JP2008203129A - Salinity concentration meter - Google Patents

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Kenji Kawaguchi
賢治 川口
Ikumi Kurose
いくみ 黒瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a salinity concentration meter capable of reducing dependency on a kind of a sample, while allowing simple measurement, and capable of dispensing with dilution of the sample. <P>SOLUTION: This salinity concentration meter of the present invention includes a refractive index detecting means for detecting a refractive index of the sample, an electric conductivity detecting means for detecting an electric conductivity of the sample, a data storage means for storing a data indicating a relation between the refractive index and the electric conductivity, and a salinity concentration and a salinity concentration determination means for determining the salinity concentration of the sample, based on the detected refractive index and electric conductivity of the sample, and the data of the data storage means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料の塩分濃度を簡易的に測定する塩分濃度計に関するものである。   The present invention relates to a salinity meter that simply measures the salinity of a sample.

味噌汁や醤油、ソースなどの塩分濃度をレストランや家庭で測定するのに用いられる塩分濃度計では、導電率により塩分濃度を測定するものが多い(例えば特許文献1参照)。硝酸銀による滴定を行えば、より正確な測定が可能となるが、試薬を必要とし簡便でないためである。また導電率により塩分濃度を測定する方法のほか、屈折率により測定する方法も知られている。   Many salinity meters used to measure the salinity concentration of miso soup, soy sauce, sauce, etc. at restaurants and homes measure the salinity concentration based on electrical conductivity (see, for example, Patent Document 1). If titration with silver nitrate is performed, more accurate measurement is possible, but it requires a reagent and is not simple. In addition to the method of measuring the salinity concentration by conductivity, a method of measuring by the refractive index is also known.

図13は塩分濃度と導電率の関係の例を示す図である。この例では、食塩水と10種類の食品とについて測定を行っている。食塩水以外の試料は、減塩醤油や、さいしこみ醤油、たまり醤油、こいくち醤油、しろ醤油、うすくち醤油、濃厚ソース、ウスターソース、トマトジュース、トマトピューレである。塩分濃度が十分に低ければ、塩分濃度と導電率との間に直線関係を見出すことができる。その場合の直線関係は、例えば醤油の種類によって大きく異ならないため、一つの近似直線を予め用意しておくことで、複数種類の醤油に対して塩分濃度を導電率から得ることができる。   FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the salinity concentration and the conductivity. In this example, measurement is performed on saline and 10 types of food. Samples other than saline are low-salt soy sauce, saikoshi soy sauce, tamari soy sauce, koikuchi soy sauce, white soy sauce, light soy sauce, thick sauce, Worcester sauce, tomato juice, and tomato puree. If the salinity is sufficiently low, a linear relationship can be found between the salinity and the conductivity. In this case, the linear relationship does not vary greatly depending on, for example, the type of soy sauce. By preparing one approximate line in advance, the salinity concentration can be obtained from the conductivity for a plurality of types of soy sauce.

図14は塩分濃度と屈折率の関係の例を示す図である。この例でも、上述の11種類の試料について測定を行っている。塩分濃度と屈折率との間では、塩分濃度が高くなっても比較的直線関係が保たれている。
特開2002−22525号公報
FIG. 14 is a diagram showing an example of the relationship between the salinity concentration and the refractive index. In this example as well, measurement is performed on the above-described 11 types of samples. A relatively linear relationship is maintained between the salinity concentration and the refractive index even when the salinity concentration increases.
JP 2002-22525 A

導電率により塩分濃度を測定する場合、塩分濃度が高くなると、塩分濃度と導電率との直線関係が保たれない。特に、食塩水以外の各種の食品は、食塩以外のイオン成分を含んでいるため、そのイオン成分との相互作用が濃度によって異なるなどの理由により、図13に示したように塩分濃度と導電率との関係が食品ごとに大きく相違してしまう。例えば醤油でも、塩分濃度が高い領域では、その種類によって導電率が大きく相違する。このため、塩分濃度の高い試料を導電率により測定する場合、その試料を希釈する必要が生じる。   When the salinity concentration is measured by the electrical conductivity, if the salinity concentration is increased, the linear relationship between the salinity concentration and the electrical conductivity cannot be maintained. In particular, since various foods other than saline contain ionic components other than salt, the salt concentration and electrical conductivity as shown in FIG. 13 due to the fact that the interaction with the ionic components differs depending on the concentration. The relationship between and the food is greatly different. For example, even in soy sauce, in regions where the salt concentration is high, the conductivity varies greatly depending on the type. For this reason, when a sample having a high salt concentration is measured by the conductivity, it is necessary to dilute the sample.

