０】
加えて、前記各実施形態における情報処理装置２０の一部又は全部の機能をアンモニア態窒素計１０に備えさせても構わない。
かかるアンモニア態窒素計１０の具体的実施態様としては、図１６に示すように、アンモニウムイオン電極及び基準電極の電位差に基づいて補正前のアンモニウムイオン濃度を連続的に演算する演算部１４と、この演算部１４により得られる連続測定値を記憶する記憶部１６と、当該アンモニア態窒素計１０とは別の第２測定装置３０を用いて、生物反応槽Ｔから採取した液体に含まれるアンモニウムイオン濃度をバッチ測定したバッチ測定値を受け付ける受付部１７と、前記バッチ測定値を記憶するバッチ測定値記憶部１８と、連続測定値及びバッチ測定値の相関を示す相関値を算出する相関値算出部１９と、前記相関値を用いて補正前のアンモニウムイオン濃度を補正して補正後のアンモニウムイオン濃度を算出する濃度算出部１１０とを備えた構成が挙げられる。
【００８１】
そのうえ、互いに対応する連続測定及びバッチ測定は、前記各実施形態の定義には限定されず、例えばバッチ測定におけるサンプル液が生物反応槽から採取された採取時間と、連続測定における測定時間との時間差が、生物反応処理されている液体中の対象成分濃度が実質的に変動しない所定時間以内となる連続測定及びバッチ測定であっても良い。
【００８２】
また、バッチ測定値記憶部２４は、前記第１実施形態ではバッチ測定値と採取時間とを結びつけて記憶していたが、バッチ測定値とバッチ測定が行なわれた時間とを結びつけて記憶しても良いし、バッチ測定値と第２受付部２３がバッチ測定値を受け付けた時間とを結びつけて記憶しても良い。
【００８３】
さらに、第１測定装置としては、アンモニア態窒素計には限られず、例えば塩化物イオン電極などを有する硝酸計であっても良い。
加えて、第１測定装置は、例えば生物反応槽内のアンモニア態窒素濃度を知るべく、アンモニア態窒素の濃度に応じて増減する例えばカリウムイオンの濃度を測定するものであっても良い。
【００８４】
その他、第１測定装置としては、ナトリウムイオン電極、カリウムイオン電極、カルシウムイオン電極、マグネシウムイオン電極、塩化物イオン電極、臭化物イオン電極、ヨウ化物イオン電極、硫化物イオン電極、銅イオン電極、カドミウムイオン電極、鉛イオン電極などを有したものであっても良い。
なお、上述した第１測定装置を用いた場合の妨害イオンを附言すると、ナトリウムイオン電極に対してはカリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンが妨害イオンとなり、カリウムイオン電極に対してはセシウムイオンが妨害イオンとなり、カルシウムイオン電極に対しては鉄イオン、亜鉛イオンが妨害イオンとなり、銅イオン電極に対しては鉄イオンが妨害イオンとなり、カドミウムイオン電極に対しては鉛イオン、鉄イオンが妨害イオンとなり、鉛イオン電極に対しては鉄イオン、クロムイオン、カドミウムイオンが妨害イオンとなる。
【００８５】
また、前記第２実施形態では、仮データ消去部が仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を消去する実施態様を説明したが、外部から入力された仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を消去せずに、データ点数が十分揃った後でも相関値の算出に使っても良い。
【００８６】
さらに、前記第２実施形態では、過去のバッチ測定により得られた最大値、最小値、及び平均値をそれぞれ仮のバッチ測定値としていたが、これはユーザにとって入力する値を判断し易くするためであり、仮のバッチ測定値としては適宜変更して構わないし、入力する値の数も３つには限らない。
【００８７】
加えて、前記第２実施形態では、仮のバッチ測定値ｙ＝仮の連続測定値ｘを満たすように仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を設定していたが、上記の関係式とは異なる関数式を満たすように仮の連続測定値及び仮のバッチ測定値を設定しても良い。
また、関数式を用いることなく、過去（例えば校正前）に実際に得られたバッチ測定値及びこのバッチ測定値に対応する連続測定値を、それぞれ仮のバッチ測定値及び仮の連続測定値としても構わない。この場合、バッチ測定値に対応する連続測定値が異常値（外れ値）であるか否かを判断した上で、その値が異常値であった場合には、それ以外の尤もらしい連続測定値を選択するようにしても良い。
【００８８】
その他、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８９】
１００・・・濃度測定システム
Ｔ    ・・・生物反応槽
１０  ・・・アンモニア態窒素計
２０  ・・・情報処理装置
２１  ・・・第１受付部
２２  ・・・連続測定値記憶部
２３  ・・・第２受付部
２４  ・・・バッチ測定値記憶部
２５  ・・・相関値算出部
２６  ・・・相関値送信部
【図１】
2017146307.tif 000004
【図２】
2017146307.tif 000005
【図３】
2017146307.tif 000006
【図４】
2017146307.tif 000007
【図５】
2017146307.tif 000008
【図６】
2017146307.tif 000009
【図７】
2017146307.tif 000010
【図８】
2017146307.tif 000011
【図９】
2017146307.tif 000012
【図１０】
2017146307.tif 000013
【図１１】
2017146307.tif 000014
【図１２】
2017146307.tif 000015
【図１３】
2017146307.tif 000016
【図１４】
2017146307.tif 000017
【図１５】
2017146307.tif 000018
【図１６】
2017146307.tif 000019