(57)【要約】【課題】  本発明は携帯式重金属瞬時測定システムを提供することを目的とする。【解決手段】  測定試験片、測定キー、測定器本体からなる携帯式重金属瞬時測定システムで、これにより水溶液中の多種の重金属を測定することができる。これは携帯して瞬時に測定することができ、測定前にサンプル水の前処理を行う必要がないため、これまでサンプル水を専門の実験室に送り検査するために費やされていた時間と高額の費用を節約するだけでなく、すぐに結果が得られないという問題をも解決するものとなる。また測定試験片と測定キーの外観が重金属ごとに同一の色を有するため、識別が容易で操作上の誤りを避けることができ、測定のミスを防ぎ測定の精度向上にもつながる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属測定部、試験片識別部及び試験片ポートを有し、前記重金属測定部は測定対象溶液と接触させて測定対象重金属との電気化学反応を起こさせるためのものであり、前記試験片ポートは前記重金属測定部と電気的に接続されている、測定試験片と、
メモリーチップ、キー識別部、キーポートを有し、前記メモリーチップは前記測定対象重金属の測定パラメーターを記憶しており、前記キー識別部は前記試験片識別部と同一の色を有し、前記キーポートは前記メモリーチップと電気的に接続されている、測定キーと、
プロセッサー、本体ディスプレイ、第一ポート及び第二ポートを有し、前記本体ディスプレイ、前記第一ポート及び前記第二ポートは前記プロセッサーと電気的に接続され、前記第一ポートは前記試験片ポートと電気的接続を形成するためのものであり、前記第二ポートは前記キーポートと電気的接続を形成するためのものであり、前記プロセッサーは前記メモリーチップの前記測定パラメーターを読み取り、前記測定パラメーターに基づいて前記重金属測定部を起動させて測定信号を取得し、測定結果を前記本体ディスプレイに表示するためのものである、測定器本体と、
を含むことを特徴とする携帯式重金属瞬時測定システム。
【請求項２】
前記メモリーチップはさらに前記測定対象重金属の識別情報を記憶しており、且つ前記プロセッサーはさらに前記メモリーチップの記憶する前記識別情報を読み取り、前記識別情報を前記本体ディスプレイに表示させるためのものであることを特徴とする請求項１に記載の携帯式重金属瞬時測定システム。  
【請求項３】
前記測定試験片はさらにマッチング識別情報を記憶した識別部材を有し、且つ前記プロセッサーが前記重金属測定部を起動させる前に、前記メモリーチップが記憶する前記識別情報と前記マッチング識別情報が一致するかどうかを検証し、前記識別情報と前記マッチング識別情報が一致する場合には、前記プロセッサーが前記重金属測定部を起動させることを特徴とする請求項２に記載の携帯式重金属瞬時測定システム。
【請求項４】
前記識別情報と前記マッチング識別情報が一致しない場合には、前記プロセッサーが前記本体ディスプレイにエラーメッセージを表示させ、且つ前記重金属測定部を起動させないことを特徴とする請求項３に記載の携帯式重金属瞬時測定システム。
【請求項５】
前記本体ディスプレイに表示された前記識別情報には、前記測定対象重金属の名称を含むことを特徴とする請求項２に記載の携帯式重金属瞬時測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重金属測定システムに関わるもので、特に多種重金属の重金属測定システムに関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
重金属は飲食により体内に入ると、肝臓で分解代謝されないため、大脳や腎臓などの臓器に容易に蓄積し体の正常な機能を破壊する。よく見られる重金属としては、亜鉛、鉛、ニッケル、銅、水銀、カドミウム、クロムがある。ヒ素は金属ではないが、ヒ素の多くの性質は重金属と似ており、一般的には重金属として類別されることが多い。
【０００３】
重金属汚染を予防するためには、環境中における重金属測定技術を確立する必要がある。これまで重金属測定は誘導結合プラズマ発光分光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析計、原子吸光分析装置などによって行われていた。これらの重金属測定技術は進歩したが、その欠点としては、現場で検査が行えないこと、検査機器が高価であること、サンプル水の前処理が必要なこと、専門技術者が操作しなければならないこと、検査時間が比較的長いこと、検査費用が高いことなどがあり、現場での検査におけるニーズを満たすことができなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に鑑み、本発明の一つの目的は、現場で瞬時に重金属測定ができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記及び他の目的を達成するため、本発明は携帯式の重金属瞬時測定システムを提供する。