JPH0619356B2 - 分析用自動サイクラおよび自動ｃｏｄ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排水等の試料を滴定等により分析する分析用
自動サイクラおよびこの自動サイクラを利用した自動Ｃ
ＯＤ測定装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、分析に関する試料作成は、手作業によるものが
多く、分注器や攪拌器の他、溶解や反応促進のための恒
温浴槽等多くの周辺機器を必要としていた。

従来からある分析用サイクラは、単に分析計に試料を導
くだけの機能しかなく、分注、攪拌、加熱等の複雑な前
処理を行う機能は乏しい。また、ＪＩＳ−Ｋ０１０２−
１７に準拠したＣＯＤ測定装置は、半自動処理タイプ、
アルカリ法連続タイプ等があり、ある程度自動化されて
いるものがある。ここに、半自動タイプとは、ヒータプ
レートの上に試料ビーカーを載せ、この試料ビーカーを
移送するもので、試薬分注、滴定等は測定者のボタン操
作によるものである。また、アルカリ法連続タイプは、
オンラインでの試料採取等自動的に行うものが市販され
ているが大掛かりな装置である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような従来のサイクラにおいては、試薬の分注、
試料の攪拌、浴槽による加熱、滴定操作等の複雑な前処
理操作は別の場所で行い、後は分析すればよいだけの状
態にしてサイクラに試料をセットしている。このため、
分析全体の効率からみると、時間や手間等の比率が圧倒
的に前処理に多く掛り、合理化の面が問題があった。ま
た、試料の溶解や加熱等を行うための試験器具を別途用
意しなければならないとともに、加熱等による試料の軽
質分の揮散を防ぐ手段も必要となり、多くの工程を必要
とするという問題点もある。

さらに、従来のＣＯＤ測定装置において、半自動処理タ
イプのもにあっては、自動化されていない作業が多く、
作業量としての省力効果に乏しい。また、アルカリ法連
続タイプにおいては、酸性法との相関が薄く採用が困難
であるのみならず、実験室等で用いるための小型かつバ
ッチ式ではないという問題点もある。

ところで、酸性法であって沸騰水浴中に試料容器を保持
した実験室用の自動分析装置としては、特開昭６０−２
２５０５４号公報に記載のものもあるが、この公報に記
載のものは、試料容器を常時浴槽内に配置し、試料の加
熱媒体と冷却媒体とを切り換える方式であり、この媒体
の切り換えに時間が掛るばかりでなく、各試料について
の加熱から測定に至るまでの時間が異なるため、測定値
のばらつきの原因となるという問題点がある。

以上のように、従来装置は、実験室用として用いられる
にしては不十分なものであった。

本発明の目的は、分析に必要な前処理をも自動的に行
え、前処理に係る作業および設備の簡素化を行うことの
できる分析用自動サイクラおよび自動ＣＯＤ測定装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上端を開口された試料容器を保持可能な複数
の試料容器保持機構を基台に対し起伏可能に設けるとと
もに、こらの試料容器保持機構を所定位置に順次移送す
る移送手段を設け、この移送手段により移送さる試料容
器の移送軌跡の途中に分析機構および温度調節可能な浴
槽を配置し、この浴槽内に試料容器を所定時間浸漬する
ための浸漬機構を設け、試料容器の開口を閉塞する蓋を
少なくとも浴槽内に浸漬されている試料容器に被嵌する
蓋被嵌機構を設け、この蓋被嵌機構は可撓性細長部材を
介して前記蓋を吊り下げる昇降可能な蓋吊り下げ用アー
ムを有し、前記蓋は試料容器の開口に被嵌された際に当
該開口内に挿入さる略円錐状のコーンを有する構成とし
たことを特徴とする分析用自動サイクラである。

また、本発明は、前記分析用自動サイクラにおいて、移
送手段により移送される試料容器の移送軌跡の途中であ
って前記分析機構および浴槽とは異なる位置に、ＣＯＤ
測定に必要な試薬を分注する分注機構を設けるととも
に、所定の試薬を分注された試料容器を攪拌する攪拌機
を設けた自動ＣＯＤ測定装置である。

本発明において、蓋被嵌機構の蓋吊り下げ用アームは、
分析機構の終点検出用電極を試料容器内に出し入れする
エレベータ機構を利用するのがよい。

〔作用〕

本発明の分析用自動サイクラにおいて、試料容器保持機
構にセットされた試料容器は、移送手段により移送され
ながら浸漬機構の作用によって浴槽内に浸漬される。こ
の試料容器の浴槽内への浸漬中において、試料容器の開
口部には蓋被嵌機構により蓋が被嵌されて試料中の軽質
成分の揮散が防止される。このようにして所定の前処理
がなされた試料容器は、前記移送手段により分析機構の
位置に移送され、この位置で所定の分析作用がなされ
る。

