KR102209901B1

KR102209901B1 - 액체 분석 장치

Info

Publication number: KR102209901B1
Application number: KR1020140084802A
Authority: KR
Inventors: 다다시 가와노; 요시로 마타노; 아키오 이시이; 다쿠미 기타무라; 히로코 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼; 가부시키가이샤 호리바 어드밴스트 테크노
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2021-02-01
Also published as: JP6204104B2; KR20150014364A; CN104345159A; CN104345159B; JP2015025794A

Abstract

극히 간단한 구성으로, 이상(異常)의 발생 원인을 특정할 수 있도록 한다.
액체 이송관(La)과, 펌프(P)와, 근원관부(Lb1)의 기단에 펌프(P)가 접속되고, 지관부(Lb2)의 선단에 각 개소가 각각 접속된 기체 이송관(Lb)과, 근원관부(Lb1) 내의 압력을 측정하는 압력 센서(71)와, 압력 센서(71)가 측정한 압력의 시계열 변화를 나타내는 실압력 데이터를 기록하는 실압력 데이터 기록부(83)와, 압력의 기준이 되는 시계열 변화를 나타내는 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 기준 압력 데이터 기억부(84)와, 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하는 비교 출력부(85)를 구비하도록 하였다.

Description

액체 분석 장치{LIQUID ANALYZING APPARATUS}

본 발명은, 수질 등을 분석하는 액체 분석 장치에 관한 것이다.

이런 종류의 액체 분석 장치로서는, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 분석 대상이 되는 샘플액을 일정량 취득하여, 그 샘플액에 희석액이나 반응액 등의 복수의 분석용액을 일정량씩 더하여 혼합하고, 가열 등을 하여 반응시키는 것과 같은 일련의 공정을 실시하여 최종액을 생성하고, 예를 들면 그 최종액의 흡광도를 측정함으로써, 샘플액 중의 예를 들면 인이나 질소 등의 소정 성분 농도를 자동 계측하는 것이 알려져 있다.

그리고, 상기 일련의 공정을 실시하기 위하여, 이러한 액체 분석 장치에 있어서는, 샘플액이나 각 분석용액을 저류하거나 반응시키기 위한 여러 가지의 계량관이나 셀 등(이하, 액저류 부재(液貯留部材)라고도 말한다.)과, 그들 액저류 부재 사이에 설치되어 샘플액이나 분석용액을 유통시키는 액체 이송관과, 액저류 부재나 액체 이송관의 압력을 변화시켜서, 소망한 액저류 부재에 샘플액이나 분석용액을 보내는 압력 조정 기구가 설치되어 있다.

이 압력 조정 기구는, 예를 들면, 액저류 부재나 액체 이송관에 접속된 기체 이송관과, 이 기체 이송관의 기단(基端)에 접속된 펌프와, 상기 기체 이송관이나 액체 이송관에 설치된 복수의 밸브로 이루어지는 것이며, 상기 밸브를 개폐 제어함으로써, 소망한 액저류 부재나 액체 이송관의 압력을 정압 또는 부압으로 변화시켜, 하나의 액저류 부재로부터 다른 액저류 부재에 샘플액이나 분석용액을 보낼 수 있도록 되어 있다.

일본 공개특허공보 2005－204578호

그렇지만, 상술한 구성에서는, 배관 누출, 배관 막힘, 밸브 불량, 펌프의 열화 등에 의해, 액체의 이송 등에 어떠한 이상(異常)이 발생해도, 그 원인을 특정하는 것이 어렵다.

물론, 여러 가지의 센서를 이상 발생 가능한 개소에 각각 설치하면, 이상 원인의 특정은 가능하겠지만, 그렇게 하면, 부품이나 가격, 조립 공정수의 증대 등이 새로운 문제로서 부상한다.

그리하여 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 행해진 것으로서, 이런 종류의 액체 분석 장치에 있어서, 지극히 간단한 구성으로, 이상의 발생 원인을 특정할 수 있도록 하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.

즉 본 발명에 따른 액체 분석 장치는, 샘플액을 복수의 개소에 이송하는 일련의 공정을 거쳐 상기 샘플액을 분석하는 액체 분석 장치에 있어서, 상기 샘플액을 이송하기 위한 압력을 발생시키는 펌프와, 일단(一端)이 상기 펌프에 접속된 근원관부(根元管部) 및 상기 근원관부의 타단으로부터 분기하여 상기 각 개소에 접속된 복수의 지관부(枝管部)로 구성된 기체 이송관과, 상기 근원관부 내의 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 개소의 내부 압력을 상기 기체 이송관의 압력을 제어함으로써 변화시켜, 상기 샘플액을 액체 이송관을 통하여 하나의 개소에서 다른 개소로 이송하는 제어부와, 상기 일련의 공정 중의 소정 기간에 있어서, 상기 압력 센서가 측정한 압력의 시계열 변화를 나타내는 실압력 데이터를 기록하는 실압력 데이터 기록부와, 상기 압력의 기준이 되는 시계열 변화를 나타내는 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 기준 압력 데이터 기억부와, 상기 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하는 비교 출력부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 액체 분석 장치라면, 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하므로, 이들을 비교하는 것만으로 실압력 데이터와 기준 압력 데이터와의 차이로부터 액체 이송관이나 기체 이송관 등에 생긴 이상의 발생 원인을 간단하게 특정할 수 있다.

