JP5906647B2 - 測定セル及び透過光式品質測定装置 - Google Patents
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Description
このような透過光式品質測定装置を用いて、粉体若しくは粒体又はペースト状、ゲル状若しくはゾル状等である非定形状の測定対象物(試料)の品質測定を行う際には、前記非定形状の測定対象物を収容する測定セルとして、円形又は四角形の断面形状を有するガラス又はプラスチック製のキュベット(例えば、特許文献3参照。)が広く用いられている。
その上、測定対象物が流動性の低い物質である場合には、キュベットの洗浄が非常に困難である。
また、キュベットに収容する測定対象物が粉体又は粒体等であると、そのつまり密度により透過光量が変動することから、透過光の測定を正確に行うことができない。
よって、キュベットに収容した粉体又は粒体等である測定対象物に対して一定の振動を与えることにより前記測定対象物を一定のつまり密度にしてから測定を行う必要があること等、作業性が悪くなる。
また、前記本体が、水平底板及び上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状の側板を有するものであり、前記蓋体が、水平板部及び上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状の側板を有するものであるのが好ましい。
その上、本体及び蓋体を上下方向に位置決めして本体の水平底板及び蓋体の水平板部により前記非定形状の測定対象物を挟むようにして、その間を光路長とする構成であり、本体及び蓋体の側板には光が照射されないことから、本体及び蓋体の側板を上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状にすることができるため、このような形状にすることにより測定セルの洗浄を比較的容易に行うことができる。
その上さらに、本体及び蓋体の側板を上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状にすることにより、抜き勾配を確保することができることから、測定セルを合成樹脂の射出成形等の量産に適した製造方法により製造することができるので、低コスト化を図ることができるため、測定セルの洗浄が困難又は非常に手間が掛かる測定対象物である場合に、測定セルを使い捨てにして作業性を向上することができる。
このような構成によれば、本体及び蓋体を相対位置決めした状態で蓋体の凸部の水平板部下面により測定対象物が押圧することができることから、測定対象物が流動性の低い物質である場合に、測定対象物の内部に気泡が入ったり、光路内の測定対象物と測定セルとの間に空間ができてしまうことがなくなるため、測定精度が高くなる。
その上、蓋体の凸部の水平板部下面により測定対象物が押圧されることから、測定対象物が粉体又は粒体等である場合に、つまり密度を略一定にすることができるため、測定精度が高くなる。
その上さらに、本体に蓋体を装着することにより粉体又は粒体等である測定対象物のつまり密度を略一定にすることができるため、粉体又は粒体等である測定対象物に対して一定の振動を与えることにより前記測定対象物を一定のつまり密度にしてから測定を行う構成と比較して、作業性を良くすることができる。
このような構成によれば、蓋体の水平板部下面により測定対象物を押圧して前記水平板部の外方下面の凹部内に一部の測定対象物を逃がし、この状態で本体及び蓋体を相対位置決めすることができることから、蓋体の水平板部下面による測定対象物の押圧により、測定対象物が流動性の低い物質である場合に、測定対象物の内部に気泡が入ったり、光路内の測定対象物と測定セルとの間に空間ができてしまうことがなくなるため、測定精度が高くなる。
その上、蓋体の水平板部下面により測定対象物が押圧されることから、測定対象物が粉体又は粒体等である場合に、つまり密度を略一定にすることができるため、測定精度が高くなる。
その上さらに、本体に蓋体を装着することにより粉体又は粒体等である測定対象物のつまり密度を略一定にすることができるため、粉体又は粒体等である測定対象物に対して一定の振動を与えることにより前記測定対象物を一定のつまり密度にしてから測定を行う構成と比較して、作業性を良くすることができる。
このような構成によれば、蓋体の光が照射される箇所の周囲内からのみ測定対象物に光が照射されることから、測定の再現性をより向上することができるため、さらに測定精度が高くなる。
このような構成によれば、本体の鍔部の上面に蓋体の鍔部の下面が当接することから、これらの鍔部同士を接着することにより容易に密閉することができるため、測定対象物の漏れを防止することができるとともに、測定対象物の乾燥による水分の変動を抑制することができる。