また屈折率により塩分濃度を測定する場合、塩分濃度と屈折率との直線関係が広い濃度範囲で得られるため試料を希釈する必要がないものの、その直線関係は試料の種類によって大きく相違する。このため、屈折率から塩分濃度を精度良く得るには、試料ごとに近似直線を予め用意しておく必要がある。しかしながら、試料に合った近似直線を選択するには、測定時に試料の種類を特定しなければならないことになる。例えば、試料が醤油かトマト加工品であるかという選別に支障がなくても、醤油の種類を選別しなければ、精度の良い測定ができないとなると、測定上・実用上の不都合が大きい。   Further, when the salinity concentration is measured by the refractive index, the linear relationship between the salinity concentration and the refractive index can be obtained in a wide concentration range, so there is no need to dilute the sample, but the linear relationship greatly differs depending on the type of the sample. For this reason, in order to obtain the salinity concentration accurately from the refractive index, it is necessary to prepare an approximate line for each sample in advance. However, in order to select an approximate line that matches the sample, the type of sample must be specified during measurement. For example, even if there is no hindrance in selecting whether the sample is soy sauce or processed tomato products, if the type of soy sauce is not selected and accurate measurement cannot be performed, there will be a large inconvenience in terms of measurement and practical use.

したがって、簡易的な測定でありながら、試料の種類への依存が小さく、試料を希釈する必要のない塩分濃度計が望まれている。   Therefore, there is a demand for a salinity meter that is simple measurement but has little dependence on the type of sample and does not require dilution of the sample.

本発明の提供する塩分濃度計は、試料の屈折率を検出する屈折率検出手段と、その試料の導電率を検出する導電率検出手段と、屈折率および導電率と塩分濃度との関係を示すデータを記憶するデータ記憶手段と、検出された前記試料の屈折率および導電率、ならびにデータ記憶手段のデータに基づいて、試料の塩分濃度を定める塩分濃度決定手段とを備える。   The salinity meter provided by the present invention shows a refractive index detection means for detecting the refractive index of a sample, a conductivity detection means for detecting the conductivity of the sample, and the relationship between the refractive index, the conductivity, and the salinity concentration. Data storage means for storing data; and salinity concentration determination means for determining the salinity concentration of the sample based on the detected refractive index and conductivity of the sample and data in the data storage means.

その塩分濃度計において、屈折率検出手段が、試料の載置されるプリズムを有し、導電率検出手段が、そのプリズム上の試料載置部に形成された電極を有するようにしてもよい。   In the salinity meter, the refractive index detection means may have a prism on which the sample is placed, and the conductivity detection means may have an electrode formed on the sample placement portion on the prism.

以上の構成を採用することにより、屈折率および導電率と塩分濃度との関係を示すデータを用いて、それら両方の検出値から塩分濃度を定めるため、簡易的な測定でありながら、試料の種類への依存が小さく、試料を希釈する必要もない塩分濃度計を提供することができる。   By adopting the above configuration, using the data showing the relationship between the refractive index and conductivity and the salinity concentration, the salinity concentration is determined from the detected values of both. It is possible to provide a salinity meter that does not require dilution of the sample and that does not require dilution.

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本実施の形態における塩分濃度計の概略構成の一例を示す図である。この塩分濃度計101は、例えば醤油のような液状の試料の屈折率を全反射法により測定するためのプリズム102を有している。塩分濃度計101の筐体103には、そのプリズム102の試料載置面104を露出させるための開口が設けられており、その開口を通じて試料載置面104上に試料105が滴下される。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a salinity meter in the present embodiment. The salinity meter 101 includes a prism 102 for measuring the refractive index of a liquid sample such as soy sauce by a total reflection method. The casing 103 of the salinity concentration meter 101 is provided with an opening for exposing the sample mounting surface 104 of the prism 102, and the sample 105 is dropped onto the sample mounting surface 104 through the opening.

試料105とプリズム102との界面である試料載置面104には、光源106からの光が入射し、その試料載置面104で反射された光を受光センサ107が受光する。光源106および受光センサ107は、処理回路108に接続されている。処理回路108は、光源106を制御し、受光センサ107の検出値に基づいて試料105の屈折率を求める。   Light from the light source 106 is incident on the sample mounting surface 104 that is an interface between the sample 105 and the prism 102, and the light receiving sensor 107 receives the light reflected by the sample mounting surface 104. The light source 106 and the light receiving sensor 107 are connected to the processing circuit 108. The processing circuit 108 controls the light source 106 and obtains the refractive index of the sample 105 based on the detection value of the light receiving sensor 107.

