(57)【要約】【課題】測定値に影響を与える要素であって他の要素の影響を受ける要素が存在する場合であっても、この要素に基づいた補正を簡単な処理によって行うことができる機能を有する測定装置を提供する。【解決手段】測定対象成分に基づく信号値を検出する検出部と、信号値を予め求めた検量線に基づく演算式により測定対象成分の測定値に変換する演算部と、測定対象成分の測定値を出力する出力部と、を備えた測定装置において、演算式は、１つの一次式であって、検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）と、検量線の切片に影響を与える要素（Ｂｉ）（ｉ＝１，２、・・・ｎ：ｎは１以上の自然数）と、（Ｂｉ）に影響を与える要素（Ｃｉ）と、に基づいて測定対象成分の測定値を補正するようにしたので、複雑なアルゴリズムを構築する必要がなく、プログラムの作成やデバッグの負担が小さく、精度の高い測定値を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象成分に基づく信号値を検出する検出部と、
前記検出部により検出された信号値を予め求めた検量線に基づく演算式により測定対象成分の測定値に変換する演算部と、
前記測定対象成分の測定値を出力する出力部と、
を備えた測定装置において、
前記演算式は、１つの一次式であって、
前記検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）と、
前記検量線の切片に影響を与える１または複数の要素（Ｂｉ）（ｉ＝１，２、・・・ｎ：ｎは１以上の自然数）と、
前記１または複数要素（Ｂｉ）に影響を与える要素（Ｃｉ）と、
に基づいて測定対象成分の測定値を補正するものであることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）及び前記検量線の切片に影響を与える１の要素（Ｂ１）に影響を与える要素（Ｃ１）が温度であって、
前記測定対象成分の測定値をｘ、前記測定対象成分のスパン係数をａ、ゼロ係数をｂ、前記測定対象成分に対する温度の補正係数をＫＹＡ、スパン校正時の温度をＡｓ、ゼロ校正時の温度をＣ１ｚ、測定時の温度をＡｍ，Ｃ１ｍ、前記測定対象成分に対する要素（Ｂ１）の補正係数をＫＹＢ１、測定時の要素（Ｂ１）をＢ１ｍ、前記要素（Ｂ１）に対する温度の補正係数をＫＢ１Ｃ１とした場合の前記演算式は、
ｙ＝ａｘ／（１＋ＫＹＡ（Ａｍ−Ａｓ）／１００）＋ｂ＋｛（ＫＹＢ１・Ｂ１ｍ）／（１＋ＫＢ１Ｃ１（Ｃ１ｍ−Ｃ１ｚ）／１００）｝
であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
ｎを２以上の自然数であるとした場合において、
前記測定対象成分の測定値をｘ、前記測定対象成分のスパン係数をａ、ゼロ係数をｂ、前記測定対象成分に対する要素（Ａ）の補正係数をＫＹＡ、スパン校正時の要素（Ａ）をＡＳ、測定時の要素（Ａ）をＡｍ、前記測定対象成分に対する要素（Ｂｉ）の補正係数をＫＹＢｉ、測定時の要素（Ｂｉ）をＢｉｍ、前記要素（Ｂｉ）に対する要素（Ｃｉ）の補正係数をＫＢｉＣｉ、測定時の要素（Ｃｉ）をＣｉｍ、ゼロ校正時の要素（Ｃｉ）をＣｉｚとした場合の前記演算式は、
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であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項４】
検出部が、測定対象成分に基づく信号値を検出するステップと、
演算部が、前記検出部により検出された信号値を予め求めた検量線に基づく演算式により測定対象成分の測定値に変換するステップと、
出力部が、前記測定対象成分の測定値を出力するステップと、
を備えた測定方法において、
前記演算式は、１つの一次式であって、
前記検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）と、
前記検量線の切片に影響を与える１または複数の要素（Ｂｉ）（ｉ＝１，２、・・・ｎ：ｎは１以上の自然数）と、
前記１または複数要素（Ｂｉ）に影響を与える要素（Ｃｉ）と、
に基づいて測定対象成分の測定値を補正するものであることを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水質や大気などの測定を行う測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定装置によって水質などの測定を行う場合、温度や共存成分などのような、その装置が測定対象としている成分以外の要素が変化することによって、測定値が影響を受けることが知られており、測定によって得られた測定値から測定対象成分以外の要素の変化による影響を補正により取り除くことが重要となっている。
