特開 2020-51949 水質計および水質分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-51949(P2020-51949A)

(43)【公開日】2020年4月2日

(54)【発明の名称】水質計および水質分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20200306BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20200306BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/08 A

   G01N37/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-182906(P2018-182906)

(22)【出願日】2018年9月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(71)【出願人】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅野 由花子

(72)【発明者】

【氏名】三宅 亮

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 喜重

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058DA00

2G058EA14

2G058GA06

(57)【要約】

【課題】分析用試薬を移送するためにのみ使用されるポンプを用いず、かつ、分析用試薬の補充や交換を容易に行うことができる水質計およびこれを用いた水質分析方法を提供する。
【解決手段】水質計１０１は、分析ユニット１０３と、試料水１０６が導入される試料水導入口１１８および試料水１０６を分析ユニット１０３に供給する試料水供給コネクタ１１９を筐体１１２に備え、試料水１０６中の測定対象物質を測定する分析用試薬１０７を複数回分析分充填した試薬バッグ１１３を備える試薬ユニット１０２と、を備え、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とは、結合部１２３を介して相互に着脱可能に結合されており、試料水導入口１１８から導入された試料水１０６の圧力で試薬バッグ１１３を加圧し、分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に導入する。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料水と分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部を有する分析ユニットと、
前記試料水が導入される試料水導入口および前記試料水を前記分析ユニットに供給する試料水供給コネクタを筐体に備えるとともに、前記試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬バッグを備える試薬ユニットと、
を備え、
前記試薬ユニットと前記分析ユニットとは、結合部を介して相互に着脱可能に結合されており、
前記試料水導入口から導入された前記試料水の圧力で前記試薬バッグを加圧し、前記分析用試薬を前記分析ユニットに導入することを特徴とする水質計。

【請求項2】

請求項１において、
前記試薬ユニットは、前記分析ユニットに前記分析用試薬を供給する試薬供給コネクタを有し、
前記分析ユニットは、前記試薬供給コネクタから前記分析用試薬が導入される試薬導入コネクタと、前記試料水供給コネクタから前記試料水が導入される試料水導入コネクタと、を有し、
前記試薬導入コネクタおよび前記試料水導入コネクタが、前記混合部に通じていることを特徴とする水質計。

【請求項3】

請求項２において、
前記試薬供給コネクタと前記試薬バッグとの間に、前記分析用試薬の供給量を調節する供給量調節バルブを備えていることを特徴とする水質計。

【請求項4】

請求項２において、
前記試薬導入コネクタと前記混合部との間に、前記分析用試薬の導入量を調節する導入量調節バルブを備えていることを特徴とする水質計。

【請求項5】

請求項１において、
前記試薬バッグを複数個備えていることを特徴とする水質計。

【請求項6】

請求項１において、
前記試薬バッグが、前記試薬ユニット内で折りたたまれていることを特徴とする水質計。

【請求項7】

請求項１において、
前記試薬バッグが、シート状またはフィルム状の材料が貼り合わされたものであることを特徴とする水質計。

【請求項8】

請求項１において、
前記試料水導入口が、導入した前記試料水を分岐させて一部を前記試薬ユニット内に導入するとともに、他の一部を試料水用配管を通じて前記試料水供給コネクタに導入する分岐部を有することを特徴とする水質計。

【請求項9】

請求項１において、
前記混合部および前記反応部が、シート状またはフィルム状の材料が貼り合わされたものであることを特徴とする水質計。

【請求項10】

請求項１において、
前記結合部が、前記試薬ユニットおよび前記分析ユニットのうちの少なくとも一方の所定の位置に設けた磁石を用いていることを特徴とする水質計。

【請求項11】

試料水と分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部を有する分析ユニットと、前記試料水が導入される試料水導入口および前記試料水を前記分析ユニットに供給する試料水供給コネクタを筐体に備えるとともに、前記試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬バッグを備える試薬ユニットと、を備え、前記試薬ユニットと前記分析ユニットとは、結合部を介して相互に着脱可能に結合されている水質計を用いて水質を分析する水質分析方法であり、
前記試料水導入口から導入された前記試料水の圧力で前記試薬バッグを加圧し、前記分析用試薬を前記分析ユニットに導入するとともに、前記試料水導入口から導入された前記試料水を前記分析ユニットに導入する導入工程と、
導入された前記分析用試薬と前記試料水とを前記混合部で混合する混合工程と、
混合した前記溶液を前記反応部で反応させて発色させる反応工程と、
発色させた前記溶液の前記透過度および前記吸光度のうちの少なくとも一方を前記分析部で測定する分析工程と、
を有することを特徴とする水質分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水質計およびこれを用いた水質分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

世界の人口増加、工業化の進展とともに、上水・下水処理、海水から淡水を作る海水淡水化処理、生活排水や工業排水を上水レベルまで処理する再生水処理、造水処理といった水ビジネス事業が注目されている。それとともに、工場や下水処理からの排水や油水分離した後の処理水中に含まれる重金属類、有機化合物（油分）、硝酸・亜硝酸などの検出に代表される水質管理はますます重要となってくる。

