JP2017207454A - 液体特性計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の特性を計測するのに適した小型の液体特性計測装置を提供する。
【解決手段】液体特性計測装置（１）は、測定対象液体（ＭＬ）に照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して測定対象液体（ＭＬ）の特性を計測する光学部（３０）を備える。光学部（３０）は、発光素子（３１）からの光を通過させる開口窓部（１０ａ）を上面に有する本体筐体（１０Ａ）に収容されている。本体筐体（１０Ａ）に対して測定対象液体（ＭＬ）を収容するとともに開口窓部（１０ａ）に対向する透光部材（２１）を底面に有する液体収容器（２０Ａ）が着脱可能に載置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象液体に照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して前記測定対象液体の特性を計測する光学部を備えた液体特性計測装置に関するものである。

従来の水質測定器として、例えば、特許文献１に開示されている水質測定器が知られている。

特許文献１に開示されている水質測定器は、光源から被測定液体を透過した光を検出器により電気信号に変換する光学部と、この光学部からの出力を演算処理して前記被測定液体の水質を表示する制御部とを、移動可能な測定器本体に設けると共に、前記被測定液体を収容するセルを、前記光学部に着脱自在に設けて構成される。

これにより、測定器本体を任意の場所に持ち運ぶことができるため、携帯性に優れる。また、セルは光学部から測定器本体の外部に着脱できるので、被測定液体の出し入れが容易で、不特定の被測定液体に対する水質を簡単に測定できるようになっている。

特開平１１−３７９４０号公報（１９９９年２月１２日公開） 特開２００７−２５５９１８号公報（２００７年１０月４日公開）

しかしながら、特許文献１に開示されている水質測定器においては、光源として低圧水銀ランプを使用しているため、水質測定器本体が大型になるという問題がある。

この問題に対して、例えば特許文献２に開示された分光分析装置においては、少なくとも発光ダイオードによる光源と、変調回路を有する投光部と、復調回路を有する受光部とを備えている。その結果、分光分析装置の小型化を図ることが可能である。

しかし、特許文献２に開示された分光分析装置は、装置本体の先端に設けられた開口部を被測定対象物に押し当てて検出するものであり、汎用的な液体計測には適していないという問題点を有している。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の特性を計測するのに適した小型の液体特性計測装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る液体特性計測装置は、測定対象液体に照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して前記測定対象液体の特性を計測する光学部を備えた液体特性計測装置において、前記光学部は、発光素子からの光を通過させる開口窓部を上面に有する本体筐体に収容されていると共に、前記本体筐体に対して、前記測定対象液体を収容するとともに前記開口窓部に対向する透光部材を底面に有する液体収容器が着脱可能に載置されていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、液体の特性を計測するのに適した小型の液体特性計測装置を提供するという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る液体特性計測装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、測定対象液体を収容した状態における液体特性計測装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は、上記液体特性計測装置の構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、液体特性計測装置の内部にある光学部の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る液体特性計測装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る液体特性計測装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る液体特性計測装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態５に係る液体特性計測装置の構成を示す断面図である。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図１〜図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（液体特性計測装置の概略構成）
本実施の形態における液体特性計測装置の概略構成について、図２の（ａ）に基づいて説明する。図２の（ａ）は、本実施の形態における液体特性計測装置の構成を示す概略斜視図である。

本実施の形態の液体特性計測装置１は、図２の（ａ）に示すように、本体筐体１０Ａと液体収容器２０Ａとにより構成されている。また、液体収容器２０Ａは、透光部材２１を備えている。

液体特性計測装置１は、本体筐体１０Ａの上に液体収容器２０Ａを載置して使用される。また、液体特性計測装置１を上から見たとき、本体筐体１０Ａの外周よりも液体収容器２０Ａの外周の方が大きい。液体収容器２０Ａの上面は開放されており、液体収容器２０Ａの底面には、透光部材２１が設けられている。

