TWI780794B - 超音波振動子保持器、容器、及使用彼等的分析系統 - Google Patents

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Abstract

一實施形態的超音波振動子保持器，其中用來容納液體樣品的容器是可拆卸的且可以傳輸超音波。前述超音波振動子保持器，係具有：發射超音波的超音波振動子；及被固定在前述超音波振動子，且對前述容器傳輸前述超音波的保護層。前述保護層，係具有：被固定到前述超音波振動子的面即第1面；及前述第1面的背面，且設計成為經由接觸媒質來固定前述容器的第2面。

Description

超音波振動子保持器、容器、及使用彼等的分析系統
本發明關於超音波振動子保持器、容器、及使用彼等的分析系統。
特開2019-211235號公報(專利文獻1)記載有相對於分析單元可以裝拆並交換，且用於收納液體樣品的分析室。此外，專利文獻1記載有使超音波振動子與分析室的壁面經由凝膠狀物質密接。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2019-211235號公報
[發明所欲解決的課題]
在利用超音波對懸浮的液體樣品中的成分進行光分析的裝置中，使收納液體樣品的容器構成為從超音波振動子保持器可以拆卸，藉此可以重複利用超音波振動子。但是，必須抑制由於容器從超音波振動子保持器可拆卸而引起的分析精度的降低。
本發明的目的在於提供在使收納液體樣品的容器從超音波振動子保持器可拆卸的分析系統中，可以抑制分析精度的降低的技術。 [解決課題的手段]
以下簡單說明本申請中揭示的發明之中代表性形態的概要。
亦即，一實施形態的超音波振動子保持器中，用來容納液體樣品的容器是可拆卸的，且可傳輸超音波。前述超音波振動子保持器，係具有：發射超音波的超音波振動子；及被固定在前述超音波振動子，且對前述容器傳輸前述超音波的保護層。前述保護層，係具有：用來固定前述超音波振動子的面即第1面；及前述第1面的背面，且設計成為經由接觸媒質(Couplant)來固定前述容器的第2面。
另一實施形態的分析系統，係具有：超音波振動子保持器；對前述超音波振動子施加電壓的振盪器；將光照射至前述容器的光源；接收穿透前述容器的光的受光部；及根據由受光部接收到的光，進行前述液體樣品之分析處理的電腦。在前述超音波振動子保持器中，用來容納液體樣品的容器是可拆卸的，且可以傳輸超音波。前述超音波振動子保持器，係具有：發射超音波的超音波振動子；及被固定在前述超音波振動子，且對前述容器傳輸前述超音波的保護層。前述保護層，係具有：用來固定前述超音波振動子的面即第1面；及前述第1面的背面，且設計成為經由接觸媒質來固定前述容器的第2面。
另一實施形態的容器為，從超音波振動子保持器可以拆卸的容器。在前述超音波振動子保持器中，用來容納液體樣品的容器是可拆卸的，且可以傳輸超音波。前述超音波振動子保持器，係具有：發射超音波的超音波振動子；及被固定在前述超音波振動子，且對前述容器傳輸前述超音波的保護層。前述保護層，係具有：用來固定前述超音波振動子的面即第1面；及前述第1面的背面，且設計成為經由接觸媒質來固定前述容器的第2面。前述第2面，係具備表示前述接觸媒質之塗布區域的標記即塗布區域標記。前述容器，係具有：側面，該側面具有與前述塗布區域對應的形狀；用來容納前述液體樣品的入口；及用來排出前述液體樣品的出口。 [發明效果]
以下簡單說明本申請中揭示的發明之中由代表者能夠獲得的效果。亦即，在使收納液體樣品的容器成為從超音波振動子保持器可拆卸的分析系統中，可以抑制分析精度的降低。
藉由以下之實施形態之說明可以明瞭上述以外之課題、構成及效果。
在說明以下實施形態之各圖中，同一構件原則上附加同一符號，並並省略重複之說明。又，為了方便理解圖面在俯視圖亦有可能附加陰影線。
＜超音波振動子保持器＞ 圖1係表示將容器安裝在一例的超音波振動子保持器的狀態的正視圖。圖2係從超音波振動子側觀察圖1所示超音波振動子保持器的側視圖(從圖1之X方向觀察的側視圖)。又，在以下之說明中，正視圖係指在超音波振動子保持器之上面與下面之間的四個面之中，超音波振動子10、超音波振動子保持器101、保護層11、及容器13分別在橫向上排列而可以辨識的方向之面的圖。如上所述當可以辨識的方向之面有2個面時，如圖1所示，將用於表示在面對紙面從左側依序配置超音波振動子10、超音波振動子保持器101、及保護層11的面的圖視為正視圖。將正視圖之相反面側之圖視為背視圖。此外，將上述四個面之中表示正面及背面以外之側面的圖稱為側視圖(例如參照圖2)。此外，各圖中表示不論從哪一方向觀察到的圖時，以箭頭表示相互正交的X方向、Y方向、及Z方向。包含X方向及Y方向的X-Y平面構成水平面，Z方向構成垂直方向。
如圖1所示，本實施形態之超音波振動子保持器101，係具備對容納有作為分析對象的液體樣品201的容器13施加超音波的功能。容器13相對於超音波振動子保持器101是可拆卸的。容器13之拆卸方法之例如後述。將容器13設為可拆卸時，可以將超音波振動子10與容器13分離。該情況下，例如將容器13作為一次性使用(一次性的)利用時，容器13可以分離更換，因此可以重複利用超音波振動子10。此外，洗淨容器13時，在與超音波振動子10分離的狀態下更容易洗淨，因此，可以提升容器13之洗淨性。
超音波振動子保持器101至少具有：超音波振動子10；保護超音波振動子10的保護層11；及設置在保護層11與容器13之間的接觸媒質12。又，上述係超音波振動子保持器101具有的主要元件，但不排除包含上述以外之元件。例如，可以舉出對超音波振動子10供給電力的引線(未圖示)等，圖1中省略圖示。
保護層11固定於超音波振動子10。保護層11具備對容器13傳輸超音波的功能，而且，具備抑制超音波振動子10之損傷的保護功能。保護層11具有：用於固定超音波振動子10的面即第1面11A；及第1面11A之背面，而且，設計成為經由接觸媒質12將容器13予以固定的第2面11B。
將容器13與超音波振動子保持器101設為可拆卸時，在安裝容器13時，或者由於超音波振動子10之重複使用，有可能超音波振動子10受到損傷。作為上述重複使用導致超音波振動子10受到損傷的原因之一，可以舉出超音波振動子之使用時間變長。超音波振動子10之損傷時，除了超音波振動子10無法動作以外，還包含超音波振動子10無法如設定般輸出超音波。包含超音波振動子10無法動作的狀態在內，在超音波振動子10無法如設定般輸出超音波之情況下，無法對容器13施加正確的超音波，因此成為分析精度降低之原因。
如圖1所示超音波振動子保持器101之情況下，在容器13與超音波振動子10之間設置有保護層11。保護層11被固定於超音波振動子10。換言之，保護層11無法從超音波振動子10拆卸。因此，在拆卸作業時，可以回避容器13與超音波振動子10之接觸或碰撞。因此，可以回避超音波振動子10之磨損或破損等之風險。此外，如圖1所示，接觸媒質12未塗布在超音波振動子10，塗布在保護層11。因此，可以回避將接觸媒質12重複塗布在超音波振動子10引起的磨損或破損之風險。亦即，即使構成為容器13相對於超音波振動子保持器101可拆卸的情況下，亦可以抑制超音波振動子10之損傷。此外，保護層11具備將超音波振動子10輸出的超音波傳輸至容器13的功能。藉此，即使超音波振動子10與容器13不直接接觸時，亦可以對容器13施加超音波。