ここで、分光分析手段は、例えば、受光手段10により受光した測定対象物からの透過光を分光処理する分光器、必要とする波長の分光を測定するラインセンサ、該測定値を演算処理及び波形分析するとともに検量線を用いて演算処理する信号処理・制御装置等からなる。
トレー2の収容部3は有底で上面開口を有する箱状のものであり、収容部3の上端部には段部5が、収容部3の底板及び側板にはそれぞれ通孔6A及び通孔6B,6Bが形成される。
また、図5(a)の平面図、図5(b)の縦断正面図及び図5(c)の斜視図に示すように、測定セル11の蓋体13は、外周が略矩形状の水平板部及びその外周部から立起する側板により形成された蓋部16と、蓋部16の水平板部に繋がり、下方へ突出する側板及びその下端縁に繋がる水平板部により形成された凸部17とからなり、蓋部16の側板及び凸部17の側板は、上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状である。
ここで、本体12及び蓋体13は、例えば透明ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリカーボネート等の透明合成樹脂製又は透明ガラス製である。
先ず、図6(a)の縦断正面図に示すように、測定セル11の有底で上面開口を有する本体12に、食品、農産物、化粧品又は化学薬品等である粉体若しくは粒体又はペースト状、ゲル状若しくはゾル状等である非定形状の測定対象物Aを入れる。
本体12に収容する測定対象物Aの量は、厳密な量にする必要はなく、蓋体13を本体12に装着した際に凸部17の水平板部下面17Aにより押圧される程度の量とする。
このように本体12内に測定対象物Aを入れた後、図6(a)の矢印のように蓋体13を本体12に装着すると、図6(b)の縦断正面図に示すように、本体12の側板の内側面12Bに蓋体13の蓋部16の側板の外側面16Bが当接して水平方向の相対位置決めがされるとともに、本体12の段部14,14,…の上面に蓋部16の水平板部下面16Aが当接して上下方向の相対位置決めがされた状態となり、測定対象物Aは凸部17の水平板部下面17Aにより押圧され、本体12の水平底板上面12Cと蓋体13の凸部17の水平板部下面17Aとの間が所定の光路長H1となる。
したがって、このように測定セル11を保持したトレー2を透過光式品質測定装置1の装置本体に収容した状態として、図2及び図7に示すように投光手段9から光Lを照射して受光手段10により透過光を受光することにより、上述の分光分析により測定対象物Aの内部品質を測定する。
すなわち、図8(a)及び図8(b)は、蓋体13の凸部17の突出量を変えることにより所定の光路長H2,H3とした例を、図8(c)は凸部17を無くして所定の光路長H4とした例を示している。
ここで、図8(c)の測定セル11の蓋体13は、図9(a)の平面図、図9(b)の縦断面図及び図9(c)の斜視図にも示すように、蓋体13の光が照射される水平板部の外方下面に凹部18,18が形成されており、図8(c)の測定セル11では、蓋体13の水平板部下面16Aにより測定対象物Aを押圧するとともに凹部18,18内に一部の測定対象物Aを逃がしており、この状態で本体12と蓋体13とが相対位置決めされ、本体12の水平底板上面12Cと蓋体13の水平板部下面16Aとの間が所定の光路長H4となっている。
また、本体12及び蓋体13を上下方向に位置決めして本体12の水平底板及び蓋体の水平板部により測定対象物Aを挟むようにして、その間を光路長とする構成であり、本体12及び蓋体13の側板には光が照射されないことから、本体12及び蓋体13の側板を上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状にすることができるため、このような形状にすることにより測定セル11(本体12及び蓋体13)の洗浄を比較的容易に行うことができる。
さらに、本体12及び蓋体13の側板を上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状にすることにより、抜き勾配を確保することができることから、測定セル11を合成樹脂の射出成形等の量産に適した製造方法により製造することができるので、低コスト化を図ることができるため、測定セル11の洗浄が困難又は非常に手間が掛かる測定対象物である場合に、測定セル11を使い捨てにして作業性を向上することができる。
また、蓋体13の凸部17の水平板部下面17A又は水平板部下面16Aにより測定対象物Aが押圧されることから、測定対象物Aが粉体又は粒体等である場合に、つまり密度を略一定にすることができるため、測定精度が高くなる。