それには、測定試験片、測定キー、測定器本体が含まれ、測定試験片は、重金属測定部、試験片識別部、試験片ポートを有し、重金属測定部は測定対象溶液と接触させて測定対象重金属との電気化学反応を起こさせるためのものであり、試験片ポートは重金属測定部と電気的に接続している。測定キーは、メモリーチップ、キー識別部、キーポートを有し、メモリーチップには測定対象重金属の測定パラメーターを記憶させており、キー識別部は試験片識別部と同一の色を有し、キーポートとメモリーチップは電気的に接続している。測定器本体は、プロセッサー、本体ディスプレイ、第一ポート及び第二ポートを有し、本体ディスプレイ、第一ポート及び第二ポートはいずれもプロセッサーと電気的に接続し、第一ポートは試験片ポートと電気的接続を形成するためのものであり、第二ポートはキーポートと電気的接続を形成するためのものであり、プロセッサーはメモリーチップの測定パラメーターを読み取り、測定パラメーターに従い重金属測定部を作動させて測定信号を取得し、測定結果を本体ディスプレイに表示するためのものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記技術により、操作者は本発明の測定システムを利用してサンプリング現場において多種の重金属の濃度を瞬時に測定することができる。また測定試験片と測定キーの外観が重金属ごとに同一色を有するため、操作者が識別し易く、操作や測定の誤りを防ぎ、検査精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の好ましい実施例の分解図である。
【図２】本発明の好ましい実施例の組立図である。
【図３】測定作業における測定ステップの例示である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
図１、２が示す本発明の携帯式重金属瞬時測定システム（以下「測定システム」と略称）の好ましい実施例を参照して、それには、測定試験片１０、測定キー２０、測定器本体３０が含まれる。本発明の測定システムは異なる測定試験片１０及び試験片に対応する測定キー２０を交換することで、一つの装置で多種の重金属の測定を行うことができ、それには、ヒ素、亜鉛、鉛、ニッケル、銅、水銀、カドミウム、クロムなどの重金属が含まれるが、それらに限定されることはない。
【０００９】
測定試験片１０は、重金属測定部１１、試験片識別部１２、試験片ポート１３を有し、重金属測定部１１は、具体的には作用極、補助電極、参照極（以下「三電極」と略称）を含み、三電極は試験片ポート１３に接続し、作用極には測定対象重金属との反応活性を有するか、又は両者の電気化学反応を促進する試剤を事前に塗布することで、測定試験片１０を測定前に前処理する必要がなくなり、便利性を大幅に向上させることができる。三電極はハウジングで覆い、試験片識別部１２は例えばハウジング表面に形成し、且つ重金属測定部１１ではハウジングに開口部を設け、三電極が露出するようにして、重金属測定部１１に測定対象溶液を滴加するか又は浸すことができ、存在する可能性のある測定対象重金属が重金属測定部１１の電極と電気化学反応を起こせるようにする。
【００１０】
測定キー２０は、メモリーチップ２１、キー識別部２２及びキーポート２３を有する。測定対象重金属の種類及び各試験片の製造パラメーターが異なるため、メモリーチップ２１には測定対象重金属の測定パラメーターとその識別情報が記憶させており、メモリーチップ２１はケースで覆い、キー識別部２２は例えばケース表面に形成し、且つメモリーチップ２１はキーポート２３と電気的に接続する。本発明においては、各測定対象重金属に対して特定の識別色を用い、異なる測定対象重金属を異なる色で区分しているため、対応する測定試験片１０と測定キー２０における両者の試験片識別部１２とキー識別部２２は同一の色を有しており、操作者が測定を行う前に、測定試験片１０と測定キー２０が同一の重金属を測定するためのものかどうかを識別できるようにすることで、測定の誤りによりデータの正確性が失われないようにするとともに、測定試験片１０の浪費を減らすことができる。
【００１１】
測定器本体３０は、プロセッサー３１、本体ディスプレイ３２、第一ポート３３及び第二ポート３４を有し、そのうち、本体ディスプレイ３２、第一ポート３３及び第二ポート３４はいずれもプロセッサー３１と電気的に接続され、第一ポート３３は試験片ポート１３に接続されることで両者の電気的接続を形成することができ、第二ポート３４はキーポート２３に接続されることで両者の電気的接続を形成することができる。実施可能な他の方法としては、測定器本体にコネクターを備えて、コネクターに上記第一、第二ポートのうち少なくとも一つを設ける。第一、第二ポート３３、３４を試験片ポート１３およびキーポート２３とそれぞれ電気的に接続させると、プロセッサー３１がメモリーチップの測定パラメーターを読み取り、測定パラメーターに基づき重金属測定部を作動させて重金属測定部と測定対象溶液中に存在する可能性のある測定対象重金属との間で電気化学反応を起こさせることができ、プロセッサー３１が測定信号を得て演算し、検査結果を本体ディスプレイ３２に表示する。こうして操作者はサンプリング現場でサンプルの重金属濃度のデータを取得できる。上記の本体ディスプレイ３２は例えばタッチパネルディスプレイでもよく、ユーザーがタッチできるようにするためのマンマシンインターフェースを提供し、一例としてマンマシンインターフェースには、測定開始を表すコンピューター画像３５を表示させて、ユーザーがコンピューター画像３５を押すと、プロセッサー３１が重金属測定部を起動させて後続の測定作業を行うようにすることができる。
