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公開番号2024075472
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-03
出願番号2023114511,2022186549
出願日2023-07-12,2022-11-22
発明の名称測定システムおよび測定方法
出願人オルガノ株式会社,国立大学法人東京大学
代理人個人,個人
主分類G01N 21/77 20060101AFI20240527BHJP(測定;試験)
要約【課題】より簡易的な構成で高精度な水質の測定を行う。
【解決手段】試料液11が流通する第1の流路13と、試料液に含まれる対象成分と反応して発色する試薬が含まれる試薬液21が流通する第2の流路23と、第1の流路13を流通する試料液11と、第2の流路23を流通する試薬液21とが合流する合流部30と、合流部30の下流に設けられ、試薬が発色した色の透過光量を測定する測定器41,42と、測定器41,42が測定した透過光量に応じた吸光度に基づいて、試料液11に含まれる対象成分の濃度を算出する信号処理部43とを有し、第1の流路13は、第1の槽10に貯留された試料液の水頭圧を用いて試料液が流れる構造であり、第2の流路23は、第2の槽20に貯留された試薬液の水頭圧を用いて試薬液が流れる構造である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
試料液が流通する第１の流路と、
前記試料液に含まれる対象成分と反応して発色する試薬が含まれる試薬液が流通する第２の流路と、
前記第１の流路を流通する前記試料液と、前記第２の流路を流通する前記試薬液とが合流する合流部と、
前記合流部の下流に設けられ、前記試薬が発色した色の透過光量を測定する測定器と、
前記測定器が測定した前記透過光量に応じた吸光度に基づいて、前記試料液に含まれる前記対象成分の濃度を算出する算出部とを有し、
前記第１の流路は、第１の槽に貯留された前記試料液の水頭圧を用いて前記試料液が流れる構造であり、
前記第２の流路は、第２の槽に貯留された前記試薬液の水頭圧を用いて前記試薬液が流れる構造である測定システム。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
請求項１に記載の測定システムにおいて、
前記第２の流路から前記合流部へ流通する前記試薬液の量を調整する制御弁を有する測定システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定システムにおいて、
前記合流部と前記測定器との間に、前記試料液と前記試薬液とを混合する反応管を有する測定システム。
【請求項４】
第１の槽に貯留された試料液の水頭圧を用いて該試料液を第１の流路に流す工程と、
第２の槽に貯留された試薬液の水頭圧を用いて該試薬液が第２の流路に流す工程と、
前記第１の流路を流通した前記試料液と前記第２の流路を流通した前記試薬液とが混合された液体から、該試料液に含まれる対象成分と該試薬液に含まれる試薬とが反応して発色する色の透過光量を測定する工程と、
前記測定した前記色の透過光量に基づいて、前記試料液に含まれる前記対象成分の濃度を算出する工程とを行う測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定システムおよび測定方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
試料液に含まれる溶存化学成分の濃度の時間変化をオンサイトにて取得する計器として、需要家の近くの水道配管末端に設置され、水道水に含まれる対象成分である残留塩素濃度を監視するためのフロー式の水道水質計が実用化されている。水質計の内部へ取り込まれた試料液を、ポンプを用いて一定速度で細管内に流通させ、その細管に対象成分に特異的に反応する試薬を所定量添加する。試料液と試薬とを反応させるために、例えば、試料液と試薬との混合液を加熱して温度調節を行う部材を流路上で移動させて、試料液と試薬とを反応させるための加熱の効率を高める装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。試薬が添加された試料液は対象成分の濃度に応じた発色を呈する。この発色の度合いを光学的に計測することで試料液に含まれる対象成分の濃度が導き出される。このような水質計は、屋内の化学実験室にて行われる分析化学の操作が自動化されたものであり、分析精度の面で卓上機と同等の性能を有している。一方、オンサイトに水質計を設置する場合、設置環境からの振動や水圧の変動などの外的要因の影響を受け、流路内部の試料液の流通の状態が変化する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－２３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オンサイトにて高精度な水質の測定を行うために、上述したような流通の状態の変化を抑える必要がある。流通の状態の変化を抑えるためには、堅牢な管路や制御弁、高精度なポンプが必要となり、システムの規模が大きくなってしまう。そのため、設置場所の確保やコストの観点からシステムの導入を容易に行うことができないという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、より簡易的な構成で高精度な水質の測定を行うことができる測定システムおよび測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の測定システムは、
試料液が流通する第１の流路と、
前記試料液に含まれる対象成分と反応して第１の色に発色する試薬と、前記第１の色の波長とは異なる波長の第２の色の色素とが含まれる試薬液が流通する第２の流路と、
前記第１の流路を流通する前記試料液と、前記第２の流路を流通する前記試薬液とが合流する合流部と、
前記合流部の下流に設けられ、前記第１の色の透過光量と前記第２の色の透過光量とを測定する測定器と、
前記測定器が測定した前記第２の色の透過光量に応じた第２の吸光度を用いて、前記測定器が測定した前記第１の色の透過光量に応じた第１の吸光度を補正する補正部と、
前記補正部が補正した前記第１の吸光度に基づいて、前記試料液に含まれる前記対象成分の濃度を算出する算出部とを有する。
【０００７】
また、本発明の測定装置は、
試料液と試薬液とが混合された液体から、該試料液に含まれる対象成分と該試薬液に含まれる試薬とが反応して発色する第１の色の透過光量と、前記試薬液に含まれる色素の色である、前記第１の色の波長とは異なる波長の第２の色の透過光量とを測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記第２の色の透過光量に応じた第２の吸光度を用いて、前記測定部が測定した前記第１の色の透過光量に応じた第１の吸光度を補正する補正部と、
前記補正部が補正した前記第１の吸光度に基づいて、前記試料液に含まれる前記対象成分の濃度を算出する算出部とを有する。
【０００８】
また、本発明の測定方法は、
試料液と試薬液とが混合された液体から、該試料液に含まれる対象成分と該試薬液に含まれる試薬とが反応して発色する第１の色の透過光量を測定する処理と、
前記試料液と前記試薬液とが混合された液体から、前記試薬液に含まれる色素の色である、前記第１の色の波長とは異なる波長の第２の色の透過光量を測定する処理と、
前記測定した前記第２の色の透過光量に応じた第２の吸光度を用いて、前記測定した前記第１の色の透過光量に応じた第１の吸光度を補正する処理と、
前記補正した第１の吸光度に基づいて、前記試料液に含まれる前記対象成分の濃度を算出する処理とを行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、より簡易的な構成で高精度な水質の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の測定システムの第１の実施の形態を示す図である。
図１に示した信号処理部に具備された構成要素の一例を示す図である。
図１に示した測定システムにおける測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。
本発明の測定システムの第２の実施の形態を示す図である。
図４に示した測定システムにおける測定方法の一例を説明するためのフローチャートである。
本発明の測定システムの第３の実施の形態を示す図である。
図６に示した信号処理部に具備された構成要素の一例を示す図である。
第２のポンプの動作開始からの時間に対する第２の測定器が測定した透過光量に応じた吸光度の変化の様子の一例を示すグラフである。
第２のポンプの動作開始から第２の測定器が測定した透過光量に応じた吸光度がピーク値となるまでの時間と吸光度のピーク値との関係の一例を示すグラフである。
本発明の測定システムの第４の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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