CN104344863A

CN104344863A - 液体计量装置和水质分析装置

Info

Publication number: CN104344863A
Application number: CN201410311080.2A
Authority: CN
Inventors: 俣野芳朗; 河野忠司
Original assignee: Horiba Advanced Technology Co Ltd; Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Advanced Technology Co Ltd; Horiba Ltd; Horiba Advanced Techno Co Ltd
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: CN104344863B; JP6223041B2; KR102203315B1; JP2015025793A; KR20150014366A

Abstract

本发明提供一种能准确且稳定地进行计量的液体计量装置和水质分析装置。液体计量装置(1)包括：用于计量液体的计量用流道(2L)，从一端导入收容在液体用容器(7)中的液体；储存容器(3)，储存从计量用流道(2L)的另一端漏出的液体，并且计量用流道(2L)的另一端以使被储存了的液体不会再次流入计量用流道(2L)的方式与储存容器(3)连接；以及泵机构(4)，从计量用流道(2L)的一端导入收容在液体用容器(7)中的液体并使其充满计量用流道(2L)，并且将充满了计量用流道(2L)的液体从计量用流道(2L)的一端导出，计量用流道(2L)具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径。

Description

液体计量装置和水质分析装置

技术领域

本发明涉及用于计量液体的液体计量装置和水质分析装置。

背景技术

例如，在排水等的水质检查等中，为了提高检查结果的精度，需要准确计量测量试样或处理测量试样的试剂等液体。

此外，作为计量这些液体的装置，可以考虑例如专利文献1公开的采用注射器型的计量泵(注射器泵)进行计量的计量装置、以及专利文献2公开的采用光传感器等液体传感器进行计量的计量装置。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2006-47323号

专利文献2：日本专利公开公报特开2010-14011号

可是，采用了注射器泵的计量装置，根据该注射器泵的活塞的移动量来计量液体，为了准确地进行计量，需要高精度地控制所述活塞的移动量。此外，还存在下述问题：注射器泵的断液(液切れ)差，难以准确地进行计量。

此外，在使用液体传感器的计量装置中，当由于利用液体传感器的检测信号控制向计量室注入液体的注入装置而存在注入装置的响应延迟等时，存在不能准确地进行计量的问题。此外传感器有时还会与液滴和气泡反应而产生误检测，此时也存在不能准确地进行计量的问题。

发明内容

本发明是为了解决所述的问题而做出的发明，本发明的主要目的是通过简单的结构能够准确地进行计量。

即，本发明提供一种液体计量装置，其包括：计量用流道，用于计量液体，从一端导入收容在液体用容器中的液体；储存容器，储存从所述计量用流道的另一端漏出的液体，并且所述计量用流道的另一端以使被储存了的液体不会再次流入所述计量用流道的方式与所述储存容器连接；以及泵机构，从所述计量用流道的一端导入收容在所述液体用容器中的液体并使该液体充满所述计量用流道，并且将充满了所述计量用流道的液体从所述计量用流道的一端导出，所述计量用流道具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径。

按照所述的液体计量装置，可以仅通过从计量用流道的一端导入液体并且从计量用流道的另一端使液体漏出(溢出)来计量液体。

因此，只要设定泵机构的驱动时间(抽吸时间)即可，能够通过简单的装置结构准确地进行计量。此外，由于无需注射器泵和液体传感器，所以无需进行复杂的控制，能够防止断液不好、响应延迟、误动作等造成的计量误差。

另外，由于计量用流道具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径，所以不论计量用流道的配置方向和配置方式怎样都可以计量液体，从而能够提高包括计量用流道的液体计量装置的设计的自由度。

优选的是，所述计量用流道的另一端以该计量用流道的另一端的轴向成为水平方向的方式与所述储存容器连通。

当计量用流道的另一端的开口成为垂直方向时，由于从计量用流道的另一端因表面张力溢出的液体量会因液体的粘性等而容易发生变化，所以存在用计量用流道计量的液体量会发生变化的问题。

此外，当计量用流道的另一端的开口垂直朝上时，存在下述问题：由于设计的原因，有时从计量用流道的另一端漏出的液体会附着在储存容器的上侧的面上，附着上的液体再次滴落到计量用流道的另一端，导致用计量用流道计量的液体量发生变化。

