(57)【要約】【課題】  シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引した後、吸引管から試料液を吐出するサンプリング装置において、吸引管からの試料液の液切れを良くする。【解決手段】  シリンジポンプとして、先端側を支点として振り子運動可能に配設されたシリンジ１４と、シリンジ内に挿入されたピストン１６と、ピストンの後端側に円運動を行わせてピストンを往復動させるピストン駆動機構１８とを備えたものを用いる。また、上記ピストン駆動機構を、ピストンの後端側が偏心位置に連結された回転板２２と、回転板を回転させるモータ２１と、回転板の回転方向を一方向に制限するワンウエイクラッチ２０と、回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げるバネ２８とで構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側付近を支点として振り子運動可能に配設されたシリンジと、前記シリンジの後端側からシリンジ内に挿入されたピストンと、前記ピストンの後端側に円運動を行わせてピストンを往復動させるピストン駆動機構とを備えたシリンジポンプであって、前記ピストン駆動機構は、シリンジから突出したピストンの後端側所定箇所がその回転中心から離れた偏心位置に連結された回転板と、前記回転板を回転させるモータと、前記回転板の回転方向を一方向に制限するワンウエイクラッチと、前記回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げる付勢機構とを具備することを特徴とするシリンジポンプ。
【請求項２】
前記付勢機構は、回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げるバネを用いたことを特徴とする請求項１に記載のシリンジポンプ。
【請求項３】
前記回転板が上死点から下死点に至る間の所定位置で前記モータを停止させる回転板停止機構を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のシリンジポンプ。
【請求項４】
前記回転板停止機構は、回転板に設けられたスリットを検知するセンサを有し、前記センサが前記スリットを検知したときにモータを停止させることを特徴とする請求項３に記載のシリンジポンプ。
【請求項５】
シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【請求項６】
シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【請求項７】
シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【請求項８】
吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする請求項５に記載のサンプリング方法。
【請求項９】
吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする請求項６に記載のサンプリング方法。
【請求項１０】
吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする請求項７に記載のサンプリング方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば所定量の試料液をサンプリングする場合などに使用されるシリンジポンプに関する。また、本発明は、上記シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引した後、試料液を吸引管から吐出するサンプリング方法および装置に関する。本発明のシリンジポンプならびにサンプリング方法および装置は、例えば、所定量の試料液を液滴にして燃焼炉内に落下させるとともに、この試料液を燃焼炉内で燃焼させて得られるガス中の成分を測定する分析装置に使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定量の試料液を微少な液滴にして燃焼炉内に落下させるとともに、この液滴を燃焼炉内で落下中に燃焼させて得られるガス中の成分を測定する分析装置が知られている。このような分析装置としては、例えば燃焼式ＴＯＣ計、燃焼式全窒素計等がある。
【０００３】
上記分析装置において、所定量の試料液を採取して燃焼炉内に落下させるサンプリング機構としては、シリンジポンプの作動により吸引管内に試料液を吸引した後、試料液を吸引管から吐出するものがある。図８はそのサンプリング機構を示す。図８において、１００は吸引管、１０２は吸引管１００に連結されたシリンジポンプを示す。シリンジポンプ１０２は、シリンジ１０４、シリンジ１０４内に挿入されたピストン１０６、およびピストン１０６を駆動するモータ１０８を備えている。
【０００４】
本例のサンプリング機構では、図８（ａ）に示すように、シリンジ１０４および吸引管１００内に液体１１０が入っている状態で、モータ１０８の作動によりピストン１０６を後退させて吸引管１００内にまず空気１１２を吸引し、次いで試料液槽１１４から試料液１１６を吸引する。その後、図８（ｂ）に示すように、モータ１０８の作動によりピストン１０６を前進させて吸引管１００内の試料液を吸引管１００から液滴１１６として吐出させ、この液滴を燃焼炉１１８内に落下させるものである。この場合、吸引管１００内に空気１１２、試料液１１６の順に吸引するのは、吸引管１００およびシリンジ１０４内に予め充填されている液体１１０と試料液１１６とのコンタミネーションを防止するためである。また、シリンジ１０４の中央付近で精度良く試料液１１６の吸引を行うためでもある。
