JPS58208645A - 微量成分検出装置 - Google Patents

微量成分検出装置

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JPS58208645A
JPS58208645A JP9256882A JP9256882A JPS58208645A JP S58208645 A JPS58208645 A JP S58208645A JP 9256882 A JP9256882 A JP 9256882A JP 9256882 A JP9256882 A JP 9256882A JP S58208645 A JPS58208645 A JP S58208645A
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light emitting
integrator
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Kuniharu Onimura
邦治 鬼村
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths

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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】 本発明は、液体中に混入してくる微量の被測定成分を正
確且つ迅速に検出する微量成分検出装置に関し、特に、
人工透析装置に用いられ透析液の中に漏洩してくる微量
の血液を検出する微量成分検出装置に関する。
このよう力微量成分検出装着の従来例としては、特開昭
52−10196−jjj公報に記載されている漏血検
出装置が存在する。該漏血検出装置は、夫々所定の波長
範囲内に波長ピークを有する第1および第2の発光素子
と、とわら2種の発光素子を基血信号に従って交互に定
電従駆動する発光駆動手段と、上記2種の発光素子の発
光透過位置に配設さr+た検体を導く測定セルと、上記
2種の脅光査子と夫々対向し上記測定セルに近接して配
設された第1および第2の受光素子と、漏血のない状態
における上記第1の発光素子による上記受光素子の出力
と上記第2の発光素子による上記受光素子の出力とのバ
ランスを調整する手段と、上記第1の発光を検出する手
段とを具備し、上記測定セル内に血液が存在するときに
上@e検出する手段から検出信号が発せられるように構
成され゛ている。また、上記アンバランス成分検出手段
を利用して、第1および第2の受光素子に達する光量の
差をとるような方式となっている。
然し乍ら、上記構成から万る従来例においては、上配皺
1および第2の発光素子として夫々緑色光および赤色光
の光を発するLEI)が使用されることが多く、次のよ
うな欠点が生じていた。即ち、第1に、上!i:laS
光と赤色光1dLEDの湯度上昇に伴なって発光効率が
低下し、該湿球上昇に伴ない上記第1および第2の発光
素子から発ゼI−ねる光景が減少するという欠点があっ
た。第2に、上記緑色光および赤色光が上記測定セルに
照射さt′lると、該測定セル内を茄れる被測定成分で
ある血液はその血球成分や濁りの為、上記緑色光のみな
らず上記赤φ光の一部も吸収し緑色光と赤色光の吸収の
差をとるだけでは被測(定成分の検出感度≠:十分にと
れないという欠点があった。第3に、上記緑色光や赤色
光の吸収はランベルトペアの法則に従って減衰するため
・、核減衰量が大きく麦ると上記受光素子の出力も非直
線性を示して飽和するようKなるという欠点もあった。
本発明は、かかる欠点に鑑みてなさ九たものであり、そ
の目的は、液体中に混入してくる微量の被測定成分を正
確且つ迅速に検出でき、且つ、温度に対して安定である
とともに該被測定成分濃度に対して直碧性の優れた出力
が得られるような微量成分検出装置を提供することにあ
る。
本発明の特徴は、液体中に混入してくる倣是の枝刈1定
成分を正i′月つ迅速に検■する4千成分検W装筒にお
いて、上目e液体が内部を加れる吸収セルと、上記被沖
1定成分によって吸収され易い光と吸収さfi Nい光
との2色の光を発する発光ガzと、該発光部から発せら
れ上記吸収セルを透禍した光が検出されると共に該検出
光斬に比例した出力を発する受光部と、該受光部からの
出力が切換スイッチを介して交互に印加さt″Lる積分
器とを設け、該積分器の出力でもって上記切拗スイッチ
の切換時間を制御して、上記被測定成分の濃度に対応し
たパルス幅信号を得るようにしたことにある。
以下、本発明について図を用いて詳細に訝明する。第1
図は、本発明1i!施例の使用例概略駅明図1であり、
1は人体、2は人工腎llJ透析装置、3a。
3bは人体1と人工腎臓透析装M−2との間の血液輸送
を行なう1液回路、4は人工腎臓透析装置2に装着きれ
透析液中に漏洩してくる微量の血液を地山する本発明実
施例である。尚、本発明実施例4カ・ねるようになって
いる。甘だ、本発明雲ト、俸4の取付位置は類1図に示
した位懺に限?されるものではなく、例+−t!’上紀
澗定セル以外の部分を人工腎臓透析装置2と切り蛙して
設けるようにしてもよい。更に、本発明実施例4は上述
のような覆面検出装置に限定されるものではなく、液体
中に混入してくる微量の被測定成分を検出する種々の検
出装置として用いることガできる。
また、第2図は本発明実施例の要部電気回路散明図であ
り、図中、5〜7け第1〜第3の切換スイッチ(以下、
単に「スイッチ」という)、8.9は第1および第2の
発光素子、10は受光素子、11〜13は演算増幅器、
14けコンパレータ、R1〜R4ケ抵抗、C7けコンデ
ンサ、CLはクロックパルス発信器である。第2図にお
いて、演算増幅器13およびコンデンサC5によって積
分器が構成さf″lると共に、該積分器のwカがコンパ
レータ14を介して第1〜第3のスイッチ5〜7を切り
換えるようになっている。また、第1およrト第2の発
光素子8,9から発せC−わた光が上記i11定セルを
透過して受光素子10に到達するようになっている。更
に、炉3図は、本発明宙施例の動作(即ち、第2しIに
示した電気回路の動作)を示すタイムチャートであり、
図中。
(a)〜(e’は夫々第2図のa −eにおける信号の
波形を示している。
第2図および第3図において、コンパレータ14からの
出力波形(e)が例えば状態XのようにLOWを示t 