この際、試料容器の開口を閉塞する蓋は蓋吊り下げ用ア
ームから可撓性細長部材を介して吊り下げられているた
め、試料容器の開口位置が移動しまたは高さが変動等し
ても、可撓性細長部材が適宜撓みまたは弛むことにより
変動等を吸収して許容でき、確実な被嵌が得られる。

さらに、蓋にはコーンが形成さているため、蓋の裏面に
凝集する蒸発成分を雫として試料容器に戻せるととも
に、装着時には蓋を下降させてゆけば先ずコーンが試料
容器の開口内に挿入され、続く下降により蓋はコーンで
案内されて開口への被嵌が確実に行われる。

また、本発明の自動ＣＯＤ測定装置は、前記分析用自動
サイクラと同様にして使用されるが、この使用にあた
り、分注される試薬等がＣＯＤに適したものとされると
ともに、所定の試薬を分注された試料容器は攪拌器によ
り攪拌される点で異なる。

〔実施例〕

以下、本発明を連続ＣＯＤ測定装置に適用した実施例を
図面に基づいて説明する。

まず、第１図および第２図に基づいて本実施例の概略構
成を説明する。

サイクラ１０は、基台１１を有するとともに、この基台
１１に回転自在に支持され移送手段としてのステッピン
グモータ１２により間欠的に回転駆動される中心軸１３
を有している。この中心軸１３の上端部には複数本のア
ーム１４の一端がそれぞれ回動自在に支持され、この回
動支持によりアーム１４は、基台１１に対して起伏可能
にされている。これらの中心軸１３およびアーム１４に
より試料容器保持機構１５が構成され、試料容器保持機
構１５の各アーム１４の先端には、コニカルビーカー等
からなる上端を開口された試料容器１６がそれぞれ保持
可能にされている。

前記アーム１４に保持された各試料容器１６は、モータ
１２の駆動に伴い円形の移送軌跡を描いて第２図中時計
方向に移送される。この円形の移送軌跡の途中には、分
析機構３０が配置されるとともに、この分析機構３０に
隣接した位置において、試料容器１６の移送軌跡の下方
位置に温度調節可能な恒温浴槽４０が配置されている。
また、試料容器１６の移送軌跡の途中において、前記分
析機構３０および浴槽４０とは異なる位置に、所定の試
薬を分注する分注機構５０、所定の試薬を分注された試
料容器１６を攪拌する例えばスターラ等と言われる電磁
攪拌装置等からなる攪拌機７５および試料予備情報検出
機構８０がそれぞれ設けられている。この際、分注機構
５０は、浴槽４０の上流側直近位置１個の試料容器１６
の上方位置に設けられ、攪拌機７５は分注機構５０の下
方にある試料容器１６の下方位置に設けられ、さらに試
料予備情報検出機構８０は分注機構５０より１個以上上
流の試料容器１６の上方に設けられている。

前記分析機構３０は、逆滴定用の過マンガン酸カリウム
溶液を所定量吐出するための滴定用ノズル３１、この滴
定の終了点を検出する酸化還元電位差（ＯＲＰ）電極３
２およびＮ／４０＝0.025Nしゅう酸ナトリウム溶液を所
定量分注するためのしゅう酸ナトリウム溶液分注用ノズ
ル３３を固定された昇降部材３４を上下動させるエレベ
ータ機構３５と、電極３２からの終点検出信号が入力さ
れるとともにＮ／４０過マンガン酸カリウム溶液の使用
量からＣＯＤ分析結果を演算しかつ各部の動きを制御す
るマイクロコンピュータ等からなる演算制御機３６と、
この演算制御機３６からの出力を表示する表示器３７と
から構成さている。この分析機構３０のエレベータ機構
３５は、例えばモータ３５Ａと、このモータ３５Ａによ
り駆動される送りねじ軸３５Ｂと、この送りねじ軸３５
Ｂに螺合されるとともに昇降部材３４に固定されたナッ
ト部材３５Ｃとから構成されている。これにより、モー
タ３５Ａを正、逆転駆動することによって昇降部材３４
が送りねじ軸３５Ｂに沿って昇降するようになってい
る。

前記浴槽４０は、浴槽４０内の液を加熱するためのヒー
タ４１を備えるとともに、このヒータ４１の温度調節を
する温調器４２を備え、この温調器４２には浴槽４０内
の温度を計る温度計４３からの温度信号が入力され、こ
の温度信号により温調器４２のヒータ４１の制御が行わ
れている。また、浴槽４０には給水ライン４４が連結さ
れるとともに、この給水ライン４４には浴槽４０内への
給水量を制御する電磁弁４５が設けられ、この電磁弁４
５は、浴槽４０内の水位を検出するレベルセンサ４６に
より制御されている。これにより、浴槽４０内の水位が
低下したときは、レベルセンサ４６からの信号により電
磁弁４５が開かれ、浴槽４０内の水位が一定に保たれる
ようになっている。一方、浴槽４０内には、オーバーフ
ローライン４７が設けられ、浴槽４０内の液面が上昇し
た場合には、このオーバーフローライン４７から液が排
出されるようになっている。

