JP2001289708A

JP2001289708A - 紫外線測定用チップ、紫外線センサー及び紫外線測定方法

Info

Publication number: JP2001289708A
Application number: JP2000101949A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishida; 毅西田; Hideaki Hashimoto; 英明橋本; Kazuyoshi Mori; 一芳森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP4595157B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、小量の試薬で測定でき、コンパク
トで扱い易く、受光時間の長さによらず、精度の高い紫
外線量を測定できる紫外線測定用チップを提供すること
を目的とする。【解決手段】本発明の紫外線測定用チップは、全光線
受光量検出部と紫外線カット受光量検出部とを備え、全
光線受光量検出部が、第１光透過窓を有すとともに、キ
ノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液を収容する第
１反応室と、第１光透過窓に設けられた全光線透過板
と、第１反応室に設けられた第１作用電極と第１対極と
第１比較電極を有し、紫外線カット受光量検出部が、第
２光透過窓を有すとともに、キノン，有機溶媒，電解質
含有の共存電解液を収容する第２反応室と、第２光透過
窓に設けられた紫外線カット透過板と、第２反応室に設
けられた第２作用電極と第２対極と第２比較電極を有し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線量を測定す
るために、全光線を受光する第１反応室と紫外線をカッ
トした光を受光する第２反応室が設けられた紫外線測定
用チップ、及びこの紫外線測定用チップを装着して電気
化学的に紫外線量を算出する紫外線センサーと、さらに
電気化学的に紫外線量を算出する紫外線測定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】４００〜７７０ｎｍの範囲の光はいわゆ
る可視光線と呼ばれ、人間の目で見える光線である。こ
のうちもっとも波長の短い４００ｎｍ付近の光は紫の光
であり、この紫に近接するさらに波長の短い光を紫外線
と称している。この紫外線にも３種類存在する。１つめ
はＵＶ−Ａ波であり、波長が３２０〜４００ｎｍで、表
皮を透過して一部直接真皮まで襲う性質を有している。
しわや、たるみの原因になるものである。２つめは波長
が２９０〜３２０ｎｍであって、ＵＶ−Ｂ波と呼ばれ、
表皮でさえぎられて、皮膚癌やしみ、ソバカスの原因に
なり、人間の皮膚にもっとも強い影響を与えるものであ
る。３つめは２９０ｎｍ以下の波長を有すものでＵＶ−
Ｃ波と呼ばれ、オゾン層でほとんど吸収されるが、遺伝
子に影響を与え、皮膚癌を引き起こすものである。可視
光線のなかでもっとも波長の長い光は７６０ｎｍ付近に
存在する赤の光であって、この７６０ｎｍを超えると赤
を超えた光ということで赤外線と呼ばれる。このうち７
６０ｎｍ近傍の波長の短い赤外線は近赤外線と呼ばれ、
波長の長い５０〜１０００μｍの赤外線は遠赤外線と呼
ばれている。これは暖房などに利用され、人間にもっと
も吸収され易いエネルギー波である。

【０００３】以上説明した光の中でもっとも有害な光は
紫外線である。紫外線は上述した通り皮膚に影響を及ぼ
すが、これには皮膚組織に病変を与えるような重大な影
響はもちろん、日常発生するような軽い影響もある。す
なわち、肌にあるメラノサイト（色素形成細胞）に紫外
線を浴びさせるとメラニン色素を作り出し、肌が黒くな
ったり、シミ，ソバカスをつくってしまう。これに対
し、病変を与えるような重大な影響の筆頭は、紫外線が
皮膚細胞の核内にある遺伝子を傷つけ発癌させることで
ある。通常は一部の遺伝子が傷ついても、これを治す酵
素が働き修復されるが、大量の被曝で強い日焼けや傷が
形成されると、酵素による修復が十分に行われなくな
り、細胞が突然変異を起こし、癌を発症する可能性がき
わめて高くなる。

【０００４】ところで、近年、安定で優れた冷媒という
ことでずっと多用されてきたフロンガスが、十分な検討
をされることなく大気内に放出されてきたため、地球の
大気をつつむオゾン層が破壊されるという事態が発生し
ている。オゾン層は地球に降り注ぐ紫外線を遮断し生物
を守る重要な役割を果たしているが、このオゾン層が破
壊されたため地表に届く紫外線の量が増加し、皮膚癌が
多発し、生物に大きな影響が出るようになってきてい
る。日本国内での皮膚癌の発症率は、１９６０年，１９
７０年代には約１０万人に１人の割合であったが、現在
は約１０万人当り５人程度に増えている。ただ、この割
合は、豪州の１０万人当り８００人、米国の１０万人当
り２５０人といった割合に比べると格段に少ないが、確
実に増えてきているといえる。そして、オゾンが１％減
少すると紫外線は２％増加し、皮膚癌患者は３〜５％程
度増えるという報告もある（市橋正光、“医療ルネッサ
ンス”、読売新聞、［ｏｎｌｉｎｅ］、（平成１２年３
月３日検索）、＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ３．ｙｏ
ｍｉｕｒｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｍｅｄｉｃａｓｌ／ｌｉｆｅ
／９６１１２９０１．ｈｔｍ＞）。

【０００５】ところで、全国の２４大学病院を対象に、
１９７０年代と１９８０年代の皮膚科外来患者のうち、
皮膚癌患者の占める割合が調査された。この２つの年代
を比較すると、１９８０年代の皮膚癌患者の方が、表皮
の最下層に並ぶ基底細胞癌で１７％増加し、皮膚の前癌
症状で、肌に赤や黒のまだらやただれができる日光角化
症が８４％増加したという報告がなされている。従っ
て、子供等が日中に屋外で思いっきり遊ぶことは成長の
ための重要なファクターであるが、スポーツやレクリエ
ーション等で長時間遊んで日光を多量に浴びる場合逆効
果で、長そでシャツを着たり、日焼け止めのクリームを
塗る等の紫外線対策が必要なことが分かる。とくに、ご
く少量の紫外線でも極度の日焼けを起こす色素性乾皮症
患者は、紫外線障害を受けた遺伝子を修復する酵素シス
テムに遺伝的欠陥があるため、通常人の１０００倍から
２０００倍も発癌するおそれがあり、紫外線対策はとく
に念入りに行われなければならない。

【０００６】この紫外線対策がいかに重要かということ
を示す実験が神戸大学の市橋正光教授によって行われて
いる。実験というのは、色素性乾皮症に罹った４歳と２
歳の姉妹の患者に、日焼け止めクリームを塗ること、帽
子を被ることなどの紫外線対策を徹底的に指導し、その
後の紫外線の影響を遮断することで、それまで無防備に
過ごした２人の２年の差がどれだけ発癌に影響するかと
いうことを追跡したものである。結果として２人はいず
れも発癌したが、姉は１３歳で発癌し、妹は２３歳で発
癌するに至った。すなわち、姉は幼児時代に紫外線を無
防備に２年間多く浴びたために、１０年も早く発癌した
ことになる。紫外線からの保護がいかに重要かがを示す
事実である。しかも、紫外線は皮膚の免疫機構にも悪影
響を与える。動物実験では、紫外線照射で全身の免疫力
が低下し、感染症に罹りやすくなることが実証されてい
る。

【０００７】免疫力が低下すると、癌細胞が発生しても
これを排除することができない。米国のある研究では、
皮膚がうっすらと赤くなる程度の紫外線量を基準にし
て、これの４倍程度の紫外線を浴びた場合、普通の人で
４０％、皮膚癌患者は９５％の人が免疫力が正常にはた
らかなかったと報告されている。

【０００８】ところで、欧米では一般に日焼けは危険で
あるとの意識が浸透しているが、日本の皮膚癌患者は高
齢者が大半であって、発病するまでに若年の人間より時
間がかかることが多く、一般に日本では紫外線に対する
認識が甘いといわれている。しかし、オゾン層が破壊さ
れ始めている現代、自分たちには無関係なことと悠長に
構えている訳にはいかない。