구체적으로, 예를 들면, 배관 누출, 배관 막힘, 펌프의 열화 등은, 차이가 생기는 기간이나 차이의 크기 등으로부터 특정할 수 있다.

아울러, 실압력 데이터는, 기체 이송관의 근원관부에 설치된 압력 센서로부터 얻을 수 있으므로, 여러 가지 센서를 이상 발생 가능한 개소에 각각 설치하는 일 없이, 극히 간단한 구성으로 이상의 발생 원인을 특정할 수 있다.

밸브의 불량에 의해 이상이 발생하는 경우에도, 극히 간단한 구성으로 이상의 발생 원인을 특정하기 위하여는, 상기 액체 이송관 또는 상기 기체 이송관에 설치된 하나 이상의 밸브를 함께 구비하여, 상기 제어부가, 상기 개소의 내부 압력을 상기 밸브의 개폐 제어에 의해 변화시키고, 상기 샘플액을 상기 액체 이송관을 통하여 하나의 개소에서 다른 개소로 이송하는 것이 바람직하다.

구체적인 실시형태로는, 상기 공정으로서, 일정량의 샘플액을 소정의 개소에 이송하는 샘플 주입 스텝과, 일정량의 분석용액을 상기 소정의 개소와 같거나 다른 개소에 이송하는 분석용액 주입 스텝과, 상기 일정량의 샘플액과 일정량의 분석용액을 상기 소정의 개소와 같거나 다른 개소에 이송하여 혼합하는 혼합 스텝이 적어도 설정되어 있는 것을 들 수 있다.

분석의 자동화를 도모하기 위하여는, 상기 혼합 스텝에 의해서 혼합한 샘플액과 분석용액이 반응하여 생성되는 최종액을 계측하고, 샘플액의 분석을 실시하는 분석부를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이상의 발생 원인을 자동으로 특정하기 위하여는, 상기 제어부가, 상기 각 밸브를 닫은 상태로 상기 펌프에 의해서 소정의 압력을 인가하고, 그 후, 각 밸브를 차례로 개폐하는 검사공정을 실시하는 것이며, 상기 검사 공정 중의 실압력 데이터를 출력하는 검사 출력부를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 지극히 간단한 구성으로, 이상의 발생 원인을 특정할 수 있다.

도 1은, 제 1 실시형태의 액체 분석 장치의 전체 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 상기 실시형태의 제어장치의 기능을 나타낸 기능 블럭도이다.
도 3은, 상기 실시형태의 제어부에 의해 행해지는 일련의 공정을 설명하는 플로우 차트이다.
도 4는, 상기 실시형태의 정상시 및 이상시에 있어서의 압력계의 출력치를 나타내는 그래프이다.

이하에서는 본 발명에 따른 액체 분석 장치(100)의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 따른 액체 분석 장치(100)는, 예를 들면 하수 등의 수질을 분석하기 위하여 사용되는 것이며, 본 실시형태에서는, 샘플액 중의 질소 농도 및 인(燐) 농도를 측정하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기 액체 분석 장치(100)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 샘플액 계량기기(1), 희석액 계량기기(2), 질소 측정용 시약 계량기기(3), 인 측정용 시약 계량기기(4), 질소 측정 셀(5), 인 측정 셀(6), 및 압력 조정 기구(7)를 구비한 액송회로(液送回路, 101)와, 정보처리장치(102)를 구비하는 것이며, 액송회로(101)의 소정의 개소에는, 액체를 저류(貯留)하거나 반응시키기 위한 여러 가지 저류조(貯留槽)나 계량관이나 셀 등의 액저류(液貯留) 부재가 설치되어 있다.

아울러, 도 1에 있어서, 각 개소를 접속하는 실선은, 액체가 흐르는 배관을 나타내고 있으며, 점선은 기체가 흐르는 배관을 나타내고 있다.

샘플액 계량기기(1)는, 샘플액을 소정의 농도로 희석하여, 희석 후의 희석 샘플액을 일정량 계량하는 것이다.

