JPH04136754A - センサー流入液の温度調整法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分析装置に関するものであり、詳しくは温度依
存性を持つセンサーと液流通室を構成要素とするセンサ
ー部を有する測定装置においてセンサー部へ流入する液
の温度保障を簡便に行う方法に関する。

〔従来の技術と問題点〕

ｐＨ電極、ＤＯ電極等、温度依存性を持つセンサーは多
い。例えばＤＯ電極は微生物膜と組み合わせてバイオセ
ンサーとして使用されている。この場合のバイオセンサ
ーの構造は一方の面をＤＯ電極に接し他方の面を液が流
通する小室とし、該液流通室の中を検水、標準液、キャ
リヤー液が通過する構成となっている。キャリヤー液と
は測定対象物質を含まぬ液でブランク値を示す役割と共
に検水、標準液等の試料の一定量をセンサー部までピス
トンフローで移送し一定時間センサーと接触させる機能
を持つ。

ＤＯ電極は温度依存性が太き（１℃で４％程度の電流値
変化があり、ＤＯ電極を構成要素に用いたバイオセンサ
ーも当然の事ながら温度依存性を持つ。

この為　バイオセンサーに流入する液の温度は全て同一
にする必要があるが空気浴中では温度の調節幅を縮小す
る事は困難であり、油浴、水浴等は取り扱いに不便であ
る。

この為　温度変化の大きな場所でバイオセンサーによる
分析を行う事は事実上回能であり簡便な温度保障方法の
開発が待たれていた。

一方電極の温度特性を電気的に保障する回路を付加する
方法も理論的には可能であるが、測定装置の流通室の容
積は小さくセンサー部の温度を常時測定しながら電気回
路により保障する方法は当を得た解決策とは成り得ない
。

〔問題を解決する為の手段〕

本発明は前述の問題を解決する為２次の様に構成される
。

本発明はセンサー部に流入する液を、熱良導固体の塊の
中に埋め込まれた配管中を通過させる事を特徴とする。

また本発明はセンサーがＤＯセンサーである事を特徴と
する。

また本発明は熱良導固体が低融点金属であり、センサー
部と同一の空気浴中に存在する事を特徴とする。

熱良導固体中に液流通配管を掘削加工する事は困難であ
るが、配管を型枠内に固定し溶融金属を型枠内に注入す
れば、複雑な形状を有する小口径の配管であっても容易
に金属塊中に封入する事ができる。

液の流通配管はガラス等の非金屈材料で構成する事も可
能であるか、熱伝動性の良好な材料が好ましい事から金
属製である事が望まれる。

流通液は塩水溶液であり耐食性と価格の点でステンレス
製のチューブが最も好ましい。

しかしながら、ステンレスは高温に加熱されると耐蝕性
を喪失する欠点があり、高温の融解金属中に浸漬する事
はできない事であり、融点の低い金属を用いる事が必要
である。

ステンレスの耐蝕性を損なわない低融点金属としてはウ
ッド合金、ローズ合金、ニュートン合金等の易融性合金
が最も望ましくヒユーズ、ハンダ活字合金等はこれに次
ぐ。

固体中の配管径は測定装置の他の部分の配管径とほぼ同
一に選定すれば良く９通常２〜５ｍｍ程度の内径が選ば
れる。固体塊中を液が通過する時間。

すなわち液と固体の熱交換時間は１０秒以上が望ましり
３０秒以上が特に好ましい。

固体塊の形状は配管が内部に封入されている限り任意で
あり、偏平であっても中空であっても自由に選定する事
ができる。

〔作用〕

金属が熱の良導体である事は公知である。

この為、金属塊中の配管を通過させた液は金属塊との間
で熱交換を行い金属塊と同一温度に調整される。空気浴
の温度制御は空気の熱容量が小さい為に設定幅の広いも
のと成らざるを得ないが中心値は比較的安定している。

