JPH01282450A - 分析容器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、分析容器に関し、更に詳しくはサンプルｓｉ
中の成分濃度を滴定によって測定するのに適した分析容
器に関するものである。

〔従来の技術〕

液体の成分濃度を測定するための装置は、あらゆる産業
分野で必要とされている。そして測定装置により測定さ
れた結果に基づいて、液体の成分濃度を一定に制御し、
安定した高品位の化学的処理製品を得ることが望まれて
いる。例えば、鋼表面にリン酸亜鉛系、リン酸鉄系等の
不溶性の細密な結晶によりなる皮＠全形成し、塗装下地
として耐食性や付着性の向上を図る方法として、リン酸
塩化成処理が実施されていることは周知の通りである。

ところで、上記のような化成処理においても、品質管理
上当然ながら化成液の濃度の制御は必要であるが、自動
化は不十分で、人手による分析では時間がかかり、分析
結果に対する対応も遅れがちで、きめ細かな管理が行わ
れていないというのが実情である。もっとも、自動化学
分析装置は、従来数多く提案されている。例えば、特公
昭５５−２１２９８号公報、特公昭５７−４３８６４号
公報等によって自動分析装置あるいは分析分法が提案さ
れ、また特公昭５９−５２９８０号公報によって測定の
だめのセルも提案されている。しかしながら、これら提
案された分析装置には共通した欠点あるいは問題点があ
る。すなわち、これらの分析装置は、サンプルを収容す
るセル中に一対の電極を挿入して、サンプル中の成分濃
度のＩｌｌ　定を行うようになっているので、電極を液
体中に挿入する結果、保守点検上問題があり、またコス
ト的に不利である。

そこで、本出願人は保守・点検が容易で、低コストの自
動化学分析装置を特願昭６１−８２６６９９号によって
提案した。この分析装置は、分析容器と、複数個のポン
プと、光検知装置と、制御器とから構成されるが、特に
反応終了点を検知する手段は、分析容器に装着された発
光素子と受光素子とから構成されている。

したがって、この自動化学分析装置を電源に接続し、ス
イッチをオンすると、所定間隔毎例え；１１時間毎に、
次のようにして液体の分析を自動的に実施し、その結果
を表示することができる。すなわち、制御器からの信号
によってサンプを供給用のポンプが起動し、所定量のサ
ンプルを分析容器に供給する。それと同時あるいは少し
遅れて、制御器は指示薬用のポンプ起動信号を発し、分
析容器に所定量の指示薬が供給される。またこの時撹拌
機も起動される。

次に制御器は、試薬供給用のポンプを起動する虞号を発
する。そうすると、試薬は少量ずつ連続して分析容器に
供給される。同時に、制御器により光検知装置が作動状
態になる。

試薬の供給が進み、反応の終了点に達するとサンプルの
色に変化が生じ、光検知装置は反応終了信号を制御器に
過言する。そうすると、制御器はサンプルの量と供給さ
れた試薬の量からサンプルの成分濃度を算出する。そし
て、その結果は表示手段に表示される。以上の測定作動
が所定時間毎に繰り返される。

以上のように、自動的に液体の分析が行われ、そしてそ
の結果が表示されるので、液体の濃度管理が低コストで
実施でき、しかも検知手段には安価に入手できる市販の
発光素子と受光素子とが適用できるので、所期の目的は
達成されている。

ところで、前述した自動分析装置にも改良すべき点があ
ることが、その後見出された。すなわち、さきに提案し
た分析容器にはサンプル或いは試薬が供給管から滴下さ
れるようになっているので、液の切れを良（するため供
給管の先端はノズル状に絞る必要があるが、絞ると乾燥
して析出した溶買によってノズル孔が閉塞されることが
ある。ノズル孔が閉塞すると、次の自動分析ができなく
なってしまう。そこで、乾燥を防止するために供給管の
先端を液中に沈める構成を採用することが考えられるが
、単に沈めると供給管中の液の一部が分析容器内のサン
プルと反応を起こし、分析値が不正確になるという別な
問題が生じる。

