JPH0755701A

JPH0755701A - 液体試料の比重測定装置

Info

Publication number: JPH0755701A
Application number: JP20788293A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Uchigaki; 隆年内垣
Original assignee: Kyoto Daiichi Kagaku KK
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間で正確に液体試料の比重を測定するこ
とのできる液体試料用比重測定装置を安価に提供する。【構成】液体使用の比重測定装置は、測定動作部１と
測定制御部２とから構成されている。測定動作部１には
プリズム３、発光手段４及び受光手段５が設けられてい
る。プリズム３は、液体試料を含浸させた試験紙９に面
接触する接触面６及び入射面７、出射面８を有する。発
光手段４は、発した光を前記入射面７にほぼ臨界角度で
入射させる。入射された光は試験紙９に含浸させた尿で
全反射するが、全反射するのは臨界角度を越えて入射さ
れたものに限られる。この場合、臨界角度は液体試料の
比重によって異なるので、受光手段５での照射範囲が液
体試料の比重に応じて変化する。測定制御部２では、受
光手段５からの検出信号に基づいて液体試料の比重を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、醸造、臨床検査等の種
々の分野で利用される液体試料の比重測定装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
液体試料（例えば、尿等）の比重測定には、液体試料の
屈折率の違いを利用するものや試験紙を利用するものが
ある。屈折率の違いを利用するものでは、液体試料の比
重と屈折率との間に密接な相関関係があるところに着目
しており、例えば次のようなものがある。略三角柱形状のプリズムセル内に液体試料を流入さ
せ、このプリズムセルにスリット光を透過させることに
より、検出器での入射位置の変化に基づいて液体試料の
比重を算出するようにした屈折率計プリズム面を液体試料で被覆し、この液体試料でプリ
ズムを透過する光を全反射させることにより、その全反
射角度の違いに基づいて液体試料の比重を算出するよう
にした屈折率計

【０００３】しかしながら、の屈折率計では、プリズ
ムセル内に順次異なる液体試料を流入させて比重の測定
を行なうため、プリズムセル内に残存する液体試料と新
たに流入させる液体試料とが混合して測定結果に誤差が
生じることになる。このため、随時プリズムセル及び流
路の内面を洗浄する必要があり、測定時間がかかるとい
う問題がある。また、この場合、多数の試料を測定しよ
うとする場合、液体試料採取機構が必要であり、液体試
料の流路や、その洗浄機構、あるいは、廃液処理部等も
必要であるため、半自動の検査装置（読み取り機構のみ
を備えたもの）に適用して簡単な機構のものとすること
は不可能である。また、の屈折率計では、液体試料で
プリズム面を被覆する作業は非常に面倒であり、これを
全自動の測定装置に適用するとすれば、やはり前記と
同様な問題が予測され、半自動の検査装置に適用するこ
とも不可能である。

【０００４】一方、試験紙を利用するものでは、例え
ば、特開昭55─101047号公報及び特開昭56─21064号公
報に開示のように、液体試料中のイオン濃度と比重との
相関関係に基づき、試験紙中にイオン濃度に応じた色変
化を生じさせる試薬を含有させたものがある。これによ
れば、試験紙を目視あるいは従来周知の測定装置によっ
て容易に読み取り、比重の測定を行なうことが可能であ
る。

【０００５】しかしながら、液体試料によっては、イオ
ン濃度と比重が１：１の相関関係を持たない場合があ
る。特に、尿では試料のＰＨ値（水素イオン濃度）の影
響を受ける上、尿素等はイオン濃度とは無関係であるた
め、信頼性の高い比重測定が困難となっていた。そこ
で、本発明は前記問題点に鑑み、短時間で正確に液体試
料の比重を測定することができ、しかも、半自動の検査
装置にも適用可能な液体試料の比重測定装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、液体試料を含浸させた試験紙に面接触する
接触面及び入射面・出射面を有するプリズム、前記入射
面から拡散光を入射させる発光手段、及び、該発光手段
からプリズムに入射され、試験紙に含浸させた液体試料
で全反射した後、前記出射面から出射される光を受光す
る受光手段を有する測定動作部と、該測定動作部の受光
手段からの検出信号に基づいて液体試料の比重を算出す
る測定制御部とから構成したものである。