【0003】

水中の物質の検出方法として、特定の波長の光による吸収を利用した分光計測が広く行われている。水中の物質の検出に関して、フローインジェクション分析法による自動化が検討されているものの、この手法では測定項目が限られてしまう。そのため、水中の物質の検出は、基本的には特定ラボで特定の従事者による手操作で行われており、検出の自動化や迅速化が課題となっている。

【0004】

一方、近年、マイクロ加工技術などにより作製されたマイクロ流路内で連続的に流体を処理する装置、いわゆるマイクロフローシステムを、分析分野、バイオ分野、医療分野、医薬品や化成品などの合成分野に応用しようとする取り組みが盛んに行われている。

【0005】

マイクロフローシステムにおける特徴として、反応場のサイズの低下に伴い、分子拡散により流体が迅速混合し、流体の体積に対する表面積の効果が相対的に大きくなるとともに、流体の体積に対する熱伝達の効果が相対的に大きくなり、結果の再現性に優れることが挙げられる。従って、従来の手操作（バッチ法）に比べ、検出の自動化や迅速化が期待されている。

【0006】

上記の分析分野への適用に向けたマイクロフローシステムに関しては、これまで様々な開発や検討が行われている。
例えば、特許文献１には、試薬供給装置について、試薬を収納する可撓性のソフトバッグを有する試薬容器と、第１の端部が前記試薬容器のソフトバッグに挿入され、第２の端部が試薬供給先に接続される試薬配管と、を備え、前記ソフトバッグに収納された試薬を前記試薬配管の第１の端部から第２の端部に向けて移送可能なポンプと、を備える旨記載されている。

【0007】

また、例えば、特許文献２には、壁体に囲まれて形成された液体槽の容積を変化させることによって液体を流路に送る送液機構について、壁体の少なくとも一部が変形可能な弾性を有する隔壁で構成されているとともに、隔壁の外面に接する非圧縮性媒質と、前記非圧縮性媒質を収納する容器と、前記非圧縮性媒質に圧力を負荷する圧力発生手段と、を備え、前記非圧縮性媒質が前記隔壁と前記容器とに囲まれた密閉空間に密封されていて、前記圧力が非圧縮性媒質を介して隔壁に負荷されて、隔壁が変形するようになっている旨記載されている。

【0008】

さらに、例えば、非特許文献１には、試料水と試薬（分析用試薬）を反応させるためのマイクロ反応流路と、試料水を一時貯留するために下部に設けられた試料水タンクと、試料水タンク内に懸架された、分析用試薬を内蔵する試薬パック（試薬バッグ）と、が一体化された水質計ユニットが記載されている。当該水質計ユニットにおいて、試薬は、背圧印加の下、制御バルブを一時的に開放することで、マイクロ反応流路の途中から添加される旨記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１７−１８１０３３公報

【特許文献2】特開２００４−２２６２０７公報

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】戦略的創造研究推進事業ＣＲＥＳＴ研究領域「持続可能な水利用を実現する革新的な技術とシステム」研究課題「モデルベースによる水循環系スマート水質モニタリング網構築技術の開発」研究終了報告書、第２０頁、ＵＲＬ：https://www.jst.go.jp/kisoken/crest/research/s-houkoku/sh_h27/JST_1111074_10101620_2015_PER.pdf

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、特許文献１に示された装置のように、試薬を移送するためにのみ使用されるポンプを用いる場合、そのようなポンプを用意するとともに、ポンプの設置場所が必要であり、装置全体を小さくすることが難しく、コスト増大にもつながる。

【0012】

また、特許文献２に示された送液機構では、隔壁の外面に接する非圧縮性媒質と、前記非圧縮性媒質を収納する容器と、前記非圧縮性媒質に圧力を負荷する圧力発生手段を用意する必要がある。圧力発生手段で圧力を発生させるために、ピストンや往復式容積形ポンプ機構等を用いる必要があり、装置全体を小さくすることが難しく、コスト増大にもつながる。

【0013】

さらに、非特許文献１に示された水質計ユニットでは、マイクロ反応流路と、試薬バッグを懸架した試料水タンクと、が一体化されている。そのため、この水質計ユニット内に、具体的には試薬バッグ内に分析用試薬を容易に補充したり、分析用試薬を容易に交換したりすることができない。

【0014】

本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、分析用試薬を移送するためにのみ使用されるポンプを用いず、かつ、分析用試薬の補充や交換を容易に行うことができる水質計およびこれを用いた水質分析方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記課題を解決した本発明に係る水質計は、試料水と分析用試薬とを混合させる混合部、混合した溶液を発色させる反応部、発色した前記溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部を有する分析ユニットと、前記試料水が導入される試料水導入口および前記試料水を前記分析ユニットに供給する試料水供給コネクタを筐体に備えるとともに、前記試料水中の測定対象物質を測定する分析用試薬を複数回分析分充填した試薬バッグを備える試薬ユニットと、を備え、前記試薬ユニットと前記分析ユニットとは、結合部を介して相互に着脱可能に結合されており、前記試料水導入口から導入された前記試料水の圧力で前記試薬バッグを加圧し、前記分析用試薬を前記分析ユニットに導入する。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、分析用試薬を移送するためにのみ使用されるポンプを用いず、かつ、分析用試薬の補充や交換を容易に行うことができる水質計およびこれを用いた水質分析方法を提供することができる。
前記した以外の課題、構成および効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】第１実施形態に係る水質計１０１の構成を説明する概略構成図である。

