JPH06242008A - ガス混合物のガス状成分及び／又は蒸気状成分の比色検出のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 呈色指示薬の僅かな量にもかかわらず十分な
信号の強さを、信号送信装置のできるかぎり僅かな動力
消費量で得られかつ評価の際の誤差敏感性が減少され
た、ガス混合物のガス状成分及び／又は蒸気状成分の比
色検出のための装置。 【構成】 送信装置並びに受信装置（１９、２０、２
２）が共通の取付支持体（１８）に施与されており、こ
の場合、送信装置（１９、２０）の光は、光導波路（２
５、２７）を介して試薬支持体（１）の透明領域を導通
され、かつ支持体（１）上に通路の形で施与された反応
帯域（５）の変色が透過もしくは拡散反射の形で検出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通路の形の反応帯域の
うちの１つもしくはそれ以上が板状の試薬支持体上に設
けられており、この試薬支持体が信号送信装置及び信号
受信装置によって検出される評価位置に置かれており、
この評価位置で試薬支持体上に設けられたデータフィー
ルドが読み取り可能であり、かつ、試薬支持体が信号送
信装置から反応帯域に放出された輻射線が信号受信装置
によって検出可能である測定位置に移動可能である、通
路の形の反応帯域の変色に基づいて、ガス混合物のガス
状成分及び／又は蒸気状成分の比色検出のための装置に
関する。

【０００２】この種の装置は、ドイツ連邦共和国特許第
３９０２４０２号明細書(DE 39 02402 C1)に記載されて
いる。

【０００３】この公知の装置は、検出すべきガス混合物
のガス状成分及び／又は蒸気状成分の使用下で化学的な
呈色反応を生じさせる比色指示薬が被覆されている複数
の通路のためのチップ形の試薬支持体に関する。変色の
長さもしくは、呈色反応が反応帯域に沿って進行する速
度は、検出された成分の量もしくは濃度に対する尺度で
ある。各呈色帯域の評価は、前後して並んだ複数の放射
体の列が可視光もしくは不可視光を反応帯域に放射し、
かつ反射光が相応する検出器に反射することによって行
なわれる。信号送信装置並びに信号受信装置は、通路の
走りの均一な照射が可能である程度に反応帯域の走りに
適合していなければならない。通路及び反応帯域の小さ
な寸法のために、色指示薬の僅かな量しか比色表示に使
用することができない。受信装置のための評価信号は、
相応に小さいか、もしくは測定信号は、例えば反応帯域
中の指示薬物質の不均一な分布に帰結されうる妨害要素
に対して相応に抵抗力がない。同様に、反応帯域が不均
一に照射されることによって、測定信号の品質の粗悪化
が生じる可能性がある。

【０００４】測定の実施のために、その多数の通路の形
の反応帯域を有する公知の支持体は、自動搬送装置を用
いて評価装置内に運ばれ、この場合、評価装置内に押し
込まれる際に同時に、測定及び測定信号の評価に必要で
あるあらゆる情報が含まれているデータフィールド（例
えばバーコードの形の）が読み出される。この情報の中
には、コード化された状態で、例えば反応帯域の種類及
び数並びに、各反応帯域に標準的である、変色の長さと
検査すべきガス成分の濃度との間の関係が示されてい
る。このようにして読み取られた情報は、制御装置及び
データ変換装置（マイクロプロセッサー）に転送され
る。データフィールドの評価後に支持体は、１個もしく
はそれ以上の反応帯域が輸送装置（ポンプ）に接続され
た測定位置に移動され、この輸送装置を用いて検査すべ
きガス成分が通路の形の反応帯域をポンプ導通される。
この場合には、検査にあずかる反応帯域は、比色的な変
色の測定のために信号送信装置及び信号受信装置の輻射
範囲内に移動される。送信装置及び受信装置は、データ
フィールドを支持体の測定位置で読み取った送信装置及
び受信装置である。反応通路の通過中に、検査すべきガ
ス成分の量に応じて多かれ少なかれ指示薬は変色する。
変色区間は、変色していない反応帯域の割合から、種々
の波長の強さの反射及び／又は吸収によって信号受信装
置によって検出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、上記の装置を、より僅かな測定作用の原因となって
いる、呈色帯域のための指示薬物質の僅かな量で、それ
にもかかわらず十分な信号の強さを必要輻射線量の放射
のための信号送信装置に対するできるかぎり僅かな動力
消費量で得ることができ、この場合、同時に評価の際の
誤差敏感性が減少される程度に改善することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、透明の領域
を有する支持体が、同様に透明の試薬支持フィルムを備
えており、この試薬支持フィルム上には、通路の走りを
規定するように反応帯域が塗布されており、この反応帯
域の全てが試験すべき成分の侵入のために備えられた開
放可能な接続部を有していること、輻射線を放射する送
信ヘッドが信号送信装置を形成しかつ光学的に光導波路
に結合されており、この光導波路の放射面が反応帯域の
高さで反応帯域の透射のために試薬支持体の側面の一つ
に対向して配置されていること並びに、信号受信装置
が、反応帯域を透過した輻射線の一部の吸収のために信
号送信装置と光学的に直接結合していることによって解
決される。

