光学式試料測定装置、光学セル、及び、水質測定装置
【課題】簡単な構成でありながら、測定時に試料の流れや外光による影響を受けずに済み、且つ、測定光が通過する部分を清浄にして良好な光透過性を確保して、精度の高い測定結果を得られる濁度測定装置を提供する。
【解決手段】試料導入部Ｕ１ａ及び気密部Ｕ１ｂを備える本体ユニットＵ１と、試料導入部Ｕ１ａ内に配されるとともに、本体ユニットＵ１における楕円の中心軸Ｕ１ｘ回りに回転移動をして、試料導入部Ｕ１ａに試料を導入出可能又はその内部に試料を閉じ込め可能な状態にするとともに、その回転移動に伴って試料導入部Ｕ１ａの所定部分の洗浄を行う洗浄ユニットＵ２と、気密部Ｕ１ｂ内に配され、液体の試料に光を照射する光源３と、気密部Ｕ１ｂ内に配され光源３からの透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳを検出する光検出部４と、を具備するようにした。
【解決手段】試料導入部Ｕ１ａ及び気密部Ｕ１ｂを備える本体ユニットＵ１と、試料導入部Ｕ１ａ内に配されるとともに、本体ユニットＵ１における楕円の中心軸Ｕ１ｘ回りに回転移動をして、試料導入部Ｕ１ａに試料を導入出可能又はその内部に試料を閉じ込め可能な状態にするとともに、その回転移動に伴って試料導入部Ｕ１ａの所定部分の洗浄を行う洗浄ユニットＵ２と、気密部Ｕ１ｂ内に配され、液体の試料に光を照射する光源３と、気密部Ｕ１ｂ内に配され光源３からの透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳを検出する光検出部４と、を具備するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の微粒子を測定する光学式試料測定装置及びこれに用いる光学セル、並びに、液体試料中の濁度を測定する水質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中の濁度を、透過光散乱光方式により測定する濁度計が知られている。
【０００３】
具体的に、この種の濁度計は、白色光を照射する光源と、内部に被測定液が流れる透明な試料セルと、測定セルを透過してくる光源からの光を検出する透過光検出器と、被測定液の濁度成分(微粒子)によって散乱された光を検出する散乱光検出器とを具備し、透過光検出器で検出した透過光量に対する散乱光検出器で検出した散乱光量の比から、濁度が求められるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような濁度計で測定を続けた場合、測定セルに被測定液内の不純物（例えば、細菌や付着性微細藻類など）が付着し、該測定セルの光透過性が阻害され正確な測定が行えなくなる。そこで、試料セルの透光窓を摩擦洗浄するためのモータ駆動の洗浄部材を設け、定期的に透光窓の洗浄が行われるように構成されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０６０３０号公報
【特許文献２】実開平４−１０６７４７号公報
【特許文献３】特開平９−１１３４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の構成、特に特許文献１の構成では、測定中に試料が流れ続けているため、試料中を光が通過する際にゆらぎなどを生じ、光検出器で検出する光はその流れの影響を含んでいる。また、光検出器には、光源以外の光（外光）も到達し得るため、測定結果に外光の影響がある。
【０００６】
特許文献２及び特許文献３の構成では、洗浄部材をモータ駆動しているため構成が複雑となる。そして、このような濁度計を水中に沈めて使用するには、モータ部分等を水から保護する必要があるなど、その構成が益々複雑になってしまうといった問題点を有している。
【０００７】
なお、上述した課題は、透過光散乱光方式を採用する濁度計に限らず、濁度を光学的に検出する他の方式にも共通する課題である。
また、測定時に試料の流れや外光の影響があることは、液体の濁度を測定するときに限らず、気体中に含まれる微粒子等を測定するときにも共通して生じ得る問題である。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、簡単な構成でありながら、試料中の微粒子等を測定するときに、試料の流れや外光による影響を受けずに済み、且つ、測定光が通過する部分を清浄にして良好な光透過性を確保して、精度の高い測定結果を得られる光学式試料測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る光学式試料測定装置は、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備していることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、本体ユニットと洗浄ユニットの両ユニットを相対移動すれば、蓋部を閉成位置にすることができ、試料導入部内に取り込んだ試料を一時的に閉じ込めることができる。このため、試料導入部内の試料を、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、空間内部に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止しながら静止することができる。また、周壁及び蓋部をそれぞれ遮光性を有するものとしているため、測定中に外光が光検出部に到達すること防止して、この光検出部で、光源からの光のみを検出することができる。このように試料の流れや外光による影響のない状態で、光源からの光のみを光検出部で検出することができるため、精度の高い測定を行うことができる。加えて、両ユニットの相対移動の間に、洗浄部が、光源及び光検出部にそれぞれ臨ませた透明部の試料導入部内側を拭き取り洗浄するので、相対移動の度にその透明部の試料導入部内側を清浄にして良好な光透過性を確保し、さらに精度の高い測定を行うことができる。
【００１１】
このように、両ユニットの位置関係で、洗浄と蓋部の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、精度の高い測定を行うことができる。また、簡単な構成で洗浄と蓋部の開閉とを行えるので、特に、全体を水中に沈めて測定を行うときにも好適に用いることができる。
【００１２】
簡単な構成で洗浄部による拭き取り洗浄を行うようにするには、前記洗浄ユニットが、略円筒状の筒状部を備え、この筒状部を、該筒状部の中心軸と一致する前記本体ユニットの所定軸回りに前記相対移動としての回転移動を行うように構成し、且つ、前記洗浄部を前記筒状部の側周面に設けていることが望ましい。
【００１３】
前記蓋部が、前記筒状部の開口端部の一部に設けられ、該開口端部の開口面内に伸びる平板状のものであれば、蓋部の移動方向が、開口端部の開口面の面内方向となるため、その移動方向が面の軸方向であるものと比べ、蓋部の開閉時における試料からの抵抗を少なくでき、簡易な構成を実現することができる。
