JP2000321111A

JP2000321111A - 液体の計量装置

Info

Publication number: JP2000321111A
Application number: JP11167284A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishizawa; 隆志西澤; Kaoru Funaki; 薫船木
Original assignee: DKK Corp
Current assignee: DKK Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】液体等の分析計に好適に使用できる、試料
水や試薬液等を簡便に精度良くかつ迅速に計量すること
が可能な液体の計量装置を提供する。【解決手段】貯留されている液体を計量空間に減圧導
入して計量する液体の計量装置において、貯留されてい
る液体内において開口する導入開口部５と減圧手段であ
るポンプ４に連結される減圧開口部とを有する計量空間
と、減圧開口部５を閉塞可能な第１開閉手段である開閉
弁６と、計量空間を導入開口部５に面する導入空間１１
と減圧開口部に面する減圧空間１２とに分割して、遮断
可能な第２開閉手段である開閉弁７とを備え、開閉弁６
を開き、開閉弁７を閉じて減圧空間１２を予め減圧した
後に、開閉弁７を開いて減圧空間１２と導入空間１１と
を連通することにより、貯留されている液体を計量空間
内に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の計量装置に
関し、さらに詳しくは、液体等の分析計に好適に使用で
きる計量装置であって、試料水や試薬液等を簡便に精度
良くかつ迅速に計量することが可能な液体の計量装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液体等の分析計では、計量装置で計量し
た試料水や試薬液等を、計量容器に連結又は挿入された
送液管等を介して反応槽や分析部等に送出することが行
われている。計量装置には、種々の方式のものがある
が、計量容器に加圧又は減圧により液体を導入すると共
に、計量容器の所定の水位まで液体が導入されたとき
に、液面センサー等で検知して導入路の弁を閉じたりポ
ンプを停止したりすることによって導入を中止する方式
の装置が広く用いられている。

【０００３】この場合、導入された液体は、導入経路を
逆流させてその全量を分析部等に送出することも可能で
あるが、通常は、その一部が送出される。たとえば、計
量容器への導入路の途中に送出管を分岐して連結すれ
ば、その分岐点より上方の液体のみが送出できる。ま
た、計量容器内に送液管を挿入して計量容器内を加圧す
れば、挿入した送液管の開口部より上方の液体のみが送
出できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の計量装置で
は、導入した液体の全部を送出する場合であっても、一
部を送出する場合であっても、一定の水位より上方の液
体を正確に分析部等に送出することは容易である。従っ
て、導入する際の液体の量さえ正確であれば、分析部等
に希望量の液体を正確に計量して送出することができ
る。

【０００５】ところが、液体の導入スピードが速すぎる
と、液面センサーで検知してポンプを停止したときに
は、所定の水位を超えて液体が計量容器に導入されてし
まい、正確な計量ができないという問題が生じる。この
ため、計量容器の吸引始端部（吸込み側）や吸引終端部
の近傍にオリフィスを設けて、導入するスピードを低く
コントロールすることが行われている。

【０００６】しかし、吸引始端部近傍にオリフィスを設
けると、貯留されている液体中のごみ等を吸い込み詰ま
りの原因となりやすい。また、吸引終端部近傍にオリフ
ィスを設ける場合、吸引終端部よりも上部の気層部に設
けないと詰まりやすいので、径が小さく長い管が必要と
なる。従って、計量容器の取り扱いに注意を要すると共
に、装置の大型化を招くこととなる。さらに、導入スピ
ードを遅くすることは、計量にかかる時間が長くなるこ
とを意味し、迅速な分析等の要請に反する。本発明は、
上記事情に鑑みなされたもので、取り扱いが容易な簡便
な装置で、精度良くかつ迅速に液体の計量が可能な計量
装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
検討した結果、予め減圧した閉じた空間に液体が導入さ
れると、空間内の気層の体積が減少することによって減
圧度を徐々に低下させることができることに着目した。
つまり、液体が容器に導入されるにつれ、容器の液体が
満たされていない部分の圧力と導入された液体の水頭圧
との差が小さくなって、導入スピードが徐々に小さくな
り、ついには導入が停止されることに想到して、本発明
を成したものである。

