(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収容する測定皿と、該測定皿内の試料にその下端部が接触しその上昇によって試料の曳糸長さを検出すべく機能する接触子と、該接触子の昇降手段と、該接触子昇降手段とは独立の昇降手段を有し測定皿内の試料頭頂部の鉛直方向位置を遮光から透過光への瞬間を捉えることによって検知するとともに上記接触子の上昇速度の１００％未満の設定比率の上昇速度で自動追尾し試料の切断位置を捉えるよう構成した光学検出部を有することを特徴とする曳糸性測定装置。
【請求項２】
光学検出部が、光軸遮蔽物がないときの光量を１００とし、遮光されたと判断する閾値を１００分率で任意に設定するよう構成したものである請求項１に記載の曳糸性測定装置。
【請求項３】
接触子の下端部形状が、フラット状、凸球面状、凸円錐状、凸角錐状、球面先端部を有する凸角錐状、凹球面状、凹円錐状、凹角錐状、直径方向に一文字状に延在する凸条または凹溝、および直径方向に十文字状に延在する凸条または凹溝の何れかである請求項１又は請求項２に記載の曳糸性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療分野における唾液、血液、リンパ液、関節液、尿といった各種体液、産業分野におけるインク、塗料、オイル、グリース等、食品分野における醤油、ソース、マヨネーズ、ケチャップ、ドレッシング、乳製品、練り物、スープ等種々のゲル、コロイド、スラリーを含む液状物又は粘稠性を有する流動状物の粘性のパラメータとしての曳糸性を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば医療分野において、人の唾液の粘性と精神的・肉体的疲労度が相関関係にあり、疲労度が増すにつれて唾液の粘性が高くなることが知られている処から、唾液の粘性をはじめとする唾液の物性を検査することの必要性が認識されてきている。また、上記産業分野におけるインク、塗料、オイル、グリース等、食品分野における醤油、ソース、マヨネーズ、ケチャップ、ドレッシング、乳製品、練り物、スープ等種々のゲル、コロイド、スラリーを含む液状物又は粘稠性を有する流動状物の粘性のパラメータとしての曳糸性を測定することの重要性が増してきている。
【０００３】
導電性を有する流動状物たとえばチーズの曳糸性を測定する装置は既知である（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０２−０１０２４６号公報
【０００４】
また、流動状物の曳糸性を測定するに際し、試料が切断されたことを光学的手段によって検知し、プローブの上昇を停止するよう構成した曳糸性測定機も知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献２】実開昭５９−１６６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の曳糸性測定装置によるときは、非導電性の試料を測定対象とすることができない。また、特許文献２に開示されている曳糸性測定機の場合、試料が切断されたその部位を検出する手段がなく曳糸長さ測定精度に問題があるほか、たとえばアセトンといった揮発性に富んだ試料を対象とする場合、試料の初期状態（試料頭頂部の鉛直方向位置）が変化しやすく、曳糸長さ測定精度を低下させる因子であるにもかかわらず、これに対処する手段がなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術における問題を解決し、簡潔かつ安価な測定装置で液状物や流動状物の曳糸性を画像処理による測定手段並みの高い精度で測定することができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、試料を収容する測定皿と、該測定皿内の試料にその下端部が接触しその上昇によって試料の曳糸長さを検出すべく機能する接触子と、該接触子の昇降手段と、該接触子昇降手段とは独立の昇降手段を有し前記測定皿内の試料頭頂部の鉛直方向位置を遮光から透過光への瞬間を捉えることによって検知するとともに上記接触子上昇速度の１００％未満の設定比率の上昇速度で自動追尾し試料の切断部位を捉えるよう構成した光学検出部を有する曳糸性測定装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、光学検出部が、光軸遮蔽物がないときの光量を１００とし、遮光されたと判断する閾値を１００分率で任意に設定できるよう構成したものである請求項１に記載の曳糸性測定装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、接触子の下端部形状が、フラット状、凸球面状、凸円錐状、凸角錐状、球面先端部を有する凸角錐状、凹球面状、凹角錐状、直径方向に一文字状に延在する凸条または凹溝、および直径方向に十文字状に延在する凸条または凹溝の何れかである請求項１又は請求項２に記載の曳糸性測定装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の曳糸性測定装置によれば、光学検出手段を多段に設けなくとも、１つの光学検出手段（１光軸）のみで試料の切断部位を自動追尾して、画像処理を伴う測定手段並みの高い精度で液状物や流動状物の曳糸性を測定できる。画像処理を伴う測定手段の場合、試料への照明を要するほか装置が複雑かつ大掛かりなものとなるのみならず操作が煩雑である。本発明の曳糸性測定装置は、簡潔かつ安価な試験装置でありながら高い精度下に液状物や流動状物の曳糸性を測定できる。