前記浴槽４０は、試料容器１６が複数、例えば３個浸漬
できる大きさとされ、この試料容器１６の浴槽４０内へ
の浸漬は、浸漬機構８５によりなされ、この浸漬機構８
５は、後に詳述するようにアーム１４の下方に配置され
た案内板８９等により構成されている。この案内板８９
等により、浴槽４０の位置に移送されてきた試料容器１
６は、容器１６およびアーム１４の自重によりアーム先
端側が傾斜して浴槽４０内に浸漬され、浴槽４０内の沸
騰水に試料容器１６の３回の間欠駆動すなわち３ステッ
プ分だけ浸漬されるようになっている。

前記浸漬機構８５が設けられた位置には、蓋被嵌機構９
０が併設されている。この蓋被嵌機構９０は、前記エレ
ベータ機構３５の昇降部材３４に一端を固定された蓋吊
り下げ用アーム９１と、このアーム９１に上端を固定さ
れるとともに浴槽４０内に浸漬された試料容器１６に対
応した数すなわち３本の可撓性細長部材としてのボール
チェーン９２と、このボールチェーン９２の下端に固定
されるとともに試料容器１６の上端開口を閉塞する蓋９
３とから構成されている。この際、蓋被嵌機構９０のア
ーム９１を昇降させる手段は、分析機構３０のエレベー
タ機構３５を兼用したが、エレベータ機構３５とは別個
の昇降手段を用いてもよい。また、可撓性細長部材とし
ては、ボールチェーン９２の代りに樹脂製ひも等でもよ
い。

前記分注機構５０は、試料容器１６中の試料を酸性にす
るために加えられる（１＋２）硫酸溶液分注用ノズル５
１と、試料を脱塩処理するための２０％硝酸銀溶液分注
用ノズル５２と、Ｎ／４０＝0.025N過マンガン酸カリウ
ム溶液分注用ノズル５３と、Ｎ／４０過マンガン酸カリ
ウム溶液を収納するとともに、途中で分岐された配管５
４および５５を介して過マンガン酸カリウム溶液を前記
滴定用ノズル３１およびＮ／４０過マンガン酸カリウム
溶液分注用ノズル５３に吐出できるポンプ５６ならびに
レベルセンサ５７を備えた過マンガン酸カリウム溶液タ
ンク５８と、Ｎ／４０しゅう酸ナトリウム溶液を収納さ
れるとともに配管５９を介してしゅう酸ナトリウム溶液
を前記しゅう酸ナトリウム溶液分注用ノズル３３に所定
量吐出可能なポンプ６０およびレベルセンサ６１を有す
るしゅう酸ナトリウム溶液タンク６２と、（１＋２）硫
酸溶液を収納されるとともに配管６３を介して前記硫酸
分注用ノズル５１に硫酸溶液を所定量吐出できるポンプ
６４およびレベルセンサ６５を備えた硫酸溶液タンク６
６と、２０％硝酸銀溶液を収納するとともに配管６７を
介して硝酸銀溶液分注用ノズル５２に硝酸銀溶液を所定
量吐出できるポンプ６８およびレベルセンサ６９を有す
る硝酸銀溶液タンク７０とから構成されている。なお、
過マンガン酸カリウム溶液を移送する配管５４および５
５には、それぞれ電磁弁５４Ａおよび５５Ａが設けら
れ、前記演算制御機３６からの指令により、いずれかの
電磁弁５４Ａまたは５５Ａが開かれて過マンガン酸カリ
ウム溶液が滴定用ノズル３１あるいは分注用ノズル５３
に吐出されるようになっている。また、各タンク５８，
６２，６６，７０に接続されたポンプ５６，６０，６
４，６８もそれぞれ演算制御機３６によりその駆動を制
御され、かつ、各レベルセンサ５７，６１，６５，６９
の検出信号は、各試薬の残量指示信号として破線で示す
経路により演算制御機３６に入力されている。

前記攪拌機７５は一般に使用される攪拌機であり、例え
ば、試料容器１６内に投入される磁性体とこの磁性体を
駆動する電磁攪拌装置により構成される。

前記試料予備情報検出機構８０は、試料の前処理に必要
な各種の情報を得るために種々のセンサを有しており、
例えば、比色、pH、温度、電位、塩素濃度等の測定セン
サを有している。

