(57)【要約】      （修正有）【課題】透明から光を遮断する混濁した状態まで、透明度が変化する液体の量を測定し得る液量測定装置を提供する。【解決手段】液体が流下する透明丸管１０を挟んで透光型センサ１４と遮光型センサ１６を設ける。透光型センサ１４は、透明丸管１０を挟んで第１の光源と受光体を配設し、第１の光源の光を直線的に第１の受光体に入射させない光阻止部材を設け、両側部分を照射するようにして透明丸管１０内に存在する透明な液体による屈折で光が第１の受光体に入射するようにする。遮光型センサ１６は、透明丸管１０を挟んで第２の光源と受光体を配設し、第２の光源の光を直線的に第２の受光体に入射させ、透明丸管１０内に存在する不透明な液体による遮断で光が第２の受光体に入射しないようにする。第１の受光体に光が入射しまたは第２の受光体に光が入射していない間の時間を測定し、その時間と透明丸管１０内の断面積から液体の量を演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管内を液体が流れている時間を測定し、測定された時間と前記測定管内の断面積とから前記測定管内を流れた前記液体の量を演算する液量測定装置であって、前記測定管を透明とし、前記測定管を挟んで第１の光源と第１の受光体を配設し、前記第１の光源の光が直線的に前記第１の受光体に入射しないように光阻止部材を設けるとともに前記測定管の両側部分を照射するようにし、前記測定管内に透明な前記液体が存在すると前記液体による屈折で前記第１の光源の光が前記第１の受光体に入射するようにし、前記測定管を挟んで第２の光源と第２の受光体を配設し、前記第２の光源の光が直線的に前記第２の受光体に入射するようにし、前記測定管内に不透明な前記液体が存在すると前記液体により前記第２の光源の光が遮断されて前記第２の受光体に入射しないようにし、前記第１の受光体に光が入射している信号または前記第２の受光体に光が入射していない信号が出力されている間の時間を測定して、前記液体の量を演算するように構成したことを特徴とする液量測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の液量測定装置において、前記測定管内を流れる前記液体が半透明の状態で、前記第１の受光体が光を入射している信号を出力し、前記第２の受光体に光が入射していない信号を出力するように、前記第１と第２の受光体の検出感度を設定して構成したことを特徴とする液量測定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の液量測定装置において、前記測定管を透明丸管で構成したことを特徴とする液量測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３記載のいずれかの液量測定装置において、前記液体が尿であって、尿量を測定するように構成したことを特徴とする液量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を透過させる状態から光を遮断する混濁した状態まで、その透明度が変化する液体の量を測定する液量測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院等にあっては、入院している患者の病状等の変化を知るための重要な手掛かりの１つとして、患者から排泄された尿の検査がなされる。その検査項目の１つとして尿量の測定がある。患者本人または看護士により採取された尿は、１回毎にその尿量が測定され、さらには１日の総量が演算される。これらの尿量を測定するための従来技術の一例として、採取された尿を測定容器に投入し、投入された尿の液面の高さを液面レベル検出手段で検出し、検出された液面の高さと測定容器内の断面積とから尿量の演算がなされる。かかる従来技術の一例が、特開平０７−２０９２８７号公報に示されている。
【特許文献１】特開平０７−２０９２８７号公報
【０００３】