【００１４】
透過光散乱光方式を用いた測定を行えるようにするには、前記光検出部は、前記試料を透過してくる透過光を検出する透過光検出部と、前記試料で散乱した散乱光を検出する散乱光検出部とを備えることが望ましい。
光学セルが、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、を具備しているのであれば、例えば、上記光学式試料測定装置に好適に適用できる。
本発明の水質測定装置の望ましい態様としては、この水質測定装置が、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる気密部と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備しているものが挙げられる。
このようなものであれば、気密部には液体の試料が侵入することがないので、液体の試料中に浸漬させて使用することができる。また、本体ユニットと洗浄ユニットの両ユニットを相対移動すれば、蓋部を閉成位置にすることができ、試料導入部内に取り込んだ試料を一時的に閉じ込めることができる。このため、試料導入部内の試料を、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、気密部内に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止しながら静止することができる。また、周壁及び蓋部をそれぞれ遮光性を有するものとしているため、測定中に外光が光検出部に到達すること防止して、この光検出部で、光源からの光のみを検出することができる。このように試料の流れや外光による影響のない状態で、光源からの光のみを光検出部で検出することができるため、精度の高い測定を行うことができる。加えて、両ユニットの相対移動の間に、洗浄部が、光源及び光検出部にそれぞれ臨ませた透明部の試料導入部内側を拭き取り洗浄するので、相対移動の度にその透明部の試料導入部内側を清浄にして良好な光透過性を確保し、さらに精度の高い測定を行うことができ、例えば、海水、湖水、河川、上下水路等の環境水を測定する場合でも好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明の光学セルを用いた光学式試料測定装置によれば、ユニット同士の位置関係で、洗浄と蓋部の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、測定時に本体ユニット外の試料の流れによる影響及び外光による影響を防止したり、相対移動の度に光源及び光検出部にそれぞれ臨ませている透明部を清浄にして良好な光透過性を確保したりすることができるようになり、精度の高い測定を行うことができる。
また、本発明の水質測定装置によれば、気密部には液体の試料が侵入することがないので、該気密部内に収容している光源等が液体の試料によって故障するといった不具合を防止することができ、例えば、海水、湖水、河川、上下水道等の環境水の測定に好適に用いることができ、精度良く試料中の濁度の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態に係る水質測定装置である濁度測定装置Ａは、図１に示すように、本体ユニットＵ１及び洗浄ユニットＵ２から成る光学セルＵ等を備え、当該濁度（Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ）測定の他、例えば、ｐＨ、導電率（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）、溶存酸素（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）濃度及び水温などの測定項目を同時に連続測定可能な水質分析装置Ｚに組み込まれて成るものである。この水質分析装置Ｚは、例えば海水中や湖水中等に浸漬させて使用する浸漬型のセンサ部Ｚ１と、当該センサ部Ｚ１に防水タイプのケーブルＺ２を介して電気的に接続された計器本体Ｚ３とを具備している。センサ部Ｚ１は、図１、図２に示すように、水密ケースＺ１１と、その下端部に設けられ各種センサを収容保護するとともに試料取込用の貫通孔Ｚ１２１を複数形成したセンサ収容部Ｚ１２とを備えてなり、本実施形態の濁度測定装置Ａは、センサ収容部Ｚ１２内に収容されている（図２参照）。
そして、この濁度測定装置Ａは、図３、図４、図５等に示すように、液体の試料（図示せず、以下同様）を閉じ込め得る試料導入部Ｕ１ａと液体の試料の侵入のない気密部Ｕ１ｂとを備えた外観視略楕円柱形状の本体ユニットＵ１と、試料導入部Ｕ１ａ内に配されるとともに、本体ユニットＵ１における楕円の中心軸Ｕ１ｘ回りに回転移動して、試料導入部Ｕ１ａに試料を導入出可能又はその内部に試料を閉じ込め可能な状態にするとともに、その回転移動に伴って試料導入部Ｕ１ａの所定部分の洗浄を行う洗浄ユニットＵ２と、気密部Ｕ１ｂ内に配され、液体の試料に光を照射する光源３と、気密部Ｕ１ｂに配され、光源３が光を照射したときの液体の試料を通過する透過光を検出する透過光検出部４ａ、及び、液体の試料中の濁度成分によって散乱された散乱光を検出する散乱光検出部４ｂと、を具備して成るものである。なお、本実施形態では、ケーブル接続した計器本体Ｚ３の操作によって、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動できるように構成している。以下、各部を具体的に説明する。
【００１８】
本体ユニットＵ１は、平面視略楕円形状で遮光性を有する頂壁１１及び底壁１２と、これら各壁１１、１２の周端縁間に設けた遮光性を有する側周壁１３と、頂壁１１及び底壁１２のそれぞれの内面に両端部を接続した円筒状の隔壁１４（以下、円筒状隔壁１４と呼ぶ）と、頂壁１１及び底壁１２に設けた開口部１５と、を具備するものである。本実施形態では、円筒状隔壁１４に囲まれる空間Ｕ１ａを、開口部１５から取り込んだ液体の試料を一時的に閉じ込めることができる試料導入部とし、円筒状隔壁１４及びこの円筒状隔壁１４の外側に設けた頂壁１１、底壁１２及び側周壁１３で囲まれる空間Ｕ１ｂを、液体の試料の侵入のない液密な気密部としている。そして、開口部１５は、平面視中心角９０度の略扇形状の孔であって、２つの開口部１５を、扇の中心を中心点として点対称配置している。また、本実施形態では、例えば、円筒状隔壁１４全体を透明なガラス製のものとしている（すなわち、円筒状隔壁１４全体が本発明の「透明部」である）とともに、頂壁１１、底壁１２及び側周壁１３を、遮光性のみならず、耐水性、耐候性をも有するものとしている。
【００１９】
