JP4402107B2 - 超音波式汚泥濃度測定装置 - Google Patents

Description

この発明は、汚泥中の汚泥濃度を測定する超音波式汚泥濃度測定装置に関するものである。

従来より、汚泥（以降、汚泥とは、有機物、無機物、微生物等の固体の懸濁物質と液体の水分との混合物のことをいう）中の懸濁物質の含有割合である汚泥濃度を計測する汚泥濃度計には、種々の測定方式のものが既に存在し、実用化されている。そして、リアルタイムに排水中の汚泥濃度を測定する測定方式には、光方式、超音波方式、マイクロ波方式等がある。光方式は、測定装置の照射部から対象汚泥中に可視光、赤外線光、レーザー光等の光を照射し、照射部と対向して配置された受光部で光量を測定してその光の減衰量から汚泥濃度を測定する方式である。

超音波方式は、測定装置の送信部から対象汚泥中に超音波を送信し、送信部と対向して配置された受信部で超音波を受信してその超音波の減衰量から汚泥濃度を測定する方式である。マイクロ波方式は、測定装置の送信部から対象汚泥中にマイクロ波を送信し、送信部と対向して配置された受信部でマイクロ波を受信する。マイクロ波は、清水中で送受信したときよりも、浮遊物質を多く含む汚泥中で送受信したときの方が、波の位相差は大きくなる特性を有している。マイクロ波方式は、この特性を利用して、位相差の大きさから汚泥濃度を測定する方式である。光方式は、測定対象の汚泥の色度の影響を受けやすい欠点がある。光は、水を透過する際、その水の色度が高い程、多く吸収され、減衰してしまう特性があるため、サンプリングして分析すると同じ汚泥濃度である汚泥であっても、色度の高い汚泥の方が色度の低いそれよりも高い汚泥濃度で測定されてしまう。よって、時間毎あるいは日毎で色度変化の大きい汚泥を測定対象とする場合には、光方式の汚泥濃度測定装置は不向きであった。

マイクロ波方式は、測定対象の汚泥の色度や気泡の影響を受けにくい利点がある反面、導電率の影響を受けやすく、測定誤差が発生してしまう欠点があった。また、マイクロ波方式の汚泥濃度測定装置は、他の方式のものよりも高価であるという問題もあった。
また、超音波方式は、測定対象の汚泥の色度の影響を受けにくく、しかもマイクロ波方式のものよりも安価であるという大きな利点がある反面、その汚泥中に気泡が多く含まれていると、その影響を受け、測定値が実際よりも大きな値を示したり、最悪、測定不能に陥る欠点があった。これは、超音波が、汚泥中の気泡に衝突するとそこで超音波が拡散してしまい、減衰してしまったり、受信部まで超音波が伝播しなかったりすることに起因している。

そこで、本願発明の出願人は、超音波方式の汚泥濃度測定装置の欠点である汚泥中の気泡による汚泥濃度測定への影響の問題を解決すべく、特許文献１記載の汚泥濃度測定装置を発明した。

この特許文献１記載の汚泥濃度測定装置は、被計測汚泥が流れる汚泥本管（本管部）から分岐して連通する濃度センサ（超音波送受信器）を備えた汚泥濃度測定室（測定室）が設けられ、汚泥本管（本管部）と汚泥濃度測定室（測定室）とを仕切る開閉弁（制御弁）を有しており、さらに汚泥濃度測定室（測定室）には、ダイヤフラム（弾性部材）と加圧室が設けられている。そして、汚泥の汚泥濃度を測定する際は、以下のプロセスで行われる。

（１）汚泥本管から汚泥を汚泥濃度測定室に汚泥本管の流れで自然に、あるいは開閉弁を閉じるときの弁体の回転駆動によって強制的に導入する。
（２）開閉弁を閉じて、汚泥濃度測定室を汚泥本管から遮断し、汚泥を密閉状態にする。
（３）エアコンプレッサー等で加圧室に加圧空気を供給して加圧室を加圧する。
（４）加圧室が加圧されることより、ダイヤフラムが汚泥濃度測定室側へ押し込まれ、これによって汚泥濃度測定室内の汚泥を加圧する。
（５）加圧することにより、汚泥中に存在する気泡をその汚泥の水分中に溶存させて、消泡する。
（６）濃度センサによって、汚泥の汚泥濃度を計測する。

特許文献１記載の汚泥濃度測定装置では、汚泥を加圧して気泡を水分中に溶けこませ、気泡を消滅させることにより、気泡による影響を受けずに超音波による汚泥濃度を測定することができ、それなりの効果を得ることができていた。

実公平５−３９４９１公報

特許文献１に記載の汚泥濃度測定装置は、加圧空気によって加圧室を加圧してダイヤフラム（以下、「弾性部材」という）を押圧する構成となっている。加圧室の体積を大きくすると、加圧時に加圧空気を多く送らなければならなくなるので、加圧室の体積をできるだけ小さくしている。このため、弾性部材の加圧室側表面と加圧室の内壁とが接近している部分が多くなっている。また、弾性部材が破損すると、汚泥濃度測定室（以下、「測定室」という）内および汚泥本管（以下、「本管部」という）内の汚泥が加圧室に流出してきてしまい、最悪、加圧空気を供給する空気供給管を経て、コンプレッサー等の空気圧縮機の内部に汚泥が入り込み、故障させてしまう。この対策として、加圧室に汚泥が流入したことを感知するリークディテクター（以下、「漏洩検知器」という）が配設されている。

ここで、汚泥濃度測定装置が設置されている汚泥配管内が所定圧力以上の正圧状態になった場合、汚泥によって弾性部材が加圧室側に押し出され、弾性部材が膨らんでしまう。この場合、弾性部材の加圧室側表面が加圧室の内壁に擦れたり、加圧室の鋭角部分や漏洩検知器に接触したりすることで、弾性部材の強度が低下し、これが繰り返されると、通常、弾性部材の素材から想定されている耐用年数よりも短期間で弾性部材が破損してしまうという問題があった。

一方、測定対象の汚泥が、濃縮槽で濃度が濃縮された濃縮汚泥や、消化槽から消化汚泥、脱水機で脱水する前の脱水機供給汚泥である場合、汚泥中に嫌気性反応に起因するメタン等のガスが発生しており、それが気泡の形で存在していることが多い。また、好気性処理時等に混入された空気がそのまま気泡の形で存在していることもある。そして、ガスの発生量が多い場合や、空気が多く残っている場合には、その汚泥が流れる汚泥配管やその流路に設置されている汚泥濃度測定装置の本管部内でその気泡同士が結合して大型化し、浮力で上方に浮上分離してしまい、本管部の断面上方側にガス溜まりとして滞留してしまう。

このような汚泥を、特許文献１に記載の汚泥濃度測定装置で汚泥濃度を測定する場合、汚泥とともにガス溜まりも測定室に流入してしまうことがある。このとき、汚泥を加圧して気泡を消滅させるプロセスを実行すると、汚泥が圧縮性の非常に低い流体であるのに対し、ガス溜まりは、圧縮性の高い流体であるため、弾性部材によって汚泥を加圧しても、ガス溜まりの方が優先的に圧縮されてしまい、汚泥中の気泡が水分中に溶存せず、またガス溜まりも汚泥の水分中に溶存せず、その次のプロセスで汚泥濃度が正確に測定されない、あるいは測定不能になることがあり、問題となっていた。

さらに、汚泥濃度測定室中のガス溜まりの容量が多い場合、通常、弾性部材は、加圧室側に凸面を有する形状であるが、その凸面が測定室側に押し込まれてしまい、測定室側に凸面を有する形状に変形してしまう、いわゆる反転現象が発生してしまい、汚泥濃度が正確に測定されないばかりか、開閉弁が開いた際に弾性部材の凸面と接触して、弾性部材を損傷してしまったり、流路を塞いでしまったりすることがあり、問題となっていた。

また、汚泥配管の移送ポンプ吸引側に汚泥濃度測定装置が設置されている等、汚泥配管内が負圧状態になりやすい環境の場合、弾性部材が測定室側に吸引されてしまい、弾性部材の反転現象が発生してしまうことがあり、問題となっていた。

さらに、特許文献１に記載の汚泥濃度測定装置では、前記の通り、汚泥漏れ対策として、加圧室内に漏洩検知器が配設されている。この漏洩検知器は、汚泥濃度測定装置の必要設置スペースを小さくすることを考慮し、弾性部材に対して平行な方向に配設されている。よって、漏洩検知器の配線を接続する端子が加圧室の横側に突出しており、さらに、その端子を保護するためのカバーが取付けられている。加圧室を形成する外箱は、測定室に取付けられる端部がフランジ形状となっており、ボルトで測定室の外壁に取付けられている。

この汚泥濃度測定装置を工場で組み立てる時においては、先に外箱（以下、「外覆部材」という）を測定室に取付け、その後、漏洩検知器を外覆部材に取付け、配線を端子に接続し、最後に端子収納箱を取付けるようになっている。しかし、測定室内の清掃等のメンテナンスを行う場合、漏洩検知器自体の交換等のメンテナンスをしない限りは、通常取り外さない。よって、メンテナンス作業時に、漏洩検知器や端子収納箱が外覆部材に取付けられた状態で外覆部材を測定室から取り外すためにボルトをスパナ等で回そうすると、外覆部材から突出している漏洩検知器や端子収納箱が邪魔になり、メンテナンス等における作業性が非常に悪く、作業時間が掛かってしまうという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、汚泥配管内が正圧状態となった場合、弾性部材が加圧室側に押し出されて、漏洩検知器や加圧室内壁に弾性部材が接触することに起因する弾性部材の強度低下や破損を防止でき、弾性部材の耐用年数の大幅な向上が図れる超音波式汚泥濃度測定装置を提供することを目的とする。
この発明は、汚泥配管から本管部を経て測定室に汚泥とともにガス溜まりが流入してくることに起因して、弾性部材で測定室内を加圧しても汚泥中の気泡が溶存しない現象が発生することを防止でき、また、弾性部材の凸面が測定室側に反転してしまう反転現象を防止できる超音波式汚泥濃度測定装置を提供することを目的とする。
この発明は、汚泥配管内が負圧状態になりやすい環境の場合、弾性部材が測定室側に吸引されてしまい、弾性部材の反転現象が発生することを防止できる超音波式汚泥濃度測定装置を提供することを目的とする。
この発明は、測定室内の清掃等のメンテナンスを行うときの外覆部材を測定室から取り外す際、外覆部材から突出している漏洩検知器や端子収納箱が邪魔になり、作業時間が掛かってしまうということを防止することができる超音波式汚泥濃度測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の超音波式汚泥濃度測定装置は、
汚泥が流通する本管部に連通口を設け、
該連通口に制御弁を介して測定室を配設し、
前記制御弁を閉弁して前記測定室内の汚泥を加圧手段で加圧し、
前記測定室に設けられた超音波送受信器によって汚泥に対して超音波を送受信して減衰量を測定し、該減衰量から汚泥濃度を算出する超音波式汚泥濃度測定装置において、
前記測定室に設けられた開口を覆う弾性部材と、
該弾性部材の外側を覆い、加圧室を形成する外覆部材と、
前記加圧室側の弾性部材を覆う保護カバーと
を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２の超音波式汚泥濃度測定装置は、前記保護カバーは空気流通孔を有することを特徴とする。
また、本管部および／または測定室の上部に設けられた気体排出口および排出制御弁とを備えてもよい。
本発明の請求項３の超音波式汚泥濃度測定装置は、前記加圧手段は、空気供給源からの圧縮空気を加圧室へ供給する空気制御弁が設けられた空気供給管を有することを特徴とする。
本発明の請求項４の超音波式汚泥濃度測定装置は、前記外覆部材を分割可能としたことを特徴とする。

この発明に係る超音波式汚泥濃度測定装置は、弾性部材の加圧室側表面を保護する保護カバーを設けたことにより、汚泥配管内が所定圧力以上の正圧状態になり、汚泥によって弾性部材が加圧室側に押し出された場合においても、保護カバーが弾性部材を支持することによって、弾性部材が加圧室側へ更に膨張することが抑制されることとなり、弾性部材の加圧室側表面が加圧室の内壁に擦れたり、加圧室内壁の鋭角部分や漏洩検知器の検知電極に接触して、弾性部材の強度が大幅に低下することを防止できる効果がある。また、強度が低下してしまうことによって、通常使用による弾性疲労等から想定される耐用年数よりも短期間で弾性部材が破損してしまうことを防止できる効果がある。

この発明の請求項２に係る超音波式汚泥濃度測定装置は、保護カバーに空気流通孔を設けたことにより、加圧室内の圧縮空気が保護カバーの空気流通孔を通過して弾性部材を押圧することが可能となるため、外覆部材の内壁面に空気が通過するための切欠部を設ける必要がない。外覆部材を鋳鉄等の鋳物で製作する場合においては、切欠部の加工精度が低く、また保護カバーと外覆部材の切欠部と弾性部材とが互いに接近していることから、取付状況によっては、切欠部が塞がれてしまったりして空気を流通させる機能が発揮されず、弾性部材に圧縮空気の圧力が伝わらないことがあった。保護カバーに空気流通孔を設けることにより、外覆部材等によって空気流通孔が閉塞することがないので、圧縮空気が確実に弾性部材に伝わるという効果がある。