【図1B】試薬ユニット１０２の一態様を説明する概略構成図である。

【図1C】分析ユニット１０３の一態様を説明する概略構成図である。

【図2A】第２実施形態に係る水質計２０１の構成を説明する概略構成図である。

【図2B】試薬ユニット２０２の一態様を説明する概略構成図である。

【図2C】分析ユニット２０３の一態様を説明する概略構成図である。

【図3】第３実施形態における試薬ユニット３０２の一態様を説明する概略構成図である。

【図4】第４実施形態における試薬ユニット４０２の一態様を説明する概略構成図である。

【図5A】第５実施形態に係る水質計５０１の構成を説明する概略構成図である。

【図5B】試薬ユニット５０２の一態様を説明する概略構成図である。

【図6】第６実施形態における分析ユニット５０３の一態様を説明する概略構成図である。

【図7】本実施形態に係る水質分析方法の内容を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明はこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
本明細書に記載される「〜」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値として有する意味で使用する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的に記載されている上限値または下限値に置き換えてもよい。

【0019】

（水質計１０１）
（第１実施形態）
図１Ａは、第１実施形態に係る水質計１０１の構成を説明する概略構成図である。図１Ｂは、試薬ユニット１０２の一態様を説明する概略構成図である。図１Ｃは、分析ユニット１０３の一態様を説明する概略構成図である。
図１Ａに示すように、水質計１０１は、試薬ユニット１０２と、分析ユニット１０３と、を有している。また、水質計１０１は、通信制御ユニット１０４と、電源ユニット１０５と、を有している。

【0020】

（試薬ユニット１０２）
図１Ｂに示すように、試薬ユニット１０２は、試料水１０６が導入される試料水導入口１１８および試料水１０６中の測定対象物質を測定するための分析用試薬１０７を複数回分析分充填した試薬バッグ１１３を備えている。

【0021】

ここで、試料水１０６としては、例えば、上水、下水、再生水、温調用水、農業用水など水の属性・特性・由来などを問わず様々な水が対象となる。
また、測定対象物質としては、例えば、塩素、二酸化炭素、亜塩素酸ナトリウム、遊離シアン、全シアン、６価クロム、全クロム、鉄、２価鉄、３価鉄、過酸化水素、マンガン、ニッケル、亜硝酸、亜硝酸態窒素、硝酸、硝酸態窒素、鉛、フェノール、全窒素、亜鉛、銅、ほう素、化学的酸素要求量、ホルムアルデヒド、過マンガン酸カリウム量、ヒ素、陰イオン界面活性剤、溶存酸素、アンモニウム、アンモニウム態窒素、りん酸、りん酸態りん、全りん、硫化物（硫化水素）、シリカ、カルシウム、遊離ふっ素、オゾン、塩化物、カリウム、土壌油分、硫酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
分析用試薬１０７は、前記した測定対象物質を測定するために市販されている任意の試薬を用いることができる。

【0022】

試料水導入口１１８から試薬ユニット１０２内に導入される試料水１０６は、任意の手段によって圧力が加えられていることが好ましい。このような任意の手段としては、例えば、チューブポンプ、シリンジポンプ、手動によるシリンジ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクリューポンプなどが挙げられる。また、このような任意の手段としては、例えば、水頭差を用いる送液手段が挙げられるほか、水道管などから分岐させることや、水道管などから分岐させた後にバルブで流量制御して導入することなども挙げられる。

【0023】

図１Ｂに示すように、試薬ユニット１０２は筐体１１２を有しており、筐体１１２の内部に前記した試薬バッグ１１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を備えている。また、試薬ユニット１０２の筐体１１２には、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９が設けられている。
コネクタ１１４は、試薬バッグ１１３と試薬用配管１１５とを接続する。試薬用配管１１５は、コネクタ１１４と供給量調節バルブ１１６とを接続する。供給量調節バルブ１１６は、試薬供給コネクタ１１７と試薬バッグ１１３との間に設けられている。なお、供給量調節バルブ１１６は、例えば、図１Ｂに示すように、試薬供給コネクタ１１７と連接して設けることができる。試薬バッグ１１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６および試薬供給コネクタ１１７は、内部を分析用試薬１０７が通流できるように中空状の通流路が形成されている。

【0024】

試薬ユニット１０２の試薬供給コネクタ１１７は、分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａ（図１Ａ、図１Ｃ参照）と着脱可能、かつこれらの内部を溶液が通流可能に結合される。従って、分析用試薬１０７は、試薬ユニット１０２から、試薬供給コネクタ１１７および試薬導入コネクタ１０３ａを介して、分析ユニット１０３に導入される。