【０００７】

【作用】本発明の利点は本質的に、指示薬物質の僅かな
量の最適な利用で透過光方法の場合に反応帯域の走り内
での縦方向の変色が信号受信装置によって追跡すること
ができることにあり、この場合、反応帯域の区間の走り
の均一な照射は、光導波路の放射面による連続的な照射
によって保証されている。一方で信号送信装置（即ち、
光導波路の放射面である）と、もう一方で信号受信装置
の信号に敏感な検出器表面との間隔は、装置相互の大き
すぎる間隔が原因である顕著な強度損失が回避されてい
る程度に小さな寸法に縮小されてもよい（本質的には試
薬支持フィルム及び支持体の厚さによって条件づけられ
ている）。従って、僅かな輻射能力で済み、かつそれに
もかかわらず、殆ど妨害されていない信号を期待するこ
とができる。その上、各通路全てにおける透過率測定の
形の測定信号の検出によって、種々の反応帯域を試薬支
持フィルム上に塗布することが可能となる。この場合に
はこのような反応帯域の簡単な形態は、例えばエマルジ
ョンからの試薬支持フィルム上への呈色反応に必要な反
応成分の平面的な塗布であるか或いは、試薬支持フィル
ム上に、呈色反応に必要な成分を含有している内側の被
覆を有しているガラス毛管を施与することが可能であ
る。光導波路とは、予め与えられた経路に沿って送信機
から受信機に光を導くことができるいずれかの媒体もし
くは手段のことである。

【０００８】信号送信装置は、送信ヘッドとして、デー
タフィールドの読み取りのために、赤外線を放射するＬ
ＥＤ少なくとも１個を有し、かつ、反応帯域に命中する
輻射線の放射のために、可視範囲内で発光するＬＥＤ少
なくとも１個を有する。従って、送信装置を用いて種々
の波長を使用して信号受信装置によって、その時点の測
定経過においてデータフィールドが読み取られているの
か否か、又はこれが反応帯域の縦方向の変色の評価であ
るのか否かを決定することができる。データフィールド
の評価のための赤外線ＬＥＤの使用によって、その放射
特性は、信号受信装置のスペクトル感度に適合すること
ができる。従って、本質的により良好な信号／雑音比が
達成され、その結果、データフィールドの変調されてい
ない直接の走査が可能であり、この走査は通常ならば、
例えばロック・イン増幅器(Lock-in-Verstaerker)を使
用して浪費的に実施されなければならないところであ
る。反応帯域の区間の走りを信号受信装置によってでき
るだけ完全に検出するために、一群の前後に配置された
個々の検出器もしくは、検出器アレイにまとめられた個
々の検出器を有する検出器列又は、共通の検出器支持体
上に蜂の巣状もしくは他の網目状の光に敏感な領域を有
する検出器列が受信装置に備えられていることが有利で
ある。受信装置は、順次一列に並べられた多数の個々の
検出器又は、それぞれの場合に反応帯域の長さに従って
配置されている検出器アレイを有している。この方法
で、反応帯域の幅全体並びに反応帯域の長さを反応帯域
の変色の形で追跡することができる。呈色帯域の長さを
検出することもできるし、呈色帯域の進行の速度を検出
することもできる。

【０００９】この場合に反応帯域の変色の長さの検出が
できるだけ高い局所的な解像度(Ortsaufloesung)に依存
する場合には、信号受信装置としてのＣＣＤセンサ（Ｃ
ＣＤ＝電荷結合素子(Charge Coupled Device)）が推奨
され；そうでなければ、感度特性が送信される波長に適
合可能である全ての検出器が使用可能である（例えば珪
素−フォトダイオードもしくは−トランジスタ）。

【００１０】データフィールドからの情報であれ、拡散
反射率−もしくは透過率測定からの情報であれ、検出器
列によってそれぞれの場合に該検出器列に与えられた情
報が伝送されることを保証するために、絞り装置が、一
方で光導波路の放射面と他方で信号受信装置との間の光
線の進路上に置かれていることが有利である。この絞り
装置は、データフィールド絞りを有しており、このデー
タフィールド絞りの絞りスリットが、一方では、バーコ
ードとして形成されているデータフィールドに相応しか
つ他方では検出器列に相応して走っており、データフィ
ールド絞りがバーコードの読み取りに必要とされる輻射
線に対して不透過性でありかつ反応帯域に沿った測定の
実施に必要とされる輻射線に対して透過性である材料か
らなり、データフィールド絞りが検出器列の方向に測定
フィールド絞りを後続させており、この測定フィールド
絞りが多数の測定スリットを有し、この測定スリット
は、絞りスリットに対して垂直に走っているが、しか
し、データフィールド絞りの絞りスリットに対しては平
行な平面内を走っており、測定スリットの数が検出器の
数に相応しかつ測定スリットの長さが反応帯域の幅に相
応しており、この場合、測定フィールド絞りの材料は、
データフィールドの読み出しのための波長並びに反応帯
域での透過率測定及び／又は拡散反射率測定の実施のた
めの波長に対して不透過性である。簡略化のために、バ
ーコードの読み取りに赤外線が必要であるとして、この
場合には、データフィールド絞り材料は赤外線遮断性で
あり、その結果、専ら絞りスリットを通って赤外線が透
過し、さらに、同様に赤外線に対して不透過性である測
定絞りに命中する。多数の測定スリットが絞りスリット
に対して垂直に走っているが、しかしながらデータフィ
ールド絞りに対する平行面を走っているため、データフ
ィールド絞りの絞りスリットの赤外線のすじは、測定ス
リットの数に相応して個々の輻射線束に分割され、この
全ての各輻射線束が検出器列の検出器に命中する。従っ
て、検出器列に沿った試薬支持体の移動中に種々のバー
コードは、相応して検出器に向けらる、交互の可視輻射
線と不可視輻射線を生じさせ、さらに、バーコードの明
るい部分及び暗い部分の並びに相応する、検出器の交互
の照射を生じさせる。試薬支持体が透過率もしくは拡散
反射率で読み取られなければならない場合には、例え
ば、この読み取りのために、緑色の測定輻射線が使用さ
れる。透過率測定の例の場合には、緑色の測定輻射線は
反応帯域を透過し、緑色光に対して透過性であるデータ
フィールド絞り全体を完全に透過し、さらに従って、他
の部分は緑色に対して不透過性である測定絞りの測定ス
リットの長さ全体を透射する。各検出器全てに緑色の測
定光からの、生じた輻射線の横断面が命中し、この測定
光は長さにおいて、検出器に向き合っている各測定スリ
ットに相応し、この測定スリット自体は、反応帯域の幅
に相応する。従って、検出器列が反応帯域の長さに相応
して走っているため、いずれの反応帯域も一群の測定の
すじを用いて検出器列によって検出される。得られる測
定のすじの密度は、測定絞り中の測定スリットの密度及
び検出器列中の検出器の密度に依存する。

