JP4973977B2 - 水質測定システム - Google Patents

Description

この発明は、水の濁度および硬度などの水質測定システムに関する。

たとえば、ボイラなどの機器への給水ラインには、所定水質の給水を供給するために、水処理機器が設けられているが、この水処理機器への通水中に所定水質が得られているか否かを確認すべく、前記給水ラインに水質測定装置が設けられることがある。

前記水質測定装置としては、濁度測定装置や硬度測定装置などが知られている（たとえば、特許文献１，２参照）。たとえば、ボイラへの給水ラインには、給水中の硬度分に起因するボイラ缶体へのスケール付着を防止するため、イオン交換樹脂などによって被処理水中の硬度分を除去する軟水装置が設けられているが、前記軟水装置の下流側には、硬度漏れを検出するために、前記硬度測定装置が設けられている。
特開２００４−１７０１９６号公報 特開平９−３２９５８１号公報

従来、前記水質測定装置における測定動作は、内蔵されたタイマーに基づいて、予め設定された一定の測定間隔で行われている場合が多い。この場合、前記水処理機器への通水の有無とは関係なく測定が行われることになる。したがって、測定する必要がない通水停止中であっても、設定された測定時間になると測定動作が行われ、無駄な測定が行われている。

また、通水停止中に測定を行うことが好ましくない場合もある。たとえば、前記軟水装置では、通水停止中に硬度分が前記イオン交換樹脂から流出し、前記軟水装置の下流側の硬度が高くなることがある。したがって、通水停止中に測定を行った場合、硬度漏れを起こしていないにも関わらず測定値が高くなり、硬度漏れと判断されるおそれがある。

さらに、予め設定された測定タイミング以外のときに水質測定を行うことにより、処理水質の異常を早期に発見することができる場合もある。たとえば、前記軟水装置では、前記イオン交換樹脂が、イオン交換能力を失って破過状態となる前に、前記イオン交換樹脂へ再生剤として塩水を供給し、イオン交換能力を回復させる再生動作が行われている。この再生動作において、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力が正常に回復しない場合、所定水質の処理水が得られなくなる。したがって、予め設定された測定タイミング以外にも、前記再生動作後に、前記硬度測定装置による測定を行えば、再生不良による硬度漏れを早期に発見することができる。このように、前記水処理機器の運転状況に応じて、水質測定を行うことができれば、処理水質の異常を早期に発見することができる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする第一の課題は、水処理機器への通水中にのみ水質測定を行うことである。

また、この発明が解決しようとする第二の課題は、処理水の水質の異常を早期に発見するために、適切なタイミングで水質測定を行うことである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、水処理機器の上流側および／または下流側と接続され、予め設定された測定間隔時間と外部からの指示信号とに基づいて、測定動作を行う水質測定装置と、この水質測定装置および前記水処理機器と接続された測定制御装置とを備え、この測定制御装置は、前記水処理機器への通水の有無に基づいて、前記水質測定装置へ測定許可信号または測定禁止信号を出力し、また、前記水処理機器の運転情報および前記水処理機器への通水の有無に基づいて、前記水質測定装置へ測定指令信号を出力し、かつ、前記測定指令信号は、前記測定間隔時間よりも短い間隔で出力することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水質測定システムであって、前記水処理機器は、被処理水中の非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過装置、または被処理水中の硬度分をイオン交換樹脂によって除去する軟水装置であり、前記水処理機器の運転情報は、前記水処理機器の再生動作中に前記水処理機器から出力される再生動作中信号、または前記水処理機器に設定された再生動作開始時刻であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の水質測定システムであって、前記水処理機器の下流側に設けられた流量計を備え、前記水処理機器は、被処理水中の非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過装置、または被処理水中の硬度分をイオン交換樹脂によって除去する軟水装置であり、前記水処理機器の運転情報は、前記流量計によって検出され、前記水処理機器または前記測定制御装置に記憶された単位時間ごとの採水量データであることを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記測定制御装置に接点出力部を設け、この接点出力部の接点の開閉パターンにより、前記水質測定装置への前記測定許可信号，前記測定禁止信号および前記測定指令信号の各出力を切り替えることを特徴とする。

