(57)【要約】【課題】  溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法および装置の提供。【解決手段】  特性を測定する溶液に、針の太さの径は０．４mm以内、長さは１５mm〜２０mmの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を１．5ｍm〜２．0ｍmの間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を、周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で１０〜５０秒の間掃引して１ｋＨｚごとに発信して、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理して減衰電圧と周波数のスペクトル図である溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を描写して、溶液の電気的特性を検出することを特徴とする溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法および装置。【選択図】    図４
2009080025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性を測定する溶液に、電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を所定の間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を、任意時間内に任意周波数間隔で発信して電位掃引し、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理して減衰電圧と周波数のスペクトル図である溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を描写して、溶液の電気的特性を検出することを特徴とする溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法。
【請求項２】
特性を測定する溶液に、針の太さの径は０．４mm以内、長さは１５mm〜２０mmの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を１．5ｍm〜２．0ｍmの間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を、周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で１０〜５０秒の間掃引して１ｋＨｚごとに発信して、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理して減衰電圧と周波数のスペクトル図である溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を描写して、溶液の電気的特性を検出することを特徴とする請求項１の溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法。
【請求項３】
周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で１０〜５０秒の間で周波数の異なるパルスを発信する可変パルス発振器と、該発振器から発信するパルスを被検体の溶液内に送信する針の太さの径は０．４mm 以内、長さは１５mm〜２０mmの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である入力電極の針と溶液を通過した電流を受信する針の太さの径は０．４mm 以内、長さは１５mm〜２０mmの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である出力電極の針とを１．5ｍm〜２．0ｍmの間隔と所定の深さになるように装用した槽と、入力電極の針へ入力される入力パルスと出力電極の針で受信された受信パルスとを比較検出する検出部と、検出部で検出されたアナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換機と、変換されたデジタル信号を演算処理して波形図を作成する演算処理部と、可変パルス発生器の発信周波数を掃引する掃引機とを備え、溶液の電気的共振特性で周波数毎に減衰した出力電圧のスペクトル図を作成し、溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液の電気的特性を検出する方法および装置に関し、より具体的には、水溶液及び水を主とした液状物、上水、下水、加工用水、機能水、飲料水、アルコール飲料、栄養飲料、食品液汁、液状医薬品等の種々の溶液（以後、これらを総称して単に「溶液」という場合がある。）の溶液の電気的特性を検出する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶液の性状を分析するために電波分光器が開発されており、（ア）誘電分極を利用した電子分極に対処する紫外線領域、（イ）イオン分極（原子分極）に対処する赤外線領域、（ウ）配向分極（方位分極）に対処するマイクロ波領域、（エ）界面分極（空間電荷分極）に対処する可聴周波数領域などでの開発が行われていたが、いずれも電気双極子や分極の動きを捉えた電気化学的手段のものであった。それは、溶液の性状は、溶液を構成している各種元素及び各種分子レベルの個々の物質の物性に大きく影響されるとされるとの理論に基づくものであった。しかし、その種の溶液の物性分析においては、溶液の外部影響による階層構造体再構成変化を読みとることができなかった。
【０００３】
ところで、近年、ミネラル等が含まれる水（以下、「ミネラル水」という。）が階層構造を有することが知られるようになった。ミネラル水が階層構造を有することは、ミネラル水を液体窒素で急速凍結したものを電子顕微鏡写真で観察することにより発見された。かつては、ミネラルが水にとけ込んで溶液の状態になったときには、イオンつまり元素の形にまでバラバラになって一様に分散していると考えられていたが、上記の電子顕微鏡写真では粒子状のミネラルを観察することができた。すなわち、ミネラルは平均粒子２ｎｍの小さな粒子（一次粒子）であり、一次粒子が合体して平均２０ｎｍの二次粒子を作り、さらにこの粒子が集まって平均１００ｎｍの粒子が２〜３個合体して安定化するという、階層構造を有することが確認された（非特許文献１）。このようなミネラル水の階層構造をもっとも具体的に捉えることができる従来の装置としては、特許文献１に開示される装置がある。しかし、この装置では、従来の電気化学的な分析手法の範疇を越えるものではなかった。