【００１１】赤外線もしくは有色の可視光に対する上記
の種々の透過性を有する絞りは、ショット(Schott)社に
よって、BG 180の記号での色ガラスから、提供されてい
る。

【００１２】検出器列に命中する測定輻射線の収率を高
めるために、検出器列を、焦点線内に反応帯域が走って
いる円筒形の凹面鏡の垂線上に設けることが有利であ
る。反応帯域が測定輻射線によって透射される場合に
は、輻射線は場合によっては試薬支持フィルムの透明材
料で分散される可能性があり；分散された輻射線は、今
度は凹面鏡のレフレクターで反射され、反応帯域に返送
され、さらにそこから検出器に向かって反射される。従
って、反応帯域を透射する測定輻射線の他に、反応帯域
の変色支持体に生じる分散輻射線も凹面鏡での反射によ
って変色度の測定に利用することができるようになっ
た。試薬支持フィルムの変色していない透明領域を通っ
た分散輻射線並びに変色した反応帯域を通った測定輻射
線の透過後の分散輻射線は、レフレクターによって検出
され、かつ、該輻射線の少なくともかなりの部分は再度
呈色帯域に反射され、かつ利用されるために検出器に供
給される。

【００１３】反応帯域の変色度の評価は、付加的に信号
受信装置に隣接してもう１つ別の測定輻射線を放出する
拡散反射光送信装置が配置されていることによってさら
に改善することができ、この場合、この拡散反射光送信
装置の光線が反応帯域に向けられており、その結果、反
応帯域から変色度に応じて反射された光が同様に信号受
信装置によって検出される。従って、透過率測定と拡散
反射率測定との組合せによって、信号雑音によってかな
り増大された測定信号が、誤差がより僅かである評価の
ために得られる。

【００１４】透過率測定のための波長は、拡散反射率測
定のための波長と同じであってもよいか又は、異なる波
長が使用されてもよい。異なる波長の光線放射する輻射
線送信機が使用される場合には、このことによって次の
利点が生じる：即ち、種々に変色する比色指示薬を有す
る反応帯域は、それぞれの場合に該反応帯域にとってよ
り有利な波長で評価することができる。使用すべき通路
は、測定の実施前に適当な試験波長によって、変色が未
だ生じていないか否かについて試験することができる。
既に変色が生じている場合には、これは、例えば、通路
境界で密閉されていないことによってか又は誤った密閉
によって惹起される指示薬の誤作用を暗示する。さら
に、測定過程で、専ら急変もしくはある色から他の色へ
の変化として生じ、かつ白から一定の色への変色として
は生じない呈色反応を検出することもできる。この種の
色の急変反応は、第一の波長の信号から第二の波長の信
号を用いて係数が得られることによって、より良好に利
用することができる。この種の信号は、強さの弱い変化
にのみ表面化する、色のずれが唯一の波長で測定される
場合より明確に検出することができる。異なる波長は、
５００ナノメータと５６０ナノメータであってもよい。

【００１５】改善された光誘導のために、取付部材を有
する光導波路を送信ヘッドに光学的に結合することが考
えられる。光導波路は、光ブリッジ(Lichtbruecke)を通
して、受信装置に向き合っている反応帯域に導かれ、こ
の場合には放射面は、円筒形レンズに形成された状態
で、反応面の透射のために受信装置に向けられている。
この方法で、反応帯域のできるだけ広範囲の透射が達成
され、この場合、装置の構造様式は最小寸法に縮小され
ている。

【００１６】光導波路にとっての有利な装置は、光導波
路が、信号送信装置の輻射線に対して透過性であるガラ
スもしくはプラスチックからなる光ストリップ(Lichtle
iste)として形成されている点にあり、この場合、放射
面は、光ストリップの前面の端面として実現されてい
る。この種の光ストリップは、信号送信装置によってお
おわれる立体角内に放射された輻射線のできるだけ多く
を検出すること及び転送することが可能である。

【００１７】光導波路は、同様に良好にガラス繊維の束
からまとめられていてもよく、この束に信号送信装置が
光学的に結合されており、かつこの束の出口面は反応帯
域に向けられている。

