JP2018189608A - Photometer - Google Patents

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path forming
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谷口 真司
Shinji Taniguchi
真司 谷口
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a cell flow type absorption photometer that can conduct a sample analysis with high accuracy even when using an LED element low in light emitting intensity as a light source part.SOLUTION: A photometer comprises: a flow path pipe 11 that includes a conduction part 12 for conducting a fluid body 3 serving as a measurement object; a first light guide part 13 that is formed with a partial area of a lateral surface of the flow path pipe projected outward; a first optical path formation body 17 that is formed so as to cover the first light guide part, and includes a hollow part; a light source part 5 that is fit into the hollow part of the first optical path formation body, and includes the LED element; a second optical path formation body 27 that is the partial area of the lateral surface of the flow path pipe, is arranged at a position facing the first optical path formation body via the conduction part, and includes a hollow part; and a light reception unit 7 that is embedded and arranged in the hollow part of the second optical path formation body. The first guide part is composed of the same material as that of the flow path pipe of a part contacting with the first light guide part.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、光測定器に関し、特に吸光度測定器などに用いられる光測定器に関する。   The present invention relates to an optical measuring instrument, and more particularly to an optical measuring instrument used for an absorbance measuring instrument or the like.

従来、流体に含まれる物質の濃度を測定するなどの用途に利用される装置として、セルフロー型の光測定器が開発されている(例えば、下記特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cell flow type photometer has been developed as an apparatus used for applications such as measuring the concentration of a substance contained in a fluid (for example, see Patent Document 1 below).

特許文献1には、流体を通流させるための孔部を含むボディを有した光測定器が開示されている。この光測定器には、孔部の側方から測定用光を照射する光源部と、光源部から射出され、孔部内を通流する流体(試料)を透過した光を受光する受光部とが、相互に対向する位置に配置されている。光源部側には、光源部から射出された光を平行光にするための光学部材が配置されており、受光部側には、流体を透過した光を集光するための光学部材が配置されている。なお、光源部及び受光部には光ファイバが装着されている。   Patent Document 1 discloses an optical measuring device having a body including a hole for allowing fluid to flow therethrough. The optical measuring device includes a light source unit that emits measurement light from the side of the hole, and a light receiving unit that receives light emitted from the light source unit and transmitted through the fluid (sample) flowing through the hole. , Are arranged at positions facing each other. An optical member for collimating the light emitted from the light source unit is disposed on the light source unit side, and an optical member for condensing light transmitted through the fluid is disposed on the light receiving unit side. ing. An optical fiber is attached to the light source unit and the light receiving unit.

特開2016−099311号公報JP, 2006-099311, A

近年、LED素子の開発が進んできたことに鑑み、光測定器用の光源としてLED素子を用いることが検討されている。しかし、技術が進展したとはいえ、未だLED素子の発光強度はレーザ素子などに比べると弱く、単に特許文献1の構成において、光源部をLED素子に置換しただけでは、受光量が低いため、高精度で試料の分析を行うことが難しい。   In recent years, in view of the progress of the development of LED elements, the use of LED elements as light sources for optical measuring devices has been studied. However, although the technology has advanced, the light emission intensity of the LED element is still weak compared to a laser element or the like, and the amount of light received is low simply by replacing the light source part with the LED element in the configuration of Patent Document 1, It is difficult to analyze a sample with high accuracy.

本発明は、上記の課題に鑑み、光源部として発光強度の低いLED素子を用いた場合であっても、高い精度で試料分析を行うことのできるセルフロー型の吸光度測定器を実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize a cell flow type absorbance measuring instrument capable of performing sample analysis with high accuracy even when an LED element having low emission intensity is used as a light source in view of the above-described problems. And

本発明に係る光測定器は、
測定対象である流体を通流させるための通流部を含む流路管と、
前記流路管の側面の一部領域が外側に突出して形成された第一導光部と、
前記第一導光部を覆うように形成された、中空部を含む第一光路形成体と、
前記第一光路形成体の前記中空部に嵌め込まれた、LED素子を含む光源部と、
前記流路管の側面の一部領域であって、前記通流部を介して前記第一光路形成体とは対向する位置に配置された、中空部を含む第二光路形成体と、
前記第二光路形成体の前記中空部に嵌め込まれた受光部とを備え、
前記第一導光部は、当該第一導光部と接触している箇所の前記流路管の材料と同一材料から構成されていることを特徴とする。
The optical measuring device according to the present invention is
A flow path pipe including a flow passage for flowing a fluid to be measured;
A first light guide part formed such that a partial region of the side surface of the flow channel tube protrudes outward;
A first optical path forming body including a hollow portion formed so as to cover the first light guide portion;
A light source part including an LED element, fitted in the hollow part of the first optical path forming body;
A second optical path forming body including a hollow portion, which is a partial region of a side surface of the flow channel pipe and is disposed at a position facing the first optical path forming body via the flow-through portion;
A light receiving portion fitted in the hollow portion of the second optical path forming body,
Said 1st light guide part is comprised from the material same as the material of the said flow-path pipe of the location which is contacting the said 1st light guide part, It is characterized by the above-mentioned.

上記の構成によれば、LED素子を含む光源部から射出された光は、第一導光部を介して通流部に照射される。このとき、光源部は、第一光路形成体の中空部に嵌め込まれているため、光源部から射出された光は、第一光路形成体の内側を通じて第一導光部へと導かれる。第一導光部に入射される光の大半は、第一光路形成体の側面に対してほぼ平行な光となる。   According to said structure, the light inject | emitted from the light source part containing an LED element is irradiated to a flow part via a 1st light guide part. At this time, since the light source part is fitted in the hollow part of the first optical path forming body, the light emitted from the light source part is guided to the first light guide part through the inside of the first optical path forming body. Most of the light incident on the first light guide portion is substantially parallel to the side surface of the first optical path forming body.

