JP2022068334A - 水質分析計 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の検査を自動的に行う水質分析計を提供する。【解決手段】水質分析計は、流路を介して各種の試薬及び/または検出サンプルを反応セルへ供給する試薬供給部と、流路に設置され、試薬供給部と反応セルとの間にあり、流路を書き換えることにより反応セルに流入する各種の試薬及び/または検出サンプルを書き換える供給書き換え部と、反応セルに対して設置され、反応セルに流入した試薬及び/または検出サンプルを検出する検出部と、検出部と通信可能に接続され、検出部が検出した検出結果を受信し、当該検出結果が正常値であるかどうかを判断する結果分析部と、試薬供給部、供給書き換え部、及び検出部と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、試薬供給部、供給書き換え部、及び検出部にそれぞれ発送する制御部と、を備える。水質分析計は、操作者の指令によって、装置の検査を自動的に行う。【選択図】図１

Description

この発明は、水質分析計に関するものである。

今、環境汚染の問題は、ますます深刻になり、環境の監視及び整備に対する要求もますます高くなっている。特に、中国の環境保護総局が公布した「地表水および下水のモニタリング技術仕様」には、地表水および下水の検出だけではなく、装置の性能の装置の検査方法も詳しく規定されている。「地表水および下水のモニタリング技術仕様」には、装置の正確さ、精度、標準曲線などを検査することが要求され、且つ内標回収率を検査することが初めて要求されている。具体的には、同じ試薬を２つに分けて取り、その一方に定量の検出待ちの試薬の標準物（内標物の体積は、元の試薬の体積の１%を超えることができない）を追加し、内標物を追加した試薬の結果と内標物を追加しない試薬の結果との差が追加した標準物の理論値に対する比、即ち内標回収率（P）は、下式によって算出する。

ここで、Pは内標回収率であり、m₂は内標物を追加した試薬の検出値であり、m₁は内標物を追加しない試薬の検出値であり、mは追加した標準物の理論値である。

しかしながら、従来の水質分析計は、上記の検査を行う時、操作者が検査現場でコントロール標準液を水質分析計の注入口に連続し、且つ検出が完成した後、手計算を行う必要がある。そして、計算の結果によって、水質分析計を検査し、水質分析計が要件を満たすかどうかを判断する。

例えば、内標回収率を検査する時、操作者が試薬と内標標準液との混合物を手動で作成して、内標物を追加した試薬と内標物を追加しない試薬を順番に水質分析計の注入口に連続し、且つ検出が完成した後、内標回収率を手計算で算出する必要がある。

本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、装置の検査を自動的に行う水質分析計を提供することを目的とする。

本願の発明に係る水質分析計は、流路を介して前記水質分析計の反応セルと連通し、各種の試薬及び/または検出サンプルを前記反応セルへ供給する試薬供給部と、前記流路に設置され、前記試薬供給部と前記反応セルとの間にあり、前記流路を書き換えることにより前記反応セルに流入する各種の前記試薬及び/または前記検出サンプルを書き換える供給書き換え部と、前記反応セルに対して設置され、前記反応セルに流入した前記試薬及び/または前記検出サンプルを検出する検出部と、前記検出部と通信可能に接続され、検出部が検出した検出結果を受信し、当該検出結果が正常値であるかどうかを判断する結果分析部と、前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送する制御部と、を備える。

本願の発明によれば、操作者の検査指令があると、制御部は、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送する。前記試薬供給部は、受信された試薬供給指令によって、試薬及び/または検出サンプルの供給を開始又は停止し、前記供給書き換え部は、受信された供給書き換え指令によって、流路を書き換え、供給された試薬及び/または検出サンプルの種類を選び、前記検出部は、検出指令によって、検出を開始又は停止する。そして、結果分析部は、検出された検出結果を分析し、それが正常値であるかどうかを判断する。それにより、本願の発明に係る水質分析計は、操作者の指令によって、装置の検査を自動的に行う。

