JPH01274041A - 濃度測定方法 - Google Patents
濃度測定方法Info
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- JPH01274041A JPH01274041A JP1063408A JP6340889A JPH01274041A JP H01274041 A JPH01274041 A JP H01274041A JP 1063408 A JP1063408 A JP 1063408A JP 6340889 A JP6340889 A JP 6340889A JP H01274041 A JPH01274041 A JP H01274041A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
- H10F30/227—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes the potential barrier being a Schottky barrier
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/103—Integrated devices the at least one element covered by H10F30/00 having potential barriers, e.g. integrated devices comprising photodiodes or phototransistors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、少なくとも一種類の物質の濃度を光学的に測
定するために、その濃度を物質固有の色によって直接的
にまたは媒体中の呈色指示薬の助けによって間接的に観
察することのできる濃度測定方法に関する。
定するために、その濃度を物質固有の色によって直接的
にまたは媒体中の呈色指示薬の助けによって間接的に観
察することのできる濃度測定方法に関する。
例えば液状媒体中の物′ａａ境を正確に１１１１定する
ために、多数の異なった物理的・化学的力ｑノλが用い
られている。多くの場合にはそのために労力の掛かる方
法やまた複雑かつ固定設置された装置が必要である。そ
れゆえ、正確な４度測定を行うことは大抵は実験室でし
か可能ではなく、しかもそこでは種々のスペクトロメー
タ、ガスクロマトグラフ、元素分析計およびその他の多
数の機器を用いて行われる。
ために、多数の異なった物理的・化学的力ｑノλが用い
られている。多くの場合にはそのために労力の掛かる方
法やまた複雑かつ固定設置された装置が必要である。そ
れゆえ、正確な４度測定を行うことは大抵は実験室でし
か可能ではなく、しかもそこでは種々のスペクトロメー
タ、ガスクロマトグラフ、元素分析計およびその他の多
数の機器を用いて行われる。
濃度を迅速にかつ実験室以外の例えば野外にて測定する
という問題が生しると、この種の多数の測定のために光
学的測定方法が使用される。この測定方法は例えば物質
の比濃度に依有する被測定物質自体の呈色またはこの物
質に反応する呈色指示薬の呈色を利用するものである。
という問題が生しると、この種の多数の測定のために光
学的測定方法が使用される。この測定方法は例えば物質
の比濃度に依有する被測定物質自体の呈色またはこの物
質に反応する呈色指示薬の呈色を利用するものである。
このような測定例には呈色指示薬によるｐＨ値測測定あ
る。これには所定のｐｔｔ値で色が変化するかまたは消
失するような物質が対象になる。
る。これには所定のｐｔｔ値で色が変化するかまたは消
失するような物質が対象になる。
単一の指示薬によって２つのｐ ｔ（範囲を識別するこ
とができるので、今日では指示薬を適宜に混合した混合
指示薬が使用されている。この混合指示薬は大きな、Ｈ
値範囲に亘って変化する色調を示す。精度の良いＰＩｌ
値を測定するために、この色調は色表と比較され、この
色表からｐＨ値が読み出される。
とができるので、今日では指示薬を適宜に混合した混合
指示薬が使用されている。この混合指示薬は大きな、Ｈ
値範囲に亘って変化する色調を示す。精度の良いＰＩｌ
値を測定するために、この色調は色表と比較され、この
色表からｐＨ値が読み出される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、色比較によるこのような評価方法は捲端
に主観的となり、しかも別の着色物質が既に存在してい
たりまたは（例えば汚水等の）汚染物質が存在していた
りするとその実施が明らかに困難になるか場合によって
は全く行うことかできなくなる。
に主観的となり、しかも別の着色物質が既に存在してい