第一導光部は流路管と同一の材料で構成されるため、第一導光部から流路管に導光される際に、屈折することなくそのまま直進して、通流部に向けて射出される。この光は、通流部を流れる流体に照射された後、流体を透過した光が、第一光路形成体と対向する位置に設けられた第二光路形成体の内側を通じて受光部に入射される。   Since the first light guide section is made of the same material as the flow path pipe, it goes straight without being refracted when being guided from the first light guide section to the flow path pipe, and is directed to the flow path section. And injected. After this light is irradiated to the fluid flowing through the flow passage, the light transmitted through the fluid is incident on the light receiving section through the inside of the second optical path forming body provided at a position facing the first optical path forming body. .

つまり、上記の構成によれば、光源部から射出された光のうち、実質的に受光部に向けて進行する光を流体に照射することができる。これにより、光源部にLED素子を用いた場合であっても、試料の分析に必要な光量の光を受光部に受光させることが可能となる。   That is, according to said structure, the light which advances substantially toward a light-receiving part among the lights inject | emitted from the light source part can be irradiated to a fluid. Thereby, even when an LED element is used for the light source unit, it is possible to cause the light receiving unit to receive a light amount necessary for analyzing the sample.

特に、前記第一光路形成体は、前記光源部から射出される光を吸収する材料で構成されているのが好ましい。これにより、光源部から射出された光のうち、所定角以上の発散角を有して進行した光については、第一光路形成体の側面で吸収されるため、実質的に受光部に向かって直進する光を流体に照射することができる。   In particular, the first optical path forming body is preferably made of a material that absorbs light emitted from the light source unit. Thereby, among the light emitted from the light source unit, the light traveling with a divergence angle equal to or larger than a predetermined angle is absorbed by the side surface of the first optical path forming body, and therefore substantially toward the light receiving unit. It is possible to irradiate the fluid with light traveling straight.

なお、第一光路形成体は、弾性体で構成されるのがより好ましい。これにより、第一導光部を覆うように第一光路形成体を装着するのが容易化される。   The first optical path forming body is more preferably composed of an elastic body. Thereby, it becomes easy to mount | wear with a 1st optical path formation body so that a 1st light guide part may be covered.

前記第一導光部は、前記流路管の一部が外側に突出することで一体的に成形されるものとしても構わない。これにより、上記光測定器の製造が容易化される。この場合、流路管及び第一導光部は、例えば、シクロオレフィンポリマーやアクリルなどの樹脂で構成することができる。   The first light guide portion may be integrally formed by projecting a part of the flow channel pipe to the outside. Thereby, manufacture of the said optical measuring device is facilitated. In this case, the channel tube and the first light guide unit can be made of a resin such as cycloolefin polymer or acrylic, for example.

前記流路管は、前記第一導光部が接触している箇所を含む側面の領域に、第一平坦部を有し、
前記第一光路形成体の端部が前記第一平坦部に押し当てられているものとしても構わない。
The flow channel tube has a first flat portion in a region of a side surface including a place where the first light guide portion is in contact with the flow tube,
The end portion of the first optical path forming body may be pressed against the first flat portion.

上記構成によれば、第一光路形成体を流路管に密着形成できるため、光源部から射出された光を効率的に流体に照射させることができる。   According to the above configuration, since the first optical path forming body can be formed in close contact with the flow path tube, the light emitted from the light source unit can be efficiently irradiated onto the fluid.

前記光測定器は、前記通流部を介して前記第一導光部とは対向する位置において、前記流路管の側面の一部領域が外側に突出して形成された第二導光部を備え、
前記第二光路形成体は、前記第二導光部を覆うように形成されており、
前記第二導光部は、当該第二導光部と接触している箇所の前記流路管の材料と同一材料から構成されているものとしても構わない。
The optical measuring device includes a second light guide part formed so that a partial region of the side surface of the flow channel tube protrudes outward at a position facing the first light guide part via the flow passage part. Prepared,
The second optical path forming body is formed so as to cover the second light guide part,
The second light guide part may be made of the same material as the material of the flow channel tube in contact with the second light guide part.

上記の構成によれば、光源部側に設けられた第一導光部と同様に、受光部側にも第二導光部を備えたため、流体を透過して進行した光のうち、ほぼ直進する光を高効率で受光部に導くことができる。これにより、流体の動きによって光が散乱するような場合であっても、流体の動きによる影響を抑制し、流体に含まれる試料の濃度に依存した光量の光を受光部に導くことができる。この結果、高い精度で流体に含まれる物質の濃度を測定することができる。   According to the above configuration, the second light guide unit is also provided on the light receiving unit side in the same manner as the first light guide unit provided on the light source unit side. Can be guided to the light receiving portion with high efficiency. Thereby, even when light is scattered by the movement of the fluid, the influence of the movement of the fluid can be suppressed, and the amount of light depending on the concentration of the sample contained in the fluid can be guided to the light receiving unit. As a result, the concentration of the substance contained in the fluid can be measured with high accuracy.

前記第二光路形成体は、前記光源部から射出される光を吸収する材料で構成されているのが好ましい。これにより、仮に、流体を透過して第二光路形成体の内側に入射された光のうち、所定の発散角を有して進行した光については、第二光路形成体の側面で吸収されるため、実質的に直進する光を受光部に入射させることができる。これにより、流体の動きに伴って受光量が変化するのを抑制することができる。   The second optical path forming body is preferably made of a material that absorbs light emitted from the light source unit. As a result, of the light transmitted through the fluid and incident on the inside of the second optical path forming body, the light traveling with a predetermined divergence angle is absorbed by the side surface of the second optical path forming body. Therefore, light traveling substantially straight can be incident on the light receiving unit. Thereby, it can suppress that the amount of received light changes with the motion of a fluid.