【００１２】
測定試験片１０と測定キー２０がどの重金属測定に使用するものかを操作者が識別できるようにするため、プロセッサー３１は測定前にメモリーチップ２１が記憶している重金属識別情報を読み取り、本体ディスプレイに表示する。本実施例では、本体ディスプレイ３２は、測定対象重金属の元素記号Ａｓを表示しており、測定試験片１０と測定キー２０がヒ素測定用であることを示している。
【００１３】
また、測定の誤りを更に防止するため、測定試験片１０に識別部材１４を設けてマッチング識別情報を記憶させることができ、プロセッサー３１が重金属測定部１１を起動させる前に、メモリーチップ２１が記憶している識別情報がマッチング識別情報と一致するかどうかを検証し、両者が一致した場合に限りプロセッサー３１が重金属測定部１１を起動させて重金属測定を行うようにさせることができる。識別情報とマッチング識別情報が一致しない場合、プロセッサー３１は本体ディスプレイ３２にエラーメッセージを表示し、重金属測定部を起動させない。上記の識別部材は一例として識別用チップを用いることができる。
【００１４】
上記の電気化学反応は、一例として、陽極ストリッピングボルタンメトリーに基づき誘発させるが、それは２つの反応ステップを含み、ヒ素を例に取ると、酸性環境において測定対象溶液中の３価ヒ素が電子を受け取り、０価ヒ素に還原され、重金属測定部の表面に沈殿する。その反応式は次のとおりである（以下、「第一反応」と称する）。
（数１）
【００１５】
ＡｓＩＩＩ（ＯＨ）３＋３Ｈ＋＋３ｅ−→Ａｓ０＋３Ｈ２Ｏ
【００１６】
二番目の反応ステップにおいて、重金属測定部表面に沈殿した０価ヒ素は電子を試験片表面に奪われて酸化され、３価ヒ素となって測定対象溶液に戻る。その反応式は次のとおりである（以下、「第二反応」と称する）。
（数２）
【００１７】
Ａｓ０＋３Ｈ２Ｏ→  ＡｓＩＩＩ（ＯＨ）３＋３Ｈ＋＋３ｅ−
【００１８】
一例示手順として、前述の測定作業には、図３のような測定ステップを用いることができる。この測定ステップは操作者が測定を起動させるコンピューター画像３５を押してから起動する。
【００１９】
まずプロセッサーが測定キーに記憶された識別情報と測定試験片に記憶されたマッチング識別情報とを検証し、マッチングに成功した後、プロセッサーが測定キー内蔵の最適な測定パラメーターに基づいて重金属測定部を起動し、存在する可能性のある測定対象重金属に対して前述の第一及び第二反応を順に実行し、且つ第二反応の実行時にプロセッサーが重金属測定部からフィードバックされた電流信号図を受け取ることができ、その後電流信号図を基に重金属濃度値に換算し、その数値を本体ディスプレイに表示して測定を終了する。
【００２０】
上述をまとめると、本実施例の測定システムは、水溶液中の多種の重金属の測定に用いることができ、操作者が携帯して瞬時に測定を行うのに便利であり、従来においてサンプル水を専門の実験室に送り検査するために費やされていた時間と高額の費用を節約するだけでなく、すぐに結果が得られないという問題をも解決するものとなる。また測定試験片と測定キーの両者を色別に対応させた設計により、操作者は測定試験片と測定キーが正確に対応しているかどうかを瞬時に見分けることができ、同時に、測定キーが記憶する測定対象重金属の識別情報が本体ディスプレイに表示されるため、操作者に再度確認させることもできる。さらにプロセッサーにより、試験片が記憶するマッチング識別情報が測定キーの記憶する識別情報と一致するかどうかを測定前に再度検証することもできる。即ち、本実施例では３段階の識別方法によって測定作業が正確に行われるよう担保することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０  測定試験片
１１  重金属測定部
１２  試験片識別部
１３  試験片ポート
１４  識別ユニット
２０  測定キー
２１  メモリーチップ
２２  キー識別部
２３  キーポート
３０  測定器本体
３１  プロセッサー
３２  本体ディスプレイ
３３  第一ポート
３４  第二ポート
３５  コンピューター画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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