(57)【要約】本発明は、流体サンプル（２；２’）中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するための分光計（１；１’）を創作しており、この分光計は、光ビーム（４；４’）を発生させるための光源（３；３’）と、光ビーム（４；４’）を受光するための光センサ（５；５’）と、光ビーム（４；４’）のビーム路に流体サンプル（２；２’）を配置可能な測定長（６；６’）とを有し、この測定長（６；６’）は変更可能な形態で設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体サンプル（２；２’）中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するためのバルブレス分光計（１；１’）であって、
光ビーム（４；４’）を発生させるための光源（３；３’）と、
光ビーム（４；４’）を受光するための光センサ（５；５’）と、
光ビーム（４；４’）のビーム路に流体サンプル（２；２’）を配置できる測定長（６；６’）とを有し、
測定長（６；６’）が変更可能な形態で設けられており、
前記分光計が、
測定長（６；６’）を変更するために、光源（３；３’）と光検出器（５；５’）とが互いに相対的に移動可能に設けられていることを特徴とするバルブレス分光計。
【請求項２】
流体サンプル（２；２’）中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するためのバルブレス分光計（１；１’）であって、
光ビーム（４；４’）を発生させるための光源（３；３’）と、
光ビーム（４；４’）を受光するための光センサ（５；５’）と、
光ビーム（４；４’）のビーム路に流体サンプル（２；２’）を配置できる測定長（６；６’）とを有し、
測定長（６；６’）が変更可能な形態で設けられており、
前記分光計が、
ビーム路に配置された光源（３；３’）又は光センサ（５；５’）と光導波路（７；７’）との間に測定長（６；６’）が規定され、測定長（６；６’）を変更するため、光源（３；３’）と光導波路（７；７’）、及び／又は光センサ（５；５’）と光導波路（７；７’）とが互いに相対的に移動可能に設けられていることを特徴とするバルブレス分光計。
【請求項３】
光導波路（７’）が、スリーブ（１５’）中に延びており、測定長（６’）が、光導波路（７’）の一方の面（２３’）とスリーブ（１５’）をシールする末端部（２２’）との間に形成され、かつスリーブ（１５’）と光導波路（７’）とが互いに相対的に移動させることによって変更可能であることを特徴とする請求項２記載の分光計。
【請求項４】
スリーブ（１５’）が、測定長（６’）に流体サンプル（２’）を配置可能にする少なくとも１つの開口部（１９’）を有することを特徴とする請求項３記載の分光計。
【請求項５】
ビーム路に沿って、２つの開口部（１９’）が、互いに間隔をおいてスリーブ（１５’）に設けられていることを特徴とする請求項４記載の分光計。
【請求項６】
光導波路（７’）が分光計（１’）の操作部（１３’）に永久に取り付けられ、及び／又はスリーブ（１５’）が操作部（１３’）の受け入れ領域（２１’）のセクションに延びており、かつ受け入れ領域（２１’）内で移動可能に設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項７】
スリーブ（５’）をシールするスリーブ（１５’）の末端部（２３’）が、レンズ（２４’）及び／又は光センサ（５’）を有することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項８】
光源（３’）が、光導波路（４’）の他方の面（２５’）で光ビーム（４’）と結合することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項９】
光導波路（７’）が、アクリル棒、マクロロン棒、ガラス棒又はガラスファイバーケーブルの形態であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項１０】
第１の光源（３’）及び少なくとも１つの第２の光源（３’）を備えており、選択に応じて、第１又は少なくとも第２の波長又は波長範囲で光ビーム（４’）を発生可能であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項１１】
１又はそれ以上の光源（３’）が、ＬＥＤ（複数）、特にレーザーダイオードの形態であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項１２】
制御器（２７’）を備えており、この制御器が、第１のステップにおいて、１又はそれ以上の光源（３’）及び光センサ（５’）を制御して流体サンプル（２’）の特性を測定し、第２のステップにおいて、前記特性に応じて、分光計（１’）のメモリ（３４’）に記憶されている複数の分析モードのうちの１つを選択し、第３のステップにおいて、選択された分析モードに応じて、１又はそれ以上の光源（３’）及び光センサ（５）を制御することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項１３】
分光計が、携帯式及び／又は商用電源に依存しない形態であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の分光計。
【請求項１４】
容器中の流体の体積を測定するための分光計の使用であって、分光計が、流体サンプル（２；２’）中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するためのバルブレス分光計（１；１’）であって、
光ビーム（４；４’）を発生されるための光源（３；３’）と、
光ビーム（４；４’）を受光するための光センサ（５；５’）と、
光ビーム（４；４’）のビーム路に流体サンプル（２；２’）を配置可能な測定長（６；６’）とを有し、
測定長（６；６’）が変更可能な形態で設けられている分光計の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブレス分光計（kuevettenloses Spektrometer）に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体サンプル中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するための分光計は、一般的に知られている。分光計をベースにした測定方法は、光ビームが流体を透過するとき、光ビームが減衰する（吸光又は消光する）という公知の物理的現象によるものである。この減衰は、検体の濃度と、流体では、光ビームが透過しなければならない測定長とに比例する。この物理的関係は、ランバート−ベールの吸光法則によって示される。
【０００３】
公開された明細書ＤＥ２８３８４９８Ｃ２（特許文献１）に記載されるような公知の分光計は、比較的大きな寸法の装置（又はデバイス）を含み、研究室において固定位置で操作される。公知の分光計を用いて流体サンプル中の検体の濃度を測定するためには、流体サンプルをまずバルブ（又はキュベット）（Kuevette）に入れ、次いで対応する分光計に配置される。
【０００４】
