WO2018116887A1 - 測定装置、校正方法、及び、測定装置用プログラム - Google Patents

測定装置、校正方法、及び、測定装置用プログラム Download PDF

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WO2018116887A1
WO2018116887A1 PCT/JP2017/044411 JP2017044411W WO2018116887A1 WO 2018116887 A1 WO2018116887 A1 WO 2018116887A1 JP 2017044411 W JP2017044411 W JP 2017044411W WO 2018116887 A1 WO2018116887 A1 WO 2018116887A1
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calibration data
electrode
calibration
main body
storage unit
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PCT/JP2017/044411
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克泰 樽井
克信 江原
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株式会社堀場製作所
株式会社堀場アドバンスドテクノ
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for calibrating an electrode detachably attached to an apparatus main body.
  • a measuring device such as a pH meter or an ion meter equipped with an electrode connected to the device main body by a cable should be calibrated for each electrode periodically using a standard solution in order to obtain a correct measurement value.
  • a standard solution in order to obtain a correct measurement value.
  • an analog output such as a potential difference output from an electrode indicating the characteristics of the electrode and the pH and ion concentration, which are indicated values, is actually measured to generate calibration data.
  • the apparatus body performs a correction operation on the indicated value calculated from the analog output and the theoretical formula based on the calibration data so that the indicated value approaches the true value.
  • the calibration work can be performed in a place other than the field using an electrode with a built-in memory for storing calibration data as disclosed in Patent Document 1, for example. It is possible to do so. Specifically, first, the calibration is performed by connecting the electrode to an apparatus body in a laboratory with a different environment from the apparatus body in the field where the measurement is performed, and the calibration data is transferred to the electrode itself.
  • the calibration data may be stored in the electrode itself and connected to a measurement device in the field, and the measurement device in the field may read the calibration data from the memory of the electrode and perform a correction calculation of the indicated value. .
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a measurement apparatus that enables calibration work at a place different from the measurement site and does not require significant equipment renewal. Objective.
  • the measuring device is detachably connected to the electrode immersed in the standard solution or the test solution, the electrode immersed in the standard solution via the first cable, and is output from the electrode.
  • a storage area is set on a first device main body that calculates calibration data of the electrode based on an analog output, and on a memory provided separately from the electrode, the first device main body, and the first cable.
  • a calibration data external storage unit that stores calibration data calculated by the first apparatus main body, and the first apparatus main body externally stores the calibration data of the electrodes with respect to the calibration data external storage unit.
  • a calibration data external output unit for outputting the calibration data stored in the calibration data external storage unit from the calibration data external storage unit; Characterized in that it is configured to be transmitted to the device connected to the body.
  • the calibration data of the electrode output from the calibration data external output unit of the first device main body is separately provided outside the electrode, the first device main body, and the first cable. Is stored in the calibration data external storage unit in which a storage area is set on a memory provided as another memory unit, and another apparatus main body arranged at the site where the measurement is performed is stored in the calibration data external storage unit.
  • the calibration data can be acquired via a device such as a reader / writer or a wireless network, and used for the correction calculation of the instruction value.
  • wiring for enabling power supply and signal acquisition from a device body different from the first device body as in the case where calibration data is stored in a memory built in the electrode as in the prior art There is no need to re-lay. For this reason, if it is this invention, it can continue using the wiring which has only the function for acquiring the analog output from the electrode currently used on the spot.
  • the calibration data calculated by the first apparatus main body can be easily written to the outside, and the calibration data is less likely to be lost even if, for example, a calibration solution or a test solution is applied to the calibration data external storage unit.
  • the calibration data external storage unit is configured to store calibration data in a storage area on a memory in a non-contact type IC card, and the first apparatus body includes a first non-contact type IC card reader.
  • a writer, and the first calibration data external output unit writes the calibration data calculated by the first apparatus main body to the calibration data external storage unit via the first non-contact type IC card reader / writer. It suffices to be configured.
  • the second device main body is close to the true value only by the calculation based on the theoretical formula without performing the correction calculation.
  • a second device that is detachably connected to the electrode immersed in the test solution and calculates the indicated value of the test solution based on the analog output output from the electrode
  • a main body is detachably connected to the electrode via a second cable and is connected to the second device main body via a third cable, and the analog output output from the electrode is converted into another analog output.
  • a converter that outputs to the second apparatus main body, the converter acquiring the calibration data stored in the calibration data external storage unit and the calibration data acquiring unit.
  • An output conversion unit that sets at least a magnification based on the calibration data, and the second device main body shows theoretical data between an analog output that the electrode outputs in a predetermined state and an indicated value.
  • the second device main body shows theoretical data between an analog output that the electrode outputs in a predetermined state and an indicated value.
  • it includes a theoretical data storage unit that stores the theoretical data and an instruction value calculation unit that calculates an instruction value of the test liquid based on the analog output converted by the converter.
  • the converter is A non-contact type IC card reader / writer is further provided, and the calibration data acquisition unit is configured to read the calibration data calculated by the first apparatus body via the second non-contact type IC card reader / writer. Just do it.
  • a second device main body that is detachably connected to the electrode immersed in the second cable via a second cable, and that calculates an indication value of the test liquid based on an analog output output from the electrode; 2 Theoretical data indicating the theoretical formula between the calibration data acquisition unit that acquires the calibration data stored in the calibration data external storage unit and the analog output that the electrode outputs in a predetermined state and the indicated value As long as it has a theoretical data storage unit, a theoretical data, calibration data, and an instruction value calculation unit that calculates an instruction value of the test solution based on the analog output of the electrode. .
  • the second apparatus main body includes: A second non-contact type IC card reader / writer is further provided, and the calibration data acquisition unit reads calibration data calculated by the first apparatus main body via the second non-contact type IC card reader / writer. It only has to be done.
  • the calibration data external storage unit has the calibration history of one electrode. As long as it stores.
  • the calibration data external storage unit stores a plurality of calibration data of the electrodes and an identifier indicating each electrode in association with each other. I just need it.
  • the first device main body calculates calibration data of the electrode based on the above, and a storage area is provided on a memory provided separately from the electrode, the first device main body, and the first cable.
  • the calibration data calculated by the first apparatus main body is externally output to the set calibration data external storage unit, and the calibration data stored in the calibration data external storage unit is output from the calibration data external storage unit.
  • the calibration method is characterized in that it is transmitted to an apparatus main body different from the first apparatus main body or an apparatus connected to the other apparatus main body, the apparatus main body provided at the site where the measurement is performed; in front Even if the wiring connecting the electrodes is not changed to a special one, the calibration data calculated by the first apparatus main body is acquired via the calibration data external storage unit, and the correction operation of the indicated value is performed. Doing so makes it easy to get close to the true value.
  • the electrode immersed in the standard solution or the test solution, and the electrode immersed in the standard solution are detachably connected via the first cable, and the calibration data of the electrode based on the analog output output from the electrode
  • a program used for a measuring apparatus comprising: a first device body for calculating a first electrode; a memory provided separately from the electrode, the first device body, and the first cable; A storage area is set on the memory, and a calibration data external storage unit for storing calibration data calculated by the first apparatus main body, and calibration data of the electrodes are externally output to the calibration data external storage unit.
  • a function as a calibration data external output unit, and calibration data stored in the calibration data external storage unit are connected to a device main body or a device different from the first device main body from the calibration data external storage unit.
  • a program for a measuring device which causes a computer to exhibit a function transmitted to a device connected to the other device main body, the electrode, the first device main body, and the Calibration data can be stored in a memory separately provided outside the first cable, and calibration data can be used between a plurality of different apparatus bodies without updating wiring or the like.
  • the program storage medium may be any program storage medium as long as the program is stored in a CD, DVD, HDD, SDD, flash memory, or the like.
  • the measuring device includes an electrode immersed in a standard solution or a test solution, and an analog output that is detachably connected to the electrode and is output from the electrode immersed in the standard solution.
  • the third device main body for calculating the indicated value of the test solution based on the analog output output from the electrode immersed in the test solution is built in a housing, and includes a non-contact type IC chip in which calibration data of the electrode is stored.
  • the non-contact type IC reader / writer Calibration data corresponding to the electrodes can be transferred simply by bringing the third apparatus main body itself close to another apparatus main body comprising When the electrode is connected to another apparatus main body, the correction value of the instruction value is corrected using the transferred calibration data, and an output closer to the true value becomes possible.
  • the operator connects the electrode to another apparatus main body installed at a site that is not suitable for performing the calibration work, and does not perform the calibration work. It is possible to carry out accurate calibration work after bringing it into a laboratory or the like suitable for construction work. Therefore, it is easy to guarantee the accuracy of the calibration data transferred by bringing the third apparatus body itself close to the non-contact type IC reader / writer.
  • a non-contact IC chip is provided in the housing of the electrode, the calibration performed in a laboratory or the like by bringing the electrode close to a non-contact IC reader / writer provided in the apparatus body Calibration data as a result can be transferred, and it is possible to eliminate the need to calibrate the electrode in the field.
  • the electrode and the non-contact type IC are integrated, it is possible to prevent a pair of calibration data performed with an electrode different from the electrode from being erroneously paired.
  • a second device body that is detachably connected to the immersed electrode and that calculates an indication value of the test liquid based on an analog output output from the electrode;
  • a contact type IC card reader / writer, and a calibration data acquisition unit that reads calibration data from the non-contact type IC chip of the third apparatus main body via the second non-contact type IC card reader / writer. That's fine.
  • Calibration data obtained by calibration work performed by connecting the electrode to an apparatus main body other than the third apparatus main body can be used also in the third apparatus main body, and the number of necessary calibrations can be reduced.
  • it is further provided with a non-contact type IC card which is provided as a separate body outside the electrode and the third device and stores calibration data
  • the third device body has a third non-contact type.
  • a calibration data stored in the non-contact type IC card via the third non-contact type IC card reader / writer is stored in the non-contact type IC chip.
  • calibration data can also be shared by using the non-contact type IC card in the second apparatus main body.
  • a non-contact IC card in which calibration data is stored can be easily stored in a pair with the electrode corresponding to the calibration data, and erroneous measurement is performed in the second measurement main body using calibration data of another electrode.
  • the non-contact type IC card only needs to be integrated with an engaging member that is detachably engaged with the electrode.
  • a non-contact type IC card storing calibration data of the electrode is always attached to the carried electrode.
  • the engagement member is a cap attached so as to cover the sensor portion of the electrode, and the non-contact type IC card is What is necessary is just to be attached so that a part of outer surface of the said cap may be formed.
  • the calibration data external storage in which the storage area is set in the electrode, the first apparatus main body, and the memory separately provided outside the first cable. Since the calibration data is stored in the unit, in order to newly add a signal line for feeding power and setting up the data signal to the wiring connecting the measurement device provided in the field and the electrode The calibration data calculated by the first apparatus main body can be used by another apparatus main body without updating the wiring. Therefore, even when calibration work is difficult at the site where the measurement is performed, accurate calibration data calculated at another place in a good environment can be used at the site without incurring a large introduction cost.