前記分析機構３０の電極３２の周囲には、電極３２によ
る測定終了後に電極３２の部分を洗浄する洗浄ノズル９
５が設けられ、この洗浄ノズル９５は電磁弁９６Ａを有
する配管９６を介して各試薬タンク同様に、ポンプ９７
及びレベルセンサ９８を有する洗浄水タンク９９に接続
されている。この際、レベルセンサ９７の検出信号も、
各試薬レベルセンサ同様に残業指示信号として破線の経
路で演算制御機３６に入力されている。また、第１図中
鎖線で示されるように、配管９６Ｂにより洗浄ノズル９
５を前記浴槽４０の給水ライン４４に接続すれば、前記
洗浄水タンク９９等は省略できる。

なお、サイクラ１０の駆動用モータ１２、エレベータ機
構３５の駆動用モータ３５Ａならびに攪拌機７５の駆動
用モータ等も前記演算制御機３６によりその駆動を制御
されている。

次に、本実施例のより具体的構造を第３図ないし第７図
に基づいて説明する。

第３図には、サイクラ１０の詳細構造が示され、サイク
ラ１０の基台１１には軸受筒１７を介して中心軸１３が
回転自在に支持され、この中心軸１３の先端には複数本
のアーム１４の基端がブラケット１８およびピン１９を
介して起伏可能に支持されている。これらのアーム１４
の先端には、板ばね等により平面略Ω字状に形成された
弾性を有する容器挟み２１が固定され、この容器挟み２
１により試料容器１６の上端部が把持されている。ま
た、中心軸１３の上端部には、円板２２が固定されると
ともに、この円板２２の周縁には、各アーム１４に対応
してそれぞれＬ字状のアーム案内板２３が設けられてい
る。これらのアーム案内板２３には、下端からアーム１
４を挿入可能なスリット２３Ａが設けられ、このスリッ
ト２３Ａ内にそれぞれアーム１４が挿入されることによ
り、アーム１４の旋回時の横揺れ等が防止されている。
また、円板２２の周縁には、各アーム１４に対応してピ
ン取付穴２２Ａが形成され、これらのピン取付穴２２Ａ
には必要に応じてストップピン２２Ｂが挿入される。こ
のストップピン２２Ｂは、分析が最後となる試料容器１
６の上流直近位置に挿入され、かつ、このピン２２Ｂが
分注機構５０の位置に設けられたリミットスイッチ等の
検出器２２Ｃ（第１図参照）により検知され、最後の試
料容器１６の分注機構５０の位置への移送が検知される
ようになっている。従って、この検知後、最後の試料容
器１６が分析機構３０に移送されて分析され、さらにこ
の分析機構３０から１ステップ送られて試料容器１６の
取出しが容易となった時点でサイクラ１０のモータ１２
が停止される。

前記各アーム１４の途中には、浸漬機構８５を構成する
ローラ支持体８６を介してガイドローラ８７がそれぞれ
回転自在に取り付けられ、これらのガイドローラ８７
は、基台１１から立設された支柱８８に固定された案内
板８９に支持されている。これにより、中心軸１３の回
転に伴い回転するアーム１４の自重は、ローラ支持体８
６およびガイドローラ８７を介して案内板２３に支持さ
れ案内板２３の起伏に伴ってアーム１４が起伏するよう
になっている。この案内板２３は、第４図に示されるよ
うに、浴槽４０の部分で下方に傾斜され、浴槽４０の中
に試料容器１６を浸漬できるようになっている。この
際、アーム１４の浴槽４０からの上昇が案内板８９だけ
では円滑にいかない場合は、第４図中鎖線で示すよう
に、エアシリンダ機構等からなる上昇手段８５Ａを設け
てもよい。

前記サイクラ１０の中心軸１３の下端には、モータ１２
により駆動されるウオームホイール２０が固定されると
ともに、アーム１４の数に対応したドッグ２８Ａを等間
隔に有する割出し板２８が固定されている。この割出し
板２８の各ドッグ２８Ａに接触可能な位置には、基台１
１からリミットスイッチ２９が設けられ、このリミット
スイッチ２９により割出し板２８のドッグ２８Ａの位置
が検出されると、中心軸１３を駆動するステップモータ
１２の駆動が停止され、中心軸１３は、これらのドッグ
２８Ａすなわちアーム１４の間隔毎に間欠動作するよう
になっている。この際、アーム１４の間欠動作は、例え
ば１０分間隔とされている。