さらに、本体12に蓋体13を装着することにより粉体又は粒体等である測定対象物Aのつまり密度を略一定にすることができるため、粉体又は粒体等である測定対象物Aに対して一定の振動を与えることにより前記測定対象物Aを一定のつまり密度にしてから測定を行う構成と比較して、作業性を良くすることができる。
このようにすることにより、蓋体13の光が照射される箇所の周囲内からのみ測定対象物Aに光が照射されることから、測定の再現性をより向上することができるため、さらに測定精度が高くなる。
このような構成によれば、本体12の鍔部15の上面に蓋体13の鍔部19の下面が当接することから、これらの鍔部15,19同士を接着することにより容易に密閉することができるため、測定対象物Aの漏れを防止することができるとともに、測定対象物Aの乾燥による水分の変動を抑制することができる。
なお、鍔部15,19同士の接着は、本体12及び蓋体13を熱可塑性材料で製作して熱溶着又は超音波溶着等により接着してもよいし、接着剤により接着してもよい。
このような構成によれば、本体12Aに例えば粉体若しくは粒体である非定形状の測定対象物Aを山盛りにしておき、図12(b)の矢印Cのように蓋体13Aをスライドさせて測定対象物Aを擦り切りながら、本体12Aに蓋体13Aを装着することができ、この例では、本体12Aの水平底板上面12Cと蓋体13Aの水平板部下面13Bとの間が所定の光路長になる。
B 測定波長域の光を遮断する色
L 投射光
H1,H2,H3,H4 光路長
1 透過光式品質測定装置
2 トレー
3 収容部
4 摘み部
5 段部
6A,6B 通孔
7 操作部
8 表示部
9 投光手段
10 受光手段
11 測定セル
12,12A 本体
12B 内側面
12C 水平底板上面
13,13A 蓋体
13B 水平板部下面
14,14A 段部
15 鍔部
15A 下面
16 蓋部
16A 水平板部下面
16B 外側面
17 凸部
17A 水平板部下面
18 凹部
19 鍔部
Claims (7)
- 粉体若しくは粒体又はペースト状、ゲル状若しくはゾル状等である非定形状の測定対象物の内部品質を測定する透過光式品質測定装置に用いられる測定セルであって、
前記非定形状の測定対象物を収容する、水平底板及び上面開口を有する本体と、
前記上面開口を覆うように前記本体に装着される、水平板部を有する蓋体とを備え、
前記測定対象物を前記本体の収容空間に入れて前記本体に前記蓋体を装着すると、前記収容空間が密閉されるとともに、前記蓋体により押圧された前記測定対象物が前記収容空間内を移動し、前記本体の水平底板上面と前記蓋体の水平板部下面との間が所定の光路長となるように、前記本体と前記蓋体とが位置決めされることを特徴とする測定セル。 - 前記本体が、水平底板及び上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状の側板を有するものであり、
前記蓋体が、水平板部及び上方に行くにしたがって外方に傾斜するテーパ状の側板を有するものである請求項1記載の測定セル。 - 前記蓋体に、下方へ突出して下端に水平板部を有する凸部を形成し、
前記本体に前記蓋体を装着した状態で前記本体の側板と前記凸部の側板とが水平方向に離間しており、
前記凸部の水平板部下面により前記非定形状の測定対象物を押圧するとともに、前記本体の水平底板上面と前記蓋体の凸部の水平板部下面との間が所定の光路長となる請求項2記載の測定セル。 - 前記蓋体の光が照射される水平板部の外方下面に凹部を形成し、前記蓋体の水平板部下面により前記非定形状の測定対象物を押圧するとともに、前記本体の水平底板上面と前記蓋体の水平板部下面との間が所定の光路長となる請求項1記載の測定セル。
- 前記蓋体の光が照射される箇所の周囲内を透明にし、それ以外の部分を、測定波長域の光を遮断する色にしてなる請求項1〜4の何れか1項に記載の測定セル。
- 前記本体及び蓋体の上端部に外方へ水平に延びる鍔部を形成し、前記本体に前記蓋体を装着した状態で、前記本体の鍔部の上面に前記蓋体の鍔部の下面が当接する請求項1〜5の何れか1項に記載の測定セル。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の測定セルと、
前記測定セルを保持して装置本体内へ収容又は装置本体内から取り出し可能な抽斗状のトレーと、
前記トレーにより前記測定セルを前記装置本体内へ収容した状態で、前記測定セルの本体の水平底板上面と前記測定セルの蓋体の水平板部下面との間の前記非定形状の測定対象物に対して上下方向に光を照射する投光手段と、
前記測定対象物からの透過光を受光する受光手段と、
前記透過光を分光分析する分光分析手段と、
を備えた透過光式品質測定装置。
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