  • the schematic diagram which shows the structure of the measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention The typical functional block diagram which shows the structure of the apparatus main body for a calibration in 1st Embodiment. The typical graph shown about the calculation method of the calibration coefficient in 1st Embodiment.
  • the measuring apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the measuring apparatus 100 according to the first embodiment is used for measuring pH, which is one of the characteristics of the test liquid L2.
  • the measuring apparatus 100 includes two apparatus main bodies 2 and 4 provided at a plurality of different places, and one electrode 1 that is used in common for each apparatus main body 2 and 4. It is. More specifically, the apparatus main bodies 2 and 4 are respectively provided in a calibration area where an environment suitable for the calibration work of the electrode 1 in a laboratory or the like is prepared, and a factory where the test liquid L2 which is an actual measurement target is provided. is there.
  • the measuring apparatus 100 includes a calibration apparatus main body 2 that is a first apparatus main body provided in a calibration area, and a second apparatus main body that is provided in a factory and corresponds to an apparatus main body different from the first apparatus main body.
  • the measurement device main body 4, the calibration device main body 2, and one electrode 1 used in common for the measurement device main body 4 are provided.
  • the measuring apparatus 100 of the first embodiment includes a non-contact type IC card that is an external storage medium for storing calibration data of the electrode 1.
  • This non-contact type IC card is an NFC card 3 such as Felica (registered trademark) in the first embodiment, and calibration data calculated by the calibration apparatus main body 2 is sent to the factory side device via the NFC card 3. It is configured so that it can be used.
  • NFC cards 3 in which calibration data are stored are assigned to the electrodes 1 one by one, and calibration data for one electrode 1 is stored in one NFC card 3. It is supposed to be.
  • the NFC card 3 is a ring-shaped ring that supplies power to the non-contact type IC chip when an electromagnetic wave is supplied from the outside to the non-contact type IC chip (NFC chip) in a card case formed of resin.
  • An antenna is built-in.
  • the electrode 1 is a composite electrode in which a comparison electrode and a glass electrode are integrated, and outputs a potential difference corresponding to its pH as an analog output when immersed in the standard solution L1 or a calibration solution.
  • the electrode 1 includes a temperature sensor for temperature compensation.
  • the electrode 1 can be attached to and detached from the calibration device body 2 and the measurement device body 4.
  • the electrode 1 has a first cable C1 for transmitting an analog output of a potential difference to the calibration apparatus body 2, and a temperature output cable for transmitting the output of the temperature sensor to the calibration apparatus body 2. And detachably connected to the calibration apparatus main body 2.
  • the electrode 1 is immersed in a standard solution L1 adjusted to a predetermined pH in a state of being connected to the calibration apparatus main body 2, and at that time, based on the potential difference analog output outputted from the electrode 1 and the temperature, The apparatus body 2 calculates calibration data.
  • the calibration apparatus main body 2 is a so-called computer having a CPU, a memory, an input / output means, an A / D converter, etc., and the program stored in the memory is executed as shown in FIG. In addition, at least functions as a calibration coefficient calculation unit 21 that is a calibration data calculation unit and a calibration coefficient external output unit 22 that is a calibration data output unit.
  • the calibration apparatus main body 2 includes a first NFC reader / writer RW1, and is configured to read or write various data such as calibration data to the NFC card 3.
  • the calibration coefficient calculation unit 21 acquires the analog output of the potential difference and temperature output from the electrode 1 via the A / D converter as a digital output, and calculates a calibration coefficient that is calibration data based on each digital output. To do.
  • the calibration coefficient calculation unit 21 calculates calibration coefficients a and b for adjusting the span and the zero point from the potential difference when the electrode 1 is immersed in a standard solution L1 of pH 4 and 7 at 25 ° C., respectively.
  • the calibration coefficient calculation unit 21 calculates calibration coefficients a and b for correcting the deviation from the theoretical value in the analog output of the potential difference output from the electrode 1.
  • the zero point adjustment coefficient b which is the shift amount of the zero point necessary for making the analog voltage output from the electrode 1 coincide with the theoretical value
  • the span adjustment coefficient a which is the gradient correction factor
  • the calibration coefficient calculation unit 21 calculates.
  • the calibration coefficient calculation unit 21 calculates a potential difference Vb output in a state where the electrode 1 is immersed in a pH 7 standard solution L1 as a zero point calibration coefficient b.
  • the zero point adjustment coefficient b is added to the value of the analog potential difference output from the electrode 1, so that the test liquid L2 having a pH of 7 is applied to the electrode 1 as in the calibration curve indicated by the thick dotted line in FIG.
  • the output when immersed in the standard solution L1 can be handled as zero.
  • the calibration coefficient calculation unit 21 calculates a span adjustment coefficient a that is a gradient correction magnification from an analog output when the electrode 1 is immersed in, for example, a pH 4 standard solution L1.
  • the output is almost the theoretical value, and the indicated value pH can be obtained as a value close to the true value.
  • the description is based on the calibration example with the standard solution L1 having a pH of 4.
  • other standard solutions L1 such as the pH of 9 depending on the magnitude of the pH considered to be the test solution L2 to be measured.
  • Span calibration may be performed by
  • calibration at more points may be performed instead of calibration at two points.
  • the above description only the relationship between the pH and the analog output has been described for the sake of simplicity. However, in the actual calculation, the above calculation includes the calculation of the temperature.
  • the calibration coefficient external output unit 22 receives the calibration coefficients a and b calculated by the calibration coefficient calculation unit 21 in the calibration coefficient external storage unit 31 configured in the NFC card 3 via the first NFC reader / writer RW1. Is written. The calibration coefficient external output unit 22 generates an error or the like in the calibration data stored in the calibration coefficient external storage unit 31 in the NFC card 3 when the NFC card 3 is close to the first NFC reader / writer RW1. If the calibration coefficient external storage unit 31 has a plurality of data, the latest calibration data of the calibration date is confirmed. Thereafter, the calibration data including the calibration coefficient calculated by the calibration coefficient calculation unit 21 stored in the calibration apparatus body 2 is newer than the calibration date and time stored in the calibration coefficient external storage unit 31. If there is calibration data for the calibration date, write it. Therefore, the calibration history of the electrode 1 is accumulated in the calibration coefficient external storage unit 31 in the NFC card 3.
  • the electrode 1 that has been calibrated in the calibration area is immersed in a test liquid L2 such as factory waste water at a measurement point. Further, the factory is interposed between the measuring device main body 4 for calculating the pH, which is the indicated value of the test liquid L2, based on the analog output of the electrode 1, and between the electrode 1 and the measuring device main body 4. And a converter 5 for converting the analog output of the electrode 1.
  • the converter 5 corresponds to a device connected to a device body different from the first device body.
  • a second cable C2 which is a coaxial cable for transmitting an analog output of a potential difference from the electrode 1, is connected.
  • a third cable C3 is connected between the output side of the converter 5 and the measurement apparatus main body 4.
  • a cable for transmitting the temperature analog output of the electrode 1 is directly connected to the measuring apparatus body 4.
  • the electrode 1 is detachably connected to the measuring device main body 4 and the converter 5.
  • the total extension of the second cable C2 and the third cable C3 is much longer than the first cable C1, for example, a length of 100 m or more. Meanwhile, the first cable C1 has a length of about several meters.
  • the converter 5 converts the analog output of the potential difference input from the electrode 1 into a state corrected based on the calibration coefficient and outputs the converted state.
  • the converter 5 includes a second NFC reader / writer RW2, which is a second non-contact type IC card reader / writer, and the calibration coefficient external storage unit in the NFC card 3 via the second NFC reader / writer RW2.
  • a calibration coefficient acquisition unit 51 that is a calibration data acquisition unit that acquires calibration coefficients a and b from 31, and converts an analog output of a potential difference input from the electrode 1 into another analog output based on the calibration coefficients a and b.
  • an output conversion unit 52 is a calibration data acquisition unit that acquires calibration coefficients a and b from 31, and converts an analog output of a potential difference input from the electrode 1 into another analog output based on the calibration coefficients a and b.
  • the calibration coefficient acquisition unit 51 executes a program by a microcomputer or the like and collaborates with a device such as the second NFC reader / writer RW2, so that calibration data stored in the calibration coefficient external storage unit 31 in the NFC card 3 is stored.
  • the span adjustment coefficient a and the zero point adjustment coefficient b are obtained. That is, when the NFC card 3 comes into contact with the second NFC reader / writer RW2, the calibration coefficient acquisition unit 51 reads the calibration data of the latest calibration date and time and stores the span adjustment coefficient a and the zero point adjustment coefficient b. Note that only one piece of calibration data may be provided and always replaced.
  • the output converter 52 includes a DC / DC converter, and after offsetting the analog voltage input based on the calibration coefficient by a predetermined amount, the output converter 52 amplifies the analog voltage by a predetermined magnification to the measurement apparatus body 4. Output. More specifically, the output converter 52 offsets the analog voltage input from the electrode 1 by the voltage indicated by the zero point adjustment coefficient b, and further sets the offset voltage to a times the same as the span adjustment coefficient a. Thus, the voltage is amplified. In other words, the setting is appropriately changed according to the calibration coefficients a and b acquired from the calibration coefficient external storage unit 31 in the NFC card 3 by the calibration coefficient acquisition unit 51, and the offset amount and the amplification factor are changed. .
  • the analog output of the potential difference from the electrode 1 has output characteristics such as a calibration curve before calibration indicated by a thin dotted line in FIG. 3, the analog output output from the converter 5 The output characteristics have the same output characteristics as the calibration curve after calibration indicated by the thick solid line in FIG. Therefore, the converter 5 outputs an analog output having the same potential difference as the theory corresponding to the true pH of the test liquid L2.
  • the measurement device main body 4 is a so-called computer having a CPU, a memory, an input / output means, an A / D converter, etc., and the program stored in the memory is executed as shown in FIG. Further, at least functions as a theoretical coefficient storage unit 41 that is a theoretical data storage unit, a pH calculation unit 42 that is an instruction value calculation unit, and a pH output unit 43. Note that the measurement apparatus main body 4 of the first embodiment is not provided with the NFC reader / writer RW, and calibration data is not captured and stored in the measurement apparatus main body 4. It is comprised so that it may calculate as it is.
  • the theoretical coefficient storage unit 41 stores theoretical data indicating a theoretical formula between an analog output output by the electrode 1 in a predetermined state and an instruction value.
  • the theoretical coefficient storage unit 41 stores, for example, a gradient of a potential difference per pH at each temperature and a potential difference at pH 7 as a theoretical conversion coefficient for converting the potential difference into pH as an instruction value. ing.
  • the pH calculation unit 42 outputs the conversion coefficient at each temperature stored in the theoretical coefficient storage unit 41, the temperature of the test liquid L2 acquired through the A / D converter, and the converter 5.
  • the indicated value pH is calculated based on the analog output of the potential difference. That is, the pH calculation unit 42 multiplies the value of the potential difference input from the converter 5 by a conversion coefficient set for each temperature of the test liquid L2, and converts the value to pH.