たりまたは（例えば汚水等の）汚染物質が存在していた
りするとその実施が明らかに困難になるか場合によって
は全く行うことかできなくなる。
そこで本発明は、簡単に実施することができ、客観的な
評価を行うことができ、さらに妨害を受けることの少な
い色素の濃度測定方法または指示薬もしくは指示薬系の
色調の測定方法を提供することを課題とする。
評価を行うことができ、さらに妨害を受けることの少な
い色素の濃度測定方法または指示薬もしくは指示薬系の
色調の測定方法を提供することを課題とする。
このような課題を解決するために、本発明は、色を有す
る媒体から発せられた光が異なった吸収範囲に感度を有
する複数の独立したホトダイオードによって測定され、
測定値がマトリクスパターンに纏められてパターン認識
の原理に基づいて評価され、そして既知の比較値との比
較にＷづいて物質の濃度が検知されることを特徴とする
。
る媒体から発せられた光が異なった吸収範囲に感度を有
する複数の独立したホトダイオードによって測定され、
測定値がマトリクスパターンに纏められてパターン認識
の原理に基づいて評価され、そして既知の比較値との比
較にＷづいて物質の濃度が検知されることを特徴とする
。
本発明の実施態様は請求項２以下に記載されている。
本発明による測定方法のための簡単な適用例には、ｐＨ
値が変化しながら進行する化学反応が挙げられる。所定
のＰＨ値でこの化学反応が終了もしくは完了すると、反
応媒体つまり溶液にはそのＰ ［１値で変色する単一の
呈色指示薬つまりＰＨＨ示薬が添加される。例えばメチ
ルオレンジは強酸範囲では赤色を呈しかつｐＨ値３〜４
．５で黄色に変色する色素である。この化学反応を観察
するためには２個のホトダイオードがあれば十分であり
、その場合ダイオードの最大感度は両指示薬の色に特を
な波長範囲に位置する。その際、ダイオードのそれぞれ
の感度範囲が明確に限定されるかまたは狭くされている
必要はない。色判定はその場合には２つの測定値から成
るパターンを評価することによって行われる。パターン
は比較測定によって知りかつ評価装置に記憶されるので
、変色検知は自動化でき、正確に再現することができる
。
値が変化しながら進行する化学反応が挙げられる。所定
のＰＨ値でこの化学反応が終了もしくは完了すると、反
応媒体つまり溶液にはそのＰ ［１値で変色する単一の
呈色指示薬つまりＰＨＨ示薬が添加される。例えばメチ
ルオレンジは強酸範囲では赤色を呈しかつｐＨ値３〜４
．５で黄色に変色する色素である。この化学反応を観察
するためには２個のホトダイオードがあれば十分であり
、その場合ダイオードの最大感度は両指示薬の色に特を
な波長範囲に位置する。その際、ダイオードのそれぞれ
の感度範囲が明確に限定されるかまたは狭くされている
必要はない。色判定はその場合には２つの測定値から成
るパターンを評価することによって行われる。パターン
は比較測定によって知りかつ評価装置に記憶されるので
、変色検知は自動化でき、正確に再現することができる
。
複雑な問題に対しては勿論異なった波長範囲において吸
収特性を有する多数のホトダイオードが必要である。存
利なやり方によれば、これらのホトダイオードは単一の
電子部品上に集積される。
収特性を有する多数のホトダイオードが必要である。存
利なやり方によれば、これらのホトダイオードは単一の
電子部品上に集積される。
それによって取扱が簡単になる。従って、本発明の一実
施態様によれば、例えばアルバートショッファ（讐、＾
１ｂｅｒｔｓｃｈｏｆｅｒ）およびゲルハルト（Ａ、Ｇ
ｅｒｈａｒｄ）の「スペクトロメータダイオードを使用
した液体分析（Ｆｌｉｓｓｉｇｋｅｉｔｓａｎａｌｙｓ
ｅ ｕｎｔｅｒ Ｖｅｒｗｅｎｄｕｎｇ ｅｌｎｅｒ
Ｓｐｅｋｔｒｏｍｅｔｅｒｄｉｏｄｅ ）センサ技術お
よび応用会１ｉｉ１事録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ Ｓｅｎｓｏｒｅｎ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｕｎ
ｄ Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ ） 、西独パートナウハイム
、１９８６年、ＮＴＧ専門報告書（ＮＴＧ−Ｆａｃｈｂ
ｅｒｉｃｈＬｅ ）第９３号、付録第３０頁にて公知で
あるいわゆるスペクトロメータダイオードが使用される
。このスペクトロメータダイオードはエネルギーギャッ
プが連続的に可変である半導体材料から成る膜構造体に
よって実現される。一番大きなエネルギーギャップを有
する側がらダイオードに光照射すると、光子が半導体内
へ侵入し、そのエネルギーと同じエネルギーギャップを
有する半導体膜内で吸収される。ダイオードの背面を斜
めカットすることによって、ショットキー接触を異なっ
