JP2020146341A - 成分濃度測定装置及び成分濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流出元から流出する液体中の成分の量の測定精度の低下を抑制する技術を提供する。【解決手段】測定対象である測定対象成分を含んだ主液体を収集するとともに、主液体と外部から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させるための液体収集部２１と、液体収集部２１の下流に位置する第１流路と、前記第１流路に位置して前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度である第１測定対象成分濃度を測定する混合液体中濃度測定部とを備える第１センシング部２２と、を備える成分濃度測定装置。【選択図】図１

Description

本発明は、成分濃度測定装置及び成分濃度測定方法に関する。

汗の汗中の特定の成分の濃度を計測する技術がある（特許文献１参照）。従来の技術は、流路を汗で満たし、流路を満たした汗を汗蒸気の圧力と毛細管現象とを利用して濃度を計測するセンサに供給することで濃度を測定する。

特開２０１７−１９８５７７号公報

従来の技術は、古い汗がセンサの近傍に滞留してしまう場合があった。そのため、従来の技術は、生成された新しい汗の量のみを測定することができず、分析の精度が悪い場合があった。
また、従来の技術は、流路を汗で満たす必要があるため、発汗量が少ない場合には、十分な汗が収集されるまで測定対象の量を測定できない場合があった。そのため、従来の技術は、汗の収集に時間がかかってしまい、リアルタイム性を損なう場合があり、分析の精度が悪い場合があった。
このような課題は、汗の汗中の特定の成分の量を測定する技術だけの問題ではなく、植物から流れ出る樹液等の、流出元から流出する液体中の成分の量を測定する技術に共通の課題であった。

上記事情に鑑み、本発明は、流出元から流出する液体中の成分の量の測定精度の低下を抑制する技術を提供することを目的としている。

（１）本発明の一態様は、測定対象である測定対象成分を含んだ主液体を収集するとともに、前記主液体と外部から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させるための液体収集部｛２１｝と、前記液体収集部｛２１｝の下流に位置する第１流路｛２２７｝と、前記第１流路｛２２７｝に位置して前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度である第１測定対象成分濃度を測定する混合液体中濃度測定部｛２４｝とを備える第１センシング部｛２２｝と、を備える成分濃度測定装置｛１｝である。

（２）本発明の一態様は、上記の成分濃度測定装置｛１｝であって、前記液体収集部｛２１｝の下流に位置する第２流路｛２３５｝と、前記第２流路｛２３５｝を流れる前記混合液体の量である混合液体量を測定する混合液体量測定部｛２５｝とを備える第２センシング部｛２３｝、を備える。

（３）本発明の一態様は、上記の成分濃度測定装置｛１｝であって、前記第１測定対象成分濃度と、前記混合液体量と、前記外部から供給された前記補助液体の量である補助液体量と、に基づいて前記主液体中の前記測定対象成分の濃度である第２測定対象成分濃度を算出する成分濃度算出部｛３０３｝、をさらに備える。

（４）本発明の一態様は、上記の成分濃度測定装置｛１｝であって、前記液体収集部｛２１｝に前記補助液体を供給する補助流体供給部｛１０｝、をさらに備え、前記補助流体供給部｛１０｝は、前記補助液体を前記第１流路｛２２７｝に供給した後、所定の時間である処理間時間が経過してから前記補助液体を前記第１流路｛２２７｝に供給し、前記混合液体中濃度測定部｛２４｝は、前記補助流体供給部｛１０｝が前記処理間時間の経過後に前記第１流路｛２２７｝に供給した前記補助液体を含む前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度を測定する。

（５）本発明の一態様は、上記の成分濃度測定装置｛１｝であって、前記液体収集部｛２１｝と前記第１センシング部｛２２｝とは積層される。

（６）本発明の一態様は、上記の成分濃度測定装置｛１｝であって、前記液体収集部｛２１｝と、前記第１センシング部｛２２｝と、前記第２センシング部｛２３｝との少なくとも２つは積層される。

（７）本発明の一態様は、測定対象である測定対象成分を含んだ主液体を収集するとともに、前記主液体と外部から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させ、前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度である第１測定対象成分濃度を測定する、成分濃度測定方法である。

上述した（１）〜（７）によれば、汗の収集に要する時間の増大を抑制し、測定のリアルタイム性を損なわない。そのため、汗の収集に要する時間に起因する測定精度の低下を抑制することができる。

上述した（４）によれば、古い汗の影響を小さくして、測定対象の成分の濃度を測定することができる。そのため、測定対象の成分の量の測定精度の低下を抑制することができる。