【０００４】
そこで、本発明者は、電波送信針から液状物中に、周波数１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚのパルスを任意時間内に任意周波数間隔ごとに入力し、液状物中で透過、反射、減衰、共振等により変動したパルスを液状物中の電波受信針で受信し、送信パルスと受信パルスのレベル差を演算処理して周波数と電圧との関係の波形図を作成し、その波形図を比較用溶液波形図と対比して、液状物の性格を分析評価する液状物特性分析電波分光装置であるアクアアナライザを提言した（特許文献２）。
特許文献２には、被検体である水溶液及び液状物中に浸漬されている太さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの電波送信針から液状物中に電圧１〜１０Ｖのパルスを送信し、そのパルスは周波数１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲を任意時間内で掃引して任意周波数間隔で送信し、液状物中で液状物の性格に基づく反射、減衰、共振等の相互作用を受けてレベル変動した液状物中を透過したパルスを、液状物中に前記電波送信針と０．５ｍｍ〜１０ｍｍ離して浸漬されている太さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの電波受信針で受信し、前記送信パルスと受信パルスのレベル差を前記パルスの送信周波数間隔ごとに検知し、検知された信号を演算処理して周波数と電圧との関係を表示する波形図を作成し、その波形図を比較用溶液の周波数と電圧との関係を表示する波形図と対比して、液状物の性格を分析評価することを特徴とする液状物性格分析評価方法と、周波数の異なるパルスを発振する可変パルス発生器と、可変パルス発生器から発生するパルスを被検体の液状物内に送信する電波送信針と、液状物からパルスを受信する電波受信針と、電波送信針へ送信される送信パルスと電波受信針で受信された受信パルスのレベル差を検出する検出部と、検出部で検出されたアナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換器と、変換されたデジタル信号を演算処理して周波数と電圧との関係を表示する波形図を作成する演算処理部と、可変パルス発生器の発信周波数を掃引する掃引器を備え、前記両電極は太さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、その両電極が液状物内に０．５ｍｍ〜１０ｍｍ離して浸漬され、掃引器は可変パルス発生器から発振されるパルスを所定時間内（例えば６０〜１８０秒の間）に、周波数１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲で掃引して任意周波数間隔（例えば１ｋＨｚごと）でパルスを発振させるものであり、前記波形図を作成する演算処理部は前記パルスの発振周波数間隔ごとに検知し、検知された信号を演算処理して前記波形図を作成するものであることを特徴とする液状物性格分析電波分光器の発明が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、液体の組成を評価するための方法であって、 液体に電気又は電磁信号を印加する工程：及び 液体若しくは液体を含む電気回路の共振周波数又は近辺でインピーダンス量を測定し、それにより共振周波数又は共振周波数の変動を測定できる工程を含むことを特徴とする方法が開示される。また、水道水の散逸率最大点（リアクタンス“０”位置）の共振ポイントである１４８０ｋＨｚ周辺や１８００ｋＨｚポイントについての記載がある。
しかし、特許文献３は、人為的に誘導性と容量性リアクタンスの相殺位置を探り当て計測するものであり、溶液の一電気的特性（電極面での容量リアクタンス）のみを捕らえた分極原理に基づいたもので、波形も単純に凸山形または一点棒状を示すに過ぎない。
【０００６】
ここで、「溶液の振動場」を想起させる３つの先達科学論を紹介する。
（１）非特許文献１の著者である川田薫理学博士は「シリケート四面体の生体に及ぼす影響」論で「溶液の階層構造」について述べている。要約すれば「代表的岩石の抽出ミネラルは・・・花崗岩は生理活性、玄武岩は界面活性、かんらん岩は水質浄化を発揮・・・特性の差は、岩石構成鉱物の違いを反映・・・鉱物の超微結晶（これを以下ミネラルという）が溶媒中に分散・・・イオン状分解したものと本質的に異なり・・・ミネラルの大きさは、約２０Åの１次粒子、１次粒子が合体した約２００Åの２次粒子、さらに２次粒子が合体した約1000Åの3次粒子となり安定・・・岩石抽出ミネラルの階層構造体である』とし、『水もミネラルと全く同様の階層構造、すなわち約２０Åの１次粒子、約２００Åの２次粒子を、さらに合体して約１０００Åの3次粒子を形成している』と説明している。
（２）自然科学者フラナガン博士たちは、フンザの不老長寿の秘密は「氷河乳」すなわちコロイド電荷力であると「土壌の神秘」の著者に語っている。要約すれば、『氷河乳のミネラル類はコロイド状で寄り集まり溶質「粒子」を形成・・・粒子径は１０〜１０００Å程度で各粒子は全粒子と同じ（普通はマイナス）電荷に帯電・・・人体の細胞も一定の機能を果たす定められたコロイド粒子・・・極小ゆえ全粒子は極大な表面積を持つ・・・グスターブ・レボンが“エネルギー進化”の中で、物理的及び化学的反応に強力な影響を与える』として極微小コロイド粒子を位置づけ、『コロイド粒子の役目は、その電荷力で自由に動き回る水の分子を引き付ける液晶の核を形成だ』としている。また同時に『鉱物（ミネラル）の最も興味深い特徴は、それらがイオン状ではなくてコロイド状で存在しているとして、塩のように水に溶けてナトリウムイオンと塩素イオンになることなく、負の電荷をもった、したがって互いに反発しあう、微小な安定粒子として懸濁液の中に残っている』とし、さらに『大型コロイドは激しく走り回り、電荷を失い易く、小型コロイドはゼータ電位と呼ばれる最高の持続性を持つ電荷を保持している』と説いている。そして、『ゼータ電位は動植物の中で生命維持に必要な役割、つまり有機体に滋養物を与えながら循環している何十億個という細胞がくっ付き合わずに互いに分離した状態を維持できるようにさせるという、きわめて重要な役割を演じている』と説明し、理論物理学者と同一の生命論を展開している。