この結果、液体収容器２０Ａを上下反転させることによって、液体収容器２０Ａの凹部に本体筐体１０Ａが入る。したがって、液体特性計測装置１を保管する場合は、本体筐体１０Ａに対して、液体収容器２０Ａを蓋として用いることができる。これにより、液体特性計測装置１の保管時の小型化を実現することができる。また、光学部３０が液体収容器２０Ａに覆われるので、光学部３０に傷やよごれが生じるのを防ぐことができる。

このように、本体筐体１０Ａの外周に対し液体収容器２０Ａの外周の方が大きく、液体収容器２０Ａの凹部に本体筐体１０Ａが入れば、液体収容器２０Ａを本体筐体１０Ａの蓋として用いることができる。なお、液体収容器２０Ａの凹部に本体筐体１０Ａが入れば、本体筐体１０Ａと液体収容器２０Ａとは互いに相似形でなくてもよい。

また、図２の（ａ）では液体収容器２０Ａの形状及び本体筐体１０Ａの形状は直方体になっているが、それらの形状は、例えば、上面視において円や多角形であってもよい。なお、液体特性計測装置１を保管するときは、液体収容器２０Ａを蓋として、本体筐体１０Ａにかぶせている状態にできる。

（液体特性計測装置の要部構成）
本実施の形態の液体特性計測装置１の要部構成について、図１の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。図１の（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る液体特性計測装置１の断面図である。図１の（ｂ）は、測定対象液体ＭＬを収容した状態における液体特性計測装置１の断面図である。

本実施の形態における液体特性計測装置１の本体筐体１０Ａは、図１の（ａ）に示すように、開口窓部１０ａ、制御部１１、表示部１２及び光学部３０を備えている。光学部３０は、発光素子３１及び受光素子３２を備えている。液体特性計測装置１が、測定対象の透過光を検出することを目的とする計測装置であれば、発光素子３１を備えずに、受光素子３２のみであってもよい。そのとき、光は外光を利用する。液体収容器２０Ａは、透光部材２１を備えている。

また、図１の（ｂ）に示すように、液体特性計測装置１が液体特性を計測するときは、液体収容器２０Ａに測定対象液体ＭＬを収容する。図１の（ｂ）では、液体収容器２０Ａの底面の内面全てを液体で満たしている。ただし、必ずしもこれに限らず、例えば、液体収容器２０Ａの凹部に仕切りを設けて、透光部材２１の周辺のみを液体で満たすことによって、少量の液体を測定できるようにしてもよい。

開口窓部１０ａは、本体筐体１０Ａの上面に形成されている。本体筐体１０Ａの上に液体収容器２０Ａを載置したとき、開口窓部１０ａは、透光部材２１と対向する。開口窓部１０ａは、発光素子３１からの光が測定対象液体ＭＬに照射されたのちに、液体中で反射・散乱され、受光素子３２に入射するように形成されている。

制御部１１は、本体筐体１０Ａの内部に設けられている。制御部１１は、内部に制御電源を備えている。この制御電源を、液体特性計測装置１の電源として用いる。また、制御部１１は、表示部１２及び光学部３０の制御を行っている。具体的には、制御部１１は、光学部３０が測定対象液体ＭＬの特性を計測した結果のデータを、光学部３０から受け取り、そのデータを図示しないメモリに格納する。また、制御部１１は、その結果のデータを表示部１２に送信する。

表示部１２は、本体筐体１０Ａの上面に設けられている。表示部１２は、制御部１１から受け取った、測定対象液体ＭＬの特性を計測した結果のデータを画面に表示する。

透光部材２１は、液体収容器２０Ａの底面に設けられている。透光部材２１は発光素子３１から出射される光を、測定対象液体ＭＬに照射させるように設けられたものである。透光部材２１は、光学部３０の受光素子３２で受け得る波長領域の光に対して透明な材料で構成される。受光素子３２で受け得る波長領域は、測定対象からどの波長の光を受けるかにより設計することで決定する。また、透光部材２１は、機械的な強度や耐候性、及び測定対象液体ＭＬによる材質の劣化などがない材料が望まれる。例えば、透光部材２１の材料には、アクリル樹脂などの透明樹脂材料、ガラス、合成石英、合成サファイアなどの透明材料から作られた平板が利用できる。傷やよごれを想定して、透光部材２１は交換可能にするのがより望ましい。

