ワイパー式メモリー水温塩分計 COMPACT-CTW レンタルのご紹介です。

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ワイパー式メモリー水温塩分計 COMPACT-CTW(JFEアドバンテック):塩分計:水質測定器・土壌測定器

長期間無保守で安定したデータ取得を可能としたマイクロコントローラー搭載の小型高精度水温塩分計です。

機種名 ワイパー式メモリー水温塩分計
型番 COMPACT-CTW
メーカー名 JFEアドバンテック

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小型メモリー水温・塩分計 COMPACT-CT
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ワイパー式メモリー水温塩分計 COMPACT-CTW

塩分濃度の単位は何ですか?

開発コンセプト

COMPACT-CTWの開発のコンセプトは「長期間無保守で安定したデータの取得可能機器」を創るというものでした。ご存知のように、塩分濃度は電気伝導度値と水温値から計算で求められます。電気伝導度センサーは電磁誘導原理と電極原理の2種類のセンサーが一般的ですが、いずれのセンサーも生物付着による汚れに敏感に影響を受け、連続観測は1週間程度が限界でした。このセンサー汚濁に対処するため、従来より様々な試みが講じられてきました。
今回の開発の最大の目標は、コンセプトにあるように2〜3ケ月間を無保守で安定したデータが得られるセンサーシステムを完成させることでした。これは非常に困難なプロジェクトとなりましたが、試行錯誤の上新方式の画期的な管内7電極センサーと管内ワイパーの組み合わせで問題を解決し、開発の成功に結びつけることができました。

特長

ワイパー式メモリー水温塩分計COMPACT-CTW

  • 小型、軽量、大容量。
  • ハイレゾリューション。
  • フラッシュメモリー採用。
  • カレンダー、時刻情報内臓。
  • インターフェース不要。
  • キャリブレーション係数内臓。
  • 管内7電極センサー(新方式)。
  • 汚濁防止機能用ピストン式ワイパー。
  • チタニウム採用により腐蝕なし。
  • 使いやすいWindowsプログラム。

管内7電極センサー

電極式電気伝導度センサーには最も簡単な2電極タイプから、3電極タイプ、4電極タイプなど各種センサーが存在します。これは電極の汚れやノイズ電流の影響を受け易く、高い精度を維持するためには電極の配置や構造、および材質に様々な工夫が必要となります。今回開発した管内7電極センサーは図1に示す通り、内径8mmの4電極センサーを2組凍結した基本構造となっています。この場合、中央に位置する電極は共通電極として利用しますので、合計7電極となります。各電極のセパレータはセラミックを採用することにより、温度や水圧による変化がなく表層から深海まで安定した構造を維持することができます。本センサーの基本原理は図2に示すように、電流と電圧を同時測定する4電極方式ですが、4電極だけの場合管内だけでなく管の外側にも電流が回りこむことになります。しかし、7電極方式を採用することで管の両端の極性が同一となり、管の外側には電流は流れません。つまり、管内完結式であり、外側がいくら汚れても電流経路の影響がなく、またワイパーで絶えず管内部を清掃することにより、汚れの影響を受けない測定が期待できます。

図1 管内7電極センサー図2 管内4電極センサーの原理

ピストン式ワイパー

COMPACT-CTWには、管の内部を清掃するためにピストン式ワイパーを考案しました。測定器内部の機械構造により、ピストン式ワイパー(シコンブレード)が観測インターバルごとにセンサー管内面を清掃し、常に内部を清潔に保つことが可能です。また、このワイパーが動作することにより、管内の海水は常にリフレッシュされた状態で測定されることになります。水中でのピストン運動は、水密構造上困難な点が多いものですが、特殊なシーリング設計に成功し長寿命の作動が保証されていますので、安心してご使用いただけます。

データロガー

COMPACT-CTWは前述の新開発に成功したセンサーを多数の実績をもつCOMPACT-CTWデータロガーに組み合わせたモデルとして誕生しました。当然従来のCOMPACT-CTWシリーズと全く同じデーターロガーですので、ソフトを含め機能性・操作性共に従来のモデルと同様にお使いいただけます。ピストン式ワイパーの機会構造を内蔵しても、外形は直径60mm、全長416.4mmコンパクトサイズとなっております。また、電池はD型リチウム電池が1本が内臓され、10分インターバルで約90日間の連続観測が可能です。
※バーストモード方式ですので各種の設定が可能です。

