WO2019229830A1 - 水質計および水質管理システム - Google Patents

水質計および水質管理システム Download PDF

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WO2019229830A1
WO2019229830A1 PCT/JP2018/020481 JP2018020481W WO2019229830A1 WO 2019229830 A1 WO2019229830 A1 WO 2019229830A1 JP 2018020481 W JP2018020481 W JP 2018020481W WO 2019229830 A1 WO2019229830 A1 WO 2019229830A1
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light
water quality
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analysis unit
reagent
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PCT/JP2018/020481
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由花子 浅野
功治 斉藤
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株式会社日立ハイテクソリューションズ
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
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    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour

Definitions

  • the present invention relates to a water quality meter and a water quality management system.
  • spectroscopic measurement using absorption by light of a specific wavelength is widely performed.
  • the absorption wavelength differs depending on the substance to be measured
  • detection of substances in water is performed manually by a specific worker in a specific laboratory, and automation and speeding up of detection are problems.
  • the light source used at the time of spectroscopic measurement needs to cover a wide wavelength region, be stable in time, and have a long lifetime.
  • Commonly used light sources include halogen lamps for visible and near-infrared regions and deuterium lamps for ultraviolet regions, both of which are expensive and used for analyzers installed at multiple locations outdoors. Not suitable for.
  • micro-flow systems devices that process fluids continuously in micro-channels produced by micro-processing technology, so-called micro-flow systems, have been applied to analysis fields, bio-fields, medical fields, synthesis fields such as pharmaceuticals and chemical products.
  • microflow system As a feature of the microflow system, as the size of the reaction field decreases, the fluid rapidly mixes by molecular diffusion, and the effect of the surface area on the volume of the fluid becomes relatively large, and the effect of heat transfer on the volume of the fluid is relatively And the reproducibility of the results is excellent. Therefore, compared with the conventional manual operation (batch method), automation and speeding up of detection are expected.
  • Patent Document 1 describes a water quality monitoring device that supplies sample water with an excessive amount of water to a water supply whose water level has been adjusted, and discharges a portion of the falling sewage from the outlet and discharges excess from the outlet through the discharge means. Yes.
  • the outlet where the water pressure is kept constant becomes a “nozzle”, and the shape of the falling water forms a stable “water column” and passes through the space of the inspection area.
  • This water quality monitoring device sequentially generates light rays from light emitting elements (LEDs) of three colors of R, G, and B, and directly transmits the light rays to the center of the “water column” in the inspection area space.
  • LEDs light emitting elements
  • the recording unit is made to function from the received light amount and the known data.
  • the water quality such as SS (floating matter amount), BOD (biochemical oxygen demand), ammonia nitrogen concentration, each chromaticity, color tone, etc. is determined from the change in absorbance. It is stated that the properties can be grasped at the same time.
  • a main wavelength LED capable of pulse-outputting light having a predetermined main wavelength (for example, 415 nm) to a flow cell through which a liquid to be measured flows, and a sub wavelength different from the main wavelength are disclosed.
  • a flow-type absorbance detection apparatus for analysis using a sub-wavelength LED capable of outputting light (for example, 500 nm) at a timing different from the main wavelength has been proposed.
  • This flow-type absorbance detection apparatus for analysis is provided with a photodiode that can detect the amount of transmitted light of each wavelength output from the primary wavelength LED and the secondary wavelength LED and transmitted through the flow cell.
  • Patent Document 2 describes that this flow-type analytical absorbance detection apparatus calculates absorbance based on the difference between the transmitted light amount of the main wavelength and the transmitted light amount of the sub wavelength. Further, in Patent Document 2, by correcting the transmitted light amount of 415 nm by the light source light amount and correcting the transmitted light amount of 500 nm by the light source light amount to correct the drift and fluctuation of the LED light amount, respectively, the corrected 415 nm is calculated. It is described that the corrected transmitted light amount of 500 nm is subtracted from the transmitted light amount, and the absorbance is calculated based on these differences. Patent Document 2 describes that by performing such a treatment, stable absorption characteristics of 415 nm from which fluctuations due to dirt in the flow cell and the pulsating flow of the liquid are removed can be obtained.
  • the approximate wavelength regions are 580 to 730 nm for red, 530 to 630 nm for green, and 440 to 520 nm for blue. Therefore, it is concentrated in a relatively narrow wavelength region. Therefore, depending on the absorption wavelength of the substance produced by the reaction between the sample water measurement target substance and the analytical reagent, it cannot be measured by the three-color LED, and the concentration is low in the wavelength range close to the lower limit or upper limit of the wavelength range. It may be difficult to guarantee the measurement accuracy at For this reason, the apparatus described in Patent Document 1 may not be compatible with many types of substances to be measured.
  • the main wavelength LED capable of pulse-outputting light having a predetermined main wavelength and the light having a sub wavelength different from the main wavelength are the main wavelength.
  • Sub-wavelength LEDs that can output pulses at different timings are used. That is, in this apparatus, the combination of light sources for the measurement target substance is determined.
  • this apparatus in order to obtain a stable absorption characteristic of 415 nm that eliminates fluctuations due to dirt in the flow cell and the pulsating flow of the liquid (performs a correction process for the base line of the transmitted light), depending on the measurement target substance. It is necessary to mount light sources with different wavelengths and light sources with different wavelengths for baseline correction of transmitted light. Therefore, this apparatus has a problem that when the measurement target substance is changed, it is necessary to replace the light source, and it is difficult to cope with various types of measurement target substances.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and it is an object of the present invention to provide a water quality meter and a water quality management system that can cope with various kinds of measurement target substances and can easily correct the deviation of the baseline of transmitted light. To do.
  • the water quality meter according to the present invention that has solved the above problems includes a reagent unit in which an analysis reagent for measuring a substance to be measured in sample water is loaded a plurality of times, and a mixing unit that mixes the sample water and the analysis reagent.
  • An analysis unit including a reaction unit that develops a color of the mixed solution, an analysis unit that measures at least one of transmittance and absorbance of the colored solution, and a plurality of light sources that emit light of different wavelengths toward the analysis unit And at least one of the plurality of light sources emits white light, or a plurality of light sources of the plurality of light sources emits white light.
  • the water quality management system includes a reagent unit in which an analytical reagent for measuring a measurement target substance in sample water is filled in multiple times, a mixing unit for mixing the sample water and the analytical reagent, and a mixed solution
  • a reaction unit that develops color
  • an analysis unit that measures at least one of the transmittance and absorbance of the colored solution, and a plurality of light sources that emit light of different wavelengths toward the analysis unit, and At least one of the light sources emits white light, or a plurality of light sources of the plurality of light sources emit white light, and an analysis unit that can be connected to the gateway;
  • a plurality of water quality meters having at least one of the obtained transmittance data and absorbance data, converted into a concentration based on a calibration curve in the water quality meter, and obtained. And stores the sent to the cloud server only part of the density data through the gateway.
  • the water quality management system includes a reagent unit in which an analytical reagent for measuring a measurement target substance in sample water is filled in multiple times, a mixing unit for mixing the sample water and the analytical reagent, and a mixed solution
  • a reaction unit that develops color
  • an analysis unit that measures at least one of the transmittance and absorbance of the colored solution, and a plurality of light sources that emit light of different wavelengths toward the analysis unit, and At least one of the light sources emits white light, or a plurality of light sources of the plurality of light sources emit white light, and an analysis unit that can be connected to the gateway;
  • a plurality of water quality meters having at least one of transmittance data and absorbance data acquired by the water quality meter, and transmitted to the gateway. It converted to concentration based on the calibration curve at least one of the transmittance data and the absorbance data came within the gateway, only part of the obtained density data and stores the sent to the cloud server.
  • the present invention it is possible to provide a water quality meter and a water quality management system that can cope with various kinds of measurement target substances and can easily correct the deviation of the baseline of transmitted light.
  • FIG. 3 is a diagram showing a temporal change of transmitted light when an analytical reagent is introduced as shown in FIG. 3C under the condition that the water quality meter according to the first embodiment is affected by bubbles, dirt of the spectroscopic cell, and the like. is there. It is a schematic block diagram explaining the analysis unit in 2nd Embodiment.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram illustrating the configuration of a water quality meter 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is a schematic configuration diagram illustrating one aspect of the analysis unit 103.
  • FIG. 1C is a schematic configuration diagram illustrating one embodiment of the light source 112.
  • the water quality meter 101 has a reagent unit 102 and an analysis unit 103.
  • the water quality meter 101 includes a communication control unit 104 and a power supply unit 105.
  • the analysis unit 103 has a plurality of light sources 112 (see FIGS. 1B and 1C) that emit light of different wavelengths toward the analysis unit 120 (see FIG.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 shown in FIG. 1C emits white light, or white light is generated by causing the light sources 112 of the light sources 112 to emit light.
  • One light source 112 that emits white light may be provided, but a plurality of light sources 112 may be provided.
  • four light sources 112 may emit light, or three light sources 112 may emit light. This means that the two light sources 112 may emit light.
  • the light source 112 will be described in detail later.
  • a phosphor refers to a substance that emits fluorescence. Fluorescence is a kind of luminescence, and refers to light or radiation emitted from a substance irradiated with light, X-rays, cathode rays, or other radiation.
  • the reagent unit 102 is filled with an analysis reagent 107 for measuring a substance to be measured in the sample water 106 in an amount that can be analyzed a plurality of times.
  • substances to be measured include chlorine, carbon dioxide, sodium chlorite, free cyanide, all cyanide, hexavalent chromium, all chromium, iron, divalent iron, trivalent iron, hydrogen peroxide, manganese, nickel, Nitric acid, nitrite nitrogen, nitric acid, nitrate nitrogen, lead, phenol, total nitrogen, zinc, copper, boron, chemical oxygen demand, formaldehyde, potassium permanganate content, arsenic, anionic surfactant, dissolved Oxygen, ammonium, ammonium nitrogen, phosphoric acid, phosphoric acid phosphorus, total phosphorus, sulfide (hydrogen sulfide), silica, calcium, free fluorine, ozone, chloride, potassium, soil oil, sulfuric acid, etc. It is
  • the analysis unit 103 includes a mixing unit 118 including a micro flow channel 111 for mixing the sample water 106 and the analysis reagent 107, and a reaction including the micro flow channel 111 for coloring the mixed solution.
  • the unit 119 includes an analysis unit 120 including a light source 112 for measuring at least one of transmittance and absorbance of a colored solution, a spectroscopic cell 113, and a light receiving unit 114. That is, the micro flow path 111 is a flow path through which the processing liquid 115 obtained by mixing and reacting the sample water 106 and the analysis reagent 107 is passed. In FIG. 1A, illustration of the treatment liquid 115 is omitted.
  • the representative length of the channel diameter of the micro channel 111 (that is, the width and diameter of the channel) is preferably 2 mm or less.
  • the typical length of the channel diameter is preferably in the range of several tens of ⁇ m to 1 mm.
  • the length of the channel of the microchannel 111 can be appropriately set in consideration of the time during which the measurement target substance and the analysis reagent 107 are mixed and reacted.
  • the representative length of the cross section of the spectroscopic cell 113 (that is, the width and diameter of the cross section perpendicular to the optical path that passes through the spectroscopic cell 113) is preferably 2 mm or less.
  • the length of the spectroscopic cell 113 is preferably in the range of 10 to 50 mm.
  • the communication control unit 104 receives from the analysis unit 103 at least one of transmittance data related to the transmittance measured by the analysis unit 103 and absorbance data related to the absorbance. Further, the communication control unit 104 transmits the received data to the gateway 1203 (see FIGS. 12 and 13). The communication control unit 104 transmits and receives various signals and data with the outside. Further, the communication control unit 104 also controls the reagent unit 102 and the analysis unit 103. The communication control unit 104 also performs various controls 109 necessary for operating a pump (not shown), opening and closing a valve (not shown), turning on and off the light source 112, and transmitting and receiving data at the light receiving unit 114.
