JP7747982B2 - Measurement equipment and method - Google Patents
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Description
本発明は、測定装置と測定方法とに関する。 The present invention relates to a measurement device and a measurement method.
環境水(工場の排水、湖沼、河川、または海水など)の水質(例えば、全窒素濃度、全りん濃度、重金属濃度、COD(Chemical Oxygen Demand)濃度など)の測定には、測定装置が用いられている。このような測定装置では、採水ポンプを用いて採取された測定対象の水(以下「試料水」という。)に、測定に適した試薬が加えられる。これらの試薬の送液や計量には種々のポンプが用いられていて、そのポンプの動作には種々のモータが用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Measuring devices are used to measure the water quality (e.g., total nitrogen concentration, total phosphorus concentration, heavy metal concentration, COD (Chemical Oxygen Demand) concentration, etc.) of environmental water (such as industrial wastewater, lakes, rivers, or seawater). In such measuring devices, reagents suitable for the measurement are added to the water to be measured (hereinafter referred to as "sample water") collected using a water sampling pump. Various pumps are used to transport and measure these reagents, and various motors are used to operate the pumps (see, for example, Patent Document 1).
近年、測定装置において、主にコスト削減を目的とする省液化が求められている。試薬の計量精度を向上させることなく、省液化のために試薬の使用量が削減されると、必然的に測定誤差が大きくなり、測定装置の仕様が満たされないこととなる。高精度な試薬の計量には、パルスにより回転量が制御されるステッピングモータを用いたポンプが適している。しかし、ステッピングモータは、比較的高額である。そのため、試薬ごとにステッピングモータを用いたポンプが用いられると、測定装置の製造コストが増加する。また、ポンプに吸引された試薬内には、気泡が混入し得る。試薬の使用量が削減されると、気泡が微量であったとしても、試薬に対する気泡の割合が増加する。その結果、気泡が測定結果に及ぼす影響は大きくなる。 In recent years, there has been a demand for reducing the amount of liquid used in measuring devices, primarily for the purpose of reducing costs. Reducing the amount of reagent used to reduce liquid consumption without improving the reagent's measurement accuracy inevitably leads to larger measurement errors and the measurement device's specifications not being met. For high-precision reagent measurement, a pump using a stepping motor, whose rotation amount is controlled by pulses, is suitable. However, stepping motors are relatively expensive. Therefore, using a pump with a stepping motor for each reagent increases the manufacturing cost of the measuring device. Furthermore, air bubbles can become mixed into the reagent drawn into the pump. When the amount of reagent used is reduced, the proportion of air bubbles in the reagent increases, even if the amount is small. As a result, the impact of air bubbles on measurement results becomes greater.
本発明は、製造コストを増加させることなく、気泡が除去された複数の試薬を高精度に計量しつつ送液が可能な測定装置と測定方法とを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a measuring device and a measuring method that can accurately measure and deliver multiple reagents from which air bubbles have been removed without increasing manufacturing costs.
本発明に係る測定装置は、試料水の水質を測定する測定装置であって、上下方向に沿って配置されて、第1溶液を吸引して、吐出する第1シリンジポンプ部と、上下方向に沿って配置されて、第2溶液を吸引して、吐出する第2シリンジポンプ部と、第1溶液を貯蔵する第1タンクと、第2溶液を貯蔵する第2タンクと、試料水と、第1シリンジポンプ部から吐出された第1溶液と、第2シリンジポンプ部から吐出された第2溶液と、が送液される反応槽と、第1溶液の送液先を切り替える第1弁と、第1弁と第1タンクとに接続される第1タンク管と、第1弁と第1シリンジポンプ部の上端部とに接続される第1共通管と、第1弁と反応槽とに接続される第1送液管と、第2溶液の送液先を切り替える第2弁と、第2弁と第2タンクとに接続される第2タンク管と、第2弁と第2シリンジポンプ部の上端部とに接続される第2共通管と、第2弁と反応槽とに接続される第2送液管と、第1シリンジポンプ部と第2シリンジポンプ部とに、同時に同一の動作をさせるステッピングモータと、第1弁と第2弁とステッピングモータそれぞれの動作を制御する制御部と、を有してなり、制御部は、反応槽に対して、第1溶液が第1シリンジポンプ部から送液されるとき、第1弁に、第1共通管と第1送液管とを接続させて、第2弁に、第2共通管と第2タンク管とを接続させて、第1シリンジポンプ部から第1必要量の第1溶液が吐出されるように、ステッピングモータを動作させて、反応槽に対して、第2溶液が第2シリンジポンプ部から送液されるとき、第1弁に、第1共通管と第1タンク管とを接続させて、第2弁に、第2共通管と第2送液管とを接続させて、第2シリンジポンプ部から第2必要量の第2溶液が吐出されるように、ステッピングモータを動作させる、ことを特徴とする測定装置である。 The measuring device according to the present invention is a measuring device for measuring the quality of sample water, and includes a first syringe pump unit arranged vertically to aspirate and discharge a first solution, a second syringe pump unit arranged vertically to aspirate and discharge a second solution, a first tank for storing the first solution, a second tank for storing the second solution, a reaction tank to which the sample water, the first solution discharged from the first syringe pump unit, and the second solution discharged from the second syringe pump unit are delivered, a first valve for switching the destination of the first solution, a first tank pipe connecting the first valve and the first tank, a first common pipe connecting the first valve and the upper end of the first syringe pump unit, a first liquid delivery pipe connecting the first valve and the reaction tank, a second valve for switching the destination of the second solution, a second tank pipe connecting the second valve and the second tank, a second common pipe connecting the second valve and the upper end of the second syringe pump unit, and a reaction tank to which the second valve and the reaction tank are delivered. a second liquid transfer pipe connected to the tank; a stepping motor that simultaneously and identically operates the first syringe pump unit and the second syringe pump unit; and a control unit that controls the operation of the first valve, the second valve, and the stepping motor, respectively. When a first solution is transferred from the first syringe pump unit to the reaction tank, the control unit operates the stepping motor to connect the first common pipe and the first liquid transfer pipe to the first valve and the second common pipe and the second tank pipe to the second valve, and so that a first required amount of the first solution is discharged from the first syringe pump unit; and when a second solution is transferred from the second syringe pump unit to the reaction tank, the control unit operates the stepping motor to connect the first common pipe and the first tank pipe to the first valve and the second common pipe and the second liquid transfer pipe to the second valve, and so that a second required amount of the second solution is discharged from the second syringe pump unit.
本発明に係る測定方法は、前述された測定装置を用いて、水質を測定する測定方法であって、制御部が、試料水が反応槽に送液された後に、第1弁と第2弁とステッピングモータそれぞれの動作を制御して、反応槽に対して、第1必要量の第1溶液を送液する第1溶液送液ステップと、第1必要量の第1溶液が送液された後に、第1弁と第2弁とステッピングモータそれぞれの動作を制御して、反応槽に対して、第2必要量の第2溶液を送液する第2溶液送液ステップと、を含む、ことを特徴とする測定方法である。 The measurement method of the present invention is a method for measuring water quality using the aforementioned measurement device, and is characterized by including a first solution delivery step in which the control unit controls the operation of the first valve, the second valve, and the stepping motor after the sample water has been delivered to the reaction tank to deliver a first required amount of first solution to the reaction tank, and a second solution delivery step in which the control unit controls the operation of the first valve, the second valve, and the stepping motor after the first required amount of first solution has been delivered to deliver a second required amount of second solution to the reaction tank.
本発明によれば、製造コストを増加させることなく、気泡が除去された複数の試薬を高精度に計量しつつ送液が可能な測定装置と測定方法とを提供できる。 The present invention provides a measuring device and a measuring method that can accurately measure and deliver multiple reagents from which air bubbles have been removed without increasing manufacturing costs.
●測定装置●
本発明に係る測定装置(以下「本装置」という。)と、本発明に係る測定方法(以下「本方法」という。)と、の実施の形態が以下に説明される。以下の説明において、各図面は、適宜参照される。各図面において、同一の部材および要素については同一の符号が付されて、重複する説明は省略される。また、各図面において、各部材の構成を明確かつ簡潔に示すため、各部材の形状、大きさは、実寸法よりも意図的に変更して図示され得る。
●Measuring equipment●
Embodiments of a measuring apparatus (hereinafter referred to as "the apparatus") according to the present invention and a measuring method (hereinafter referred to as "the method") according to the present invention will be described below. In the following description, reference will be made to the drawings as appropriate. In the drawings, identical members and elements are designated by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted. In addition, in the drawings, the shape and size of each member may be intentionally distorted from their actual dimensions in order to clearly and concisely show the configuration of each member.
「測定装置」は、例えば、各処理後の試料水(分析液)に含まれる測定対象成分の濃度を算出(測定)する装置である。本実施の形態において、本装置は、化学的酸素要求量(COD:Chemical Oxygen Demand)濃度を測定するCOD測定装置として説明される。 A "measuring device" is, for example, a device that calculates (measures) the concentration of a target component contained in sample water (analyte solution) after each treatment. In this embodiment, this device is described as a chemical oxygen demand (COD) measuring device that measures COD concentration.
「試料水」は、本装置の測定対象成分を含む水であり、例えば、工場、事業所からの排水である。 "Sample water" refers to water containing the components to be measured by this device, such as wastewater from a factory or business.
なお、本発明において、試料水は、排水に限定されない。すなわち、例えば、試料水は、河川、湖沼、海などの環境水でもよい。 In the present invention, the sample water is not limited to wastewater. That is, for example, the sample water may be environmental water such as river, lake, or sea water.
「測定対象成分」は、試料水に含まれる成分のうち、本装置の測定の対象となる成分であり、本実施の形態では、被酸化性物質である。 The "measurement target component" refers to the component contained in the sample water that is the target of measurement by this device, and in this embodiment, it is an oxidizable substance.
なお、本発明において、本装置は、高精度な試薬の計量が必要となる装置であればよく、COD測定装置に限定されない。すなわち、例えば、本装置は、全窒素濃度測定装置や、全りん濃度測定装置でもよい。 In the present invention, the device may be any device that requires highly accurate measurement of reagents, and is not limited to a COD measurement device. For example, the device may be a total nitrogen concentration measurement device or a total phosphorus concentration measurement device.
以下の説明では、本装置は、JIS K 0102の17.[100℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量(CODMn)]に準じた方法でCOD濃度を測定する。すなわち、硫酸により酸性にされた試料水に酸化剤として過マンガン酸カリウム溶液が加えられて、分析液が生成される。その後、分析液は30分間加熱されて、分析液中の被酸化性物質の酸化反応が進む。次いで、分析液にシュウ酸ナトリウム溶液が加えられて、酸化反応が停止される。最後に、酸化剤(過マンガン酸カリウム)による滴定が行われて、消費された酸化剤の量に基づいて、試料水のCOD濃度が測定される。 In the following description, this device measures COD concentration according to JIS K 0102, Section 17. [Oxygen consumption by potassium permanganate at 100°C (COD Mn )]. Specifically, a potassium permanganate solution is added as an oxidizing agent to sample water acidified with sulfuric acid to produce an analysis solution. The analysis solution is then heated for 30 minutes to promote the oxidation reaction of oxidizable substances in the analysis solution. Next, a sodium oxalate solution is added to the analysis solution to stop the oxidation reaction. Finally, titration with the oxidizing agent (potassium permanganate) is performed, and the COD concentration of the sample water is measured based on the amount of oxidizing agent consumed.
したがって、本装置では、試料水を酸性にするための試薬として硫酸が用いられ、酸化剤および滴定試薬として過マンガン酸カリウム溶液が用いられ、酸化剤と滴定試薬それぞれに反応する反応試薬(還元剤)および被酸化性物質としてシュウ酸ナトリウム溶液が用いられている。過マンガン酸カリウム溶液は、標定されて正確な濃度が明らかな(既知濃度)の過マンガン酸カリウムを含む、本発明における第1溶液の一例である。シュウ酸ナトリウム溶液は、既知濃度のシュウ酸ナトリウムを含む、本発明における第2溶液の一例である。 Therefore, in this device, sulfuric acid is used as a reagent to acidify the sample water, potassium permanganate solution is used as an oxidizing agent and titration reagent, and sodium oxalate solution is used as a reaction reagent (reducing agent) that reacts with the oxidizing agent and titration reagent, respectively, and as an oxidizable substance. The potassium permanganate solution is an example of a first solution in the present invention, containing potassium permanganate that has been standardized and whose exact concentration is known (known concentration). The sodium oxalate solution is an example of a second solution in the present invention, containing sodium oxalate of a known concentration.
また、以下の説明において、ある配管の「上流側」はその配管内の液体の流れにおける上流側を意味して、同「下流側」はその配管内の液体の流れにおける下流側を意味している。すなわち、例えば、「下流側」は、各タンクからシリンジポンプ部に向かう流れにおけるシリンジポンプ部側であり、シリンジポンプ部から反応槽側に向かう流れにおける反応槽側である。つまり、試料水を含めて反応槽に向かう流れにおける反応槽側が「下流側」であり、反応槽から廃液タンクに向かう廃液の流れにおける廃液タンクが最下流となる。 In the following description, the "upstream side" of a pipe refers to the upstream side in the flow of liquid within that pipe, and the "downstream side" refers to the downstream side in the flow of liquid within that pipe. That is, for example, the "downstream side" refers to the syringe pump side in the flow from each tank to the syringe pump, and the reaction tank side in the flow from the syringe pump to the reaction tank. In other words, the reaction tank side in the flow including the sample water toward the reaction tank is the "downstream side," and the waste tank is the most downstream side in the flow of waste liquid from the reaction tank toward the waste tank.
●測定装置の構成
図1は、本装置の実施の形態を示す模式構成図である。
Configuration of Measuring Apparatus FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present apparatus.
本装置1は、試料水の水質(COD濃度)を測定する。本装置1は、反応槽2と、加熱槽3と、ヒータ4と、温度計5と、電極6と、制御部7と、第1試薬タンクT1と、第2試薬タンクT2と、第3試薬タンクT3と、第4試薬タンクT4と、純水タンクT5と、受水槽T6と、廃液タンクT7と、第1試薬配管L1と、第2試薬配管L2と、第3試薬配管L3と、第4試薬配管L4と、純水配管L5と、試料水配管L6と、エア配管L7と、廃液配管L8と、第1試薬ポンプP1と、第3試薬ポンプP2と、第4試薬ポンプP3と、純水ポンプP4と、試料水ポンプP5と、エアポンプP6と、廃液ポンプP7と、第1弁V1と、第2弁V2と、第3弁V3と、第4弁V4と、を有してなる。 This device 1 measures the water quality (COD concentration) of sample water. It includes a reaction tank 2, a heating tank 3, a heater 4, a thermometer 5, an electrode 6, a control unit 7, a first reagent tank T1, a second reagent tank T2, a third reagent tank T3, a fourth reagent tank T4, a pure water tank T5, a water receiving tank T6, a waste liquid tank T7, a first reagent pipe L1, a second reagent pipe L2, a third reagent pipe L3, a fourth reagent pipe L4, a pure water pipe L5, a sample water pipe L6, an air pipe L7, a waste liquid pipe L8, a first reagent pump P1, a third reagent pump P2, a fourth reagent pump P3, a pure water pump P4, a sample water pump P5, an air pump P6, a waste liquid pump P7, a first valve V1, a second valve V2, a third valve V3, and a fourth valve V4.
ここで、第1試薬タンクT1と第1試薬ポンプP1と第1試薬配管L1と第1弁V1とは、第1試薬送液機構M1を構成している。第2試薬タンクT2と第1試薬ポンプP1と第2試薬配管L2と第2弁V2とは、第2試薬送液機構M2を構成している。第3試薬タンクT3と第3試薬ポンプP2と第3試薬配管L3とは、第3試薬送液機構M3を構成している。第4試薬タンクT4と第4試薬ポンプP3と第4試薬配管L4とは、第4試薬送液機構M4を構成している。純水タンクT5と純水ポンプP4と純水配管L5と第3弁V3とは、純水送液機構M5を構成している。受水槽T6と試料水ポンプP5と試料水配管L6とは、試料水送液機構M6を構成している。 Here, the first reagent tank T1, first reagent pump P1, first reagent piping L1, and first valve V1 constitute the first reagent liquid delivery mechanism M1. The second reagent tank T2, first reagent pump P1, second reagent piping L2, and second valve V2 constitute the second reagent liquid delivery mechanism M2. The third reagent tank T3, third reagent pump P2, and third reagent piping L3 constitute the third reagent liquid delivery mechanism M3. The fourth reagent tank T4, fourth reagent pump P3, and fourth reagent piping L4 constitute the fourth reagent liquid delivery mechanism M4. The pure water tank T5, pure water pump P4, pure water piping L5, and third valve V3 constitute the pure water liquid delivery mechanism M5. The water receiving tank T6, sample water pump P5, and sample water piping L6 constitute the sample water liquid delivery mechanism M6.