【０００９】このオゾン層は、地球に降り注ぐ強い紫外
線の作用で成層圏の酸素（Ｏ₂）がオゾン（Ｏ₃）に変化
させられ、濃度を高めた大気の層である。このような反
応が起こることで太陽の光に含まれている有害なＵＶ−
Ｃ等の紫外線をカットし、地表の生物の生命を守ってい
る。しかし、既に述べたように、この二、三十年間、冷
媒や、半導体等の洗浄液としてフロンガスが多用され、
しかも、それが環境への影響を十分検討することなく大
気中に放出され続けてきたため、フロンガス中の塩素が
成層圏において紫外線を受けて遊離し、これがオゾン層
のオゾンと反応して、さらに酸素とＣＬＯに分解するよ
うになったからだといわれている。このようにしてオゾ
ンの濃度が低下すると、オゾン層にはもう有害な紫外線
を遮断する力がなく、紫外線はそのまま日常的に地表に
まで到達し、生物は知らず知らずのうちに多量の紫外線
を浴び、生命維持に大きな影響がでることになった。

【００１０】従って、日常生活の中でどれくらい紫外線
を浴びているのか、その受光量を実測する必要性が今ほ
ど高まったことはかってない。こうした事態を受けて、
環境庁と気象庁も１９９３年から東京で紫外線のモニタ
リングを開始している。しかし、従来紫外線測定のため
の測定装置は数少ないものであった。

【００１１】そこで、従来の紫外線測定装置にどのよう
な装置があったかについて説明する。その代表的なもの
にブリューワ分光光度計がある。このブリューワ分光光
度計は、ＵＶ−Ｂ紫外線を０．５ｎｍ刻みの波長で高精
度に分光観測できる特性をもつものである。しかし、ブ
リューワ分光光度計は少し安定性に欠け、厳密な保守管
理を行わなければならないものである。また、このほか
の紫外線測定装置として、太陽光にさらしたとき色が徐
々に白から青に変化していくＵＶセンサーがある。色の
変化を見て紫外線量を判断するものである。この他、電
気科学的に紫外線を測定する紫外線強度センサーもある
（特開平９−３０４１７７号公報）。この紫外線強度セ
ンサーは、光照射部にその一端が設置される石英ファイ
バーをもち、この石英ファイバーによって導かれた光か
ら紫外線成分だけを取り出すＵＶバンドパスフィルター
と、この紫外線成分の強度を測定する光強度センサーが
設けられた側光部を備えており、この側光部からの紫外
線強度信号に基づいて紫外線強度を表示する表示部を備
えた強度計本体から構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のブリ
ューワ分光光度計は、高精度ではあるが、やや安定性に
欠けるため厳密な保守管理が要求され、点検や較正をき
わめて頻繁に行わなければならないものであった。その
上、コストが高く、持ち運びできないものであり、専門
家でなければ使いこなせず、一般人が日常浴びる照射量
を測るのに適した測定装置とはいえないものであった。

【００１３】次に、ＵＶセンサーは、単純な色変化を見
て判断するため精度が悪く、とくに個人的な感覚に依存
するため測定結果の評価に個人差が大きいという問題が
あった。

【００１４】さらに、従来の紫外線強度センサーでは、
その時点、時点の強度しか計れず、一日通して浴びた累
積した紫外線量を測ることはできないものであった。同
時に、このセンサーは構造も複雑で、持ち運びするのが
困難なものであった。

【００１５】そこで、このような問題点を解決するため
に本発明は、小量の試薬で測定でき、コンパクトで扱い
易く、受光時間の長さによらず、精度の高い紫外線量を
測定できる紫外線測定用チップを提供することを目的と
する。

【００１６】また、本発明は、小量の試薬で測定でき、
コンパクトかつ簡単に操作でき、持ち運びが容易で、受
光時間の長さによらず、精度の高い紫外線量を測定する
紫外線センサーを提供することを目的とする。

【００１７】そして、本発明は、小量の試薬で、簡単に
測定でき、受光時間の長さによらず、精度が高い紫外線
量を測定できる紫外線測定方法を提供することを目的と
する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の紫外線測定用チップは、全光線受光量検出部と
紫外線カット受光量検出部とを備えた紫外線測定用チッ
プであって、前記全光線受光量検出部には、キノン，有
機溶媒，電解質含有の共存電解液を収容し、第１光透過
窓が設けられた第１反応室と、前記第１光透過窓に設け
られた全光線透過板と、前記第１反応室内に配設され、
且つ前記共存電解液に浸漬される第１作用電極と第１対
極と第１比較電極が設けられ、前記紫外線カット受光量
検出部には、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解
液を収容し、第２光透過窓が設けられた第２反応室と、
前記第２光透過窓に設けられた紫外線カット透過板と、
前記第２反応室内に配設され、且つ前記共存電解液に浸
漬される第２作用電極と第２対極と第２比較電極が設け
られており、前記第１作用電極，前記第１対極，前記第
１比較電極，前記第２作用電極，前記第２対極，前記第
２比較電極とそれぞれ電気的に接続された複数の端子を
備えていることを特徴とする。

【００１９】これにより、小量の試薬で測定でき、コン
パクトで扱い易く、受光時間の長さによらず、精度の高
い紫外線量を測定できる。

【００２０】また、本発明の紫外線センサーは、請求項
１〜７のいずれかに記載の紫外線測定用チップを挿入
し、前記端子のそれぞれと電気的に接続できるコネクタ
端子が設けられた測定用チップ挿入部を備え、前記紫外
線測定用チップを挿入したとき前記第１作用電極と前記
第１対極間に電圧を印加できる第１電源と、前記第２作
用電極と前記第２対極間に電圧を印加できる第２電源と
を有し、前記第１作用電極と前記第１比較電極間の電位
を掃引するとともに、前記第２作用電極と前記第２比較
電極間の電位を掃引する制御部と、前記第１作用電極と
前記第１対極間に流れる電流を検知する第１検出部と、
前記第２作用電極と前記第２対極間に流れる電流を検知
する第２検出部とを有し、前記第１検出部と前記第２検
出部で検知された電流値の差から紫外線量を算出する演
算部を備えたことを特徴とする。

【００２１】これにより、小量の試薬で測定でき、コン
パクトかつ簡単に操作でき、持ち運びが容易で、受光時
間の長さによらず、精度の高い紫外線量を測定すること
ができる。

【００２２】さらに、本発明の紫外線測定方法は、キノ
ン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液に全光線を照射
するとともに、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電
解液に紫外線をカットした光を照射し、全光線を照射し
た共存電解液と紫外線をカットした光を照射した共存電
解液をそれぞれボルタンメトリーし、還元電流値の差を
とることにより紫外線量を算出することを特徴とする。

【００２３】これにより、小量の試薬で、簡単に測定で
き、受光時間の長さによらず、精度が高い紫外線量を測
定できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載された発
明は、全光線受光量検出部と紫外線カット受光量検出部
とを備えた紫外線測定用チップであって、前記全光線受
光量検出部には、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存
電解液を収容し、第１光透過窓が設けられた第１反応室
と、前記第１光透過窓に設けられた全光線透過板と、前
記第１反応室内に配設され、且つ前記共存電解液に浸漬
される第１作用電極と第１対極と第１比較電極が設けら
れ、前記紫外線カット受光量検出部には、キノン，有機
溶媒，電解質含有の共存電解液を収容し、第２光透過窓
が設けられた第２反応室と、前記第２光透過窓に設けら
れた紫外線カット透過板と、前記第２反応室内に配設さ
れ、且つ前記共存電解液に浸漬される第２作用電極と第
２対極と第２比較電極が設けられており、前記第１作用
電極，前記第１対極，前記第１比較電極，前記第２作用
電極，前記第２対極，前記第２比較電極とそれぞれ電気
的に接続された複数の端子を備えていることを特徴とす
る紫外線測定用チップであるから、小量の試薬で測定で
き、コンパクトかつ簡単に操作でき、持ち運びが容易
で、受光時間の長さによらず、精度の高い紫外線量を測
定することができる。