さらに塩分濃度計101では、プリズム102の試料載置面上104に一対の電極109が形成されている。その電極109は信号検出回路110に接続されており、電極109と信号検出回路110からなる導電率センサが試料105の導電率を検出し、その検出値を処理回路108に出力する。   Further, in the salinity concentration meter 101, a pair of electrodes 109 are formed on the sample mounting surface 104 of the prism 102. The electrode 109 is connected to the signal detection circuit 110, and a conductivity sensor including the electrode 109 and the signal detection circuit 110 detects the conductivity of the sample 105 and outputs the detected value to the processing circuit 108.

処理回路108では、バス111を介して、MPU112、インターフェイス回路113、114、メモリ115が接続されている。インターフェイス回路113は、光源106や受光センサ107、信号検出回路110を処理回路108に接続するのに用いられている。MPU112は、そのインターフェイス113を介して、光源106や受光センサ107、信号検出回路110に対する入出力を行う。インターフェイス回路114は、操作パネル116を処理回路108に接続する。操作パネル116には、液晶ディスプレイのような表示デバイスや、測定開始ボタンのような入力デバイスが用意される。MPU112は、インターフェイス回路114を介して、ユーザからの指示を操作パネル116で受け付けたり、測定結果やユーザへのメッセージを表示デバイス等に出力したりする。   In the processing circuit 108, an MPU 112, interface circuits 113 and 114, and a memory 115 are connected via a bus 111. The interface circuit 113 is used to connect the light source 106, the light receiving sensor 107, and the signal detection circuit 110 to the processing circuit 108. The MPU 112 performs input / output with respect to the light source 106, the light receiving sensor 107, and the signal detection circuit 110 via the interface 113. The interface circuit 114 connects the operation panel 116 to the processing circuit 108. The operation panel 116 is provided with a display device such as a liquid crystal display and an input device such as a measurement start button. The MPU 112 receives an instruction from the user via the operation panel 116 via the interface circuit 114, and outputs a measurement result or a message to the user to a display device or the like.

メモリ115は、制御プログラム117のコードなどを格納している。MPU112は、その制御プログラム117の指令にしたがって、バス111に接続された回路に対して入出力を行い、塩分濃度計101の機能を実現する。   The memory 115 stores the code of the control program 117 and the like. The MPU 112 implements the function of the salinity meter 101 by inputting / outputting a circuit connected to the bus 111 in accordance with an instruction of the control program 117.

さらにこの実施の形態において、メモリ115は、参照テーブル118も格納している。参照テーブル118は、屈折率および導電率と塩分濃度との関係を示すデータを有している。MPU112は、試料105の屈折率および導電率が検出されると、その検出された屈折率および導電率と、参照テーブル118のデータとに基づいて、試料105の塩分濃度を決定する。   Furthermore, in this embodiment, the memory 115 also stores a reference table 118. The reference table 118 has data indicating the relationship between the refractive index and conductivity, and the salinity concentration. When the MPU 112 detects the refractive index and conductivity of the sample 105, the MPU 112 determines the salinity concentration of the sample 105 based on the detected refractive index and conductivity and data of the reference table 118.

図2は複数種類のサンプルに対する近似面の一例を示す図であり、図3および図4は近似面を得るのに用いたデータの一例を示す図である。参照テーブルは、屈折率および導電率と塩分濃度との関係を示すこのような近似面のデータを有する。この近似面のデータは、複数種類の醤油のサンプルから得られたものである。サンプルとして用いられた醤油の種類は、減塩醤油や、さいしこみ醤油、たまり醤油、こいくち醤油、しろ醤油、うすくち醤油である。これら醤油の原液の塩分濃度は、減塩醤油が8.7%であり、さいしこみ醤油が14.3%であり、たまり醤油が14.8%であり、こいくち醤油が17.0%であり、しろ醤油が17.7%であり、うすくち醤油が18.5%であった。それら原液を段階的に希釈したサンプルを用いてデータを得ている。校正には食塩水を用いている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the approximate surface for a plurality of types of samples, and FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating an example of data used to obtain the approximate surface. The look-up table has such approximate surface data indicating the relationship between the refractive index and conductivity and the salinity concentration. This approximate surface data is obtained from a plurality of types of soy sauce samples. The types of soy sauce used as samples are low-salt soy sauce, saiko soy sauce, tamari soy sauce, koikuchi soy sauce, white soy sauce, and light soy sauce. The salt concentration of these soy sauce stocks is 8.7% for low-salt soy sauce, 14.3% for soy sauce soy sauce, 14.8% for tamari soy sauce, and 17.0% for koikuchi soy sauce. Yes, white soy sauce was 17.7%, and light soy sauce was 18.5%. Data is obtained using samples obtained by serially diluting these stock solutions. Saline is used for calibration.