【０００８】すなわち、請求項１の液体の計量装置は、
貯留されている液体を計量空間に減圧導入して計量する
液体の計量装置において、貯留されている液体内におい
て開口する導入開口部と減圧手段に連結される減圧開口
部とを有する計量空間と、減圧開口部を閉塞可能な第１
開閉手段と、計量空間を導入開口部に面する導入空間と
減圧開口部に面する減圧空間とに分割して、導入空間と
減圧空間とを遮断可能な第２開閉手段とを備えたことを
特徴とする。

【０００９】本計量装置では、計量空間を導入空間と減
圧空間とに分割して各々を遮断可能としたので、第１開
閉手段を開き、第２開閉手段を閉じて減圧空間を予め減
圧した後に、第２開閉手段を開いて減圧空間と導入空間
とを連通することにより、貯留されている液体を計量空
間内に導入することかできる。なお、液体は、導入空間
だけでなく導入空間と減圧空間の一部にわたって導入さ
れても差し支えない。

【００１０】また、請求項２に記載の液体の計量装置
は、貯留されている液体を計量空間に減圧導入して計量
する液体の計量装置において、貯留されている液体内に
おいて開口する導入開口部と減圧手段に連結される減圧
開口部とを有する計量空間と、減圧開口部を閉塞可能な
第１開閉手段と、計量空間を導入開口部に面する導入空
間と減圧開口部に面する減圧空間とに分割して、導入空
間と減圧空間とを遮断可能な第２開閉手段と、減圧空間
を２以上の区分空間に分割して、各々の区分空間を互い
に遮断可能な１以上の第３開閉手段とを備えたことを特
徴とする。

【００１１】本計量装置では、減圧空間を遮断可能な複
数の区分空間に分割したので、請求項１に記載の計量装
置と同様に液体を導入するにあたり、各開閉手段の開閉
のタイミングの変更によって、予め減圧された区分空間
と導入空間とを連通させたときの減圧状態を種々変化さ
せることができる。すなわち、第１開閉手段を開き、予
め減圧空間を減圧する段階では、第２開閉手段又は第３
開閉手段のいずれを閉じておくかによって、そのときに
減圧する区分空間を選択することができる。また、次に
第２開閉手段を開いて導入空間を減圧する段階では、予
め減圧した区分空間の内、全部を導入空間と連結する
か、一部を導入空間と連結するかを、第１開閉手段及び
第３開閉手段の開閉状態を適宜調整することにより、選
択することができる。

【００１２】つまり、計量空間に導入する液体の量の変
更が容易に可能となる。また、減圧空間に複数の導入空
間を並列に連結した場合、それぞれの導入空間における
所望の導入終了位置で導入が終了するように、それぞれ
に応じた減圧度を得ることもできる。すなわち、一つの
減圧空間を用いて複数の導入空間へ液体を導入すること
が可能となる。

【００１３】請求項１又は請求項２に記載の計量装置で
は、導入空間と減圧空間の一部又は全部からなる空間に
おける液体が満たされていない気層部分は体積が減少す
るにつれ圧力が上昇、つまり減圧度が低下する。そのた
め、液体の導入スピードが低下する。そして、気層部分
の圧力と導入された液体の水頭圧とが均衡すれば、導入
は自然と停止する。

【００１４】この自然に導入停止をする時点まで液体を
導入しても良いが、貯留されている液体の水位等の変動
により、停止位置も変動してしまう。つまり、液体の導
入量に変動が生じる可能性がある。そこで、請求項３に
記載の液体の計量装置は、計量空間内に所定量の液体が
導入されたときに、導入開口部からの液体の導入を強制
的に終了させる導入終了手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１５】ここで、導入中止手段としては、光やフロ
ートスイッチ等を利用した液面センサで吸引終端部に液
体が達したことを検知して、計量容器又は計量容器上方
に設けた開閉弁を閉じる方式や、吸引終端部に液体が達
すると、フロートが、吸引路を塞ぐことによりそれ以上
の吸引をできなくする方式等、種々の方式が採用でき
る。