上記の方法では、市販のバルブが固定の測定長を規定する（この測定長は、バルブの平坦で平行な側面によって決定される）という欠点が示されている。しかし、より大きな測定長が必要である場合、例えば、流体サンプル中の検体が非常に低濃度である場合、それに応じて別の寸法（サイズ）のバルブを用いなければならない。このことは、比較的面倒である。さらに、バルブは指との接触で容易に汚れたり、偶然に落として壊しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＤＥ２８３８４９８Ｃ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、改良（又は改善）された分光計、特に、上記のようなバルブの面倒な取り扱いを回避できる分光計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載のバルブレス分光計によって達成される。
【０００８】
従って、流体サンプル中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するためのバルブレス（バルブなしの）分光計が提供され、この分光計は、光ビームを発生させるための光源と、この光ビームを受光するための光センサと、光ビームのビーム路に流体サンプルを配置できる測定長とを有し、この測定長は変更可能な形態で設けられる。
【０００９】
本発明のベースとなる考え方は、バルブを用いることなしに完璧に実施することにあり、同時に、変更可能な測定長を提供することにある。
【００１０】
そのため、バルブの面倒な取り扱いが省かれ、それと同時に流体サンプル中の検体の非常に高い濃度及び低い濃度を測定可能である。
【００１１】
下位の請求項によって、本発明の有利な変更例及びさらなる発展例が与えられる。
【００１２】
本明細書において、「流体」は、液体、気体又はこれらの混合物として理解されるべきである。好ましくは、流体は、固体部分を有することもできる。
【００１３】
好ましくは、本明細書において、「光（又は光線）」は可視光のみならず、例えば、赤外光、ＵＶ又はＸ線放射線も意味する。
【００１４】
本発明による分光計の好ましいさらなる発展例によると、測定長を変更するために、光源と光検出器とは、互いに相対的に（又は相互に関連して）移動可能に設けられる。このようにして、測定長は容易に変更できる。
【００１５】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、ビーム路に配置された光源又は光センサと光導波路との間に測定長が規定され、測定長を変更するために、光源と光導波路、及び／又は光センサと光導波路とは、互いに相対的に移動可能に設けられる。このようにしても、測定長は容易に変更できる。
【００１６】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、光導波路がスリーブ中に延びており、測定長が、光導波路の一方の面とスリーブの末端部との間に形成され、かつスリーブと光導波路とを互いに相対的に移動させることによって変更可能である。従って、測定長は、分光計操作部（以下でより詳細に記載する）に対して静止したままのスリーブ中に光導波路をさらに押し込むことにより、又は上記操作部に対して静止するように設けられる光導波路にスリーブをさらに押しつけることにより変更できる。「面」は、光ビームが入射又は放射する光導波路の端部（Ende）を意味する。
【００１７】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、スリーブは少なくとも１つの開口部を有し、この開口部により測定長に流体サンプルを置く（又は入れる）ことが可能である。このようにして、流体サンプルを測定長に容易に置くことができる。このことは、分光計を浸漬分光計（又は浸漬型分光計）として提供することも容易に可能にする。「浸漬分光計」とは、流体から流体サンプルを取るために、分光計のセクション（又は一部）を流体に浸すことを意味し、このようにして流体から流体サンプルが取得される。
【００１８】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、ビーム路に沿って、スリーブには互いに距離をおいて２つの開口部が設けられている。このようにして大きな測定長を設ける場合、相応して大きな流体サンプルを測定長に比較的速く置くことができる。
【００１９】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、光導波路は、分光計の操作部に永久に取り付けられ；及び／又はスリーブは、操作部の受け入れ領域のセクション中に延びており、かつ受け入れ領域内で移動できるように設けられている。このようにして、分光計は、その操作部を片手で容易に保持でき、作業者は、他方の手で光導波路に対してスリーブを動かすことができるので、測定長を変更できる。指摘すべきことは、このように光導波路に対してスリーブを移動させること、並びに光源と光検出器とを互いに相対的に移動できることが、段階的に（例えば、適切な留め具又は留め具手段（Rasten）によって）、又は連続的に調整可能な形態で提供できることである。
【００２０】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、スリーブの末端部は、レンズ及び／又は光センサを有する。好ましくは、レンズは、測定長の範囲を定め、光導波路の前記の面と向かい合っている。また好ましくは、レンズは、光導波路の前記の面から光を受けて、光センサに集光させる。このことは、光導波路からみて、光センサがレンズの後ろに配置されることを意味する。光センサは、好ましくは光ダイオードの形態である。光ダイオードは、光電効果を利用して光を電流に変換する。
【００２１】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、光源は、光導波路の他方の面で光ビームと結合する。従って、光源は、好ましくは操作部に配置される。
【００２２】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、光導波路は、アクリル棒、マクロロン棒（Macrolonstab）、ガラス棒又はガラスファイバーケーブルの形態である。このようなガラスファイバーケーブルは容易に入手でき、例えば、操作部内において、非直線的な軌道又は経路上で光源に案内できる点で際立つ。
【００２３】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、第１及び第２の光源が設けられるので、選択により第１又は第２の波長／波長範囲で光ビームを発生できる。第１及び第２の波長は、互いに異なっている。波長範囲についても同様である。しかし、波長範囲は重複することがある。濃度測定する流体サンプル又は検体に応じて、適切な測定を実施するために異なる波長又は異なる波長範囲が要求されることは、必要条件となることがある。光ビームを発生させる第１の光源であれ第２の光源であれ、例えば、使用者によって手動で設定できる。あるいは、この設定は、分光計の制御（コントローラ）手段によって自動化できる。特に、第１又は第２の光源は、選択された分析モード（以下でより詳細に説明する）に応じて選択できる。当然のことながら、２よりも多い光源を設けることもできる。好ましくは、１又はそれ以上の光源は、２５０〜５０００ｎｍの波長範囲で、ほぼ単色光を放射する。