液体収容器２０Ａを本体筐体１０Ａの蓋として用いるとき、透光部材２１が表示部１２と対向する位置になるよう本体筐体１０Ａの表面に表示部１２を配置していれば、液体収容器２０Ａを蓋とした場合でも透光部材２１を通して表示部１２の表示を見ることができる。

なお、表示部１２は本体筐体１０Ａの側面にあっても構わない。測定対象液体ＭＬを測定する際に表示部１２が液体収容器２０Ａに覆われることがないため、測定と同時にその結果をモニターすることができる。

光学部３０は、測定対象液体ＭＬに照射され、液体中で反射・散乱された光を検出して測定対象液体ＭＬの特性を計測する。また、光学部３０は、本体筐体１０Ａに収容されている。

（光学部の構成）
光学部３０の構成について、図２の（ｂ）に基づいて説明する。図２の（ｂ）は、液体特性計測装置の内部にある光学部の構成を示す模式図である。

光学部３０は、図２の（ｂ）に示すように、発光素子３１と受光素子３２とを備えている。光学部３０では、発光素子３１から光を出射し、その光が透光部材２１を透過して、測定対象液体ＭＬに照射され、液体中で反射・散乱される。その反射・散乱光が、光学部３０の受光素子３２に入射する。

発光素子３１は、測定対象液体ＭＬの特性測定に必要な適切な波長成分を備えた照射光の光源である。発光素子３１としては、半導体発光材料や有機発光材料からなる種々の光源が使用できる。以下に、発光ダイオードを例に説明する。例えば、可視光域での反射率を測定する場合には、少なくとも４００ｎｍから７００ｎｍ程度までの波長帯域で発光する白色ＬＥＤを選択することができる。また、近赤外領域反射率を測定するために、近赤外領域で発光するＬＥＤを選択することも可能である。さらに、紫外光や近紫外光を励起光源として、測定対象液体ＭＬにおいて励起される可視光や赤外光を分光する場合には、紫外発光ＬＥＤや近紫外発光ＬＥＤを使用することができる。複数のＬＥＤを使用することも可能である。

白色ＬＥＤとしては、３８０ｎｍ以上かつ４２０ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する自発光ＬＥＤチップと、前記自発光ＬＥＤチップの出力光により励起されて青色光を発する少なくとも１種類の青色発光蛍光体と、前記自発光ＬＥＤチップの出力光により励起されて緑色光を発する少なくとも１種類の緑色発光蛍光体と、前記自発光ＬＥＤチップの出力光により励起されて赤色光を発する少なくとも１種類の赤色発光蛍光体とを備えることが好ましい。また、前記自発光ＬＥＤチップの出力光により励起されて、６８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長領域をピークとして発光する１種類以上の遠赤色発光蛍光体を備えることがさらに好ましい。前記緑色発光蛍光体と前記赤色発光蛍光体の組合せの代わりに、黄色発光蛍光体を用いてもよい。

受光素子３２の例としては、フォトダイオード、イメージセンサ及び分光センサなどが挙げられる。フォトダイオードは、測定対象液体ＭＬからの反射・散乱光から透明度などを推定する。イメージセンサは、反射・散乱光の分布測定により表面形状などを推定する。分光センサは、反射・散乱光に含まれる波長スペクトルを分析することにより測定対象液体ＭＬに含まれる混入物などを推定する。

（測定対象液体ＭＬの特性の計測方法）
次に、測定対象液体ＭＬの特性の計測方法について説明する。測定対象液体ＭＬの特性を計測するときは、本体筐体１０Ａの上に液体収容器２０Ａを載置する。液体収容器２０Ａの中には、計測する測定対象液体ＭＬを入れる。つまり、液体収容器２０Ａの中に測定対象液体ＭＬを収容する。