【００１６】本計量装置によれば、導入スピードがある
程度小さくなる位置、すなわち自然に停止する位置のや
や手前側（導入開口部側）に所望の導入終了位置が来る
ように、減圧タンク及び計量容器の大きさや減圧タンク
の減圧度を調整しておけば、導入中止手段で液体の導入
を中止する際には導入のスピードが落ちている。そのた
め、導入中止手段によって所望の導入終了位置を通りす
きてしまうことなく、導入を中止できる。また、貯留さ
れている液体の水位等に影響されず、常に所定量の液体
が導入できる。

【００１７】請求項１から請求項３に記載の計量装置に
おいて、連結される減圧手段としては、吸引ポンプ、ア
スピレータ等の任意の減圧手段が使用できる。また、導
入された液体を反応槽や分析部等に送出する手段に特に
限定はなく、計量空間に連結又は挿入された送液管等を
介し、加圧、吸引、高低差等を利用して送出する。この
場合、送出する液体は、通常導入した液体の一部であ
り、その量は、送液管の連結箇所等により適宜決めるこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の１実施形態である計量装
置の構成を示すもので、１は計量容器、２は減圧タン
ク、３は液体の貯留タンク、４はポンプ、５は計量容器
１に連結して貯留タンク３に挿入される配管の開口部で
ある。減圧タンク２とポンプ４との間の配管には開閉弁
６が介装されている。計量容器１と減圧タンク２との間
の配管には開閉弁７が介装されている。また、計量容器
１と開口部５との間の配管には開閉弁８が介装されてい
る。さらに、計量容器１と開閉弁７との間の配管には液
面センサ９が設けられている。

【００１９】本実施形態においては、開口部５と開閉弁
７との間の計量容器１を含む空間が導入空間１１を構成
する。この導入空間１１の体積をＶ_０とする。なお、以
下の説明の便宜上、導入空間１１全体に占める開口部５
と開閉弁８との間の空間の体積は無視できるものとして
扱う。また、開口部５の位置と、貯留タンク３の液面と
の高低差は無視できるものとして扱う。開閉弁６と開閉
弁７との間の減圧タンク２を含む空間が減圧空間１２を
構成する。この減圧空間１２の体積をＶｘとする。ま
た、導入空間１１と減圧空間１２とをあわせた空間が計
量空間を構成する。

【００２０】なお、開口部５は請求項１における導入開
口部に、開閉弁６は減圧開口部に設けられた第１開閉手
段に、開閉弁７は第２開閉手段に各々該当する。また、
開閉弁８は、液面センサ９が液面を検知したときに閉じ
られるよう、制御部（図示せず）により制御されてい
る。すなわち、開閉弁８、液面センサ９、及び制御部で
請求項３にいう導入終了手段を構成している。

【００２１】本実施形態の計量装置を用いて計量する場
合、まず図１（ａ）に示すように、開閉弁６を開き、開
閉弁７と開閉弁８を閉じて、ポンプ４を作動させ減圧空
間１２を圧力Ｐ_０まで減圧する。このとき、導入空間１
１の圧力は大気圧Ｐ_ａと等しい。次に、図１（ｂ）に示
すように開閉弁６を閉じ、開閉弁７を開けて減圧空間１
２と導入空間１１の圧力を等しくする。このときの圧力
をＰ_１とする。次に、図１（ｃ）に示すように開閉弁８
を開くと、開口部５から液体が計量空間に導入される。
そして、導入された液体の水頭圧と計量空間の気層部分
の圧力が等しく共にＰ_２となれば、液体の導入は自然に
停止するが、液面センサ９の位置で開閉弁８が閉じられ
るので、その時点で導入が終了する。その後、計量容器
１に連結された送液管（図示せず）等を用いて、反応槽
や分析部等、所望の場所に液体を移送することが可能と
なる。