洗浄ユニットＵ２は、図６、図７、図８、図９、図１０等に示すように、略円筒状の筒状部２１と、この筒状部２１の側周面に形成した３つの光透過孔２２と、筒状部２１の側周面に設けられ、当該洗浄ユニットＵ２の回転移動の間に、当該ワイパ２３の少なくとも一部が円筒状隔壁１４の内側面に接触して該内側面を拭き取り洗浄するワイパ２３（本発明の「洗浄部」に相当）と、筒状部２１の両端の開口端部の一部を塞ぐ位置に設けた遮光性を有する蓋部２４と、その開口の蓋部２４に塞がれていない部分に設定され、筒状部２１内に液体の試料を導入又は導出する導水口２５とを具備するものである。
【００２０】
筒状部２１は、例えば、本体ユニットＵ１の頂壁１１等と同様、耐水性、耐候性を有するものとしている。
【００２１】
光透過孔２２は、略矩形状の孔であって、蓋部２４を閉成位置（ＰＨ）に位置にしたときに、光源３、透過光検出部４ａ、及び、散乱光検出部４ｂにそれぞれ臨む位置となるようにしている。
【００２２】
ワイパ２３は、光源３及び散乱光検出部４ｂのある高さ位置と、透過光検出部４ａのある高さ位置とにそれぞれ２つずつ計４つ取り付けたものである。そして、本実施形態では、例えば、各ワイパ２３の高さ方向の長さ寸法を、各光検出部４の高さ方向の長さ寸法より大きく設定することで、一度の回転移動で拭き取り洗浄が完了できるようにしている。加えて、本実施形態では、例えば、ワイパ２３を、弾性を有するもの（例えばゴム製）とし、且つ、その横断面形状を略三角形状とするとともに、三角形の一辺を筒状部２１に取り付けることで、その一辺と対向する頂点部分で前記内側面の拭き取り洗浄を行えるようにしている。これにより、洗浄ユニットＵ２のスムーズな回転移動を妨げることなく良好な拭き取り洗浄効果を得られる。
【００２３】
蓋部２４は、中心角９０度の略扇形形状のものである。２つの蓋部２４を、扇の中心を中心点として点対称配置することで、筒状部２１の両端の開口端部をそれぞれ面積で約半分塞ぐようにしている。そして、頂面側の蓋部２４の中心を、回転支軸Ｋ１の一端に接続している。回転支軸Ｋ１の他端は、水密ケースＺ１１内の回動支持部１１１に軸支させている。しかして、計器本体の所定操作により回転支軸Ｋ１をその軸周りに回動させることで、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動させて、蓋部２４を次の所定位置に位置付けられるようにしている。すなわち、開口部１５を開成して試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料が出入り可能な開成位置（ＰＫ）、又は、開口部１５を閉成して試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料を閉じ込める閉成位置（ＰＨ）に位置付けることができる。本実施形態では、この蓋部２４を、本体ユニットＵ１の頂壁１１等と同様、遮光性のみならず、耐水性、耐候性をも有するものとしている。
【００２４】
導水口２５は、中心角９０度の略扇形形状の孔である。２つの導水口２５を、扇の中心を中心点として点対称配置することで、筒状部２１の両端の開口をそれぞれ面積で半分開成するようにしている。
【００２５】
光源３は、例えばタングステン電球を用いている。そして、本実施形態では、蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるときに、試料に光を照射するように構成している。
【００２６】
透過光検出部４ａは、透過光を検出すると、その透過光の強度などを電気信号に変換し、これを透過光検出信号として計器本体に対して出力するものである。
【００２７】
散乱光検出部４ｂは、散乱光を検出すると、その散乱光の強度などを電気信号に変換し、これを散乱光検出信号として計器本体に対して出力するものである。
【００２８】
本実施形態では、光源３と散乱光検出部４ｂとを略同じ高さ位置に配置する一方、透過光検出部４ａを、これら光源３及び散乱光検出部４ｂよりも下方位置に配置している。
【００２９】
以上のように構成される濁度測定装置Ａを用いて、水中の濁度を測定する方法を説明する。
【００３０】
（１）試料の取り込み
【００３１】
まず、濁度測定装置Ａ全体を水中に浸漬している状態で、計器本体を所定操作して、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動させて、蓋部２４を開成位置（ＰＫ）に位置付ける。すると、開口部１５は開成するため、この開口部１５から試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料を取り込むことができる（図４参照）。
【００３２】
次に、計器本体を所定操作して、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対してさらに同じ方向へ回転移動（例えば半〜１回転以上）させて、蓋部２４を閉成位置（ＰＨ）に位置付ける。すると、開口部１５は閉成するため、試料導入部Ｕ１ａ内に取り込んだ液体の試料を閉じ込めることができる（図９参照）。
【００３３】
このように、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動している間に、ワイパ２３が円筒状隔壁１４の内側面に接触して該内側面を拭き取り洗浄する。したがって、円筒状隔壁１４の良好な光透過性を確保し、精度の高い測定ができるようになる。
【００３４】
（２）測定時
【００３５】
蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるとき、洗浄ユニットＵ２の各光透過孔２２は、光源３、透過光検出部４ａ、及び、散乱光検出部４ｂにそれぞれ臨む位置に位置付けられる。
【００３６】
このとき、計器本体を所定操作して、光源３から液体の試料に光を照射すると、図９に示すように、液体の試料を通過する透過光ＬＴと、液体の試料中の濁度成分によって散乱された散乱光ＬＳが生じる。これら透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳの強度などを、透過光検出部４ａ及び散乱光検出部４ｂ（以下、光検出部４と総称する）でそれぞれ検出すると、光検出部４は、その強度などを電気信号に変換し、これを検出信号として計器本体に出力する。
【００３７】
しかして、計器本体では、各検出信号に基づいて、透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳの強度比率を演算し、これをあらかじめ求めておいた強度比率と比較することで濁度を求めることができる。
なお、試料を試料導入部Ｕ１ａ内に閉じ込めているため、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、内部に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止して、精度の高い測定を行える。
【００３８】
また、本体ユニットＵ１の頂壁１１、底壁１２及び周壁と、洗浄ユニットＵ２の蓋部２４とを遮光性を有するものとしているため、外光が試料導入部Ｕ１ａ及び気密部Ｕ１ｂに侵入することを防止でき、外光が、光検出部４に到達することを防いで、精度の高い測定を行える。