可是，按照本发明的结构，由于使计量用流道的另一端的开口方向朝向水平方向，所以相比于计量用流道的另一端的开口方向朝向垂直方向，用计量用流道计量的液体量的误差减小，能够进一步减小计量误差从而能更进一步准确地进行计量。

此外，优选的是，所述液体计量装置还包括排出用流道，所述排出用流道排出储存在所述储存容器中的液体，所述排出用流道的一端与所述储存容器连接并且所述排出用流道的另一端与所述液体用容器连接，所述泵机构将储存在所述储存容器中的液体通过所述排出用流道向所述液体用容器输送。

按照该结构，由于能够使储存在储存容器内的液体返回液体用容器，所以能够防止在储存容器中存储的液体过多并能防止计量产生问题，并且不会浪费所述液体。

此外，本发明还提供一种水质分析装置，其使用了所述的液体计量装置。

按照本发明，能够提供通过简单的结构能准确地进行计量的液体计量装置和水质分析装置。

附图说明

图1是表示本实施方式的液体计量装置的立体图。

图2是表示与图1为相同实施方式的液体计量装置的剖视图。

图3是表示与图1为相同实施方式的液体计量装置的示意图。

附图标记说明

1···液体计量装置

2L···计量用流道

2a···计量用流道的另一端

3···储存容器

4···泵机构

5L···排出用流道

具体实施方式

下面说明本发明的液体计量装置的一个实施方式。

本实施方式的液体计量装置1，例如用于测量上下水等液体试样中含有的规定的测量对象成分的浓度(例如全氮浓度和全磷浓度)的水质分析装置等，例如计量规定量的、用于测量的试剂。

具体地说，如图1～图3所示，所述液体计量装置1包括：计量用流道2L，用于计量液体；储存容器3，储存从计量用流道2L的另一端漏出的液体；泵机构4，改变储存容器3内的压力；排出用流道5L，排出储存在储存容器3中的液体；以及控制部6，控制泵机构4等。

使用内部具有规定容积的流道的计量用管2构成计量用流道2L。本实施方式的计量用管2例如是树脂等具有柔性的管，以螺旋状的方式卷绕从而使配管空间紧凑。计量用流道2L(计量用管2)的一端与三通电磁阀9连接，并且另一端2a与储存容器3的内部空间连接。

具体地说，计量用流道2L的另一端2a以插入储存容器3的侧壁的方式与储存容器3的侧壁连接，并且与储存容器3的内部空间连通。此外，另一端2a的连接位置设定成使储存在储存容器3中的液体不会再次流入计量用流道2L。而且，另一端2a以其轴向成为水平方向的方式插入，即另一端2a的开口方向朝向水平方向。

此外，计量用流道2L具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径，具体地说，所述直径是在充满了的液体向大气开放的状态下能通过表面张力维持液体的充满了的状态的直径。因此，如果不加压或抽吸(改变压力)，则充满计量用流道2L中的液体不会导出。例如，可以考虑计量用流道2L从一端到另一端2a具有规定的直径，并且所述直径为1mm以上3mm以下。

通过控制部6控制三通电磁阀9的开闭，三通电磁阀9具有第一端口9a、第二端口9b以及第三端口9c。

第一端口9a与导入管10的一端连接，所述导入管10导入来自液体用容器7的液体。另外，导入管10的另一端与液体用容器7连接。第二端口9b与计量用流道2L的一端连接。第三端口9c与导出管11的一端连接，所述导出管11导出通过计量用流道2L计量出的液体。另外，导出管11的另一端与测量池8连接，所述测量池8是使试剂和液体试样反应的反应用容器。所述测量池8使用光源和光检测器测量吸光度等。

储存容器3的内部具有储存空间3S，从计量用流道2L的另一端漏出(溢出)的液体储存在所述储存空间3S中。所述储存空间3S的下端部具有朝向下方直径逐渐缩小的锥台形状。即，储存容器3的底壁部形成有漏斗状的凹部。此外，与液体用容器7连接的排出用流道5L在底壁部的凹部底面上开口并与储存空间3S连通。此外，在储存容器3的上壁部连接有泵机构4。

