「電子工作好きITオヤジダンサーが日本を救うRO浄水器を追求してみたり」の続編です。
ブログエントリ最大文字数を超えたので分離しました。
目次
第1膜～第7膜はこちら
第8膜:ROオタクは電気伝導度の夢をみるか？(後篇)
第9膜:メンブレン性能測定装置初号機を実戦投入!!
第10膜:メンブレン性能測定装置２号機登場(前篇)!!
第11膜:メンブレン性能測定装置２号機登場(後篇)!!
第12膜:第1次直列AXEONの戦い（開戦前夜）
第8膜：日本を救うためのその６．
～ROおたくは電気伝導度の夢をみるか？(後篇)～
悪魔指数の測定結果レンジが狭いのだ。
指数の変動範囲が狭いのだ。
測定値がそれだけ安定しているのか、
それとも零号機の分解能が低いのか。
恐らく、後者なのであろう。
これが次なる初号機に向けての第一課題となる。
またプローブに電流を流している時間が長すぎるのも気になる。
プローブ由来のパルスを３２７６８回もカウントする方法では、
RO水のような浄水度の高い水のｐｐｍ測定においてはさほど問題にならないと思われるが、
浄水前の原水、RO排水のようなｐｐｍの高い水の測定においては大問題になるであろう。
俺が危惧している問題とは、「プローブ電極の細り」である。
DM-2本体の挙動解析では、50ミリ秒以下の短時間の間に、
数10発程度のパルスだけどプローブ電極に印加しているだけであった。
さらに、DM-2本体は、ユーザが操作している間しかプローブ電極にパルス印加しないのだ。
一方、俺の、メンブレン性能測定装置-零号機では、３２７６８回もパルス印加を行い、
さらに、それを、のべつまくなし、自前のプローブ測定基盤の電源をONしている限りは
データロガーがデータを採取していようがいまいが、
問答無用で、プローブ電極にパルス印加を続けてしまう。
俺は、35年前の中学生の頃の、愚行を思い出していた。
当時の俺は、水素ガスをビニールゴミ袋に充填し、あたかも空気中に水素ガス風船の浮かせ、
その上で何らかの方法で、水素ガスに着火を行い、水素ガス風船を爆発させてみたい、
という妄想に取りつかれていた。 飛行船ツェッペリン号の爆発事故の様に・・・・
このようなテロ行為とも言える愚行を実現するために、水素ガス密造を企んだのだ。
水素ガスは如何にして製造できるか？
中学生の理科レベルの知識により、以下の2通りの製造方法を思いついた。
(1)水酸化ナトリウム水溶液を電気分解し陰極から発生するH2ガスを収集する
(2)水酸化ナトリウム水溶液にアルミニュウム粉末を投入する。
いずれの方法にしても、鍵となる物質は、水酸化ナトリウムである。
だが、これは劇薬であり一回の中学生がおいそれと大量入手できる代物ではない。
そこで、俺は、水素ガス密造のために水酸化ナトリウムを密造する事を企んだものだ。
これも、まさに「スパゲティを食うために小麦の種をまく」的な発想であった。
百科事典を調べ、水酸化ナトリウムの原料物質を調査し、
さらに、その原料物質が入手困難であれば、その原料物質の製造方法を調べ、
なんて事を繰り返した結果、中学生レベルで簡単に入手可能な物質群から、
水酸化ナトリウムを家庭レベルの器具で製造できることを発見したのだった。
俺は、迷うことなく、テロ準備行為に走った。
オウム真理教によるサリン密造に15年も先立つ過去の愚行である。ご容赦いただきたい。
このあたりのNaOH密造に関してはページを尽くしても簡単には語りつくせないが
この話は別稿にゆずろう。閑話休題。
ともかくNaOH密造というテロ準備行為はめでたく成功し、
俺は電気分解による水素ガス製造を実行した。
クリップを曲げた電極を水酸化ナトリウム水溶液に突っ込んで直流電流を通電したものだ。
わずか1日電気分解をつづけただけで、クリップ電極は鋭利な縫物針のようにやせ細り
ツンツンにとがったものだ。
つまり、おれは、DM-2プローブのステンスレす電極が、長時間通電により、針のようにやせ細って、
ツンツンになる事を恐れたのだ。
これが、メンブレン性能測定装置 初号機に向けての第２課題となる。
俺は、DM-2プローブ電極温存のために、零号機の運用停止を決断した。
だが、電極ツンツンに目をつむれば、零号機はなかなかの出来である。
運用停止前に、もう一度だけ、データ採取を行うことにした。
加圧ポンプを完全停止し、加圧ポンプ追加前の、ポンプなしRO SYSTEMにおける
データ採取を行うことにしたのだ。
以下がそのデータである。
pumpを使用したときのグラフを比較すればpumpの威力は一目瞭然である。
ＲＯメンブレンの入力側と出力側の圧力差が低下するにつれ、
悪魔指数が悪化している傾向にある。
俺は、圧力差と悪魔指数の相関関係を散布図にプロットしてみた。
その散布図が以下である。
ポンプあり、なしの2通りをプロットした。
これによりポンプの御利益を実感できるともに、広い圧力にわたってのメンブレン性能のグラフが得られる。
圧力差が大きい所で、悪魔指数が跳ね上がっているが、これはROメンブレンの運転開始直後の
入力側からの浸み出しによるもので、このグラフにおいては、ノイズのようなものである。
無視していただきたい。
filterdirect.comのRO585に添付されているROメンブレンは、AXEON製ノーブランドメンブレン75GPDである。
この散布図から、このメンブレンが最高性能を発揮するのは、メンブレン入力出力圧力差が60psiを
超えたあたり、ということが言えるであろう。
また、悪魔撃退の為には、加圧ｐｕｍｐは必須ITEMと言えることが証明できたと
言っても過言ではない。
俺はこのグラフに満足し充実感を持って零号機の電源スイッチを切った。
第9膜：日本を救うためのその７．
～メンブレン性能測定装置初号機を実戦投入!!～
零号機はいくつかの課題を提示してくれたが、これらの本格解決を待っていたのでは
作戦展開スピードが遅くなってしまう。
課題解決のための検討＆試行を俺のone roomマンションで行いながら、
妻子が自宅で日々利用しているRO浄水器の稼働状況の把握を行うことにした。
いよいよ零号機で開発した技術を初号機という形で実戦投入するわけだ！
零号機から初号機での機能強化ポイントは以下である。
(1)悪魔指数測定ポイントを1点から2点に倍増（RO前とRO後）
(2)1週間連続での長期偵察活動を可能とする。
上記(1)のために、DM-2プローブを接続するコネクタを、
DM-2が採用しているコネクタと同じものに変更し、コネクタケーブルを切断して
独自コネクタをとりつけることなく、プローブ取り付けるできるようにした。
聖地アキハバラにDM-2プローブを持ち込み、コネクタ屋で現物合わせを行い、
適合コネクタを探しだした。日圧の2mmタイプが適合した。
ピンピッチが2.54mmよりせまく標準のユニバーサル基盤には、適合しないのだが、
もともと4ピンしかなく、少々、無理をすれば、2.54mmピッチに押し込むことはできなくはない。
大元の独自コネクタを搭載した、プローブ切りかえドータボードの上に、さらに、
DM-2本体と互換の2mmピッチコネクタを取り付けた孫基盤を設けることとした。
零号機試験運用時に、切断していたDM-2プローブ1本目ケーブルは
再接続を行いビニールテープで補修である。
上記(2)は具体的には
・測定間隔を極力短い時間間隔にしたい
・測定期間を1週間はとって長期間データをとれるようにしたい
という要求を、データロガーの限られたフラッシュメモリ量にて如何にして実現するか、ということである。
最短の時間間隔１秒では、半日程度しかデータ蓄積できないのだ。
そこで、加圧ポンプ稼働中は、短い測定時間間隔でデータ採取し、ポンプ非稼働中は、測定間隔を長くする、
という、小細工を行うこととした。
もともとの秋月印のデータロガーは、１秒毎とか、1分毎とか、指定時間間隔で、淡々とデータを採取しつづけるだけの
機能しかなく、かつ、この時間刻みは、ソフトウエア制御ではなくて、データロガー上のタイマICによる割り込み信号による、
インタラプト制御によって行っているらしいことが、データロガーの回路図と、アセンブルソースプログラムから
伺いしることができた。ならば、データロガーのプリント基盤をカットして、割り込み信号を、FPGA評価ボード側から
供給してやれば、FPGA側が決定する時間周期でデータ採取が可能になるであろう。
試験的にパターンカットを施し、データロガーの動作がどのように変わるかを解析。
目論見どおりの動きを行えることが確認できた。
そこで、零号機におけるポンプ両端電圧をデータロガーに流すための基盤に、いくつかの電子部品とコネクタを
追加し、FPGA評価ボードの拡張ポートに接続してやって、
ポンプ電圧がONになっている時には秒単位で、
ポンプ電圧がOFFになっている時には分単位で、
データロガーにデータロギング用の割り込み信号を送れるように、FPGAのvelilog記述を変更した。