【００２２】上記図１（ａ）と（ｂ）における各部の圧
力は、数１の関係にある。

【００２３】

【数１】Ｐ_０×Ｖ_ｘ＋Ｐ_ａ×Ｖ_０＝Ｐ_１×（Ｖｘ＋Ｖ_０）

【００２４】また、図１（ｂ）と（ｃ）における各部の
圧力は、水頭圧がＰ_２となる位置が開閉弁７の位置と近
似的に等しいとした場合、数２の関係にある。

【００２５】

【数２】Ｐ_１×（Ｖ_ｘ＋Ｖ_０）＝Ｐ_２×Ｖ_ｘ

【００２６】数１と数２をまとめると数３が得られる。

【００２７】

【数３】Ｐ_０×Ｖ_ｘ＋Ｐ_ａ×Ｖ_０＝Ｐ_２×Ｖ_ｘ

【００２８】数３より、吸引圧力Ｐ_０のポンプ４を用い
て、望みの水頭圧Ｐ_２を得るために必要な減圧空間１２
の体積Ｖ_ｘは、数４で求められる。

【００２９】

【数４】Ｖｘ＝Ｐ_ａ×Ｖ_０／（Ｐ_２−Ｐ_０）

【００３０】例えばＶ_０＝１０ｍＬ，Ｐ_ａ＝１Ｋｇ／ｃ
ｍ^２，Ｐ_０＝０．８３０Ｋｇ／ｃｍ^２であり、Ｐ_２は、
密度１．０３６８ｇ／ｃｍ^３の液体を０．９ｍまで吸い
上げたいとして、Ｐ_２＝１−０．０９×１．０３６８＝
０．９０７Ｋｇ／ｃｍ^２である場合、数４にこれらの値
を代入してＶ_ｘ＝１３０ｍＬが求められる。

【００３１】なお、上記圧力関係の説明をわかりやすく
するため、図１（ａ），（ｂ）において開閉弁８は閉じ
ておくものしたが、開いたままにしておいても同様に液
体の導入が可能である。

【００３２】また、図１の実施形態を、請求項１に記載
の計量装置として説明したが、開閉弁８を第２開閉手
段、開閉弁７を第３開閉手段、開閉弁８と開閉弁６との
間の空間を減圧空間として捉えれば、請求項２に記載の
計量装置としても把握できる。

【００３３】図２〜図５は本発明の他の実施形態である
計量装置の構成を示すもので、１１１は計量容器、１２
１，１２２は減圧タンク、１３０は液体の貯留タンク、
１４０はポンプ、１５０は計量容器１１１に連結して貯
留タンク１３０に挿入される配管の開口部である。減圧
タンク１２１とポンプ１４０との間の配管には開閉弁１
６０が介装されている。計量容器１１１と減圧タンク１
２２との間の配管には開閉弁１７０が、減圧タンク１２
２と減圧タンク１２１との間の配管には開閉弁１７１
が、各々介装されている。また、計量容器１１１と開口
部１５０との間の配管には開閉弁１８０が介装されてい
る。さらに、計量容器１１１と開閉弁１７０との間の配
管には液面センサ１９０が設けられている。

【００３４】本実施形態においては、開口部１５０と開
閉弁１７０との間の計量容器１１１を含む空間が導入空
間２１０を構成する。なお、以下の説明において、便宜
上開口部１５０の位置と、貯留タンク１３０の液面との
高低差は無視できるものとして扱う。この導入空間２１
０の体積を図２〜図５において各々Ｖ_０１〜Ｖ_０４とす
る。また、開閉弁１６０と開閉弁１７０との間の減圧タ
ンク１２１，１２２を含む空間が減圧空間２２０を構成
する。この減圧空間２２０は、開閉弁１７１により、２
つの区分空間２２１，２２２に分割されている。この各
区分空間２２１，２２２の体積をＶ_ｘ１，Ｖ_ｘ２とす
る。また、導入空間２１０と減圧空間２２０とをあわせ
た空間が計量空間を構成する。

【００３５】なお、開口部１５０は請求項２における導
入開口部に、開閉弁１６０は減圧開口部に設けられた第
１開閉手段に、開閉弁１７０は第２開閉手段に、開閉弁
１７１は第３開閉手段に各々該当する。また、開閉弁１
８０は、液面センサ１９０が液面を検知したときに閉じ
られるよう、制御部（図示せず）により制御されてい
る。すなわち、開閉弁１８０、液面センサ１９０、及び
制御部で請求項３にいう導入終了手段を構成している。

