KR20120035861A

KR20120035861A - 시료액 계량장치

Info

Publication number: KR20120035861A
Application number: KR1020110097506A
Authority: KR
Inventors: 히로키 마쓰바라; 긴타 세키구치
Original assignee: 가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2012-04-16
Also published as: JP2012078291A; KR101847212B1; CN102445248A; JP5627982B2

Abstract

소량의 시료액을 계량하는 경우에도 정밀하게 계량할 수 있고, 시료액이 계량된 후에 시료액 도입관으로부터 액적이 낙하함으로써 오차가 생겨버리는 것을 방지할 수 있는 시료액 계량장치로서, 시료액(L)이 계량되는 계량 용기(1)와, 상기 계량 용기(1) 내에 시료액(L)을 도입하는 시료액 도입관(2)과, 선단이 상기 계량 용기(1)의 바닥에 대략 접하도록 삽입되어 있으며, 상기 계량 용기(1) 내의 시료액(L)을 당해 계량 용기(1) 밖으로 도출하는 시료액 도출관(3)을 구비하고, 상기 시료액 도입관(2)이, 상기 계량 용기(1)의 측면으로 개구되는 도입구(21)를 갖는 동시에, 당해 계량 용기(1)로부터 하향으로 부착되어 있으며, 상기 계량 용기(1) 내에서 상기 도입구(21)가 형성되어 있는 높이 이상에 있는 시료액(L)이, 상기 시료액 도입관(2)을 통해 되돌아오도록 구성했다.

Description

시료액 계량장치{MEASURING DEVICE OF LIQUID SAMPLE}

본 발명은, 시료액(試料液)을 소정의 양으로 계량하기 위한 시료액 계량장치에 관한 것이다.

측정에 이용되는 시약 등의 시료액을 일정시간 내에, 예를 들면 10ml분량만 계량하는 등의 용도를 위해서 특허문헌 1에 나타난 바와 같은 시료액 계량장치 (100A)가 이용되고 있다. 이것은, 시료액이 계량되는 계량관(1A)과, 상기 계량관 (1A)에 상부로부터 삽입되어 있고, 밀폐형의 시료액 저장탱크(T)로부터 시료액(L)을 상기 계량관(1A)으로 도입하기 위한 시료액 도입관(2A)과, 상기 계량관(1A)의 바닥까지 삽입되어 있고, 계량된 시료액(L)을 외부로 도출(導出)하는 시료액 도출관(3A)을 구비한 것이다. 이 시료액 계량장치(100A)에 의한 계량의 동작에 대하여 설명하면, 먼저, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 시료액 저장탱크(T)내가 일정시간 동안 가압됨으로써, 상기 시료액 도입관(2A)으로부터 시료액(L)이 이송되고, 상기 계량관(1A) 내에 수위 L1까지 시료액이 저류(貯留)된다. 그 후, 상기 계량관(1A) 내를 대기압에 개방하는 동시에, 상기 시료액 저장탱크(T)도 대기압에 개방한다. 그렇게 되면, 사이펀의 원리에 의해서 도 6(b)과 같이 상기 시료액(L)이 상기 시료액 도입관(2A)의 선단(先端, 21A)까지의 수위 L2로 되어, 규정의 액량을 계량할 수 있다. 그리고, 수위 L2로 된 시료액은, 상기 시료액 도입관(2A)이 폐지(閉止)된 상태에서, 계량관(1A)의 내부가 가압됨으로써 상기 시료액 도출관(3A)에 의해 외부로 도출된다.

또한, 사이펀의 원리를 이용하지 않고, 소정량의 시료액을 계량하는 시료액 계량장치로서는 특허문헌 2에 나타난 것도 있다. 특허문헌 2에 기재된 시료액 계량장치는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 시료액(L)이 계량되는 계량관(1A)과, 상기 계량관(1A)의 상단에 마련되어 있고, 시료액(L)을 상방으로부터 상기 계량관(1A) 내로 도입하기 위한 시료액 도입관(2A)과, 상기 계량관(1A)의 측면으로 개구(開口)하는 배출구를 갖고, 소정량 이상의 시료액(L)을 도출하기 위한 배출관(E)과, 상기 계량관(1A)의 바닥으로 개구하는 도출구를 갖고, 계량된 시료액(L)을 외부로 도출하는 시료액 도출관(3A)을 구비한 것이다. 이것은, 각 관에 밸브가 마련되어 있어, 필요에 따라 개폐함으로써, 상기 계량관(1A)의 바닥으로부터 상기 배출구까지의 높이의 액위(液位)를 갖도록 시료액(L)을 계량하고, 계량된 시료액(L)을 바닥에 접속된 시료액 도출관(3A)을 통하여 외부로 도출할 수 있도록 구성되어 있다.