【０００５】
サンプリング機構の他の例としては、図９に示すスライドバルブ方式のものがある。図９において、１３０はスライドバルブを示す。このスライドバルブ１３０は、内部に試料液採取路１３２を有するスライドブロック１３４の上下に、内部にそれぞれ試料液流路１３６および空気流路１３８を有する一対の固定ブロック１４０、１４０を配置したものである。本例のサンプリング機構では、まず図９（ａ）に示すように、両固定ブロック１４０の試料液流路１３６とスライドブロック１３４の試料液採取路１３２とを連通させた状態で、試料液流路１３６、試料液採取路１３２にポンプ（図示せず）等の作動により試料液１４２を流して試料液採取路１３２に試料液１４２を充満させる。その後、図９（ｂ）に示すように、スライドブロック１３４をスライドさせて両固定ブロック１４０の空気流路１３８とスライドブロック１３４の試料液採取路１３２とを連通させた状態で、空気流路１３８、試料液採取路１３２に上方からポンプ（図示せず）等の作動により空気１４４を流し、試料液採取路１３２内の試料液１４２を押し出して液滴１４２として吐出させ、この液滴を燃焼炉（図示せず）内に落下させるものである。なお、試料液の押し出しに空気に代えて純水を用いることもある。
【０００６】
サンプリング機構のさらに他の例としては、図１０に示すチョッパ方式のものがある。図１０において、１５０は先端から試料液１５２が流出するノズル、１５４はノズル１５０の下方に配置されたチョッパを示す。チョッパ１５４は、試料液１５２が通過可能なスリット１５６を有する円板状のもので、モータ１５８により回転せしめられる。なお、図中１６０はドレン槽を示す。本例のサンプリング機構では、図１０（ａ）に示すように、ノズル１５０から落下した試料液１５２がチョッパ１５４の上面に当たっているときには、試料液１５２はドレン槽１６０に排出される。また、図１０（ｂ）に示すように、チョッパ１５４の回転によってノズル１５０から落下した試料液１５２がスリット１５６を通過する状態になったときに、スリット１５６を通過した試料液がチョッパ１５４によって切り取られ、液滴１５２として落下し、燃焼炉（図示せず）内に入るものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前述した各サンプリング機構は、以下のような欠点を有するものであった。
ア．図８のシリンジポンプを用いたサンプリング機構は、吸引管内に所定量の試料液を正確に吸引することができる。しかし、吸引管内に空気、試料液の順に吸引するとともに、モータによりピストンを同じ速度で前進および後退させ、したがって吐出時に試料液が吸引時と同様の速さで吸引管から出てくるので、吸引管からの試料液の液切れが悪く、試料液量のばらつきが生じるという問題があった。また、試料液の吐出時に吸引管の先端に試料液が残留し、吸引管に詰まりを生じたり、残留した成分が以降の測定時にコンタミネーションを生じさせ、正しい測定の妨げとなることがあるという問題もあった。
【０００９】
イ．図９のスライドバルブを用いたサンプリング機構は、試料液を空気あるいは純水を用いて押し出すものであるが、空気を用いた場合には試料液の一部が飛散して試料液量のばらつきが生じ、純水を用いた場合には希釈量が不安定になったり、試料液の温度低下を引き起こしたりするという問題があった。
【００１０】
ウ．図１０のチョッパを用いたサンプリング機構は、試料液をチョッパで切り取るときに試料液の一部を横からたたくために試料液の一部が飛散してしまい、計量誤差が発生することがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、シリンジポンプを用いた試料液のサンプリング方法および装置であって、吸引管からの試料液の液切れが良く、試料液量のばらつきが生じにくいとともに、試料液の吐出時に吸引管の先端に試料液が残留し、以降の測定の妨げになるのを防止することができるサンプリング方法および装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記サンプリング方法および装置に好適に使用することができるシリンジポンプ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】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するため、下記に示すシリンジポンプ、サンプリング方法およびサンプリング装置を提供する。
【００１３】
１．先端側付近を支点として振り子運動可能に配設されたシリンジと、前記シリンジの後端側からシリンジ内に挿入されたピストンと、前記ピストンの後端側に円運動を行わせてピストンを往復動させるピストン駆動機構とを備えたシリンジポンプであって、前記ピストン駆動機構は、シリンジから突出したピストンの後端側所定箇所がその回転中心から離れた偏心位置に連結された回転板と、前記回転板を回転させるモータと、前記回転板の回転方向を一方向に制限するワンウエイクラッチと、前記回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げる付勢機構とを具備することを特徴とするシリンジポンプ。
【００１４】