4合、該コンパレータ14の出力によって第1スイツチ
5が第1発光素子8@(に接続されると共に、第2およ
び第3スイツチ6.7が上側(第2図に示すfill 
) K接続されるようになる。また、該出力波形(e)
が例えば状WYのようにHIGHを示す場合には、コン
パレータ14の出力によって第1スイツチ5が第2発光
素子9側に接続されると共に、第2および第3のスイッ
チ6.7が下fIl(第2図に示したのと反対の側)K
接続されるようになる。更に、クロックパルス発信器C
Lから送出されるクロック信号は第3図(1)に示すよ
うに完全な′交流であるため、上記積分器の一周期にわ
たる積分値は零となる。更に着た、第2スイツチ6を経
由して伝送される便会と演算増明器12の出力信呆は、
上¥F積分器による一固計の積分値が零となるように帰
還がかけられていZcl従って、第3図(b)、(c)
におけるFlu図の面積が等しく、下式(1)が成立す
る。
V ” Tx=VR・(T−Tx)         
    (11但し、T、Txは@闇、vo、vRは電
圧甘だ、該(1)式から下式(2)若しくは下式(3)
が導びかれる。
上式(2)若しくけ(3)において、Tは上記クロック
信号の周期であって一定である。従って、Tx若しくは
(T−Tx)を渭1定すれば、上式(2)若しくは(3
)から(vo十vR)に対するV。(若しくはvR)の
比が求められる。該比は、上記測定セル内を流れる透析
液中の波面濃度(被測定成分導度)に対応している。
また、Txはコンパレータ14の出力をケートとして力
つンタを甲いて直接クロックを測定して求められる。尚
、Txけコンパレータ14のす、カでもって所定の某存
電圧をスイッチングし、その平均をとることによりアナ
ログ出力とじて求めるよう圧してもよい。着た、人工透
析においては、人工腎臓透析装雫2や血液回路3a、3
bK生理食塩水をaたす成分である血液の濃度は零とな
っている。従って、この状態でオートゼロをがけg 2
 [;21 (c)の時間tをメモリーシておき、該時
間tの変化がら波面濃度を求めることもできる。更に、
該時間型としてあらかじめ5ms程度に回路を調節して
おき、オート子8,9が劣化したものと判断し、t@を
発するようにすることも可能である。
ところで、上記第1および第2の発光素子8,9から発
せられる光(例えば緑色光および赤色光)の強度を夫々
工g、工rJシ、該強度の初期値および温耐色数を夫々
Igo、 Iroおよび“L ””とすわば下式(a)
、 (s)が醒立する。
IgxIgo+−fgt、但し11度   (4)Ir
に1ro+−rt、  世し電は温度   (5)また
、上式(41、(51がら下式(6>、 (71が導び
がれる。
上式(4)および(5)は夫々前記従来例の被測定成分
検井原憚(赤色光と緑色光との差をとる方式)および本
発明実施例の被測定酸分検出原理(赤色光と縁台光との
卸と緑色光との汁をと2・方式)に対応−r−ルゼ・ζ
、Igo ’= Iro であって下式(8)が成立す
るため、本発明実施例の方が@奪変化の影響を受けにく
いことが分る。
以上詳しく説明したよう力本発明実族例によれば、前記
従来例の場合に比して第1および第2の発光素子から発
せられた2種類の光(例えば緑色光と赤色光)の強度が
温度変化の影等を受ける割合は著しく少々く、該光強度
に関して温度補償を性力う必要がないという利点を有す
る。また、上記2種類の光の光量バランスかずれている
ような場合でもベースラインが変化するだけであるため
、ベースラインの変化がオートゼロで容易に修正される
ことと相まって、スパンには殆んど変化をもたらさない
という利点も有する。菫に、上記光に関する人出IFI
襞が汚わたような場合、該汚れにより上記2種類の光の
吸収に差hX生じてバランスがくずれたとしても、該バ
ランスはオートゼロで容饗されない正しい出力が容易に
得られるという利点を有する。更1で甘な、上記2種類
の光の吸収が大きい場合、前記従来例の場合は前述の如
く出力が飽和して非直線性を示すが、本発明実施例の場
合は、上述の如く比をとるよう外方式であるため、出力
の曲がりが容易に$正できるという利点も有する。また
、本発明実施例の出力は血球成分の体積百分率であるヘ
マトクリット値に比例するようになるため、被測定成分
である血液に含寸れる個人差のある濁度分に影枦さねな
い出力が得らねるという利点4有する。更に、前述のよ
うに第2図(b)の時間tの初期値が大きくずれるのを
検出することによシ、光の入出射窓に付滑した汚れを自
動的に検知できるという利点も有する。
第4図は本発明の他の実施例を示す要部電気回路説明図
であり、図中、+sl’i例えばランプでなる光源、1
6a、16b#−1t夫々例えば緑色光および赤色光の
ムを透過させる」1および第2のフィルタ、17a、 
17bは第1および館2の受光素子、18a、 18b
は受光素子17a、 17bからの夫々の出力を増幅す
る第1および第2の演算増@塁、19は切換スイッチ、
20は第3の演算増幅器、21はコンバレータテアル。
また、第3演算増@ i 20とコンデンサCで積分器
が構成きれると共に、コンパレータ21の出力でもって
切換スイッチ19が切り換えられるようになっている。
更に、第1および第2の発光素子16a 。
16bと光源15とで発光部が構成され、第1および第
2の受光素子17a、 17bとで受光部が構成される
と共に、該受光部と発光部との間に設けられる測定セル
内に被測定成分を含む液体が流れるように構成されてい
る。
このよう々構成からなる本発明の他の実施例によれば、
より簡単外構成で本発明実施例の上記効果と同様の効果
を得るこ去ができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第11¥1は本発明実施例の(Th用1h担酪訝明図、
第舘2図は本発明実施例の萼部電気回路訣明し1、第3
図は木琴lIE実施例の動作を示寸タイムチャート、第
4反1け本発明の他の実施例を示す要部電気回路説明図
である。 1・・・人体、2・・・人工腎臓迅析装置、3c、3b
・・・血液回路、4・・・本発明実施例、5.6.7.
19・・・切換スイッチ、8,9・・・発光素子、10
’、 17a、 17b・・・受光素子、11:、 1
2.13.18a、 18b、 20 、、、演算増幅
器、14.21 、、。 コンパレータ、15・・・光源。 ’゛’−1’::へ。 代理人   弁理士  少 沢 信 助−−・寓