  • the power supply unit 105 includes appropriate means for power supply such as a battery, an AC power supply, and a DC power supply, and supplies power to the reagent unit 102, the analysis unit 103, and the communication control unit 104 as shown in FIG. 1A.
  • the light source 112 is composed of a yellow phosphor and a blue LED chip 121 that emits white light, which is a combination of a yellow phosphor and a blue LED chip, and a red LED chip 122 and a green LED chip 123 around it.
  • the blue LED chip 124 is surrounded.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 complements the intermediate wavelength region of the red LED chip 122 and the green LED chip 123, and the wavelength region extends from the red LED chip 122 to the near-infrared region on the longer wavelength side. When combined with 124, it has a wide wavelength region of 400 to 750 nm.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 uses the fluorescence obtained from the yellow phosphor as a light source so that it can be spectrally measured at a lower cost than a conventional halogen lamp or deuterium lamp and is wider than a three-color LED. It is possible to cover a wavelength region and obtain a stable light amount.
  • the arrangement positions of the red LED chip 122, the green LED chip 123, and the blue LED chip 124 can be interchanged.
  • the red LED chip 122, the green LED chip 123, and the blue LED chip 124 do not necessarily have to be equally spaced.
  • the yellow phosphor may be mixed with a resin material to cover the blue LED, or may be applied directly to the light emitting surface of the blue LED chip. Further, each of the yellow phosphor + blue LED chip 121, red LED chip 122, green LED chip 123, and blue LED chip 124 may be surrounded by a lens and may be four independent LEDs. It may be surrounded by a lens that covers the chip and may be a single LED, or may be surrounded by a lens that covers two or three LED chips and be a single LED. When four LED chips are surrounded by one lens, the four LED chips behave as if they are one light source, so that all light can be efficiently introduced into the spectroscopic cell 113.
  • the light source 112 may be a bullet-type LED, an SMD (Surface Mount Device) LED, or a COB (Chip On Board) LED. .
  • the number of chips for each color is not limited to one, and a plurality of chips may be used depending on the required light intensity.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121, red LED chip 122, green LED chip 123, and blue LED chip 124 are caused to emit light sequentially, that is, sequentially blink.
  • the light emission time of each LED chip can be set arbitrarily.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121, red LED chip 122, green LED chip 123, and blue LED chip 124 can always emit light.
  • the measurement target substance can be measured by measuring the transmittance and the absorbance by dividing the wavelength of light received by the light receiving unit 114 using a prism (not shown) or the like.
  • sample water 106 that is a measurement target and one analysis reagent 107 for one analysis are introduced from the reagent unit 102 into the analysis unit 103.
  • the sample water 106 is continuously introduced regardless of whether or not the analytical reagent 107 is introduced.
  • the sample water 106 may be introduced by various pumps such as a syringe pump or a peristaltic pump, or may be branched from a water pipe or a water pipe, or may be branched from a water pipe or a water pipe. May be introduced by controlling the flow rate.
  • the analysis reagent 107 may be introduced by various pumps such as a syringe pump and a peristaltic pump, or a reagent pack filled with an amount capable of analyzing the analysis reagent 107 a plurality of times is provided in the reagent unit 102.
  • a certain amount of analysis reagent may be discharged by opening a valve installed at the mouth of the reagent pack for a certain period of time.
  • the sample water 106 is introduced to pressurize the reagent unit 102, and the introduced sample water 106 is subsequently introduced into the analysis unit 103 as the sample water 106, whereby the sample water 106 introduction means and the analysis reagent 107 are introduced.
  • the pressure means can also be used.
  • the sample water 106 and the analysis reagent 107 introduced into the analysis unit 103 are mixed in the microchannel 111 of the mixing unit 118, and then the measurement target substance and the analysis reagent 107 contained in the sample water 106 are reacted with the reaction unit 119.
  • the reagent 107 for analysis develops color by reacting in the microchannel 111.
  • the processing liquid 115 obtained in this way is introduced into the spectroscopic cell 113 of the analysis unit 120, flows through the spectroscopic cell 113, and then is discharged from the spectroscopic cell 113.
  • Part of the spectroscopic cell 113, specifically, both ends are transparent so that light can be transmitted, and incident light 116 enters the solution introduced into the spectroscopic cell 113 from the light source 112.
  • the transmitted light 117 obtained by passing through the colored treatment liquid 115 is received by the light receiving unit 114 and measured as at least one of transmittance and absorbance.
  • At least one data 110 of the transmittance data related to the transmittance and the absorbance data related to the absorbance measured by the analysis unit 103 is transmitted to the communication control unit 104.
  • the data 110 may be data obtained by converting at least one of the acquired transmittance data and absorbance data into a concentration based on a calibration curve in the water quality meter 101.
  • FIG. 2A is a diagram showing a time change of the transmitted light 117 accompanying the introduction of the analytical reagent 107 into the water quality meter 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a diagram showing a temporal change of the transmitted light 117 after extracting “yellow phosphor + blue” from FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a diagram showing the time and amount for introducing the analytical reagent 107 into the water quality meter 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 2D is a diagram showing a time change of the transmitted light 117 when the analysis reagent 107 is introduced into the water quality meter 101 according to the first embodiment as shown in FIG. 2C.
  • the transmitted light 117 when red / green / blue / “yellow phosphor + blue” is sequentially emitted does not receive the transmitted light 117 for each color as shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2B shows the transmitted light 117 when the pulse signal is discriminated and, for example, “yellow phosphor + blue” is extracted from FIG. 2A.
  • FIG. 2C when a predetermined amount of the analytical reagent 107 is introduced, the measurement target substance in the sample water 106 reacts with the analytical reagent 107 while the analytical reagent 107 is being introduced. Due to color development.
  • the transmitted light 117 after discriminating the pulse signal and extracting “yellow phosphor + blue” is only while the analysis reagent 107 is introduced (during the reagent introduction time), as shown in FIG. 2D.
  • the value of the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” is lowered.
  • the red LED chip 122, the green LED chip 123, the blue LED chip 124, and the yellow phosphor + blue LED chip 121 are emitted in this order.
  • the red LED chip 122, the green LED chip 123, and the blue LED chip 124 may be switched in order of light emission.
  • the measurement by the water quality meter 101 according to the first embodiment is performed as shown in FIGS. 2A to 2D as described above.
  • the sample water 106 contains air
  • the dissolved air may come out as bubbles due to a change in the water temperature.
  • the inside of the spectroscopic cell 113 may become dirty by repeated use.
  • the incident light 116 may be refracted and the transmitted light 117 may be affected.
  • the wavelength region is wide, so that it is easily affected by bubbles and dirt in the spectroscopic cell 113, and the baseline BL (see FIGS. 3A and 3B) of the transmitted light 117 changes. Therefore, when these events occur, the baseline BL of the transmitted light 117 may need to be corrected.
  • the correction process can be efficiently performed by using a light source that is complementary to the absorption wavelength of the substance generated by the reaction between the measurement target substance and the analytical reagent 107.
  • a light source that is complementary to the absorption wavelength of the substance generated by the reaction between the measurement target substance and the analytical reagent 107.
  • the transmitted light 117 with respect to the fluorescence includes blue light emitted from the blue LED chip 121 and fluorescence emitted from the yellow phosphor by being excited by the blue light.
  • FIG. 3A shows a time change of the transmitted light 117 when the water quality meter 101 according to the first embodiment is introduced by the analysis reagent 107 under the influence of bubbles and dirt of the spectroscopic cell 113.
  • FIG. 3B is a diagram showing a temporal change of the transmitted light 117 after extracting “yellow phosphor + blue” from FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a diagram showing the time and amount for introducing the analytical reagent 107 under the condition that the water quality meter 101 according to the first embodiment is affected by bubbles, dirt of the spectroscopic cell 113, and the like.
  • FIG. 3D shows the transmitted light 117 when the analytical reagent 107 is introduced as shown in FIG. 3C under the condition that the water quality meter 101 according to the first embodiment is affected by bubbles and dirt of the spectroscopic cell 113. It is the figure which showed time change of.
  • the transmitted light 117 is as shown in FIG. 3A. That is, a state in which the transmitted light 117 is not received for each color (OFF), a state in which the transmitted light 117 does not satisfy a predetermined light emission intensity even when light is received (a state in which the transmitted light 117 is not OFF but does not reach ON), The light emission intensity is satisfied (ON).
  • the transmitted light 117 after discriminating the pulse signals and extracting, for example, “yellow phosphor + blue” from FIG.
  • FIG. 3A becomes FIG. 3B.
  • the base line BL of the transmitted light 117 changes due to the influence of bubbles or dirt on the spectroscopic cell 113, and as shown in FIGS. 3A and 3B, the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” and The transmitted light 117 for red is smaller than the original baseline BL. Only with the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue”, it is not possible to determine whether the baseline BL of the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” has changed. However, in FIG. 3A, since the transmitted light 117 for red is also smaller than the original baseline BL, it can be determined that the baseline BL of the transmitted light 117 for fluorescence has changed.
  • the base line BL of the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” can be corrected based on the deviation of the transmitted light 117 for red. Further, in the present embodiment, whether or not the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence has changed is determined, for example, by satisfying the emission intensity when the predetermined emission intensity value is determined. It can also be judged on the basis of whether or not.
  • the transmitted light 117 after discriminating the pulse signals and extracting “yellow phosphor + blue” is as shown in FIG. 3D.
  • the baseline BL of the transmitted light 117 is low from just before the introduction of the analysis reagent 107 to just before the introduction of the analysis reagent 107 (just before the end of the reagent introduction time). That is, the transmitted light 117 shown in FIG.
  • the value (baseline BL) can be easily corrected based on the fact.
  • the correction of the baseline BL is, for example, the difference between the baseline BL in FIG. 2A (not shown in FIG. 2A; see FIG. 3A) and the value of the transmitted light 117 in FIGS. 3A and 3B. This can be done by adding to the value 117 (see the broken line added to the bar graph in FIG. 3D for the value after addition).
  • the light source 112 used for correcting the baseline BL of the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” is the red LED chip 122
  • the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” Even when the light source 112 used for correcting the base line BL is the green LED chip 123 or the blue LED chip 124, the correction can be performed in the same manner. Even if it is not known which wavelength of the yellow phosphor is affected, any one of the wavelength regions of the red LED chip 122, the green LED chip 123, and the blue LED chip 124 includes a complementary color wavelength region.
  • the baseline BL of the transmitted light 117 for “yellow phosphor + blue” can be corrected.
  • the water quality meter 101 according to the first embodiment employs the above-described configuration, it is not necessary to change the analysis unit 103 including the light source 112 even if the measurement target substance is changed. By simply changing the reagent unit 102 including the analytical reagent 107 corresponding to the measurement target substance, it is possible to deal with various types of measurement target substances. Moreover, since the water quality meter 101 according to the first embodiment uses a plurality of light sources 112 including phosphors, the shift of the base line BL of the transmitted light 117 can be easily corrected.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining an analysis unit 401 in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining a procedure for correcting the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence by removing bubbles in the spectroscopic cell 113 in the analysis unit 401 in the second embodiment.
  • elements already described are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to fluorescence can be corrected relatively easily.
  • the case where significant correction is required means that the deviation of the base line BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence cannot be corrected only by the base line BL of the transmitted light 117 of one LED chip.
  • the value of the transmitted light 117 based on the yellow phosphor + blue LED chip 121 when the concentration of the measurement target substance contained in the sample water 106 is low.