ケーブルタイプモデル

COMPACT-CTWのセンサーは、汚れに強いという特長から、テレメータ観測システムへの搭載が大きく期待されています。このモデルはデジタル出力でRS485形式で水温と電気伝導度値が出力されます。ワイパーの動作タイミングは、電源のON/OFF操作、またはコマンドで決定される設計です。またセンサーの検定定数もセンサー内CPUに書き込まれていますので、受信サイドで変更する必要はありません。

フィールドデータ

今回ご紹介するのは、本年3月〜4月にかけて高知県・野見湾にておこなったフィールドテストのデータです。観測イカダから水深1mに、従来モデルと並べて係留観測しました。回収時の写真が示すとおり、藻類およびワレカラ類でビッシリ覆われています。海水中の生産力の旺盛さには、改めて驚かされます。さて、ここに水温と塩分の2つのデータを示しますが、グリーンは防汚対策の無い従来方COMPACT-CT、ブルーは今回の新モデルCOMPACT-CTWのデータを示しています。水温のデータは完全に一致しており、2台の測定器が同一水塊にあることが証明できます。次に塩分データですが、投入後1週間までは一致していた塩分濃度は徐々に変化を見せ、1ケ月後には4PSUを超える開きが生じるという驚くべきデータが見て取れます。また、この現場には昇降式のテレメータ観測装置があり、塩分値はCOMPACT-CTWのデータと一致していたことから、新モデルCOMPACT-CTWは長時間の観測に耐え、充分にその目的を達成していると考えられます。

センサー 回収後の機器(従来のCT) 回収後の機器(NEW CTW)
ワイパー式メモリー水温塩分計COMPACT-CTW センサー ワイパー式メモリー水温塩分計COMPACT-CTW 回収後の機器 ワイパー式メモリー水温塩分計COMPACT-CTW 回収後の機器

コンパクト-CTとワイパーCTの塩分比較コンパクト-CTとワイパーCTの水分比較

測定モードと観測時間

ワイパー式メモリー水温塩分計 COMPACT-CTW 観測モードと観測時間

測定インターバル2秒時

バースト時間 サンプル個数
1 10 20 30
1分 5.6日 4.6日    
11.0Ah 11.0AH    
10分 56.9日 46.6日 38.8日 33.3日
11.1Ah 11.1Ah 11.1Ah 11.1Ah
20分 113.8日 93.3日 77.7日 66.6日
11.1Ah 11.1Ah 11.1Ah 11.1Ah
30分 170.7日 140.0日 116.6日 100.0日
11.1Ah 11.2Ah 11.1Ah 11.2Ah
60分 341.4日 280.0日 233.3日 200.0日
11.1Ah 11.2Ah 11.1Ah 11.2Ah

※上段:観測可能時間  下段:電池消費量

仕様

測定項目 水温 電気伝導度
センサータイプ サーミスタ 管内7電極式
測定範囲 −5〜+45℃ 0〜60mS/cm
分解能 0.001℃ 0.003mS/cm
精度 ±0.05℃ ±0.05mS/cm
メモリータイプ 2Mバイトフラッシュメモリー
メモリー容量 178,439データ
A/D変換 16ビットデジタル変換
測定インターバル 2、5、10、15、20、30(秒)
バースト時間 1分〜255分
サンプル個数 1、10、15、20、30、60、120、180、240、300、600、1,200
電源/容量 リチウム電池(14Ah)
消費電流 測定時60mA
ワイパー動作時(送出し)170mA〜220mA   (引戻し)50mA〜100mA
材質 チタニウム
寸法 φ60×431mm
重量 空中重量1.8kg 水中重量0.8kg
耐圧性能 100m水深相当

寸法図

ワイパー式メモリー水温塩分計COMPACT-CTW 寸法図

構成品

標準構成品 本体(六角ボルト3個 専用リチウム電池)、データ処理ソフト(CD-R)、通信ケーブル、USBシリアルケーブル(ドライバCD付き)、プラスドライバー、六角レンチ、結露防止スプレー、シリコングリス、予備Oリング、予備六角ねじ、収納ケース、取扱説明書

※ ソフト対応OS:WindowsXPまで(モバイルPCは対応しておりません。)

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