第５図ないし第７図にはエレベータ機構３５を収納した
分析機構３０の外観および蓋被嵌機構９０の部分が示さ
れている。エレベータ機構３５の昇降部材３４には、電
極ノズルホルダ３４Ａが固定されるとともに、蓋被嵌機
構９０の蓋吊り下げ用アーム９１の一端が固定されてい
る。このアーム９１の他端は、昇降部材３４から離れる
方向に延長された後、サイクラ１０の中心軸１３の中心
線を中心とした円弧状に延長され、この蓋吊り下げ用ア
ーム９１の円弧状部にはアーム１４の配設ピッチと等し
いピッチで、ボールチェーン９２を介して蓋９３が吊り
下げられている。この蓋９３のボールチェーン９２に対
する吊り下げ位置は、第７図に示されるように偏心位置
とされ、蓋９３が所定角度傾いてボールチェーン９２に
吊り下げられるようになっている。この傾き角度は、ア
ーム１４の先端に支持された試料容器１６が浴槽４０の
位置で浴槽４０内に傾斜して浸漬され、その開口部が傾
いた角度と等しくなるようにされ、昇降部材３４の昇降
に伴いボールチェーン９２を介して昇降される蓋９３が
そのままの角度で試料容器１６の開口部に嵌合するよう
になっている。また、蓋９３の下面には円錐形のコーン
９３Ａが形成され、このコーン９３Ａの作用により、蓋
９３の試料容器１６への嵌合がより容易にされるととも
に、試料容器１６内の試料から蒸発した軽質分が冷たい
蓋９３のコーン９３Ａに接触して露化し、雫となって容
器１６内に戻るようになっている。

また、電極ノズルホルダ３４Ａの下方には洗浄ノズル９
５が設けられ、この洗浄ノズル９５により電極３２の洗
浄が行われるとともに、この洗浄後の水は、測定が完了
した試料容器１６内に入るようになっている。

次に、本実施例の操作につき説明する。

本実施例における基本的作用は、ＪＩＳ−Ｋ０１０２−
１７に準拠している。すなわち、試料容器１６内に試料
１００ｍｌを入れ、第２図中矢印Ａで示す容器セット可
能範囲に位置するアーム１４に取り付ける。このセット
可能範囲Ａは、分析機構３０の直近下流側、換言すると
時計方向に隣接する位置から浴槽４０の直近上流側すな
わち反時計方向に隣接する位置までの範囲であり、図示
の実施例では最大８個の多検体セットを行うことができ
る。この際、セットする試料が前処理に先立った情報を
得る必要がある場合には、少なくとも試料予備情報検出
機構８０よりも上流側すなわち分析機構３０側に配置
し、この検出機構８０により予め前処理に必要な試料の
情報を得れるようにする。一方、試料予備情報が必要で
ない場合は、浴槽４０に最も近い位置、すなわち本実施
例における攪拌機７５が設けられた位置から順次必要個
数だけ上流側、すなわち反時計方向に向かってセットし
ていく。このセットに当り、最後の検体すなわち試料容
器１６の位置における円板２２上には各アーム１４に対
応して設けられたピン取付穴２２Ａに所定の長さのスト
ップピン２２Ｂを取り付けておき、このストップピン２
２Ｂが分注機構５０の位置にきた際、このピン２２Ｂを
検知器２２Ｃにより検知して以降の分注操作をやめ、ス
トップピン２２Ｂに近接した試料（いわゆる最後の試
料）の分析が終了した時点でサイクラ１０の駆動を停止
するようにする。より具体的には、検知器２２Ｃによる
ストップピン２２Ｂの検知後、最後の試料容器１６を浴
槽４０内の３ステップ、分析機構３０の１ステップ及び
分析機構３０から脱出して容器１６の取出しを容易にす
るための１ステップの５ステップ進行したのち停止され
ることとなる。これらの制御は、演算制御機３６により
なされる。

前述のようにして所定の試料を収納した必要数の試料容
器１６を所定のアーム１４に取り付けが完了したら、測
定条件を分析機構３０の演算制御機３６に入力して開始
ボタンを押す。これにより、分注機構５０の位置のうち
上流側にある試料容器１６には、硫酸溶液分注用ノズル
５１から（１＋２）硫酸溶液１０ｍｌの分注が行われ、
次いで、硝酸銀溶液分注用ノズル５２から２０％硝酸銀
溶液が５〜１０ｍ１分注される。この分注は、演算制御
機３６からの指令により、ポンプ６４および６８を駆動
することによって行われる。この試薬分注後、攪拌機７
５が駆動され、試料容器１６内に投入された磁性体が旋
回されて試料と試薬との攪拌がなされる。この攪拌終了
後、攪拌機７５の位置の上方にある分注機構５０の過マ
ンガン酸カリウム溶液分注ノズル５３からＮ／４０過マ
ンガン酸カリウム溶液が１０ｍｌ分注される。この過マ
ンガン酸カリウム溶液の分注が完了すると、サイクラ１
０のステッピングモータ１２が駆動され、過マンガン酸
カリウム溶液を分注された試料容器１６は、ワンステッ
プ時計方向に回動され、浴槽４０の一番目の位置に移動
される。この際、ステッピングモータ１２のワンステッ
プ毎の駆動間隔は、前述のように例えば１０分とされて
いる。