上述した（５）及び（６）によれば、装置の面積が広がってしまうことを抑制でき、装置の大型化を抑制することができる

実施形態の汗測定装置１の機能構成の一例を示す図。 実施形態における流体供給部１０の機能構成の一例を示す図。 実施形態における被供給部２０の断面の一例を示す図。 実施形態における混合液体中濃度測定部２４の構成の一例を示す図。 図４に垂直な方向から見た作用極４２０を示す図。 図４に垂直な方向から見た対極４３０を示す図。 実施形態における汗収集部２１の上面図。 実施形態における第１センシング部２２の上面図。 実施形態における汗収集部２１及び第１センシング部２２が積層された状態の上面図。 実施形態における開始条件が満たされてから汗測定装置１が測定対象成分の汗中の濃度を算出するまでの処理の流れを示すフローチャート。

図１は、実施形態の汗測定装置１の機能構成の一例を示す図である。汗測定装置１は、汗中に含まれる測定対象の成分（以下「測定対象成分」という。）の量を測定する。測定対象成分は、汗中に含まれる成分であればどのような成分であってもよい。測定対象成分は、例えば、乳酸であってもよいし、グルコースであってもよいし、ナトリウムであってもよいし、カリウムであってもよい。

汗測定装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。汗測定装置１は、プログラムの実行によって流体供給部１０、被供給部２０及び情報処理部３０を備える装置として機能する。

流体供給部１０は、チューブによって被供給部２０に接続されており、被供給部２０に、補助液体を供給する。

補助液体は、測定対象成分を含まず測定対象成分と化学反応を起こさない液体であればどのような液体であってもよい。例えば、測定対象成分が汗中の乳酸である場合には、補助液体は、純水であってもよい。

図２は、実施形態における流体供給部１０の機能構成の一例を示す図である。
流体供給部１０は、液体チューブポンプ１０１、気体チューブポンプ１０２及びチューブ１０３を備える。

液体チューブポンプ１０１は、チューブ１０３によって被供給部２０に接続されている。液体チューブポンプ１０１は、チューブ１０３内に補助液体を吐き出す。
気体チューブポンプ１０２は、チューブ１０３によって被供給部２０に接続されている。気体チューブポンプ１０２は、チューブ１０３内に補助気体を吐き出す。補助気体は、測定対象成分を含まず測定対象成分と化学反応を起こさない気体であればどのような気体であってもよい。例えば、測定対象成分が汗中の乳酸である場合には、補助気体は、ヘリウムであってもよい。

流体供給部１０は、所定の量の補助液体を液体チューブポンプ１０１によってチューブ１０３に掃き出した後、気体チューブポンプ１０２が吐き出す補助気体の気圧によって補助液体を被供給部２０まで搬送する。このようにして、補助液体が被供給部２０に流入する。

図１の説明に戻る。
被供給部２０は、汗収集部２１、第１センシング部２２及び第２センシング部２３を備え、補助液体及び測定対象成分に関する各種値を取得する。

図３は、実施形態における被供給部２０の断面の一例を示す図である。
図３は、汗収集部２１、第１センシング部２２及び第２センシング部２３が、この順に皮膚９の表面に垂直な方向に積層されていることを示す。皮膚９は、測定対象成分の流出元の一例である。皮膚９の表面に垂直な方向は、例えば、図３においては、皮膚９の内側から皮膚の外側に向かう向きであって、Ｚ軸の正方向である。以下、Ｚ軸に垂直な面をＸＹ面という。

汗収集部２１は、シート状の第１接着層２１１と、シート状の第２接着層２１２と、シート状の第１誘電体層２１３とが、この順でＺ軸の正方向に積層されたものである。

第１接着層２１１は、皮膚に接する。第１接着層２１１には、皮膚に接する面に開口部２１４が形成されている。
第１接着層２１１は、皮膚に接着するシート状のものであれば、どのようなものであってもよい。第１接着層２１１は、例えば、メディカルテープである。第１接着層２１１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１０〜２００ｕｍであることが好ましく、９０ｕｍであることがより好ましい。

第２接着層２１２には、ＸＹ面内の形状及び大きさが開口部２１４に略同一の開口部２１５が形成されている。開口部２１５は、開口部２１４に連通する。
第２接着層２１２は、第１接着層２１１と第１誘電体層２１３とを接着する。第２接着層２１２は、第１接着層２１１と第１誘電体層２１３とを接着するシート状のものであれば、どのようなものであってもよい。第２接着層２１２は、例えば、両面テープである。第２接着層２１２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１００〜５００ｕｍであることが好ましく、２００ｕｍであることがより好ましい。

第１誘電体層２１３には、２つの開口部が形成されている。以下、一方の開口部を開口部２１６という。以下、他方の開口部を開口部２１７という。開口部２１６及び開口部２１７のＸＹ面内の大きさは、開口部２１４及び開口部２１５のＸＹ面内の大きさよりも小さい。開口部２１６は、開口部２１４及び開口部２１５に連通する。開口部２１７は、開口部２１４及び開口部２１５に連通する。