請求項１に記載された発明によれば、前記水処理機器への通水が行われていないときには、前記測定制御装置から前記測定装置へ測定禁止信号が出力され、この測定禁止信号の入力があるときには、前記測定装置は測定動作を行わない。一方で、前記水処理機器への通水が行われているときには、前記測定制御装置から前記測定装置へ測定許可信号が出力され、この測定許可信号の入力があるときには、前記測定装置は、予め設定された測定間隔時間ごとに測定動作を行う。これにより、前記水処理機器への通水を停止しているときには水質測定が行われず、常に通水中にのみ水質測定を行うことができる。
また、前記水処理機器の運転状況に応じた水質測定を行うことができ、これによって処理水の水質の異常を早期に発見することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記水処理機器からの再生動作中信号を参照して、前記所定間隔時間よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、前記水処理機器の水処理能力が回復していないことによる処理水の水質悪化を検出することができる。また、前記水処理機器の再生動作開始時刻を参照して、前記所定間隔時間よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、前記水処理機器の水処理能力を超過していることによる処理水の水質悪化を検出することができる。
請求項３に記載された発明によれば、前記水処理機器の採水量を参照して、前記所定間隔時間よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、処理水量の増加によって処理水の水質が悪化しているか否かを判断することができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記測定許可信号，前記測定禁止信号および前記測定指令信号の各出力を、前記接点出力部の接点の開閉パターンにより簡単に切り替えることができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
まず、この発明に係る水質測定システムの第一実施形態について説明する。図１は、水処理システムに設けられたこの発明に係る水質測定システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図、図２は、第一実施形態の水質測定システムにおいて、接点出力部が閉状態のときの概略構成図、図３は、第一実施形態の水質測定システムにおいて、接点出力部が開状態のときの概略構成図、図４は第一実施形態の水質測定システムの測定動作の説明図である。

水質測定システム１は、機器（図示省略）への給水ライン２に水処理機器３を設けた水処理システム４に設けられている。前記水処理機器３は、たとえば被処理水中の非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過装置や、被処理水中の硬度分をイオン交換樹脂によって除去する軟水装置などである。前記水処理機器３の上流側には、被処理水を前記水処理機器３へ供給するために、ポンプ５が設けられている。

前記水質測定システム１は、フロースイッチ６と水質測定装置７と測定制御装置８とを備えている。前記フロースイッチ６および前記水質測定装置７は、信号線９を介して前記水質測定装置７とそれぞれ接続されている。

前記フロースイッチ６および前記水質測定装置７は、前記水処理機器３の下流側の前記給水ライン２とそれぞれ接続されている。前記フロースイッチ６では、前記水処理機器３への通水の有無を検出するようになっている。また、前記水質測定装置７では、前記水処理機器３が、たとえば濾過装置であるときには、濁度または色度を測定し、また軟水装置であるときには、硬度を測定するようになっている。

前記水質測定装置７は、予め設定された測定間隔時間と、前記測定制御装置８からの指示信号，具体的には後述する測定許可信号Ｓ１（図４参照）とに基づいて測定動作を行うようになっている。前記水質測定装置７は、前記測定間隔時間を計測するタイマー（図示省略）を備えている。

前記測定制御装置８は、図２および図３に示すように、接点出力部１０を備えており、この接点出力部１０の接点の開閉パターンにより、前記水質測定装置７へ前記測定許可信号Ｓ１または測定禁止信号Ｓ２（図４参照）を出力するようになっている。具体的には、図２に示すように、前記接点出力部１０の接点が閉状態のときに、前記水質測定装置７へ前記測定禁止信号Ｓ２を出力し、一方で図３に示すように、前記接点出力部１０の接点が開状態のときに、前記水質測定装置７へ前記測定許可信号Ｓ１を出力するようになっている。前記測定制御装置８からの前記測定許可信号Ｓ１または前記測定禁止信号Ｓ２の出力は、前記水処理機器３への通水の有無，すなわち前記フロースイッチ６からの信号に基づいて行われるようになっている。

さて、前記水質測定システム１の測定制御方法について説明する。前記水質測定システム１では、前記フロースイッチ６において前記水処理機器３への通水の有無を検出する。そして、前記測定制御装置８は、前記フロースイッチ６の検出結果に基づいて、前記水質測定装置７へ前記測定許可信号Ｓ１（図４参照）または前記測定禁止信号Ｓ２（図４参照）を出力する。具体的には、前記水処理機器３への通水が行われていないときには、前記測定制御装置８は、前記接点出力部１０を閉状態とし、前記水質測定装置７へ前記測定禁止信号Ｓ２を出力する。一方で、前記水処理機器３への通水が行われているときには、前記測定制御装置８は、前記接点出力部１０を開状態とし、前記水質測定装置７へ前記測定許可信号Ｓ１を出力する。

前記水質測定装置７における測定動作について、図４に基づいて説明する。前記水質測定装置７は、前記測定制御装置８からの前記測定許可信号Ｓ１の入力があるときには、前記タイマー（図示省略）で計測される所定間隔時間Ｔ１ごとに測定動作を行う（図４のＭ２およびＭ３）。一方で、前記水質測定装置７は、前記測定制御装置８からの前記測定禁止信号Ｓ２の入力があるときには、測定動作を行わない（図４のＭ１およびＭ４）。

