JPH05232083A - 電解質溶液の測定方法及び電解質測定装置 - Google Patents

電解質溶液の測定方法及び電解質測定装置

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JPH05232083A
JPH05232083A JP4072869A JP7286992A JPH05232083A JP H05232083 A JPH05232083 A JP H05232083A JP 4072869 A JP4072869 A JP 4072869A JP 7286992 A JP7286992 A JP 7286992A JP H05232083 A JPH05232083 A JP H05232083A
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JP
Japan
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temperature
voltage
membrane electrode
electrolyte
measuring
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JP4072869A
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Kazutoshi Masaoka
一敏 正岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で温度変化による影響を無くすこ
とができ,且つ,コストの低減,装置の小型化を図る。
また,ウォーミングアップにかかる時間を省き,測定を
随時可能にする。また,被検液の温度を予め膜電極の環
境温度と同一に保持する必要を無くして,高速処理を可
能とする。更に,測定開始,或いは,間欠的に測定する
場合でも,高精度の測定を可能とする。 【構成】 被検液を膜電極に接触させて,被検液と膜電
極との間の電圧(電位差)によって電解質濃度を測定す
る電解質溶液の測定方法において,被検液の流路内の温
度を測定し,測定した温度に基づいて温度による変化電
圧を求め,膜電極の出力電圧から変化電圧を差し引くこ
とにより,温度による影響を補正した被検液と膜電極と
の間の電圧を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電解質溶液の測定方法及
び電解質測定装置に関し,より詳細には,臨床検査の自
動分析装置に使用される高速処理に最適な電解質溶液の
測定方法及び電解質測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電解質溶液の測定方法及び電解質
測定装置では,電解質溶液の濃度を測定する場合,所定
のチューブ等を用いて被検液を導いて膜電極に接触さ
せ,膜電極の膜面での電気化学的平衡状態が安定するま
での一定時間,被検液を静止させた後,膜電極の電位を
測定して電解質溶液の濃度を測定している。
【0003】尚,このときの膜電極の出力が温度によっ
て変化するため,従来の電解質測定装置では,膜電極自
身或いは膜電極を含む環境を一定の温度環境に保ち,更
に,ヒータや,恒温槽等の装置を用いて被検液の温度も
予め同一の温度に保持するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
電解質溶液の測定方法及び電解質測定装置によれば,温
度による膜電極の出力変化をなくすために,ヒータや,
恒温槽等を用いているため,構成が複雑となりコストが
高くなるという問題点や,装置全体が大型化するという
問題点があった。
【0005】また,従来の電解質溶液の測定方法及び電
解質測定装置では,膜電極自身或いは膜電極を含む環境
を一定の温度環境に保ち,更に,被検液の温度を予め同
一の温度に保持することにより,温度による影響をなく
し,膜電極の出力を安定させているため,測定に先立っ
て温度コントロールを行うためのウォーミングアップが
必要であり,測定可能になるまでに時間がかかるという
問題点があった。
【0006】また,被検液の温度追従が必要であるた
め,高速処理が困難であるという問題点もあった。
【0007】また,ウォーミングアップによって温度コ
ントロールを行っても,測定開始,或いは,間欠的に測
定する場合には,温度バランスが崩れるため,精度の良
い測定ができないという問題点があった。
【0008】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て,簡単な構成で温度変化による影響を無くすことがで
き,且つ,コストの低減,装置の小型化が図れることを
目的とする。