구체적으로 상기 샘플액 계량기기(1)는, 샘플액이 저류되는 샘플 저류조(11)와, 샘플 저류조(11)로부터 일정량의 샘플액이 공급되는 것과 함께, 일정량의 희석액이 공급되는 희석 셀(12)과, 희석 셀(12)로 소정의 농도로 희석된 희석 샘플액이 공급되며, 이 희석 샘플액을 일정량 계량하는 샘플 계량 셀(13)과, 샘플 저류조(11), 희석 셀(12), 샘플 계량 셀(13), 질소 측정 셀(5), 및 인 측정 셀(6)의 사이에 설치되어 각종 액체를 이송시키는 액체 이송관(La1)과, 각 액체 이송관(La1)에 설치된 밸브(B1)를 구비하는 것이다.

아울러, 본 실시형태의 샘플액 계량기기(1)는, 염산 등의 세정액을 저류하는 세정액 저류조(14)와, 교정액을 저류하는 교정액 저류조(15)와, 이들 저류조(14, 15) 및 희석 셀(12)의 사이에 설치된 액체 이송관(La1)을 함께 구비하여, 이들 세정액 및 교정액을 희석 셀(12)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

희석액 계량기기(2)는, 본 실시형태에서는, 희석액인 순수(純水)를 일정량 계량하는 것이며, 순수을 저류하는 순수 저류조(21)와, 순수 저류조(21)로부터 순수가 공급되어, 순수를 일정량 계량하는 순수 계량 셀(22)과, 순수 저류조(21), 순수 계량 셀(22), 및 희석 셀(12)의 사이에 설치되어 순수를 이송하는 액체 이송관(La2)과, 각 액체 이송관(La2)에 설치된 밸브(B2)를 구비하는 것이다.

질소 측정용 시약 계량기기(3)는, 샘플액 중의 질소 농도를 측정하기 위하여 사용되는 시약을 일정량 계량하는 것이며, 본 실시형태에서는, 수산화나트륨, 펠옥소2황산칼륨, 및 염산을 각각 수용하는 시약 용기(31)와, 각 시약을 소정량 계량하는 시약 계량관(32)과, 계량시에 일시적으로 각 시약을 저류하는 시약 저류조(33)와, 각 시약 계량관(32) 및 질소 측정 셀(5)의 사이에 설치되어 각 시약을 이송하는 액체 이송관(La3)과, 액체 이송관(La3)에 설치된 밸브(B3)를 구비하는 것이다.

인 측정용 시약 계량기기(4)는, 샘플액 중의 인 농도를 측정하기 위하여 사용되는 시약을 일정량 계량하는 것이며, 본 실시형태에서는, 황산, 펠옥소2황산칼륨, 아스코르빈산, 및 몰리브덴산암모늄을 각각 수용하는 시약 용기(41)와, 각 시약을 소정량 계량하는 시약 계량관(42)과, 계량시에 일시적으로 각 시약을 저류하는 시약 저류조(43)와, 각 시약 계량관(42) 및 인 측정 셀(6)의 사이에 설치되어 각 시약을 이송하는 액체 이송관(La4)과, 액체 이송관(La4)에 설치된 밸브(B4)를 구비하는 것이다.

아울러 본 실시형태에서는, 펠옥소2황산칼륨을 수용하는 시약 용기(31, 41)와, 시약 계량관(32, 42)과, 시약 저류조(33, 43)는 각각 질소 측정용 시약 계량기기(3) 및 인 측정용 시약 계량기기(4)의 어느 것에도 겸용하여 사용되는 것이다.

질소 측정 셀(5) 및 인 측정 셀(6)은, 희석 샘플액 및 시약이 공급되어 이들을 혼합하여, 여러 가지의 화학 반응을 일으켜서 최종액을 생성하는 것이다.

아울러, 본 실시형태에서는, 각 측정 셀(5, 6) 내에서 계측된 최종액은, 폐액조(9)에 보내지도록 구성되어 있다.

압력 조정 기구(7)는, 희석 셀(12), 각 계량 셀(13, 22), 각 시약 저류조(33, 43), 및 각 측정 셀(5, 6)의 내부 압력을 정압 또는 부압으로 조정하고, 각종 액체를 하나의 개소에서 다른 개소로 이송하는 것이다.

본 실시형태에서는, 상기 하나의 개소로서는, 각 저류조(11, 14, 15, 21)와, 희석 셀(12)과, 각 계량 셀(13, 22)과, 각 시약 용기(31, 41)와, 각 시약 저류조(33, 43)와, 각 측정 셀(5, 6)을 들 수 있으며, 상기 다른 개소로서는, 희석 셀(12)과, 각 계량 셀(13, 22)과, 각 시약 저류조(33, 43)와, 각 측정 셀(5, 6)과, 폐액조(9)를 들 수 있다.