【０００３】
特許文献１においては、ｐＨなどの水質測定と共に、測定環境雰囲気の温湿度を自動的に測定し、測定した温度に基づいてｐＨなどの水質測定値を補正することにより、水質測定値の精度向上を図る水質計について開示されている。
また、特許文献２においては、濃度推定式を求める際に用いる比吸光度の変動を補正することにより、共存物質の影響を可及的に受けることがなく、試料水中に含まれる測定対象成分の濃度を精度よく測定することのできる水質測定方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３１１号公報
【特許文献２】特開２００５−９１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、特許文献１のような従来の測定装置では、測定対象成分（ｐＨなど）に対する環境温度（測定対象成分以外の要素）の影響は補正されているものの、測定対象成分以外の要素もまた他の要素の影響を受けることがある点は考慮されていない。
例えば、水質の指標の１つである色度を吸光度により測定する場合には、色度成分による吸収のピーク波長である３９０ｎｍ付近の光を試料水に照射し、その吸光度を測定するが、３９０ｎｍ付近の光は濁度成分によっても強い吸収があり（図３参照）、濁度成分（測定対象成分以外の要素）の影響を除去しなければ、色度の測定値に誤差を生ずる。そこで、例えば、色度測定値をｙ、色度感度係数をａ、色度吸光度をｘ、色度のゼロ補正定数をｂ、濁度補正係数をＫ、濁度測定値をｙ１とするとき、式（６）のような演算式で補正を行っているが、色度（測定対象成分）のみならず濁度（測定対象成分以外の要素）も温度の影響を受けるため、濁度（測定対象成分以外の要素）に対する温度の影響を考慮した補正を行わなければ精度よく測定することができない。
ｙ＝ａｘ＋ｂ−Ｋ（ｙ１）          （６）
また、特許文献２のような従来の測定装置では、測定対象成分以外の要素が、例えば、流量のように測定対象成分とはまったく異なる測定系により検出されるようなものである場合には対応することができない。
【０００６】
このため、測定値に影響を与える要素であって他の要素の影響を受ける要素が存在するような場合には、それらの要素を予め取り除くために前処理としてフィルタを取り付けたり、それらの要素が変動しないように、例えば温度や流量をコントロールするなど、測定環境を整備することで測定値に影響を与える要素について考慮しなくてもよい状態にしてから測定を行う必要があり、このような測定環境の整備を要することは、設備やコストなどの面において、大きな負担であった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、測定値に影響を与える要素であって他の要素の影響を受ける要素が存在する場合であっても、この要素に基づいた補正を簡単な処理によって行うことができる機能を有する測定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】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明は、測定対象成分に基づく信号値を検出する検出部と、前記検出部により検出された信号値を予め求めた検量線に基づく演算式により測定対象成分の測定値に変換する演算部と、前記測定対象成分の測定値を出力する出力部と、を備えた測定装置において、前記演算式は、１つの一次式であって、前記検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）と、前記検量線の切片に影響を与える１または複数の要素（Ｂｉ）（ｉ＝１，２、・・・ｎ：ｎは１以上の自然数）と、前記１または複数要素（Ｂｉ）に影響を与える要素（Ｃｉ）と、に基づいて測定対象成分の測定値を補正するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複雑なアルゴリズムを構築する必要がなく、プログラムの作成やデバッグの負担が小さく、精度の高い測定値を得ることができる。
また、従来必要だった、温度や流量のコントロールなどの前処理や測定環境の整備が不要となる。これにより、装置構成の簡略化および小型化が可能となり、装置の単価の低減および省電力によるコスト削減、さらに、測定自体を従来よりも簡単に行うことができるため保守工数および費用の負担を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る測定装置の構成図である。