  • the difference between the values of the transmitted light 117 based on the other LED chips are within the range of numerical errors, and the base lines BL of the transmitted light 117 of all the LED chips are different.
  • the significant correction is necessary, for example, there is a possibility that a large bubble exists in the spectroscopic cell 113 and cannot be removed, a possibility that the internal dirt of the spectroscopic cell 113 is severe, It may be time for replacement. In these cases, it is preferable to perform the processing as shown in FIGS.
  • the analysis unit 401 is provided with an air introduction microchannel 402a and an air discharge microchannel 402b that communicate with the spectroscopic cell 113 in the analysis unit 103 described with reference to FIG. 1B. It is.
  • a valve (not shown) is installed on the side not communicating with the spectroscopic cell 113 in each of the air introduction microchannel 402a and the air discharge microchannel 402b. By opening each valve as necessary, air 403a is introduced and air 403b is discharged, and bubbles in the spectroscopic cell 113 are attached to the introduced air 403a and removed from the spectroscopic cell 113.
  • an air introduction microchannel 402 a is provided on the downstream side of the spectroscopic cell 113 to introduce air 403 a into the spectroscopic cell 113
  • an air discharge microchannel 402 b is provided on the upstream side of the spectroscopic cell 113.
  • the air 403b is discharged from the inside of the spectroscopic cell 113, but a configuration opposite to this may be used. That is, an air introducing micro-channel (not shown) is provided upstream of the spectroscopic cell 113 to introduce air into the spectroscopic cell 113, and an air discharging micro-channel (not shown) is provided downstream of the spectroscopic cell 113. ) May be provided to discharge air from the spectroscopic cell 113.
  • the spectroscopic cell 113 when the spectroscopic cell 113 is not on the horizontal plane and the upstream side is positioned higher than the downstream side, it is better to introduce the air 403a from the downstream side and discharge the air 403b from the upstream side. Air remaining in the cell 113 can be prevented.
  • the downstream side when the downstream side is located higher than the upstream side, it is better to introduce air from the upstream side and to discharge air from the downstream side, so that the air remains in the spectroscopic cell 113. Can be prevented.
  • the air 403a is introduced from the downstream side of the spectroscopic cell 113 and the air 403b is discharged from the upstream side, but it is sufficient that the air in the spectroscopic cell 113 can be removed.
  • the air introduction micro flow path 402a and the air discharge micro flow path 402b are not provided in the spectroscopic cell 113, but the air introduction micro flow path (not shown) is provided in the micro flow path 111a on the downstream side of the spectroscopic cell 113.
  • an air discharge microchannel may be provided in the microchannel 111b on the upstream side of the spectroscopic cell 113.
  • the communication destinations of the air introduction microchannel and the air discharge microchannel can be interchanged (not shown).
  • an organic solvent such as ethanol, a surfactant, or the like is used instead of the air using the air introducing microchannel 402 a and the air discharging microchannel 402 b. It can be washed by passing it through. After washing, pure water may be passed through the spectroscopic cell 113 and rinsed in the same manner.
  • the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence can be corrected by removing bubbles in the spectroscopic cell 113 as follows.
  • the plurality of light sources 112 including the phosphor are sequentially caused to emit light (S502), thereby starting the measurement of the transmitted light 117 with respect to each light source 112. (S503).
  • the introduction of the analytical reagent 107 is started, and the transmittance and absorbance with respect to the fluorescence are measured. At least one of them is measured (S505).
  • the threshold value for determining that the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to fluorescence needs to be significantly corrected is arbitrary depending on the water quality of the sample water 106, the material of the analysis unit 401, the installation location of the water quality meter 101, and the like. Can be decided.
  • the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence needs to be significantly corrected, if the number of times of YES reaches three, it is determined that it is time to replace the analysis unit 401 (S506).
  • the number of times of YES can be arbitrarily determined by two times or four times or more. In this case, the number of times of YES in the case of shifting to S507 may be set to the number of times of YES of shifting to S506.
  • the plurality of light sources 112 including phosphors are sequentially emitted (S502), but the order is reversed and the plurality of light sources 112 including phosphors are sequentially emitted. Then, the introduction of the sample water 106 can be started.
  • the water quality meter 101 (not shown in FIG. 4) including the analysis unit 401 can easily correct the deviation of the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence regardless of the substance to be measured.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an analysis unit 601 in the third embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing a calibration curve correction method using a calibration solution.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a procedure for correcting the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence when the calibration curve needs to be corrected.
  • the method for determining the replacement time of the analysis unit 401 based on the case where the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence needs to be significantly corrected has been described.
  • the inside of the spectroscopic cell 113 is slightly contaminated and the replacement time of the analysis unit 401 has not been reached, there may be a case where bubbles existing in the spectroscopic cell 113 cannot be removed even by repeated bubble removal operations. In such a case, it is preferable to perform the processing as shown in FIGS.
  • the analysis unit 601 is obtained by providing the analysis unit 401 shown in FIG. 4 with a microfluidic channel 602 for introducing a cleaning liquid or the like for introducing a calibration liquid or a cleaning liquid.
  • a valve (not shown) is provided on the side not communicating with the microchannel 111 in the microchannel 602 for introducing the cleaning liquid or the like, and a liquid 603 such as a calibration liquid or a cleaning liquid is introduced as necessary.
  • a valve it is preferable to provide a valve (for example, a three-way valve) capable of switching between the calibration liquid and the cleaning liquid.
  • the water quality meter 101 including the analysis unit 601 shown in FIG. 6, it is not necessary to change the analysis unit 601 including the light source 112 when the measurement target substance is changed. By simply changing the reagent unit 102 including the analysis reagent 107 according to the substance, it is possible to deal with various types of measurement target substances.
  • the absorbance data when acquiring the absorbance data when the concentration of the measurement target substance is changed, the absorbance data should be on a reference calibration curve acquired in advance within the range of the measurement error.
  • the reference calibration curve is not reached due to bubbles present in the spectroscopic cell 113 or dirt inside the spectroscopic cell 113.
  • the concentration of the measurement target substance Use a calibration solution that is known.
  • the calibration curve can be corrected with the calibration solution as follows.
  • the plurality of light sources 112 including the phosphors are caused to emit light sequentially (S802), thereby starting measurement of the transmitted light 117 with respect to each light source 112. (S803).
  • the introduction of the analytical reagent 107 is started, and the transmittance and absorbance with respect to the fluorescence are started. At least one of them is measured (S810).
  • the introduction of the sample water 106 is stopped (S805), the introduction of the calibration solution is started, and the corrected calibration is performed.
  • the line B is acquired (S806).
  • the introduction of the analytical reagent 107 is started, and at least one of the transmittance and the absorbance with respect to fluorescence is measured (S807).
  • this measurement result is compared with the corrected calibration curve B and the reference calibration curve A, and when the deviation from the reference calibration curve A is not outside the predetermined range, that is, within the predetermined range (S808, NO), the introduction of the sample water 106 is started again (S811).
  • the introduction of the analytical reagent 107 is started, and at least one of the transmittance and the absorbance with respect to fluorescence is measured (S812).
  • the deviation from the reference calibration curve A is outside the predetermined range (S808, YES), for example, when the number of times of YES is 2 or less, introduction of the cleaning liquid is started instead of the calibration liquid (S809). . After the cleaning, the introduction of the calibration liquid instead of the cleaning liquid is started (S806). Further, when the number of times of YES reaches 3, the deviation from the reference calibration curve A is outside the predetermined range, so that the inside of the spectroscopic cell 113 is dirty and it is determined that it is time to replace the analysis unit 601 ( S813).
  • the threshold value for determining that the deviation from the reference calibration curve A is outside the predetermined range can be arbitrarily determined according to the water quality of the sample water 106, the material of the analysis unit 601, the installation location of the water quality meter 101, and the like. it can. Further, when the deviation from the reference calibration curve A is outside the predetermined range, when the number of times of YES reaches 3 times, it is determined that it is time to replace the analysis unit 601 (S813). Depending on the material of the unit 601 and the installation location of the water quality meter 101, the number of times of YES can be arbitrarily determined by two times or four times or more. In this case, the number of times of YES in the case of shifting to S809 may be set to the number of times of YES of shifting to S813.
  • the introduction of the sample water 106 is started (S801), the plurality of light sources 112 including phosphors are sequentially emitted (S802), but the order is reversed and the plurality of light sources 112 including phosphors are sequentially emitted. Then, the introduction of the sample water 106 can be started. Further, when the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence needs to be significantly corrected (S804, YES), the calibration curve is corrected with the calibration solution. Even when it is not necessary to significantly correct the base line BL of the light 117 (S804, NO), the calibration curve can be similarly corrected. Then, after the introduction of the cleaning solution is started (S809), the introduction of the calibration solution is started immediately (S806). After the sample water 106 is introduced for rinsing, the introduction of the calibration solution is started (S806). May be.
  • the water quality meter 101 including the analysis unit 601 shown in FIG. 6 has the same configuration as the analysis units 103 and 401 in the first embodiment and the second embodiment, when the measurement target substance is changed, It is not necessary to change the analysis unit 601 including the light source 112, and it is possible to cope with various types of measurement target substances simply by changing the reagent unit 102 including the analysis reagent 107 corresponding to the measurement target substance. Moreover, the analysis unit 601 shown in FIG. 6 can easily correct the deviation of the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence regardless of the measurement target substance, as in the case of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram for explaining an aspect in which the preprocessing unit 901 is combined with the analysis unit 103.
  • a water quality meter 101 (not shown in FIG. 9) according to the fourth embodiment is provided with a pretreatment unit 901 on the upstream side of the analysis unit 103 shown in FIG.
  • the sample water 106 is introduced into the pretreatment unit 901 and processed.
  • Pretreated water 902 obtained by being treated by the pretreatment unit 901 is sent to the analysis unit 103.
  • the pretreated water 902 is mixed in the microchannel 111 of the mixing unit 118 with the analysis reagent 107 introduced from the reagent unit 102 (not shown in FIG.
  • treatment liquid 115 is introduced into the spectroscopic cell 113 of the analysis unit 120, and after measuring at least one of transmittance and absorbance, the solution is discharged from the spectroscopic cell 113.
  • a removal process for removing impurities such as sand in the sample water 106, a concentration process for increasing the concentration of the measurement target substance in the sample water 106, and the analytical reagent 107 are reacted. Therefore, various chemical processes such as emulsification, oxidation, and reduction necessary for the measurement target substance are performed.
  • the analysis unit 103 By combining the analysis unit 103 and the pretreatment unit 901, it is possible to deal with various sample water 106 regardless of the attribute, characteristics, origin, etc. of water such as clean water, sewage, and reclaimed water, and also supports more measurement substances. it can.
  • the water quality meter 101 (not shown in FIG. 9) according to the present embodiment has the analysis unit 103, it is necessary to change the analysis unit 103 including the light source 112 when the measurement target substance is changed. Rather, it is possible to deal with various types of measurement target substances simply by changing the reagent unit 102 including the analysis reagent 107 corresponding to the measurement target substance. Further, the water quality meter 101 can easily correct the deviation of the base line BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence regardless of the measurement target substance.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating another aspect of the light source.
  • the light source 1001 has a yellow phosphor + blue LED chip 121, which is a combination of a yellow phosphor and a blue LED chip, arranged at one end, and a blue LED chip 124 is arranged in close proximity thereto.
  • a red LED chip 122 and a green LED chip 123 are arranged in proximity to each other.
  • yellow phosphor + blue LED chip 121, red LED chip 122, green LED chip 123, and blue LED chip 124 can emit light sequentially.
  • a commercially available three-color LED chip including a red LED chip 122, a green LED chip 123, and a blue LED chip 124 and a yellow phosphor + blue LED chip 121 are used.