次に、光学部３０の発光素子３１により、光を測定対象液体ＭＬに向かって照射する。その光は、測定対象液体ＭＬに当たって反射・散乱し、受光素子３２に向かって入射する。受光素子３２がその光を検出し、受光素子３２が検出した結果である分光スペクトルを制御部１１のメモリに格納する。制御部１１は、受光素子３２が検出した分光スペクトルから各種の特性値を算出する。なお、特性とは、例えば、分光スペクトルから得られる測定対象液体ＭＬの定性分析による物質名の特定に基づく定性的な特性や、分光スペクトルによる所定の物性の容量に基づく定量的な特性をいう。

このように、本実施の形態における液体特性計測装置１は、測定対象液体ＭＬに照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して測定対象液体ＭＬの特性を計測する光学部３０を備えている。そして、光学部３０は、発光素子３１からの光を通過させる開口窓部１０ａを上面に有する本体筐体１０Ａに収容されていると共に、本体筐体１０Ａに対して、測定対象液体ＭＬを収容するとともに開口窓部１０ａに対向する透光部材２１を底面に有する液体収容器２０Ａが着脱可能に載置されている。

上記の構成によれば、光学部３０は、光源として発光ダイオードなどの半導体発光材料や有機発光材料からなる発光素子３１を備えている。このため、水銀ランプやハロゲンランプなどのランプを使用しないので、液体特性計測装置１の小型化を図ることができる。

また、本実施の形態では、光学部３０を内蔵する本体筐体１０Ａの上側には液体を収容する液体収容器２０Ａが載置され、測定対象液体ＭＬの計測時には、液体収容器２０Ａの底面に設けられた透光部材２１が本体筐体１０Ａの上面に設けられた開口窓部１０ａに対向するようになっている。

この結果、液体収容器２０Ａに各種の液体を収容することにより、容易に各種の液体の特性を測定することができる。

したがって、液体の特性を計測するのに適した小型の液体特性計測装置１を提供することができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態２の液体特性計測装置２は、前記実施の形態１の液体特性計測装置１の構成に比べて、位置規制部２２が設けられている点が異なっている。

本実施の形態の液体特性計測装置２の構成について、図３に基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係る液体特性計測装置２の構成を示す断面図である。

液体特性計測装置２は、図３に示すように、凸部１０ｂと凹部２２ａとで構成される位置規制部２２を備えている。凸部１０ｂは、本体筐体１０Ｂの上面中央に設けられている。また、凹部２２ａは、液体収容器２０Ｂの底面の外面中央に設けられている。凸部１０ｂと凹部２２ａとで構成される位置規制部２２を係合することで本体筐体１０Ｂと液体収容器２０Ｂとを連結することができる。ただし、位置規制部２２の構造は、本体筐体１０Ｂと液体収容器２０Ｂとを連結させることが可能であれば、どのような構造であってもよい。例えば、本体筐体１０Ｂの上面において、一辺の中央からその対辺の中央に亘って凸部が設けられ、液体収容器２０Ｂの底面の外面において、一辺の中央からその対辺の中央に亘って凹部が設けられていてもよい。また、本体筐体１０Ｂの上面において、四隅に凸部が設けられ、液体収容器２０Ｂの底面の外面において、上記四隅の凸部に対向する位置の四隅に凹部が設けられていてもよい。なお、本体筐体１０Ｂに凹部、液体収容器２０Ｂに凸部が設けられていてもよい。

位置規制部２２は、凸部１０ｂと凹部２２ａとを係合することで、測定対象液体ＭＬの計測時に開口窓部１０ａと透光部材２１とが対向するように、液体収容器２０Ｂの本体筐体１０Ｂへの載置位置を互いに規制する。また、液体特性計測装置２は、位置規制部２２を備えることにより、本体筐体１０Ｂの上に液体収容器２０Ｂを載置しやすくすることができる。これにより、液体収容器２０Ｂが本体筐体１０Ｂから落下しにくくなる。

