JP3238280B2 - サンプリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体中に浮遊し懸濁し
ている微小粉体の形状を粉体の形状を破壊することな
く、撮影手段に対象の検液を送るためのサンプリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サンプリング装置とは、検査対象の一部
分を採取する装置であり、この装置の使用目的は、検査
対象を部分的に採取して観察・分析を行うことである。
本発明のサンプリング装置は、流動する液体中に浮遊懸
濁している微小粉体を観察・撮影するために用いられ
る。これらの微小粉体は通常数ミリメートル〜数百ミリ
ミクロンのオーダーであり、この形状の観察・撮影に
は、拡大鏡ないしは顕微鏡によらねばらならない。この
ため、これらの微小粉体を観察し鮮明な映像として撮影
するためには、これらを完全に静止状態にしなければな
らない。

【０００３】一般に、微小粉体は、運動している液体中
に分散した状態で存在している。もし液体に運動が無け
れば、微小粉体は沈降し沈殿物となってしまい「浮遊懸
濁している微小粉体」ではなくなる。液体が運動してい
ることによって、微小粉体は流動する液体中で懸濁・分
散しているのである。このため、運動している液体中の
微小粉体を、拡大鏡や顕微鏡で直接観察・撮影した場
合、必ず「ぶれ」が生じるので鮮明な撮像を観察・撮影
することができない。従って、液体の運動による「ぶ
れ」の発生を防止するために、検液の一部を分離し運動
液体と遮断し、静止状態に固定する必要がある。

【０００４】従来、運動液体の一部を分離し、元の運動
液体と遮断し固定する方法および装置として、プランジ
ャー方式、鐘筒方式などが提案されている。

【０００５】プランジャー方式は拡大鏡ないし顕微鏡を
運動液体中に浸漬し、中央の窪んだプランジャーをスラ
イドガラスに垂直の方向から移動接面させることにより
その窪みに微小粉体を固定するようにした装置である。
しかしながら、このプランジャー方式およびその装置
は、拡大鏡ないし顕微鏡が運動液体中に設置してあるた
め、液体の運動によって拡大鏡ないし顕微鏡を装備して
いる全体がその運動の影響を受け、大きな振れや細かな
微振動を受ける。特に後者の細かい振動によって、影像
に「ぶれ」を生じることがある。

【０００６】鐘筒方式は、釣り鐘状の容器で上部は気密
で下部が流動する液体中に没し開放している鐘筒の上部
に、拡大鏡ないし顕微鏡を設置したものである。使用時
には上部の気密な空気を排気して、鐘筒内で拡大鏡ない
し顕微鏡が流動する液体中に没するまで液面を上昇させ
て検液をサンプリングし、観察・撮影の時には気密の空
気を開放し液面を元の下部に戻して、拡大鏡ないし顕微
鏡が液体の運動の影響を直接受けないようにしている。
しかしながら、この鐘筒方式において運動する流体の表
面の微小な振動が、気密な鐘筒の空気相を介して観察・
撮影の検体に伝わり、結果として「ぶれ」を発生させる
ことがある。

【０００７】上記の従来方法およびその装置のほかに、
拡大鏡ないし顕微鏡を運動液体中に浸漬せず、検体を含
む対象の検液をポンプなどでサンプリングする導液形の
方法およびその装置、すなわち「サンプリング装置」が
考えられている。ポンプとは、流体に陰圧・陽圧の差圧
を動力によって発生させ、高い圧力の位置へと流体を輸
送する機械である。一般的には、揚程を発生させ、低い
位置にある流体を高い位置に移送する機械である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでサンプリング
装置で用いられるポンプには、揚程である上記差圧を発
生させる動力の力学原理によって、回転運動方式と往復
運動方式に大別される。

【０００９】前者の回転運動方式のポンプとして、羽根
車を用いる渦巻ポンプや回転ポンプがある。これは羽根
車を高速で回転させて生じる揚力の反作用で流体に差圧
を与えるものである。羽根車が高速で回転するために強
力な剪断力が発生し、この強力な剪断力により液体中で
懸濁・分散している微小粉体は粉砕されてしまう。この
ため、液体中の微小粉体の形状および状態そのものを観
察・撮影する場合、極めて不具合なものとなる。