【００３９】
このように構成した本実施形態に係る濁度測定装置Ａによれば、本体ユニットＵ１とこの本体ユニットＵ１の中心軸Ｕ１ｘ周りに回転移動する洗浄ユニットＵ２との位置関係で、蓋部２４が開口部１５を開成又は閉成するといった簡単な構成でありながら、測定時に本体ユニットＵ１外の試料の流れによる影響及び外光による影響を防止して、精度の高い測定を行うことができる。さらに、洗浄ユニットＵ２を回転移動する度に、ワイパ２３が円筒状隔壁１４の内側面を拭き取り洗浄して清浄にするため良好な光透過性を確保することができるようになり、より精度の高い測定を行うことができる。
【００４０】
すなわち、ユニット同士の位置関係で、洗浄と蓋部２４の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、測定時に試料の流れや外光による影響を受けずに済み、且つ、測定光が通過する部分を清浄にして良好な光透過性を確保して、精度の高い濁度の測定を行うことが可能な濁度測定装置Ａを提供することができる。
【００４１】
開口部１５を、本体ユニットＵ１の頂壁１１及び底壁１２にそれぞれ設けているため、試料導入部Ｕ１ａ内への試料の導入出を容易に行える。また、蓋部２４の回転方向は、その面内方向であるため、移動方向が面の軸方向であるものと比べ、蓋部２４の開閉時における試料からの抵抗が少なくなるため、簡易な構成を実現することができる。
また、気密部Ｕ１ｂには、その内部空間に液体の試料が侵入することがないので、光源３等が液体の試料によって故障するといった問題も発生しない。したがって、海水、湖水、河川、上下水路等の環境水の測定に好適に用いて、精度良く試料中の濁度の測定を行うことができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４３】
例えば、洗浄ユニットＵ２を、本体ユニットＵ１の中心軸Ｕ１ｘ方向へスライド移動する構成とするなど、光学セルＵの構成は適宜変更することもできる。
【００４４】
具体的には、図１１、図１２、図１３に示すように、本体ユニットＵ１は、その頂壁１１及び底壁１２に形成した平面視円形状の開口部１５を具備するものとし、洗浄ユニットＵ２は、開口部１５の直径よりも若干大きな直径を有する平面視円形状の蓋部２４と、この蓋部２４と蓋部２４とを接続する４本の支柱２６と、一方の蓋部２４の周縁部に取り付けたワイパ２３と、を具備し、洗浄ユニットＵ２の本体ユニットＵ１に対するスライド移動により蓋部２４を開成位置（ＰＫ）又は閉成位置（ＰＨ）に位置付けられるようにしたものが挙げられる。
【００４５】
また、測定方式に、透過光散乱光測定方式を用いているが、その他の光を利用した測定方式（透過光測定方式、表面散乱光測定方式、散乱光測定方式、積分球方式など）を用いることができる。なお、採用する測定方式に応じて、光源や光検出部の種類、数、配置場所等を適宜変更できることは言うまでもない。
【００４６】
また、洗浄ユニットＵ２の光透過孔２２を、例えばガラス窓とすることもできる。
【００４７】
ワイパ２３の形状、数、材質、配置場所等は、実施態様に応じて適宜変更可能である。
【００４８】
また、測定対象は、液体の試料に限らず気体の試料であってもよく、気体の試料の場合は、気体中に含まれる微粒子の度合いを測定することができる。この場合、気密部Ｕ１ｂは、液密でない通常の空間としてもよい。
また、光源３が、光を連続的に照射するものとすることができる。この場合には、散乱光検出部４ｂが、蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるときのみ検出信号を取り込むようにすればよい。
【００４９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る一実施形態である濁度測定装置を組み込んだ水質分析装置を示す全体斜視図。
【図２】同実施形態における水質分析装置のセンサ部の構造断面図。
【図３】同実施形態における濁度測定装置を示す全体斜視図。
【図４】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図５】図４におけるｄ１−ｄ１断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図６】同実施形態における洗浄ユニットを示す斜視図。
【図７】同実施形態における洗浄ユニットを示す平面図。
【図８】同実施形態における洗浄ユニットを示す側面図。
【図９】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【図１０】図９におけるｄ２−ｄ２断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【図１１】本発明に係る他の実施形態である濁度測定装置を示す平面図。
【図１２】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図１３】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ・・・・・・水質測定装置（濁度測定装置）
３・・・・・・光源
４・・・・・・透過光検出部
５・・・・・・散乱光検出部
１３・・・・・周壁（側周壁）
１４・・・・・隔壁（円筒状隔壁）
１５・・・・・開口部
２１・・・・・筒状部
２３・・・・・洗浄部（ワイパ）
２４・・・・・蓋部
（ＰＫ）・・・開成位置
（ＰＨ）・・・閉成位置
Ｕ・・・・・・光学セル
Ｕ１・・・・・本体ユニット
Ｕ１ａ・・・・試料導入部
Ｕ１ｂ・・・・空間（気密部）
Ｕ１ｘ・・・・本体ユニットＵ１の所定軸（中心軸）
Ｕ２・・・・・洗浄ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の微粒子を測定する光学式試料測定装置及びこれに用いる光学セル、並びに、液体試料中の濁度を測定する水質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中の濁度を、透過光散乱光方式により測定する濁度計が知られている。
【０００３】
具体的に、この種の濁度計は、白色光を照射する光源と、内部に被測定液が流れる透明な試料セルと、測定セルを透過してくる光源からの光を検出する透過光検出器と、被測定液の濁度成分(微粒子)によって散乱された光を検出する散乱光検出器とを具備し、透過光検出器で検出した透過光量に対する散乱光検出器で検出した散乱光量の比から、濁度が求められるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような濁度計で測定を続けた場合、測定セルに被測定液内の不純物（例えば、細菌や付着性微細藻類など）が付着し、該測定セルの光透過性が阻害され正確な測定が行えなくなる。そこで、試料セルの透光窓を摩擦洗浄するためのモータ駆動の洗浄部材を設け、定期的に透光窓の洗浄が行われるように構成されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０６０３０号公報