【００１１】
また、本発明の曳糸性測定装置の光学検出部は、測定皿内の試料頭頂部の鉛直方向位置を自動検知し得るから、本発明によるときは、たとえばアセトンといった揮発性に富んだ試料を対象とする場合も高い精度で曳糸性を測定することができる。
【００１２】
さらに、光学検出部が、光軸遮蔽物がないときの光量を１００とし遮光されたと判断する閾値を１００分率で任意に設定できるから、本発明によれば、試料（液柱）の径（太さ）の判別を画像処理を伴う測定手段並みの高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をその好ましい実施形態に則して説明する。
本発明は、試料の化学的組成、ｐＨといった化学的条件や温度といった物理的条件を規定した上で試料の曳糸性を測定するものであって、試料の切断を検知する光学検出部が、試料に接して上昇する接触子の上昇速度の１００％未満の所定比率の上昇速度で自動追尾し、糸引き状態にある試料の切断部位に位置するよう構成され、高い精度での曳糸性測定を可能ならしめている。光学検出部を接触子の上昇速度のどれだけの比率で上昇・追尾させるかは、予め試料の種類等に対応する切断位置を目視等によって観察しそのデータを格納して置き、それに基づいてたとえば接触子上昇速度の６５％の上昇速度で光学検出部を上昇・自動追尾させるように設定する。
【００１４】
また、曳糸性測定装置にあっては測定開始時点の条件設定が重要であるが、本発明の曳糸性測定装置においては、光学検出部と接触子の連携動作によってこの条件設定を可能にしている。即ち、光学検出部が下降し遮光によって試料頭頂部の存在を検知して下降停止し、その位置から光学検出部を上昇させ光軸透過位置で停止することによって試料頭頂部の鉛直方向位置を自動検知する。然る後、試料頭頂部直上にあった接触子が光学検出部の光軸を遮断（遮光）する位置まで下降しその位置で停止する。このようにして、測定開始時点の条件設定が自動的に遂行され、たとえばアセトンのような揮発性に富む試料の場合も、高い精度での曳糸性測定を可能ならしめている。
【００１５】
さらに、試料の曳糸性測定に際しては、曳糸状態にある試料が必ずしも切断に至らなくとも、試料（液柱）がある程度細くなった時点を捉えたい場合がある。そのような必要に対応すべく、本発明の曳糸性測定装置は、試料が切断され遮光物が存在しない状態において受光される光量を１００とし、遮光された（試料が存在する）と判断する閾値を百分率で任意に設定できるよう構成されている。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の曳糸性測定装置の全体を示す。図１において、１は制御部であって、マイクロコンピュータである。制御部１によって、接触子１４昇降用モータおよび光学検出部１１昇降用モータ７の起動・停止信号出力、接触子１４および光学検出部１１昇降速度信号出力、光学検出部１１の光量閾値信号出力（遮光判断基準（光量）信号出力）、および試料の曳糸長さの演算算出およびその出力信号のデジタル表示装置への入力が行われる。
【００１７】
２は操作部であり、この操作部２によって曳糸性測定装置の起動・停止、接触子１４の昇降速度設定、光学検出部１１の昇降速度設定（上昇速度の設定は接触子１４の上昇速度に対する比率が設定される。）、光学検出部１１の光量閾値設定がなされる。３は表示部であって、制御部１からの表示信号を入力されて、これを液晶画面上にデジタル表示する。
【００１８】
４は接触子昇降用モータドライバであって、制御部１からの接触子１４昇降速度信号を入力されて所与の時間当りパルス数を、ステッピングモータである接触子昇降用モータ６に入力する。５は光学検出部昇降用モータドライバであり、制御部１からの光学検出部１１昇降速度信号を入力されて所与の時間当りパルス数を、ステッピングモータである光学検出部昇降用モータ７に入力する。而して、本発明の曳糸性測定装置においては、５ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓの範囲で接触子１４が上昇して試料１６の曳糸性を測定する。
【００１９】
接触子昇降用モータ６および光学検出部昇降用モータ７は前記のようにステッピングモータであって、減速機内臓のギヤードモータである。８は駆動用タイミングベルトであり、接触子昇降用モータ６の出力軸およびテンションプーリ１３に巻回され、図２に示す保持器１７を介して遊嵌支持している接触子１４を所与の速度で昇降せしめる。また、駆動用タイミングベルト８は光学検出部昇降用モータ７の出力軸およびテンションプーリ１３に巻回され、保持器１７を介して光学検出部１１を所与の速度で昇降せしめる。９はガイドロッドであって、接触子１４および光学検出部１１を鉛直方向に円滑に昇降せしめるべく拘束・案内する。１０は測定皿であり、試料１６を所定量収容する。