たエネルギーギャップを有する異なった股上に設けるこ
とが出来る。それゆえ、生ぜしめられた信号は入射光の
異なった波長に関係付けられ得る。
施態様によれば、例えばアルバートショッファ（讐、＾
１ｂｅｒｔｓｃｈｏｆｅｒ）およびゲルハルト（Ａ、Ｇ
ｅｒｈａｒｄ）の「スペクトロメータダイオードを使用
した液体分析（Ｆｌｉｓｓｉｇｋｅｉｔｓａｎａｌｙｓ
ｅ ｕｎｔｅｒ Ｖｅｒｗｅｎｄｕｎｇ ｅｌｎｅｒ
Ｓｐｅｋｔｒｏｍｅｔｅｒｄｉｏｄｅ ）センサ技術お
よび応用会１ｉｉ１事録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ Ｓｅｎｓｏｒｅｎ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｕｎ
ｄ Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ ） 、西独パートナウハイム
、１９８６年、ＮＴＧ専門報告書（ＮＴＧ−Ｆａｃｈｂ
ｅｒｉｃｈＬｅ ）第９３号、付録第３０頁にて公知で
あるいわゆるスペクトロメータダイオードが使用される
。このスペクトロメータダイオードはエネルギーギャッ
プが連続的に可変である半導体材料から成る膜構造体に
よって実現される。一番大きなエネルギーギャップを有
する側がらダイオードに光照射すると、光子が半導体内
へ侵入し、そのエネルギーと同じエネルギーギャップを
有する半導体膜内で吸収される。ダイオードの背面を斜
めカットすることによって、ショットキー接触を異なっ
たエネルギーギャップを有する異なった股上に設けるこ
とが出来る。それゆえ、生ぜしめられた信号は入射光の
異なった波長に関係付けられ得る。
本発明におけるスペクトロメータダイオードを高感度に
改善することは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７
３６２０１号公報および第３７４３１３１号公報に基づ
いて行うことが出来る。−方スペクトロメータダイオー
ドを駆動するための種り異なった駆動方法は、ドイツ連
邦共和国特許出願公開第３７３６２０３号公報に記載さ
れＣいる。
改善することは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７
３６２０１号公報および第３７４３１３１号公報に基づ
いて行うことが出来る。−方スペクトロメータダイオー
ドを駆動するための種り異なった駆動方法は、ドイツ連
邦共和国特許出願公開第３７３６２０３号公報に記載さ
れＣいる。
このようなスペクトロメータダイオードはその構造に応
じて約１５以下の異なった吸収範囲で検出することが出
来る。適切な駆動方法によって、例えばダイオードの駆
動電圧を変えることによって、個々のダイオードの感度
範囲をずらすことが出来る。それによって、それぞれの
個別ダイオードから２つ以上の信号を得ることができる
。このことによって測定値密度が高められ、その評価が
１′８Ｙ４ｉになり、測定結果がより正確になる。
じて約１５以下の異なった吸収範囲で検出することが出
来る。適切な駆動方法によって、例えばダイオードの駆
動電圧を変えることによって、個々のダイオードの感度
範囲をずらすことが出来る。それによって、それぞれの
個別ダイオードから２つ以上の信号を得ることができる
。このことによって測定値密度が高められ、その評価が
１′８Ｙ４ｉになり、測定結果がより正確になる。
本発明による測定方法は、反応体の一つが色をイｊする
かまたは呈色指示薬によって検出可能である場合には、
化学反応を連続的に観察するために使用すること力咄来
る。各個別ダイオードは時間つまり４度に依有する信号
を与えるが、この信号は数学的原理に基づいて特性曲線
について検討する（例えば導関数を形成したり特性曲線
の極大値および極小値を求めたりする）ことにより評価
することか出来る。それによって、観察される物質濃度
を正確に測定することができ、従って何時でも化学反応
の瞬時状態を把握することの出来る別の情報が得られる
。
かまたは呈色指示薬によって検出可能である場合には、
化学反応を連続的に観察するために使用すること力咄来
る。各個別ダイオードは時間つまり４度に依有する信号
を与えるが、この信号は数学的原理に基づいて特性曲線
について検討する（例えば導関数を形成したり特性曲線
の極大値および極小値を求めたりする）ことにより評価
することか出来る。それによって、観察される物質濃度
を正確に測定することができ、従って何時でも化学反応
の瞬時状態を把握することの出来る別の情報が得られる
。
本発明による測定方法を反応経過の連続観察に用いると
、妨害源が殆ど完全に除去されるという利点が奏される
。即ち、観察される媒体内に場合によっては存在するが
反応には関与しない別の着色物質または濁ったｌＦｊ染