【００１８】光導波路のためのもう１つ別の簡単な実施
態様は、転向ミラーの装置に見られ、この場合、送信ヘ
ッドは割り当てられた入口ミラーの焦点範囲内に配置さ
れており、かつ放射面は出口ミラーの輻射面によって具
現されている。この種の装置は、僅かな重量及び簡単な
構造を示す。

【００１９】信号送信装置と信号受信装置の装置のため
のもう１つの別の簡単な方法は、評価に必要な光を放射
する送信ヘッドを反応帯域に対して直接対向する位置に
配置することであり、その結果、該反応帯域は、送信ヘ
ッドによって照射される。この場合には透過光は、転向
せずに信号受信装置の検出器に命中する。従って反応帯
域は、信号送信装置と信号受信装置の間の直接の光線の
進路上のある種のフィルターである。この場合には放射
面及び光導波路は、送信ヘッドのレンズ状の形を有する
放射ヘッドによって形成されている。

【００２０】有利に取付支持体は、比色測定に必要な輻
射線の放射のための第一の送信ヘッドの他にデータフィ
ールドの読み取りに必要な輻射線の放射のための第二の
送信ヘッドを有している。この場合には測定輻射線は可
視範囲内にあり、かつデータフィールドの読み取りのた
めの輻射線は赤外線の波長範囲内にある。送信ヘッドの
いずれも光導波路に結合されており、この光導波路には
それぞれ測定用光ブリッジが可視範囲用に結合されかつ
読取用光ブリッジが赤外線範囲用に結合されている。２
つの光ブリッジは相互に接合され、かつ、受信装置と対
向する状態で、円筒形レンズに形成されている共通の放
射面を形成しており、このことによって反応帯域もしく
はデータフィールドは透射可能である。受信装置の感度
は、可視測定光並びに赤外線評価光に適合されている。

【００２１】信号送信装置に加えて拡散反射送信機が備
えられる場合には、信号送信装置に、第一の波長の光
（例えば５００ナノメータでの緑）を放射させ、かつ拡
散反射光送信装置に第２の波長の光（例えば５６０ナノ
メータでの黄）を放射させることが有利である。この装
置を用いることによって、公知の試薬支持体の場合に２
つの波長に対する透過率−拡散反射率比を定義して示す
ことが可能であり、かつ、未使用の試薬支持体の場合に
は該比が未変化で維持されかつ使用された試薬支持体の
場合に該比が変化することに基づいて、信号受信装置を
較正することが可能である。該比が、通常は周囲から遮
断されている反応帯域において密閉されていないことが
原因で変化する場合には、このことによって、検出装置
全体の使用可能性もしくは使用不可能性に対する指示が
示されている。

【００２２】次に、本発明の実施態様を例につき図示し
かつ詳説する。

【００２３】

【実施例】図１及び２には、板状の試薬支持体（１）が
示されており、この試薬支持体は、支持体上部（２）と
支持体下部（３）から組み立てられており、この場合、
部材（２、３）の間にフィルム複合物（４）が挟み込ま
れている。透明なプラスチック材料からなる上部（２）
によって、反応通路（６）のための基底面として形成さ
れている、平行して走る１０個の反応帯域（５）がいち
べつされる。通路（６）の末端側に侵入口（７）が備え
られており、この侵入口を通して検出すべきガス混合物
が、表示されていないポンプを用いて吸引されることに
よってか、或いは片側の開口の場合には拡散によって通
路（６）に沿った反応帯域（５）にわたって移行するこ
とができる。侵入口（７）はシール（８）（図２）で密
閉されており、このシールは、測定の実施前に突き破ら
れる。侵入口（７）は、通路（６）と通路接続部（９）
によって接続されている。支持体上部（２）の表面上
に、比色検出装置のための技術的な情報及び管理指示を
内容とするデータフィールド（１０）が印刷されてい
る。この情報は、利用者によって読み取り可能でもある
し、バーコードを用いて、表示されていない評価装置に
よって検出可能でもある。矢印（１１）は、支持体のど
ちら側が先ず評価装置に挿入されるかを示している。挿
入中にデータフィールドは読み出され、かつ、該データ
フィールド中に含まれている情報は評価装置に転送され
る。支持体（１）は、使用されていない最初の反応通路
（６）が光学的評価装置上に到達するまで評価装置中へ
と前方に押し出される。同時に、シール（８）が突き破
られた後にポンプが接続され、このポンプは、検査すべ
き測定ガスを通路（６）を通して吸引する。該測定ガス
中のガス成分の含量に応じて反応帯域（５）は多かれ少
なかれ変色する。この変色は、評価装置によって検出さ
れ、かつ測定値へと変換される。最初の通路（６）の評
価が行なわれた後に、隣接する第二の通路（６）への自
動移動が行なわれ、この第二の通路の評価は、記載の方
法と同様にして行なわれる。この方法で必要に応じて１
０個までの種々のガス試料を測定することができ、かつ
検査することができる。（データフィールド及び小試験
管の変色の自動検出のための装置は、ドイツ連邦共和国
特許出願公開第３８ ２１ ８３１号明細書に記載されて
おり、この装置は、本発明による使用ケースにおいて変
更された実施態様で支持体（１）に使用することもでき
る）。

