ワイパー式メモリー水温･塩分計 COMPACT-CTWのレンタル

ワイパー式メモリー水温･塩分計COMPACT-CTWのレンタル 特長

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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

※上段：観測可能時間　　下段：電池消費量

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。