（３）理論物理学者シュレジンガー博士はじめ、梅沢博臣博士、高橋康博士達が量子場の理論から生命に付いて述べた話が「脳と心の量子論」に纏められている。要約すれば『生命とは、細胞のミクロの世界に広がる水のミッキー場（電気双極子）のダイナミカルな秩序ある運動』としシュレジンガー博士は著書「生命とは何か」の中で『生命とは超伝導状態のように量子論的な秩序が巨視的スケールにまで現れてくる現象だと結論付けし、どんな細胞も、生命の灯がともったその瞬間から、マイナスのエントロピーを取り入れ細胞同士が癒着しないよう秩序が保持されていることに特徴があり、細胞や周りを秩序でいっぱいにしておかない限り、その細胞は死んでしまう』との生命論を概略説明している。そして、脳の働きを捉え『頭蓋の中の電磁場と相互作用する脳細胞の水の電気双極子の凝集場は、電磁場の波動運動と同期（シンクロナイズド）することにより、広範囲にわたって電磁場との間の連成波としてのダイナミカルな秩序を生み出すことができる水のミッキー場である』としている。そして、『脳細胞を構成している脂質やタンパク質などの生体物質の詳細な原子配列や物理的特性がわかったとしても、それが無数に複雑に組み合わさってマクロのスケールの物質となったときにもっとも重要となるものは、個々の構成物質の詳細によらずに与えられる全体的で大まかな特性だけになる』と説明している。
【０００７】
【特許文献１】特許第３９６１９３０号公報
【特許文献２】特開２００７−４０９２４号公報
【特許文献３】特表２００１−５２５０５９
【非特許文献１】水の本質の発見と私たちの未来（編著者：川田薫・中嶋敏樹、発行所：株式会社文芸社、発行日：２００６年１０月１５日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
溶液のマクロな姿の振動状態をデータ化できれば、そのデータから溶液としての統合的本質傾向を読みとることが可能かもしれない。また同時に、物質が合成結合し新たな物体振動が派生することの証ともなりうるかもしれない。宇宙のすべての成り立ちは振動に始まったといわれており、物体及びエネルギーは、物体と物体、エネルギーとエネルギー、あるいは、物体とエネルギー相互間において、相互に影響を与えるのは、原子や分子が単独で働きかけているのではなく、秩序の進化毎の塊の集合体としての相互作用の結果発露された合成力で作用しているものと、本発明者は、先達科学を参考として、仮説を立てている。溶液の構成物質の種類と形態及び印加電磁気エネルギー、運動エネルギーの相互作用により合成された荷電粒子、あるいはコロイド粒子等による溶液の集合状態が醸し出している揺らぎ微振動波すなわち物体振動の振動数、波形、波高がデータ化できるはずだと本発明者は考えている。宇宙の成り立ちも振動波であり全てのものがそれ自体絶対0度でも固有振動するといわれており、電場、磁場、同様我々の廻りすべて幾種もの振動波が重畳された「振動場」としてなんら異論をさしはさむ余地は見当たらないと本発明者は考えている。振動場の中ですべての作用が行われていることを念頭に置かねばならない。ナノテクノロジーの新機能の発露しかり、触媒化学反応しかり、生体内酵素反応しかり、自然原子転換反応しかりである。振動の関与を無視してこれらの作用原理は解明されないと本発明者は断言する。溶液もまた、原子や、分子振動のみならず集団全体としての新たな様々な振動数を有していることの証を説き、さらなる基本科学の土台作りを果さなければならない。
【０００９】
ところが、本発明者が提言した特許文献２に開示される装置は、溶液中で電波を発信した際の周波数パルスの電気的変化を一定のレベルで捉えることができたが、溶液のマクロな姿の振動状態をデータ化するには不完全であった。
そこで、本発明は、特許文献２に開示される装置を改良して、溶液のマクロな姿の振動状態の電気的特性を検出しデータ化する、溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法および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】
【００１０】
図１は、各種電磁波分光器との物性および周波数の位置関係を示したものである。図１の誘電分散は、電磁波位置関係で電波の窓、大気の窓、光の窓の変節点と符合している。図１に示すように、発明者は、溶液の「相」の振動同期域に着目した。なお、この波長域については、上述のとおり、特許文献３に指摘があるが、特許文献３は「相」の振動同期域に着目していない。
【００１１】
本発明者は、溶液の外面としての二つの顔、すなわち「イオン性とコロイド粒子性」の相互作用結果であるマクロな溶液の性格に着目した。すなわち、溶液は、溶液を構成する集合化された混成物体ごとの原子や分子の固有の物質振動とは全く異なる固有の溶液の相合成物体振動をしていると、本発明者は考えた。
ところで、１０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの電磁波は、水の分子振動（水分子の電気双極子）に共鳴し吸収されることが知られており、この原理の応用技術で電子レンジが生まれたといわれている。それは電気化学的とは言え紛れもない振動現象である。そうであるならば、コロイド粒子による物理的振動である階層構造体の水の相の集団合成振動波と電磁波とが同期することで共鳴吸収が生ずるとの理論が成り立つのではないか、と発明者は考えた。
電磁波の基本特性として、特定の電磁波は特定の原子や分子の物質としか相互作用せず、他の物質に対して素通りすることが知られている。「物質」を「物体」と読み替え、その溶液の統合的機能を溶液の相の合成振動波から捉えることを試み、本発明をなした。本発明は、電気や磁気に「場」の概念があるように、溶液における「振動場」の概念に基づくものである。