【００２５】請求項２に記載された発明は、前記全光線
透過板が石英ガラスを含んでいることを特徴とする請求
項１記載の紫外線測定用チップであるから、他の周波数
の光を遮断することなく、紫外線を９９％以上透過さ
せ、安価である。

【００２６】請求項３に記載された発明は、前記紫外線
カット透過板が紫外線カットフィルターを備えたことを
特徴とする請求項１または２に記載の紫外線測定用チッ
プであるから、他の周波数の光を遮断することなく、紫
外線のみをカットできる。

【００２７】請求項４に記載された発明は、前記第１作
用電極と第２作用電極がそれぞれ炭素，ガラス状炭素，
金の中から選ばれた１以上の材料から構成されているこ
とを特徴とすれ請求項１〜３のいずれかに記載の紫外線
測定用チップであるから、電流値を安定して測定でき
る。

【００２８】請求項５に記載された発明は、前記第１対
極と前記第２対極がそれぞれ耐食性導電体から構成され
ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の紫外線測定用チップであるから、劣化もなく、安定し
て測定できる。

【００２９】請求項６に記載された発明は、前記耐食性
導電体が白金，ステンレス，白金含有合金，炭素の中か
ら選ばれた１以上の材料から構成されていることを特徴
とする請求項５記載の紫外線測定用チップであるから、
劣化がほとんんどなく、安定した測定ができる。

【００３０】請求項７に記載された発明は、前記第１比
較電極と前記第２比較電極がそれぞれ金または炭素から
構成されていることを特徴とする紫外線測定用チップで
あるから、比較電極が単純で安価になる。

【００３１】請求項８に記載された発明は、請求項１〜
７のいずれかに記載の紫外線測定用チップを挿入し、前
記端子のそれぞれと電気的に接続できるコネクタ端子が
設けられた測定用チップ挿入部を備え、前記紫外線測定
用チップを挿入したとき前記第１作用電極と前記第１対
極間に電圧を印加できる第１電源と、前記第２作用電極
と前記第２対極間に電圧を印加できる第２電源とを有
し、前記第１作用電極と前記第１比較電極間の電位を掃
引するとともに、前記第２作用電極と前記第２比較電極
間の電位を掃引する制御部と、前記第１作用電極と前記
第１対極間に流れる電流を検知する第１検出部と、前記
第２作用電極と前記第２対極間に流れる電流を検知する
第２検出部とを有し、前記第１検出部と前記第２検出部
で検知された電流値の差から紫外線量を算出する演算部
を備えたことを特徴とする紫外線センサーであるから、
小量の試薬で測定でき、コンパクトかつ簡単に操作で
き、持ち運びが容易で、受光時間の長さによらず、精度
の高い紫外線量を測定することができる。

【００３２】請求項９に記載された発明は、請求項１〜
７のいずれかに記載の紫外線測定用チップを挿入し、前
記端子のそれぞれと電気的に接続できるコネクタ端子が
設けられた測定用チップ挿入部を備え、前記紫外線測定
用チップを挿入したとき前記第１作用電極と前記第１対
極間に電圧を印加できる第１電源と、前記第２作用電極
と前記第２対極間に電圧を印加できる第２電源とを有
し、前記第１作用電極と前記第１比較電極間を前記第１
比較電極を基準にして所定の電位に制御するとともに、
前記第２作用電極と前記第２比較電極間を前記第２比較
電極を基準にして所定の電位に制御する制御部と、前記
第１作用電極と前記第１対極間に流れる電流を検知する
第１検出部と、前記第２作用電極と前記第２対極間に流
れる電流を検知する第２検出部とを有し、前記第１検出
部と前記第２検出部で検知された電流値の差から紫外線
量を算出する演算部を備えたことを特徴とする紫外線セ
ンサーであるから、小量の試薬で測定でき、コンパクト
かつ簡単に操作でき、制御部がより簡単であり、持ち運
びが容易で、受光時間の長さによらず、精度の高い紫外
線量を測定することができる。

【００３３】請求項１０に記載された発明は、前記第２
電源が前記第１電源であることを特徴とする請求項８ま
たは９記載の紫外線センサーであるから、電源回路がコ
ンパクトになる。

【００３４】請求項１１に記載された発明は、前記制御
部が１０ｍＶ／ｓ〜２００ｍＶ／ｓの掃引速度で掃引す
ることを特徴とする請求項８記載の紫外線センサーであ
るから、電流のプレピーク値を精度良く測定できる。

【００３５】請求項１２に記載された発明は、キノン，
有機溶媒，電解質含有の共存電解液に全光線を照射する
とともに、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液
に紫外線をカットした光を照射し、全光線を照射した共
存電解液と紫外線をカットした光を照射した共存電解液
をそれぞれボルタンメトリーし、還元電流値の差をとる
ことにより紫外線量を算出することを特徴とする紫外線
測定方法であるから、小量の試薬で、簡単に測定でき、
精度が高い紫外線量を測定できる。

【００３６】請求項１３に記載された発明は、キノン，
有機溶媒，電解質含有の共存電解液に全光線を照射する
とともに、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液
に紫外線をカットした光を照射し、全光線を照射した共
存電解液と紫外線をカットした光を照射した共存電解液
をそれぞれクロノアンペロメトリーし、還元電流値の差
をとることにより紫外線量を算出することを特徴とする
紫外線測定方法であるから、小量の試薬で、さらに簡単
且つ迅速に測定でき、精度が高い紫外線量を測定でき
る。

【００３７】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図６を用いて説明する。

【００３８】（実施の形態１）まず、本発明の一実施の
形態である紫外線センサーと紫外線測定用チップについ
て、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実
施の形態１における紫外線センサーの概略外観図であ
る。図１において、１は本体、２は測定値を紫外線量に
換算して表示する表示部、３は測定を開始するためのス
タート・ストップボタン、４は記憶データを呼び出した
り各種モードを切り替えるモード切り替えボタン、５は
電源を入切する電源ボタン、６は後述する紫外線測定用
チップ（以下、測定チップ）Ｃによって紫外線を受光し
た後、この測定チップＣを挿入して電気的接続を行い紫
外線量を測定する測定チップ挿入部である。測定チップ
挿入部６の内部には、測定チップＣの端子と接続が可能
なコネクタ端子（図示しない）が設けられている。

【００３９】図２は本発明の実施の形態１における紫外
線センサーの紫外線測定用チップの説明図である。７は
第１作用電極用パターン、７′は第２作用電極用パター
ン、８は第１対極用パターン、８′は第２対極用パター
ン、９は第１比較電極用パターン、９′は第２比較電極
用パターン、１０は第１作用電極、１０′は第２作用電
極、１１は第１対極、１１′は第２対極、１２は第１比
較電極、１２′は第２比較電極である。７ｔ1は第１作
用電極用の端子、７ｔ2は第２作用電極用の端子、８ｔ1
は第１対極用の端子、８ｔ2は第２対極用の端子、９ｔ1
は第１比較電極用の端子、９ｔ2は第２比較電極用の端
子である。１５は基板である。

【００４０】第１作用電極用パターン７は、樹脂バイン
ダーを含有させた通電性カーボンペーストを基板１５に
スクリーン印刷で薄く帯状に印刷して薄膜化したもので
ある。第１作用電極用パターン７は第１作用電極１０に
接続される。第１作用電極１０は、グラッシーカーボン
と呼ばれる炭素電極，ＰＦＣと呼ばれるプラスチックフ
ォームを１０００℃〜２０００℃で焼結した炭素材料、
あるいは金を蒸着またはスパッタリングなどして形成し
た薄膜で構成される。第２作用電極１０′もまったく同
様に構成するのが適当である。しかし、このように第１
作用電極１０と第１作用電極用パターン７を別材料で構
成するのでなく、第１作用電極用パターン７といっしょ
に通電性カーボンペーストでスクリーン印刷して薄膜と
して一体成形するのが、工程を減らし、コストを低減で
きて望ましい。第２作用電極１０′に関しても第１作用
電極１０と同様に一体成形するのが適当である。