本装置1の構成のうち、第1試薬送液機構M1および第2試薬送液機構M2以外の構成は、公知のCOD測定装置の構成と共通している。そのため、以下の説明では、第1試薬送液機構M1および第2試薬送液機構M2の構成以外の構成の詳細な説明は、省略される。 The configuration of this device 1, other than the first reagent liquid delivery mechanism M1 and the second reagent liquid delivery mechanism M2, is common to the configuration of known COD measurement devices. Therefore, in the following explanation, detailed explanation of the configuration other than the first reagent liquid delivery mechanism M1 and the second reagent liquid delivery mechanism M2 will be omitted.
反応槽2は、送液された試料水と各試薬とを一時的に貯えて、化学反応を起こさせる槽である。反応槽2の下部は、加熱槽3の浴内に浸漬されている。加熱槽3は、反応槽2の下部を加熱することにより、反応槽2内の分析液を加熱する。加熱槽3は、例えば、油浴または沸騰水浴である。ヒータ4は、加熱槽3を加熱する。温度計5は、加熱槽3の温度を計測する。 Reaction tank 2 is a tank that temporarily stores the delivered sample water and each reagent, causing a chemical reaction. The lower part of reaction tank 2 is immersed in the bath of heating tank 3. Heating tank 3 heats the lower part of reaction tank 2, thereby heating the analytical solution in reaction tank 2. Heating tank 3 is, for example, an oil bath or boiling water bath. Heater 4 heats heating tank 3. Thermometer 5 measures the temperature of heating tank 3.
電極6は、滴定の終点を検出する、例えば、白金電極である。電極6は、反応槽2内に挿入されている。 Electrode 6, which detects the endpoint of the titration, is, for example, a platinum electrode. Electrode 6 is inserted into reaction vessel 2.
制御部7は、本装置1全体の動作を制御する。制御部7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、CPUの作業領域として機能するRAM(Random Access Memory)と、測定プログラムなどの各種情報を記憶するROM(Read Only Memory)と、により構成されている。 The control unit 7 controls the overall operation of the device 1. The control unit 7 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory) which functions as the CPU's working area, and ROM (Read Only Memory) which stores various information such as measurement programs.
制御部7では、測定プログラムが動作して、測定プログラムが本装置1のハードウェア資源と協働して、後述する測定方法を実現している。また、制御部7を構成しているプロセッサ(CPU)が測定プログラムを実行することにより、測定プログラムは同プロセッサを制御部7として機能させて、同プロセッサに測定方法を実行させることができる。同様に、コンピュータに測定プログラムを実行させることにより、測定プログラムは、コンピュータを制御部7として機能させることができる。 A measurement program runs in the control unit 7, and works in cooperation with the hardware resources of the device 1 to realize the measurement method described below. Furthermore, by having the processor (CPU) constituting the control unit 7 execute the measurement program, the measurement program can cause the processor to function as the control unit 7 and execute the measurement method. Similarly, by having a computer execute the measurement program, the measurement program can cause the computer to function as the control unit 7.
なお、本発明において、測定プログラムは、フラッシュメモリなどの記憶媒体(不図示)に記憶されていてもよい。また、測定プログラムは、インストール可能なファイル形式、または、実行可能なファイル形式で非一時的な記憶媒体(例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、USB(Universal Serial Bus)メモリなど)に記憶されていて、専用の読み込み媒体を介して本装置1に提供されてもよい。 In the present invention, the measurement program may be stored on a storage medium (not shown) such as a flash memory. Alternatively, the measurement program may be stored in an installable file format or an executable file format on a non-transitory storage medium (e.g., a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a USB (Universal Serial Bus) memory, etc.) and provided to the device 1 via a dedicated read-only medium.
第1試薬タンクT1は、第1試薬(過マンガン酸カリウム溶液)を貯留する。第2試薬タンクT2は、第2試薬(シュウ酸ナトリウム溶液)を貯留する。第3試薬タンクT3は、第3試薬(硫酸)を貯留する。第4試薬タンクT4は、第4試薬(硝酸銀)を貯留する。純水タンクT5は、純水を貯留する。受水槽T6は、採水ポンプ(不図示)により送液された試料水を受水する。第1試薬タンクT1は本発明における第1タンクの一例であり、第2試薬タンクT2は本発明における第2タンクの一例である。 The first reagent tank T1 stores the first reagent (potassium permanganate solution). The second reagent tank T2 stores the second reagent (sodium oxalate solution). The third reagent tank T3 stores the third reagent (sulfuric acid). The fourth reagent tank T4 stores the fourth reagent (silver nitrate). The pure water tank T5 stores pure water. The water receiving tank T6 receives sample water delivered by a water sampling pump (not shown). The first reagent tank T1 is an example of the first tank in the present invention, and the second reagent tank T2 is an example of the second tank in the present invention.
第1試薬ポンプP1は、制御部7の制御により動作して、第1試薬と第2試薬それぞれを反応槽2に送液する。第1試薬ポンプP1の構成の詳細は、後述される。 The first reagent pump P1 operates under the control of the control unit 7 to deliver the first and second reagents to the reaction chambers 2. The configuration of the first reagent pump P1 will be described in detail below.
第3試薬ポンプP2は第3試薬を反応槽2に送液して、第4試薬ポンプP3は第4試薬を反応槽2に送液する。第3試薬ポンプP2と第4試薬ポンプP3それぞれは、例えば、ACモータ(不図示)により動作している、公知のシリンジポンプである。 The third reagent pump P2 delivers the third reagent to the reaction tank 2, and the fourth reagent pump P3 delivers the fourth reagent to the reaction tank 2. The third reagent pump P2 and the fourth reagent pump P3 are each a well-known syringe pump operated by, for example, an AC motor (not shown).
純水ポンプP4は、純水を反応槽2に送液する。純水ポンプP4は、例えば、ステッピングモータ(不図示)により動作している、公知のシリンジポンプである。 The pure water pump P4 delivers pure water to the reaction tank 2. The pure water pump P4 is, for example, a known syringe pump operated by a stepping motor (not shown).
試料水ポンプP5は、試料水を反応槽2に送液する。試料水ポンプP5は、例えば、ACモータ(不図示)により動作している、公知のローラーポンプである。 The sample water pump P5 delivers sample water to the reaction tank 2. The sample water pump P5 is, for example, a known roller pump powered by an AC motor (not shown).
エアポンプP6は、エアを各配管L1~L5に圧送する。エアポンプP6は、例えば、ACモータ(不図示)により動作している、公知のエアポンプである。 Air pump P6 pumps air under pressure into each of the pipes L1 to L5. Air pump P6 is a known air pump powered, for example, by an AC motor (not shown).
各ポンプP1~P7の動作は、制御部7により制御されている。 The operation of each pump P1 to P7 is controlled by the control unit 7.
第1試薬配管L1は、第1試薬タンクT1に貯留されている第1試薬が反応槽2に送液される経路である。第1試薬配管L1には、第1弁V1が接続されている。第1試薬配管L1は、第1タンク管L11と、第1共通管L12と、第1送液管L13と、を備える。 The first reagent pipe L1 is a path through which the first reagent stored in the first reagent tank T1 is delivered to the reaction tank 2. A first valve V1 is connected to the first reagent pipe L1. The first reagent pipe L1 includes a first tank pipe L11, a first common pipe L12, and a first delivery pipe L13.
第1タンク管L11の一端(上流端)は第1試薬タンクT1に接続されていて、第1タンク管L11の他端(下流端)は第1弁V1に接続されている。第1共通管L12の一端は第1試薬ポンプP1(後述される第1管取付穴18c:図4参照)に接続されていて、第1共通管L12の他端は第1弁V1に接続されている。第1送液管L13の一端(上流端)は第1弁V1に接続されていて、第1送液管L13の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。 One end (upstream end) of the first tank pipe L11 is connected to the first reagent tank T1, and the other end (downstream end) of the first tank pipe L11 is connected to the first valve V1. One end of the first common pipe L12 is connected to the first reagent pump P1 (first pipe mounting hole 18c described below: see Figure 4), and the other end of the first common pipe L12 is connected to the first valve V1. One end (upstream end) of the first liquid supply pipe L13 is connected to the first valve V1, and the other end (downstream end) of the first liquid supply pipe L13 is connected to the reaction tank 2.
本実施の形態において、第1共通管L12の容積「V12」は、第1タンク管L11の容積「V11」と第1送液管L13の容積「V13」それぞれよりも小さい。第1タンク管L11の容積「V11」は、第1送液管L13の容積「V13」よりも大きい。 In this embodiment, the volume "V12" of the first common pipe L12 is smaller than the volume "V11" of the first tank pipe L11 and the volume "V13" of the first liquid supply pipe L13. The volume "V11" of the first tank pipe L11 is larger than the volume "V13" of the first liquid supply pipe L13.
第2試薬配管L2は、第2試薬タンクT2に貯留されている第2試薬が反応槽2に送液される経路である。第2試薬配管L2には、第2弁V2が接続されている。第2試薬配管L2は、第2タンク管L21と、第2共通管L22と、第2送液管L23と、を備える。 The second reagent pipe L2 is a path through which the second reagent stored in the second reagent tank T2 is delivered to the reaction tank 2. A second valve V2 is connected to the second reagent pipe L2. The second reagent pipe L2 includes a second tank pipe L21, a second common pipe L22, and a second delivery pipe L23.
第2タンク管L21の一端(上流端)は第2試薬タンクT2に接続されていて、第2タンク管L21の他端(下流端)は第2弁V2に接続されている。第2共通管L22の一端は第1試薬ポンプP1(後述される第2管取付穴18d:図4参照)に接続されていて、第2共通管L22の他端は第2弁V2に接続されている。第2送液管L23の一端(上流端)は第2弁V2に接続されていて、第2送液管L23の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。 One end (upstream end) of the second tank pipe L21 is connected to the second reagent tank T2, and the other end (downstream end) of the second tank pipe L21 is connected to the second valve V2. One end of the second common pipe L22 is connected to the first reagent pump P1 (second pipe mounting hole 18d described below: see Figure 4), and the other end of the second common pipe L22 is connected to the second valve V2. One end (upstream end) of the second liquid supply pipe L23 is connected to the second valve V2, and the other end (downstream end) of the second liquid supply pipe L23 is connected to the reaction tank 2.
本実施の形態において、第2共通管L22の容積「V22」は、第2タンク管L21の容積「V21」と第2送液管L23の容積「V23」それぞれよりも小さい。第2タンク管L21の容積「V21」は、第2送液管L23の容積「V23」よりも大きい。第2タンク管L21の容積「V21」は第1タンク管L11の容積「V11」と同じであり、第2共通管L22の容積「V22」は第1共通管L12の容積「V12」と同じであり、第2送液管L23の容積「V23」は第1送液管L13の容積「V13」と同じである。 In this embodiment, the volume "V22" of the second common pipe L22 is smaller than the volume "V21" of the second tank pipe L21 and the volume "V23" of the second liquid supply pipe L23. The volume "V21" of the second tank pipe L21 is larger than the volume "V23" of the second liquid supply pipe L23. The volume "V21" of the second tank pipe L21 is the same as the volume "V11" of the first tank pipe L11, the volume "V22" of the second common pipe L22 is the same as the volume "V12" of the first common pipe L12, and the volume "V23" of the second liquid supply pipe L23 is the same as the volume "V13" of the first liquid supply pipe L13.
第3試薬配管L3は、第3試薬タンクT3に貯留されている第3試薬が反応槽2に送液される経路である。第3試薬配管L3の一端(上流端)は第3試薬タンクT3に接続されていて、第3試薬配管L3の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。第3試薬配管L3には、第3試薬ポンプP2が接続されている。 The third reagent pipe L3 is a path through which the third reagent stored in the third reagent tank T3 is delivered to the reaction tank 2. One end (upstream end) of the third reagent pipe L3 is connected to the third reagent tank T3, and the other end (downstream end) of the third reagent pipe L3 is connected to the reaction tank 2. A third reagent pump P2 is connected to the third reagent pipe L3.
第4試薬配管L4は、第4試薬タンクT4に貯留されている第4試薬が反応槽2に送液される経路である。第4試薬配管L4の一端(上流端)は第4試薬タンクT4に接続されていて、第4試薬配管L4の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。第4試薬配管L4には、第4試薬ポンプP3が接続されている。 The fourth reagent pipe L4 is a path through which the fourth reagent stored in the fourth reagent tank T4 is delivered to the reaction tank 2. One end (upstream end) of the fourth reagent pipe L4 is connected to the fourth reagent tank T4, and the other end (downstream end) of the fourth reagent pipe L4 is connected to the reaction tank 2. A fourth reagent pump P3 is connected to the fourth reagent pipe L4.
純水配管L5は、純水タンクT5に貯留されている純水が反応槽2に送液される経路である。純水配管L5には、第3弁V3が接続されている。純水配管L5は、タンク管L51と、共通管L52と、送液管L53と、を備える。 The pure water pipe L5 is a path through which pure water stored in the pure water tank T5 is delivered to the reaction tank 2. A third valve V3 is connected to the pure water pipe L5. The pure water pipe L5 includes a tank pipe L51, a common pipe L52, and a liquid delivery pipe L53.
タンク管L51の一端(上流端)は純水タンクT5に接続されていて、タンク管L51の他端(下流端)は第3弁V3に接続されている。共通管L52の一端は純水ポンプP4に接続されていて、共通管L52の他端は第3弁V3に接続されている。送液管L53の一端(上流端)は第3弁V3に接続されていて、送液管L53の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。 One end (upstream end) of the tank pipe L51 is connected to the pure water tank T5, and the other end (downstream end) of the tank pipe L51 is connected to the third valve V3. One end of the common pipe L52 is connected to the pure water pump P4, and the other end of the common pipe L52 is connected to the third valve V3. One end (upstream end) of the liquid supply pipe L53 is connected to the third valve V3, and the other end (downstream end) of the liquid supply pipe L53 is connected to the reaction tank 2.
試料水配管L6は、受水槽T6に貯留されている試料水が反応槽2に送液される経路である。試料水配管L6には、試料水ポンプP5が接続されている。試料水配管L6の一端(上流端)は受水槽T6に接続されていて、試料水配管L6の他端(下流端)は反応槽2に接続されている。 The sample water pipe L6 is a path through which the sample water stored in the receiving tank T6 is sent to the reaction tank 2. A sample water pump P5 is connected to the sample water pipe L6. One end (upstream end) of the sample water pipe L6 is connected to the receiving tank T6, and the other end (downstream end) of the sample water pipe L6 is connected to the reaction tank 2.
エア配管L7は、エアポンプP6からのエアが各配管L1~L5に送風される経路である。エア配管L7の一端(上流端)は、エアポンプP6に接続されている。エア配管L7の他端(下流端)は、複数に分岐していて、第1送液管L13と、第2送液管L23と、第3試薬配管L3と、第4試薬配管L4と、送液管L53と、に接続されている。 Air pipe L7 is a path through which air from air pump P6 is blown into each of pipes L1 to L5. One end (upstream end) of air pipe L7 is connected to air pump P6. The other end (downstream end) of air pipe L7 branches into multiple parts and is connected to first liquid supply pipe L13, second liquid supply pipe L23, third reagent pipe L3, fourth reagent pipe L4, and liquid supply pipe L53.
第1弁V1~第4弁V4は、例えば、制御部7により動作が制御される電磁弁である。第1弁V1~第3弁V3は三方弁であり、第4弁V4は常閉弁である。 The first valve V1 to the fourth valve V4 are, for example, solenoid valves whose operation is controlled by the control unit 7. The first valve V1 to the third valve V3 are three-way valves, and the fourth valve V4 is a normally closed valve.
前述のとおり、第1弁V1は、第1タンク管L11と第1共通管L12と第1送液管L13とに接続されていて、制御部7の制御により、第1タンク管L11と第1共通管L12とを接続して、または、第1共通管L12と第1送液管L13とを接続している。同様に、第2弁V2は、制御部7の制御により、第2タンク管L21と第2共通管L22とを接続して、または、第2共通管L22と第2送液管L23とを接続している。同様に、第3弁V3は、制御部7の制御により、タンク管L51と共通管L52とを接続して、または、共通管L52と送液管L53とを接続している。 As described above, the first valve V1 is connected to the first tank pipe L11, the first common pipe L12, and the first liquid supply pipe L13, and is controlled by the control unit 7 to connect the first tank pipe L11 to the first common pipe L12, or the first common pipe L12 to the first liquid supply pipe L13. Similarly, the second valve V2 is controlled by the control unit 7 to connect the second tank pipe L21 to the second common pipe L22, or the second common pipe L22 to the second liquid supply pipe L23. Similarly, the third valve V3 is controlled by the control unit 7 to connect the tank pipe L51 to the common pipe L52, or the common pipe L52 to the liquid supply pipe L53.
