製品の位置づけ

道万が自社開発した採水制御とソフトウェアシステム、ドイツ・デンマーク純正採水フレームを統合

Fig. 1　HYDRO-BIOS 多連採水アレイ（純正製品写真）

Fig. 2　KC-Denmark フレーム12ボトル構成の全体（製品写真）

製品概要

DW31 シリーズ多連採水器は青島道万科技有限公司が自主開発した採水制御とソフトウェアシステム、国際主要採水フレームを統合した層別採水製品シリーズ：道万は水中主制御・採水制御エレクトロニクス・デッキユニットとDWSソフトを自主開発し、完全な採水制御とデータ体系を構成；採水フレームと採水瓶はドイツ HYDRO-BIOS とデンマーク KC-Denmark の二つの国際的に著名な採水器メーカーの純正標準部品を採用し、国内でシステム統合・試験・全体納入が完了し、二種類のサンプリングモード・二つのフレームブランドをカバーする四つの型式を形成。

シリーズはサンプリングモードにより二種類に分かれる：オンラインリアルタイムサンプリング型（構成コード -DR）は、採水層位をリアルタイム伝送される温塩深プロファイルデータにより決定し、閉瓶コマンドをリアルタイム送信し逐瓶確認；設定採水深度自記サンプリング型（構成コード -SC）は、配備前に採水層位シーケンスを設定し、装置はケーブルから離れて設定深度で自動閉瓶し、回収後にデータを読取。

採水フレームは純正標準部品を採用：HYDRO-BIOS 多連採水アレイは 6 / 12 / 24 ボトルスロットと 1.7～10 L ボトル容量の選択を提供し、作業深度 3 000 m（オプション 6 000 m）；KC-Denmark Rosette フレームは 12 / 24 ボトルスロットと 10 L 採水瓶を提供し、定格作業深度 6 000 m。フレーム構造・瓶体とアクチュエータの機械部分は純正設計と仕様をそのまま採用し、変更なし。

二つのフレームが同じ道万制御とソフト体系を共用：深度判断は主制御（または DW16 CTD）自身の圧力チャネルから取得し、採水層位と温塩深プロファイルデータが同源であり、回収後のボトル番号・層位・プロファイル記録三者が直接対応。

主要特長

●　一つの主制御、二つのフレーム：道万主制御システムは HYDRO-BIOS と KC-Denmark の二つの国際採水器フレームの統合に成功し、温塩深、クロロフィル、濁度、溶存酸素、高度計など主要センサを同期統合

●　二種類のサンプリングモード：オンラインリアルタイムサンプリング（-DR）と設定採水深度自記サンプリング（-SC）、船時間・ケーブル条件と調査目的により選定

●　6～24 ボトルスロット、1.7～10 L ボトル容量：層位密度と一検体体積は調査ニーズに応じて組み合わせ

●　層位とプロファイルが同源：深度判断は主制御圧力チャネルから取得し、閉瓶時の深度・温度・塩分をボトル番号とともに記録

●　深海カバー：HYDRO-BIOS フレーム 3 000 m（オプション 6 000 m）、KC-Denmark フレーム 6 000 m 全海深、リアルタイム型 FSK 搬送波通信距離は 10 000 m に達する

●　閉瓶動作の確認可：HYDRO-BIOS フレームは各閉瓶コマンドに応答あり；KC-Denmark フレームは全行程ボトル位置監視、ソフトカウント／三点ホール基準ワンキーリセット

●　ソフトが使いやすい：道万DWSソフト（中国語インターフェース）、リアルタイム表示、層位設定、手動トリガ、曲線再生とデータエクスポートをカバー

●　自主開発とローカル納入：水中主制御、採水制御エレクトロニクス、デッキユニット、DWS ソフトと FSK 通信は道万が自主開発し、全体は国内で統合・試験・納入、保証・スペア部品と校正サービスをローカルで提供

型式と選定の比較

型式は「採水フレームブランド × サンプリングモード」で設立され、サンプリングモードは道万構成コードで表す：-DR はオンラインリアルタイムサンプリング（直読式）、-SC は設定採水深度自記サンプリング（自記式）；採水瓶数量と単瓶容量は各型式の構成オプションで、発注時に確定。