【００２４】図２には、図１による支持体（１）から
の、通路（６）に沿った断面図が示されている。フィル
ム複合物（４）は試薬支持フィルム（１２）からなり、
この試薬支持フィルム上には、指示薬を備えた、球形に
示されたシリカゲルからなる試薬支持体（１３）が塗布
されている。試薬支持体（１３）は、通路（６）中で検
査すべきガスに暴露される。支持体上部（２）は、侵入
口（７）上に存在するシール（８）を有しており、この
シールは、例えば、表示されていないガス供給ポンプの
接続のために突き破られる。侵入口（７）を通って検査
すべきガスは、通路（６）に侵入し、かつ従って、試薬
支持体（１３）に施与された指示薬に侵入する。支持体
上部（２）は、接着継目（１４）によって環状に取り囲
まれた状態で支持体下部（３）と接合されており、この
ことによってフィルム複合物（４）は、両方の部材
（２、３）の間に挟み込まれている。

【００２５】図３には、反応通路（６）に対して横方向
に示された試薬支持体（１）がその測定位置に置かれて
いる装置が示されている。該試薬支持体は、表示されて
いない駆動装置によって動かされることによって押し動
かすことができる状態で、支持物（４６）上に設けられ
ている。装置のケーシング（１７）中に取付支持体（１
８）が設けられており、該取付支持体に測定輻射線の放
射のための送信ヘッド（１９）並びにデータフィールド
（１０）の読み取りに必要である赤外線の放射のための
送信ヘッド（２０）が取り付けられている。送信ヘッド
（１９、２０）の接続線（２１）は、象徴的に示されて
おりかつ電動のため、及び送信ヘッド（１９、２０）の
制御のための表示されていない供給装置への接続を示し
ている。同じ取付支持体（１８）に信号受信装置（２
２）が固定されており、該信号受信装置は、検出すべき
反応帯域（５）に対向して配置されている。信号受信装
置（２２）は、反応帯域（５）に沿って延びる一連の検
出器（２３）からなる。測定輻射線の放射のための送信
ヘッド（１９）は、可視範囲内で発光するＬＥＤであ
り、該ＬＥＤは、光導波路（２５）の取付部材（２４）
に光学的に結合されている。同様にして赤外線の放射の
ための送信ヘッド（２０）は、相応して発光するＬＥＤ
であり、該ＬＥＤは、赤外線を透過させる光導波路（２
７）の取付部材（２６）に結合されている。測定輻射線
のための光導波路（２５）は、測定輻射線のための上向
きに傾斜している反射面（２８）で終わっており、該反
射面は、階段状に上昇する個々の面から組み合わされて
おり、これらの個々の面はそれぞれの場合に位置及び反
射角度において、それぞれの場合に個々の面が信号受信
装置（２２）の各検出器（２３）に、輻射線について見
れば対向している程度にして一致している。同様にして
赤外線のための光導波路（２７）は取付部材に該光導波
路の対向する末端に反射斜面（２９）を備えており、こ
のことによって、支持体（１）がその最初の測定位置に
存在する際に、赤外線全体がデータフィールド（１０）
を通して放射される。反射面（２８）並びに反射斜面
（２９）は、送信ヘッド（１９、２０）の輻射線を円筒
形放射面（３０）に向けて転向し、該円筒形放射面は、
反応帯域（５）の次元に相応する。

【００２６】送信ヘッド（１９、２０）から試薬支持体
（１）の反応帯域（５）への、輻射線の転向のためのミ
ラー装置は、図４に示されている。図３から引き継がれ
ている同じシンボルは、同じ参照番号を有している。送
信ヘッド（１９）からの測定輻射線及び送信ヘッド（２
０）からの赤外線は、それぞれの場合に輻射線に割り当
てられた入口ミラー（４２）に向けられており、該入口
ミラーは凹面状に反っており、その結果、送信ヘッド
（１９、２０）はそれぞれの入口ミラー（４２）の焦点
に配置されている。ミラー（４２）から反射した輻射線
は、反射面が放射面（３０）として使用される各１個の
レフレクター（４３）に命中し、この放射面によって輻
射線が試薬支持体（１）、反応帯域（５）、絞り（３
３、３４）を透過してさらに最終的に検出器（２３）に
向けられる。ミラー（４２）及びレフレクター（４３）
は、ミラー取付台（４４）に固定されている。

【００２７】一方では送信ヘッド（１９、２０）及び他
方では信号受信装置（２２）の別の簡単な装置が、図５
に示されている。またこの場合にも図３及び４の場合と
同一の部材は同じ参照番号を有している。しかしなが
ら、図３及び４とは異なり、送信ヘッド（１９、２０）
は、試薬支持体（１）の、信号受信装置（２２）とは反
対側で、ケーシング（１７）の基底面上に取り付けられ
ている。従って、該送信ヘッドの輻射線は、直接反応帯
域（５）を透過して信号受信装置に向けられる。光導波
路及び放射面は、送信ヘッド（１９、２０）のレンズ状
の形を有する放射ヘッド（４５）によって形成されてい
る。