  • the pH output unit 43 displays the instruction value pH sequentially calculated by the pH calculation unit 42 on the display, for example.
  • the operator connects the electrode 1 scheduled to be used in a factory to the calibration apparatus main body 2 in the calibration area via the first cable C1 (step S1).
  • step S2 the operator immerses the electrode 1 in the standard solution L1 having a pH of 7. Thereafter, the operator inputs to the calibration apparatus body 2 that the electrode 1 is immersed in the standard solution L1 having a pH of 7 (step S2).
  • a zero point adjustment coefficient b which is a calibration coefficient for zero point adjustment, is stored in the memory (step S3).
  • the operator immerses the electrode 1 in a standard solution L1 of pH 4 other than pH 7, for example, so that the electrode 1 is brought into the standard solution L1 of pH 4 with respect to the calibration device main body 2. It is input that it is immersed (step S4).
  • the calibration apparatus main body 2 automatically starts an operation for calculating a span adjustment coefficient, and the potential difference output from the electrode 1 is calculated. Then, the span adjustment coefficient a is calculated based on the zero point adjustment coefficient b, and the value is stored in the memory (step S5).
  • step S6 the operator brings the NFC card 3 connected to the electrode 1 close to the first reader / writer RW1 provided in the calibration apparatus main body 2 (step S6).
  • the calibration apparatus body 2 writes and stores the zero point adjustment coefficient b and the span adjustment coefficient a, which are calibration coefficients, in the calibration coefficient external storage unit 31 configured in the NFC card 3 (step S7). .
  • step S8 When the calibration work in the calibration area and the writing of the calibration coefficient to the NFC card 3 are completed, the operator removes the electrode 1 from the calibration apparatus body 2 to start measurement at the factory, and A potential difference output terminal is connected to the converter 5 via the second cable C2, and is directly connected to the measuring apparatus 100 main body in order to input a temperature output (step S8).
  • the operator brings the NFC card 3 close to the second NFC reader / writer RW2 provided in the converter 5 (step S9).
  • the converter 5 acquires the zero point adjustment coefficient b and the span adjustment coefficient a stored in the NFC card 3, and changes and sets the shift amount and amplification factor of the input analog voltage (step S10).
  • the converter 5 converts the potential difference output from the electrode 1 and outputs it to the measuring device 100 main body (step S11).
  • the potential difference output from the converter 5 is substantially the same as the potential difference that should theoretically be output with respect to the pH of the test liquid L2.
  • the calibration apparatus body 2 includes the calibration coefficient external output unit 22 for outputting the calculated calibration coefficient to the outside, and the calibration coefficient. Is stored in the NFC card 3 separate from the electrode 1, the first cable C1, the calibration device main body 2, and the measurement device main body 4. Calibration can be performed with the calibration main body provided in the calibration area where the environment is set, and only the obtained calibration coefficients can be used with the measurement apparatus main body 4 in the factory.
  • the calibration coefficient external storage unit 31 is set in a predetermined area of the memory in the NFC card 3 and is not stored in the memory or the like in the electrode 1, power is supplied to read out the stored calibration coefficient. There is no need to connect between the electrode 1 and the measuring device body 4 or the converter 5 with a signal readout cable.
  • the power supply function and signal read function required for reading can be easily configured by the NFC reader / writer RW, the cable between the electrode 1 and the apparatus main body is calibrated with a calibration coefficient or the like as in the prior art. There is no need to replace it with something special that can read the data.
  • the conventional wiring already provided in the factory can be used as it is, and the labor involved in the calibration work can be greatly reduced without significant equipment renewal. It is possible to easily reduce the indicated value of pH to a true value.
  • the calibration apparatus main body 2 in order to exchange calibration coefficients between the calibration apparatus main body 2 and the measurement apparatus main body 4, it is not necessary to prepare a special electrode capable of not only analog output but also digital output from a memory as in the prior art. Therefore, in the case of the measuring apparatus 100 of the first embodiment, a variety of existing electrodes capable of only analog output corresponding to existing indication values can be used as the electrodes 1 as they are. Further, by using the converter 5, the measuring device main body 4 does not need to be modified or changed from the existing device main body. Therefore, various existing device bodies corresponding to the second device body can also be used to configure the assumed device 100 of the first embodiment.
  • the calibration coefficient external storage unit 31 is configured in the NFC card 3 and is highly waterproof, it is close to the electrode 1 that is likely to come into contact with the liquid, such as the test liquid L2 and the standard liquid L1. Even if it is used, it is unlikely that memory will be lost due to the liquid being splashed.
  • the measuring apparatus 100 of the second embodiment is different from that of the first embodiment in the configuration of the factory, the converter 5 is not provided, and the electrode 1 is directly connected to the measuring apparatus body 4. Furthermore, the measurement apparatus 100 of the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the electrode 1, and instead of using the NFC card 3 of the first embodiment, a non-contact type IC is provided in the housing of the electrode 1. A chip is provided. The NFC chip (non-contact type IC chip) provided in the casing of the electrode 1 exhibits the function as the calibration coefficient external storage unit 31 in the first embodiment.
  • the configuration work is performed with the electrode 1 connected to the calibration apparatus body 2 in the calibration area, and then the electrode 1 is detached from the calibration apparatus body 2 and the NFC chip built-in portion of the electrode 1 is inserted into the first NFC reader / writer RW1. Close. In this way, calibration data such as a calibration coefficient is written and stored in the calibration coefficient external storage unit 31 calibrated in the electrode 1.
  • the measurement apparatus main body 4 of the second embodiment includes a second NFC reader / writer RW2, and the measurement apparatus main body 4 itself uses the calibration coefficient stored in the NFC chip in the casing of the electrode 1. It can be obtained.
  • the user before performing the measurement at the site, the user causes the NFC chip portion of the electrode 1 to approach the second NFC reader / writer RW2 of the measurement apparatus body 4 and stores the calibration data in the measurement apparatus body 4. Thereafter, the electrode 1 is connected to the measurement apparatus body 4 and measurement is performed.
  • the measurement device main body 4 of the second embodiment includes a theoretical coefficient storage unit 41, a pH calculation unit 42, and a pH included in the measurement device main body 4 of the first embodiment as shown in FIG.
  • a calibration coefficient acquisition unit 51 provided in the converter 5 of the first embodiment is provided.
  • the calibration coefficient acquisition unit 51 of the second embodiment also acquires the latest calibration data when the NFC chip in the electrode 1 comes close to the second NFC reader / writer RW2.
  • the pH calculator 42 calculates the pH based on the calibration coefficients a and b as well as the theoretical coefficient and the analog output of the potential difference from the electrode 1.
  • the pH calculation unit 42 calculates a pre-correction pH based on the potential difference output from the electrode 1 and a theoretical coefficient, performs a correction operation using a calibration coefficient, and performs a correction operation closer to a true value.
  • the pH is calculated.
  • the calibration work is performed in the calibration area, and only the calibration coefficient obtained there is used in the field such as a factory to calculate a more accurate pH. Is possible.
  • the connection between the electrode 1 and the main body of the measuring apparatus 100 is performed as in the first embodiment. It is only necessary to exchange the potential difference signal for the cable to be used, and it is not necessary to change to another special cable for feeding or reading a new signal. For this reason, the measurement apparatus 100 of the second embodiment can also measure the pH accurately with the calibration coefficient obtained by calibration in the calibration area where the environment is well prepared, while reducing the cost of equipment renewal and eliminating calibration work in the field. It is.
  • the measuring apparatus 100 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • symbol shall be attached
  • the measuring apparatus 100 according to the third embodiment includes three types of apparatus main bodies that can be connected to the electrode 1.
  • the first device main body 2 is a desktop type, and is mainly assumed to be used in a laboratory.
  • the first apparatus main body 2 includes a first NFC reader / writer RW1 that is a first non-contact type IC reader / writer connected outside the housing.
  • the first apparatus body 2 is connected to the electrode 1 in a state immersed in a standard solution, calculates calibration data, and stores the first NFC in the calibration data external storage unit 31 in the NFC card 3. Data can be written via the reader / writer RW.
  • the second device body 4 is a stationary type, and is mainly fixed in the factory.
  • the electrode 1 is immersed in a measurement point of a test liquid such as drainage at a position away from the second device body 4 and is used by being connected to the second device body 4.
  • the second apparatus main body 4 includes a second NFC reader / writer RW2 that is a second non-contact IC reader / writer built in the housing, and the second NFC reader / writer RW2 is used as in the second embodiment.
  • the calibration data in the NFC card 3 is read and used for the correction calculation of the indicated value.
  • the third apparatus main body 6 is portable and is used mainly for measuring the characteristics of the test liquid in a field such as a river.
  • the third apparatus main body 6 incorporates an NFC chip CP which is a non-contact IC chip, and calibration data is stored in the NFC chip CP.
  • the NFC chip CP not only stores calibration data, but also attaches the third device body 6 itself to the first NFC reader / writer RW1 or the second NFC reader / writer RW2 provided in the first device body 2 or the second device body 4. By making them approach, calibration data stored in another apparatus body can be acquired, or calibration data stored in the third apparatus body 6 can be output to another apparatus body. .
  • the third apparatus body 6 also includes a third NFC reader / writer RW3, which is a third non-contact IC reader / writer, so that calibration data can be read or written to the NFC card 3.
  • the third apparatus main body 6 can calculate not only the measurement but also the calibration data by the calibration work using the standard solution.
  • the configuration for calculating the calibration data is substantially the same as the items described in the first apparatus main body 2 of the first embodiment, and therefore the details are omitted.
  • the operation relating to the exchange of calibration data between the main bodies of the measuring apparatus 100 of the third embodiment will be described.
  • the operator performs calibration by connecting the electrode 1 immersed in the standard solution to the first apparatus main body 2 disposed in the laboratory.
  • the operator then outputs and stores the calibration data obtained in the NFC card 3 via the first NFC reader / writer RW.
  • the operator stores the calibration data by bringing the NFC card 3 close to the second device main body 4 or the second and third NFC reader / writers RW of the third device main body 6.
  • the calibration operation is performed by the third device main body 6, and the electrode 1 is further connected to the second device main body 4 for use.
  • the portion of the third device main body 6 in which the NFC chip CP is embedded is brought close to the second NFC reader / writer RW of the second device main body 4 and new calibration data is not passed through the NFC card 3. Used after overwriting.
  • the calibration data of the electrode 1 obtained by the calibration work performed in a certain apparatus main body can be easily performed without providing special wiring or the like in another apparatus main body. Can be shared. Further, the calibration data can be stored by simply bringing the portable third device main body 6 close to the first device main body 2 or the second device main body 4 without using the NFC card 3, and the latest calibration data can always be stored. Can be easily shared among the apparatus main bodies.
  • the third device body 6 is not limited to the illustrated one, and can be configured using a smartphone or a tablet terminal having a computing capability and a short-range wireless communication function such as NFC.