【００２０】
１２は光ファイバであって、光学アンプ１５からの光たとえばレーザビームを光学検出部１１の投光器から発射し、受光器で受光して光学アンプ１５に入力する。光学アンプ１５において光は光電変換されて制御部１に入力され、試料１６の切断時点が検知される。
【００２１】
接触子１４は、図２に示すように、駆動用タイミングベルト８に把持・固定されている保持器１７に遊嵌支持されており、万一、保持器１７が設定位置を超えて下降し、接触子１４の下端部が測定皿１０に当接するような場合でも接触子１４のみが鉛直方向上部に変位（上昇）して機器の損傷を防ぐよう構成されている。また、接触子１４は保持器１７から容易に取り外せるので、接触子１４および測定皿１０の洗浄や試料１６の装入などを容易に行うことができる。
【００２２】
また、接触子１４の下端部形状として、フラット状、凸球面状、凸円錐状、球面先端部を有する凸角錐状、凹球面状、凹円錐状、凹角錐状、図３に示すように、直径方向に一文字に延在する凸条または凹溝、直径方向に十文字に延在する凸条または凹溝など種々の形状を採り得る。
【実施例２】
【００２３】
接触子１４の他の実施形態として、試料１６が粘稠性を有するものの場合、図５に示すように、接触子１４の下端部に掬い取りフック部１８を装着し、フックを試料１６に水平に差し込んで基準位置から上昇させ、光学検出部１１で試料１６の切断部位を検知する。
【００２４】
この実施例の場合、掬い取りフック部１８が上昇する際、試料１６の全部を測定皿１０から持ち上げることがないようにすべく、図５に示すように、試料押さえ具１９を測定皿１０に固定した態様を採ることができる。
【００２５】
次に、上記実施例に係る本発明の曳糸性測定装置の動作を説明する。図４に示すように、接触子１４および光学検出部１１共に上限位置にある（図４（１））。次いで、操作部２における測定開始ボタン押下で光学検出部１１が早送り速度（たとえば２０ｍｍ／ｓ）で下降を開始する（図４（２））。光学検出部１１が約５ｍｍ下降した時点で接触子１４も早送り速度で下降を開始する（図４（３））。光学検出部１１が測定皿１０上部５ｍｍの位置に達した時点で光学検出部１１を５ｍｍ／ｓに減速させるとともに接触子１４の下降を停止させる（図４（４））。これらの動作は、制御部１からの出力信号によって遂行される。
【００２６】
光学検出部１１が、減速された下降速度で下降して行き、光学検出部１１の光軸が試料１６の頭頂部によって遮断（遮光）されたときに、光学検出部１１が停止する（図４（５））。その状態から、光学検出部１１をたとえば６．５ｍｍ／ｓの速度で上昇させる。そして、再度光学検出部１１の光軸が透過（透光）した時点で光学検出部１１が停止し、これによって試料１６の頭頂部が確認される（図４（６））。
【００２７】
次いで、接触子１４を下降させ光学検出部１１の光軸が遮断（遮光）されたときに、接触子１４の下降を停止させる。これが試料１６の曳糸性測定の開始点となり、接触子１４の下端部が試料１６に接触した状態となる（図４（７））。然る後、接触子１４を５ｍｍ／ｓ〜５０ｍｍ／ｓの範囲内の所与の速度で上昇させるとともに、接触子１４の上昇速度未満の比率の、たとえば接触子１４の上昇速度の６５％の設定速度で光学検出部１１を上昇・追尾させる（図４（８））。
【００２８】
接触子１４および光学検出部１１を上昇させ、光学検出部１１の光軸が透過（透光）する（図４（９））か或は、光学検出部１１が遮光された（試料１６が存在する）と判断する閾値未満となった時点で、接触子１４および光学検出部１１の双方を停止させるとともに、制御部１が、接触子１４のそのときの位置を記憶する（図４（１０））。
【００２９】
繰り返し試料１６の曳糸性測定を行う場合は、図４に示す（３）の状態に戻り、図４に示す（１０）までのステップを繰り返す。試料１６の曳糸性測定が終了すると、接触子１４および光学検出部１１共に図４の（１）に示す上限位置まで上昇させる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例に係る曳糸性測定装置の全体を示す正面図
【図２】本発明の一実施例に係る曳糸性測定装置の接触子の保持器への遊嵌支持状態および測定皿との関係を示す正面図
【図３】本発明の一実施例に係る曳糸性測定装置の接触子の下端部形状の一例を示す正面図
【図４】本発明の一実施例に係る曳糸性測定装置の動作ステップを示す模式図
【図５】本発明の他の実施例に係る曳糸性測定装置によって粘稠性試料の曳糸性を測定する一実施形態を示す正面図
【符号の説明】
【００３１】
１  制御部
２  操作部
３  表示部
４  接触子昇降用モータドライバ
５  光学検出部昇降用モータドライバ
６  接触子昇降用モータ
７  光学検出部昇降用モータ
８  駆動用タイミングベルト
９  ガイドロッド
１０  測定皿
１１  光学検出部
１２  光ファイバ
１３  テンションプーリ
１４  接触子
１５  光学アンプ
１６  試料
１７  保持器
１８  掬い取りフック部
１９  試料押さえ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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