泵机构4通过吸入储存容器3的储存空间3S的空气而使储存空间3S成为负压，或者泵机构4通过向储存空间3S送入空气而使储存空间3S成为正压，具体地说，泵机构4包括泵4a以及连接配管4b，所述连接配管4b连接泵4a和储存容器3。连接配管4b具有使用了阀4c的切换机构，用于针对储存容器3切换泵4a的抽吸和吐出。

另外，在本实施方式中，泵机构4通过设置在连接配管4b上的切换机构来切换泵4a的抽吸或吐出，但是也可以使泵4a自身具备吸入空气的吸入模式和吐出空气的吐出模式。

使用排出用管5构成排出用流道5L。所述排出用管5的一端通过与储存容器3的底壁部连接而与储存空间3S连通，并且另一端与液体用容器7连接。此外，排出用管5包括：上游侧的排出用管51，与储存容器3的底壁部连接；以及下游侧的排出用管52，与液体用容器7连接。具体而言，上游侧的排出用管51的直径与下游侧的排出用管52的直径不同，上游侧的排出用管51具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径，上游侧的排出用管51的直径为1mm以上3mm以下，下游侧的排出用管52的直径为大于3mm且为5mm以下。此外，排出用管5的下游侧的排出用管52上设有夹管阀等开关阀5a。另外，所述开关阀5a由控制部6控制。

控制部6用于控制三通电磁阀9、泵4a和开关阀5a，结构上是具有CPU、内部存储器、I/O缓冲电路、AD转换器等的所谓的计算机电路。此外，通过按照存储在内部存储器的规定区域中的程序进行动作来进行信息处理，控制三通电磁阀9、泵4a和开关阀5a。另外，也可以通过水质分析装置的控制装置构成所述控制部6。

具体地说，控制部6预先决定处理动作的时间，用内置的时钟对所述处理动作的时间进行计时，以经过了所述处理动作的时间后转移到下一个处理动作的方式对三通电磁阀9、泵4a和开关阀5a进行顺序控制(シーケンス制御)。

接着，说明控制部6的具体的控制内容以及本实施方式的液体计量装置1的计量方法。

首先，控制部6关闭排出用流道5L的开关阀5a，并且使三通电磁阀9的第一端口9a和第二端口9b连通。由此，导入管10与计量用流道2L成为连通的状态。而后，为了在所述状态下使储存容器3内成为负压，控制泵机构4使泵4a驱动规定时间进行空气吸入动作。另外，所述规定时间是使计量用流道2L被液体充满后从另一端2a漏出液体、并且使储存在储存空间3S中的液体的液面高度成为比计量用流道2L的另一端的开口更靠下侧的位置的时间。

如果通过泵机构4使储存容器3内成为负压，则收容在液体用容器7中的液体(试剂)通过导入管10、第一端口9a和第二端口9b从计量用流道2L的一端导入储存容器3。所述试剂一直导入到从计量用流道2L的另一端2a漏出至储存容器3为止，通过使计量用流道2L中充满试剂来计量试剂。

接着，控制部6打开排出用流道5L的开关阀5a，并且使三通电磁阀9的第二端口9b与第三端口9c连通。由此，计量用流道2L和导出管11成为连通的状态。另外，只在该状态下液体不会从计量用流道2L流向导出管11。此外，在该状态下，为了使储存容器3内成为正压，控制泵机构4使泵4a驱动规定时间以进行空气送出(吐出)动作。另外，所述规定时间是使充满了计量用流道2L的液体通过导出流道11全部输送到测量池8程度的时间。

在切换所述泵机构4的状态期间，充满了计量用流道2L内的试剂利用表面张力维持在流道内充满的状态，液体不会从计量用流道2L流出。

而后，如果通过泵机构4使储存容器3内成为正压，则通过充满计量用流道2L而被计量出的试剂，从计量用流道2L的一端被导出，通过第二端口9b、第三端口9c和导出管11注入测量池8。

此时，从计量用流道2L漏出并储存在储存容器3中的试剂，通过排出用流道5L被向液体用容器7压送输送。

按照以上结构的本实施方式的液体计量装置，具有以下的效果。

即，按照所述构成，仅仅通过从计量用流道2L的一端导入液体，并且从计量用流道2L的另一端2a使液体漏出(溢出)就可以计量液体。因此，只要设定泵机构4的驱动时间(抽吸时间)即可，能够通过简单的装置结构准确地进行计量。此外，由于无需注射器泵和液体传感器，所以不必进行复杂的控制，能够防止断液不好、响应延迟、误动作等导致的计量误差。