【００２４】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、１又はそれ以上の光源は、ＬＥＤ（複数）の形態、特にレーザーダイオードである。レーザーダイオードは、レーザー放射を発生させるＬＥＤである。
【００２５】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、制御器を備えている。制御器は、第１のステップにおいて、１又はそれ以上の光源及び光センサを制御して流動体サンプルの特性を測定し、第２のステップにおいて、その特性に応じて分光計のメモリ中に記憶されている複数の分析モードのうちの１つを選択し、そして第３のステップにおいて、選択された分析モードに応じて１又はそれ以上の光源及び光センサを制御する。ここで、分析モードは、認められた反復可能でかつ比較可能な様式で、流体サンプル中の検体の濃度を測定するための１又はそれ以上の指示又は命令を含んでいる。例えば、これらの指示又は命令は、校正又は使用される光ビームの波長を規定できる。「特性」とは、特に、流体又は流体中の検体の特異吸収スペクトルを意味し、このスペクトルは、「スペクトル指紋（フィンガープリント）」とも称される。
【００２６】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、分光計は携帯式である。このことは、分光計の寸法が、手動（又は人力）で持ち運んで取り扱うことができ、かつ分光計をテーブル（例えば、研究室の作業台又は別の支持台）に接続させる必要がないようなものであることを意味する。
【００２７】
本発明による分光計の他の好ましいさらなる発展例によると、分光計は、商用電源（ＡＣ電源）に依存しない（netzunabhaengig）態様である。このことは、分光計が商用電源（ＡＣ電源）に接続される必要がなく、分光計に内蔵されるエネルギー源を有することを意味する。分光計に内蔵されるエネルギー源は、非充電式電池であってもよいし、充電式電池であってもよい。
【００２８】
さらに、容器中の流体（以下、第１の流体と称する）の体積を決定するための、本発明による分光計の使用が提供される。
【００２９】
「容器（Gefaess）」は、本明細書において、規定された体積の流体を入れるための種々の種類の入れ物であればよいと理解されるべきである。従って、本明細書において、用語「容器」は、種々の種類の収容器又はコンテナ（Behaeltnis）、池の境界（Teichbengrenzung）などを含む。
【００３０】
この目的のために、まず、既知の体積及び既知の濃度の検体を含む第２の流体を容器に入れ、次いで第１の流体と混合する。
【００３１】
次いで、第１及び第２の流体の混合物中の検体の濃度を、分光計を用いて測定する。
【００３２】
次いで、分光計は、混合物中の検体の濃度に基づいて第１の流体の体積を測定する。この目的のために、第２の流体の既知の体積及び第２の流体中の検体の既知の濃度は、あらかじめ分光計に与えられる。第２の流体中の検体の濃度はまた、分光計を用いて測定できる。
【００３３】
さらに、流体サンプル中の検体濃度を決定するための携帯式バルブレス浸漬分光光度計は、以下を備えている：
（ａ）共通の光軸上に配置される光源及び光検出器であって、光源は、異なる波長の光を放射しかつ前記光軸と実質的に平行に配置される複数のダイオード（ＬＥＤ列又はＬＥＤアレイ）からなり、
（ｂ）光検出器によって与えられた測定値に基づいて流動体サンプル中の検体濃度を測定する制御器／分析器、
（ｃ）光源及び光検出器は、歪み抵抗性及び曲げ抵抗性を十分に有する支持システム（又は支持系）上に又はこのシステム中に配置され、光源と光検出器との間には、測定される流体サンプル中に分光光度計を浸漬することにより自動的に充填されるバルブレス測定長を規定し、光源及び／又は光検出器は、ビーム路で互いに相対的に移動でき、そして
（ｄ）この携帯式分光光度計は、商用電源に依存しない電源及び測定結果のためのディジタルディスプレーを備えている。
【００３４】
「流体」は、液体及び気体の上位語である。
【００３５】
光源及び光検出器のための支持システムは、例えば、歪み抵抗性及び曲げ抵抗性を十分に有するプラスチック材料で作製されたレール又はロッドであってもよい。適切なプラスチック材料は、簡単な試験によって決定できる。同じことは支持システムの適切な寸法についても適用される。支持システムの材料の性質と寸法とが互いに影響を及ぼすことは明らかである。例えば、材料が高い曲げ抵抗性を有する場合、その材料で作製された支持レールはより薄くできる。支持システムはまた、例えば、チューブ（管）又はピンの形態であってもよい。その場合には、光源及び光検出器は、例えば、チューブ又はピンの内部に配置することができる。
【００３６】
好ましくは、光源のＬＥＤ（複数）は、２００〜１０００ｎｍ（例えば、２５０〜７５０ｎｍ又は９００ｎｍ）の波長範囲においてほぼ単色光を放射する。気体の測定の場合、測定波長は、１０００〜５０００ｎｍの範囲となることもある。原理的には、個別の測定上の問題に有用な又は所望される全ての測定波長を提供できる。複数の異なるＬＥＤを、例えば、ＬＥＤ（それぞれの発光波長範囲は異なるが部分的に重複することもある）の列又はアレイの形態で含んでもよい。波長範囲は、測定する検体に依存する。適切な波長範囲及び適切な寸法を有するＬＥＤ（複数）又はＬＥＤアレイは、商業的に入手できる。スペクトル光度計は測定のために流体サンプル中に浸漬されるので、光源（例えば、ＬＥＤ又はＬＥＤアレイ）はハウジング内に収容され、このハウジングは、流体による浸透に対して密封され、流体に対して抵抗性を有し、かつ適切な寸法を有する。
【００３７】
光検出器としては、例えば、光ダイオードが使用される。適切な感度、スペクトルバンド幅及び適切な寸法を有する光ダイオードは、商業的に入手できる。スペクトル光度計は、測定のために流体サンプル中に浸漬されるので、光検出器は、ハウジング内に収容され、このハウジングは、流体による浸透に対して密封され、流体に対して抵抗性を有し、かつ適切な寸法を有する。
【００３８】
光源と光検出器との間のビーム路には、エミッタの光を光検出器上に効果的に導くための１又はそれ以上の光学素子が存在する。これらの光学素子を、光学レンズもしくは配列したレンズとして、又は光学ミラーもしくはミラーとレンズとの組み合わせとして提供することができる。
【００３９】
エミッタが放射する光のスペクトル純度を増大させるため、エミッタと光検出器との間のビーム路に狭帯域光学フィルタを存在させることができる。
【００４０】
好ましくは、散乱光又は反射光をフィルタで除去するために、光源と光検出器との間のビーム路にスクリーンを配置する。スクリーンは、光検出器の耐流体ハウジングに内蔵できる。もっとも簡単な場合において、スクリーンは有孔スクリーンを含み、この場合において、光源からの入射光は、選択された波長の光を通す窓（例えば、石英ガラスの窓又はＵＶ透過性プラスチックの窓）を通過する。もし必要であり又は所望するならば、光源はこのようなスクリーンを備えることもできる。
【００４１】
