(57)【要約】　　　（修正有）【課題】その液体ががどのような液体であるか判別すること。【解決手段】液体に周波数の異なる電気的信号を印加すると印加した信号と液体を介して取り出した信号との間に位相差が生じ、その周波数の値によってその位相差が異なることが分かった。そして、周波数の変化を横軸にし、縦軸に位相差の変化をとりこの変化を波形図として描くと個々の液体によってパターンの異なる波形図を描く事が分かった。従ってこの原理を利用すると描き出した波形のパターン図によって、その液体がどのような液体であるかを判別できることとなった。また波形から液体の性状についても想定することが可能となった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に、任意の周波数の信号を印加し、該信号の周波数を変化させ、該変化した周波数によって、該印加後検出した信号の電気的性質が変化する事を利用し、該液体を分析する液体の分析方法。
【請求項２】
被検査液体に浸漬する第一と第二の電極を有し、該第一の電極に信号印加する可変周波数発生手段と、該第一の電極に印加した信号と該信号の印加によって該第二の電極から取り出された信号とを検出する手段と該検出した両信号を比較し演算する演算手段と、該演算結果を表示する表示手段とからなる液体の分析装置
【請求項３】
前記可変周波数発生手段は、特定の時間間隔によって、周波数を変化発生させ、前記両信号は前記変化させた周波数ごとに、位相差を演算し、前記表示手技で表示するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第一項に示した液体の分析装置。
【請求項４】
前記位相差に代えて、電位差や電流値の差によって演算表示するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第三項に示した液体の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水溶液を中心にあらゆる液体の水質ないし性状の分析装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】水を中心に液体を考えても、天然水には、雨水、河川水、湖沼水、地下水、湧水、温泉水、無機酸性水、塩水、海水などがある。これに対し、植物からとった果汁や樹液植物のしぼり汁などの天然由来のものがあり、さらに発酵させて作ったアルコールや酢、酵素液などの加工して作った液体もあった。動物で言えば牛乳や羊ややぎの乳があった。液体といっても実に様々であり、これまでは、これらの液体を、同一の方法で、測定しその液体が何の液体であるか、どのような性質をもっているのかを判別する分析方法はなかった。
【０００３】
たとえば、水の物理的は性質としては、「比重、密度」「水蒸気圧」「沸点」「蒸発熱」「融解熱」「比熱」「熱伝導率」「表面張力」「誘電率」、そして「ｐＨ」「酸化還元電位」などが従来の測定技術エリアに含まれている。これらの測定によって被測定液体の性状分析はできるが、たとえば物性の値が同一だからといって、同一の液体であるということにはならない。あくまでそれらの液体がどのような物性をもっているのかの分析的な一側面を見るための一方法でしかなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】たとえば、目の前に持ち出された液体がどのような種類の液体であるのかを判別することができると、きわめて便利である。水で言えば浄水や活性水、そしてミネラル水ブームである。目の前に持ち出された水が、単なる水道水を浄水器に通して造った水なのか、採取が困難で貴重なミネラルウォーターであるのかを判別できると消費者に責任をもって販売できることになる。ひとりひとりの人間の指紋は、すべて異なる。指紋によって一人一人が判別できる。そこまでいかなくても、水の種類や産地、加工のされ方などのちがいによって、水が判別できるようになれば、色々な意味で大変有用なのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】同一の液体であっても、印加する信号の周波数のちがいによって、印加信号と印加したあとに取り出した信号との位相差が異なり、任意の時間間隔で印加した一定エリアの可変周波数信号の下で、液体ごとに独特のパターンを描くことがわかった。この技術を利用することにより、液体ごとに描かれるパターンが異なり、パターンを見る事によって液体を特定する事ができ、上述した解決課題を解決した。
【０００６】
【発明の具体的な説明】以下図面で本発明を説明する。図１は本発明による液体の分析方法と分析装置を説明するための基本ブロック図である。（２）は可変周波数発生手段（４）は液体測定部（６）は検出手段（８）は演算手段（１０）は表示手段である。この可変周波数発生手段（２）では、たとえば当初１ｋｈｚの周波数の信号を出力線（１２）と出力線（１４）から出力する。その上で１ｍｓごとに、周波数値を加算し変化させる。４０９６ステップで最後は４３５２ｋｈｚの周波数の信号を出力する。
【０００７】
出力された信号は、出力線（１４）から電極（１６）に伝送され、液体測定部（４）の液体（５）を介して電極（１８）でとりだされ入力線（２０）におくられる。検出手段（６）では出力線（１２）を通して伝送されてくる可変周波数発生手段（２）から出力される信号と、この入力線（２０）を通して送られてくる信号の両方の信号を検出する。