本発明者は、溶液のマクロな姿、すなわちコロイド特性とイオン特性を有した溶液の相による合成波振動に着目し、特許文献２に開示されるアクアアナライザの改良を図った。換言すると、物理的振動波の存在概念で水の基本構造を見直すことにより、理想とする溶液のマクロな性格を客観的なデータで示すことができる装置を製作した。
従来ミクロな物質の素粒子レベルには周波数ナノヘルツが、物質としての原子レベルには周波数テラヘルツが、さらに構造体の分子レベルには周波数ギガヘルツレベルが共鳴同期することが明らかにされ、溶液分野においても、その電気化学的イオン性に基づく溶液の特性解明のミクロの世界の研究成果が多数発表されている。本発明は、ミクロの世界の側面に加え、溶液のもう一つの重要な特性である「コロイド性」に基づく特性、すなわち物理的振動を考慮することで溶液のマクロな姿を捉えることを可能とした。
本発明者は、パルス電磁波の溶液透過方式により、コロイド粒子惹起力による溶液の相の合成振動波の共振同期原理の知見を得て本発明をなした。
本発明は、マクロな溶液の統合的特性（溶液の性格）を捕まえるために、電磁波の共鳴吸収の相互作用原理に従い、その固有物体振動と共振同期する振動数域が、原子や分子との共振振動数域よりも小さい域（より波長が長い域）に存在するはずであり、この溶液の物体振動数を電気的に電圧と周波数の関係を用いて波形図に表すことで、溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化するものである。
【００１２】
本発明の理解のために、本発明の依拠する本質的な部分を列挙する。
第１は、溶液の相集団(階層構造体)の集団構成の相毎の合成固有振動数を捕まえて、溶液の統合的特性を評価できるようにデータ化することを特徴とする。
第２は、第１において、溶液の相の合成固有振動数は、配向誘電分散域未満（10９Ｈｚ＝１ＧＨｚ未満）の域の振動数との共鳴現象を対象とすることを特徴とする。
第３は、第１または２において、溶液の相の合成固有振動数と共振同期させる手段はパルス電磁波であり、パルス電磁波振動数を順次測定域内で掃引発信し、発信パルス電磁波と溶液との相互作用結果を逐一受信検出することを特徴とする。
第４は、第１、２または３において、溶液とパルス電磁波の共振同期度を発信パルスと受信パルスの電気的変異差量の比較検証で検出し、その電気的変異差量を縦軸に電圧、横軸に周波数のグラフに、検出値をプロットし、連続的に繋ぎ波形としてグラフ表示することを特徴とする。
第５は、第１ないし４のいずれかにおいて、溶液とパルス電磁波の共振同期度のみを検出するための装置及び回路のリアクタンス極小化、発信・受信パルス電磁波の一点集中化、溶液内振動共振同期外パルス減衰の極小化、パルス電磁波の検体影響度極小化を図ることを特徴とする。
第６は、第１ないし５のいずれかにおいて、溶質電荷力と水の励起に拠る水の相の合成固有振動数に基づき溶液の統合的特性を評価できるようにデータ化することを特徴とする。
第７は、第１ないし６のいずれかにおいて、溶液全般に利用できるものとする溶液の統合的特性を評価することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、第１の発明は、特性を測定する溶液に、電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を所定の間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を、任意時間内に任意周波数間隔で発信して電位掃引し、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理して減衰電圧と周波数のスペクトル図である溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を描写して、溶液の電気的特性を検出することを特徴とする溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する方法である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、特性を測定する溶液に、針の太さの径は０．４ｍｍ以内、長さは１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を、周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で１０〜５０秒の間掃引して１ｋＨｚごとに発信して、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理して減衰電圧と周波数のスペクトル図である溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を描写して、溶液の電気的特性を検出することを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は、周波数１ｋＨｚ〜５，０００ｋＨｚの範囲で１０〜５０秒の間で周波数の異なるパルスを発信する可変パルス発振器と、該発振器から発信するパルスを被検体の溶液内に送信する針の太さの径は０．４ｍｍ以内、長さは１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である入力電極の針と溶液を通過した電流を受信する針の太さの径は０．４ｍｍ以内、長さは１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である出力電極の針とを１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間隔と所定の深さになるように装用した槽と、入力電極の針へ入力される入力パルスと出力電極の針で受信された受信パルスとを比較検出する検出部と、検出部で検出されたアナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換機と、変換されたデジタル信号を演算処理して波形図を作成する演算処理部と、可変パルス発生器の発信周波数を掃引する掃引機とを備え、溶液の電気的共振特性で周波数毎に減衰した出力電圧のスペクトル図を作成し、溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化する装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発振周波数と周波数ごとのパルス電磁波共鳴吸収損失量に基づく電圧変化との関係を波形図として表示することができるのであり、溶液のマクロな姿の振動状態を視覚化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、溶液中の特定の分子や原子が特定の周波数で変動する電気エネルギーに対して相互作用して共鳴現象を起し、電気エネギーの吸収あるいは一時的蓄積効果もたらす現象を活用したものである。