【特許文献２】実開平４−１０６７４７号公報
【特許文献３】特開平９−１１３４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の構成、特に特許文献１の構成では、測定中に試料が流れ続けているため、試料中を光が通過する際にゆらぎなどを生じ、光検出器で検出する光はその流れの影響を含んでいる。また、光検出器には、光源以外の光（外光）も到達し得るため、測定結果に外光の影響がある。
【０００６】
特許文献２及び特許文献３の構成では、洗浄部材をモータ駆動しているため構成が複雑となる。そして、このような濁度計を水中に沈めて使用するには、モータ部分等を水から保護する必要があるなど、その構成が益々複雑になってしまうといった問題点を有している。
【０００７】
なお、上述した課題は、透過光散乱光方式を採用する濁度計に限らず、濁度を光学的に検出する他の方式にも共通する課題である。
また、測定時に試料の流れや外光の影響があることは、液体の濁度を測定するときに限らず、気体中に含まれる微粒子等を測定するときにも共通して生じ得る問題である。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、簡単な構成でありながら、試料中の微粒子等を測定するときに、試料の流れや外光による影響を受けずに済み、且つ、測定光が通過する部分を清浄にして良好な光透過性を確保して、精度の高い測定結果を得られる光学式試料測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る光学式試料測定装置は、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備していることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、本体ユニットと洗浄ユニットの両ユニットを相対移動すれば、蓋部を閉成位置にすることができ、試料導入部内に取り込んだ試料を一時的に閉じ込めることができる。このため、試料導入部内の試料を、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、空間内部に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止しながら静止することができる。また、周壁及び蓋部をそれぞれ遮光性を有するものとしているため、測定中に外光が光検出部に到達すること防止して、この光検出部で、光源からの光のみを検出することができる。このように試料の流れや外光による影響のない状態で、光源からの光のみを光検出部で検出することができるため、精度の高い測定を行うことができる。加えて、両ユニットの相対移動の間に、洗浄部が、光源及び光検出部にそれぞれ臨ませた透明部の試料導入部内側を拭き取り洗浄するので、相対移動の度にその透明部の試料導入部内側を清浄にして良好な光透過性を確保し、さらに精度の高い測定を行うことができる。
【００１１】
このように、両ユニットの位置関係で、洗浄と蓋部の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、精度の高い測定を行うことができる。また、簡単な構成で洗浄と蓋部の開閉とを行えるので、特に、全体を水中に沈めて測定を行うときにも好適に用いることができる。
【００１２】
簡単な構成で洗浄部による拭き取り洗浄を行うようにするには、前記洗浄ユニットが、略円筒状の筒状部を備え、この筒状部を、該筒状部の中心軸と一致する前記本体ユニットの所定軸回りに前記相対移動としての回転移動を行うように構成し、且つ、前記洗浄部を前記筒状部の側周面に設けていることが望ましい。
【００１３】
前記蓋部が、前記筒状部の開口端部の一部に設けられ、該開口端部の開口面内に伸びる平板状のものであれば、蓋部の移動方向が、開口端部の開口面の面内方向となるため、その移動方向が面の軸方向であるものと比べ、蓋部の開閉時における試料からの抵抗を少なくでき、簡易な構成を実現することができる。
【００１４】
透過光散乱光方式を用いた測定を行えるようにするには、前記光検出部は、前記試料を透過してくる透過光を検出する透過光検出部と、前記試料で散乱した散乱光を検出する散乱光検出部とを備えることが望ましい。
光学セルが、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、を具備しているのであれば、例えば、上記光学式試料測定装置に好適に適用できる。
本発明の水質測定装置の望ましい態様としては、この水質測定装置が、少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる気密部と、を備える本体ユニットと、前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備しているものが挙げられる。
このようなものであれば、気密部には液体の試料が侵入することがないので、液体の試料中に浸漬させて使用することができる。また、本体ユニットと洗浄ユニットの両ユニットを相対移動すれば、蓋部を閉成位置にすることができ、試料導入部内に取り込んだ試料を一時的に閉じ込めることができる。このため、試料導入部内の試料を、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、気密部内に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止しながら静止することができる。また、周壁及び蓋部をそれぞれ遮光性を有するものとしているため、測定中に外光が光検出部に到達すること防止して、この光検出部で、光源からの光のみを検出することができる。このように試料の流れや外光による影響のない状態で、光源からの光のみを光検出部で検出することができるため、精度の高い測定を行うことができる。加えて、両ユニットの相対移動の間に、洗浄部が、光源及び光検出部にそれぞれ臨ませた透明部の試料導入部内側を拭き取り洗浄するので、相対移動の度にその透明部の試料導入部内側を清浄にして良好な光透過性を確保し、さらに精度の高い測定を行うことができ、例えば、海水、湖水、河川、上下水路等の環境水を測定する場合でも好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明の光学セルを用いた光学式試料測定装置によれば、ユニット同士の位置関係で、洗浄と蓋部の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、測定時に本体ユニット外の試料の流れによる影響及び外光による影響を防止したり、相対移動の度に光源及び光検出部にそれぞれ臨ませている透明部を清浄にして良好な光透過性を確保したりすることができるようになり、精度の高い測定を行うことができる。