第１誘電体層２１３は、誘電体によって形成されている。第１誘電体層２１３は、シート状の誘電体であればどのようなものであってもよい。第１誘電体層２１３は、例えば、シリコンシートであってもよい。第１誘電体層２１３の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１００〜１０００ｕｍであることが好ましく、５００ｕｍであることがより好ましい。

開口部２１４、開口部２１５、開口部２１６及び開口部２１７によって流路２１８が形成される。流路２１８は、開口部２１４、開口部２１５、開口部２１６及び開口部２１７によって形成されているため、皮膚９に接する面が開口部である。そのため、流路２１８には、皮膚９から流出する汗が流入する。

汗収集部２１には、開口部２１６を介して補助液体が流入する。開口部２１６に流入した補助液体は、流路２１８を流れる。流路２１８を流れる補助液体は汗と混じる。以下、汗と混じった補助液体を混合液体という。混合液体は、開口部２１７から流出する。
このようにして、汗収集部２１は、測定対象である測定対象成分を含んだ汗を収集するとともに、汗と汗収集部２１の外部に位置する流体供給部１０から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させる。

なお、第１接着層２１１、第２接着層２１２及び第１誘電体層２１３の厚みが好ましい下限値以上であることにより、汗測定装置１の出力を安定化することができる。また、第１接着層２１１、第２接着層２１２及び第１誘電体層２１３の厚みが好ましい上限値以下であることにより、被供給部２０の可撓性を確保しやすく、被供給部２０が皮膚９の動きに追従しやすくなる。

図３の説明に戻る。第１センシング部２２は、シート状の第１絶縁層２２１と、シート状の第３接着層２２２と、シート状の第２誘電体層２２３とが、この順でＺ軸の正方向に積層されたものである。

第１絶縁層２２１は、第１誘電体層２１３に接する。第１絶縁層２２１には、第１誘電体層２１３に接する面に開口部２２４が形成されている。開口部２２４は、開口部２１７に連通する。
第１絶縁層２２１は、絶縁体によって形成されている。第１絶縁層２２１は、シート状の絶縁体であれば、どのようなものであってもよい。第１接着層２１１は、例えば、カプトンテープである。第１絶縁層２２１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１０〜１００ｕｍであることが好ましく、５０ｕｍであることがより好ましい。

第３接着層２２２は、ＸＹ面内の大きさが開口部２２４よりも大きな開口部２２５が形成されている。開口部２２５は、開口部２２４に連通する。
第３接着層２２２は、第１絶縁層２２１と第２誘電体層２２３とを接着する。第３接着層２２２は、第１絶縁層２２１と第２誘電体層２２３とを接着するシート状のものであれば、どのようなものであってもよい。第３接着層２２２は、例えば、両面テープである。第３接着層２２２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、２００〜７００ｕｍであることが好ましく、５８０ｕｍであることがより好ましい。

第２誘電体層２２３には、ＸＹ面内の大きさが開口部２２５よりも小さな開口部２２６が形成されている。開口部２２６は開口部２２５に導通する。開口部２２６のＸＹ面内の中心を通りＺ軸に平行な線と、開口部２２４のＸＹ面内の中心を通りＺ軸に平行な線とは、交わらない。

第２誘電体層２２３は、誘電体によって形成されている。第２誘電体層２２３は、シート状の誘電体であればどのようなものであってもよい。第２誘電体層２２３は、例えば、シリコンシートであってもよい。第２誘電体層２２３の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１００〜１０００ｕｍであることが好ましく、５００ｕｍであることがより好ましい。

開口部２２４、開口部２２５及び開口部２２６によって流路２２７が形成される。第１センシング部２２には、流路２１８を流れた混合液体が開口部２２４を介して流入する。開口部２２４に流入した混合液体は、流路２２７を流れる。流路２２７を流れる混合液体は、開口部２２６から流出する。このように、流路２２７は、汗収集部２１の下流に位置する。

第１センシング部２２は、混合液体中濃度測定部２４を備える。混合液体中濃度測定部２４は、所定の測定方法によって、混合液体中の測定対象成分の濃度を測定する。例えば、混合液体中濃度測定部２４は、混合液体中の測定対象成分の濃度変化に応じた変化をする物理量の値を測定し、測定結果を混合液体中の濃度に換算することで、混合液体中の濃度を測定する。以下、混合液体中濃度測定部２４が測定した、混合液体中の測定対象成分の濃度を、第１測定値という。
混合液体中濃度測定部２４は、測定結果の第１測定値を、無線又は有線によって情報処理部３０に出力する。