【００２８】図６には、図３からのいくつかの詳細部分
が図２の反応通路（６）に対して横方向に見た状態で示
されており、この場合には、この詳細部分は、測定輻射
線の検出に必要である。この場合には、取付支持体（１
８）には信号受信装置（２２）に加えて円筒形の凹面鏡
（３１）が施与されており、該凹面鏡の垂線上に信号受
信装置が検出器列（２２）の形で嵌め込まれている。同
様にして取付支持体（１８）に取り付けられかつ凹面鏡
（３１）を貫通して拡散反射光送信装置（３２）が備え
られており、該拡散反射光送信装置は、光ストリップを
有するＬＥＤからなるか又はＬＥＤ列からなり、これら
のＬＥＤは可視範囲内で輻射線を反応帯域（５）に放射
する。簡略化のために、反応帯域（５）は試薬支持フィ
ルム（１２）上に施与されており、この場合、試薬支持
フィルム（１２）の支持に必要である支持体（１）のそ
の他の部材並びに別のフィルム複合体（４）は省略され
ている。光導波路（２５）の、円筒形レンズ（３０）に
成形された放射面は、破線で示された輻射線の走りに相
応して試薬支持フィルム（１２）を通りかつ該試薬支持
フィルム上に存在する反応帯域（５）を通って測定輻射
線を放射する。この透過輻射線は、一方では直接信号受
信装置（２２）に投影し、該透過輻射線は、他方ではま
た反応帯域（５）の表面によって、かつ試薬支持フィル
ム（１２）によって分散され、さらに、信号受信装置
（２２）に隣接する凹面鏡（３１）に命中する。この分
散輻射線はそれ自体、反応帯域（５）内での変色の評価
の際に消失しているであろうが、しかしながら、凹面鏡
（３１）での反射のために反射され、反応帯域（５）に
命中し、かつこの箇所から、一定部分まで信号受信装置
（２２）に返送される。このことによって、その時点に
測定される反応帯域（５）に沿った変色の測定信号の利
用のための透過輻射線の収率が増大する。拡散反射光送
信装置（３２）は、付加的に、透過輻射線が有している
波長と異なる波長又は同じ波長の測定輻射線を放射す
る。拡散反射光送信装置（３２）は、同様にして反応帯
域（５）に向けられており、このことによって拡散反射
輻射線は同じ信号受信装置（２２）に反射される。また
この場合には、透過率測定の記載の際に説明された作用
と同じである、分散輻射線に関する作用が拡散反射の際
に生じる。示された例の場合に、拡散反射光送信装置
（３２）が凹面鏡（３１）と結合した形で示されている
場合でも、該拡散反射光送信装置の使用は、凹面鏡（３
１）が存在しているか否かには依存していない。

【００２９】図７及び図８には、概略的に、図１〜６か
らの必要な詳細部分のみを含めて、データフィールド絞
り（３３）並びに測定絞り（３４）の作用様式が示され
ている。図７には、試薬支持体（１）が読み取り位置に
置かれている状態が示されている。この場合には、バー
コードの形のデータフィールド（１０）は矢印（１１）
の方向にデータフィールド絞り（３３）の下を通って押
される。送信ヘッド（２０）から放射された赤外線は光
の矢印（３５）の方向にデータフィールド（１０）を透
射する。データフィールド絞り（３３）は、赤外線不透
過材料からなっており、その結果、絞りスリット（３
６）を通してのみ赤外線はデータフィールド絞り（３
３）を通り抜ける。絞りスリット（３６）は、その縦方
向の延びにおいてデータフィールド（１０）の幅に相応
する。絞りスリット（３６）を通り抜けた赤外線は測定
フィールド絞り（３４）に命中し、該測定フィールド絞
りは同様にして赤外線に対して不透過性である。測定フ
ィールド絞り（３４）には複数の測定スリット（３７）
を有しており、該測定スリットは、データフィールド絞
り（３３）の絞りスリット（３６）に対して垂直に走っ
ている。測定フィールド絞り（３４）は、データフィー
ルド（１０）及びデータフィールド絞り（３３）に対し
て平行にそろえられている。測定スリット（３７）の位
置は、一方では、データフィールド（１０）のコーディ
ング・ストリップ（３８）に従ってそろえられており、
即ち、各測定スリット（３７）がコーディング・ストリ
ップ（３８）にそろえられており；他方では、測定スリ
ット（３７）は、それぞれの場合に信号受信装置（２
２）の検出器（２３）に従ってそろえられている。一方
において絞りスリット（３６）と、他方において測定ス
リット（３７）との交差された配置によって、絞りスリ
ット（３６）を通り抜ける唯一の輻射線バンド（３９）
が複数の輻射線のすじ（４０）に分割され、該輻射線の
すじ（４０）は、その数において測定スリット（３７）
の数に相応する。全ての各輻射線のすじ（４０）は、こ
の各輻射線のすじに割り当てあられた検出器（２３）に
命中する。コーディング・ストリップ（３８）上の明る
い部分ないしは暗い部分の存在に応じて、相応する輻射
線のすじ（４０）が生じ、かつ検出器（２３）に向けら
れる。