另外，由于计量用流道2L具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径，所以不论计量用流道2L的配置方向和配置方式怎样都可以计量液体，从而能够提高包括计量用流道2L的液体计量装置1的设计的自由度。

此外，由于通过泵机构4压送输送从计量用流道2L计量出的液体并将计量出的液体向测量池8导出，所以可以将计量出的液体向测量池8导出而不受计量用流道2L的轴向和方式的限定。因此，增加了计量用流道2L的设计自由度，即使是本实施方式这种呈螺旋形状的结构也可以使用，并且能够使装置结构紧凑。而且由于在本实施方式中，可以通过仅使用一个三通电磁阀9构成计量装置，所以无需使用多个阀，能够进一步增加设计的自由度。

此外，由于计量用流道2L的另一端2a的开口方向朝向水平方向，所以相比于计量用流道2L的另一端2a的开口方向朝向垂直方向的情况，由于在计量用流道2L的另一端的开口因表面张力存留的液体量变少，所以能够减少计量误差从而能更进一步准确地进行计量。

另外，由于能够使储存在储存容器3内的液体返回液体用容器7，所以能够防止储存容器3中储存过多液体从而发生计量故障的情况，并且不会浪费所述液体。

此外，由于储存空间3S的下端部具有随着朝向底部直径逐渐缩小的锥台形状，所以能够容易地向排出用流道5L排出试剂。

另外，本发明不限于所述实施方式。

在所述实施方式中，计量用流道的另一端插入储存容器的侧壁，但是例如也可以将计量用流道的另一端插入储存容器的上壁或底壁。

此外，在所述实施方式中，计量用流道的另一端的开口的开口方向朝向水平方向，但是计量用流道的另一端的开口的开口方向也可以朝向水平方向以外的方向。

在所述实施方式中，使储存容器内成为负压以使计量用流道中充满液体，但是例如也可以在液体用容器上设置泵，通过用所述泵使液体用容器内成为正压，向计量用流道内压送液体并使计量用流道内被液体充满。

同样地，在所述实施方式中，使储存容器内成为正压，将充满了计量用流道的液体向测量池导出，但是例如也可以在测量池上设置泵，通过用所述泵使测量池内成为负压而将充满了计量用流道内的液体导出。

与泵连接的连接配管不仅仅可以配置在储存容器的上壁部，只要是比储存在储存容器内的试剂的液面更靠上方的位置，与泵连接的连接配管可以配置在任何位置。

在所述实施方式中，本发明的液体计量装置在水质分析装置中计量向测量试样添加的试剂，但是也可以计量测量试样。此外，还可以用于水质分析装置以外的、需要液体计量的分析装置。

本发明在不违背本发明宗旨的范围内可以实施各种变形。

可以相互组合本发明的各个实施方式中所记载的技术特征形成新的技术方案。

Claims

1.一种液体计量装置，其特征在于，

所述液体计量装置包括：

计量用流道，用于计量液体，从一端导入收容在液体用容器中的液体；

储存容器，储存从所述计量用流道的另一端漏出的液体，并且所述计量用流道的另一端以使被储存了的液体不会再次流入所述计量用流道的方式与所述储存容器连接；以及

泵机构，从所述计量用流道的一端导入收容在所述液体用容器中的液体并使该液体充满所述计量用流道，并且将充满了所述计量用流道的液体从所述计量用流道的一端导出，

所述计量用流道具有能使充满了的液体被表面张力保持的直径。

2.根据权利要求1所述的液体计量装置，其特征在于，所述计量用流道的另一端以该计量用流道的另一端的轴向成为水平方向的方式与所述储存容器连接。

3.根据权利要求1或2所述的液体计量装置，其特征在于，

所述液体计量装置还包括排出用流道，所述排出用流道排出储存在所述储存容器中的液体，所述排出用流道的一端与所述储存容器连接并且所述排出用流道的另一端与所述液体用容器连接，

所述泵机构将储存在所述储存容器中的液体通过所述排出用流道向所述液体用容器输送。

4.一种水质分析装置，其特征在于，所述水质分析装置使用了权利要求1至3中任一项所述的液体计量装置。