なお、第二光路形成体は、弾性体で構成されるのがより好ましい。これにより、第二導光部を覆うように第二光路形成体を装着するのが容易化される。   The second optical path forming body is more preferably composed of an elastic body. Thereby, it becomes easy to mount | wear with a 2nd optical path formation body so that a 2nd light guide part may be covered.

前記第二導光部は、前記流路管の一部が外側に突出することで一体的に成形されることで形成されているものとしても構わない。   The second light guide portion may be formed by being integrally formed by projecting a part of the flow path tube to the outside.

前記流路管は、前記第二導光部が接触している箇所を含む側面の領域に、第二平坦部を有し、
前記第二光路形成体の端部が前記第二平坦部に押し当てられているものとしても構わない。
The flow channel tube has a second flat portion in a region of a side surface including a place where the second light guide portion is in contact,
The end portion of the second optical path forming body may be pressed against the second flat portion.

本発明の光測定器によれば、光源部として発光強度の低いLED素子を用いた場合であっても、高い精度で試料分析を行うことのできるセルフロー型の吸光度測定器を実現できる。   According to the optical measuring instrument of the present invention, it is possible to realize a cell flow type absorbance measuring instrument capable of performing sample analysis with high accuracy even when an LED element having low emission intensity is used as the light source unit.

本発明の光測定器の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of one Embodiment of the optical measuring device of this invention. 図1から本体収容部の図示を省略した光測定器の斜視図である。It is a perspective view of the optical measuring device which abbreviate | omitted illustration of the main body accommodating part from FIG. 図2に示す光測定器を正面から見たときの平面図である。It is a top view when the optical measuring device shown in FIG. 2 is seen from the front. 図2に示す光測定器を流体の流れる方向に沿って見たときの平面図である。It is a top view when the optical measuring device shown in FIG. 2 is seen along the flow direction of fluid. 図2に示す光測定器を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical measuring device shown in FIG. 2 is cut | disconnected by the AA line shown in FIG. 図2に示す光測定器から、更に一部の要素を省略した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view in which some elements are further omitted from the optical measuring device shown in FIG. 2. 図6に示す光測定器を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical measuring device shown in FIG. 6 is cut | disconnected by the AA line shown in FIG. 図6に示す光測定器から、更に一部の要素を省略した斜視図である。It is the perspective view which abbreviate | omitted some elements from the optical measuring device shown in FIG. 図8に示す光測定器を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical measuring device shown in FIG. 8 is cut | disconnected by the AA line shown in FIG. 別実施形態の光測定器を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical measuring device of another embodiment is cut | disconnected by the AA line shown in FIG. 別実施形態の光測定器を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical measuring device of another embodiment is cut | disconnected by the AA line shown in FIG.

本発明に係る光測定器の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面において、実際の寸法比と図面上の寸法比は必ずしも一致しない。   An embodiment of an optical measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the actual dimensional ratio does not necessarily match the dimensional ratio on the drawing.

図1は、本発明に係る光測定器の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。光測定器1は、配管41及び配管42に連結され、配管41から流入する流体3に含まれる測定対象物質の濃度などを吸光度として測定するためなどに用いられる。本実施形態において、流体3は液体である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an embodiment of an optical measuring device according to the present invention. The optical measuring instrument 1 is connected to the pipe 41 and the pipe 42 and is used for measuring the concentration of the measurement target substance contained in the fluid 3 flowing from the pipe 41 as the absorbance. In the present embodiment, the fluid 3 is a liquid.

図1に示された光測定器1は、ボールバルブ31を備え、このボールバルブ31を操作することで、流体3を光測定器1内に導くか否かを制御することができる構成である。光測定器1は、本体収容部30を備え、本体収容部30内に後述する光源部5及び受光部7が内蔵されている。   The optical measuring instrument 1 shown in FIG. 1 includes a ball valve 31 and is configured to be able to control whether or not the fluid 3 is guided into the optical measuring instrument 1 by operating the ball valve 31. . The optical measuring instrument 1 includes a main body housing portion 30, and a light source unit 5 and a light receiving unit 7 described later are built in the main body housing unit 30.

図2は、図1に図示された光測定器1から本体収容部30を除いた図面に対応する。図3は、図2に示す光測定器1を正面から見たときの平面図に対応する。図4は、図3とは見る角度が異なり、図2に示す光測定器1を流体3の流れる方向に沿って見たときの平面図に対応する。図5は、図2に示す光測定器1を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図に対応する。   FIG. 2 corresponds to the drawing in which the main body accommodating portion 30 is removed from the optical measuring device 1 illustrated in FIG. FIG. 3 corresponds to a plan view when the optical measuring device 1 shown in FIG. 2 is viewed from the front. 4 is different from FIG. 3 in viewing angle, and corresponds to a plan view when the optical measuring device 1 shown in FIG. 2 is viewed along the flowing direction of the fluid 3. FIG. 5 corresponds to a cross-sectional view of the optical measuring device 1 shown in FIG. 2 taken along line AA shown in FIG.

図6は、図2に示す光測定器1から、更に一部の要素を省略した斜視図である。図7は、図6に示す光測定器1を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図に対応する。図8は、図6に示す光測定器1から、更に一部の要素を省略した斜視図である。図9は、図8に示す光測定器1を、図4に示すA−A線で切断したときの断面図に対応する。   6 is a perspective view in which some elements are further omitted from the optical measuring device 1 shown in FIG. FIG. 7 corresponds to a cross-sectional view of the optical measuring device 1 shown in FIG. 6 taken along the line AA shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view in which some elements are further omitted from the optical measuring device 1 shown in FIG. FIG. 9 corresponds to a cross-sectional view of the optical measuring device 1 shown in FIG. 8 taken along line AA shown in FIG.