  • the measurement apparatus 100 of the fourth embodiment includes, for example, a calibration apparatus main body 2 provided in a calibration area, a measurement apparatus main body 4 provided in a factory, and the calibration apparatus main body 2 as in the first embodiment. And one electrode 1 commonly used for the measurement apparatus main body 4.
  • the measurement apparatus 100 according to the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in the configuration for physically managing the NFC card 3 in which the calibration data including the calibration coefficient of the electrode 1 is stored. ing. That is, the NFC card 3 is integrally formed with an engaging member that is detachably engaged with the electrode 1. More specifically, as shown in FIG. 9, the NFC card 3 is configured to be integrated with a cap 12 that is an engaging member that covers the sensor portion 11 of the electrode 1.
  • the cap 12 has a substantially cylindrical shape, and the electrode 1 is not used for calibration or measurement with respect to the tip of the electrode 1 where the sensor part 11 is formed. As shown in FIG. 4, the sensor unit 12 is attached to protect the sensor unit 12.
  • the cap 12 has a substantially cylindrical shape, has an internal thread formed on the inner peripheral surface thereof, and is attached by being screwed with a male thread formed at the tip of the electrode 1.
  • An NFC card 3 formed in a disk shape is fixed to the outer top surface of the cap 12 with, for example, an adhesive or the like, and the NFC card 3 itself forms a part of the cap 12.
  • the cap 12 is removed from the electrode 1 as shown in FIG.
  • the electrode 1 corresponding to the NFC card 3 in which the calibration data is stored can be managed as a physical pair, For example, when the electrode 1 is carried between the calibration area and the factory, the calibration data of other electrodes can be prevented from being erroneously used.
  • the electrode 1 and the NFC card 3 are integrated in the case of carrying in this way, and when the calibration data needs to be stored or transmitted during calibration or measurement, only the cap 12 removed from the electrode 1 is removed from the NFC reader / writer RW1. , It only needs to be close to RW2.
  • the measuring device is not limited to the one that outputs pH as an instruction value as described in each embodiment, but is a periodic measure of ion concentration, ORP, conductivity, dissolved oxygen, turbidity, fluorescence DO, temperature, etc. It may be one that requires proofreading.
  • the calibration data calculated in the calibration apparatus main body is stored in the NFC card so that the converter or the measurement apparatus main body can use the calibration data.
  • a calibration data storage unit may be configured in a predetermined area of a flash memory or a contact type IC card so that the calibration data can be exchanged. That is, any storage medium may be used as long as it can acquire calibration data without performing power feeding and signal reading with a cable connecting the electrode and the measurement apparatus main body.
  • the NFC card is not limited to Felica, but may be of other methods and standards defined in international standards such as MIFARE (registered trademark).
  • calibration history of one electrode is sequentially written in one NFC card so that a calibration history remains.
  • calibration data of a plurality of electrodes is stored in one NFC card. Also good.
  • the identifier of each electrode and the calibration data should be paired so that the calibration data corresponding to each electrode connected in the measuring apparatus main body is automatically read out and used. .
  • the calibration coefficient is stored as an example of the calibration data.
  • the potential difference itself when the electrode is immersed in the standard solution is stored as calibration data in the calibration data storage unit and stored in the measurement apparatus main body. It is also possible to obtain one or more outputs obtained at the time of calibration, calculate a calibration coefficient or the like in the main body of the measuring apparatus, and use it for calculation of the indicated value.
  • the analog output itself of the electrode may be converted, or a standard calibration curve equation may be converted.
  • the calibration data storage unit is stored in the form of a value called a calibration coefficient, but may be stored, for example, in the form of a processing expression or a code.
  • the calibration device body and the measurement device body may exchange calibration data via a wireless network or cloud. That is, the calibration data external output unit transmits the calibration data to the outside of the calibration apparatus body via the network, and the calibration data acquisition unit receives the calibration data output from the calibration apparatus body via the network. What is necessary is just to comprise. Even in this case, there is no need to newly update the cable connecting the electrode and each apparatus main body.
  • the calibration data is transferred to the second apparatus main body used in the factory, but the site where environmental water and wastewater are measured not in the factory but in the field.
  • the second device main body may be used in the above.
  • the third apparatus main body may be used as either the calibration apparatus main body or the measurement apparatus main body in the first and second embodiments. That is, the third apparatus main body is not limited to a portable type, and may be used as an installation type.
  • the third apparatus main body may not include a non-contact type IC chip.
  • a non-contact type IC chip is provided in the electrode, it is preferably provided on the base end side that is not immersed in the test solution.
  • the electrode housing is not limited to the cap portion on the proximal end side, but is a concept including a portion formed of glass.
  • the non-contact type IC card storing the calibration data is not limited to the one integrated with the cap for protecting the electrode, but is integrated with the engaging member that is detachably engaged with the other electrode. It may be a thing.
  • a non-contact type IC card may be integrated with the protective cover of the terminal part instead of the cap for protecting the sensor part.
  • the engaging member is not limited to a member fixed to the electrode by a screw, and may be inserted into the electrode or hooked to the electrode, for example.