図2は、第1試薬ポンプP1の模式正面図である。
図3は、第1試薬ポンプP1の図2のA矢視における模式側面図である。
図4は、第1試薬ポンプP1の図2のBB線における部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a schematic front view of the first reagent pump P1.
FIG. 3 is a schematic side view of the first reagent pump P1 as viewed from the arrow A in FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the first reagent pump P1 taken along line BB in FIG.
以下の第1試薬ポンプP1の説明と、図2~図4と、において、特に断りがない限り、空間において相互に直交する3軸をそれぞれX軸、Y軸およびZ軸としたとき、「X軸方向」は、X軸に沿う方向であり、左右方向である。「Y軸方向」は、Y軸に沿う方向であり、前後方向である。「Z軸方向」は、Z軸に沿う方向であり、上下方向である。また、「+X方向」は左方であり、「-X方向」は右方であり、「+Y方向」は前方であり、「-Y方向」は後方であり、「+Z方向」は上方であり、「-Z方向」は下方である。以下の説明において、図1は、適宜参照される。 In the following description of the first reagent pump P1 and in Figures 2 to 4, unless otherwise noted, when three mutually orthogonal axes in space are defined as the X-axis, Y-axis, and Z-axis, respectively, the "X-axis direction" is the direction along the X-axis, i.e., the left-right direction. The "Y-axis direction" is the direction along the Y-axis, i.e., the front-to-back direction. The "Z-axis direction" is the direction along the Z-axis, i.e., the up-to-down direction. Furthermore, the "+X direction" is the left, the "-X direction" is the right, the "+Y direction" is the front, the "-Y direction" is the rear, the "+Z direction" is the up, and the "-Z direction" is the down. Figure 1 will be referenced as appropriate in the following description.
第1試薬ポンプP1は、基板10と、モータ11と、カップリング12と、シャフト13と、スライダ14と、保持部材15と、第1シリンジポンプ部16と、第2シリンジポンプ部17と、連結部材18と、2つのシール部材19,20と、第1継手21と、第2継手22と、を備える。 The first reagent pump P1 includes a base plate 10, a motor 11, a coupling 12, a shaft 13, a slider 14, a holding member 15, a first syringe pump unit 16, a second syringe pump unit 17, a connecting member 18, two sealing members 19 and 20, a first joint 21, and a second joint 22.
基板10は、モータ11と、シャフト13と、スライダ14と、連結部材18と、を支持する。基板10は、例えば、長手方向が上下方向(Z軸方向)に沿う矩形板状である。基板10の中央部には、上下方向に沿うスリット状の貫通孔10aが配置されている。 The substrate 10 supports the motor 11, shaft 13, slider 14, and connecting member 18. The substrate 10 is, for example, a rectangular plate whose longitudinal direction is along the vertical direction (Z-axis direction). A slit-shaped through-hole 10a is arranged in the center of the substrate 10, extending along the vertical direction.
モータ11は、カップリング12とシャフト13とを介してスライダ14を上下方向に往復移動させる回転力を生成する。モータ11は、公知のステッピングモータである。モータ11は、回転軸11aを下方(-Z方向)に向けて、基板10の後面に取り付けられている。モータ11の動作は、制御部7により制御されている。 The motor 11 generates a rotational force that moves the slider 14 back and forth in the vertical direction via the coupling 12 and shaft 13. The motor 11 is a well-known stepping motor. The motor 11 is attached to the rear surface of the substrate 10 with its rotation axis 11a facing downward (in the -Z direction). The operation of the motor 11 is controlled by the control unit 7.
カップリング12は、モータ11の回転力をシャフト13に伝達する。カップリング12は、モータ11の回転軸11aに取り付けられている。 The coupling 12 transmits the rotational force of the motor 11 to the shaft 13. The coupling 12 is attached to the rotating shaft 11a of the motor 11.
シャフト13は、カップリング12を介して伝達されるモータ11の回転力に応じて回転して、スライダ14を上下方向に往復移動させる。シャフト13は、軸心方向が上下方向に沿うように、基板10の後面側に取り付けられている。 The shaft 13 rotates in response to the rotational force of the motor 11 transmitted via the coupling 12, causing the slider 14 to move back and forth in the vertical direction. The shaft 13 is attached to the rear side of the base plate 10 so that its axis is aligned vertically.
スライダ14は、シャフト13の回転に応じて、シャフト13に沿って上下方向に往復移動する。スライダ14は、例えば、立方体状である。スライダ14は、シャフト13の雄ねじ面に対応する雌ねじ孔(不図示)を備える。雌ねじ孔は、スライダ14を上下方向に貫通している。雌ねじ孔には、シャフト13が挿通されている。 The slider 14 moves up and down along the shaft 13 in response to the rotation of the shaft 13. The slider 14 is, for example, cubic in shape. The slider 14 has a female threaded hole (not shown) that corresponds to the male threaded surface of the shaft 13. The female threaded hole passes through the slider 14 in the vertical direction. The shaft 13 is inserted into the female threaded hole.
保持部材15は、後述される第1プランジャ16bと第2プランジャ17bとを保持する。保持部材15は、スライダ14の前面の下部に取り付けられている。保持部材15は、貫通孔10aに通されていて、スライダ14と共に上下方向に往復移動する。保持部材15は、例えば、直方体状である。上下方向において、保持部材15の中央部には、第1プランジャ16bと第2プランジャ17bの下端部(後述される第1フランジ部16e、第2フランジ部17e)が嵌め込まれるスリット孔15aが配置されている。スリット孔15aは、保持部材15のうち、前方(+Y方向)と左右方向(X軸方向)それぞれに開口している。保持部材15のうち、スリット孔15aの上方(+Z方向)には、プランジャ取付溝15b,15cが配置されている。プランジャ取付溝15b,15cは、保持部材15のうち、右面および上面と、スリット孔15aと、に開口している。プランジャ取付溝15b,15cは、前後方向に並んで配置されている。 The holding member 15 holds the first plunger 16b and second plunger 17b (described below). The holding member 15 is attached to the lower part of the front surface of the slider 14. The holding member 15 passes through the through hole 10a and moves back and forth in the up-down direction together with the slider 14. The holding member 15 is, for example, rectangular parallelepiped-shaped. In the up-down direction, a slit hole 15a is located in the center of the holding member 15, into which the lower ends of the first plunger 16b and the second plunger 17b (the first flange portion 16e and the second flange portion 17e (described below)) are fitted. The slit hole 15a opens forward (in the +Y direction) and left-right (in the X-axis direction) of the holding member 15. Plunger mounting grooves 15b and 15c are located above the slit hole 15a (in the +Z direction) of the holding member 15. The plunger mounting grooves 15b and 15c open to the right and top surfaces of the holding member 15 and to the slit hole 15a. The plunger mounting grooves 15b and 15c are aligned in the front-to-rear direction.
第1シリンジポンプ部16は、第1試薬タンクT1から第1試薬を吸引して、吐出する。第1シリンジポンプ部16は、例えば、公知のマイクロシリンジである。第1シリンジポンプ部16は、軸心方向が上下方向に沿うように、保持部材15と連結部材18とに着脱可能に取り付けられている。本実施の形態において、第1シリンジポンプ部16の最大吸引容量は、後述される酸化処理(S13)と酸化停止処理(S14)において、吐出される第1試薬と第2試薬との総量よりも大きくなるように設計されている。第1シリンジポンプ部16は、第1シリンジ16aと、第1プランジャ16bと、第1ガスケット16cと、を備える。 The first syringe pump unit 16 aspirates and dispenses the first reagent from the first reagent tank T1. The first syringe pump unit 16 is, for example, a known microsyringe. The first syringe pump unit 16 is detachably attached to the holding member 15 and the connecting member 18 so that its axis is aligned vertically. In this embodiment, the maximum suction capacity of the first syringe pump unit 16 is designed to be greater than the total amount of the first reagent and the second reagent dispensed in the oxidation process (S13) and oxidation termination process (S14) described below. The first syringe pump unit 16 includes a first syringe 16a, a first plunger 16b, and a first gasket 16c.
第1シリンジ16aは、上下方向に沿う円筒状である。第1シリンジ16aの上端部は縮径されていて、第1取付部16dを形成している。第1取付部16dの外周面は、雄ねじ面である。 The first syringe 16a is cylindrical and extends in the vertical direction. The upper end of the first syringe 16a has a reduced diameter, forming a first mounting portion 16d. The outer surface of the first mounting portion 16d is a male threaded surface.
第1プランジャ16bは、上下方向に沿う円柱状である。第1プランジャ16bは、第1シリンジ16aの下端側から第1シリンジ16a内に挿入されていて、第1シリンジ16aに対して、上下方向に往復移動(進退)可能である。第1プランジャ16bの下端部は、拡径されていて円板状の第1フランジ部16eを形成している。 The first plunger 16b is cylindrical and extends in the vertical direction. The first plunger 16b is inserted into the first syringe 16a from the lower end side thereof and is capable of reciprocating (advancing and retreating) in the vertical direction relative to the first syringe 16a. The lower end of the first plunger 16b has an enlarged diameter and forms a disk-shaped first flange portion 16e.
第1ガスケット16cは、上下方向に沿う円柱状である。第1ガスケット16cは、第1プランジャ16bの上端部に取り付けられている。第1ガスケット16cは、第1プランジャ16bと共に、第1シリンジ16aに対して、液密な状態で上下方向に往復移動(進退)可能である。 The first gasket 16c is cylindrical and extends in the vertical direction. The first gasket 16c is attached to the upper end of the first plunger 16b. The first gasket 16c, together with the first plunger 16b, can move back and forth (advance and retreat) in the vertical direction relative to the first syringe 16a in a liquid-tight manner.
第1取付部16dは、後述される第1シリンジ取付穴18aに下方から着脱可能に嵌め込まれている(螺合されている)。第1フランジ部16eは、保持部材15のスリット孔15aに着脱可能に嵌め込まれている。第1プランジャ16bのうち、第1フランジ部16eに隣接する部分は、保持部材15のプランジャ取付溝15bに嵌め込まれている。その結果、保持部材15の上下方向の往復移動に応じて、第1プランジャ16bは第1シリンジ16aに対して上下方向に往復移動(進退)する。 The first mounting portion 16d is removably fitted (screwed) from below into the first syringe mounting hole 18a (described below). The first flange portion 16e is removably fitted into the slit hole 15a of the holding member 15. The portion of the first plunger 16b adjacent to the first flange portion 16e is fitted into the plunger mounting groove 15b of the holding member 15. As a result, the first plunger 16b moves back and forth (advances and retreats) in the vertical direction relative to the first syringe 16a in response to the vertical reciprocating movement of the holding member 15.
第2シリンジポンプ部17は、第2試薬タンクT2から第2試薬を吸引して、吐出する。第2シリンジポンプ部17は、例えば、公知のマイクロシリンジである。第2シリンジポンプ部17は、軸心方向が上下方向に沿うように、保持部材15と連結部材18とに着脱可能に取り付けられている。第2シリンジポンプ部17の構成は、第1シリンジポンプ部16の構成と共通する。すなわち、第2シリンジポンプ部17は、第2シリンジ17aと、第2プランジャ17bと、第2ガスケット17cと、第2取付部17dと、第2フランジ部17eと、を備える。 The second syringe pump unit 17 aspirates and dispenses the second reagent from the second reagent tank T2. The second syringe pump unit 17 is, for example, a known microsyringe. The second syringe pump unit 17 is detachably attached to the holding member 15 and the connecting member 18 so that its axis is aligned in the vertical direction. The configuration of the second syringe pump unit 17 is the same as the configuration of the first syringe pump unit 16. That is, the second syringe pump unit 17 includes a second syringe 17a, a second plunger 17b, a second gasket 17c, a second mounting portion 17d, and a second flange portion 17e.
第2取付部17dは、後述される第2シリンジ取付穴18bに下方から着脱可能に嵌め込まれている(螺合されている)。第2フランジ部17eは、保持部材15のスリット孔15aに嵌め込まれている。第2プランジャ17bのうち、第2フランジ部17eに隣接する部分(下部)は、保持部材15のプランジャ取付溝15cに嵌め込まれている。その結果、第2シリンジポンプ部17は、第1シリンジポンプ部16の前方に、第1シリンジポンプ部16と並んで配置されている。保持部材15の上下方向の往復移動に応じて、第2プランジャ17bは第2シリンジ17aに対して上下方向に往復移動(進退)する。 The second mounting portion 17d is removably fitted (screwed) from below into the second syringe mounting hole 18b (described below). The second flange portion 17e is fitted into the slit hole 15a of the holding member 15. The portion (lower portion) of the second plunger 17b adjacent to the second flange portion 17e is fitted into the plunger mounting groove 15c of the holding member 15. As a result, the second syringe pump portion 17 is positioned in front of and alongside the first syringe pump portion 16. In response to the up-down reciprocating movement of the holding member 15, the second plunger 17b moves up-down (advanced and retreated) relative to the second syringe 17a.
連結部材18は、第1シリンジポンプ部16と第2シリンジポンプ部17それぞれと、第1試薬配管L1(第1共通管L12)と第2試薬配管L2(第2共通管L22)それぞれと、を連結する。連結部材18は、例えば、直方体状である。連結部材18は、基板10の前面の上部に取り付けられていて、第1シリンジポンプ部16と第2シリンジポンプ部17それぞれの上方に配置されている。連結部材18は、第1シリンジ取付穴18aと、第2シリンジ取付穴18bと、第1管取付穴18cと、第2管取付穴18dと、第1連通孔18eと、第2連通孔18fと、を備える。 The connecting member 18 connects the first syringe pump unit 16 and the second syringe pump unit 17 to the first reagent pipe L1 (first common pipe L12) and the second reagent pipe L2 (second common pipe L22). The connecting member 18 is, for example, rectangular. The connecting member 18 is attached to the upper front surface of the substrate 10 and is positioned above the first syringe pump unit 16 and the second syringe pump unit 17. The connecting member 18 includes a first syringe mounting hole 18a, a second syringe mounting hole 18b, a first tube mounting hole 18c, a second tube mounting hole 18d, a first communication hole 18e, and a second communication hole 18f.
第1シリンジ取付穴18aは、連結部材18の下面に開口している有底円筒状の穴である。第1シリンジ取付穴18aの内周面は、第1取付部16dの雄ねじ面に対応する雌ねじ面である。 The first syringe mounting hole 18a is a cylindrical hole with a bottom that opens to the underside of the connecting member 18. The inner surface of the first syringe mounting hole 18a is an internally threaded surface that corresponds to the externally threaded surface of the first mounting portion 16d.
第2シリンジ取付穴18bは、連結部材18の下面に開口している有底円筒状の穴である。第2シリンジ取付穴18bの内周面は、第2取付部17dの雄ねじ面に対応する雌ねじ面である。第2シリンジ取付穴18bは、第1シリンジ取付穴18aの前方に、第1シリンジ取付穴18aと並んで配置されている。 The second syringe mounting hole 18b is a cylindrical hole with a bottom that opens to the underside of the connecting member 18. The inner surface of the second syringe mounting hole 18b is an internally threaded surface that corresponds to the externally threaded surface of the second mounting portion 17d. The second syringe mounting hole 18b is located in front of and alongside the first syringe mounting hole 18a.
第1管取付穴18cは、連結部材18の上面に開口している有底円筒状の穴である。第1管取付穴18cの内周面は、後述される第1継手21の雄ねじ面に対応する雌ねじ面である。第1管取付穴18cは、第1シリンジ取付穴18aの上方に配置されている。 The first pipe mounting hole 18c is a cylindrical hole with a bottom that opens to the upper surface of the connecting member 18. The inner surface of the first pipe mounting hole 18c is a female threaded surface that corresponds to the male threaded surface of the first fitting 21, which will be described later. The first pipe mounting hole 18c is located above the first syringe mounting hole 18a.
第2管取付穴18dは、連結部材18の上面に開口している有底円筒状の穴である。第2管取付穴18dの内周面は、後述される第2継手22の雄ねじ面に対応する雌ねじ面である。第2管取付穴18dは、第2シリンジ取付穴18bの上方に配置されている。 The second pipe mounting hole 18d is a cylindrical hole with a bottom that opens to the upper surface of the connecting member 18. The inner surface of the second pipe mounting hole 18d is a female threaded surface that corresponds to the male threaded surface of the second fitting 22 described below. The second pipe mounting hole 18d is located above the second syringe mounting hole 18b.
第1連通孔18eは、第1シリンジ取付穴18aの底面18gと、第1管取付穴18cの底面18hと、に開口している円柱状の貫通孔である。 The first communication hole 18e is a cylindrical through-hole that opens to the bottom surface 18g of the first syringe mounting hole 18a and the bottom surface 18h of the first tube mounting hole 18c.
第2連通孔18fは、第2シリンジ取付穴18bの底面18iと、第2管取付穴18dの底面18jと、に開口している円柱状の貫通孔である。 The second communication hole 18f is a cylindrical through-hole that opens to the bottom surface 18i of the second syringe mounting hole 18b and the bottom surface 18j of the second tube mounting hole 18d.