図2における黒丸が、図3および図4に示す各サンプル(各種の醤油および食塩水)の塩分濃度値を示す。これらのサンプルから近似誤差の少ない曲面を得るために、本発明者による特許第2804417号の三成分系溶液の組成測定方法を用いることができる。醤油であれば、水、食塩、その他の成分という形で3成分に分けることができる。このうちの1成分、すなわち塩分の濃度は、互いに独立な屈折率センサおよび導電率センサを用いれば求めることができる。   The black circles in FIG. 2 indicate the salt concentration values of the samples (various soy sauces and saline solutions) shown in FIGS. In order to obtain a curved surface with little approximation error from these samples, the method for measuring the composition of a ternary solution disclosed in Japanese Patent No. 2804417 by the present inventor can be used. Soy sauce can be divided into three components in the form of water, salt and other components. The concentration of one of these components, that is, the salinity, can be obtained by using a refractive index sensor and a conductivity sensor that are independent of each other.

この実施の形態では、屈折率Xおよび導電率Yに対する濃度の関数Fは、次式のように
与える。
In this embodiment, the concentration function F with respect to the refractive index X and the conductivity Y is given by the following equation.

Figure 2008203129
ここで、ai,bi,ci,di,y0は係数である。図2の例は、この関数Fをサンプルにフィッティングし、屈折率Zを表す近似面を得たものである。参照テーブルに、その近似面の方程式のデータ(係数などを表すデータ)を予め格納しておけば、導電率および屈折率の検出値をその方程式に代入する演算を処理回路のMPUが実行することにより、試料の塩分濃度を決定することができる。
Figure 2008203129
Here, a i , b i , c i , d i and y0 are coefficients. In the example of FIG. 2, this function F is fitted to a sample to obtain an approximate surface representing the refractive index Z. If the data of the equation of the approximate surface (data representing the coefficient, etc.) is stored in advance in the reference table, the MPU of the processing circuit executes an operation for substituting the detected values of conductivity and refractive index into the equation. Thus, the salinity of the sample can be determined.

試料の導電率については、食塩を主とするイオン成分による効果が主体的で、屈折率については、非イオン成分による効果が主体的である。このため、水や食塩以外の成分が複数成分から構成され、その非イオン成分が多少変動しても、導電率および屈折率の両方の検出値を用いることにより、一つの近似面により醤油の種類や濃度にかかわらず比較的高い精度を得ることが可能となる。   As for the conductivity of the sample, the effect by the ionic component mainly composed of salt is dominant, and as for the refractive index, the effect by the non-ionic component is dominant. For this reason, components other than water and salt are composed of multiple components, and even if the nonionic component fluctuates somewhat, by using both detected values of conductivity and refractive index, the type of soy sauce in one approximate plane It is possible to obtain relatively high accuracy regardless of the density.

図5は導電率のみにより醤油の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示すグラフである。この図において、横軸が硝酸銀による滴定で得た塩分濃度であり、縦軸が塩分濃度の測定誤差である。試料として用いた醤油の種類は、これまでの醤油の例と同様であり、校正には食塩水を用いている。   FIG. 5 is a graph showing measurement errors when the salt concentration of soy sauce is measured only by conductivity. In this figure, the horizontal axis represents the salinity obtained by titration with silver nitrate, and the vertical axis represents the measurement error of the salinity. The kind of soy sauce used as a sample is the same as the examples of soy sauce so far, and saline is used for calibration.

この図のように、塩分濃度が2%以上になると、非線形性が大きくなって、いずれの種類の醤油についても測定誤差が増加する。さらに、塩分濃度が4%以上になると、醤油の種類によって測定誤差がばらついてくる。イオン成分として食塩のみを含む食塩水については、導電率だけを測定することによって、塩分濃度を求めることができる。しかしながら、醤油のように食塩以外のイオン成分が含まれる場合には、導電率と塩分濃度の関係が変わり、正確な塩分濃度を求めることができない。   As shown in this figure, when the salinity concentration is 2% or more, the non-linearity increases and the measurement error increases for any kind of soy sauce. Furthermore, when the salinity is 4% or more, measurement errors vary depending on the type of soy sauce. For a saline solution containing only sodium chloride as an ionic component, the salinity concentration can be determined by measuring only the conductivity. However, when an ionic component other than salt is included as in soy sauce, the relationship between the electrical conductivity and the salinity concentration changes, and an accurate salinity concentration cannot be obtained.

図6は導電率および屈折率の両方により醤油の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示すグラフである。この図においても、横軸が硝酸銀による滴定で得た塩分濃度であり、縦軸が塩分濃度の測定誤差である。これらのデータは、図5の例と同様の試料について図2の近似面を使って採取したものである。   FIG. 6 is a graph showing measurement errors when the salt concentration of soy sauce is measured by both conductivity and refractive index. Also in this figure, the horizontal axis represents the salinity concentration obtained by titration with silver nitrate, and the vertical axis represents the measurement error of the salinity concentration. These data are collected using the approximate surface of FIG. 2 for the same sample as the example of FIG.