일본 실용신안공고 소57－5533호 공보 일본 특허공개 소52－25665호 공보 그렇지만, 이러한 시료액 계량장치(100A)에서는, 예를 들면 10ml가 아니라, 1ml 등과 같은 소량의 시료액을 정밀하게 계량하는 것은 어렵다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 시료액 계량장치(100A)라면, 소량의 시료액을 계량하기 위해서, 상기 시료액 도입관(2A)의 위치를 상기 계량관(1A)의 바닥에 접근시켜 정확한 위치로 설정할 필요가 있다. 이때, 종래와 동일한 정밀도로 시료액을 계량하고자 하면, 상기 시료액 도입관(2A)의 위치 정밀도는 종래보다 높게 할 필요가 있으며, 그러한 조정 작업은 매우 곤란하다. 또한, 시료액 계량장치(100A)의 스케일을 축소한 경우에는, 상기 계량관(1A)에는 시료액 도입관(2A)과 시료액 도출관(3A)이라는 2개의 관이 삽입되어 있으므로, 계량관(1A) 내를 차지하는 관의 체적이나 표면적의 비율이 상대적으로 커짐으로써, 시료액의 표면장력이 작용하기 쉽게 되기 때문에, 예를 들면, 관의 표면에 부착하여 도출되지 않는 시료액의 양이 많아져 버린다. 즉, 계량관(1A)으로 계량되는 시료액(L)의 양이 정확하다고 해도, 외부로 도출될 때에는 부정확한 양으로 되어 버리기 쉽다. 한편, 특허문헌 2에 기재된 시료액 계량장치(100A)에서는, 계량관(1A)의 바닥으로부터 시료액을 외부로 도출하도록 구성되어 있으므로, 소정의 액위까지 계량했다고 해도, 시료액 도출관(3A)에 설치된 밸브 분량만큼 계량에 오차가 생겨 버린다. 또한, 특허문헌 1 및 2에 기재된 시료액 계량장치(100A)에서는, 모두 시료액 도입관(2A)이 상기 계량관(1A)의 상방에 마련되어 있어, 자연 낙하에 의해 시료액 (L)이 계량관(1A) 내에 도입되고 있기 때문에, 시료액(L)의 계량이 끝나고 외부로 도출하고 있을 때, 시료액 도입관(2A)에 남아 있던 시료액(L)의 액적이 낙하하여, 외부로 도출되는 액량이 변화해 버리는 경우가 있다. 이러한 액적의 낙하가 있으면, 특히 계량되는 양이 작은 경우에는 오차로서 현저하게 나타나게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 소량의 시료액을 계량하는 경우에도 정밀하게 계량할 수 있으며, 시료액이 계량된 후에 시료액 도입관으로부터 액적이 낙하함으로써 오차가 생겨 버리는 것을 막을 수 있는 시료액 계량장치를 제공함을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 시료액 계량장치는, 시료액이 계량되는 계량 용기와, 상기 계량 용기 내에 시료액을 도입하는 시료액 도입관과, 선단이 상기 계량 용기의 바닥에 대략 접하도록 삽입되어 있고, 상기 계량 용기내의 시료액을 당해 계량 용기 밖으로 도출하는 시료액 도출관을 구비하고, 상기 시료액 도입관이, 상기 계량 용기의 측면으로 개구하는 도입구를 갖는 동시에, 당해 계량 용기로부터 하향으로 부착되어 있고, 상기 계량 용기 내에서 상기 도입구가 형성되어 있는 높이 이상에 있는 시료액이, 상기 시료액 도입관을 통해 되돌아오도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 것이면, 상기 시료액 도입관이, 상기 계량 용기의 측면으로 개구하는 도입구(導入口)를 갖는 동시에, 상기 계량 용기로부터 하향으로 부착되어 있으므로, 계량 종료 후에 상기 시료액 도입관 내에 시료액이 남아 있다고 해도, 자연 낙하에 의해 상기 계량 용기내에 시료액이 낙하하지 않는다. 따라서, 정확하게 계량된 시료액을 그대로 반응조 등 외부로 도출할 수 있다.