シール部材19,20は、例えば、O-リングである。シール部材19は第1シリンジ取付穴18aに収容されていて、シール部材20は第2シリンジ取付穴18bに収容されている。シール部材19は、第1シリンジポンプ部16の第1取付部16dの上端面16fと、第1シリンジ取付穴18aの底面18gと、の間を液密に封止している。シール部材20は、第2シリンジポンプ部17の第2取付部17dの上端面17fと、第2シリンジ取付穴18bの底面18iと、の間を液密に封止している。 The seal members 19 and 20 are, for example, O-rings. The seal member 19 is housed in the first syringe mounting hole 18a, and the seal member 20 is housed in the second syringe mounting hole 18b. The seal member 19 provides a liquid-tight seal between the upper end surface 16f of the first mounting portion 16d of the first syringe pump unit 16 and the bottom surface 18g of the first syringe mounting hole 18a. The seal member 20 provides a liquid-tight seal between the upper end surface 17f of the second mounting portion 17d of the second syringe pump unit 17 and the bottom surface 18i of the second syringe mounting hole 18b.
なお、本発明において、第1シリンジ取付穴(第2シリンジ取付穴)に収容されるシール部材は、リング板状のガスケットでもよい。また、本装置は、第1シリンジ取付穴(第2シリンジ取付穴)に収容されるシール部材を備えていなくてもよい。 In the present invention, the sealing member housed in the first syringe mounting hole (second syringe mounting hole) may be a ring-shaped gasket. Also, the device does not necessarily have to be equipped with a sealing member housed in the first syringe mounting hole (second syringe mounting hole).
第1継手21は、第1試薬配管L1(第1共通管L12)と連結部材18とを連結する、シール部材21a付きの公知の継手である。第1継手21の下端部の外周面は、第1管取付穴18cの雌ねじ面に対応する雄ねじ面である。第1継手21は、第1管取付穴18cに上方から嵌め込まれている(螺入されている)。第1継手21の内部には、第1共通管L12の一端が挿入されている。その結果、第1共通管L12の一端は、第1継手21と連結部材18とを介して、第1シリンジポンプ部16の第1取付部16dに接続されている。 The first fitting 21 is a known fitting with a sealing member 21a that connects the first reagent pipe L1 (first common pipe L12) and the connecting member 18. The outer peripheral surface of the lower end of the first fitting 21 is a male threaded surface that corresponds to the female threaded surface of the first pipe mounting hole 18c. The first fitting 21 is fitted (screwed) into the first pipe mounting hole 18c from above. One end of the first common pipe L12 is inserted into the first fitting 21. As a result, one end of the first common pipe L12 is connected to the first mounting portion 16d of the first syringe pump unit 16 via the first fitting 21 and the connecting member 18.
シール部材21aは、第1継手21と第1管取付穴18cとの間を液密に封止する。シール部材21aは、例えば、逆漏斗状である。シール部材21aの上部は、第1継手21(第1共通管L12)の下端部に挿入されている。シール部材21aの下部は、第1継手21の下端面21bと、第1管取付穴18cの底面18hと、の間に挟持されていて、これらの間を液密に封止している。 The sealing member 21a provides a liquid-tight seal between the first fitting 21 and the first pipe mounting hole 18c. The sealing member 21a is, for example, inverted funnel-shaped. The upper part of the sealing member 21a is inserted into the lower end of the first fitting 21 (first common pipe L12). The lower part of the sealing member 21a is sandwiched between the lower end surface 21b of the first fitting 21 and the bottom surface 18h of the first pipe mounting hole 18c, providing a liquid-tight seal between them.
第2継手22は、第2試薬配管L2(第2共通管L22)と連結部材18とを連結する、シール部材22a付きの公知の継手である。第2継手22の構成は、第1継手21の構成と共通している。第2継手22は、第2管取付穴18dに上方から嵌め込まれている(螺入されている)。第2継手22の内部には、第2共通管L22の一端が挿入されている。その結果、第2共通管L22の一端は、第2継手22と連結部材18とを介して、第2シリンジポンプ部17の第2取付部17dに接続されている。 The second fitting 22 is a known fitting with a sealing member 22a that connects the second reagent pipe L2 (second common pipe L22) and the connecting member 18. The configuration of the second fitting 22 is the same as that of the first fitting 21. The second fitting 22 is fitted (screwed) into the second pipe mounting hole 18d from above. One end of the second common pipe L22 is inserted into the second fitting 22. As a result, one end of the second common pipe L22 is connected to the second mounting portion 17d of the second syringe pump unit 17 via the second fitting 22 and the connecting member 18.
シール部材22aの上部は、第2継手22(第2共通管L22)の下端部に挿入されている。シール部材22aの下部は、第2継手22の下端面22bと、第2管取付穴18dの底面18jと、の間に挟持されていて、これらの間を液密に封止している。 The upper part of the seal member 22a is inserted into the lower end of the second joint 22 (second common pipe L22). The lower part of the seal member 22a is sandwiched between the lower end surface 22b of the second joint 22 and the bottom surface 18j of the second pipe mounting hole 18d, creating a liquid-tight seal between them.
このように構成される第1試薬ポンプP1では、保持部材15はモータ11の回転に応じて上下方向に往復移動する。このとき、第1プランジャ16bと第2プランジャ17bそれぞれは、第1シリンジ16aと第2シリンジ17aそれぞれに対して、同時に、同一ストロークで、上下方向に往復移動(進退)する。換言すれば、モータ11は、第1シリンジポンプ部16と第2シリンジポンプ部17それぞれに、同時に同一の動作をさせる。 In the first reagent pump P1 configured in this manner, the holding member 15 reciprocates vertically in response to the rotation of the motor 11. At this time, the first plunger 16b and the second plunger 17b reciprocate (advance and retreat) vertically with the same stroke, simultaneously, relative to the first syringe 16a and the second syringe 17a, respectively. In other words, the motor 11 causes the first syringe pump unit 16 and the second syringe pump unit 17 to perform the same operation simultaneously.
また、第1シリンジポンプ部16は、第1取付部16dを第1シリンジ取付穴18aに嵌め込んで、第1フランジ部16eをスリット孔15aに嵌め込むだけで、容易に保持部材15と連結部材18とに取り付けられる。第1シリンジポンプ部16は、第1取付部16dを第1シリンジ取付穴18aから取り外し、第1フランジ部16eをスリット孔15aから取り外すだけで、容易に保持部材15と連結部材18とから取り外される。第2シリンジポンプ部17も同様である。 The first syringe pump unit 16 can be easily attached to the holding member 15 and connecting member 18 by simply fitting the first mounting portion 16d into the first syringe mounting hole 18a and fitting the first flange portion 16e into the slit hole 15a. The first syringe pump unit 16 can be easily removed from the holding member 15 and connecting member 18 by simply removing the first mounting portion 16d from the first syringe mounting hole 18a and removing the first flange portion 16e from the slit hole 15a. The same applies to the second syringe pump unit 17.
●測定装置の動作●
次に、本装置1の動作、すなわち、本方法が説明される。以下の説明において、図1~図4は、適宜参照される。本装置1は、制御部7の制御により、通常測定処理(S1)、低濃度測定処理(S2)、簡易スパン校正処理(S3)、を実行する。
●Operation of the measuring device●
Next, the operation of the present apparatus 1, i.e., the present method, will be described. In the following description, Figures 1 to 4 will be referred to as appropriate. The present apparatus 1 executes a normal measurement process (S1), a low concentration measurement process (S2), and a simple span calibration process (S3) under the control of the control unit 7.
●通常測定処理
図5は、通常測定処理(S1)の一例を示すフローチャートである。
図6は、通常測定処理(S1)における第1試薬送液機構M1と第2試薬送液機構M2それぞれの動作の一例を示す模式図であり、(a)~(c)は後述される酸化処理(S13)を示していて、(d)~(e)は後述される酸化停止処理(S14)を示している。同図では、試薬の流れが太い矢印で示されている。
Normal Measurement Process FIG. 5 is a flowchart showing an example of the normal measurement process (S1).
6 is a schematic diagram showing an example of the operation of the first reagent delivery mechanism M1 and the second reagent delivery mechanism M2 in the normal measurement process (S1), where (a) to (c) show the oxidation process (S13) described below, and (d) to (e) show the oxidation stop process (S14) described below. In the figure, the flow of reagents is indicated by thick arrows.
「通常測定処理(S1)」は、試料水に含まれる被酸化性物質が本装置1の測定レンジ内に収まっているときに実行されるCOD濃度の測定処理である。 The "normal measurement process (S1)" is a COD concentration measurement process performed when the oxidizable substances contained in the sample water are within the measurement range of the device 1.
先ず、試料水導入処理(S11)が実行される。試料水導入処理(S11)では、試料水ポンプP5により、所定量の試料水が反応槽2に送液される。 First, the sample water introduction process (S11) is performed. In the sample water introduction process (S11), a predetermined amount of sample water is sent to the reaction tank 2 by the sample water pump P5.
次いで、前処理(S12)が実行される。前処理(S12)では、試料水を酸性にするために、第3試薬ポンプP2により所定量の第3試薬(硫酸)が反応槽2に送液される。また、試料水内の塩化物イオンを除去するために、第4試薬ポンプP3により所定量の第4試薬(硝酸銀)が反応槽2に送液される。その結果、前処理(S12)後の試料水(分析液)が生成される。 Next, pretreatment (S12) is performed. In pretreatment (S12), a predetermined amount of third reagent (sulfuric acid) is pumped into reaction tank 2 by third reagent pump P2 to acidify the sample water. Furthermore, a predetermined amount of fourth reagent (silver nitrate) is pumped into reaction tank 2 by fourth reagent pump P3 to remove chloride ions from the sample water. As a result, a post-pretreatment (S12) sample water (analyte solution) is produced.
なお、本発明において、第4試薬(硝酸銀)は測定装置の仕様や試料水(例えば、塩化物イオンを含む試料水)に応じて試料水に添加されていればよく、第4試薬(硝酸銀)が添加されない場合もある。 In the present invention, the fourth reagent (silver nitrate) may be added to the sample water depending on the specifications of the measuring device and the sample water (e.g., sample water containing chloride ions), and the fourth reagent (silver nitrate) may not be added in some cases.
次いで、酸化処理(S13)が実行される。酸化処理(S13)では、反応槽2内の分析液に必要量の第1試薬が送液される。具体的には、酸化処理(S13)では、吸引処理(第1吸引ステップ)と、気泡除去処理(第1気泡除去ステップ)と、送液処理(第1溶液送液ステップ)と、加熱処理と、が順に実行される。 Next, an oxidation process (S13) is performed. In the oxidation process (S13), the required amount of first reagent is delivered to the analysis solution in the reaction vessel 2. Specifically, in the oxidation process (S13), an aspiration process (first aspiration step), a bubble removal process (first bubble removal step), a solution delivery process (first solution delivery step), and a heating process are performed in that order.
酸化処理(S13)における「必要量」は、試料水(分析液)に含まれている被酸化性物質の量よりも多い量である。必要量は、例えば、過去の試料水に対するCOD濃度の測定結果などに基づいて設定されている。すなわち、必要量は、可変量である。酸化処理(S13)における必要量は、本発明における第1必要量の一例である。 The "required amount" in the oxidation treatment (S13) is an amount greater than the amount of oxidizable substances contained in the sample water (analyte solution). The required amount is set, for example, based on the results of past measurements of the COD concentration of the sample water. In other words, the required amount is variable. The required amount in the oxidation treatment (S13) is an example of the first required amount in the present invention.
なお、本実施の形態では、硫酸を用いた酸性過マンガン酸カリウム法(酸性法)が採用されている。これに代えて、本発明は、水酸化ナトリウムを用いたアルカリ性過マンガン酸カリウム法(アルカリ性法)でも実現することができる。 In this embodiment, the acidic potassium permanganate method (acidic method) using sulfuric acid is used. Alternatively, the present invention can also be realized using the alkaline potassium permanganate method (alkaline method) using sodium hydroxide.
図6(a)も参照されて、吸引処理では、制御部7は、第1弁V1の動作を制御して、第1タンク管L11と第1共通管L12とを接続させると共に、第2弁V2の動作を制御して、第2タンク管L21と第2共通管L22とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、スライダ14を最大量下降させる。その結果、第1シリンジポンプ部16は最大量の第1試薬(過マンガン酸カリウム溶液)を吸引して、第2シリンジポンプ部17は最大量の第2試薬(シュウ酸ナトリウム溶液)を吸引する。 Referring also to FIG. 6(a), during the suction process, the control unit 7 controls the operation of the first valve V1 to connect the first tank pipe L11 and the first common pipe L12, and controls the operation of the second valve V2 to connect the second tank pipe L21 and the second common pipe L22. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to lower the slider 14 by the maximum amount. As a result, the first syringe pump unit 16 aspirates the maximum amount of the first reagent (potassium permanganate solution), and the second syringe pump unit 17 aspirates the maximum amount of the second reagent (sodium oxalate solution).
気泡除去処理では、第1試薬と第2試薬それぞれに混入され得る気泡が除去される。第1シリンジポンプ部16は上下方向に沿って配置されているため、第1シリンジ16a内の気泡は、上端部(第1取付部16d)に集まる。また、第1試薬の吸引後、第1試薬タンクT1から第1シリンジポンプ部16までの経路、すなわち、第1タンク管L11と、第1弁V1と、第1共通管L12と、連結部材18(シール部材19、第1連通孔18e、シール部材21aの下部)と、の内部に残留する第1試薬にも気泡は混入し得る。同様に、第2試薬が吸引されている経路でも、気泡が混入され得る。 The bubble removal process removes air bubbles that may be mixed into the first and second reagents. Because the first syringe pump unit 16 is arranged vertically, air bubbles in the first syringe 16a collect at the upper end (first mounting portion 16d). After the first reagent is aspirated, air bubbles may also be mixed into the first reagent remaining in the path from the first reagent tank T1 to the first syringe pump unit 16, i.e., the first tank pipe L11, the first valve V1, the first common pipe L12, and the connecting member 18 (sealing member 19, first communicating hole 18e, and the lower part of sealing member 21a). Similarly, air bubbles may also be mixed into the path through which the second reagent is aspirated.
図6(b)も参照されて、制御部7は、モータ11の動作を制御して、第1シリンジポンプ部16から少量の第1試薬が吐出されるように、スライダ14を上昇させる。吐出される第1試薬の量は、第1共通管L12の容積「V12」よりも多くなるように設定されている。具体的には、吐出される第1試薬の量は、第1共通管L12の容積「V12」と、第1タンク管L11の容積「V11」の約半分と、が合算された容積「V11/2+V12」と同じ量に設定されている。その結果、少なくとも、第1シリンジポンプ部16の上端部(第1取付部16d)から第1弁V1までの経路の第1試薬は、気泡と共に第1タンク管L11内に戻される。すなわち、第1試薬タンクT1から吸引された第1試薬のうち、第1シリンジポンプ部16の上端部と第1弁V1との間の第1試薬は、気泡と共に第1タンク管L11(第1試薬タンクT1)に戻される。したがって、第1シリンジポンプ部16から第1弁V1までに残留している第1試薬には、気泡は含まれていない。同様に、少なくとも、第2シリンジポンプ部17の上端部(第2取付部17d)から第2弁V2までの経路の第2試薬は、気泡と共に第2タンク管L21内に戻される。すなわち、第2試薬タンクT2から吸引された第2試薬のうち、第2シリンジポンプ部17の上端部と第2弁V2との間の第2試薬は、気泡と共に第2タンク管L21(第2試薬タンクT2)に戻される。したがって、第2シリンジポンプ部17から第2弁V2までに残留している第2試薬には、気泡は含まれていない。 Referring also to FIG. 6(b), the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to raise the slider 14 so that a small amount of the first reagent is ejected from the first syringe pump unit 16. The amount of the ejected first reagent is set to be greater than the volume "V12" of the first common pipe L12. Specifically, the amount of the ejected first reagent is set to be equal to the combined volume "V11/2 + V12" of the first common pipe L12 and approximately half the volume "V11" of the first tank pipe L11. As a result, at least the first reagent in the path from the upper end (first mounting portion 16d) of the first syringe pump unit 16 to the first valve V1 is returned to the first tank pipe L11 together with air bubbles. That is, of the first reagent aspirated from the first reagent tank T1, the first reagent between the upper end of the first syringe pump unit 16 and the first valve V1 is returned to the first tank pipe L11 (first reagent tank T1) together with air bubbles. Therefore, the first reagent remaining from the first syringe pump unit 16 to the first valve V1 does not contain air bubbles. Similarly, at least the second reagent in the path from the upper end (second mounting portion 17d) of the second syringe pump unit 17 to the second valve V2 is returned to the second tank pipe L21 together with air bubbles. That is, of the second reagent aspirated from the second reagent tank T2, the second reagent between the upper end of the second syringe pump unit 17 and the second valve V2 is returned to the second tank pipe L21 (second reagent tank T2) together with air bubbles. Therefore, the second reagent remaining from the second syringe pump unit 17 to the second valve V2 does not contain air bubbles.