【図２】３９０ｎｍの測定波長により色度標準液について測定した場合の吸光度と色度の関係を示すグラフ（検量線）である。
【図３】３９０ｎｍの測定波長により濁度標準液について測定した場合の吸光度と濁度の関係を示すグラフ（検量線）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る測定装置の構成図である。図１に示された測定装置は色度計であり、図１に示すように、この色度計は検出部１、演算部２、出力部３を有している。
【００１２】
検出部１は、測定セル４、光源５、受光部６、温度測定部７等によって構成されている。検出部１の光源は３９０ｎｍの波長の光を出射し、測定セル内の試料に照射する。受光部では測定セル内の試料を透過した光の強度を検出して信号値として演算部２へ出力する。
【００１３】
演算部２は、検出部１によって検出された信号値を受け取り、その信号値に各種演算を施して、色度の測定値として出力部３へ出力する。この際、単純な単位変換および装置特性などを考慮するだけの補正で問題なければ、図２に示すような検量線から得られる最も一般的な式（１）に基づいて補正すればよい。
【００１４】
ｙ＝ａｘ＋ｂ      （１）
【００１５】
ここで、図２は、３９０ｎｍの測定波長により色度標準液について測定した場合の吸光度と色度の関係を示すグラフ（検量線）である。ｘは吸光度、ｙは色度であり、色度標準液について、予め測定したデータに基づいて、直線近似によりａおよびｂを求めることができる。
【００１６】
しかしながら、測定対象成分である色度は温度の影響を受けるので、温度による影響を考慮した補正を式（１）の傾きａに組み込んで、より正確な色度が出力されるように演算を行う必要がある。すなわち、式（１）を、検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）である温度に基づいて測定対象成分（色度）の測定値を補正するものとする必要がある。そのために、まずは測定対象成分（色度）に対する要素（Ａ）の補正係数、すなわち、色度に対する温度補正係数を求める必要がある。
【００１７】
温度補正係数とは、例えば、その成分が１°Ｃ当たりの温度変化によって受ける影響の大きさを示す値であり、例えば、色度に対する温度補正係数を求める場合、一定の色度の水について色度を測定する際の測定値が、０°Ｃのとき０Ｖ、５０°Ｃのとき５Ｖであれば、１°Ｃ当たりの色度の測定値に対する影響の大きさは０．１［Ｖ／°Ｃ］となるので、色度に対する温度補正係数ＫＹＡは０．１となる。なお、温度補正係数は、このように温度１°Ｃ当たりの測定値で求めてもよいし、フルスケールに換算した％（％ＦＳ／°Ｃ）で求めてもよい。このようにして、色度に対する温度補正係数ＫＹＡを求め、温度の影響を補正する演算を式（１）に組み込むと式（２）のようになる。
【００１８】
ｙ＝ａｘ／（１＋ＫＹＡ（Ａｍ−ＡＳ）／１００）＋ｂ      （２）
【００１９】
ここで、ａはスパン係数、Ａｍは測定時の温度、ＡＳはスパン校正時の温度、ｂはゼロ係数とする。なお、ａ、ｂは、それぞれ図２により求められた検量線の傾きａと切片ｂのことである。
この際、色度以外の成分が共存する混合試料である場合には、濁度など、色度測定に際してベース（ゼロ点）の変動として影響を与える成分が含まれている場合が多く、それら他の成分についても、式（２）の切片ｂに組み込んで考慮する必要がある。すなわち、式（２）を、検量線の切片に影響を与える要素（Ｂｉ）（ｉは１以上の自然数）に基づいて測定対象成分の測定値を補正するものとする必要がある。ここで、まず、測定対象成分が色度であり、検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）が温度であって、検量線の切片に影響を与える要素（Ｂｉ）が濁度（Ｂ１）のみである場合には、式（３）のような演算が必要となる。
【００２０】
ｙ＝ａｘ／（１＋ＫＹＡ（Ａｍ−ＡＳ）／１００）＋ｂ＋（ＫＹＢ１・Ｂ１ｍ）      （３）
【００２１】
ここでＫＹＢ１は、色度の測定値と濁度の測定値の相関から求められる、色度に対する濁度補正係数、Ｂ１ｍは濁度の測定値である。
そしてさらに検量線の切片に影響を与える要素（Ｂ１）もまた温度や流量などの他の要素（Ｃ１）の影響を受けるため、要素（Ｂ１）に影響を与える要素（Ｃ１）に基づく補正を加えることにより、測定対象成分をより精度よく測定することができる。
すなわち、測定対象成分が色度であり、検量線の傾きに影響を与える要素（Ａ）が温度であり、検量線の切片に影響を与える要素（Ｂ１）が濁度であって、要素（Ｂ１）に影響を与える要素（Ｃ１）が温度である場合には、式（４）のような演算を行う。