【００４１】次に、第１対極用パターン８は、樹脂バイ
ンダーを含有させた通電性カーボンペーストを基板１５
にスクリーン印刷で薄く帯状に印刷して薄膜化したもの
である。第１対極用パターン８は第１対極１１に接続さ
れる。第１対極１１は白金，黒鉛，金，ステンレス，ア
ルミニウムその他の導電性材料から構成される。第２対
極１１′もまったく同様に構成するのが適当である。第
１作用電極１０と第１作用電極用パターン７との関係と
同様に、第１対極１１も第１対極用パターン８と別材料
で構成するのでなく、第１対極用パターン８といっしょ
に通電性カーボンペーストで一体形成するのが、工程が
減り、コストも低減されるので適当である。第２対極１
１′に関しても第１対極１１と同様に一体成形するのが
適当である。

【００４２】さらに、第１比較電極用パターン９は、樹
脂バインダーを含有させた通電性カーボンペーストを基
板１５にスクリーン印刷で薄く帯状に印刷して薄膜化し
たものである。第１比較電極パターン９は第１比較電極
１２に接続される。この第１比較電極１２はグラッシー
カーボンと呼ばれる炭素電極，ＰＦＣと呼ばれるプラス
チックフォームを１０００℃〜２０００℃で焼結した炭
素材料、あるいは金を蒸着またはスパッタリングなどし
て形成した薄膜で構成される。これらは第２比較電極用
パターン９′と第２比較電極１２′でも同様である。

【００４３】なお、第１作用電極用の端子７ｔ1、第１
対極用の端子８ｔ1、第１比較電極用の端子９ｔ1、第２
作用電極用の端子７ｔ2、第２対極用の端子８ｔ2、第２
比較電極用の端子９ｔ2を、白金，金，ステンレスその
他の導電性材料でつくって強化しておくのが、コネクタ
の接触強度を高め、電気的にも抵抗少ない接続が可能に
なり、望ましい。

【００４４】続いて、図２において、１３は第１光透過
窓、１３′は第２光透過窓、１４は第１反応室、１４′
は第２反応室、１６は全光線透過板、１６′は紫外線カ
ット透過板である。第１反応室１４の表面には全光線を
透過する第１光透過窓１３が開口され、この第１光透過
窓１３には全光線透過板１６が取り付けられている。同
じく、第２反応室１４′の表面には紫外線だけをカット
した光が透過する第２光透過窓１３′が開口され、この
第２光透過窓１３に紫外線カット透過板１６′が取り付
けられている。

【００４５】この第１反応室１４内には、第１作用電極
１０、第１対極１１、第１比較電極１２が互いに非接触
の状態で並べられ、それぞれが第１作用電極用パターン
７、第１対極用パターン８、第１比較電極用パターン９
によって外部に導き出される。この導き出された第１作
用電極用パターン７、第１対極用パターン８、第１比較
電極用パターン９の端部は、第１作用電極用の端子７ｔ
1、第１対極用の端子８ｔ1、第１比較電極用の端子９ｔ
1となっており、測定チップ挿入部６に装着されたとき
電気的に接続される。第１作用電極１０、第１対極１
１、第１比較電極１２の各電極部分と、第１作用電極用
の端子７ｔ1、第１対極用の端子８ｔ1、第１比較電極用
の端子９ｔ1の各端子部分を除き、第１作用電極用パタ
ーン７、第１対極用パターン８、第１比較電極用パター
ン９の表面は絶縁材料で被覆されている。

【００４６】同様に、第２反応室１４′内には、第２作
用電極１０′、第２対極１１′、第２比較電極１２′が
互いに非接触の状態で並べられ、それぞれが第２作用電
極用パターン７′、第２対極用パターン８′、第２比較
電極用パターン９′によって外部に導き出される。この
導き出された第２作用電極用パターン７′、第２対極用
パターン８′、第２比較電極用パターン９′の端部は、
第２作用電極用の端子７ｔ2、第２対極用の端子８ｔ2、
第２比較電極用の端子９ｔ2となっており、測定チップ
挿入部６に装着されたとき電気的に接続される。第２作
用電極１０′、第２対極１１′、第２比較電極１２′の
各電極部分と、第２作用電極用の端子７ｔ2、第２対極
用の端子８ｔ2、第２比較電極用の端子９ｔ2の各端子部
分を除き、第２作用電極用パターン７′、第２対極用パ
ターン８′、第２比較電極用パターン９′の表面は絶縁
材料で被覆されている。

【００４７】そして、本実施の形態１においては、第１
作用電極用パターン７、第１対極用パターン８、第１比
較電極用パターン９、第２作用電極用パターン７′、第
２対極用パターン８′、第２比較電極用パターン９′は
いずれも平行に引き出されており、端部となる第１作用
電極用の端子７ｔ1、第１対極用の端子８ｔ1、第１比較
電極用の端子９ｔ1、第２作用電極用の端子７ｔ2、第２
対極用の端子８ｔ2、第２比較電極用の端子９ｔ2も略等
ピッチで平行に設けられている。これによりコンパクト
化が可能で、測定用チップ挿入部６内のコネクタ端子と
電気的に接続される。

【００４８】ところで、本実施の形態１の第１反応室１
４と第２反応室１４′内には、光の受光量を電気化学的
に測定するための共存電解液Ａと共存電解液Ａ′がそれ
ぞれ収容されている。この共存電解液Ａと共存電解液
Ａ′は同一成分であり、いずれもキノンをエタノールや
イソプロピルアルコールなどの有機溶媒に溶解したもの
で、さらに塩化ナトリウムや塩化リチウムなどの電解質
を添加している。使用されるキノンの例をあげると、ｐ
−ベンゾキノン，３−メチル−ｐ−ベンゾキノン、ｏ−
ベンゾキノン、ジフェノキノン、ナフトキノン、アント
ラキノン、ベンゼンアゾヒドロキノン、さらにこれらキ
ノンの誘導体等がある。キノン類まで含むものである。
実施の形態１においては、共存電解液Ａ，Ａ′の組成と
して、具体的には３−メチル−ｐ−ベンゾキノン２０ｍ
Ｍと、塩化ナトリウム１５０ｍＭを、エタノールと水の
混合比率８対２の溶媒に溶解して作製したものを利用し
ている。

【００４９】共存電解液Ａが収容される第１反応室１４
には全光線透過板１６が取り付けられている。この全光
線透過板１６は紫外線透過率９９％の石英ガラス、ダイ
ヤモンド、塩化ナトリウム単結晶、チタニアなどが適当
である。また、共存電解液Ａ′が収容される第２反応室
１４′には紫外線カット透過板１６′が取り付けられて
いる。この紫外線カット透過板１６′は紫外線を９０％
以上遮断し、赤外線等の他の光線は透過させる透明の塩
化ビニール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、メタクリル樹脂等の樹脂か、もしくは通常のガラス
の表面に軟質ビニールフィルム、ポリウレタンフィル
ム、ポリエステルフィルムなどの特殊処理を施した紫外
線カットフィルターを施したものである。

【００５０】このように、第１反応室１４には、第１光
透過窓１３が設けられ、さらに全光線透過板１６が嵌め
込まれており、内部に共存電解液Ａが収容されている。
そして、この共存電解液Ａには第１作用電極１０、第１
対極１１、第１比較電極１２が非接触の状態で浸漬され
ている。これらで本実施の形態１の測定チップＣの全光
線受光量検出部Ａを構成している。また、第２反応室１
４′には、第２光透過窓１３′が設けられ、さらに紫外
線カット透過板１６′が嵌め込まれており、内部に共存
電解液Ａ′が収容されている。そして、この共存電解液
Ａ′には第２作用電極１０′、第２対極１１′、第２較
電極１２′が非接触の状態で浸漬されている。これらで
本実施の形態１の測定チップＣの紫外線カット受光量検
出部Ｂを構成している。