또한, 상기 계량 용기에 대해서 상기 도입구가 형성되어 있는 높이 이상에 있는 시료액이 상기 시료액 도입관을 통해 되돌아오도록 되어 있으므로, 계량되는 시료액의 양은 상기 계량 용기의 바닥으로부터 상기 도입구까지의 액위에 의해 고정된다. 따라서, 종래와 같이 도입구의 위치를 변경함으로써, 계량되는 액량을 조정하는 등의 조정 작업을 없앨 수 있다. 더욱이, 상기 시료액 도입관이, 여분의 시료액을 상기 계량 용기내로부터 배출하는 기능을 겸하고 있으므로, 새로운 배관을 설치할 필요가 없어, 구조를 더 간단하게 하고, 계량 정밀도를 높이기 쉬운 동시에 제조에 드는 비용을 저감할 수 있다.

또한, 상기 시료액 도출관이, 그 선단이 상기 계량 용기의 바닥에 대략 접하도록 삽입되어 있으므로, 상기 계량 용기의 바닥에, 계량의 오차 요인으로 되는 밸브를 구비한 도출용의 배관을 설치할 필요가 없다. 더욱이, 시료액 도출관만 상기 계량용기 내에 삽입되어 있으므로, 삽입되는 관의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 계량 용기 내를 차지하는 관의 체적이나 표면적의 비율을 작게 할 수 있으므로, 관에 시료액이 부착하는 양을 저감하여 오차를 작게 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 시료액 계량장치에 의하면, 계량 중이나 계량 후에서의 계량 오차의 요인을 저감할 수 있으므로, 소량의 시료액이라도 정밀하게, 단시간에 계량할 수 있게 된다.

상기 시료액 도출관을 상기 계량 용기의 벽면에 접하지 않고, 또한, 바닥에 접하기 쉽게 하며, 계량된 시료액을 남기지 않고 도출하려면, 상기 계량 용기의 바닥이 오목한 원추 형상으로 형성되어 있어, 상기 시료액 도출관의 선단이 축방향에 대해 경사진 경사면을 이루고 있는 것이면 좋다. 이러한 것이면, 상기 시료액 도출관이 바닥으로 유도되어 들어가기 쉽기 때문에, 간단하게 위치를 조절할 수 있다.

상기 시료액 도출관을 통하여 상기 계량 용기내로부터 시료액을 자동 제어로 도출하기 위한 구체적인 실시 형태로서는, 상기 계량 용기가 밀폐되어 있고, 당해 계량 용기내를 가압 및/또는 감압하는 압력 조정 기구를 더 구비한 것이면 좋다.

상기 계량 용기내에, 계량에 필요한 양의 시료액을 도입하는 것을 자동화하는 동시에, 시료액을 검출하는 센서가 계량의 정밀도에 영향을 미치지 않게 하기 위해서는, 상기 계량 용기 내에서 상기 도입구가 마련되어 있는 높이 이상에 시료액이 존재하는지의 여부를 검지하는 비접촉 센서가 상기 계량 용기의 외측에 더 설치되어 있어, 당해 비접촉 센서에 의해 시료액이 검지된 시점에서, 상기 시료액 도입관으로부터의 시료액의 도입을 멈추도록 구성된 것이면 좋다.

시료액을 검지하기에 적합한 비접촉 센서의 구체적인 실시 형태로서는, 상기 비접촉 센서가 정전(靜電) 용량식 센서이며, 상기 계량 용기가, 상부의 횡단면적이 하부의 횡단면적보다 크게 형성되어 있고, 상기 계량 용기의 상부에서의 측면을 따라서 상기 정전 용량식 센서가 설치되어 있는 것을 들 수 있다. 이러한 것이면, 상기 정전 용량식 센서가 횡단면적이 큰 상부에 설치되어 있으므로, 당해 정전 용량식 센서로부터 먼 쪽에 있는 벽면의 정전 용량의 영향을 받지 않게 할 수 있고, 또한, 횡단면적이 큰 상부에서는 시료액의 액위가 상승하는 속도를 느리게 할 수 있으므로, 시료액의 유무에 대하여 검지 오류를 방지하기 쉽게 할 수 있다.