前記移動において、浸漬機構８５の案内板８９は下方に
傾斜しているから、アーム１４は自重により下方に傾斜
し、アーム１６の先端に保持された試料容器１６は、浴
槽４０内に傾斜して浸漬される。この浸漬により浴槽４
０の水位が上昇するが、この上昇した水位分の温水は、
オーバーフローライン４７を介して排水されることとな
る。また、浴槽４０内は、温調器４２とヒータ４１との
作用によりほぼ沸騰状態とされ、この沸騰水により試料
容器１６は加温されることとなる。

このようにして、試料容器１６が浴槽４０内の第１ステ
ップ位置に浸漬されると、このタイミングに対応して分
析機構３０のエレベータ機構３５が作動され、モータ３
５Ａによって昇降部材３７が下降される。この際、分析
機構３０の位置には、まだ試料を投入された試料容器１
６が位置していないため、装置駆動のタイミングをチェ
ックしている演算制御機３６により、分析機構３０の位
置にある滴定用ノズル３１およびしゅう酸ナトリウム溶
液分注用ノズル３３からは、滴定あるいは試薬の分注は
なされないようになっている。昇降部材３４の下降に伴
い、蓋被嵌機構９０の蓋吊り下げ用アーム９１も下降
し、このアーム９１にボールチェーン９２を介して吊り
下げられている蓋９３は、浸漬状態にある試料容器１６
の傾斜した開口に嵌合される。この蓋９３の閉塞によ
り、試料容器１６内の試料中に含まれている軽質分の蒸
発が防止される。

ついで、サイクラ１０の駆動間隔である１０分間が経過
すると、サイクラ１０のモータ１２が再び駆動され、浴
槽４０内に浸漬された状態の試料容器１６は、その浸漬
状態を保持したまま次のステップに移動される。さら
に、ここでワンステップ分の１０分間浸漬された後、浴
槽４０の第３ステップ位置へと移動される。

このようにして浴槽４０内に浸漬された試料容器１６
は、浴槽４０内に合計３０の分浸漬され、十分に加熱さ
れることとなる。また、この浴槽４０内での試料容器１
６のワンステップ毎の移動にあたり、移動の開始前に分
析機構３０のエレベータ機構３５が昇降方向に駆動され
るため、蓋９３は試料容器１６から外されて上昇し、蓋
９３、ボールチェーン９２等が試料容器１６の移動の邪
魔になることはない。また、この移動が完了すると、再
びエレベータ機構３５の昇降部材３４は、下降方向に移
動され、異なる位置の蓋９３が再度被嵌される。このよ
うに浴槽４０内に浸漬されている試料容器１６は、その
停止している時間は蓋９３を被嵌されており、移動に伴
う僅かな時間のみ蓋９３が開放されている。従って、こ
の開放時間における試料中の軽質分の蒸散は極めて僅か
であり、測定精度に影響することはほとんどない。

次に、浴槽４０の第３ステップ位置まで移動した試料容
器１６は、次のモータ１２の駆動により案内板８９が上
昇方向に傾斜されていることから、この案内板８９に沿
って移動するガイドローラ８７の作用によりアーム１４
とともに上昇し、最終的には水平位置となって次のステ
ップである分析機構３０の位置へと移動して停止する。
この際、第４図中鎖線で示したように、浴槽４０の下流
側に、アーム１４を案内板２３にそって上昇させる上昇
手段８５Ａを設けてあれば、この上昇手段８５Ａによっ
ても浸漬部から出て、水平になる。

試料を投入され加熱された試料容器１６が分析機構３０
の位置にくると、エレベータ機構３５のモータ３５Ａが
駆動されて昇降部材３４が下降方向に駆動される。これ
により、終点検出用酸化還元電位差電極３２とともに、
過マンガン酸カリウム溶液で逆滴定するための滴定用ノ
ズル３１およびしゅう酸ナトリウム溶液分注ノズル３３
が試料容器１６内に挿入される。この挿入後、しゅう酸
ナトリウム溶液分注ノズル３３からＮ／４０しゅう酸ナ
トリウム溶液の分注がなされる。次いで、過マンガン酸
カリウム溶液タンク５８に接続されたポンプ５６が駆動
され、かつ、電磁弁５４Ａが開放されて過マンガン酸カ
リウム溶液による逆滴定が行われる。この逆滴定の終点
が電極３２により検出されると、演算制御機３６ではブ
ランク値の補正等を行って分析結果を演算し、表示器３
７に出力して表示する。この際、制御機３６には必要に
応じてプリンタ等の印字手段が接続され、必要データが
プリントアウトされる。

滴定が完了すると、エレベータ機構３５のモータ３５Ａ
が再び駆動され、昇降部材３４の上昇がなされ、この上
昇途中で洗浄ノズル９５に配管９７および電磁弁９６を
介して洗浄水が供給され、電極３２の部分の洗浄が行わ
れる。この洗浄後の水は、測定が終わった試料容器１６
内に流下される。