また、本発明の水質測定装置によれば、気密部には液体の試料が侵入することがないので、該気密部内に収容している光源等が液体の試料によって故障するといった不具合を防止することができ、例えば、海水、湖水、河川、上下水道等の環境水の測定に好適に用いることができ、精度良く試料中の濁度の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態に係る水質測定装置である濁度測定装置Ａは、図１に示すように、本体ユニットＵ１及び洗浄ユニットＵ２から成る光学セルＵ等を備え、当該濁度（Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ）測定の他、例えば、ｐＨ、導電率（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）、溶存酸素（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）濃度及び水温などの測定項目を同時に連続測定可能な水質分析装置Ｚに組み込まれて成るものである。この水質分析装置Ｚは、例えば海水中や湖水中等に浸漬させて使用する浸漬型のセンサ部Ｚ１と、当該センサ部Ｚ１に防水タイプのケーブルＺ２を介して電気的に接続された計器本体Ｚ３とを具備している。センサ部Ｚ１は、図１、図２に示すように、水密ケースＺ１１と、その下端部に設けられ各種センサを収容保護するとともに試料取込用の貫通孔Ｚ１２１を複数形成したセンサ収容部Ｚ１２とを備えてなり、本実施形態の濁度測定装置Ａは、センサ収容部Ｚ１２内に収容されている（図２参照）。
そして、この濁度測定装置Ａは、図３、図４、図５等に示すように、液体の試料（図示せず、以下同様）を閉じ込め得る試料導入部Ｕ１ａと液体の試料の侵入のない気密部Ｕ１ｂとを備えた外観視略楕円柱形状の本体ユニットＵ１と、試料導入部Ｕ１ａ内に配されるとともに、本体ユニットＵ１における楕円の中心軸Ｕ１ｘ回りに回転移動して、試料導入部Ｕ１ａに試料を導入出可能又はその内部に試料を閉じ込め可能な状態にするとともに、その回転移動に伴って試料導入部Ｕ１ａの所定部分の洗浄を行う洗浄ユニットＵ２と、気密部Ｕ１ｂ内に配され、液体の試料に光を照射する光源３と、気密部Ｕ１ｂに配され、光源３が光を照射したときの液体の試料を通過する透過光を検出する透過光検出部４ａ、及び、液体の試料中の濁度成分によって散乱された散乱光を検出する散乱光検出部４ｂと、を具備して成るものである。なお、本実施形態では、ケーブル接続した計器本体Ｚ３の操作によって、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動できるように構成している。以下、各部を具体的に説明する。
【００１８】
本体ユニットＵ１は、平面視略楕円形状で遮光性を有する頂壁１１及び底壁１２と、これら各壁１１、１２の周端縁間に設けた遮光性を有する側周壁１３と、頂壁１１及び底壁１２のそれぞれの内面に両端部を接続した円筒状の隔壁１４（以下、円筒状隔壁１４と呼ぶ）と、頂壁１１及び底壁１２に設けた開口部１５と、を具備するものである。本実施形態では、円筒状隔壁１４に囲まれる空間Ｕ１ａを、開口部１５から取り込んだ液体の試料を一時的に閉じ込めることができる試料導入部とし、円筒状隔壁１４及びこの円筒状隔壁１４の外側に設けた頂壁１１、底壁１２及び側周壁１３で囲まれる空間Ｕ１ｂを、液体の試料の侵入のない液密な気密部としている。そして、開口部１５は、平面視中心角９０度の略扇形状の孔であって、２つの開口部１５を、扇の中心を中心点として点対称配置している。また、本実施形態では、例えば、円筒状隔壁１４全体を透明なガラス製のものとしている（すなわち、円筒状隔壁１４全体が本発明の「透明部」である）とともに、頂壁１１、底壁１２及び側周壁１３を、遮光性のみならず、耐水性、耐候性をも有するものとしている。
【００１９】
洗浄ユニットＵ２は、図６、図７、図８、図９、図１０等に示すように、略円筒状の筒状部２１と、この筒状部２１の側周面に形成した３つの光透過孔２２と、筒状部２１の側周面に設けられ、当該洗浄ユニットＵ２の回転移動の間に、当該ワイパ２３の少なくとも一部が円筒状隔壁１４の内側面に接触して該内側面を拭き取り洗浄するワイパ２３（本発明の「洗浄部」に相当）と、筒状部２１の両端の開口端部の一部を塞ぐ位置に設けた遮光性を有する蓋部２４と、その開口の蓋部２４に塞がれていない部分に設定され、筒状部２１内に液体の試料を導入又は導出する導水口２５とを具備するものである。
【００２０】
筒状部２１は、例えば、本体ユニットＵ１の頂壁１１等と同様、耐水性、耐候性を有するものとしている。
【００２１】
光透過孔２２は、略矩形状の孔であって、蓋部２４を閉成位置（ＰＨ）に位置にしたときに、光源３、透過光検出部４ａ、及び、散乱光検出部４ｂにそれぞれ臨む位置となるようにしている。
【００２２】
ワイパ２３は、光源３及び散乱光検出部４ｂのある高さ位置と、透過光検出部４ａのある高さ位置とにそれぞれ２つずつ計４つ取り付けたものである。そして、本実施形態では、例えば、各ワイパ２３の高さ方向の長さ寸法を、各光検出部４の高さ方向の長さ寸法より大きく設定することで、一度の回転移動で拭き取り洗浄が完了できるようにしている。加えて、本実施形態では、例えば、ワイパ２３を、弾性を有するもの（例えばゴム製）とし、且つ、その横断面形状を略三角形状とするとともに、三角形の一辺を筒状部２１に取り付けることで、その一辺と対向する頂点部分で前記内側面の拭き取り洗浄を行えるようにしている。これにより、洗浄ユニットＵ２のスムーズな回転移動を妨げることなく良好な拭き取り洗浄効果を得られる。
【００２３】
蓋部２４は、中心角９０度の略扇形形状のものである。２つの蓋部２４を、扇の中心を中心点として点対称配置することで、筒状部２１の両端の開口端部をそれぞれ面積で約半分塞ぐようにしている。そして、頂面側の蓋部２４の中心を、回転支軸Ｋ１の一端に接続している。回転支軸Ｋ１の他端は、水密ケースＺ１１内の回動支持部１１１に軸支させている。しかして、計器本体の所定操作により回転支軸Ｋ１をその軸周りに回動させることで、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動させて、蓋部２４を次の所定位置に位置付けられるようにしている。すなわち、開口部１５を開成して試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料が出入り可能な開成位置（ＰＫ）、又は、開口部１５を閉成して試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料を閉じ込める閉成位置（ＰＨ）に位置付けることができる。本実施形態では、この蓋部２４を、本体ユニットＵ１の頂壁１１等と同様、遮光性のみならず、耐水性、耐候性をも有するものとしている。
【００２４】