  • the present invention it is possible to provide a measuring apparatus that enables calibration work at a place different from the measurement site and does not require significant equipment renewal.

Abstract

測定現場とは別の場所での校正作業を可能としつつ、大幅な設備更新を行わなくてもよい測定装置を提供するために、標準液又は被検液に浸漬される電極と、標準液に浸漬された前記電極と第1ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する第1装置本体と、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定されており、前記第1装置本体で算出された校正データを記憶する校正データ外部記憶部とを備え、前記第1装置本体が、前記電極の校正データを前記校正データ外部記憶部に対して外部出力する校正データ外部出力部を具備し、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データが、当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体へ送信されるように構成した。

Description

測定装置、校正方法、及び、測定装置用プログラム
 本発明は、装置本体に対して着脱可能に取り付けられた電極の校正方法に関するものである。
 例えば装置本体に対してケーブルにより接続された電極を備えたpH計やイオンメータ等の測定装置は、正しい測定値を得られるようにするために定期的に標準液を用いて電極ごとに校正を行う必要がある。より具体的には電極の特性を示す電極から出力される電位差等のアナログ出力と、指示値であるpHやイオン濃度との間の関係が実測されて校正データが生成される。前記装置本体はこの校正データに基づいてアナログ出力と理論式から算出される指示値について補正演算を行い、指示値が真の値に近づくようにしている。
 ところで、工場や排水処理施設等において水質を監視するために用いられている測定装置は、測定点に配置される電極と装置本体との間が例えば100m以上離れている場合がある。このような場合、上記のような校正作業を行うには校正者が電極と装置本体との間を行き来するといった手間がかかり、さらには測定点の環境が校正結果に悪影響を与える可能性もある。
 上記のような現場における校正作業の問題を解決するために、例えば特許文献1に示されるような校正データを記憶するためのメモリが内蔵された電極を用いて現場以外の場所で校正作業を行えるようにすることが考えられる。具体的には、まず、前記電極を測定が行われる現場にある装置本体とは別の環境の整った実験室内にある装置本体に接続して校正作業を行い、その校正データを当該電極自体に記憶させる。さらに、電極自体に校正データを記憶させた状態で現場の測定装置に接続し、現場にある測定装置は前記電極のメモリから校正データを読み出して、指示値の補正演算を行うようにすればよい。
 しかしながら、上記のようなメモリが内蔵された電極を用いる場合、指示値を得るためのアナログ出力だけでなく、メモリに格納されている校正データを取得するためにデジタル出力を得るための構成を別途電極と装置本体間に設ける必要があり、このことが実際に上記の電極を現場に導入することが困難となっている。より具体的には、前記電極に内蔵されているメモリから校正データを読み出すには前記メモリと現場にある装置本体との間で給電や信号のやり取りをするための配線で接続しなくてはならない。このため、メモリを内蔵した前記電極を用いるには、例えば従来の電極からのアナログ出力を伝達するために設けてある100m以上の配線を前記メモリに給電及び通信できる別の配線へと更新しなくてはならない。したがって、メモリを内蔵した前記電極から校正データを引き出せるように設備を更新するには大きなコストがかかってしまい、上記のような校正方法を導入することは実際には難しい。
特開平5-93704号公報
 本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、測定現場とは別の場所での校正作業を可能としつつ、大幅な設備更新を行わなくてもよい測定装置を提供することを目的とする。
 すなわち、本発明に係る測定装置は、標準液又は被検液に浸漬される電極と、標準液に浸漬された前記電極と第1ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する第1装置本体と、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定されており、前記第1装置本体で算出された校正データを記憶する校正データ外部記憶部とを備え、前記第1装置本体が、前記電極の校正データを前記校正データ外部記憶部に対して外部出力する校正データ外部出力部を具備し、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データが、当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信されるように構成されていることを特徴とする。
 このようなものであれば、前記第1装置本体の前記校正データ外部出力部から出力される前記電極の校正データは前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定された前記校正データ外部記憶部に記憶されているので、測定が行われる現場に配置されている別の装置本体は前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを例えばリーダライタ等の機器や無線ネットワーク等を介して取得して指示値の補正演算に用いることができる。
 したがって、従来のように電極に内蔵されているメモリに校正データが記憶されている場合のように前記第1装置本体とは別の装置本体から給電及び信号の取得を行えるようにするための配線を敷設し直す必要はない。このため、本発明であれば現場で用いられている電極からのアナログ出力を取得するための機能しか有しない配線を使用し続けることができる。また、複数の装置本体間において校正データを授受するために従来のように特別な電極を新たに用意する必要がなく、既存の多種多様なアナログ出力のみが可能な電極を本発明に係る測定装置の電極として用いることができる。
 前記第1装置本体で算出される校正データを簡単に外部へ書き出しできるとともに、前記校正データ外部記憶部に例えば校正液や被検液がかかる等しても校正データが消失しにくくするには、前記校正データ外部記憶部が、非接触型ICカード内のメモリ上の記憶領域に校正データを記憶するように構成されたものであり、前記第1装置本体が、第1非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、前記第1校正データ外部出力部が、前記第1非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを前記校正データ外部記憶部へ書き込むように構成されていればよい。
 前記第1装置本体とは別の第2装置本体に対してNFCリーダライタ等を設ける必要がなく、第2装置本体においては補正演算を行うことなく、理論式による演算だけでも真の値に近い値が出力されるようにするには、被検液に浸漬された前記電極と着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体と、前記電極と第2ケーブルを介して着脱可能に接続されるとともに前記第2装置本体と第3ケーブルを介して接続され、前記電極から出力されるアナログ出力を別のアナログ出力に変換して前記第2装置本体へ出力する変換器とをさらに備え、前記変換器が、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを取得する校正データ取得部と、前記校正データ取得部で取得された校正データに基づいて少なくとも倍率を設定する出力変換部とを具備し、前記第2装置本体が、前記電極が所定状態において出力するアナログ出力と指示値との間の理論式を示す理論データを記憶する理論データ記憶部と、前記理論データと、前記変換器で変換されたアナログ出力とに基づいて被検液の指示値を算出する指示値算出部とを具備するものであればよい。
 前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを簡単な作業のみで自動的に前記変換器を読み込ませて、倍率の設定に使用されるようにするには、前記変換器が、第2非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、前記校正データ取得部が、前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを読み込むように構成されていればよい。
 前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを用いて現場に配置されている装置本体や配線間に別途器具を設けなくても校正データによる補正ができるようにするには、被検液に浸漬された前記電極と第2ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体をさらに具備し、前記第2装置本体が、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを取得する校正データ取得部と、前記電極が所定状態において出力するアナログ出力と指示値との間の理論式を示す理論データを記憶する理論データ記憶部と、理論データと、校正データと、前記電極のアナログ出力とに基づいて被検液の指示値を算出する指示値算出部とを具備するものであればよい。
 前記第2装置本体において前記校正データ外部記憶部を接触させるだけで校正データを自動的に読み込めるようにし、校正データの移送に関する作業を簡略化できるようにするには、前記第2装置本体が、第2非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、前記校正データ取得部が、前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを読み込むように構成されていればよい。
 前記電極について誰がいつ校正したか等の記録を残せるようにして、例えば測定結果に何らかの異常があった場合に対処しやすくするには、前記校正データ外部記憶部が、1つの前記電極の校正履歴を記憶するものであればよい。
 1つのメモリで複数の電極の構成データを管理できるようにするには、前記校正データ外部記憶部が、複数の前記電極の校正データと、各電極を示す識別子とを紐づけて記憶するものであればよい。
 標準液又は被検液に浸漬される電極と、第1装置本体に対して第1ケーブルを介して着脱可能に接続された電極を標準液に浸漬することと、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて前記第1装置本体に当該電極の校正データを算出させることと、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定された校正データ外部記憶部に対して前記第1装置本体で算出された校正データを外部出力することと、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信することを特徴とする校正方法であれば、測定が行われる現場に設けられている装置本体と、前記電極との間を接続する配線を特別なものに変更しなくても前記第1装置本体で算出された校正データを前記校正データ外部記憶部を介して取得して、指示値の補正演算等を行い、真の値に近づけることが容易にできるようになる。
 標準液又は被検液に浸漬される電極と、標準液に浸漬された前記電極と第1ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する第1装置本体と、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリと、を備えた測定装置に用いられるプログラムであって、前記メモリ上に記憶領域が設定されており、前記第1装置本体で算出された校正データを記憶する校正データ外部記憶部と、前記電極の校正データを前記校正データ外部記憶部に対して外部出力する校正データ外部出力部と、としての機能と、前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データが、当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信される機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする測定装置用プログラムを用いれば、従来の測定装置において前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリに校正データを記憶させることが可能となり、配線等の更新を行わなくても異なる複数の装置本体間で校正データを使用できるようになる。なお、プログラム記憶媒体は例えばCD、DVD、HDD、SDD、フラッシュメモリ等にプログラムが記憶されたものであればよい。
 また、本発明に係る別の態様の測定装置は、標準液又は被検液に浸漬される電極と、前記電極と着脱可能に接続され、標準液に浸漬された前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する、又は、被検液に浸漬された前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第3装置本体と、を備え、前記第3装置本体、又は、前記電極が、筐体内に内蔵され、前記電極の校正データが記憶される非接触型ICチップを具備することを特徴とする。
 このようなものであれば、第3装置本体に内蔵されている非接触型ICチップに校正データが記憶されているので、当該第3装置本体を可搬型とすれば、非接触型ICリーダライタを具備する別の装置本体に対して前記第3装置本体自体を近接させるだけで前記電極に対応した校正データを転送することができる。そして、別の装置本体は前記電極が接続された場合には転送されてきた校正データを用いて指示値の補正演算を行いより真の値に近い出力が可能となる。
