JPS6124928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は１本の管の内部に内部液およびこの内
部液に浸漬した参照電極を収容し、この管の先端
部に半導体イオンセンサを設けたイオン濃度測定
装置に関するものである。

このような半導体イオンセンサを用いた内視鏡
用イオン濃度測定装置に関しては、本願人が先に
提案した特願昭54−143193号（特開昭56−68429
号公報）に示す装置がある。

第１〜３図にこの考案の内容を示す。

第１図に示すようにこの装置に用いる半導体イ
オンセンサ１は、ゲート部をシリコン基板２にド
レイン拡散領域３およびソース拡散領域４，５を
形成し、全体を酸化膜６および表面安定化膜７で
順次に被覆した後に、ドレインおよびソース拡散
領域を形成した側の表面安定化膜７上に感応膜８
を形成して構成する。

第２図ａおよびｂはこの考案のイオン濃度測定
装置の要部の一例の構成を示す断面図および側面
図である。このイオン濃度測定装置１０は、例え
ばテフロン（登録商標名）チユーブ、シリコンチ
ユーブ等の絶縁管１１の先端部内部に、第１図に
示す構成の半導体イオンセンサ１２を、その感応
膜１３を絶縁管１１の先端開口１１Ａに露出させ
て、支持体１４上に絶縁部材１５を介して装着し
て先端部を閉塞したものである。絶縁管１１の先
端部内には内部液１６およびこの内部液１６に浸
漬した参照電極１７を設ける。内部液１６として
は、0.1モルKClまたは0.15モルNaCl溶液を用い
ることができる。また、参照電極１７は、例えば
銀／塩化銀で構成し、絶縁管１１の後端部（図示
せず）から挿入して、その先端部に位置させる。
支持体１４には、絶縁管１１の先端部に内部液１
６および先端開口１１Ａに連通する液絡部１８を
形成する。本例では、この液絡部１８を細孔１８
Ａで構成する。半導体イオンセンサ１２はその感
応膜１３が液絡部１８側を向くように固定する。
半導体イオンセンサ１２および参照電極１７のそ
れぞれのリード線１２Ａおよび１７Ａは、それぞ
れ絶縁被覆し、絶縁管１１内を通してその後端部
から導出させる。なお、絶縁管１１の先端開口１
１Ａは、半導体イオンセンサ１２を破損から保護
するため、これよりも若干突出させると共に、例
えば体腔内に容易に挿入できるよう斜めに切り欠
いて形成する。

第３図ａおよびｂはこの考案のイオン濃度測定
装置の更に他の例の要部の構成を示す断面図およ
び側面図である。このイオン濃度測定装置２０
は、例えばテフロンチユーブ、シリコンチユーブ
等の絶縁管２１の先端からほぼ全長に亘つて２つ
の空間２２Ａ，２２Ｂを形成したものである。第
１の空間２２Ａには内部液２３およびこの内部液
に浸漬した参照電極２４を収容すると共に、絶縁
管２１の先端開口２１Ａおよび内部液２３と連通
する液絡部２５を形成する。液絡部２５は、本例
では細孔２５Ａによつて構成する。内部液２３
は、第２図に示すものと同様0.1モルKClまたは
0.15モルNaCl溶液を用いることができる。ま
た、参照電極２４は、例えば銀／塩化銀で構成
し、絶縁管２１の後端部（図示せず）から挿入し
て、その先端部に位置させる。第２の空間２２Ｂ
には、絶縁管２１の先端部において、第１図に示
す構成の半導体イオンセンサ２６を、その感応膜
２７を絶縁管２１の先端開口２１Ａに露出させて
絶縁部材２８を介して装着すると共に、この絶縁
部材２８によつて第２の空間２２Ｂの先端部を閉
塞する。なお、半導体イオンセンサ２６の感応膜
２７は、液絡部２５側を向くようにする。参照電
極２４のリード線２４Ａは、絶縁被覆し、第１の
空間２２Ａを通して絶縁管２１の後端部から導出
させ、また半導体イオンセンサ２６のリード線２
６Ａは第２の空間２２Ｂを通して絶縁管２１の後
端部から導出させる。なお、絶縁管２１の先端開
口２１Ａは、半導体イオンセンサ２６を破損から
保護するため、これよりも若干突出させると共
に、例えば体腔内に容易に挿入できるよう斜めに
切り欠いて形成する。