【０００８】
検出した両信号は演算手段（８）で比較、演算される。出力線（１２）から送られてくる信号をＡ信号とし、入力線（２０）送られてくる信号をＡ′信号とすると、Ａ′信号は被検査液体を通過する分、遅れがでる。正確に言うと被検査液体に導電性の不純物があればあるほどその分抵抗で働きおくれが出る。従って純水の場合はこの遅れはでない。この変化は、電圧や電流の変化として捉えるとき入力線（２０）から送られてくる信号を検出するだけでも検出することはできるが、その変化値自体極めて微小であるため、Ａ信号とＡ′信号との差をとり、変化値のみを際立たせ、他の要因による変動を排除した。
【０００９】
この結果を表示手段（１０）で表示するようにした。そして表示手段（１０）では、横軸に可変して行く周波数値をとり、縦軸に変化値（電圧係数）をとった。図２は、このような測定の結果、ある水道水（Ｘ１とＸ２）について表示手段（１０）で描き出した表示例である。同じ水道水ではあるが、河川の源流や途中の流域の様子が異なり、工業用水や家庭雑杯水などが流れ込む様子も異なっているため実線のＸ１と破線のＸ２とでは明らかにことなっている。実験結果、電極の素材を同一のものを使用し、電極の間隔を同一にして、図１に示した測定方法で測定すると、同一の液体について同じパターンを描く事がわかった。液体の種類によって異なった表示パターンを描くこと。またそのパターンの抽出は、再現性のあることが確かめられた。
【００１０】
被検査液体に浸漬した２本の電極間の抵抗値はコンデンサとして考えれば１／２πｆｃ１としてコイルとして考えれば１／２πｆＬ１として考えられる。これらの複合したａ１×１／２πｆｃ１＋ｂ１×１／２πｆＬ１値が液体として抵抗値になり、特定周波数による共振作用なども加味されて、液体ごとの独自パターンが作られたと考えられる。
【００１１】
すでに様々な液体を使用し、本発明による測定実験を繰り返し、例えばお酒、酢・・・など液体の種類ごとに産地や製造メーカーの上での違いはあるものの表示パターンの上で類似性を示す事がわかってきた。それらのなかで、本物の味とか標準品となるもののパターンを整理し、コンピューターにパターン認識させれば、新たに測定した液体の品質などもビジュアルに認識する事ができることになる。
【００１２】
図３は、本発明による図１に示した液体測定部（４）の詳細図で、図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は上面図である。図１と同一番号は、同一の内容を示す。（２２）は支持台（２３）は持上部（２４）はガイド部材（２６）（２８）は絶縁被膜（３０）は外装ケース台である。（３２）（３４）は、リード線である。
【００１３】
測定するときには、持上部（２３）を持って、支持台（２２）を上方にスライドさせる。その上で、ガラスケース（２１）を図面手前の方に取り出し、ここに所定の液体（３）を所定量注入し、元の位置に装着する。その上で、持上部（２３）を下方にスライドさせ支持台（２２）をもとの位置に戻し、電極（１６）と電極（１８）を液体（３）中に挿入する。この電極（１６）（１８）は例えば直径０，３ｃｍで、材質は黄銅ベースに金メッキを施し７ｃｍの長さにしたものを使っている。この電極（１６）（１８）には絶縁被膜（２６）（２８）がそれぞれ取り付けられ、たとえば一端側から２ｃｍが液体に接触するようにしそれ以外は接触しないようにしている。このためこの接触部をこえて絶縁被膜の部分が浸漬するように液体（３）をいれるようにすれば、液体（３）に浸漬し対抗する電極部分は２ｃｍで一定としている。
【００１４】
このようにして図１の可変周波数発生手段（２）からの出力線（１４）と結線されたリード線（３２）から、電極（１６）を通して、所定の可変周波数をもつ信号が液体（３）に印加され、液体（３）を介してその信号を電極（１８）で受信し、受信した信号は電極（１８）からリード線（３４）を介して図１の出力線（２０）に送られる。
【００１５】
図４は本発明による電気回路部の１実施例である。（３６）はスイッチ入力部（３８）はクロック発信部（４０）は可変周波数制御部（４２）は可変周波数発信器（４４）は液体測定部（４６）は検出手段（４８）はＡ／Ｄ変換部（５０）はコンピューター制御・操作・表示部である。
【００１６】
コンピューター制御・操作・表示部（５０）はたとえばパーソナルコンピューターと任意の分析用ソフトウェア、そして表示部と操作部からなる。この操作スイッチが入ると入力端子（５２）からの信号が入り、スイッチ入力部（３６）で作成されたスタート信号が出力線（５４）を介して可変周波数制御部（４０）の１２ビットカウンター（５５）に送られる。１２ビットカウンター（５５）ではクロック発信部（３８）から出力されたクロック信号が出力線（５６）を介して送られているため、このクロック信号によってカウント値がカウントアップされる。
【００１７】
この１２ビットカウンタ（５５）に、このスタート信号が入力されるとそのカウンタの値が「０」から「４０９５」までカウントされ、「４０９５」がカウントされたつぎのクロック信号によってＭＳＢの出力線（６０）が出力反転するとカウンタ（５８）で検出し、１２ビットカウンタ（５５）のカウントを停止する。
【００１８】