また、本実施の形態では、凸部１０ｂは、本体筐体１０Ｂの上面中央に設けられており、凸部１０ｂを中心として、液体収容器２０Ｂの透光部材２１と本体筐体１０Ｂの表示部１２とが点対称となっている。この結果、透光部材２１を表示部１２側に水平方向に１８０度回転させ、かつ、液体収容器２０Ｂを上下反転させて蓋をすれば、表示部１２の位置に透光部材２１が重なるようになり、透光部材２１を通して表示部１２の表示を視認することができる。

このように、本実施の形態における液体特性計測装置２は、本体筐体１０Ｂの外面及び前記液体収容器２０Ｂの外面には、測定対象液体ＭＬの計測時に開口窓部１０ａと透光部材２１とが対向するように、前記液体収容器２０Ｂの本体筐体１０Ｂへの載置位置を互いに規制する位置規制部２２がそれぞれ設けられている。

上記の構成によれば、測定対象液体ＭＬの計測時に、本体筐体１０Ｂの開口窓部１０ａと液体収容器２０Ｂの透光部材２１とを、位置規制部２２にて容易に対向させることができる。

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１及び前記実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態３の液体特性計測装置３は、前記実施の形態２の液体特性計測装置２の構成に比べて、標準白板２３が配置されている点が異なっている。

本実施の形態の液体特性計測装置３の構成について、図４に基づいて説明する。図４は、本発明の実施の形態３に係る液体特性計測装置３の構成を示す断面図である。

液体特性計測装置３には、図４に示すように、液体収容器２０Ｂの底面の内面に標準白板２３が配置されている。

受光素子３２の特性や測定環境の影響をなくすため、精度の高い測定のためには測定対象液体ＭＬの実測定の前に受光素子３２のバックグラウンド信号を計測することが望ましく、その時に利用される一例が標準白板２３である。バックグラウンド信号とは、外光がない状態での受光素子３２のベースとなる信号を意味する。標準白板２３の反射面の材料としては、例えば白色顔料材などが挙げられる。

受光素子３２のバックグラウンド信号を計測するときは、液体収容器２０Ｂを上下反転して、標準白板２３が、発光素子３１及び受光素子３２に対向する位置にする。

標準白板２３は液体収容器２０Ｂとは別体としてもよいが、本実施の形態では、図４に示すように、測定の利便性を考慮し、標準白板２３を液体収容器２０Ｂに固定している。標準白板２３は、液体収容器２０Ｂの外面側に固定されていても、標準白板２３が発光素子３１及び受光素子３２に対向する位置にあれば測定可能だが、図４では、液体収容器２０Ｂの底面の内面に標準白板２３を取り付けている。この位置は、凸部１０ｂを中心として、液体収容器２０Ｂにおいて、透光部材２１と標準白板２３とが点対称となっている。この結果、液体収容器２０Ｂは上下反転させることにより、本体筐体１０Ｂに対して蓋として用いることができるようになっており、かつ受光素子３２に対向する位置に標準白板２３を配置できるようになっているので、蓋をしたときの外光がない状態で受光素子３２のバックグラウンド信号を計測することができる。この用途を考慮している場合、液体収容器２０Ｂは遮光性の高い材料で構成されるのが望ましい。バックグラウンド信号は、受光素子３２のベースとなる特性を表している。よって、測定対象液体ＭＬの実測定の結果から、バックグラウンド信号の影響を取り除く手順を行えば、受光素子３２の特性や測定環境の影響を極力排除した精度の高い計測結果を得ることができる。

標準白板２３が液体収容器２０Ｂの底面の内面に取り付けられていることは、本体筐体１０Ｂに対して液体収容器２０Ｂを蓋として用いた場合に、標準白板２３が外面に来ないため、標準白板２３に表面の傷やよごれが生じることを抑えることができる。また、標準白板２３は校正用のものなので基本的に交換がないことが望ましい。