光検出器は、アナログ−ディジタル変換器に接続されており、この変換器は、受け取ったアナログの測定データをディジタル化して、データを電子的に処理できる形式にする。プログラム可能なマイクロプロセッサは、スペクトル光度計の制御（例えば、ＬＥＤ（複数）、アナログ−ディジタル変換器及びディジタルディスプレーの制御）、校正、及び測定結果の分析（例えば、特定の測定波長で測定された吸光及び／又は１又はそれ以上の規定された測定波長で測定された吸光、既知のモル吸光係数並びに流体サンプルの既知の層厚みからの検体濃度の測定）を担う。測定された値は、適切な単位に変換でき、ディジタルディスプレーによって英数字で表示できる。適切なアナログ−ディジタル変換器、ディジタルディスプレー及びプログラム可能なマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ（マイクロ制御器）は商業的に入手できるので、さらなる説明を要しない。
【００４２】
寸法又はサイズが小さく、電源が（例えば、電池を介して）商用電源に依存しないため、スペクトル光度計は、外部での使用、すなわち、研究室外での使用に特に適している。自動分析と関連して、使用が容易であること（流体サンプル中への浸漬による測定）は、例えば、第三世界諸国において廃水を調査するため又はスイミングプールの水を監視するために素人の使用者が用いるのに特に適している。
【００４３】
スペクトル光度計の利点は、光源及び光検出器が０．５〜５ｃｍの範囲においてビーム路中で互いに相対的に移動でき、その結果、０．５〜５ｃｍの層厚みを設定できるということである。例えば、光源及び光検出器は、前記支持システムのレール上を互いに相対的に移動可能である。代わりに、支持システム自体が、例えば、適切な間隔で係止する止め具を備えたスプリング機構を用いて、入れ子式に（伸縮自在に）延長可能又は収納可能であってもよい。チューブ型又はピン型の支持システムでは、所望の層厚みに応じて螺合（ねじ込み）したり緩めたりする適切なスクリューネジを用いることができる。原理的に、設定距離及びそれに伴う層厚みが十分正確に設定でき、かつ止定できるならば、本明細書において特に制限されない。正確に設定された距離は、例えば、通常着色した溶液を使用して、その吸光を測定し、ランバート−ベールの法則を用いて測定値と既知の吸光及び濃度とを比較することによって測定できる。
【００４４】
従って、公知の装置の場合とは異なり、容易に変更可能に（例えば、比較的大きな）層厚みを設定できる。このような設定は、非常に低い測定濃度の場合において望まれるかもしれない。一方、非常に高い測定濃度の場合、より小さな層厚みを容易に設定できる。公知の装置の場合では、外部での使用においてあらゆる不測の事態に備えられるように、異なる層厚みを有する複数のバルブを持ち運ばなければならない。当然のことながら、０．５ｃｍ未満又は５ｃｍより大きな層厚みを設定する可能性もあり、その理由は、原理的には物理的に否定するものは何ら存在しないからである。ここで問題になるのは、唯一、商業的に入手可能なバルブが作れる寸法範囲のみである。
【００４５】
当然のことながら、過度に高濃度に濃縮されたサンプルは、層厚みを低減させる代わりに希釈することもできる。同様に、あまりに低濃度の場合、流体サンプルを通るビーム路を、ミラー系によって拡大することもできる。
【００４６】
携帯式分光光度計は、極めて広範な種々の流体を測定するために適している。流体サンプルは、例えば、気体、液体（例えば、血清などの体液も含む）又はこれらの混合物（例えば、霧又は煙）であってもよい。ある程度まで測定値決定のタイプにより、濁った（不透明な）サンプル水、間隙水、埋立水、廃水、土壌サンプルと肥料との懸濁液などの濁った（不透明な）流体サンプル（すなわち、流体中の固体の薄い懸濁液）を測定することが可能である。好ましくは、携帯式分光光度計は、溶解した水分含有物質（geloesten Wasserinhaltsstoffen）の濃度を測定するために使用される。水サンプルは、例えば、水槽、庭の池又はスイミングプールからのものであってもよい。水の起源に関して制限はない。
【００４７】
携帯式分光光度計を用いて測定できる水分含有物質の例は、酸素、オゾン、塩素（遊離塩素、全塩素）、窒素化合物（全窒素）、カリウム、鉄、亜鉛、重金属、アンモニウム、シアヌル酸、シアニド、尿素、炭酸塩（水の硬度）、過酸化水素、塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩又リン酸塩である。特に、携帯式分光光度計を用いて、水サンプルのｐＨ値を測定することもできる。この目的のために、例えば、フェノールレッドなどの単一成分指示薬と混合するか、又は二成分を混合した指示薬（例えば、ブロモチモールブルー／チモールレッド）と混合し、次いで光度測定する。装置は、使用される指示薬を自動的に認識する。
【００４８】
当然のことながら、比濁計の濁度測定もまた、携帯式分光光度計を用いて行うことができる。
【００４９】
携帯式分光光度計はまた、土壌中の養分をチェックするために農業及び林業において使用できる。
【００５０】
携帯式分光光度計は、気体サンプルを測定するため、例えば、空気中の一酸化炭素、二酸化炭素、水もしくはアルコール又は粉塵の濃度を測定するためにも適している。
【００５１】
水中の多くの検体の光度定量のための適切な規則（例えば、サンプル、標準物質、検出試薬、適切な波長測定などの取得、調製及び取り扱いについて）は、例えば、「Deutsche Einheitsverfahren (DEV) zur Wasseruntersuchung（水質調査用ドイツ公定法）」に記載され、これらは当業者によく知られている。
【００５２】
携帯式分光光度計のさらなる利点は、商業的に入手可能な迅速試験又は光度測定試験との適合性である。ほとんどの任意の検体用（例えば、塩素用など）の迅速試験は、例えば、フルカ（Fluka）社又はメルク（Merck）社から得ることができる。このような迅速試験で供給される校正用の標準物質の測定において、携帯式分光光度計は、使用される測定方法（例えば、適切な測定波長）を、相応してプログラム化されたデータベース（例えば、スペクトル「指紋」として特異吸収スペクトルを含む）を用いて自動的に検出する。選択された測定方法は、携帯式分光光度計のディジタルディスプレー上に表示される。しかし、当然のことながら、使用する測定方法を手動で選択することも可能である。製造業者ごとの基準のばらつきもまた、データベースにおいて考慮され、必要に応じて修正される。
【００５３】
携帯式分光光度計の実施態様は、実質的に以下の構成部品を含む。
【００５４】
・ＬＥＤ（複数）（例えば、ＯＰ２９１Ａ型、ＨＬＭＰ−ＣＭ３６型、Ｌ−７１１３ＵＶＣ型、Ｌ−５３ＳＲＣ−ＤＶ型）のアレイの形態の光源であって、いずれのＬＥＤも、個々に制御できる。電流を制限するために、直列抵抗を各ケースに取り付ける。
【００５５】
・分析回路を有する光ダイオード（例えば、ＦＨ２２９型）の形態の光検出器。光ダイオードは演算増幅器（例えば、ＭＣＰ  ６００１−Ｅ／ＯＴ型）に接続され、このようにして、光ダイオードが発生させる出力電流Ｉphotoを、電流に直線的に比例する電圧Ｕphoto＝Ｉphoto×１００００×Ｖ／Ａに変換する。このようにして得られた電圧は、光ダイオードに入射する光強度に正比例する。電圧Ｕphotoは、１８ビットのデルタシグマアナログ−ディジタル変換器（例えば、ＭＣＰ  ３４２１Ａ０Ｔ−Ｅ／ＯＴ型）に与えられ、それによってディジタル信号に変換される。アナログ−ディジタル変換器はまた、ソフトウェアを介して１倍〜８倍に調節可能な内部増幅を有している。必要に応じて、このようにして測定範囲を調節できる。
