JPH0219745A - 液体の物性値測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技秀分界 本発明は、液体の物性値測定装置、より詳細には、液体
含有物質の濃度を測定する装置に関する。

史釆技排 第１０図は、Ｕ字型の光ファイバを用いて液体の屈折率
を測定する従来技術の一例を説明するための図で、図中
、１はＵ字型光ファイバ、２は発光素子、３は受光素子
で、周知のように、Ｕ字型光ファイバ１の湾曲部が被測
定液体４内に浸漬されている。この場合、発光素子２よ
り光フアイバ１内に導入された光は該光フアイバ１内を
通って受光素子３に達するが、該光の一部は、光ファイ
バ１の外へもれて受光素子３へ到達しない。この漏洩す
る光量は、前記光ファイバ１に接している被測定液体４
の屈折率、吸収係数に依存する。そこで、被測定液体４
の屈折率を一定にして、液中に含有する光吸収特性を有
する物質の濃度Ｋを変化させると、第１１図に示す如く
、センサ出力は物質濃度依存性を有する。この原理に基
づき液体中の含有物質濃度を測定することができる。

液体には、血液のように大気と接触すると組成が変化す
るものや、揮発性液体のように大気中に開放した状態で
は溶媒の著しい蒸発が生ずるもの等もあり、このような
液体に、上記光ファイバセンサを用いる場合、液体４表
面が大気と接触しない、或いは、大気に開放しない構成
を必要とする。

そのため、液体容器５に光フアイバーセンサを密着させ
るための密閉処理１例えば、Ｏリング等のシール部材の
利用、あるいは接着剤（図示せず）による固定等が必要
となる。この場合、第１２図に示すように容器５内が複
雑な形状となるため、使用後の容器の洗浄が容易ではな
かった。

ｆＩ　　　的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、大気との接触により組成が変化する液体や揮発性
液体の濃度を３１１１定する装置において、構成が憤純
で製作しやすく、また、メンテナンスが容易な装置を提
供することを目的としてなされたものである。

＋！１−−戦− 本発明は、上記１］的を達成するために、光源と受光部
を少なくとも一部が被測定液体に接した光伝導媒体で結
合し、前記光源の発光波長を被測定液体が光吸収感度を
有する波長帯域の値に設定し、前記受光部の出力レベル
で液体の状態を検出する装置において、前記光伝導媒体
は、一方の側にのみ開放端部を有し、該開放端部を空気
を遮断する密閉部材にて密閉して液体容器内に収納され
、該密閉部材には前記光導媒体の開放端部に対応させて
光源及び受光部が形成され、光は前記液体容器壁を構成
する光伝導媒体内を伝播することを特徴としたものであ
る。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明するための斜視図、
第２図は、第１図の断面図、第３図および第４図は１本
発明による液体容器の他の実施例を示す断面図で、図中
、１１は液体容器で、該液体容器の壁１１ａが光伝導媒
体を形成している。

該容器壁内を伝播する光は、液体に接する面で全反射す
る頻度が高いほど液体への光吸収が増すため、受光部出
力の液体の吸収係数依存が強くなる。

すなわち、液体濃度に対する感度が向」ニする。そこで
、液体に接する面での全反射頻度を高めろため、光伝導
媒体１１ａ（＝容器壁）片の少なくとも１ケ所に液体側
へ曲設した曲面１１ｂが形成される。この曲面１１．　
ｂは、第２図および第３図に示す如く、液体容器１１の
側壁に形成されても、第４図に示す如く、液体容器１１
の底面に形成されてもよい。なお、液体容器１１の底面
は平面でも曲面でもよく、また、液体容器１１の゛断面
は円形、多角形のいずれでもよい。該液体容器はガラス
の溶融加工あるいは樹脂の射出成形により製作される。

１２は該液体容器１１の開放端部を密閉する部材で、弾
性を有する空気不透過な部材から成り、該密閉部材１２
の前記光導媒体１１ａの開放端部に対応する少なくとも
２ケ所に孔を設けて、１組の光源部及び受光部を形成す
る。なお、密閉部材１２を透明部材で形成してもよく、
該密閉部材１２は、圧入等の手段により前記液体容器１
１に接合される。

第５図は、前記液体容器１１への被測定液体の注入方法
を説明するた゛めの図で、まず、第５図（ａ）に示すよ
うに、液体容器１１の開放端が密閉部材１２で密閉され
る。次に、第５図（ｂ）に示すように、中空針１５を前
記密閉部材１２に貫通させ、液体容器１１内の空気を抜
き取り、真空状態にする。密閉部材１２が弾性部材であ
れば、第５図（ｃ）に示す如く中空針１５の貫通部はふ
さがり、液体容器内は真空に保たれる。このように、被
測定液体の測定前は前記容器内は大気圧以下の圧力状態
となっている。次に、第５図（ｄ）に示す如く、被測定
液体１６に接したチューブ１７の先端に中空針１５を接
続し、再び密閉部材１２を貫通させると被測定液体１６
は自動的に液体容器１１内に充填され、第５図（ｃ）に
示す如く、液体容器１１への被測定液体１６の注入が完
了する。