このからみで、小基盤の数がさらに増えた。
FPGAの拡張ポートを取り出す基盤は、零号機のものではなく
新規に初号機ように新しく、かつ、耐久性のあるものを作成した。
同時に７セグメントLED表示基盤も新規に２セットを製造した。
初号機での実戦偵察活動と並行して、one roomで、各種課題解決のための技術開発も行うためである。
電極ツンツン対策としては、
（A)ポンプ稼働中のみ、細かく悪魔指数を測定することとしてプローブに通電する時間数を最小化
（B)1回の悪魔指数測定のためのパルス数を1/4に減少
という安直な対策で良しとした。
なんやかんかで、初号機の全ての構成物は以下のようなものとなった。
部品が多くごちゃごちゃしている。
one roomの洗濯機上の実験空間では、これでも、さほど支障がないのだが、
自宅のキッチンのシンク下の空間に、これらのごちゃごちゃを如何にして押し込むか？
この点に関しては、マヌケなことに、いままで全く考慮していなかったのだ。
どうせ１週間だけだから、と、強引に、見栄えなぞ無視、妻の不評も恐れず、
のように、段ボール切れ端に基盤をくくりつけ、その段ボール切れ端を
から傘小僧のように、自宅のRD106の上にかぶせて、設置。
FPGA回路パタンの流し込み、データロガー設定、収集データの回収は、
シンク近くのキッチンゴミ箱の上に、ノートPCを置き、
こんなイメージで初号機に対してアクセスを行った。
１週間の実戦での偵察活動によって、
といった結果が得られた。
アンダーシンク型RO浄水器の最大の特徴は、圧力タンクであるのだが、
この圧力タンクの副作用として、
「細かく加圧ポンプ電源が、ON/OFFを繰り返し、そのたびに、浄化度が低い、
悪魔指数の高いRO水がタンクに流れ込んでいる！！」
という事が判明した！
北から降ってきた悪魔は、RO浄水器の重要コンポーネントである、
圧力タンクと結託して、ROユーザに悪さをしかけている、という構図である。
やはり、RO運用においては「圧力」という「魔物」の制御を、
最重要課題として取り組む必要がある、ということを再確認しつつ、
俺は、初号機につづく2号機のための回路試作に、取り組んだ。
第10膜：日本を救うためのその８．
～メンブレン性能測定装置２号機登場(前篇)!!～
初号機による実戦での偵察作戦はほぼ2週間におよんだ。
1週間サイクル2回である。この2週間の間に、
季節は初夏から夏真っ盛りへと移り変わった。
当然、室温、水温とも急上昇である。
初号機の、浄水度測定回路の測定原理は、「周波数カウンタ」であるわけだが、
中学生レベルのアナログ電子工作では、測定回路自体の温度変化による周波数シフトが問題となった。
単純に１回目の偵察結果のデータと2回目の偵察結果のデータを比較検討することができないのだ。
どちらが、より、北からの悪魔の潜伏度合いが高いか、の区別がつけられない。
また、測定回路自体の温度変化による誤差以外に、水の電気伝導度自体が、
水温で変化するため、水温もデータとして採取して、温度補正を行わないと、
時間が大きく離れた、測定結果を比較検討することができないのだ。
初号機の偵察運用によって、「ROの漏れを対策すべし」という、戦術目標は設定できたわけだが、
俺は、開戦時点から、
（１）悪魔除去率の高いROを選定すべし
（２）そのROを、最高性能が発揮できる条件で実戦に投入すべし
という戦術目標を立てていた。
（１）のために、除去率が高いと思われるAXEON製150GPDメンブレンを、
MyUS.com経由で海外ロジスティックスをかけているぐらいだ。
俺はこれらの戦術目標のために、
苦労して組み上げた初号機の浄水度測定アナログ回路の放棄を決定し、
2号機に組み込む、新しい測定回路の開発に着手した。
「ほぼ純水」に浸したDM-2プローブ電極は、
等価回路的には高抵抗として振舞うだけではなく、イオン濃度が極端に低下しているため
電荷の運び手が減少しているために、容量の大きいコンデンサと組み合わせると、
初号機の測定原理の周波数発振回路が停止してしまう事が判明していた。
２MΩなどのアキバ部品の高抵抗では問題なく動作する発振回路が、
DM-2プローブ電極に対しては発振が停止してしまうのだ。
DM-2プローブ電極間の抵抗値をテスタで測定してみると、
測定開始時点は、１MΩ以下の低抵抗なのであるが、みるみる、抵抗値があがっていくのだ。
イオンが移動してしまい、電荷の運び手が水中からなくなってしまうのだ。
結果として、容量値の大きいコンデンサを使った場合には、
わずか１サイクルの発振に必要な電荷移動さえも果たせず、回路の発振が停止してしまう。
零号機において、この事実が判明したものの、零号機、初号機では、
回路設計自体を変更しないで、コンデンサ容量値や、オペアンプの帰還抵抗値の
回路定数を、試行錯誤的に、変えて、なんとか安定して発振する定数値を見つけ出して、
実戦投入したわけだが、その副作用として、測定分解能の低下という
耐えがたい欠点も発生していた。
とどのつまり、測定原理の「周波数カウンタ」が、無理センであったわけである。
これが「初号機の放棄」を決定した最大の理由である。
俺が考えた、2号機向けの新しい測定原理は「オシロスコープ」である。
FPGA+外付けアナログ回路の、デジアナ混在回路によって、
＋側電圧振幅とー側電圧振幅が対象な、数発の方形波パルスを作成し、
「DM-2プローブ＋コンデンサ」で形成されたCR積分回路に入力してやる。
そして、高速コンパレータICを使って、コンデンサ両端電圧が
一定の閾値を超えたタイミングで、０，１のデジタルパルスに変換し、出力方形波パルスとして取り出す。
入力方形波パルスと出力方形波パルスの、立ち上がりタイミングのずれ幅を
２ｃｈのオシロスコープで計るがごとく、FPGAのカウンタ回路で計測してやるわけだ。
以上の記述は、大学工学部電子工学科の専門課程実験程度の知識を前提にした、オタ記述である。
まぁ、一般向けに平易にいいかえれば、零号機、初号機で採用した中学生レベルの電子工作では、
純水測定に対しては、全く歯がたたない事が判明したので、工学部3年生レベルの電子工作にレベルアップしたということだ。
それにともない、聖地アキハバラから調達する電子部品に、FET、OPアンプ以外に
高速コンパレータ、高速フォトカプラという新顔が加わった。
そして、３５年ぶりにアキバ通いをつづけていた俺は、アキバのさびれたパーツ屋の片隅で、
往年の汎用ロジックIC、SN74シリーズの生存者も発見していた。感涙ものである。
デジタル部を全てFPGAで処理をするのではなく、アナログ回路とのIF界面では、SN74シリーズを採用することにした。
ブレッドボードでの試作過程においては、35年前と同様のDIPパッケージのSN74シリーズを使った。
以下イメージの左手奥に見えるブレッドボードは、測定原理の有効性を確認した、試作V1回路。
手前のオシロスコーププローブがぶら下がってるブレッドボードは、入力パルス、出力パルスの、
波形を綺麗にすべく、回路調整を行った試作V2回路である。
まぁまぁ綺麗なパルスが入出力できるようになった所で、本番回路作成である。
ここでは、SOPパッケージのSN74シリーズを使うことにした。
半田付けなどの面で回路作成が困難を極めることは想像に難くないのだが、
そもそも高速コンパレータがSOPパッケージであったのだ。毒を食らわば皿までも、である。
組み上がった本番回路が以下である。
爪が伸びた俺の人差し指先と比べれば、かなり、コンパクトな電子工作物であることがわかろう。
SOP使った電子工作には涙が出た。老眼が進行している俺にはキツイものがあった。
老眼以前に、テンプラ気味の半田づけしかできない、半田付けテク初級者の俺にとっては、
無謀ともいえる作業であった。組み上がっても全く動かない。
テスタで調べてみると接続したはずの電線が導通していないのだ。
げにおそるべし！1.28mmピッチ！！ 2.54mmとは、ダンチの世界であった。
１か所半田付けするたびにテスタで導通確認、隣ピンとのSHORT確認を行う羽目になった。
もう2度とこのような作業はやるまいぞ。
3号機は、EDAソフト使って、プリント基盤配線パターンを自動作成し、
海外の格安プロトタイプ回路基板屋に基盤発注してやる！！
と、心ひそかに、さらなるステップアップを誓った俺であった。
出来あがったコンパクトな回路は、
初号機のアナログ回路基板（レンジ指定のロータリSWとDCDCコンバータなども搭載）の上の、
ドータ基盤（プローブ切りかえ用のリレー回路）の上の
孫基盤（DM-2プローブコネクタ搭載基盤）の上の、
ひ孫基盤として、1.28mmピッチの連結コネクタで乗っけてやった。
４総構造である。
１層目のメイン基盤の、「零号機、初号機の発振回路」は、通電を切った「廃墟」である。