図１は、本願の発明の実施形態に係る水質分析計の機能ブロック図である。 図２は、本願の発明の実施形態に係る水質分析計の流路構成図である。 図３は、本願の発明の他の実施形態に係る水質分析計の機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかる実施形態を説明する。

図１は、本願の発明の実施形態に係る水質分析計の機能ブロック図であり、図２は、本願の発明の実施形態に係る水質分析計の流路構成図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る水質分析計１は、試薬供給部１１と、供給書き換え部１２と、検出部１３と、制御部１４と、結果分析部１５と、記憶部１６と、通信部１７とを備える。

試薬供給部１１は、空気混合ポンプ２１、シリンジ２２などからなり、流路を介して前記水質分析計の反応セル２４と連通し、各種の試薬（例えば、試薬A～D及びコントロール標準液A～C、内標標準液）及び/または検出サンプルを反応セル２４に供給する。ここで、反応セル２４は、円筒状、柱状、ピラミッド状などの形状がある本分野の普通の反応セルである。検出サンプルは、反応セル２４の一端から反応セル２４に流入し、反応セル２４に流入する一端と対向する他の一端から反応セル２４から流出する。

供給書き換え部１２は、マルチポートバルブ２３、２６からなり、前記流路に設置され、試薬供給部１１と反応セル２４との間にあり、前記流路を書き換えることにより、反応セル２４に流入する各種の前記試薬及び/または前記検出サンプルを書き換える。

検出部１３は、光源２８と光電センサ２７からなり、光電センサ２７と光源２８が反応セル４の両側に配置され、光電センサ２７が光源２８から且つ反応セル２４を透過した検出光を受信する。つまり、光源２８は、反応セル２４の一側の面から反応セル２４の内部に検出光を照射し、光電センサ２７は、光源２８に対向して反応セル２４の他の一側の面に配置され、反応セル２４における前記試薬及び/または前記検出サンプルを透過した検出光を受信し、当該検出光の光強度を検出する。また、上記検出光の光路は、検出サンプルが流れる方向と直交する。

制御部１４は、試薬供給部１１と、供給書き換え部１２と、検出部１３と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、試薬供給部１１、供給書き換え部１２、及び検出部１３にそれぞれ発送する。

結果分析部１５は、検出部１３と通信可能に接続され、検出部１３が検出した検出結果を受信し、当該検出結果が正常値であるかどうかを判断する。結果分析部１５は、検出部１３が検出した光強度及び当該光強度と濃度との間の関係を示す標準曲線によって、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度を算出し、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であるかどうかを判断する。具体的には、試薬供給部１１により供給された試薬が内標標準液を含む場合、結果分析部１５は、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度によって内標回収率を算出し、算出した内標回収率が規定の範囲内にあると、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であると判断し、つまり水質分析計が要求に適合する。試薬供給部１１により供給された試薬がコントロール標準液を含む場合、結果分析部１５は、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度と前記コントロール標準液の濃度との間の差を算出し、前記差が規定の範囲内にあると、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であると判断し、つまり水質分析計が要求に適合する。上記の規定の範囲は、例えば、「地表水および下水のモニタリング技術仕様」などにおける要求を満足した前提で合理的に設定される。

なお、図２に示すように、本発明に係る水質分析計は、記憶部１６をさらに備える。記憶部１６は、検出部１３、制御部１４、及び結果分析部１５と通信可能に接続される。記憶部１６には、操作者で事前に設定された指令が記憶される。制御部１４は、当該指令によって、試薬供給部１１、供給書き換え部１２、及び検出部１３を制御する。検出部１３の検出結果、結果分析部１５の判断結果は、記憶部１６に記憶しても良い。