구체적으로 압력 조정 기구(7)는, 각종 액체를 이송하기 위한 압력을 발생시키는 펌프(P)와, 이 펌프(P)에 접속된 기체 이송관(Lb)과, 기체 이송관(Lb)에 설치된 복수의 밸브(B5)를 구비하는 것이다.

상기 기체 이송관(Lb)은, 일단에 펌프(P)가 접속된 근원관부(Lb1)와, 근원관부(Lb1)의 타단에 분기점을 매개로 유체적(流體的)으로 접속된 복수의 지관부(Lb2)로 구성되어 있다. 보다 상세하게는, 근원관부(Lb1)는, 상기 분기점 중 가장 펌프(P)측에 위치하는 분기점과 펌프(P)를 접속하고 있다. 각 지관부(Lb2)의 선단은, 각각 희석 셀(12), 각 계량 셀(13, 22), 각 시약 저류조(33, 43), 각 측정 셀(5, 6), 폐액조(9)에 접속되어 있다. 또한, 각 분기점에는, 복수의 밸브(B5)가 설치되어 있다.

본 실시형태의 근원관부(Lb1)에는, 복수의 밸브(B51)가 설치되어 있으며, 상기 밸브(B51)가 전환됨으로써, 펌프(P)가 공기를 압송하는 상태와 펌프(P)가 공기를 흡인하는 상태로 전환되어, 기체 이송관(Lb)에 정압 또는 부압을 인가하도록 구성되어 있다. 아울러, 본 실시형태에서는, 기체 이송관(Lb) 내부를 대기압으로 할 수 있도록 구성되어 있기도 하다.

이와 같이 구성된 압력 조정 기구(7)가, 상기 액송회로(101)의 소정 개소, 즉, 희석 셀(12), 각 계량 셀(13, 22), 및 각 시약 저류조(33, 43)의 내부 압력을 정압 또는 부압으로 조정함으로써, 각종 액체의 계량이 실시되며, 일정량의 각종 액체를 하나의 개소에서 다른 개소로 공급 가능한 상태가 된다.

아울러 각종 액체를 계량하는 방식은, 본 실시형태에서는, 하기의 두 방법이 있으며, 희석 셀(12), 샘플 계량 셀(13) 및 순수 계량 셀(22)은, 하기의 제 1 방식을 이용하고 있으며, 시약 계량관(32, 42)은, 하기의 제 2 방식을 이용하고 있다.

이하에, 도 1을 참조하여, 제 1 방식 및 제 2 방식에 대해 설명한다. 아울러 이하에서는, 설명의 이해를 돕기 위해, 액체 이송관(La1, La2, La3, La4)을 구별하지 않는 경우는, 액체 이송관(La)으로 기재한다.

＜제 1 방식＞

제 1 방식을 이용하는 희석 셀(12), 샘플 계량 셀(13) 및 순수 계량 셀(22)은, 셀 내(內)가 밀폐되어 있으며, 상면으로부터 내부 공간에 기체 이송관(Lb) 및 액체 이송관(La)이 삽입되는 것과 함께, 하면에는, 상기 셀과 다른 개소를 연통하는 액체 이송관(La)이 설치되어 있다. 상면으로부터 삽입된 액체 이송관(La)의 하단부는, 기체 이송관(Lb)의 하단부보다 하방에 위치하고 있다.

이러한 구성에 있어서, 상면에 설치된 액체 이송관(La)으로부터 셀 내에 액체가 공급되어, 액면이 상면에 설치된 액체 이송관(La)의 하단부보다 상방에 위치한 상태에서 액체의 공급을 멈춘다. 이어서, 압력 조정 기구(7)가 기체 이송관(Lb)을 매개로 셀에 정압을 인가하고, 셀 내의 액면을 상면에 설치된 액체 이송관(La)의 하단부까지 내린다. 이 상태로, 셀에는, 소정량의 액체, 즉, 셀의 바닥면으로부터 상면에 설치된 액체 이송관(La)의 하단부까지의 액체가 저류된다. 이 저류된 액체를 하면에 설치된 액체 이송관(La)으로부터 다른 개소에 이송함으로써, 일정량의 액체를 공급하는 것이 가능해진다.

아울러, 상기 소정량은, 상면에 설치된 액체 이송관(La)의 하단부의 위치에 따라 설정되어 있다.

＜제 2 방식＞

제 2 방식을 이용하는 시약 계량관(32, 42)은, 일단이 시약 용기(31, 41)에 삽입되는 것과 동시에, 타단이 시약 저류조(33, 43) 내에 삽입되어 있으며, 시약 용기(31, 41)와 시약 저류조(33, 43)의 사이에 밸브(B31, B41)가 부착되어 있다. 아울러 본 실시형태에서는, 상기 밸브(B31, B41)는 예를 들면 삼방전자변(三方電磁弁)이다.