상기 계량 용기를 규정의 치수대로 제작하기 쉽게 하여, 계량되는 시료액의 양에 오차가 생기지 않게 하려면, 상기 계량 용기가, 수지, 특히 폴리 염화 비닐을 절삭하여 형성된 것이면 좋다.

이와 같이 본 발명의 시료액 계량장치에 의하면, 상기 시료액 도입관이, 상기 계량 용기의 측면으로부터 하향으로 부착되어 있으므로, 종래와 같이 시료액 도입관에 남아 있던 시료액이 계량 종료후에 자연 낙하하여, 시료액의 양이 증가해 버리는 등의 오차가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 상기 도입구가 형성되어 있는 위치에 의해 계량되는 시료액의 양을 고정할 수 있으므로, 조정 작업 등에 의한 오차도 발생하지 않는다. 이와 같이 각종 오차 요인을 저감하고 있기 때문에, 시료액을 소량만 계량하는 경우에도 정밀하게 계량함이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 시료액 계량장치 및 시스템을 나타내는 모식적 사시도.
도 2는 동 실시 형태에서의 시료액 계량장치 및 시스템에 대하여 정전 용량식 센서를 제거한 상태를 나타내는 모식적 사시도.
도 3은 동 실시 형태에서의 시료액 계량장치의 상세를 나타내는 모식도.
도 4는 동 실시 형태에서의 압력 조정 기구를 나타내는 모식도.
도 5는 동 실시 형태에서의 시료액의 계량 사이클의 동작을 나타내는 모식도.
도 6은 사이펀의 원리를 이용한 종래의 시료액 계량장치를 나타내는 모식도.
도 7은 사이펀의 원리를 이용하지 않는 종래의 시료액 계량장치를 나타내는 모식도.

이하에 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태의 시료액 계량장치(100)는, 도 1 및 도 2의 사시도에 나타내는 바와 같이, 투명한 폴리 염화 비닐의 직방체(6)에 절삭에 의해 세로 구멍을 뚫움으로써 계량 용기(1)로 하고, 그 계량 용기(1)에 각종 배관을 접속함으로써 구성하고 있다. 이 시료액 계량장치(100)는, 1개의 폴리 염화 비닐의 직방체(6) 상에 4개 형성해 둠으로써, 시료액 계량 시스템(200)으로 하고 있다. 이 시료액 계량 시스템 (200)은 예를 들면, COD 측정 등에 사용되는 시약을 계량하기 위해서 사용되는 것으로서, 각각의 시료액 계량장치(100)는, 상이한 시약을 각각 계량하여 측정 대상이 있는 반응조에 보내도록 되어 있다. 또한, 도 1에서는 알기 쉽게 하기 위해서, 계량 용기(1)가 투명하기 때문에 실제로는 내부가 비쳐 보이는 부분도 음선(陰線)을 지워서 표현하고 있다. 도 2에서는, 후술하는 정전(靜電) 용량식 센서(5) 및 그 부착판(51) 부분을 제거하여 표현하고 있는데, 실제로는 투명하기 때문에 보이는 계량 용기(1)의 내부도 기재하고 있다.

1개의 상기 시료액 계량장치(100)에 대하여 주목하면, 당해 시료액 계량장치 (100)는, 상하 방향으로 뻗는 구멍인 계량 용기(1)와, 상기 계량 용기(1)의 측면으로 개구하는 동시에, 당해 계량 용기(1)로부터 하향으로 부착되어 있는 시료액 도입관(2)과, 상기 계량 용기(1)의 내부에 삽입되어 있는 관인 시료액 도출관(3)을 구비한 것이다. 또한, 상기 계량 용기(1)의 상방의 측면을 따라서, 비접촉 센서인 정전 용량식 센서(5)를 부착하고 있는 동시에, 계량 용기(1) 내부의 압력을 조정하기 위한 압력 조정 기구(9)의 일부를 이루는 제1 가압 배관(41)도 상기 계량 용기 (1)에 접속되어 있다.