真横からみると、旧香港島の九龍島状態である。（笑
2層目には、リレーを追加して、同時３点の浄化度測定が可能なようにするとともに、
コンデンサ放電用のリレーも配置して測定精度向上を図った。
3層目には、DM-2プローブの3本目と4本目のケーブル、おそらく、温度測定用サーミスターであるが、
これへの配線を設けた。
2号機全体イメージは以下のような感じ。
水圧センサ継ぎ手が、直輸入品の軽量コンパクトなものになり、
水圧センサケーブルが、シールドケーブルに更新され、といったマイナチェンジも行った。
そして、全体を、１００円SHOPで調達したキッチン網に組み付けて、可搬性を向上させた。
この電子回路だらけのキッチン網を持って、自室と自宅の間を、電車で往復するわけだ。
奇異の目で見られること疑いなしである。
電車内で、こんな、怪しげな網を持っているオッサンがいたら、それは俺であるので、
そんな奴をみかけたら、生温かい目で見守ってやってくれ。
ほぼ形になった、2号機を、自室のRO585に取り付け、早速、試運転を開始した。
以下は2号機のLED表示である。
左上の青色4桁の16進表示は、RO後の純水の抵抗値にある定数をかけた値である。
右上の白色4桁の16進表示は、RO前の原水の抵抗値にある定数をかけた値である。
抵抗値、つまり、電気伝導度の逆数であり、もはや、訳のわからない「悪魔指数」ではない。
校正系数を求めておけば掛け算だけで電気伝導度（マイクロジーメンス）に換算可能な値である。
RO後の値は、生測定値を7bit shihtした値
RO前の値は、生測定値を2bit shihtした値
である。つまり、RO前後の水の抵抗値が、2進数で5ケタの差、32倍の差がでていることになる。
100ppmの原水から3ppm前後のRO水を生成するという、filtetdirect のRO585の75GPDメンブレンの能力を
正確に計れているようだ。
ここまでなら、普通のTDSメータでもわかることなのだが、
試運転データの詳細解析をまたないと確実なことは言えないが、
ぱっと見の印象では、16進数で2ケタ程度の有効数字は確保できているようである。
さらに、この16進数で0B7Bの4ケタが、「ROの漏れ」が発生しているときには、01xxまで抵抗値が低下するのだ。
つまり、電気伝導度≒TDSメータで言う所のPPM値が上がっていることになる。
測定結果の振れ幅が大きくなっており、コンシュマー向けの市販TDSメータでは
とらまえる事のできない微細な浄水度変化を、デジタル処理可能な形で、水圧、温度データとともに、アルタイム収集できそうだ。
試運転データの解析が楽しみである。
俺の期待は、いやがうえにも大きく膨らんだ。
第11膜：日本を救うためのその８．
～メンブレン性能測定装置２号機登場(後篇)!!～
本来であれば、輸入したばかりの、上級TDSメータ COM-100を使って、
メンブレン性能測定装置２号機の精度検証、校正を行うべきなのであろうが、
要は、対「北から降ってきた悪魔」戦において、意味あるデータが提供できるか、否かである。
学位論文のための測定データを取ることが目的ではない！
one roomの filterdirect.comから購入したRO585+DIの、RO浄水器セットに
2号機を取りつけた俺は、2号機を稼働させ、圧力タンク内浄水を全パージし、
1st runのテストデータを採取しはじめた。
多数の有意義なデータが採取できたが、俺が目を見張り、
小躍りしたデータが以下である。
グラフの前半は通水を停止した状態の測定値であり、
各測定値が当然のようにフラットの値を示している。
零号機、初号機では、通水停止状態においても、DM-2プローブに流すパルス数が多いせいで、
イオン分極を引き起こし、イオンが電極に引き寄せられ、見ための、浄水度が上昇すると
いう欠点があったのだが、2号機においては、約2秒の間に電極に流すパルス数はわずか10発の
ために、分極を引き起こすことなく、連続測定に成功している。
そして、通水を開始したグラフ後半は、RO前の水の抵抗値を示す赤いプロットがゆるやかに
上昇し、これと並行して、RO後の水の抵抗値もゆるやかに上昇している。
ROの不純物除去原理では、割り算で不純物が除去される。つまり、入力水中の不純物の
XX％が除去され、残りが生成水中に残る。
ROが生成する水の純度は入力する原水に純度に比例して変化するのだ。
対悪魔戦の戦術Aと戦術Bのどちらが有効かを比較検討するためには、
ROが生成した生成水aとbの純度の違いを比較するだけでは無意味なのだ。
同時に、
aを生成したときの原水αと
bを生成したときの原水βの
不純物濃度も測定し、a/α と b/β を比較しなければならない。
グラフ後半は、このa/αの値が一定していることを示している。
この値を良い方向へ変化させる妙手を見つけだすのが真の目的なのだが、
その良い、悪い、を計るための「物差し」をついに手に入れることに成功したのだ！
早速、採取したデータを加工して、
RO前後の圧力差と、RO前後の抵抗比を、散布図にしてプロットしてみた。
上記のように、綺麗なカーブを描いており、RO前後の圧力差が大きいほど、抵抗比率が大きい。
電動ポンプを稼働させた場合のカーブと
ポンプなしの場合のカーブをくらべれば、その差は一目瞭然である。
電動ポンプを使うROユーザが享受できる除去率と
電動ポンプを使用しないROユーザが享受する除去率に、
これだけの差がでてくるわけだ。
対悪魔撃退戦に参戦するROユーザは、ポンプを装備すべきである！
第12膜：日本を救うためのその９．
～第1次直列AXEONの戦い（開戦前夜）～
メンブレン性能測定装置2号機を形にした俺は、いよいよ、
『日本を救うためのRO浄水器』を目指す、具体的な作戦行動にとりかかった。
今まで、俺がいじり倒してきた浄水器は、所詮、『USのUSによるUSの為のRO浄水器』の範疇をでていないのだ。
これからは、この浄水器に様々な改良を加えその効果を性能測定装置で確認し、
「北から降ってきた悪魔」を撃退するための『JapanのJapanによる悪魔撃退の為のRO浄水器』を目指す活動となる。
準備段階を完了し、いよいよ、本格戦闘を開始するわけだ！
対悪魔撃退戦の初戦を飾るのは、「AXEON製150GPDメンブレン」である。
俺は USのfilterdirect.comからRO浄水器を個人輸入したわけだが、
filterdirect.comで販売されているRO浄水器において採用されている、
逆浸透膜（RO）フィルタは、filterdirect.comの説明によれば、
AXEON® Water Technologies
の製造によるものである。AXEONは、RO膜大手製造メーカであるダウ・ケミカルから、
FILMTECブランドの膜素材を購入し、この膜素材をロール状に加工して家庭用RO浄水器で
使えるROフィルタとして製造しているとのこと。ダウ・ケミカルからは、
FILMTECブランドのROフィルタも販売されているが、ロール状に加工した後の、
不純物除去率はAXEON製の物の方が好成績らしい。
AXEONブランドは、今年の1月に立ちあがったばかりの新ブランドであるが、その前身は、
ULTRATECというブランドにて、古くから、FILMTECフィルタ互換の、高除去率メンブレンとして
一定の評価をUSで得ているようであった。
filterdirectは、このAXEON製であるが、ブランド名が明記されていない、ノーブランド扱いの
メンブレンを、RO585,RD106といったRO浄水器に搭載している。
このAXEON製ノーブランドメンブレンをAXEON製のAXEONブランドのメンブレンに換装して、
除去率向上を狙ってみようという魂胆である。同時にRO585に搭載されていた75GPD値ではなく、
150GPD値のメンブレンに換装することで、同時に単位時間当たりの浄水量を倍増させよう、という目論見もある。
単体の除去率が現状のノーブランドメンブレンより向上するという、たしかな根拠があるわけではない！
ないからこそ、実測して効果の有無を確認することにこそ、意義があるのだ！
仮に除去率向上が果たせなくとも、このAXEON150GPDメンブレンを追加することで、
システム全体としては、何かしらの能力向上を果たせることは間違いなかろう。
新規調達したAXEON150GPDメンブレンフィルタと、それを格納するメンブレンハウジング、ハウジング継ぎ手を、
俺のONE ROOMの洗濯機上のスペースのRO浄水SYSTEMに組みつけてみた。
今までの、ノーブランド７５GPDメンブレンは、洗濯機上の空間の左上に移動し、
７５GPDメンブレンが設置してあった箇所には AXEON150GPDメンブレンを設置し、
いざ「初陣！」と試験的に通水を開始してみたのだが・・・
水圧が上がらず除去率が上がらないのである。orz.