混合液体中濃度測定部２４は、第１測定値を取得可能であればどのようなものであってもよい。混合液体中濃度測定部２４の一例は、後述する。

第２センシング部２３は、シート状の第４接着層２３１と、シート状の第３誘電体層２３２とが、この順でＺ軸の正方向に積層されたものである。

第４接着層２３１は、ＸＹ面内の大きさが開口部２２６よりも大きな開口部２３３が形成されている。開口部２３３は、開口部２２６に連通する。
第４接着層２３１は、第２誘電体層２２３と第３誘電体層２３２とを接着する。第４接着層２３１は、第２誘電体層２２３と第３誘電体層２３２とを接着するシート状のものであれば、どのようなものであってもよい。第４接着層２３１は、例えば、両面テープである。第４接着層２３１の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１００〜１０００ｕｍであることが好ましく、５００ｕｍであることがより好ましい。

第３誘電体層２３２には、ＸＹ面内の大きさが開口部２３３よりも小さな開口部２３４が形成されている。開口部２３４は開口部２３３に導通する。開口部２２６のＸＹ面内の中心を通りＺ軸に平行な線と、開口部２３４のＸＹ面内の中心を通りＺ軸に平行な線とは、交わらない。

第３誘電体層２３２は、誘電体によって形成されている。第３誘電体層２３２は、シート状の誘電体であればどのようなものであってもよい。第３誘電体層２３２は、例えば、シリコンシートであってもよい。第３誘電体層２３２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、１００〜１０００ｕｍであることが好ましく、５００ｕｍであることがより好ましい。

開口部２３３及び開口部２３４によって流路２３５が形成される。第２センシング部２３には、流路２２７を流れた混合液体が開口部２２６を介して流入する。開口部２２６に流入した混合液体は、流路２３５を流れる。流路２３５を流れる混合液体は、開口部２３４から被供給部２０の外部に流出する。このように流路２３５は、汗収集部２１の下流に位置する。

第２センシング部２３は、混合液体量測定部２５を備える。混合液体量測定部２５は、所定の測定方法によって流路２３５を流れる混合液体の量を測定する。以下、混合液体量測定部２５が測定した混合液体の量を、第２測定値という。
混合液体量測定部２５は、測定結果の第２測定値を、無線又は有線によって情報処理部３０に出力する。

混合液体量測定部２５は、混合液体の量を取得可能であればどのようなものであってもよい。

混合液体量測定部２５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、補助記憶装置及びＬＥＤ（light emitting diode）を備え、第１発汗量測定プログラムを実行する装置であってもよい。混合液体量測定部２５は、発汗量測定プログラムの実行により、ＬＥＤの発する光の吸収、反射又は散乱を受光し受光結果に基づいて、流路２３５を流れる混合液体が所定の位置を通過する時間を測定する。混合液体量測定部２５は、混合液体が所定の位置を通過する時間を測定することで、第２測定値を測定する。

混合液体量測定部２５は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、補助記憶装置及び撮像装置を備え、第２発汗量測定プログラムを実行する装置であってもよい。混合液体量測定部２５は、第２発汗量測定プログラムの実行により、例えば、第３流路２３０に目盛が刻まれている場合には、流体が位置する目盛の値を撮像装置によって読み取ることで、第２測定値を測定してもよい。

図１の説明に戻る。
情報処理部３０は、入力部３０１、制御部３０２、成分濃度算出部３０３及び出力部３０４を備える装置として機能する。

入力部３０１は、タッチパネルやスイッチ等の入力装置を含んで構成される。入力部３０１は、これらの入力装置を自装置に接続するインタフェースとして構成されてもよい。入力部３０１は、自装置に対する処理開始情報の入力を受け付ける。入力部３０１に開始指示が入力されると、汗測定装置１は、測定対象成分の汗中の濃度の測定を開始する。

制御部３０２は、流体供給部１０の動作と、混合液体中濃度測定部２４の動作と、混合液体量測定部２５の動作とを制御する。

制御部３０２は、具体的には、開始条件が満たされると、クリーニング制御処理と、測定用流体制御処理、第１測定値測定制御処理及び第２測定値測定制御処理を実行する。

開始条件は、入力部３０１へ開始指示の入力と時間とに関する条件であれば、どのような条件であってもよい。開始条件は、例えば、入力部３０１に開始指示が入力されるという条件であってもよい。開始条件は、例えば、第１条件と第２条件との少なくともいずれか一方が満たされるという条件であってもよい。第１条件は、入力部３０１に開始指示が入力されるという条件である。第２条件は、汗測定装置１による測定が終了してから一定時間が経過するという条件である。このような場合、汗測定装置１は、開始指示が入力されたタイミングに１回、測定をし、その後、一定の周期で測定を行う。

クリーニング制御処理は、流体供給部１０に補助液体を被供給部２０に供給させる、制御部３０２の処理である。制御部３０２によるクリーニング制御処理の実行によって、流体供給部１０は補助液体を被供給部２０へ供給する。