이 구성에 있어서, 시약 계량관(32, 42)이 시약 용기(31, 41)와 시약 저류조(33, 43)로 연통하도록 밸브(B31, B41)를 연 상태에서, 압력 조정 기구(7)가 기체 이송관(Lb)을 매개로 시약 저류조(33, 43)에 부압을 인가하고, 시약 용기(31, 41)로부터 시약 저류조(33, 43)에 시약을 이송시킨다. 이때, 시약은 시약 계량관(32, 42)으로부터 흘러넘치듯이 시약 저류조(33, 43) 내에 유입된다. 이 상태에서, 밸브(B31, B41)를 닫으면, 시약 계량관(32, 42) 내에는, 밸브(B31, B41)와 시약 계량관(32, 42)의 상단부와의 사이에 일정량의 시약이 잔류한다. 요컨대, 이 잔류한 시약은 소정량이 되어, 이 시약을 밸브(B31, B41)를 전환하여 측정 셀(5, 6)에 이송함으로써, 일정량의 시약을 공급하는 것이 가능해진다.

아울러 상기 소정량은, 시약 계량관(32, 42)의 길이에 맞춰서 설정되어 있다.

그리하여, 본 실시형태의 압력 조정 기구(7)는, 기체 이송관(Lb)의 근원관부(Lb1)에 압력 센서(71)가 설치되어 있으며, 이 압력 센서(71)는, 펌프(P)로부터 압송된 직후의 공기 또는 펌프(P)에 흡인되기 직전의 공기에 의해 기체 이송관(Lb)의 근원관부(Lb1)에 생기는 내압을 측정하는 것이다.

이어서, 정보처리 장치(102)에 대해 설명한다.

아울러, 이하에서는, 이해를 쉽게 하기 위하여, 밸브(B1, B2, B3, B31, B4, B41, B5, B51)를 구별하지 않는 경우는, 밸브(B)라고 기재한다.

정보처리 장치(102)는, CPU, 내부 메모리, I/O 버퍼 회로, AD 컨버터 등을 가진 소위 컴퓨터 회로이며, 내부 메모리의 소정 영역에 격납된 프로그램에 따라 동작함으로써 정보처리를 실시하며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 후술하는 제어부(81), 분석부(82), 실압력 데이터 기록부(83), 기준 압력 데이터 기억부(84), 비교 출력부(85)로서의 기능을 발휘하는 것이다.

이하, 각부에 대해 설명한다.

제어부(81)는, 펌프(P)를 제어하는 것과 함께, 기체 이송관(Lb) 및 액체 이송관(La)에 설치된 각 밸브(B)의 개폐제어를 함으로써 각 개소의 내부 압력을 변화시키고, 액체 이송관(La)을 통하여 하나의 개소에서 다른 개소로 각종 액체를 이송하는 것이다.

본 실시형태의 제어부(81)는, 샘플액 및 상기 샘플액을 분석하기 위하여 사용되는 분석용액(희석액, 시약 등)을 복수의 개소에 이송하는 일련의 공정을 제어한다.

일련의 공정이란, 본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 일정량의 샘플액을 희석 셀(12)에 이송하는 샘플 주입 스텝과, 일정량의 희석액을 희석 셀(12)에 이송하는 희석액 주입 스텝과, 희석 셀(12)로 희석된 희석 샘플액을 샘플 계량 셀(13)에 이송하는 계량 스텝과, 일정량의 희석 샘플액 및 일정량의 시약을 질소 측정 셀(5) 또는 인 측정 셀(6)에 이송하여 혼합하는 혼합 스텝과, 일정량의 시약을 질소 측정 셀(5) 또는 인 측정 셀(6)에 이송하여 혼합 스텝에 의해 생성된 혼합액과 화학 반응을 일으키게 하는 화학 반응 스텝과, 후술하는 분석부(82)가 화학 반응 스텝에 의해 생성한 최종액을 분석한 후, 최종액을 폐액조(9)에 이송하는 폐액 스텝이다.

분석부(82)는, 가열기, 자외선 조사기, 광원, 광검출기 등을 구비한 처리 기구(도시하지 않음)에 처리 신호를 송신하고, 상기 혼합액을 가수분해, 가열, 및 자외선 조사함과 더불어, 상기 최종액에 포함되는 질소량 및 인량을 계측하여, 샘플액의 분석을 실시하는 것이다.

보다 구체적으로는, 본 실시형태의 분석부(82)는, 예를 들면 흡광도 측정법을 이용하여 샘플액을 분석하는 것이며, 광원으로부터 측정 셀(5, 6)에 광을 조사하여 광검출기로 검출되는 투과광의 광검출 신호를 수신하고, 그 광검출 신호에 근거하여 최종액에 포함되는 질소 농도 및 인 농도를 산출하도록 구성되어 있다.