〔実施の形態４〕
本発明の他の実施の形態について図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１及び前記実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態４の液体特性計測装置４は、前記実施の形態２の液体特性計測装置２の構成に比べて、液体収容器２０Ｂとは別体の遮光カバー２４が配置されている点が異なっている。

本実施の形態の液体特性計測装置４の構成について、図５に基づいて説明する。図５は、本発明の実施の形態４に係る液体特性計測装置４の断面図である。

液体収容器２０Ｂの底面の内面には、図５に示すように、測定対象液体ＭＬが収容された状態で透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２４が配置されている。このとき、液体収容器２０Ｂと遮光カバー２４とは別体である。

遮光カバー２４は、測定対象液体ＭＬの特性の計測時に外光が受光素子３２に入射するのを防ぐ。測定対象液体ＭＬを液体収容器２０Ｂに収容する工程と遮光カバー２４を載置する工程の順番はどちらが先でもよい。液体収容器２０Ｂに先に遮光カバー２４を載置した後に測定対象液体ＭＬを収容するケースを想定する。このとき、測定対象液体ＭＬが透光部材２１の領域に満たされるように液体収容器２０Ｂと遮光カバー２４との間に液体が回り込むだけの余裕がある隙間を設けるのが望ましい。

遮光カバー２４の一面は、ミラー仕上げにしてもよい。測定対象液体ＭＬが光学的に透明度の高い液体試料の場合、遮光カバー２４がミラー仕上げではない構成では、受光素子３２に戻る信号光がかなり少なくなる。つまり、測定対象液体ＭＬを透過する光成分が多くなる。遮光カバー２４がミラー仕上げである構成では、計測時に遮光カバー２４のミラー面を光学部３０側に向けることで、外光の遮光とともに測定対象液体ＭＬを透過した光をミラー面で反射させて受光素子３２へ戻すことができる。よって、光学部３０は、光を効率よく受光することができる。

なお、本体筐体１０Ｃは、上面において一段低くなっている部分があってもよい。この部分は、本体筐体１０Ｃに液体収容器２０Ｂを蓋としてかぶせたとき、遮光カバー２４を収納できるようにするためのものである。これにより、液体収容器２０Ｃを蓋としてかぶせた状態で内部に遮光カバー２４を収納することができる。また、遮光カバー２４を透光部材２１と対向する位置とは別の位置、例えば本体筐体１０Ｃの内部に収納することができれば、液体収容器２０Ｃを蓋としてかぶせた状態であっても、透光部材２１を通して表示部１２の表示を見ることができる。このとき、表示部１２と透光部材２１とは対向している状態である。

このように、本実施の形態における液体特性計測装置４は、測定対象液体ＭＬが収容された状態で透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２４が液体収容器２０Ｂとは別体に設けられている。

これにより、遮光カバー２４にて、測定対象液体ＭＬ以外からの外光や迷光が混入するのを防止することができるので、測定精度を向上させることができる。また、遮光カバー２４は液体収容器２０Ｂとは別体に設けられているので、遮光カバー２４の設置が容易である。

〔実施の形態５〕
本発明の他の実施の形態について図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１及び前記実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態５の液体特性計測装置５は、前記実施の形態２の液体特性計測装置２の構成に比べて、液体収容器２０Ｃと連結した遮光カバー２５が配置されている点が異なっている。

本実施の形態の液体特性計測装置５の構成について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の実施の形態５に係る液体特性計測装置５の断面図である。

液体収容器２０Ｃの底面の内面には、図６に示すように、測定対象液体ＭＬが収容された状態で透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２５が液体収容器２０Ｃに連結されている。このとき、液体収容器２０Ｃと遮光カバー２５とは連結部により一体となる構造になっている。