測定用流体制御処理は、クリーニング制御処理が終了してから所定の時間（以下「処理間時間」という。）経過後に制御部３０２によって実行される処理である。測定用流体制御処理は、流体供給部１０に予め定められた量（以下「補助液体量」という。）の補助液体を被供給部２０に供給させる、制御部３０２の処理である。補助液体量は、例えば、情報処理部３０が備える不図示の補助記憶装置に記憶された量である。制御部３０２による測定用流体制御処理の実行によって、流体供給部１０は予め定められた量の補助液体を被供給部２０へ供給する。

第１測定値測定制御処理は、混合液体中濃度測定部２４に第１測定値を測定させる制御部３０２の処理である。制御部３０２による第１測定値測定制御処理の実行によって、混合液体中濃度測定部２４が第１測定値を取得する。

第２測定値測定制御処理は、混合液体量測定部２５に第２測定値を測定させる制御部３０２の処理である。制御部３０２による第２測定値測定制御処理の実行によって、混合液体量測定部２５が第２測定値を取得する。

成分濃度算出部３０３は、成分濃度算出処理を実行することで、測定対象成分の汗中の濃度を算出する。
成分濃度算出部３０３は、成分濃度算出処理の実行により、第１測定値と、第２測定値と、補助液体量とに基づいて、汗中の測定対象成分の濃度を算出する。

出力部３０４は、成分濃度算出部３０３が算出した結果を出力する。出力部３０４は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を含んで構成されてもよい。出力部３０４は、これらの表示装置を自装置に接続するインタフェースとして構成されてもよい。

（混合液体中濃度測定部２４の一例）
図４は、実施形態における混合液体中濃度測定部２４の構成の一例を示す図である。
混合液体中濃度測定部２４は、生体情報測定センサ４００、ポテンショスタット４５０及び電流値濃度変換部４６０を備える。

（生体情報測定センサ４００の説明）
まず生体情報測定センサ４００について説明する。
生体情報測定センサ４００は、絶縁性基材４１０と絶縁性基材４１０上に設けられた作用極４２０、対極４３０、及び参照極４４０とを備える。
対極４３０と参照極４４０は、作用極４２０を両側から挟むように、絶縁性基材４１０上に設けられている。

絶縁性基材４１０は、三電極（すなわち、作用極４２０、対極４３０、及び参照極４４０の３つの電極）が短絡しないように絶縁性の材質で構成されている。
絶縁性基材４１０は、生体に密着しやすいよう、可撓性の材質で構成されていることが好ましい。また、絶縁性基材４１０には、三電極を保持できる強度が求められる。
これらの条件を満たす基材としては、ポリイミドフィルム、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の高分子フィルム、紙、マイカといったセラミックス等が挙げられる。

作用極４２０は、測定対象成分との間で電子の授受を行う電極である。本実施形態では、図４及び図５に示すように、作用極本体４２１と作用極本体４２１と連続する作用極接続部４２２と、作用極本体４２１上に設けられた酵素膜４２３とで構成されている。図５は、図４に垂直な方向から見た作用極４２０を示す図である。

作用極本体４２１は、導電性固体材料、例えば、カーボン、白金、金等で構成されている。本実施形態の作用極本体４２１は、直線部４２１ａと直線部４２１ａの第１の端部に一体的に形成された円形部４２１ｂを有している。また、直線部４２１ａの第２の端部には、作用極接続部４２２が同軸状に接続されている。作用極接続部４２２は、例えば、銀／塩化銀、銀、銅、白金、金等の抵抗値の低い金属で構成されている。

酵素膜４２３は、作用極本体４２１の円形部４２１ｂ上に設けられている。酵素膜４２３としては、ラクテートオキシダーゼ、及びグルコースオキシダーゼからなる群から選択される酵素の膜が挙げられる。

酵素膜４２３がラクテートオキシダーゼの場合は、酵素膜４２３において乳酸をピルビン酸に変換する反応が生じ、反応した際に生じる過酸化水素が電極中の色素（プルシアンブルー）と反応し、電流を生じる。

対極４３０は、作用極４２０との間に電流を流すための電極である。本実施形態では、図４及び図６に示すように、対極本体４３１と対極本体４３１と連続する対極接続部４３２とで構成されている。図６は、図４に垂直な方向から見た対極４３０を示す図である。
対極本体４３１は、導電性固体材料、例えば、カーボン、白金、金等で構成されている。本実施形態の対極本体４３１は、直線部４３１ａと直線部４３１ａの第１の端部に一体的に形成された円弧部４３１ｂを有している。円弧部４３１ｂは、作用極本体４２１の円形部４２１ｂを囲むように、円形部４２１ｂからほぼ等距離を保って円弧状に形成されている。また、直線部４３１ａの第２の端部には、対極接続部４３２が同軸状に接続されている。対極接続部４３２は、例えば、銀／塩化銀、銀、銅、白金、金等の抵抗値の低い金属で構成されている。