この図に示されている通り、いずれの種類の醤油に対しても測定誤差が導電率のみによる測定に比較して大幅に軽減され、また0%から18%程度の間で塩分濃度が変化しても良好な結果を示している。導電率および屈折率の両方の検出値を用いると、原液の塩分濃度程度まで塩分濃度が高くなっても、測定誤差が1%程度である。これに対し、導電率のみによる測定では、図5に示したように、塩分濃度が4%前後で既に測定誤差が1%に達するから、導電率および屈折率の両方の検出値を用いると、広い濃度範囲にわたって、測定誤差が著しく抑えられていることになる。すなわち、多くの醤油の塩分濃度を希釈することなく測定することが可能となる。   As shown in this figure, the measurement error for all types of soy sauce is greatly reduced compared to the measurement using only the conductivity, and the salinity changes between 0% and 18%. Shows good results. When both detected values of conductivity and refractive index are used, the measurement error is about 1% even when the salinity concentration is increased to about the salinity concentration of the stock solution. On the other hand, in the measurement using only the conductivity, as shown in FIG. 5, since the measurement error has already reached 1% when the salinity concentration is around 4%, the detection values of both the conductivity and the refractive index are used. The measurement error is remarkably suppressed over a wide density range. That is, it becomes possible to measure the salt concentration of many soy sauces without diluting them.

さらに測定誤差が僅かな点は、醤油の種類が異なっても変わらない。屈折率のみにより塩分濃度を得る図14の例では、醤油の種類が異なると、屈折率と塩分濃度との関係が大きく異なるため、醤油の種類が適当に定められなければ、測定誤差が大きくなる恐れがあった。塩分濃度が十分に低くない場合の導電率のみによる測定についても同様の恐れがあった。それらと比較した場合、導電率および屈折率の両方の検出値を用いると、醤油の種類に関係なく一つの近似面により高い精度の測定値が得られることになる。   Furthermore, the point that the measurement error is slight does not change even if the type of soy sauce is different. In the example of FIG. 14 in which the salt concentration is obtained only by the refractive index, if the soy sauce type is different, the relationship between the refractive index and the salt concentration is greatly different. Therefore, if the soy sauce type is not properly determined, the measurement error increases. There was a fear. There was a similar fear for the measurement based only on the conductivity when the salt concentration was not sufficiently low. When compared with those, if both detected values of conductivity and refractive index are used, a highly accurate measurement value can be obtained by one approximate surface regardless of the type of soy sauce.

したがって、例えば醤油の種類を選別することなく、導電率センサの電極が形成されたプリズムの試料載置面にその醤油を滴下すれば、その醤油を希釈しなくても、塩分濃度を高精度に測定することが可能となる。   Therefore, for example, if the soy sauce is dropped on the sample mounting surface of the prism on which the electrode of the conductivity sensor is formed without selecting the type of soy sauce, the salt concentration can be accurately adjusted without diluting the soy sauce. It becomes possible to measure.

醤油とトマト加工品のように基本的な成分が類似していない場合、一のサンプル群と他のサンプル群とで異なる近似面を用いてもよいし、同一の近似面を用いることもできる。異なる近似面を用いる場合には、測定の際、試料を選別し、いずれの近似面を用いるかを特定する必要がある。もっとも、醤油の種類を選別するのに支障があっても、例えば醤油とトマト加工品ではその差異が一目瞭然であり、それらの種類をユーザは操作パネルから容易に選択することができる。したがって、屈折率および導電率の両方を用いて測定していれば、実際上不都合はない。   When the basic components are not similar as in soy sauce and processed tomato products, different approximate surfaces may be used for one sample group and another sample group, or the same approximate surface may be used. In the case of using different approximate surfaces, it is necessary to select the approximate surface to be used by selecting a sample at the time of measurement. However, even if there is a problem in selecting the type of soy sauce, the difference between the soy sauce and the processed tomato product is obvious at a glance, and the user can easily select these types from the operation panel. Therefore, if measurement is performed using both refractive index and conductivity, there is practically no inconvenience.