また、本管部や測定室の上部に気体排出口と気体の排出を制御する排出制御弁を設けると、本管部や測定室内にガス溜まりができた場合においても、適宜外部に排出することができる。これにより、ガス溜まりに起因して発生する測定室内を加圧しても汚泥中の気泡が溶存されない現象を防止することができる効果がある。またガス溜まりを外部に排出することが可能であることから、これに起因する弾性部材の反転現象を防止することができる。よって,反転現象によって生じる弾性部材の損傷や、流路を塞いでしまう弊害を防止できる効果がある。

この発明の請求項３に係る超音波式汚泥濃度測定装置は、加圧室へ圧縮空気を供給する空気供給管に空気制御弁を設けたことにより、以下の効果がある。すなわち、例えば汚泥配管の移送ポンプ吸引側のような汚泥配管内が負圧状態になりやすい環境にこの発明の超音波式汚泥濃度測定装置を設置する場合においても、加圧室への圧縮空気供給時、および加圧室からの圧縮空気排出時以外は空気制御弁を閉弁することで加圧室内からの空気の流入出を防止することができる。そして、空気制御弁が閉弁時は、測定室内が負圧状態となっても加圧室内に空気が流入することがないので、弾性部材が測定室側に引っ張られて反転することがない、つまり弾性部材の反転現象を防止することができる効果がある。

この発明の請求項４に係る超音波式汚泥濃度測定装置は、外覆部材の加圧部と電極収納部とを分割可能に構成し、加圧部と電極収納部とをハウジング、コネクタ、クリップ等によって、回動自在あるいは着脱自在としたことにより、以下の効果がある。すなわち、測定室内の清掃等のメンテナンスを行う際に外覆部材を測定室から取り外すために固定ボルトをスパナ等で廻すときに、外覆部材から電極収納部や端子収納箱が突出していても、電極収納部を加圧部から取り外したり、電極収納部を回転させたりして、スパナ等を使用する作業スペースを確保できるので、外覆部材の取り外し作業がしやすくなり、作業時間の短縮が図れる効果がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における超音波式汚泥濃度測定装置の正面図であり、図２は、図１の超音波式汚泥濃度測定装置のＡ−Ａ線断面図である。この実施の形態１における超音波汚泥濃度測定装置１は、本管部２と、制御弁３と、測定室４と、超音波送受信器５と、加圧室６と、保護カバー７と、制御器８で主に構成されている。

本管部２は、汚泥を搬送する汚泥配管の間に配設され、上流の汚泥配管から導入して、測定室４内で汚泥の濃度を測定し、濃度測定後に測定室４から汚泥を排出して下流の汚泥配管に送り出すものである。制御弁３は後述する弁体２８を回動させて本管部２と測定室４との流路を開閉するものであり、汚泥の測定室４への導入時と排出時に弁体２８を開いて本管部２と測定室４とを連通させ、汚泥濃度測定時に弁体２８を閉じて本管部２と測定室４とを区画する。超音波送受信器５は測定室４中に導入された汚泥に超音波を伝播させてその減衰量から汚泥濃度を測定するものである。加圧室６は、汚泥濃度測定時に圧縮空気が供給される部屋であり、その圧縮空気が弾性部材２４を測定室４側へ押すことで測定室４内の汚泥が加圧され、汚泥中の気泡をその汚泥中の水分に溶かし込むことができる。保護カバー７は弾性部材２４の加圧室側への膨出を抑制するものであり、制御器８は超音波式汚泥濃度測定装置１を制御するものである。

本管部２の両端には、ボルト穴９ａを複数個有するフランジ９が設けられており、汚泥が流通する図示しない汚泥配管の間にフランジ接続で設置されるようになっている。本管部２の水平方向の周面には、測定室４に通じる連通口１０（図２参照）が設けられており、その連通口１０の本管部２の外周面には、リペアゲート１１、制御弁３の弁箱３ａ、筒状の周壁部材１３が、順番に互いに流路が連通するように、積み重なって配設されている。周壁部材１３の制御弁３の反対側の端部には、ボルト穴を複数有するフランジ部１４が形成されている。そして、通しボルト１５によってフランジ部１４とリペアゲート１１あるいは本管部２とが接続されており、これによって、制御弁３の弁箱３ａは、周壁部材１３とリペアゲート１１とによって挟持されている。本管部２の連通口１０に対向する内周壁であって上流側の汚泥流入口１６ａ側には、突出部１７が設けられている。この突出部１７は、汚泥流入口１６ａから流入する汚泥が突出部１７に当接することで汚泥流出口１６ｂへの汚泥の流れを連通口１０に向かうように促す効果を有している。

リペアゲート１１は、制御弁３が劣化等によって止水機能が低下してしまい、交換する必要が発生し、更に超音波式汚泥濃度測定装置１を設置した汚泥配管内の汚泥の流れを一時的に停止出来ないような場合において、使用する緊急用のゲート弁である。リペアゲート１１は、内側に雌ネジが切ってあるスライドナット１８が溶接等で取付けられた板状の弁体１９と、その弁体１９がスライドして連通口１０を塞ぐことが可能なように溝が切ってある弁箱２０と、ボルト２１がスライドナット１８と嵌合してスパナ等で回動させることで弁体１９をスライドさせる操作ハンドル２２とによって、構成されている。なお、この実施の形態１では、操作ハンドル２２を四角柱形状としたが、六角柱形状であってもよいし、その他の多角形柱形状であってもよい。

周壁部材１３のフランジ部１４が形成されている側には、開口２３が設けられている。この開口２３は、測定室４の外側に向かって半球面状に突出する凸面を有する弾性部材２４で覆われている。弾性部材２４は、膨張収縮可能な樹脂製ゴムあるいはプラスチック樹脂等の弾性を有する素材で構成される。この実施の形態１では、弾性部材２４は、繊維を樹脂製ゴムで挟み込んだ素材で構成されている。弾性部材２４の加圧室６側の凸面には、弾性部材２４を保護するための半球面状の保護カバー７が配設されている。保護カバー７のさらに外側にはこれらを覆うように外覆部材２５が配設されている。測定室４は、制御弁３が閉弁されたとき、制御弁３の弁体２８、周壁部材１３、弾性部材２４に囲まれた空間で区画形成される。

外覆部材２５の弾性部材２４との接する側の外周縁部には、ボルト穴を複数有するフランジ部２６が形成されており、そのボルト穴と連通するように、弾性部材２４のフランジ部２４ａにはボルト穴が形成されている。周壁部材１３の外覆部材２５側の端面には、内部に雌ネジが切られたネジ穴が形成されており、ボルト２７がこのネジ穴に締結可能とされている。このボルト２７をフランジ部２６および２４ａを通してネジ穴に締結することによって、外覆部材２５のフランジ部２６、弾性部材２４のフランジ部２４ａ及び周壁部材１３が密着して接続されている。

保護カバー７は金属板からなり、保護カバー７の外周縁部は外覆部材２５の内壁面と接着剤、粘着テープ等で固定されている。これにより、弾性部材２４の凸面が変形しても、保護カバー７の位置はずれないようになっている。これにより、保護カバー７が固定されていない場合で位置が移動してしまったとき、保護カバー７の外周縁部が弾性部材２４に刺さってしまうことで表面を傷つけてしまうことを防止できる。なお、保護カバー７の外周縁部の全周に接着剤等を塗布して外覆部材２５の内面に接着固定してもよいが、加圧室６内をメンテナンスする時に保護カバー７を剥がす必要が生じる場合があることを考慮すると、保護カバー７の外周縁部の内の数点（例えば４点、６点、８点等）に接着剤等を塗布して外覆部材２５の内面に接着固定するようにした方がより好ましい。

また、保護カバー７の外周縁部にボルト穴を有するフランジを設け、そのフランジをフランジ部２６と弾性部材２４のフランジ部２４ａとの間に挟みこみ、ボルト２７を各フランジのボルト穴に挿通して周壁部材２５に取付けることによって、保護カバー７を着脱自在に固定してもよい。ただし、この場合の保護カバーのフランジは、フランジ部２４ａに接する表面が滑らかであると、ボルト２７による締め付け時、フランジ部２４ａが弾性を有するがために保護カバー７のフランジの表面を滑り、ボルト２７を締め付け続けても弾性部材２４の凸面の中心側に向かって伸び続けてしまって十分に固定できず、測定室４の水密状態が不十分になってしまう恐れがある。この場合には、保護カバー７のフランジの表面を粗面加工して、フランジ部２４ａが摩擦で固定されるようにするとよい。

ここで保護カバー７は、高い剛性と耐食性を有する素材の中でも比較的安価なステンレス製であるのが望ましいが、より耐食性が必要であれば、チタン等の素材であってもよいし、耐食性が多少劣っても構わない環境であるなら、鋼等の素材でもよく、さらには、肉厚を厚くはなるが鋼よりも耐食性の高いアルミニウムや銅や銅系合金であってもよい。また、高い剛性を有するエンジニアリングプラスチックでも良い。保護カバー７の半円球の頂点部には空気流通孔３３が開口されている。加圧室６に供給された圧縮空気は、保護カバー７の空気流通孔３３から加圧室６の圧縮空気が流入出することで、弾性部材２４を確実に押圧して、測定室４内の汚泥を加圧するようになっている。

超音波送受信器５は、超音波送受信子５ａと変換器３０で構成されている。筒状の周壁部材１３の水平方向の周面には、互いに対向するように超音波送受信子５ａが配設されている。超音波送受信子５ａと変換器３０とは電気配線で接続されており、汚泥濃度測定時は、変換器３０から一方の超音波送受信子５ａに所定の大きさの電流を流して内部の発振子を作動させて測定室４内に所定強度の超音波を送信し、他方の超音波送受信子５ａで超音波を受信して内部の発振子が受信した超音波の強度に応じた電流値に変換し、変換器３０に電流を流す。そして、変換器３０では超音波送受信子５ａから受け取った電流値から汚泥濃度値を計算する。超音波送受信子５ａが超音波を受信して発生する電流の大きさは、受信した超音波の強度が強いほど大きくなる。つまり、測定室４内の汚泥中の浮遊物質濃度が高く（汚泥濃度が高く）超音波の減衰量が大きいほど受信側の超音波送受信子５ａから発生する電流値は小さくなる。以上の理論に基づき、超音波送受信器５は、超音波の減衰量から測定室４内の汚泥濃度を計測するものである。

なお、超音波送受信子５ａは、１つで超音波を送信する役割と超音波を受信して電流値に変換する役割の２つの役割を実行することができる。２つの超音波送受信子５ａで送信側と受信側の役割を交代して交互に超音波の送受信し合い、測定した各汚泥濃度値の平均値を測定値とすることで測定精度の向上を図ることができる。また、超音波送受信子５ａを１つだけ設置し、対向する位置、つまり、もう１つの超音波送受信子５ａが設置されている位置には、それに代えて反射板を設置して、超音波送受信子５ａで送信した超音波を反射板で反射させて同じ超音波送受信子５ａで受信してもよい。これにより、超音波式汚泥濃度測定装置１の製造コストを低減することができる。ただし、超音波の伝播距離が２倍になるので、変換器３０で制御して超音波送受信子５ａから送信する超音波の強度を上げてやる必要がある。

外覆部材２５は、半球面形状の加圧部３１と筒状の電極収納部３２とで構成されている。電極収納部３２には、筒断面方向に挿入穴が、筒周面方向に圧縮空気が流入する空気流入口３２ａがそれぞれ設けられている。電極収納部３２の側部の挿入穴には、漏洩検知器３４が配設された端子収納箱３５が設置されており、漏洩検知器３４の電極３６が電極収納部３２内の空間に挿入されている。弾性部材２４と外覆部材２５と端子収納箱３５に囲まれた空間で加圧室６が形成されている。加圧部３１と電極収納部３２との境界部には、連通口２９が形成されている。連通口２９は電極収納部３２に入った圧縮空気を加圧部３１内に導入したり、加圧部３１内の圧縮空気を電極収納部３２を介して大気に排気したりするために開口されている。端子収納箱３５は本管部２から側方への突出量を少なくするために本管部２の長手方向に延びるように形成されており、漏洩検知器３４も電極３６が本管部２の長手方向に延びるように配設されている。

電極収納部３２の空気流入口３２ａには、圧縮空気を供給する空気供給管３７が接続されている。空気供給管３７には、加圧室６に供給するための圧縮空気を生成する空気供給源である空気圧縮機３８、圧縮空気を貯留するエアタンク３９、エアタンク３９から圧縮空気を加圧室６へ供給する流路と加圧室６内の空気を外部に排出する流路とを切り替える三方弁である流路切換弁４０が設けられており、加圧室６内の空気圧を調整可能としている。