また分析容器の洗浄に関しては十分な考慮が払われてい
ないので、複数の滴定液を用いて複数の測定を実施しよ
うとすると、残存する微量の滴定液が混合して測定結果
に狂いが生じてしまう。更には分析容器をコンパクトに
構成する上からも、また検知手段の構成・配置の上から
も、改良すべき点があることが見出された。

〔発明の目的〕

したがって、本発明は一つの容器で複数の種類の濃度分
析を、繰り返し連続的に、しかも精度よく行うことので
きる分析容器を提供することを主目的としている。また
メインテナンスの面倒な従来の電極に代えて、安価で繰
作も簡単で、しかも耐薬品性にも優れた光センサを備え
た分析容器を提供することも目的とし、更には限定する
ものではないが、特願昭６１−２８６６９９号によって
提案した自動化析装置九適用できる分析容器を提供する
ことも目的としている。

〔発明の構成〕

本発明は前記目的を達成するために、洗浄液及び滴定済
みの溶液を排出するための排水口は勿論のこと、サンプ
ル、指示薬、試薬等を供給するパイプ及び光検知装置の
検知部は分析容器の底部に設けられる。そして供給パイ
プの容器内に臨んだ先端部には容器内の液体がパイプ内
へ逆流するのを阻止する逆止弁が設けられる。かくして
、本発明は以下のように構成される。すなわち、その内
部にサンプル、指示薬、試薬等が供給されて滴定分析が
行われるための分析容器であって、該容器は内部の液体
を撹拌するための羽根と、洗浄液が供給される少なくと
も１個のポートと、洗浄液及び滴定済溶液を排出するた
めの排水口と、サンプル、指示薬、試薬等を供給するた
めの複数個の薬品供給パイプと、滴定点を検知する光検
知装置の光検知部とを備え、前記排水口、薬品供給パイ
プ及び光検知部は前記分析容器の底部に設けられている
と共に、前記薬品供給パイプの先端部は該容器の内部に
臨んでいて、その部分に該容器内の液体がパイプ内へ逆
流するのを阻止する逆上弁が設けられる。

〔発明の作用・効果〕

本発明は上記のように構成されているので、その使用に
当っては、まずサンプルを所定量だけ例えばポンプなど
によって供給パイプから分析容器へ供給し、次いで指示
薬を所定量同様にして供給する。そして試薬を少量宛供
給しながら反応を進行させる。このとき羽根を回転駆動
し、そして光検知装置もオンしておく。光検知装置が滴
定の終点を検知すると、試薬の供給を停止する。サンプ
ル量と、滴定に要した試薬量とからサンプルの濃度が、
例えば特願昭６１−２８６６９９号に開示されているよ
うな演算部によって演算され、そして表示、プリントな
ど必要な処理がなされる。

滴定が終了すると、滴定済の液体を排出し、ポートから
水を容器内に注入し、羽根本回転させて、容器の内部を
洗浄する。洗浄水本排水口から排水し、次回の滴定時間
まで待機する。勿論、先に開示した制御装置を適用する
と、上記一連の滴定行程がすべて自動的に行われる。

本発明によると、以上のように滴定が行われるが、特に
サンプル、試薬等を供給するための供給パイプが分析容
器の底部に設けられ、しかも逆上弁が設けられているの
で、供給パイプの先端に乾燥によって析出する溶質が詰
まるようなことはなく、次回の滴定に支障を診だすよう
なことがない。

したがって自動分析装置の容器として最適である。

また光検知装置の光検知部のみが容器の底部に設けられ
ているので、検知装置が薬品に侵されるようなことがな
い。なぜならば、検知部はミラー、レンズなど耐薬品性
に富んだ材質で構成することがで羨るからである。さら
には、供給パイプ、光検知部など主要部を分析容器の底
部に配置しているので、分析容器をコンパクトに構成で
きるという利点もある。