【0009】また,本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって,ウォーミングアップにかかる時間を省き,測
定を随時可能にすることを目的とする。
【0010】また,本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって,被検液の温度を予め膜電極の環境温度と同一
に保持する必要を無くして,高速処理を可能とすること
を目的とする。
【0011】また,本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって,測定開始,或いは,間欠的に測定する場合で
も,高精度の測定が行えることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために,被検液を膜電極に接触させて,被検液と
膜電極との間の電圧(電位差)によって電解質濃度を測
定する電解質溶液の測定方法において,被検液の流路内
の温度を測定し,測定した温度に基づいて温度による変
化量を求め,膜電極の出力電圧に変化量を補償し,温度
による影響を補正した被検液と膜電極との間の電圧を得
る電解質溶液の測定方法を提供するものである。
【0013】また,本発明は上記の目的を達成するため
に,被検液の電圧を測定する膜電極と,被検液の流路内
の温度を測定する温度センサと,温度センサの測定した
温度値を入力し,膜電極の温度特性に基づいて増幅率を
可変し,温度による変化電圧を出力する増幅器と,膜電
極の出力電圧に変化量を補償する差動増幅器とを備えた
電解質測定装置を提供するものである。
【0014】
【作用】本発明の電解質溶液の測定方法及び電解質測定
装置は,温度センサによって被検液の流路内の温度を直
接測定し,増幅器で変化電圧を求め,差動増幅器で膜電
極の出力電圧から温度による変化電圧分を相殺して,目
的の成分のみの出力電圧を得る。
【0015】
【実施例】以下,本発明の電解質溶液の測定方法及び電
解質測定装置の一実施例について,図面を参照して詳細
に説明する。
【0016】図1は,本実施例の電解質測定装置の概略
構成を示し,被検液Sをサンプリングするためのシッパ
ーチューブ101と,被検液Sの各電解質(Cl,Na,
K)の電位を測定するためのイオン選択性膜電極102
a,102b,102cと,被検液Sの流路内の温度を
測定する温度センサ102dと,シッパーチューブ10
1を介して被検液Sを吸引するためのペリスタポンプ1
03と,イオン選択性膜電極102a,102b,10
2cで測定した電位からペリスタポンプ103の脈動に
よって発生する脈動ノイズ成分を除去するための脈動ノ
イズフィルター104と,各電極102a〜102cの
出力電圧(図中にCl,Na,Kで記載),及び,温度セン
サ102dによる測定温度Tを入力して,温度Tにおけ
る変化電圧を補正する温度補償回路105と,温度補償
回路105で温度Tにおける変化電圧分の相殺された各
電極102a〜102cの補正後の測定電圧から被検液
Sの電解質濃度を演算するCPU106と,測定結果
(電解質濃度)を出力するためのプリンター107及び
表示器108とを備えている。
【0017】尚,イオン選択性膜電極102aは,電解
質としてCl(塩素)を選択的に測定するものであり,本
実施例では超積層固体化分子配向性膜(MO膜)電極を
使用する。また,イオン選択性膜電極102bは,電解
質としてNa(ナトリウム)を選択的に測定するものであ
り,本実施例ではクラウンエーテル膜電極を使用する。
また,イオン選択性膜電極102cは,電解質としてK
(カリウム)を選択的に測定するものであり,本実施例
ではクラウンエーテル膜電極を使用する。
【0018】図2は,脈動ノイズフィルター104の回
路構成を示し,膜電極102a(或いは,102b,1
02c)から信号E1 を入力して交流成分を取り出すコ
ンデンサー104aと,交流成分を増幅するためのオペ
アンプ104bと,信号E1を+入力,信号E2 を−入
力として差動増幅するオペアンプ104cと,複数の抵
抗Rとから構成される。
【0019】図3は,温度補償回路105の回路構成を
示し,膜電極102a,102b,102cの出力電圧
(ここでは,それぞれCl,Na,Kとして示す)を次段の
差動増幅器105bへ導く増幅器(バッファアンプ)1
05aと,温度センサ102dからの温度Tを電圧に変
換し,同時に増幅率を可変して各膜電極102a,10
2b,102cの持つ温度特性に対するファクターを作
り出す増幅器105Cl,105Na,105Kと,増幅器
105a及び増幅器105Cl(或いは,105Na,10
5K)の出力電圧を入力して温度による変化電圧分を差
し引いた値を出力する差動増幅器105bとから構成さ
れる。
【0020】以上の構成において,その動作を説明す