도 3(a)에는 계량 용기(1)의 주변만을 픽업한 사시도를, 도 3(b)는 계량 용기(1)의 중심축을 통과하도록 자른 단면도를, 도 3(c)에는 계량 용기(1)의 선단부분의 확대도를 나타내고 있다. 상기 계량 용기(1)는, 도 3(b)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 상측의 횡단면 쪽이, 하측의 횡단면보다 크게 되도록 형성되어 있다. 더 구체적으로는, 상기 계량 용기(1)는, 폴리 염화 비닐의 직방체(6) 중, 본체 부분(61)에, 절삭 가공에 의해 직경이 상이한 2개의 구멍을 상하로, 동축(同軸)으로 되도록 연결하여 형성되어 있으며, 그 개구측은 폴리 염화 비닐의 덮개체(62)로 밀폐되어 있다. 이와 같이 하여 상기 계량 용기(1)는, 바닥측의, 가느다란 구멍 형상으로 형성되어 있는 계량부(11)와, 상부측의, 굵은 구멍 형상으로 형성되어 있는 시료액 검지부(12)로 구성되어 있다.

상기 계량부(11)는, 시료액(L)을 규정량만 계량하기 위해서 구성되어 있는 부분이며, 그 가공 정밀도는 상기 시료액 검지부(12)에 비해 높게 설정되어 있다. 또한, 상기 계량부(11)의 형상은, 바닥이 오목한 원추 형상으로 되도록 형성되어 있는 동시에, 측면에는, 상기 시료액 도입관(2)의 도입구(21)가 형성되어 있다. 또한, 상기 시료액 검지부(12)의 벽면의 연마 정밀도는 상기 계량부(11)의 벽면의 연마 정밀도와 동일하게 고정밀도로 되어 있다. 이에 따라, 시료액 검지부(12)에 부착되어 남은 시료액(L)이 계량부(11)로 흘러 떨어지는 등의 오차 요인을 저감할 수 있다.

상기 시료액 검지부(12)는, 상기 시료액 도입관(2)으로부터 시료액(L)이 규정량 이상으로 상기 계량 용기(1) 내에 도입되었는지의 여부를 검지하기 위한 부분으로서, 그 측면의 외측에는 상기 정전 용량식 센서(5)가 설치되어 있다. 이 정전 용량식 센서(5)는, 시료액 검지부(12) 안이 시료액(L)으로 채워짐으로써, 정전 용량이 변화하는 것을 이용하여, 센서 위치의 액위까지 시료액(L)이 있는지의 여부를 검출하는 것이다. 또한, 상기 제1 가압 배관(41)도 이 시료액 검지부(12)의 측면으로 개구되어 있다.

상기 시료액 도입관(2)은, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 상기 계량 용기(1)의 계량부(11)의 측면으로 개구되는 도입구(21)를 갖고 있으며, 상기 계량부(11)로부터 봐서 비스듬히 아래 방향으로 뻗는 배관이고, 상기 계량 용기(1)의 지관(枝管)으로 되도록 하고 있다. 즉, 이 시료액 도입관(2)은, 도 4에 나타내는 구성도와 같이 낮은 위치에 있는 시료액 저장탱크(T)로부터 높은 위치에 있는 상기 계량 용기(1) 내에 시료액(L)을 도입하도록 구성되어 있으므로, 후술하는 압력 조정 기구 (9)에 의해 시료액 저장탱크(T) 안이 가압되어 있지 않은 경우에는, 시료액(L)은 자연 낙하에 의해 시료액 저장탱크(T)로 흘러, 상기 계량 용기(1) 내에는 도입되지 않는다. 또한, 당해 시료액 도입관(2)은 계량시에, 상기 도입구(21)가 마련되어 있는 위치보다 높은 위치에 있는 시료액(L)이 이 시료액 도입관(2)을 통해, 상기 시료액 저장탱크(T)로 되돌아오도록 구성되어 있다. 즉, 시료액(L)을 상기 계량 용기 (1) 내로 도입하는 것이면서, 잉여의 시료액(L)을 상기 계량 용기(1)내로부터 배출한다고 하는 기능도 겸하도록 되어 있다.