〔実施例〕

本発明の実施に当っては、撹拌用の羽根を駆動する駆動
軸の先端に弁体を形成し、この弁体で排水口を開閉する
ように実施することもできるし、オだ洗浄水のオーバー
フロー用のポートを設けることもできる。これらはいず
れも以下の実施例で説明されるが、本実施例では自動分
析装置の分析容器に適用して好適な実施例について説明
する。

さて、第１図を参照すると、本実施に係わる分析容器に
はいろいろな付属品が付いて分析容器１を構成している
ということが一見して理解される。

すなわち分析容器自体は、耐薬品性のガラス、磁器、プ
ラスチック等から筒状に形成され、その内部にサンプル
、指示薬、試薬等の薬品が供給されるようＶＣなってい
る。分析容器１の底部には複数個の開口が形成され、中
心部の開口は洗浄液或いは滴定済みの溶液を排出するた
めの排水口２とされ、また他の一つは光検知装置（図示
されていない）の光検知部３の取付は用に、更に残りの
例えば排水口２に対して同心的に配された開口はサンプ
ル、指示薬、試薬等供給用の複数本のパイプ４．４、・
・・・・・・・・・・・取付は孔に供される。例えば、
リン酸亜鉛化成処理液の濃度管理においては少なくとも
全酸度及び酸化促進剤濃度の測定が行われるが、その場
合の％願昭６１−２８６６９９号によって提案した自動
分析装置における薬品供給パイプ４．４、・・・・・・
・・・はサンプルとそれぞれの指示薬及び試薬に対応す
る数、すなわち合計５個設けられる。

排水口２は底部の略中心部に形成され、そしてスリーブ
２０が挿着されて排水口を構成している。

スリーブ２０の下方端は弁座２１となり、下方に溶液排
出用のパイプが取付けられるようになっている。弁座２
１は弁棒により開閉されるが、それは後述する。また光
検知部３については、第２図を参照して同様に後述する
。

複数個の薬品供給バイブ４．４、・・・・・・・・・は
、排水口２に対して同心的に配置されている。そして図
示の実施例ではニップル４０，４０、・・・・・・・・
・から成り、その下方端の筒部４１．４１、・・・・・
・・・・にはパイプ或いはチェーブ４２，４２．・・・
・・・・・・が水密的に装着されるようになっている。

チ為−ブには図示されないポンプが接続され、最終的に
は薬品容器、例えばサンプル槽、指示薬ビン、試薬ビン
等に連なっている。したがってポンプが駆動されると、
これらのチェーブ金通って薬品が所定量分析容器に供給
されることになる。

ニップル４０の分析容器１内に面した部分には、逆止弁
４３．４３、・・・・・・・・・が挿着されている。こ
れらの逆上弁は分析容器中の液がニップル４０．４０、
・・・・・・・・・すなわちバイブ或いはチェーブ４２
，４２、・・・・・・・・・の中へ逆流するのを阻止す
るためのもので、安価に入手できる市販品が適用される
。すなわち、第３図に示すように、例えば耐薬品性のプ
ロピレンゴムのような弾性材で全体が構成され、ニップ
ル４０，４０．・・・・・・・・・に挿着されるフラン
ジ部４４と、このフランジ部に連なりテーパ状に細くな
ったノズル部４５とからなり、てしてノズル部に先端か
ら所定量に切込み４６が入れられている。したがって、
図において矢印方向には液体はノズル部４５を押し開い
て流れるが、矢印方向への流体圧が作用しないときは切
込み４６は密着して分析容器中の液体がニップル４０の
方へ流れるのを阻止する。

分析容器１の上方部分の側壁には洗浄水を供給するため
のポート５が形成され、このポートにはソケット５０が
水密的に挿着されるようになっている。また分析容器の
洗浄中にオーバーフローする洗浄液、例えば水をオーバ
ーフローさせるための開口も設けられている。