실압력 데이터 기록부(83)는, 압력 센서(71)로부터의 신호를 수신하여, 상술 한 일련의 공정 중 소정 기간에 있어서, 압력 센서(71)로 검출된 근원관부(Lb1)에 있어서의 내부 압력의 시계열 변화를 나타내는 실압력 데이터를 소정의 내부 메모리에 기록하는 것이다. 본 실시형태에서는, 분석을 개시했을 때부터 전체 공정을 종료했을 때까지의 실압력 데이터를 연속하여 기록하도록 구성되어 있다.

기준 압력 데이터 기억부(84)는, 근원관부(Lb1)의 압력의 기준이 되는 시계열 데이터를 나타내는 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 것이며, 본 실시형태에서는, 상술한 일련의 공정을 여러 차례 반복하여 실시한 기간의 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 것이다.

아울러, 기준 압력 데이터는, 정상 상태의 장치가 일련의 공정을 실시했을 때에 압력 센서(71)에 의해 취득된 과거의 것이어도 된다.

비교 출력부(85)는, 상기 실압력 데이터 기록부(83) 및 상기 기준 압력 데이터 기억부(84)로부터의 신호를 수신하고, 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하는 것이며, 본 실시형태에서는, 예를 들면, 실압력 데이터 및 기준 압력 데이터를 예를 들면 동일한 디스플레이 상에서 화면을 전환함으로써 비교 가능하게 출력하도록 구성되어 있다.

아울러 비교 출력부(85)가, 디스플레이 등에 실압력 데이터 및 기준 압력 데이터를 동시에 표시하도록 구성되어 있어도 된다.

보다 상세하게는, 비교 출력부(85)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 기준 압력 데이터 및 실압력 데이터를 가로축이 측정 시간을 나타내고, 세로축이 압력치를 나타내는 동일한 그래프 상에 표시하는 것이다.

본 실시형태에서는, 상기 그래프 상에 표시되는 기준 압력 데이터와 실압력 데이터는, 표시 형태가 다르도록 설정되어 있으며, 본 실시형태에서는, 기준 압력 데이터를 파선으로 표시하고, 실압력 데이터를 실선으로 표시하도록 설정되어 있다.

아울러, 도 4에 나타내는 그래프에 있어서, 측정 범위 A는 샘플 주입 스텝 및 희석액 주입 스텝에서의 압력 변화를 나타내며, 측정 범위 B는 계량 스텝에서의 압력 변화를 나타내며, 측정 범위 C는 혼합 스텝으로부터 분석 종료시까지의 압력 변화를 나타내며, 측정 범위 D는 폐액 스텝에서의 압력 변화를 나타내고 있다.

도 4의 a 영역 및 b 영역에 나타낸 바와 같이, 샘플액을 이송하기 위한 액체 이송관(La)이 빠져 있는 경우, 이 액체 이송관(La)이 사용되는 샘플 주입 스텝 및 희석액 주입 스텝에 있어서, 정상 상태를 나타내는 기준 압력 데이터와 실압력 데이터에 차이가 생기고 있는 것을 알 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시형태에 따른 액체 분석 장치(100)에 의하면, 비교 출력부(85)가, 실압력 데이터와 그 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하므로, 실압력 데이터와 기준 압력 데이터와의 차이로부터 액체 분석 장치(100)의 이상에 의해 영향을 받고 있는 공정을 간단하게 특정할 수 있다. 또한, 상술한 구성에 의해, 각 공정마다, 각각의 공정에서 사용되는 액체 이송관(La), 기체 이송관(Lb), 및 밸브(B) 등의 이상을 확인할 수 있다. 아울러, 액송회로(101)에 있어서, 미리 정해진 액체 이송관(La), 기체 이송관(Lb), 및 밸브(B)로 이루어지는 유닛마다 이상을 확인할 수도 있다.

또한, 장치의 이상(異常)에 의해 전부 또는 거의 모든 공정이 영향을 받고 있는 경우는, 펌프(P)의 열화가 원인이라고 추정함으로써, 펌프(P)의 열화를 간단하게 알아차릴 수도 있다.

아울러, 각 공정에 있어서, 압력 조정 기구(7)에 의해 셀 내의 압력을 조정하면서, 각 밸브(B)의 개폐 상태를 전환함으로써, 하나의 개소에서 다른 개소로 각종 액체를 용이하게 이송할 수가 있다.

또한, 제어부(81) 및 분석부(82)를 가지고 있으므로, 샘플액을 희석 셀(12)에 주입하여 분석을 개시하고 나서, 샘플액에 포함되는 대상 성분의 농도를 구하여, 분석 종료 후에 최종액을 폐액하기까지의 공정을 자동화할 수 있다.

다음으로, 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.