また、従来技術の別の例として、採取された尿を測定容器に投入し、この測定容器には測定管が連通されていて、投入された尿は測定管内を流下する。この測定管内を尿が流下する時間を測定し、測定された時間と測定管内の断面積とから尿量の演算がなされる。かかる技術において、測定管内を尿が流下する時間の測定方法は、測定管を透明とし、測定管を挟んで光源と受光体を配設し、光源の光が直線的に受光体に入射しないように光阻止部材を設けるとともに、測定管の両側部分に照射された光が測定管内に存在する尿により屈折されて受光体に入射されるように構成されていて、受光体に光が入射された時間が尿が測定管内を流下している時間として測定できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の測定管を透明としてこの測定管を挟んで光源と受光体を配設して、測定管内を尿が流下する時間を測定する従来技術にあっては、尿が透明であれば良いが、不純物が多く混じって混濁した状態では、尿が流下しても光源からの光が遮断されて受光体に光が入射せず、測定誤りを発生させる虞がある。なお、かかる透明な状態から混濁して光を遮断する状態まで変化する虞のある液体は、尿に限られず、下水等にあっても透明な状態から汚泥を多量に含んで混濁した状態まで変化し、本発明の液量測定装置で液量を測定する対象となり得る。
【０００５】
本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなされたもので、光を透過させる状態から光を遮断する混濁した状態まで、その透明度が変化する液体の量を確実に測定し得る液量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】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明の液量測定装置は、測定管内を液体が流れている時間を測定し、測定された時間と前記測定管内の断面積とから前記測定管内を流れた前記液体の量を演算する液量測定装置であって、前記測定管を透明とし、前記測定管を挟んで第１の光源と第１の受光体を配設し、前記第１の光源の光が直線的に前記第１の受光体に入射しないように光阻止部材を設けるとともに前記測定管の両側部分を照射するようにし、前記測定管内に透明な前記液体が存在すると前記液体による屈折で前記第１の光源の光が前記第１の受光体に入射するようにし、前記測定管を挟んで第２の光源と第２の受光体を配設し、前記第２の光源の光が直線的に前記第２の受光体に入射するようにし、前記測定管内に不透明な前記液体が存在すると前記液体により前記第２の光源の光が遮断されて前記第２の受光体に入射しないようにし、前記第１の受光体に光が入射している信号または前記第２の受光体に光が入射していない信号が出力されている間の時間を測定して、前記液体の量を演算するように構成されている。
【０００７】
また、前記測定管内を流れる前記液体が半透明の状態で、前記第１の受光体が光を入射している信号を出力し、前記第２の受光体に光が入射していない信号を出力するように、前記第１と第２の受光体の検出感度を設定して構成しても良い。
【０００８】
そして、前記測定管を透明丸管で構成することもできる。
【０００９】
さらに、前記液体が尿であって、尿量を測定するように構成することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の液量測定装置にあっては、測定管を透明とし、測定管を挟んで第１の光源と第１の受光体および第２の光源と第２の受光体を配設し、測定管内に透明な液体が存在すると液体による屈折により第１の光源の光が第１の受光体に入射するようにし、また測定管内に不透明な液体が存在すると液体により第２の光源の光が遮断されて第２の受光体に入射しないようにし、第１の受光体に光が入射している信号または第２の受光体に光が入射していない信号が出力されている間の時間を測定して、測定管内を流下する液体の量を演算するようにしたので、測定管内を流下する液体が透明な状態から混濁して不透明な状態まで変化する虞のある液体の量を確実に測定することが可能である。
【００１１】