選定提案：層位が多く単検体体積が小さい（栄養塩、Chl-a など）場合は 24 ボトル＋小容量採水瓶を選択；層位が少なく大容量水試料が必要（微生物培養、DOM）場合は 6 または 12 ボトル＋5～10 L を選択。アーマドケーブルとウインチ条件があり現場で層位を判断する必要がある場合はリアルタイム型を選択；ケーブル作業条件がないまたは設定層位に従って独立運転が必要な場合は自記型を選択。深海と近底層サンプリングは DW3102 シリーズ（6 000 m、高度計と底面接近警報器支援）を優先；陸棚陸斜面の通常断面と多層サンプリングは DW3101 シリーズを選択可。自記型のトリガ・給電・保存構成はプロジェクト技術協定に準ずる。

Fig. 3　採水器フレーム比較図（24ボトル／12ボトル／6ボトルフレーム実写）

動作原理

リアルタイム型（-DR）はウインチで下放され、水中センサは温度・塩分・深度・クロロフィル濃度・離底高度などのパラメータを同時取得しデッキへリアルタイム伝送；オペレータはプロファイル曲線上で目標層位を判定した後逐瓶閉瓶コマンドを送信し、モータがアクチュエータアームを精密に回転させ、対応するボトルスロットの採水瓶を順次閉じて応答を返送し、多層離散採水を完了。HYDRO-BIOS フレーム型はデッキケーブル経由で RS-232 通信し、深度判断は DW16 の圧力チャネルから取得；KC-Denmark フレーム型は船載アーマドケーブル経由で FSK 搬送波通信し、通信距離は 10 000 m に達する。

自記型（-SC）は配備前にソフトで採水層位シーケンスを設定し、装置は内蔵電池で独立給電・ケーブルから離れて運転：下放と引き上げ過程で実測深度を設定層位と比較し、層位に達すると自動的に閉瓶しボトル番号とその時の温塩深データを記録し、回収後に RS-232 接続で DWS ソフトからデータを読取。自記型のトリガ・給電・保存構成はプロジェクト技術協定に準ずる。

両モードの深度判断はいずれも主制御（または DW16）自身の圧力チャネルから取得し、採水層位とプロファイルデータが同源であり、回収後のボトル番号・層位・プロファイル記録三者が直接対応可能。

Fig. 4　システムリンク概念図：道万主制御が RS-232 経由で採水制御ユニットと通信（HYDRO-BIOS フレーム型、純正原理概念図）

システム構成

自社開発と国産化調達

DW31 シリーズは道万自主ブランド製品：システム方案、制御エレクトロニクスとソフトウェアは道万が自主開発し、採水フレーム・採水瓶とアクチュエータはドイツ HYDRO-BIOS、デンマーク KC-Denmark の純正標準部品を採用し、全体は国内で統合・調整・試験・納入が完了し、道万が統一して保証・校正・技術サービスを提供。開発・部品・サービスの三レベルの分工は以下の通り：

この分工により DW31 シリーズは国際的に成熟した機械プラットフォームの信頼性と国内開発対応の柔軟性を同時に備える：機械採水部分は長期海上作業で検証された純正部品を採用し、制御・ソフトウェア・データ体系は道万が自主開発し、国内調査任務の作業習慣とプロジェクトニーズに応じて機能とインターフェースをカスタマイズでき、迅速な技術サポートを提供する。

ソフトウェアシステム

KC-Denmark フレーム型（DW3102）デッキユニットは道万DWSソフトを実行し、構成・デバッグ、採水作業とプロファイル曲線表示機能画面をカバーし、デッキユニットと水中主制御は統合通信ポート経由でプラグ&プレイ。

●　構成・デバッグ画面：1 / 2 / 4 Hz リアルタイムデータ更新と通信ハートビート監視、通電認証、モータ単ステップ動作、リセット校正と手動ボトル位置選択に対応、履歴データ照会と一括エクスポートを提供；

Fig. 5　道万DWSソフトウェアの構成・デバッグ画面（採水層位シーケンスとボトル制御）

●　採水作業メイン画面：パラメータ数値とリアルタイム曲線のデュアル表示、モータ状態・電池残量・通信状態をオンライン監視、作業中に随時採水または一時停止をトリガ、デバッグ／作業モードのワンキー切替；