【0025】

試薬ユニット１０２の試料水供給コネクタ１１９は、分析ユニット１０３の試料水導入コネクタ１０３ｂ（図１Ａ、図１Ｃ参照）と着脱可能、かつこれらの内部を溶液が通流可能に結合される。従って、試料水１０６は、試薬ユニット１０２から、試料水供給コネクタ１１９および試料水導入コネクタ１０３ｂを介して、分析ユニット１０３に導入される。なお、試料水１０６は、分析用試薬１０７の導入の有無に関わらず、試料水導入口１１８から連続して導入され、筐体１１２内を満たす。

【0026】

試料水導入口１１８は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、試薬ユニット１０２の底部や側壁の下部に設け、試料水１０６が試薬ユニット１０２の下方から導入されるようにすることが好ましい。また、試料水供給コネクタ１１９は、試薬ユニット１０２の上部に設け、試料水１０６が試薬ユニット１０２内から上向きに導出されるようにすることが好ましい。試料水導入口１１８と試料水供給コネクタ１１９とをこのような態様とすると、試薬ユニット１０２内の試料水１０６に気泡が生じた場合に、試薬ユニット１０２の上方に設けられた試料水供給コネクタ１１９から気泡を除去することができる。そのため、気泡に試料水１０６の圧力が吸収されるおそれがなく、試薬バッグ１１３から分析用試薬１０７を好適に供給できる。なお、本実施形態では、試薬ユニット１０２の内部から外部に気泡を除去するため、例えば、逆止弁などを備えたエア抜き口（図示せず）を試薬ユニット１０２の上部に設けてもよい。また、試料水１０６は、予め脱気処理などをしておいてもよい。

【0027】

試薬供給コネクタ１１７は、試料水供給コネクタ１１９に合わせて、試薬ユニット１０２の上部に設けることが好ましい。また、試薬供給コネクタ１１７と試料水供給コネクタ１１９とは、試薬供給コネクタ１１７から分析用試薬１０７が導出される導出方向と、試料水供給コネクタ１１９から試料水１０６が導出される導出方向とが同じ方向とすることが好ましい。さらに、これらの導出方向と、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３との着脱方向とが同じ方向であることが好ましい。このようにすると、後記するように、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３との着脱を行う際に、試料水供給コネクタ１１９と試料水導入コネクタ１０３ｂとの着脱、および、試薬供給コネクタ１１７と試薬導入コネクタ１０３ａとの着脱をそれぞれ容易に行うことができる。

【0028】

分析用試薬１０７は、試薬バッグ１１３から、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を経た後、試薬供給コネクタ１１７および試薬導入コネクタ１０３ａを介して分析ユニット１０３に導入される。ここで、前記したように、試料水１０６が筐体１１２内に満たされることで、試料水１０６の圧力により試薬バッグ１１３が加圧される。そして、試薬バッグ１１３の先に設置されている供給量調節バルブ１１６を一定時間開放することにより、加圧されている試薬バッグ１１３から一定量（分析１回分）の分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に供給することができる。試薬バッグ１１３に加圧される圧力に対して、供給量調節バルブ１１６の開放時間と分析用試薬１０７の吐出量には相関関係があるため、試薬バッグ１１３内に充填された分析用試薬１０７がなくなる時間が予測できる。

【0029】

試薬バッグ１１３の大きさは、分析用試薬１０７の使用期限や使用量、分析回数に応じて、分析用試薬１０７の劣化、すなわち分析結果への影響が最小限になるように、分析用試薬１０７の充填量に応じて適宜変更される。
試薬バッグ１１３内の分析用試薬１０７は、空気に触れていたり、溶存空気があったりすると、使用中に劣化することが懸念される。分析用試薬１０７内の空気を脱気してから試薬バッグ１１３に充填したり、試薬バッグ１１３に分析用試薬１０７を充填してから窒素などを導入することで分析用試薬１０７内の空気を除去したり、試薬バッグ１１３に充填する際に窒素雰囲気下で行ったりすることで、分析用試薬１０７に触れる空気の量を最小限にすることが可能である。

【0030】

（分析ユニット１０３）
図１Ｃに示すように、分析ユニット１０３は、試料水１０６と分析用試薬１０７とを混合させる混合部１３１、混合した溶液を発色させる反応部１３２、発色した溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定する分析部１３３を有する。分析ユニット１０３は、試料水１０６と分析用試薬１０７を導入して溶液を発色させ、当該溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を測定した後、溶液を処理液１０８として排出する。また、分析ユニット１０３は、前記したように、試薬導入コネクタ１０３ａおよび試料水導入コネクタ１０３ｂを有している。分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａおよび試料水導入コネクタ１０３ｂは、それぞれマイクロ流路１３４により混合部１３１に通じている。

【0031】

分析ユニット１０３は、マイクロフローシステムを用いたものであればよい。つまり、分析ユニット１０３は、前記したマイクロ流路１３４内で試料水１０６と分析用試薬１０７とを混合し、さらに混合した溶液を発色させ、溶液の透過度などを測定する。マイクロ流路１３４でこのような処理を行うためには、マイクロ流路１３４の流路径の代表長さ（つまり、流路の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。特に、試料水１０６と分析用試薬１０７を分子拡散により迅速に混合させるために、流路径の代表長さは数十μｍ〜１ｍｍの範囲が好ましい。このようにすると、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１０８の量を大幅に減らすことができる。なお、マイクロ流路１３４の流路の長さは、測定対象物質と分析用試薬１０７とが混合して反応する時間を考慮して適宜に設定することができる。

