pH自動調(diào)整裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及pH自動調(diào)整裝置，詳細地說，涉及在作為固相提取的前處理的pH調(diào)整中使用的pH自動調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]包含重金屬的微量元素的分析用于進行海洋中的物質(zhì)循環(huán)研究/自來水的水質(zhì)檢查/湖水或河川水的水質(zhì)調(diào)查等。在該微量元素的分析時，以自干擾成分的分離和提高分析的靈敏度為目的，有時需要利用使用了螯合樹脂等的固相提取進行的微量元素的分離濃縮。在進行該分離濃縮時，要求將液體樣品預先調(diào)整為最佳的pH條件。
[0003]此外，如果鑒于微量元素的分析目的，則期望盡力排除pH調(diào)整中的沾污要因。與此相關(guān)，本發(fā)明人開發(fā)出利用pH指示劑的變色特性的間接測定法(非專利文獻1)。在該間接測定法中，由于使用光傳感器作為pH測定設備，能夠排除由于測定設備與樣品的接觸引起的沾污。此外，在該間接測定法中，使用甲基黃、甲基橙或甲基紅作為pH指示劑，使用氨作為pH調(diào)整液。這些指示劑和調(diào)整液通過使用將金屬成分抑制為充分低的高純試劑，也能夠排除由于指示劑和調(diào)整液引起的沾污。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2003-177093號公報
[0007]非專利文獻
[0008]非特許文獻:朱彥北、朝海敏昭、千葉光一、小野光正、黒田壽晴、奈良富雄、“微量元素仍分離濃縮用固相抽出全自動処理亍開発”、2011年度日本海洋學會春季大會講演要旨

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]除了非專利文獻1的公開內(nèi)容以外，本發(fā)明人研究了在pH調(diào)整液的供給裝置中使用噴霧器。這是因為根據(jù)噴霧器，能夠利用載氣對pH調(diào)整液進行吸引/霧化，所以與保持液態(tài)地供給pH調(diào)整液的情況相比，能夠縮小樣品內(nèi)的氫氣濃度分布的失衡，并穩(wěn)定地到達作為調(diào)整目標的pH。
[0011 ]但是，可知以下問題:如果想要從噴霧器噴射作為pH調(diào)整液的氨水時，則在噴霧器內(nèi)產(chǎn)生氣泡。這是因為:通過在從噴霧器噴出載氣時產(chǎn)生的負壓作用，溶入pH調(diào)整液中的氨氣化。在產(chǎn)生較多的氨的氣泡的情況下，由于表面張力的影響導致無法連續(xù)噴射，所以存在給穩(wěn)定的pH調(diào)整帶來障礙的問題。
[0012]本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的。即，目的在于提供一種在pH調(diào)整液的供給裝置中使用噴霧器的情況下，能夠穩(wěn)定地進行pH調(diào)整的pH自動調(diào)整裝置。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，第1發(fā)明是一種pH自動調(diào)整裝置，其特征在于，該pH自動調(diào)整裝置具有:
[0015]容器，其收納有添加了根據(jù)pH變色的pH指示劑的液體樣品；
[0016]調(diào)整液瓶，其貯留作為pH調(diào)整液的氨水或者碳酸水；
[0017]噴霧器，其具有與所述容器內(nèi)的樣品液面相對配置的噴射口，從該噴射口噴射被載氣霧化后的所述調(diào)整液瓶內(nèi)的pH調(diào)整液；
[0018]多通閥，其配置于所述噴霧器和所述調(diào)整液瓶之間，在液體噴射狀態(tài)和空氣噴射狀態(tài)之間進行切換，在該液體噴射狀態(tài)下，連通所述噴霧器和所述調(diào)整液瓶并從所述噴射口噴射pH調(diào)整液，在該空氣噴射狀態(tài)下，連通所述噴霧器和外部空氣并從所述噴射口噴射空氣；
[0019]檢測裝置，其檢測從所述容器的外部照射并透過所述容器的光的強度；以及
[0020]控制裝置，其根據(jù)所述檢測裝置檢測到的光的強度，切換所述多通閥的連通狀態(tài)。
[0021]第2發(fā)明在第1發(fā)明中，其特征在于，