空気浴中に置かれた金属塊中心部の温度は、金属の熱容
量が大きい為に比較的安定しており、その中を流通する
液の温度も一定となる。金属塊の中にコイル状の配管を
加工する事は容易ではないが、つ・７ド合金、ニュート
ン合金の如く低融点の金属を融解しステンレスチューブ
のコイルを支持した型枠内に注入すれば容易に金属塊中
の配管を作る事ができる。かくして得られた一定温度の
熱良導固体塊中を通過する事により、検水、標準液、キ
ャリヤー液は該固体との熱交換により一定温度に調整さ
れる。

本方式が油浴、水浴等の液浴を用いる場合に比較して保
守が容易な事は言うまでもない。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

今回の試験に用いたＢＯＤメーターの構造を図−１に示
し本図に従ってＢＯＤメーターの操作を説明する。１の
緩衝液容器には濃度５０ｍＭのリン酸ソータ緩衝液（ｐ
Ｈ７，０）にエアレージコンを行い溶存酸素（ＤＯ）が
飽和の状態に調整し貯留している。

この液は２のチュービングポンプにより３のダンパーを
経由して４の切替バルブ（液クロ用大方バルブ）に送ら
れる。ダンパーは脈流による流量変動を平準化すると共
に液中に混入した気泡を除去する役割を持つ。

試料は防腐処理、溶存酸素濃度の調整、リン酸塩濃度の
調整を行った後に測定に供される。

切替バルブには試料の計量を行う為に５の計量チューブ
が付属している。試料計量時には緩衝液は実線の経路を
通過し、計量チューブを通ることなく６のバイオセンサ
ーに向かう。

この間にポンプ等で注入された７の調整済試料は計量チ
ューブの中を満たし、残余は外部へ排出される。

その後に緩衝液の流路が破線の経路を経由する様にバル
ブを切り替えると計量チューブ内の試料は緩衝液に押し
出されてバイオセンサーに向かう。バルブからバイオセ
ンサーに向かう液は８の本願発明温度調整器により温度
変動の平準化を行う。温度調整器は直径１５ｍｍの棒状
のウッド合金中に内径３ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３１
６）製チューブを封入して用いた。検水量は３ｍ１１通
液速度は５ｒｒＲ／ｍｉｎである。

この試験に用いたバイオセンサーの構造を図２に示す。

バイオセンサーに送られた液は９の流通室（フローセル
）を通過する。

液中の溶存酸素（ＤＯ）と有機物は１０の多孔膜を通過
し１１の微生物層に到達する。

微生物層による溶存酸素濃度の変化は１２のＤＯセンサ
ーにより電気信号として検出増幅され電流値の変化とし
て表示される。

図−３に模式的に示す様に有機物濃度が高くなると溶存
酸素は減少する。

多孔膜はポアサイズ０．４５〜５μｍのメンブランフィ
ルタ−を用いる。

今回の試験におけるバイオセンサーへの１生物の装着は
下記の如く行った。

微生物としては精糖廃水処理活性汚泥（ＭＬＶＳＳ　４
０００ｍｇ／　１）にＭＬＶＳＳと等量の濾過助剤を混
合後ポアサイズ０．４５μｍ直径２５ｍｍのアセチルセ
ルロース製メンブランフィルタ−多孔膜により吸引濾過
し微生物層側がＤＯセンサーに接する様に装着した。

濾過助剤としてはケイソウ土（関東化学株式会社製試薬
１級）を用いた。

図−１における８の温度ｇ！１器の［３０Ｄ測定誤差減
少の効果を表−１に示す。（但しＢＯＤ測定誤差は空試
験時における液温変化による電流差より求めたものであ
る。） ＢＯＤメーター内の空気浴の温度は３０±１’Ｃである
。

表−１ 以下　余白

【図面の簡単な説明】

図−１はＢＯＤメーター構造図、図−２はバイオセンサ
ーの構造、図−３はバイオセンサの原理を示す図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）温度依存性を持つセンサーと液流通室を構成要素と
   するセンサー部を有する測定装置において、 センサー部に流入する液を熱良導固体の塊の中に埋め込
   まれた配管中を通過させる事を特徴とするセンサー流入
   液の温度調整法。 ２）センサーがＤＯセンサーである事を特徴とする請求
   項１に記載の温度調整法。 ３）熱良導固体が低融点金属であり、センサー部と同一
   の空気浴中に存在する事を特徴とする請求項１に記載の
   温度調整法。