汚泥を加圧する加圧手段は、空気供給源である空気圧縮機３８と、エアタンク３９と、加圧室６に圧縮空気を供給する空気供給管３７と、空気供給管３７に配設された流路切換弁４０とにより構成されている。なお、この実施の形態１では、空気圧縮機３８とエアタンク３９で空気供給管３７へ圧縮空気を供給しているが、設置場所の施設に圧縮空気供給設備が存在し、圧縮空気を供給する図示しない圧縮空気供給管が配管されている場合には、その圧縮空気供給管から分岐して空気供給管３７に接続して、圧縮空気を供給する空気供給源としてもよい。

周壁部材１３の下方には、測定室４内の汚泥を排出可能なドレン排水口４１が設けられている。ドレン排水口４１には、ドレン弁４２を備えたドレン管４３が接続しており、測定室４内をメンテナンスする際には、制御弁３を閉弁して、ドレン弁４２を開弁することにより、測定室４内の汚泥を外部に排出することができる。また、周壁部材１３の上方には、常時は閉塞蓋４４で塞がれている気体排出口４５が設けられている。汚泥をドレン排水口４１から排出させる際に、閉塞蓋４４を取り外して測定室４内に空気を流入させ、汚泥をスムーズに排出させるために使用してもよい。測定室４内にガス溜まりが発生した際、ガスの排出に使用してもよい。

弁体２８を開閉動作する制御弁３は、弁構造はいわゆるバタフライ弁を使用しているが、駆動方式としてはエアタンク３９からの圧縮空気の供給で動作する空気圧駆動を採用している。制御弁３の駆動部３ｂは、シリンダと、ピストンと、シリンダ内でのピストンの往復動を回転運動に変換する変換部により構成されている。シリンダは、ピストン可動域よりも上方と下方に空気流出入口を備えている。上方の空気流出入口には空気管３９ａが、下方の空気流出入口には空気管３９ｂの一端がそれぞれ接続されており、各空気管３９ａ，３９ｂの他端はエアタンクに接続されている。そして、空気管３９ａには三方弁である流路制御弁４８が配設されており、空気管３９ａの流路を、エアタンク３９から圧縮空気をシリンダの上方の空気流出入口に送る流路と、シリンダの上方の空気を空気流出入口から外部に排出する流路に切り換えることが可能となっている。同様に、各空気管３９ｂには三方弁である流路制御弁４９が配設されており、空気管３９ｂの流路を、エアタンク３９から圧縮空気をシリンダの下方の空気流出入口に送る流路と、シリンダの下方の空気を空気流出入口から外部に排出する流路に切り換えることが可能となっている。

変換部は、例えば、ピストンの可動方向断面に円形穴を開けて雌ネジを切り、その円形穴に雄ネジが切られているシャフトを螺合し、シャフト下端に円形ギアをギアの中心とシャフト芯とを同軸に接続した構成とするとよい。そして、弁体２８の弁棒４７の弁体２８が接続された側とは反対側の端部を別の円形ギアを接続し、シャフト側の円形ギアと螺合させることで、駆動部３ｂ内のピストンの往復動に応じて弁体２８が回転する。シャフト側の円形ギアと弁棒側の円形ギアとのギア比をピストンの可動領域長から換算して、ピストンの１回の移動で弁体２８が１／４回転するように設定することにより、例えば、ピストンの可動域上端までの１回の移動で制御弁３が開き、可動領域下端までの１回の移動で制御弁３が閉じるように構成できる。

ピストンを上方に移動させるには、流路制御弁４８をピストンの上方のシリンダ内の空気を外部に排出する流路に切り換え、流路制御弁４９をエアタンク３９から圧縮空気をピストンの下方のシリンダ内に送る流路に切り換えるとよい。反対にピストンを下方に移動させるには、流路制御弁４８をエアタンク３９から圧縮空気をピストンの上方のシリンダ内に送る流路に切り換え、流路制御弁４９をピストンの下方のシリンダ内の空気を外部に排出する流路に切り換えるとよい。なお、制御弁３の駆動部３ｂの構成については、この構成に限定される訳ではなく、空気管で空気を供給・排出することにより、弁体２９が回転可能であればどのような構成であってもよい。また、制御器８からの制御信号によって、弁体２９が開閉動作可能であればどのような構成であってもよい。例えば、油圧駆動による油圧弁、水圧駆動による水圧弁、電動モーターによる駆動である電動弁、電磁力による駆動である電磁弁であってもよい。この実施の形態１で空気圧駆動を適用した理由は、加圧手段として空気圧縮機３８やエアタンク３９があり、これを利用することが最も効率的であったからである。さらに、弁構造についても、バタフライ弁に限定される訳ではなく、ボール弁、ゲート弁等の弁構造であってもよい。

制御器８は、電気配線で変換器３０、漏洩検知器３４、空気圧縮機３８、制御弁３、各流路切換弁４０，４８，４９とそれぞれ接続されており、それぞれを制御している。なお、制御弁３に接続されている電気配線は、制御弁３内に内蔵されている弁体２８の位置を検知するためのリミットスイッチと接続しており、リミットスイッチで弁体２８の開弁および閉弁を検知することで、エアタンク３９から駆動部３ｂへの圧縮空気の供給を制御している。

漏洩検知器３４は、外覆部材２５の電極収納部３２に配設されている。制御盤８から電圧がかけられている２本の電線が引かれており、そのうちの１本が漏洩検知器３４の電極３６に接続され、もう１本の電線が加圧室６の外覆部材２５に接続されている。そして、弾性部材２４が何等かの理由により破損し、汚泥が加圧室６に流入したとき、導電体である汚泥によって電極３６と外覆部材２５が電気的に導通し、制御盤８の検知回路内に電流が流れて、汚泥が加圧室６に漏洩したことを、制御盤８が検知するようになっている。

上述のように、超音波送受信器５は、汚泥濃度測定時は、変換器３０から一方の超音波送受信子５ａに所定量の電流を流すことで超音波を送信し、他方の超音波送受信子５ａで受信して電流に変換して変換器３０でその電流値から汚泥濃度を計算して汚泥濃度値を得る。しかし、測定対象の汚泥中に気泡が多く存在すると、超音波が大幅に減衰したり、拡散したりして汚泥濃度を正確に計測できなかったり、最悪測定不能に陥る。超音波汚泥濃度測定装置１は、そのような汚泥であっても正確に汚泥濃度を計測できる。この超音波式汚泥濃度測定装置１の汚泥濃度計測は、以下のプロセスで行われる。
（１）制御器８で、流路切換弁４８，４９を制御して制御弁３を開いて本管部２から汚泥を測定室４に導入する。
（２）制御器８で、流路切換弁４８，４９を制御して制御弁３を閉じて測定室４を本管部２から遮断し、測定室４内で汚泥を密閉状態にする。
（３）制御器８で、流路切換弁４０を制御してエアタンク３９から加圧室６に圧縮空気を供給して加圧室６内を加圧する。
（４）加圧室６内が加圧されることより、弾性部材２４が測定室４側へ押し込まれ、これによって測定室４内の汚泥が加圧される。
（５）所定時間、汚泥を加圧することにより、汚泥中に存在する気泡が水分中に溶存し、気泡が消滅する。
（６）制御器８から、変換器３０に汚泥濃度を計測する命令を送信する。変換器３０では、一方の超音波送受信子５ａに所定量の電流を流して超音波を送信し、他方の超音波送受信子５ａで減衰した超音波を受信して電流に変換されて変換器３０がそれを受け取ってその電流値から汚泥濃度の測定値に変換する。
（７）汚泥濃度の測定値は、変換器３０に搭載された図示しない表示パネルから表示する。あるいは、変換器３０から制御器８に測定値を電気信号で送信し、制御器８で電気信号を受信し、制御器８が備える表示パネルで測定値を表示したり、内蔵されたデータロガーに記憶させたり、プリンタで印字する構成としても良い。

上述のように、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１は、汚泥が流通する本管部２の側壁部に連通口１０を設け、この連通口１０に制御弁３を介して測定室４を配設し、制御弁３を閉弁して測定室４内の汚泥を、空気供給源である空気圧縮機３８と、エアタンク３９および空気供給管３７で主として構成される加圧手段で加圧室６内を加圧状態にすることで弾性部材２４を押圧して加圧し、測定室４の側壁部に対向して設けられた一対の超音波送受信子５ａと変換器３０とからなる超音波送受信器５によって汚泥に対して超音波を送受信してその超音波の減衰量から汚泥濃度を算出する超音波式汚泥濃度測定装置１であり、測定室４に設けられた開口２３を覆う弾性部材２４と、該弾性部材２４の外側を覆い、加圧室６を形成する外覆部材２５と、加圧室６側の弾性部材２４を覆う保護カバー７とを備えるものである。

以上のように、実施の形態１における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、汚泥配管内が弾性部材２４が加圧室側に押されて膨張してしまう圧力以上の正圧状態になった場合であっても、弾性部材２４の加圧室側表面が保護カバー７で支えられるので、弾性部材２４の加圧室６側への過度の膨張が抑制される。よって、弾性部材２４の加圧室６側表面が加圧室６の内壁に接触して擦れたり、加圧室６内壁の鋭角部分や漏洩検知器３４の電極３６に接触して、弾性部材２４の強度が低下あるいは破損したり、電極３６が故障したりすることがなく、弾性部材２４の劣化を防止することができる。これによって、従来の超音波式汚泥濃度測定装置で発生していた、弾性部材２４で使用されている素材から想定される耐用年数よりもはるかに短期間で弾性部材２４が破損してしまうという問題を解消できる。

また、保護カバー７は、その球面部の頂点に加圧室６への空気の出入を行う空気流通孔３３を有するので、加圧室６から弾性部材２４へ確実に圧縮空気を流入させることができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である。正面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である図１と同一である。この実施の形態２では、実施の形態１の保護カバー７に空気流通孔３３を設けることに代えて、外覆部材２５の加圧部３１の内壁に切欠部５０を設けて、加圧室６と弾性部材２４との間の圧縮空気の流通路としている点が相違している。実施の形態１では、保護カバー７の外周面は、外覆部材２５の内周面と接着剤等で固定されており、加圧室６内に流入する圧縮空気が流通する隙間がほとんどなく、圧縮空気の圧力が弾性部材２４に伝わりにくい、特に保護カバー７の外周面全周を接着固定した場合は、圧縮空気が弾性部材２４にまで到達できないことから、空気流通孔３３を設けて圧縮空気を通過させて弾性部材２４に到達するようにしている。この実施の形態２では、外覆部材２５の内壁面に曲面に沿った方向（連通口２９側からフランジ部２６側に向かって）に溝状の切欠部５０を１箇所あるいは複数箇所設け、切欠部５０に接着剤等が入らないように保護カバー７を接着固定した構成としている。

これにより、汚泥加圧時においては、加圧室６に入り込んだ圧縮空気が切欠部５０から入り込み、保護カバー７の外周縁部と切欠部５０との間の空間を通過して、弾性部材２４を押圧出来るようになっている。また、汚泥濃度計測を終了し、汚泥を加圧状態から開放するときにおいては、流路切換弁４０が開いて加圧室６の圧縮空気が大気に解放され、弾性部材２４と保護カバー７の間の圧縮空気は、切欠部５０を通って加圧室６の内壁面と保護カバー７の外側に抜け出すようになっている。その他の構成は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるので、その説明を援用して詳細な説明を省略する。

なお、実施の形態２の加圧室６の内壁の開口縁部に切欠部５０を形成して切欠部５０から弾性部材２４と保護カバー７との間に圧縮空気を送り込む構成は、後述する実施の形態３乃至１９の超音波式汚泥濃度測定装置に組み合わせて適用することができる。

以上のように、実施の形態２における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１に示した効果のほかに、加圧室６内のメンテナンス時に保護カバー７を外覆部材２５から剥がす際においては、切欠部５０にこじ開け治具を挿入して引き剥がすことで容易に取り外すことができる効果もある。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３における超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図であり、図５は実施の形態３の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である。この実施の形態３の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１とは、リペアゲート１１を設けていない点と、流路制御弁４８，４９および空気管３９ａ，３９ｂに代えて、流路制御弁４８ｂおよび空気管３９ｃ，３９ｄ，３９ｅを設けた点が相違する。すなわち、実施の形態３の超音波式汚泥濃度測定装置１は、本管部２の側壁部の連通口１０の外部に図１のようなリペアゲート１１が設置されておらず、連通口１０の外側縁部に制御弁３の弁箱３ａが取り付けられている。また、５つの接続口４８１，４８２，４８３，４８４，４８５が配置されている弁箱と磁力によって弁箱内を直動する弁体とからなる直動型電磁弁である流路制御弁４８ｂが設けられている。