就高的電氣機械轉換效率、且容易藉由電氣信號控制的觀點而言，超音波振動子10較好是使用壓電陶瓷製成之振動子為較佳。壓電陶瓷具有多樣的尺寸之變化，因此，就選擇適當尺寸的超音波振動子10的觀點而言，使用壓電陶瓷是有利的。此外，保護層11要求具有保護超音波振動子10的功能及固定保持超音波振動子10的功能。因此，由能夠獲得高剛性的材料形成為較佳。此外，保護層11要求有效地傳輸超音波的特性。因此，就彼等之觀點而言，保護層11由金屬材料形成為較佳。此外，若考量耐久性或重量等時，保護層11由，不鏽鋼、鋁、或其合金形成為特別好。又，經由保護層11將超音波傳輸至容器13的情況下，可以將超音波在保護層11中衰減的情況納入考量。但是，衰減之程度小的話，將該衰減之程度納入考量，而將超音波振動子10之輸出設定成為高於無保護層11的情況，即可正確進行分析。
保護層11與超音波振動子10係經由黏著劑15黏著固定。考量從超音波振動子10至保護層11的超音波之傳輸時，超音波振動子10具備的多個面之中與保護層11呈對向的安裝面10A、及保護層11之第1面11A分別盡可能是平滑的面為較佳。但是，在超音波振動子10與保護層11之間存在有黏著劑15之情況下，即使在第1面11A及安裝面10A分別存在微小的凹凸的情況下，該凹凸會被黏著劑15填埋。因此，可以提升從超音波振動子10至保護層11的超音波之傳輸特性。又，作為相對如圖1所示實施態樣的變形例，和接觸媒質12同樣地，可以使用非黏著性之接觸媒質來取代黏著劑15。該情況下，需要用來固定超音波振動子10與保護層11的另一手段(例如，和後述按壓構造14同樣之固定方式等)，亦可以提升從超音波振動子10至保護層11的超音波之傳輸特性。當考量從超音波振動子10至保護層11的超音波之傳輸、及從保護層11至容器13的超音波之傳輸時，保護層11之第1面11A及第2面11B分別是平面(非曲面的面；plane)為較佳。此外，保護層11之第1面11A與第2面11B相互平行為較佳。但是，變形例中，亦有可能保護層11之第1面11A及第2面11B之任一方或者兩方是非平面的情況。此外，作為另一變形例，亦有可能保護層11之第1面11A及第2面11B配置為非平行之情況。
用來從固定在超音波振動子10的保護層11將超音波傳輸至容器13之接觸媒質12亦稱為超音波耦合劑(ultrasonic couplant)。接觸媒質12較好是液體或溶膠之物質。作為接觸媒質12亦可以使用凝膠，但是就薄化接觸媒質12之厚度之觀點而言，或者容易抑制氣泡之混入的觀點而言，以使用液體或溶膠為較佳。此外，作為如後述接觸媒質12之塗布方法，在通過細孔供給接觸媒質12之情況下，接觸媒質12為液體或溶膠是特別好。作為接觸媒質12之例可以是例如水、油、甘油等。
用來容納液體樣品201的容器13之構成材料，較好是容易使分光分析中使用的光穿透者。此外，容器13之構成材料，更好是化學特性穩定且具有機械強度與耐熱性者。通常，作為容器13係使用分光分析用之分析室(cell)或稱為比色杯(Cuvette)者。分析室或比色杯之構成材料，例如有石英、玻璃、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂等，根據液體樣品201之種類，上述光之穿透性、化學性的穩定性、機械強度、或耐熱性等之觀點，從彼等之材料之中選擇適合者。如圖1所示例中，係以可以流動液體樣品201的方式，容器13具有：用來容納(供給)液體樣品201的供給部即入口131；及排出液體樣品201的排出部即出口132。如圖1所示，可以流動液體樣品201的容器13被稱為流動分析室(flow cell)。在圖1所示例中，在容器13之下方配置有入口131，在上方配置有出口132。又，雖省略圖示，作為圖1的變形例，在容器13中不流動液體樣品201，而貯存液體之情況下，亦有可能是供給口與排出口共用的形式。就抑制容器13內之氣泡之殘留觀點而言，如圖1所示在容器13之下方配置入口131為較佳。
此外，容器13具有與保護層11之第2面11B對向的側面13A。側面13A係經由接觸媒質12被壓接在保護層11的面，通常是平坦面(非彎曲面的面)。當保護層11之第2面11B與容器13之側面13A分別為平坦面，且相互對向之情況下，可以提升超音波從保護層11傳輸至容器13的特性。
如圖2所示，本實施形態之超音波振動子保持器101之情況下，在側視圖(平面圖)中，保護層11之平面尺寸大於超音波振動子10之平面尺寸。如圖3所示，保護層11具備經由黏著劑15(參照圖1)被固定在超音波振動子10(圖1)的固定區域11R1。固定區域11R1可以被定義為圖1所示超音波振動子10之平面(安裝面10A)沿著法線方向(圖1所示Y方向)延伸的區域。又，以下針對固定區域11R1及周辺區域11R2進行說明，但是固定區域11R1及周辺區域11R2分別不以面而是以如圖1所示向Y方向延伸的立體部分進行說明。保護層11之中，固定區域11R1包含：黏著劑15緊密接著的區域；及超音波振動子10之安裝面10A不經由黏著劑15而呈對向的區域。又，將黏著劑15塗布直至固定區域11R1之外緣的情況下，黏著劑15緊密接著在固定區域11R1之整體。此外，保護層11在固定區域11A之周圍具備周邊區域11R2。周邊區域11R2係對超音波振動子10之固定不直接貢獻的區域，但具備作為支撐超音波振動子10的支撐構造體之功能，或作為將超音波振動子保持器101(參照圖1)本身固定在未圖示裝置或光學台等的構造體之功能。固定區域11R1要求超音波之傳輸特性。另一方面，周邊區域11R2要求不因為外力或自重而變形的剛性。
由於保護層11與超音波振動子10發生共振，因此，圖1所示保護層11之厚度(Y方向中的長度)，尤其是保護層11之固定區域11R1(圖3)之厚度，較好是保護層11之中的超音波之半波長之整数倍。超音波之波長雖可以根據分析對象物或分析的目的來設定變更，例如超音波在不鏽鋼中之傳輸速度設為約5700m/sec，超音波之振動數設為2MHz(兆赫)時，1波長之長度約為2.8mm，半波長之長度約為1.4mm。保護層11之厚度極端薄的情況下，會產生加工困難或剛性降低容易變形等之課題。因此，保護層11之固定區域11R1之厚度，較好是相對於保護層11之中的超音波之半波長設為0.5倍以上。另一方面，隨著保護層11之固定區域11R1之厚度變厚，超音波在保護層11中之衰減程度變大的可能性增大。因此，將保護層11之固定區域11R1之厚度，相對於保護層11之中的超音波之半波長設為10倍以下為較佳。亦即，保護層11之厚度(詳言之為，將保護層11之中，超音波振動子之安裝面10A向其之法線方向延伸的方向之固定區域11R1之厚度)，設為保護層11內部中的超音波之半波長之0.5倍以上且10倍以下為較佳。
又，詳細係如後述的變形例，關於保護層11中的超音波之傳輸特性，固定區域11R1之厚度之影響會大於周邊區域11R2之厚度之影響。因此，較佳的構造為將保護層11之中對超音波之傳輸特性的影響較大的固定區域11R1選擇性形成為較薄，並且將作為支撐構造體而要求高剛性的周邊區域11R2(圖3)形成為較固定區域11R1厚。