  • a commercially available three-color LED chip is used as it is, the manufacture is easy, and the cost can be kept low.
  • the three-color LED chip and the yellow phosphor + blue LED chip 121 are used, the three-color LED chip is surrounded by one lens, and the yellow phosphor + blue LED The chip 121 may be surrounded by one lens.
  • the manufacturing is easy as described above, and the cost can be kept low.
  • the three-color LED chip and the yellow phosphor + blue LED chip 121 may be surrounded by one lens. In the case of this mode, these LED chips behave as if they are one light source, so that all light can be efficiently introduced into the spectroscopic cell 113.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating another aspect of the light source.
  • the light source 1101 is centered on a yellow phosphor + blue LED chip 121 that is a combination of a yellow phosphor and a blue LED chip, and a red LED chip 122 and a green LED chip 123 are arranged in a row on both sides.
  • the structure is arranged side by side. Then, the yellow phosphor + blue LED chip 121, red LED chip 122, and green LED chip 123 are caused to emit light sequentially.
  • the red LED chip 122 and the green LED chip 123 do not necessarily have an equal interval, and the yellow phosphor + blue LED chip 121, the red LED chip 122, and the green LED chip 123 form a triangle. Such an arrangement may be used. However, in order to efficiently introduce all light into the spectroscopic cell 113, it is preferable that the red LED chip 122 and the green LED chip 123 be provided near the yellow phosphor + blue LED chip 121. Further, when three LED chips are surrounded by one lens, the three LED chips behave as if they are one light source, so that all light can be efficiently introduced into the spectroscopic cell 113.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 may be surrounded by one lens, and the red LED chip 122 and the green LED chip 123 may be surrounded by one lens to form two independent LEDs.
  • the wavelength region due to fluorescence is not different from that of the light source 112 and the light source 1001, but there is no single blue LED chip, and it is composed of three LED chips. Since this light source 1101 can be manufactured by directly applying a phosphor to the light emitting surface of a blue LED chip among three-color (white) LEDs of mass-produced products, the cost can be reduced.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a water quality management system 1200 according to the seventh embodiment.
  • structure when three water quality meters 101 are installed is shown, the installation number of the water quality meters 101 is not limited to this, and may be two or four or more. it can.
  • the communication control unit 104 of each water quality meter 101 is connected to the gateway 1203 in a wired or wireless manner, and the gateway 1203 is connected to the cloud server 1204 in a wired or wireless manner.
  • each water quality meter 101 more specifically, in each communication control unit 104, at least one of the transmittance data and the absorbance data received from the analysis unit 103 is used as a calibration curve. Convert to density based on.
  • the converted density can be, for example, data 1201 related to the density associated with the measurement time (time).
  • the communication control unit 104 transmits the data 1201 thus obtained as density data 1202 to the cloud server 1204 via the gateway 1203, and the cloud server 1204 stores the density data 1202.
  • only necessary data related to the analysis of the measurement target substance is stored, and redundant data is deleted, so that troubles caused by storing a large amount of data from a plurality of water quality meters 101 at the same time can be prevented.
  • the necessary data relating to the analysis of the measurement target substance is, for example, the concentration data 1202 at the designated time in a case where the concentration should be measured at a certain interval every designated time.
  • redundant data for example, density data other than the designated time in a case where the density should be measured at a certain interval every designated time.
  • the water quality management system 1200 includes the water quality meter 101, the analysis unit 103 including the light source 112 (analysis units 401 and 601 are also required to be changed) when the measurement target substance is changed as described above. Rather, it is possible to deal with various types of measurement target substances simply by changing the reagent unit 102 including the analysis reagent 107 corresponding to the measurement target substance. Further, the water quality management system 1200 can easily correct the deviation of the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence regardless of the measurement target substance.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a water quality management system 1300 according to the eighth embodiment.
  • structure when three water quality meters 101 are installed is shown, the number of water quality meters 101 is not limited to this, and may be two or four or more. it can.
  • the communication control unit 104 of each water quality meter 101 is connected to the gateway 1203 in a wired or wireless manner, and the gateway 1203 is connected to the cloud server 1204 in a wired or wireless manner.
  • each communication control unit 104 transmits at least one data 1301 of transmittance data and absorbance data received from the analysis unit 103 to the gateway 1203.
  • the gateway 1203 converts the data 1301 received from the communication control unit 104 into a concentration based on the calibration curve in the gateway 1203.
  • the converted density can be, for example, data 1201 related to the density associated with the measurement time (time).
  • the gateway 1203 transmits the data 1201 obtained in this way to the cloud server 1204 as the density data 1202, and the cloud server 1204 stores the density data 1202.
  • the water quality management system 1300 includes the water quality meter 101, when the substance to be measured is changed, it is not necessary to change the analysis unit 103 including the light source 112 (the same applies to the analysis units 401 and 601) as described above. By simply changing the reagent unit 102 including the analytical reagent 107 corresponding to the measurement target substance, it is possible to deal with various types of measurement target substances. Further, the water quality management system 1300 can easily correct the deviation of the baseline BL of the transmitted light 117 with respect to the fluorescence regardless of the measurement target substance.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 using a yellow phosphor and a blue LED chip is exemplified as a light source that emits white light.
  • the light source is not limited to this as long as it emits white light.
  • a light source that emits white light for example, a combination of a green phosphor and a blue LED chip, a combination of a red phosphor and a blue LED chip, or a combination of these two types is used. Can do.
  • a combination of a red phosphor and a purple LED chip a combination of a green phosphor and a purple LED chip, a combination of a blue phosphor and a purple LED chip, and these two types
  • a combination of three types can be used.
  • a combination of a plurality of types from the above phosphors may be used.