【００１０】後者の往復運動方式のポンプとして、ダイ
ヤフラムポンプ、ベローズポンプ、プランジャーポンプ
がある。これらは、ダイヤフラム、ベローズ、シリンダ
ー等の容器の容積を縮小・拡大を連続的に繰り返し、容
器の入口と出口に取り付けた逆止弁の交互作用で、流体
を一定の方向に移送するものである。しかし、この種の
タイプのポンプは、その容器の入口と出口は非常に狭
く、検液が容器に出入りする時に一瞬ではあるが検液に
強い剪断力が与えられ、そのため検液中の微小粉体が粉
々に破砕されてしまい、液体中の微小粉体の形状および
状態そのものを観察・撮影するためには、極めて不具合
なものである。

【００１１】この発明は、このような点を考慮してなさ
れたものであり、流動する液体中に懸濁している微小粉
体の形状を壊さずに、かつ液体の運動による検体の揺動
を防止して検液をサンプリングすることができ、微小粉
体の形状の鮮明な映像を観察・撮影するためのサンプリ
ング装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上端および下
端に各々空気管および排液管が接続された細長状タンク
と、このタンクの下端近傍にその上端が接続され、下端
が液体中に浸された導液管と、前記空気管に接続され前
記タンク内を陰圧とするエアポンプと、前記排液管に接
続されたバルブと、を備えたことを特徴とするサンプリ
ング装置である。

【００１３】

【作用】エアポンプを作動させタンク内を陰圧にあるこ
とにより、液体中からタンク内に導液管を経て検液が流
入する。エアポンプの作動を停止するとともに、バルブ
を開としてタンク内の検液を排液管から流出させる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１および図２は本発明によるサンプリン
グ装置の第１の実施例を示す図である。

【００１５】図１は、サンプリング装置１を構成する各
部材を示す図である。図１において、サンプリング装置
１は容器１２を備え、容器１２内に細長状のタンク３が
配設されている。また細長いタンク３の下端近傍に、入
口５を介して導液管４の上端が連結されている。導液管
４の下端は液体Ｌ中に浸されている。また、タンク３の
上端および下端に、空気管６および排液管７が各々接続
され、排液管７にはバルブ８が取り付けてある。

【００１６】図１において、バルブ８は、駆動モータ９
とシャフト１０を介して連結され、駆動モータ９によっ
て駆動される。また、バルブ８の出口側には、注入ノズ
ル１１が取り付けられている。これらの部品は、容器１
２内において支持台１３により固定されている。

【００１７】図２はサンプリング装置１を制御する制御
器２の各部品の接続図である。制御器２は容器である防
湿箱１４を有し、この防湿箱１４内に、シーケンスコン
トローラ１５、エアバルブ１６、エアポンプ１７および
操作パネル１８が配置されている。このうちエアバルブ
１６とエアポンプ１７の吸引側は、サンプリング装置１
の空気管６に接続している。またエアポンプ１７の吐出
側は、排気管１９に接続され、この排気管１９は防湿箱
１４の外方に延びている。さらにシーケンスコントロー
ラ１５および操作パネル１８から、バルブ電線２０が防
湿箱１４の外方へ延び、このバルブ電線２０は駆動モー
タ９と接続されている。なおエアバルブ１６、およびエ
アポンプ１７は、シーケンスコントローラ１５または操
作パネル１８により起動・停止される。

【００１８】つぎに、このような構成からなる本実施例
の作用について説明する。本実施例のサンプリングの１
サイクルは１２０秒となっている。シーケンスコントロ
ーラ１５に電源が投入されると、シーケンスコントロー
ラ１５のプログラムが動きだし、まずエアポンプ１７が
６秒間起動しタンク３内を陰圧とする。この場合、図１
に示すように、運動する液体Ｌの液面ＷＬ₃ 下から、検
液が吸い込まれて導液管４を上昇し、タンク３に流入し
てタンク３内の液位ＷＬ₁ まで達する。エアポンプ１７
が停止すると同時に、エアバルブ１６とバルブ８の開信
号がシーケンスコントローラ１５から発せられる。この
場合、エアバルブ１６が開いて陰圧のタンク３内に空気
が吸い込まれ、タンク３内の液位ＷＬ₁ は急降下し、入
口５の液位ＷＬ₂ に達する。この間、タンク３内の検液
は、導液管４を逆流し、導液管４内の汚れを落しながら
元の液体Ｌ中に戻される。次に、駆動モータ９が作動し
てシャフト１０が回転し、バルブ８が開き始める。本実
施例のバルブ８はボール形のバルブで、９０度回転して
全開となるのに５０秒程度かかる。この場合、タンク３
内の検液がバルブ８を経て注入ノズル１１から流下し、
所定時間経過後にバルブ８が閉となる。

