(57)【要約】【課題】センサ部に励起光発射部および螢光検出部を備え、前記励起光発射部から励起光をクロロフィルに対して照射したとき、当該クロロフィルからの螢光を前記螢光検出部において検出し、そのときの検出出力に基づいてクロロフィル濃度を測定するように構成されたクロロフィルセンサを簡便かつ再現性よく校正することのできるクロロフィルセンサの校正方法およびそれに用いる校正用器具を提供すること。【解決手段】励起光出力部３および螢光検出部４を備えたセンサ部２を有するクロロフィルセンサを校正する方法であって、前記センサ部２に対して、底部内面に光反射手段１１を有する校正用器具９を取り付けた状態で、前記励起光出力部３から所定強度の光を発し、この光を前記光反射手段１１によって前記螢光検出部４において受光させることにより、前記センサ部２の校正を行うようにした。【選択図】　　　図２
2004101326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光出力部および螢光検出部を備えたセンサ部を有するクロロフィルセンサを校正する方法であって、前記センサ部に対して、底部内面に光反射手段を有する校正用器具を取り付けた状態で、前記励起光出力部から所定強度の光を発し、この光を前記光反射手段によって前記螢光検出部において受光させることにより、前記センサ部の校正を行うことを特徴とするクロロフィルセンサの校正方法。
【請求項２】
クロロフィルセンサ本体の先端部に設けられた励起光出力部および螢光検出部を備えたセンサ部に対して着脱自在に取り付けられるクロロフィルセンサの校正用器具であって、前記校正用器具が、前記励起光出力部からの光を反射し、かつ前記螢光検出部に入射させるための光反射手段を備えていることを特徴とするクロロフィルセンサの校正用器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、螢光強度法に則ったクロロフィルセンサの校正方法およびそれに用いる校正用器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】ＪＩＳ　Ｋ０４００−８０−１０
【特許文献１】特開２０００−３５６６３５号公報
近年、湖沼や海洋などの水質が富栄養化に伴う水質悪化が大きな環境問題となっている。この富栄養化の指標として、従来からクロロフィル（特にクロロフィルａ）測定が用いられてきている。そして、このクロロフィル測定には、溶媒抽出後、吸光光度法を用いてクロロフィル濃度の決定する手法が用いられている（前記非特許文献１参照）。
【０００３】しかしながら、前記溶媒抽出による吸光光度法を用いて濃度決定を行う手法には、各種の計算式が用いられており、統一がなされてないといった問題がある。
【０００４】これに対して、最近、抽出溶媒を用いない螢光強度法に則った浸漬型のクロロフィルセンサが開発されるに至っている（前記特許文献１参照）。この螢光強度法に則ったクロロフィルセンサは、サンプル中のクロロフィルに対して特定波長の光を励起光として照射したとき、クロロフィルが所定波長の螢光を発することを利用したもので、センサ部に励起光発射部および螢光検出部を備え、前記励起光発射部から励起光をクロロフィルに対して照射したとき、当該クロロフィルからの螢光を前記螢光検出部において検出し、そのときの検出出力に基づいてクロロフィル濃度を測定するものである。
【０００５】上記浸漬型のクロロフィルセンサによれば、１２０ｐｐｂ〜１ｐｐｂの濃度範囲においては、従来法との相関確認がとれており、従来手法に比べて簡単にクロロフィル測定を行うことができるものと期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記浸漬型のクロロフィルセンサにおいても、そのゼロ校正やスパン校正を行う必要があるが、仮に標準液を作成しても、生物であり、変質しやすく、長期間にわたって適切に保存することができず、安定した標準液として使用することは困難である。
【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、センサ部に励起光出力部および螢光検出部を備え、前記励起光出力部から励起光をクロロフィルに対して照射したとき、当該クロロフィルからの螢光を前記螢光検出部において検出し、そのときの検出出力に基づいてクロロフィル濃度を測定するように構成されたクロロフィルセンサを簡便かつ再現性よく校正することのできるクロロフィルセンサの校正方法およびそれに用いる校正用器具を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明のクロロフィルセンサを校正方法は、励起光出力部および螢光検出部を備えたセンサ部を有するクロロフィルセンサを校正する方法であって、前記センサ部に対して、底部内面に光反射手段を有する校正用器具を取り付けた状態で、前記励起光出力部から所定強度の光を発し、この光を前記光反射手段によって前記螢光検出部において受光させることにより、前記センサ部の校正を行うことを特徴としている（請求項１）。