【0032】

分析ユニット１０３の分析部１３３は、発色した溶液の透過度および／または吸光度を測定するための光源１３５、分光セル１３６および受光部１３７を有している。光源１３５は、分光セル１３６に向けて所定の波長の光を発光する。分光セル１３６は、発色した溶液を通流させる流路（光路）を有している。分光セル１３６の両端は、光を透過できるように透明となっており、分光セル１３６を通流する溶液に対して、光源１３５から光１３８を入射する。図１Ｃに示すように、分光セル１３６の一端側近傍に前記した光源１３５が配置され、他端側近傍に受光部１３７が配置される。つまり、光源１３５から発光された光１３８は分光セル１３６の一端側から入射され、流路を透過した後、受光部１３７に向けて分光セル１３６の他端側から透過する。受光部１３７は、分光セル１３６を透過した光１３９を受光して透過度などを測定し、そのデータ１１１（図１Ａ参照）を通信制御ユニット１０４に送信する。

【0033】

光路長となる分光セル１３６の長さは、長くするほど測定対象物質を低濃度で含有する溶液でも測定できるようになり、測定精度が上がる。しかしながら、光路長となる分光セル１３６の長さを長くすると、分光セル１３６の内容積が増えて、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１０８の量が増える。従って、分光セル１３６の断面の代表長さ（つまり、分光セル１３６を透過する光路に対して垂直な断面の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。分光セル１３６の長さは１０〜５０ｍｍの範囲が好ましい。

【0034】

（結合部１２３）
試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とは、結合部１２３（図１Ｂ、図１Ｃ参照）を介して相互に着脱可能に結合されている。これは、例えば、試薬ユニット１０２の試薬供給コネクタ１１７および試料水供給コネクタ１１９のそれぞれの近傍に設けられた結合部１２３ａ（図１Ｂ参照）と、分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａおよび試料水導入コネクタ１０３ｂのそれぞれの近傍において、前記した結合部１２３ａと対応する位置に設けられた結合部１２３ｂ（図１Ｃ参照）と、により具現できる。

【0035】

結合部１２３としては、例えば、結合部１２３ａおよび結合部１２３ｂのうちの一方を磁石とし、他方を鉄などの磁性体としたり、双方を互いに引き付け合う磁極の磁石としたりすることが挙げられる。このようにすると、分析用試薬１０７が充填された試薬バッグ１１３を有する試薬ユニット１０２を容易に交換できる。これにより、水質計１０１は、試薬ユニット１０２を取り外して新しい試薬ユニット１０２に交換するだけで分析用試薬１０７の補充や交換を容易に行うことができる。

【0036】

試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３との結合については、試薬ユニット１０２の筐体１１２の所定の位置と、分析ユニット１０３の筐体１０３ｃ（図１Ｃ参照）の所定の位置とに、それぞれ凸部および凹部（いずれも図示せず）を設けて嵌め合い構造を採用することができる。このようにすると、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とを結合する際にこれらの凹部と凸部とを嵌め合わせることによって、より確実な位置決めと結合とを行うことができる。

【0037】

（通信制御ユニット１０４）
通信制御ユニット１０４は、分析ユニット１０３で測定された透過度に関する透過度データおよび吸光度に関する吸光度データのうちの少なくとも一方のデータ１１１を分析ユニット１０３から受信する。また、通信制御ユニット１０４は、外部との信号およびデータ（いずれも図示せず）の送受信を行う。さらに、通信制御ユニット１０４は、試薬ユニット１０２および分析ユニット１０３の制御も行う。さらに、通信制御ユニット１０４は、図示しない各種のポンプの運転や図示しないバルブの開閉、光源１３５の点灯および消灯、受光部１３７からのデータ１１１の受信やこれを受光部１３７から送信させるのに必要な各種制御１１０などを行う。

【0038】

（電源ユニット１０５）
電源ユニット１０５は、バッテリ、交流電源、直流電源などの電源供給用の適宜の手段を備え、試薬ユニット１０２、分析ユニット１０３、通信制御ユニット１０４に電源１０９を供給する。

【0039】

（液体と接する接液部の材質）
以上に説明した試薬ユニット１０２内の筐体１１２、試薬バッグ１１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９などにおいて液体と接する接液部（液体と接する部分や部品）の材質は、試料水１０６、分析用試薬１０７、試料水１０６と分析用試薬１０７との混合およびその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、試料水１０６や分析用試薬１０７の種類に応じて適宜変更することができる。

【0040】

分析ユニット１０３内において液体と接する接液部の材質も、試料水１０６、分析用試薬１０７、試料水１０６と分析用試薬１０７との混合およびその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、試料水１０６や分析用試薬１０７の種類に応じて適宜変更することができる。