流路制御弁４８ｂの接続口４８３は、圧縮空気流入専用の接続口であり空気管３９ｃによってエアタンク３９と接続されている。接続口４８２は、駆動部３ｂのシリンダの下方の空気流出入口と空気管３９ｄによって接続され、接続口４８４は、駆動部３ｂのシリンダの上方の空気流出入口と空気管３９ｅによって接続されている。接続口４８１，４８５は未接続の開放状態となっている。流路制御弁４８ｂは、内部の弁体が電磁石等の磁力とバネ等による付勢力によって、弁箱内で２箇所のうちのいずれかに必ず位置している。弁箱と弁体の隙間の空間によって、弁体の位置に係わらず内部に２つの流路が必ず同時に形成される。弁体位置によって、内部の流路が２つのパターンに切り替わる。

１つ目のパターンでは、接続口４８３および接続口４８２が連通する流路と、接続口４８４および接続口４８５が連通する流路が同時に形成される。これにより、エアタンク３９の圧縮空気が空気管３９ｃ，接続口４８３，接続口４８２，空気管３９ｄを経由して駆動部３ｂのシリンダ下方の空気流出入口に送られる流路が形成され、同時に駆動部３ｂのシリンダ上方の空気流出入口からピストンの上方の空気が空気管３９ｅ，接続口４８４，接続口４８５を経由して外部に排出される流路が形成される。

２つ目のパターンでは、接続口４８３および接続口４８４が連通する流路と、接続口４８２および接続口４８１が連通する流路が同時に形成される。これにより、エアタンク３９の圧縮空気が空気管３９ｃ，接続口４８３，接続口４８４，空気管３９ｅを経由して駆動部３ｂのシリンダ上方の空気流出入口に送られる流路が形成され、同時に駆動部３ｂのシリンダ下方の空気流出入口からピストンの下方の空気が空気管３９ｄ，接続口４８２，接続口４８１を経由して外部に排出される流路が形成される。

以上の構造の流路制御弁４８ｂを適用したことによって、制御弁３は、実施の形態１の場合と同様の動作をすることができる。その他の構成は、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を援用して詳細な説明を省略する。実施の形態３の構成は、実施の形態１および２にも適用でき、また後述する実施の形態４乃至１９にも適用できるものである。

以上のように、この実施の形態３における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、制御弁３の修理や交換を行う必要が生じたときに、作業中にその本管部２が設置されている汚泥配管の流れを停止することができる場合においては、リペアゲート１１を有していなくても問題が生じないので、リペアゲート１１を不要としたことによる製造コストの低減、リペアゲート１１の厚み分の平面上の設置面積の低減を図ることができる効果がある。また、流路制御弁４８ｂを用いたことにより、制御器８は１つの流路制御弁を制御するだけで制御弁３の開閉を制御することができるので、流路制御弁の設置個数を削減すること、制御器８と流路制御弁との間の電気配線の本数を削減すること、制御器８内の回路を削減することができ、製造コストの低減を図ることができる効果がある。

実施の形態４．
図６は、実施の形態４における超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図であり、図７は超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である。この実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４の周壁部材１３の上部に気体排出管５１を立ち上げ、上端を大気開放してガス溜まり排出用の気体排出口５２とし、気体排出管５１にガス溜まりの排出を制御する排出制御弁５３を設けた点と、保護カバー７を設けない点が、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。排出制御弁５３は制御器８によって開閉が制御される。その他の構成は実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるのでその説明を援用して詳細な説明を省略する。

ガス溜まりの排出は、制御器８で排出制御弁５３を開閉制御して行われるが、排出制御弁５３を開閉するタイミングは、例えば、一定時間間隔に所定時間だけ開弁するようにしてもよいし、ガス溜まりに起因して汚泥が十分に加圧できず超音波送受信器による超音波送受信の不良が検出されたときに開弁するようにしてもよい。ガス溜まりに起因する汚泥の加圧不良による汚泥濃度の計測不良が長時間続かないのであれば、どのようなタイミングでもよいが、制御弁３を閉弁しているときに排出制御弁５３を開弁しても、制御弁３の開弁時は、本管部２の汚泥の圧力でガスを排出できるのに比べ、測定室４内にある汚泥の内圧分しかガスの排出に使用できないので、このタイミング以外に排出制御弁５３を開弁するように制御器８で制御することが好ましい。

また、汚泥加圧時に排出制御弁５３を開弁してしまうと、測定室４内のガスだけでなく汚泥まで飛び出してしまうので、このタイミングで排出制御弁５３を開弁しないように制御器８で制御する必要がある。さらに、排出制御弁５３を開弁する時間も測定室４内の汚泥が気体排出口５２から極力飛び出さないように本管部２を設置する環境によって適宜調整する必要がある。また、環境によっては、気体排出管５１の立ち上げ高さを高くして気体排出口５２の高さを高くすることで、汚泥の飛び出しを防止してもよい。

本管部２が接続している汚泥配管がポンプ等によって汚泥を加圧して移送している場合においては、汚泥は常時多少の加圧状態にあるので、一定時間ごとに制御弁３を閉弁して排出制御弁５３をごく短時間開弁することで、汚泥の圧力で測定室４内の滞留ガスを全量とまではいかなくても強制的に気体排出口から排出でき、かつ測定室４内の汚泥が気体排出口５２から飛び出す恐れがない。排出制御弁５３には、電磁弁、電動弁、空気圧弁、油圧弁、水圧弁等が適用可能であり、制御器８によって制御可能な構造であればどのような弁でもよい。また、この実施の形態４においては、気体排出管５１の端部を気体排出口５２として開放としたが、気体排出管５１を延長して、本管部２よりも下流側の汚泥配管に接続して、測定室４内のガスを一部の汚泥とともに汚泥配管に移送してもよく、また、最寄りの汚泥貯留槽や側溝等に移送してもよい。要は、測定室４内のガスをその外に排出できればよい。

この実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１に示した、測定室４の上部外周部に気体排出管５１を取り付け、気体排出管５１の上端部にガスを排出する気体排出口５２を開口し、気体排出管５１の中間部に排出制御弁５３を設け、排出制御弁５３の開閉制御を制御器８で行う構成は、この実施の形態４のみならず、上記実施の形態１から実施の形態３、後述する実施の形態５から実施の形態１９までの超音波式汚泥濃度測定装置にも適用することができる。

以上のように、実施の形態４における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、特に汚泥ガスが発生し易くガス溜まりが生じ易い性状の汚泥が流れる汚泥配管に、この超音波式汚泥濃度測定装置１を設置する場合において、測定室４内の上部に滞留したガス溜まりを排出制御弁５３を開弁することにより、気体排出口５２から外部に排出可能となるので、ガス溜まりに起因する汚泥加圧時気泡の溶存不良による汚泥濃度が正確に測定されない問題や汚泥濃度が測定できない問題を解決できる効果がある。

さらに、測定室４内に滞留するガス溜まりの容量が大きい場合において、圧縮空気を加圧室６に供給したときに、液体に比べて圧縮率の大幅に高い気体であるガス溜まりが収縮して弾性部材２４が測定室４側に押し込まれて変形してしまう、いわゆる反転現象が起こることを防止できる効果もある。

実施の形態５．
図８は実施の形態５にかかる超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図７と同一である。この実施の形態５の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１と異なっており、本管部２の管壁上部に気体排出管５４を立ち上げ、気体排出管５４の上端を大気開放してガス溜まり排出用の気体排出口５５とし、気体排出管５４にガス溜まりの排出を制御する排出制御弁５６を設け、排出制御弁５６を電気配線で制御器８に接続した点が相違する。その他の構成は、実施の形態４と同様であるのでその説明を援用して詳細な説明を省略する。また、排出制御弁５６の構造や開閉制御については、実施の形態４の排出制御弁５３の開閉制御と同様であり、気体排出管５４については、実施の形態４の気体排出管５１と同様である。

実施の形態５の超音波式汚泥濃度測定装置１は、本管部２の管壁上部に気体排出管５４を取り付ける構成であるが、この構成は実施の形態１乃至３あるいは実施の形態６乃至１９のいずれかの超音波式汚泥濃度測定装置１に適用しても良い。また、実施の形態４の気体排出管５１等とこの実施の形態５の気体排出管５３等を併設してもよい。

以上のように、実施の形態５における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態４に示した効果に加え、以下の効果がある。すなわち、本管部２の内径は、この超音波流汚泥濃度測定装置１を設置する汚泥配管を流れる汚泥流量によって選定されるものであるのに対し、測定室４の内径は、経済性の観点から同じ内径とするのが好ましい。この理由としては、本管部２の内径に応じて測定室４の内径を変えてしまうと、２つの超音波送受信子５ａ間の距離が変わるので、その内径毎の変換器３０の調整が必要となってしまうことや、リペアゲート１１，制御弁３，周壁部材１３，弾性部材２４，外覆部材２５等を測定室４の内径毎に用意しなければならなくなり、製造コストの大幅増に繋がってしまうこと等があげられる。

ここで、測定室４の内径が常に同じ内径であり、本管部２の内径の方が大きい場合、測定室４の管軸と本管部２の管軸を同一高さとなるように構成されるので、本管部２の内壁上端は、測定室４の内壁上端よりも高い位置になる。このため、測定室４の内壁上端から気体排出管５１を経て、気体排出口５２からガス溜まりを排出しても、本管部２内に滞留するガス溜まりの内、測定室４の内壁上端の高さ位置から本管部２の内壁上端までに滞留している部分については排出できずに残ってしまう。しかし、この実施の形態５における超音波式汚泥濃度測定装置１では、本管部２の上部に設けられた気体排出口５５からガス溜まりを排出するので、本管部２に滞留したガス溜まりも確実に外部に排出できる。

実施の形態６．
図９は実施の形態６にかかる超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置のＡ−Ａ線断面図である図７と同一である。この実施の形態６の超音波式汚泥濃度測定装置１では、測定室４上部の気体排出管５１に圧力測定器５７を設けた点において、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１とは相違している。すなわち、実施の形態６の超音波式汚泥濃度測定装置１では、気体排出管５１に圧力測定器５７を設け、この圧力測定器５７の検出値を制御器８に送信する構成とされている。

この実施の形態６におけるガス溜まり排出のための排出制御弁５３の制御については、実施の形態４に示した制御とほぼ同様であるが、排出制御弁５３を開弁する前に圧力測定器５７で測定室４内の圧力を測定し、負圧状態である限り排出制御弁５３を開弁しないように制御することが新たに付加されている。その他の構成は実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるので、その説明を用いて詳細な説明を省略する。この実施の形態６の構成は実施の形態１乃至３，実施の形態５あるいは実施の形態７乃至１９のいずれかの超音波式汚泥濃度測定装置１に適用しても良い。

以上のように、この実施の形態６における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態４に示した効果に加え、排出制御弁５３を開弁して測定室４内のガスを排出する制御を実行する前に、圧力測定器５７で測定室４内の圧力を測定し、負圧状態のときは排出制御弁５３を開弁しないように制御するようにしたことにより、何等かの原因によって汚泥配管が負圧状態になったことに起因して、測定室４内も負圧になっているときに排出制御弁５３を開弁してしまい、ガスを排出できないばかりか、逆に外気を測定室４内に吸い込んでしまう現象が発生することを防止できる効果がある。この実施の形態６における超音波式汚泥濃度測定装置１は、設置する汚泥配管内が負圧状態になることがある場合、例えば、移送ポンプの吸引側の汚泥配管に設置する場合等に、特に効果がある。

実施の形態７．
図１０は、実施の形態７の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置のＡ−Ａ線断面図である図７と同一である。図１０の超音波式汚泥濃度測定装置１では、本管部２から立ち上げられた気体排出管５４に圧力測定器５８を設けた点が、実施の形態５（図８参照）の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。その他の構成は実施の形態５の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるので、その説明を用いて詳細な説明を省略する。

この実施の形態７におけるガス溜まり排出のための排出制御弁５６の制御については、実施の形態５に示した制御とほぼ同様であるが、実施の形態６と同様、排出制御弁５６を開弁する前に圧力測定器５８で本管部２内の圧力を測定し、負圧状態である限り排出制御弁５６を開弁しないように制御することが新たに付加されている。この実施の形態７の構成は実施の形態１乃至４、実施の形態６あるいは実施の形態８乃至１９のいずれかの超音波式汚泥濃度測定装置１に適用しても良い。

以上のように、実施の形態７における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態５に示した効果に加え、排出制御弁５６を開弁して本管部２内のガスを排出する制御を実行する前に、圧力測定器５８で本管部２内の圧力を測定し、負圧状態のときは排出制御弁５６を開弁しないように制御するようにしたことにより、何等かの原因によって汚泥配管が負圧状態になったことに起因して、本管部２内も負圧になっているときに排出制御弁５６を開弁してしまい、ガスを排出できないばかりか、逆に外気を本管部２内に吸い込んでしまう現象が発生することを防止できる効果がある。この実施の形態７における超音波式汚泥濃度測定装置１は、設置する汚泥配管内が負圧状態になることがある場合、例えば、移送ポンプの吸引側の汚泥配管に設置する場合等に、特に効果がある。