【０００９】上記クロロフィルセンサの校正方法においては、センサ部を覆うようにして、クロロフィルセンサのセンサ本体の先端部に、底部内面に光反射手段を有する校正用器具を取り付けた状態で、励起光出力部から所定の強度の光を発し、この光が前記光反射手段において反射した光を螢光検出部で受光するだけで所定のスパン校正を行うことができる。そして、ゼロ校正については、前記センサ本体の先端部には校正用器具を取り付けず、そのままの状態で、純水などクロロフィルを含まない標準試料水に前記先端部を浸漬し、その状態で励起光出力部から所定の強度の光を発し、そのときの光を螢光検出部で検出し、これに基づいてゼロ校正を行う。
【００１０】そして、この発明のクロロフィルセンサの校正用器具は、クロロフィルセンサ本体の先端部に設けられた励起光出力部および螢光検出部を備えたセンサ部に対して着脱自在に取り付けられるクロロフィルセンサの校正用器具であって、前記校正用器具が、前記励起光出力部からの光を反射し、かつ前記螢光検出部に入射させるための光反射手段を備えていることを特徴としている（請求項２）
【００１１】上記クロロフィルセンサの校正用器具においては、構造が簡単であり、取り扱いが容易であるとともに、構成部材が所謂固体であるため、変質することがなく、長期にわたって常に一定の値を出力させることができ、再現性に優れた校正を行わせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの実施の形態を示すものである。まず、図１は、この発明の校正方法の対象である螢光強度法に則った浸漬型のクロロフィルセンサの測定部本体の構成を概略的に示すもので、この図において、１は例えば円筒状のセンサ本体で、例えば適宜の合成樹脂よりなり、その下端にはセンサ部２が形成されている。このセンサ部２は、クロロフィル濃度検出部および濁度検出部を備えている。
【００１３】前記クロロフィル濃度検出部は、図２に示すように、励起光出力部３と螢光検出部４とからなる。そして、励起光出力部３は、発光ダイオード３ａと干渉フィルタ３ｂとから構成されており、青色の励起光（ピーク波長が４２５ｎｍ）を斜め下方約４５°の方向に発することができるように、水平方向と約４５°傾いた状態で設けられている。また、螢光検出部４は、フォトダイオード４ａと干渉フィルタ４ｂとから構成されており、前記励起光がサンプル中のクロロフィルに照射されたとき、当該クロロフィルからの螢光（ピーク波長が６６８ｎｍ）を検出することができるように、励起光出力部３とは１８０°対称の位置において、水平方向と約４５°下方に傾いた状態で設けられている。
【００１４】そして、前記濁度検出部は、図１に示すように、励起光出力部３と螢光検出部４とを結ぶ方向Ｘと直交する方向Ｙに設けられる発光ダイオード５とフォドダイオード６とからなり、これらの発光ダイオード５およびフォドダイオード６においても、前記励起光出力部３および螢光検出部４と同様に、発光ダイオード５から出た光がサンプル中において反射した光がフォドダイオード６に入射するように、水平方向と約４５°傾いた状態で設けられている。なお、この発光ダイオード５およびフォドダイオード６と前記励起光出力部３および螢光検出部４は、同一円周上に設けられている。また、センサ部２には、図２に示すように、クロロフィル濃度検出部および濁度検出部を保護するために、光透過性に優れた素材よりなる保護カバー７が設けられており、これら両検出部がサンプルなど液体に直接触れないようにしてある。
【００１５】また、８はセンサ本体１の側面、例えばセンサ部２に近い部分に突設される係合突部である。
【００１６】上記構成のクロロフィルセンサにおいては、センサ本体１の先端部に形成されたセンサ部２をサンプル中に浸漬し、励起光出力部３から励起光をクロロフィルに対して照射したときのクロロフィルからの螢光を螢光検出部４において検出し、そのときの検出出力に基づいてクロロフィル濃度を測定することができる。そして、前記サンプルの濁度は、濁度検出部によって検出され、この検出結果を用いて、クロロフィル濃度を補正することにより、濁度補正を施したクロロフィル濃度を得ることができる。なお、これらの演算は、センサ本体１と信号ケーブルで電気的に接続された装置本体（図示していない）において行われる。
【００１７】次に、前記クロロフィルセンサの校正用器具について説明すると、図１および図２において、９は校正用器具で、その器具本体１０は、例えば上方が開口し下方に底部１０ａを有する適宜深さの有底筒体状で、適宜の合成樹脂よりなり、前記センサ部２を覆うようにセンサ本体１の下部１ａに密にかつ着脱自在に被着されるように構成されている。そして、この器具本体１０の底部１０ａの上面のほぼ中央には、適宜の平面広さを有する光反射手段としてのミラー１１がその反射面１１ａが水平になるように設けられている。
【００１８】そして、前記器具本体１０の側部１０ｂの上端には、例えば切欠よりなる係合凹部１２が形成されている。この係合凹部１２は、センサ本体１に形成された係合突部８と係合するもので、特に、ミラー１１の反射面１１ａと、励起光出力部３および螢光検出部４が含まれる平面との距離が所定の値になるように、校正用器具９のセンサ本体１における取り付け位置を規制するものである。
【００１９】図３は、前記反射面１１ａと励起光出力部３および螢光検出部４が含まれる平面との位置関係を説明するための図で、この図において、２ａは励起光出力部３および螢光検出部４が含まれる平面（以下、センサ平面という）で、水平な反射面１１ａとは平行である。また、３ｐ，４ｐは励起光出力部３の光発射点、螢光検出部４の光入射点で、これらの点３ｐ，４ｐは、前記センサ平面２ａ上において所定の間隔をおいて設けられていることとなる。