次に、上述のごとき装置を実際に使用した場合の実施例
について説明する。

実施例１：　（血中ヘモグロビンの測定）容器は、第２
図に示す形状（断面二円形φ２０ｍ５、肉厚３ｍｍ、全
長２０ｎ１１）のガラス容器（パイレックスＩＩ）を用
い、該容器開放端に厚みＬｏｎｅのフッ素ゴムを圧入し
た。次に上述した第５図（ａ）〜（ｅ）の工程により容
器内に血液を充填した。この時の容器内の真空度はｌ　
０−２ｔ６ｒｒとＬ７た。ハロゲンランプより光ファイ
バを通して光源部に光を入射し、受光部より出射した光
はミラーを用いて分光ｚ：（に入射させる。第６図に、
この時得られた吸収スペクＩ−ルを示す。このスペクト
ルにおける各ピーク波長は、通常の分光１ｔｌｌｌ定に
より得られた酸素化ヘモグロビンのピークに−Ｍした。

さらに、第７図にこのスペクトルのうち波長５４１ｎｍ
の吸光度の経時変化を示す。これによると、吸光度に経
時変化は、はとんど見られず、本発明によれは、血液の
組成変化なしにｔｌｌｌｌ定可能なことが判明した。ま
た、本装置は、容器形状、血液充填方法を変更すれば。

真空採血管どし２ても使用１工能である。

実施例２：（ＯｒＩＣ感光体用のＯＰ　Ｃ顔料塗布液中
のＯＩ）　Ｃ顔料ａ度測定） ０１）　Ｃ顔料塗布液は、○ｐｃ顔料を揮発性のケトン
系溶剤に分肢した液である。液体容器および、該容器へ
のＯＰＣ顔料塗布液の注入は、実施例１−の場合と同様
である。この場合の容器内の真空度は１　ｔｏｒｒとし
た。光源として、顔料に光吸収感度を有する６００ｒ＋
ｍの波長を有するＬ　Ｅ　Ｄを用い、受光素子としてフ
ォトダイオードを用いた。第８図は、顔料濃度の異なる
溶液に対するフォトダイオードの出力をプロンＩ〜した
図で、該出力により未知の濃度を決定することが可能で
あることがわかる。また、第９図には１．６ｗｊ％濃度
の液に対する出力の経時変化が示されるが、該出力が経
時的に安定であることから、本発明により揮発性液体の
信頼性の高いΔＩ１１定が可能となる。

尚、前記液体容器は、溶剤を用いた超音波洗浄により簡
単に洗浄することができる。

仇−一末 以上の説明から明らかなように１本発明によると、構成
が単純で、ガラスの溶融加工又は樹脂の射出成形の一工
程のみで作製できるため量産性がよく、またメンテナン
スも容易な液体の物性値Ｉｉ＋ｌＩ定装置を従装置るこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための斜視図、
第２図は、第１図の断面図、第３図および第・１図は、
本発明による液体容器の他の実施例を示す断面図、第５
図（ａ）〜（ｅ）は、本発明による液体の物性値測定装
置への被ａｌｌ定液体の注入方法を説明するための図、
第６図は、分光測定により得られた光の吸収スペクトル
を示す図、第７図は、第６図のスペクトルのうち、波長
５４１ｎｍの吸光度の経時変化を示す図、第８図は、顔
料ａ度と出力光量の変化を示す図、第９図は、１．６ｗ
ｔ％濃度の液に対する出力光量の経時変化を示す図５第
１０図は、従来のｈ４折率８１す定装置の例を示す図、
第１１図は、物質濃度と出力光量の変化を示す図、第１
２図は、従来の屈折率測定装置が液体容器に適用された
状態を示す図である。 １１・・・液体容器、１１ａ・・・光伝導媒体、１１１
）・・曲面、１２・・・密閉部材、１３・・光源部、１
４・・受光部、１６・・・被測定液体。 第１図 第２図 第３図 第４図 第 図 第 図 第 図 第 図 Ｉ！！科濃度／ｗｔ％ 測定開始からの時間７分 第 図 吸光層 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源と受光部を少なくとも一部が被測定液体に接し
   た光伝導媒体で結合し、前記光源の発光波長を被測定液
   体が光吸収感度を有する波長帯域の値に設定し、前記受
   光部の出力レベルで液体の状態を検出する装置において
   、前記光伝導媒体は、一方の側にのみ開放端部を有し、
   該開放端部を空気を遮断する密閉部材にて密閉して液体
   容器内に収納され、該密閉部材には前記光導媒体の開放
   端部に対応させて光源及び受光部が形成され、光は前記
   液体容器壁を構成する光伝導媒体内を伝播することを特
   徴とする液体の物性値測定装置。