る。本実施例の電解質溶液の測定方法では,ペリスタポ
ンプ103を用いて,被検液Sに流速をかけて膜電極1
02a〜102d上を一定時間通過させ,通過途中の電
圧を測定するものである。
【0021】先ず,CPU106は,ペリスタポンプ1
03を駆動するパルスモータ(図示せず)に図4に示す
ようなパルスを印加し,ペリスタポンプ103を駆動し
て被検液Sの吸引を開始する。被検液Sはシッパーチュ
ーブ101を介して膜電極102a,102b,102
c,及び,温度センサ102dに接触した後,ペリスタ
ポンプ103の位置を通過して排液として排出される。
この時,膜電極102a,102b,102cはそれぞ
れ該当する電解質の電圧を測定して信号を出力する。膜
電極102a,102b,102cから出力された出力
電圧は,それぞれ脈動ノイズフィルター104を通過し
て,温度補償回路105へ送られる。
【0022】温度補償回路105は,温度センサ102
dからの測定温度Tから温度による変化電圧を求め,膜
電極の出力電圧から温度による変化電圧分を相殺して,
目的の成分のみの出力電圧をCPU106へ送る。CP
U106は,温度補償回路105から送られてくる出力
電圧のうちパルスモータの駆動開始から所定時間経過し
た時点(図4の測定点)の信号を測定電圧として取り込
む。換言すれば,図4に示すように,所定のパルス数で
吸引しながら被検液Sの電圧を測定する。
【0023】従って,膜電極102a,102b,10
2cの膜面での電気化学的平衡状態に達する時間が,流
速をかけることによって静止状態よりも速くなり,高速
処理が可能となる。本実施例では,300検体/h以上
の高速処理を実行することができる。
【0024】次に,脈動ノイズフィルター104の具体
的な動作について説明する。図1において,ペリスタポ
ンプ103を用いて被検液Sを膜電極102a,102
b,102cへ導く際,膜電極102a,102b,1
02cが圧力変動を受けて,出力電圧に脈動ノイズが乗
り,これがデータを悪くする原因となる。従って,本実
施例では脈動ノイズフィルター104を用いてこの脈動
ノイズを除去している。
【0025】図2に示すように脈動ノイズフィルター1
04の入力信号を信号E1 とした場合,信号E1 は,図
5(a)に示すように,目的とする真の信号と,ペリス
タポンプ103の脈動が原因となって発生したノイズと
が合成された信号(真の信号+ノイズ)である。
【0026】脈動ノイズフィルター104は,コンデン
サー104aによって信号E1 から交流成分(即ち,ノ
イズ)のみを取り出し,オペアンプ104bで増幅して
図5(b)に示す信号E2 を得る。次に,オペアンプ1
04cで信号E1 を+入力,信号E2 を−入力として差
動増幅を行い,信号E3 を出力する。従って,これら2
つの信号を入力としてオペアンプ104cから出力され
る信号E3 は,信号E3 =(真の信号+ノイズ)−ノイ
ズ=真の信号となる(図5(c)参照)。
【0027】換言すれば,脈動ノイズフィルター104
は,膜電極102a(或いは,102b,102c,1
02d)の出力電圧から交流成分を取り出し,交流成分
を反転させて前記出力電圧に加算すること(差動増幅す
ること)により,脈動ノイズを除去し,真の信号のみを
取り出している。
【0028】このような脈動ノイズフィルター104を
使用することにより,ペリスタポンプ103の脈動に起
因する脈動ノイズを確実に除去することができる。ま
た,この際ノイズの除去は,ノイズの周期に関係するも
のの,ノイズの振幅には無関係に除去できる。例えば,
真の信号が0.1V,ノイズが5Vでもノイズの除去が
可能である。
【0029】次に,温度補償回路105の具体的な動作
について説明する。前述したように脈動ノイズフィルタ
ー104によって脈動ノイズが除去された膜電極102
a,102b,102cの出力電圧(ここでは,それぞ
れCl,Na,Kとして示す)は,温度補償回路105のそ
れぞれの増幅器105aで増幅され,差動増幅器105
bの一つの端子に入力される。一方,温度センサ102
dで測定された被検液Sの測定温度Tが増幅器105C
l,105Na,105Kに入力される。
【0030】ここで,増幅器105Clは,測定温度Tを
電圧に変換して出力するとともに,この変換の際の増幅
率を膜電極102aの持つ温度特性に対応させて可変す
る構成である。従って,膜電極102aの対象電解質Cl
の測定温度Tにおける変化電圧を出力する。同様に,増
幅器105Naは膜電極102bの対象電解質Naの測定温
度Tにおける変化電圧を出力し,増幅器105Kは膜電
極102cの対象電解質Kの測定温度Tにおける変化電
圧を出力する。
【0031】3つの差動増幅器105bは,それぞれ対
応する増幅器105a及び増幅器105Cl,増幅器10