제 2 실시형태의 액체 분석 장치는, 제어부가, 각 밸브를 닫은 상태로 펌프에 의해서 소정의 압력을 인가하고, 그 후, 각 밸브를 차례로 개폐하는 검사 공정을 실시하는 것으로서, 상기 검사 공정 중의 실압력 데이터를 출력하는 검사 출력부를 함께 구비하고 있다.

보다 상세하게는, 제어부는, 상기 검사 공정에 있어서, 액송회로의 모든 밸브를 닫은 상태에 있어서 펌프를 이용하여 기체 이송관에 소정의 압력을 인가하고, 그 후, 미리 정한 복수의 밸브를, 소정의 순서로 개폐 제어하는 것이다.

미리 정한 복수의 밸브는, 본 실시형태에서는, 각 밸브가 직렬로 접속된 직렬 밸브군 및 각 밸브가 병렬로 접속된 병렬 밸브군이다.

상기 직렬 밸브군에 대해서는, 제어부는, 펌프에 가까운 밸브로부터 먼 밸브를 향하여 차례로 닫힌 상태에서 열린 상태로 전환해 가도록 설정되어 있다.

상기 병렬 밸브군에 대해서는, 제어부는, 소정의 순서에 따라 차례로 닫힌 상태에서 열린 상태로 전환해 가도록 설정되어 있다. 아울러 병렬 밸브군 중 하나만이 열린 상태가 되도록, 각 밸브를 차례로 개폐 제어해도 된다.

검사 출력부는, 검사 공정의 실압력 데이터 및 검사 공정의 기준 압력 데이터를 예를 들면, 디스플레이 등에 비교 가능하게 표시하도록 구성되어 있다.

보다 구체적으로는, 상기 제 1 실시형태의 비교 출력부와 마찬가지로, 검사 출력부는, 동일한 그래프 상에 실압력 데이터 및 기준 압력 데이터를 표시하도록 구성되어 있다.

상술한 구성에 의해, 검사 공정 중의 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교함으로써, 각 밸브 및 각 밸브에 접속되어 있는 액체 이송관이나 기체 이송관 각각에 대하여 이상이 발생하고 있지 않는가를 확인할 수 있으며, 이상의 발생 원인을 보다 확실하게 특정할 수 있다.

그 외의 실시형태에 대해서 설명한다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 비교 출력부가, 실압력 데이터 및 기준 압력 데이터를 동일한 그래프 상에 표시하는 것이었지만, 예를 들면, 디스플레이 상에 수치로 표시하는 것이나, 프린터에 의해서 지면에 출력하는 것이나, 다른 PC 등에 송신하는 것이어도 된다.

실압력 데이터 기억부는, 소정의 내부 메모리에 기억된 실압력 데이터를, 액체 분석 장치에 탈착 가능하게 설치된 예를 들면 SD카드, USB 메모리 등의 외부 메모리에 보존하고, 이 보존 데이터를 유저 또는 관리자가 임의의 장소에서 디스플레이 등에 표시하여 확인하도록 해도 된다.

또한, 기준 압력 데이터 기억부는, 상기 실시형태에서는, 일련의 공정을 여러 차례 실시했을 때의 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 것이었지만, 샘플 주입 스텝에서 폐액 스텝까지의 기준 압력 데이터를 한 사이클의 기준 단위 데이터로서 기억하고 있는 것이어도 된다.

아울러, 기준 압력 데이터 기억부는, 압력 센서로부터의 신호를 수신하여, 압력 센서로 검출된 근원관부의 내부 압력을 미리 정해진 기간 거슬러 올라가 기억하고 있는 것이어도 된다.

또한, 비교 출력부에 의해 비교 가능하게 출력된 실압력 데이터 및 기준 압력 데이터를 바탕으로, 실압력 데이터와 기준 압력 데이터와의 압력치가 소정의 값이상의 차이를 가질 때, 이상이라고 판단하여, 예를 들면, 디스플레이 상에 이상 고지 마크를 표시시키는 이상 판단부로서의 기능을 정보처리 장치에 함께 구비시켜도 된다.

또한, 복수의 버튼을 구비하고, 각 버튼을 선택함으로써 디스플레이 상의 그래프를 전환하여, 각 버튼에 따라 정해진 유닛마다 이상을 확인할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

샘플액에 포함되는 분석 대상으로서는, 상기 실시형태에서는, 질소 및 인이었지만, 그 외의 성분을 분석 대상으로 해도 된다.

또한, 압력 조정 기구는, 공기 이외의 기체를 압송 또는 흡인함으로써, 각종 액체를 이송시키는 것이어도 된다.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능함은 말할 필요도 없다.