RO導入初期には、あれほど猛威を奮っていた、「魔物」の水圧が、すっかりなりをひそめてしまっている。
これはどうしたことだ・・・
俺は、filterdirectから購入した加圧PUMPの表示されているグラフに気がついた。
このグラフの意味するところは、
「Pumpを流れる水量が増えると圧力は低下しますよ」
ということである。
つまり、75GPDメンブレンをつかっていた時には、「減圧弁」までも導入しないと、
80psi越えの高圧になってしまっていた「魔物」が、メンブレンを通る水量が倍の150GPDになったことによって、
圧力が低下しまくり、「魔物」はすっかり腑抜けになってしまったというわけである。
初戦の出鼻を挫かれた俺は、やむなく、加圧Pumpを75GPDメンブレン前に移動し、
水道水圧50PsiでのみAXEON150GPDメンブレンを稼働させる配管を構成し、
数日間にわたってAXEON150GPDメンブレンの性能特性を測定してみた。
50psiの低水圧においても、このメンブレンは、
80ppm->4ppm,100ppm->5ppm,150ppm->6ppmの性能をだしており除去率95%は確保できてる。
FILMTECブランドのROフィルタでは、100GPD以上の浄水量が大きいフィルタの除去率は、
カタログスペック上90%となっており、この値よりははるかに性能は高いのは間違いない。
「FILMTECブランドよりも除去率の高いULTARTECブランド、改め、AXEONブランド」
という売り文句には嘘はないようだ。
AXEONのカタログ
によれば、水圧を高めれば、除去率は98%まで上がるはずなのだ。
既に、対悪魔撃退戦に参戦しており、FILMTEC 100GPDメンブレンなどの、低性能大容量メンブレンを利用している
ROユーザには、一層の除去率向上を狙ってAXEONメンブレンに換装することをお薦めする。
現状、俺の知る限り、AXEONメンブレンを日本で単体小売しているSHOPはないようであるが、
USのオンラインROストアで
入手可能である。俺もこのSHOPから調達した。
「90%も95%も98%もさほど変わらないではないか？」と思う人がいるかもしれないが、
この考えは、除去率の解釈を誤っている。
対悪魔撃退戦においては撃退した悪魔の数も、もちろん重要な戦績パラメータであるのだが、
より重要なパラメータは「討ち漏らした悪魔の数」なのだ！
北の魔窟から悪魔が降ってくる以前は、そもそも、悪魔は０匹であったのだ。
北から降ってきた悪魔が１００匹いたとして、
FILMTEC100GPDメンブレンは、９０匹を撃退し、討ち漏らしは１０匹
AXEON150GPDメンブレンは、９５匹を撃退し、打ち漏らしは、５匹
つまり、この性能差は、除去率差５％と解釈すべきではない。
この解釈は戦場で闘う戦闘部隊の視点だ。
より重要なのは「銃後」の家族、妻子での視点なのだ。
打ち漏らし数を半分にできるのだから、銃後の妻子の被害量も半分！
この観点に立てば、性能差は2倍なのだ！！
浄水量は少なくなるが、
filterdirect.comのAXEON製ノーブランド７５GPDメンブレンでは、
除去率97.8%を、メンブレン性能測定装置にてよって実測確認しており、
打ち漏らしは、2.2匹である。
ちなみに、このブログの別エントリで、別途、糾弾を開始しているが、
『KOREAのコーウエイ社による日本人をカモる為のRO浄水器』である、
放射能が除去できると大評判の電気を使わない経済的なNEOS（ネオス）P-07CLでは、
楽天のユーザREVIEWによれば、原水42ppm→浄水3ppm （除去率92.86%) とのこと。
打ち漏らしは7.14匹でありUS直輸入品より性能が3倍以上悪い。
コーウエイ社の虚偽広告に踊らされて、逆浸透膜浄水に無知な日本人が、
US直輸入RO浄水器の1/3の低性能浄水器を2倍の金額で売りつけられ、
カモられており、「カモ」られたユーザ達の口コミ、さらに、
それをうけたAERA誌などのマスコミ報道、それを受けて、「カモ」られる被害者の増大、
という、展開になってしまっている。「カモ」の拡大再生産だ！
俺が「対悪魔戦」の戦術研究を没頭している間に「悪魔」に心を売り渡した「魑魅魍魎」が
日本のネット上に蔓延してしまっていたのだ！こんな「伏兵」がいたとは！
「悪魔」に対する直接戦闘以外に、「魑魅魍魎」どもにも戦いをしかけねばならない事態に
なってしまっている。Google検索でざっと調べただけで「魑魅魍魎」サイトは数百を下らない。
「多勢に無勢」は明らか。逆転は不可能かもしれんが、「カモ」の拡大再生産を少しでも、
食い止めるべく「情報戦」も展開することにした。
閑話休題。
ともかく、Pumpなしでも、AXEON150GPDにより、そこそこの95%の除去率を得られていることを確認した俺は、
この新顔を戦陣に加えて、対悪魔撃退戦の総力戦を展開することにした。
戦闘フォーメーションは以下の陣容である。
1st stage filter: filterdirect RO585 セディメントフィルタ
2nd stage filter: filterdirect RO585 カーボンフィルタ
3rd stage filter: filterdirect RO585 カーボンフィルタ
4th stage filter: AXEON純正ブランド150GPDメンブレンフィルタ
｜
filterdirect販売加圧PUMP
|
5th stage filter: AXEON製ノーブランド75GPDメンブレンフィルタ
｜
圧力タンク
|
6th stage filter: filterdirect RDシリーズ用 DIフィルタ
7th stage fllter: filterdirect RO585 ポストカーボンフィルタ
そして、各要所、要所には、オハイオ製水圧センサー、DM-2電導度プローブを配置し、
それらとつながるXlinixFPGAボード、秋月印データロガーを配置し、
戦闘状況をリアルタイム電子偵察を行う！！
先陣のAXEON純正150GPDにより、100匹中95匹の悪魔を撃退し、
打ち漏らした5匹をAXEONノーブランド75GPDにより追撃。
この5匹を除去率97.8%で撃破できれば、総合除去率は99.89%となり、
1000匹の悪魔に対して、打ち漏らしはほぼ1匹となる目論見だ！
ブログエントリ最大文字数を超えたので分離しました。
目次
第1膜～第7膜はこちら
第8膜:ROオタクは電気伝導度の夢をみるか？(後篇)
第9膜:メンブレン性能測定装置初号機を実戦投入!!