【００３０】図８には概略的に反応帯域（５）が示され
ており、該反応帯域は、半分までが黒くなっている。黒
くなっている部分は、反応帯域（５）の変色を表してい
る。支持体（１）の、この場合に示された測定位置で
は、送信ヘッド（１９）から緑色の測定輻射線が光の矢
印（３５）に相応して透過の形で反応帯域（５）を導通
される。このようにして生じた透過輻射線（３５）は、
緑色の測定輻射線に対して透過性であるデータフィール
ド絞り（３３）に命中し、その結果、この絞り（３３）
は、測定輻射線に関して絞り作用を示さない。従って、
測定輻射線（３５）の全てが測定フィールド絞り（３
４）に命中し、この測定フィールド絞り自体は緑色の測
定輻射線（３５）に対して不透過性である。測定スリッ
ト（３７）の長さが反応帯域（５）の幅に相応している
ために、測定フィールド絞り（３４）を通して測定輻射
線バンド（４１）の列が生じ、この測定輻射線バンド
は、反応帯域（５）の変色していない領域に向き合って
いる測定スリット（３７）を通り抜ける。測定輻射線バ
ンド（４１）の数に相応して、検出器アレイ（２３）の
対応する検出器は測定輻射線（３５）が割り当てられ、
そして測定信号が生じ、この測定信号は、反応帯域
（５）の変色の長さに相応する。表示された例の場合に
は測定スリット（３７）のうちの２個が透射されておら
ず、それというのも、該測定スリットが、反応帯域
（５）の、測定輻射線に対して多かれ少なかれ不透過性
である、変色した領域に向き合っているからである。反
応帯域（５）の変色した領域が部分的にのみ測定輻射線
の対して透過性である場合には、全ての測定スリット
（３７）が透射されるが、しかしながら、この場合、反
応帯域（５）の変色した領域に対向している測定スリッ
ト（３７）は、その強さにおいて弱められるが；しかし
ながら、反応帯域（５）の変色していない領域に対向し
ている測定スリット（３７）を通り抜ける測定輻射線は
弱められていない。またこの場合にも信号受信装置（２
２）の検出器アレイ（２３）に沿った強さの変化によっ
て、変色領域に相応する信号が生じる。

【００３１】複数の検出器（２３）は、検出器アレイと
して、反応帯域（５）の走りに従って、相互に前後して
配置されている。従って、図８に示されている、反応帯
域（５）の変色の長さを測定することができるばかりで
はなく、変色の進行の時間的経過を追跡することもでき
る。このためには専ら、表示されていない信号変換装置
によって、設定可能な時間単位内で照射された検出器
（２３）の数を確認することが必要であるか又は、検出
器（２３）の照射とそれぞれの次の検出器の照射との間
にいかなる時間が経過したかが確認される。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数の反応通路及びデータフィールドを有する
板状の試薬支持体を示す図。

【図２】反応通路に沿った、支持体の断面図。

【図３】図２による反応通路に対して横方向に見た、プ
ラスチックからなる光ストリップを備えた、反応通路の
光学的評価のための装置の断面図。

【図４】転向ミラーが配置された、反応通路の光学的評
価のための装置の断面図。

【図５】信号送信装置と信号受信装置が対向して配置さ
れた、反応通路の光学的評価のための装置の断面図。

【図６】図２による反応通路に対して縦方向に見た、付
加的な凹面鏡を有している、反応通路の光学的評価のた
めの装置を示す図。

【図７】データフィールド読み取りのための輻射線絞り
の作用様式を示す概略図。

【図８】信号検出のための輻射線絞りの作用様式を示す
概略図。

【符号の説明】

１ 試薬支持体、５ 反応帯域、６ 通路、９ 通路接
続部、１０ データフィールド、１２ 試薬支持フィル
ム、１７ ケーシング、１８ 取付支持体、１９ 送信
ヘッド、２０ 送信ヘッド、２２ 信号受信装置、２３
検出器、２４取付部材、２５ 光導波路、２６ 取付
部材、２７ 光導波路、２８ 反射面、２９ 反射斜
面、３０ 放射面、３１ 凹面鏡、３２ 拡散反射光送
信装置、３３ データフィールド絞り、３４ 測定フィ
ールド絞り、３６ 絞りスリット、３７ 測定スリッ
ト、４２ 入口ミラー、４３ レフレクター、４５ 放
射ヘッド、Ｉ−Ｉ 図２を表わす切断面