【００２０】そして、この発明の校正用器具９は、特にスパン校正を行う場合、光発射点３ｐから出た照射光Ｌ１　が反射面１１ａ上の点１１ｐで反射し、その反射光Ｌ２　が光入射点４ｐに確実に入射させる必要があるところから、点３ｐ，１１ｐ，４ｐを順次結んでできる三角形は直角２等辺三角形となる。そして、点３ｐ，４ｐの中間の点２ｐと点１１ｐを結ぶ直線１３は、点３ｐ，４ｐを結ぶ直線と直交している。その結果、この直線１３の長さ、つまり、ミラー面１１ａとセンサ平面２ａとの距離は、点３ｐ，４ｐ間の離間距離の半分となる。
【００２１】つまり、スパン校正時、校正用器具９のミラー１１は、励起光出力部３と螢光検出部４との離間距離の半分の長さに相当する距離だけセンサ平面２ａと離れている必要があり、この距離を維持した状態で校正用器具９をセンサ本体１の先端部１ａに取り付ける必要がある。そこで、ミラー１１の校正用器具９における位置を考慮に入れて、前記係合突部８および係合凹部９の係合深さを適宜決定するのである。
【００２２】上記校正の校正用器具９を用いてクロロフィルセンサを校正する方法について説明する。まず、スパン校正を行うには、図２に示すように、クロロフィルセンサのセンサ本体１の先端部に校正用器具９を被着する。このとき、センサ本体１側の係合突部８と校正用器具９側の係合凹部９とが所定の位置で係合するように調整する。これにより、校正用器具９側のミラー１１が、センサ部２のセンサ平面２ａに対して所定の距離だけ離れた状態に保持される。この状態で、励起光出力部３から所定強度および所定波長の光Ｌ１　を照射する。この光Ｌ１　は、校正用器具９のミラー１１の反射面１１ａにおいて反射し、その反射光Ｌ２　が螢光検出部４に入射する。このときの螢光検出部４における検出強度に対応する出力電圧が例えば０．９Ｖであったとすると、これを例えばクロロフィルの濃度２００ｐｐｂと見なすのである。
【００２３】次に、ゼロ校正を行うには、図４に示すように、外部の光を透過させない容器１４内に純水などクロロフィルを含まない標準試料水１５を適宜量収容し、この標準試料水１５内に、校正用器具９をセンサ本体１の先端部１ａに被着しない状態で前記先端部１ａを浸漬し、その状態で励起光出力部３から所定波長の照射光Ｌ１　を照射する。この光Ｌ１　は、標準試料水１５内で反射されることがなく、したがって、螢光検出部４には光の入射がほとんどない。このときの螢光検出部４における検出強度に対応する出力電圧が例えば０．００１Ｖであったとすると、これを例えばクロロフィルａの濃度０ｐｐｂと見なすものとする。
【００２４】そして、クロロフィルセンサの出力電圧０．００１Ｖ〜０．９Ｖの間を例えば２００等分することにより、１ｐｐｂに対応する電圧値が決定されることになり、スパン校正およびゼロ校正が行われたことになる。
【００２５】上述のように、この発明のクロロフィルセンサの校正方法によれば、不安定な標準液を用いるのではなく、固体部材からなるものであり、常に所望の出力が安定して得られるので、クロロフィルセンサの校正を簡単かつ確実しかも再現性よく行うことができる。
【００２６】そして、この発明のクロロフィルセンサの校正用器具は、固体部材からなるものであり、常に所望の出力が安定して得られるとともに、構造が簡単であり、その取り扱いも容易に行うことができるので、所望の校正を簡単に行うことができる。
【００２７】上記実施の形態においては、校正用器具９をセンサ本体１の先端部１ａに嵌め込み、係止突部８および係止凹部１２によって、校正用器具９のミラー１１をセンサ面２ａに対して所定の距離だけ離れるように保持していたが、これに代えて、前記先端部１ａの外周に雄ねじ部を形成する一方、校正用器具９の器具本体１０の内周面に雌ねじ部を形成し、校正用器具９を先端部１ａに対して螺着するようにしてもよい。この場合、ミラー１１をセンサ面２ａに対して所定の距離だけ離れるようにすることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のクロロフィルセンサの校正方法によれば、クロロフィルセンサを簡便かつ再現性よく校正することができる。そして、この発明のクロロフィルセンサの校正用器具は、構造が簡単でその取り扱いも容易に行うことができ、常に所望の校正を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のクロロフィルセンサの校正方法が適用されるクロロフィルセンサと校正用器具の一例を概略的に示す図である。
【図２】前記校正用器具を用いてクロロフィルセンサのスパン校正を行うときの状態説明図である。
【図３】校正用器具側の反射面とクロロフィルセンサ側の励起光出力部および螢光検出部が含まれる平面との位置関係を説明するための図である。
【図４】クロロフィルセンサのゼロ校正を行うときの状態説明図である。
【符号の説明】１…センサ本体、１ａ…センサ本体の先端部、２…センサ部、３…励起光出力部、４…螢光検出部、９…校正用器具、１１…光反射手段、Ｌ１　…照射光、Ｌ２　…反射光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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