【００３６】本実施形態の計量装置を用いて計量する場
合、開閉弁を様々に使用することによって、吸引可能な
液体の水頭圧を様々に変化させ、計量空間に導入可能な
液量を調整することが可能である。まず、図２では高い
水頭圧を得るための動作について説明する。なお、図２
の（ａ）〜（ｃ）は、同一の計量装置の各動作段階を示
すものなので、図の煩雑を避けるため、（ｂ），（ｃ）
においては各構成要素の符号を省略している。

【００３７】図２では、まず（ａ）に示すように、開閉
弁１６０を開き、開閉弁１７０を閉じて、ポンプ１４０
を作動させ減圧空間２２０全体を圧力Ｐ_０まで減圧す
る。このとき、導入空間２１０の圧力は大気圧Ｐ_ａと等
しい。次に、（ｂ）に示すように開閉弁１６０を閉じ、
開閉弁１８０を開けた状態で開閉弁１７０を開けて減圧
空間２２０と導入空間２１０の圧力を等しくする。この
とき、液体が計量空間に導入される前の圧力をＰ_１１と
する。その後、（ｃ）に示すように導入された液体の水
頭圧と計量空間の気層部分の圧力が等しく共にＰ_３１と
なれば、液体の導入は自然に停止するが、液面センサ１
９０の位置で開閉弁１８０が閉じられるので、その時点
で導入が終了する。その後、計量容器１１１に連結され
た送液管（図示せず）等を用いて、反応槽や分析部等、
所望の場所に液体を移送することが可能となる。

【００３８】上記図２（ａ）と（ｂ）における各部の圧
力は、数５の関係にある。

【００３９】

【数５】Ｐ_０×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ０）＋Ｐ_ａ×Ｖ_０１＝Ｐ
_１１×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０１）

【００４０】また、図２（ｂ）と（ｃ）における各部の
圧力は、水頭圧がＰ_３１となる位置が開閉弁１７０の位
置と近似的に等しいとした場合、数６の関係にある。

【００４１】

【数６】Ｐ_１１×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０１）＝Ｐ_３１
×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）

【００４２】数５と数６をまとめると導入可能な液体の
水頭圧Ｐ_３１について数７が得られる。

【００４３】

【数７】Ｐ_３１＝｛Ｐ_０×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）＋Ｐ_ａ
×Ｖ_０１｝／（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）

【００４４】従って、液面センサ１９０の位置まで正確
に液体を導入するためには、液面センサ１９０の位置ま
で液体が導入されたときの水頭圧が、上記Ｐ_３１よりも
小さくなるように計量容器１１１や液面センサ１９０の
位置を調整すれば良い。

【００４５】図３では中程度の水頭圧を得るための動作
について説明する。なお、図３の（ａ）〜（ｃ）は、同
一の計量装置の各動作段階を示すものなので、図の煩雑
を避けるため、（ｂ），（ｃ）においては各構成要素の
符号を省略している。

【００４６】図３では、まず（ａ）に示すように、開閉
弁１６０を開き、開閉弁１７１を閉じて、ポンプ１４０
を作動させ減圧空間２２０の内区分空間２２１を圧力Ｐ
_０まで減圧する。このとき、導入空間２１０と区分空間
２２２の圧力は大気圧Ｐ_ａと等しい。次に、（ｂ）に示
すように開閉弁１６０を閉じ、開閉弁１８０を開けた状
態で開閉弁１７１を開けて減圧空間２２０全体と導入空
間２１０の圧力を等しくする。このとき、液体が計量空
間に導入される前の圧力をＰ_１２とする。その後、
（ｃ）に示すように導入された液体の水頭圧と計量空間
の気層部分の圧力が等しく共にＰ_３２となれば、液体の
導入は自然に停止するが、液面センサ１９０の位置で開
閉弁１８０が閉じられるので、その時点で導入が終了す
る。その後、計量容器１１１に連結された送液管（図示
せず）等を用いて、反応槽や分析部等、所望の場所に液
体を移送することが可能となる。