第10膜:メンブレン性能測定装置２号機登場(前篇)!!
第11膜:メンブレン性能測定装置２号機登場(後篇)!!
第12膜:第1次直列AXEONの戦い（開戦前夜）
第8膜：日本を救うためのその６．
～ROおたくは電気伝導度の夢をみるか？(後篇)～
悪魔指数の測定結果レンジが狭いのだ。
指数の変動範囲が狭いのだ。
測定値がそれだけ安定しているのか、
それとも零号機の分解能が低いのか。
恐らく、後者なのであろう。
これが次なる初号機に向けての第一課題となる。
またプローブに電流を流している時間が長すぎるのも気になる。
プローブ由来のパルスを３２７６８回もカウントする方法では、
RO水のような浄水度の高い水のｐｐｍ測定においてはさほど問題にならないと思われるが、
浄水前の原水、RO排水のようなｐｐｍの高い水の測定においては大問題になるであろう。
俺が危惧している問題とは、「プローブ電極の細り」である。
DM-2本体の挙動解析では、50ミリ秒以下の短時間の間に、
数10発程度のパルスだけどプローブ電極に印加しているだけであった。
さらに、DM-2本体は、ユーザが操作している間しかプローブ電極にパルス印加しないのだ。
一方、俺の、メンブレン性能測定装置-零号機では、３２７６８回もパルス印加を行い、
さらに、それを、のべつまくなし、自前のプローブ測定基盤の電源をONしている限りは
データロガーがデータを採取していようがいまいが、
問答無用で、プローブ電極にパルス印加を続けてしまう。
俺は、35年前の中学生の頃の、愚行を思い出していた。
当時の俺は、水素ガスをビニールゴミ袋に充填し、あたかも空気中に水素ガス風船の浮かせ、
その上で何らかの方法で、水素ガスに着火を行い、水素ガス風船を爆発させてみたい、
という妄想に取りつかれていた。 飛行船ツェッペリン号の爆発事故の様に・・・・
このようなテロ行為とも言える愚行を実現するために、水素ガス密造を企んだのだ。
水素ガスは如何にして製造できるか？
中学生の理科レベルの知識により、以下の2通りの製造方法を思いついた。
(1)水酸化ナトリウム水溶液を電気分解し陰極から発生するH2ガスを収集する
(2)水酸化ナトリウム水溶液にアルミニュウム粉末を投入する。
いずれの方法にしても、鍵となる物質は、水酸化ナトリウムである。
だが、これは劇薬であり一回の中学生がおいそれと大量入手できる代物ではない。
そこで、俺は、水素ガス密造のために水酸化ナトリウムを密造する事を企んだものだ。
これも、まさに「スパゲティを食うために小麦の種をまく」的な発想であった。
百科事典を調べ、水酸化ナトリウムの原料物質を調査し、
さらに、その原料物質が入手困難であれば、その原料物質の製造方法を調べ、
なんて事を繰り返した結果、中学生レベルで簡単に入手可能な物質群から、
水酸化ナトリウムを家庭レベルの器具で製造できることを発見したのだった。
俺は、迷うことなく、テロ準備行為に走った。
オウム真理教によるサリン密造に15年も先立つ過去の愚行である。ご容赦いただきたい。
このあたりのNaOH密造に関してはページを尽くしても簡単には語りつくせないが
この話は別稿にゆずろう。閑話休題。
ともかくNaOH密造というテロ準備行為はめでたく成功し、
俺は電気分解による水素ガス製造を実行した。
クリップを曲げた電極を水酸化ナトリウム水溶液に突っ込んで直流電流を通電したものだ。
わずか1日電気分解をつづけただけで、クリップ電極は鋭利な縫物針のようにやせ細り
ツンツンにとがったものだ。
つまり、おれは、DM-2プローブのステンスレす電極が、長時間通電により、針のようにやせ細って、
ツンツンになる事を恐れたのだ。
これが、メンブレン性能測定装置 初号機に向けての第２課題となる。
俺は、DM-2プローブ電極温存のために、零号機の運用停止を決断した。
だが、電極ツンツンに目をつむれば、零号機はなかなかの出来である。
運用停止前に、もう一度だけ、データ採取を行うことにした。
加圧ポンプを完全停止し、加圧ポンプ追加前の、ポンプなしRO SYSTEMにおける
データ採取を行うことにしたのだ。
以下がそのデータである。
pumpを使用したときのグラフを比較すればpumpの威力は一目瞭然である。
ＲＯメンブレンの入力側と出力側の圧力差が低下するにつれ、
悪魔指数が悪化している傾向にある。
俺は、圧力差と悪魔指数の相関関係を散布図にプロットしてみた。
その散布図が以下である。
ポンプあり、なしの2通りをプロットした。
これによりポンプの御利益を実感できるともに、広い圧力にわたってのメンブレン性能のグラフが得られる。
圧力差が大きい所で、悪魔指数が跳ね上がっているが、これはROメンブレンの運転開始直後の
入力側からの浸み出しによるもので、このグラフにおいては、ノイズのようなものである。
無視していただきたい。
filterdirect.comのRO585に添付されているROメンブレンは、AXEON製ノーブランドメンブレン75GPDである。
この散布図から、このメンブレンが最高性能を発揮するのは、メンブレン入力出力圧力差が60psiを
超えたあたり、ということが言えるであろう。
また、悪魔撃退の為には、加圧ｐｕｍｐは必須ITEMと言えることが証明できたと
言っても過言ではない。
俺はこのグラフに満足し充実感を持って零号機の電源スイッチを切った。
第9膜：日本を救うためのその７．
～メンブレン性能測定装置初号機を実戦投入!!～
零号機はいくつかの課題を提示してくれたが、これらの本格解決を待っていたのでは
作戦展開スピードが遅くなってしまう。
課題解決のための検討＆試行を俺のone roomマンションで行いながら、
妻子が自宅で日々利用しているRO浄水器の稼働状況の把握を行うことにした。
いよいよ零号機で開発した技術を初号機という形で実戦投入するわけだ！
零号機から初号機での機能強化ポイントは以下である。
(1)悪魔指数測定ポイントを1点から2点に倍増（RO前とRO後）
(2)1週間連続での長期偵察活動を可能とする。
上記(1)のために、DM-2プローブを接続するコネクタを、
DM-2が採用しているコネクタと同じものに変更し、コネクタケーブルを切断して
独自コネクタをとりつけることなく、プローブ取り付けるできるようにした。
聖地アキハバラにDM-2プローブを持ち込み、コネクタ屋で現物合わせを行い、
適合コネクタを探しだした。日圧の2mmタイプが適合した。
ピンピッチが2.54mmよりせまく標準のユニバーサル基盤には、適合しないのだが、
もともと4ピンしかなく、少々、無理をすれば、2.54mmピッチに押し込むことはできなくはない。
大元の独自コネクタを搭載した、プローブ切りかえドータボードの上に、さらに、
DM-2本体と互換の2mmピッチコネクタを取り付けた孫基盤を設けることとした。
零号機試験運用時に、切断していたDM-2プローブ1本目ケーブルは
再接続を行いビニールテープで補修である。
上記(2)は具体的には
・測定間隔を極力短い時間間隔にしたい
・測定期間を1週間はとって長期間データをとれるようにしたい
という要求を、データロガーの限られたフラッシュメモリ量にて如何にして実現するか、ということである。
最短の時間間隔１秒では、半日程度しかデータ蓄積できないのだ。
そこで、加圧ポンプ稼働中は、短い測定時間間隔でデータ採取し、ポンプ非稼働中は、測定間隔を長くする、
という、小細工を行うこととした。
もともとの秋月印のデータロガーは、１秒毎とか、1分毎とか、指定時間間隔で、淡々とデータを採取しつづけるだけの
機能しかなく、かつ、この時間刻みは、ソフトウエア制御ではなくて、データロガー上のタイマICによる割り込み信号による、
インタラプト制御によって行っているらしいことが、データロガーの回路図と、アセンブルソースプログラムから
伺いしることができた。ならば、データロガーのプリント基盤をカットして、割り込み信号を、FPGA評価ボード側から
供給してやれば、FPGA側が決定する時間周期でデータ採取が可能になるであろう。
試験的にパターンカットを施し、データロガーの動作がどのように変わるかを解析。
目論見どおりの動きを行えることが確認できた。
そこで、零号機におけるポンプ両端電圧をデータロガーに流すための基盤に、いくつかの電子部品とコネクタを
追加し、FPGA評価ボードの拡張ポートに接続してやって、
ポンプ電圧がONになっている時には秒単位で、
ポンプ電圧がOFFになっている時には分単位で、
データロガーにデータロギング用の割り込み信号を送れるように、FPGAのvelilog記述を変更した。
このからみで、小基盤の数がさらに増えた。
FPGAの拡張ポートを取り出す基盤は、零号機のものではなく
新規に初号機ように新しく、かつ、耐久性のあるものを作成した。