共鳴現象を起こさない周波数の電気エネルギーに対しては相互作用しないので、電気伝導率は大きく、電気エネルギーは溶液中で吸収や蓄積されることなく素通りする。溶液を構成する混成物体が示す多彩な物体ごとの電気的特性は、溶液中の分子や原子のイオン化に要する微細な時間がもたらす共鳴現象によるものであるが、周波数ごとの出力電圧の変化として抽出できるので、その電圧と周波数の関係を描いたスペクトル図を溶液のミクロな特性とて表し、溶液の特性を分析するものである。
【００１８】
本発明は、これまでの溶液分析では容易に見えなかった溶液のコロイド粒子の電気的特性を担う電荷力、触媒力、酵素力などの電気化学的要因を、溶液に印加する電気信号の周波数特性から検出するものであり、それを実現するために測定装置にまつわる回路のリアクタンスの除去や溶液に差し込む電極の一点集中化によって、パルス信号に対する溶液以外の電気特性を均一にすることを特徴とする。すなわち、溶液が総体として示す電気的特性を排除して印加する電気信号のパルスを溶液の中を通過させることにより、溶液のパルス信号に対する特性を計測し、周波数ごとの出力電圧の測定結果に演算処理を施してスペクトル図を描写することで溶液の周波数ごとの電気特性を視覚化し、溶液の成分分析を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る装置によって得られた数値やスペクトル図に基づく分析においては、溶液のマクロ的な特性を表し、且つ溶液の安定した特性を記述することが必要である。本発明においては、溶液の特性を記述するスペクトル分析を演算部で行うために必要なパルスの数を、計測する周波数帯域ごとに掃引させる時間を確保した装置を使用する。また、印加信号の送信経路における溶液内の電極と受信電極とその出力信号が演算部に入力されるまでの導線経路で発生する容量や誘導コイルによるリアクタンス成分を除去した装置を用い、掃引周波数のパルス信号を印加して溶液の周波数ごとの共鳴周波数を物理的特性として計測し、溶液に固有な振動数のスペクトル図を記録することを特徴とする。
【００２０】
溶液の電気的特性を視覚化した波形図で詳細に分析評価する方法においては、共鳴周波数の測定精度を上げる必要があるが、本発明のパルス発信器とパルス受信器に接続される導線はシールド機能の高い導線である。また、溶液に挿入する送信と受信の電極の間隔はパルスが伝搬される距離と減衰特性から限定された０．５ｃｍ〜１０ｃｍであるが、精度をあげるために４ｍｍ以内とするのが好ましい。
溶液に挿入する送信電極と受信電極の太さ及び長さは電極によって形成される電気的容量（キャパシタンス）を小さくし、溶液内を伝搬するパルスの立ち上がり時間を小さくし、シャープな波形のパルス波で測定するために、電極の表面積を小さくする必要がある。そのため、電極を細い針状の金属で構成するのが好ましいが、保守管理容易性や強度を考慮すると、太さの径が０．４ｍｍ以下であることが好ましく、長さに関しては、電気的一極集中性と安定性を維持できる１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とするのが好ましい。電極の材質は電気伝導性がよく腐蝕しない金、白金あるいはこれらと同等の材質で構成し、形状など針の一点集中化を図った分析器で粗データを測定し、演算部でデータ分析を行って出力信号のスペクトルグラフを求める。
【００２１】
本発明者は、「特定の原子や分子は、特定の波長の電磁波としか相互作用をしない。そして相互作用しない物質に対して、電磁波は素通り或いは回避するだけである」という電磁波の基本特性に基づき、溶液のミクロな特性は混成物体で構成された物質の特性と関連してそれぞれ多彩な固有の電気特性をもつことを本発明の基本的理念とした。そして、物体の電気的伝導特性も上記の電磁波の基本特性に準ずると推論し、溶液の電気的周波数特性を高次処理を行っている。
【００２２】
ところで、従来、水と電磁波が物質的相互作用するピーク変節点は２０ＧＨｚ前後とされているが、溶液のパルス信号における電気伝導特性は含有される分子の電気双極子の形成、すなわち分極化によるものである。換言すると、水のミクロな状態の電気的共振現象に依拠するものである。
本発明では、溶液の交流信号の伝導特性は電流の移動速度の定常値範囲であり、且つ分極に必要な時間がパルス信号の周期以上であるとき、図１の電圧と分子の電気双極子の形成における変節点が水らしさと溶質らしさの境界ゾーンを示していると判断している。すなわち、本発明は、パルス電気による共鳴現象に基づいた溶液の特性分析を可能とするものである。本発明は、この溶液の特性を、すべての含有物質について測定することができ、しかも、データの再現性と安定性に優れている。
【００２３】
計測機器は外部電磁波ノイズ防避型とし、パルス発振器から発信針までの回路とパルス受信針から電圧変化比較検証器までの回路はノイズを避け、且つ誘電性リアクタンスを極力発生しない様高品質のシールド線を用い、且つ配線は１ｃｍ〜２ｃｍ間隙をとった並行配線とする。
【００２４】
発信針と受信針設置は最も重要であり、両針設置間隙、両針の溶液浸漬長さ、不浸漬部の長さがすべてデータに影響を大きく与える要素である。両針間隙は保守管理や設置構造の都合で制約されるが１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの間隙とすべきであり、４ｍｍ以上は電磁波半減深度の影響があり避けるべきである。また、針長さは同一とし一点集中力を図るため、１５ｍｍ〜２０ｍｍの間で特定し、針裸部分は全長浸漬する構造とするのが好ましい。この範囲で特定しないと計器別誤差が大きく発露するので精度をしっかり整えるべきである。
【００２５】