光測定器1は、流路管11を備える。流路管11は、中空状(筒状)に構成されており、この中空部分が流体3を流すための通流部12を構成する。流路管11は、シクロオレフィンポリマー、アクリルなどの樹脂で構成されている。流路管11は、少なくとも光源部5から射出される光に対する透光性材料で構成されている。   The optical measuring instrument 1 includes a flow channel tube 11. The flow path pipe 11 is configured in a hollow shape (cylindrical shape), and this hollow portion constitutes a flow-through portion 12 through which the fluid 3 flows. The channel tube 11 is made of a resin such as cycloolefin polymer or acrylic. The channel tube 11 is made of a translucent material for light emitted from at least the light source unit 5.

流路管11は、キャップ34、ケース33に装着されている。キャップ34と流路管11はOリング35で連結されており、ケース33と流路管11はOリング36で連結されている。より詳細には、流路管11の上流側及び下流側の各端面には、図示しないフランジが形成されており、このフランジの溝にOリング(35,36)が嵌め込まれることで、キャップ34と流路管11、ケース33と流路管11とがそれぞれ連結されている。ケース33及びキャップ34は、例えばステンレス(SUS)などの金属で構成されている。   The channel tube 11 is attached to the cap 34 and the case 33. The cap 34 and the flow channel tube 11 are connected by an O-ring 35, and the case 33 and the flow channel tube 11 are connected by an O-ring 36. More specifically, flanges (not shown) are formed on the upstream and downstream end faces of the flow channel tube 11, and the cap 34 is fitted by fitting the O-rings (35, 36) into the grooves of the flanges. The flow path pipe 11, the case 33, and the flow path pipe 11 are connected to each other. The case 33 and the cap 34 are made of metal such as stainless steel (SUS).

流路管11は、側面の一部領域に第一導光部13及び第二導光部23が形成されている。第一導光部13及び第二導光部23は、流路管11の側面の一部領域が外側に突出することで形成されており、いずれも流路管11と同一材料で構成されている。本実施形態の光測定器1は、第一導光部13及び第二導光部23は、流路管11の成形時に側面の一部が外側に突出することで一体成形されることで形成されている。本実施形態において、第一導光部13と第二導光部23とは、通流部12を介して相互に対向する位置に形成されている。   The channel tube 11 has a first light guide portion 13 and a second light guide portion 23 formed in a partial region of the side surface. The first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are formed by projecting a partial region of the side surface of the flow channel tube 11 to the outside, and both are made of the same material as the flow channel tube 11. Yes. In the optical measuring instrument 1 of the present embodiment, the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are formed by being integrally formed by projecting a part of the side surface outward when the flow channel tube 11 is formed. Has been. In the present embodiment, the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are formed at positions facing each other via the flow passage portion 12.

本実施形態において、流路管11は、第一導光部13が形成されている領域を含む側面の一部に平坦面(第一平坦部)15を有し、第二導光部23が形成されている領域を含む側面の一部に平坦面(第二平坦部)25を有する。   In the present embodiment, the channel tube 11 has a flat surface (first flat portion) 15 on a part of the side surface including the region where the first light guide portion 13 is formed, and the second light guide portion 23 is A flat surface (second flat portion) 25 is provided on a part of the side surface including the formed region.

光測定器1は、筒状の第一光路形成体17及び第二光路形成体27を備える。第一光路形成体17は、流路管11の第一平坦部15に端面が押し当てられるように配置されている。そして、第一導光部13は、第一光路形成体17の中空部18内に位置している。第二光路形成体27は、流路管11の第二平坦部25に端面が押し当てられるように配置されている。そして、第二導光部23は、第二光路形成体27の中空部28内に位置している。   The optical measuring device 1 includes a cylindrical first optical path forming body 17 and a second optical path forming body 27. The first optical path forming body 17 is disposed so that the end face is pressed against the first flat portion 15 of the flow path tube 11. The first light guide portion 13 is located in the hollow portion 18 of the first optical path forming body 17. The second optical path forming body 27 is arranged so that the end face is pressed against the second flat portion 25 of the flow path tube 11. The second light guide portion 23 is located in the hollow portion 28 of the second optical path forming body 27.

本実施形態において、第一光路形成体17及び第二光路形成体27は、光吸収性を有する材料で構成されているのが好ましく、特に、光吸収性を有する弾性体で構成されているのがより好ましい。光吸収性を有する弾性体としては、光吸収性物質が分散された、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などのシリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂は自らが蛍光を発する自家蛍光が小さいため、より好適に用いることができる。また、光吸収性物質としては、例えば黒色の粉末を用いることができ、黒色の粉末としては、カーボンブラックやカーボンナノチューブなどが挙げられる。光吸収性物質が分散される弾性体の屈折率は、1.3以上1.8以下であることが好ましい。   In the present embodiment, the first optical path forming body 17 and the second optical path forming body 27 are preferably made of a light-absorbing material, and in particular, are made of a light-absorbing elastic body. Is more preferable. As the elastic body having a light absorption property, a silicone resin such as polydimethylsiloxane (PDMS) in which a light absorption material is dispersed can be used. Silicone resins can be used more suitably because of the low autofluorescence that they emit. Moreover, as a light absorptive substance, black powder can be used, for example, and carbon black, a carbon nanotube, etc. are mentioned as black powder. The refractive index of the elastic body in which the light-absorbing substance is dispersed is preferably 1.3 or more and 1.8 or less.