参照極４４０は、作用極４２０の電位の基準となる電極である。参照極４４０は、銀／塩化銀で構成されている。本実施形態の参照極４４０は、図４及び図６に示すように、直線部４４０ａと直線部４４０ａの第１の端部に一体的に形成された円弧部４４０ｂを有している。円弧部４４０ｂは、対極４３０の円弧部４３１ｂと共に、作用極本体４２１の円形部４２１ｂを囲むように、円形部４２１ｂからほぼ等距離を保って円弧状に形成されている。図６は、図４に垂直な方向から見た参照極４４０を示す図である。

作用極本体４２１、対極本体３１、及び参照極４４０の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。
これらの部材の厚みが好ましい下限値以上であることにより、生体情報測定センサ４００の出力を安定化することができる。また、これらの部材の厚みが好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ４００の可撓性を確保しやすく、生体情報測定センサ４００が生体の動きに追従しやすくなる。

また、作用極本体４２１の直線部４２１ａ、対極本体４３１、及び参照極４４０の幅は、０．０５〜３ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．５ｍｍであることがより好ましい。
これらの部材の幅が好ましい下限値以上であることにより、生体情報測定センサ４００の出力を安定化しやすい。また、これらの部材の幅が好ましい上限値以下であることにより、生体情報測定センサ４００全体を小さく形成することができる。

酵素膜４２３を形成する酵素の量は、３．２〜２５．６ユニットであることが好ましく、１２．８ユニットであることがより好ましい。
酵素膜４２３を形成する酵素の量が好ましい下限値以上であれば、充分な感度が得られる。酵素膜４２３を形成する酵素の量が好ましい上限値以下であれば、コストを低減できる。

作用極本体４２１の円形部４２１ｂの面積は、１〜３０ｍｍ^２であることが好ましく、１．５〜２０ｍｍ^２であることがより好ましい。円形部４２１ｂの面積が好ましい下限値以上であれば、充分な酵素量の酵素膜４２３を形成しやすい。円形部４２１ｂの面積が好ましい上限値以下であれば、生体情報測定センサ４００全体を小さく形成することができる。

作用極４２０と対極４３０との離間距離、作用極４２０と参照極４４０との離間距離は、各々０．５〜３ｍｍであることが好ましく、１〜２ｍｍであることがより好ましい。
各々の離間距離が好ましい下限値以上であることにより電極を作製するときに生産効率がよい。好ましい上限値以下であることにより、測定時に試験体の量を減らしても正確に測定できる。

（ポテンショスタット４５０の説明）
次に、ポテンショスタット４５０について説明する。
ポテンショスタット４５０は、作用極リード線４６２、対極リード線４６３及び参照極リード線４６４によって、生体情報測定センサ４００に接続される。
作用極リード線４６２は、作用極４２０とポテンショスタット４５０とを接続するリード線である。対極リード線４６３は、対極４３０とポテンショスタット４５０とを接続するリード線である。参照極リード線４６４は、参照極４４０とポテンショスタット４５０とを接続するリード線である。

ポテンショスタット４５０は、作用極４２０に、参照極４４０に対して一定の電位を与えると共に、作用極４２０と対極４３０との間の電流を測定するようになっている。

（電流値濃度変換部４６０の説明）
電流値濃度変換部４６０は、ポテンショスタット４５０が測定した電流の電流値に基づいて、混合液体中の測定対象成分の濃度を取得する。

（生体情報測定センサ４００、ポテンショスタット４５０及び電流値濃度変換部４６０の動作の説明）
ポテンショスタット４５０が生体情報測定センサ４００の作用極４２０に、参照極４４０に対して所定の定電位を与える。そして、その際の生体情報測定センサ４００から得られる電流（作用極４２０と対極４３０の間を流れる電流）がポテンショスタット４５０によって検出される。

生体情報測定センサ４００が混合液体中に位置する場合、作用極４２０と対極４３０の間を流れる電流は、混合液体中の測定対象成分の濃度に応じた電流値の電流である。そのため、生体情報測定センサ４００が混合液体中に位置する場合にポテンショスタット４５０が測定する電流の電流値は、混合液体中の測定対象成分の濃度変化に応じた変化をする物理量の値である。
電流値濃度変換部４６０が、ポテンショスタット４５０が測定した電流の電流値に基づいて、混合液体中の測定対象成分の濃度である第１測定値を取得する。

（汗収集部２１及び第１センシング部２２の上面図）
図７は、実施形態における汗収集部２１の上面図である。図７は、汗収集部２１が、３０ｍｍ×４８ｍｍの大きさであることを示す。図７は、流路２１８が蛇腹状であることを示す。図７は、流路２１８が、２３ｍｍ×３５ｍｍの長方形内に位置する大きさ及び形状であることを示す。図７は、流路２１８の流路の幅が１ｍｍであることを示す。図７は、流路２１８の流路間の距離が１ｍｍであることを示す。