同時に７セグメントLED表示基盤も新規に２セットを製造した。
初号機での実戦偵察活動と並行して、one roomで、各種課題解決のための技術開発も行うためである。
電極ツンツン対策としては、
（A)ポンプ稼働中のみ、細かく悪魔指数を測定することとしてプローブに通電する時間数を最小化
（B)1回の悪魔指数測定のためのパルス数を1/4に減少
という安直な対策で良しとした。
なんやかんかで、初号機の全ての構成物は以下のようなものとなった。
部品が多くごちゃごちゃしている。
one roomの洗濯機上の実験空間では、これでも、さほど支障がないのだが、
自宅のキッチンのシンク下の空間に、これらのごちゃごちゃを如何にして押し込むか？
この点に関しては、マヌケなことに、いままで全く考慮していなかったのだ。
どうせ１週間だけだから、と、強引に、見栄えなぞ無視、妻の不評も恐れず、
のように、段ボール切れ端に基盤をくくりつけ、その段ボール切れ端を
から傘小僧のように、自宅のRD106の上にかぶせて、設置。
FPGA回路パタンの流し込み、データロガー設定、収集データの回収は、
シンク近くのキッチンゴミ箱の上に、ノートPCを置き、
こんなイメージで初号機に対してアクセスを行った。
１週間の実戦での偵察活動によって、
といった結果が得られた。
アンダーシンク型RO浄水器の最大の特徴は、圧力タンクであるのだが、
この圧力タンクの副作用として、
「細かく加圧ポンプ電源が、ON/OFFを繰り返し、そのたびに、浄化度が低い、
悪魔指数の高いRO水がタンクに流れ込んでいる！！」
という事が判明した！
北から降ってきた悪魔は、RO浄水器の重要コンポーネントである、
圧力タンクと結託して、ROユーザに悪さをしかけている、という構図である。
やはり、RO運用においては「圧力」という「魔物」の制御を、
最重要課題として取り組む必要がある、ということを再確認しつつ、
俺は、初号機につづく2号機のための回路試作に、取り組んだ。
第10膜：日本を救うためのその８．
～メンブレン性能測定装置２号機登場(前篇)!!～
初号機による実戦での偵察作戦はほぼ2週間におよんだ。
1週間サイクル2回である。この2週間の間に、
季節は初夏から夏真っ盛りへと移り変わった。
当然、室温、水温とも急上昇である。
初号機の、浄水度測定回路の測定原理は、「周波数カウンタ」であるわけだが、
中学生レベルのアナログ電子工作では、測定回路自体の温度変化による周波数シフトが問題となった。
単純に１回目の偵察結果のデータと2回目の偵察結果のデータを比較検討することができないのだ。
どちらが、より、北からの悪魔の潜伏度合いが高いか、の区別がつけられない。
また、測定回路自体の温度変化による誤差以外に、水の電気伝導度自体が、
水温で変化するため、水温もデータとして採取して、温度補正を行わないと、
時間が大きく離れた、測定結果を比較検討することができないのだ。
初号機の偵察運用によって、「ROの漏れを対策すべし」という、戦術目標は設定できたわけだが、
俺は、開戦時点から、
（１）悪魔除去率の高いROを選定すべし
（２）そのROを、最高性能が発揮できる条件で実戦に投入すべし
という戦術目標を立てていた。
（１）のために、除去率が高いと思われるAXEON製150GPDメンブレンを、
MyUS.com経由で海外ロジスティックスをかけているぐらいだ。
俺はこれらの戦術目標のために、
苦労して組み上げた初号機の浄水度測定アナログ回路の放棄を決定し、
2号機に組み込む、新しい測定回路の開発に着手した。
「ほぼ純水」に浸したDM-2プローブ電極は、
等価回路的には高抵抗として振舞うだけではなく、イオン濃度が極端に低下しているため
電荷の運び手が減少しているために、容量の大きいコンデンサと組み合わせると、
初号機の測定原理の周波数発振回路が停止してしまう事が判明していた。
２MΩなどのアキバ部品の高抵抗では問題なく動作する発振回路が、
DM-2プローブ電極に対しては発振が停止してしまうのだ。
DM-2プローブ電極間の抵抗値をテスタで測定してみると、
測定開始時点は、１MΩ以下の低抵抗なのであるが、みるみる、抵抗値があがっていくのだ。
イオンが移動してしまい、電荷の運び手が水中からなくなってしまうのだ。
結果として、容量値の大きいコンデンサを使った場合には、
わずか１サイクルの発振に必要な電荷移動さえも果たせず、回路の発振が停止してしまう。
零号機において、この事実が判明したものの、零号機、初号機では、
回路設計自体を変更しないで、コンデンサ容量値や、オペアンプの帰還抵抗値の
回路定数を、試行錯誤的に、変えて、なんとか安定して発振する定数値を見つけ出して、
実戦投入したわけだが、その副作用として、測定分解能の低下という
耐えがたい欠点も発生していた。
とどのつまり、測定原理の「周波数カウンタ」が、無理センであったわけである。
これが「初号機の放棄」を決定した最大の理由である。
俺が考えた、2号機向けの新しい測定原理は「オシロスコープ」である。
FPGA+外付けアナログ回路の、デジアナ混在回路によって、
＋側電圧振幅とー側電圧振幅が対象な、数発の方形波パルスを作成し、
「DM-2プローブ＋コンデンサ」で形成されたCR積分回路に入力してやる。
そして、高速コンパレータICを使って、コンデンサ両端電圧が
一定の閾値を超えたタイミングで、０，１のデジタルパルスに変換し、出力方形波パルスとして取り出す。
入力方形波パルスと出力方形波パルスの、立ち上がりタイミングのずれ幅を
２ｃｈのオシロスコープで計るがごとく、FPGAのカウンタ回路で計測してやるわけだ。
以上の記述は、大学工学部電子工学科の専門課程実験程度の知識を前提にした、オタ記述である。
まぁ、一般向けに平易にいいかえれば、零号機、初号機で採用した中学生レベルの電子工作では、
純水測定に対しては、全く歯がたたない事が判明したので、工学部3年生レベルの電子工作にレベルアップしたということだ。
それにともない、聖地アキハバラから調達する電子部品に、FET、OPアンプ以外に
高速コンパレータ、高速フォトカプラという新顔が加わった。
そして、３５年ぶりにアキバ通いをつづけていた俺は、アキバのさびれたパーツ屋の片隅で、
往年の汎用ロジックIC、SN74シリーズの生存者も発見していた。感涙ものである。
デジタル部を全てFPGAで処理をするのではなく、アナログ回路とのIF界面では、SN74シリーズを採用することにした。
ブレッドボードでの試作過程においては、35年前と同様のDIPパッケージのSN74シリーズを使った。
以下イメージの左手奥に見えるブレッドボードは、測定原理の有効性を確認した、試作V1回路。
手前のオシロスコーププローブがぶら下がってるブレッドボードは、入力パルス、出力パルスの、
波形を綺麗にすべく、回路調整を行った試作V2回路である。
まぁまぁ綺麗なパルスが入出力できるようになった所で、本番回路作成である。
ここでは、SOPパッケージのSN74シリーズを使うことにした。
半田付けなどの面で回路作成が困難を極めることは想像に難くないのだが、
そもそも高速コンパレータがSOPパッケージであったのだ。毒を食らわば皿までも、である。
組み上がった本番回路が以下である。
爪が伸びた俺の人差し指先と比べれば、かなり、コンパクトな電子工作物であることがわかろう。
SOP使った電子工作には涙が出た。老眼が進行している俺にはキツイものがあった。
老眼以前に、テンプラ気味の半田づけしかできない、半田付けテク初級者の俺にとっては、
無謀ともいえる作業であった。組み上がっても全く動かない。
テスタで調べてみると接続したはずの電線が導通していないのだ。
げにおそるべし！1.28mmピッチ！！ 2.54mmとは、ダンチの世界であった。
１か所半田付けするたびにテスタで導通確認、隣ピンとのSHORT確認を行う羽目になった。
もう2度とこのような作業はやるまいぞ。
3号機は、EDAソフト使って、プリント基盤配線パターンを自動作成し、
海外の格安プロトタイプ回路基板屋に基盤発注してやる！！
と、心ひそかに、さらなるステップアップを誓った俺であった。
出来あがったコンパクトな回路は、
初号機のアナログ回路基板（レンジ指定のロータリSWとDCDCコンバータなども搭載）の上の、
ドータ基盤（プローブ切りかえ用のリレー回路）の上の
孫基盤（DM-2プローブコネクタ搭載基盤）の上の、
ひ孫基盤として、1.28mmピッチの連結コネクタで乗っけてやった。
４総構造である。
１層目のメイン基盤の、「零号機、初号機の発振回路」は、通電を切った「廃墟」である。
真横からみると、旧香港島の九龍島状態である。（笑