遮光カバー２５は、測定対象液体ＭＬの特性の計測時に外光が受光素子３２に入射するのを防ぐ。また、遮光カバー２５は、一端が液体収容器２０Ｃの底面の内面に連結されており、他端が液体収容器２０Ｃと離間している。また、遮光カバー２５において、液体収容器２０Ｃに連結させている部分にヒンジなどを用いて、遮光カバー２５を回転可能にすることもできる。回転というのは、液体収容器２０Ｃに連結させている部分を回転軸として遮光カバー２５が回転するという意味である。これにより、蓋をするときに透光部材２１と対向する位置ではない所に、遮光カバー２５を回転させれば、透光部材２１を通して表示部１２の表示を見ることができる。このとき、表示部１２と透光部材２１とは対向している状態である。測定対象液体ＭＬが透光部材２１の領域に満たされるように液体収容器２０Ｃと遮光カバー２５との間に液体が回り込むだけの余裕がある隙間を設けるのが望ましい。図６において遮光カバー２５の他端が液体収容器２０Ｃと離間している箇所がこの一例である。

本体筐体１０Ｄは、上面において斜面になっている部分があってもよい。この部分は、本体筐体１０Ｄに液体収容器２０Ｃを蓋としてかぶせたとき、遮光カバー２５を収納できるようにするためのものである。これにより、上述の回転する機構を持たない構造であっても、液体収容器２０Ｃを蓋としてかぶせた状態で内部に遮光カバー２５を収納することができる。

このように、本実施の形態の液体特性計測装置５では、測定対象液体ＭＬが収容された状態で透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２５が液体収容器２０Ｃに連結されて設けられている。

上記の構成によれば、常に、遮光カバー２５にて、測定対象液体ＭＬ以外からの外光や迷光が混入するのを防止することができ、測定精度を向上させることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る液体特性計測装置１・２・３・４・５は、測定対象液体ＭＬに照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して前記測定対象液体ＭＬの特性を計測する光学部３０を備えた液体特性計測装置１において、前記光学部３０は、発光素子３１からの光を通過させる開口窓部１０ａを上面に有する本体筐体１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃ・１０Ｄに収容されていると共に、前記本体筐体１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃ・１０Ｄに対して、前記測定対象液体ＭＬを収容するとともに前記開口窓部１０ａに対向する透光部材２１を底面に有する液体収容器２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃが着脱可能に載置されている。

上記の構成によれば、光学部は、光源として半導体発光材料や有機発光材料などからなる発光素子を備えている。このため、水銀ランプやハロゲンランプなどのランプを使用しないので、液体特性計測装置の小型化を図ることができる。

また、本発明では、光学部を内蔵する本体筐体の上側には液体を収容する液体収容器が載置され、測定対象液体の諸特性計測時には、液体収容器の底面に設けられた透光部材が本体筐体の上面に設けられた開口窓部に対向するようになっている。

この結果、液体収容器に各種の液体を収容することにより、容易に各種の液体の特性を測定することができる。

したがって、液体の特性を計測するのに適した小型の液体特性計測装置を提供することができる。

ここで、本発明では、本体筐体の上側に着脱可能に載置される液体収容器は、上面が開放されている。このため、例えば、液体収容器を本体筐体よりも大きく形成することによって、液体収容器を上下反転させることにより、本体筐体に対して蓋として用いることができる。これにより、液体特性計測装置不使用時において、さらなる小型化を実現することができる。また、本体筐体の光学部は、液体収容器に覆われるので、光学部に傷やよごれが生じるのを防ぐことができる。

本発明の態様２に係る液体特性計測装置２は、上記態様１において、前記本体筐体１０Ｂの外面及び前記液体収容器２０Ｂの外面には、前記測定対象液体ＭＬの計測時に前記開口窓部１０ａと透光部材２１とが対向するように、前記液体収容器２０Ｂの本体筐体１０Ｂへの載置位置を互いに規制する位置規制部２２がそれぞれ設けられている。

上記の構成によれば、液体特性計測装置２は、本体筐体の外面と液体収容器の外面とに液体収容器の本体筐体への載置位置を互いに規制する位置規制部２２をそれぞれ備えている。この結果、測定対象液体の計測時に、本体筐体の開口窓部と液体収容器の透光部材とを、位置規制部２２にて容易に固定させることができる。