【００２２】
ｙ＝ａｘ／（１＋ＫＹＡ（Ａｍ−ＡＳ）／１００）＋ｂ
＋｛（ＫＹＢ１・Ｂ１ｍ）／（１＋ＫＢ１Ｃ１（Ｃ１ｍ−Ｃ１ｚ）／１００）｝      （４）
【００２３】
ここでＫＢ１Ｃ１は濁度に対する温度補正係数、Ｃ１ｍは測定時の温度、Ｃ１ｚはゼロ校正時の温度とする。なお、濁度に対する温度補正係数ＫＢ１Ｃ１は、色度に対する温度補正係数ＫＹＡと同様にして求めることができる。また、一般的に、ゼロ校正は、純水または測定対象成分が存在しない水（ゼロ水）で行い、スパン校正は、色度が既知の溶液（色度標準液）で行う。
【００２４】
そして、演算部２は、検出部１によって検出された信号値から得られた吸光度ｘについて、１つの一次式である式（４）に基づいて演算を行うことにより、測定対象成分である色度に直接影響を与える温度と、共存成分である濁度による影響も考慮して補正を行い、より正確な色度ｙを求めることができる。
【００２５】
なお、ここでは測定対象成分である色度の測定値に対して、影響を与える要素として、直接影響を与える温度（要素（Ａ））と、その他に濁度（要素（Ｂｉ））のみが影響を与えるものとして説明したが、この他にも影響を与える要素（例えば、要素（Ｂ２））があれば、その要素（Ｂ２）についても同様に、測定対象成分の測定値と要素（Ｂ２）の値の相関から求められる測定対象成分に対する要素（Ｂ２）の補正係数ＫＹＢ２、要素（Ｂ２）に対する要素（Ｂ２）に影響を与える要素（Ｃ２）の補正係数ＫＢ２Ｃ２を用いて、式（４）に｛（ＫＹＢ２・Ｂ２ｍ）／（１＋ＫＢ２Ｃ２（Ｃ２ｍ−Ｃ２ｚ）／１００）｝を加えることにより、要素（Ｂ２）の影響も考慮した、より正確な色度の出力値を得ることができる。すなわち、式（５）のように表すことができる。
【００２６】
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【００２７】
ここで、測定対象成分の測定値に影響を与える複数の要素を要素ｉ（ｉ＝１，２，・・・ｎ：ｎは１以上の自然数）とした場合に、ａはスパン係数、ＫＹＡは測定対象成分に対する要素（Ａ）の補正係数、Ａｍは測定時における要素（Ａ）、ＡＳはスパン校正時の要素（Ａ）、ｂはゼロ係数、ＫＹＢｉは測定対象成分に対する要素（Ｂｉ）の補正係数、Ｂｉｍは測定時の要素（Ｂｉ）、ＫＢｉＣｉは要素（Ｂｉ）に対する要素（Ｃｉ）の補正係数、Ｃｉｍは測定時の要素（Ｃｉ）、Ｃｉｚはゼロ校正時の要素（Ｃｉ）である。また、ｎは１以上の自然数であり、測定対象成分である色度に影響を与える複数の要素の数から１（測定対象成分に直接影響を与える要素）を引いた値である。
【００２８】
そして、出力部３は、演算部２において、上記の一次式によって補正された出力値ｙを出力する。
このように、測定対象成分、および、その測定値に影響を与える複数の要素（共存成分、温度、流量等）とその特性が分かっている場合には、式（５）により補正を行うことにより、測定対象成分に影響を与える要素がいくつあったとしても、この１つの一次式のみでそれらすべての要素の影響を考慮した補正を一度に行うことができ、より正確な出力値ｙを得ることができる。
【００２９】
なお、実施の形態１においては、色度計について説明したが、本発明は色度計に限らず、水質測定装置、大気測定装置、排ガス測定装置などの様々な成分を測定対象成分とする測定装置に適用することが可能である。
【００３０】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る測定装置によれば、検出部１によって検出された測定値に対して影響を与える複数の要素に基づいた補正を１つの一次式により一度に算出することができるため、複雑なアルゴリズムを構築する必要がなく、プログラムの作成やデバッグの負担が小さく、精度の高い測定値を得ることができる。
【００３１】
また、この発明の実施の形態１に係る測定装置によれば、従来必要だった、温度や流量のコントロールなどの前処理や測定環境の整備が不要となる。これにより、装置構成の簡略化および小型化が可能となり、装置の単価の低減および省電力によるコスト削減、さらに、測定自体を従来よりも簡単に行うことができるため保守工数および費用の負担を低減することができる。
【００３２】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  検出部、２  演算部、３  出力部、４  測定セル、５  光源、６  受光部、７  温度測定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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