【００４７】上記図３（ａ）と（ｂ）における各部の圧
力は、数８の関係にある。

【００４８】

【数８】Ｐ_０×Ｖ_ｘ１＋Ｐ_ａ×（Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０２）＝Ｐ
_１２×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０２）

【００４９】また、図３（ｂ）と（ｃ）における各部の
圧力は、水頭圧がＰ_３２となる位置が開閉弁１７０の位
置と近似的に等しいとした場合、数９の関係にある。

【００５０】

【数９】Ｐ_１２×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０２）＝Ｐ_３２
×（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）

【００５１】数８と数９をまとめると導入可能な液体の
水頭圧Ｐ_３２について数１０が得られる。

【００５２】

【数１０】Ｐ_３２＝｛Ｐ_０×Ｖ_ｘ１＋Ｐ_ａ×（Ｖ_ｘ２
＋Ｖ_０２）｝／（Ｖ_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）

【００５３】従って、液面センサ１９０の位置まで正確
に液体を導入するためには、液面センサ１９０の位置ま
で液体が導入されたときの水頭圧が、上記Ｐ_３２よりも
小さくなるように計量容器１１１や液面センサ１９０の
位置を調整すれば良い。

【００５４】次に図４では中程度の水頭圧を得るための
他の動作について説明する。なお、図４の（ａ）〜
（ｄ）は、同一の計量装置の各動作段階を示すものなの
で、図の煩雑を避けるため、（ｂ）〜（ｄ）においては
各構成要素の符号を省略している。

【００５５】図４では、まず（ａ）に示すように、開閉
弁１６０を開き、開閉弁１７０を閉じて、ポンプ１４０
を作動させ減圧空間２２０全体を圧力Ｐ_０まで減圧す
る。このとき、導入空間２１０の圧力は大気圧Ｐ_ａと等
しい。次に、（ｂ）に示すように開閉弁１７１を閉じて
から、（ｃ）に示すように開閉弁１８０を開けた状態で
開閉弁１７０を開けて区分空間２２２と導入空間２１０
の圧力を等しくする。このとき、液体が計量空間に導入
される前の圧力をＰ_１３とする。その後、（ｄ）に示す
ように、導入された液体の水頭圧と計量空間の気層部分
の圧力が等しく共にＰ_３３となれば、液体の導入は自然
に停止するが、液面センサ１９０の位置で開閉弁１８０
が閉じられるので、その時点で導入が終了する。その
後、計量容器１１１に連結された送液管（図示せず）等
を用いて、反応槽や分析部等、所望の場所に液体を移送
することが可能となる。

【００５６】上記図４（ｂ）と（ｃ）における各部の圧
力は、数１１の関係にある。

【００５７】

【数１１】Ｐ_０×Ｖ_ｘ２＋Ｐ_ａ×Ｖ_０３＝Ｐ_１３×（Ｖ
_ｘ２＋Ｖ_０３）

【００５８】また、図４（ｃ）と（ｄ）における各部の
圧力は、水頭圧がＰ_３３となる位置が開閉弁１７０の位
置と近似的に等しいとした場合、数１２の関係にある。

【００５９】

【数１２】Ｐ_１３×（Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０３）＝Ｐ_３３×Ｖ
_ｘ２

【００６０】数１１と数１２をまとめると導入可能な液
体の水頭圧Ｐ_３３について数１３が得られる。

【００６１】

【数１３】Ｐ_３３＝｛Ｐ_０×Ｖ_ｘ２＋Ｐ_ａ×Ｖ_０３｝／Ｖ_ｘ２

【００６２】従って、液面センサ１９０の位置まで正確
に液体を導入するためには、液面センサ１９０の位置ま
で液体が導入されたときの水頭圧が、上記Ｐ_３３よりも
小さくなるように計量容器１１１や液面センサ１９０の
位置を調整すれば良い。

【００６３】次に図５では低い水頭圧を得るための動作
について説明する。なお、図５の（ａ）〜（ｄ）は、同
一の計量装置の各動作段階を示すものなので、図の煩雑
を避けるため、（ｂ）〜（ｄ）においては各構成要素の
符号を省略している。