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)微量の被測定成分が含まれる液体が内部を流ねる
    吸収セルと、該被測定成分によって吸収され易い光と吸
    収され難い光との2色の光を発する発光部と該発光部か
    ら発せられ前記吸収セルを透過した光が検出されると共
    に該検出光量に比例した出力電圧若しくは出力電流を出
    力する受光部と、該受光部プらの出力が切換スイッチを
    介して交互に印加さねる積分器とを具備し、前記積分器
    の出力でもって前記切換スイッチの切換時間を制御する
    ことにより、前記被演1定成分の濃度に対応したパルス
    幅信号を得ることを特徴とする微量成分検出装置。
  2. (2)  前記発光部が第1および第2の発光素子から
    S成され前記受光部が1つの受光素子で構成されるとと
    もに、これら発光素子が前記積分器の出力でもって切換
    えらねる切換スイッチによって交互に発光するように構
    成されてなる特?:!vll求範囲第(1)項記載の微
    量成分検出装置。
  3. (3)前記発光部が1つの光源と第1および第2のフィ
    ルタとから構成されるとともに、前記受光部が前記第1
    および第2のフィルタに大々対向する位置に設けられた
    第1および第2の受光素子から構成されて々る特許請求
    範囲第(1)項記載の微量成分検出装置。
JP9256882A 1982-05-31 1982-05-31 微量成分検出装置 Granted JPS58208645A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015505034A (ja) * 2011-12-06 2015-02-16 エルモス セミコンダクタ アーゲー 振幅測定を補償することによる伝送路を測定する方法及び前記方法を実行するためのデルタ‐シグマ方法及びデバイス

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS522583A (en) * 1975-06-24 1977-01-10 Yokogawa Hokushin Electric Corp Penetration rate measuring device

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