  • the yellow phosphor + blue LED chip 121 and the red LED chip can be corrected. It is preferable to use the 122, the green LED chip 123, and the blue LED chip 124 from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention to the maximum.
  • Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, control means, and the like may be realized in hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

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Abstract

多種類の測定対象物質に対応できるとともに、透過光のベースラインのずれを容易に補正できる水質計および水質管理システムを提供する。本発明に係る水質計（１０１）は、試料水（１０６）中の測定対象物質を測定する分析用試薬（１０７）を複数回分析分充填した試薬ユニット（１０２）と、前記試料水（１０６）と前記分析用試薬（１０７）とを混合させる混合部（１１８）、混合した溶液を発色させる反応部（１１９）、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部（１２０）、および前記分析部（１２０）に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源（１１２）を含む分析ユニット（１０３）と、を有し、前記複数の光源（１１２）のうちの少なくとも１つの光源（１１２）が白色光を発光するか、または前記複数の光源（１１２）のうちの複数の光源（１１２）が発光することで白色光とする。

Description

水質計および水質管理システム
　本発明は、水質計および水質管理システムに関する。
　世界の人口増加、工業化の進展とともに、上水・下水処理、海水から淡水を作る海水淡水化処理、生活排水や工業排水を上水レベルまで処理する再生水処理、造水処理といった水ビジネス事業が注目されている。それとともに、工場や下水処理からの排水や油水分離した後の処理水中に含まれる重金属類、有機化合物（油分）、硝酸・亜硝酸などの検出に代表される水質管理はますます重要となってくる。
　水中の物質の検出方法として、特定の波長の光による吸収を利用した分光計測が広く行われている。しかし、測定対象物質ごとに吸収波長が異なるため、水中の物質の検出は、特定のラボで特定の従事者による手操作で行われており、検出の自動化や迅速化が課題となっている。
　また、分光計測時に使用する光源は、広い波長領域を網羅しており、かつ時間的に安定して寿命が長い必要がある。よく用いられている光源として、可視・近赤外領域用のハロゲンランプと紫外領域用の重水素ランプがあるが、いずれも高価であり、複数個所でかつ屋外に設置される分析装置への使用に適しているとは言えない。
　一方、近年、マイクロ加工技術などにより作製されたマイクロ流路内で連続的に流体を処理する装置、いわゆるマイクロフローシステムを、分析分野、バイオ分野、医療分野、医薬品や化成品などの合成分野に応用しようとする取り組みが盛んに行われている。
　マイクロフローシステムにおける特徴として、反応場のサイズの低下に伴い、分子拡散により流体が迅速混合し、流体の体積に対する表面積の効果が相対的に大きくなるとともに、流体の体積に対する熱伝達の効果が相対的に大きくなり、結果の再現性に優れることが挙げられる。従って、従来の手操作（バッチ法）に比べ、検出の自動化や迅速化が期待されている。
　上記の分析分野への適用に向けたマイクロフローシステムに関しては、これまで様々な開発や検討が行われている。
　例えば、特許文献１には、水位調整した給水器に過剰な水量の試料汚水を供給し、一部を落下流水、過剰分を流出口から排出手段を介して排出させる水質モニタリング装置が記載されている。この水質モニタリング装置において水圧が一定に保たれた導出口は「ノズル」となり、落下流水の形状は安定した「水柱」を形成して検査区域の空間を通過する。そして、この水質モニタリング装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の発光素子（ＬＥＤ）から光線を順次発生させ、検査区域空間の「水柱」の中心に光線を直接透過させて、受光部フォトセンサに受光せしめ、受光量と既知データとから記録部を機能させる。特許文献１には、この水質モニタリング装置によると、吸光度の変化からＳＳ（浮遊物質量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、アンモニア態窒素の各濃度、夫々の色度、色調等々の水質性状が同時に把握できる旨記載されている。
　また、例えば、特許文献２には、被測定液が通流するフローセルに対し、予め定めた主波長（例えば４１５ｎｍ）の光をパルス出力可能な主波長ＬＥＤと、前記主波長とは異なる副波長（例えば５００ｎｍ）の光を前記主波長とは異なるタイミングでパルス出力可能な副波長ＬＥＤと、を設けたフロー式分析用吸光度検出装置が提案されている。このフロー式分析用吸光度検出装置には、主波長ＬＥＤおよび副波長ＬＥＤから出力されてフローセルを透過した各波長の透過光量をそれぞれ検出可能なフォトダイオードが設けられている。特許文献２には、このフロー式分析用吸光度検出装置は、前記主波長の透過光量と前記副波長の透過光量との差に基づいて、吸光度を算出するものであると記載されている。また、この特許文献２には、演算により、４１５ｎｍの透過光量を光源光量で補正し、５００ｎｍの透過光量を光源光量で補正してそれぞれＬＥＤ光量のドリフトやゆらぎを補正した後、補正後の４１５ｎｍの透過光量から補正後の５００ｎｍの透過光量を減算し、これらの差に基づいて、吸光度を算出する旨記載されている。特許文献２には、このような処理を行うことにより、フローセル内の汚れや液の脈流によるゆらぎが取り除かれた安定した４１５ｎｍの吸収特性が得られると記載されている。
特許第４８１７１００号公報 国際公開第２０１４／１５７２８２号
　しかしながら、特許文献１に記載された装置のように、光源として３色のＬＥＤを用いた場合の大よその波長領域は、赤色が５８０～７３０ｎｍ、緑色が５３０～６３０ｎｍ、青色が４４０～５２０ｎｍであるため、比較的狭い波長領域に集中している。従って、試料水の測定対象物質と分析用試薬との反応で生成する物質の吸収波長によっては、３色のＬＥＤでは測定することができず、波長領域の下限や上限に近い波長領域では低濃度での測定精度を保証することが難しい可能性がある。そして、そのために特許文献１に記載された装置には多種類の測定対象物質に対応できないおそれがある。
　また、特許文献２に記載された装置では、前記したように、予め定めた主波長の光をパルス出力可能な主波長ＬＥＤと、前記主波長とは異なる副波長の光を前記主波長とは異なるタイミングでパルス出力可能な副波長ＬＥＤと、を用いる。つまり、この装置では、測定対象物質に対する光源の組合せが決まっている。このように、この装置では、フローセル内の汚れや液の脈流によるゆらぎを取り除いた安定した４１５ｎｍの吸収特性を得る（透過光のベースラインの補正処理を行う）ために、測定対象物質に応じた波長の光源と、透過光のベースライン補正用の異なる波長の光源を搭載する必要がある。従って、この装置には、測定対象物質を変更する場合、光源を交換する必要があり、多種類の測定対象物質への対応が難しいという問題がある。
　本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、多種類の測定対象物質に対応できるとともに、透過光のベースラインのずれを容易に補正できる水質計および水質管理システムを提供することを課題とする。
　前記課題を解決した本発明に係る水質計は、試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含む分析ユニットと、を有し、前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする。
　本発明に係る水質管理システムは、試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含み、かつ前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする分析ユニットと、ゲートウェイに接続可能な通信制御ユニットと、を有する水質計を複数台有し、取得した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方を前記水質計内で検量線に基づいて濃度に変換し、得られた濃度データの一部のみを前記ゲートウェイを経由してクラウドサーバに送信して保存する。
　本発明に係る水質管理システムは、試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含み、かつ前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする分析ユニットと、ゲートウェイに接続可能な通信制御ユニットと、を有する水質計を複数台有し、前記水質計で取得した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方を前記ゲートウェイに送信し、送信されてきた前記透過度データおよび前記吸光度データのうちの少なくとも一方を前記ゲートウェイ内で検量線に基づいて濃度に変換し、得られた濃度データの一部のみをクラウドサーバに送信して保存する。
　本発明によれば、多種類の測定対象物質に対応できるとともに、透過光のベースラインのずれを容易に補正できる水質計および水質管理システムを提供することができる。
第１実施形態に係る水質計の構成を説明する概略構成図である。 分析ユニットの一態様を説明する概略構成図である。 光源の一態様を説明する概略構成図である。 第１実施形態に係る水質計に分析用試薬を導入することに伴う透過光の時間変化を示した図である。 図２Ａから「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光の時間変化を示した図である。 第１実施形態に係る水質計に分析用試薬を導入する時間と量を示した図である。 第１実施形態に係る水質計に、図２Ｃに示すように分析用試薬を導入した場合における透過光の時間変化を示した図である。 第１実施形態に係る水質計が気泡や分光セルの汚れなどの影響を受けている状況下で分析用試薬を導入することに伴う透過光の時間変化を示した図である。 図３Ａから「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光の時間変化を示した図である。 第１実施形態に係る水質計が気泡や分光セルの汚れなどの影響を受けている状況下で分析用試薬を導入する時間と量を示した図である。 第１実施形態に係る水質計が気泡や分光セルの汚れなどの影響を受けている状況下で、図３Ｃに示すように分析用試薬を導入した場合における透過光の時間変化を示した図である。 第２実施形態における分析ユニットを説明する概略構成図である。 第２実施形態における分析ユニットで分光セル内の気泡を取り除いて蛍光に対する透過光のベースラインを補正する手順を説明するフローチャートである。 第３実施形態における分析ユニットを説明する概略構成図である。 校正液による検量線の補正方法を示した図である。 検量線の補正が必要な場合における、蛍光に対する透過光のベースラインを補正する手順を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態であり、分析ユニットに前処理ユニットを組み合わせた態様を説明する概略構成図である。 本発明の第５実施形態であり、光源の他の態様を説明する概略構成図である。 本発明の第６実施形態であり、光源の他の態様を説明する概略構成図である。 本発明の第７実施形態である水質管理システムの構成を説明する概略構成図である。 本発明の第８実施形態である水質管理システムの構成を説明する概略構成図である。
　以下、適宜図面を参照して本発明に係る水質計および水質管理システムの一実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、はじめに水質計について説明し、次いで水質管理システムについて説明する。
［水質計］
（第１実施形態）
　図１Ａは、第１実施形態に係る水質計１０１の構成を説明する概略構成図である。図１Ｂは、分析ユニット１０３の一態様を説明する概略構成図である。図１Ｃは、光源１１２の一態様を説明する概略構成図である。
　図１Ａに示すように、水質計１０１は、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とを有している。また、水質計１０１は、通信制御ユニット１０４と電源ユニット１０５とを有している。本実施形態において、分析ユニット１０３は、分析部１２０（図１Ｂ参照）に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源１１２（図１Ｂ、図１Ｃ参照）を持ち、そのうちの少なくとも１つの光源１１２（例えば、図１Ｃに示す黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１）が白色光を発光するか、または複数の光源１１２のうちの複数の光源１１２を発光させることで白色光とする。白色光を発光する光源１１２は１つ有していればよいが複数有していてもよい。また、複数の光源１１２のうちの複数の光源１１２を発光させるとは、例えば、光源１１２が４つある場合、４つの光源１１２を発光させてもよいし、３つの光源１１２を発光させてもよいし、２つの光源１１２を発光させてもよいという意味である。光源１１２については後に詳述する。なお、蛍光体とは、蛍光を発する物質をいい、蛍光とは、ルミネセンスの一種であって、光やＸ線、陰極線その他の放射線を当てられた物質から発する光または放射線をいう。
　試薬ユニット１０２には、試料水１０６中の測定対象物質を測定するための分析用試薬１０７が、複数回分析可能な量充填されている。測定対象物質としては、例えば、塩素、二酸化炭素、亜塩素酸ナトリウム、遊離シアン、全シアン、６価クロム、全クロム、鉄、２価鉄、３価鉄、過酸化水素、マンガン、ニッケル、亜硝酸、亜硝酸態窒素、硝酸、硝酸態窒素、鉛、フェノール、全窒素、亜鉛、銅、ほう素、化学的酸素要求量、ホルムアルデヒド、過マンガン酸カリウム量、ヒ素、陰イオン界面活性剤、溶存酸素、アンモニウム、アンモニウム態窒素、りん酸、りん酸態りん、全りん、硫化物（硫化水素）、シリカ、カルシウム、遊離ふっ素、オゾン、塩化物、カリウム、土壌油分、硫酸などが挙げられるが、これらに限定されない。分析用試薬１０７は、前記した測定対象物質を測定するために市販されている任意の試薬を用いることができる。
　図１Ｂに示すように、分析ユニット１０３は、試料水１０６と分析用試薬１０７を混合させるためのマイクロ流路１１１からなる混合部１１８、混合した溶液を発色させるためのマイクロ流路１１１からなる反応部１１９、発色した溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定するための光源１１２、分光セル１１３および受光部１１４からなる分析部１２０を含んで構成されている。つまり、マイクロ流路１１１は、試料水１０６と分析用試薬１０７を混合して反応させた処理液１１５を通流させる流路である。なお、図１Ａでは、処理液１１５の図示を省略している。マイクロ反応場による効果を得るためには、マイクロ流路１１１の流路径の代表長さ（つまり、流路の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。特に、試料水１０６と分析用試薬１０７を分子拡散により迅速に混合させるために、流路径の代表長さは数十μｍ～１ｍｍの範囲が好ましい。これにより、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１１５の量を大幅に減らすことができる。なお、マイクロ流路１１１の流路の長さは、測定対象物質と分析用試薬１０７が混合して反応する時間を考慮して適宜に設定することができる。
　さらに、光路長となる分光セル１１３の長さは、長くするほど低濃度の溶液でも測定できるようになり、測定精度が上がる。しかしながら、分光セル１１３の長さを長くすると、分光セル１１３の内容積が増えて、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１１５の量が増える。従って、分光セル１１３の断面の代表長さ（つまり、分光セル１１３を透過する光路に対して垂直な断面の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。分光セル１１３の長さは１０～５０ｍｍの範囲が好ましい。