本発明の態様３に係る液体特性計測装置３は、上記態様１において、前記液体収容器２０Ｂには、標準白板２３が固定されている。

液体特性計測装置においては、測定対象液体の測定結果を、受光素子の特性や測定環境の影響を受けないものにするために、標準白板を用いた校正作業をするのが望ましい。本発明では、液体収容器には、標準白板が固定されているので、液体収容器を上下反転して標準白板を本体筐体の開口窓部に対向させることにより、容易に、標準白板の検出値を求めることができる。この結果、標準白板を用いた校正作業を容易に行うことができる。

また、本体筐体に対して液体収容器を蓋として用いることにより、標準白板が外面に来ないため、標準白板に表面の傷やよごれが生じることを抑えることができる。

本発明の態様４に係る液体特性計測装置４は、上記態様１において、前記測定対象液体ＭＬが収容された状態で前記透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２４が前記液体収容器２０Ｂとは別体に設けられている。

これにより、遮光カバーにて、測定対象液体以外からの外光や迷光が混入するのを防止することができるので、測定精度を向上させることができる。ここで、遮光カバーは液体収容器とは別体に設けられているので、遮光カバーの設置が容易である。

なお、本発明では、本体筐体に遮光カバーを収納する空間部を設けておくことが好ましい。これにより、液体収容器を上下反転して本体筐体に蓋として被せる場合に、本体筐体の空間部に遮光カバーを収納した状態で液体収容器を蓋として被せることにより、不使用時における小型化を維持することができる。

本発明の態様５に係る液体特性計測装置５は、上記態様１において、前記測定対象液体ＭＬが収容された状態で前記透光部材２１を遮蔽する遮光カバー２５が前記液体収容器２０Ｃに連結されている。

上記の構成によれば、測定対象液体が収容された状態で透光部材を遮蔽する遮光カバーが液体収容器に連結されているので、常に、遮光カバーにて、測定対象液体以外からの外光や迷光が混入するのを防止することができ、測定精度を向上させることができる。

なお、本発明では、本体筐体に連結された遮光カバーが収まる空間部を設けておくことが好ましい。これにより、液体収容器を上下反転して本体筐体に被せる場合に、本体筐体の空間部に遮光カバーが収まる状態で液体収容器を蓋とすることにより、不使用時における小型化を維持することができる。

本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１・２・３・４・５ 液体特性計測装置
１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃ・１０Ｄ 本体筐体
１０ａ 開口窓部
１０ｂ 凸部
１１ 制御部
１２ 表示部
２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ 液体収容器
２１ 透光部材
２２ 位置規制部
２２ａ 凹部
２３ 標準白板
２４・２５ 遮光カバー
３０ 光学部
３１ 発光素子
３２ 受光素子
ＭＬ 測定対象液体

Claims (5)

1. 測定対象液体に照射されたのちに、液体中で反射・散乱された光を検出して前記測定対象液体の特性を計測する光学部を備えた液体特性計測装置において、
   前記光学部は、発光素子からの光を通過させる開口窓部を上面に有する本体筐体に収容されていると共に、
   前記本体筐体に対して、前記測定対象液体を収容するとともに前記開口窓部に対向する透光部材を底面に有する液体収容器が着脱可能に載置されていることを特徴とする液体特性計測装置。
2. 前記本体筐体及び前記液体収容器には、前記液体収容器の本体筐体への載置位置を互いに規制する位置規制部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体特性計測装置。
3. 前記液体収容器には、標準白板が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体特性計測装置。
4. 前記測定対象液体が収容された状態で前記透光部材を遮蔽する遮光カバーが前記液体収容器とは別体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体特性計測装置。
5. 前記測定対象液体が収容された状態で前記透光部材を遮蔽する遮光カバーが前記液体収容器に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の液体特性計測装置。

Images