此外，如圖1所示，超音波振動子保持器101具有固定容器13的固定構造。在圖1所示例中，採用從容器13之側面13A之相反側之面將容器13朝保護層11之第2面11B之方向推壓的按壓構造(按壓構件)14作為固定構造。圖1所示按壓構造14係具備將容器13朝圖1所示Y方向之相反方向(以下標記為-Y方向)按壓的機構。容器13具有與側面13A相反之側之被按壓面13B。按壓構造14具備將容器13之被按壓面13B朝Y方向之相反方向(以下標記為-Y方向)按壓的機構。被按壓在按壓構造14的容器13，係經由接觸媒質12被壓接在保護層11之第2面11B。被壓接在保護層11的容器13之側面13A通常為平坦面。
經由接觸媒質12將容器13固定在保護層11的固定構造，需要可拆卸容器。因此，該固定構造並非藉由黏著劑15將保護層11與容器13予以黏著固定，而是以在使用中容器13不偏離位置的方式予以固定。作為固定構造之一例之按壓構造14，可以舉出金屬板、金屬塊、金屬棒、彈簧、螺栓、橡膠板、樹脂板、樹脂塊、樹脂棒等。或者，亦可以組合上述構件的構造物作為按壓構造14使用。藉由按壓構造14對容器13進行按壓的機構可以示出以下之方法。例如，使螺合在未圖示的支撐板的螺栓接觸容器13，在該狀態下，旋轉螺栓使其從-Y方向突出，藉此而將容器13壓接在保護層11的方法。在該情況下，藉由使螺栓朝逆方向旋轉，來解除對容器13的按壓力，可以使容器13從超音波振動子保持器101分離。此外，例如有使由金屬板、金屬塊、金屬棒、彈簧、螺栓、橡膠板、樹脂板、樹脂塊、樹脂棒等形成的按壓構造14接觸容器13，利用構成按壓構造14的材料之彈性力或力之反作用，將容器13壓接在保護層11的方法。作為按壓與容器13接觸的按壓構造14的驅動力，例如可以舉出空氣壓、水壓、油壓、電磁力等。
又，關於將容器13固定的固定構造，除了如圖1所示按壓構造14以外，還有各種變形例。固定構造只要能夠使容器13與超音波振動子保持器101緊密接著，而且可以分離即可。例如，雖省略圖示，作為相對於圖1的變形例，亦有可能是具備可以將超音波振動子保持器101之保護層11和超音波振動子10之部分，及容器13分別獨立予以保持，而且可以獨立進行搬送的搬送機構部。在該變形例之情況下，藉由作動搬送機構部可以使容器13與超音波振動子保持器101緊密接觸，且可以使分離，因此可以利用作為固定構造。
＜保護層之構造之變形例＞ 圖4係表示具備圖1所示保護層之變形例的超音波振動子保持器及容器的正視圖。圖5係表示沿圖4所示A-A線且與X-Y平面平行地切斷的斷面的斷面圖。在圖4及圖5所示變形例之情況下，和圖1所示實施形態之差異點在於，保護層11之固定區域11R1之厚度11T1(參照圖4)，比周邊區域11R2之厚度11T2薄。
詳言之為，如圖5所示，保護層11具有形成在與固定區域11R1重疊的位置的凹部(溝、孔)11H。凹部11H係從保護層11之第1面11A側向第2面11B側挖掘的孔。凹部11H在厚度方向(從第1面11A及第2面11B之一方向另一方的方向)不貫穿保護層11。凹部11H之底面11G通常為平坦面。超音波振動子10之至少一部分，係被插入到凹部11H之內部，並在凹部11H之底面11G經由黏著劑15(參照圖4)黏著固定。又，如本變形例這樣，在第1面11A不是平坦面(flat surface)之情況下，可以將底面11G視為保護層11之第1面11A之一部分。在該情況下，夾持在底面11G與第2面11B之間的部分之厚度11T1(參照圖4)，係比屬於周邊區域11R2的部分之厚度11T2薄。該夾持在底面11G與第2面11B之間的部分，係包含固定區域11R1之整體。固定區域11R1被定義成為超音波振動子10之安裝面10A沿著法線方向延伸的區域。因此，嚴格來說，若考慮供超音波振動子10插入到凹部11H的間隙時，底面11G係包含固定區域11R1之全部和周邊區域11R2之一部分。但是，底面11G之中，屬於周邊區域11R2的部分之面積，和屬於固定區域11R1的部分之面積比較，小到可以忽視。因此，實質上凹部11H之底面11可以視為屬於固定區域11R1。
在本變形例之情況下，保護層11之中，對超音波之傳輸有貢獻的固定區域11R1之厚度11T1(參照圖4)比周邊區域11R2之厚度薄，因此可以減少保護層11引起的超音波之衰減程度。此外，保護層11之周邊區域11R2之厚度11T2可以較厚。例如，本變形例之情況下，保護層11之周邊區域11R2，係在超音波振動子10之周圍配置成為框狀。結果，可以提高包含超音波振動子10及保護層11的超音波振動子保持器101整體之剛性。用於安裝超音波振動子10的底面11G之表面狀態，較好是平坦化的面。但是，如上所述，在將黏著劑15夾在超音波振動子10之安裝面10A與底面11G之間(參照圖4)的情況下，即使表面有些微的粗糙度，因為填埋有黏著劑15，因此可以抑制表面狀態粗糙引起的超音波之傳輸特性的劣化。
＜接觸媒質之供給及容器之配置＞ 接著，針對圖1或圖4所示接觸媒質12之供給方法、容器13之固定方法、及適合彼等之處理的超音波振動子保持器之各構成元件之構造進行說明。圖6係表示圖3所示保護層之第2面的俯視圖。圖6雖是保護層11之第2面11B的俯視圖，但是為了表示圖3所示固定區域11R1與圖6所示塗布區域12R之平面位置關係，而將超音波振動子10沿著法線方向延伸的空間與第2面11B相交的區域(與圖3之固定區域11R1對應的區域)以二點鎖線示出作為固定區域11R3。如上所述，固定區域11R1及周邊區域11R2分別不被定義為面而是定義為如圖1所示朝Y方向延伸的立體部分，而區域11R3則被定義為區域11R1之中與第2面11B交叉的面。
圖1或圖4所示接觸媒質12需要對圖6所示塗布區域12R供給(塗布)接觸媒質12。塗布區域12R為被供給接觸媒質12的預定區域，實際上與配置接觸媒質12的區域之間容許些許之誤差。圖6所示例之情況下，保護層11之第2面11B具備塗布區域標記20，該塗布區域標記20為表示接觸媒質12(參照圖1)之塗布區域12R的標記。藉由保護層11具備塗布區域標記20，即使在接觸媒質12之供給位置偏移的情況下，可以藉由視覺(使用影像感測器等之情況下為藉由光學)檢測該偏移之發生及偏移之程度。
塗布區域標記20只要能夠藉由視覺(光學)辨識接觸媒質12之供給位置偏移的話可以考慮各種方法。例如，可以舉出沿著塗布區域12R之外緣將保護層11之第2面11B削薄而形成標記線的方法。或者，可以利用在第2面11B藉由印刷形成塗布區域標記20的方法。和形成標記線的方法比較，藉由印刷之方法時，可以縮小保護層11之第2面11B之凹凸，因此就抑制超音波之傳輸特性的劣化之觀點而言較佳。
此外，塗布區域標記20之形狀亦有各種例。例如圖6中示出沿著塗布區域12R之外緣形成框狀之塗布區域標記20的例。除此以外，亦可以沿著塗布區域12R之外緣，局部性形成塗布區域標記20。作為該方法之例可以示出，例如將塗布區域12R之外緣形成為四角形之情況下，在四角形之四個角部之至少對角之2處以上形成塗布區域標記20的方法，或在四個邊分別形成塗布區域標記20的方法，或者除了四個角部以外，在相鄰的角部之間之各邊亦形成塗布區域標記20的方法等。