このようにして分析が完了すると、サイクラ１０のモー
タ１２が再び駆動され、分析の完了した試料容器１６が
分析機構３０の次のステップへ移動することとなる。こ
の際、分析する試料容器１６が１つだけである場合に
は、この最初の試料容器１６の上流直近位置にストップ
ピン２２Ｂが立設されているため、このストップピン２
２Ｂが分注機構５０の位置にある検出器２２Ｃにより検
出されており、この検出後、さらに浴槽４０内での加熱
をされて分析機構３０で分析され、１ステップ移送され
た後サイクラ１０が停止されることとなる。一方、試料
を注入された分析用の試料容器１６が多数ある場合に
は、前述の各ステップ毎に前述と同様な操作がなされ、
最後の試料容器１６のストップピン２２Ｂが検出器２２
Ｃで検出された後、さらに移送されて容器１６が分析機
構３０の次のステップ位置にきたときに、サイクラ１０
の駆動が停止される。

このようにして、サイクラ１０の駆動が停止されると、
測定者は分析の終わった試料容器１６を取り外し、次の
分析に備えることとなる。

前述のような本実施例によれば、次のような効果があ
る。分析するための試料を注入した試料容器１６をセッ
トし、演算制御機３６をスタートさせれば、以下自動的
に試料の分析が行え、実験室的な分析を能率よく行え、
かつ、著しい省力化を行うことができる。例えば、本実
施例による省力効果として、手動でやった場合に比べ、
１つの試料容器１６の場合は約７０分の省力化ができ、
１０個の場合は約１２０分の省力効果があった。また、
測定できる試料は、１あるいはそれ以上の複数であり、
応用範囲も広い。さらに、浴槽４０は、従来例のように
加熱液と冷却液とを交換するものではないから、熱効率
がよい。

また、浴槽４０内に浸漬されている試料容器１６の開口
部は、蓋被嵌機構９０の作用により、その浸漬時間の大
半を蓋９３で被嵌されているから、試料中の軽質分の揮
散を有効に防止でき、測定精度を向上できる。さらに、
この蓋被嵌機構９０は、その駆動源として分析機構３０
におけるエレベータ機構３５の駆動源を利用しているか
ら、構造を簡単にできる。

また、蓋被嵌機構９０は、蓋９３が蓋吊り下げアーム９
１からボールチェーン９２で吊り下げられているので、
試料容器１６の開口位置が移動しまたは高さが変動等し
ても適宜撓みまたは弛むことにより変動等を吸収して許
容でき、蓋９３の試料容器１６の開口への被嵌を確実な
ものとすることができる。そして、蓋９３は、その偏心
位置をボールチェーン９２により吊られているから、傾
斜状態で浸漬されている試料容器１６の開口部への蓋９
３の嵌合を極めて円滑にでき、かつ、蓋９３のコーン９
３Ａによって蓋９３の嵌合時の案内もでき、さらに、こ
のコーン９３Ａにより蒸発成分を雫として試料容器１６
内に簡易に戻すことができる。

なお、本実施例において、試料容器１６内に注入された
試料の塩素濃度が高い場合は、脱塩処理を精度よく行う
ために、分析機構３０による硝酸銀投入前に、別途設け
たノズルにより、試料予備情報検出機構８０によって予
め把握された試料の塩素濃度に対応してその当量もしく
は当量＋αの銀イオンを投入して、塩素によるＣＯＤへ
の妨害を防ぐようにしてもよい。また、前記実施例にお
いて、分析機構３０のエレベータ機構３５は、送りねじ
軸３５Ｂを用いた例につき説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば、第８図および第９図
に示されるように、カム機構を用いたものでもよい。す
なわち、これらの図において、フレーム１０１に取り付
けられたサーボモータ１０２の出力軸には、偏心ピン１
０３を有するカム１０４が固定されている。このカム１
０４の偏心ピン１０３には、水平方向の長溝１０５Ａを
有する案内板１０５がその長溝１０５Ａで係合されてい
る。この案内板１０５は、フレーム１０１の軸受１０６
に上下方向摺動自在に設けられた昇降軸１０７の下端に
固定され、かつ、案内板１０５の一端はフレームに上端
を固定されたＬ板１０８の摺り割り溝１０８Ａに上下方
向移動可能に案内されている。前記昇降軸１０７の上端
部には、昇降部材１０９が固定され、この昇降部材１０
９に前記実施例における第５図図示の電極ノズルホルダ
３４Ａおよび蓋吊り下用げアーム９１等が固定されるよ
うになっている。この昇降部材１０９は、上方をコの字
型に開放され、このコの字部分にはシャフト１１０を介
してスライダ１１１が軸方向摺動可能に支持され、この
スライダ１１１は、ばね１１２により昇降部材１０９の
一側に付勢されている。