光源部5は、第一光路形成体17の中空部18内に嵌め込まれるように配置されている。光源部5は、例えば白色LEDなどのLED素子で構成される。受光部7は、第二光路形成体27の中空部28内に嵌め込まれるように配置されている。受光部7は、例えばRGBカラーセンサなどのフォトダイオードやフォトトランジスタで構成され、受光量に応じた電気信号を出力する。例えば受光部7において検知された波長560nm付近の光の吸光度からBCA法によって、又は、波長600〜700nm付近の光の吸光度からブラッドフォード法によって、流体3に含まれるタンパク質の濃度を定量することができる。   The light source unit 5 is disposed so as to be fitted into the hollow portion 18 of the first optical path forming body 17. The light source part 5 is comprised by LED elements, such as white LED, for example. The light receiving part 7 is disposed so as to be fitted into the hollow part 28 of the second optical path forming body 27. The light receiving unit 7 is configured by a photodiode such as an RGB color sensor or a phototransistor, for example, and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light. For example, the concentration of the protein contained in the fluid 3 can be quantified by the BCA method from the absorbance of light near the wavelength of 560 nm detected by the light receiving unit 7 or by the Bradford method from the absorbance of light near the wavelength of 600 to 700 nm. it can.

第一光路形成体17が弾性体で構成されている場合、第一光路形成体17の中空部18に第一導光部13及び光源部5を容易に嵌め込ませることができる。同様に、第二光路形成体27が弾性体で構成されている場合、第二光路形成体27の中空部28に第二導光部23及び受光部7を容易に嵌め込ませることができる。   When the 1st optical path formation body 17 is comprised with the elastic body, the 1st light guide part 13 and the light source part 5 can be easily engage | inserted in the hollow part 18 of the 1st optical path formation body 17. FIG. Similarly, when the second optical path forming body 27 is formed of an elastic body, the second light guide section 23 and the light receiving section 7 can be easily fitted into the hollow portion 28 of the second optical path forming body 27.

本実施形態において、光測定器1は、基板16及び基板26を備える。基板16とケース33との間は絶縁体19によって封止されており、基板16と絶縁体19とがネジ14によって固定されている。同様に、基板26とケース33との間は絶縁体29によって封止されており、基板26と絶縁体29とがネジ24によって固定されている。絶縁体(19,29)は、例えばABSなどの樹脂で構成されており、基板(16,26)との絶縁性を確保しながら、光路形成体(17,27)及び基板(16,26)を安定的に保持している。   In the present embodiment, the optical measuring device 1 includes a substrate 16 and a substrate 26. The substrate 16 and the case 33 are sealed with an insulator 19, and the substrate 16 and the insulator 19 are fixed with screws 14. Similarly, the substrate 26 and the case 33 are sealed with an insulator 29, and the substrate 26 and the insulator 29 are fixed with screws 24. The insulators (19, 29) are made of, for example, a resin such as ABS, and the optical path forming bodies (17, 27) and the substrates (16, 26) are secured while ensuring insulation with the substrates (16, 26). Is held stably.

基板16には、光源部5の制御を行う制御部が実装されている。基板26には、受光部7の制御を行う制御部が実装されている。基板26には、図示しない演算部が実装されており、受光部7で受光された光量に応じた電気信号が送られる。演算部において、受光部7において受光された光量に基づいて、試料に含まれる所定の物質の濃度が算出される。   A control unit that controls the light source unit 5 is mounted on the substrate 16. A control unit that controls the light receiving unit 7 is mounted on the substrate 26. A calculation unit (not shown) is mounted on the substrate 26, and an electrical signal corresponding to the amount of light received by the light receiving unit 7 is sent. In the calculation unit, the concentration of the predetermined substance contained in the sample is calculated based on the amount of light received by the light receiving unit 7.

第一光路形成体17の中空部18は、光源部5から射出された測定用光6の光路を構成し、第二光路形成体27の中空部28は、流体3を透過した測定用光6が受光部7に導かれるまでの光路を構成する。上述したように、本実施形態の構成によれば、光測定器1の側面の一部に平坦面(15,25)が形成されているため、筒状の光路形成体(17,27)の端面を各平坦面(15,25)に押し当てて配置することができる。これにより、測定用光6が、光路形成体(17,27)から外に漏れることを抑制できる。   The hollow portion 18 of the first optical path forming body 17 constitutes the optical path of the measuring light 6 emitted from the light source unit 5, and the hollow portion 28 of the second optical path forming body 27 is passed through the fluid 3. Constitutes an optical path until the light is guided to the light receiving unit 7. As described above, according to the configuration of the present embodiment, since the flat surfaces (15, 25) are formed on a part of the side surface of the optical measuring instrument 1, the cylindrical optical path forming body (17, 27) is formed. The end surface can be pressed against each flat surface (15, 25). Thereby, it can suppress that the measurement light 6 leaks outside from an optical path formation body (17, 27).

上述したように、第一光路形成体17は、光源部5を挟むように形成されている。このため、光源部5から射出された測定用光6は、第一光路形成体17の中空部18を通じて第一導光部13に導かれる。本実施形態では、第一光路形成体17が光吸収性を有する材料で構成されているため、光源部5から射出された測定用光6のうち、所定角以上の発散角を有する光は、第一光路形成体17の側面で吸収される。これにより、光源部5から射出された、実質的な直進光としての測定用光5が、第一導光部13に入射される。   As described above, the first optical path forming body 17 is formed so as to sandwich the light source unit 5. Therefore, the measurement light 6 emitted from the light source unit 5 is guided to the first light guide unit 13 through the hollow portion 18 of the first optical path forming body 17. In the present embodiment, since the first optical path forming body 17 is made of a light-absorbing material, the light having a divergence angle of a predetermined angle or more out of the measurement light 6 emitted from the light source unit 5 is It is absorbed by the side surface of the first optical path forming body 17. As a result, the measurement light 5 emitted from the light source unit 5 as substantially straight light is incident on the first light guide unit 13.