図８は、実施形態における第１センシング部２２の上面図である。図８は、流路２２７が、長さ２５ｍｍの直線状の形状であり幅が１ｍｍであることを示す。図８は、混合液体中濃度測定部２４の上面図を示す。図８は、流路２２７の中央の長さ４ｍｍに領域に混合液体中濃度測定部２４の一部が位置することを示す。

図９は、実施形態における汗収集部２１及び第１センシング部２２が積層された状態の上面図である。図９は、汗収集部２１に第１センシング部２２が積層されており、流路２１８の１つの端部が流路２２７の１つの端部に重なることを示す。図９において流路２２７の１つの端部に重なる流路２１８の１つの端部は、開口部２１７の一例である。図９において流路２１８の１つの端部に重なる流路２２７の１つの端部は、開口部２２４の一例である。

（フローチャート）
図１０は、実施形態における開始条件が満たされてから汗測定装置１が測定対象成分の汗中の濃度を算出するまでの処理の流れを示すフローチャートである。

制御部３０２がクリーニング制御処理を実行し、流体供給部１０が補助液体を被供給部２０に供給する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部３０２が実行するクリーニング制御処理によって制御されることで、流体供給部１０が補助液体を被供給部２０に供給する。被供給部２０に供給された補助液体は、被供給部２０に溜まっている古い汗と混ざり、開口部２３４を介して、被供給部２０の外部に排出される。そのため、ステップＳ１０１の処理によって、被供給部２０に溜まっている古い汗を被供給部２０が除去される。

クリーニング制御処理の終了後、処理間時間が経過してから、制御部３０２が測定用流体制御処理を実行する。制御部３０２が測定用流体制御処理を実行することで、流体供給部１０が、補助液体量の補助液体を被供給部２０に供給する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部３０２が実行する測定用流体制御処理によって制御されることで、流体供給部１０が補助液体量の補助液体を被供給部２０に供給する。

汗収集部２１において、汗収集部２１の流路２１８を流れる補助液体が、汗収集部２１に流出する汗と混合される（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、補助液体と混じる汗は、処理間時間の間に皮膚９から被供給部２０に流入した汗である。

補助液体と汗とが混合された液体である混合液体が、汗収集部２１から第１センシング部２２に供給される（ステップＳ１０４）。具体的には、流路２１８から流路２２７に混合液体が流れることで、汗収集部２１から第１センシング部２２に混合液体が供給される。

第１センシング部２２において、第１測定値が取得される（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部３０２が第１測定値測定制御処理を実行し、混合液体中濃度測定部２４が流路２２７を流れる混合液体中の測定対象成分の濃度を測定する。ステップＳ１０５における混合液体中濃度測定部２４の動作は、制御部３０２が実行する第１測定値測定制御処理によって制御される。

混合液体が、第１センシング部２２から第２センシング部２３に供給される（ステップＳ１０６）。具体的には、流路２２７から流路２３５に混合液体が流れることで、第１センシング部２２から第２センシング部２３に混合液体が供給される。

第２センシング部２３において、第２測定値が取得される（ステップＳ１０７）。具体的には、制御部３０２が第２測定値測定制御処理を実行し、混合液体量測定部２５が混合液体の量を測定する。ステップＳ１０７における混合液体量測定部２５の動作は、制御部３０２が実行する第２測定値測定制御処理によって制御される。

このように構成された実施形態の汗測定装置１は、流体供給部１０及び被供給部２０を備え、測定用流体制御処理の前にクリーニング制御処理が実行されるため、古い汗の影響を小さくして、測定対象成分の濃度を測定することができる。そのため、汗測定装置１は流出元である汗から流出する液体（汗）中の成分の量の測定精度の低下を抑制することができる。

また、このように構成された実施形態の汗測定装置１は、汗だけでなく補助液体も用いて測定対象成分の濃度を測定する。そのため、汗測定装置１は、汗の収集に要する時間の増大を抑制し、汗測定装置１による測定は、リアルタイム性を損なわない。このため、汗測定装置１は、汗の収集に要する時間に起因する測定精度の低下を抑制することができる。

また、このように構成された実施形態の汗測定装置１は、汗収集部２１、第１センシング部２２及び第２センシング部２３が、皮膚９の表面に垂直な方向に積層されている。そのため、汗測定装置１は、装置の面積が広がってしまうことを抑制でき、装置の大型化を抑制することができる。

また、このように構成された実施形態の汗測定装置１は、汗だけでなく補助液体も用いて測定対象成分の濃度を測定する。そのため、汗測定装置１は、補助液体を用いることなく測定をする場合よりも少ない汗によって測定対象成分の濃度が測定可能である。そのため、汗収集部２１が皮膚９と接触する面積が、補助液体を用いることなく測定をする場合よりも、小さい。このため、汗測定装置１は、装置の面積が広がってしまうことを抑制でき、装置の大型化を抑制することができる。