このように構成されたエレベータ機構１００を用いて
も、前記実施例と同様に電極３２等を昇降させることが
できる。すなわち、モータ１０２を駆動すれば、カム１
０４の回転に伴い偏心ピン１０３が回転し、長溝１０５
Ａで係合された案内板１０５は、Ｌ板１０８の摺り割り
溝１０８Ａに沿って上下動する。従って、昇降軸１０７
も上下動し、昇降部材１０９も上下動することになる。
この際、サーボモータ１０２の駆動は、カム１０４の裏
面に設けられたドッグ１１４とフレーム１０１に固定さ
れたリミットスイッチ１１５とにより行われ、ドッグ１
１４がリミットスイッチ１１５を作動させた図示の状態
で、モータ１０２は常時停止されるようになっている。
この状態は、昇降軸１０７が上昇した位置とされ、昇降
部材１０９に取り付けられる電極３２等が試料容器１６
から抜き出され、容器１６の移送時の邪魔にならないよ
うにされている。

さらに、本発明は、前記実施例のように有機物を微量に
含む水溶液や排水のＣＯＤ測定に利用できるばかりでな
く、分注機構３０による投入試薬の種類を変える等すれ
ば、他の分析装置、例えば鹸化値、水酸基化、各種の滴
定、pH値の測定等の自動測定に適用できる。この際、分
析機構５０の位置における試薬の投入のみでよい場合
は、分注機構５０は必ずしも必要でない。

また、前記実施例におけるサイクラ１０は、試料容器１
６を円周方向の軌跡に沿って移送するものであったが、
本発明はこれに限定されるものではなく、楕円状に移送
するもの等でもよく、このように楕円状に配置すれば、
少ないスペースでより多くの試料容器１６の測定をも行
うことができる。

さらに、最終試料を収納した試料容器１６の検出は前記
実施例の方法に限らず、他の方法、例えば試料容器１６
に貼付されるラベルを光学的に検知する等してもよく、
この検知信号で駆動を制御してもよい。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、試料容器に収納された試
料の分析を自動的に行うことができ、著しい省力化を図
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は全体の概略構成を示す模式図、第２図はその概
略平面図、第３図はサイクラ部分の詳細断面図、第４図
はサイクラと浴槽との一部を示す斜視図、第５図は分析
機構の平面図、第６図はその正面図、第７図は浴槽内に
おける試料容器の状態を示す断面図、第８図および第９
図は本発明に用いられるエレベータ機構の変形例を示す
もので、第８図は縦断正面図、第９図はその側面図であ
る。 １０……サイクラ、１１……基台、１２……移送手段と
してのステッピングモータ、１５……試料容器保持機
構、１６……試料容器、３０……分析機構、３２……酸
化還元電位差（ＯＲＰ）電極、３５、１００……エレベ
ータ機構、４０……浴槽、５０……分注機構、７５……
攪拌機、８５……浸漬機構、８７……ガイドローラ、８
９……案内板、９０……蓋被嵌機構、９１……蓋吊り下
げ用アーム、９２……可撓性細長部材としてのボールチ
ェーン、９３……蓋。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上端を開口された試料容器を保持可能かつ
   基台に対し起伏可能に設けられた複数の試料容器保持機
   構と、これらの試料容器保持機構を所定位置に順次移送
   する移送手段と、この移送手段により移送される試料容
   器の移送軌跡の途中に配置された分析機構と、この分析
   機構の配置位置とは異なる位置において試料容器の移送
   軌跡の下方位置に配置されて温度調節可能な浴槽と、前
   記試料容器保持機構を起伏させて試料容器を浴槽内に浸
   漬させる浸漬機構と、少なくとも浴槽内に浸漬中の試料
   容器の開口に蓋を被嵌させて当該開口を閉塞可能な蓋被
   嵌機構とを有し、この蓋被嵌機構は可撓性細長部材を介
   して前記蓋を吊り下げる昇降可能な蓋吊り下げ用アーム
   を有し、前記蓋は試料容器の開口に被嵌された際に当該
   開口内に挿入される略円錐状のコーンを有することを特
   徴とする分析用自動サイクラ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の分析用自動
   サイクラにおいて、移送手段により移送される試料容器
   の移送軌跡の途中であって前記分析機構および浴槽とは
   異なる位置に、ＣＯＤ測定に必要な試薬を分注する分注
   機構および所定の試薬を分注された試料容器を撹拌する
   撹拌機を設けたことを特徴とする自動ＣＯＤ測定装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の分析用自動
   サイクラまたは第２項に記載の自動ＣＯＤ測定装置にお
   いて、前記分析機構は試料容器内に挿入可能な終点検出
   用電極とこの電極を試料容器内に出し入れするエレベー
   タ機構とを有し、前記蓋被嵌機構の蓋吊り下げ用アーム
   は前記エレベータ機構に連結されていることを特徴とす
   る分析用自動サイクラまたは自動ＣＯＤ測定装置。