　図１Ａに示すように、通信制御ユニット１０４は、分析ユニット１０３で測定された透過度に関する透過度データおよび吸光度に関する吸光度データのうちの少なくとも一方を分析ユニット１０３から受信する。また、通信制御ユニット１０４は、受信したこれらのデータをゲートウェイ１２０３（図１２、図１３参照）に送信する。また、通信制御ユニット１０４は、外部との各種の信号およびデータの送受信を行う。さらに、通信制御ユニット１０４は、試薬ユニット１０２および分析ユニット１０３の制御も行う。また、通信制御ユニット１０４は、図示しないポンプの運転や図示しないバルブの開閉、光源１１２の点灯および消灯、受光部１１４でのデータの送受信に必要な各種制御１０９などを行う。
　電源ユニット１０５は、バッテリ、交流電源、直流電源などの電源供給用の適宜の手段を備え、図１Ａに示すように、試薬ユニット１０２、分析ユニット１０３、通信制御ユニット１０４に電源１０８を供給する。
　図１Ｃに示すように、光源１１２は、黄色蛍光体と青色ＬＥＤチップを組み合わせた、白色光を発光する黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１を中心として、周りを赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４が取り囲む構造をしている。黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１では、赤色ＬＥＤチップ１２２と緑色ＬＥＤチップ１２３の中間波長領域を補完するとともに、赤色ＬＥＤチップ１２２より長波長側の近赤外領域までが波長領域となり、青色ＬＥＤチップ１２４と合わせると、４００～７５０ｎｍの広い波長領域を有する。黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１は、黄色蛍光体から得られる蛍光を光源として用いることにより、従来のハロゲンランプや重水素ランプに比べて安価に分光計測できるとともに、３色ＬＥＤに比べても広い波長領域を網羅し、安定な光量を得ることが可能となる。
　なお、図１Ｃに示す光源１１２において、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４の配置位置を相互に入れ替えることができる。また、光源１１２は、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４が必ずしも等間隔になっていなくてもよい。しかしながら、全ての光を効率よく分光セル１１３に導入するためには、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４を黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１の近くに設けるほうが好ましい。
　黄色蛍光体は、樹脂材料に混ぜて青色ＬＥＤを覆ってもよいし、青色ＬＥＤチップの発光面に直接塗布してもよい。また、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４は、それぞれがレンズに取り囲まれ、４つの独立したＬＥＤとなっていてもよいし、４つのＬＥＤチップを覆うレンズに取り囲まれ、１つのＬＥＤとなっていてもよいし、２つまたは３つのＬＥＤチップを覆うレンズに取り囲まれて、１つのＬＥＤとなっていてもよい。
　なお、４つのＬＥＤチップが１つのレンズに取り囲まれている場合は、４つのＬＥＤチップがあたかも１つの光源のように振る舞うため、全ての光を効率よく分光セル１１３に導入することができる。また、それぞれがレンズに取り囲まれ、４つの独立したＬＥＤとなっている場合も、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４からの光は弱くなるが、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１からの光は、効率よく分光セル１１３に導入することができる。なお、光源１１２としては、砲弾型ＬＥＤを用いてもよいし、ＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装）ＬＥＤを用いてもよいし、ＣＯＢ（Chip On Board：チップオンボード）ＬＥＤを用いてもよい。また、各色に対するチップの数は１つに限らず、必要な光の強度に応じて複数個用いてもよい。
　本実施形態においては、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４を順次発光させること、つまり、順次明滅させることが好ましい。例えば、図２Ａや図３Ａのように、あるＬＥＤチップの発光が終わった後に他のＬＥＤチップを発光させるようにすることが好ましい。なお、各ＬＥＤチップの発光時間は任意に設定することができる。このように光源１１２を順次発光させると、受光部１１４で測定される透過度や吸光度と、当該透過度や吸光度の測定に用いられた光と、を容易に関連付けることができる。そのため、プリズム（図示せず）などを用いない、単に受光できればよい簡便な受光部１１４とすることができ、低コスト化を図ることができる。
　なお、本実施形態においては、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４を常時発光させることもできる。この場合、受光部１１４にプリズム（図示せず）などを用いて受光した波長を分けて透過度や吸光度を測定することで、測定対象物質を測定することができる。
　以上に説明した構成を有する水質計１０１は次のようにして用いられる。
　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、分析ユニット１０３に、測定対象である試料水１０６と、試薬ユニット１０２内から分析１回分の分析用試薬１０７と、が導入される。ここで、試料水１０６は、分析用試薬１０７の導入の有無にかかわらず、連続して導入される。試料水１０６は、シリンジポンプやペリスタルティックポンプなどの各種ポンプによって導入してもよいし、水道管や配水管などから分岐してもよいし、さらに水道管や配水管などから分岐した後、バルブで流量制御して導入してもよい。また、分析用試薬１０７は、シリンジポンプやペリスタルティックポンプなどの各種ポンプによって導入してもよいし、試薬ユニット１０２内で、分析用試薬１０７を複数回分析可能な量充填した試薬パックを設け、試薬ユニット１０２を加圧すると同時に、試薬パックの口に設置したバルブを一定時間開放することにより、一定量の分析用試薬を吐出させてもよい。なお、試薬ユニット１０２の加圧のために試料水１０６を導入し、導入した試料水１０６は、引き続き試料水１０６として分析ユニット１０３に導入することにより、試料水１０６の導入手段と分析用試薬１０７の加圧手段とを兼ねることができる。
　分析ユニット１０３に導入された試料水１０６と分析用試薬１０７は、混合部１１８のマイクロ流路１１１内で混合後、試料水１０６に含まれている測定対象物質と分析用試薬１０７が反応部１１９のマイクロ流路１１１内で反応して分析用試薬１０７が発色する。このようにして得られた処理液１１５は、分析部１２０の分光セル１１３に導入され、分光セル１１３を通流した後、分光セル１１３から排出される。分光セル１１３の一部、具体的には両端は、光を透過できるように透明となっており、分光セル１１３に導入された溶液に対して、光源１１２から入射光１１６を入射する。発色した処理液１１５を通過して得られた透過光１１７は、受光部１１４で受光され、透過度および吸光度のうちの少なくとも一方として測定される。分析ユニット１０３で測定された前記透過度に関する透過度データおよび前記吸光度に関する吸光度データのうちの少なくとも一方のデータ１１０は、通信制御ユニット１０４に送信される。なお、このデータ１１０は、取得された前記透過度データおよび前記吸光度データのうちの少なくとも一方を水質計１０１内で検量線に基づいて濃度に変換したものであってもよい。
　ここで、図２Ａは、第１実施形態に係る水質計１０１に分析用試薬１０７を導入することに伴う透過光１１７の時間変化を示した図である。図２Ｂは、図２Ａから「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光１１７の時間変化を示した図である。図２Ｃは、第１実施形態に係る水質計１０１に分析用試薬１０７を導入する時間と量を示した図である。図２Ｄは、第１実施形態に係る水質計１０１に、図２Ｃに示すように分析用試薬１０７を導入した場合における透過光１１７の時間変化を示した図である。
　分析用試薬１０７を導入していない場合、赤色／緑色／青色／「黄色蛍光体＋青色」を順次発光したときの透過光１１７は図２Ａに示すように、各色ともに透過光１１７の受光がない状態（ＯＦＦ）と、所定の発光強度を満たす状態（ＯＮ）とになる。パルス信号を弁別して図２Ａから例えば「黄色蛍光体＋青色」を抽出した際の透過光１１７は図２Ｂとなる。そして、図２Ｃに示すように、所定量の分析用試薬１０７を導入した場合、分析用試薬１０７を導入している間は、試料水１０６内の測定対象物質と分析用試薬１０７が反応することにより発色する。そのため、パルス信号を弁別して「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光１１７は図２Ｄに示すように、分析用試薬１０７が導入されている間だけ（試薬導入時間の間だけ）、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７の値が低くなる。
　なお、図２Ａから図２Ｄでは、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１の順で発光させているが、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１を先に発光させてもよく、また、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４の発光の順番を入れ替えてもよい。
　通常、何事もなければ第１実施形態に係る水質計１０１による測定は前記したように図２Ａから図２Ｄに示す如く行われる。しかしながら、試料水１０６には空気が含まれているため、水温の変化により溶存していた空気が気泡となって出てくることがある。また、繰り返しの使用により分光セル１１３の内部が汚れてしまうこともある。これらの事象が生じると、入射光１１６の屈折の原因となり、透過光１１７に影響を与える可能性がある。特に、蛍光を用いた場合には波長領域が広いため、気泡や分光セル１１３内の汚れによる影響を受け易くなり、透過光１１７のベースラインＢＬ（図３Ａ、Ｂ参照）が変化する。そのため、これらの事象が生じた場合、透過光１１７のベースラインＢＬの補正が必要となることがある。
　蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの補正を行う場合、測定対象物質と分析用試薬１０７との反応で生成する物質の吸収波長の補色となる光源を用いると、効率的に補正処理ができることが知られている。導入する光源の波長が固定されている場合や波長領域が狭い３色ＬＥＤなどを用いた場合には、補色の波長を把握することは容易である。しかし、波長領域が広い蛍光を用いた場合には、具体的にどの波長により透過光のベースラインが影響を受けているかを把握することは難しい。そのため、このような場合は、次のようにして蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの補正を行うことが好ましい。なお、蛍光に対する透過光１１７には、青色ＬＥＤチップ１２１から発せられた青色の光および当該青色の光によって励起され、黄色蛍光体から発せられた蛍光が含まれている。
　図３Ａは、第１実施形態に係る水質計１０１が気泡や分光セル１１３の汚れなどの影響を受けている状況下で分析用試薬１０７を導入することに伴う透過光１１７の時間変化を示した図である。図３Ｂは、図３Ａから「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光１１７の時間変化を示した図である。図３Ｃは、第１実施形態に係る水質計１０１が気泡や分光セル１１３の汚れなどの影響を受けている状況下で分析用試薬１０７を導入する時間と量を示した図である。図３Ｄは、第１実施形態に係る水質計１０１が気泡や分光セル１１３の汚れなどの影響を受けている状況下で、図３Ｃに示すように分析用試薬１０７を導入した場合における透過光１１７の時間変化を示した図である。
　第１実施形態に係る水質計１０１が気泡や分光セル１１３の汚れなどの影響を受けている状況下において分析用試薬１０７を導入していない場合、赤色／緑色／青色／「黄色蛍光体＋青色」を順次発光したときの透過光１１７は図３Ａに示すようになる。つまり、各色ともに透過光１１７の受光がない状態（ＯＦＦ）と、受光があっても透過光１１７が所定の発光強度を満たさない状態（ＯＦＦではないがＯＮには至らない状態）と、所定の発光強度を満たす状態（ＯＮ）とになる。パルス信号を弁別して図３Ａから例えば「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光１１７は図３Ｂとなる。具体的には、気泡や分光セル１１３の汚れなどによる影響により、透過光１１７のベースラインＢＬが変化し、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７および赤色に対する透過光１１７が、本来のベースラインＢＬより小さくなっている。「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７だけでは、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬが変化しているかどうかを判断できない。しかし、図３Ａでは赤色に対する透過光１１７も本来のベースラインＢＬより小さくなっているため、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬが変化していると判断することができる。従って、赤色に対する透過光１１７のずれを元に、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬを補正することができる。また、本実施形態においては、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬが変化しているか否かは、例えば、前記した所定の発光強度の値などが決まっている場合は、当該発光強度を満たしているか否かを基準にして判断することもできる。
　そして、このような状況で図３Ｃに示すように分析用試薬１０７を導入した場合、分析用試薬１０７を導入している間は、試料水１０６内の測定対象物質と分析用試薬１０７が反応することにより発色する。そのため、パルス信号を弁別して「黄色蛍光体＋青色」を抽出した後の透過光１１７は図３Ｄのようになる。図３Ｄでは、分析用試薬１０７導入の少し前から分析用試薬１０７の導入終了直前（試薬導入時間終了直前）まで透過光１１７のベースラインＢＬが低くなっている。つまり、図３Ｄに示す透過光１１７には、気泡や分光セル１１３の汚れなどによる影響が含まれているが、図３Ａにより「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬが変化していることがわかっているため、それを元に値（ベースラインＢＬ）を容易に補正することができる。ベースラインＢＬの補正は、例えば、図２ＡにおけるベースラインＢＬ（図２Ａにおいて図示せず。図３Ａ参照。）と、図３Ａや図３Ｂにおける透過光１１７の値との差分を図３Ｄにおける透過光１１７の値に加算することで行うことができる（加算後の値について、図３Ｄ中、棒グラフに付加した破線参照）。
　なお、前記では、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬの補正に用いる光源１１２が赤色ＬＥＤチップ１２２の場合を述べたが、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬの補正に用いる光源１１２が緑色ＬＥＤチップ１２３や青色ＬＥＤチップ１２４の場合でも同様に補正することができる。また、黄色蛍光体のどの波長により影響を受けているかがわからなくても、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４のいずれかの波長領域が補色の波長領域を含むため、「黄色蛍光体＋青色」に対する透過光１１７のベースラインＢＬを補正することができる。
　以上に説明したように、第１実施形態に係る水質計１０１は前記した構成を採用しているので、測定対象物質を変更しても、光源１１２を含む分析ユニット１０３を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。また、第１実施形態に係る水質計１０１は、蛍光体を含む複数の光源１１２を用いているので、透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（第２実施形態）