第一導光部13は、流路管11と同じく、測定用光6に対する透光性を有する材料で構成される。このため、第一導光部13に入射された測定用光6は、そのまま第一導光部13及び流路管11内を通じて、通流部12内へと照射される。第一導光部13と流路管11とは同一の材料で構成されるため、測定用光6は、第一導光部13と流路管11との界面で屈折されることなくそのまま通流部12へと直進する。これにより、通流部12を流れる流体3に対して、強度の高い測定用光6が照射される。   The first light guide unit 13 is made of a material having translucency with respect to the measurement light 6, similar to the channel tube 11. For this reason, the measurement light 6 incident on the first light guide portion 13 is directly irradiated into the flow passage portion 12 through the first light guide portion 13 and the flow channel tube 11. Since the first light guide portion 13 and the flow channel tube 11 are made of the same material, the measurement light 6 passes without being refracted at the interface between the first light guide portion 13 and the flow channel tube 11. Go straight to the stream 12. Thereby, the measurement light 6 having high intensity is irradiated to the fluid 3 flowing through the flow passage 12.

照射された測定用光6のうち、流体3を透過した測定用光6は、そのまま実質的に直進して流路管11の肉厚部に入射した後、第二導光部23に導かれる。その後、第二導光部23を通過した測定用光6は、第二光路形成体27の中空部28を通じて受光部7に導かれる。本実施形態では、第二光路形成体27が光吸収性を有する材料で構成されているため、流体3を透過した測定用光6のうち、所定角以上の発散角を有して第二導光部23に入射した光は、第二光路形成体27の側面で吸収される。これにより、光源部5から射出された、実質的な直進光としての測定用光6が、中空部28を通じて受光部7に導かれる。   Of the irradiated measurement light 6, the measurement light 6 that has passed through the fluid 3 travels substantially straight as it is and enters the thick portion of the channel tube 11, and is then guided to the second light guide 23. . Thereafter, the measurement light 6 that has passed through the second light guide 23 is guided to the light receiver 7 through the hollow portion 28 of the second optical path forming body 27. In the present embodiment, since the second optical path forming body 27 is made of a light-absorbing material, the second light guide has a divergence angle of a predetermined angle or more out of the measurement light 6 transmitted through the fluid 3. The light incident on the light unit 23 is absorbed by the side surface of the second optical path forming body 27. As a result, the measurement light 6 emitted from the light source unit 5 as a substantially straight light is guided to the light receiving unit 7 through the hollow portion 28.

導光部(13,23)を設けない構成(比較例)と、導光部(13,23)を設けた構成(実施例)に対して、他の条件を同一とした上で受光部7で受光する光量を対比したところ、実施例は比較例よりも受光量が2.4倍となったことが確認された。   The light receiving section 7 is made with the same conditions for the configuration in which the light guide section (13, 23) is not provided (comparative example) and the configuration in which the light guide section (13, 23) is provided (example). As a result of comparing the amount of light received in the example, it was confirmed that the amount of light received was 2.4 times that of the comparative example.

なお、本実施形態では、第一導光部13と第二導光部23は、共に同一の寸法を有して形成されている。詳細には、各導光部(13,23)の径をa、光軸方向の長さをLとしたときに、L/a≧1を満たすような寸法で設計されているのが好ましい。一例として、a=3mm、L=3mmとすることができる。これにより、光源部5から射出された測定用光6、及び流体3を透過して進行した測定用光6が、各導光部(13,23)内を実質的に直進する光量を高めることができる。ただし、このことは、第一導光部13と第二導光部23との寸法が同一でない場合を本発明の範囲から排除する趣旨ではない。   In the present embodiment, the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are both formed with the same dimensions. Specifically, it is preferable that the light guides (13, 23) are designed to have a size satisfying L / a ≧ 1, where a is the diameter and L is the length in the optical axis direction. As an example, a = 3 mm and L = 3 mm. Thereby, the measurement light 6 emitted from the light source unit 5 and the measurement light 6 that has traveled through the fluid 3 substantially increase the amount of light that travels straight through the light guides (13, 23). Can do. However, this does not mean that the case where the dimensions of the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are not the same is excluded from the scope of the present invention.

[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.

〈1〉図10に示すように、第一導光部13と第二導光部23の幅の長さは同一でなくても構わない。図10では、第二導光部23の幅が、第一導光部13の幅よりも長い場合について図示されている。なお、第一導光部13の幅が第二導光部23の幅よりも長くても構わない。   <1> As shown in FIG. 10, the widths of the first light guide 13 and the second light guide 23 may not be the same. In FIG. 10, the case where the width of the second light guide 23 is longer than the width of the first light guide 13 is illustrated. Note that the width of the first light guide 13 may be longer than the width of the second light guide 23.

また、図11に示すように、第一導光部13と第二導光部23の位置が、流体3の流れる方向に関して少しずれて配置されていても構わない。この場合、第一導光部13と第二導光部23とは、第一導光部13を通じて射出された測定用光6が、第二導光部23に入射可能な位置関係であればよい。具体的には、第一導光部13と第二導光部23との位置ずれ量は、各導光部(13,23)の径の50%以内であればよい。   Moreover, as shown in FIG. 11, the position of the 1st light guide part 13 and the 2nd light guide part 23 may be shifted | deviated a little with respect to the direction through which the fluid 3 flows. In this case, the first light guide 13 and the second light guide 23 are in a positional relationship in which the measurement light 6 emitted through the first light guide 13 can enter the second light guide 23. Good. Specifically, the amount of positional deviation between the first light guide 13 and the second light guide 23 may be within 50% of the diameter of each light guide (13, 23).