【００５１】なお、測定チップＣは、紫外線の影響を除
いてキノンへの影響を同一にするため、全光線受光量検
出部Ａと紫外線カット受光量検出部Ｂを接近させ、２つ
極近傍に並べて設けてある。共存電解液Ａ，Ａ′は紫外
線を除いてキノンの劣化度を共通にするため、全光線受
光量検出部Ａと紫外線カット受光量検出部Ｂとを構成す
る電極材料、電極用パターン材料等を同一にし、且つ同
じ成分で環境が同一条件の共存電解液を用いるのが適当
である。

【００５２】次いで、本実施の形態１の測定チップＣで
紫外線量を検出できる理由を以下説明する。図３は、キ
ノン含有の共存電解液への光の照射時間とキノン還元電
流のピーク値の関係を示すグラフである。キノンは３−
メチル−ｐ−ベンゾキノンで、照射した光は３０Ｗ／ｍ
²の紫外線と全光線に当る日光である。このときの測定
条件は、作用電極と比較電極はグラッシーカーボン、対
極は白金で構成し、作用電極の面積３．２ｍｍ²、共存
電解液は３−メチル−ｐ−ベンゾキノン２０ｍＭ、塩化
ナトリウム１５０ｍＭ、エタノールと水の混合比率８：
２を混合したものであり、比較電極電位を基準に作用電
極が掃引電位となるように作用電極と対極間に電圧を印
加し、掃引速度１００ｍＶ／秒で掃引して３−メチル−
ｐ−ベンゾキノンの還元電位においてピークをもつ還元
電流を得たものである。なお、後述するように、掃引す
るのでなく所定の電圧を印加してファラデー電流を測定
して還元電流値を得るのでもよい。図３に示すとおり、
紫外線を受光した場合も、日光をすべて受光した場合
も、受光時間が増加するとキノン還元電流のピーク値は
低下していく。従って、予め強度が分かっている紫外線
を測定チップに照射して、これによって３−メチル−ｐ
−ベンゾキノンを減少させた共存電解液を電気化学的に
測定し、受光時間と紫外線の強度を変量にして、検量線
を作成しておけば、３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの量
を測定するだけで測定チップが受光した紫外線の量を測
定できることになる。

【００５３】しかし、キノンの劣化に影響を及ぼすのは
光ばかりではない。周囲の温度など、光以外の因子もキ
ノンの劣化に大きな影響を与える。そこで、本発明にお
いては、上述したとおり紫外線だけを遮断した共存電解
液と、紫外線を遮断せず残りのすべてにおいて同一の条
件を与えた共存電解液をシリアルに２つほぼ同時に測定
するようにしている。紫外線以外では両者全く同一の条
件であるから、キノンの量を２つの共存電解液で測定す
れば、紫外線を当てた側の共存電解液において余分に減
少したキノンの量が紫外線の受光量に比例していること
になる。このように、紫外線を遮断して測定した共存電
解液と、すべての光を透過させて測定した共存電解液の
差をとって、紫外線の影響によるキノンの減少量を求
め、予め測定しておいた紫外線の検量線と比較すること
で、紫外線の受光量を検出できるものである。なお、以
上説明したことから分かるとおり、本発明の紫外線測定
方法によれば紫外線の受光量が時間に比例して正確に測
定できるため、従来のブリューワ分光光度計ができなか
った１日分の紫外線の受光量といった長時間の受光量を
正確に測定できる特徴がある。

【００５４】ところで、紫外線が紫外線カット透過板１
６′によってどの程度遮断されるかは、紫外線カット透
過板１６′の材質による。そこで遮断率が低い材質の場
合は、この紫外線カット透過板１６′で紫外線を遮断し
た場合と全光線透過板１６でこれを透過させた場合の還
元電流値の差をとり、遮断率、すなわち紫外線カット透
過板１６′の材質に応じ、１００％遮断した場合に換算
するのが適当である。

【００５５】本実施の形態１においては、全光線受光量
検出部Ａと紫外線カット受光量検出部Ｂの共存電解液
Ａ，Ａ′は上述した同一成分の溶液を使用し、キノンと
して３−メチル−ｐ−ベンゾキノンを採用しており、全
光線受光量検出部Ａでは、表面に設けられた全光線透過
板１６が紫外線を含む全光線を透過するため、透過した
紫外線によって３−メチル−ｐ−ハイドロキシベンゾキ
ノンとなって３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの量が減少
する。これとともに、他の光線（例えば赤外線など）や
周囲の温度等によっても同様の変化を起こしてさらにそ
の量を減らす。これに対し、紫外線カット受光量検出部
Ｂでは、紫外線カット透過板１６′が紫外線をカットす
るため、３−メチル−ｐ−ベンゾキノンに対する紫外線
の影響が断たれ、３−メチル−ｐ−ベンゾキノンは紫外
線以外の条件の影響で３−メチル−ｐ−ハイドロキシベ
ンゾキノンに変化して減少する。すなわち、両者の差は
紫外線による３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの減少のみ
となる。

【００５６】３−メチル−ｐ−ベンゾキノンが減少する
と、第１作用電極１０と第２作用電極１０′に３−メチ
ル−ｐ−ベンゾキノンの還元電位を印加したとき、第１
作用電極１０と第２作用電極１０′近傍で３−メチル−
ｐ−ベンゾキノンがプロトンを奪って流れる還元電流が
それぞれ減少する。全光線受光量検出部Ａと紫外線カッ
ト受光量検出部Ｂで測定した３−メチル−ｐ−ベンゾキ
ノンの還元電流値の差を算出すれば、この差は紫外線由
来の還元電流値の差となる。そして、紫外線を受光する
時間と、紫外線の強度ごとに予め検量しておいた３−メ
チル−ｐ−ベンゾキノンの減少量を示す検量線との比較
を行うことで紫外線の受光量を測定するものである。も
し、紫外線カット透過板１６′が１００％紫外線をカッ
トできない場合は、紫外線カット透過板１６′の遮断率
に応じて補正する。例えば、９０％の遮断率なら１．０
３倍する。

【００５７】ところで、本実施の形態１においては、還
元電流を測定するために第１作用電極１０と第２作用電
極１０′の電位を掃引している。しかし、掃引する以外
の別のタイプの電圧印加方法も有効である。そこで、掃
引する方法を含め、この２つの印加方法についてもう少
し詳細に説明する。

【００５８】１つめの印加方法は、既に述べ実施の形態
１でも使用した方法で、第１対極１１または第２対極１
１′を、第１比較電極１２または第２比較電極１２′に
対して、例えば＋８００ｍＶ〜−１０００ｍＶの範囲で
掃引する方法である。掃引する電圧範囲は溶存酸素の影
響を受けないようにするために選択されたものである
が、各電極の種類やキノンの種類によっても変化するの
で注意が必要である。この方法はボルタンメトリーと呼
ばれる。図４はボルタンメトリーを行ったときに現れる
還元電流の説明図である。図４に示すように、ボルタン
メトリーした場合、掃引の結果得られた電位−還元電流
曲線（ボルタモグラム）の中に現れる還元電流のピーク
値を測定する。なお、掃引速度としては電極反応を電子
移動律速とするために１０ｍＶ／ｓ〜２００ｍＶ／ｓと
するのが適当である。