２．前記付勢機構は、回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げるバネを用いたことを特徴とする１のシリンジポンプ。
【００１５】
３．前記回転板が上死点から下死点に至る間の所定位置で前記モータを停止させる回転板停止機構を設けたことを特徴とする１または２のシリンジポンプ。
【００１６】
４．前記回転板停止機構は、回転板に設けられたスリットを検知するセンサを備え、前記センサが前記スリットを検知したときにモータを停止させることを特徴とする３のシリンジポンプ。
【００１７】
５．シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして１〜４のいずれかのシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【００１８】
６．シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして１〜４のいずれかのシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【００１９】
７．シリンジポンプの作動により吸引管内に所定量の試料液を吸引し、次いで吸引管から前記所定量の試料液を吐出するサンプリング方法において、前記シリンジポンプとして１〜４のいずれかのシリンジポンプを用い、吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング方法。
【００２０】
８．吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする５のサンプリング方法。
【００２１】
９．吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする６のサンプリング方法。
【００２２】
１０．吸引管内に吸引する試料液の量が１０〜５０μＬであり、吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間が１０〜６０秒であり、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間が０．５〜２秒であることを特徴とする７のサンプリング方法。
【００２３】
１１．１〜４のいずれかのシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【００２４】
１２．１〜４のいずれかのシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液、純水および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【００２５】
１３．１〜４のいずれかのシリンジポンプと、シリンジポンプに接続された吸引管とを具備し、前記シリンジポンプの作動により吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引して、吸引管内に互いに隣接する空気、試料液および空気の層を形成した後、吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出するとともに、前記シリンジポンプの付勢機構によって、前記吸引管内の空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を、前記吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間より短くすることを特徴とするサンプリング装置。
【００２６】
本発明のシリンジポンプは、回転板の回転方向を一方向に制限するワンウエイクラッチ（一方向だけに動力を伝える構造の軸継手）と、回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を速くする付勢機構とを設けたので、ワンウエイクラッチによって、回転板が下死点に至るまでの間に逆回転することを防止することができるとともに、付勢機構によって、回転板の上死点から下死点に至る間の回転速度より、回転板の下死点から上死点に至る間の回転速度を速くすることができる。したがって、吸引管内に試料液等を吸引する時間より、吸引管から試料液等を吐出する時間を短くすることができる。また、本発明のシリンジポンプは、回転板の回転方向を一方向に制限するワンウエイクラッチを設けたので、回転板が上死点から下死点に至る間の所定位置でモータを停止させても、回転板は逆回転しない。そのため、回転板が上死点から下死点に至る間の所定位置で回転板を停止させても、付勢機構の作用により回転板が逆回転してピストンを押し戻すことがなく、したがってこの間に吸引管を移動させることにより、吸引管内に複数種の気体や液体を吸引することができる。
【００２７】
本発明において、ワンウエイクラッチとは一方向だけに動力を伝える構造の軸継手をいい、本発明のシリンジポンプでは、回転板の回転方向を一方向に制限するものであればどのような構造のワンウエイクラッチでも使用可能である。また、前記付勢機構としては、例えば後述する例のように、回転板の下死点から上死点に至る間の回転を付勢してこの間における回転板の回転速度を上げるバネを用いたものが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、一般に、下死点とはピストンがクランク軸に最も近い場合の死点と定義され、死点とはピストンの運動方向が逆転する瞬間におけるピストンおよびこれに連結した部品の位置と定義され、クランク軸とは回転運動をスライドの往復運動に変える軸と定義される。