5b及び増幅器105Na,増幅器105c及び増幅器1
05Kの出力電圧を入力して温度による変化電圧分を差
し引いた値を出力する。
【0032】前述したように本実施例の電解質溶液の測
定方法及び電解質測定装置によれば,温度補償回路10
5で温度による膜電極出力(出力電圧)の変化を補正す
るので,電極自身または電極を含む環境を一定に保つ必
要がなく,温度コントロール等を行う必要がない。ま
た,膜電極の温度と被検液の温度が同じである必要もな
い。更に,測定中に室温が大きく変化しても測定に影響
がない。
【0033】温度安定のためのウォーミングアップを必
要とせず,測定開始或いは間欠的に測定する場合でも,
精度の良い測定を行うことができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電解質溶液
の測定方法は,被検液を膜電極に接触させて,被検液と
膜電極との間の電圧(電位差)によって電解質濃度を測
定する電解質溶液の測定方法において,被検液の流路内
の温度を測定し,測定した温度に基づいて温度による変
化量を求め,膜電極の出力電圧に変化量を補償し,温度
による影響を補正した被検液と膜電極との間の電圧を得
るため,簡単な構成で温度変化による影響を無くすこと
ができ,且つ,コストの低減,装置の小型化が図れる。
また,ウォーミングアップにかかる時間を省き,測定を
随時可能にすることができる。また,被検液の温度を予
め膜電極の環境温度と同一に保持する必要を無くして,
高速処理を可能とすることができる。更に,測定開始,
或いは,間欠的に測定する場合でも,高精度の測定を行
うことができる。
【0035】また,本発明の電解質測定装置は,被検液
の電圧を測定する膜電極と,被検液の流路内の温度を測
定する温度センサと,温度センサの測定した温度値を入
力し,膜電極の温度特性に基づいて増幅率を可変し,温
度による変化電圧を出力する増幅器と,膜電極の出力電
圧に変化量を補償する差動増幅器とを備えたため,簡単
な構成で温度変化による影響を無くすことができ,且
つ,コストの低減,装置の小型化が図れる。また,ウォ
ーミングアップにかかる時間を省き,測定を随時可能に
することができる。また,被検液の温度を予め膜電極の
環境温度と同一に保持する必要を無くして,高速処理を
可能とすることができる。更に,測定開始,或いは,間
欠的に測定する場合でも,高精度の測定を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解質測定装置の概略構成を示す説明
図である。
【図2】脈動ノイズフィルターの回路構成を示す説明図
である。
【図3】温度補償回路の回路構成を示す説明図である。
【図4】ペリスタポンプを駆動するパルスモータに印加
するパルス数と時間との関係を示す説明図である。
【図5】脈動ノイズフィルターの動作を示すための説明
図である。
【符号の説明】
101 シッパーチューブ 102a 102b 102c イオン選択性膜電極 102d 温度センサ 103 ペリスタポンプ 104 脈動ノイズフィルター 104a コンデンサー 104b 104c オペアンプ 105 温度補償回路 105a 増幅器 105b 差動増幅器 105Cl 105Na 105K 増幅器 106 CPU S 被検液

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検液を膜電極に接触させて,被検液と
    膜電極との間の電圧(電位差)によって電解質濃度を測
    定する電解質溶液の測定方法において,被検液の流路内
    の温度を測定し,測定した温度に基づいて温度による変
    化量を求め,膜電極の出力電圧に変化量を補償し,温度
    による影響を補正した被検液と膜電極との間の電圧を得
    ることを特徴とする電解質溶液の測定方法。
  2. 【請求項2】 被検液の電圧を測定する膜電極と,被検
    液の流路内の温度を測定する温度センサと,前記温度セ
    ンサの測定した温度値を入力し,前記膜電極の温度特性
    に基づいて増幅率を可変し,温度による変化電圧を出力
    する増幅器と,前記膜電極の出力電圧に変化量を補償す
    る差動増幅器とを備えたことを特徴とする電解質測定装
    置。
JP4072869A 1992-02-24 1992-02-24 電解質溶液の測定方法及び電解質測定装置 Pending JPH05232083A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021139848A (ja) * 2020-03-09 2021-09-16 株式会社日立ハイテク 電解質濃度測定装置

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