両針の太さは浸漬面積に大きく影響し容量性リアクタンスを発生する最大の要素である。本分析器の性能は容量リアクタンスと誘導リアクタンスの回避に掛かっている。保守管理容易性を確保し、強度が許容できる最小限の径とすべきであり、０．４ｍｍを超えることは避けなくてはならない。
【００２６】
また、両針の材質、表面研磨精度も大きく影響し容量性リアクタンスを発生する要素である。材質は保守管理面からの強度があり腐蝕しないもので、且つ電気伝導度の良好な金、金メッキ材、白金を、またはそれと同等の材質を選択し、溶液の付着を避け、且つ溶液皮膜を抑えるために針表面の研磨加工度は最上級のものが特定されるべきである。洗浄しやすく皮膜形成のない容量性リアクタンス発生の少ないものとして計測精度の向上を図るべきである。
【００２７】
被検体である溶液中に浸漬されている発信針から高周波数の電磁波を発信するので溶液は影響され変質する。この影響を最小限に食い止めるには、電界強度を極力少なくするために印加電圧を低電圧とし、且つ印加時間を短時間にすることが必要である。経済性と簡易性をも考慮し、電圧５Ｖ以下のパルス信号を、周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で１０〜５０秒の間掃引して１ｋＨｚごとに発信する。印加電圧は５ボルト以内とし、計測周波数帯域（５０００ポイント）を例えば５０秒で掃引するとよい。１ポイントあたり、０．０１秒の掃引スピードである。例えば、周波数が１ＫＨｚの場合、０．０１秒の掃引スピードだと、１０個の信号を送ることができる。
【００２８】
波形図は発振周波数と周波数ごとのパルス電磁波共鳴吸収損失量に基づく電圧変化との関係を表示するものである。
本発明の溶液の性状分析装置は、周波数の異なるパルスを発振する可変パルス発生器と、可変パルス発生器から発生するパルスを被検体の溶液内に発信する発信針と、溶液内でパルスを受信する受信針と、電波発信針へ入力される入力パルスと電波受信針で受信された受信パルスのレベル差を検出する検出部と、検出部で検出されたアナログ電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換機と、変換されたデジタル信号を演算処理して波形図を作成する演算処理部と、可変パルス発生器の発信周波数を掃引する掃引機を備える。発信針と受信針の両針は液状物内に最適間隔となるよう浸漬され、掃引機は可変パルス発生器から発信されるパルスを、例えば、５０秒の間に、周波数１ｋＨｚ〜５０００KＨｚの範囲で掃引して１ｋＨｚごとのパルスを発信させるものである。
【００２９】
本発明の詳細を実施例で説明する。本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
図２は、実施例１の溶液の性状分析装置の構成図を示すものである。本実施例の装置は、可変パルス発振器１から発振されたパルスを、容器２内の被検体である溶液３内に浸漬した発信針４から溶液３内に入力し、溶液３内で共鳴吸収現象による相互作用の影響によって減衰したパルスを液状物３内に浸漬した受信針５で受信し、パルス発振器１から発振されたパルスとのレベル差を、検出部６で検出し、検出したパルスをＡ／Ｄ変換器７でデジタル信号に変換し、それをコンピュータの演算処理部９で演算処理して波形図を作成し、溶液の性状を分析評価するものである。
特性を測定する溶液に、針の太さの径は０．４ｍｍ以内、長さは１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、かつ、針の材質は金、白金あるいはこれらと同等の材質である電圧パルスを印加する入力電極の針と出力電極の針を１．5ｍｍ〜２．0ｍｍの間隔と所定の深さで挿入し、入力電極から電圧５Ｖ以下のパルス信号を５０秒の間に、周波数１ｋＨｚ〜５，０００KＨｚの範囲で掃引して１ｋＨｚごとに発信して、出力電極で受信した信号をパソコンで高次処理することによって溶液が共振する周波数を特定できるスペクトル図を作成する。
【００３１】
本実施例の性状分析装置では、溶液と電波の「共鳴吸収」の物理的振動力と分極の電気化学的イオンの影響との総合結果を波形図として表示することができる。波形図に示された共鳴吸収相互作用は溶質濃度等による変節域があり一辺倒性向でないため、解析は周知の補完データを参酌しての総合判断が必要である。溶液濃度による共鳴現象の変節点の存在を記した文献が参考になるであろう。
【００３２】
本実施例における分析は、次の基準に基づいて行われた。
１）波高は、溶質量×コロイド活性度の溶液相励起振動力
２）波形幅は、溶質種類数×コロイド活性度影響の溶媒と溶液の自立バランス度
３）波形凹凸は溶液内コロイド個々の電荷力による活性度の溶液相励起振動力
４）波形全体が低周波域に偏向する場合は、水の機能がより強い溶液と判断
５）波形全体が高周波域に偏向する場合は、溶質の機能がより強い溶液
【００３３】
図３について説明をする。
溶液中に混入している物質の分極によって起こる電圧の減衰点が指示する周波数を計測基点とする。図１においては減衰電圧は縦軸のスケールとして表記されるが、２００Ｈｚから１４００Ｈｚの周波数において、計測基点が認められている。ここで、２００Ｈｚから１４００Ｈｚの周波数において減衰電圧が殆ど認められないのは、溶液に混在する物質に分極化がほとんど起こらない周波数だからである。また、周波数が４１００Ｈｚ以上の高さなると物質によっては分極化が生じなくなる。これを計測終了点とする。このように、溶液に混在する物質の分極特性は印加した電圧の周波数を変数するので、減衰電圧も周波数を変数として変化する。換言すると、周波数によって溶液の電気伝導率が変化する。計測基点から計測終了点までの減衰電圧と周波数との関係を示したスペクトル図（電圧特性図）を作成することにより、溶液の特性を把握し混入物質を特定することが可能となる。混入物質の電荷移動速度とそれに伴う共鳴現象の原理を利用した溶液の分析である。
【００３４】
図３の（１）は検体が空の場合の波形図であり、（２）は検体が純水の場合の波形図であり、（３）は検体が水道水の場合の波形図であり、（４）は検体が水道水に次亜塩素酸を添加した場合の波形図であり、（５）は検体が海水の場合の波形図であり、（６）は検体が岩石抽出ミネラルを添加した水の場合の波形図であり、（７）は検体が触媒水の場合の波形図である。《８》および《９》は特許文献３の図２および図１２の検体が水道水の場合における他社の装置による測定結果である。
【実施例２】
【００３５】