この特願昭54−143193号の装置はこれ以前の装
置に比べかなり精度の高い測定が可能なものであ
つたが、液絡部の構造がまだ十分でなく改良点を
残していた。

第２および第３図に図示の液絡部１８または２
５の構造はいずれも細孔１８Ａ又は２５Ａで構成
されている。この他に特願昭54−143193号の明細
書の中には、多孔性のセラミツクで構成する場合
も述べられている。しかしながら、細孔１８Ａ，
２５Ａで構成する場合には内部液１６，２３の流
出が多くなり、被測定液の量が十分でない場合に
は、流出した内部液１６，２３によつて被測定液
の成分，組成が変化し、しばしば測定誤差となる
おそれがある。また、多孔性セラミツクで構成す
る場合には逆に内部液１６，２３の流出量が極端
に少なくなるおそれがあり、この場合液絡部１
８，２５の電気抵抗が大きくなり、その結果参照
電極の経路を通して外部のノイズが入り易くな
り、測定回路に工夫をこらす必要がおこる。さら
に、液絡部１８，２５が細孔または多孔性セラミ
ツクのいずれから構成されている場合でも、生体
中で使用する際にはしばしば液絡部１８，２５が
汚染されて目づまりを生じやすく、この目づまり
が生じると、内部液１６，２３の流出量が変化し
たり、またイオン濃度測定装置１０，２０の使用
時の温度の上下変動に伴ない、内部液１６，２３
中の溶存ガスが気泡となつて発生したりするた
め、これらが測定誤差の原因となるおそれがある
など、いくつかの問題点があつた。

本考案の第１の目的はこれらの問題点を解決す
るため、内部液の流出量が安定しており、制御が
容易な液絡部を有する内視鏡用イオン濃度測定装
置を提供することにある。

この目的を達成するため、本考案のイオン濃度
測定装置は１本の管の内部に内部液およびこの内
部液に浸漬した参照電極を収容し、この管の先端
部に半導体イオンセンサを設けたイオン濃度測定
装置において、前記管の先端部に収容したセンサ
支持体と、センサ電極部を絶縁隔離するとともに
感応部を露出させるように前記支持体の内部に固
定して設けた半導体イオンセンサと、前記管と前
記支持体との間隙に配置した親水性フイルムから
成る液絡部とを具え、前記参照電極および半導体
イオンセンサのリード線を前記配管に沿つて延在
させたことを特徴とする。

本考案の第２の目的は内部液の流出量が安定し
ており、制御が容易で、さらに目づまりの生じに
くい液絡部を有するイオン濃度測定装置を提供す
ることである。

この目的を達成するため、本考案のイオン濃度
測定装置は前記親水性フイルムの前記内部液側の
一端を前記間隙より前記管の内面に沿つて前記内
部液内に延在させ、他端を前記間隙より被測定液
側に延在させたことを特徴とする。

以下に第４図〜第６図を参照し、本考案の実施
例を詳述する。

第４図は本考案の１実施例を示す断面図で、イ
オン濃度測定装置３０の先端部のみをあらわして
いる。絶縁管３１は可撓性の絶縁細管で、例えば
シリコン、テフロン等のチユーブから成る。この
絶縁管３１の先端に支持体３２を収容し、半導体
イオンセンサ３３をその電極部か内部液３９や被
測定液等から完全に絶縁隔離されるよう支持体３
２の内部に絶縁部材３４Ａ（例えばシリコン接着
剤やワツクス類など）によつて固定する。支持体
３２と絶縁管３１の間に親水性フイルム３５を設
け、これによつて液絡部を構成する。内部液注入
管３６の先端に絶縁部材３４Ｂを介して参照電極
３７を装着し、これにより内部液注入管３６の先
端を閉塞する。一方内部液注入管３６に内部液注
入口３８を設け、この注入口３８から、絶縁管３
１内部に内部液３９を充填する。３３Ａ，３７Ａ
はそれぞれ半導体イオンセンサ３３及び参照電極
３７のリード線で、各々絶縁被覆されており、絶
縁管３１を通してその後端部（図示せず）から導
出させる。

この装置は液絡部として親水性フイルム３５を
設けたことが特徴である。この親水性フイルム３
５は、例えばアセチルセルロースのように水やイ
オンを透過させる薄いフイルムであり、内部液３
９（これには0.5MKCl溶液，0.15MNaCl溶液など
を用いる）中のイオンはこのフイルム内をその面
に沿つて拡散し、参照電極３７と被測定液とを電
気的に接続する。ここで重要な点は、図示のよう
に親水性フイルム３５を、絶縁管３１に沿つて、
内部液３９中及び被測定液側へ伸ばしてある点
で、このように構成することにより内部液３９お
よび被測定液との接触面積を広くするとともに液
絡部の目づまりをおこしにくくしている。この結
果、液絡部の汚染あるいは内部液３９中からの気
泡の発生等による測定の不安定性を大きく改善し
ている。液絡部に親水性フイルム３５を用いる他
の利点は、このフイルムの厚みを変えることによ
り内部液３９の流出量を幅広く制御出来る点であ
り、親水性フイルムの厚みを適切に選択すること
により内部液の流出量を最適にすることができ
る。この実施例では50〜100μｍのフイルムを用
いたが、この膜厚が目的に応じて自由に選択出来
ることは云うまでもない。