１２ビットカウンタ（５５）からのカウント値は、可変周波数発信器（４２）に送られ、可変周波数発信機器（４２）からは、たとえば１ステップが１ｋｈｚで４０９６ステップに変化される発振信号が出力される。そのときには、可変周波数発信器（４２）から出力線（６２）に１ｋｈｚから、４０９６Ｍｈｚまでの信号が１０ｍｓの間隔で送られる。
【００１９】
従って液体測定部（４４）の液体（６４）には、そうした可変周波数が電極（７０）に順次印加され、液体（６４）を介することによって電気的な変化を受けた信号が電極（７２）から入力線（６６）を介して検出部（６８）に送られる。
【００２０】
検出部（６８）では電極（７０）と電極（７２）間に得られる信号の時間差を検出信号として検出し、出力線（７２）に送ってもよいが、両電極間の電圧変化や電流変化を検出してもよい。ここで検出した信号は出力線（７２）を介してＡ／Ｄ変換機（４８）に送られＡ／Ｄ変換され出力端子（７４）に送られる。一方出力端子（７６）からはクロック発振部（３８）から発振するクロック信号が送られ、この両出力端子から出力される信号を受けてコンピュータ制御・操作・表示部では、変化値を演算処理し、表示するようにしている。
【００２１】
図５は、本題による発明の方式および発明装置を使用して、異なる３種類の液体肥料を測定し、それらを実践、破線、一店鎖線で示した。含有する微量成分の違いによって、波形に差異が生じている。これらはそれぞれに再現性があることも分かった。現状ではどのような成分あるいは生成過程での違いが、波形上の差異として現出するかについて、研究中ではあるが、液体の微量成分の違いがこうした波形の上での差異として現れてくるという事実は大きい。
【００２２】
このように本願の発明の液体分析装置によれば、水溶液等の液体に微量に含まれる物質等の違いをグラフなどによって具体的に表すことができ、水溶液等の液質の微妙な差異の判別や、その液体に他の液体が混入した場合の判別などを的確に行うことができるものである。そしてこのような判別を大掛かりな装置や検査に熟練した技術者等を要することなく行う事ができ、これらの液体の判別をきわめて簡易の手法で行うことができるものである。
【００２３】
さらに、この本願の発明の液体分析装置を利用することによって、例えば以下に示すような液体に対する種種の分析や測定等を行うことができる。
【００２４】
１．水質の性格分析
水質のイオンの安定度やその特性をグラフや数値によって管理することができる。不純物がふくまれているか、また水の硬質をある程度予測できる。
２．水溶液の時間的変化の測定
上述の測定を継続して行う事により、時間経過による水溶液の安定度等の測定を行う事ができる。
３．水溶液の温度変化の測定
温度の変化、室温の変化や煮沸や凍結した後の変化などを測定して、水質の状態を検知できる。
４．他の物質や磁場などによる影響
浄水器などによる水質の変化を捉えることができる。
５．水分を含むものの性格分析
植物の葉や根などの測定分析や尿による測定分析を行うことができる。その結果により有機処理の判定や身体の状態の判定に使用できる。
６．美容関係や酒造メーカー、電子部品機器、食品メーカーなどの水を使用しているあらゆる会社の品質管理に簡易的に使用できる。また河川や湖沼などの水質汚染の管理などにも使用できる。
【００２５】
また、上述の図２、図５において、波形に変化を生じる周波数は、含まれる物質等に関係しているものと思われる。従ってこれらを分析する事によって物質の特定を行う事も可能と考えられるが、現状ではそこまでの実験は行っていない。しかしながら水質の違いや変化等を知るためには、波形の変化が生じることだけで充分であり、本発明による液体分析の装置を用いる事によってこれらの判別を有効に行うことができるものである。
【００２６】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく用いれられた分析方法や分析装置に対し適用され、種々の変化が可能とされるものである。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば液体に可変周波数信号を印加する事により、その電気的な変化値を印加した周波数に対応させてみる事により、その液体がもつ独自のパターン図を得る事ができた。このパターン図をその液体を判別する判別図として利用すれば、液体を判別する事ができる。また判別図と液体の性状を関連させ、液体の性状分析に利用すれば他分野での利用効果は大きい。
【図面の簡単な説明】［図１］は、本発明を説明するための一実施例のブロック図である。
［図２］は、本発明による液体分析装置で描き出した水道水の波形図である。
［図３］は、本発明による図１に示した実施例の液体測定部の詳細図である。Ａは断面図　Ｂは上面図である。
［図４］は、本発明による液体分析装置の電子回路の一実施例図である。
［図５］は、本発明による液体分析装置で描き出した３種類の液体肥料の波形図である。
【符号の説明】
２、４２・・・可変周波数発振手段　　４、４４・・・液体測定部　　１６，１８，７０，７２・・・電極　　６、６８・・・検出手段　　８・・・演算手段
１０・・・表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004132940.tif 000006
【図５】
2004132940.tif 000007