【００５６】
・マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ（例えば、ＰＩＣ１８Ｆ１２２０型）であって、このマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラは、ＬＥＤ（複数）及びアナログ−ディジタル変換器の制御を担い、測定の進行を制御し、測定値を、明瞭なテキストでかつ適切な単位に変換してディスプレー上に出力する。
【００５７】
・画面上に測定値を英数字で出力できるディスプレー。
【００５８】
・測定操作において、安定化した５Ｖ電圧を電子機器に供給する昇圧器（例えば、ＸＣ９１１９Ｄ１０ＡＭＲ型）。この装置がスタンバイ状態にあると、ＣＲ２０３２ボタン電池（約３Ｖ、単なる例としての型）の安定化されていない電池電圧を、プロセッサに供給するために使用する。電流を節約するために、スタンバイ状態にあるすべての周辺機器（光ダイオード、アナログ−ディジタル変換器及びディスプレー）の電圧印加を中止又は電源を切断する（stromlos）。
【００５９】
一実施態様において、機械的構成はピン（Stift）に似ており、正面の大部分は、ディスプレーによって占められる。いくつかのボタンによって、測定されるパラメータを設定すること及び測定を開始することを可能にする。
【００６０】
測定セルは、ハウジングの一部である。公知の装置とは異なり、バルブのない（バルブレス）操作のため、携帯式分光光度計の校正は省略できる。その理由は、交換が必要なバルブを用いないからである。
【００６１】
吸収測定のためのＬＥＤアレイ及び光ダイオードは、測定セルの２つの表面（これらの表面は互いに面平行である）にある（位置する）ので、放射は測定体積を直接的に通過し、そして透過光は光ダイオードに入射する。周囲光及び測定セル内で反射されたＬＥＤからの光をスクリーンで除去するために、簡単なスクリーンが設けられる。
【００６２】
測定
調査する溶液中のイオン濃度Ｃ（イオン）を仮定する。
【００６３】
第１のステップにおいて、検出試薬を添加することによって、イオンから着色錯体が形成される。この場合、過剰な検出試薬を溶液に入れ、検出すべきすべてのイオンを着色錯体に完全に変換する。この反応において、反応の平衡は右側にある。
【００６４】
イオン＋検出試薬→着色錯体＋検出試薬
形成された着色物質の量は、イオンの濃度と直線関係にある。
【００６５】
Ｃ（着色物質）＝Ａ×Ｃ（イオン）
形成された着色物質は特徴的な吸収帯を示し、この吸収帯は、どのような検出試薬を使用するかに応じて、赤外線範囲から紫外線範囲にわたる。吸収極大において測定（いわゆるλｍａｘ測定）する必要はない。適切に選択されたＬＥＤの光で照射されるサンプルによって着色物質の吸収を測定でき、ランバート−ベールの法則によって着色物質の濃度及びそれによりイオン濃度も算出できる。
【００６６】
以下に、
Ｉ０は、着色錯体がない場合に光ダイオードによって受光されるＬＥＤの強度であり、
Ｉは、着色錯体がある場合に光ダイオードによって受光されるＬＥＤの強度であり、
ａは、どのくらいの感度で光ダイオードがＬＥＤの光に反応するかを示し、
ｂは、着色物質の特異な吸収挙動を表す
（ａ及びｂは、波長依存性である）であり、
ランバート−ベールの法則
Ｉ／Ｉ０＝−ｅｘｐ（−ｂ×Ｃ（着色物質））
は、イオン濃度の関数として透過光の減少を示す。
【００６７】
仮に、透過度
Ｔ＝Ｉ／Ｉ０
が既知である場合、イオン濃度Ｃ（イオン）は以下から導くことができる：
Ｃ（イオン）＝Ｃ（着色物質）／Ａ＝−１／（Ａ×ｂ）×ｌｎ（Ｔ）
光ダイオードが受光する輝度は、二成分、すなわち、測定するセルを通って放射されるＬＥＤからの光及び雰囲気から側面に照射された光を含んでいる。従って、アナログ−ディジタル変換器が変換する光起電力は、以下のように挙動する：
Ｕphoto＝ａ×（Ｉ（雰囲気）＋Ｉ（ＬＥＤ））
式中、ａは比例定数であり、この比例定数は、ＬＥＤの感度、光学的構成及び光電流の電気的増幅に依存する。
【００６８】
ＬＥＤのスイッチを切った状態での暗測定、
Ｕphoto，dark＝ａ×Ｉ（雰囲気）
及び、ＬＥＤのスイッチを入れた状態での光起電力からこの値を減じることにより、定数ａを除いて、ＬＥＤの見かけの輝度を測定できる。
【００６９】
Ｕphoto−Ｕphoto，dark＝ａ×Ｉ（ＬＥＤ）
→Ｉ（ＬＥＤ）×ａ＝Ｕphoto−Ｕphoto，dark
透過度を決定するために、この測定は２回行わなければならない：１回は、検出試薬をまだ添加していない調査サンプルを測定し、そしてもう１回は、サンプルを試薬と混合して測定する。
【００７０】
試薬を含まない場合にＩ（ＬＥＤ）×ａについて得られた値をＩ０と称し、試薬を含む場合にＩ（ＬＥＤ）×ａについて得られた値をＩと称する。
【００７１】
透過度Ｔ＝Ｉ／Ｉ０の算出において、定数ａは脱落する。
【００７２】
要約すると、
【００７３】
【数１】
2012530255.tif 000003
【００７４】
指摘すべきことは、定数ａは、使用される波長に対する光ダイオードの感度のみならず、サンプルの濁度によって生じるＬＥＤ及び雰囲気光の減少も表すことである。着色物質なしの第１の測定においてＬＥＤの見かけの輝度を測定することによって、この定数を完全に除去でき、わずかに懸濁したサンプルであっても測定することができる。
【００７５】
サンプル中に含まれた着色物質のタイプの測定
様々な異なる色のＬＥＤ（複数）が分光計に組み込まれ（又は内蔵され）ているので、いくつかの点で着色物質の吸収スペクトルをサンプル抽出することが可能である。このようにして得られた点スペクトルは、各色について特異的であり、この点スペクトルとデータベースに保存されたスペクトルとを比較することによって、存在する着色物質を推測でき、そしてその結果、検出すべきイオンも推測できる。従って、手動による検出すべきイオンの入力を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明の一実施態様による分光計を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明の他の実施態様による分光計の平面図を示し、スリーブは部分的に透かして示されている。
【図３】図３は、図２に対応する図を示し、操作部も部分的に透かして示されている。
【図４】図４は、図３の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
本発明は、以下で、実施態様に基づいて、及び添付の図面を参照して、より詳細に説明される。
【００７８】
図面において、特に断りのない限り、同じ参照番号は、同じ又は機能的に等価な構成部品を示す。
【００７９】
図１は、本発明の一実施態様による分光計を概略的に示す。
【００８０】
分光計１は、流体サンプル２中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するためのバルブレス分光計である。
【００８１】
分光計１は、光ビーム４を発生させるための光源３を有する。
【００８２】