●　プロファイル曲線画面：温塩深、クロロフィル、離底高度を深度プロファイルとして描画し、多パラメータ同画面比較・ズーム・データポイント照会、水圏の層化構造の判断と採水層位の選定を支援。

Fig. 6　道万DWSソフトウェアの採水作業メイン画面

Fig. 7　道万DWSソフトウェアのプロファイル曲線表示画面

HYDRO-BIOS フレーム型（DW3101）は道万DWSソフトを配套：中国語インターフェースで、リアルタイムプロファイル表示、層位設定、手動トリガ、ボトル番号とデータ記録をカバーし、DW16 シリーズと同じ操作流程とデータエクスポート方式を共用。

構成と選定

ボトルスロット数は調査層位密度と航海船時間により確定：12 / 24 ボトル型は標準断面と高分解能鉛直サンプリングに適し、6 ボトル構成は層位が少なく大容量サンプリングに適する。KC-Denmark フレーム型はボトル位置校正方式で二段階に分かれる：12 ボトル型はソフトカウントリセット校正（RESETが1号瓶前基準位まで回転、手動ボトル位置校正対応）、24 ボトル型は三点ホール自動リセット校正（カウンタは 6#/7#、14#/15#、22#/23# ボトル位置間に位置）、リセット時間が大幅に短縮；作業前に機種に応じてパネルボタン機能を確認してください。

DW3102 シリーズは船載アーマド同軸ケーブル経由で FSK 搬送波通信を実現：デッキ側 FSK インターフェースは 48 V を出力し、ケーブル芯線と外アーマがそれぞれ信号の両極に対応し、アーマドケーブルは水中への給電不可；配套ウインチとアーマドケーブルはユーザ船側が提供。DW3101 シリーズ制御ユニットは直読式 DW16（DW1613-D 1 500 m / DW1623-D 6 000 m）を選択してオンラインリアルタイムサンプリングを実現し、自記サンプリングは自記式 DW16（16 GB ストレージ、内蔵充電式リチウムイオン電池）を選択。具体的な構成はプロジェクト技術協定に準ずる。

Fig. 8　DW16 シリーズCTD（DW3101 シリーズ制御ユニット、製品写真）

技術仕様

DW3101 シリーズ（HYDRO-BIOS フレーム）

DW3102 シリーズ（KC-Denmark フレーム）

水中ユニットは主制御ユニット内蔵耐圧電池で独立給電；主制御出力の 48 V は FSK 通信モジュールのみ給電し、アーマドケーブルは水中設備へ給電できない。

デッキ制御ユニット（DW3102 シリーズ）

適用分野

●　大洋・深海断面調査の多層離散採水（6～24 層）

●　海洋と湖沼の層別水試料採集：栄養塩、溶存酸素、クロロフィルaと微生物試料のプロファイル採集

●　近底層高分解能サンプリング：高度計と底面接近警報器の支援で、安全に海底近くで取水（DW3101 シリーズ）

●　断面調査は標準層位で取水、層位とCTDデータが同源で対応

●　水質基礎調査、環境影響評価および排水混合区調査

●　貯水池、河口および飲用水源地での鉛直水質サンプリング

●　モニタリングステーション・海洋プラットフォーム向けの長期モニタリング用採水

●　教育実習および観測システム統合プロジェクトにおける採水機能構成

製品ギャラリー

Fig. 9　現場実写：フレーム回収点検

Fig. 10　現場実写：二人でアレイフレームを支持

Fig. 11　KC-Denmark フレーム型の内外二重フレーム構造

Fig. 12　多連採水器の全体実写（12ボトルスロットフレーム）

Fig. 13　デッキ制御ユニット（開蓋状態、ディスプレイと操作パネル統合）

Fig. 14　採水瓶口とボトル閉止機構のクローズアップ

Fig. 15　デッキ制御ユニット操作パネルのクローズアップ

Fig. 16　HYDRO-BIOS 多連採水アレイ（6ボトル構成実写）

Fig. 17　海上試験現場：多連採水アレイと道万CTDの統合全体

Fig. 18　海上試験現場：採水瓶と道万CTDの統合細部

Fig. 19　海上試験現場：アレイを船側から投入

Fig. 20　海上試験現場：多連採水アレイの引き上げ瞬間