JP2003344384A - 切替式測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応系において反応時間と共に変化する測定
因子をセンサーで検出測定する際に、濃度などの測定因
子を短時間で測定でき、しかも濃度などの測定因子が広
範囲に及ぶ場合でも信頼性の高い測定が可能な方法を提
供する。 【解決手段】 センサーの設定検出限界を予め設定し、
その設定測定限界内では、反応終点到達後にセンサーの
出力Ｘ_２を測定して、測定因子である濃度Ｑ_２を求め
る。一方、設定測定限界を超える場合には、設定測定限
界に対応する出力Ｘ _０に達した時の時間Ｔ_ｘを測定し、
反応時間Ｔと測定因子である濃度Ｑとの検量線を用い
て、測定した時間Ｔ_ｘから試料の濃度Ｑ_４を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化還元反応など
の反応系において、反応時間と共に変化する測定因子を
センサーを用いて検出測定する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、酸化還元反応など各種の反応
系における測定では、反応の終点における種々の測定因
子、例えば反応生成物や反応分解物の濃度などを求める
ことが一般に行われている。

【０００３】例えば、超純水などに含まれる全有機炭素
含有量（ＴＯＣ）を測定するための有機炭素含量測定装
置においては、試料液に紫外線を照射して液中の有機炭
素を有機酸や二酸化炭素に変化させ、その反応終点に至
ってから試料液の導電率変化を測定することにより、試
料液中のＴＯＣを求めている。

【０００４】また、デジタル式の体温計などにおいて
は、測定に要する時間を短縮するため、一定条件下にお
ける一定時間内に限って体温の変化量を測定し、得られ
た一定時間内の体温変化量から、予め求めておいた体温
変化量と最終体温との関係を示す検量線に基づいて、最
終的な体温を求める方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した全有機炭素含
有量（ＴＯＣ）の測定においては、紫外線（ＵＶ）酸化
方式のＴＯＣ計が広く利用されている。かかるＴＯＣ計
では、試料液を酸化容器内に導入し、ここで紫外線を照
射して試料液中の有機炭素を有機酸や二酸化炭素に変化
させる。その後、得られた試料液の導電率変化に基づい
て、試料液のＴＯＣ値を求めている。

【０００６】しかし、かかるＴＯＣ計での測定は、試料
液中の全ての有機炭素が有機酸や二酸化炭素に酸化分解
される反応の終点に至るまで、紫外線を照射して反応を
続ける必要がある。そのため、導電率の測定操作に通常
でも３〜５分程度の長い時間を必要とし、試料液中のＴ
ＯＣが多ければ多いほど更に測定時間が長くなるという
問題があった。

【０００７】また、試料液中のＴＯＣが高くなるほどセ
ンサーの感度の上限に近づくため、測定精度が低下しや
すくなるうえ、センサーが保証する感度限界を超える濃
度の資料液については測定が不可能であった。

【０００８】このＴＯＣ計の例のように、反応系におい
て反応時間と共に変化する測定因子をセンサーで検出測
定する場合、例えば測定因子である試料の濃度Ｑと、セ
ンサー出力ｘ及び反応時間ｔとの関係は、図１のグラフ
に示すようになる。この図１から分るように、試料の濃
度Ｑにかかわらず、反応の終点に達した後にセンサーの
出力ｘから濃度Ｑを求めるため、濃度Ｑが高いほど反応
時間ｔが長くなる。例えば、低濃度Ｑ_２の試料の反応時
間ｔ_２よりも、高濃度Ｑ_４の試料の反応時間ｔ _４の方が
当然長くなる。また、感度限界のセンサー出力ｘ_０を超
える濃度Ｑ_５の試料は、そのセンサーでの測定が不可能
である。

【０００９】そこで、測定時間を短縮するため、デジタ
ル式の体温計の場合と同様に、一定時間内における濃度
の変化又はセンサーの出力変化を測定し、得られた一定
時間内の変化量から予め求めておいた検量線に基づい
て、最終的な反応終点での濃度又はセンサー出力を予測
する方法も考えられる。