実施の形態８．
図１１は、実施の形態８における超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図であり、図１２はそのＡ−Ａ線断面図である。この実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１は、エアタンク３９から加圧室６へ圧縮空気を供給する空気供給管３７に流路の開閉を行う空気制御弁５９を新たに設けた点が、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１では、流路切換弁４０と加圧室６との間の空気供給管３７に空気制御弁５９を設け、制御器８が、流路切換弁４０と空気制御弁５９の開閉を制御する構成とされている。

つまり、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１では、エアタンク３９と加圧室６との間の空気供給管３７には、流路切換弁４０のみ配設されているが、流路切換弁４０は、エアタンク３９からの圧縮空気を加圧室６へ供給する流路と、加圧室６内の空気を大気開放にする流路のいずれかしか構成できない。このため、測定室４の汚泥を加圧する行程時以外は、加圧室６内を大気に開放している。しかし、加圧室６が大気に開放されているときに測定室４内が大気圧以下である負圧状態となると、加圧室６側から大気圧との気圧差によって弾性部材２４が測定室４側に押し込まれてしまい、弾性部材２４の反転現象が生じてしまう。

そこで、この実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１の制御器８は、測定室４の汚泥の加圧行程時は、エアタンク３９から圧縮空気を加圧室６へ供給する流路に流路切換弁４０を切り換え、空気制御弁５９を開弁状態にする。そして、汚泥の加圧行程終了後は、加圧室６を大気開放にする流路に流路切換弁４０を切り換え、空気制御弁５９を開弁状態のままとして加圧室６内の圧縮空気を外部に排出させ、加圧室６内が大気圧に戻った後は、流路切換弁４０の流路はそのままとして空気制御弁５９を閉弁状態とし、加圧室６内を概ね大気圧で密閉状態とするように、制御する。

実施の形態８の構成は、実施の形態２乃至７および実施の形態８乃至１９の超音波式汚泥濃度測定装置１に適用することができる。また、この実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１では、汚泥加圧行程時以外は空気制御弁５９が閉弁されており、加圧室６が圧縮性流体ではあるが大気圧の空気で密閉状態となる。測定室４内が小さな正圧状態となった程度では、弾性部材２４が膨張しすぎて外覆部材内壁等に擦れる等の状況にはなりくい。移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、測定室４内が負圧状態となった場合においても、加圧室６内は密閉状態で空気の流入・流出のない状態となるので、弾性部材２４が大気圧との気圧差によって測定室４側に押し込まれて、反転現象が生じることが防止される。

また、前述の通り、弾性部材２４が破損してしまい、加圧室６に汚泥が流入してきた場合において、すぐに汚泥の漏洩を発見して制御弁３を閉弁し、さらにドレン弁４２を開いて測定室４内の汚泥を系外に排出しないと、汚泥は空気供給管３７に流入してきてしまう。汚泥加圧行程時以外では、流路切換弁４０は加圧室６が大気開放になる流路になっているので、汚泥が流路切換弁４０にまで流入してきて、流路切換弁４０の配管未接続の開口から汚泥が系外に流出してしまう。加えて、空気供給管３７は管径が小さいので、汚泥が流入してしまうと管内の洗浄作業は労力を要し、復旧に時間が掛かってしまうという問題があった。しかし、実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、空気供給管３７に空気制御弁５９を設けたことによって、漏洩検知器３４が汚泥の漏洩を検知したときに空気制御弁５９を閉弁すると、加圧室６および空気制御弁５９の手前までの管内は空気で密閉状態にできるので、汚泥の空気供給管３７への流入を防止できるという効果がある。

実施の形態９．
図１３は、実施の形態９における超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図であり、図１４はそのＡ−Ａ線断面図である。また、図１５は、外覆部材２５部分のＡ−Ａ線断面図であり、図１６は、同じく外覆部材２５部分のＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。この実施の形態９から後述する実施の形態１１までの超音波式汚泥濃度測定装置１は、外覆部材２５が分割可能とされた実施の形態を示す。実施の形態９の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１における外覆部材２５が加圧部６６と電極収納部６３とで分割して形成され、加圧部６６と電極収納部６３が、ハウジング継ぎ手６０で接続されている点が相違する。

実施の形態９の電極収納部６３は、ハウジング継ぎ手６０の上下２つのハウジング６０ａ，６０ｂを接合している締結用のボルト６５ａおよびナット６５ｂを緩めることで、加圧部６６から取り外し可能とされている。電極収納部６３は、加圧部６６との接続軸を中心に回動可能である。半球状の加圧部６６の電極収納部６３側の部位には、フランジ部６８ａを備えた加圧室側接続口６８が形成されている。

加圧室側接続口６８の内部には筒状の連通口６７が形成されている。電極収納部６３の加圧部６６側の部位にはフランジ部６９ａを備えた収納部側接続口６９が形成されている。収納部側接続口６９の内部には連通口７０が形成されている。加圧室側接続口６８と収納部側接続口６９のフランジ部６８ａ，６９ａは同形同大の円形とされ、加圧室側接続口６８の端面に外側となる嵌合筒部７１が突出して形成され、収納部側接続口６９の端面に内側となる嵌合筒部７２が形成されている。嵌合筒部７１の内側に嵌合筒部７２が嵌合し、嵌合筒部７１の外周にＯリング等からなるシール材７３が嵌め込まれており、シール材７３はフランジ部６８ａ，６８ｂで挟み込まれており、ハウジング６０ａ，６０ｂでフランジ部６８ａと６８ｂとを抑えつけることで、水密状態を保ちつつ、電極収納部６３を接続軸を中心に回動自在にしている。

ハウジング継ぎ手６０の各々のハウジング６０ａ，６０ｂは、半円形状部の両端にフランジ部６４を形成した形状を有するものであり、一対のハウジング６０ａ，６０ｂで加圧室側接続口６８と収納部側接続口６９のフランジ部６８ａ，６９ａの周りを覆うように形成されている。一対のハウジング６０ａ，６０ｂのフランジ部６４同士は互いに重ね合わされて、ボルト６５ａおよびナット６５ｂで締結される。

空気流入口６３ａは、電極収納部６３に開口６３０を設け、開口６３０の外側の外周にその外側に雄ネジが設けられた筒部６３１が形成され、筒部６３１の内側に筒状のシール材６３ｂを挿入し、電極収納部６３の開口６３０と連通する開口６３０ｃを備えた内側に雌ねじが設けられた蓋６３ｃを筒部６３１の雄ねじと螺合させ、蓋６３ｃの内側に設けられた凸部６３１ｃでシール材６３ｂを電極収納部６３側に押圧した構成となっている。そして、空気供給管３７を蓋６３ｃの開口６３０ｃから挿入して、シール材６３ｂの筒内に押し込むことで、圧縮空気を供給する空気供給管３７の端部開口と電極収納部６３の開口６３０とを気密状態に接続することができる。なお、空気供給管３７をシール材６３ｂの筒内に押し込む際にきつ過ぎる場合には、蓋６３ｃを緩める方向に回転させてシール材６３ｂへの押圧を緩めることで空気供給管３７を押し込み易くなる。逆に緩すぎて気密状態が保てない場合には、蓋６３ｃを締め付ける方向に回転させてシール材６３ｂへの押圧を強めることで、空気供給管３７と電極収納部６３との間の気密状態を確保することができる。

なお、この実施の形態９における空気流入口６３ａの構成については、他の全ての実施の形態における空気流入口３２ａでも同様の構成を適用している。しかし、空気流入口３２ａ，６３ａについては、この構成に限定されず、空気供給管３７と電極収納部３２，６３の開口６３０とが気密状態で接続可能であれば、どのような構成であってもよい。また、この実施の形態９で使用したハウジング継ぎ手６０に代えて、一対のハウジングの一端側のフランジ部６４同士を蝶番構造とし、他端側のフランジ部６４同士のみ、締結ボルト６５ａ，ナット６５ｂで締結するようにしたハウジング継ぎ手を適用してもよい。その他の構成は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と同様な構成とされているので、実施の形態１の説明を用いて詳細な説明を省略する。

実施の形態９の超音波式汚泥濃度測定装置１のように、外覆部材２５を加圧部６６と電極収納部６３で分割構成とし、両者をハウジング継ぎ手６０で結合させる構成は、実施の形態１乃至実施の形態８あるいは実施の形態１２乃至実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用することができる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、実施の形態９における超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、外覆部材２５が加圧部６６と電極収納部６３とに分割され、両者がハウジング継ぎ手６０によって接続される構成とされているので、測定室４内の清掃や弾性部材２４の交換等のメンテナンスを行うために、通しボルト２７をスパナ等の工具で緩めて外覆部材２５を測定室４の周壁部材１３から取り外す作業を行う際、突出している電極収納部６３によって作業がしにくいときには、電極収納部６３を加圧部６６から取り外したり、あるいは電極収納部６３を図１３において接続軸を中心に右周りあるいは左周りに回転させたりすることで、作業を行うことが容易になり、作業効率を向上できる効果がある。

また、電極収納部６３を加圧部６６との接続軸を中心に回動自在な構成としたことにより、超音波式汚泥濃度測定装置１を設置する周りの環境に応じて、現場で簡単に電極収納部６３が突出する方向を変えることができるという効果もある。

実施の形態１０．
この実施の形態１０の超音波式汚泥濃度測定装置１においても、実施の形態９の場合と同様に外覆部材２５を分割形成しており、正面図は、図１３の正面図と概ね同じ構成であり、Ａ−Ａ線断面図も、図１４のＡ−Ａ線断面図と概ね同じ構成となっている。ただし、図１７および図１８に示す通り、外覆部材２５の構成については、実施の形態９の外覆部材２５とは大きく異なっている。図１７、図１８は実施の形態１０の超音波式汚泥濃度測定装置１における外覆部材２５のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。この実施の形態１０では、外覆部材２５を加圧部６６と電極収納部６３に分割形成している点や加圧部６６および電極収納部６３の構造に関する点については実施の形態９と同様であるが、その両者をクリップ７４で挟み込んで接続している点が実施の形態９と相違する。

図１９にクリップ７４の斜視図を示す。クリップ７４は、全体が金属で形成されており、断面コの字に折り曲げ加工された突出部７４ａの前方側のコの字断面の両端に半円形の半割リング７４ｂ，７４ｃをそれぞれ配置し、突出部７４ａの前方側に半割リング７４ｂ，７４ｃで１組のリング形状を形成し、同様に突出部７４ａの後方側にも２つの半割リング７４ｂ，７４ｃでリング形状を形成し、突出部の前方側と後方側のコの字断面の左側に配置された半割リング７４ｂの上端同士を連結部材７４ｄで連結し、同様に半割リング７４ｃの上端同士を連結部材７４ｅで連結した構成となっており、連結部材７４ｄと連結部材７４ｅとは上方に向かって開いた形状に加工され、半割リング７４ｂ同士の間に開口部７７が形成され、同様に半割リング７４ｃ同士の間にも開口部７７が形成された構成となっている。以上の説明では、クリップ７４の構造を説明する便宜上、突出部７４ａ，半割リング７４ｂ，７４ｃ，連結部材７４ｄ，７４ｅを別々の部材であるかのように表現した。もちろん、別々の部材を溶接等で接続してクリップ７４を構成してもよいが、１枚の金属板をくり抜き加工、折り曲げ加工および曲げ加工をすることで一体に形成したほうが耐久性も高く、製造コストも安価で済むので好ましい。

また、クリップ７４の材質としては、素材自体にある程度以上の弾性を有し、かつ耐食性の高いものが望ましい。耐食性の面では、チタン等の非常に高い耐食性を有する素材もあるが非常に高価である。コスト面も合わせて考慮するとステンレスが最適である。また、弾性を長期間確保できるのであれば、容易に一体成型ができるプラスチックでも適用可能である。このようなクリップ７４の構成としたことにより、連結部材７４ｄ，７４ｅを離す方向に押し広げることができ、そこから、挟む目的物を挿入することができる。また、クリップの下端がコの字断面の突出部７４ａで形成されていること、クリップ７４自体が弾性を有する金属で形成されていることによって、一度、連結部材７４ｄ，７４ｅを離す方向に押し広げても、連結部材７４ｄ，７４ｅ同士が閉じる方向に付勢力が働くようになっている。

実施の形態１０では、実施の形態９に示したハウジング継ぎ手６０の代わりにクリップ７４を用いて電極収納部６３と加圧部６６とを接続するが、接続作業は以下の手順で行われる。
（１）実施の形態９の場合と同様に、加圧室側接続口６８と収納部側接続口６９とを接続する。
（２）このとき、フランジ部６８ａ、シール材７３、フランジ部６９ａによって三層のフランジが形成される。
（３）クリップ７４の連結部材７４ｄ，７４ｅ同士を押し広げてクリップ７４のリング内に挿入し、前記の三層のフランジを両側の開口部７７に嵌め込む。
（４）連結部材７４ｄ，７４ｅを押し広げるのを止めると、クリップ７４自体の付勢力によって、連結部材７４ｄ，７４ｅが再度接近し、半割リング７４ｂ，７４ｃが三層のフランジを挟み込み、電極収納部６３と加圧部６６が気密状態で接続される。