株式会社日本商品開発研究所から提供されたサンプル水である「Ａ水」および「Ｂ水」の水の性格の分析を行った。サンプル水に関する事前の情報は一切開示されない状態で分析を行い、株式会社日本商品開発研究所に報告を行った分析の内容を以下に記す。
本実施例で用いた性状分析装置は、実施例１と同じものである。以下では、この装置をアクアアナライザと言う場合がある。
【００３６】
平成１９年６月２２日、ペットボトルに充填された「Ａ水」および「Ｂ水」が発明者のもとに届いた。サンプル水について、公知の機器により物性分析を行ったところ、表１の結果が得られた。
【表１】
2009080025.tif 000003
【００３７】
《表１に基づく分析》
ア）Ａ水の密度は水としてはかなり高く、生理食塩水並みの数値を示している。表面張力も生理食塩水並みである。
イ）Ａ水の酸化還元電位は平衡域で水道水に比べれば良好であるが、水素イオン濃度ｐＨが若干弱酸性領域にあり、一般的傾向の逆現象を示している。岩石ミネラルを「酸」にて抽出した場合には起こりうる現象であるが、かなり中性に近いので中和処理、或いはミネラル還元力が相当効いていると思われる。
ウ）Ｂ水の密度は基準水の２２℃値に相当し若干密度が向上している。また、基準水の表面張力は２５℃で７２ｍＮ／ｍであり、Ｂ水の表面張力は１８℃の基準水相当である。密度と表面張力からはかなり秩序性のよい水と推察される。
エ）Ｂ水は酸化還元電位が還元域であり、ｐＨも弱アルカリ側でＯＲＰの傾向に見合ったものであり、「よい水」の素質十分と推察される。
【００３８】
図４は、平成１９年６月２２日に行った、実施例２に係る装置による波形図の出力結果であり、図５は、平成１９年６月２７日に行った、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。図４および図５の縦軸は電圧（Ｖ）を示し、横軸は周波数（ｋＨｚ）であり、表記の数字に５９５を加えた値が実際の周波数を示している。
【００３９】
《Ａ水についての分析》
（ア）Ａ水波形図は、これまでの経験で岩石抽出ミネラル水液と極似している。１４２０ポイント（２０１５ｋＨｚ）付近で立上がり、水っぽさからミネラルっぽさの影響が強まる高周波域に入る２０００ポイント（２５９５ｋＨｚ）を過ぎてもなだらかな平坦部水が続き、さらに、溶質影響力が色濃く表現される３０００ポイント（３５９５ｋＨｚ）域を過ぎ計測最終点の３５００ポイント（４０９５ｋＨｚ）までかなりの凹凸部が存在し溶質濃度が濃く且つ電解質力の影響はあるがミネラル効果による打ち消し作用も働いた結果が、表現されている。また経時変化も少なく品質安定溶液である。
（イ）海水の場合は電解質分の影響が強いため波形全体が１００ポイント位低周波域に移動した状態を示す。また、海水は濃度が数倍濃厚であるが、波高は本件体と同レベルなのは、コロイド粒子の電荷力が電解質分にて抑えられているためである。つまり、本検体のコロイド粒子の電荷力が高く、溶液は活性化され集団構成塊の夫々の物体振動をしていることを意味している。
（イ）アクアアナライザは、溶液と電波の電気的な“誘電分散現象（電子レンジの加熱原理）”の影響と電磁波特有の“共鳴吸収”のベース力との総合結果を表示するものであるが、本分析では振動の同期（シンクロナイズ）によるものに主眼を置いている。共鳴吸収の相互作用は溶質濃度等による変換域があり性向は一辺倒傾向でなく、解析には比較実例や補完データを参考に考慮し判断しなければならない。
アクアナライザによる出力結果からは、一般的に、次の傾向を読み取ることができる。
［ａ］波形図の波高は、溶質量×コロイド活性度を表す。
［ｂ］波形幅は、溶質種類数×コロイド活性度を表す。
［ｃ］波形の凹凸の激しさは溶液内でのコロイド個々の電荷力による活性度を示す。
［ｄ］波形全体が低周波域に偏向する場合は、水の機能がより強い溶液と判断される。
［ｅ］波形全体が高周波域に偏向する場合は、溶質の機能がより強い溶液と判断される。
【００４０】
《Ｂ水についての分析》
（ア）図４の計測波形はこれまでに経験したことのない珍しい波形図である。図６〜図８に示す参考資料と比較すれば明らかである。１０００〜１４００ポイントの間で、この程度の溶質濃度で波高が示すこれ程の電波消失率、また、凹凸の激しさが示す溶質個性の発揮（コロイド粒子の強力な電荷力）を示すのは、他の比較例にない特徴である。これは溶質分がすべて何らかのエネルギーを授受しコロイド電荷力の秩序を高め集団で溶液を秩序正しく一方向に向けて振動させているものと推察される。
（イ）図５の計測波形もこれまでに計測されたことのない珍しい波形図である。立ち上がりが数段にせり上がり、頂上に達してからも平坦部分が無く激しく凹凸している。この経時変化は激しいある特定の運動エネルギーが鎮静化して均一化する中で新たな物体振動を誘発するエネルギーに取り込まれたものと推察される。（ア）同様に、他の比較例の水に無い様相を呈している。活性化しているが落ち着いた秩序正しい規則的振動を発揮していると推察される。
【００４１】
《参考資料（図６〜図８》
図６のアクアアナライザ波形図は、白山市役所横の小川の水のものである。含有溶質分は程ほどにあり、種類も多く２５００ｋＨｚ超えた部分にも波形が現れている。蒸発残留物は普通程度と予測される。電解質物質は少ないようで波形の高さ、広がりも十分のようである。澤本ナノ粒子水に比べ波高はやや低いが、波幅は広がりを見せている。地表混入物の性であろう。
図７のアクアアナライザ波形図は、阿寒湖の毬藻生息場の水のものである。単純で代表的溶質が何種類かしっかりと含有されている。模様は単純だが波高は高く、濃度はしっかりあるものと予測される。またそのことが、電解質物質の混入は少なく大部分がコロイド粒子であることの証でもある。特定の溶質コロイド粒子が他の微少溶質をしっかりと抱きつけ、その影響を隠しているのか波形の微妙な微細変化が少なく単純で割合大きな変化をいくつか表しているにとどまっている。この変化の仕様が澤本ナノ粒子水と似たところがある。主力の溶質コロイドの支配力が強く、波形変化は単純化されている。澤本ナノ粒子水はつなぎ役の強いものがあり辺縁部での集合性が強く表現されている。しかし、分布、分散性もそのコロイド粒子の活性力といえる励起状態が、強い状態で保持されていることが窺える。