なお、上記実施形態では、第一導光部13を通じて入射される測定用光6の光軸と、第二導光部23を通じて受光部7に導かれる測定用光6の光軸とは、共に、流体3の流れる方向にほぼ直交するように図示されていた。しかし、第一導光部13を通じて入射される測定用光6の光軸が、流体3の流れる方向に対して傾斜していても構わないし、第二導光部23を通じて受光部7に導かれる測定用光6の光軸が、流体3の流れる方向に対して傾斜していても構わない。   In the above embodiment, the optical axis of the measurement light 6 incident through the first light guide unit 13 and the optical axis of the measurement light 6 guided to the light receiving unit 7 through the second light guide unit 23 are both It is shown so as to be substantially orthogonal to the direction in which the fluid 3 flows. However, the optical axis of the measurement light 6 incident through the first light guide 13 may be inclined with respect to the direction in which the fluid 3 flows, and is guided to the light receiver 7 through the second light guide 23. The optical axis of the measurement light 6 may be inclined with respect to the direction in which the fluid 3 flows.

〈2〉上記実施形態では、第一導光部13と第二導光部23とは、共に流路管11に対して外側にのみ突出して形成されるものとして説明した。しかし、第一導光部13と第二導光部23の一方又は双方が、通流部12側にも突出して形成されていても構わない。   <2> In the above-described embodiment, the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 are described as both projecting outward only with respect to the flow channel tube 11. However, one or both of the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 may be formed so as to protrude also on the flow passage portion 12 side.

また、第一導光部13と第二導光部23とは、それぞれが複数箇所に形成されていても構わない。   Moreover, the 1st light guide part 13 and the 2nd light guide part 23 may each be formed in multiple places.

〈3〉上記実施形態では、第一導光部13及び第二導光部23は、それぞれ流路管11と一体的に成形されることで形成されたものであるものとして説明した。しかし、第一導光部13及び第二導光部23の少なくともいずれか一方は、流路管11とは別体で形成されて流路管11の側面上に接着されて形成されていても構わない。   <3> In the above embodiment, the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 have been described as being formed by being integrally formed with the flow path tube 11. However, at least one of the first light guide portion 13 and the second light guide portion 23 may be formed separately from the flow channel tube 11 and bonded to the side surface of the flow channel tube 11. I do not care.

〈4〉図面を参照して上述した光測定器1の構成はあくまで一例であり、種々の変形が可能である。   <4> The configuration of the optical measuring instrument 1 described above with reference to the drawings is merely an example, and various modifications can be made.

光測定器1は、光源部5側の第一導光部13は備える一方、受光部7側の第二導光部23は備えない構成としても構わない。   The optical measuring instrument 1 may be configured to include the first light guide unit 13 on the light source unit 5 side but not the second light guide unit 23 on the light receiving unit 7 side.

流路管11は、第一光路形成体17との密着性を高めるための第一平坦面15を備えない構成としても構わない。同様に、流路管11は、第二光路形成体27との密着性を高めるための第一平坦面25を備えない構成としても構わない。   The flow channel tube 11 may be configured not to include the first flat surface 15 for improving the adhesion with the first optical path forming body 17. Similarly, the channel tube 11 may be configured not to include the first flat surface 25 for enhancing the adhesion with the second optical path forming body 27.

第一光路形成体17及び第二光路形成体27は、測定用光6に対する吸収性の低い材料で構成されていても構わない。ただし、光路形成体(17,27)の側面での反射光に起因した受光部7での受光量への影響を抑制する観点からは、上述したように、第一光路形成体17及び第二光路形成体27は、測定用光6に対する吸収性の高い材料で構成されるのが好ましい。   The first optical path forming body 17 and the second optical path forming body 27 may be made of a material having low absorbability with respect to the measurement light 6. However, as described above, as described above, the first optical path forming body 17 and the second optical path forming body 17 and the second optical path forming body 17 and 27 are used from the viewpoint of suppressing the influence on the amount of light received by the light receiving unit 7 due to the reflected light on the side surfaces of the optical path forming body (17 27). The optical path forming body 27 is preferably made of a material having high absorbability with respect to the measurement light 6.

光測定器1がボールバルブ31を備えるか否かは任意である。なお、ボールバルブ31を、測定用光6の光路に対して上流側のみならず、下流側に備えるものとしても構わない。   Whether or not the optical measuring instrument 1 includes the ball valve 31 is arbitrary. Note that the ball valve 31 may be provided not only on the upstream side but also on the downstream side with respect to the optical path of the measurement light 6.

〈5〉光測定器1は、例えば以下の用途にも利用することができる。
(1)光測定器1は、受光部7での波長帯別の受光量に基づき、流路管11を流れる流体3の特定波長の吸光度を測定し、通常とは異なる物質(異物)が流体3に含まれることを監視する用途に用いることができる。
(2)光測定器1は、受光部7での波長帯別の受光量に基づき、流路管11を流れる流体3の特定波長の吸光度を測定し、流体3に含まれる濁りを測定する用途に用いることができる。
(3)光測定器1は、受光部7での波長帯別の受光量に基づき、流路管11を流れる流体3の特定波長の吸光度を測定し、流体3が流れているか否かを監視する用途に用いることができる。
(4)光測定器1は、受光部7として赤外光センサが用いられることで、流路管11を流れる流体3から放射される赤外線の光量を受光部7で測定し、流体3の温度を測定する用途に用いることができる。
<5> The optical measuring instrument 1 can be used for the following applications, for example.
(1) The optical measuring instrument 1 measures the absorbance of a specific wavelength of the fluid 3 flowing through the flow channel tube 11 based on the amount of light received by the wavelength band in the light receiving unit 7, and a substance (foreign matter) different from the normal is a fluid. 3 can be used for the purpose of monitoring the inclusion.
(2) The optical measuring instrument 1 is used to measure the turbidity contained in the fluid 3 by measuring the absorbance at a specific wavelength of the fluid 3 flowing through the flow path tube 11 based on the amount of light received by the wavelength band in the light receiving unit 7. Can be used.
(3) The optical measuring instrument 1 measures the absorbance of a specific wavelength of the fluid 3 flowing through the flow channel 11 based on the amount of light received by the wavelength band at the light receiving unit 7 and monitors whether the fluid 3 is flowing. It can be used for
(4) The optical measuring instrument 1 uses an infrared light sensor as the light receiving unit 7 to measure the amount of infrared light radiated from the fluid 3 flowing through the channel tube 11 with the light receiving unit 7, and the temperature of the fluid 3 It can be used for the purpose of measuring.