[0022]所述檢測裝置被構(gòu)成為，能夠檢測在將所述樣品調(diào)整為目標pH的情況下被所述pH指示劑吸收的特定波長的光的強度和未被所述pH指示劑吸收的參照波長的光的強度，
[0023]所述控制裝置被構(gòu)成為，根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述特定波長和所述參照波長的光的強度來計算強度比，通過對根據(jù)所述目標pH而設定的目標強度比和該計算強度比進行比較，切換所述多通閥的連通狀態(tài)。
[0024]第3發(fā)明在第2發(fā)明中，其特征在于，
[0025]所述控制裝置被構(gòu)成為，在所述計算強度比與所述目標強度比的比例在包含1的規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，使得該比例越接近1越縮短設為所述液體噴射狀態(tài)的期間。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)第1發(fā)明，能夠根據(jù)透過收納有液體樣品的容器的光的強度，切換多通閥的連通狀態(tài)。該連通狀態(tài)的切換在連通噴霧器和調(diào)整液瓶的狀態(tài)(液體噴射狀態(tài))與連通噴霧器和外部空氣的狀態(tài)(空氣噴射狀態(tài))之間進行。通過控制為液體噴射狀態(tài)，能夠?qū)⒄{(diào)整液瓶內(nèi)的pH調(diào)整液向噴霧器送出，并從其噴射口噴射。通過控制為空氣噴射狀態(tài)，能夠利用空氣擠出在噴霧器內(nèi)產(chǎn)生的pH調(diào)整液的氣泡并與殘留在噴霧器內(nèi)的pH調(diào)整液一起從噴霧器的噴射口噴射。因此，能夠抑制在噴霧器內(nèi)大量產(chǎn)生pH調(diào)整液的氣泡。因此，能夠穩(wěn)定地進行pH調(diào)整。
[0028]根據(jù)第2發(fā)明，通過對以參照波長的光的強度為基準計算出的目標強度比和計算強度比進行比較，能夠切換多通閥的連通狀態(tài)。因此，由于能夠使由于容器的不均勻性和容器的設置位置的差別產(chǎn)生的影響最小化，所以能夠穩(wěn)定地進行樣品的pH調(diào)整。
[0029]根據(jù)第3發(fā)明，由于在計算強度比與所述目標強度比的比例在包含1的規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，該比例越接近1越縮短設為液體噴射狀態(tài)的期間，所以樣品的pH越接近目標pH，越能夠減少pH調(diào)整液的噴射量。因此，能夠使樣品的pH對準目標pH。
【附圖說明】
[0030]圖1是示出實施方式的pH自動調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031 ]圖2是噴霧器28的放大示意圖。
[0032]圖3是用于說明三通閥40的動作的圖。
[0033]圖4是不出在PC42中執(zhí)彳丁的處理例程的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照圖1至圖4和實驗例，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0035][pH自動調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)]
[0036]圖1是示出本實施方式的pH自動調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。本實施方式的pH自動調(diào)整裝置10是用于自動調(diào)整添加了pH指示劑(甲基黃、甲基橙或甲基紅)的液體樣品12的pH的裝置。如圖1所示，pH自動調(diào)整裝置10具有容器14，該容器14由能夠收納樣品12的四邊形的主體部14a和用于使樣品12進出的開口部14b構(gòu)成。容器14是聚丙烯制造的透明容器。但是，只要是相對于后述的特定波長Aa和參照波長入4勺光的兩者示出較高的透過性的材料，則容器14的材料未特別限定。
[0037]主體部14a設置于攪拌器16上。在主體部14a的內(nèi)部設置有攪拌器18。攪拌器16通過電磁線圈使攪拌器18低速旋轉(zhuǎn)。通過使攪拌器18低速旋轉(zhuǎn)，能夠緩慢地攪拌樣品12。另夕卜，作為攪拌器18，只要是如不會由于旋轉(zhuǎn)中與主體部14a的接觸而發(fā)生磨損的形狀、材料，則未特別限定。