【０００７】

【作用】前記構成によれば、測定動作部を移動させ、試
験紙にプリズムの接触面を面接触させる。そして、発光
手段から光を発すると、この光はプリズムの入射面から
接触面に至る。この光は接触面に接触する液体試料で全
反射する。全反射するのは、液体試料の比重によって決
まる臨界角度を越える部分である。受光手段は、この反
射光に基づいて測定制御部に検出信号を発する。測定制
御部はこの検出信号に基づいて液体試料の比重を算出す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１及び図２は本発明に係る液体試料の比重測
定装置を示している。この装置は、測定動作部１と測定
制御部２とから構成されている。そして、測定動作部１
は、プリズム３と、このプリズム３に光を照射する発光
手段４と、反射光を受光してその受光範囲を検出する受
光手段５とを備えている。

【０００９】前記プリズム３は、接触面６、入射面７及
び出射面８を有する。接触面５は装置本体１の先端部か
ら若干突出した部分に位置し、試験紙９に面接触するよ
うになっている。入射面７には凹部７ａが形成されてい
る。この凹部７ａには、一端部を発光手段４に接続され
たガラスファイバー１０の他端部が配設され、接着剤１
１で一体化されている。なお、出射面７近傍の装置本体
１内面には、液体試料からの反射光を受光手段５に向か
ってさらに反射させるためのミラー１２が設けられ、全
反射位置から一定距離を確保するようにしている。

【００１０】前記発光手段４にはＬＥＤ等が使用でき
る。この発光手段４から前記ガラスファイバー１０を介
してプリズム３内に入射される光は拡散光であり、入射
角度には一定の幅がある。前記受光手段５にはＣＣＤラ
インセンサ、フォトダイオード等が使用できる。ＣＣＤ
ラインセンサは、入射する光で形成された電荷の蓄積量
に基づいて照射範囲を検出するようにしたもので、本実
施例では２５６（bit）のものを使用している。測定制
御部２は、前記受光手段５からの検出信号に基づいて予
め入力されている受光手段５での照射範囲と尿比重との
間の相関関係から尿比重を算出し、図示しない表示パネ
ルに表示するものである。

【００１１】前記構成の液体試料の比重測定装置に使用
される試験紙９は従来周知のものである（特公昭56─12
814号公報参照）。この試験紙は、短冊状の支持体９ａ
に所定間隔で複数の濾紙あるいは不織布等からなるパッ
ド９ｂ，９ｃが貼着されている。パッド９ｂには液体試
料の特定成分を分析するための試薬がそれぞれ含有され
ている。パッド９ｃは反射率補正用で、試薬は含有され
ていない。すなわち、パッド９ｂでの反射率検査におい
て尿自身の色により反射条件が異なることがあるので、
パッド９ｃを設けているのである。なお、本発明ではパ
ッド９ｃで尿比重の測定を行っているが、含有される試
薬が比重値に影響を及ぼさないものであれば、そのパッ
ド９ｂを使用するようにしてもよい。

【００１２】次に、前記比重測定装置による比重測定法
について説明する。まず、試験紙９のパッド９ｃに点着
あるいはディッピング（試験紙を尿内に浸漬すること）
により尿を含浸させる。そして、測定動作部１を移動さ
せ、パッド９ｃの上方で一旦停止させた後、プリズム３
の接触面５がパッド９ｃに接触するまで降下させる。続
いて、発光手段４から光を発し、ガラスファイバー１０
を介してプリズム３に入射させる。プリズム３に入射さ
れた光は直進し、接触面５に接触するパッド９ｃに至
る。ここでは、パッド９ｃを構成する繊維に対し、尿の
占有面積が大きいため、入射光はパッド９ｃの影響を殆
ど受けることなく、尿で全反射あるいは尿を透過するこ
とになる。その後、反射光は反射面８から出射され、ミ
ラー１２で再び反射された後、受光手段５に照射され
る。