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通路の形の反応帯域のうちの１つもしく
   はそれ以上が板状の試薬支持体上に設けられており、こ
   の試薬支持体が信号送信装置及び信号受信装置によって
   検出される評価位置に置かれており、この評価位置で試
   薬支持体上に設けられたデータフィールドが読み取り可
   能であり、かつ、試薬支持体が信号送信装置から反応帯
   域に放出された輻射線が信号受信装置によって検出可能
   である測定位置に移動可能である、通路の形の反応帯域
   の変色に基づいて、ガス混合物のガス状成分及び／又は
   蒸気状成分の比色検出のための装置において、透明の領
   域を有する支持体（１）が、同様に透明の試薬支持フィ
   ルム（１２）を備えており、この試薬支持フィルム上に
   は、通路の走り（６）を規定するように反応帯域（５）
   が塗布されており、この反応帯域の全てが試験すべき成
   分の侵入のために備えられた開放可能な接続部（９）を
   有していること、輻射線を放射する送信ヘッド（１９、
   ２０）が信号送信装置を形成しかつ光学的に光導波路
   （２５、２７；４２、４３）に結合されており、この光
   導波路の放射面（３０、４５）が反応帯域（５）の高さ
   で反応帯域の透射のために試薬支持体（１）の側面の一
   つに対向して配置されていること並びに、信号受信装置
   （２２）が、反応帯域（５）を透過した輻射線の一部の
   吸収のために、放射面（３０、４５）と光学的に結合し
   ていることを特徴とする、ガス混合物のガス状成分及び
   ／又は蒸気状成分の比色検出のための装置。
2. 【請求項２】 試薬支持体（１）が測定位置及び評価位
   置に移動した場合に、輻射線を放射する送信ヘッド（１
   ９、２０）が光導波路（２５、２７）の取付部材（２
   ４、２６）に光学的に結合されており、その結果、試薬
   支持体（１）が支持板として光導波路（２５、２７）の
   放射面（３０）と信号受信装置（２２）との間の平面内
   に配置されている、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 光導波路が、信号送信装置（１９、２
   ０）の輻射線に対して透過性であるプラスチック又はガ
   ラスからなる光ストリップ（２５、２７）であり、この
   場合、放射面が光ストリップ（２５、２７）の前面の端
   面（３０）として形成されている、請求項１又は２記載
   の装置。
4. 【請求項４】 光導波路が転向ミラー(４２、４３)の装
   置として形成されており、この場合、送信ヘッド（１
   ９、２０）は、入口ミラー（４２）として形成された転
   向ミラーの焦点に配置されており、かつ放射面は、出口
   ミラー（４３）として形成された転向ミラーの放射面
   （３０）である、請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 信号送信装置が送信ヘッドとして、デー
   タフィールド（１０）の読み取りのために赤外線放射Ｌ
   ＥＤ（２０）を有し、かつ、反応帯域（５）に向けられ
   た測定輻射線の放出のために可視範囲内で発光するＬＥ
   Ｄ（１９）を有している、請求項１から４までのいずれ
   か１項に記載の装置。
6. 【請求項６】 受信装置が一連の検出器(２３)として形
   成されており、この検出器が取付支持体(１８)上で、反
   応帯域（５）の走りに従って、検出器列（２２）に統合
   されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載
   の装置。
7. 【請求項７】 受信装置（２２）と受信装置（２２）に
   対向している光導波路（２５、２７）の放射面（３０）
   との間にデータフィールド絞り（３３）が配置されてお
   り、このデータフィールド絞りの絞りスリット（３６）
   が、一方では、バーコード（１０）として形成されてい
   るデータフィールドに相応しかつ他方では検出器列（２
   ２）に相応して走っており、データフィールド絞りがバ
   ーコード（１０）の読み取りに必要とされる輻射線に対
   して不透過性でありかつ反応帯域（５）に沿った測定の
   実施に必要とされる輻射線に対して透過性である材料か
   らなり、データフィールド絞りが検出器列（２２）の方
   向に測定フィールド絞り（３４）を後続させており、こ
   の測定フィールド絞りが多数の測定スリット（３７）を
   有し、この測定スリットは、絞りスリット（３６）に対
   して垂直に走っているが、しかし、データフィールド絞
   り（３３）の絞りスリット（３６）に対しては平行な平
   面内を走っており、測定スリットの数が検出器（２３）
   の数に相応しかつ測定スリットの長さが反応帯域（５）
   の幅に相応しており、この場合、測定フィールド絞り
   （３４）の材料は、データフィールド（１０）の読み出
   しのための波長並びに反応帯域（５）での透過率測定及
   び／又は拡散反射率測定の実施のための波長に対して不
   透過性である、請求項１から６までのいずれか１項に記
   載の装置。
8. 【請求項８】 検出器列（２２）が円筒形の凹面鏡（３
   １）の垂線上に設けられており、この凹面鏡の焦点線内
   に反応帯域（５）が走っている、請求項６又は７記載の
   装置。
9. 【請求項９】 付加的に信号受信装置（２２）の周囲に
   もう１つ別の測定輻射線を放出する拡散反射光送信装置
   （３２）が配置されており、この拡散反射光送信装置の
   光線が反応帯域（５）に向けられており、その結果、反
   応帯域（５）から変色度に応じて反射された光が信号受
   信装置（２２）によって検出されている、請求項１から
   ８までのいずれか１項に記載の装置。
10. 【請求項１０】 信号送信装置が異なる波長で放射する
    複数の送信ヘッド（１９、３２）からなる、請求項１か
    ら９までのいずれか１項に記載の装置。
11. 【請求項１１】 信号送信装置（１９）が第一の波長の
    光、例えば５００ナノメータ／緑色を放射し、かつ拡散
    反射光送信装置（３２）が第２の波長の光、例えば５６
    ０ナノメータ／黄色を放射する、請求項９又は１０記載
    の装置。
12. 【請求項１２】 取付支持体（１８）が、比色測定に必
    要である可視的な波長範囲内の測定輻射線の放射のため
    の第１の送信ヘッド（１９）及び、データフィールド
    （１０）の読み取りに必要である赤外線の波長範囲内の
    輻射線の放射のための第２の送信ヘッド（２０）を支持
    しており、これらの送信ヘッドがそれぞれ別々に光導波
    路（２５、２７）に結合されており、かつ、光導波路
    （２５、２７）にそれぞれ、可視光線のための反射面
    （２８）及び赤外線のための反射斜面（２９）が接合し
    ており、これら反射面及び反射斜面の双方が試験すべき
    反応帯域（５）もしくはデータフィールド（１０）に向
    かって互いに一緒に案内されて１つの共通の放射面（３
    ０）に合わされかつ形成されており、このことによって
    反応帯域（５）もしくはデータフィールド（１０）が透
    射可能であり、受信装置（２２）の感度が可視的な測定
    輻射線並びに赤外線の評価輻射線に適合されている、請
    求項１から１１までのいずれか１項に記載の装置。
13. 【請求項１３】 送信ヘッド（１９、２０）が、試薬支
    持体（１）の、信号受信装置（２２）とは反対側でケー
    シング（１７）の基底面上に取り付けられており、その
    結果、該送信ヘッドの輻射線が直接透過する形で反応帯
    域（５）及びデータフィールド（１０）を通って信号受
    信装置（２２）に向けられており、かつ、光導波路及び
    放射面が、送信ヘッド（１９、２０）のレンズ状の形を
    有する放射ヘッド（４５）によって形成されている、請
    求項１又は２記載の装置。