圖1及圖4所示接觸媒質12係塗布在圖6所示塗布區域標記20之範圍內。作為塗布方法例如有利用刷毛或綿棒、布、或輥等之塗布治具，將接觸媒質12(參照圖1)拉伸在保護層11之第2面11B上並進行塗布的方法。作為另一塗布方法，可以從未圖示的噴嘴流出或噴射接觸媒質12來進行塗布的方法。此外，作為另一塗布方法，可以將具備事先塗布有接觸媒質12的轉印面的平板狀之轉印用治具黏貼在塗布區域12R，藉此而將接觸媒質12轉印的方法。或者，作為上述轉印用治具亦可以使用浸泡有接觸媒質12的海綿。
如圖6所示，塗布區域12R係包含超音波振動子10(參照圖1，詳言之為超音波振動子10之安裝面10A)沿著法線方向延伸的空間與第2面11B相交的區域11R3的區域。超音波，係從固定區域11R1(參照圖3)傳輸，且經由塗布區域12R並從保護層11傳輸至容器13(參照圖1)。因此，如圖6所示，藉由將塗布區域12R配置在包含固定區域11R1之相反面即固定區域11R3的位置，可以將超音波之傳輸路徑配置成為直線。又，作為相對於圖6的變形例，可以使固定區域11R3之一部分不包含於塗布區域12R。但是，若考慮到超音波之傳輸效率化之觀點，則如圖6所示使固定區域11R3之整體包含於塗布區域12R為特別好。
此外，著眼於圖1及圖4所示超音波振動子10輸出的超音波之行進方向(圖6所示例中為Y方向)時，圖6所示構成可以表現如以下。亦即，塗布區域12R成為，在超音波之行進方向上，包含超音波振動子10(參照圖1)延長的空間與第2面11B相交的區域(固定區域11R3)的區域。在該情況下，和上述表現同樣地，超音波之傳輸路徑配置成為直線，因此可以有效地傳輸超音波。
圖7係表示相對於圖6的變形例的超音波振動子保持器之保護層之第2面的俯視圖。圖8係說明將容器固定在具備圖7所示保護層的超音波振動子保持器的步驟的圖。圖9係說明相對於圖8的變形例的步驟的說明圖。
在圖7~圖9所示例中，和圖1或圖4所示超音波振動子保持器101之差異在於，超音波振動子保持器101A(參照圖8及圖9)具有引導構件21，藉由該引導構件21引導容器13(參照圖8及圖9)以便固定在塗布區域12R(參照圖7)。又，圖8及圖9中省略圖1所示入口131及出口132之圖示。此外，在圖8及圖9所示例中示出，在將圖1所示液體樣品201供給至容器13內之前固定容器13的態樣，因此液體樣品201未被圖示。
超音波振動子保持器101A之情況下，例如圖8所示，在保護層11之第2面11B上事先塗布接觸媒質12。之後，將容器13沿著引導構件21按壓到保護層11。或者，如圖9所示，在容器13之側面13A上事先塗布接觸媒質12。之後，將容器13沿著引導構件21按壓到保護層11。又，圖9所示例之情況下，在容器13形成有塗布區域之標記為較佳。接觸媒質12塗布到容器13的塗布方法，係和使用圖6說明的接觸媒質12對保護層11之塗布區域12R的塗布方法同樣。
本變形例中，引導構件21被固定在保護層11。藉由超音波振動子保持器101具備引導構件21，可以提升按壓容器13之位置之精度，因此可以防止因為重複之安裝作業引起的容器13之位置偏移。此外，使用引導構件21時，在按壓容器13的作業中，無需藉由目視嘗試錯誤。因此，按壓容器13的作業可以有效率化。
在圖7所示例中，引導構件21為L字形狀之金屬配件。但是，引導構件21，只要在向保護層11按壓容器13時，可以導引容器13之位置的材料的話，引導構件21的形狀或固定位置可以有各種變形例。例如作為引導構件21的形狀之變形例，可以舉出U字形狀、圓柱狀、或角柱狀等之形狀之銷。此外，關於引導構件21之固定位置，較好是在圖7所示塗布區域12R之周圍被固定有至少1個以上之引導構件21。此外，就提升位置對準精度之觀點而言，較好是在塗布區域12R之周圍形成多個引導構件21。但是，例如就提升可以可以固定的容器13之種類之汎用性之觀點而言，藉由引導構件21限制位置的部分較少為較佳。因此，例如在圖7所示平面圖中，塗布區域12R形成為四角形之情況下，例如可以考慮將引導構件21分別固定在一個四角形之兩端的拐角處，在相反側之邊則未固定引導構件21的構造。該情況下，容器13之選擇之自由度可以提升。
此外，圖10及圖11所示態樣為引導構件21之另一變形例。圖10係表示相對於圖8及圖9的變形例的超音波振動子保持器之構成例的正視圖。圖11係表示沿圖10之A-A線且與X-Y平面平行地切斷的斷面的斷面圖。圖10所示超音波振動子保持器101B和圖8所示超音波振動子保持器101A之差異在於，引導構件21係由從保護層11之第2面11B向第1面11A形成的凹部21A，及形成在容器13之側面13A的凸部21B構成。凹部21A及凸部21B分別具有相互對應的形狀(以可以將凸部21B插入到凹部21A的程度之間隙進行卡合的形狀)。如圖11附加箭頭之示意表示，當將容器13之側面13A壓向保護層11之第2面11B時，凸部21B插入凹部21A。藉此，和使用圖8及圖9說明的引導構件21之情況同樣地，可以高精度進行容器13與保護層11之位置對準。此外，本變形例之情況下，可以有效地執行位置對準作業。
在圖10及圖11所示變形例中，當著眼於容器13之形狀時，可以表現如以下。亦即，容器13具有與引導構件(凹部21A)之形狀對應的形狀(凸部21B)。在圖10及圖11中說明，在容器13形成長方體形狀之凸部21B，在保護層11形成有長方體形狀之凹部21A的例，但是藉由容器13與保護層11之形狀來進行容器13之定位的方法有各種變形例。例如凸部21B及凹部21A之形狀除了長方體形狀以外，還可以使用角柱、圓柱、角錐、半球等各種形狀。此外，亦有可能在保護層11之第2面11B側形成凸部21B，而且在容器13之側面13A側形成與凸部21B對應的凹部21A。此外，如圖8或圖9所示，保護層11之第2面11B及容器13之側面13A分別為平坦面之情況下，亦可以考慮之一態樣為，將容器13之側面13A之形狀形成為與保護層11之塗布區域12R之形狀對應的形狀。此外，作為另一變形例，有可能在按壓構造14側形成凹部21A。
藉由活用如圖6所示塗布區域標記20或圖7~圖11所示引導構件21，可以在保護層11之塗布區域12R(參照圖6及圖7)與容器13之間確實夾入接觸媒質12(參照圖8~圖11)。又，容器13之側面13A之整體被固定在塗布區域12R為較佳，但是只要至少側面13A之一部分被固定在塗布區域12R的話，超音波可以經由固定在該塗布區域12R的部分傳輸至容器13內。
＜接觸媒質供給之變形例＞ 接著，說明接觸媒質12的方法之變形例。圖12係表示如圖1所示超音波振動子保持器之變形例具備的保護層、及固定在保護層之附近的容器的正視圖。圖13係示意表示將接觸媒質供給到圖12所示保護層之凹部的狀態的上視圖。此外，圖14係表示圖12的變形例的正視圖。圖15係示意表示將接觸媒質供給到圖14所示保護層之凹部的狀態的上視圖。圖12~圖15中分別點線表示形成在保護層11之第2面11B的凹部31之輪廓，及從保護層11之表面連通到凹部31的多個細孔32。
圖12及圖13所示超音波振動子保持器101C及圖14及圖15所示超音波振動子保持器101D分別與圖1所示超音波振動子保持器101之差異在於，具備用來供給接觸媒質12的凹部31及細孔32。超音波振動子保持器101C及超音波振動子保持器101D分別具有：用來填充接觸媒質12(參照圖13及圖14)的第1細孔32A(參照圖13~圖15)；及與保護層11之第2面11B接觸，作為塗布區域12R而以填滿接觸媒質12的方式設計的凹部31。經由第1細孔32A將接觸媒質12供給至凹部31，藉此即使在沒有上述塗布區域標記20(參照圖6)的情況下，亦可以高精度地將接觸媒質12供給至正確的位置。