상기 시료액 도출관(3)은, 상기 계량 용기(1)의 중심축을 따라서 선단이 당해 계량 용기(1)의 바닥에 대략 접하도록 삽입되어 있는 튜브이다. 도 3(c)의 확대도에 나타내는 바와 같이, 상기 시료액 도출관(3)의 선단은 축방향에 대해서 경사진 경사면을 이루고 있으며, 상기 계량 용기(1)의 오목한 원추 형상의 바닥으로 유도되어 들어가도록 되어 있다. 계량된 시료액(L)은, 후술하는 압력 조정 기구(9)에 의해, 상기 계량 용기(1) 내를 가압함으로써 상기 시료액 도출관(3) 내를 상승하여 도시하지 않는 반응조까지 도출된다.

상기 압력 조정 기구(9)는, 도 4의 전체도에 나타내는 바와 같이, 에어 펌프 (P)와 상기 계량 용기(1) 내부를 접속하는 제1 가압 배관(41)과, 상기 에어 펌프 (P)와 상기 시료액 저장탱크(T)를 접속하는 제2 가압 배관(42)을 구비하고, 제1 가압 배관(41) 및 제2 가압 배관(42)에는 각각 제1 개폐 밸브(81) 및 제2 개폐 밸브 (82)가 설치되어 있으며, 이들 개폐 밸브에 의해서 어느 한쪽만의 압력을 조정할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 구성한 시료액 계량장치(100)에 의한 시료액(L)의 계량의 동작에 대하여 도 5를 참조하면서 설명한다.

먼저, 도 5(a)와 같이 상기 계량 용기(1) 내에 시료액(L)이 없는 상태로부터, 제1 개폐 밸브(81)는 폐지(閉止)되고, 제2 개폐 밸브(82)가 개방된 상태에서, 에어 펌프(P)에 의해 상기 시료액 저장탱크(T) 내를 가압하여, 상기 계량 용기(1) 내에 시료액(L)이 상기 시료액 도입관(2)을 통하여 도입된다. 다음으로, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 상기 정전 용량식 센서(5)에 의해 검지되는 액위까지 시료액 (L)이 상기 계량 용기(1) 내에 유입되면, 센서로부터의 출력 신호에 의해 상기 에어 펌프(P)는 정지하여, 더 이상 시료액(L)이 내부로 유입되지 않도록 한다. 그리고, 제1 개폐 밸브(81)와 제2 개폐 밸브(82)가 함께 개방되어, 상기 계량 용기(1)내와 상기 시료액 저장탱크(T) 내가 대기압이 되며, 상기 시료액 도입관(2)을 통해, 상기 도입구(21)보다 높은 위치에 있는 시료액(L)이 되돌아 가서, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 계량된 상태로 된다. 마지막으로 상기 제2 개폐 밸브(82)가 폐지되고, 상기 에어 펌프(P)가 동작함에 의해 상기 계량 용기(1) 내가 가압됨으로써, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이 상기 시료액 도출관(3)으로부터 계량된 시료액 (L)이 반응조로 도출되어 간다.

이상과 같은 시료액(L)의 도입, 계량, 도출의 사이클이 반복되어, 적의 COD 측정 등이 행해지게 된다.

이와 같이 본 실시 형태의 시료액 계량장치(100)에 의하면, 상기 시료액 도입관(2)이, 상기 계량 용기(1)에서의 계량부(11)의 측면으로 개구되는 도입구(21)를 갖는 동시에, 당해 계량 용기(1)로부터 하향으로 부착되어 있으므로, 예를 들면 시료액(L)의 계량이 종료하여, 외부로 도출될 때까지의 동안에, 상기 시료액 도입관(2) 내에 시료액(L)이 남아 있다고 해도, 자연 낙하에 의해서 상기 시료액 저장탱크(T)측으로만 흘러, 상기 계량 용기(1) 내에 시료액(L)이 낙하하지 않는다. 따라서, 정확하게 계량된 시료액(L)을 그대로 반응조 등의 외부로 상기 계량 용기(1)로부터 도출할 수 있다. 즉, 계량 용기(1)의 상방으로부터 시료액(L)을 도입하고 있는 경우에 생기는 오차가 처음부터 발생하지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 계량 용기(1)에 대해서 상기 도입구(21)가 형성되어 있는 높이 이상에 있는 시료액(L)이 상기 시료액 도입관(2)을 통하여, 상기 시료액 저장탱크 (T)로 되돌아오도록 구성되어 있으므로, 계량되는 시료액의 양은 상기 계량 용기 (1)의 바닥으로부터 상기 도입구(21)까지의 액위에 의해 고정된다. 따라서, 종래와 같이 도입구(21)의 위치를 변경하여 액위 조정을 하는 등의 어려운 조정 작업을 없앨 수 있다. 더욱이, 상기 시료액 도입관(2)이 여분의 시료액(L)을 상기 계량 용기 (1) 내로부터 배출하는 기능을 겸하고 있으므로, 상기 계량 용기(1) 내에 삽입되는 관을 상기 시료액 도출관(3) 하나로만 할 수 있다. 이 때문에, 소량의 시료액(L)을 계량하는데 계량 용기(1)의 직경을 작게 해도, 계량 용기(1)의 내면과 삽입되어 있는 관 사이에 충분한 간극을 형성할 수 있으므로, 표면장력 등으로 관에 시료액(L)의 액적이 부착됨으로써 도출되는 액량에 오차가 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 계량 용기(1)의 바닥에는 아무런 배관을 설치하지 않고, 밸브에 의해 계량 용기(1)의 바닥을 규정하지 않기 때문에, 계량되는 액량에 밸브에 의한 오차가 발생하지 않는다.