物質は、色の視覚的検知を困難にするか、時間の経過を
伴う測定が行われる場合には一定の゛ハックグラウンド
ノイズ゛として除去される。
、妨害源が殆ど完全に除去されるという利点が奏される
。即ち、観察される媒体内に場合によっては存在するが
反応には関与しない別の着色物質または濁ったｌＦｊ染
物質は、色の視覚的検知を困難にするか、時間の経過を
伴う測定が行われる場合には一定の゛ハックグラウンド
ノイズ゛として除去される。
本発明による測定方法の他の応用例によれば、色調を求
めること、つまり既知の色素から成る（Ｉｔ色の組成を
測定することが出来る。このような問題は例えば混合指
示薬を用いてｐ Ｈ値測定を行う際に生じる。しかしな
がら、例えば工業用水または自由に流れている河川水を
分析して所定の物質を測定するような他の方法において
も呈色指示薬は使用されるが、その呈色指示薬の°“指
示°゛は本発明によって評価することが出来る。
めること、つまり既知の色素から成る（Ｉｔ色の組成を
測定することが出来る。このような問題は例えば混合指
示薬を用いてｐ Ｈ値測定を行う際に生じる。しかしな
がら、例えば工業用水または自由に流れている河川水を
分析して所定の物質を測定するような他の方法において
も呈色指示薬は使用されるが、その呈色指示薬の°“指
示°゛は本発明によって評価することが出来る。
次に、本発明の実施例を図面に括づいて詳細に説明する
。
。
第１図にはスペクトロメータダイオードが示されている
。このスペクトロメータダイオードは例えばリン化イン
ジウムによって構成された基板ｌを含んでいる。基板ｌ
上には、連続的な可変数Ｘを有する例えばリン化インジ
ウム／ヒ化物１ｎＰ１−ｘＡＳｌｌによって構成された
膜構造体２が設けられている。なお、Ｘ値はＯ〜１の値
を取り得る。
。このスペクトロメータダイオードは例えばリン化イン
ジウムによって構成された基板ｌを含んでいる。基板ｌ
上には、連続的な可変数Ｘを有する例えばリン化インジ
ウム／ヒ化物１ｎＰ１−ｘＡＳｌｌによって構成された
膜構造体２が設けられている。なお、Ｘ値はＯ〜１の値
を取り得る。
膜構造体２の混合結晶におけるエネルギーギャップは基
板１から連続的に減少する。このエネルギーギャップは
例えば基板（ｌｎＰ）１の１．３ ｅ Ｖから膜構造体
（［ｎＡｓ）２の基板１とは反対側の面における０、
４ ｅ Ｖへ減少する。
板１から連続的に減少する。このエネルギーギャップは
例えば基板（ｌｎＰ）１の１．３ ｅ Ｖから膜構造体
（［ｎＡｓ）２の基板１とは反対側の面における０、
４ ｅ Ｖへ減少する。
膜構造体２の基板ｌとは反対側の表面は傾斜平面３を有
している。この傾斜平面３上に設けられたショットキー
接触４は感光ｐｎ接合部を形成しており、この感光ｐｎ
ｔｉ合部はスベクト口メータダイオードの駆Ｊ１．Ｉ
Ｊ時には逆方向に極性化される。
している。この傾斜平面３上に設けられたショットキー
接触４は感光ｐｎ接合部を形成しており、この感光ｐｎ
ｔｉ合部はスベクト口メータダイオードの駆Ｊ１．Ｉ
Ｊ時には逆方向に極性化される。
顛斜千面３上では斜めカットによって各接触４が膜構造
体２の一つの比工不ルギーギャンプを有する所定の膜に
結合されている。
体２の一つの比工不ルギーギャンプを有する所定の膜に
結合されている。
基板ｌの膜構造体２とは反対側の表面にはオーミック接
触５が設けられている。このオーミンク接触５には、入
射光６が基板ｌ側からスペクトロメータダイオード内へ
侵入することができるようにするために、空所７が形成
されている。入射光６は膜構造体２内へ侵入し、光の波
長に相当する工名ルギーギャップを有する一つの膜内で
吸収される。
触５が設けられている。このオーミンク接触５には、入
射光６が基板ｌ側からスペクトロメータダイオード内へ
侵入することができるようにするために、空所７が形成
されている。入射光６は膜構造体２内へ侵入し、光の波
長に相当する工名ルギーギャップを有する一つの膜内で
吸収される。
第２図においては、各接触４は膜構造体２と共に独立し
たホトダイオードの如き挙動を示している。接触４の下
に位置する膜はそれぞれ異なった工フルギーギャップを
有するので、同様に各゛個別ダイオード°゛も固有の波
長範囲で吸収を行う。
たホトダイオードの如き挙動を示している。接触４の下
に位置する膜はそれぞれ異なった工フルギーギャップを
有するので、同様に各゛個別ダイオード°゛も固有の波
長範囲で吸収を行う。
第２図に示された曲線は種々異なった波長の光に対する
個別ダイオードの感度を示し°ζいる。図においては入
射光の波長λに対してそれぞれの個別ダイオードから発
信された信号の強さＳが記載されている。この図かられ
かるように、１−１５の連続番号を付された個別ダイオ
ードの感度範囲はオーバラップし′ζいる。大きい番号