第５図は本考案の他の実施例を示す断面図であ
る。簡明のため第４図と同様のものには同様の符
号を付して示した。

この装置は絶縁管３１の先端を熱収縮チユーブ
４１で覆うことにより、イオン濃度測定装置４０
の先端の強度を改善すると同時に、熱収縮チユー
ブ４１を半導体イオンセンサ３３の先端より幾分
突出させることによつて、半導体イオンセンサ３
３を保護するようにしたものである。

第６図は本考案のイオン濃度測定装置に内部液
を充填する装置を示す図である。

第６図ａの例では、注射器５３を用い、内部液
注入管５１から内部液５２をイオン濃度測定装置
５０に充填する。ここで内部液注入管５１，空気
抜き口５４および半導体イオンセンサ，参照電極
からのリード線５５は、絶縁管５９の後端を閉塞
するようにともに接着剤により固定されている
（図示せず）ので、内部液５２充填の際には栓５
６を外し空気抜き口５４を開けておく。このよう
にして内部液５２を充填したイオン濃度測定装置
５０を、内視鏡のチヤンネルに外部はら挿脱自在
に装着して体腔内のイオン濃度を測定するわけで
あるが、液絡部の汚染を防ぐために一定量の内部
液５２を液絡部から流出させる場合、あるいは体
腔内の圧力が高い場合には、イオン濃度測定装置
５０の後端に加圧手段を設ける必要がある。

第６図ｂは加圧手段として風船を用いた例を示
している。空気抜き口５４を栓５６で閉じてか
ら、空気送入口６１より空気を送つて加圧用風船
５７をふくらます。その後切換コツク５８を回し
て内部液５２を加圧する。なお、加圧手段は上記
例に限定されるものでなく、コンプレツサ，ポン
プ，シリンダ等何を用いても良い。

このように構成した本考案のイオン濃度測定装
置は親水性フイルムの厚みを選定することにより
内部液の流出量を最適に制御でき、またこの親水
性フイルムの内部液中および被測定液側へ延在さ
せて構成することにより液絡部の汚染、内部液か
らの気泡の発生等による測定値の不安定をなくし
測定誤差を少なくすることができる。

なお本考案は上述の実施例に限定されることな
く実用新案登録請求の範囲内で種々の変更を加え
ることのできるものである。例えば、親水性フイ
ルムを絶縁管と支持体との間隙の間だけに配置
し、この間隙から内部液中および被測定液中に突
出させないようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体イオンセンサの構造を示す断面
図、第２図ａおよびｂ、第３図ａおよびｂはそれ
ぞれ従来のイオン濃度測定装置の構成を示す断面
図および側面図、第４図は本考案のイオン濃度測
定装置の構成を示す断面図、第５図は本考案のイ
オン濃度測定装置の他の実施例の構成を示す断面
図、第６図ａおよびｂはそれぞれ本考案のイオン
濃度測定装置に用いる内部液充填装置を示す図で
ある。 １……半導体イオンセンサ、２……シリコン基
板、３……ドレイン拡散領域、４，５……ソース
拡散領域、６……酸化膜、７……表面安定化膜、
８……感応膜、１０……イオン濃度測定装置、１
１……絶縁管、１２……半導体イオンセンサ、１
３……感応膜、１４……支持体、１５……絶縁部
材、１６……内部液、１７……参照電極、１８…
…液絡部、２０……イオン濃度測定装置、２１…
…絶縁管、２２Ａ，２２Ｂ……空間、２３……内
部液、２４……参照電極、２５……液絡部、２５
Ａ……細孔、２６……半導体イオンセンサ、２７
……感応膜、２８……絶縁部材、３０……イオン
濃度測定装置、３１……絶縁管、３２……支持
体、３３……半導体イオンセンサ、３３Ａ……リ
ード線、３４Ａ，３４Ｂ……絶縁部材、３５……
親水性フイルム、３６……内部液注入管、３７…
…参照電極、３７Ａ……リード線、３８……注入
管、３９……内部液、４０……イオン濃度測定装
置、４１……熱収縮チユーブ、５０……イオン濃
度測定装置、５１……内部液注入管、５２……内
部液、５３……注射器、５４……空気抜き口、５
５……リード線、５６……栓、５７……加圧用風
船、５８……切換コツク、５９……絶縁管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ １本の管の内部に内部液およびこの内部液に
   浸漬した参照電極を収容し、この管の先端部に
   半導体イオンセンサを設けたイオン濃度測定装
   置において、前記管の先端部に収容したセンサ
   支持体と、センサ電極部を絶縁隔離するととも
   に感応部を露出させるように前記支持体の内部
   に固定して設けた半導体イオンセンサと、前記
   管と前記支持体との間隙に配置した親水性フイ
   ルムから成る液絡部とを具え、前記参照電極お
   よび半導体イオンセンサのリード線を前記管に
   沿つて延在させたことを特徴とするイオン濃度
   測定装置。 ２ 前記親水性フイルムの前記内部液側の一端を
   前記間隙より前記管の内面に沿つて前記内部液
   内に延在させ、他端を前記間隙より被測定液側
   に延在させた実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載のイオン濃度測定装置。