図6(c)も参照されて、送液処理では、先ず、制御部7は、第1弁V1のみの動作を制御して、第1共通管L12と第1送液管L13とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、必要量の第1試薬が第1シリンジポンプ部16から反応槽2へ送液されるように、スライダ14を上昇させる。その結果、必要量の第1試薬が、反応槽2へ送液される。モータ11はステッピングモータであるため、第1試薬は高精度に送液される。前述のとおり、送液処理の直前に気泡除去処理が実行されているため、反応槽2には気泡が混入しない。このとき、第2シリンジポンプ部17も同時に動作していて、第1試薬の必要量と同量の第2試薬が第2試薬タンクT2に戻される。次いで、制御部7は、第1弁V1のみの動作を制御して、第1タンク管L11と第1共通管L12とを接続させる。送液処理は、本発明における第1溶液送液ステップの一例である。 Referring also to FIG. 6(c), in the liquid transfer process, the control unit 7 first controls the operation of only the first valve V1 to connect the first common pipe L12 and the first liquid transfer pipe L13. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to raise the slider 14 so that the required amount of first reagent is transferred from the first syringe pump unit 16 to the reaction tank 2. As a result, the required amount of first reagent is transferred to the reaction tank 2. Because the motor 11 is a stepping motor, the first reagent is transferred with high precision. As described above, the bubble removal process is performed immediately before the liquid transfer process, so no air bubbles are mixed into the reaction tank 2. At this time, the second syringe pump unit 17 is also operating simultaneously, and an amount of the second reagent equal to the required amount of the first reagent is returned to the second reagent tank T2. Next, the control unit 7 controls the operation of only the first valve V1 to connect the first tank pipe L11 and the first common pipe L12. The liquid delivery process is an example of the first solution delivery step of the present invention.
加熱処理では、反応槽2内の分析液が、100℃で30分間加熱される。同加熱は、ヒータ4により加熱槽3が加熱されることにより実行される。その結果、分析液に含まれている被酸化性物質は、過マンガン酸カリウムにより酸化される。 During the heating process, the analytical solution in the reaction tank 2 is heated to 100°C for 30 minutes. This heating is performed by heating the heating tank 3 with the heater 4. As a result, the oxidizable substances contained in the analytical solution are oxidized by the potassium permanganate.
次いで、酸化停止処理(S14)が実行される。酸化停止処理(S14)では、反応槽2内の分析液に必要量の第2試薬が送液される。具体的には、酸化停止処理(S14)では、気泡除去処理(第2気泡除去ステップ)と、送液処理(第2溶液送液ステップ)と、が順に実行される。その結果、分析液中に残留している未反応の過マンガン酸カリウムがシュウ酸ナトリウムと反応することにより、被酸化性物質の酸化反応が停止される。 Next, the oxidation stopping process (S14) is performed. In the oxidation stopping process (S14), the required amount of second reagent is delivered to the analysis solution in the reaction vessel 2. Specifically, in the oxidation stopping process (S14), a bubble removal process (second bubble removal step) and a solution delivery process (second solution delivery step) are performed in sequence. As a result, any unreacted potassium permanganate remaining in the analysis solution reacts with sodium oxalate, thereby stopping the oxidation reaction of the oxidizable substance.
酸化停止処理(S14)における「必要量」は、酸化処理(S13)において送液された過マンガン酸カリウム溶液の量により定まる。すなわち、必要量は、可変量である。酸化停止処理(S14)における必要量は、本発明における第2必要量の一例である。 The "required amount" in the oxidation stopping process (S14) is determined by the amount of potassium permanganate solution delivered in the oxidation process (S13). In other words, the required amount is variable. The required amount in the oxidation stopping process (S14) is an example of the second required amount in the present invention.
30分間の加熱処理中に、第2シリンジポンプ部17と、第2シリンジポンプ部17から第2弁V2までの経路と、の内部には、第2試薬に溶存していた気体が気泡として生じ得る。制御部7は、第2試薬内に生じ得る気泡を除去するため、気泡除去処理を実行する。図6(d)も参照されて、酸化停止処理(S14)の気泡除去処理では、酸化処理(S13)の気泡除去処理と同じ動作が実行される。その結果、第2シリンジポンプ部17から第2弁V2までに残留している第2試薬には、気泡は含まれていない。同様に、第1シリンジポンプ部16から第1弁V1までに残留している第1試薬にも、気泡は含まれていない。 During the 30-minute heating process, gas dissolved in the second reagent may form as bubbles inside the second syringe pump unit 17 and the path from the second syringe pump unit 17 to the second valve V2. The control unit 7 executes a bubble removal process to remove any bubbles that may form in the second reagent. Also see FIG. 6(d), the bubble removal process of the oxidation stop process (S14) performs the same operation as the bubble removal process of the oxidation process (S13). As a result, the second reagent remaining from the second syringe pump unit 17 to the second valve V2 does not contain any bubbles. Similarly, the first reagent remaining from the first syringe pump unit 16 to the first valve V1 also does not contain any bubbles.
なお、本発明において、加熱処理中に第2試薬内に気泡が生じない(または、気泡が生じても極微量である)とき、本装置は、第2気泡除去ステップを実行しなくてもよい。 In the present invention, if no bubbles are generated in the second reagent during the heating process (or if bubbles are generated, the amount is extremely small), the device does not need to perform the second bubble removal step.
図6(e)も参照されて、送液処理では、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2共通管L22と第2送液管L23とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、必要量の第2試薬が第2シリンジポンプ部17から反応槽2へ送液されるように、スライダ14を上昇させる。その結果、必要量の第2試薬が、反応槽2へ送液される。モータ11はステッピングモータであるため、第2試薬は高精度に送液される。前述のとおり、送液処理の直前に気泡除去処理が実行されているため、反応槽2には気泡が混入しない。このとき、第1シリンジポンプ部16も同時に動作していて、第2試薬の必要量と同量の第1試薬が第1試薬タンクT1に戻される。次いで、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2タンク管L21と第2共通管L22とを接続させる。送液処理は、本発明における第2溶液送液ステップの一例である。 Referring also to FIG. 6(e), in the liquid transfer process, the control unit 7 controls the operation of only the second valve V2 to connect the second common pipe L22 and the second liquid transfer pipe L23. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to raise the slider 14 so that the required amount of second reagent is transferred from the second syringe pump unit 17 to the reaction tank 2. As a result, the required amount of second reagent is transferred to the reaction tank 2. Because the motor 11 is a stepping motor, the second reagent is transferred with high precision. As described above, the bubble removal process is performed immediately before the liquid transfer process, so no air bubbles are mixed into the reaction tank 2. At this time, the first syringe pump unit 16 is also operating simultaneously, and an amount of the first reagent equal to the required amount of the second reagent is returned to the first reagent tank T1. Next, the control unit 7 controls the operation of only the second valve V2 to connect the second tank pipe L21 and the second common pipe L22. The liquid delivery process is an example of the second solution delivery step of the present invention.
次いで、滴定処理(S15)が実行される。滴定処理(S15)では、分析液に第1試薬が滴定される。具体的には、滴定処理(S15)では、吸引処理(第2吸引ステップ)と、気泡除去処理(第3気泡除去ステップ)と、送液処理(第3溶液送液ステップ)と、が実行される。 Next, the titration process (S15) is performed. In the titration process (S15), the first reagent is titrated into the analysis liquid. Specifically, in the titration process (S15), an aspiration process (second aspiration step), an air bubble removal process (third air bubble removal step), and a liquid delivery process (third solution delivery step) are performed.
吸引処理では、酸化処理(S13)の吸引処理と同じ動作が実行される。同様に、気泡除去処理では、酸化処理(S13)の気泡除去処理と同じ動作が実行される。その結果、第1シリンジポンプ部16から第1弁V1までに残留している第1試薬には、気泡は含まれていない。同様に、第2シリンジポンプ部17から第2弁V2までに残留している第2試薬にも、気泡は含まれていない。 The suction process performs the same operations as the suction process of the oxidation process (S13). Similarly, the bubble removal process performs the same operations as the bubble removal process of the oxidation process (S13). As a result, the first reagent remaining from the first syringe pump unit 16 to the first valve V1 does not contain any bubbles. Similarly, the second reagent remaining from the second syringe pump unit 17 to the second valve V2 does not contain any bubbles.
送液処理では、先ず、制御部7は、2つの電極6,6間に定電流が流れるように、2つの電極6,6間の電圧制御を行う。次いで、制御部7は、第1弁V1のみの動作を制御して、第1共通管L12と第1送液管L13とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、第1試薬が第1シリンジポンプ部16から反応槽2へ少量ずつ送液されるように、スライダ14を徐々に上昇させる。モータ11はステッピングモータであるため、第1試薬は高精度に送液される。このとき、制御部7は、電極6,6間の電位差を計測していて、同電位差が急変して最大になった時点を当量点として、当量点までに送液された第1試薬の量を取得する。次いで、制御部7は、第1試薬の送液量に基づいて、分析液のCOD濃度を算出する。第1試薬の滴定中、第2シリンジポンプ部17も同時に動作していて、第1試薬の送液量と同量の第2試薬が第2試薬タンクT2に戻される。次いで、制御部7は、第1弁V1のみの動作を制御して、第1タンク管L11と第1共通管L12とを接続させる。 During the liquid delivery process, the control unit 7 first controls the voltage between the two electrodes 6, 6 so that a constant current flows between them. Next, the control unit 7 controls the operation of only the first valve V1 to connect the first common pipe L12 and the first liquid delivery pipe L13. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to gradually raise the slider 14 so that the first reagent is delivered in small amounts from the first syringe pump unit 16 to the reaction tank 2. Because the motor 11 is a stepping motor, the first reagent is delivered with high precision. During this process, the control unit 7 measures the potential difference between the electrodes 6, 6, and determines the point at which the potential difference suddenly changes and reaches its maximum as the equivalence point, obtaining the amount of first reagent delivered up to that point. Next, the control unit 7 calculates the COD concentration of the analysis solution based on the amount of first reagent delivered. During titration of the first reagent, the second syringe pump unit 17 also operates simultaneously, returning the second reagent to the second reagent tank T2 in an amount equal to the amount of the first reagent delivered. Next, the control unit 7 controls the operation of only the first valve V1 to connect the first tank pipe L11 and the first common pipe L12.
前述のとおり、モータ11は、ステッピングモータである。そのため、第1試薬ポンプP1は、通常測定処理(S1)において、第1試薬と第2試薬それぞれを高精度に送液できる。また、第1試薬ポンプP1は、通常測定処理(S1)において、第1試薬と第2試薬それぞれの経路の各容積に対応させた高精度な気泡除去処理を実行できる。そして、通常測定処理(S1)において、第1試薬と第2試薬それぞれが反応槽2に送液される直前には、第1試薬と第2試薬それぞれに含まれる気泡は除去されている。したがって、本装置1では、試料水と各試薬それぞれの使用量が削減されても、気泡の影響を受けない高精度な送液が実現できる。 As mentioned above, the motor 11 is a stepping motor. Therefore, the first reagent pump P1 can deliver each of the first and second reagents with high precision during the normal measurement process (S1). Furthermore, during the normal measurement process (S1), the first reagent pump P1 can perform a highly accurate bubble removal process that corresponds to the volume of each of the paths for the first and second reagents. Furthermore, during the normal measurement process (S1), air bubbles contained in each of the first and second reagents are removed immediately before each of the first and second reagents is delivered to the reaction tank 2. Therefore, with this device 1, even if the amount of sample water and each reagent used is reduced, highly accurate delivery that is not affected by air bubbles can be achieved.
このように、本装置1では、制御部7は、1つのモータ11により、第1シリンジポンプ部16と第2シリンジポンプ部17とを同時に動作させている。すなわち、本装置1では、1つのステッピングモータの動作で、2つのシリンジポンプが動作して、2種の試薬が高精度に送液されている。その結果、1つのモータで1つのポンプのみが動作する従来の測定装置(以下「従来装置」という。)と比較して、本装置1では、モータの数が削減されて、製造コストが低減されて、消費電力も低減される。また、本装置1では、ステッピングモータの使用と気泡除去処理とにより、送液処理における各試薬の使用量も削減される。さらに、制御部7は、第1弁V1と第2弁V2それぞれの動作を制御して、第1共通管L12と第2共通管L22それぞれの接続先を切り替えることにより、第1試薬と第2試薬それぞれの送液先を切り替えている。したがって、本装置1では、第1プランジャ16bと第2プランジャ17bそれぞれが1ストローク進退する間に、2つの試薬に対する吸引処理と気泡除去処理と送液処理とが実行できる。その結果、本装置1では、試薬ごとの吸引処理と、溶存分を除く気泡除去と、が不要となるため、一度の測定に掛かる時間が短縮されて、第1ガスケット16cと第2ガスケット17cの劣化も抑制される。本装置1では、第1ガスケット16cと第2ガスケット17cとの進退距離の総和は全く同じとなるため、第1シリンジ16aと第2シリンジ17aとの交換時期が同じとなり、メンテナンスにおける煩雑さが軽減される。 In this manner, in the present device 1, the control unit 7 simultaneously operates the first syringe pump unit 16 and the second syringe pump unit 17 using a single motor 11. That is, in the present device 1, two syringe pumps are operated by the operation of a single stepping motor, delivering two types of reagents with high precision. As a result, compared to conventional measuring devices (hereinafter referred to as "conventional devices") in which only one pump is operated by a single motor, the present device 1 reduces the number of motors, lowers manufacturing costs, and reduces power consumption. Furthermore, in the present device 1, the use of a stepping motor and a bubble removal process reduces the amount of each reagent used in the delivery process. Furthermore, the control unit 7 controls the operation of the first valve V1 and the second valve V2 to switch the connection destinations of the first common pipe L12 and the second common pipe L22, thereby switching the delivery destinations of the first and second reagents. Therefore, in this device 1, the suction process, bubble removal process, and liquid delivery process can be performed for two reagents during one stroke of each of the first plunger 16b and the second plunger 17b. As a result, this device 1 does not require the suction process for each reagent and the bubble removal process (excluding dissolved components), which shortens the time required for a single measurement and suppresses deterioration of the first gasket 16c and the second gasket 17c. In this device 1, the total advance/retract distance of the first gasket 16c and the second gasket 17c is exactly the same, so the replacement intervals for the first syringe 16a and the second syringe 17a are the same, reducing the complexity of maintenance.
●低濃度測定処理
図7は、低濃度測定処理(S2)の一例を示すフローチャートである。
Low Concentration Measurement Process FIG. 7 is a flowchart showing an example of the low concentration measurement process (S2).
「低濃度測定処理(S2)」は、試料水に含まれる被酸化性物質の濃度が本装置1の測定レンジよりも低濃度であるときに実行されるCOD濃度の測定処理である。シュウ酸ナトリウムは被酸化性物質として機能するため、低濃度測定処理(S2)では、試料水に含まれている被酸化性物質の濃度がシュウ酸ナトリウムにより、例えば、JIS K 0806「化学的酸素消費量 (COD) 自動計測器」に記載されている測定範囲(レンジ)0~20mgO/Lに入るように調整される(増やされる)。低濃度測定処理(S2)は、後述される濃度調整処理(S21)を含む点を除き、通常測定処理(S1)と共通している。そのため、以下の低濃度測定処理(S2)の説明のうち、通常測定処理(S1)と共通する処理については、通常測定処理(S1)と同じ処理番号が付されて、詳細な説明は省略される。 The "Low Concentration Measurement Process (S2)" is a COD concentration measurement process performed when the concentration of oxidizable substances contained in the sample water is lower than the measurement range of the device 1. Because sodium oxalate functions as an oxidizable substance, in the Low Concentration Measurement Process (S2), the concentration of oxidizable substances contained in the sample water is adjusted (increased) by sodium oxalate to fall within the measurement range (range) of 0 to 20 mg O/L, as specified in JIS K 0806, "Automatic Chemical Oxygen Demand (COD) Meter." The Low Concentration Measurement Process (S2) is common to the Normal Measurement Process (S1) except for the inclusion of the Concentration Adjustment Process (S21), described below. Therefore, in the following description of the Low Concentration Measurement Process (S2), steps common to the Normal Measurement Process (S1) are assigned the same process numbers as the Normal Measurement Process (S1), and detailed descriptions are omitted.
なお、本発明の低濃度測定処理において、被酸化性物質の濃度は、例えば、JIS K 0806 5.測定範囲 の備考に記載されているとおり、測定範囲0.5~11mgO/L(フルスケール20mgO/Lの2.5~55%)に調整されるとよい。 In the low-concentration measurement process of the present invention, the concentration of the oxidizable substance should be adjusted to a measurement range of 0.5 to 11 mgO/L (2.5 to 55% of the full scale of 20 mgO/L), as described in the notes of JIS K 0806, 5. Measurement Range.