分光計１はまた、光ビーム４を受光するための光センサ５を有する。
【００８３】
分光計１はまた、光ビーム４のビーム路中に測定長６を有する。流体サンプル２は、測定長６に配置され、配置された流体サンプル２の体積は、測定長６に基づいて決定される。言い換えると、測定長６は流体サンプル２の層厚みを特定し、光ビーム４は、流体サンプルを透過して、光源３から光センサ５に達しなければならない。
【００８４】
測定長６は、変更可能な形態で設けられており、配置可能な又は配置される流体サンプルの体積を変更する。このようにして、流体サンプル中の非常に低濃度又は非常に高濃度の検体であっても測定できる。例えば、流体サンプル中に非常に低濃度でのみ存在する検体が含まれる場合、測定長６は比較的大きく設けられる。
【００８５】
測定長６を変更することによって、例えば、流体サンプル２の初期体積２ａは、さらなる体積２ｂまで大きくすることができる。体積２ａ及び２ｂは図１に示され、破線のように上下範囲を定められ、そして実線のように左右範囲を定められており、垂直の破線のように、２つの体積２ａ及び２ｂが互いに分けられる。
【００８６】
このとき、測定長６は様々な方法で変更できる：
この実施態様によると、光ビーム４のビーム路に配置される光導波路７が設けられている。測定長６は、光導波路７と光センサ５との間で規定される。従って、測定長６は、光導波路７対して光センサ５を移動させるか又は光センサ５に対して光導波路７を移動させるかのいずれかによって変更できる。
【００８７】
上記に代えて、測定長６を光センサ５と光源３との間で直接的に規定する（すなわち、光導波路７を不要とする）ことも考えられる。次いで、測定長６は、光源３に対して光センサ５を移動させるか又は光センサ５に対して光源３を移動させるかのいずれかによって変更される。
【００８８】
上記の移動は、光ビーム４のビーム路に沿った移動をいう。
【００８９】
また、図１の実施態様において光センサ５及び光源３は交換可能であり、この場合には、測定長６が光源３と光導波路７との間で規定されることを意味する。
【００９０】
従って、記載された分光計１は、序論（背景技術の項）で記載したバルブを完全に有さない。すなわち、とりわけ、検体の濃度測定のためにいかなるバルブも要しない。従って、この分光計はバルブレス分光計１である。
【００９１】
以下に、図１についての説明が同様に適用される分光計１’を、図２〜４に関連づけて記載する。
【００９２】
バルブレス分光計１’は、流体サンプル２’中の少なくとも１つの検体の濃度を測定するために使用される。図２において、流体サンプル２’は、破線のように上下範囲を定められ、２つの実線のように各側面で範囲を定められて示されている。
【００９３】
流体サンプル２’は、気体、液体又はこれらの混合物であってもよい。流体サンプル２は、ある種の固体部分（例えば、粉塵）を含むこともある。
【００９４】
検体は、好ましくは水中に溶解した含有物質が好ましい。このような含有物質の例は、酸素、オゾン、塩素（遊離塩素、全塩素）、窒素化合物（全窒素）、マグネシウム、カルシウム、銅、カリウム、鉄、亜鉛、重金属、アンモニウム、シアヌル酸、シアニド、尿素、炭酸塩（水の硬度）、過酸化水素、塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩又はリン酸塩である。しかし、流体サンプル２’は、同様に、気体、特に空気であってもよい。分光計１’を用いることによって、例えば、空気中の一酸化炭素、二酸化炭素、水分、アルコール、汚濁物、粉塵の濃度を測定できる。例えば、流体サンプル２’は、土壌サンプル又は肥料であってもよい。分光計１’を用いて流体サンプル２’のｐＨ値を測定することも可能である。
【００９５】
流体サンプル２’及び／又は検体によっては、まず過剰の指示薬を流体サンプル２’又は流体２０’の中に添加する必要があるかもしれない。例えば、ｐＨ値を測定するために、流体サンプル２’又は流体２０’は、フェノールレッドと混合されることがある。
【００９６】
分光計１’は、複数の光源３’を有する。図３を参照のこと。光源３’は、好ましくはＬＥＤ（複数）であり、より好ましくはレーザーＬＥＤである。光源３’は、好ましくは２５０〜７５０ｎｍの波長を有するほぼ単色光を放射するように設定される。好ましくは、光源３’は、各々、異なる波長又は異なる波長範囲の光を放射するように設定される。例えば、一方の光源３’を６１０と７５０ｎｍとの間の波長を有する光を放射するように設定でき、他方の光源３’を５９０と６１０ｎｍとの間の波長を有する光を放射するように設定できる。光源３’の選択は、流体サンプル２’及び／又は測定される検体濃度に依存してもよく、以下でより詳細に記載するように、自動的に選択することもできる。
【００９７】
１又はそれ以上の光源３’は、図３において一点短鎖線で示される光ビーム４’を発生させる。複数の光源３’は、ほぼ半円状に配置でき、より好ましくはアレイを形成できる。
【００９８】
分光計１’はまた、光ビーム４’を受光するための光センサ５’を有する。光センサ５’は、入射光ビーム４’を電気信号に変換する。電気信号は、光ビーム４’の入射光度及び／又は波長に依存する。光センサ５は、好ましくは光ダイオードである。
【００９９】
分光計１はまた、光ビーム４’のビーム路に測定長６’を備えた形態を有している。図１に関して上記で説明したように、流体サンプル２’は測定長６’に配置でき、配置可能な流体サンプル２’の体積は測定長６’に基づいて決定される。
【０１００】
測定長６’に配置できる流体サンプル２’の体積を変更するために、測定長６’は変更可能に設けられる。この目的のために、例えば、分光計１は、以下の形態を有している：
光ビーム４’のビーム路に、アクリル棒、マクロロン棒、ガラス棒又はガラスファイバーケーブルの形態の光導波路７’を配置する。
【０１０１】
光導波路７’は、ハウジングの形態で操作部１３’に永久に収容される第１のセクション１２’を有する。光導波路７’はまた、操作部１３’からスリーブ１５’中に延びる第２のセクション１４’を有する。
【０１０２】
スリーブ１５’は、実質的に環状の断面を有する。スリーブ１５’の環状断面の内径は、光導波路７’の円形断面の外径に実質的に対応する。
【０１０３】
スリーブ１５’は、好ましくは、複数の長孔１９’を備えている。図４に示されるように、２つの長孔１９’は、互いに向かい合っていてもよい。また、例えば、光ビーム４’のビーム路に沿って互いに向かい合う二対のこのような長孔１９’を、スリーブ１５’に沿って互いに間隔をおいて設けることもできる。操作部１３’及び／又は光導波路７’に対するスリーブ１５’の位置にかかわらず、一方の長孔１９’は常に測定長６’に接続されており、このことは、流体サンプル２’を流体２０’（例えば、水域）から採取できることを意味する。この実施態様によると、このようなサンプルは、流体２０’に長孔１９’ を浸漬させ、そしてそれにより末端部２２’を有するスリーブ１５’も浸漬させることによって簡単に採取できる。
【０１０４】
スリーブ１５’は、操作部１３’中に延びる第１のセクション１６’を有している。このセクション１６’は、操作部１３’の受け入れ空間２１’に光ビーム４’のビーム路に沿って移動できるように受け入れられている。例えば、セクション１６’は、雄ねじを備えることができ、この雄ねじは、操作部１３’中の対応する雌ねじと螺合又は噛み合っている。上記に代えて、セクション１６’は、外側に留め具を備えることができ、この留め具は、操作部１３’の対応する相手方の留め具と係合又は噛み合わせ、それにより、操作部１３’に対するスリーブ１５’の段階的な移動を可能にする。