また、請求項２記載の液量測定装置にあっては、測定管内を流れる液体が半透明の状態で、第１の受光体が光を入射している信号を出力し、第２の受光体に光が入射していない信号を出力するように、第１と第２の受光体の検出感度を設定したので、液体が半透明な状態にあっては第１と第２の受光体がともに検出を示す信号を出力し、液体の透明状態の変化で検出を誤ることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を、図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の液量測定装置の全体構成の一部切り欠き図である。図２は、透光型センサを示し、（ａ）は構造を示す横断面図であり、（ｂ）は測定管内に透明な液体が存在しない状態で第１の光源からの光が第１の受光体に入射しないことを示す図であり、（ｃ）は測定管内に透明な液体が存在する状態で第１の光源からの光が第１の受光体に入射することを示す図である。図３は、遮光型センサを示し、（ａ）は構造を示す横断面図であり、（ｂ）は測定管内に不透明な液体が存在しない状態で第２の光源からの光が第２の受光体に入射することを示す図であり、（ｃ）は測定管内に不透明な液体が存在する状態で第２の光源からの光が第２の受光体に入射しないことを示す図である。図４は、第１の受光体が光を入射している信号を出力しまたは第２の受光体に光が入射していない信号を出力している時間を測定し、液体の量を演算する回路図の一例である。
【００１３】
まず、図１に示すごとく、尿等の測定対象となる液体が投入される投入容器１０の下端部に透明素材からなる測定管としての透明丸管１２が下側に向けて連通配設され、この透明丸管１２にシリコンチューブ等の連通管５８がさらに連通される。また、この連通管５０にピンチバルブ５２が配設されている。投入容器１０には図示しない蓋が設けられており、この蓋が開けられて投入容器１０内に液体が投入されて蓋が閉めらると、閉塞されていたピンチバルブ５２が開いて、投入容器１０内に投入された液体が透明丸管１２を通過して流下する。そして、透明丸管１２を囲んで透光型センサ１４と遮光型センサ１６が配設される。透光型センサ１４は、図２（ａ）にその構造を示すごとく、透明丸管１２を挟んで遮光性を有する樹脂等からなる第１のホルダー１８が配設され、この第１のホルダー１８により透明丸管１２を挟んで対向する位置にＬＥＤからなる第１の光源２０とフォトセルからなる第１の受光体２２が配設される。しかも、第１のホルダー１８には、第１の光源２０から照射された光が透明丸管１２の中心部分を介して第１の受光体２２に直線的に入射しないように、透明丸管１２の第１の光源２０と第１の受光体２２に向いた側にそれぞれ第１の光阻止部材１８ａ、１８ａが配設される。なお、光阻止部材１８ａは、第１の光源２０または第１の受光体２２に向いた少なくともいずれか一方の側に設けられれば良い。さらに、第１ホルダー１８により、第１の光阻止部材１８ａ、１８ａで遮光される中央部分以外の透明丸管１２の両側部分に、第１の光源２０からの光が照射されるように構成されている。また、遮光型センサ１６は、図３（ａ）にその構造を示すごとく、透明丸管１２を挟んで遮光性を有する樹脂等からなる第２のホルダー２４が配設され、この第２のホルダー２４により透明丸管１２を挟んで対向する位置にＬＥＤからなる第２の光源２６とフォトセルからなる第２の受光体２８が配設される。しかも、第２のホルダー２４には、第２の光源２６から照射された光が透明丸管１２の中心部分のみを介して第２の受光体２８に直線的に入射するように、透明丸管１２の第２の光源２６に向いた側の中央部に隙間または透孔を設けた第２の光阻止部材２４ａ、２４ａが配設される。
【００１４】
かかる構成の透光型センサ１４にあっては、透明丸管１２内に透明な液体が存在していない状態では、図２（ｂ）に示すごとく、第１の光源２０からの光が第１の光阻止部材１８ａ、１８ａにより阻止されて透明丸管１２の中央部分に照射されずに通過が阻止され、しかも透明丸管１２の両側部分に照射された光は透明丸管１２を通過するが、光軸がずれているために第１の受光体２２には入射されない。そして、透明丸管１２内に透明な液体が存在して流下する状態では、図２（ｃ）に示すごとく、透明丸管１２の両側部分に照射された第１の光源２０の光が、液体により屈折されて少し光軸が曲げられて液体内を通過し、さらに透明丸管１２から出る際にも液体により再び屈折されてさらに少し光軸が曲げられ、第１の受光体２２に入射される。もって、第１の受光体２２は、透明丸管１２内に透明な液体が存在して流下する状態では、受光できて高い電圧の「Ｈ」信号を出力し、透明な液体が存在しない状態では、受光できずに低い電圧の「Ｌ」信号を出力する。
【００１５】