滴定中に反応をより完全にするため、或いは洗浄効果を
高めるために、分析容器１中にはその底部近傍に撹拌用
の羽根６０が設けられている。羽根６０は分析容器１中
を同軸的に延びた弁棒６１に固定されている。そしてこ
の弁棒の下端は弁体６２となって、排水口２を開閉する
ようになっている。したがって弁体６２は錐形に先端が
細くなり、上下方向に駆動されることになる。

弁棒６１は、上方ＶｃＱびて接手手段を介してモータ６
３に結合されている。すなわちモータ６３からは下方へ
駆動軸６４が延び、この軸に接手６５がビン６６で固定
されている。そし【この接手６５の下方端に設けられた
溝に、弁棒６１の上端部にビン６７で固定されたキー６
８が滑動結合されている。したがって、駆動軸６４に対
して弁棒６１は上下方向すなわち軸方向に移動自在であ
り、しかも回転力は伝達されることになる。また接手６
５と弁棒６１の上端部との間にはコイルスプリング６９
が介装され、弁棒６１は常時下方へ付勢されている。

コイルスプリング６９の付勢力に抗して弁棒６１を上方
へ引上げるために、コイル７０及び電磁石芯７１がコイ
ルスプリング６９と同心的に設けられている。コイル７
０は、断面がコ字形の上側ハウジング７２と、フランジ
部７３を有する下側ハウジング７４との間の空間に配置
され、その内方は黄銅からなる筒７５で封鎖されている
。そしてこの黄銅筒７５の内方には軸方向に移動自在な
筒状の電磁石芯７１が設けられている。この電磁石芯７
１は、その下方端部に半径内方へ延びた係上部７６を有
する。そしてこの係止部７６にスラスト軸受７７を介し
てキー６８が係止している。したがって、コイルスプリ
ング６９によってキー６８すなわち弁棒６１が下方へ押
されると電磁石芯７１も下方へ押されて移動するが、コ
イルに通電されると電磁石芯７１がコイルスプリング６
９に抗して上方へ移動し、弁棒６１ｔ−上方へ引上げる
。

上記のよ・うに、分析容器１の上方にモータ６３が配置
されるが、これらの間に所定の間隔をとるために、或い
は保守・点検を容易にするために、分析容器１とモータ
６３との間に連結管８０が設けられている。すなわち、
分析容器１の上方開口は７ランジ８１を有する１体８２
で閉鎖されるようになっている。蓋体８２はポルト８３
．８３、・・１四で分析容器ＩＫ取付けられ、７ランジ
８１の内側に連結管８０の下方部が挿入されている。連
結管８０の上方部にも同様に７ランジ８４が挿入されて
いる。そしてこの７ランジ８４がベースＢに下側ハウジ
ング７４と共にポル）８５．８５．・・・・・曲で取付
けられて、分析容器１、モータ６３等から成る装置全体
がベースに支持されている。なお、第１図の符号８６は
モータ取付板を、また８７はモータ軸、カバーをそれぞ
れ示している。

光検知装置の光検知部３は、第２図に示されているよう
に、全体は略筒状を呈し、そして分析容器１の底壁Ｔに
シールＳを介して水密的に挿着されるようになっている
。すなわちセンサ筒部３０は筒状を呈し、内部に光ファ
イバ３１．３１が口金３２と抑え３３とにより支持され
ている。センサ筒部３０の外周の略中央部には環状の７
ランジ３４が、更にその上方には同様に環状の凹＃１３
５が形成されている。そして７ランジ３４は分析容器ｌ
に挿着されるとき底壁の下面に接し、凹溝３５には０リ
ングＳが配置されるようになっている。

センサ筒部３０の上方端部にはレンズ座３６が取付けら
れ、この座にレンズＬがパツキン３７によって水密的に
取付けられている。またレンズ座３６は、図示されてい
るように、断面がコ字形になっていてその上方のミラー
座３８にミラーＭが固定されている。