また、図１に示すように、本発明の実施形態に係る水質分析計は、通信部１７をさらに備える。通信部１７は、制御部１４、及び結果分析部１５と通信可能に接続され、ネットワークなどを介して遠隔の操作者からの指令を受信できる。遠隔の操作者は、例えば、環境保護局のスタッフである。通信部１７は、遠隔の操作者の指令を受信すると、当該指令を制御部１４に発送する。制御部１４は、当該指令によって、試薬供給部１１、供給書き換え部１２、及び検出部１３を制御する。結果分析部１５が判断を完成した後、通信部１７は、判断結果を遠隔の操作者に発送する。

また、本発明に係る実施形態では、空気混合ポンプ２１及びシリンジ２２（つまり、試薬供給部１１）を介してオンラインサンプルが反応セル２４に追加される前に、前処理ユニットA又は前処理ユニットBによってオンラインサンプルを前処理する。また、前処理しなくてオンラインサンプルが直接に反応セル２４に追加されても良い。検出が完了した後、空気混合ポンプ２１及びシリンジ２２を介して反応後の液体が、廃液バケツ２５に排出される。

また、図３に示すように、本発明に係る他の実施形態では、修正部１８をさらに備える。修正部１８は、制御部１４、及び結果分析部１５と通信可能に接続される。結果分析部１５は、判断を完成した後、判断結果を修正部１８にも発送する。水質分析計が要求に適合しないと判断した場合、つまり、内標回収率が規定の範囲を超え、または検出部１３により検出された前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度と前記コントロール標準液の濃度との間の差が規定の範囲を超えた場合、水質分析計を修正する。

具体的には、水質分析計が要求に適合しないと判断した場合、修正部１８は、修正指令を制御部１４に発送する。制御部１４は、当該指令によって、検出部１３が２組以上の不同の濃度の前記コントロール標準液に対応する光強度を検出するように、試薬供給部１１、供給書き換え部１２、及び検出部１３を制御し、コントロール標準液の濃度及び対応の光強度によって標準曲線を新たに作成する。

それにより、光源の経年劣化、反応セル２４の内への異物の付着などの原因で、水質分析計が要求に適合しない場合、標準曲線を新たに作成でき、水質分析計を「地表水および下水のモニタリング技術仕様」などの標準の要求に満足させる。

本発明に係る実施形態には、制御部１４、結果分析部１５、記憶部１６、通信部１７、及び修正部１８の機能は、ソフトウェアによって実現しても良いし、ハードウェアによって実現しても良いし、ハードウェアとソフトウェアの協力によって実現しても良い。

以上は本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例示的な説明だけであり、発明の範囲を限定する意図を有さない。これらの実施形態はその他の様々な形態によって実施され、発明の主旨を逸脱しない範囲内で様々な省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これらの実施形態及びその変形は発明の範囲と主旨に含まれると同時に、請求項の範囲に記載の発明及びそれに等価な範囲内にも含まれる。

１ 水質分析計、１１ 試薬供給部、１２ 供給書き換え部、１３ 検出部、１４ 制御部、１５ 結果分析部、１６ 記憶部、１７ 通信部、１８ 修正部、２１ 空気混合ポンプ、２２ シリンジ、２３ マルチポートバルブ、２４ 反応セル、２５ 廃液バケツ、２６ マルチポートバルブ、２７ 光電センサ、２８ 光源。

今、環境汚染の問題は、ますます深刻になり、環境の監視及び整備に対する要求もますます高くなっている。特に、中国の環境保護総局が公布した「地表水および下水のモニタリング技術仕様」には、地表水および下水の検出だけではなく、装置の性能の装置の検査方法も詳しく規定されている。「地表水および下水のモニタリング技術仕様」には、装置の正確さ、精度、標準曲線などを検査することが要求され、且つ内標回収率を検査することが初めて要求されている。具体的には、同じ試薬を２つに分けて取り、その一方に定量の検出待ちの試薬の標準物（内標物の体積は、元の試薬の体積の１%を超えることができない）を追加し、内標物を追加した試薬の結果と内標物を追加しない試薬の結果との差の追加した標準物の理論値に対する比、即ち内標回収率（P）は、下式によって算出する。