また、遮光型センサ１６にあっては、透明丸管１２内に光を遮断するような不透明な液体が存在していない状態では、図３（ｂ）に示すごとく、第２の光源２６からの光が透明丸管１２の中央部分に照射されてこれを通過し、その通過した光が第２の受光体２８に入射される。そして、透明丸管１２内に不透明な液体が存在して流下する状態では、図３（ｃ）に示すごとく、透明丸管１２の中央部分に照射された第２の光源２６の光が、液体により遮断され、第２の受光体２８に入射されない。もって、第２の受光体２８は、透明丸管１２内に不透明な液体が存在して流下する状態では、受光きずに低い電圧の「Ｌ」信号を出力し、液体が存在しない状態では、受光できて高い電圧の「Ｈ」信号を出力する。
【００１６】
次に、透光型センサ１４の第１の受光体２２から出力される信号と遮光型センサ１６の第２の受光体２８から出力される信号とから、液体の量を演算する回路図の一例を図４を参照して説明する。まず、透光型センサ１４の第１の受光体２２から出力される信号が第１のアンプ３０で増幅されて第１のコンパレーター３２のプラス端子に入力される。この第１のコンパレーター３２のマイナス端子には、第１の比較電圧設定手段３４から適宜に設定された第１の比較電圧が入力される。そこで、第１のコンパレーター３２は、第１のアンプ３０の出力電圧が第１の比較電圧よりも高いときに「Ｈ」信号を出力して、この「Ｈ」信号がＯＲ回路３６の一方の端子に入力される。また、遮光型センサ１６の第２の受光体２８から出力される信号が第２のアンプ３８で増幅されて第２のコンパレーター４０のマイナス端子に入力される。この第２のコンパレーター４０のプラス端子には、第２の比較電圧設定手段４２から適宜に設定された第２の比較電圧が入力される。そこで、第２のコンパレーター４０は、第２のアンプ３８の出力電圧が第２の比較電圧よりも低いときに「Ｈ」信号を出力し、この「Ｈ」信号がＯＲ回路３６の他方の端子に入力される。したがって、透光型センサ１４の第１の受光体２２に光が照射されているとき、すなわち透明丸管１２内を透明な液体が流下している間、または遮光型センサ１６の第２の受光体２８に光が照射されていないとき、すなわち透明丸管１２内を不透明な液体が流下している間に、ＯＲ回路３６からは「Ｈ」信号が出力される。そして、ＯＲ回路３６の出力信号がタイマー４４に与えられて、適宜に０Ｒ回路３６から「Ｈ」信号が出力されている間の時間が測定される。さらに、タイマー４４で測定された時間に応じたデジタル信号が演算装置４６に与えられ、演算装置４６内で予め記憶保存された透明丸管１２内の断面積と演算されて、液体の量が算出される。そして、透光型センサ１４および遮光型センサ１６からピンチバルブ５２の間の透明丸管１２および連通管５０に溜まる液量を、予め測定しておき、この量を算出された液量に加算すればより正確な液量の測定ができる。ここで、液体が半透明な状態で、透光型センサ１４の第１の受光体２２に光が照射されている状態の信号が出力されるように、第１の比較電圧設定手段３４により第１の比較電圧が設定されるとともに、遮光型センサ１６の第２の受光体２８に光が照射されていない状態の信号が出力されるように、第２の比較電圧設定手段４２により第２の比較電圧が設定される。すると、液体が透明な状態から不透明で光を遮断する状態までのいずれの状態にあっても、液体が透明丸管１２内を流下している間は、第１と第２の受光体２２、２８のいずれか一方または双方が、液体が流下していることを示す信号を出力することになる。
【００１７】
なお、透光型センサ１４の第１の受光体２２から出力される信号と遮光型センサ１６の第２の受光体２８から出力される信号とから、液体の量を演算する回路は、図４に示したものに限られない。例えば、第２のアンプ３８の信号をインバータを介して第２のコンパレーター４０のプラス端子に入力し、この第２のコンパレーター４０のマイナス端子に第２の比較電圧設定手段４２から第２の比較電圧が入力されるようにしても良い。
【００１８】
さらに、透光型センサ１４の第１の受光体２２から出力される信号と遮光型センサ１６の第２の受光体２８から出力される信号を、ソフト的に処理して時間を測定することも可能である。図５は、第１の受光体が光を入射している信号を出力しまたは第２の受光体に光が入射していない信号を出力している時間をソフト的に処理して測定し、液体の量を演算する他の回路図の一例である。図６は、図５の回路においてソフト的に処理するフローチャートの一例である。図５において、図４と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１９】