【００２８】
本発明のサンプリング方法およびサンプリング装置は、前記構成を採用したことにより、吸引管からの試料液の液切れが良く、試料液量のばらつきが生じにくいとともに、試料液の吐出時に吸引管の先端に試料液が残留し、以降の測定の妨げになるのを防止することができる。これは、吸引時に低速で吸引することで、シリンジ内圧が完全にバランスを保つため、正確なサンプリング量を確保することができ、また空気層と純水層、あるいは空気層を設けることで、シリンジ内の充填液と試料液とを分画することができ、さらには高速吐出により、空気に与えられた圧縮エネルギーが吸引管先端部に生ずる液の毛細管現象や表面張力といった負のエネルギーに勝るため、吸引管先端の液を引き込んで空中へ飛び出させることができ、吸引管先端をいつも残留物がない状態に保つことができるという理由からである。また、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引した場合や、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引した場合には、吐出時に、試料液が吸引されたシリンジの内壁面を純水で共洗いするように、試料液と純水が同時に吐出されるため、測定精度を向上させることができる。さらに、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引した場合や、吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引した場合には、吸引管先端側の空気層で試料液を吸引管内に封じ込むことができ、これによりノズルが移動する際の振動や衝撃による試料液の液だれや飛散を防止することができる。
【００２９】
本発明のサンプリング方法およびサンプリング装置では、所定量の試料液を液滴にして燃焼炉内に落下させる場合、通常、吸引管内に吸引する試料液の量を１０〜５０μＬとする。この場合、吸引管内に吸引する空気や純水の量は適宜設定することができる。また、吸引管内への試料液等の吸引時間、吸引管からの試料液等の吐出時間は、試料液の吸引量、吸引管の径等によって異なるが、通常、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引する時間、吸引管内に空気、純水、試料液および空気をこの順で吸引する時間、あるいは吸引管内に空気、試料液および空気をこの順で吸引する時間を１０〜６０秒とし、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間、空気、試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出する時間、あるいは空気、試料液および空気をこの順で吸引管から吐出する時間を０．５〜２秒とすることが適当である。なお、吸引管内に各物質を吸引した後、圧力平衡に達するまで待機する時間を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のシリンジポンプは、回転板が上死点から下死点に至る間に逆回転することが防止されるため、吸引管内に複数種の気体や液体を吸引することができるとともに、回転板の上死点から下死点に至る間の回転速度よりも下死点から上死点に至る間の回転速度を速くすることができるという効果を奏する。また、本発明のサンプリング方法およびサンプリング装置によれば、吸引管からの試料液の液切れが良く、試料液量のばらつきが生じにくいという効果とともに、試料液の吐出時に吸引管の先端に試料液が残留し、以降の測定の妨げになるのを防止することができるという効果および測定精度が向上するという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明に係るサンプリング装置の一例の概略を示し、図２は同サンプリング装置のシリンジポンプの概略を示す。図中１０は吸引管、１２は吸引管１０に連結されたシリンジポンプを示す。シリンジポンプ１２は、先端側付近を支点１３として振り子運動可能に配設されたシリンジ１４と、シリンジ１４の後端側からシリンジ１４内に挿入されたピストン１６と、ピストン１６の後端側に円運動を行わせてピストン１６を往復動させるピストン駆動機構１８とを備えている。ピストン駆動機構１８は、シリンジから突出したピストン１６の後端側所定箇所がその回転中心１９から離れた偏心位置に連結部材２６によって連結された回転板２２と、回転板２２を回転させるモータ２１と、回転板２２の回転方向を一方向（矢印Ｘ方向）に制限するワンウエイクラッチ２０と、一端が回転板２２より上方に位置するバネ支点２４に固定され、他端が回転板２２の外周部に位置するバネ連結点２５に固定された２本の引張バネ２８とを備えている。また、回転板２２にはスリット３０が形成されているとともに、このスリット３０の位置を検出する第１センサ３２、第２センサ３４および第３センサ３６が設けられている。さらに、本例のサンプリング装置には、吸引管１０の先端を移動させる吸引管制御装置３８、純水槽４０、試料液槽４２、燃焼炉４４が設置されている。なお、引張バネ、スリット、センサ、吸引管制御装置、純水槽、試料液槽、燃焼炉は図２では図示を省略している。
【００３２】