【0041】

試薬ユニット１０２内における接液部および分析ユニット１０３内における接液部の材質としては、例えば、シリコーン樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）樹脂、フッ素系樹脂などの各種樹脂や、ステンレス、シリコン、ガラス、３次元プリンタのインクに用いられる各種材料などを用いることができる。３次元プリンタのインクに用いられる各種材料としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳライク樹脂、ＡＳＡ（アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴム）樹脂、ＰＣ−ＡＢＳ（ポリカーボネート−ＡＢＳ）樹脂、ＰＬＡ（ポリ乳酸）樹脂、ＰＰライク樹脂、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）樹脂、ゴムライク樹脂、石膏、ポリアミド樹脂、光硬化性アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＰ樹脂、ワックスなどを挙げることができる。本実施形態においては、前記した接液部は、グラスライニング、金属の表面にニッケルや金などのコーティングをしたもの、シリコンの表面を酸化させたものなど、耐食性を向上させたものを用いてもよい。なお、接液部の材質を全て同一にする必要はなく、加工性やチューブの柔軟性などに応じて適宜変更することができる。

【0042】

（水質計１０１の動作）
以上に説明したように、水質計１０１は、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９および試薬バッグ１１３を備える試薬ユニット１０２と、分析ユニット１０３と、を備えている。そして、水質計１０１の試薬ユニット１０２と、分析ユニット１０３とは、結合部１２３を介して相互に着脱可能に結合されている。

【0043】

このような構成を採用しているため、水質計１０１は、測定対象である試料水１０６を試薬ユニット１０２に導入し、さらにこの試薬ユニット１０２から分析ユニット１０３に導入できる。水質計１０１は、試薬ユニット１０２に導入された試料水１０６の圧力で試薬バッグ１１３を加圧し、試薬バッグ１１３に内包されている分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に導入する。このように、水質計１０１は、試料水１０６および分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に導入するにあたって、分析用試薬を移送するためにのみ使用されるポンプなどを用いない。つまり、水質計１０１は、従来必要であった分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に移送するためにのみ使用されるポンプが不要である。そのため、水質計１０１は、従来よりも低コスト化でき、装置全体のサイズも小さくできる。

【0044】

また、前記したように、水質計１０１は、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とを結合部１２３を介して相互に着脱可能に結合されている。そして、前記したように、試薬ユニット１０２の試薬供給コネクタ１１７は、分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａと着脱可能、かつこれらの内部を溶液が通流可能に結合されている。また、試薬ユニット１０２の試料水供給コネクタ１１９は、分析ユニット１０３の試料水導入コネクタ１０３ｂと着脱可能、かつこれらの内部を溶液が通流可能に結合されている。そのため、水質計１０１は、使用済みの試薬ユニット１０２を取り外して新しい試薬ユニット１０２を取り付けるだけで分析用試薬１０７の補充や交換を容易に行うことができる。

【0045】

なお、水質計１０１では、試薬ユニット１０２が試薬バッグ１１３を備えている。そのため、測定対象物質を変更する場合、水質計１０１では、試薬ユニット１０２を、測定対象物質に応じた分析用試薬１０７を内包する試薬バッグ１１３を備えた試薬ユニット１０２に変更するだけで容易に多種類の測定対象物質に対応できる。

【0046】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る水質計２０１について説明する。
図２Ａは、第２実施形態に係る水質計２０１の構成を説明する概略構成図である。図２Ｂは、試薬ユニット２０２の一態様を説明する概略構成図である。図２Ｃは、分析ユニット２０３の一態様を説明する概略構成図である。
図２Ａに示すように、水質計２０１は、試薬ユニット２０２と、分析ユニット２０３と、を有している。また、水質計２０１は、通信制御ユニット１０４と、電源ユニット１０５と、を有している。

【0047】

図２Ａに示すように、水質計２０１は、試薬ユニット２０２に対する制御（図１の制御１１０参照）や電源（図１の電源１０９参照）の供給が不要である点で第１実施形態に係る水質計１０１とは相違しているが、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。

【0048】

図２Ｂに示すように、試薬ユニット２０２は、筐体１１２を有しており、筐体１１２の内部に前記した試薬バッグ１１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５を備えている。また、試薬ユニット２０２の筐体１１２には、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９が設けられている。図２Ｂに示すように、前記した試薬用配管１１５は、試薬供給コネクタ１１７と接続されている。つまり、図２Ｂに示す試薬ユニット２０２は、分析用試薬１０７を分析ユニット２０３に供給するためのバルブ（図１Ｂに示す供給量調節バルブ１１６に相当するバルブ）を備えていない。

【0049】

そして、第２実施形態に係る水質計２０１は、第１実施形態の図１Ｂに示す試薬ユニット１０２内の供給量調節バルブ１１６に相当する役割を担う導入量調節バルブ２１６を、図２Ｃに示すように、分析ユニット２０３側に備えている。導入量調節バルブ２１６は、分析用試薬１０７の分析ユニット２０３内への導入量を調節するバルブである。導入量調節バルブ２１６は、具体的には、試薬導入コネクタ１０３ａと混合部１３１との間に備えられている。