は高波長に対する感度を意味しており、同時に低工フル
ギーギャンプを有するダイオードに対応している。各個
別ダイオードは測定過程ではダイオードの感度範囲で吸
収された光に相当する信号を与える。個別信号を用いて
、スペクトロメータダイオードによって受信・吸収され
た全ての光のスペクトル分布の走査された像を再生する
ことのできるパターンが得られる。
個別ダイオードの感度を示し°ζいる。図においては入
射光の波長λに対してそれぞれの個別ダイオードから発
信された信号の強さＳが記載されている。この図かられ
かるように、１−１５の連続番号を付された個別ダイオ
ードの感度範囲はオーバラップし′ζいる。大きい番号
は高波長に対する感度を意味しており、同時に低工フル
ギーギャンプを有するダイオードに対応している。各個
別ダイオードは測定過程ではダイオードの感度範囲で吸
収された光に相当する信号を与える。個別信号を用いて
、スペクトロメータダイオードによって受信・吸収され
た全ての光のスペクトル分布の走査された像を再生する
ことのできるパターンが得られる。
爪↓尖脂貫
第３図には本発明による測定方法を実施するための装置
が示されている０例えばガラスによって構成された光透
過容器１１には、観察すべき媒体、例えば溶液１２が充
填されている。容器１１の一方の側には光＃１３が配置
されており、その光路１６には容器１１および溶液１２
の一部が位置している。容器１１の他方の側には測定装
置１４、例えば上述のスペクトロメータダイオードが配
置され、これには評価装置１５が接続されている。
が示されている０例えばガラスによって構成された光透
過容器１１には、観察すべき媒体、例えば溶液１２が充
填されている。容器１１の一方の側には光＃１３が配置
されており、その光路１６には容器１１および溶液１２
の一部が位置している。容器１１の他方の側には測定装
置１４、例えば上述のスペクトロメータダイオードが配
置され、これには評価装置１５が接続されている。
溶液（媒体）１２からはｐＨ値が測定される。そのため
に溶液にはｌｆＣ台指示薬が添加され、この混合指示薬
はｐｔｉ値に相応する色を呈する。光源１３によって溶
液１２を含む容器１１が光照射される。照射光は溶液１
２を透過する際に指示薬によって決められた周波数を吸
収される。容器１１および溶液１２を透過した後にスペ
クトロメータダイオード１４によって受信される光は指
示薬の色に特有なスペクトル分布を有する。スペクトロ
メータダイオード１４の個別ダイオードは評価装置１５
においてパターンを評価される信号を出力する。
に溶液にはｌｆＣ台指示薬が添加され、この混合指示薬
はｐｔｉ値に相応する色を呈する。光源１３によって溶
液１２を含む容器１１が光照射される。照射光は溶液１
２を透過する際に指示薬によって決められた周波数を吸
収される。容器１１および溶液１２を透過した後にスペ
クトロメータダイオード１４によって受信される光は指
示薬の色に特有なスペクトル分布を有する。スペクトロ
メータダイオード１４の個別ダイオードは評価装置１５
においてパターンを評価される信号を出力する。
公知のパターン認識原理は校正過程において検知されて
８・７価装置１５に蓄積されたデータを基礎とする。こ
れらのデータは測定されたパターンと比較されて関係付
けられる多数の個別パターンを含んでいる。測定結果と
し°ζ評価装置１５は溶液１２のｐＨ値を与える。本発
明においては、校正および測定過程に対して同一の光源
１３と同一の容器１１とが使用されることが前提になっ
ている。
８・７価装置１５に蓄積されたデータを基礎とする。こ
れらのデータは測定されたパターンと比較されて関係付
けられる多数の個別パターンを含んでいる。測定結果と
し°ζ評価装置１５は溶液１２のｐＨ値を与える。本発
明においては、校正および測定過程に対して同一の光源
１３と同一の容器１１とが使用されることが前提になっ
ている。
容器１１、光源１３、スペクトロメータダイオード１４
を互いに精度良く配置することは重要ではなく、校正過
程と測定過程とでは異ならせてもよい、というのは、全
てのパターンはこれらのバラメークの影響を受けないか
らである。このことによって、測定方法にとっては非常
に簡単な光学装置だけが必要であるという別の利点が奏
される。
を互いに精度良く配置することは重要ではなく、校正過
程と測定過程とでは異ならせてもよい、というのは、全
てのパターンはこれらのバラメークの影響を受けないか
らである。このことによって、測定方法にとっては非常
に簡単な光学装置だけが必要であるという別の利点が奏
される。
それゆえ、測定は簡単かつ迅速に行うことができる。
度」Ｊｕｉ桝
幾つかの問題解決のために、観察すべき装置を呈色指示
薬から分離することが必要である０例えば、固体の支持