これによって、加圧部６６と電極収納部６３とが接続され、結合状態を維持する。その他の構成は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と同様な構成であるのでその説明を援用し、詳細な説明を省略する。加圧部６６と電極収納部６３とが接続された後は、リング部分７４ａの両端部７４ｄ，７４ｅ同士を更に図示しないボルトナットで締結して、さらに結合を強化しても良い。

この実施の形態１０における超音波式汚泥濃度測定装置１における、外覆部材２５を加圧部６６と電極収納部６３で分割構成とし、両者をクリップ７４で結合させる構成は、実施の形態１乃至実施の形態８あるいは実施の形態１２乃至実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用することができる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、この実施の形態１０の超音波式汚泥濃度測定装置によれば、加圧部６６と電極収納部６３とを分離するときは、クリップ７４の両端部７４ｄ，７４ｅを広げて引っ張ることでクリップ７４を取り外すことができ、電極収納部６３は、加圧部６６から簡単に取り外すことが可能である。また、その他の実施の形態９に示した様々な効果も同様に得ることができる。

実施の形態１１．
この実施の形態１１の超音波式汚泥濃度測定装置１においても、実施の形態９の場合と同様に外覆部材を分割形成しており、正面図は、図１３の正面図と概ね同じ構成であり、Ａ−Ａ線断面図も、図１４のＡ−Ａ線断面図と概ね同じ構成となっている。ただし、図２０および図２１に示す通り、外覆部材２５の構成については、実施の形態９の外覆部材とは大きく異なっている。図２０および図２１は実施の形態１１の超音波式汚泥濃度測定装置１における外覆部材２５のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。この実施の形態１１では、実施の形態９，１０のものと同様に、外覆部材２５を加圧部７８と電極収納部７９によって分割形成した構成とされているが、その両者をコネクタ８０で固定している点において、実施の形態９，１０のものと相違する。

この実施の形態１１では、電極収納部７９の接続口８７は加圧部７８側の接続口８５の外側に装着される。コネクタ８０は電極収納部７９側の筒状の接続口８７に設けられている。加圧部７８の接続口８５はコネクタ８０が挿入される側であり、加圧部７８の接続口８５の外周には係止ボール８２を保持する係合溝８３が設けられている。係止ボール８２は接続口８５と接続口８７との境界部分に挿入されて両者の接続状態をロックするためのボールである。係止ボール８２は、電極収納部７９の接続口８７の周りに数カ所（例えば４カ所）開口されたボール保持孔８２ａに配設されている。ボール保持孔８２ａは接続口８７の肉厚壁を貫通しており、底部側の口径が係止ボール８２の直径よりも小さくスリーブ８１側の口径が大きいすり鉢状の形状を有する貫通孔とされている。そして、スリーブ８１の内壁面であって係合溝８３の対向する部位に形成された突起部８１ａが、係止ボール８２を係合溝８３の底部に押し込むことによって、接続口８５，８７同士の接続状態のロック（固定）がなされる。スリーブ８１の突起部８１ａは、スリーブ８１がバネ８４に押されて係止リング８６に接触しているときに、係合溝８３の対向する位置に位置する。接続口８５，８７は、係止ボール８２がボール保持孔８２ａと係止溝８３の中に存在することによって、互いに滑り抜けることが防止されてロック状態になる。接続口８５，８７が接続状態にあるとき、接続口８５，８７同士の軸方向への変位はロックされているが、係合ボール８２がリング状の係合溝８３の中を移動可能とされているので、接続口８５，８７同士は接続軸周り方向には相対的に回動可能に接続されている。

電極収納部７９側の接続口８７の先端部外周には係止リング８６が取り付けられている。係止リング８６は、円形リングの一部を切り離した金属板からなり、後述のバネ８４の付勢力でスリーブ８１が接続口８７から外れないように、スリーブ８１の突起部８１ａを押さえている。接続口８７の内側には段部が形成され、この段部にＯリングからなるシール材８８が配設されている。シール材８８は、接続口８５，８７同士が接続状態にあるときには、接続口８５の端部は、シール材８８に密着しており、これにより、接続口８５と接続口８７とは気密状態となり、かつ接続口８５の連通口８９と接続口８７の連通口９０とは連通状態となる。広がる方向に付勢力を有するコイルスプリングからなるバネ８４の一端部は接続口８７の角部９１上に支持されており、バネ８４の他端部はコネクタ８０の突起部８１ａの側面に当たって接触している。

スリーブ８１はバネ８４によって加圧部７８側に弾性付勢されている。バネ８４を圧縮させるように、スリーブ８１を電極収納部７９側に移動させると、突起部８１ａが係止ボール８２を押すことをやめて、係止ボール８２が係合溝８３から離脱可能となり、接続口８５，８７を分離できる。すなわち、電極収納部７９を加圧部７８から取り外す際は、スリーブ８１をバネ８４の付勢力に反して電極収納部７９側に引っ張ることにより、突起部８１ａが係止ボール８２から離れ、係止ボール８２がフリーになって接続口８５，８７の引き抜き防止機能が解消されるので、電極収納部７９を引っ張ると接続口８５から簡単に取り外すことができる。実施の形態１１では、コネクタ８０により加圧部７８の接続口８５と電極収納部７９の接続口８７とを接続する構成とされ、実施の形態９の場合と同様に、電極収納部７９は、加圧部７８と接続する軸を中心に回動可能である。その他の構成は実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と同様な構成であるのでその説明を援用して詳細な説明を省略する。

この実施の形態１１の超音波式汚泥濃度測定装置１に示した、外覆部材２５を加圧部７８と電極収納部７９で分割構成とし、両者をコネクタ８０で結合させる構成は、実施の形態１乃至実施の形態８あるいは実施の形態１２乃至実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１にも組み合わせて適用することができる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、実施の形態１１の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態９に記載した効果と同様の効果があると共に、コネクタ８０は、加圧部７８から電極収納部７９を取り外す際においても、電極収納部７９から外れることがないので、部品を紛失する恐れがない効果もある。

実施の形態１２．
図２２は実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、エアドライヤ１３８を備えている点以外は実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と比較して、空気圧縮機３８とエアタンク３９との間にエアドライヤ１３８が配設されているところに特徴がある。その他の構成は実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置と同様であるので、エアドライヤ１３８が設けられている点について説明し、その他の構成の説明は実施の形態８のものを援用する。

一般に、超音波式汚泥濃度測定装置１の設置されるところの周辺環境は、水槽や開放水路等があり、比較的湿度の高い（空気中の水分量の多い）雰囲気である。空気圧縮機３８は、周りの空気を取り込んで圧縮するので、必然的に水分量の多い圧縮空気となる。そして、汚泥加圧行程時、この蒸気量の多い圧縮空気が加圧室６に送られる。超音波式汚泥濃度測定装置１は、汚泥が流れているので、特に外気温の高い夏季においては、周囲の温度よりも温度が低く、しかも加圧室６内の空気は水分量が多いため、飽和蒸気圧に達してしまい、加圧室内部に結露が生じてしまう。そして、加圧室６には漏洩検知器３４が設置されているが、加圧室６内に結露が集まった結露水が溜まると、この結露水が漏洩検知器３４と外覆部材２５とを電気的に導通させてしまい、制御盤内の検知回路内に電流がながれ、弾性部材２４が破損して汚泥が漏洩したと誤って検知してしまうことがあり、問題となっていた。

そこで、この実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置１では、圧縮空気を乾燥させるエアドライヤ１３８を設けている。このエアドライヤ１３８は、例えば電気ヒータで空気を暖めるものや吸湿剤で乾燥させるもの等がある。実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置１のように空気圧縮機３８とエアタンク３９の間の配管にエアドライヤ１３８を設ける構成は、実施の形態１２のみならず、実施の形態１から実施の形態１１までの超音波式汚泥濃度測定装置１、あるいは実施の形態１３から実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用できる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１の効果に加えて、加圧室６内の空気中の水分量も少なくなり、結露水が溜まることもなくなるので、漏洩検知器３５が誤作動することを防止できる。

実施の形態１３．
図２３は実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４に給水管９３を接続し、その給水管９３に給水制御弁９４を、ドレン管４３にドレン制御弁９５をそれぞれ配設し、給水制御弁９４およびドレン制御弁９５を制御器８で開閉制御することにより、測定室４の内壁や超音波送受信子５ａの送受信面の洗浄を定期的に自動で行えるようにした点が、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。

給水管９３は、周壁部材１３に設けられた配管接続口に接続されており、測定室４内に洗浄水を供給している。給水管９３には、制御器８で開閉制御される給水制御弁９４のほかに、給水制御弁９４のメンテナンス時等に使用する手動で開閉する開閉弁９２が設置されている。開閉弁９２とドレン弁４２は、常時は開弁状態となっており、給水制御弁９４やドレン制御弁９５のメンテナンス時などに閉弁される。なお、ドレン排水口４１が測定室４の下方に設けられているので、給水管９３は、測定室４の上方、周壁部材１３の上方側に配管接続口を設けて接続することが望ましい。

この実施の形態１３の測定室４の洗浄行程は、単独行程（制御弁３を閉弁後、給水制御弁９４およびドレン制御弁９５を開弁して測定室４内を洗浄。洗浄完了後、給水制御弁９４およびドレン制御弁９５を閉弁、制御弁３を開弁。）で行ってもよいが、汚泥濃度測定の行程と組み合わせて行う方がより効率的である。組み合わせた場合の行程を以下に示す。その他の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成や超音波送受信器５による汚泥濃度測定方法については実施の形態１の説明を用い、詳細な説明を省略する。
（１）制御弁３を開いて本管部２から汚泥を測定室４に導入する。
（２）制御弁３を閉じて測定室４を本管部２から遮断し、測定室４内で汚泥を密閉状態にする。
（３）流路切換弁４０をエアタンク３９と加圧室６とを結ぶ流路に切り換える。このとき、圧縮空気が加圧室６内に流入して弾性部材２４を測定室４の内部側に押し、測定室４内の汚泥を加圧する。
（４）測定室４内の汚泥中の気泡が消滅するだけの時間経過後、超音波送受信器５で汚泥濃度を測定する。
（５）流路切換弁４０を加圧室６が大気開放となる流路に切り換え、加圧室６内の圧縮空気を系外に排出する。
（６）ドレン制御弁９５を開弁して測定室４内の汚泥を自然流下で系外に排出する。
（７）給水制御弁９４を開弁して、洗浄水を測定室４内に供給して測定室４内を水洗浄する（このときもドレン制御弁９５は開弁したままとし、洗浄水を系外に排水する。）。
（８）ドレン制御弁９５を閉弁し、測定室４内を洗浄水で満水にする。
（９）測定室４内が洗浄水で満水になった後、給水制御弁９４を閉弁。次回の汚泥濃度測定行程を開始するまで、測定室４内を洗浄水で満水にしておく。

なお、上記の行程では、汚泥濃度測定毎に洗浄工程を行うようにしたが、所定回数の汚泥濃度測定行程の後に、洗浄工程を実施するようにしてもよい。また、汚泥の粘性が高い等、汚泥の性状によっては、汚泥濃度測定行程の際に制御弁３を開弁しても本管部２から汚泥がスムーズに流入しない場合がある。このような場合には、ドレン制御弁９５を所定時間開弁して、測定室４内の汚泥あるいは洗浄水を排水するようにすると、汚泥を強制的に測定室４に流入させることができる。

上記の実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成及び洗浄方法は、実施の形態２〜１２あるいは実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用できる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、この実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置によれば、実施の形態１の効果を得ることができることに加えて、時間の経過とともに測定室４内や超音波送受信子５ａの送受信面に付着してしまう汚泥について、それを放置すると固着してしまい、容易に除去できなくなってしまうことを防止できる効果がある。

実施の形態１４．
図２４は実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。この実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置１は、ドレン管４３に圧力測定器９６を配設し、ドレン管４３が接続される測定室４内の圧力を測定するように構成した点が、実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。

すなわち、実施の形態１３では、汚泥を強制的に測定室４に流入させる方法として、制御弁３を開弁した状態でドレン制御弁９５を開弁することを提示したが、ドレン管４３の測定室４に接続している端部とは反対側の端部は、開放水路（側溝等）や水槽に、大気開放状態で開口となっている場合が多い。そして、超音波式汚泥濃度測定装置１を設置した汚泥配管の管内が負圧状態となっているときに、ドレン制御弁９５を開弁すると、ドレン管４３の開口から空気を測定室４に吸い込んでしまい、汚泥加圧行程に支障が生じてしまうことがある。