【０１０５】
スリーブ１５’の第２のセクション１７’は、操作部１３’から外側に延びており、それにより光導波路７’の第２のセクション１４’を取り囲んでいる。スリーブ１５’の第３のセクション１８’は、スリーブ１５’の第２のセクション１７’に接続され、その周囲の長さで流体サンプル２’の範囲が定められる。次いで、末端部２２’は、第３のセクション１８’に接続されている。末端部２２’は、スリーブ１５’の環状断面に対して耐流体シールを形成している。
【０１０６】
このようにして、測定長６’は、末端部２２’と光導波路７’の面２３’との間で規定される。流体サンプル２’の体積は、末端部２２’及び面２３’によって光ビーム４’のビーム路に沿って範囲が定められ、かつ、前記のスリーブ１５’の第３のセクション１８’によってその周囲の長さで範囲が定められる。
【０１０７】
末端部２２’は光センサ５’を有しており、好ましくは、入射光ビーム４’を光センサ５’上に集光させるレンズ２４’を有している。
【０１０８】
操作部１３’の受け入れ領域２１’の中又は外にスリーブ１５’を移動させることによって測定長６’を設定でき、そのようにして検体の濃度を測定するための要件を容易に調節できる。ここで、自動化様式で、例えば、適切なサーボモータを用いて、スリーブを操作部１３’の中又は外に移動させることも考えられる。
【０１０９】
光導波路７’の他方の面２５’上には、光ビーム４’が結合している。手段２６’は、選択に応じて一方又は他方の光源３’を、光導波路７’に接続して光を伝えるために設けることができる。
【０１１０】
分光計１’はまた、制御器２７’を有し（図４を参照のこと）、この制御器は光源３’を制御する。制御器２７’は、光センサ５’も（例えば、光センサ５’を調整するために）制御する。光センサ５’はまた、発生させた電気信号を制御器２７’に与えられ、制御器２７’は電気信号を分析する。
【０１１１】
分光計１はまた、例えば、測定した検体濃度を表示するため、ディスプレー２８’を伴って設計されている。使用者が制御器２７’を操作可能とするため、ディスプレー２８’上にメニュー選択を表示することもできる。
【０１１２】
分光計１’は、オン／オフボタン３２’に加えて、さらに調整用つまみ（コントローラ）３３’を有していてもよく、この調整用つまみを用いて、ディスプレー２８’のメニュー及び対応する選択を制御可能にする。
【０１１３】
分光計１’はまた、メモリ３４’を有していてもよく、このメモリは、例えば、制御器２７’に内蔵される。メモリ３４’は、種々の分析モードを記憶させることができる。例えば、特定の検体（例えば、酸素）の濃度を測定したい使用者は、メモリ３４’に記憶されている対応する分析モードを、ディスプレー２８’のメニュー選択を用いて選択できる。次いで、制御器２７’は、選択された分析モードに応じて光源３’及び光センサ５’を適切に制御し、適切な分析を実行して、ディスプレー２８’上に表示する。
【０１１４】
さらに、又は上記に代えて、適切な分析モードを自動化様式で選択して、下記のような分析を行うこともできる：第１のステップにおいて、制御器２７’は、複数の光源３’及び光センサ５’を制御して流体サンプル２’の特性を測定する。この特性は、例えば、流体サンプル２’の特異吸収スペクトルである。第２のステップにおいて、制御器２７’は、この特性に応じて、メモリ３４’に記憶された複数の分析モードのうちの１つを選択する。例えば、測定した特性とメモリ３４’に記憶された特性とを比較でき、適切な一致があれば、記憶された特性に関連した分析モードが選択される。次いで、第３のステップにおいて、光源３’及び光センサ５’を、選択された分析モードに応じて制御し、光センサ５’からの信号の適切な分析を行う。
【０１１５】
従って、上記の方法のステップを利用することによって、分光計１は、どのようなタイプ（種類）の流体サンプル２’が含まれているか（例えば、肥料）を自動的に決定でき、次いで、そのサンプルに適した分析モードを選択でき、それにより、流体サンプルについて関連する検体の濃度を測定してディスプレー２８’上に表示する。特に、分析モードに応じて、流体サンプル２’中の特定の検体の濃度を測定するために用いられる特定の光源３’を複数の光源３’の中から選択することができる。
【０１１６】
好ましくは、特に、制御器２７’、ディスプレー２８’、調整用つまみ３２’、３３’及びメモリ３４’は、操作部１３’に内蔵されて収容され、環境の影響（特に、液体及び粉塵）から保護している。
【０１１７】
操作部１３’はまた、エネルギー源３５’を、例えば充電式電池の形態で有しており、このエネルギー源は、電気部品３’、５’、２７’、２８’、３３’及び３４’にエネルギーを供給する。
【０１１８】
さらに、分光計１’は、データ・インタフェース（例えば、ＵＳＢ接続又はＲＳ−２３２接続）を有することができ、分光計１’及び／又はその電気部品３’、５’、２７’、２８’、３３’及び３４’を外部から制御し及び／又はこれらにエネルギーを供給してもよい。
【０１１９】
その結果、容易に手動で持ち運んで取り扱うことを可能にする分光計１’についての構成がもたらされる。従って、分光計１’は、商用電源（ＡＣ電源）から独立してもいる。当然のことながら、商用電源から分光計１’にエネルギーを供給することも同じように考えられる。分光計１’は、例えば、パイプ（管）中の濁度を測定するために、据え置きの（固定された）形態で設けることもできる。分光計１’は、研究室において自動滴定状態のための送信器としても使用できる。
【０１２０】
分光計１’の変更例において、以下の電子部品を伴って設計できる：
・ＬＥＤ（複数）（例えば、ＴＳＡＬ５３００型、ＭＡＲＬ：１０００４１型、ＨＬＭＰ−Ｙ８０１型、ＴＬＳＨ１８０Ｐ型）のアレイの形態の複数の光源３’であって、その各ＬＥＤは、個々に制御できる；電流を制限するために、直列抵抗を各ケースに取り付ける；
・分析回路を有する光ダイオード（例えば、ＯＰ９５０型）の形態の光センサ５’；この光ダイオードは演算増幅器（例えば、ＯＰ０７型）に接続され、このようにして、光ダイオードが発生する出力電流Ｉphotoを、電流に対して直線的に比例する電圧Ｕphoto∝Ｉphotoに変換する；このようにして得られた電圧は、光ダイオードに入射する光強度に正比例する；電圧Ｕphotoは、アナログ−ディジタル変換器（例えば、ＡＤ７４５０型）に与えられ、ディジタル信号に変換される；
・マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ（例えば、ＭＣ９Ｓ０８ＱＧ８ＣＤＴＥ型）の形態の制御器２７’であって、この制御器は、ＬＥＤ（複数）３’及びアナログ−ディジタル変換器の制御を担い、測定の進行を制御し、測定値を明瞭なテキストでかつ適切な単位に変換して、スクリーン形状のディスプレー２８’上に出力する；
・画面上に測定値を英数字で出力できるディスプレー；及び／又は