此外，超音波振動子保持器101C及超音波振動子保持器101D分別具有排出殘留在凹部的空氣(氣體)或接觸媒質12的第2細孔32B。與作為供給口的第1細孔32A獨立地具有作為排出口的第2細孔32B，藉此，可以抑制被凹部31與容器13包圍的空間內之氣泡之發生。在圖12~圖15所示例中示出，按壓容器13之後供給接觸媒質12的例。但是，作為變形例亦可以將接觸媒質12填充在凹部13之後，按壓容器13。
超音波振動子保持器101C及超音波振動子保持器101D分別具備的保護層11，係具有：連接到第2面11B的第3面(側面)11C，第3面之相反側的第4面(側面)11D，第2面11B，連接到第3面11C及第4面11D的第5面(上面)11E，及位於第5面11E之相反側的第6面(下面)11F。
凹部31係設置在保護層11之第2面11B的凹部。凹部31之開口面積(第2面11B中的開口部分之面積)，較好是為希望在容器13內形成超音波聚集層的區域之面積以上。例如，容器13為分光分析用之分析室，假設容器13之外側之厚度(容器13在X方向上的長度，換言之，從來自光源之光束入射到容器13的位置至從容器13出射的位置為止之距離)為3mm，總高度為45mm，光路長度(來自光源之光束通過容器13內之液體樣品201的距離)為1mm，容器13內之聚集層之Z方向(高度方向)之長度為10mm。該情況下，凹部31之開口部分，較好是寬度(X方向之長度)為1~3mm，高度方向(Z方向)之長度為10~45mm。此外，凹部31之深度(Y方向之長度)，在可以流動接觸媒質12的範圍內，盡可能淺為較佳。例如，凹部31之深度較好是在0.01~0.5mm之範圍內。
此外，包含第1細孔32A、第2細孔32B的多個細孔32個別的孔徑，可以考慮孔的加工性及接觸媒質12之流動性來決定。例如，多個細孔32各別的孔徑為0.1~1mm之範圍內。
在圖12及圖13所示超音波振動子保持器101C之情況下，多個第1細孔32A之端部在保護層11之第3面11C中露出，多個第2細孔32B之端部在第4面11D中露出。多個第1細孔32A及第2細孔32B分別沿著X-Y平面延伸。多個第1細孔32A分別經由配管35連接到注入器33及壓力感測器34。此外，多個第2細孔32B分別連接到排出用之配管35。超音波振動子保持器101C之情況下，沿著凹部31之長邊方向配置多個第1細孔32A及多個第2細孔32B，因此可以減低凹部31內之填充不均勻。
另一方面，圖14及圖15所示超音波振動子保持器101D之情況下，第1細孔32A之端部在保護層11之第5面11E中露出，第2細孔32B之端部在第6面11F中露出。注入器33及壓力感測器34經由配管35連接到第1細孔32A。此外，排出用之配管35連接到第2細孔32B。超音波振動子保持器101D之情況下，可以減少細孔32之數，因此加工效率可以提升。
又，作為圖12~15的變形例，可以在第1面11A(參照圖1)或第2面11B設置細孔32。但是，就不造成超音波振動子10(參照圖1)或容器13之配置限制的觀點而言，如圖12~圖15所示，較好是在第3面11C~第6面11F之中任一面設置細孔32為較佳。
＜容器按壓方法之變形例＞ 接著，說明按壓容器13的方法之變形例。圖16係表示相對於圖9所示容器之固定方法的變形例的說明圖。圖17係表示相對於圖9所示容器之固定方法的另一變形例的說明圖。
圖16所示方法具有，使容器13邊接觸附著有接觸媒質12的輥41邊使容器13朝斜下方移動的工程。換言之，圖16所示方法，係使容器13邊接觸附著有接觸媒質12的輥41邊使容器13相對於X-Z平面呈傾斜的狀態下，朝Z方向之相反方向(-Z方向)移動。藉由該工程，在容器13塗布接觸媒質12。
此外，圖16所示方法具有，在容器13塗布接觸媒質12之後，將容器13之中塗布有接觸媒質12的面壓接在保護層11之第2面11B的工程。在本工程中，例如藉由按壓構造14按壓容器13之被按壓面13B。容器13相對於X-Z平面傾斜的狀態之情況下，容器13係以容器13與保護層11接觸的位置為旋轉中心，邊旋轉邊壓接在保護層11。又，本工程中，例如亦可以是以手動方式將容器13朝向保護層11按壓，最終在固定容器13時使用按壓構造14的方法。
圖17所示方法具有，從噴嘴42吐出(亦有可能是噴射)接觸媒質12(亦有可能是噴射)而將接觸媒質12一邊塗布在容器13一邊使噴嘴42朝斜下方(相對於X-Z平面呈傾斜的狀態下為-Z方向)移動的工程。藉由該工程可以在容器13塗布接觸媒質12。
此外，和圖16所示方法同樣地，圖17所示方法具有，在容器13塗布接觸媒質12之後，使容器13之中塗布有接觸媒質12的面壓接在保護層11之第2面11B的工程。本工程係和使用圖16說明的工程同樣，因此省略重複說明。又，圖17所示方法之情況下，在從噴嘴42吐出接觸媒質12的途中，使容器13邊以容器13與保護層11接觸的位置為旋轉中心，邊旋轉並按壓在保護層11亦可。該情況下，接觸媒質12之塗布完成之後立即使接觸媒質12之整體接觸保護層11。
圖16及圖17所示容器13之固定方法之情況下，和圖9所示實施態樣之差異在於，容器13從相對於保護層11之第2面11B傾斜的狀態邊旋轉邊按壓。該方法中，氣泡不容易殘留在接觸媒質12內，因而較佳。此外，圖16及圖17所示容器13之固定方法之情況下，藉由使用輥41(參照圖16)或噴嘴42(參照圖17)等之接觸媒質供給裝置來塗布接觸媒質12，因此，和以手動作業進行塗布的情況比較，不容易發生塗布不均勻。因此，可以確保接觸媒質12之面內均一性，因此可以提升超音波之傳輸特性。又，在圖16及圖17中，雖省略圖示，但是亦可以將使用圖9等說明的引導構件21的利用技術予以組合加以利用。
＜分析系統＞ 接著，對使用了上述超音波振動子保持器之分析系統進行說明。以下說明中，作為分析系統之代表例，係針對使用圖1所示超音波振動子保持器101之分析系統進行說明，但是亦可以適用上述各種之變形例。圖18係表示使用圖1所示超音波振動子保持器的分析系統之構成例的說明圖(正視圖)。圖19係從超音波振動子側觀察圖18所示超音波振動子保持器的側視圖。
如圖18及圖19所示，本實施形態之分析系統300具有：超音波振動子保持器101；對超音波振動子10施加電壓的振盪器50(參照圖18)；對容器13照射光的光源51(參照圖19)；接收穿透容器13的光的受光部52；及根據由受光部52接收到的光，進行液體樣品201之分析處理的電腦53。
在圖19所示例中，分析系統300具有振盪器50、光源51、受光部52、電腦53、及分光分析部(分光分析裝置)54。在圖19中雖分開表示電腦53與分光分析部54。但是，如圖19的括號所示可以將分光分析部54之功能認為是電腦53之一部分。
容器13具備用來容納液體樣品201的入口131，及排出液體樣品201的出口132。光源51及受光部52以夾持容器13的方式配置。從光源51輸出的光束55通過容器13，到達受光部52。光源51及受光部52電連接到分光分析部54。此外，分光分析部54電連接到電腦53。或者，分光分析部54是電腦之一部分。具備電腦53之一部分之分光分析部54，係對從光源51輸出的光之波長進行控制，或根據受光部52接收到的光進行光強度、吸光度、或光譜等之測量。