図５において、第１のコンパレーター３２と第２のコンパレーター４０の出力が、ＣＰＵ５４の入力端子１と入力端子２にそれぞれ与えられる。そして、図６に示すごとく、ソフト的な処理が開始されると、まずＣＰＵ５４の入力端子１に入力する信号を判別し（ステップ１）、「Ｈ」信号が与えられたと判別すると、ＣＰＵ５４内部のタイマーのカウントを開始させる（ステップ２）。また、同時に、ＣＰＵ５４の入力端子２に入力する信号を判別し（ステップ３）、「Ｈ」信号が与えられたと判別すると、ＣＰＵ５４内部のタイマーのカウントを開始させる（ステップ２）。すなわち、入力端子１と入力端子２の少なくともいずれか一方に「Ｈ」信号が入力されると、ＣＰＵ５４内部のタイマーのカウントが開始される。そして、このタイマーのカウントが開始された後は、入力端子１に入力された信号を監視し（ステップ４）、入力端子１の信号が「Ｌ」となると、次に入力端子２に入力された信号を監視し（ステップ５）、入力端子２の信号が「Ｌ」となると、ＣＰＵ５４内部のタイマーのカウントを停止させる（ステップ６）。そして、タイマーでカウントされた値から液量の演算がなされて（ステップ７）、ソフト的な処理が終了する。なお、ステップ４とステップ５が行われる順番は逆であっても良い。図５に示す他の回路図の一例にあっては、タイマーでカウントされた値から液量を演算をするのに必要なＣＰＵ５４に組み込まれたタイマーを用いることができ、経済的である。
【００２０】
なお、上記実施例において、測定管としての透明丸管１２に透光型センサ１４と遮光型センサ１６が配設されるが、測定管は丸管に限られず、透明管の両側部分に第１の光源２０から照射された光が透明管内の透明な液体により屈折されてその光軸が第１の受光体２２に入射されれば、楕円形や略四角形など如何なる断面形状であっても良い。また、第１と第２の光源２０、２６がＬＥＤに限られないことは勿論である。また、第１と第２の受光体２２、２８がフォトセルに限られないことも勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の液量測定装置の全体構成の一部切り欠き図である。
【図２】透光型センサを示し、（ａ）は構造を示す横断面図であり、（ｂ）は測定管内に透明な液体が存在しない状態で第１の光源からの光が第１の受光体に入射しないことを示す図であり、（ｃ）は測定管内に透明な液体が存在する状態で第１の光源からの光が第１の受光体に入射することを示す図である。
【図３】遮光型センサを示し、（ａ）は構造を示す横断面図であり、（ｂ）は測定管内に不透明な液体が存在しない状態で第２の光源からの光が第２の受光体に入射することを示す図であり、（ｃ）は測定管内に不透明な液体が存在する状態で第２の光源からの光が第２の受光体に入射しないことを示す図である。
【図４】第１の受光体が光を入射している信号を出力しまたは第２の受光体に光が入射していない信号を出力している時間を測定し、液体の量を演算する回路図の一例である。
【図５】第１の受光体が光を入射している信号を出力しまたは第２の受光体に光が入射していない信号を出力している時間をソフト的に処理して測定し、液体の量を演算する他の回路図の一例である。
【図６】図５の回路においてソフト的に処理するフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  投入容器
１２  透明丸管
１４  透光型センサ
１６  遮光型センサ
１８  第１のホルダー
１８ａ  第１の光阻止部材
２０  第１の光源
２２  第１の受光体
２４  第２のホルダー
２４ａ  第２の光阻止部材
２６  第２の光源
２８  第２の受光体
３０  第１のアンプ
３２  第１のコンパレーター
３４  第１の比較電圧設定手段
３６  ＯＲ回路
３８  第２のアンプ
４０  第２のコンパレーター
４２  第２の比較電圧設定手段
４４  タイマー
４６  演算装置
５０  連通管
５２  ピンチバルブ
５４  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009020043.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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