　次に、図４および図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。参照する図面において、図４は、第２実施形態における分析ユニット４０１を説明する概略構成図である。図５は、第２実施形態における分析ユニット４０１で分光セル１１３内の気泡を取り除いて蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬを補正する手順を説明するフローチャートである。なお、以下の説明において既に説明している要素については同一の符号を付して表し、詳細な説明は省略する。
　第１実施形態では、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬを比較的容易に補正できる方法について述べた。しかし、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要な場合がある。なお、大幅な補正が必要な場合とは、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを、１つのＬＥＤチップの透過光１１７のベースラインＢＬだけでは補正できないことをいう。また、大幅な補正が必要な場合の具体的な例としては、試料水１０６に含まれている測定対象物質の濃度が低い場合に、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１に基づく透過光１１７の値と、それ以外のＬＥＤチップに基づく透過光１１７の値との差分が数値誤差の範囲内になってしまうこと、すべてのＬＥＤチップの透過光１１７のベースラインＢＬが異なっていることなどが挙げられる。ここで、前記大幅な補正が必要な場合には、例えば、大きな気泡が分光セル１１３に存在して取れなくなっている可能性や、分光セル１１３の内部の汚れがひどい可能性、分析ユニット１０３の交換時期になっている可能性がある。これらの場合、図４および図５に示すようにして処理を行うのが好ましい。
　図４に示すように、分析ユニット４０１は、図１Ｂを参照して説明した分析ユニット１０３に、分光セル１１３に連通する空気導入用マイクロ流路４０２ａおよび空気排出用マイクロ流路４０２ｂを設けたものである。空気導入用マイクロ流路４０２ａおよび空気排出用マイクロ流路４０２ｂのそれぞれにおける分光セル１１３と連通していない側には、図示しないバルブが設置されている。必要に応じてそれぞれのバルブを開放することで、空気４０３ａの導入と空気４０３ｂの排出をそれぞれ行い、分光セル１１３内の気泡を導入した空気４０３ａに付着させて分光セル１１３内から除去する。
　なお、図４では、分光セル１１３の下流側に空気導入用マイクロ流路４０２ａを設けて分光セル１１３内に空気４０３ａを導入し、分光セル１１３の上流側に空気排出用マイクロ流路４０２ｂを設けて分光セル１１３内から空気４０３ｂを排出するようにしているが、これとは逆の構成としてもよい。つまり、分光セル１１３の上流側に空気導入用マイクロ流路（図示せず）を設けて分光セル１１３内に空気を導入し、分光セル１１３の下流側に空気排出用マイクロ流路（図示せず）を設けて分光セル１１３から空気を排出してもよい。ただし、分光セル１１３が水平面になく、上流側が下流側に比べて上方に位置している場合には、下流側から空気４０３ａを導入し、上流側から空気４０３ｂを排出するようにしたほうが、分光セル１１３内への空気の残存を防ぐことができる。逆に、下流側が上流側に比べて上方に位置している場合には、上流側から空気を導入し、下流側から空気を排出するようにしたほうが、分光セル１１３内への空気の残存を防ぐことができる。
　また、図４では、分光セル１１３の下流側から空気４０３ａを導入し、上流側から空気４０３ｂを排出するようにしているが、分光セル１１３内の空気が除去できればよい。そのため、分光セル１１３に空気導入用マイクロ流路４０２ａおよび空気排出用マイクロ流路４０２ｂを設けるのではなく、分光セル１１３の下流側のマイクロ流路１１１ａに空気導入用マイクロ流路（図示せず）を設け、分光セル１１３の上流側のマイクロ流路１１１ｂに空気排出用マイクロ流路（図示せず）を設けてもよい。もちろんこの場合も空気導入用マイクロ流路と空気排出用マイクロ流路の連通先を相互に入れ替えることができる（図示せず）。
　分光セル１１３内の汚れを除去する場合は、空気導入用マイクロ流路４０２ａおよび空気排出用マイクロ流路４０２ｂを利用して、空気の替わりにエタノールなどの有機溶剤や界面活性剤などを分光セル１１３内に通流させて洗浄することができる。洗浄後は、これと同様にして純水を分光セル１１３内に通流させてリンスするとよい。
　なお、図４に示す分析ユニット４０１を含む水質計１０１（図４において図示せず）においても、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット４０１を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。
　前記した構成の分析ユニット４０１では、次のようにして分光セル１１３内の気泡を取り除いて蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬを補正することができる。
　図５に示すように、試料水１０６の導入を開始した（Ｓ５０１）後、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させる（Ｓ５０２）ことにより、各光源１１２に対する透過光１１７の測定を開始する（Ｓ５０３）。
　透過光１１７を測定した結果、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要にならない場合（Ｓ５０４、ＮＯ）、分析用試薬１０７の導入を開始して、蛍光に対する透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する（Ｓ５０５）。
　蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要になった場合（Ｓ５０４、ＹＥＳ）、例えば、ＹＥＳの回数が２回以下であるときには、試料水１０６の導入を停止し（Ｓ５０７）、分光セル１１３に空気４０３ａを導入して気泡を除去し（Ｓ５０８）、再度、試料水１０６の導入を開始する（Ｓ５０１）。ＹＥＳの回数が３回に達したときには、２度の気泡の除去によっても、透過光１１７のベースラインＢＬが変化しないことから、分光セル１１３内が汚れており、分析ユニット４０１の交換時期であると判断する（Ｓ５０６）。
　ここで、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要であると判断するしきい値は、試料水１０６の水質、分析ユニット４０１の材質、水質計１０１の設置場所などにより、任意に決めることができる。また、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要である場合に、ＹＥＳの回数が３回に達すると分析ユニット４０１の交換時期であると判断した（Ｓ５０６）が、試料水１０６の水質、分析ユニット４０１の材質、水質計１０１の設置場所などにより、ＹＥＳの回数は２回でも４回以上でも任意に決めることができる。なお、この場合、Ｓ５０７に移行する場合のＹＥＳの回数は、Ｓ５０６へ移行するＹＥＳの回数－１で設定するとよい。
　また、試料水１０６の導入を開始した（Ｓ５０１）後に、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させた（Ｓ５０２）が、順序を逆にして、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させた後に、試料水１０６の導入を開始することもできる。
　以上に説明したように、分析ユニット４０１を含む水質計１０１（図４において図示せず）は、測定対象物質によらずに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（第３実施形態）
　以下、図６から図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。参照する図面において、図６は、第３実施形態における分析ユニット６０１を説明する概略構成図である。図７は、校正液による検量線の補正方法を示した図である。図８は、検量線の補正が必要な場合における、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬを補正する手順を説明するフローチャートである。
　前記した第２実施形態では、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要な場合に基づいた、分析ユニット４０１の交換時期の判定方法について説明した。しかし、分光セル１１３の内部の汚れが軽微で、分析ユニット４０１の交換時期には達していない場合でも、分光セル１１３に存在する気泡が、繰り返しの気泡除去操作によっても取れないときもあり得る。そのような場合、図６から図８に示すようにして処理を行うのが好ましい。
　図６に示すように、分析ユニット６０１は、図４に示す分析ユニット４０１に、校正液や洗浄液を導入する洗浄液等導入用マイクロ流路６０２を設けたものである。洗浄液等導入用マイクロ流路６０２におけるマイクロ流路１１１と連通していない側には、図示しないバルブが設置されており、必要に応じて校正液や洗浄液などの液体６０３を導入する。図示しないバルブとして、校正液と洗浄液とを切替え可能なバルブ（例えば、三方弁など）を設けるのが好ましい。
　なお、図６に示す分析ユニット６０１を含む水質計１０１（図６において図示せず）においても、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット６０１を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。
　ここで、図７に示すように、測定対象物質の濃度を変更したときの吸光度データを取得する場合、その吸光度データは、測定誤差の範囲内で事前に取得した基準検量線上に乗るべきであるが、分光セル１１３内に存在する気泡や分光セル１１３の内部の汚れにより、基準検量線上に乗らない場合がある。
　吸光度データが基準検量線Ａ上に乗っていると判断してよいのか、分光セル１１３内に存在する気泡や分光セル１１３の内部の汚れを考慮すべきかを判断するために、測定対象物質の濃度が既知である校正液を利用する。すなわち、試料水１０６中の測定対象物質の分析を行う前に、既知濃度の校正液を用いて分析を行い、その吸光度データが基準検量線Ａ上に乗っているかどうかを判定する。吸光度データが基準検量線Ａ上に乗っていないようであれば、その吸光度と濃度がゼロのときの吸光度（ゼロ）の２点から、検量線を補正する（補正後検量線Ｂ）。このような処理により、そのときの分光セル１１３内に存在する気泡や分光セル１１３の内部の汚れの影響を考慮した吸光度データを取得することができる。
　前記した構成の分析ユニット６０１では、次のようにして校正液による検量線の補正を行うことができる。
　図８に示すように、試料水１０６の導入を開始した（Ｓ８０１）後、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させる（Ｓ８０２）ことにより、各光源１１２に対する透過光１１７の測定を開始する（Ｓ８０３）。
　透過光１１７を測定した結果、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要にならない場合（Ｓ８０４、ＮＯ）は、分析用試薬１０７の導入を開始して、蛍光に対する透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する（Ｓ８１０）。
　蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要になった場合（Ｓ８０４、ＹＥＳ）は、試料水１０６の導入を停止して（Ｓ８０５）、校正液の導入を開始し、補正後検量線Ｂを取得する（Ｓ８０６）。次いで、分析用試薬１０７の導入を開始して、蛍光に対する透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する（Ｓ８０７）。そして、この測定結果と、補正後検量線Ｂと、基準検量線Ａとを比較して、基準検量線Ａからのずれが所定範囲外ではない場合、つまり、所定範囲内である場合（Ｓ８０８、ＮＯ）、再度、試料水１０６の導入を開始する（Ｓ８１１）。そして、分析用試薬１０７の導入を開始して、蛍光に対する透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する（Ｓ８１２）。
　他方、基準検量線Ａからのずれが所定範囲外であった場合（Ｓ８０８、ＹＥＳ）、例えば、ＹＥＳの回数が２回以下であるときには、校正液の代わりに洗浄液の導入を開始する（Ｓ８０９）。洗浄後、洗浄液の代わりに校正液の導入を開始する（Ｓ８０６）。また、ＹＥＳの回数が３回に達したときには、基準検量線Ａからのずれが所定範囲外であることから、分光セル１１３内が汚れており、分析ユニット６０１の交換時期であると判断する（Ｓ８１３）。
　ここで、基準検量線Ａからのずれが所定範囲外であると判断するしきい値は、試料水１０６の水質、分析ユニット６０１の材質、水質計１０１の設置場所などにより、任意に決めることができる。また、基準検量線Ａからのずれが所定範囲外である場合に、ＹＥＳの回数が３回に達すると分析ユニット６０１の交換時期であると判断した（Ｓ８１３）が、試料水１０６の水質、分析ユニット６０１の材質、水質計１０１の設置場所などにより、ＹＥＳの回数は２回でも４回以上でも任意に決めることができる。なお、この場合、Ｓ８０９に移行する場合のＹＥＳの回数は、Ｓ８１３へ移行するＹＥＳの回数－１で設定するとよい。
　また、試料水１０６の導入を開始した（Ｓ８０１）後に、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させた（Ｓ８０２）が、順序を逆にして、蛍光体を含む複数の光源１１２を順次発光させた後に、試料水１０６の導入を開始することもできる。さらに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要になった場合（Ｓ８０４、ＹＥＳ）に、校正液による検量線の補正を行っているが、安全側に振って、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの大幅な補正が必要にならない場合（Ｓ８０４、ＮＯ）でも同様にして検量線の補正を行うことが可能である。そして、洗浄液の導入を開始した後（Ｓ８０９）、すぐに校正液の導入を開始（Ｓ８０６）しているが、リンスのために試料水１０６を導入した後、校正液の導入を開始（Ｓ８０６）してもよい。
　なお、図６に示す分析ユニット６０１を含む水質計１０１も第１実施形態および第２実施形態における分析ユニット１０３、４０１と同様の構成を有しているので、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット６０１を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。また、図６に示す分析ユニット６０１は、第２実施形態の場合と同様に、測定対象物質によらずに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（第４実施形態）
　次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、分析ユニット１０３に前処理ユニット９０１を組み合わせた態様を説明する概略構成図である。
　図９に示すように、第４実施形態に係る水質計１０１（図９において図示せず）は、図１に示す分析ユニット１０３の上流側に、前処理ユニット９０１を設けたものである。試料水１０６は、前処理ユニット９０１に導入されて処理される。前処理ユニット９０１で処理されて得られた前処理水９０２は分析ユニット１０３に送られる。そして、前処理水９０２は、試薬ユニット１０２（図９において図示せず）から分析ユニット１０３に導入された分析用試薬１０７と混合部１１８のマイクロ流路１１１内で混合される。これにより、前処理水９０２内の測定対象物質と分析用試薬１０７とが、反応部１１９のマイクロ流路１１１内で反応して発色する。このようにして得られた溶液（処理液１１５）は、分析部１２０の分光セル１１３に導入され、透過度および吸光度のうちの少なくとも一方が測定された後、分光セル１１３から排出される。
　前処理ユニット９０１では、例えば、試料水１０６中の砂等の不純物を除去するための除去プロセスや、試料水１０６中の測定対象物質の濃度を上げるための濃縮プロセス、分析用試薬１０７と反応するために測定対象物質に必要な乳化、酸化、還元などの各種化学プロセスなどが行われる。