図示されない光検知装置から発せられた光は、光ファイ
バ３１を通ってレンズＬからミラーＭに向って投光され
、そしてミラーＭで反射した光は他の光ファイバ３１で
光検知装置に導かれる。このように滴定は往復光によっ
て検知されるので、精度は一層高くなる。また反応液は
レンズ座３６が断面コ字形に形成されているので光の通
路に効果的に達し、滴定終点の確実な検出ができる。

次に、上記実施例の作用について説明すると、まず十分
に洗浄された分析容器１に、ポンプを駆動して薬品供給
用のチェーブ４２から逆止弁４３を介して例えばサンプ
ル１０−を供給する。次いでフェノールフタレインｋ　
０．３　ｍ同様に他の薬品供給用のチェーブ４２によっ
て供給する。羽根６０を駆動しながら濃度の判っている
苛性ソーダをフェノールフタレインが赤変するまで注入
する。この赤変は光検知部３で検知し、滴定は終了する
。

滴定に要した苛性ソーダの量からサンプルの濃度が演算
され、そして表示或いはプリントなト適当な処理がなさ
れる。

滴定が終るとコイル７０に通電する。自動分析装置に適
用されるときは自動的に通電される。そうすると、電磁
石芯７１がコイルスプリング６９に抗して図において上
方の移動する。したがって弁棒６１が、それ故弁体６２
が弁座２１から離間し、滴定済溶液は外部に排出される
。排出が終った時点で、ポート５から弁体６２と弁座２
１の間を流れる量より若干多い流量の水を注入して、羽
根６０を回転させながら分析容量１の内部を洗浄する。

オーバーフローする水は、分析容量１の側壁に設けられ
ているポート５と同様の別の開口５から外部に排出され
る。洗浄が終了したら、ポート５からの注水を止めると
共に羽根６００回転を止め、排水が終了した時点でコイ
ル７０への通電を切り排水口２を閉じる。

なお指示薬はフェノールフレタインに限られることなく
、例えばリン酸亜鉛化成処理液の酸化促進剤の濃度測定
において、指示薬として５０慢硫酸を使用し過マンガン
酸カリで滴定することができる。また前述した分析容器
は手動分析装置にも、或いは特願昭６１−２８６６９９
号によって提案した自動分析装置にも適用できることも
明らかである。

実施例の効果としては、例えば光検知部３は、分析容器
１内にはガラスなどで構成されるレンズ、ミラーなどが
配置されるだけであるから、薬品、水等による腐食及び
電気的絶縁低下等の問題がないという効果がある。また
滴定終点が往復光によって検知されるので、誤検知がな
いという効果も得られる。更に、羽根６０が弁棒６１に
取付けられているので、分析容器内部の配置をコンパク
トにでき、あわせて少量のサンプルで滴定ができるなど
の利点４挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示し、第１図は全体の断面図
で、第２図は光検知部の断面図、そして第３図は逆止弁
の斜視図である。 １・・・分析容器、２・・・排水口、３・・・光検知部
、４・・・薬品供給パイプ、５・・・洗浄水ポート、４
３・・・逆止弁、６０・・・撹拌用の羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. その内部にサンプル、指示薬、試薬等が供給されて滴定
   分析が行われるための分析容器であって、該容器は内部
   の液体を撹拌するための羽根と、洗浄液が供給される少
   なくとも１個のポートと、洗浄液及び滴定済溶液を排出
   するための排水口と、サンプル、指示薬、試薬等を供給
   するための複数個の薬品供給パイプと、滴定点を検知す
   る光検知装置の光検知部とを備え、前記排水口、薬品供
   給パイプ及び光検知部は前記分析容器の底部に設けられ
   ていると共に、前記薬品供給パイプの先端部は該容器の
   内部に臨んでいて、その部分に該容器内の液体がパイプ
   内へ逆流するのを阻止する逆止弁が設けられていること
   を特徴とする分析容器。