しかしながら、従来の水質分析計は、上記の検査を行う時、操作者が検査現場でコントロール標準液を水質分析計の注入口に接続し、且つ検出が完成した後、手計算を行う必要がある。そして、計算の結果によって、水質分析計を検査し、水質分析計が要件を満たすかどうかを判断する。

例えば、内標回収率を検査する時、操作者が試薬と内標標準液との混合物を手動で作成して、内標物を追加した試薬と内標物を追加しない試薬を順番に水質分析計の注入口に接続し、且つ検出が完成した後、内標回収率を手計算で算出する必要がある。

本願の発明に係る水質分析計は、流路を介して前記水質分析計の反応セルと連通し、各種の試薬及び/または検出サンプルを前記反応セルへ供給する試薬供給部と、前記流路に設置され、前記試薬供給部と前記反応セルとの間にあり、前記流路を置き換えることにより前記反応セルに流入する各種の前記試薬及び/または前記検出サンプルを置き換える供給置き換え部と、前記反応セルに対して設置され、前記反応セルに流入した前記試薬及び/または前記検出サンプルを検出する検出部と、前記検出部と通信可能に接続され、検出部が検出した検出結果を受信し、当該検出結果が正常値であるかどうかを判断する結果分析部と、前記試薬供給部、前記供給置き換え部、及び前記検出部と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給置き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給置き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送する制御部と、を備える。

本願の発明によれば、操作者の検査指令があると、制御部は、試薬供給指令、供給置き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給置き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送する。前記試薬供給部は、受信された試薬供給指令によって、試薬及び/または検出サンプルの供給を開始又は停止し、前記供給置き換え部は、受信された供給置き換え指令によって、流路を置き換え、供給された試薬及び/または検出サンプルの種類を選び、前記検出部は、検出指令によって、検出を開始又は停止する。そして、結果分析部は、検出された検出結果を分析し、それが正常値であるかどうかを判断する。それにより、本願の発明に係る水質分析計は、操作者の指令によって、装置の検査を自動的に行う。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る水質分析計１は、試薬供給部１１と、供給置き換え部１２と、検出部１３と、制御部１４と、結果分析部１５と、記憶部１６と、通信部１７とを備える。

供給置き換え部１２は、マルチポートバルブ２３、２６からなり、前記流路に設置され、試薬供給部１１と反応セル２４との間にあり、前記流路を置き換えることにより、反応セル２４に流入する各種の前記試薬及び/または前記検出サンプルを置き換える。

制御部１４は、試薬供給部１１と、供給置き換え部１２と、検出部１３と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給置き換え指令、及び検出指令を、試薬供給部１１、供給置き換え部１２、及び検出部１３にそれぞれ発送する。

なお、図２に示すように、本発明に係る水質分析計は、記憶部１６をさらに備える。記憶部１６は、検出部１３、制御部１４、及び結果分析部１５と通信可能に接続される。記憶部１６には、操作者で事前に設定された指令が記憶される。制御部１４は、当該指令によって、試薬供給部１１、供給置き換え部１２、及び検出部１３を制御する。検出部１３の検出結果、結果分析部１５の判断結果は、記憶部１６に記憶しても良い。

また、図１に示すように、本発明の実施形態に係る水質分析計は、通信部１７をさらに備える。通信部１７は、制御部１４、及び結果分析部１５と通信可能に接続され、ネットワークなどを介して遠隔の操作者からの指令を受信できる。遠隔の操作者は、例えば、環境保護局のスタッフである。通信部１７は、遠隔の操作者の指令を受信すると、当該指令を制御部１４に発送する。制御部１４は、当該指令によって、試薬供給部１１、供給置き換え部１２、及び検出部１３を制御する。結果分析部１５が判断を完成した後、通信部１７は、判断結果を遠隔の操作者に発送する。