【００１３】ところで、前記パッド９ｃでの反射光は、
尿の比重（濃度）の違いによって全反射する角度が異な
る。すなわち、図３に示すように、臨界角度（臨界角度
φ＝ｓｉｎ^-1（ｎ₂／ｎ₁）、ｎ₁：プリズム３の屈折
率，ｎ₂：尿の屈曲率）を越える角度でプリズム３内に
入射される光は全反射し（図３中２点鎖線で示す。）、
越えない角度で入射される光は尿を透過する（図３中点
線で示す。）。

【００１４】一方、発光手段４から入射される光は拡散
光であり、入射角度にはばらつきがある。したがって、
前記臨界角度を越えて入射される光のみが全反射して受
光手段５に照射されることになり、その照射範囲に尿比
重の違いに応じて差が生じることになる。

【００１５】具体的に、尿の比重/屈折率が1.0/1.333、
1.025/1.343、1.050/1.353の場合の照射範囲とセンサ出
力との関係は図４に示すようになった。すなわち、尿比
重/屈折率が1.0/1.333の場合はセンサ出力は35〜110bit
の間で大きく変化し、1.025/1.343の場合は90〜150bit
の間で大きく変化し、1.050/1.353の場合は130〜200bit
の間で大きく変化した。

【００１６】このようにして受光手段５に反射光が照射
されると、受光手段５から測定制御部２に検出信号が入
力され、前述のように、尿比重が算出されると共に表示
パネルに表示される。尿比重の測定が済めば、測定動作
部１を上昇させて次回の測定に備える。ただし、この場
合、接触面５に前回測定の尿が付着する恐れがあるの
で、洗浄あるいは拭取作業を施すようにするのが好まし
い。

【００１７】なお、前記比重測定装置は、試験紙９の各
パッド９ｂでの成分分析を行なうための検査装置に組み
込まれて使用するのが好ましい。この場合、その検査装
置はディッピングから反射率の測定までを自動で行なう
全自動タイプ、反射率の測定だけを行なう半自動タイプ
のいずれのものにも適用できる。勿論、単独でも使用で
き、前記試験紙９には、前述のように、異なる試薬を含
有する複数のパッド９ｂを有するものであってもよい
し、試薬を含浸させない１つのパッド９ｃを有するだけ
のものであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る液体試料用比重測定装置によれば、測定動作部の
先端に設けたプリズムの接触面を、液体試料を含浸させ
た試験紙に接触させるだけで簡単に比重の測定ができ
る。また、前記測定動作部は、プリズム、発光手段及び
受光手段を備えただけの簡単な構成であり、コンパクト
で安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る液体試料用比重測定装置及び
試験紙の正面図である。

【図２】図１の液体試料用比重測定装置の先端部断面
図である。

【図３】図１の装置本体先端部を示す部分拡大図であ
る。

【図４】図１の液体試料用比重測定装置の受光手段に
於ける照射範囲とセンサ出力との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…測定動作部、２…測定制御部、３…プリズム、４…
発光手段、５…受光手段、６…接触面、７…入射面、８
…出射面、９…試験紙。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体試料を含浸させた試験紙に面接触す
る接触面及び入射面・出射面を有するプリズム、前記入
射面から拡散光を入射させる発光手段、及び、該発光手
段からプリズムに入射され、試験紙に含浸させた液体試
料で全反射した後、前記出射面から出射される光を受光
する受光手段を有する測定動作部と、該測定動作部の受
光手段からの検出信号に基づいて液体試料の比重を算出
する測定制御部とからなることを特徴とする液体試料の
比重測定装置。