作為變形例，有可能是將光源51及受光部52分別收納在分光分析部54內，並分別連接到光纖。該變形例之情況下，連接到光源51的光纖與連接到受光部52的光纖係經由容器13配置為彼此對向。輸出至容器13的光，係從連接到光源51的光纖出射，穿透容器13的光係由連接到受光部52的光纖接收。此外，作為另一變形例，可以是在一個筐體內收納超音波振動子保持器101、容器13、按壓構造14、光源51、受光部52、分光分析部54、及電腦53的構造。
振盪器50係以設定的頻率及振幅驅動超音波振動子10，並從超音波振動子10發射超音波的驅動元件。圖18及圖190中雖省略圖示，較好是，振盪器50連接到高頻放大器等之放大機器或示波器等之測量機器，可以進行施加於超音波振動子10的電氣信號之放大或測定。
接著，說明超音波照射到懸浮的液體樣品201中的混濁物之聚集及由此形成的透明區域。從超音波振動子10放射至容器13內的超音波被容器13之平面反射。若將超音波之頻率調整為特定之頻率時，在容器13內形成駐波。在容器13之內部中，由於超音波之聲輻射力使液體樣品201中之混濁物聚集在駐波之波節或波腹處而週期性地形成聚集層56。在駐波之波節或波腹處彼此相鄰形成的多個聚集層56之間形成沒有混濁物或混濁物之濃度低的透明區域。由於該透明區域可以增加來自光源51之穿透光之強度，可以提升懸浮的液體樣品201之光分析之精度。
本節中雖然說明光分析之分析系統之例。但是，上述超音波振動子保持器10，除了光分析系統以外還可以使用在各種分析並丟棄。例如不進行光分析，而作為分析前處理對液相色譜儀或質譜分析中容納的分析樣品進行固液分離時，可以使用在液體樣品201之固液分離或氣液分離或液液分離。此外，液體樣品201中之混濁物不限定於固體微粒子之情況，例如有可能是氣泡之情況、水溶液中之油滴之情況、或彼等之混合物等之情況。根據本節中說明的分析系統，藉由使用上述超音波振動子保持器101或其變形例的超音波振動子保持器，可以獲得在各實施態樣中說明的效果。
＜分析方法＞ 接著，針對使用圖18及圖19說明的分析系統進行的分析方法進行說明。圖20係說明利用圖18及圖19所示分析系統的分析方法之工程流程的說明圖。圖20所示分析方法包含步驟S101~步驟S110。以下依序說明圖20所示各步驟。在本節以下之說明中，「被電腦53控制的機構」之說明係意味著例如機器人。
(步驟S101：接觸媒質塗布工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，係在圖6所示保護層11之塗布區域12R或圖9所示容器13之側面13A之其中任一進行接觸媒質12之塗布。接觸媒質12之塗布方法可以是使用圖6~圖9說明的方法、使用圖12~圖15說明的方法、或使用圖16及圖17說明的方法之例。又，在使用圖12~圖15說明的方法中，在將容器13按壓在保護層11之狀態下將接觸媒質12供給至凹部31內之情況下，步驟S101係在步驟S102及步驟S103之後實施。
(步驟S102：容器位置對準工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，係將圖1所示容器13安裝在超音波振動子保持器101。容器13之固定係在以下之步驟S103中進行，因此在本工程中進行容器13與超音波振動子保持器101之位置對準。位置對準之方法，有可能係以手動嘗試錯誤的方法，但是如使用圖7~圖11之說明藉由引導構件21進行位置對準為較佳。
(步驟S103：容器固定工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，係將圖1所示按壓構造14朝向容器13按壓，使容器13與超音波振動子保持器101經由接觸媒質12彼此呈對向的狀態下被固定。作為固定方法，除了如圖8或圖9所示利用按壓構造14沿著X-Y平面的方向進行壓接之方法以外，還有如圖16或圖17之說明使容器13相對於保護層11之第2面11B呈傾斜的狀態下旋轉而壓接的方法。
(步驟S104：液體樣品供給工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構係將如圖1所示液體樣品201供給至容器13。液體樣品201例如從容器13之入口131供給並填充在容器13內。本工程中，例如繼續進行液體樣品201的供給，保持在容器13內流動的狀態。或者作為變形例，而在本工程中，或者在容器13內填充了必要量(事先設定的填充量)之液體樣品201的狀態下暫時停止供給。作為本工程之變形例，例如可以是由作業者使用吸管等以手動供給至容器13。或由電腦53控制的機構經由泵等之送液裝置來供給液體樣品201。
(步驟S105：超音波振盪工程)圖19所示電腦53對圖18所示振盪器50進行驅動，從超音波振動子10振盪產生超音波。超音波例如經由圖1所示黏著劑15、保護層11、接觸媒質12、及容器13傳輸至容器13內之液體樣品201。
(步驟S106：光分析工程)圖19所示電腦53將來自光源51的光束55予以輸出，並測量受光部52接收到的光。測量方法之一例，例如電腦53對分光分析部54傳送控制信號，經由受光部52取得光譜，從光譜對成分之種類或成分濃度進行定性定量分析。亦可以是由作業者實施分光分析部54之操作。在光分析時或其前後，可以變更容器13之中之液體樣品201之流速或進行停止流動的處理。電腦53之分光分析部54根據該測量結果實施光分析(例如使用圖18及圖19說明的分光分析)。又，在步驟S105中振盪了超音波之後直至形成圖18所示聚集層56為止，混濁物之移動等需要時間。因此，比起在步驟S105開始之後立即實施步驟S106，較好是在步驟S106開始前設置等待聚集層56之形成的待機時間。開始步驟S106之時序，例如可以舉出來自圖19所示光源51之光通過容器13之中，而在到達受光部52的穿透光強度成為最大時開始的方法，或在穿透光強度之時間變化率成為事先確定的臨界值以下，且成為大致恆定的狀態時開始的方法。
(步驟S107：超音波停止工程)圖19所示電腦53停止圖18所示振盪器50，停止超音波之輸出。
(步驟S108：液體樣品更換工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，將分析完成之液體樣品201例如從圖1所示容器13之出口132排出至外部，必要時將新的液體樣品201供給至容器13內。重複利用容器13時，重複進行步驟S104~步驟S108，藉此，可以實施多個循環之光分析。另一方面，一次性使用容器13(一次性使用)的情況下，進入以下之步驟S109。
(步驟S109：容器取下工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，將填充有分析完成之液體樣品201的容器13從超音波振動子保持器101取下。圖1所示接觸媒質12係和黏著劑15不同，不對容器13與保護層11進行黏著固定。因此，本工程中，藉由放鬆按壓構造14的按壓力可以容易移除容器13。
(步驟S109：接觸媒質除去工程)作業者或圖19所示由電腦53控制的機構，從超音波振動子保持器101將接觸媒質12(參照圖1)予以除去。除去方，例如可以舉出藉由未圖示的吸引噴嘴吸取接觸媒質12的方法、或以綿棒或布刮取的方法、或以海綿吸取的方法等。就能夠更確實除去的觀點而言，可以採用噴吹洗淨液或沖洗液、或利用浸泡有彼等的布等的方法。利用洗淨液或沖洗液的情況下，尤其較好是在洗淨後對塗布區域周邊噴吹氣體使塗布區域周邊乾燥。