前記水質測定システム１によれば、前記水処理機器３への通水を停止しているときには水質測定が行われず、常に通水中にのみ水質測定を行うことができる。これにより、通水停止中の無駄な測定が行われないので、たとえば水質測定に際し試薬を用いる場合には、その試薬の無駄遣いを防止することができるなどの効果を得ることができる。また、前記水処理機器３が軟水装置である場合に、通水停止中の硬度の上昇を検出するようなこともないので、処理水の水質について、常に正しい判断をすることができる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明に係る水質測定システムの第二実施形態について説明する。図５は、水処理システムに設けられたこの発明に係る水質測定システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図、図６は、第二実施形態の水質測定システムの概略構成を示し、接点出力部から測定指令信号を出力するときの説明図、図７は第二実施形態の水質測定システムの測定動作の説明図である。図において、前記第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して示し、その説明を省略する。

この第二実施形態の水質測定システム２０では、前記水処理機器３への通水の有無を検出するために、前記水処理機器３の下流側に、流量計２１が設けられている。また、前記測定制御装置８は、前記水質測定装置７のほか、前記流量計２１および前記水処理機器３と前記信号線９を介してそれぞれ接続されている。

前記測定制御装置８へは、前記信号線９を介して前記水処理機器３の運転情報が入力されるようになっている。前記測定制御装置８は、前記測定許可信号Ｓ１（図７参照）および前記測定禁止信号Ｓ２（図７参照）のほか、図６に示すように、前記接点出力部１０が開状態にあるとき，すなわち前記水処理機器３への通水が行われており前記測定許可信号Ｓ１が出力されているときに、前記水処理機器３の運転情報に基づいて、所定間隔時間Ｔ２（図７参照）ごとに、たとえば１〜３秒間前記接点出力部１０を開閉させ、前記水質測定装置７へ測定指令信号Ｓ３（図７参照）を出力するようになっている。

ここで、前記測定指令信号Ｓ３を出力するために参照される前記水処理機器３の運転情報としては、前記水処理機器３が濾過装置や軟水装置の場合、前記濾材による非溶解物などの不純物の除去能力や前記イオン交換樹脂による硬度分の除去能力を回復させるための再生動作中に、前記水処理機器３から出力される再生動作中信号や、前記水処理機器３に設定された再生動作開始時刻を挙げることができる。また、前記水処理機器３の運転情報として、前記流量計２１によって検出され、前記水処理機器３または前記測定制御装置８に記憶された単位時間ごとの採水量データを挙げることもできる。

さて、前記水質測定システム２０では、前記測定制御装置８は、前記水処理機器３への通水の有無，具体的には前記流量計２１の検出結果に基づいて、前記第一実施形態と同様に、前記接点出力部１０から、前記水質測定装置７へ前記測定許可信号Ｓ１（図７参照）または前記測定禁止信号Ｓ２（図７参照）を出力する。

そして、前記水質測定装置７では、図７に示すように、前記第一実施形態と同様に、前記測定制御装置８からの前記測定許可信号Ｓ１の入力があるときには、前記タイマーで計測される前記所定間隔時間Ｔ１ごとに測定動作を行う（図７のＭ１２およびＭ１４）。一方で、前記水質測定装置７は、前記測定制御装置８からの前記測定禁止信号Ｓ２の入力があるときには、測定動作を行わない（図７のＭ１０およびＭ１５）。

また、前記水質測定装置７では、前記測定許可信号Ｓ１が入力されているときに、前記測定制御装置８から前記測定指令信号Ｓ３が入力されると、測定動作を行う（図７のＭ１１〜Ｍ１４。Ｍ１２およびＭ１４については、前記所定間隔時間Ｔ１と重複している）。前記測定制御装置８は、前記水処理機器３の運転情報に基づいて、前記所定間隔時間Ｔ１よりも短い前記所定間隔時間Ｔ２ごとに前記測定指令信号Ｓ３を出力する。

前記測定制御装置８による前記測定指令信号Ｓ３の出力についてさらに詳細に説明する。たとえば、前記水処理機器３としての前記濾過装置や前記軟水装置の再生動作中信号を参照して前記測定指令信号Ｓ３を出力するときには、再生動作の終了直後から所定時間の間は、前記測定制御装置８は、前記所定間隔時間Ｔ２ごとに前記測定指令信号Ｓ３を出力する。また、前記水処理機器３としての前記濾過装置や前記軟水装置の再生動作開始時刻を参照して前記測定指令信号Ｓ３を出力するときには、再生動作開始前の所定時間の間は、前記所定間隔時間Ｔ２ごとに前記測定指令信号Ｓ３を出力する。さらに、前記水処理機器３の採水量を参照して前記測定指令信号Ｓ３を出力するときには、平均よりも採水量が多い時間帯に前記測定指令信号Ｓ３を出力する。ここで、前記所定間隔時間Ｔ２は、前記水処理機器３の運転情報ごとに異なる値を設定してもよい。