【００６４】図５では、まず（ａ）に示すように、開閉
弁１６０を開き、開閉弁１７１を閉じて、ポンプ１４０
を作動させ減圧空間２２０の内区分空間２２１を圧力Ｐ
_０まで減圧する。このとき、導入空間２１０と区分空間
２２２の圧力は大気圧Ｐ_ａと等しい。次に、（ｂ）に示
すように開閉弁１７０を閉じた状態で、開閉弁１６０を
閉じてから開閉弁１７１を開き、区分空間２２１と区分
空間２２２の圧力を等しくする。このときの圧力をＰ
_１４とする。次に（ｃ）に示すように開閉弁１８０を開
けた状態で開閉弁１７０を開けて区分空間２２２と導入
空間２１０の圧力を等しくする。このとき、液体が計量
空間に導入される前の圧力をＰ_２４とする。その後、
（ｄ）に示すように、導入された液体の水頭圧と計量空
間の気層部分の圧力が等しく共にＰ_３４となれば、液体
の導入は自然に停止するが、液面センサ１９０の位置で
開閉弁１８０が閉じられるので、その時点で導入が終了
する。その後、計量容器１１１に連結された送液管（図
示せず）等を用いて、反応槽や分析部等、所望の場所に
液体を移送することが可能となる。

【００６５】上記図５（ａ）と（ｂ）における各部の圧
力は、数１４の関係にある。

【００６６】

【数１４】Ｐ_０×Ｖ_ｘ１＋Ｐ_ａ×Ｖ_ｘ２＝Ｐ_１４×（Ｖ
_ｘ１＋Ｖ_ｘ２）

【００６７】また、図５（ｂ）と（ｃ）における各部の
圧力は、数１５の関係にある。

【００６８】

【数１５】Ｐ_１４×Ｖ_ｘ２＋Ｐ_ａ×Ｖ_０４＝Ｐ_２４×
（Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０４）

【００６９】また、図５（ｃ）と（ｄ）における各部の
圧力は、水頭圧がＰ_３４となる位置が開閉弁１７０の位
置と近似的に等しいとした場合、数１６の関係にある。

【００７０】

【数１６】Ｐ_２４×（Ｖ_ｘ２＋Ｖ_０４）＝Ｐ_３４×Ｖ_ｘ２

【００７１】数１４〜数１６をまとめると導入可能な液
体の水頭圧Ｐ_３４について数１７が得られる。

【００７２】

【数１７】

【００７３】従って、液面センサ１９０の位置まで正確
に液体を導入するためには、液面センサ１９０の位置ま
で液体が導入されたときの水頭圧が、上記Ｐ_３４よりも
小さくなるように計量容器１１１や液面センサ１９０の
位置を調整すれば良い。

【００７４】以上のように、共通の減圧タンク１２１、
１２２を使用して、異なる量の液体の導入が可能であ
る。従って、後述の実施例に記載するように、減圧タン
クに複数の計量容器を並列に連結し、種々の液体の計量
に同一の減圧タンクを共用することも可能である。

【００７５】

【実施例】図６及び表１に、本発明の実施例として、希
釈液５０ｍＬ、試料液５０ｍＬ、試薬１を２０ｍＬ、試
薬２を１５ｍＬ、試薬３を５ｍＬ計量する計量装置を示
す。図６において、図２〜図５と同一の構成部材につい
ては、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施
例においては、希釈液、試料液、試薬１〜３の計量容器
として、計量容器１１１ａ〜１１１ｅが設けられてい
る。それぞれの計量容器には、共通の減圧タンク１２
１、１２２が弁１７１、１７０を介して連結されてい
る。また、これらの計量容器に導入された液体は、それ
ぞれの出口弁１８５を開き、ヘッド圧又は加圧により分
析部等へ送出されるようになっている。