[0038]在主體部14a的一方的側(cè)表面設置有產(chǎn)生特定波長人3和參照波長λΓ的光的光源20和針孔板22。作為光源20，例如采用了 LED光源、鹵素光源、鎢燈等。在針孔板22的中心設置有使由光源20產(chǎn)生的光束中的一部分透過的針孔22a。
[0039]在主體部14a的另一方的側(cè)表面設置有:在其中心形成有針孔24a的針孔板24;以及測定上述特定波長光的信號強度Ia和參照波長光的信號強度Ir的分光器26。取代分光器26，還能夠使用對于上述特定波長光和參照波長光具有充分靈敏度的光電二極管、光傳感益寺ο
[0040]此外，pH自動調(diào)整裝置10具有能夠噴射氨水36的噴霧器(噴霧器)28。噴霧器28安裝于高度調(diào)節(jié)部件(未圖示)，從開口部14b側(cè)插入到主體部14a內(nèi)。將噴霧器28的噴射口28a的高度調(diào)節(jié)為不與樣品12的液面接觸。
[0041]一邊參照圖2，一邊對噴霧器28的結(jié)構(gòu)進行說明。圖2是噴霧器28的放大示意圖。如圖2所示，噴霧器28具有:能夠使作為載氣的氮氣流通的氣體供給管30和能夠使氨水36流通的液體供給管32。氣體供給管30具有:氣體供給口 30a和氣體噴射口 30b。氣體供給口 30a與壓縮噴出氮氣的壓縮器(未圖示)連接。液體供給管32具有:液體供給口 32a和液體噴射口32b。液體供給口 32a與非金屬制造的管34連接。另外，在圖2中示出了具有在氣體供給管30的內(nèi)側(cè)配置有液體供給管32的套管結(jié)構(gòu)的同軸型的噴霧器，但是除此以外，還能夠使用具有多管結(jié)構(gòu)的同軸型和以橫向流型的微細噴霧為特征的噴霧器。
[0042]再次返回到圖1，對pH自動調(diào)整裝置10的結(jié)構(gòu)進行說明。噴霧器28經(jīng)由管34與在內(nèi)部收納有作為pH調(diào)整液的氨水36的調(diào)整液瓶38連接。在管34的中途設置有電磁式的多通閥(三通閥)40。三通閥40具有內(nèi)部通道40a和外部空氣連通管40b。
[0043]圖3是用于說明三通閥40的動作的圖。如圖3(a)所示，當在調(diào)整液瓶38側(cè)操作內(nèi)部通道40a時，噴霧器28和調(diào)整液瓶38連通(打開狀態(tài))。另一方面，如圖3(b)所示，當在外部空氣連通管40b側(cè)操作內(nèi)部通道40a時，噴霧器28與外氣連通(關(guān)閉狀態(tài))。
[0044]在從氣體噴射口30b噴出載氣時產(chǎn)生負壓作用。因此，當使三通閥40為打開狀態(tài)時，調(diào)整液瓶38內(nèi)的氨水36被拉至內(nèi)部通道40a內(nèi)，并發(fā)送到噴霧器28。當使三通閥40為關(guān)閉狀態(tài)時，外部空氣連通管40b側(cè)的空氣被拉至內(nèi)部通道40a內(nèi)，并發(fā)送到噴霧器28。被發(fā)送到噴霧器28的氨水36或者空氣與氮氣一起被噴射。但是，從液體噴射口 32b噴射的氨水36與氣體噴射口 30b碰撞并成為微細的液滴，所以向樣品12的液面噴射霧化后的氨水36。
[0045]此外，pH自動調(diào)整裝置10具有作為控制裝置的PC42。在PC42的輸入側(cè)連接有分光器26，來自分光器26的透過光信號44被輸入到PC42。另一方面，在PC42的輸出側(cè)經(jīng)由I/O板46連接有三通閥40，來自PC42的開閉信號48被輸入到三通閥40。與三通閥40同樣，可以在PC42的輸出側(cè)連接有攪拌器16和上述高度調(diào)節(jié)部件。此外，取代PC42和I/O板46，可以使用基板集成控制器。
[0046]PC42構(gòu)成為根據(jù)透過光信號44計算pH調(diào)整的到達比例f (后述)，根據(jù)該到達比例f輸出開閉信號48，控制三通閥40的開閉狀態(tài)。另外，在PC42的內(nèi)部存儲器中預先存儲有各種計算模型或映射圖等。例如，存儲有用于計算到達比例f的算法、和表示pH和信號強度I的相關(guān)的信號強度映射圖等。另外，例如通過向pH已知的樣品照射事先設定出的波長的光，并測定透過樣品的該設定波長的強度并獲得相關(guān)關(guān)系，制作信號強度映射