先ず、試料水導入処理(S11)が実行される。 First, the sample water introduction process (S11) is performed.
次いで、濃度調整処理(S21)が実行される。具体的には、濃度調整処理(S21)では、吸引処理と、気泡除去処理と、送液処理と、が順に実行される。 Next, the concentration adjustment process (S21) is performed. Specifically, in the concentration adjustment process (S21), a suction process, a bubble removal process, and a liquid delivery process are performed in that order.
吸引処理では、酸化処理(S13)の吸引処理と同様に、第1試薬と第2試薬それぞれが吸引される。 During the suction process, the first and second reagents are respectively aspirated, similar to the suction process of the oxidation process (S13).
気泡除去処理では、酸化処理(S13)の気泡除去処理同様に、第1試薬と第2試薬それぞれに含まれる気泡が除去される。 In the bubble removal process, similar to the bubble removal process in the oxidation process (S13), bubbles contained in both the first and second reagents are removed.
送液処理では、先ず、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2共通管L22と第2送液管L23とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、必要量の第2試薬が第2シリンジポンプ部17から反応槽2へ送液されるように、スライダ14を上昇させる。その結果、必要量の第2試薬が、反応槽2へ送液される。その結果、反応槽2内において、試料水に含まれる被酸化性物質の濃度が第2試薬(シュウ酸ナトリウム)により、本装置1の測定レンジ内まで調整された(増やされた)疑似試料水が生成される。このとき、第1シリンジポンプ部16も同時に動作していて、第2試薬の必要量と同量の第1試薬が第1試薬タンクT1に戻される。次いで、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2タンク管L21と第2共通管L22とを接続させる。 During the liquid transfer process, the control unit 7 first controls the operation of only the second valve V2 to connect the second common pipe L22 and the second liquid transfer pipe L23. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to raise the slider 14 so that the required amount of second reagent is transferred from the second syringe pump unit 17 to the reaction tank 2. As a result, the required amount of second reagent is transferred to the reaction tank 2. As a result, a pseudo-sample water is generated in the reaction tank 2, in which the concentration of oxidizable substances contained in the sample water has been adjusted (increased) by the second reagent (sodium oxalate) to within the measurement range of the device 1. At this time, the first syringe pump unit 16 is also operating simultaneously, and an amount of the first reagent equal to the required amount of the second reagent is returned to the first reagent tank T1. Next, the control unit 7 controls the operation of only the second valve V2 to connect the second tank pipe L21 and the second common pipe L22.
濃度調整処理(S21)における「必要量」は、疑似試料水に含まれる被酸化性物質の濃度が本装置1の測定レンジ内に入るまで調整されるために必要となる量である。 The "required amount" in the concentration adjustment process (S21) is the amount required to adjust the concentration of the oxidizable substance contained in the simulated sample water until it falls within the measurement range of the device 1.
次いで、前処理(S12)と、酸化処理(S13)と、酸化停止処理(S14)と、滴定処理(S15)と、が実行される。滴定処理(S15)において、制御部7は、濃度調整処理(S21)における被酸化性物質の増量分を、算出されたCOD濃度から減算することにより、元の試料水のCOD濃度を算出できる。ここで、被酸化性物質の濃度を増やすために添加されたシュウ酸ナトリウム溶液の容量分、試料水の容量が増えるため、試料水のCOD濃度を算出する際に、必要に応じて容量の補正が行われる。 Next, pretreatment (S12), oxidation treatment (S13), oxidation termination treatment (S14), and titration treatment (S15) are performed. In the titration treatment (S15), the control unit 7 calculates the original COD concentration of the sample water by subtracting the increase in the amount of oxidizable substances in the concentration adjustment treatment (S21) from the calculated COD concentration. Here, since the volume of the sample water increases by the volume of sodium oxalate solution added to increase the concentration of oxidizable substances, the volume is corrected as necessary when calculating the COD concentration of the sample water.
●簡易スパン校正処理(スパン液の自動調製とスパン校正)
図8は、簡易スパン校正処理(S3)の一例を示すフローチャートである。
● Simple span calibration process (automatic preparation of span liquid and span calibration)
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the simple span calibration process (S3).
「簡易スパン校正処理(S3)」は、シュウ酸ナトリウムである第2試薬を純水で希釈して、スパン校正液と同濃度の疑似分析液を自動で調製して、疑似分析液を用いて本装置1のスパン校正を自動で実行する処理である。以下の簡易スパン校正処理(S3)の説明のうち、通常測定処理(S1)と共通する処理については、通常測定処理(S1)と同じ処理番号が付されて、詳細な説明は省略される。 The "simplified span calibration process (S3)" involves diluting the second reagent, which is sodium oxalate, with pure water to automatically prepare a pseudo-analyte solution of the same concentration as the span calibration solution, and then automatically performing span calibration of the device 1 using the pseudo-analyte solution. In the following description of the simplified span calibration process (S3), steps that are common to the normal measurement process (S1) are assigned the same process numbers as the normal measurement process (S1), and detailed descriptions will be omitted.
先ず、純水導入処理(S31)が実行される。純水導入処理(S31)では、純水ポンプP4により、所定量の純水が反応槽2に送液される。具体的には、純水導入処理(S31)では、吸引処理と、気泡除去処理と、送液処理と、が順に実行される。 First, the pure water introduction process (S31) is performed. In this process, a predetermined amount of pure water is pumped into the reaction tank 2 by the pure water pump P4. Specifically, in this process, a suction process, a bubble removal process, and a liquid delivery process are performed in that order.
吸引処理では、制御部7は、第3弁V3と純水ポンプP4それぞれの動作を制御して、純水ポンプP4に最大量の純水を吸引させる。 During the suction process, the control unit 7 controls the operation of the third valve V3 and the pure water pump P4, causing the pure water pump P4 to suction the maximum amount of pure water.
気泡除去処理では、制御部7は、第3弁V3と純水ポンプP4それぞれの動作を制御して、酸化処理(S13)の気泡除去処理と同様に、純水に含まれる気泡を除去する。 In the bubble removal process, the control unit 7 controls the operation of the third valve V3 and the pure water pump P4 to remove bubbles contained in the pure water, similar to the bubble removal process in the oxidation process (S13).
送液処理では、制御部7は、第3弁V3と純水ポンプP4それぞれの動作を制御して、所定量(希釈に必要な量)の純水を反応槽2に送液する。 During the liquid delivery process, the control unit 7 controls the operation of the third valve V3 and the pure water pump P4 to deliver a predetermined amount of pure water (the amount required for dilution) to the reaction tank 2.
次いで、試薬導入処理(S32)が実行される。試薬導入処理(S32)では、先ず、第1試薬ポンプP1により、所定量の第2試薬が反応槽2に送液される。具体的には、試薬導入処理(S32)では、吸引処理と、気泡除去処理と、送液処理と、が順に実行される。 Next, the reagent introduction process (S32) is performed. In the reagent introduction process (S32), a predetermined amount of the second reagent is first delivered to the reaction vessel 2 by the first reagent pump P1. Specifically, in the reagent introduction process (S32), a suction process, a bubble removal process, and a delivery process are performed in that order.
吸引処理では、酸化処理(S13)の吸引処理と同様に、第1試薬と第2試薬それぞれが吸引される。 During the suction process, the first and second reagents are respectively aspirated, similar to the suction process of the oxidation process (S13).
気泡除去処理では、酸化処理(S13)の気泡除去処理同様に、第1試薬と第2試薬それぞれに含まれる気泡が除去される。 In the bubble removal process, similar to the bubble removal process in the oxidation process (S13), bubbles contained in both the first and second reagents are removed.
送液処理では、先ず、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2共通管L22と第2送液管L23とを接続させる。次いで、制御部7は、モータ11の動作を制御して、必要量の第2試薬が第2シリンジポンプ部17から反応槽2へ送液されるように、スライダ14を上昇させる。その結果、必要量の第2試薬が反応槽2へ送液されて、既知濃度(スパン校正液と同濃度)のシュウ酸ナトリウムが含まれた疑似分析液が調製(生成)される。このとき、第1シリンジポンプ部16も同時に動作していて、第2試薬の必要量と同量の第1試薬が第1試薬タンクT1に戻される。次いで、制御部7は、第2弁V2のみの動作を制御して、第2タンク管L21と第2共通管L22とを接続させる。このように、第2溶液が純水で希釈されるため、疑似分析液に含まれるシュウ酸ナトリウムの濃度は、第2溶液に含まれるシュウ酸ナトリウムの濃度よりも低濃度である。 During the liquid transfer process, the control unit 7 first controls the operation of only the second valve V2 to connect the second common pipe L22 and the second liquid transfer pipe L23. Next, the control unit 7 controls the operation of the motor 11 to raise the slider 14 so that the required amount of second reagent is transferred from the second syringe pump unit 17 to the reaction tank 2. As a result, the required amount of second reagent is transferred to the reaction tank 2, and a pseudo-analyte solution containing sodium oxalate of a known concentration (the same concentration as the span calibration solution) is prepared (generated). At this time, the first syringe pump unit 16 is also operating simultaneously, and an amount of first reagent equal to the required amount of second reagent is returned to the first reagent tank T1. Next, the control unit 7 controls the operation of only the second valve V2 to connect the second tank pipe L21 and the second common pipe L22. In this way, because the second solution is diluted with pure water, the concentration of sodium oxalate contained in the pseudo-analyte solution is lower than the concentration of sodium oxalate contained in the second solution.
試薬導入処理(S32)における「必要量」は、純水に加えられたシュウ酸ナトリウムの濃度(すなわち、COD濃度)がスパン校正液における同濃度と同じとなるように希釈されるために必要な量である。試薬導入処理(S32)における第2試薬の必要量は、酸化停止処理(S14)における第2試薬の必要量とは異なる。 The "required amount" in the reagent introduction process (S32) is the amount required to dilute the sodium oxalate added to the pure water so that its concentration (i.e., COD concentration) is the same as the concentration in the span calibration solution. The required amount of the second reagent in the reagent introduction process (S32) is different from the required amount of the second reagent in the oxidation stop process (S14).
なお、本発明において、試薬導入処理における「必要量」は目的に応じて変更されてもよく、他の既知濃度のシュウ酸ナトリウムが含まれた疑似分析液が調製されてもよい。 In the present invention, the "required amount" in the reagent introduction process may be changed depending on the purpose, and pseudo-analyte solutions containing other known concentrations of sodium oxalate may be prepared.
次いで、純水に第2試薬が加えられた溶液に対して、通常測定処理(S1)と同様の前処理(S12)と酸化処理(S13)と酸化停止処理(S14)とが実行される。すなわち、同溶液に対して、所定量の第3試薬(硫酸)と第4試薬(硝酸銀)とが添加されて、その溶液に必要量の第1溶液が添加されて、その溶液が100℃で30分間加熱される。次いで、加熱後の溶液に必要量のシュウ酸ナトリウム溶液が添加されることにより酸化反応が停止される。このような各処理を経て、スパン校正液が調製される。 Next, the solution obtained by adding the second reagent to pure water undergoes the same pretreatment (S12), oxidation treatment (S13), and oxidation stop treatment (S14) as the normal measurement treatment (S1). That is, predetermined amounts of the third reagent (sulfuric acid) and fourth reagent (silver nitrate) are added to the solution, the required amount of the first solution is added to the resulting solution, and the resulting solution is heated at 100°C for 30 minutes. The oxidation reaction is then stopped by adding the required amount of sodium oxalate solution to the heated solution. Through these treatments, the span calibration solution is prepared.
なお、本発明において、試料水に第4試薬(硝酸銀)が添加されない場合には、第4試薬はスパン校正液の調製時にも添加されない。また、通常測定処理がアルカリ性法で実行される場合には、スパン校正液に対する各処理は試料水と同じ処理が実行される。 In the present invention, if the fourth reagent (silver nitrate) is not added to the sample water, the fourth reagent is not added when preparing the span calibration solution. Furthermore, if the normal measurement process is performed using the alkaline method, the same processes are performed on the span calibration solution as on the sample water.
次いで、スパン校正処理(S33)が実行される。スパン校正処理(S33)では、滴定処理(S15)と同様の処理が実行される。この場合、滴定処理(S15)において送液される第1溶液の量は、本発明における第1必要量の一例である。 Next, a span calibration process (S33) is performed. In the span calibration process (S33), a process similar to the titration process (S15) is performed. In this case, the amount of the first solution delivered in the titration process (S15) is an example of the first required amount in the present invention.
このように、本装置1では、スパン校正液が自動的に調製できる。そのため、本装置1では、本装置1の使用者による手動でのスパン校正液の調製作業が不要となり、スパン校正が簡易的(容易)に実行可能となる。また、本装置1では、1つの第1試薬ポンプP1のみで、スパン校正液(疑似分析液)を調製するために任意の量の第2試薬が容易に送液できる。また、本装置1では、複数種のCOD濃度の疑似分析液を調製することにより、測定結果の直線性が容易に確認できる。さらに、本装置1では、同一濃度の疑似分析液の調製と、COD濃度の測定と、が繰り返されることにより、測定結果の再現性が容易に確認できる。このように、本装置1では、1つの第1試薬送液機構M1のみで、異なる量の試薬が送液できる。これに対して、試薬の計量が不要分の試薬を吸い上げるすり切り方式により実行される従来装置では、試薬の濃度ごとに対応する配管と弁とが必要となる。 In this way, the present device 1 can automatically prepare the span calibration solution. Therefore, the user of the device 1 does not need to manually prepare the span calibration solution, making span calibration simple (easy). Furthermore, the present device 1 can easily deliver any amount of second reagent to prepare the span calibration solution (pseudo-analyte solution) using only one first reagent pump P1. The present device 1 also allows for the preparation of pseudo-analyte solutions with multiple COD concentrations, making it easy to confirm the linearity of the measurement results. Furthermore, the present device 1 allows for the repeated preparation of pseudo-analyte solutions with the same concentration and measurement of COD concentration, making it easy to confirm the reproducibility of the measurement results. In this way, the present device 1 can deliver different amounts of reagent using only one first reagent delivery mechanism M1. In contrast, conventional devices, which use a leveling method to measure the reagent by sucking up the unnecessary amount, require separate piping and valves for each reagent concentration.
また、仮に、測定値が、測定値へ影響を与える要因(例えば、閾値、トレンド、変動係数(CV値)、気泡、計量精度、その他の測定値への処理、など)により異常と判定されたとき、本装置1では、簡易スパン校正処理(S3)により既知濃度の疑似分析液を調製して、疑似分析液を測定することにより、測定装置の異常の有無が確認できる。この場合、疑似分析液の測定は、使用者により手動で実行されてもよい。また、疑似分析液の濃度は、スパン校正液の濃度に限定されない。すなわち、例えば、疑似分析液の濃度は、試料水において通常示されている濃度に近似した濃度に調整されてもよい。同様に、本装置1では、得られた測定値が前述の要因の影響を受けることなく正確であること(すなわち、測定結果の健全性 )を、必要に応じて、容易に確認できる。 Furthermore, if a measurement value is determined to be abnormal due to factors that affect the measurement value (e.g., threshold, trend, coefficient of variation (CV value), bubbles, measurement accuracy, other measurement processing, etc.), the device 1 can confirm whether or not there is an abnormality in the measurement device by preparing a pseudo-analyte solution of known concentration using a simple span calibration process (S3) and measuring the pseudo-analyte solution. In this case, the measurement of the pseudo-analyte solution may be performed manually by the user. Furthermore, the concentration of the pseudo-analyte solution is not limited to the concentration of the span calibration solution. That is, for example, the concentration of the pseudo-analyte solution may be adjusted to a concentration that is close to the concentration normally observed in sample water. Similarly, the device 1 can easily confirm, as needed, that the obtained measurement value is accurate without being affected by the aforementioned factors (i.e., the soundness of the measurement results).
さらに、例えば、過マンガン酸カリウム溶液の濃度が経時変化により変動した場合、既知濃度のシュウ酸ナトリウム溶液により過マンガン酸カリウム溶液の濃度が求められる。すなわち、前述のJIS K 0806に記載された方法により調製されたシュウ酸ナトリウム溶液を用いて、簡易スパン校正処理(S3)を実行することにより、その当量点から過マンガン酸カリウム溶液の標定(ファクターを求める)が実行できる。この場合、第4試薬(硝酸銀)は添加されず、液温は約60℃(好適には、55℃~60℃)に加熱される。 Furthermore, for example, if the concentration of a potassium permanganate solution fluctuates over time, the concentration of the potassium permanganate solution can be determined using a sodium oxalate solution of known concentration. That is, by performing a simple span calibration process (S3) using a sodium oxalate solution prepared according to the method described in JIS K 0806, the potassium permanganate solution can be standardized (factor determined) from its equivalence point. In this case, the fourth reagent (silver nitrate) is not added, and the solution is heated to approximately 60°C (preferably 55°C to 60°C).