 さらに前記第3装置本体が可搬型であれば、オペレータは校正作業を行うのに適さない現場に設置されている別の装置本体に電極を接続して校正作業を行わずに前記第3装置本体を構成作業に適したラボ等に持ち込んだ上で正確な校正作業を行うことが可能となる。したがって、前記第3装置本体自体を非接触型ICリーダライタに近接させることにより転送される校正データの正確さも保証し易い。加えて、前記電極の筐体内に非接触型ICチップを具備していれば、前記電極を装置本体に設けられている非接触型ICリーダライタに近接させることにより、ラボ等で行われた校正結果である校正データを転送でき、当該電極の校正を現場で行う必要をなくすことができる。また、前記電極と前記非接触型ICとが一体となっているので、当該電極とは異なる電極で行われた校正データが誤って対になることも防ぐことができる。
 前記第3装置本体とは別の第2装置本体において前記第3装置本体が有する校正データを使用できるようにし、より真の値に近い指示値を出力できるようにするには、被検液に浸漬された前記電極と着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体をさらに備え、前記第2装置本体が、第2非接触型ICカードリーダライタと、前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第3装置本体の前記非接触型ICチップから校正データを読み込む校正データ取得部と、を具備するものであればよい。
 前記第3装置本体以外の装置本体に前記電極が接続されて行われた校正作業により得られた校正データを前記第3装置本体においても使用できるようにし、必要となる校正回数を減らすことができるようにするには、前記電極、及び、前記第3装置の外側に別体として設けられ、校正データが記憶される非接触型ICカードをさらに備え、前記第3装置本体が、第3非接触型ICカードリーダライタを具備し、前記第3非接触型ICカードリーダライタを介して前記非接触型ICカードに記憶されている校正データを前記非接触型ICチップに記憶させるように構成されていればよい。また、このようなものであれば、前記第2装置本体において前記非接触型ICカードを用いて校正データを共有することもできる。
 校正データが記憶されている非接触型ICカードをその校正データに対応する前記電極と対にして保管しやすくして、別の電極の校正データを使用して第2測定本体で誤った測定が行われるのを防げるようにするには、前記非接触型ICカードが、前記電極に対して着脱可能に係合する係合部材と一体に構成されていればよい。
 例えば前記第1装置本体から前記第2装置本体へ前記電極を持ち運ぶ際に、当該電極の校正データが記憶されている非接触型ICカードが持ち運ばれる電極に必ず取り付けられるようにして、別の電極の校正データが誤って使用されるのを確実に防げるようにするには、前記係合部材が、前記電極のセンサ部を覆うように取り付けられるキャップであり、前記非接触型ICカードが、前記キャップの外面の一部を形成するように取り付けられていればよい。
 このように本発明に係る測定装置によれば、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリに記憶領域が設定された前記校正データ外部記憶部に校正データを記憶させるように構成されているので、現場に設けられている測定装置と前記電極とを接続する配線に給電とデータ信号を都立出すための信号線を新たに追加するために配線を更新せずに、前記第1装置本体で算出された校正データを別の装置本体で使用することが可能となる。したがって、測定が行われる現場において校正作業が困難である場合でも大きな導入コストをかけることなく、環境のよい別の場所で算出された正確な校正データを現場において用いることが可能となる。
本発明の第1実施形態に係る測定装置の構成を示す模式図。 第1実施形態における校正用装置本体の構成を示す模式的機能ブロック図。 第1実施形態における校正係数の算出方法について示す模式的グラフ。 第1実施形態における測定用装置本体の構成を示す模式的機能ブロック図。 第1実施形態における校正及び測定に関する動作の流れを示すフローチャート。 本発明の第2実施形態に係る測定装置の構成を示す模式図。 第2実施形態における測定用装置本体及び変換器の構成を示す模式的機能ブロック図。 本発明の第3実施形態に係る測定装置の構成を示す模式図。 本発明の第4実施形態における電極の構成を示す模式図。
100・・・測定装置
1  ・・・電極
11 ・・・センサ部
12 ・・・キャップ(係合部材)
2  ・・・校正用装置本体
21 ・・・校正係数算出部(校正データ算出部)
22 ・・・校正係数外部出力部(校正データ外部出力部)
3  ・・・NFCカード
31 ・・・校正係数外部記憶部(校正データ外部記憶部)
4  ・・・測定用装置本体
41 ・・・理論係数記憶部(理論データ記憶部)
42 ・・・pH算出部(指示値算出部)
43 ・・・pH出力部
5  ・・・変換器
51 ・・・校正係数取得部(校正データ取得部)
52 ・・・出力変換部
C1 ・・・第1ケーブル
C2 ・・・第2ケーブル
C3 ・・・第3ケーブル
L1 ・・・標準液
L2 ・・・被検液
RW1 ・・第1NFCリーダライタ(第1非接触型ICカードリーダライタ)
RW2 ・・第2NFCリーダライタ(第2非接触型ICカードリーダライタ)
 本発明の第1実施形態に係る測定装置100について図1乃至図5を参照しながら説明する。第1実施形態の測定装置100は、被検液L2の特性のひとつであるpHを測定するために用いられるものである。この測定装置100は図1に示すように複数の異なる場所に設けられた2つの装置本体2、4と、各装置本体2、4に共通しても用いられる1つの電極1とを備えたものである。より具体的には実験室等の電極1の校正作業に適した環境が整えられた校正エリアと、実際の測定対象である被検液L2のある工場とにそれぞれ装置本体2、4が設けてある。すなわち、前記測定装置100は、校正エリアに設けてある第1装置本体である校正用装置本体2と、工場に設けてあり、第1装置本体とは別の装置本体に相当する第2装置本体である測定用装置本体4と、前記校正用装置本体2と前記測定用装置本体4に共通して用いられる1つの電極1とを備えている。さらに、第1実施形態の測定装置100は、前記電極1の校正データを記憶させる外部記憶媒体である非接触型ICカードを備えている。この非接触型ICカードは第1実施形態ではFelica(登録商標)等のNFCカード3であって、前記校正用装置本体2で算出される校正データをこのNFCカード3を介して工場側の機器で使用できるように構成してある。また、第1実施形態では校正データが記憶されるNFCカード3は、前記電極1に対して1つずつ別々に割り当てられ、1つのNFCカード3内にはある1つの電極1の校正データが蓄積されるようにしてある。なお、NFCカード3は、樹脂で形成されたカード筐体内に非接触型ICチップ(NFCチップ)と外部から電磁波が供給された場合に前記非接触型ICチップに対して給電を行う円環状のアンテナが内蔵されたものである。
 各部の詳細について説明する。
 前記電極1は比較電極とガラス電極が一体化された複合電極であり、標準液L1又は校正液に浸漬されることにより、そのpHに応じた電位差をアナログ出力として出力するものである。また、この電極1は温度補償用の温度センサを具備している。この電極1は前記校正用装置本体2、及び、前記測定用装置本体4に対して着脱可能である。
 校正エリアでは、前記電極1は電位差のアナログ出力を前記校正用装置本体2へ伝達するための第1ケーブルC1と、前記温度センサの出力を前記校正用装置本体2へ伝達する温度出力用ケーブルとで前記校正用装置本体2に対して着脱可能に接続される。前記電極1は前記校正用装置本体2に接続された状態で所定のpHに調整された標準液L1に浸漬され、その時に当該電極1から出力される電位差アナログ出力と温度に基づいて前記校正用装置本体2が校正データを算出する。
 前記校正用装置本体2は、CPU、メモリ、入出力手段、A/Dコンバータ等を具備するいわゆるコンピュータであって、前記メモリに格納されているプログラムが実行されていることにより図2に示すように少なくとも校正データ算出部である校正係数算出部21、校正データ出力部である校正係数外部出力部22としての機能を発揮するものである。前記校正用装置本体2は、第1NFCリーダライタRW1を備えており、NFCカード3に対して校正データ等の各種データの読み出し又は書き込みを行えるように構成してある。
 前記校正係数算出部21は、前記A/Dコンバータを介して前記電極1から出力される電位差及び温度のアナログ出力をデジタル出力として取得し、各デジタル出力に基づいて校正データである校正係数を算出するものである。この校正係数算出部21は、25℃のpH4と7の標準液L1に前記電極1がそれぞれ浸された時の電位差からスパンとゼロ点を調整するための校正係数a、bを算出する。理論においてはpHが1~13の場合には指示値pHと電位差Vとの間には直線関係があり、ガラス電極の内部液がpH7のものが用いられていることから、電極1がpH7の標準液L1に浸漬された場合に出力される電位差Vはゼロとなるとともに25℃では1pH当たり約59.2mVの電位差勾配が生じる。前記校正係数算出部21は、前記電極1から出力される電位差のアナログ出力における上記の理論値からのズレを補正するための校正係数a、bを算出する。言い換えると前記電極1から出力されているアナログ電圧を理論上の値に一致させるのに必要なゼロ点のシフト量であるゼロ点調整係数bと、勾配の補正倍率であるスパン調整係数aを前記校正係数算出部21は算出する。
 以下では図3に示されるゼロ点校正と、スパン校正による検量線の変化を参照しながら前記校正係数算出部21で行われる演算について説明する。例えば(7、Vb)(4、Va)の2点を通る細点線で示される校正前の検量線のように前記電極1がpH7の標準液L1に浸漬された場合でも電位差がゼロ以外の値を示しており、その勾配も1pH当たり59.2mVからずれている場合を考える。まず、前記校正係数算出部21は、前記電極1がpH7の標準液L1に浸漬されている状態で出力する電位差Vbをゼロ点校正係数bとして算出する。すなわち、前記電極1から出力されるアナログ電位差の値に対してゼロ点調整係数bが加えられることにより、図3の太点線で示される検量線のように前記電極1がpH7の被検液L2又は標準液L1に浸漬された際の出力をゼロとして取り扱えるようになる。
 次に前記校正係数算出部21は、例えばpH4の標準液L1に前記電極1が浸漬されたときのアナログ出力から勾配の補正倍率であるスパン調整係数aを算出する。pH4とpH7の標準液L1に前記電極1を浸漬した場合の電位差VaとVbから校正前の検量線の勾配は(Vb-Va)/(7-4)であり、理論上の勾配は59.2であるので、前記校正係数算出部21はスパン調整係数aとしてa=(Vb-Va)/(3*59.2)として算出する。これらのゼロ点調整係数b、スパン調整係数aにより前記電極1から出力される電位差アナログ出力Vについて補正した電位差の値a(V-b)であれば、図3において実線で示される検量線のようなほぼ理論通りの出力となり、真の値に近い値として指示値pHを得ることができる。なお、この例ではpH4の標準液L1での校正例に基づいた説明を行ったが測定対象である被検液L2が示すと考えられるpHの大きさに応じてその他のpH9等の標準液L1によりスパン校正を行ってもよい。また、2点による校正ではなく、さらに多数点での校正を行ってもよい。なお、上記説明では簡単のためpHとアナログ出力との間の関係のみについて説明したが、実際の演算では上記の演算に温度の演算を含めて算出される。
 前記校正係数外部出力部22は、前記第1NFCリーダライタRW1を介して前記NFCカード3内に構成された前記校正係数外部記憶部31に前記校正係数算出部21で算出された校正係数a、bを書き込むものである。前記校正係数外部出力部22は、前記第1NFCリーダライタRW1に前記NFCカード3が近接した場合に当該NFCカード3内の前記校正係数外部記憶部31に記憶されている校正データにエラー等が発生していないかどうかや、複数のデータを前記校正係数外部記憶部31に持たせる場合には校正日時の最も新しい校正データを確認する。その後、前記校正用装置本体2内に記憶されている前記校正係数算出部21が算出した校正係数等からなる校正データの中に前記校正係数外部記憶部31に記憶されている校正日時よりも新しい校正日時の校正データがある場合には書き込みを行う。したがって、前記NFCカード3内の前記校正係数外部記憶部31には前記電極1の校正履歴が蓄積されることになる。
 次に前記測定装置100において工場内に配置される各部について図4を参照しながら説明する。
 工場では、校正エリアでの校正作業が終了した前記電極1が測定点において工場排水などの被検液L2に浸漬される。また、工場には前記電極1のアナログ出力に基づいて被検液L2の指示値であるpHを算出する測定用装置本体4と、前記電極1と前記測定用装置本体4との間に介在し、前記電極1のアナログ出力を変換する変換器5と、が設けてある。なお、この変換器5は第1装置本体とは別の装置本体に接続される機器に相当する。前記電極1と前記変換器5の入力側との間には前記電極1からの電位差のアナログ出力を伝送するための同軸ケーブルである第2ケーブルC2が接続してある。また、前記変換器5の出力側と前記測定用装置本体4との間は第3ケーブルC3が接続してある。さらに前記電極1の温度アナログ出力を伝送するためのケーブルは前記測定用装置本体4に対して直接接続してある。前記電極1は前記測定用装置本体4及び前記変換器5に対して着脱可能に接続してある。なお、前記第2ケーブルC2、及び、前記第3ケーブルC3の総延長は前記第1ケーブルC1よりも非常に長く、例えば100m以上の長さとなる。一方、前記第1ケーブルC1は数m程度の長さのものである。
 前記変換器5は、前記電極1から入力される電位差のアナログ出力を校正係数に基づいて補正された状態に変換して出力するものである。この変換器5は図4に示すように第2非接触型ICカードリーダライタである第2NFCリーダライタRW2と、前記第2NFCリーダライタRW2を介して前記NFCカード3内の前記校正係数外部記憶部31から校正係数a、bを取得する校正データ取得部である校正係数取得部51と、校正係数a、bに基づいて前記電極1から入力される電位差のアナログ出力を別のアナログ出力に変換する出力変換部52とを備えている。
 前記校正係数取得部51はマイコンなどによりプログラムが実行されて前記第2NFCリーダライタRW2等の機器と協業することにより、前記NFCカード3内の前記校正係数外部記憶部31に記憶されている校正データであるスパン調整係数a、ゼロ点調整係数bを取得するものである。すなわち、前記校正係数取得部51は、前記第2NFCリーダライタRW2に前記NFCカード3が接触した場合に最新の校正日時の校正データを読み出し、スパン調整係数a、ゼロ点調整係数bを記憶する。なお、校正データについては1つだけ持たせておき、常に置換されるようにしてもよい。