図８のアクアアナライザ波形図は、ＶＩＶＯの水、川田研究所の超純水、同超純水のＲＯ膜処理水に対するものである。ＶＩＶＯの水とはナノクラスター水としてアメリカ政府に承認された唯一のものであり、広く米国で愛飲されているとのことである。天体観測で有名な米国パロマ山（標高２４３０ｍ）山頂付近からの湧き水にリー・ロレンツェン博士が開発した特許技術（特許番号は不明）による特殊処理を施した、硬度＝０、ｐＨ＝７、酸化還元電位＋８０ｍｖの大変おいしい超軟水である。
【００４２】
《Ａ水についての総括》
（１）岩石を酸にて抽出したミネラル溶液と推察される。抽出用酸は後段で処理され水素イオン濃度を中性域に戻されたものと推察される。
（２）しかし、この状態での使用は目的にもよりますが、生体には強すぎるので数千倍か、それ以上の希釈倍数で利用されるべきと見受けられる。
（３）本検体は水との溶解がすばらしく均一に混じりあい、すなわち含水力が非常にすばらしいものと推測される。
（４）微乾燥顕微鏡の模様では、グリーンっぽい粒子が割合多く、河川水などに見られる中心に茶色っぽい微粒子のあるものが比率的に少ない感じであり、カルシウムがシリカより効いているようなミネラル水と推測される。
【００４３】
《Ｂ水についての総括》
（１）参考資料にある図８のＲＯ膜処理水、超純水、あるいはアメリカで評判といわれるＶＩＶＯ水のアクアアナライザ波形図を比較すれば、「溶液中の溶質の電荷力の惹起力が溶液の強烈な振動波を発振し、溶液をすごい励起状態にしている」ことが認識可能である。
（２）また、時間の経過につれ、溶液の励起状態が、エネルギー低位安定状態に向け、ある突出力よりも、全体の活性化に向けた溶液自身の安定励起状態にシフトされるものと推察される。
（３）波形の形状や位置より、処理過程でＲＯ膜処理に加え、何らかの水の分子集団レベルに影響を与える強力な動的エネルギーが添加されたものではないかと推察される。
（４）全体的には珍しく水も溶質も自らの機能をしっかりと表現でき、且つ共棲しともに活力を発揮している「すごい水」ということができると考える。すべての目的別水のベース水と判断される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、これまでの物性分析では容易に見えなかった統合的溶液のコロイド粒子の全体像である電荷力惹起に基づく溶液励起振動を解析し、これまで解明されていなかった触媒力、酵素力の作動原理をも明らかにすることをも可能とするものである。物体反応の触媒作用、生体反応の酵素作用はあらゆる分野における自然界の基礎技術であり、これまでその動作原理未解明のままであるが、本発明によりそれらが解明されることが期待される。
【００４５】
《発明者が考える本発明の産業上の利用可能性》
（１）物体が集合し階層構造が進むほどに新たなマクロな振動波が、原子や分子とは全く異なる波長の長い振動波を発生していることが解明でき、そこに振動場が存在している新たな科学の道が開けるのである。特に現代エネルギー４大矛盾といわれる筋収縮作用、触媒作用、酵素作用、生体内原子転換の理論解明の切り口となる。
（２）溶液は単独の分子集合ではなく、秩序ある階層構造型の構成を整え、相を形成し存在していることが解明され、これまでの水不思議現象の解明を紐解くカギとなり、新たな科学の本質が解明される。水の本質解明に寄与し、水が絡む産業のあらゆる分野で科学的解明が進展し、環境保全、健康育成、水燃料エネルギー、触媒効果増進でコンクリート工業技術開発など地球の重要素材としての水の代替多目的応用資源化、他資源機能創出触媒化が可能となり、あらゆる分野での社会貢献が可能となる。
（３）発信パルスと受信パルスを演算処理して波形図を作成し、従来は覗き見ることのできなかった溶液のマクロな姿の統合特性、すなわち溶液の集合構成状態、内部エネルギー保有形態を視覚的に確認することができる。また、分析評価を迅速に得ることができるため現場向きの簡易式分析器であると同時に溶液の本質解明の切り口情報提供することができる。さらに、従来の物質分析、物性分析を付け加えるならば、これまでにない溶液のマクロな姿の性格、すなわち本質を解析することができ、水に縁のあるあらゆる分野での研究開発に寄与できる。
（４）溶液のマクロな姿の振動状態の代弁者であり、溶液が内在している活性度、触媒度を視覚的な分析方法で示すことが可能となる。現場サイドでの溶液の本質簡易分析が即時可能となり、あらゆる溶液検査に貢献できる。
（５）溶液の電場、磁場の伝達場としての物質物性のみならず、履歴印加エネルギー影響をも表現するマクロな姿の性格、すなわち統合された特性を、印加パルスの周波数ごとに読み取ることによって、溶液の電気特性を時間的に細分化したミクロ化し視覚的に記述可能として捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】各種電磁波分光器との物性および周波数の位置関係である。
【図２】実施例１に係る装置の構成概要図である。
【図３】実施例１に係る装置における各種溶液の波形図のシミュレーション結果である。
【図４】平成１９年６月２２日に行った、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。
【図５】平成１９年６月２７日に行った、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。
【図６】手取川用水の小川の水に対する、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。
【図７】阿寒湖の水に対する、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。
【図８】ＶＩＶＯの水、川田研究所の超純水、同超純水のＲＯ膜処理水に対する、実施例２に係る装置による波形図の出力結果である。
【符号の説明】
【００４７】
１  容器
２  溶液
３  発信針
４  受信針
５  可変パルス発生器
６  検出部
７  Ａ／Ｄ変換器
８  演算表示部
９  掃引器
【図１】
2009080025.tif 000004
【図２】
2009080025.tif 000005
【図３】
2009080025.tif 000006
【図４】
2009080025.tif 000007
【図５】
2009080025.tif 000008
【図６】
2009080025.tif 000009
【図７】
2009080025.tif 000010
【図８】
2009080025.tif 000011