そこで、実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置１はドレン制御弁９５の設置位置から測定室４側のドレン管４３に圧力測定器９６を設置して測定室４内の圧力を測定し、この圧力測定器９６の測定値を制御器８に送るように構成したものである。そして、ドレン制御弁９５を開弁して測定室４内の汚泥を排出しようとするときには、圧力測定器９６で測定室４内の圧力を測定し、圧力が正圧であるときは、ドレン制御弁９５を開けるが、負圧であるときには、ドレン制御弁９５を開けないように、制御器８を制御する構成とした。その他の構成は実施の形態１３と同様であるのでその説明を用い、詳細な説明を省略する。なお、圧力測定器９６は、測定室４内の圧力が測定可能であれば、設置場所は限定されない。例えば、周壁部材１３に新たに接続口を設けて圧力測定器９６を設置してもよいし、給水制御弁より測定室４側に給水管９３に設置してもよく、さらには、閉塞蓋４４や気体排出口４５に設置してもよい。上記の実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成及び洗浄方法は、実施の形態２〜１２あるいは実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用できる。

以上のように、この実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１３に示した効果のほかに、ドレン管４３に圧力測定器９６を配設したことにより、測定室４内が負圧状態のときには、汚泥を強制的に流入させる行程を行わないように制御器８で制御することができ、汚泥加圧行程に支障が生じることを防止することができる効果がある。

実施の形態１５．
図２５は実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である。正面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である図１と概ね同一である。この実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４の内壁や超音波送受信子５ａの送受信面を超音波によって洗浄する超音波発振器９７を測定室４に設けている点が、実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置１と相違する。一般に、超音波洗浄に使用される超音波の周波数は低周波である。一方、本願発明もそうであるが、一般に超音波による汚泥濃度測定に使用する超音波の周波数は前記の超音波洗浄の超音波よりも高い。よって、超音波送受信子５ａから発信される超音波では、測定室４内に付着する汚泥を除去することはできない。そこで、この実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１では、超音波送受信子５ａから送信される超音波の周波数よりも低く、超音波洗浄に適した周波数の超音波を照射可能な超音波発振器９７が周壁部材１３を貫通して設置されている。超音波発振器９７は制御器８の制御によって洗浄用の低周波の超音波を発振可能とされている。その他の構成は実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるのでその説明を用い詳細な説明を省略する。

なお、超音波送受信子５ａに、汚泥濃度測定に適した周波数の超音波と、超音波洗浄に適した周波数の超音波の両方を発振することが可能なものを適用した場合には、超音波発振器９７を設置せずに、超音波送受信子５ａの発振周波数を切り換えることで兼用してもよい。この実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１における、測定室４内部に洗浄用の超音波発振器９７を設置する構成は、実施の形態２から実施の形態１９までの超音波式汚泥濃度測定装置１に適用できる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、この実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１の効果を得ることができることに加えて、超音波発振器９７で測定室４内に超音波を所定時間毎に発信することにより、測定室４内や超音波送受信器９７の送受信面への汚泥の付着を防止でき、洗浄工程の時間間隔を長くすることができる、あるいは、定期メンテナンス時以外は、洗浄工程を実施しなくてもよくなり、洗浄水量を大幅に低減することができ、メンテナンスに係るランニングコストが低減できる効果がある。

実施の形態１６．
図２６は実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１３のそれとは、ドレン管４３の測定室４に接続している端部とは反対側の端部を超音波式汚泥濃度測定装置１の設置箇所よりも下流側の汚泥配管９８に接続し、移送手段９９でドレン管４３に流入する汚泥や洗浄水を強制的に下流の汚泥配管９８に圧送するようにした点が、実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１とは相違する。その他の構成は実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成と同様であるのでその説明を用い詳細な説明を省略する。

すなわち、実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１の移送手段９９としては、ラインポンプ（渦巻きポンプ）、チューブポンプ、ダイヤフラムポンプ等の圧送ポンプが適用可能であるが、図２５に示す例では、吸引力の強いチューブポンプ１００を用いている。チューブポンプ１００は、弾性があり、口径の小さな樹脂製の円筒形状のチューブ１０１と、複数本のローラからなって取付中心軸を中心に回転可能なローラ群１０２と、ローラ群１０２と共同してチューブ１０１を扁平化可能な支持壁部材１０３と、ローラ群１０２を回転させるモーター等の駆動源（図示省略）と、これらを配備するケーシング１０４とを備えている。ローラ群１０２を回転させるモーターは制御器８により制御される。ドレン管４３の下流側には開閉弁１０５が配設されている。開閉弁１０５は、常時は開かれ、チューブポンプのメンテナンス時には閉じられ、汚泥配管９８から汚泥が系外に流出することを防止する。その他の構成は実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１と同様であるのでその説明を用いて詳細な説明を省略する。実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成は、他の実施の形態１乃至実施の形態１５にも適用可能である。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

この実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１では、ローラ群１０２が回転すると、円筒チューブ１０１は、ローラ群１０２と支持壁部材１０３に圧迫されて扁平となり、内蔵物が下流側に押し出される。従って、ドレン管４３内に汚泥が入った状態でローラ群１０２が回転を始めると、円筒チューブ１０１が潰れて汚泥が下流側に移送され、下流の汚泥配管９８に送り出される。チューブポンプ１００は円筒チューブ１０１を直接的に圧迫して扁平化し内容物を下流側に押し出すので、確実かつ強力な汚泥の搬送を行うことが可能である。また、チューブポンプは、ローラ群１０２等の可動部分が汚泥とは直接接触しないので、耐腐食性に非常に優れている。ただし、円筒チューブ１０１に関しては、使用時間の経過とともに劣化が進行するので定期的な交換が必要である。

以上のように、この実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１３に示した効果のほかに、汚泥や洗浄水を系外に排出しなくとも済むので、汚泥や洗浄水が側溝等に排水された際に発生する臭気の問題や、汚泥が側溝で見られることによる外観の悪さの問題を解消することができる。

実施の形態１７．
図２７は実施の形態１７の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１７の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４から汚泥を排出するドレン排水口４１を測定室４の上方、すなわち周壁部材３１の上部に設け、ドレン管４３を接続し、汚泥を測定室４の上部から取り出して下流側の汚泥配管９８に強制的に圧送させる構成とした点が実施の形態１６とは相違する。ドレン管４３には実施の形態１６のドレン管４３の場合と同様に移送手段９９としてのチューブポンプ１００、ドレン弁４２、ドレン制御弁９５及び開閉弁１０５が配備されている。チューブポンプ１００、ドレン弁４２、ドレン制御弁９５及び開閉弁１０５の構成は実施の形態１６のものと同一であるので、その説明を用いる。また、その他の構成は実施の形態１３と同様であるのでその説明を用いて詳細な省略する。実施の形態１７の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成は、他の実施の形態１乃至実施の形態１５にも適用可能である。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、実施の形態１７の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、移送手段９９であるチューブポンプ１００を用いて汚泥を測定室４から強力に排出できたり、汚泥や洗浄水を系外に排出することを防止したり、外観の悪化を防止できるという実施の形態１６の効果のほかに、測定室４から汚泥を汚泥配管９８に強制的に圧送する際、測定室４内の上方に滞留するガス溜まりも同時に圧送することができ、ガス溜まりに起因する汚泥加圧行程の不具合を解消できるという、実施の形態１７特有の効果がある。

実施の形態１８．
図２８は実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置１は、移送手段９９を空気圧で作動するピストンポンプ１０６とした点が、実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置１と異なっている。すなわち、測定室４の下部に接続されたドレン制御弁９５の下流側にピストンポンプ１０６が配備されている。ピストンポンプ１０６はドレン室１０７と、ドレンピストン１０８と、空気室１０９と、空気ピストン１１０と、連結シャフト１１１と、空気管１１２，１１３と、流路切換弁１１４，１１５を備えている。空気管１１２，１１３はエアタンク３９に接続されており、圧縮空気を空気室１０９の空気ピストン１１０の前後の室内に供給可能とされている。空気室１０９の内部に配設された空気ピストン１１０は流路切換弁１１４，１１５の開閉制御により空気室１０９内部を長手方向に往復運動可能とされている。空気ピストン１１０は、連結シャフト１１１を介してドレンピストン１０８に接続されており、空気ピストン１１０の往復動作がドレンピストン１０８に伝達されてドレン室１０７内への汚泥の搬入搬出が行われるという構成とされている。

流路切換弁１１４，１１５は、一方の切換弁がエアタンク３９の圧縮空気を空気室１０９に導入する流路としているとき、他方の切換弁は空気室１０９の空気を大気に開放する流路としている。すなわち、ドレンピストン１０８で測定室４から汚泥をドレン室１０７に吸引するとき、流路切換弁１１４が大気に開放する流路をとる一方、流路切換弁１１５がエアタンク３９の圧縮空気を空気室１０９に導入する流路をとる。これによって、空気ピストン１１０は図２８において左側に移動し、測定室４から汚泥をドレン室１０７に導入する。勿論この時ドレン制御弁９５が開いており、排出制御弁１１６が閉じていることは言うまでもない。汚泥をドレン室１０７に導入したら、ドレン制御弁９５が閉じて排出制御弁１１６を開く。そして、流路切換弁１１５を大気解放する一方、流路切換弁１１４をエアタンク３９に接続する。これによって、空気ピストン１１０が図２８中の右側に移動し、連結シャフト１１１がドレンピストン１０８を図２８中の右側に移動させて汚泥をドレン室１０７から排出制御弁１１６側のドレン管４３に排出し、汚泥を超音波汚泥濃度測定装置１の下流側の汚泥配管９８に強制的に圧送する。その他の構成は、実施の形態１６のものと同様であるので、その説明を用いて詳細な説明を省略する。

この実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４内の汚泥の移送手段として空気ピストン１１０とドレンピストン１０８を用い、その動力源としてエアタンク３９の圧縮空気を用いるものであるが、このような構成は実施の形態１７のように本管部２及び汚泥配管９８の上を通って搬送する構成としても良い。

実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置１の構成は、実施の形態２から実施の形態１５までの超音波式汚泥濃度測定装置１にも適用できる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

以上のように、この実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置１によれば、実施の形態１６の効果のほかに、移送手段をエアタンク３９からの空気圧で作動するピストンポンプ１０６としたことにより、実施の形態１７に示した通常の電動機を用いた圧送ポンプであれば大きな電力が必要であるのに対して、流路切換弁１１４，１１５とエアタンク３９の空気のみで済むので、運転コストが低コストであるという効果がある。

実施の形態１９．
図２９は実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１の正面図である。Ａ−Ａ線断面図に関しては、実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置１のＡ−Ａ線断面図である図２と概ね同一であるのでこれを援用する。この実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１は、測定室４内の汚泥を移送するための移送手段９９をエアリフト１１７によって構成したものであり、超音波式汚泥濃度測定装置１の最寄りに汚泥貯留槽等の汚泥や洗浄水を貯留可能な水槽（図示せず）がある場合に、ドレン管４３に流入する測定室４の汚泥や洗浄水を、エアリフト１１７を使用して、当該水槽に移送可能とした点が、実施の形態１６と大きく異なる。その他の構成は実施の形態１６と同様であるのでその説明を用いて詳細な説明を省略する。

図２９に示される超音波式汚泥濃度測定装置１において、エアリフト１１７は、揚水室１１９を構成するシリンダの底部に吐出ノズル１２０が設置されており、この吐出ノズル１２０から圧縮空気が揚水室１１９の室内上方に向かって噴出可能とされている。揚水室１１９の上部には送水管１２１が接続されており、揚水室１１９の側壁下部にはドレン管４３が接続されている。吐出ノズル１２０にはエアタンク３９から延びる空気管１２２が接続され、空気管１２２には空気供給弁１２３が設けられている。空気供給弁１２３は制御器８の制御により開閉される。

実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置では、揚水室１１９を経由して水槽に測定室４の汚泥を送り出すときには、制御器８の制御によって、ドレン制御弁９５、空気制御弁１２３が開かれる。これによって、汚泥や洗浄水が測定室４からドレン管４３を経由して、揚水室１１９内に流入し、汚泥や洗浄水で充たされる。このとき、揚水室１１９で吐出ノズル１２０からエアタンク３９の圧縮空気が噴出されると、圧縮空気が汚泥や洗浄水の中を上昇するときに浮力が発生する。この浮力によって、汚泥や洗浄水は重力に反して送水管１２１内を上昇し、水槽に移送される。

この実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１６の効果のほかに、測定室４内の汚泥を測定室４から排出する際の移送手段９９を、ドレン管４３にエアリフト１１７を配備し、エアリフト１１７の移送動力源としてエアタンク３９の圧縮空気を利用するものであり、大略配管によって構成されるから、故障等が少なく、配備スペースが小さくてすむ。また、ポンプ駆動用のモーター等を設置しないですみ、運転コストも低く抑えることができる。