前述のとおり、本装置1では、仮に、濃度の不明な過マンガン酸カリウム溶液が用いられても、簡易スパン校正処理(S3)を実行することにより、過マンガン酸カリウム溶液の濃度の決定(標定)が可能である。これらの動作は制御部7によって制御され、結果はCOD値では無く、過マンガン酸カリウム溶液の濃度(または、ファクター)として算出される。 As mentioned above, even if a potassium permanganate solution of unknown concentration is used, the device 1 can determine (standardize) the concentration of the potassium permanganate solution by performing the simple span calibration process (S3). These operations are controlled by the control unit 7, and the result is calculated as the concentration (or factor) of the potassium permanganate solution, rather than as a COD value.
なお、本発明の簡易スパン校正処理において、純水導入処理は、試薬導入処理の後に実行されてもよい。すなわち、純水が反応槽に送液される前に、第2試薬が反応槽に送液されてもよい。 In the simplified span calibration process of the present invention, the pure water introduction process may be performed after the reagent introduction process. That is, the second reagent may be delivered to the reaction tank before the pure water is delivered to the reaction tank.
●まとめ
以上説明された実施の形態によれば、制御部7は、反応槽2に対して第1溶液が送液されるとき、第1弁V1に第1共通管L12と第1送液管L13とを接続させて、第2弁V2に第2共通管L22と第2タンク管L21とを接続させて、第1シリンジポンプ部16から必要量の第1溶液が吐出されるようにモータ11を動作させる。一方、制御部7は、反応槽2に対して第2溶液が送液されるとき、第1弁V1に第1共通管L12と第1タンク管L11とを接続させて、第2弁V2に第2共通管L22と第2送液管L23とを接続させて、第2シリンジポンプ部17から必要量の第2溶液が吐出されるようにモータ11を動作させる。この構成によれば、本装置1は、1つのモータ11の動作で、第1シリンジポンプ部16と第2シリンジポンプ部17とを同時に動作させて、第1試薬と第2試薬それぞれを任意の量で高精度に送液できる。そのため、本装置1では、従来装置と比較して、モータの数が削減されて、製造コストが低減されて、消費電力も低減される。また、本装置1では、第1試薬が送液されている間、第2試薬は気泡と共に第2タンク管L21(第2試薬タンクT2)に戻される。同様に、第2試薬が送液されている間、第1試薬は気泡と共に第1タンク管L11(第1試薬タンクT1)に戻される。したがって、本装置1では、COD濃度の測定における気泡の影響は、低減される。このように、本装置1は、製造コストを増加させることなく、気泡の影響を抑制しつつ、第1試薬と第2試薬それぞれを高精度に送液できる。
Summary According to the embodiment described above, when the first solution is delivered to the reaction vessel 2, the control unit 7 connects the first common pipe L12 and the first delivery pipe L13 to the first valve V1, connects the second common pipe L22 and the second tank pipe L21 to the second valve V2, and operates the motor 11 so that a required amount of the first solution is discharged from the first syringe pump unit 16. On the other hand, when the second solution is delivered to the reaction vessel 2, the control unit 7 connects the first common pipe L12 and the first tank pipe L11 to the first valve V1, connects the second common pipe L22 and the second delivery pipe L23 to the second valve V2, and operates the motor 11 so that a required amount of the second solution is discharged from the second syringe pump unit 17. According to this configuration, the present device 1 can simultaneously operate the first syringe pump unit 16 and the second syringe pump unit 17 by operating a single motor 11, thereby delivering the first and second reagents in desired amounts with high precision. Therefore, the present device 1 has a reduced number of motors, which reduces manufacturing costs and power consumption compared to conventional devices. Furthermore, while the first reagent is being delivered, the second reagent is returned to the second tank line L21 (second reagent tank T2) along with air bubbles. Similarly, while the second reagent is being delivered, the first reagent is returned to the first tank line L11 (first reagent tank T1) along with air bubbles. Therefore, the present device 1 reduces the influence of air bubbles on COD concentration measurement. In this way, the present device 1 can deliver the first and second reagents with high precision while suppressing the influence of air bubbles without increasing manufacturing costs.
また、以上説明された実施の形態によれば、制御部7は、送液処理の直前に、気泡除去処理を実行している。制御部7は、気泡除去処理において、第1シリンジポンプ部16から第1試薬が第1共通管L12の容積「V12」よりも多く吐出されるように、モータ11を動作させている。同様に、制御部7は、気泡除去処理において、第2シリンジポンプ部17から第2試薬が第2共通管L22の容積「V22」よりも多く吐出されるように、モータ11を動作させている。この構成によれば、第1シリンジポンプ部16の上端部(第1取付部16d)から第1弁V1までの経路の内部に存在している第1試薬は、気泡と共に確実に第1タンク管L11内に戻される。同様に、第2シリンジポンプ部17の上端部(第2取付部17d)から第2弁V2までの経路の内部に存在している第2試薬は、気泡と共に確実に第2タンク管L21内に戻される。したがって、本装置1では、COD濃度の測定において、気泡は影響を与えない。 Furthermore, according to the embodiment described above, the control unit 7 performs a bubble removal process immediately before the liquid delivery process. During the bubble removal process, the control unit 7 operates the motor 11 so that the first syringe pump unit 16 ejects a volume of the first reagent greater than the volume "V12" of the first common line L12. Similarly, during the bubble removal process, the control unit 7 operates the motor 11 so that the second syringe pump unit 17 ejects a volume of the second reagent greater than the volume "V22" of the second common line L22. With this configuration, the first reagent present in the path from the upper end (first mounting portion 16d) of the first syringe pump unit 16 to the first valve V1 is reliably returned to the first tank line L11 along with any air bubbles. Similarly, the second reagent present in the path from the upper end (second mounting portion 17d) of the second syringe pump unit 17 to the second valve V2 is reliably returned to the second tank line L21 along with any air bubbles. Therefore, with this device 1, bubbles do not affect the measurement of COD concentration.
さらに、以上説明された実施の形態によれば、制御部7は、第1プランジャ16bが第1シリンジ16aに対して1ストローク進退する間に第1試薬に対する気泡除去処理と送液処理とが実行されるように、第1弁V1と第2弁V2とモータ11それぞれの動作を制御している。また、同制御と共に、制御部7は、第2プランジャ17bが第2シリンジ17aに対して1ストローク進退する間に第2試薬に対する気泡除去処理と送液処理とが実行されるように、第1弁V1と第2弁V2とモータ11それぞれの動作を制御している。すなわち、第1プランジャ16bと第2プランジャ17bとが1ストローク進退する間に、第1試薬と第2試薬それぞれに対する気泡除去処理と送液処理とが実行されている。この構成によれば、本装置1では、試薬ごとの吸引処理と、溶存分を除く気泡除去と、が不要となる。そのため、一度の測定に掛かる時間が短縮されて、一度の測定における第1プランジャ16bと第2プランジャ17bそれぞれのストローク数が減少して、第1ガスケット16cと第2ガスケット17cそれぞれの劣化が抑制される。 Furthermore, according to the embodiment described above, the control unit 7 controls the operation of the first valve V1, the second valve V2, and the motor 11 so that the bubble removal process and the liquid delivery process for the first reagent are performed while the first plunger 16b moves forward and backward one stroke relative to the first syringe 16a. In addition to this control, the control unit 7 also controls the operation of the first valve V1, the second valve V2, and the motor 11 so that the bubble removal process and the liquid delivery process for the second reagent are performed while the second plunger 17b moves forward and backward one stroke relative to the second syringe 17a. In other words, the bubble removal process and the liquid delivery process are performed for the first reagent and the second reagent, respectively, while the first plunger 16b and the second plunger 17b move forward and backward one stroke. With this configuration, the device 1 does not require the suction process for each reagent and the bubble removal process (excluding dissolved components). As a result, the time required for one measurement is shortened, the number of strokes of the first plunger 16b and the second plunger 17b in one measurement is reduced, and deterioration of the first gasket 16c and the second gasket 17c is suppressed.
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、本装置1は、低濃度測定処理(S2)を実行する。この構成によれば、本装置1は、本装置1の測定レンジよりも低濃度の試料水に対しても、正確にCOD濃度を測定できる。 Furthermore, according to the embodiment described above, the device 1 executes a low-concentration measurement process (S2). With this configuration, the device 1 can accurately measure the COD concentration even for sample water with a concentration lower than the measurement range of the device 1.
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、本装置1は、簡易スパン校正処理(S3)を実行する。この構成によれば、本装置1は、通常測定処理(S1)の合間に、自動的にスパン校正を実行できる。したがって、本装置1では、本装置1の使用者による手動でのスパン校正液の調製作業が不要となり、スパン校正が簡易的(容易)に実行可能となる。また、この構成によれば、複数種のCOD濃度の疑似分析液を調製することにより、測定結果の直線性の確認が容易に実行できる。さらに、本装置1では、同一濃度の疑似分析液の調製と、COD濃度の測定と、が繰り返されることにより、測定結果の再現性の確認が容易に実行できる。 Furthermore, according to the embodiment described above, the device 1 executes a simple span calibration process (S3). With this configuration, the device 1 can automatically perform span calibration between normal measurement processes (S1). Therefore, the device 1 eliminates the need for the user of the device 1 to manually prepare span calibration solution, making span calibration simple (easy). Furthermore, with this configuration, by preparing pseudo-analyte solutions of multiple COD concentrations, the linearity of measurement results can be easily confirmed. Furthermore, with the device 1, the preparation of pseudo-analyte solutions of the same concentration and the measurement of COD concentration can be repeated, making it easy to confirm the reproducibility of measurement results.
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、第1管取付穴18cは第1シリンジ取付穴18aの上方に配置されていて、第1継手21の下端面21bと第1管取付穴18cの底面18hとの間はシール部材21aにより液密に封止されている。第2管取付穴18dは第2シリンジ取付穴18bの上方に配置されていて、第2継手22の下端面22bと第2管取付穴18dの底面18jとの間はシール部材22aにより液密に封止されている。この構成によれば、気泡除去処理において、気泡は、第1管取付穴18c内に留まらず、第1継手21の雄ねじ面と第1管取付穴18cの雌ねじ面との間にも入り込まない。同様に、気泡は、第2管取付穴18d内に留まらず、第2継手22の雄ねじ面と第2管取付穴18dの雌ねじ面との間にも入り込まない。 Furthermore, according to the embodiment described above, the first pipe mounting hole 18c is located above the first syringe mounting hole 18a, and the gap between the lower end surface 21b of the first fitting 21 and the bottom surface 18h of the first pipe mounting hole 18c is liquid-tightly sealed by a seal member 21a. The second pipe mounting hole 18d is located above the second syringe mounting hole 18b, and the gap between the lower end surface 22b of the second fitting 22 and the bottom surface 18j of the second pipe mounting hole 18d is liquid-tightly sealed by a seal member 22a. With this configuration, during the bubble removal process, air bubbles do not remain within the first pipe mounting hole 18c, nor do they enter between the male threaded surface of the first fitting 21 and the female threaded surface of the first pipe mounting hole 18c. Similarly, air bubbles do not remain within the second pipe mounting hole 18d, nor do they get between the male threaded surface of the second fitting 22 and the female threaded surface of the second pipe mounting hole 18d.
●その他の実施形態
なお、本発明の気泡除去処理において、第1試薬の吐出量は、第1共通管の容積「V12」よりも多ければよく、以上説明された実施の形態に限定されない。すなわち、例えば、第1試薬の吐出量は、第1共通管の容積「V12」と第1タンク管の容積「V11」とが合算された容積「V11+V12」よりも多くてもよい。この構成では、第1シリンジポンプ部の上端部に存在している第1試薬は、気泡と共に、確実に第1タンク管または第1試薬タンクに戻される。同様に、本発明の気泡除去処理において、第2試薬の吐出量は、第2共通管の容積「V22」よりも多ければよく、以上説明された実施の形態に限定されない。
Other Embodiments In the bubble removal process of the present invention, the ejection volume of the first reagent may be greater than the volume "V12" of the first common tube, and is not limited to the above-described embodiment. That is, for example, the ejection volume of the first reagent may be greater than the combined volume "V11 + V12" of the first common tube and the volume "V11" of the first tank tube. In this configuration, the first reagent present at the upper end of the first syringe pump unit is reliably returned to the first tank tube or the first reagent tank together with any air bubbles. Similarly, in the bubble removal process of the present invention, the ejection volume of the second reagent may be greater than the volume "V22" of the second common tube, and is not limited to the above-described embodiment.
また、本発明の通常測定処理において、制御部は、第1プランジャと第2プランジャそれぞれが1ストローク進退する間に、滴定処理まで実行してもよい。すなわち、通常処理において、制御部は、第2吸引ステップを実行しなくてもよい。この場合、第1シリンジポンプ部と第2シリンジポンプ部それぞれの容量は、以上説明された実施の形態における同容量よりも大きくなるように設定されている。この構成では、一度の測定における第1プランジャと第2プランジャそれぞれのストローク数がさらに減少して、第1ガスケットと第2ガスケットそれぞれの劣化がさらに抑制される。 Furthermore, in the normal measurement process of the present invention, the control unit may execute the titration process while the first plunger and the second plunger each advance and retract one stroke. In other words, in the normal process, the control unit does not need to execute the second suction step. In this case, the capacity of each of the first syringe pump unit and the second syringe pump unit is set to be larger than the same capacity in the embodiment described above. With this configuration, the number of strokes of each of the first plunger and the second plunger in a single measurement is further reduced, further suppressing deterioration of each of the first gasket and the second gasket.
さらに、本発明において、制御部は、酸化処理と酸化停止処理と滴定処理それぞれにおいて、第1プランジャと第2プランジャそれぞれを1ストローク進退させてもよい。この構成では、第1シリンジと第2シリンジそれぞれの容量は、小さくできる。 Furthermore, in the present invention, the control unit may move each of the first plunger and the second plunger forward and backward by one stroke during each of the oxidation process, oxidation termination process, and titration process. In this configuration, the capacity of each of the first syringe and the second syringe can be reduced.
さらにまた、本発明において、第1継手が備えるシール部材は、第1継手の先端部と第1管取付穴の底面との間に配置されるO-リングまたはガスケットでもよい。同様に、第2継手が備えるシール部材は、第2継手の先端部と第2管取付穴の底面との間に配置されるO-リングまたはガスケットでもよい。 Furthermore, in the present invention, the sealing member provided in the first fitting may be an O-ring or gasket placed between the tip of the first fitting and the bottom surface of the first pipe mounting hole. Similarly, the sealing member provided in the second fitting may be an O-ring or gasket placed between the tip of the second fitting and the bottom surface of the second pipe mounting hole.
さらにまた、本発明において、第1試薬ポンプは、3以上のシリンジポンプ部を備えていてもよい。すなわち、例えば、第1試薬ポンプは、純水を吸引して吐出するシリンジポンプ部も備えていてもよい。この場合、純水ポンプが不要となり、本装置の製造コストはさらに低減される。なお、モータは、各プランジャの進退時に生じる負荷に耐え得るトルクを有すればよい。 Furthermore, in the present invention, the first reagent pump may include three or more syringe pump units. That is, for example, the first reagent pump may also include a syringe pump unit that draws in and discharges pure water. In this case, a pure water pump is not required, further reducing the manufacturing costs of the device. The motor only needs to have a torque that can withstand the load generated when each plunger moves forward and backward.
さらにまた、本発明において、第1シリンジポンプ部と第2シリンジポンプ部とは、X軸方向に並んで配置されていてもよい。 Furthermore, in the present invention, the first syringe pump unit and the second syringe pump unit may be arranged side by side in the X-axis direction.
さらにまた、本発明において、第1試薬と第2試薬それぞれは、本装置として機能する測定装置の測定対象成分に応じていればよい。すなわち、第1試薬は過マンガン酸カリウム溶液に限定されず、第2試薬はシュウ酸ナトリウム溶液に限定されない。 Furthermore, in the present invention, the first and second reagents may each be selected according to the components to be measured by the measurement device that functions as the present apparatus. In other words, the first reagent is not limited to a potassium permanganate solution, and the second reagent is not limited to a sodium oxalate solution.
さらにまた、本発明において、各配管の容積の大小関係は、気泡除去処理に適していればよく、本実施の形態に限定されない。 Furthermore, in the present invention, the relationship between the volumes of the various pipes need only be suitable for the bubble removal process and is not limited to this embodiment.
さらにまた、本発明において、各配管や各弁の配置や数は、図1に示されている配置や数に限定されない。すなわち、例えば、本装置は他の弁を備えていてもよく、エア配管は試料水配管や廃液配管に接続されていてもよい。 Furthermore, in the present invention, the arrangement and number of each pipe and each valve are not limited to those shown in Figure 1. That is, for example, the device may be equipped with other valves, and the air pipe may be connected to the sample water pipe or the waste liquid pipe.