【００１０】しかしながら、この方法は、高濃度の試料
には適しているが、低濃度の試料になるほど、一定時間
内における濃度の変化又はセンサーの出力変化が次第に
少なくなるため、その変化量に基づいて求められる測定
結果の精度ないし信頼性が低下するという問題がある。

【００１１】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
反応系において反応時間と共に変化する測定因子をセン
サーで検出測定する際に、濃度などの測定因子を短時間
で求めることができ、しかも濃度などの測定因子が広範
囲に及ぶ場合でも、精度良く且つ信頼性の高い測定が可
能な方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する切替式測定方法は、反応系におい
て反応時間と共に変化する測定因子をセンサーで検出測
定する方法であって、使用するセンサーに応じて測定因
子の検出限界を予め設定し、その設定検出限界内の試料
では反応終点における測定因子を検出測定する一方、設
定検出限界を超える試料では該設定検出限界に達するま
での反応時間を測定し、得られた反応時間から予め求め
た反応時間と測定因子との検量線に基づいて反応終点に
おける測定因子の値を求めることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、上記本発明の切替式測定方法におい
ては、前記設定検出限界と共に、該設定検出限界に対応
する限界反応時間を予め設定しておき、その設定検出限
界内では限界反応時間に至るまで反応させた後、測定因
子を検出測定することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明における切替式測定方法
は、使用するセンサーの感度限界よりも低いところに測
定因子の検出限界を予め設定しておき、その設定検出限
界を境界として、それぞれ別の測定方法に切り替えて測
定因子を測定する。

【００１５】即ち、センサーの設定検出限界内では、反
応終点まで反応を進行させ、その後に測定因子を実際に
検出測定する通常の測定方法を採る。その一方、設定検
出限界を超えたときには、反応終点まで反応を持続させ
ることなく、設定検出限界に達するまでの反応時間を測
定し、その反応時間に基づいて反応終点での測定因子の
値を推測により求める方法に切り替える。

【００１６】この本発明方法を、例えば、測定因子であ
る試料の濃度Ｑと、センサーの出力Ｘ及び反応時間Ｔと
の関係を示す図２のグラフに基づいて更に説明する。ま
ず、使用するセンサーについて、その感度限界より低い
適当な設定検出限界を定め、そのときの反応終点曲線に
おける濃度Ｑ_０に対応するセンサーの出力をＸ_０、反応
時間をＴ_０とする。

【００１７】設定測定限界内、即ち出力がＸ_０に達する
前に反応が終了する低濃度の試料、例えば濃度Ｑ_２の試
料の場合には、反応終点に達する反応時間Ｔ_２まで反応
を持続させた後、反応終点での出力Ｘ_２を読み取ること
によって、試料の濃度Ｑ_２を求めることができる。実際
の測定では、センサーの出力Ｘがほぼ一定となった時点
が反応終点であり、その時の出力Ｘ_２を検出ことによ
り、通常のごとく予め求めておいた出力Ｘと濃度Ｑの関
係（検量線）から濃度Ｑ_２を知ることができ、又は濃度
Ｑ_２を測定装置に直接表示させることができる。

【００１８】また、上記の設定検出限界内での測定にお
いては、同時に設定検出限界に対応する限界反応時間Ｔ
_０を予め設定しておき、全ての試料について、限界反応
時間Ｔ_０に至るまで反応系を維持した後、その時間Ｔ_０
の時点で測定因子である濃度Ｑを検出測定するようにし
てもよい。

【００１９】一方、設定測定限界を超える場合、即ちセ
ンサーの出力ＸがＸ_０に達した後も反応が進行するよう
な高濃度の試料、例えば濃度Ｑ_４の試料の場合には、反
応終点に達する時間Ｔ_４まで反応を持続させることな
く、設定測定限界に対応する出力Ｘ_０に達した時点での
時間Ｔ_ｘを測定して、以後の反応と測定操作を終了す
る。尚、図２から分るように、濃度Ｑの異なる試料で
は、濃度Ｑが高いほど反応終点に至るまでの反応時間Ｔ
は長くなり、それに伴って出力Ｘ_０に達する時点までの
反応時間Ｔもそれぞれ長くなる。