図7は複数種類のサンプルに対する近似面の他の例を示す図であり、図8はその近似面を得るのに用いたトマト加工品のデータの一例を示す図である。参照テーブルは、図2及び図7のような近似面のデータを基本的な成分が異なっている試料ごとに複数有することができる。この近似面のデータは、トマトジュースやトマトピューレのようなトマト加工品のサンプルについて得られたものである。トマトジュースの原液の塩分濃度は0.31%であり、トマトピューレの原液の塩分濃度は0.19%である。それら原液を段階的に希釈したサンプルを用いてデータを得ている。校正には食塩水を用いている。この例における黒丸は、図4および図8に示す各サンプル(各種のトマト加工品および食塩水)の塩分濃度を示す。   FIG. 7 is a diagram showing another example of the approximate surface for a plurality of types of samples, and FIG. 8 is a diagram showing an example of processed tomato product data used to obtain the approximate surface. The reference table can have a plurality of approximate surface data as shown in FIGS. 2 and 7 for each sample having different basic components. This approximate surface data was obtained for samples of processed tomato products such as tomato juice and tomato puree. The salt concentration of the stock solution of tomato juice is 0.31%, and the salt concentration of the stock solution of tomato puree is 0.19%. Data is obtained using samples obtained by serially diluting these stock solutions. Saline is used for calibration. The black circles in this example indicate the salt concentration of each sample (various processed tomato products and saline) shown in FIGS.

醤油に適した近似面を用いるかトマト加工品に適した近似面を用いるかは、操作パネルからユーザが指定することができる。MPUは、その指定にしたがって参照テーブルからデータを読み出し、検出された屈折率および導電率から塩分濃度を得る。   The user can specify whether to use an approximate surface suitable for soy sauce or an approximate surface suitable for processed tomato products from the operation panel. The MPU reads data from the lookup table according to the designation, and obtains the salinity concentration from the detected refractive index and conductivity.

図9は導電率のみによりトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示すグラフである。この図においても、横軸が硝酸銀による滴定で得た塩分濃度であり、縦軸が塩分濃度の測定誤差である。試料として用いたトマト加工品は、図7の例と同様、トマトジュースおよびトマトピューレである。校正には食塩水を用いている。トマト加工品では、原液の塩分濃度が醤油と比べると低いものの、かなり低濃度から測定誤差が増加する傾向にある。このため、導電率のみによりトマト加工品の塩分濃度を精度良く測定するのは難しい。   FIG. 9 is a graph showing a measurement error when the salt concentration of the processed tomato product is measured only by conductivity. Also in this figure, the horizontal axis represents the salinity concentration obtained by titration with silver nitrate, and the vertical axis represents the measurement error of the salinity concentration. The processed tomato products used as samples are tomato juice and tomato puree, as in the example of FIG. Saline is used for calibration. In processed tomato products, although the salt concentration of the stock solution is lower than that of soy sauce, the measurement error tends to increase from a considerably low concentration. For this reason, it is difficult to accurately measure the salinity concentration of processed tomato products based only on the conductivity.

図10は導電率および屈折率の両方によりトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示すグラフである。この図においても、横軸が硝酸銀による滴定で得た塩分濃度であり、縦軸が塩分濃度の測定誤差である。これらのデータは、図9の例と同様の試料について図7の近似面を使って採取したものである。   FIG. 10 is a graph showing a measurement error when the salt concentration of the processed tomato product is measured by both the conductivity and the refractive index. Also in this figure, the horizontal axis represents the salinity concentration obtained by titration with silver nitrate, and the vertical axis represents the measurement error of the salinity concentration. These data are collected using the approximate surface of FIG. 7 for the same sample as the example of FIG.

この図に示されている通り、トマトジュースおよびトマトピューレのいずれについても、導電率のみによる測定に比較して測定誤差が大幅に軽減されている。醤油の例と同様、トマト加工品の種類に関係なく、一つの近似面により、トマト加工品の塩分濃度を精度良く測定している。   As shown in this figure, the measurement error is greatly reduced in both the tomato juice and tomato puree compared to the measurement using only the conductivity. Similar to the example of soy sauce, the salt concentration of the processed tomato product is accurately measured by one approximate surface regardless of the type of processed tomato product.

図11は複数種類のサンプルに対する近似面のさらに他の例を示す図である。この近似面のデータは、上述の各種の醤油および各種のトマト加工品について得られたものである。図11における黒丸が、図3、図4および図8に示す各サンプル(各種の醤油、各種のトマト加工品、食塩水)の塩分濃度値を示す。これらのサンプルのように基本的な成分が類似していない場合でも、同一の近似面を用いることができる。この場合、測定対象によって近似面を選択する必要がない。   FIG. 11 is a diagram showing still another example of the approximate surface for a plurality of types of samples. This approximate surface data is obtained for the various soy sauces and various processed tomato products described above. The black circles in FIG. 11 indicate the salt concentration values of the samples (various soy sauces, various processed tomato products, and saline) shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG. Even if the basic components are not similar as in these samples, the same approximate surface can be used. In this case, it is not necessary to select an approximate surface according to the measurement target.