【００５９】２つめの印加方法は、第１対極１１または
第２対極１１′を、第１比較電極１２または第２比較電
極１２′に対して３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの還元
電位をパルス状またはステップ状に印加する方法であ
る。キノンの種類にもよるが、おおむね紫外線の吸収と
の関係から−２００ｍＶ〜−１０００ｍＶの範囲となる
ようなキノンを選ぶのが適当である。この電圧範囲は溶
存酸素の影響を受けない範囲である。なお、第１作用電
極１０または第２作用電極１０′が上記したような炭素
材料とは別の材料になるとこの範囲は若干変動する。こ
の印加方法はクロノアンペロメトリーと呼ばれる。クロ
ノアンペロメトリーを行うと、第１作用電極１０または
第２作用電極１０′表面に電気二重層が形成され、電極
近傍でキノンがアニオン化して溶媒よりプロトンを奪う
現象が発生する。本実施の形態１では３−メチル−ｐ−
ベンゾキノンが用いられているから、電子の移動により
還元され、ヒドロ化して３−メチル−ｐ−ヒドロキシベ
ンゾキノンとなる。このとき急激に流れる還元電流はフ
ァラデー電流と呼ばれ、これが３−メチル−ｐ−ベンゾ
キノンの量に比例するから、このファラデー電流値を測
定することで逆に３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの量が
測定できるものである。図５はクロノアンペロメトリー
を行ったときに現れるファラデー電流の説明図である。

【００６０】本実施の形態１における紫外線センサーと
測定チップは、以上説明した電気化学的方法で還元電流
値の測定を行って、紫外線の量を算出し、表示部に紫外
線照射量を表示するものであるが、その具体的な制御回
路と操作について説明する。

【００６１】まず、紫外線受光量を測定するため測定チ
ップＣを身体の一部に取り付け、全光線受光量検出部Ａ
の第１光透過窓１３と紫外線カット受光量検出部Ｂの第
２光透過窓１３′を太陽の方向に向けるようにする。一
定時間日光を浴びた後、測定チップＣを身体から取り外
し、本体１の測定チップ挿入部６に挿入する。これによ
り各電極と本体１内の制御回路が電気的に接続される。
そこで、電源ボタン５を押して、紫外線センサーを起動
させる。さらに、測定を開始するためにスタートボタン
３を押す。図６は本実施の形態１における紫外線センサ
ーの制御回路図である。図６において、３５は表示部２
の１つであるＬＣＤ、３６は紫外線センサーを制御する
制御部であって、マイクロコンピューターから構成さ
れ、メモリを備えている。制御部３６は測定チップＣの
各電極に所定の電位を与える制御を行うとともにＬＣＤ
３５も制御し、後述の演算部４８に全光線受光量検出部
Ａと紫外線カット受光量検出部Ｂのそれぞれで測定され
た還元電流のピーク値から紫外線量を算出させるもので
ある。

【００６２】スタートボタン３と電源ボタン５が押され
たら、制御部３６は対応する回路内のスイッチをＯＮ
し、紫外線センサーは動作可能になる。そして、制御部
３６はまず全光線受光量検出部Ａに受光量の検出を開始
させ、これが終了した時点に、紫外線カット受光量検出
部Ｂに紫外線がカットされた光の受光量を検出するよう
に指令する。

【００６３】３７は第１比較電極１２，第２比較電極１
２′や、第１対極１１，第２対極１１′に所定の電位を
印加するために制御部３６が出力したデータをアナログ
信号に変換するＤ／Ａコンバーター、３８は第１対極１
１または第２対極１１′に所定の電位を印加するオペア
ンプ、３９は第１比較電極１２と第２比較電極１２′へ
の出力を切り替えるリレー、４０は第１対極１１と第２
対極１１′への出力を切り替えるリレーである。また、
４１は第１作用電極１０，第２作用電極１０′に還元電
流を測定するための所定の電位を印加するために制御部
３６が出力したデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ
コンバーター、４３は第１作用電極１０，第２作用電極
１０′に還元電流を測定するための所定の電位を印加す
るオペアンプ、４４は第１作用電極１０と第１対極１１
間，第２作用電極１０′と第２対極１１′間を流れる電
流を測定するための抵抗、４５は第１作用電極１０と第
２作用電極１０′とを切り替えるためのリレーである。
４６は抵抗４４の両端で発生した降下電圧を入力され、
オペアンプにより構成された差動増幅回路により増幅し
て出力する電圧増幅部、４７は電圧増幅部４６で増幅さ
れた降下電圧をデータ化して制御部３６に入力するＡ／
Ｄコンバーターである。抵抗４４と電圧増幅部４６が実
施の形態１の検知部である。本実施の形態１において
は、リレー３９，４０，４５を切り替えることにより、
第１作用電極１０と第１対極１１間を流れる電流を検知
する第１検知部と、第２作用電極１０′と第２対極１
１′間を流れる電流を検知する第２検知部とを兼用する
ことができ、回路が簡略化されている。同様に、本実施
の形態１ではＤ／Ａコンバーター３７，４１の出力電圧
は制御部３６からのデータにより可変にできるので、第
１作用電極１０と第１対極１１間，第２作用電極１０′
と第２対極１１′間の電圧を等電圧だけではなく別の電
圧とすることができる。制御部３６は検知したデータを
第１作用電極１０と第１対極１１間，第２作用電極１
０′と第２対極１１′間を流れる電流値として内部のメ
モリに記憶する。４８は演算部で、全光線受光量検出部
Ａと紫外線カット受光量検出部Ｂのそれぞれで測定した
還元電流値の差をとり、メモリされている紫外線の検量
線データと比較して、内挿して紫外線の受光量を算出す
る。

【００６４】続いて、本実施の形態１の制御回路がどの
ように動作するのか説明する。測定チップＣを、本体１
の測定チップ挿入部６に挿入し、電源ボタン５を押して
起動させる。さらに、測定を開始するためにスタートボ
タン３を押すと、制御部３６は対応する制御回路の各ス
イッチをＯＮし、紫外線センサーを動作可能にする。次
いで、制御部３６は全光線受光量検出部Ａに受光量の検
出を開始させるように指令する。紫外線を含んだ全光線
（日光）による３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの還元電
流値を測定するため、制御部３６は第１対極１１、第１
作用電極、第１比較電極１２に通電する必要から、リレ
ー４０をＡ′接点側、リレー３９をＡ′′′接点側に接
続し、リレー４５をＡ″側に接続する。その後、制御部
３６は第１比較電極１２に対するデータをメモリから読
み出し、Ｄ／Ａコンバーター３７でアナログ化してオペ
アンプ３８に入力する。オペアンプ３８はイマジナリシ
ョートを利用して第１比較電極をデータどおり基準の電
圧になるように第１対極１１に印加する電位を制御す
る。同時に、制御部３６は第１作用電極１０に対するデ
ータをメモリから読み出し、Ｄ／Ａコンバーターでアナ
ログ化してオペアンプ４３に入力する。オペアンプ４３
は電流を検出するための抵抗４４で電圧降下が起こり、
出力側の第１作用電極１０の電位に変化がでるのを防止
するため、ホロアとなっている。これにより第１作用電
極１０はデータどおりに所定の電位に制御される。

【００６５】実施の形態１では、全光線受光量検出部Ａ
の光照射量を検出するためボルタンメトリーするから、
制御部３６は第１作用電極１０の電位を、１０ｍＶ／ｓ
〜２００ｍＶ／ｓの掃引速度、＋８００ｍＶ〜−１００
０ｍＶの範囲で掃引する。第１対極１１には、第１作用
電極１０を第１比較電極１２の電位を基準にしたとき、
掃引する所定の電位になるような電位がオペアンプ３８
のイマジナリショートにより印加される。このとき第１
作用電極１０を流れる還元電流値は抵抗４４による電圧
降下で検出され、電圧増幅部４６で増幅してからＡ／Ｄ
コンバーター４７を介してデータ化して制御部３６に入
力される。制御部３６は電流値のデータの中でボルタモ
グラムを構成するデータの中で、ピーク値となるデータ
を選択してメモリする。このデータが全光線受光量検出
部Ａの３−メチル−ｐ−ベンゾキノンに対する劣化デー
タである。