【0050】

なお、導入量調節バルブ２１６は、供給量調節バルブ１１６と同様の構成とし、制御することができる。そのため、水質計２０１は、第１実施形態において試薬ユニット１０２で行っていた分析用試薬１０７の供給量の制御を分析ユニット２０３で行うことができる。この場合、この導入量調節バルブ２１６は、分析ユニット２０３における試薬導入コネクタ１０３ａと混合部１３１の間に備えることが好ましい。このような態様とすると、導入量調節バルブ２１６が分析ユニット２０３側に備えられていることにより、試薬ユニット２０２に対する制御や電源の供給は不要となる。そのため、水質計２０１は、試薬ユニット２０２を低価格にすることができる。従って、水質計２０１は、試薬ユニット２０２の使い捨てに適したものとなる。

【0051】

なお、この態様の場合、試薬ユニット２０２では、試薬供給コネクタ１１７が開放された状態となるため、分析ユニット２０３と結合するまでは封がされた状態にしておくことが好ましい。また、試薬ユニット２０２を交換する際には、試薬バッグ１１３内などに残存している分析用試薬１０７が試薬供給コネクタ１１７から出てくる可能性があるため、取り外し後に試薬供給コネクタ１１７に封をしてこれを防止することが好ましい。

【0052】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る水質計について説明する。
図３は、第３実施形態における試薬ユニット３０２の一態様を説明する概略構成図である。第３実施形態に係る水質計（図示せず）は、第１実施形態における試薬ユニット１０２（図１Ａおよび図１Ｂ参照）に替えて図３に示す試薬ユニット３０２を備えている点で、第１実施形態に係る水質計１０１と相違しているが、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。

【0053】

図３に示すように、試薬ユニット３０２は、筐体１１２を有している。そして、この筐体１１２の内部には、分析用試薬１０７を複数回分析可能な量充填した、複数の試薬バッグ３１３、連結コネクタ３１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を備えている。また、試薬ユニット３０２の筐体１１２には、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９が設けられている。前記した供給量調節バルブ１１６は、試薬供給コネクタ１１７と試薬バッグ１１３との間に設けられている。また、試薬供給コネクタ１１７が分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａ（図１Ａ参照）と着脱可能に結合され、試料水供給コネクタ１１９が分析ユニット１０３の試料水導入コネクタ１０３ｂ（図１Ａ参照）と着脱可能に結合されている。

【0054】

分析用試薬１０７は、複数の試薬バッグ３１３のうちの少なくとも１つから、試薬バッグ３１３と試薬用配管１１５を接続する連結コネクタ３１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を経て、試薬供給コネクタ１１７から分析ユニット１０３に供給される。ここで、試料水１０６が筐体１１２内を満たすことで、試料水１０６の圧力により複数の試薬バッグ３１３が加圧される。そして、試薬バッグ３１３の先に設置されている供給量調節バルブ１１６を一定時間開放することにより、一定量（分析１回分）の分析用試薬１０７を吐出させることができる。

【0055】

第１実施形態と同様に、試薬バッグ３１３に加圧される圧力に対して、供給量調節バルブ１１６の開放時間と分析用試薬１０７の吐出量には相関関係があるため、試薬バッグ３１３内に充填された分析用試薬１０７がなくなる時間が予測できる。試薬ユニット３０２と分析ユニット１０３は、第１実施形態と同様、結合部１２３により着脱可能に結合されている。そのため、第３実施形態に係る水質計（図示せず）は、使用済みの試薬ユニット３０２を取り外して新しい試薬ユニット３０２を取り付けるだけで分析用試薬１０７の補充や交換を容易に行うことができる。

【0056】

試薬バッグ３１３の大きさは、分析用試薬１０７の使用期限や使用量、分析回数に応じて、分析用試薬１０７の劣化、すなわち分析結果への影響が最小限になるように、分析用試薬１０７の充填量に応じて適宜変更される。さらに、試薬バッグ３１３の数を変更することにより、分析用試薬１０７の充填量の変更が容易である。

【0057】

また、例えば、第３実施形態と第１実施形態とで、筐体１１２と分析用試薬１０７をそれぞれ同じ容積とした場合、第１実施形態に示す例では試薬バッグ１１３を１つ用いているのに対して、第３実施形態に示す例では分析用試薬１０７を複数の試薬バッグ３１３に小分けして収めることになる。そのため、同じ容積の分析用試薬１０７に対する第３実施形態における複数の試薬バッグ３１３の比表面積は、第１実施形態における試薬バッグ１１３の比表面積よりも大きくなる。従って、第３実施形態における複数の試薬バッグ３１３は、試料水１０６による圧力が伝わりやすく、分析ユニット１０３に供給する分析用試薬１０７の量をより精密に制御できる。

【0058】

さらに、本発明では、試料水を用いて試薬バッグを加圧している。そのため、仮に試薬バッグが破損した場合には、試料水が試薬バッグ内に混入してしまい、分析用試薬が試料水と反応するという事態が考えられる。この場合、第１実施形態の例で示すように、試薬ユニット１０２に内包される試薬バッグ１１３が１つの場合には、混入した試料水１０６の量によっては、試薬ユニット１０２内の全ての分析用試薬１０７が使えなくなってしまい、試薬ユニット１０２を交換する必要がある。一方、第３実施形態の例で示すように、試薬ユニット３０２に内包される試薬バッグ３１３が複数ある場合には、仮に１つの試薬バッグ３１３が破損しても、当該破損した試薬バッグ３１３内の分析用試薬１０７が使えなくなるだけであり、他の試薬バッグ３１３内の分析用試薬１０７には問題はない。通常、分析用試薬１０７は、分析結果の安定性の観点から必要量に対して過剰に充填されている。そのため、１つの試薬バッグ３１３が破損して試料水１０６が混入することによる分析用試薬１０７への影響は小さく、試薬ユニット３０２を交換しなくて済む可能性がある。