前記水質測定システム２０によれば、前記水処理機器３からの再生動作中信号を参照して、再生動作の終了直後から所定時間の間、前記所定間隔時間Ｔ１よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、前記水処理機器３の水処理能力が回復していないことによる処理水の水質悪化を検出することができる。また、前記水処理機器３の再生動作開始時刻を参照して、再生動作の開始前の所定時間の間、前記所定間隔時間Ｔ１よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、前記水処理機器３の水処理能力を超過していることによる処理水の水質悪化を検出することができる。さらに、前記水処理機器３の採水量を参照して、平均よりも採水量が多い時間帯に前記所定間隔時間Ｔ１よりも短い間隔で測定動作を行うことにより、処理水量の増加によって処理水の水質が悪化しているか否かを判断することができる。したがって、このように前記水処理機器３の運転状況に応じた水質測定を行うことにより、処理水の水質の異常を早期に発見することができる。

以上、この発明を前記各実施形態によって説明したが、この発明は、前記各実施形態に限られるものでないことはもちろんである。たとえば、前記水質測定装置７は、前記水処理機器３の上流側と接続されていてもよく、また前記水処理機器３の上流側と下流側とに接続されていてもよい。さらに、前記水処理機器３への通水の有無は、前記フロースイッチ６や前記流量計２１によって検出するものに限られず、たとえば前記ポンプ５のオンオフ信号や、前記水処理機器３の下流側に処理水タンク（図示省略）が設けられている場合には、この処理水タンクからの水位検出信号に基づいて検出を行ってもよい。さらにまた、前記測定許可信号Ｓ１，前記測定禁止信号Ｓ２および前記測定指令信号Ｓ３の情報入力は、適宜な通信手段を用いて行うことが可能である。

水処理システムに設けられたこの発明に係る水質測定システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 第一実施形態の水質測定システムにおいて、接点出力部が閉状態のときの概略構成図である。 第一実施形態の水質測定システムにおいて、接点出力部が開状態のときの概略構成図である。 第一実施形態の水質測定システムの測定動作の説明図である。 水処理システムに設けられたこの発明に係る水質測定システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 第二実施形態の水質測定システムの概略構成を示し、接点出力部から測定指令信号を出力するときの説明図である。 第二実施形態の水質測定システムの測定動作の説明図である。

符号の説明

１，２０ 水質測定システム
３ 水処理機器
７ 水質測定装置
８ 測定制御装置
１０ 接点出力部

Claims (4)

1. 水処理機器の上流側および／または下流側と接続され、予め設定された測定間隔時間と外部からの指示信号とに基づいて、測定動作を行う水質測定装置と、
   この水質測定装置および前記水処理機器と接続された測定制御装置とを備え、
   この測定制御装置は、前記水処理機器への通水の有無に基づいて、前記水質測定装置へ測定許可信号または測定禁止信号を出力し、また、前記水処理機器の運転情報および前記水処理機器への通水の有無に基づいて、前記水質測定装置へ測定指令信号を出力し、かつ、前記測定指令信号は、前記測定間隔時間よりも短い間隔で出力することを特徴とする水質測定システム。
2. 前記水処理機器は、被処理水中の非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過装置、または被処理水中の硬度分をイオン交換樹脂によって除去する軟水装置であり、
   前記水処理機器の運転情報は、前記水処理機器の再生動作中に前記水処理機器から出力される再生動作中信号、または前記水処理機器に設定された再生動作開始時刻であることを特徴とする請求項１に記載の水質測定システム。
3. 前記水処理機器の下流側に設けられた流量計を備え、
   前記水処理機器は、被処理水中の非溶解物などの不純物を濾材によって除去する濾過装置、または被処理水中の硬度分をイオン交換樹脂によって除去する軟水装置であり、
   前記水処理機器の運転情報は、前記流量計によって検出され、前記水処理機器または前記測定制御装置に記憶された単位時間ごとの採水量データであることを特徴とする請求項１に記載の水質測定システム。
4. 前記測定制御装置に接点出力部を設け、
   この接点出力部の接点の開閉パターンにより、前記水質測定装置への前記測定許可信号，前記測定禁止信号および前記測定指令信号の各出力を切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水質測定システム。

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