実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態２乃至実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置１に組み合わせて構成することができる。また、移送されている汚泥が大きな正圧状態にならないような汚泥配管に超音波式汚泥濃度測定装置１を配設する場合においては、図７のＡ−Ａ線断面図に示したように、弾性部材２４を保護する保護カバー７を不要としてもよい。

超音波式汚泥濃度測定装置１を使用した汚泥移送システム．
図３０は上述の実施の形態１から実施の形態１９までのいずれかの超音波式汚泥濃度測定装置１を用いた汚泥移送システムを示す。また、図３１は、この図３０の汚泥移送システムをＣ−Ｃ線方向から見た断面図である。図３０の汚泥システムは、汚泥貯留槽１２４に貯留されている汚泥を移送ポンプ１２５で他の水槽等へ移送する場合の汚泥移送システムの一例を示している。図３０に示すように、この汚泥移送システムでは、複数の移送ポンプ１２５で汚泥を移送するためにヘッダー管１２６が組まれており、ヘッダー管１２６にフランジ１２６ａを配設して複数の分岐部が設けられ、各分岐部には汚泥吸引管１２７がフランジ１２６ａとフランジ１２７ａによって接続され、その他端にはそれぞれ移送ポンプ１２５が接続している。そして、超音波式汚泥濃度測定装置１は、このヘッダー管１２６の汚泥吸引管１２７が接続する分岐部よりも汚泥貯留槽１２４側に配設されている。ヘッダー管１２６の上流側の端部は水槽１２４の側壁下部の汚泥流出管１３０に接続されている。汚泥貯留槽１２４の天井部には貯留槽１２４内を大気と通じさせる通気口１２４ａが設けられている。

移送ポンプ１２５が稼動しないときであっても、ヘッダー管１２６内には、汚泥貯留槽１２４から水頭圧で汚泥が流入し、ヘッダー管１２６内は汚泥で満たされる、いわゆる満管状態となっている。しかし、移送ポンプ１２５が稼動しない状態が継続すると汚泥内でガスが発生し、図３１のヘッダー管２６のＣ−Ｃ線方向断面図に示す通り、ヘッダー管２６内で汚泥１４０の上方にガス溜まり１４１が滞留してしまう。この状態のときに移送ポンプ１２５が稼動すると、汚泥吸引管１２７内には強力な吸引力が発生し、例え汚泥吸引管１２７内にガス溜まり１４１が多少滞留していたとしても汚泥１４０共々吸引・圧送してしまうので問題は発生しない。しかし、ヘッダー管１２６からの分岐配管である汚泥吸引管１２７の方が、ヘッダー管１２６よりも小径であることから、汚泥吸引管１２７の内壁上端からヘッダー管１２６の内壁上端までの間に高低差がある。一度ガス溜まり１４１がそこに滞留してしまうと、移送ポンプ１２５の停止時は、汚泥貯留槽１２４からの押込圧があっても、汚泥吸引管１２７の内壁上端よりも上位（図３１中の汚泥境界面１４２より上位）のガス溜まり１４１は汚泥吸引管１２７側に移動できない。また、移送ポンプ１２５の稼動時においても、移送ポンプ１２５の吸引力が汚泥貯留槽１２４の水頭圧よりも強い場合には、ヘッダー管１２６内は負圧状態となり、ガス溜まり１４１よりも汚泥１４０が優先的に吸引されていまい、ガス溜まり１４１は取り残されてしまい、ずっと滞留しつづけることになってしまう。
この状態においては、このヘッダー管１２６と同径の本管部２を有する超音波式汚泥濃度測定装置１にも、ガス溜まり１４１が滞留していることになり、ガス溜まり１４１が測定室４に流入してしまうと、超音波式汚泥濃度測定装置１の汚泥加圧行程に不具合が発生してしまう。

そこで、この汚泥移送システムの一例では、ヘッダー管１２６のヘッダー部分（大径部分）を配管で同軸方向に延伸し、その延伸した配管の上部にフランジ１２８ａを備えた気体排出口部１２８を設け、気体排出口部１２８から気体排出管１２９をフランジ１２８ａとフランジ１２９ａによって接続し、最寄りの汚泥貯留槽１２４の最高の汚泥水位面よりも上の位置以上に立ち上げて、汚泥貯留槽１２４に接続する構成としている。

すなわち、図３０の汚泥移送システムは、汚泥貯留槽１２４の側壁下部に汚泥流出管１３０を設け、この汚泥流出管１３０にヘッダー管１２６を接続し、このヘッダー管１２６に超音波式汚泥濃度測定装置１の本管部２と汚泥吸引管１２７とを接続し、この汚泥吸引管１２７に他の系統に汚泥を移送する移送ポンプ１２５を設け、ヘッダー管１２６を汚泥貯留槽１２４の接続部分の反対側に延ばして、この延ばした部分の上壁部に気体排出口部１２８を形成し、この気体排出口部１２８の上に上方に延びる気体排出管１２９を接続し、この気体排出管１２９の上端部を前記汚泥貯留槽１２４の汚泥水位の上限位置以上の部位に連通させて接続する構成としたものである。

以上のように、この汚泥移送システムによれば、このような構成としたことにより、移送ポンプ１２５の停止時は、汚泥貯留槽１２４内の汚泥による水頭圧によって、汚泥貯留槽１２４内の汚泥がヘッダー管１２６内に押し出され、ヘッダー管１２６内に滞留するガス溜まり１４１は、気体排出口部１２８に押し出されて、気体排出管１２９を経由して、汚泥貯留槽１２４に返送される。そして、ガス溜まり１４１を全て押し出した後においても、汚泥１４０は気体排出口部１２８から気体排出管１２９内を上昇するが、汚泥貯留槽１２４の汚泥水位以上には上昇することなく停止する。また、移送ポンプ１２５が作動している場合においても、移送ポンプ１２５の吸引圧力（負圧）と汚泥貯留槽１２４からの水頭圧による押込圧力（正圧）との差が大きくなりすぎないように設計することにより、極端な正圧状態にも負圧状態にもならず、ヘッダー管１２６内の汚泥１４０が気体排出管１２９から汚泥貯留槽１２４に返送されることも、気体排出管１２９から空気や汚泥ガスが吸引されることもない。よって、超音波式汚泥濃度測定装置１によって汚泥濃度を正確に計ることが出来ると共に、汚泥を下流系統に一定して移送できる。

超音波式汚泥濃度測定装置の応用例．
図３２は実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１の応用例の正面図であり、図３３は図３２のＡ−Ａ方向断面図である。図３２，３３に示す超音波式汚泥濃度測定装置１は、実施の形態１３で示された超音波式汚泥濃度測定装置１から、弾性部材２４および外覆部材２５を取り外し、外覆部材２５の代わりにフランジ蓋１３３（図３３参照）をシール材１３５を介して測定室４の開口２３にボルト１３１で取付け、制御弁３に代えて、手動の測定室開閉弁１３２を設置したものである。また、給水管９３から給水制御弁９４を取り除き、手動の開閉弁９２のみとし、ドレン管４３からドレン制御弁９５を取り外している。さらに空気供給管３７や、エアタンク３９、空気圧縮機３８等の圧縮空気供給関連の機器を取り外した構成が、実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置１と大きく異なる。

この超音波式汚泥濃度測定装置は、図３２および図３３に示すように、汚泥濃度を測定する汚泥を加圧することはせず、汚泥配管から本管部２、連通口１０、測定室４に流れてくる汚泥に対して、超音波送受信器５で超音波を送受信して汚泥濃度を測定するようになっている。また、通常時は、測定室開閉弁１３２を開弁しておくが、手動の測定室開閉弁１３２を閉弁することで、測定室４を本管部２の汚泥の流路から切り離すことができ、測定室４内の部品交換（超音波送受信子５ａ等）等のメンテナンス作業を汚泥配管の流れを止めること無く、またバイパス管を別途設けることなく行うことができる。測定室４内の清掃等を行う場合においては、測定室開閉弁１３２を手動で閉じて本管部２から汚泥の流路を切り離し、手動で開閉弁９２を開いて洗浄水を測定室４に導入し、手動でドレン弁４２を開いて、測定室４内の汚泥や洗浄水をドレン管４３に排水することで、測定室４内を洗浄することができる。また、測定室開閉弁１３２の弁機能が低下した場合においても、リペアゲート１１を閉弁することで、汚泥配管の流れを停止しなくとも測定室開閉弁１３２を交換することができる。

この応用例にかかる超音波式汚泥濃度測定装置に、図６に示す実施の形態４の気体排出管５１及び排出制御弁５３、図８に示す実施の形態５の気体排出管５４及び排出制御弁５６、図９に示す実施の形態６の圧力測定器５７、図１０に示す実施の形態７の圧力測定器５８、図２５に示す実施の形態１５の超音波発振器９７等を組み合わせても良い。また、測定室４内の汚泥を下流の汚泥配管に移送する実施の形態１６〜１９の構成を組み合わせても良い。

本発明の実施の形態１の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 図１の実施の形態１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態２の超音波式汚泥濃度測定装置のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態３の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 図４の実施の形態４のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態４の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 図６の実施の形態４のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態５の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態６の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態７の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態８の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 図１１の実施の形態８のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態９の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 図１３の実施の形態９のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態９の外覆部材のＡ−Ａ線断面図である。 図１５の実施の形態９の外覆部材のＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。 本発明の実施の形態１０の外覆部材のＡ−Ａ線断面図である。 図１７の実施の形態１０の外覆部材のＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。 図１７の実施の形態１０のクリップの斜視図である。 本発明の実施の形態１１の外覆部材のＡ−Ａ線断面図である。 図２０の実施の形態１１の外覆部材のＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。 本発明の実施の形態１２の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１３の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１４の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１５の超音波式汚泥濃度測定装置のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態１６の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１７の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１８の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１９の超音波式汚泥濃度測定装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１乃至１９の超音波式汚泥濃度測定装置を応用した汚泥移送システムの一例を示す模式図である。 図３０の汚泥移送システムにおけるヘッダー管と汚泥吸引管の水位差を示すＣ−Ｃ線断面図である。 手動により測定室開閉弁を開閉する超音波式汚泥濃度測定装置の応用例の正面図である。 図３２のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 超音波式汚泥濃度測定装置
２ 本管部
３ 制御弁
４ 測定室
５ 超音波送受信器
５ａ 超音波送受信子
６ 加圧室
７ 保護カバー
８ 制御器
１０ 連通口
１３ 周壁部材
１１ リペアゲート
１６ａ，１６ｂ 汚泥流入口
１７ 突出部
２３ 開口
２４ 弾性部材
２５ 外覆部材
２７ 固定ボルト
２９ 連通口
３０ 変換器
３１ 加圧部
３２ 電極収納部
３２ａ 空気流入口
３３ 空気流通孔
３４ 漏洩検知器
３５ 端子収納箱
３７ 空気供給管
３８ 空気圧縮機
３９ エアタンク
４０ 流路切換弁
４１ ドレン排水口
４２ ドレン弁
４３ ドレン管
４４ 閉塞蓋
４５ 気体排出口
４８ 流路制御弁
４９ 流路制御弁
５０ 切欠部
５１，５４ 気体排出管
５２，５５ 気体排出口
５３，５６ 排出制御弁
５７，５８ 圧力測定器
５９ 空気制御弁
６０ ハウジング継ぎ手
６３ 電極収納部
６３ａ，７９ａ 空気流入口
６３０，７９０ 開口
６３１，７９１ 筒部
６３ｂ，７９ｂ シール材
６３ｃ，７９ｃ 蓋
６３０ｃ，７９０ｃ 開口
６３１ｃ，７９１ｃ 凸部
６６ 加圧部
７４ クリップ
９３ 給水管
９４ 給水制御弁
９５ ドレン制御弁
９６ 圧力測定器
９７ 超音波発振器
９９ 移送手段
１００ チューブポンプ
１０６ ピストンポンプ
１１６ 排出制御弁
１１７ エアリフト

Claims (4)

1. 汚泥が流通する本管部に連通口を設け、
   該連通口に制御弁を介して測定室を配設し、
   前記制御弁を閉弁して前記測定室内の汚泥を加圧手段で加圧し、
   前記測定室に設けられた超音波送受信器によって汚泥に対して超音波を送受信して減衰量を測定し、該減衰量から汚泥濃度を算出する超音波式汚泥濃度測定装置において、
   前記測定室に設けられた開口を覆う弾性部材と、
   該弾性部材の外側を覆い、加圧室を形成する外覆部材と、
   前記加圧室側の弾性部材を覆う保護カバーと
   を備えることを特徴とする超音波式汚泥濃度測定装置。
2. 保護カバーは、空気流通孔を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波式汚泥濃度測定装置。
3. 加圧手段は、
   空気供給源からの圧縮空気を加圧室へ供給する
   空気制御弁が設けられた空気供給管である
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の超音波式汚泥濃度測定装置。
4. 外覆部材は、分割可能である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の超音波式汚泥濃度測定装置。

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