体上に塗布された呈色指示薬を使用することができる。
薬から分離することが必要である０例えば、固体の支持
体上に塗布された呈色指示薬を使用することができる。
このような呈色指示薬は例えば一つの個別指示薬、一つ
の混合指示薬、または支持体上の空間的に互いに分離し
た領域に塗布された多数の異なった個別指示薬であり得
乙。−番最後の例は、例えば水分析において水検査を行
う際または医学的診断において尿検査を行う際に使用さ
れる多数の試験片で実現することができる。
の混合指示薬、または支持体上の空間的に互いに分離し
た領域に塗布された多数の異なった個別指示薬であり得
乙。−番最後の例は、例えば水分析において水検査を行
う際または医学的診断において尿検査を行う際に使用さ
れる多数の試験片で実現することができる。
本発明による測定方法を実施するためには、この試験片
は所定の時間の間、観察すべき物質を含む媒体１２に接
触させられる。このことは例えば観察すべき／８液１２
内へ試験片を浸漬するごとにより０行われる。観察また
は測定すべき物質との接触によって試験片には指示薬反
応が生しる。指示薬を含む領域は特有の色を呈する。ラ
ンプ１３によって７８液から取出された試験片が光照射
され、反射光がスペクトロメータダイオ−Ｆ’ ｔ ４
によって測定される。指示薬の呈色に１．ν有でありス
ペクトロメータダイオードの個別ダイオードによって検
知されたパターンは評価装置１５に与えられ、校正測定
時に記憶された値と比較される。ル・ｆ価装置１５は一
致するパターンを検知し、測定結果とし゛Ｃ測定すべき
物質の４度を与える。
は所定の時間の間、観察すべき物質を含む媒体１２に接
触させられる。このことは例えば観察すべき／８液１２
内へ試験片を浸漬するごとにより０行われる。観察また
は測定すべき物質との接触によって試験片には指示薬反
応が生しる。指示薬を含む領域は特有の色を呈する。ラ
ンプ１３によって７８液から取出された試験片が光照射
され、反射光がスペクトロメータダイオ−Ｆ’ ｔ ４
によって測定される。指示薬の呈色に１．ν有でありス
ペクトロメータダイオードの個別ダイオードによって検
知されたパターンは評価装置１５に与えられ、校正測定
時に記憶された値と比較される。ル・ｆ価装置１５は一
致するパターンを検知し、測定結果とし゛Ｃ測定すべき
物質の４度を与える。
本発明による濃度測定方法によれば、指示薬の色の検知
による濃度測定を簡単かつ迅速に行うことができ、しか
も特に正確に再現することができる。測定装置の構成は
簡単であり、必要な機器は市販されておりかつ容易に搬
送することができる。
による濃度測定を簡単かつ迅速に行うことができ、しか
も特に正確に再現することができる。測定装置の構成は
簡単であり、必要な機器は市販されておりかつ容易に搬
送することができる。
それゆえ、本発明による濃度測定方法は実験室以外の例
えば野外でも同様に使用することができる。
えば野外でも同様に使用することができる。
第１図は本発明方法で使用されるスペクトロメータダイ
オードを示す外観図、第２図はスペクトロメータダイオ
ードの個別ダイオードの吸収特性を示す特性図、第３図
は本発明による測定方法を実施するための装置の一実施
例を示す概略図である。 ｌ・・・基板 ２・・・膜構造体 ３・・・１頃斜平面 ４・・・ショットキー接触 ５・・・オーミック接触 ６・・・入射光 ７・・・空所 １１・・・容器 １２ ・・・ン容？＆。 １３・・・光源 １４・・・スペクトロメータダイオード１５・・・評価
装置 １６・・・光路
オードを示す外観図、第２図はスペクトロメータダイオ
ードの個別ダイオードの吸収特性を示す特性図、第３図
は本発明による測定方法を実施するための装置の一実施
例を示す概略図である。 ｌ・・・基板 ２・・・膜構造体 ３・・・１頃斜平面 ４・・・ショットキー接触 ５・・・オーミック接触 ６・・・入射光 ７・・・空所 １１・・・容器 １２ ・・・ン容？＆。 １３・・・光源 １４・・・スペクトロメータダイオード１５・・・評価
装置 １６・・・光路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくとも一種類の物質の濃度を光学的に測定する
ために、その濃度を物質の固有色によって直接的にまた
は媒体中の呈色指示薬の助けによって間接的に観察する
濃度測定方法において、色を有する媒体（１２）から発
せられた光が異なった吸収範囲に感度を有する複数の独
立したホトダイオードによって測定され、測定値がマト
リクスパターンに纏められてパターン認識の原理に基づ
いて評価され、既知の比較値との比較に基づいて物質の
濃度が検知されることを特徴とする濃度測定方法。 ２）単一の電子部品（１４）上に集積されたホトダイオ
ードが使用されることを特徴とする請求項１記載の濃度
測定方法。 ３）集積部品としてスペクトロメータダイオード（１４