本例のシリンジポンプ１２は、図２に示すピストン１６が最も前進した状態から、モータ２１の作動により回転板２２を回転させると、シリンジ１４の回転板２２に連結された箇所が図２に示した仮想円２７に沿って円運動を行い、ピストン１６が後退する。この場合、回転板２２が回転して図３に示すピストン１６がもっとも後退した状態となり、さらに回転板２２が回転すると、図１に示すピストン１６が最も前進した状態に戻り、以降は回転板２２の回転により上記運動を反復する。また、ピストン１６は後端側が円運動するので傾斜した状態となるが、シリンジ１４はその先端側付近を支点として振り子運動可能であるので、図４に示すように、ピストン１６が傾斜するとそれに合わせてシリンジ１４も振り子運動により傾斜し、ピストン１６の方向とシリンジ１４の方向とは常に一致し、ピストン１６の往復動は妨げられない。なお、図３および図４では便宜のため、シリンジ１４、ピストン１６、送液管２１０、回転板２２および連結部材２６のみを示した。
【００３３】
本例のサンプリング機構では、図１、図２のように連結部材２６が最上方にある状態から、シリンジ１４および吸引管１０内に液体が入っている状態で、モータ２１の作動により回転板２２を矢印方向に回転させてピストン１６を後退させ、スリット３０が図１の位置から第１センサ３２の位置に至る間に、吸引管１０内に空気５２を吸引した後、圧力平衡に達するまで待機する（図５ａ）。次いで、スリット３０が第１センサ３２の位置から第２センサ３４の位置に至る間に、吸引管１０内に純水槽４０から純水５４を吸引した後、圧力平衡に達するまで待機する（図５ｂ）。その後、スリット３０が第２センサ３４の位置から第３センサ３６の位置に至る間に、吸引管１０内に試料液槽４２から試料液５６を吸引した後、圧力平衡に達するまで待機する（図５ｃ）。上述した動作の間、回転板２２は引張バネ２８を引っ張りながら回転する。なお、吸引管１０の先端の移動はセンサ３２、３４、３６の信号に基づいて吸引管制御装置３８が制御する。
【００３４】
連結部材２６がワンウエイクラッチ２０の下死点の位置に達した後は、回転板２２は引張バネ２８に引っ張られながら回転するため、高速回転を行う。したがって、ピストン１６は後退時より高速で前進し、吸引管１０内の試料液５６、純水５４、空気５２はこの順で吸引管１０から一気に吐出され、試料液は液滴５６として落下し、燃焼炉４４内に入る（図５ｄ）。
【００３５】
本例のサンプリング装置においては、ワンウエイクラッチを介して、モータの回転力を円板に伝達して円板を回転させることにより、円板に固定されたピストンが引っ張られる。ワンウエイクラッチは一方向にのみ回転可能であり、反対方向への回転力は遮断する。したがって、スリットの位置でモータの駆動を止めて円板の回転を停止させたときに、上記ワンウエイクラッチの反対方向への回転力を遮断する機能により、すでに引っ張られているバネの力で円板が逆回転することが阻止される。下死点以降では、ワンウエイクラッチの回転力遮断方向とは反対への回転（一方向側への回転）となるので、バネの力で回転速度を下死点以前より速くすることができるものである。
【実施例】
【００３６】
（実験１）
図１に示したサンプリング装置を用い、試料液の液滴に関してインテグレータを用いてピーク面積値を算出し、ＴＮ（全窒素化合物濃度）測定の繰り返し試験を行った。この場合、吸引管内に空気、純水および試料液をこの順で吸引した後、吸引管内の試料液、純水および空気をこの順で吸引管から吐出した場合（純水あり）と、吸引管内に空気および試料液をこの順で吸引した後、吸引管内の試料液および空気をこの順で吸引管から吐出した場合（純水なし）との比較を行った。結果を図６に示す。図６より、純水が試料液を吸引管内から残らず吐出するのに役立っていると思われる。
【００３７】
（実験２）
図１に示したサンプリング装置を用い、試料液の液滴に関してインテグレータを用いてピーク面積値を算出し、ＴＮの繰り返し試験を行った。この場合、図１に示したサンプリング装置において引張バネ２８を設けた場合（バネあり）と、引張バネ２８を設けない場合（バネなし）との比較を行った。結果を図７に示す。図７より、バネが試料液を吸引管内から残らず吐出するのに役立っていると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るサンプリング装置の一例を示す概略図である。
【図２】同サンプリング装置のシリンジポンプを示す概略図である。
【図３】同シリンジポンプにおけるシリンジおよびピストンの動きを説明する図である。
【図４】同シリンジポンプにおけるシリンジおよびピストンの動きを説明する図である。
【図５】吸引管内の状態を示す図である。
【図６】実験１の結果を示すグラフである。
【図７】実験２の結果を示すグラフである。
【図８】シリンジポンプを用いたサンプリング機構の従来例を示す概略図である。
【図９】スライドバルブを用いたサンプリング機構の従来例を示す概略図である。
【図１０】チョッパを用いたサンプリング機構の従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  吸引管
１２  シリンジポンプ
１４  シリンジ
１６  ピストン
１８  ピストン駆動機構
２０  ワンウエイクラッチ
２２  円板
２４  バネ支点
２５  バネ連結点
２６  連結部材
２８  引張バネ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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