・測定操作において、安定化した５Ｖ電圧を電子機器に供給する昇圧器（例えば、ＮＣＰ１４００Ａ型）；分光計１がスタンバイ状態にあると、ＣＲ２０３２ボタン電池（約３Ｖ、単なる例としての型）の安定化されていない電池電圧を、プロセッサに供給するために使用する；電流を節約するために、スタンバイ状態にあるすべての周辺機器（光ダイオード、アナログ−ディジタル変換器及びディスプレー）の電圧印加を中止又は電源を切断する。
【０１２１】
分光計１，１’は、容器中の流体の体積を測定するために使用できる。詳細には、池（Teichs）の体積を測定するために、以下の形態を用いてもよい：
まず、１リットルの水の体積を測定する。この水に、カルシウムイオンを含む化合物をティースプーン１杯入れる。次に、分光計１，１’を用いて、この水１リットル中のカルシウムイオンの濃度を測定する；以下、この濃度を第１の濃度と称する。
【０１２２】
次いで、この１リットルの水を池に入れ、カルシウムイオン自身が池中に分布されるまで一定の時間待つ。
【０１２３】
次に、分光計１，１’を用いて、池中のカルシウムイオン濃度を測定する；以下、この濃度を第２の濃度と称する。
【０１２４】
次に、分光計１，１’の規定された分析モードを開始する；第１及び第２の濃度並びに１リットルの水の体積に基づいて、池の体積を測定する。
【０１２５】
従って、とりわけ、池の所有者は、池の体積を容易に測定することができる。
【０１２６】
本発明は、本明細書において好ましい実施態様に基づいて記載されているが、それらに限定されるものではなく、多くの方法において改変できる。
【０１２７】
以下に、本発明のさらなる実施態様を提示する。
【０１２８】
１．流体サンプル中の検体濃度を決定するための携帯式バルブレス浸漬分光光度計であって、以下を有する：
（ａ）共通の光軸上に配置される光源及び光検出器であって、光源は、異なる波長の光を放射し、かつ前記光軸と実質的に平行に配置される複数のダイオード（ＬＥＤアレイ）又はレーザーダイオードからなる光源、
（ｂ）光検出器によって与えられた測定値に基づいて流動体サンプル中の検体濃度を決定する制御器／分析器、
（ｃ）光源及び光検出器は、歪み抵抗性及び曲げ抵抗性を十分に有する支持システム（又は支持系）上に又はこのシステム中に配置され、光源と光検出器との間にバルブレス測定長が規定され、このバルブレス測定長が、測定される流体サンプル中に分光光度計を浸漬することによって自動的に充填され、光源及び／又は光検出器は、ビーム路中で互いに相対的に移動でき、そして
（ｄ）この携帯式分光光度計は、商用電源に依存しない電源及び測定結果のためのディジタルディスプレーを備えている。
【０１２９】
２．ＬＥＤ（複数）が波長２５０〜７５０ｎｍのほぼ単色光を放射することを特徴とする実施態様１記載の携帯式分光光度計。
【０１３０】
３．光検出器が光ダイオードであることを特徴とする実施態様１又は実施態様２のいずれかに記載の携帯式分光光度計。
【０１３１】
４．光源と光検出器との間のビーム路にスクリーンを配置し、散乱光又は反射光をフィルタで除去するすることを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３２】
５．光検出器が、アナログ−ディジタル変換器に接続されていることを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３３】
６．制御器／分析器が、プログラム可能なマイクロプロセッサに基づくことを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３４】
７．マイクロプロセッサが、ＬＥＤ（複数）、アナログ−ディジタル変換器及びディジタルディスプレーの制御を担うことを特徴とする実施態様６記載の携帯式分光光度計。
【０１３５】
８．ディジタルディスプレーが、測定された値を英数字でかつ適切な単位に変換して表示することを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３６】
９．光源及び光検出器が、０．５〜５ｃｍの範囲においてビーム路中に互いに相対的に移動可能であることを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３７】
１０．商用電源に依存しない電源が、電池であることを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３８】
１１．測定される流体サンプルが、気体、液体又はこれらの混合物であることを特徴とする前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計。
【０１３９】
１２．溶解した水分含有物質の濃度を決定するための、前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計の使用。
【０１４０】
１３．溶解した水分含有物質が、酸素、オゾン、塩素（遊離塩素、全塩素）、窒素化合物（全窒素）、マグネシウム、カルシウム、銅、カリウム、鉄、亜鉛、重金属、アンモニウム、シアヌル酸、シアニド、尿素、炭酸塩（水の硬度）、過酸化水素、塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩又はリン酸塩から選択される実施態様１２記載の使用。
【０１４１】
１４．農業及び林業において土壌中の養分をチェックするための、前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計の使用。
【０１４２】
１５．空気中の一酸化炭素、二酸化炭素、水分、アルコール、汚濁物及び粉塵の濃度、土壌サンプルと肥料との懸濁液中の含有物質の濃度を決定するための、前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計の使用。
【０１４３】
１６．技術的に変更した据え置き型の実施態様においても、溶解した水分含有物質の濃度を測定するための、前記実施態様のいずれか一項に記載の携帯式分光光度計の使用。
【０１４４】
携帯式分光光度計について本明細書中に記載されたさらなる発展例及び実施態様は、記載されたバルブレス分光計と同様に適用でき、逆もまた同様である。
【符号の説明】
【０１４５】
１，１’      分光計
２，２’      流体サンプル
２ａ      体積
２ｂ      体積
３      光源
３，３’      光源
４，４’      光ビーム
５，５’      光センサ
６，６’      測定長
７，７’      光導波路
１２’      第１のセクション
１３’      操作部
１４’      第２のセクション
１５’      スリーブ
１６’      第１のセクション
１７’      第２のセクション
１８’      第３のセクション
１９’      長孔
２０’      流体
２１’      受け入れ領域
２２’      末端部
２３’      面
２４’      レンズ
２５’      面
２６’      手段
２７’      制御器
２８’      ディスプレー
３２’      オン／オフボタン
３３’      調整つまみ
３４’      メモリ
３５’      エネルギー源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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