なお、光測定器1によって測定される対象となる流体3は、液体のみならず気体であっても構わない。   Note that the fluid 3 to be measured by the optical measuring device 1 may be a gas as well as a liquid.

1 : 光測定器
3 : 流体
5 : 光源部
6 : 測定用光
7 : 受光部
11 : 流路管
12 : 通流部
13 : 第一導光部
14 : ネジ
15 : 第一平坦部
16 : 基板
17 : 第一光路形成体
18 : 第一光路形成体の中空部
19 : 絶縁体
23 : 第二導光部
24 : ネジ
25 : 第二平坦部
26 : 基板
27 : 第二光路形成体
28 : 第二光路形成体の中空部
29 : 絶縁体
30 : 本体収容部
31 : ボールバルブ
33 : ケース
34 : キャップ
35 : Oリング
36 : Oリング
41 : 配管
42 : 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Optical measuring device 3: Fluid 5: Light source part 6: Measuring light 7: Light-receiving part 11: Channel pipe 12: Flow-through part 13: 1st light guide part 14: Screw 15: 1st flat part 16: Board | substrate 17: 1st optical path formation body 18: Hollow part of 1st optical path formation body 19: Insulator 23: 2nd light guide part 24: Screw 25: 2nd flat part 26: Board | substrate 27: 2nd optical path formation body 28: 1st Hollow part 29: insulator 30: body housing part 31: ball valve 33: case 34: cap 35: O-ring 36: O-ring 41: pipe 42: pipe

Claims (8)

測定対象である流体を通流させるための通流部を含む流路管と、
前記流路管の側面の一部領域が外側に突出して形成された第一導光部と、
前記第一導光部を覆うように形成された、中空部を含む第一光路形成体と、
前記第一光路形成体の前記中空部に嵌め込まれた、LED素子を含む光源部と、
前記流路管の側面の一部領域であって、前記通流部を介して前記第一光路形成体とは対向する位置に配置された、中空部を含む第二光路形成体と、
前記第二光路形成体の前記中空部に嵌め込まれた受光部とを備え、
前記第一導光部は、当該第一導光部と接触している箇所の前記流路管の材料と同一材料から構成されていることを特徴とする光測定器。
A flow path pipe including a flow passage for flowing a fluid to be measured;
A first light guide part formed such that a partial region of the side surface of the flow channel tube protrudes outward;
A first optical path forming body including a hollow portion formed so as to cover the first light guide portion;
A light source part including an LED element, fitted in the hollow part of the first optical path forming body;
A second optical path forming body including a hollow portion, which is a partial region of a side surface of the flow channel pipe and is disposed at a position facing the first optical path forming body via the flow-through portion;
A light receiving portion fitted in the hollow portion of the second optical path forming body,
The said 1st light guide part is comprised from the material same as the material of the said flow path pipe of the location which is contacting the said 1st light guide part, The optical measuring device characterized by the above-mentioned.
第一導光部は、前記流路管の一部が外側に突出することで一体的に成形されることで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光測定器。   The optical measuring instrument according to claim 1, wherein the first light guide portion is formed by being integrally formed by projecting a part of the flow channel tube to the outside. 前記流路管は、前記第一導光部が接触している箇所を含む側面の領域に、第一平坦部を有し、
前記第一光路形成体の端部が前記第一平坦部に押し当てられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光測定器。
The flow channel tube has a first flat portion in a region of a side surface including a place where the first light guide portion is in contact with the flow tube,
The optical measuring instrument according to claim 1, wherein an end portion of the first optical path forming body is pressed against the first flat portion.
前記第一光路形成体は、前記光源部から射出される光を吸収する材料で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光測定器。   4. The optical measuring instrument according to claim 1, wherein the first optical path forming body is made of a material that absorbs light emitted from the light source unit. 5. 前記通流部を介して前記第一導光部とは対向する位置において、前記流路管の側面の一部領域が外側に突出して形成された第二導光部を備え、
前記第二光路形成体は、前記第二導光部を覆うように形成されており、
前記第二導光部は、当該第二導光部と接触している箇所の前記流路管の材料と同一材料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1項に記載の光測定器。
In a position facing the first light guide portion through the flow passage portion, a second light guide portion formed by protruding a part of the side surface of the flow channel pipe to the outside,
The second optical path forming body is formed so as to cover the second light guide part,
The said 2nd light guide part is comprised from the material same as the material of the said flow path pipe of the location which is contacting the said 2nd light guide part, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The optical measuring instrument described in 1.
前記第二導光部は、前記流路管の一部が外側に突出することで一体的に成形されることで形成されていることを特徴とする請求項5に記載の光測定器。   The optical measuring instrument according to claim 5, wherein the second light guide unit is formed by being integrally formed by projecting a part of the flow channel tube to the outside. 前記流路管は、前記第二導光部が接触している箇所を含む側面の領域に、第二平坦部を有し、
前記第二光路形成体の端部が前記第二平坦部に押し当てられていることを特徴とする請求項5又は6に記載の光測定器。
The flow channel tube has a second flat portion in a region of a side surface including a place where the second light guide portion is in contact,
The optical measuring instrument according to claim 5 or 6, wherein an end portion of the second optical path forming body is pressed against the second flat portion.
前記第二光路形成体は、前記光源部から射出される光を吸収する材料で構成されていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の光測定器。   The optical measuring instrument according to claim 5, wherein the second optical path forming body is made of a material that absorbs light emitted from the light source unit.
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