【００７６】本実施例において、開閉弁１６０と開閉弁
１７１との間の減圧タンク１２１を含む空間（区分空間
２２１）の体積は１０００ｍＬ，開閉弁１７１と開閉弁
１７０との間の減圧タンク１２２を含む空間（区分空間
２２２）の体積は１０００ｍＬである。また、計量容器
１１１ａ〜１１１ｅの体積は、表１の「計量容器（ｍ
Ｌ）」の欄に、各計量容器を含むそれぞれの開口部１５
０と開閉弁１７０との間の空間（導入空間２１０）の体
積は、表１の「導入空間２１０（ｍＬ）」の欄に示すと
おりである。

【００７７】各計量容器に対し、表１「減圧方式」に示
すように、図２、４、５において説明した手順で液体を
導入した。この場合、計算上得られる水頭圧と、液体の
密度を１としてその水頭圧に対応する液面を、各々「水
頭圧（Ｋｇ／ｃｍ^２）」、「計算上の液面（ｃｍ）」の
欄に示した。この計算上の液面に対して、「所望の液面
（ｃｍ）」の欄に示してあるのは、開口部１５０から液
面センサ１９０までの高低差である。いずれの所望の液
面も、計算上の液面より低くくなっており（「余裕（ｃ
ｍ）」欄参照）、充分に導入が可能なものである。ま
た、所望の液面に達する頃は、最も余裕の大きい希釈液
の導入の場合であっても、減圧度（ゲージ圧）が半分以
下に落ちている。このため、いずれの計量容器への液体
の導入においても、液面センサ１９０の位置では導入ス
ピードが遅くなっており、的確に導入を終了できるもの
である。

【００７８】導入された液体は、各々弁１８０を閉じ弁
１８５を開いて、分析部等へ送出される。このとき、液
面センサ１９０より上方に大気開放弁を設けて（図示せ
ず）、これを開くことにより、ヘッド圧を利用した送出
が可能となる。また、加圧ポンプ（図示せず）を用い、
液面センサ１９０より上方から加圧して送出することも
可能である。

【００７９】

【発明の効果】本発明によれば、予め減圧した閉じた空
間に圧力差を利用して液体を導入するので、計量空間へ
の所定量の液体の導入を簡便に行うことができる。ま
た、液体の導入スピードは徐々に低下するので、液面セ
ンサ等の導入中止手段を組み合わせることにより、計量
空間への液体の導入を正確かつ迅速に行うことができ
る。

【００８０】所定量の液体が正確に導入できれば、希望
量の液体を分析部等に正確に送出することが可能であ
る。従って、本発明の計量装置は、簡便な構成で、正確
かつ迅速な計量を可能とするもので実用的価値の高いも
のであり、分析計等で幅広く使用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の動作説明図である。

【図２】本発明の他の実施形態の第１の動作説明図であ
る。

【図３】本発明の他の実施形態の第２の動作説明図であ
る。

【図４】本発明の他の実施形態の第３の動作説明図であ
る。

【図５】本発明の他の実施形態の第４の動作説明図であ
る。

【図６】本発明の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１計量容器２減圧タンク６，７，８開閉弁９液面センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貯留されている液体を計量空間に減圧導
入して計量する液体の計量装置において、貯留されてい
る液体内において開口する導入開口部と減圧手段に連結
される減圧開口部とを有する計量空間と、減圧開口部を
閉塞可能な第１開閉手段と、計量空間を導入開口部に面
する導入空間と減圧開口部に面する減圧空間とに分割し
て、導入空間と減圧空間とを遮断可能な第２開閉手段と
を備えたことを特徴とする液体の計量装置。
【請求項２】貯留されている液体を計量空間に減圧導
入して計量する液体の計量装置において、貯留されてい
る液体内において開口する導入開口部と減圧手段に連結
される減圧開口部とを有する計量空間と、減圧開口部を
閉塞可能な第１開閉手段と、計量空間を導入開口部に面
する導入空間と減圧開口部に面する減圧空間とに分割し
て、導入空間と減圧空間とを遮断可能な第２開閉手段
と、減圧空間を２以上の区分空間に分割して、各々の区
分空間を互いに遮断可能な１以上の第３開閉手段とを備
えたことを特徴とする液体の計量装置。
【請求項３】計量空間内に所定量の液体が導入された
ときに、導入開口部からの液体の導入を強制的に終了さ
せる導入終了手段を備えたことを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の液体の計量装置。