又，再利用容器13時必須將附著在容器13的接觸媒質12亦除去。一次性使用容器13之情況下，之後回至步驟S101，使用新的容器13重複進行步驟S101至步驟S101。又，進行重複分析之情況下，在殘留接觸媒質12的狀態下再利用時可以省略本工程。但是，就抑制氣泡巻入接觸媒質12、或抑制從接觸媒質之塗布區域12R(參照圖6)之溢出觀點而言，較好是實施本工程，將使用完畢之接觸媒質12除去。在重複之分析之最後之循環中，藉由本工程之完成而結束分析作業。
＜利用電腦的分析系統＞ 接著，說明使用圖19所示電腦實施圖20所示分析之流程的情況下，電腦執行的處理之較佳態樣。圖21係表示在使用圖18及圖19所示分析系統的分析方法中，藉由電腦進行的處理流程之例的說明圖。圖22係表示接續圖21的處理流程之例的說明圖。又，圖21中示出之實施例，係在步驟S102及步驟S104之後實施圖20所示步驟S101之例示。又，圖21及圖22所示流程中，存在和使用圖20說明的流程共通的工程。關於彼等之工程，係針對和使用圖20之說明不同的處理進行說明，共通的部分之說明則省略。在圖21及圖22所示分析處理中，圖9所示電腦53係進行以下之處理。
(步驟S103：容器固定工程)圖21所示步驟S103係包含：圖19所示容器13被按壓構造14按壓的工程(步驟S103A)，及在步驟S103A之後，檢測容器13被按壓之力的工程(步驟S103B)。在步驟S103A中，由電腦53控制的機構對按壓構造14進行驅動，對容器13進行按壓。在步驟S103B中，電腦53檢測按壓構造14的按壓力。電腦53例如與連接到按壓構造14、容器13、或超音波振動子保持器101的壓力感測器(參照圖示は省略)電性連接。電腦53從未圖示的壓力感測器取得按壓力之資料。當檢測到的按壓力低於設定的按壓力之範圍的情況下，或高於範圍的情況下，電腦53進行警告表示處理而將訊息顯示在與電腦53連接的顯示裝置57。當壓力値在設定範圍外時，電腦53例如將「檢查容器之按壓」的訊息予以輸出。
(步驟S101：接觸媒質塗布工程)圖21所示步驟S101，係包含：對保護層11之塗布區域12R(參照圖12~圖15)供給接觸媒質12(參照圖13及圖14)的工程(步驟S101A)；對接觸媒質之供給時之送液壓力進行檢測的工程(步驟S101B)；及對從第2細孔32B(參照圖12~圖14)排出的接觸媒質之有無進行檢測的工程(步驟S101C)。
在步驟S101A中，例如圖13及圖14所示，從注入器(注射器)33經由配管35將接觸媒質12注入到第1細孔32A。
在步驟S101B中，藉由連接在注入器33與第1細孔32A之間的壓力感測器34測量接觸媒質12之注入壓力(換言之為液壓)。又，壓力感測器34可以是直接測量注入器33之注入壓力的方式。電腦53(參照圖19)連接到壓力感測器34，從壓力感測器34取得壓力値之資料。當壓力値低於事先確定的設定範圍(下限臨界值)時，電腦53判斷為異常，例如將「檢查容器與振動子保持器之間是否存在隙間，或接觸媒質是否有洩漏」之意義之訊息顯示於顯示裝置57(參照圖19)。另一方面，壓力値高於設定範圍(上限臨界值)時，電腦53判斷為異常，例如將「檢查細孔之堵塞」之意義之訊息顯示在顯示裝置57。此外，壓力値在設定範圍內時，電腦53判斷為正常，不輸出訊息顯示，或將「接觸媒質之供給壓力沒有異常」之意義之訊息顯示在顯示裝置57(參照圖19)。該步驟S101B中的處理可以表現如以下。亦即，電腦53確定接觸媒質12(參照圖1)之塗布或填充狀態，當確定的狀態表示異常的情況下，將表示異常的訊息予以輸出。此外，該訊息表示接觸媒質12未被充分填充或塗布。藉由該處理，作業員容易辨識異常之發生，因此可以減低在異常狀態下作業的損失。
在步驟S101C中，電腦53檢測從第2細孔32B(參照圖12~圖14)吐出的接觸媒質之有無。檢測方法例如設置可以檢測第2細孔32B之出口(從保護層11之表面露出的端部)之變化的感測器(省略圖示)。該感測器例如是利用能夠檢測光、超音波、或電氣變化的電極之感測器。在未檢測到接觸媒質12的狀態，接觸媒質未被充分填充，因此電腦53輸出控制信號以便繼續步驟S101A。另一方面，在檢測到接觸媒質12的情況時，電腦53判斷為接觸媒質12已被充分填充，而進入以下之步驟S104。
在圖21及圖22所示流程中，其和使用圖20說明的流程之差異在於，在步驟S104與步驟S105之間包含步驟S201工程，及在步驟S105與步驟S106之間包含步驟S202。以下，針對步驟S201及S202依序進行說明。
(步驟S201：第1資料取得工程)電腦53係在圖21所示步驟S104之後，且在圖22所示步驟S105之前，取得與容器13內之液體樣品201相關的第1資料。第1資料為未振盪超音波的狀態下的容器13內之液體樣品201之穿透光強度或光譜之資料。
(步驟S202：接觸媒質之塗布狀態之判斷工程)電腦53係在圖21所示步驟S201及圖22所示步驟S105之後，對接觸媒質12(參照圖13及圖14)之塗布狀態進行判斷。步驟S202包含以下之工程。
(步驟S202A：第2資料取得工程)電腦53係在圖21所示步驟S201及圖22所示步驟S105之後，取得與容器13內之液體樣品201相關的第2資料。第2資料為振盪了超音波之後的容器13內之液體樣品201之穿透光強度或光譜之資料。
(步驟S202B：資料比較工程)電腦53針對上述第1資料與第2資料進行比較，並根據第1資料及第2資料來判斷接觸媒質12之塗布狀態之良否。在和以下之其中任一條件相當的情況下，電腦53判斷為異常，且作為警告表示處理而將訊息顯示在與電腦53連接的顯示裝置57上。上述條件可以舉出以下情況：第2資料之穿透光強度低於設定範圍的情況，第2資料之光譜基準線高於設定範圍的情況，關於穿透光強度則是第2資料與第1資料之差小於下限臨界值的情況，以及關於光譜基準線高度則是第2資料與第1資料之差小於下限臨界值的情況。在和彼等之其中任一條件相當的情況下，接觸媒質12之塗布或填充不充分導致超音波在容器13內無法充分傳輸，有可能在容器13內之液體樣品201內無法形成基於超音波之聲輻射力的聚集層56(參照圖18)，無法形成透明部分。因此，在該情況下，作為警告處理，電腦53例如將「檢查接觸媒質」之意義之訊息顯示在顯示裝置57。另一方面，在和上述其中任一條件都不相當的情況下，電腦判斷接觸媒質12之塗布狀態為正常，進入以下之步驟S106。
上述步驟S201及S202，係對應於上述說明的「電腦53對接觸媒質12(參照圖1)之塗布或填充狀態進行確定，且當確定了的狀態表示異常的情況下，將表示異常的訊息予以輸出」的表現之態樣。
以下，步驟S106以下之各工程係和使用圖20說明的流程同樣，因此省略重複說明。但是，在圖22所示步驟S106~步驟S108之間實施重複分析時，在第2次以下之循環中可以省略步驟S202。上述容器13之按壓狀態、接觸媒質12之塗布狀態等各種狀態之確定方法不限定於上述例示的方法。例如作為在步驟S103B中說明的測量押構造14之按壓力的取代，可以測量容器13之位置或位移。此外，在步驟S101B中，作為檢測注入接觸媒質12時之送液壓力的取代，可以測量從注入開始至接觸媒質12從第2細孔32B出來為止之時間。