導水口２５は、中心角９０度の略扇形形状の孔である。２つの導水口２５を、扇の中心を中心点として点対称配置することで、筒状部２１の両端の開口をそれぞれ面積で半分開成するようにしている。
【００２５】
光源３は、例えばタングステン電球を用いている。そして、本実施形態では、蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるときに、試料に光を照射するように構成している。
【００２６】
透過光検出部４ａは、透過光を検出すると、その透過光の強度などを電気信号に変換し、これを透過光検出信号として計器本体に対して出力するものである。
【００２７】
散乱光検出部４ｂは、散乱光を検出すると、その散乱光の強度などを電気信号に変換し、これを散乱光検出信号として計器本体に対して出力するものである。
【００２８】
本実施形態では、光源３と散乱光検出部４ｂとを略同じ高さ位置に配置する一方、透過光検出部４ａを、これら光源３及び散乱光検出部４ｂよりも下方位置に配置している。
【００２９】
以上のように構成される濁度測定装置Ａを用いて、水中の濁度を測定する方法を説明する。
【００３０】
（１）試料の取り込み
【００３１】
まず、濁度測定装置Ａ全体を水中に浸漬している状態で、計器本体を所定操作して、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動させて、蓋部２４を開成位置（ＰＫ）に位置付ける。すると、開口部１５は開成するため、この開口部１５から試料導入部Ｕ１ａ内に液体の試料を取り込むことができる（図４参照）。
【００３２】
次に、計器本体を所定操作して、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対してさらに同じ方向へ回転移動（例えば半〜１回転以上）させて、蓋部２４を閉成位置（ＰＨ）に位置付ける。すると、開口部１５は閉成するため、試料導入部Ｕ１ａ内に取り込んだ液体の試料を閉じ込めることができる（図９参照）。
【００３３】
このように、洗浄ユニットＵ２を本体ユニットＵ１に対して回転移動している間に、ワイパ２３が円筒状隔壁１４の内側面に接触して該内側面を拭き取り洗浄する。したがって、円筒状隔壁１４の良好な光透過性を確保し、精度の高い測定ができるようになる。
【００３４】
（２）測定時
【００３５】
蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるとき、洗浄ユニットＵ２の各光透過孔２２は、光源３、透過光検出部４ａ、及び、散乱光検出部４ｂにそれぞれ臨む位置に位置付けられる。
【００３６】
このとき、計器本体を所定操作して、光源３から液体の試料に光を照射すると、図９に示すように、液体の試料を通過する透過光ＬＴと、液体の試料中の濁度成分によって散乱された散乱光ＬＳが生じる。これら透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳの強度などを、透過光検出部４ａ及び散乱光検出部４ｂ（以下、光検出部４と総称する）でそれぞれ検出すると、光検出部４は、その強度などを電気信号に変換し、これを検出信号として計器本体に出力する。
【００３７】
しかして、計器本体では、各検出信号に基づいて、透過光ＬＴ及び散乱光ＬＳの強度比率を演算し、これをあらかじめ求めておいた強度比率と比較することで濁度を求めることができる。
なお、試料を試料導入部Ｕ１ａ内に閉じ込めているため、外部の試料の流れによる影響（例えば、外部の試料の流れによって、内部に閉じ込めている試料自体に流れが発生すること等）を防止して、精度の高い測定を行える。
【００３８】
また、本体ユニットＵ１の頂壁１１、底壁１２及び周壁と、洗浄ユニットＵ２の蓋部２４とを遮光性を有するものとしているため、外光が試料導入部Ｕ１ａ及び気密部Ｕ１ｂに侵入することを防止でき、外光が、光検出部４に到達することを防いで、精度の高い測定を行える。
【００３９】
このように構成した本実施形態に係る濁度測定装置Ａによれば、本体ユニットＵ１とこの本体ユニットＵ１の中心軸Ｕ１ｘ周りに回転移動する洗浄ユニットＵ２との位置関係で、蓋部２４が開口部１５を開成又は閉成するといった簡単な構成でありながら、測定時に本体ユニットＵ１外の試料の流れによる影響及び外光による影響を防止して、精度の高い測定を行うことができる。さらに、洗浄ユニットＵ２を回転移動する度に、ワイパ２３が円筒状隔壁１４の内側面を拭き取り洗浄して清浄にするため良好な光透過性を確保することができるようになり、より精度の高い測定を行うことができる。
【００４０】
すなわち、ユニット同士の位置関係で、洗浄と蓋部２４の開閉とを同時に行えるといった簡単な構成でありながら、測定時に試料の流れや外光による影響を受けずに済み、且つ、測定光が通過する部分を清浄にして良好な光透過性を確保して、精度の高い濁度の測定を行うことが可能な濁度測定装置Ａを提供することができる。
【００４１】
開口部１５を、本体ユニットＵ１の頂壁１１及び底壁１２にそれぞれ設けているため、試料導入部Ｕ１ａ内への試料の導入出を容易に行える。また、蓋部２４の回転方向は、その面内方向であるため、移動方向が面の軸方向であるものと比べ、蓋部２４の開閉時における試料からの抵抗が少なくなるため、簡易な構成を実現することができる。
また、気密部Ｕ１ｂには、その内部空間に液体の試料が侵入することがないので、光源３等が液体の試料によって故障するといった問題も発生しない。したがって、海水、湖水、河川、上下水路等の環境水の測定に好適に用いて、精度良く試料中の濁度の測定を行うことができる。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４３】
例えば、洗浄ユニットＵ２を、本体ユニットＵ１の中心軸Ｕ１ｘ方向へスライド移動する構成とするなど、光学セルＵの構成は適宜変更することもできる。
【００４４】
具体的には、図１１、図１２、図１３に示すように、本体ユニットＵ１は、その頂壁１１及び底壁１２に形成した平面視円形状の開口部１５を具備するものとし、洗浄ユニットＵ２は、開口部１５の直径よりも若干大きな直径を有する平面視円形状の蓋部２４と、この蓋部２４と蓋部２４とを接続する４本の支柱２６と、一方の蓋部２４の周縁部に取り付けたワイパ２３と、を具備し、洗浄ユニットＵ２の本体ユニットＵ１に対するスライド移動により蓋部２４を開成位置（ＰＫ）又は閉成位置（ＰＨ）に位置付けられるようにしたものが挙げられる。
【００４５】
また、測定方式に、透過光散乱光測定方式を用いているが、その他の光を利用した測定方式（透過光測定方式、表面散乱光測定方式、散乱光測定方式、積分球方式など）を用いることができる。なお、採用する測定方式に応じて、光源や光検出部の種類、数、配置場所等を適宜変更できることは言うまでもない。
【００４６】
また、洗浄ユニットＵ２の光透過孔２２を、例えばガラス窓とすることもできる。
【００４７】
ワイパ２３の形状、数、材質、配置場所等は、実施態様に応じて適宜変更可能である。
【００４８】