100 : 액체 분석 장치 7 : 압력 조정 기구
La : 액체 이송관 Lb : 기체 이송관
B : 밸브 12 : 희석 셀
13 : 샘플 계량 셀 71 : 압력 센서
P : 펌프 81 : 제어부
82 : 분석부 83 : 실압력 데이터 기록부
84 :기준 압력 데이터 기억부 85 : 비교 출력부

Claims

샘플액을 내부 공간을 가지는 복수의 개소에 이송하는 일련의 공정을 거쳐 상기 샘플액을 분석하는 액체 분석 장치에 있어서,
상기 샘플액을 이송하기 위한 압력을 발생시키는 펌프와,
일단이 상기 펌프에 접속된 근원관부(根元管部) 및 상기 근원관부의 타단으로부터 분기하여 상기 각 개소 중 적어도 일부에 접속된 복수의 지관부(枝管部)로 구성된 기체 이송관과,
복수의 상기 개소 사이를 접속하는 액체 이송관과,
상기 액체 이송관 및 상기 기체 이송관에 마련된 하나 이상의 밸브와,
상기 근원관부 내부의 압력을 측정하는 압력 센서와,
상기 밸브의 개폐 제어와 상기 펌프에 의한 상기 기체 이송관의 압력의 제어에 의해서 상기 개소의 내부 압력을 변화시키고, 상기 샘플액을 상기 액체 이송관을 통하여 하나의 개소에서 다른 개소로 이송하는 제어부와,
상기 일련의 공정 중의 소정 기간에 있어서, 상기 압력 센서가 측정한 압력의 시계열 변화를 나타내는 실압력 데이터를 기록하는 실압력 데이터 기록부와,
상기 압력의 기준이 되는 시계열 변화를 나타내는 기준 압력 데이터를 기억하고 있는 기준 압력 데이터 기억부와,
이상의 발생 원인을 특정하기 위해서 상기 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하는 비교 출력부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 분석 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 공정이, 일정량의 샘플액을 소정의 개소에 이송하는 샘플 주입 스텝과, 일정량의 분석용액을 상기 소정의 개소와 같거나 또는 다른 개소에 이송하는 분석용액 주입 스텝과, 상기 일정량의 샘플액과 일정량의 분석용액을 상기 소정의 개소와 같거나 또는 다른 개소에 이송하여 혼합하는 혼합 스텝을 적어도 포함하고,
상기 제어부에 상기 샘플 주입 스텝과, 상기 분석용액 주입 스텝 및 상기 혼합 스텝을 실행하도록 설정되어 있는 액체 분석 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 혼합 스텝에 의해서 혼합된 샘플액과 분석용액이 반응하여 생성되는 최종액을 계측하고, 샘플액의 분석을 실시하는 분석부를 더 구비하고 있는 액체 분석 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 각 밸브를 닫은 상태로 상기 펌프에 의해서 소정의 압력을 인가하고, 그 후, 상기 각 밸브를 차례로 개폐하는 검사공정을 실시하는 것이며,
상기 검사공정 중의 실압력 데이터를 출력하는 검사 출력부를 더 구비하고 있는 액체 분석 장치.
샘플액을 내부 공간을 가지는 복수의 개소에 이송하는 일련의 공정을 거쳐 상기 샘플액을 분석하는 액체 분석 장치의 이상 특정 방법이며, 상기 액체 분석 장치가, 상기 샘플액을 이송하기 위한 압력을 발생시키는 펌프와, 일단이 상기 펌프에 접속된 근원관부 및 상기 근원관부의 타단으로부터 분기하여 상기 각 개소중 적어도 일부에 접속된 복수의 지관부로 구성된 기체 이송관과, 복수의 상기 개소 사이를 접속하는 액체 이송관과, 상기 액체 이송관 및 상기 기체 이송관에 마련된 하나 이상의 밸브와, 상기 근원관부 내부의 압력을 측정하는 압력 센서를 구비한 것으로서,
상기 이상 특정 방법이,
상기 밸브의 개폐 제어와 상기 펌프에 의한 상기 기체 이송관의 압력의 제어에 의해서 상기 개소의 내부 압력을 변화시키고, 상기 샘플액을 상기 액체 이송관을 통하여 하나의 개소에서 다른 개소로 이송하는 제어 스텝과,
상기 일련의 공정 중의 소정 기간에 있어서, 상기 압력 센서가 측정한 압력의 시계열 변화를 나타내는 실압력 데이터를 기록하는 실압력 데이터 기록 스텝과,
상기 압력의 기준이 되는 시계열 변화를 나타내는 기준 압력 데이터를 설정하는 기준 압력 데이터 설정 스텝과,
이상의 발생 원인을 특정하기 위해서 상기 실압력 데이터와 기준 압력 데이터를 비교 가능하게 출력하는 비교 출력 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 분석 장치의 이상 특정 방법.