以上，說明包含變形例的幾個實施態樣，但本發明不限定於上述實施例或代表性的變形例，在不脫離發明之要旨的範圍下，可以適用各種變形例。例如，放入容器13的物質可以是液體狀態之化學品或醫藥品、食品(飲料)、環境樣品等各種。此外，除了包含固體微粒子的懸濁液以外，亦可以適用在分散有油滴的乳濁液、分散有氣泡的液體等。此外，容器13、超音波振動子10、保護層11、超音波振動子保持器101之形狀或尺寸亦可以變更。此外，上述雖說明各種變形例，但亦可以適用適當組合各變形例。此外，在各實施態樣之構成之一部分可以追加･削除･置換另一構成之一部分。 [產業上之可利用性]
本發明可以利用在分析系統。
10:超音波振動子 10A:安裝面 11:保護層 11A:第1面 11B:第2面 11C:第3面(側面) 11D:第4面(側面) 11E:第5面(上面) 11F:第6面(下面) 11G:底面 11H:凹部(溝,孔) 11R1,11R3:固定區域 11R2:周邊區域 11T1,11T2:厚度 12:接觸媒質 12R:塗布區域 13:容器 13A:側面 13B:被按壓面 14:按壓構造(按壓構件) 15:黏著劑 20:塗布區域標記 20:塗布區域 21:引導構件 21A:凹部 21B:凸部 31:凹部 32:細孔 32A:第1細孔 32B:第2細孔 33:注入器(注射器) 34:壓力感測器 35:配管 41:輥 42:噴嘴 50:振盪器 51:光源 52:受光部 53:電腦 54:分光分析部 55:光束 56:聚集層 57:顯示裝置 101,101A,101B,101C,101D:超音波振動子保持器 131:入口 132:出口 201:液體樣品 300:分析系統 S101~S110,S101A,S101B,S101C,S103A,S103B,S201,S202, S202A,S202B:步驟
[圖1]表示本發明之一實施形態的超音波振動子保持器中安裝有容器的狀態的正視圖。 [圖2]從超音波振動子側觀察圖1所示超音波振動子保持器的側視圖。 [圖3]表示圖1所示保護層之第1面的俯視圖。 [圖4]表示具備圖1所示保護層之變形例的超音波振動子保持器及容器的正視圖。 [圖5]沿圖4所示A-A線，且與X-Y平面平行地切斷的斷面的斷面圖。 [圖6]表示圖3所示保護層之第2面的俯視圖。 [圖7]表示相對於圖6的變形例的超音波振動子保持器之保護層之第2面的俯視圖。 [圖8]表示將容器固定在具備圖7所示保護層的超音波振動子保持器的步驟的說明圖。 [圖9]表示相對於圖8的變形例的步驟的說明圖。 [圖10]表示相對於圖8及圖9的變形例的超音波振動子保持器之構成例的正視圖。 [圖11]沿圖10之A-A線，且與X-Y平面平行地切斷的斷面的斷面圖。 [圖12]表示圖1所示超音波振動子保持器之變形例具備的保護層、及固定在保護層之附近的容器的正視圖。 [圖13]示意表示將接觸媒質供給到圖12所示保護層之凹部的狀態的上視圖。 [圖14]表示圖12的變形例的正視圖。 [圖15]示意表示將接觸媒質供給到圖14所示保護層之凹部的狀態的上視圖。 [圖16]表示對於圖9所示容器之固定方法的變形例的說明圖。 [圖17]表示對於圖9所示容器之固定方法的另一變形例的說明圖。 [圖18]表示使用圖1所示超音波振動子保持器的分析系統之構成例的說明圖(正視圖)。 [圖19]從超音波振動子側觀察圖18所示超音波振動子保持器的側視圖。 [圖20]表示利用圖18及圖19所示分析系統的分析方法之工程流程的說明圖。 [圖21]表示在使用圖18及圖19所示分析系統的分析方法中，基於電腦的處理流程之例的說明圖。 [圖22]表示接續圖21的處理流程之例的說明圖。
10:超音波振動子
10A:安裝面
11:保護層
11A:第1面
11B:第2面
12:接觸媒質
13:容器
13A:側面
13B:被按壓面
14:按壓構造(按壓構件)
15:黏著劑
101:超音波振動子保持器
131:入口
132:出口
201:液體樣品

Claims (13)

  1. 一種超音波振動子保持器，其中用來容納液體樣品的容器是可拆卸的，且可傳輸超音波；前述超音波振動子保持器具有：超音波振動子，用於發射超音波；及保護層，其被固定在前述超音波振動子，且對前述容器傳輸前述超音波；前述保護層具有：第1面，其係被固定到前述超音波振動子的面；及第2面，其係前述第1面的背面，且設計成為經由接觸媒質來固定前述容器；前述接觸媒質係液體或溶膠之物質，前述第2面，係具備表示前述接觸媒質之塗布區域的標記即塗布區域標記。
  2. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中前述塗布區域，係包含：沿著法線方向延伸前述超音波振動子的空間與前述第2面相交的區域之區域。
  3. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中前述塗布區域，係包含：在前述超音波之行進方向上，延長前述超音波振動子的空間與前述第2面相交的區域之區域。
  4. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中還具有：引導構件，其用來引導並將前述容器固定在前述塗布區域。
  5. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中 還具有：第1細孔，其用來填充前述接觸媒質；及凹部，其與前述第2面和前述第1細孔接觸，且作為塗布區域而設計成為填滿前述接觸媒質的凹部。
  6. 如請求項5之超音波振動子保持器，其中還具有：第2細孔，其用於排出殘留在前述凹部的空氣或前述接觸媒質。
  7. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中前述保護層之厚度為，前述保護層之內部中的前述超音波之半波長之0.5倍以上且10倍以下。
  8. 如請求項1之超音波振動子保持器，其中還具有：固定構造，其用來固定前述容器。
  9. 如請求項8之超音波振動子保持器，其中前述固定構造具有：按壓構造，其用來沿著前述第2面之方向推壓前述容器。
  10. 一種分析系統，係具有：如請求項1之超音波振動子保持器；振盪器，其對前述超音波振動子施加電壓；光源，其將光照射至前述容器；受光部，其接收穿透前述容器的光；及電腦，其根據由受光部接收到的光，進行前述液體樣品之分析處理。
  11. 如請求項10之分析系統，其中前述電腦，係 對前述接觸媒質之塗布或填充狀態進行確定，當確定的狀態表示異常的情況下，將表示異常的訊息予以輸出，前述訊息係表示接觸媒質未被充分填充或塗布。
  12. 一種用來容納液體樣品的容器，係從如請求項1之超音波振動子保持器可以拆卸的容器，前述容器具有：側面，其具有與前述塗布區域對應的形狀；入口，其用來容納前述液體樣品；及出口，其用來排出前述液體樣品。
  13. 如請求項12之容器，其中前述超音波振動子具有引導構件，該引導構件用來引導前述容器並將其固定在前述塗布區域，前述容器具有與前述引導構件之形狀對應的形狀。
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