（変形例）
なお、作用極４２０は、酵素膜を有するものには限定されない。例えば、酸素透過膜を導電性固体材料の表面に付着させたものであってもよい。
また、作用極リード線４６２は、作用極接続部を介さず、直接カーボン等の作用極４２０本体に接続してもよい。同様に、対極リード線４６３は、対極接続部を介さず、直接カーボン等の対極４３０本体に接続してもよい。

なお、三電極各々の形状やこれら三電極の相互の位置関係に特に限定はない。絶縁性基材の形状も、三電極各々の形状やこれら三電極の相互の位置関係に対応して、適宜変更することができる。

また、ポテンショスタット４５０と生体情報測定センサ４００とは、リード線によらず、無線によって接続してもよい。無線接続の場合、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信を利用することができる。

なお、汗収集部２１と第１センシング部２２と第２センシング部２３とは、必ずしも、全てが積層されている必要はない。汗収集部２１と第１センシング部２２とだけが積層されていてもよいし、汗収集部２１と第２センシング部２３とだけが積層されていてもよい。第１センシング部２２と第２センシング部２３とだけが積層されていてもよい。このように、汗収集部２１と第１センシング部２２と第２センシング部２３とは、全てが積層されていなくてもよく、少なくとも２つが積層されていてもよい。

なお、必ずしも、汗収集部２１が第１センシング部２２に接続され、第１センシング部２２が第２センシング部２３に接続される必要は無い。汗収集部２１と第１センシング部２２と第２センシング部２３とは、汗収集部２１が皮膚９に接触していれば、汗収集部２１が第２センシング部２３に接続され、第２センシング部２３が第１センシング部２２に接続されてもよい。

なお、汗は主液体の一例であり、皮膚９は流出元の一例である。主液体は、樹液であってもよく、この場合、流出元は、樹木の木肌あってもよい。なお、流路２２７は、第１流路の一例である。なお、流路２３５は、第２流路の一例である。なお、汗収集部２１は、液体収集部の一例である。なお、汗測定装置１は、成分濃度測定装置の一例である。なお、第１測定値は、第１測定対象成分濃度の一例である。なお、第２測定値は、混合液体量の一例である。なお、測定対象成分の汗中の濃度は、第２測定対象成分濃度の一例である。なお、流体供給部１０は、補助流体供給部の一例である。

なお、汗測定装置１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

なお、汗測定装置１は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、汗測定装置１が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。例えば、情報処理部３０とその他の機能部とはそれぞれ異なる情報処理装置に実装されてもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…汗測定装置、 １０…流体供給部、 ２０…被供給部、 ３０…情報処理部、 １０１…液体チューブポンプ、 １０２…気体チューブポンプ１０２、 ２１…汗収集部、 ２２…第１センシング部、 ２３…第２センシング部、 ３０１…入力部、 ３０２…制御部、 ３０３…成分濃度算出部、 ３０４…出力部

Claims (7)

1. 測定対象である測定対象成分を含んだ主液体を収集するとともに、前記主液体と外部から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させるための液体収集部と、
   前記液体収集部の下流に位置する第１流路と、前記第１流路に位置して前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度である第１測定対象成分濃度を測定する混合液体中濃度測定部とを備える第１センシング部と、
   を備える成分濃度測定装置。
2. 前記液体収集部の下流に位置する第２流路と、前記第２流路を流れる前記混合液体の量である混合液体量を測定する混合液体量測定部とを備える第２センシング部、
   を備える請求項１に記載の成分濃度測定装置。
3. 前記第１測定対象成分濃度と、前記混合液体量と、前記外部から供給された前記補助液体の量である補助液体量と、に基づいて前記主液体中の前記測定対象成分の濃度である第２測定対象成分濃度を算出する成分濃度算出部、
   をさらに備える請求項２に記載の成分濃度測定装置。
4. 前記液体収集部に前記補助液体を供給する補助流体供給部、
   をさらに備え、
   前記補助流体供給部は、前記補助液体を前記第１流路に供給した後、所定の時間である処理間時間が経過してから前記補助液体を前記第１流路に供給し、
   前記混合液体中濃度測定部は、前記補助流体供給部が前記処理間時間の経過後に前記第１流路に供給した前記補助液体を含む前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度を測定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の成分濃度測定装置。
5. 前記液体収集部と前記第１センシング部とは積層される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の成分濃度測定装置。
6. 前記液体収集部と、前記第１センシング部と、前記第２センシング部との少なくとも２つは積層される、
   請求項２又は３のいずれか一項に記載の成分濃度測定装置。
7. 測定対象である測定対象成分を含んだ主液体を収集するとともに、前記主液体と外部から供給される補助液体とを混合させることによって成る混合液体を流出させ、
   前記混合液体中の前記測定対象成分の濃度である第１測定対象成分濃度を測定する、
   成分濃度測定方法。

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