図12は導電率および屈折率の両方により各種の醤油およびトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示すグラフである。これらのデータは、図5および図9の例と同様の試料について図11の近似面を使って採取したものである。   FIG. 12 is a graph showing measurement errors when the salinity concentrations of various soy sauces and processed tomato products are measured by both conductivity and refractive index. These data are obtained by using the approximate surface of FIG. 11 for the same sample as the example of FIGS.

この図に示されている通り、減塩、さいしこみ、たまりなど各種の醤油、トマトジュース、トマトピューレのいずれについても、導電率のみによる測定に比較して測定誤差が大幅に軽減されている。基本的な成分が類似していないサンプルに対して同一の近似面を用いる場合でも、それらのサンプルの塩分濃度を精度良く測定している。   As shown in this figure, the measurement error is greatly reduced compared to the measurement using only the electrical conductivity for various types of soy sauce such as salt reduction, sashimi, and tamari, tomato juice, and tomato puree. Even when the same approximate surface is used for samples whose basic components are not similar, the salinity concentration of these samples is accurately measured.

このように本実施の形態における塩分濃度計では、導電率および屈折率の両方の検出値を用いて塩分濃度を測定することにより、試料の種類や塩分濃度にかかわらず高い精度で塩分濃度を測定することが可能となる。   As described above, in the salinity meter according to the present embodiment, the salinity concentration is measured with high accuracy regardless of the type of the sample or the salinity concentration by measuring the salinity concentration using both the detected values of the conductivity and the refractive index. It becomes possible to do.

またこの実施の形態における塩分濃度計では、数式1のように屈折率と導電率の乗算項を含む関数により近似面を得ている。屈折率および導電率という互いに独立した複数の測定系からデータを得ている場合でも、塩分濃度を得るのに好適な近似面を得られる。   Further, in the salinity meter in this embodiment, an approximate surface is obtained by a function including a multiplication term of a refractive index and a conductivity as shown in Equation 1. Even when data is obtained from a plurality of independent measurement systems of refractive index and conductivity, an approximate surface suitable for obtaining the salinity concentration can be obtained.

さらに本実施の形態における塩分濃度計では、プリズムの試料載置面に電極が形成されており、また導電率と屈折率の測定では、測定試料の量や様式が類似しているため、同一の試料について屈折率と導電率の測定を並列に行うことが可能となる。双方が開放系のセンサ構造をとるので、試料ののせかえや、センサの洗浄等も行い易い。   Furthermore, in the salinity meter in the present embodiment, electrodes are formed on the sample mounting surface of the prism, and in the measurement of conductivity and refractive index, the amount and style of the measurement sample are similar, so the same It is possible to measure the refractive index and the conductivity of the sample in parallel. Since both have an open sensor structure, it is easy to replace the sample and clean the sensor.

またセンサの検出値について温度補償を行う温度補償回路を塩分濃度計がさらに備えるようにしてもよい。   In addition, the salinity meter may further include a temperature compensation circuit that performs temperature compensation on the detection value of the sensor.

また上述の例では、醤油に適した近似面を得るのに6種類の醤油と食塩水のデータを用いたが、これに限られるものではない。これより少ない種類の醤油のサンプルを用いて近似面を生成し、その近似面のデータを参照テーブルに予め格納するようにしてもよい。検出された屈折率および導電率と近似面とを用いて塩分濃度を測定するため、近似面を得るのに使っていない種類のサンプルについて測定をする場合でも、高い精度が得られる。さらに、近似面のデータを得るのに食塩水のデータを用いると、精度の確認や校正に有用であり実用的であるが、食塩水のデータも用いずに近似面を得るようにしてもよい。   In the above example, six kinds of soy sauce and salt water data are used to obtain an approximate surface suitable for soy sauce, but the present invention is not limited to this. An approximate surface may be generated using a sample of less soy sauce, and the data of the approximate surface may be stored in the reference table in advance. Since the salinity concentration is measured using the detected refractive index and conductivity and the approximate surface, high accuracy can be obtained even when measuring a type of sample that is not used to obtain the approximate surface. Furthermore, using salt water data to obtain approximate surface data is useful and practical for checking accuracy and calibrating, but the approximate surface may be obtained without using salt water data. .

また操作パネルが、試料が希釈済みであることの指定を受け付けた場合、処理回路が、導電率のみにより塩分濃度を演算するようにし、その指定がない場合に、屈折率および導電率の両方により塩分濃度を測定するようにしてもよい。   In addition, when the operation panel receives the designation that the sample is diluted, the processing circuit calculates the salinity concentration based only on the conductivity. If there is no designation, the processing circuit calculates both the refractive index and the conductivity. You may make it measure salt concentration.