아울러, 상기 계량 용기(1)는, 직방체 형상의 폴리 염화 비닐을 절삭 가공하여 형성되어 있으므로, 그 치수 정밀도를 좋게 하기 쉽다. 따라서, 4개의 계량 용기(1)에서 각각의 형상 오차의 불균일을 작게 할 수 있고, 계량되는 시료액(L)의 오차의 불균일도 동일한 정도로 할 수 있다.

또한, 상기 계량부(11)보다 상기 시료액 검지부(12) 쪽이 큰 직경으로 형성되어 있으므로, 상기 시료액 검지부(12)에서의 액위의 상승 속도는 계량부(11)에 비해 완만하게 할 수 있다. 그리고, 내부 공간이 큰 시료액 검지부(12)의 외측 측면에 정전 용량식 센서(5)를 설치하고 있으므로, 벽면을 구성하는 폴리 염화 비닐의 정전 용량의 영향을 센서가 받지 않도록 할 수 있다. 따라서, 시료액(L)이 계량을 개시할 수 있는 액위까지 도입되었는지의 여부를 오차 없이 검지함이 가능해진다. 또한, 이와 같이 계량 용기(1)의 직경에 대하여 상기 계량부(11)보다 상기 시료액 검지부(12) 쪽이 크게 되도록 함으로써, 검지 직전에는 시료액(L)의 액면의 상승 속도를 늦출 수 있도록 구성할 수 있으므로, 예를 들면, 압력 조정 기구(9)에 사용되고 있는 에어 펌프(P)를 온(on)일 때 고정 출력으로 동작시키고, 도입하지 않는 경우에는 오프(off)로 하는 등 단순한 온/오프 제어만으로도 액위의 검출에 적절한 액면 상승속도로 설정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 시료액(L)을 도입, 도출할 수 있는 고정 출력으로 에어 펌프(P)를 동작시켜 두면 되기 때문에, 에어 펌프 (P)에서는 난해하고 미묘한 출력 조정을 행할 필요가 없고, 설정이나 메인터넌스도 간단한 것으로 할 수 있다.

이와 같이, 계량중 및 계량후에서의 계량 오차 요인을 작게 할 수 있으므로, 본 실시 형태의 시료액 계량장치(100)에 의하면 소량의 시료액(L)이라도 정밀하게 계량할 수 있다.

기타 실시 형태에 대하여 설명한다.

상기 실시 형태의 시료액 계량 시스템에서는, 4개의 시료액 계량장치는 각각 상이한 시약을 계량하고 있지만, 동일한 것을 계량해도 상관없다. 이 경우, 4개의 시료액 계량장치 중, 적당한 수만큼만 선택하여 계량된 시료액을 도출하도록 하면, 조합에 의해 다양한 양의 시료액을 도출함이 가능해진다. 또한, 항상 4개의 계량 장치 전부로부터 계량된 시료액을 도출하도록 한 경우, 계량된 양에서의 우연한 오차를 평균화 효과에 의해 작게 할 수 있어, 토탈했을 때 계량된 액량의 정밀도를 더 좋게 할 수 있다.