 前記出力変換部52は、DC/DCコンバータを具備したものであり、前記校正係数に基づいて入力されるアナログ電圧について所定量オフセットした後に、所定の倍率で増幅して前記測定用装置本体4へ出力するものである。より具体的には前記出力変換部52は、ゼロ点調整係数bが示す電圧分だけ前記電極1から入力されるアナログ電圧をオフセットさせ、オフセットされた電圧をさらにスパン調整係数aと同じa倍となるように電圧を増幅するように構成してある。つまり、前記校正係数取得部51により前記NFCカード3内の前記校正係数外部記憶部31から取得される校正係数a、bに応じて適宜設定が変更されて、オフセット量や増幅率が変更される。このようにすることで、前記電極1からの電位差のアナログ出力が図3における細点線で示される校正前の検量線のような出力特性があったとしても、前記変換器5から出力されるアナログ出力の特性は図3の太実線で示される校正後の検量線と同じ出力の特性を有することになる。したがって、前記変換器5からは被検液L2の真のpHに対応して理論とほぼ同じ電位差のアナログ出力がされることになる。
 前記測定用装置本体4は、CPU、メモリ、入出力手段、A/Dコンバータ等を具備するいわゆるコンピュータであって、前記メモリに格納されているプログラムが実行されていることにより図4に示すように少なくとも理論データ記憶部である理論係数記憶部41、指示値算出部であるpH算出部42、pH出力部43としての機能を発揮するものである。なお、第1実施形態の測定用装置本体4には、NFCリーダライタRWが設けられておらず、当該測定用装置本体4内へは校正データの取り込み、記憶することはされず、初期値のままで演算するように構成されている。
 前記理論係数記憶部41は前記電極1が所定状態において出力するアナログ出力と指示値との間の理論式を示す理論データを記憶するものである。第1実施形態では、前記理論係数記憶部41は、電位差を指示値であるpHに変換するための理論的な変換係数として例えば各温度における1pH当たりの電位差の勾配や、pH7における電位差を記憶している。
 前記pH算出部42は、前記理論係数記憶部41に記憶されている各温度における変換係数と、前記A/Dコンバータを介して取得される被検液L2の温度と前記変換器5から出力される電位差のアナログ出力に基づいて指示値pHを算出するものである。すなわち、前記pH算出部42は、前記変換器5から入力される電位差の値に対して被検液L2の温度ごとに設定される変換係数を乗じてpHへと変換する。
 前記pH出力部43は、例えば前記ディスプレイに前記pH算出部42で逐次算出される指示値pHを表示するものである。
 このように構成された第1実施形態の測定装置100による校正方法、及び、測定方法について図5のフローチャートを参照しながら説明する。
 まず、オペレータは工場で使用される予定の前記電極1を校正エリア内にある前記校正用装置本体2に対して前記第1ケーブルC1を介して接続する(ステップS1)。
 次にオペレータは電極1をpH7の標準液L1に浸漬させる。この後、オペレータは前記校正用装置本体2に対して現在pH7の標準液L1に前記電極1が浸漬されている状態であることを入力する(ステップS2)。
 オペレータからpH7の標準液L1であることが入力されると、前記校正用装置本体2はゼロ点調整係数を算出するための動作を自動的に開始し、前記電極1から出力されている電位差をゼロ点調整のための校正係数であるゼロ点調整係数bとしてメモリに記憶する(ステップS3)。
 ゼロ点調整係数bが記憶された後にオペレータは、前記電極1をpH7以外の例えばpH4の標準液L1に浸漬させて前記校正用装置本体2に対して現在pH4の標準液L1に前記電極1が浸漬されている状態であることを入力する(ステップS4)。
 オペレータからのpH4の標準液L1であることが入力されると、前記校正用装置本体2内はスパン調整係数を算出するための動作を自動的に開始し、前記電極1から出力されている電位差と、ゼロ点調整係数bとに基づいてスパン調整係数aを算出して、その値をメモリに記憶する(ステップS5)。
 次にオペレータは前記電極1に結び付けられているNFCカード3を前記校正用装置本体2に設けられている第1リーダライタRW1へ近接させる(ステップS6)。
 前記校正用装置本体2は、前記NFCカード3内に構成されている校正係数外部記憶部31に対して校正係数であるゼロ点調整係数bとスパン調整係数aを書き込み、記憶させる(ステップS7)。
 校正エリアにおける校正作業と、前記NFCカード3への校正係数の書き込みが完了すると、オペレータは工場での測定を開始するために前記電極1を前記校正用装置本体2から取り外し、工場内にある前記変換器5には電位差の出力端子を第2ケーブルC2を介して接続し、前記測定装置100本体に対しては温度出力を入力するために直接接続する(ステップS8)。
 また、オペレータは、前記変換器5に設けられた第2NFCリーダライタRW2に対して前記NFCカード3を近接させる(ステップS9)。
 前記変換器5は前記NFCカード3内に記憶されているゼロ点調整係数bとスパン調整係数aを取得し、入力されるアナログ電圧のシフト量と増幅率を変更、設定する(ステップS10)。
 オペレータが、前記電極1を排水等の被検液L2に浸漬させると、前記変換器5は前記電極1から出力される電位差を変換して前記測定装置100用本体へと出力する(ステップS11)。この際、前記変換器5から出力される電位差は被検液L2のpHに対して理論上出力されるべき電位差とほぼ同じ電位差が出力される。
 最後に前記測定用装置本体4は前記電極1から得られる温度と、前記変換器5から入力される電位差に基づいて被検液L2の指示値であるpHを補正なしで(初期値(a=1、b=0)を用いて)算出、表示する(ステップS12)。
 このように第1実施形態に係る測定装置100によれば、前記校正用装置本体2が算出された校正係数を外部出力するための前記校正係数外部出力部22を備えており、かつ、校正係数が前記電極1、前記第1ケーブルC1、前記校正用装置本体2、前記測定用装置本体4とは別体の前記NFCカード3内に記憶されるように構成してあるので、実験室等の環境の整った校正エリアに設けられた前記校正用本体で校正作業を行い、得られた校正係数についてだけ工場にある前記測定用装置本体4で利用することができる。
 さらに前記校正係数外部記憶部31は前記NFCカード3内のメモリの所定領域に設定されており、前記電極1内のメモリ等に記憶されていないので、記憶されている校正係数を読み出すために給電や信号読み出し用のケーブルで前記電極1と前記測定用装置本体4又は前記変換器5との間を接続する必要がない。また、読み出しのために必要となる給電機能や信号読み出し機能はNFCリーダライタRWにより簡単に構成することができるので、従来のように電極1と装置本体との間のケーブルを校正係数等の校正データを読み出すことができる特別なものに置き換える必要がない。
 したがって、第1実施形態に係る測定装置100であれば、工場に既に設けられている従来からの配線をそのまま使用することができ、大幅な設備更新を行わなくても校正作業に係る手間を大幅に低減でき、指示値であるpHを真の値に近づけることが容易にできる。さらに前記校正用装置本体2と前記測定用装置本体4間において校正係数をやり取りするために従来のようにアナログ出力だけでなくメモリからのデジタル出力が可能な特別な電極を用意する必要がない。したがって第1実施形態の測定装置100であれば前記電極1として既存の指示値に応じたアナログ出力だけが可能な既存の多種多様な電極をそのまま使うこともできる。また、前記変換器5を用いることにより前記測定用装置本体4については既存の装置本体から何ら改修や変更を加える必要がない。したがって、第2装置本体に対応する既存の多種多様な装置本体についても第1実施形態の想定装置100を構成するために用いることができる。
 加えて、前記校正係数外部記憶部31が前記NFCカード3内に構成してあり、防水性が高いので被検液L2や標準液L1のように液体と接触する可能性の高い電極1の近くで使用していても液体が掛かる等してショートして記憶が失われるといったことも起こりにくい。
 次に本発明の第2実施形態に係る測定装置100について図6及び図7を参照しながら説明する。なお、第1実施形態において説明した部材に対応する部材については同じ符号を付すこととする。
 第2実施形態の測定装置100は工場における構成が第1実施形態と異なっており、前記変換器5が設けられておらず、前記電極1が測定用装置本体4に直接接続してある。さらに、第2実施形態の測定装置100は、電極1の構成も第1実施形態と異なっており、第1実施形態のNFCカード3を用いない代わりに、電極1の筐体内に非接触型ICチップが設けられている。この電極1の筐体内に設けられたNFCチップ(非接触型ICチップ)が、第1実施形態における校正係数外部記憶部31としての機能を発揮する。例えば、校正エリアにある校正用装置本体2に電極1を接続した状態で構成作業を行い、その後、電極1を校正用装置本体2から取り外して第1NFCリーダライタRW1に電極1のNFCチップ内蔵部分を近接させる。このようにして、電極1内に校正された校正係数外部記憶部31に校正係数等の校正データが書き込まれ、記憶される。また、第2実施形態の測定用装置本体4は第2NFCリーダライタRW2を具備しており、この測定用装置本体4自体が電極1の筐体内にあるNFCチップ内に記憶されている校正係数を取得できるようにしてある。すなわち、現場において測定を行う前に、使用者は測定用装置本体4の第2NFCリーダライタRW2に電極1のNFCチップ部分を近接させて測定用装置本体4へ校正データを記憶させる。その後、測定用装置本体4に電極1を接続し、測定が行われる。
 より具体的には第2実施形態の測定用装置本体4は、図7に示されるように第1実施形態の測定用装置本体4が備えている理論係数記憶部41、pH算出部42、pH出力部43以外に第1実施形態の前記変換器5が備えていた校正係数取得部51を備えている。第2実施形態の校正係数取得部51も電極1内のNFCチップが前記第2NFCリーダライタRW2に近接した際に最新の校正データを取得するようにしてある。また、前記pH算出部42は理論係数と前記電極1からの電位差のアナログ出力だけでなく、校正係数a、bに基づいてpHを算出するようにしてある。より具体的には、前記pH算出部42は前記電極1から出力される電位差と理論係数に基づいて補正前のpHを算出し、校正係数により補正演算を行ってより真の値に近い補正後のpHを算出するようにしてある。
 このような第2実施形態の測定装置100であっても、校正作業については校正エリアで行い、そこで得られた校正係数だけを工場等の現場において利用して、より正確なpHを算出する事が可能である。また、電極1内のNFCチップで構成される校正係数が部記憶部31から校正データの読み込みが行われるので、第1実施形態と同様に前記電極1と前記測定装置100本体との間を接続するケーブルについては電位差の信号のやり取りさえできればよく、給電や新たな信号読み出しのために別の特別なケーブルに変更する必要がない。このため第2実施形態の測定装置100についても設備の更新コストを抑えながら、現場における校正作業をなくし、環境の整った校正エリアでの校正で得られた校正係数によって正確なpHの測定が可能である。
 次に本発明の第3実施形態に係る測定装置100について図8を参照しながら説明する。なお、第1実施形態、第2実施形態において説明した部材に対応する部材には同じ符号を付すこととする。第3実施形態の測定装置100は、電極1に接続可能な3種類の装置本体を備えている。
 第1装置本体2は、卓上型のものであり、主に実験室内での使用が想定されているものである。この第1装置本体2は筐体外に接続された第1非接触型ICリーダライタである第1NFCリーダライタRW1を備えている。この第1装置本体2は第1実施形態と同様に標準液に浸された状態の電極1が接続されて、校正データを算出し、NFCカード3内の校正データ外部記憶部31に前記第1NFCリーダライタRWを介して書き込めるようにしてある。
 第2装置本体4は、据え置き型のものであり、主に工場内に固定されるものである。この第2装置本体4から離れた位置にある排水等の被検液の測定点に前記電極1が浸漬された状態で前記第2装置本体4に接続して使用される。また、第2装置本体4は筐体内に内蔵されている第2非接触型ICリーダライタである第2NFCリーダライタRW2を備えており、この第2NFCリーダライタRW2を介して第2実施形態のように前記NFCカード3内の校正データを読み込み、指示値の補正演算に用いるように構成してある。
 第3装置本体6は、可搬型のものであり主に河川等のフィールドにおいて被検液の特性を測定するために用いられるものである。この第3装置本体6は内部に非接触ICチップであるNFCチップCPを内蔵しており、このNFCチップCP内に校正データが記憶されるようにしてある。また、前記NFCチップCPは校正データを記憶できるだけでなく、第1装置本体2や第2装置本体4が備えている第1NFCリーダライタRW1、又は第2NFCリーダライタRW2に第3装置本体6自体を近接させることで、他の装置本体に記憶されている校正データを取得したり、第3装置本体6に記憶されている校正データを他の装置本体へ出力したりすることができるようにしてある。さらに、この第3装置本体6はNFCカード3へ校正データの読み込み又は書き込みが行えるように第3非接触ICリーダライタである第3NFCリーダライタRW3も備えている。加えて、この第3装置本体6は測定だけでなく、標準液により校正作業により校正データをも算出できるようにしてある。この校正データを算出するための構成については第1実施形態の第1装置本体2において説明した事項とほぼ同様であるので詳細については省略する。
 このような第3実施形態の測定装置100の装置本体間における校正データの授受に関する動作について説明する。まず、オペレータは実験室に配置されている第1装置本体2に標準液に浸漬された電極1を接続し校正作業を行う。そしてオペレータは第1NFCリーダライタRWを介してNFCカード3内へ得られた校正データを出力し、記憶させる。
 次にオペレータはNFCカード3を第2装置本体4、又は、第3装置本体6の第2、第3NFCリーダライタRWに近接させることにより校正データを記憶させる。
 また、可搬型の第3装置本体6に電極1を接続して測定を繰り返した後に例えばこの第3装置本体6により校正作業を行い、さらにこの電極1を第2装置本体4に接続して用いる場合には、前記第3装置本体6のNFCチップCPが内蔵されている部分を前記第2装置本体4の第2NFCリーダライタRWに対して近接してNFCカード3を介さずに新しい校正データを上書きした後に使用される。
 このように第3実施形態の測定装置100であっても、ある装置本体で実施された校正作業により得られた電極1の校正データについて他の装置本体において特別な配線等を設けることなく簡単に共有することができる。また、NFCカード3を介さなくても直接可搬型の第3装置本体6を第1装置本体2又は第2装置本体4へ近接させるだけで校正データを記憶させることもでき、常に最新の校正データを各装置本体間において共有することがしやすい。なお、第3装置本体6は、図示したものに限られず、演算能力とNFC等の近距離無線通信機能を具備するスマートフォン又はタブレット端末等を利用して構成することも可能である。