　分析ユニット１０３と前処理ユニット９０１とを組み合わせることにより、上水、下水、再生水など水の属性・特性・由来などを問わず様々な試料水１０６に対応できるとともに、より多くの測定対象物質に対応できる。なお、本実施形態に係る水質計１０１（図９に図示せず）は、分析ユニット１０３を有しているので、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット１０３を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。また、この水質計１０１は、測定対象物質によらずに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（第５実施形態）
　次に、図１０を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。図１０は、光源の他の態様を説明する概略構成図である。
　図１０に示すように、光源１００１は、黄色蛍光体と青色ＬＥＤチップを組み合わせた黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１を一方の端に配置し、これと近接して青色ＬＥＤチップ１２４を配置し、また、これと近接して赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３をそれぞれ配置した構造をしている。本実施形態では、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４を順次発光できる。つまり、この実施形態では、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３、青色ＬＥＤチップ１２４からなる市販の３色ＬＥＤチップと、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１とを用いたものである。本実施形態においては、市販されている３色ＬＥＤチップをそのまま使用しているので製造が容易であり、また、コストを低く抑えることができる。
　この実施形態では前記したように、３色ＬＥＤチップと、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１とを用いているので、３色ＬＥＤチップが１つのレンズに取り囲まれており、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１が１つのレンズに取り囲まれている態様とすることができる。この態様の場合、市販されている３色ＬＥＤチップと黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１とをそのまま組み合わせて製造できるため、前記したように製造が容易であり、また、コストを低く抑えることができる。
　また、本実施形態においては、３色ＬＥＤチップと黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１とを１つのレンズに取り囲まれている態様とすることができる。この態様の場合、これらのＬＥＤチップがあたかも１つの光源のように振る舞うため、全ての光を効率よく分光セル１１３に導入することができる。
（第６実施形態）
　次に、図１１を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。参照する図面において、図１１は、光源の他の態様を説明する概略構成図である。
　図１１に示すように、光源１１０１は、黄色蛍光体と青色ＬＥＤチップを組み合わせた黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１を中心として、その両脇に赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３を一列となるように並べて配置した構造をしている。そして、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２、緑色ＬＥＤチップ１２３を順次発光させる。
　なお、光源１１０１において、必ずしも赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３が等間隔になっていなくてもよく、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１、赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３が三角形を形成するような配置でもよい。しかしながら、全ての光を効率よく分光セル１１３に導入するためには、赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３が、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１の近くに設けられていることが好ましい。
　また、３つのＬＥＤチップが１つのレンズに取り囲まれている場合は、３つのＬＥＤチップがあたかも１つの光源のように振る舞うため、全ての光を効率よく分光セル１１３に導入することができる。また、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１が１つのレンズに、赤色ＬＥＤチップ１２２および緑色ＬＥＤチップ１２３が１つのレンズに取り囲まれ、２つの独立したＬＥＤとなっていてもよい。
　しかし、図１１に示す光源１１０１では、蛍光による波長領域は光源１１２および光源１００１と変わらないが、単独の青色ＬＥＤチップが存在せず、３つのＬＥＤチップで構成されている。この光源１１０１は、量産品の３色（白色）ＬＥＤのうち、青色ＬＥＤチップの発光面に直接蛍光体を塗布することで製造できるため、低コスト化を図ることができる。
［水質管理システム］
（第７実施形態）
　次に、図１２を参照して、本発明の第７実施形態として、水質計１０１を複数台有する水質管理システム１２００について説明する。参照する図面において、図１２は、第７実施形態である水質管理システム１２００の構成を説明する概略構成図である。なお、図１２では、水質計１０１を３台設置した場合のシステム構成を示しているが、水質計１０１の設置台数はこれに限定されず、２台としたり、４台以上としたりすることができる。各水質計１０１の通信制御ユニット１０４は、有線または無線でゲートウェイ１２０３と接続されており、ゲートウェイ１２０３は、有線または無線でクラウドサーバ１２０４と接続されている。
　図１２に示す例では、各水質計１０１内で、より具体的には、各通信制御ユニット１０４内で、分析ユニット１０３から受信した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方を、検量線に基づいて濃度に変換する。変換した濃度は、例えば、測定時間（時間）と関連付けた濃度に関するデータ１２０１などとすることができる。通信制御ユニット１０４は、このようにして得られたデータ１２０１を濃度データ１２０２としてゲートウェイ１２０３を経由してクラウドサーバ１２０４に送信し、クラウドサーバ１２０４は濃度データ１２０２を保存する。この際、測定対象物質の分析に関する必要なデータのみを保存し、冗長なデータは削除することにより、同時に複数の水質計１０１から大量のデータを保存することによるトラブルを防止することができる。なお、測定対象物質の分析に関する必要なデータとしては、例えば、指定時間ごとに一定の間隔をあけて濃度を測定すればよいような場合における、当該指定時間の濃度データ１２０２をいう。他方、冗長なデータとしては、例えば、指定時間ごとに一定の間隔をあけて濃度を測定すればよいような場合における、当該指定時間以外の濃度データをいう。
　なお、この水質管理システム１２００は水質計１０１を有しているので、前記同様、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット１０３（分析ユニット４０１、６０１も同様）を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。また、水質管理システム１２００は、測定対象物質によらずに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（第８実施形態）
　また、図１３を参照して、本発明の第８実施形態として、水質計１０１を複数台有する水質管理システム１３００について説明する。参照する図面において、図１３は、第８実施形態である水質管理システム１３００の構成を説明する概略構成図である。なお、図１３では、水質計１０１を３台設置した場合のシステム構成を示しているが、水質計１０１の設置台数はこれに限定されず、２台としたり、４台以上としたりすることができる。各水質計１０１の通信制御ユニット１０４は、有線または無線でゲートウェイ１２０３と接続されており、ゲートウェイ１２０３は、有線または無線でクラウドサーバ１２０４と接続されている。
　図１３に示す例では、各通信制御ユニット１０４は、分析ユニット１０３から受信した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方のデータ１３０１を、ゲートウェイ１２０３に送信する。ゲートウェイ１２０３は、当該ゲートウェイ１２０３内で、通信制御ユニット１０４から受信したデータ１３０１を、検量線に基づいて濃度に変換する。変換した濃度は、例えば、測定時間（時間）と関連付けた濃度に関するデータ１２０１などとすることができる。ゲートウェイ１２０３は、このようにして得られたデータ１２０１を濃度データ１２０２としてクラウドサーバ１２０４に送信し、クラウドサーバ１２０４は濃度データ１２０２を保存する。この際、前記同様、測定対象物質の分析に関する必要なデータのみを保存し、冗長なデータは削除することにより、同時に複数の水質計１０１から大量のデータを保存することによるトラブルを防止することができる。なお、測定対象物質の分析に関する必要なデータおよび冗長なデータについては第７実施形態と同義である。
　水質管理システム１３００は水質計１０１を有しているので、前記同様、測定対象物質を変更した場合に、光源１１２を含む分析ユニット１０３（分析ユニット４０１、６０１も同様）を変更する必要はなく、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を含む試薬ユニット１０２を変更するだけで、多種類の測定対象物質に対応できる。また、水質管理システム１３００は、測定対象物質によらずに、蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬのずれを容易に補正できる。
（変形例）
　以上の説明では、白色光を発光する光源として、黄色蛍光体と青色ＬＥＤチップとを用いた黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１を例示したが、白色光を発光するものであればこれに限定されない。本実施形態においては、白色光を発光する光源として、例えば、緑色蛍光体と青色ＬＥＤチップを組み合わせたもの、赤色蛍光体と青色ＬＥＤチップを組み合わせたもの、これら２種類を組み合わせたものを用いることができる。また、白色光を発光する光源として、赤色蛍光体と紫色ＬＥＤチップを組み合わせたもの、緑色蛍光体と紫色ＬＥＤチップを組み合わせたもの、青色蛍光体と紫色ＬＥＤチップを組み合わせたもの、これらの２種類または３種類を組み合わせたものを用いることができる。さらに、白色光を発光する光源として、上記の蛍光体から複数種類を組み合わせたものを用いてもよい。しかしながら、黄色蛍光体は、広い波長領域を有し、３色ＬＥＤにより効率よく蛍光に対する透過光１１７のベースラインＢＬの補正を行うことができるため、黄色蛍光体＋青色ＬＥＤチップ１２１と赤色ＬＥＤチップ１２２と緑色ＬＥＤチップ１２３と青色ＬＥＤチップ１２４とを用いることが、本発明の効果を最大限に得る観点から好ましい。
　以上、本発明の一実施形態に係る水質計および水質管理システムについて詳細に説明したが本発明の主旨はこれに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段、制御手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　１０１　水質計
　１０２　試薬ユニット
　１０３　分析ユニット
　１０４　通信制御ユニット
　１０６　試料水
　１０７　分析用試薬
　１１８　混合部
　１１９　反応部
　１２０　分析部
　１１２　光源
　１２０３　ゲートウェイ
　１２０４　クラウドサーバ
　１１７　透過光
　ＢＬ　　ベースライン
　１１３　分光セル

Claims (13)

  1. 　試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、
    　前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含む分析ユニットと、を有し、
    　前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする
    　ことを特徴とする水質計。
  2. 　請求項１において、
    　前記分析ユニットで測定された前記透過度に関する透過度データおよび前記吸光度に関する吸光度データのうちの少なくとも一方を前記分析ユニットから受信するとともに、受信したデータをゲートウェイに送信し、さらに、前記試薬ユニットおよび前記分析ユニットの制御を行う通信制御ユニットを備えていることを特徴とする水質計。
  3. 　請求項１において、
    　前記白色光を発光する光源が、蛍光体を含んでいることを特徴とする水質計。
  4. 　請求項１において、
    　前記複数の光源を順次発光させることを特徴とする水質計。
  5. 　請求項１において、
    　前記試料水に含まれる前記測定対象物質に対する、前記白色光における透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定することを特徴とする水質計。
  6. 　請求項１において、
    　前記測定対象物質による吸収のない光源に対する透過光の変化に基づいて、前記白色光に対する透過光のベースラインを補正することを特徴とする水質計。
  7. 　請求項１において、
    　前記分析部内に分光セルを有し、当該分光セル内の気泡を除去する流路が設けられていることを特徴とする水質計。
  8. 　請求項１において、
    　前記測定対象物質の濃度が既知である校正液を利用して前記測定対象物質の検量線を補正することを特徴とする水質計。
  9. 　請求項６において、
    　前記白色光に対する前記透過光のベースラインの変化に基づいて、前記分析ユニットの交換時期を判断することを特徴とする水質計。
  10. 　請求項１において、
    　前記分析ユニット内における流体が通流する流路の流路径の代表長さが２ｍｍ以下であることを特徴とする水質計。
  11. 　試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含み、かつ前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする分析ユニットと、ゲートウェイに接続可能な通信制御ユニットと、を有する水質計を複数台有し、
    　取得した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方を前記水質計内で検量線に基づいて濃度に変換し、
    　得られた濃度データの一部のみを前記ゲートウェイを経由してクラウドサーバに送信して保存することを特徴とする水質管理システム。
  12. 　試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬ユニットと、前記試料水と前記分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部、および前記分析部に向けて異なる波長の光を発光する複数の光源を含み、かつ前記複数の光源のうちの少なくとも１つの光源が白色光を発光するか、または前記複数の光源のうちの複数の光源が発光することで白色光とする分析ユニットと、ゲートウェイに接続可能な通信制御ユニットと、を有する水質計を複数台有し、
    　前記水質計で取得した透過度データおよび吸光度データのうちの少なくとも一方を前記ゲートウェイに送信し、
    　送信されてきた前記透過度データおよび前記吸光度データのうちの少なくとも一方を前記ゲートウェイ内で検量線に基づいて濃度に変換し、得られた濃度データの一部のみをクラウドサーバに送信して保存することを特徴とする水質管理システム。
  13. 　請求項１１または１２において、
    　前記通信制御ユニットは、前記透過度データおよび前記吸光度データのうちの少なくとも一方を前記分析ユニットから受信するとともに、受信したデータを前記ゲートウェイに送信し、さらに、前記試薬ユニットおよび前記分析ユニットの制御を行うことを特徴とする水質管理システム。
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