상기 시료액 계량장치는, 단체(單體)로서 사용하여도 상관없고, 예시한 이외의 수의 시료액 계량장치로서 시료액 계량 시스템을 구성해도 상관없다. 또한, 각 시료액 계량장치로 계량되는 양은 동일할 필요는 없고, 각각 달라도 상관없다. 이 경우, 계량 용기의 크기를 바꾸거나, 혹은, 계량부에서의 상하 방향의 길이를 변경하는 등 다양화할 수 있다.

상기 계량 용기는, 폴리 염화 비닐을 절삭 가공함으로써 보다 고정밀도로 형성하였지만, 그 외의 방법으로 형성해도 좋다. 예를 들면, 유리관 등으로 계량 용기를 구성해도 상관없다. 또한, 계량 용기의 형상은, 상기 실시 형태에 나타내는 바와 같은 2단 구성의 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 직관(直管) 형상으로 형성되어 있어도 상관없다.

또한, 계량된 시료액을 도출하는 방법은, 상기 계량 용기 내를 가압하는 것으로만 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 시료액 도출관이 흡인을 행하는 것이라도 상관없다. 또한, 상기 실시 형태에서는 압력 조정 기구에 의해 저장탱크 내를 가압함으로써, 하방으로부터 계량 용기에 시료액이 도입되도록 구성되어 있지만, 상기 계량 용기 내를 감압함에 의해, 상기 저장탱크 내로부터 시료액을 흡인함으로써 당해 계량 용기 내에 시료액을 도입하도록 해도 상관없다.

상기 비접촉 센서로서는, 정전 용량식 센서에 한정되지 않는다. 예를 들면, 초음파 센서나, 레이저 센서 등 다양한 센서에 의해 액위를 검지하도록 해도 상관없다. 또한, 비접촉 센서가 아니고, 접촉 센서에 의해 계량을 개시하는데 필요한 시료액이 계량 용기 내에 도입되었는지의 여부를 검출하도록 해도 상관없다. 접촉식 센서의 예로서는, 레벨 스위치나 플로트식의 것을 들 수 있다.

기타, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 다양한 변형이나 실시 형태의 조합을 행하여도 상관없다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 시료액 계량장치에 의하면, 시료액을 소량만 계량하는 경우에도 정밀하게 계량함이 가능해진다.

100…시료액 계량장치
1…계량 용기
2…시료액 도입관
21…도입구
3…시료액 도출관
9…압력 조정 기구

Claims

시료액이 계량되는 계량 용기와,
상기 계량 용기 내에 시료액을 도입하는 시료액 도입관과,
선단(先端)이 상기 계량 용기의 바닥에 대략 접하도록 삽입되어 있으며, 상기 계량 용기 내의 시료액을 당해 계량 용기 밖으로 도출하는 시료액 도출관을 구비하고,
상기 시료액 도입관이, 상기 계량 용기의 측면으로 개구(開口)되는 도입구를 갖는 동시에, 당해 계량 용기로부터 하향으로 부착되어 있으며,
상기 계량 용기 내에서 상기 도입구가 형성되어 있는 높이 이상에 있는 시료액이, 상기 시료액 도입관을 통해 되돌아오도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시료액 계량장치.
제 1 항에 있어서, 상기 계량 용기가 밀폐되어 있고, 당해 계량 용기 내를 가압 및 감압 중 어느 하나를 하는 압력 조정 기구를 더 구비한 시료액 계량장치.
제 1 항에 있어서, 상기 계량 용기 내에서 상기 도입구가 형성되어 있는 높이 이상으로 시료액이 존재하는지의 여부를 검지하는 비접촉 센서가 상기 계량 용기의 외측에 더 설치되어 있고, 당해 비접촉 센서에 의해 시료액이 검지된 시점에서, 상기 시료액 도입관으로부터의 시료액의 도입이 멈추어지도록 구성된 시료액 계량장치.
제 3 항에 있어서, 상기 비접촉 센서는 정전(靜電) 용량식 센서이며,
상기 계량 용기는, 상부의 횡단면이 하부의 횡단면보다 크게 형성되어 있고, 당해 계량 용기의 상부에서의 측면을 따라서 상기 정전 용량식 센서가 설치되어 있는 시료액 계량장치.