【００６６】続いて、制御部３６は、紫外線カット受光
量検出部Ｂに紫外線をカットされた光の受光量を検出す
るように指令する。紫外線カット受光量検出部Ｂにより
受光量を検出する場合も、以上説明した全光線受光量検
出部Ａによる検出と同様である。紫外線をカットした光
線による３−メチル−ｐ−ベンゾキノンの還元電流を測
定するため、制御部３６は第２対極１１′、第２作用電
極１０′、第２比較電極１２′に通電する必要から、リ
レー４０をＢ′接点側、リレー３９をＢ′′′接点側に
接続し、リレー４５をＢ″側に接続する。その後、制御
部３６は第２比較電極１２′に対するデータをメモリか
ら読み出し、Ｄ／Ａコンバーター３７でアナログ化して
オペアンプ３８に入力する。オペアンプ３８はイマジナ
リショートを利用して第２比較電極をデータどおり基準
の電圧になるように第２対極１１′に印加する電位を制
御する。また、制御部３６は第２作用電極１０′に対す
るデータをメモリから読み出し、Ｄ／Ａコンバーターで
アナログ化してオペアンプ４３に入力する。オペアンプ
４３は電流を検出するための抵抗４４で電圧降下が起こ
り、出力側の第２作用電極１０′の電位に変化がでるの
を防止するため、ホロアとなっている。これにより第２
作用電極１０′はデータどおりに所定の電位に制御され
る。制御部３６は第２作用電極１０′の電位を、１０ｍ
Ｖ／ｓ〜２００ｍＶ／ｓの掃引速度、＋８００ｍＶ〜−
１０００ｍＶの範囲で掃引する。第２対極１１′には、
第２作用電極１０′を第２比較電極１２′の電位を基準
にしたとき、掃引電位になるような電位がオペアンプ３
８のイマジナリショートにより印加される。このとき第
２作用電極１０′を流れる還元電流値は抵抗４４による
電圧降下で検出され、電圧増幅部４６で増幅してからＡ
／Ｄコンバーター４７を介してデータ化して制御部３６
に入力される。制御部３６は電流値のデータの中でボル
タモグラムを構成するデータの中で、ピーク値となるデ
ータを選択してメモリする。このデータが紫外線カット
受光量検出部Ｂの３−メチル−ｐ−ベンゾキノンに対す
る劣化データである。

【００６７】制御部３６が、全光線受光量検出部Ａの３
−メチル−ｐ−ベンゾキノンに対する劣化データと、全
光線受光量検出部Ａの３−メチル−ｐ−ベンゾキノンに
対する劣化データを得ると、演算部４８がメモリされて
いる紫外線の検量線と比較することにより、紫外線の受
光量を算出するものである。

【００６８】ところで、以上説明した実施の形態１は、
制御部３６が紫外線量をボルタンメトリーすることによ
って還元電流のピーク値を求めているが、上述のクロノ
アンペロメトリーすることでファラデー電流を測定して
紫外線の受光量を算出することもできる。この場合、制
御部３６はリレー４０をＡ′接点、リレー４５をＡ″接
点、リレー３９をＡ′′′接点に設定し、第１作用電極
１０にパルス状またはステップ状の電圧を印加する。こ
のとき第１作用電極１０を流れる還元電流値を抵抗４４
によって検出し、電圧増幅部４６、Ａ／Ｄコンバーター
４７を介してデータ化して制御部３６に入力する。制御
部３６は電流値のデータの中でファラデー電流とみられ
るデータを選択してメモリする。次いで、制御部３６は
リレー４０をＢ′接点、リレー４５をＢ″接点、リレー
３９をＢ′′′接点に切り替え、第２作用電極１０′パ
ルス状またはステップ状の電圧を印加する。このとき流
れる還元電流値を抵抗４４によって検出し、電圧増幅部
４６、Ａ／Ｄコンバーター４７を介してデータ化して制
御部３６に入力する。制御部３６は電流値のデータの中
でファラデー電流とみられるデータを選択してメモリす
る。演算部４８は、これらのデータから、予めメモリし
ておいた紫外線照射量の検量線と比較することで紫外線
量を算定できるものである。

【００６９】このように、本実施の形態１の紫外線セン
サーは、ボルタンメトリーによって全光線の照射量を測
定するとともに、紫外線を除いた光の照射量を測定し、
２つの照射量の差をとるから、測定チップに照射された
紫外線の量を算出できる。また、クロノアンペロメトリ
ーすることによって測定チップに照射された紫外線の量
を短時間で測定できる。

【００７０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載された発明は、
全光線受光量検出部と紫外線カット受光量検出部を備え
て、収容されたキノンが紫外線の照射で減少したもの
と、減少しないものとの２つを測定し、両者の差を計算
して紫外線照射量を算出するから、小量の試薬で測定で
き、コンパクトかつ簡単に操作でき、持ち運びが容易
で、受光時間の長さによらず、精度の高い紫外線量を測
定することができる。

【００７１】請求項２に記載された発明は、全光線透過
板が石英ガラスを含んでいるから、他の周波数の光を遮
断することなく、紫外線を９９％以上透過させ、安価で
ある。

【００７２】請求項３に記載された発明は、紫外線カッ
ト透過板が紫外線カットフィルターを備えているから、
他の周波数の光を遮断することなく、紫外線のみをカッ
トできる。

【００７３】請求項４に記載された発明は、第１作用電
極と第２作用電極がそれぞれ炭素，ガラス状炭素，金の
中から選ばれた１以上の材料から構成されているから、
電流値を安定して測定できる。

【００７４】請求項５に記載された発明は、第１対極と
第２対極が耐食性導電体から構成されているので、劣化
もなく、安定して測定できる。

【００７５】請求項６に記載された発明は、耐食性導電
体が白金，ステンレス，白金含有合金，炭素の中から選
ばれた１以上の材料から構成されているから、劣化がほ
とんんどなく、安定した測定ができる。

【００７６】請求項７に記載された発明は、第１比較電
極と第２比較電極がそれぞれ金または炭素から構成され
ているから、比較電極が単純で安価になる。

【００７７】請求項８に記載された発明は、紫外線測定
用チップを挿入する測定用チップ挿入部を備え、紫外線
測定用チップを挿入したとき第１作用電極と第１比較電
極間の電位を掃引するとともに第２作用電極と第２比較
電極間の電位を掃引する制御部と、第１作用電極と第１
対極間に流れる電流を検知する第１検出部と、第２作用
電極と第２対極間に流れる電流を検知する第２検出部と
を有し、第１検出部と第２検出部で検知された電流値の
差から紫外線量を算出する演算部を備えたから、小量の
試薬で測定でき、コンパクトかつ簡単に操作でき、持ち
運びが容易で、受光時間の長さによらず、精度の高い紫
外線量を測定することができる。

【００７８】請求項９に記載された発明は、紫外線測定
用チップを挿入する測定用チップ挿入部を備え、紫外線
測定用チップを挿入したとき第１作用電極と第１比較電
極間を第１比較電極を基準にして所定の電位に制御する
とともに第２作用電極と第２比較電極間を第２比較電極
を基準にして所定の電位に制御する制御部と、第１作用
電極と第１対極間に流れる電流を検知する第１検出部
と、第２作用電極と第２対極間に流れる電流を検知する
第２検出部とを有し、第１検出部と第２検出部で検知さ
れた電流の差から紫外線量を算出する演算部を備えたか
ら、小量の試薬で測定でき、コンパクトかつ簡単に操作
でき、制御部がより簡単であり、持ち運びが容易で、受
光時間の長さによらず、精度の高い紫外線量を測定する
ことができる。