さらにまた、本発明において、本装置は、第4試薬送液機構を備えていなくてもよい。 Furthermore, in the present invention, the device does not necessarily have to be equipped with a fourth reagent delivery mechanism.
1 測定装置
2 反応槽
7 制御部
11 モータ(ステッピングモータ)
16 第1シリンジポンプ部
16a 第1シリンジ
16b 第1プランジャ
17 第2シリンジポンプ部
17a 第2シリンジ
17b 第2プランジャ
18 連結部材
18a 第1シリンジ取付穴
18b 第2シリンジ取付穴
18c 第1管取付穴
18d 第2管取付穴
21 第1継手
21a シール部材(第1シール部材)
22 第2継手
22a シール部材(第2シール部材)
L11 第1タンク管
L12 第1共通管
L13 第1送液管
L21 第2タンク管
L22 第2共通管
L23 第2送液管
M5 純水送液機構
T1 第1試薬タンク(第1タンク)
T2 第2試薬タンク(第2タンク)
V1 第1弁
V2 第2弁
1 Measuring device 2 Reaction tank 7 Control unit 11 Motor (stepping motor)
16 First syringe pump section 16a First syringe 16b First plunger 17 Second syringe pump section 17a Second syringe 17b Second plunger 18 Connecting member 18a First syringe mounting hole 18b Second syringe mounting hole 18c First pipe mounting hole 18d Second pipe mounting hole 21 First joint 21a Sealing member (first sealing member)
22 Second joint 22a Seal member (second seal member)
L11 First tank pipe L12 First common pipe L13 First liquid supply pipe L21 Second tank pipe L22 Second common pipe L23 Second liquid supply pipe M5 Pure water supply mechanism T1 First reagent tank (first tank)
T2 Second reagent tank (second tank)
V1 First valve V2 Second valve
Claims (8)
上下方向に沿って配置されて、第1溶液を吸引して、吐出する第1シリンジポンプ部と、
前記上下方向に沿って配置されて、第2溶液を吸引して、吐出する第2シリンジポンプ部と、
前記第1溶液を貯蔵する第1タンクと、
前記第2溶液を貯蔵する第2タンクと、
前記試料水と、前記第1シリンジポンプ部から吐出された前記第1溶液と、前記第2シリンジポンプ部から吐出された前記第2溶液と、が送液される反応槽と、
前記第1溶液の送液先を切り替える第1弁と、
前記第1弁と前記第1タンクとに接続される第1タンク管と、
前記第1弁と前記第1シリンジポンプ部の上端部とに接続される第1共通管と、
前記第1弁と前記反応槽とに接続される第1送液管と、
前記第2溶液の送液先を切り替える第2弁と、
前記第2弁と前記第2タンクとに接続される第2タンク管と、
前記第2弁と前記第2シリンジポンプ部の上端部とに接続される第2共通管と、
前記第2弁と前記反応槽とに接続される第2送液管と、
前記第1シリンジポンプ部と前記第2シリンジポンプ部とに、常に同時に同一の動作をさせるステッピングモータと、
前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御する制御部と、
を有してなり、
前記制御部は、
前記反応槽に対して、前記第1溶液が前記第1シリンジポンプ部から送液されるとき、
前記第1弁に、前記第1共通管と前記第1送液管とを接続させて、
前記第2弁に、前記第2共通管と前記第2タンク管とを接続させて、
前記第1シリンジポンプ部から第1必要量の前記第1溶液が前記第1送液管を介して前記反応槽に吐出されて、前記第2シリンジポンプ部から前記第2溶液が前記第2タンク管を介して前記第2タンクに吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させて、
前記反応槽に対して、前記第2溶液が前記第2シリンジポンプ部から送液されるとき、
前記第1弁に、前記第1共通管と前記第1タンク管とを接続させて、
前記第2弁に、前記第2共通管と前記第2送液管とを接続させて、
前記第2シリンジポンプ部から第2必要量の前記第2溶液が前記第2送液管を介して前記反応槽に吐出されて、前記第1シリンジポンプ部から前記第1溶液が前記第1タンク管を介して前記第1タンクに吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させる、
ことを特徴とする測定装置。 A measuring device for measuring the water quality of a water sample,
a first syringe pump unit disposed along the vertical direction and configured to suck in and discharge the first solution;
a second syringe pump unit disposed along the vertical direction and configured to suck in and discharge the second solution;
a first tank for storing the first solution;
a second tank for storing the second solution;
a reaction tank to which the sample water, the first solution discharged from the first syringe pump unit, and the second solution discharged from the second syringe pump unit are delivered;
a first valve that switches the destination of the first solution;
a first tank pipe connected to the first valve and the first tank;
a first common pipe connected to the first valve and an upper end of the first syringe pump unit;
a first liquid transfer pipe connected to the first valve and the reaction tank;
a second valve that switches the destination of the second solution;
a second tank pipe connected to the second valve and the second tank;
a second common pipe connected to the second valve and an upper end of the second syringe pump unit;
a second liquid transfer pipe connected to the second valve and the reaction tank;
a stepping motor that always causes the first syringe pump unit and the second syringe pump unit to perform the same operation simultaneously;
a control unit that controls the operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor;
and
The control unit
When the first solution is delivered from the first syringe pump unit to the reaction tank,
The first common pipe and the first liquid supply pipe are connected to the first valve,
The second valve is connected to the second common pipe and the second tank pipe,
operating the stepping motor so that a first required amount of the first solution is discharged from the first syringe pump unit through the first liquid supply pipe into the reaction tank , and the second solution is discharged from the second syringe pump unit through the second tank pipe into the second tank ;
When the second solution is delivered from the second syringe pump unit to the reaction tank,
The first common pipe and the first tank pipe are connected to the first valve,
The second common pipe and the second liquid supply pipe are connected to the second valve,
operating the stepping motor so that a second required amount of the second solution is discharged from the second syringe pump unit into the reaction tank through the second liquid delivery pipe, and the first solution is discharged from the first syringe pump unit into the first tank through the first tank pipe ;
A measuring device characterized by:
前記第1必要量の前記第1溶液が前記第1シリンジポンプ部から吐出される前に、
前記第1弁に、前記第1共通管と前記第1タンク管とを接続させて、
前記第2弁に、前記第2共通管と前記第2タンク管とを接続させて、
前記第1シリンジポンプ部から前記第1溶液が前記第1共通管の容積よりも多く吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させて、
前記第2必要量の前記第2溶液が前記第2シリンジポンプ部から吐出される前に、
前記第1弁に、前記第1共通管と前記第1タンク管とを接続させて、
前記第2弁に、前記第2共通管と前記第2タンク管とを接続させて、
前記第2シリンジポンプ部から前記第2溶液が前記第2共通管の容積よりも多く吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させる、
請求項1に記載の測定装置。 The control unit
before the first required amount of the first solution is discharged from the first syringe pump unit,
The first common pipe and the first tank pipe are connected to the first valve,
The second valve is connected to the second common pipe and the second tank pipe,
operating the stepping motor so that the first solution is discharged from the first syringe pump unit in a volume greater than the volume of the first common tube;
before the second required amount of the second solution is discharged from the second syringe pump unit;
The first common pipe and the first tank pipe are connected to the first valve,
The second valve is connected to the second common pipe and the second tank pipe,
operating the stepping motor so that the second solution is discharged from the second syringe pump unit in an amount greater than the volume of the second common tube;
The measuring device according to claim 1 .
前記第1必要量の前記第1溶液が前記第1シリンジポンプ部から吐出される前に、
前記第1シリンジポンプ部から前記第1溶液が前記第1共通管の容積と前記第1タンク管の容積とが合算された容積よりも多く吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させて、
前記第2必要量の前記第2溶液が前記第2シリンジポンプ部から吐出される前に、
前記第2シリンジポンプ部から前記第2溶液が前記第2共通管の容積と前記第2タンク管の容積とが合算された容積よりも多く吐出されるように、前記ステッピングモータを動作させる、
請求項2に記載の測定装置。 The control unit
before the first required amount of the first solution is discharged from the first syringe pump unit,
operating the stepping motor so that the first solution is discharged from the first syringe pump unit in a volume greater than the combined volume of the first common pipe and the first tank pipe;
before the second required amount of the second solution is discharged from the second syringe pump unit;
operating the stepping motor so that the second solution is discharged from the second syringe pump unit in an amount greater than the combined volume of the second common pipe and the second tank pipe;
The measuring device according to claim 2 .
筒状の第1シリンジと、
前記第1シリンジの下端側から前記第1シリンジ内に挿入される第1プランジャと、
を備えて、
前記第2シリンジポンプ部は、
筒状の第2シリンジと、
前記第2シリンジの下端側から前記第2シリンジ内に挿入される第2プランジャと、
を備えて、
前記ステッピングモータは、前記第1シリンジに対して前記第1プランジャを進退させると同時に、前記第2シリンジに対して前記第2プランジャを進退させて、
前記制御部は、
前記第1プランジャが前記第1シリンジに対して1ストローク進退する間に、
前記第1シリンジポンプ部から前記第1溶液が前記第1共通管の容積よりも多く吐出されて、前記第1必要量の前記第1溶液が吐出されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御すると共に、
前記第2プランジャが前記第2シリンジに対して1ストローク進退する間に、
前記第2シリンジポンプ部から前記第2溶液が前記第2共通管の容積よりも多く吐出されて、前記第2必要量の前記第2溶液が吐出されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御する、
請求項2または3に記載の測定装置。 The first syringe pump unit includes:
a cylindrical first syringe;
a first plunger inserted into the first syringe from a lower end side of the first syringe;
With
The second syringe pump unit includes:
a cylindrical second syringe;
a second plunger inserted into the second syringe from a lower end side of the second syringe;
With
the stepping motor moves the first plunger forward and backward relative to the first syringe and simultaneously moves the second plunger forward and backward relative to the second syringe,
The control unit
While the first plunger moves forward and backward by one stroke relative to the first syringe,
controlling the operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor so that the first solution is discharged from the first syringe pump unit in a volume greater than the capacity of the first common pipe, thereby discharging the first required amount of the first solution;
While the second plunger moves forward and backward by one stroke relative to the second syringe,
controlling the operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor so that the second solution is discharged from the second syringe pump unit in an amount greater than the volume of the second common pipe, thereby discharging the second required amount of the second solution.
4. The measuring device according to claim 2 or 3.
前記第1溶液は、過マンガン酸カリウム溶液であり、
前記第2溶液は、シュウ酸ナトリウム溶液であり、
前記制御部は、
前記反応槽に送液された前記試料水に所定濃度範囲内の濃度のシュウ酸ナトリウムが含まれるように、前記第2シリンジポンプ部に前記第2溶液を吐出させることにより、前記シュウ酸ナトリウムにより前記試料水に含まれる被酸化性物質の濃度が調整された疑似試料水を生成して、
前記疑似試料水が生成された後に、前記反応槽に対して、前記第1必要量の前記第1溶液が送液されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御して、
前記第1必要量の前記第1溶液が送液された後に、前記反応槽に対して、前記第2必要量の前記第2溶液が送液されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の測定装置。 the measuring device is a chemical oxygen demand (COD) measuring device that measures a COD concentration of the sample water,
the first solution is a potassium permanganate solution;
the second solution is a sodium oxalate solution;
The control unit
The second solution is discharged from the second syringe pump unit so that the sample water sent to the reaction tank contains sodium oxalate at a concentration within a predetermined concentration range, thereby generating a pseudo sample water in which the concentration of an oxidizable substance contained in the sample water is adjusted by the sodium oxalate,
controlling operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor so that the first required amount of the first solution is delivered to the reaction tank after the pseudo water sample is produced;
controlling operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor so that, after the first required amount of the first solution has been delivered, the second required amount of the second solution is delivered to the reaction tank;
4. The measuring device according to claim 1.
前記制御部の制御に基づいて、前記反応槽に純水を送液する純水送液機構、
を有してなり、
前記第2溶液は、
既知濃度の被酸化性物質、
を含み、
前記制御部は、
前記純水送液機構に、所定量の前記純水を前記反応槽に送液させて、
前記純水が送液される前、または、送液された後に、前記反応槽に対して、前記第2必要量とは異なる量の前記第2溶液が送液されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記第2シリンジポンプ部それぞれの動作を制御して、前記既知濃度より低濃度、かつ、既知濃度の前記被酸化性物質を含む疑似分析液を調製して、
前記疑似分析液が調製された後に、前記反応槽に対して、前記第1必要量の前記第1溶液が送液されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記第1シリンジポンプ部それぞれの動作を制御して、
前記第1必要量の前記第1溶液が送液された後に、前記反応槽に対して、前記第2必要量の前記第2溶液が送液されるように、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の測定装置。 The measuring device is
a pure water delivery mechanism that delivers pure water to the reaction tank based on the control of the control unit;
and
The second solution is
a known concentration of an oxidizable substance,
Including,
The control unit
causing the pure water delivery mechanism to deliver a predetermined amount of the pure water to the reaction tank;
before or after the pure water is fed, operations of the first valve, the second valve, and the second syringe pump unit are controlled so that an amount of the second solution different from the second required amount is fed to the reaction tank, thereby preparing a pseudo-analyte solution having a lower concentration than the known concentration and containing the oxidizable substance at a known concentration;
controlling operations of the first valve, the second valve, and the first syringe pump unit so that the first required amount of the first solution is delivered to the reaction vessel after the pseudo-analyte solution has been prepared;
controlling operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor so that, after the first required amount of the first solution has been delivered, the second required amount of the second solution is delivered to the reaction tank;
4. The measuring device according to claim 1.
前記第1共通管と前記連結部材とを連結させる第1継手と、
前記第2共通管と前記連結部材とを連結させる第2継手と、
を有してなり、
前記連結部材は、
下方から前記第1シリンジポンプ部の前記上端部が嵌め込まれる第1シリンジ取付穴と、
下方から前記第2シリンジポンプ部の前記上端部が嵌め込まれる第2シリンジ取付穴と、
前記第1シリンジ取付穴の上方に配置されて、上方から前記第1継手の下端部が嵌め込まれる第1管取付穴と、
前記第2シリンジ取付穴の上方に配置されて、上方から前記第2継手の下端部が嵌め込まれる第2管取付穴と、
を備えて、
前記第1継手は、
前記第1継手の下端面と、前記第1管取付穴の底面と、の間を液密に封止する第1シール部材、
を備えて、
前記第2継手は、
前記第2継手の下端面と、前記第2管取付穴の底面と、の間を液密に封止する第2シール部材、
を備える、
請求項1に記載の測定装置。 a connecting member disposed above each of the first syringe pump unit and the second syringe pump unit and connected to the upper end portion of each of the first syringe pump unit and the second syringe pump unit;
a first joint that connects the first common pipe and the connecting member;
a second joint that connects the second common pipe and the connecting member;
and
The connecting member is
a first syringe mounting hole into which the upper end of the first syringe pump portion is fitted from below;
a second syringe mounting hole into which the upper end of the second syringe pump portion is fitted from below;
a first pipe mounting hole disposed above the first syringe mounting hole and into which a lower end of the first joint is fitted from above;
a second pipe mounting hole disposed above the second syringe mounting hole and into which a lower end of the second joint is fitted from above;
With
The first joint is
a first seal member that provides a liquid-tight seal between a lower end surface of the first joint and a bottom surface of the first pipe mounting hole;
With
The second joint is
a second seal member that provides a liquid-tight seal between a lower end surface of the second joint and a bottom surface of the second pipe mounting hole;
Equipped with
The measuring device according to claim 1 .
前記制御部が、
前記試料水が前記反応槽に送液された後に、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御して、前記反応槽に対して、前記第1必要量の前記第1溶液を送液する第1溶液送液ステップと、
前記第1必要量の前記第1溶液が送液された後に、前記第1弁と前記第2弁と前記ステッピングモータそれぞれの動作を制御して、前記反応槽に対して、前記第2必要量の前記第2溶液を送液する第2溶液送液ステップと、
を含む、
ことを特徴とする測定方法。 A method for measuring the water quality using the measurement device according to any one of claims 1 to 3, comprising:
The control unit
a first solution delivery step of delivering the first required amount of the first solution to the reaction tank by controlling the operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor after the sample water has been delivered to the reaction tank;
a second solution delivery step of delivering the second required amount of the second solution to the reaction vessel by controlling operations of the first valve, the second valve, and the stepping motor after the first required amount of the first solution has been delivered;
Including,
A measuring method characterized by:
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP2004517307A (en) | 2000-10-24 | 2004-06-10 | ジュニョール アンストリュマン | Automatic pipetting device with rinsing action |
| JP2019100957A (en) | 2017-12-07 | 2019-06-24 | 株式会社島津製作所 | Water quality analyzer |
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- 2023-06-05 JP JP2023092740A patent/JP7747982B2/en active Active
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2024
- 2024-05-29 CN CN202410682597.6A patent/CN119086957A/en active Pending
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