【００２０】従って、予め各濃度の試料ごとに反応時間
Ｔと測定因子である濃度Ｑとの関係を検量線として求め
ておけば、上記のごとく測定した時間Ｔ_ｘから、この検
量線を用いて試料の濃度Ｑ_４を知ることができる。例え
ば、図３に示すように、設定測定限界での出力Ｘ_０に達
したときの濃度Ｑ_０と反応時間Ｔ_０を基準として、Ｔ _０
と測定時間Ｔの比（Ｔ_０／Ｔ）と濃度Ｑの関係を定めた
検量線を使用することによって、測定した時間Ｔ_ｘでの
比Ｔ_０／Ｔ_ｘから濃度Ｑ_４を求めることができ、又は濃
度Ｑ_４を測定装置に直接表示させることができる。

【００２１】このように、センサーの設定検出限界を境
界として検出測定法を切り替える本発明方法において
は、あらゆる範囲の測定因子について、例えば低濃度か
ら高濃度までの試料であっても、センサーの良好な検出
感度範囲内で測定できるため、精度良く信頼性の高い測
定が可能である。

【００２２】しかも、設定した測定限界を超えるような
試料であっても、反応終点まで待たずに途中で時間測定
に切り替えることにより、短時間で測定を終了すること
ができるので、極めて能率的な測定が可能になると共
に、反応容器や配管系の汚れが少なくなり洗浄工程を低
減することができる。

【００２３】

【実施例】有底筒状の石英ガラスからなる酸化容器の中
心軸に沿って紫外線照射ランプを配置した紫外線酸化装
置と、酸化容器中の試料液の導電率を測定するため導電
率計とを備えたＴＯＣ計を用いて、試料液のＴＯＣ測定
を行った。

【００２４】この導電率計について、図２に示すよう
に、設定検出限界Ｘ_０を定めると共に、対応する限界反
応時間Ｔ_０を予め設定した。予め既知濃度となるように
調整した数種類の試料液を用意し、各試料液を酸化容器
内に供給して、限界反応時間Ｔ _０に達するまで紫外線照
射を続けながら、反応時間Ｔをすると共に、測定導電率
計により試料液の導電率を測定した。

【００２５】各試料液について、限界反応時間Ｔ_０に至
るまでに導電率が反応終点を示す一定出力に達した試料
液については、その導電率から検量線に従って試料液の
濃度を求めた。また、それ以外の試料液については、設
定検出限界Ｘ_０に達した時点での時間Ｔ_ｘを測定し、そ
の時点で反応の継続を終了した。測定した時間Ｔ_ｘか
ら、図３に示す検量線を用いて試料液の濃度を求めた。
その結果、得られた各試料液の濃度は、既知の濃度と良
く一致していた。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、反応系において反応時
間と共に変化する測定因子をセンサーで検出測定する際
に、濃度などの測定因子を短時間で求めることができ、
極めて能率良く測定操作を行うことができる。しかも、
濃度などの測定因子が広範囲に及ぶ場合であっても、例
えば低濃度や高濃度の試料であっても、精度良く且つ信
頼性の高い測定結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】反応時間と共に変化する測定因子をセンサーで
検出測定する一般的な方法を説明するためのグラフであ
る。

【図２】本発明により反応時間と共に変化する測定因子
をセンサーで検出測定する方法を説明するためのグラフ
である。

【図３】本発明方法において用いる検量線の一例を示す
グラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応系において反応時間と共に変化する
   測定因子をセンサーで検出測定する方法であって、使用
   するセンサーに応じて測定因子の検出限界を予め設定
   し、その設定検出限界内の試料では反応終点における測
   定因子を検出測定する一方、設定検出限界を超える試料
   では該設定検出限界に達するまでの反応時間を測定し、
   得られた反応時間から予め求めた反応時間と測定因子と
   の検量線に基づいて反応終点における測定因子の値を求
   めることを特徴とする切替式測定方法。
2. 【請求項２】 前記設定検出限界と共に、該設定検出限
   界に対応する限界反応時間を予め設定しておき、その設
   定検出限界内では限界反応時間に至るまで反応させた
   後、測定因子を検出測定することを特徴とする、請求項
   １に記載の切替式測定方法。