2層目には、リレーを追加して、同時３点の浄化度測定が可能なようにするとともに、
コンデンサ放電用のリレーも配置して測定精度向上を図った。
3層目には、DM-2プローブの3本目と4本目のケーブル、おそらく、温度測定用サーミスターであるが、
これへの配線を設けた。
2号機全体イメージは以下のような感じ。
水圧センサ継ぎ手が、直輸入品の軽量コンパクトなものになり、
水圧センサケーブルが、シールドケーブルに更新され、といったマイナチェンジも行った。
そして、全体を、１００円SHOPで調達したキッチン網に組み付けて、可搬性を向上させた。
この電子回路だらけのキッチン網を持って、自室と自宅の間を、電車で往復するわけだ。
奇異の目で見られること疑いなしである。
電車内で、こんな、怪しげな網を持っているオッサンがいたら、それは俺であるので、
そんな奴をみかけたら、生温かい目で見守ってやってくれ。
ほぼ形になった、2号機を、自室のRO585に取り付け、早速、試運転を開始した。
以下は2号機のLED表示である。
左上の青色4桁の16進表示は、RO後の純水の抵抗値にある定数をかけた値である。
右上の白色4桁の16進表示は、RO前の原水の抵抗値にある定数をかけた値である。
抵抗値、つまり、電気伝導度の逆数であり、もはや、訳のわからない「悪魔指数」ではない。
校正系数を求めておけば掛け算だけで電気伝導度（マイクロジーメンス）に換算可能な値である。
RO後の値は、生測定値を7bit shihtした値
RO前の値は、生測定値を2bit shihtした値
である。つまり、RO前後の水の抵抗値が、2進数で5ケタの差、32倍の差がでていることになる。
100ppmの原水から3ppm前後のRO水を生成するという、filtetdirect のRO585の75GPDメンブレンの能力を
正確に計れているようだ。
ここまでなら、普通のTDSメータでもわかることなのだが、
試運転データの詳細解析をまたないと確実なことは言えないが、
ぱっと見の印象では、16進数で2ケタ程度の有効数字は確保できているようである。
さらに、この16進数で0B7Bの4ケタが、「ROの漏れ」が発生しているときには、01xxまで抵抗値が低下するのだ。
つまり、電気伝導度≒TDSメータで言う所のPPM値が上がっていることになる。
測定結果の振れ幅が大きくなっており、コンシュマー向けの市販TDSメータでは
とらまえる事のできない微細な浄水度変化を、デジタル処理可能な形で、水圧、温度データとともに、アルタイム収集できそうだ。
試運転データの解析が楽しみである。
俺の期待は、いやがうえにも大きく膨らんだ。
第11膜：日本を救うためのその８．
～メンブレン性能測定装置２号機登場(後篇)!!～
本来であれば、輸入したばかりの、上級TDSメータ COM-100を使って、
メンブレン性能測定装置２号機の精度検証、校正を行うべきなのであろうが、
要は、対「北から降ってきた悪魔」戦において、意味あるデータが提供できるか、否かである。
学位論文のための測定データを取ることが目的ではない！
one roomの filterdirect.comから購入したRO585+DIの、RO浄水器セットに
2号機を取りつけた俺は、2号機を稼働させ、圧力タンク内浄水を全パージし、
1st runのテストデータを採取しはじめた。
多数の有意義なデータが採取できたが、俺が目を見張り、
小躍りしたデータが以下である。
グラフの前半は通水を停止した状態の測定値であり、
各測定値が当然のようにフラットの値を示している。
零号機、初号機では、通水停止状態においても、DM-2プローブに流すパルス数が多いせいで、
イオン分極を引き起こし、イオンが電極に引き寄せられ、見ための、浄水度が上昇すると
いう欠点があったのだが、2号機においては、約2秒の間に電極に流すパルス数はわずか10発の
ために、分極を引き起こすことなく、連続測定に成功している。
そして、通水を開始したグラフ後半は、RO前の水の抵抗値を示す赤いプロットがゆるやかに
上昇し、これと並行して、RO後の水の抵抗値もゆるやかに上昇している。
ROの不純物除去原理では、割り算で不純物が除去される。つまり、入力水中の不純物の
XX％が除去され、残りが生成水中に残る。
ROが生成する水の純度は入力する原水に純度に比例して変化するのだ。
対悪魔戦の戦術Aと戦術Bのどちらが有効かを比較検討するためには、
ROが生成した生成水aとbの純度の違いを比較するだけでは無意味なのだ。
同時に、
aを生成したときの原水αと
bを生成したときの原水βの
不純物濃度も測定し、a/α と b/β を比較しなければならない。
グラフ後半は、このa/αの値が一定していることを示している。
この値を良い方向へ変化させる妙手を見つけだすのが真の目的なのだが、
その良い、悪い、を計るための「物差し」をついに手に入れることに成功したのだ！
早速、採取したデータを加工して、
RO前後の圧力差と、RO前後の抵抗比を、散布図にしてプロットしてみた。
上記のように、綺麗なカーブを描いており、RO前後の圧力差が大きいほど、抵抗比率が大きい。
電動ポンプを稼働させた場合のカーブと
ポンプなしの場合のカーブをくらべれば、その差は一目瞭然である。
電動ポンプを使うROユーザが享受できる除去率と
電動ポンプを使用しないROユーザが享受する除去率に、
これだけの差がでてくるわけだ。
対悪魔撃退戦に参戦するROユーザは、ポンプを装備すべきである！
第12膜：日本を救うためのその９．
～第1次直列AXEONの戦い（開戦前夜）～
メンブレン性能測定装置2号機を形にした俺は、いよいよ、
『日本を救うためのRO浄水器』を目指す、具体的な作戦行動にとりかかった。
今まで、俺がいじり倒してきた浄水器は、所詮、『USのUSによるUSの為のRO浄水器』の範疇をでていないのだ。
これからは、この浄水器に様々な改良を加えその効果を性能測定装置で確認し、
「北から降ってきた悪魔」を撃退するための『JapanのJapanによる悪魔撃退の為のRO浄水器』を目指す活動となる。
準備段階を完了し、いよいよ、本格戦闘を開始するわけだ！
対悪魔撃退戦の初戦を飾るのは、「AXEON製150GPDメンブレン」である。
俺は USのfilterdirect.comからRO浄水器を個人輸入したわけだが、
filterdirect.comで販売されているRO浄水器において採用されている、
逆浸透膜（RO）フィルタは、filterdirect.comの説明によれば、
AXEON® Water Technologies
の製造によるものである。AXEONは、RO膜大手製造メーカであるダウ・ケミカルから、
FILMTECブランドの膜素材を購入し、この膜素材をロール状に加工して家庭用RO浄水器で
使えるROフィルタとして製造しているとのこと。ダウ・ケミカルからは、
FILMTECブランドのROフィルタも販売されているが、ロール状に加工した後の、
不純物除去率はAXEON製の物の方が好成績らしい。
AXEONブランドは、今年の1月に立ちあがったばかりの新ブランドであるが、その前身は、
ULTRATECというブランドにて、古くから、FILMTECフィルタ互換の、高除去率メンブレンとして
一定の評価をUSで得ているようであった。
filterdirectは、このAXEON製であるが、ブランド名が明記されていない、ノーブランド扱いの
メンブレンを、RO585,RD106といったRO浄水器に搭載している。
このAXEON製ノーブランドメンブレンをAXEON製のAXEONブランドのメンブレンに換装して、
除去率向上を狙ってみようという魂胆である。同時にRO585に搭載されていた75GPD値ではなく、
150GPD値のメンブレンに換装することで、同時に単位時間当たりの浄水量を倍増させよう、という目論見もある。
単体の除去率が現状のノーブランドメンブレンより向上するという、たしかな根拠があるわけではない！
ないからこそ、実測して効果の有無を確認することにこそ、意義があるのだ！
仮に除去率向上が果たせなくとも、このAXEON150GPDメンブレンを追加することで、
システム全体としては、何かしらの能力向上を果たせることは間違いなかろう。
新規調達したAXEON150GPDメンブレンフィルタと、それを格納するメンブレンハウジング、ハウジング継ぎ手を、
俺のONE ROOMの洗濯機上のスペースのRO浄水SYSTEMに組みつけてみた。
今までの、ノーブランド７５GPDメンブレンは、洗濯機上の空間の左上に移動し、
７５GPDメンブレンが設置してあった箇所には AXEON150GPDメンブレンを設置し、
いざ「初陣！」と試験的に通水を開始してみたのだが・・・
水圧が上がらず除去率が上がらないのである。orz.