具体的には、水質分析計が要求に適合しないと判断した場合、修正部１８は、修正指令を制御部１４に発送する。制御部１４は、当該指令によって、検出部１３が２組以上の不同の濃度の前記コントロール標準液に対応する光強度を検出するように、試薬供給部１１、供給置き換え部１２、及び検出部１３を制御し、コントロール標準液の濃度及び対応の光強度によって標準曲線を新たに作成する。

１ 水質分析計、１１ 試薬供給部、１２ 供給置き換え部、１３ 検出部、１４ 制御部、１５ 結果分析部、１６ 記憶部、１７ 通信部、１８ 修正部、２１ 空気混合ポンプ、２２ シリンジ、２３ マルチポートバルブ、２４ 反応セル、２５ 廃液バケツ、２６ マルチポートバルブ、２７ 光電センサ、２８ 光源。

Claims (8)

1. 流路を介して前記水質分析計の反応セルと連通し、各種の試薬及び/または検出サンプルを前記反応セルへ供給する試薬供給部と、
   前記流路に設置され、前記試薬供給部と前記反応セルとの間にあり、前記流路を書き換えることにより前記反応セルに流入する各種の前記試薬及び/または前記検出サンプルを書き換える供給書き換え部と、
   前記反応セルに対して設置され、前記反応セルに流入した前記試薬及び/または前記検出サンプルを検出する検出部と、
   前記検出部と通信可能に接続され、検出部が検出した検出結果を受信し、当該検出結果が正常値であるかどうかを判断する結果分析部と、
   前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部と通信可能に接続され、操作者の指令によって、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする水質分析計。
2. 前記制御部及び前記結果分析部と通信可能に接続された通信部をさらに備え、
   前記指令は、通信部が受信した遠隔の操作者からの指令であり、
   前記通信部は、前記指令を受信したと、前記指令を前記制御部に発送し、結果分析部が判断を完成した後、判断結果を前記遠隔の操作者に発送する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水質分析計。
3. 前記検出部は、光源及び光電センサを有し、
   前記光源は、前記反応セルの一側の面から前記反応セルの内部に検出光を照射し、
   前記光電センサは、前記光源に対向して前記反応セルの他の一側の面に配置され、前記反応セルを透過した前記検出光を受信し、前記検出光の光強度を検出し、
   前記結果分析部は、前記光強度及び前記光強度と濃度との間の関係を示す標準曲線によって、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度を算出し、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であるかどうかを判断する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水質分析計。
4. 前記試薬は、内標標準液を含み、
   前記結果分析部は、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度によって内標回収率を算出し、前記内標回収率が規定の範囲にあると、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であると判断する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の水質分析計。
5. 前記試薬は、コントロール標準液を含み、
   前記結果分析部は、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度と前記コントロール標準液の濃度との差を算出し、前記差が規定の範囲にあると、前記試薬及び/または前記検出サンプルの濃度が正常値であると判断する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の水質分析計。
6. 前記制御部及び前記結果分析部と通信可能に接続された修正部をさらに備え、
   前記結果分析部は、判断結果を前記修正部に発送し、
   前記内標回収率が規定の範囲を超えた場合、前記修正部は、修正指令を前記制御部に発送する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の水質分析計。
7. 前記制御部及び前記結果分析部と通信可能に接続された修正部をさらに備え、
   前記結果分析部は、判断結果を前記修正部に発送し、
   前記差が規定の範囲を超えた場合、前記修正部は、修正指令を前記制御部に発送する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の水質分析計。
8. 前記制御部は、
   前記修正部からの前記修正指令を受信すると、前記検出部が2組以上の不同の濃度の前記コントロール標準液に対応する光強度を検出するように、試薬供給指令、供給書き換え指令、及び検出指令を、前記試薬供給部、前記供給書き換え部、及び前記検出部にそれぞれ発送し、
   コントロール標準液の濃度及び対応の前記光強度によって前記標準曲線を新たに作成する、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の水質分析計。

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