）が使用されることを特徴とする請求項１または２記載
の濃度測定方法。 ４）色を有する媒体は溶液（１２）であり、この溶液は
少なくとも一部分が一定の光源（１３）の光を照射され
、この光は前記溶液（１２）の背後のホトダイオードに
よって測定されることを特徴とする請求項１ないし３の
一つに記載の濃度測定方法。 ５）固体の支持体上に塗布された呈色指示薬が使用され
、この呈色指示薬は所定の時間の間観察すべき物質を含
む媒体（１２）に接触させられ、その後呈色指示薬の色
がホトダイオードによって測定されることを特徴とする
請求項１ないし３の一つに記載の濃度測定方法。 ６）化学反応の経過の連続観察を行うために使用される
ことを特徴とする請求項１ないし５の一つに記載の濃度
測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3809013.9 | 1988-03-17 | ||
| DE3809013 | 1988-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274041A true JPH01274041A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=6350017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063408A Pending JPH01274041A (ja) | 1988-03-17 | 1989-03-15 | 濃度測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4971447A (ja) |
| EP (1) | EP0333017B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01274041A (ja) |
| DE (1) | DE58900779D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT400639B (de) * | 1994-07-18 | 1996-02-26 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Verfahren zur bestimmung der konzentration c eines in einer trägersubstanz homogen verteilten absorbens |
| US6015479A (en) * | 1997-07-25 | 2000-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Thin-layer spectroelectrochemical cell |
| RU2187789C1 (ru) * | 2001-03-07 | 2002-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКОНИКС" | Фотоколориметр-рефлектометр |
| RU2289799C1 (ru) * | 2005-12-21 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКОНИКС" | Фотоколориметр |
| JP5807209B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2015-11-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水耕栽培装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2058555A1 (de) * | 1969-11-28 | 1971-06-24 | Jeol Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Informationsverarbeitung von Daten eines Analysegeraetes |
| US3696247A (en) * | 1970-11-12 | 1972-10-03 | Lionel D Mcintosh | Vehicle exhaust emissions analyzer |
| US4054389A (en) * | 1976-09-23 | 1977-10-18 | International Business Machines Corporation | Spectrophotometer with photodiode array |