上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば上述の実施の形態では、醤油やトマト加工品の塩分濃度を測定する例を説明したが、味噌汁やソースなどのその他の食品、料理、調味料の塩分を簡易に測定する塩分濃度計に本発明を適用することも可能である。   The embodiments described above do not limit the technical scope of the present invention, and various modifications and applications other than those already described are possible within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example of measuring the salt concentration of soy sauce or processed tomato products has been described. However, the present invention is a salinity meter that easily measures the salt concentration of other foods such as miso soup and sauces, dishes, and seasonings. The invention can also be applied.

本発明に係る塩分濃度計は、簡易的な測定でありながら、試料の種類への依存が小さく、試料を希釈する必要がなく、その測定が高精度であるから、醤油やトマト加工品、ソース、味噌汁など様々な試料についてレストランや家庭等で塩分濃度を測定するのに有用である。   Although the salinity meter according to the present invention is a simple measurement, the dependence on the type of sample is small, there is no need to dilute the sample, and the measurement is highly accurate, soy sauce, processed tomato products, sauce It is useful for measuring the salinity of various samples such as miso soup at restaurants and homes.

本実施の形態における塩分濃度計の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the salt concentration meter in this Embodiment. 複数のサンプルに対する近似面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the approximate surface with respect to a some sample. 近似面を得るのに用いた醤油のデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the soy sauce used for obtaining an approximate surface. 近似面を得るのに用いた食塩水のデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the salt solution used for obtaining an approximate surface. 導電率のみにより醤油の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示す図である。It is a figure which shows the measurement error at the time of measuring the salt concentration of soy sauce only by electrical conductivity. 導電率および屈折率の両方により醤油の塩分濃度を測定した場合の測定した場合の測定誤差を示す図である。It is a figure which shows the measurement error at the time of measuring when measuring the salt concentration of soy sauce by both electrical conductivity and refractive index. 複数種類のサンプルに対する近似面の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the approximate surface with respect to multiple types of sample. 近似面を得るのに用いたトマトのデータを示す図である。It is a figure which shows the data of the tomato used for obtaining an approximate surface. 導電率のみによりトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示す図である。It is a figure which shows the measurement error at the time of measuring the salt concentration of a processed tomato product only by electrical conductivity. 導電率および屈折率の両方によりトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示す図である。It is a figure which shows the measurement error at the time of measuring the salt concentration of processed tomato products by both electrical conductivity and refractive index. 複数種類のサンプルに対する近似面のさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the approximate surface with respect to multiple types of sample. 導電率および屈折率の両方により醤油およびトマト加工品の塩分濃度を測定した場合の測定誤差を示す図である。It is a figure which shows the measurement error at the time of measuring the salt concentration of soy sauce and a tomato processed product by both electrical conductivity and refractive index. 塩分濃度と導電率の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between salt concentration and electrical conductivity. 塩分濃度と屈折率の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between salt concentration and a refractive index.

符号の説明Explanation of symbols

101 塩分濃度計
102 プリズム
103 筐体
104 試料載置面
105 試料
106 光源
107 受光センサ
108 処理回路
109 導電率センサの電極
110 導電率センサの信号検出回路
117 制御プログラム
118 参照テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Salinity meter 102 Prism 103 Case 104 Sample mounting surface 105 Sample 106 Light source 107 Light receiving sensor 108 Processing circuit 109 Electrode of conductivity sensor 110 Signal detection circuit of conductivity sensor 117 Control program 118 Reference table

Claims (2)

試料の屈折率を検出する屈折率検出手段と、
前記試料の導電率を検出する導電率検出手段と、
屈折率および導電率と塩分濃度との関係を示すデータを記憶するデータ記憶手段と、
検出された前記試料の屈折率および導電率、ならびに前記データ記憶手段のデータに基づいて、前記試料の塩分濃度を定める塩分濃度決定手段と
を備える塩分濃度計。
A refractive index detection means for detecting the refractive index of the sample;
Conductivity detecting means for detecting the conductivity of the sample;
Data storage means for storing data indicating the relationship between refractive index and electrical conductivity and salinity;
A salinity meter comprising: a salinity concentration determining unit that determines a salinity concentration of the sample based on the detected refractive index and conductivity of the sample and data of the data storage unit.
前記屈折率検出手段が、前記試料の載置されるプリズムを有し、
前記導電率検出手段が、前記プリズム上の試料載置部に形成された電極を有する請求項1記載の塩分濃度計。
The refractive index detection means has a prism on which the sample is placed,
The salinity meter according to claim 1, wherein the conductivity detecting unit has an electrode formed on a sample mounting portion on the prism.
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