 次に本発明の第4実施形態に係る測定装置100に用いられる電極1について図9を参照しながら説明する。
 第4実施形態の測定装置100は、例えば第1実施形態と同様に校正エリアに設けてある校正用装置本体2と、工場に設けてある測定用装置本体4と、前記校正用装置本体2と前記測定用装置本体4に共通して用いられる1つの電極1とを備えている。一方、第4実施形態の測定装置100では、電極1の校正係数等を含む校正データが記憶されているNFCカード3を物理的に管理するための構成が第1乃至第3実施形態とは異なっている。すなわち、電極1に対して着脱可能に係合する係合部材に対して前記NFCカード3は一体となって構成してある。より具体的には図9に示すように、NFCカード3は電極1のセンサ部11を覆う係合部材であるキャップ12と一体となるように構成してある。
 前記キャップ12は概略円筒状のものであり、電極1のセンサ部11が形成されている先端部に対して電極1が校正や測定に用いられず、例えば持ち運ばれる場合に図9(a)に示されるように、センサ部12を保護するために取り付けられるものである。前記キャップ12は概略円筒状のものであり、内側周面に雌ねじが形成されており、電極1の先端部に形成された雄ねじと螺合させて取り付けられるものである。前記キャップ12の外側天面には円板状に形成されたNFCカード3が例えば接着剤等で固定してあり、当該NFCカード3自体がキャップ12の一部をなすようにしてある。一方、校正エリアや工場において電極1が校正液L1や被検液L2に浸される時には図9(b)に示すように前記電極1からキャップ12は取り外される。
 このように構成された第4実施形態の測定装置100及び前記電極1であれば、校正データの記憶されているNFCカード3と対応する電極1を物理的に一対にして管理することができ、電極1を例えば校正エリアと工場の間で持ち運ぶ際にも誤って他の電極の校正データが使用されることを防ぐことができる。また、このように持ち運びの時には電極1とNFCカード3を一体にしつつ、校正や測定時において校正データの記憶又は送信が必要な場合には電極1から取り外されたキャップ12だけをNFCリーダライタRW1、RW2に近接させるだけでよい。
 その他の実施形態について説明する。
 本発明に係る測定装置は各実施形態に記載しているように指示値としてpHを出力するものに限られず、イオン濃度、ORP、導電率、溶存酸素、濁度、蛍光DO、温度等の定期的な校正が必要となるものであっても構わない。
 各実施形態では校正用装置本体で算出される校正データを変換器又は測定用装置本体で使用できるようにするためにNFCカードに校正データを記憶させていたが、例えばNFCカード以外の持ち運び可能な記憶媒体に記憶させてもよい。例えばフラッシュメモリや接触型のICカードの所定領域内に校正データ記憶部を構成し、校正データの授受ができるようにすればよい。すなわち、記憶媒体が電極と測定用装置本体との間を接続するケーブにより給電及び信号読み出しを行わなくても校正データを取得できるものであればよい。また、NFCカードについてはFelicaに限られるものではなく、MIFARE(登録商標)等の国際標準に規定されるその他の方式、規格のものであってもよい。
 各実施形態では1つのNFCカードに1つの電極の校正データを逐次書き込んでいくことにより校正履歴が残るようにしていたが、例えば1つのNFCカードにより複数の電極の校正データを記憶させるようにしてもよい。この場合には各電極の識別子と、校正データとを対にしておき、測定用装置本体において接続される電極ごとに対応する校正データが自動的に読みだされて利用されるようにすればよい。
 校正データの一例として校正係数を記憶する場合を説明したが、例えば標準液に電極が浸漬された時の電位差自体を校正データとして校正データ記憶部に記憶しておき、測定用装置本体内において記憶されている校正時に得られた1又は複数の出力を取得して、当該測定装置本体内において校正係数等を算出し、指示値の算出のために用いるように構成してもよい。
 校正係数については前記電極のアナログ出力自体を変換するものであってもよいし、標準の検量線の式を変換するためのものであってもよい。各実施形態では校正係数という値の形で校正データ記憶部に記憶させていたが、例えば処理式やコードの形で記憶させるようにしてもよい。
 校正用装置本体と測定用装置本体が、無線ネットワークやクラウドを介して校正データを授受するようにしてもよい。すなわち、校正データ外部出力部はネットワークにより校正用装置本体外へ校正データを外部へ送信するものであり、校正データ取得部はネットワークを介して校正用装置本体から出力された校正データを受信するように構成すればよい。この場合でも電極と各装置本体とを接続するケーブルについては新たに更新する必要がない。
 なお、第1実施形態、第2実施形態においては工場で使用される第2装置本体に校正データを移すことを説明したが、工場ではなく、フィールドにおいて環境水や排水などの測定が行われる現場において用いられるものが第2装置本体であっても構わない。また、第3装置本体については、第1実施形態及び第2実施形態における校正用装置本体、あるいは、測定用装置本体のいずれとして用いても構わない。つまり、第3装置本体は可搬型のものに限られず、設置型として用いても構わない。設置型として第3装置本体を用いる場合には、第3装置本体は非接触型ICチップを具備しないものであっても構わない。電極内に非接触型ICチップを設ける場合には、被検液に浸漬されない基端側に設けるのが好ましいが、防水処理等が十分にできるのであれば、実施形態に図示している場所以外の場所に設けても構わない。すなわち、電極の筐体とは基端側のキャップ部分に限られるものではなく、ガラスで形成されている部分も含む概念である。
 校正データが記憶される非接触型ICカードについては、電極を保護するためのキャップに一体化したものに限られず、その他の電極に対して着脱可能に係合される係合部材に一体化したものであってもよい。例えば、センサ部の保護のためのキャップではなく、端子部の保護カバーに非接触型ICカードが一体化していてもよい。また、係合部材は電極に対してねじにより固定されるものに限られず、例えば電極に対して差し込んだり、掛かり留められたりするものであってもよい。
 その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の組み合わせや変形を行っても構わない。
 本発明であれば、測定現場とは別の場所での校正作業を可能としつつ、大幅な設備更新を行わなくてもよい測定装置を提供できる。

 

Claims (13)

  1.  標準液又は被検液に浸漬される電極と、
     標準液に浸漬された前記電極と第1ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する第1装置本体と、
     前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定されており、前記第1装置本体で算出された校正データを記憶する校正データ外部記憶部とを備え、
     前記第1装置本体が、
      前記電極の校正データを前記校正データ外部記憶部に対して外部出力する校正データ外部出力部を具備し、
     前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データが、当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信されるように構成されていることを特徴とする測定装置。
  2.  前記校正データ外部記憶部が、非接触型ICカード内のメモリ上の記憶領域に校正データを記憶するように構成されたものであり、
     前記第1装置本体が、
      第1非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、
     前記第1校正データ外部出力部が、前記第1非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを前記校正データ外部記憶部へ書き込むように構成されている請求項1記載の測定装置。
  3.  被検液に浸漬された前記電極と着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体と、
     前記電極と第2ケーブルを介して着脱可能に接続されるとともに前記第2装置本体と第3ケーブルを介して接続され、前記電極から出力されるアナログ出力を別のアナログ出力に変換して前記第2装置本体へ出力する変換器とをさらに備え、
     前記変換器が、
      前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを取得する校正データ取得部と、
      前記校正データ取得部で取得された校正データに基づいて少なくとも倍率を設定する出力変換部とを具備し、
     前記第2装置本体が、
      前記電極が所定状態において出力するアナログ出力と指示値との間の理論式を示す理論データを記憶する理論データ記憶部と、
      前記理論データと、前記変換器で変換されたアナログ出力とに基づいて被検液の指示値を算出する指示値算出部とを具備する請求項1又は2記載の測定装置。
  4.  前記変換器が、
      第2非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、
     前記校正データ取得部が、前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを読み込むように構成されている請求項3記載の測定装置。
  5.  被検液に浸漬された前記電極と第2ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体をさらに具備し、
     前記第2装置本体が、
      前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを取得する校正データ取得部と、
      前記電極が所定状態において出力するアナログ出力と指示値との間の理論式を示す理論データを記憶する理論データ記憶部と、
      理論データと、校正データと、前記電極のアナログ出力とに基づいて被検液の指示値を算出する指示値算出部とを具備する請求項1又は2記載の測定装置。
  6.  前記第2装置本体が、
      第2非接触型ICカードリーダライタをさらに具備し、
     前記校正データ取得部が、前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第1装置本体で算出された校正データを読み込むように構成されている請求項5記載の測定装置。
  7.  前記校正データ外部記憶部が、1つの前記電極の校正履歴を記憶するものである請求項1乃至6いずれかに記載の測定装置。
  8.  前記校正データ外部記憶部が、複数の前記電極の校正データと、各電極を示す識別子とを紐づけて記憶するものである請求項1乃至6いずれかに記載の測定装置。
  9.  標準液又は被検液に浸漬される電極と、
     第1装置本体に対して第1ケーブルを介して着脱可能に接続された電極を標準液に浸漬することと、
     前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて前記第1装置本体に当該電極の校正データを算出させることと、
     前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリ上に記憶領域が設定された校正データ外部記憶部に対して前記第1装置本体で算出された校正データを外部出力することと、
     前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データを当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信することを特徴とする校正方法。
  10.  標準液又は被検液に浸漬される電極と、標準液に浸漬された前記電極と第1ケーブルを介して着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する第1装置本体と、前記電極、前記第1装置本体、及び、前記第1ケーブルの外側に別体として設けられたメモリと、を備えた測定装置に用いられるプログラムであって、
     前記メモリ上に記憶領域が設定されており、前記第1装置本体で算出された校正データを記憶する校正データ外部記憶部と、
     前記電極の校正データを前記校正データ外部記憶部に対して外部出力する校正データ外部出力部と、としての機能と、
     前記校正データ外部記憶部に記憶されている校正データが、当該校正データ外部記憶部から前記第1装置本体とは別の装置本体又は当該別の装置本体に接続される機器へ送信される機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする測定装置用プログラム。
  11.  標準液又は被検液に浸漬される電極と、
     前記電極と着脱可能に接続され、標準液に浸漬された前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて当該電極の校正データを算出する、又は、被検液に浸漬された前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第3装置本体と、を備え、
     前記第3装置本体、又は、前記電極が、
      筐体内に内蔵され、前記電極の校正データが記憶される非接触型ICチップを具備することを特徴とする測定装置。
  12.  被検液に浸漬された前記電極と着脱可能に接続され、前記電極から出力されるアナログ出力に基づいて被検液の指示値を算出する第2装置本体をさらに備え、
     前記第2装置本体が、
      第2非接触型ICカードリーダライタと、
      前記第2非接触型ICカードリーダライタを介して前記第3装置本体の前記非接触型ICチップから校正データを読み込む校正データ取得部と、を具備する請求項11記載の測定装置。
  13.  前記電極、及び、前記第3装置の外側に別体として設けられ、校正データが記憶される非接触型ICカードをさらに備え、
     前記第3装置本体が、
      第3非接触型ICカードリーダライタを具備し、
     前記第3非接触型ICカードリーダライタを介して前記非接触型ICカードに記憶されている校正データを前記非接触型ICチップに記憶させるように構成されている請求項11又は12記載の測定装置。
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