また、測定対象は、液体の試料に限らず気体の試料であってもよく、気体の試料の場合は、気体中に含まれる微粒子の度合いを測定することができる。この場合、気密部Ｕ１ｂは、液密でない通常の空間としてもよい。
また、光源３が、光を連続的に照射するものとすることができる。この場合には、散乱光検出部４ｂが、蓋部２４が閉成位置（ＰＨ）にあるときのみ検出信号を取り込むようにすればよい。
【００４９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る一実施形態である濁度測定装置を組み込んだ水質分析装置を示す全体斜視図。
【図２】同実施形態における水質分析装置のセンサ部の構造断面図。
【図３】同実施形態における濁度測定装置を示す全体斜視図。
【図４】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図５】図４におけるｄ１−ｄ１断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図６】同実施形態における洗浄ユニットを示す斜視図。
【図７】同実施形態における洗浄ユニットを示す平面図。
【図８】同実施形態における洗浄ユニットを示す側面図。
【図９】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【図１０】図９におけるｄ２−ｄ２断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【図１１】本発明に係る他の実施形態である濁度測定装置を示す平面図。
【図１２】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：開成位置）。
【図１３】同実施形態における濁度測定装置の縦断面を示す図（蓋部：閉成位置）。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ・・・・・・水質測定装置（濁度測定装置）
３・・・・・・光源
４・・・・・・透過光検出部
５・・・・・・散乱光検出部
１３・・・・・周壁（側周壁）
１４・・・・・隔壁（円筒状隔壁）
１５・・・・・開口部
２１・・・・・筒状部
２３・・・・・洗浄部（ワイパ）
２４・・・・・蓋部
（ＰＫ）・・・開成位置
（ＰＨ）・・・閉成位置
Ｕ・・・・・・光学セル
Ｕ１・・・・・本体ユニット
Ｕ１ａ・・・・試料導入部
Ｕ１ｂ・・・・空間（気密部）
Ｕ１ｘ・・・・本体ユニットＵ１の所定軸（中心軸）
Ｕ２・・・・・洗浄ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、
前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備している光学式試料測定装置。
【請求項２】
前記洗浄ユニットが、略円筒状の筒状部を備え、この筒状部を、該筒状部の中心軸と一致する前記本体ユニットの所定軸回りに前記相対移動としての回転移動を行うように構成し、且つ、前記洗浄部を前記筒状部の側周面に設けている請求項１記載の光学式試料測定装置。
【請求項３】
前記蓋部が、前記筒状部の開口端部の一部に設けられ、該開口端部の開口面内に伸びる平板状のものである請求項２記載の光学式試料測定装置。
【請求項４】
前記光検出部は、前記試料を透過してくる透過光を検出する透過光検出部と、前記試料で散乱した散乱光を検出する散乱光検出部とを備える請求項１乃至３いずれか記載の光学式試料測定装置。
【請求項５】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
を具備している光学セル。
【請求項６】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる気密部と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、
前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、
を具備している水質測定装置。
【請求項１】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、
前記空間内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、を具備している光学式試料測定装置。
【請求項２】
前記洗浄ユニットが、略円筒状の筒状部を備え、この筒状部を、該筒状部の中心軸と一致する前記本体ユニットの所定軸回りに前記相対移動としての回転移動を行うように構成し、且つ、前記洗浄部を前記筒状部の側周面に設けている請求項１記載の光学式試料測定装置。
【請求項３】
前記蓋部が、前記筒状部の開口端部の一部に設けられ、該開口端部の開口面内に伸びる平板状のものである請求項２記載の光学式試料測定装置。
【請求項４】
前記光検出部は、前記試料を透過してくる透過光を検出する透過光検出部と、前記試料で散乱した散乱光を検出する散乱光検出部とを備える請求項１乃至３いずれか記載の光学式試料測定装置。
【請求項５】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる空間と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
を具備している光学セル。
【請求項６】
少なくとも一部に透明部を有する隔壁で囲まれ、試料を取り込む開口部を有し前記試料を閉じ込め得る試料導入部と、前記隔壁及びこの隔壁の外側に設けた遮光性を有する周壁で囲まれる気密部と、を備える本体ユニットと、
前記本体ユニットと相対移動可能に設けられ、前記相対移動により、前記開口部を開成して前記試料導入部内に前記試料が出入り可能な開成位置、又は、前記開口部を閉成して前記試料導入部内に前記試料を閉じ込める閉成位置に位置付けられる遮光性を有する蓋部と、前記透明部の前記試料導入部内側に接触するとともに、前記相対移動により、該内側部分を拭き取り洗浄する洗浄部と、を備える洗浄ユニットと、
前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記蓋部が前記閉成位置にあるときに、前記試料に光を照射する光源と、
前記気密部内の前記透明部に臨む位置に配され、前記透明部及び前記試料を通過してくる前記光源からの光を検出する光検出部と、
を具備している水質測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２６１７７０（Ｐ２００８−２６１７７０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５５９５（Ｐ２００７−１０５５９５）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
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