【００１９】本実施例によれば、運動する液体Ｌから一
度タンク３内に検液を流入させ、その後タンク３内の検
液を排出管７から流出させることにより、検液中の微小
粉体を破砕することなくサンプリングすることができ
る。

【００２０】次に、図３により本発明の第２の実施例に
ついて説明する。図３は本発明によるサンプリング装置
を、微小粉体の形状を観察・撮影する装置（例えば特願
平３−３２１９１５、特願平４−２５６７５３で提案し
た水中粉体撮像装置）に装着した場合の構成を示した配
置図である。

【００２１】図３において、図１および図２に示すサン
プリング装置と同一部分には同一符号を付して詳細な説
明は省略する。図３に示すようにサンプリング装置１
は、支持板２６を介して地面ＧＬに固着された防流筒２
７を備え、防流筒２７の下端には液体Ｌが通過する開口
２７ａが形成されている。この防流筒２７内の略中央
に、画像検出プローブ部分のみを示す水中粉体撮像装置
３０が配設されている。この水中粉体撮像装置３０は、
支持管２１と、撮像容器２２と、照明容器２３と、アク
チュエータ２４と、プレパラート２５とからなってい
る。

【００２２】また、防流筒２７内に、空気管６および排
液管７が接続されたタンク３と、バルブ８を有する導液
管７と、駆動モータ９とが各々配置されている。また、
導液管４の下端は、防流筒２７下部内に流入する液体Ｌ
中に浸されている。図３において、タンク３内にサンプ
リングされた検液は、注入ノズル１１から、水中粉体撮
像装置３０のプレパラート２５に取り付けられた検体ト
レイ２８に注がれるようになっている。

【００２３】シーケンスコントローラ１５により行われ
るサンプリングの動作シーケンスは、水中粉体撮像装置
の図示しないコントローラによる撮像シーケンスと同期
するようになっている。

【００２４】なお、図３において、水中粉体撮像装置１
は必ずしも防流筒２７の中に配置する必要は無く、防流
筒２７外方に配置し、より長い導液管４で検液を水中粉
体撮像装置までサンプリングしても良い。その場合、エ
アポンプ１７の作動時間はより長くなるのは当然であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
運動する液体から一度タンク内に検液を流入させ、その
後タンク内の検液を排液管から流出させることにより、
微小粉体を破砕することなく検液をサンプリングするこ
とができる。このため、排液管からの検液を観察・撮影
装置により観察・撮影することにより、検液中の微小粉
体の形状を極めて鮮明な静止画像として観察・撮影する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるサンプリング装置の第１の実施例
を示す構成図。

【図２】サンプリング装置を制御する制御器を示す構成
図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図。

【符号の説明】

１ サンプリング装置 ２ 制御器 ３ タンク ４ 導液管 ８ バルブ ９ 駆動モータ １１ 注入ノズル １６ エアバルブ １７ エアポンプ ２７ 防流筒 ３０ 水中粉体撮影装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉 田 まゆみ 東京都府中市東芝町１ 株式会社東芝 府中工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上端および下端に各々空気管および排液管
   が接続された細長状タンクと、 このタンクの下端近傍にその上端が接続され、下端が液
   体中に浸された導液管と、 前記空気管に接続され前記タンク内を陰圧とするエアポ
   ンプと、 前記排液管に接続されたバルブと、 を備えたことを特徴とするサンプリング装置。
2. 【請求項２】少なくともタンクと、空気管および排液管
   と、導液管と、バルブとを収納し、下端に開口を有する
   防流筒を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のサ
   ンプリング装置。