【００７９】請求項１０に記載された発明は、第２電源
と第１電源を共用するから、電源回路がコンパクトにな
る。

【００８０】請求項１１に記載された発明は、制御部が
１０ｍＶ／ｓ〜２００ｍＶ／ｓの掃引速度で掃引するか
ら、電流のプレピーク値を精度良く測定できる。

【００８１】請求項１２に記載された発明は、キノン，
有機溶媒，電解質含有の共存電解液に全光線を照射する
とともに、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液
に紫外線をカットした光を照射し、全光線を照射した共
存電解液と紫外線をカットした光を照射した共存電解液
をそれぞれボルタンメトリーし、還元電流の差をとるこ
とにより紫外線量を算出するから、小量の試薬で、簡単
に測定でき、精度が高い紫外線量を測定できる。

【００８２】請求項１３に記載された発明は、キノン，
有機溶媒，電解質含有の共存電解液に全光線を照射する
とともに、キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電解液
に紫外線をカットした光を照射し、全光線を照射した共
存電解液と紫外線をカットした光を照射した共存電解液
をそれぞれクロノアンペロメトリーし、還元電流の差を
とることにより紫外線量を算出するから、小量の試薬
で、さらに簡単且つ迅速に測定でき、精度が高い紫外線
量を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における紫外線センサー
の概略外観図

【図２】本発明の実施の形態１における紫外線センサー
の紫外線測定用チップの説明図

【図３】キノン含有の共存電解液への光の照射時間とキ
ノン還元電流のピーク値の関係を示すグラフ

【図４】ボルタンメトリーを行ったときに現れる還元電
流の説明図

【図５】クロノアンペロメトリーを行ったときに現れる
ファラデー電流の説明図

【図６】本実施の形態１における紫外線センサーの制御
回路図

【符号の説明】

１本体２表示部３スタートボタン３′ スタート・スイッチ４モード切り替えボタン４′ モード切り替えスイッチ５電源ボタン６測定チップ挿入部７第１作用電極用パターン７第２作用電極用パターン７ｔ1 第1作用電極用の端子７ｔ2 第２作用電極用の端子８第1対極用パターン８′ 第２対極用パターン８ｔ1 第1対極用の端子８ｔ2 第２対極用の端子９第1比較電極用パターン９′ 第２比較電極用パターン９ｔ1 第1比較電極用の端子９ｔ2 第２比較電極用の端子１０第1作用電極１０′ 第２作用電極１１第1対極１１′ 第２対極１２第1比較電極１２′ 第２比較電極１３第1光透過窓１３′ 第２光透過窓１４第1反応室１４′ 第２反応室１５基板１６全光線透過板１６′ 紫外線カット透過板３５ＬＣＤ３６制御部３７，４１Ｄ／Ａコンバーター３８，４３オペアンプ３９，４０，４５リレー４４抵抗４６電圧増幅部４７Ａ／Ｄコンバーター４８演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森一芳大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AA15 AB05 BA25 BA32 BA37 BB26 BC03 BC05 BC13 BC14 BC19 BC28 BC33 BC35 BD03 CA21 CA23 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全光線受光量検出部と紫外線カット受光量
検出部とを備えた紫外線測定用チップであって、前記全光線受光量検出部には、キノン，有機溶媒，電解
質含有の共存電解液を収容し、第１光透過窓が設けられ
た第１反応室と、前記第１光透過窓に設けられた全光線
透過板と、前記第１反応室内に配設され、且つ前記共存
電解液に浸漬される第１作用電極と第１対極と第１比較
電極が設けられ、前記紫外線カット受光量検出部には、キノン，有機溶
媒，電解質含有の共存電解液を収容し、第２光透過窓が
設けられた第２反応室と、前記第２光透過窓に設けられ
た紫外線カット透過板と、前記第２反応室内に配設さ
れ、且つ前記共存電解液に浸漬される第２作用電極と第
２対極と第２比較電極が設けられており、前記第１作用電極，前記第１対極，前記第１比較電極，
前記第２作用電極，前記第２対極，前記第２比較電極と
それぞれ電気的に接続された複数の端子を備えているこ
とを特徴とする紫外線測定用チップ。
【請求項２】前記全光線透過板が石英ガラスを含んでい
ることを特徴とする請求項１記載の紫外線測定用チッ
プ。
【請求項３】前記紫外線カット透過板が紫外線カットフ
ィルターを備えたことを特徴とする請求項１または２に
記載の紫外線測定用チップ。
【請求項４】前記第１作用電極と第２作用電極がそれぞ
れ炭素，ガラス状炭素，金の中から選ばれた１以上の材
料から構成されていることを特徴とすれ請求項１〜３の
いずれかに記載の紫外線測定用チップ。
【請求項５】前記第１対極と前記第２対極がそれぞれ耐
食性導電体から構成されていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の紫外線測定用チップ。
【請求項６】前記耐食性導電体が白金，ステンレス，白
金含有合金，炭素の中から選ばれた１以上の材料から構
成されていることを特徴とする請求項５記載の紫外線測
定用チップ。
【請求項７】前記第１比較電極と前記第２比較電極がそ
れぞれ金または炭素から構成されていることを特徴とす
る紫外線測定用チップ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の紫外線測
定用チップを挿入し、前記端子のそれぞれと電気的に接
続できるコネクタ端子が設けられた測定用チップ挿入部
を備え、前記紫外線測定用チップを挿入したとき前記第１作用電
極と前記第１対極間に電圧を印加できる第１電源と、前
記第２作用電極と前記第２対極間に電圧を印加できる第
２電源とを有し、前記第１作用電極と前記第１比較電極間の電位を掃引す
るとともに、前記第２作用電極と前記第２比較電極間の
電位を掃引する制御部と、前記第１作用電極と前記第１対極間に流れる電流を検知
する第１検出部と、前記第２作用電極と前記第２対極間
に流れる電流を検知する第２検出部とを有し、前記第１検出部と前記第２検出部で検知された電流値の
差から紫外線量を算出する演算部を備えたことを特徴と
する紫外線センサー。
【請求項９】請求項１〜７のいずれかに記載の紫外線測
定用チップを挿入し、前記端子のそれぞれと電気的に接
続できるコネクタ端子が設けられた測定用チップ挿入部
を備え、前記紫外線測定用チップを挿入したとき前記第１作用電
極と前記第１対極間に電圧を印加できる第１電源と、前
記第２作用電極と前記第２対極間に電圧を印加できる第
２電源とを有し、前記第１作用電極と前記第１比較電極間を前記第１比較
電極を基準にして所定の電位に制御するとともに、前記
第２作用電極と前記第２比較電極間を前記第２比較電極
を基準にして所定の電位に制御する制御部と、前記第１作用電極と前記第１対極間に流れる電流を検知
する第１検出部と、前記第２作用電極と前記第２対極間
に流れる電流を検知する第２検出部とを有し、前記第１検出部と前記第２検出部で検知された電流値の
差から紫外線量を算出する演算部を備えたことを特徴と
する紫外線センサー。
【請求項１０】前記第２電源が前記第１電源であること
を特徴とする請求項８または９記載の紫外線センサー。
【請求項１１】前記制御部が１０ｍＶ／ｓ〜２００ｍＶ
／ｓの掃引速度で掃引することを特徴とする請求項８記
載の紫外線センサー。
【請求項１２】キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電
解液に全光線を照射するとともに、キノン，有機溶媒，
電解質含有の共存電解液に紫外線をカットした光を照射
し、全光線を照射した共存電解液と紫外線をカットした
光を照射した共存電解液をそれぞれボルタンメトリー
し、還元電流値の差をとることにより紫外線量を算出す
ることを特徴とする紫外線測定方法。
【請求項１３】キノン，有機溶媒，電解質含有の共存電
解液に全光線を照射するとともに、キノン，有機溶媒，
電解質含有の共存電解液に紫外線をカットした光を照射
し、全光線を照射した共存電解液と紫外線をカットした
光を照射した共存電解液をそれぞれクロノアンペロメト
リーし、還元電流値の差をとることにより紫外線量を算
出することを特徴とする紫外線測定方法。