| US4200110A (en) * | 1977-11-28 | 1980-04-29 | United States Of America | Fiber optic pH probe |
| GB2020009B (en) * | 1978-04-08 | 1982-12-01 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Apparatus for determining the concentration of components of a sample |
| US4193694A (en) * | 1978-07-03 | 1980-03-18 | Smith Charles R | Photosensitive color monitoring device and method of measurement of concentration of a colored component in a fluid |
| US4278538A (en) * | 1979-04-10 | 1981-07-14 | Western Electric Company, Inc. | Methods and apparatus for sorting workpieces according to their color signature |
| DE3007453A1 (de) * | 1980-02-28 | 1981-09-03 | Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co GmbH, 7770 Überlingen | Spektralphotometer fuer die doppelwellenlaengen-spektrophometrie |
| US4345840A (en) * | 1980-04-08 | 1982-08-24 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for instantaneous band ratioing in a reflectance radiometer |
| JPS587545A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-17 | Olympus Optical Co Ltd | 分析装置 |
| JPS58121668A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-20 | Fuji Xerox Co Ltd | 多色イメ−ジ・センサ |
| DE3307133C2 (de) * | 1982-03-09 | 1986-04-24 | Horiba Ltd., Kyoto | Infrarotemissions-Gasanalysator |
| US4677289A (en) * | 1984-11-12 | 1987-06-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Color sensor |
| US4766551A (en) * | 1986-09-22 | 1988-08-23 | Pacific Scientific Company | Method of comparing spectra to identify similar materials |
-
1989
- 1989-02-23 US US07/314,083 patent/US4971447A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-08 EP EP89104132A patent/EP0333017B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-08 DE DE8989104132T patent/DE58900779D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-15 JP JP1063408A patent/JPH01274041A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0333017B1 (de) | 1992-01-29 |
| EP0333017A1 (de) | 1989-09-20 |
| DE58900779D1 (de) | 1992-03-12 |
| US4971447A (en) | 1990-11-20 |
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