RO導入初期には、あれほど猛威を奮っていた、「魔物」の水圧が、すっかりなりをひそめてしまっている。
これはどうしたことだ・・・
俺は、filterdirectから購入した加圧PUMPの表示されているグラフに気がついた。
このグラフの意味するところは、
「Pumpを流れる水量が増えると圧力は低下しますよ」
ということである。
つまり、75GPDメンブレンをつかっていた時には、「減圧弁」までも導入しないと、
80psi越えの高圧になってしまっていた「魔物」が、メンブレンを通る水量が倍の150GPDになったことによって、
圧力が低下しまくり、「魔物」はすっかり腑抜けになってしまったというわけである。
初戦の出鼻を挫かれた俺は、やむなく、加圧Pumpを75GPDメンブレン前に移動し、
水道水圧50PsiでのみAXEON150GPDメンブレンを稼働させる配管を構成し、
数日間にわたってAXEON150GPDメンブレンの性能特性を測定してみた。
50psiの低水圧においても、このメンブレンは、
80ppm->4ppm,100ppm->5ppm,150ppm->6ppmの性能をだしており除去率95%は確保できてる。
FILMTECブランドのROフィルタでは、100GPD以上の浄水量が大きいフィルタの除去率は、
カタログスペック上90%となっており、この値よりははるかに性能は高いのは間違いない。
「FILMTECブランドよりも除去率の高いULTARTECブランド、改め、AXEONブランド」
という売り文句には嘘はないようだ。
AXEONのカタログ
によれば、水圧を高めれば、除去率は98%まで上がるはずなのだ。
既に、対悪魔撃退戦に参戦しており、FILMTEC 100GPDメンブレンなどの、低性能大容量メンブレンを利用している
ROユーザには、一層の除去率向上を狙ってAXEONメンブレンに換装することをお薦めする。
現状、俺の知る限り、AXEONメンブレンを日本で単体小売しているSHOPはないようであるが、
USのオンラインROストアで
入手可能である。俺もこのSHOPから調達した。
「90%も95%も98%もさほど変わらないではないか？」と思う人がいるかもしれないが、
この考えは、除去率の解釈を誤っている。
対悪魔撃退戦においては撃退した悪魔の数も、もちろん重要な戦績パラメータであるのだが、
より重要なパラメータは「討ち漏らした悪魔の数」なのだ！
北の魔窟から悪魔が降ってくる以前は、そもそも、悪魔は０匹であったのだ。
北から降ってきた悪魔が１００匹いたとして、
FILMTEC100GPDメンブレンは、９０匹を撃退し、討ち漏らしは１０匹
AXEON150GPDメンブレンは、９５匹を撃退し、打ち漏らしは、５匹
つまり、この性能差は、除去率差５％と解釈すべきではない。
この解釈は戦場で闘う戦闘部隊の視点だ。
より重要なのは「銃後」の家族、妻子での視点なのだ。
打ち漏らし数を半分にできるのだから、銃後の妻子の被害量も半分！
この観点に立てば、性能差は2倍なのだ！！
浄水量は少なくなるが、
filterdirect.comのAXEON製ノーブランド７５GPDメンブレンでは、
除去率97.8%を、メンブレン性能測定装置にてよって実測確認しており、
打ち漏らしは、2.2匹である。
ちなみに、このブログの別エントリで、別途、糾弾を開始しているが、
『KOREAのコーウエイ社による日本人をカモる為のRO浄水器』である、
放射能が除去できると大評判の電気を使わない経済的なNEOS（ネオス）P-07CLでは、
楽天のユーザREVIEWによれば、原水42ppm→浄水3ppm （除去率92.86%) とのこと。
打ち漏らしは7.14匹でありUS直輸入品より性能が3倍以上悪い。
コーウエイ社の虚偽広告に踊らされて、逆浸透膜浄水に無知な日本人が、
US直輸入RO浄水器の1/3の低性能浄水器を2倍の金額で売りつけられ、
カモられており、「カモ」られたユーザ達の口コミ、さらに、
それをうけたAERA誌などのマスコミ報道、それを受けて、「カモ」られる被害者の増大、
という、展開になってしまっている。「カモ」の拡大再生産だ！
俺が「対悪魔戦」の戦術研究を没頭している間に「悪魔」に心を売り渡した「魑魅魍魎」が
日本のネット上に蔓延してしまっていたのだ！こんな「伏兵」がいたとは！
「悪魔」に対する直接戦闘以外に、「魑魅魍魎」どもにも戦いをしかけねばならない事態に
なってしまっている。Google検索でざっと調べただけで「魑魅魍魎」サイトは数百を下らない。
「多勢に無勢」は明らか。逆転は不可能かもしれんが、「カモ」の拡大再生産を少しでも、
食い止めるべく「情報戦」も展開することにした。
閑話休題。
ともかく、Pumpなしでも、AXEON150GPDにより、そこそこの95%の除去率を得られていることを確認した俺は、
この新顔を戦陣に加えて、対悪魔撃退戦の総力戦を展開することにした。
戦闘フォーメーションは以下の陣容である。
1st stage filter: filterdirect RO585 セディメントフィルタ
2nd stage filter: filterdirect RO585 カーボンフィルタ
3rd stage filter: filterdirect RO585 カーボンフィルタ
4th stage filter: AXEON純正ブランド150GPDメンブレンフィルタ
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filterdirect販売加圧PUMP
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5th stage filter: AXEON製ノーブランド75GPDメンブレンフィルタ
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圧力タンク
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6th stage filter: filterdirect RDシリーズ用 DIフィルタ
7th stage fllter: filterdirect RO585 ポストカーボンフィルタ
そして、各要所、要所には、オハイオ製水圧センサー、DM-2電導度プローブを配置し、
それらとつながるXlinixFPGAボード、秋月印データロガーを配置し、
戦闘状況をリアルタイム電子偵察を行う！！
先陣のAXEON純正150GPDにより、100匹中95匹の悪魔を撃退し、
打ち漏らした5匹をAXEONノーブランド75GPDにより追撃。
この5匹を除去率97.8%で撃破できれば、総合除去率は99.89%となり、
1000匹の悪魔に対して、打ち漏らしはほぼ1匹となる目論見だ！