【0059】

ここで、試薬バッグ３１３の材質は、第１実施形態における試薬バッグ３１３と同様、試料水１０６、分析用試薬１０７、試料水１０６と分析用試薬１０７との混合およびその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、試料水１０６や分析用試薬１０７の種類に応じて適宜変更することができる。

【0060】

また、図３に示す例では、１つの試薬バッグ３１３に対して１つの連結コネクタ３１４を用いており、当該連結コネクタ３１４は相互に連結されている。連結コネクタ３１４は、例えば、一の連結コネクタ３１４の一端を他の連結コネクタ３１４の他端に融着、接着、螺合、嵌め込み等によって連結されている。しかし、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、例えば、複数個の連結コネクタ３１４を一体型コネクタ（図示せず）として成形し、一体型コネクタに必要な数の試薬バッグ３１３を接続してもよい。

【0061】

なお、図３に示す試薬ユニット３０２では、試薬バッグ３１３が５つの場合を図示しているが、試薬バッグ３１３は２つや３つ、４つでもよく、６つ以上であってもよい。

【0062】

（残留塩素の測定）
ここで、ＤＰＤ（ジエチルパラフェニレンジアミン）法に基づき、第３実施形態で説明した試薬ユニット３０２を備えた水質計（図示せず）で残留塩素の測定を行った結果について説明する。
試料水１０６として水道水を用い、分析用試薬１０７としてＤＰＤ試薬を用いた。水道水を容器に貯め、ポンプを稼動させて前記容器に貯めた水道水を吸引して採取し、試料水１０６として試料水導入口１１８に導入した。
試薬バッグ３１３として、１個あたり２．５ｍＬの内容積のバッグを４個用いて、供給量調節バルブ１１６の開放時間を１秒としたところ、その際のＤＰＤ試薬の導入量は１０μＬであった。
マイクロ流路１３４内で水道水とＤＰＤ試薬を混合させ、混合した溶液を発色させた後、分析セルの光路長を１０ｍｍとして発色した溶液を分光計測した。その結果、第３実施形態で説明した試薬ユニット３０２を備えた水質計は、従来の残塩計による値と比べ、±２．５％以内の誤差で計測できることが確認された。

【0063】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る水質計について説明する。
図４は、第４実施形態における試薬ユニット４０２の一態様を説明する概略構成図である。第４実施形態に係る水質計（図示せず）は、第１実施形態における試薬ユニット１０２（図１Ａおよび図１Ｂ参照）に替えて図４に示す試薬ユニット４０２を備えている点で、第１実施形態に係る水質計１０１と相違しているが、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。

【0064】

図４に示すように、試薬ユニット４０２は、筐体１１２を有している。そして、この筐体１１２の内部には、分析用試薬１０７を複数回分析可能な量充填した、折りたたみ構造の試薬バッグ４１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を備えている。また、試薬ユニット４０２の筐体１１２には、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口１１８、試料水供給コネクタ１１９が設けられている。前記した供給量調節バルブ１１６は、試薬供給コネクタ１１７と試薬バッグ１１３との間に設けられている。また、試薬供給コネクタ１１７が分析ユニット１０３の試薬導入コネクタ１０３ａ（図１Ａ参照）と着脱可能に結合され、試料水供給コネクタ１１９が分析ユニット１０３の試料水導入コネクタ１０３ｂ（図１Ａ参照）と着脱可能に結合されている。

【0065】

分析用試薬１０７は、試薬バッグ４１３から、試薬バッグ４１３と試薬用配管１１５を接続するコネクタ１１４、試薬用配管１１５、供給量調節バルブ１１６を経て、試薬供給コネクタ１１７から分析ユニット１０３に供給される。ここで、試料水１０６が筐体１１２内を満たすことで、折りたたまれた試薬バッグ４１３が試料水１０６の圧力により加圧される。そして、試薬バッグ４１３の先に設置されている供給量調節バルブ１１６を一定時間開放することにより、一定量（分析１回分）の分析用試薬１０７を吐出させることができる。

【0066】

第１実施形態と同様に、試薬バッグ４１３に加圧される圧力に対して、供給量調節バルブ１１６の開放時間と分析用試薬１０７の吐出量には相関関係があるため、試薬バッグ４１３内に充填された分析用試薬１０７がなくなる時間が予測できる。試薬ユニット４０２と分析ユニット１０３は、第１実施形態と同様、結合部１２３により着脱可能に結合されている。そのため、第４実施形態に係る水質計（図示せず）は、使用済みの試薬ユニット４０２を取り外して新しい試薬ユニット４０２を取り付けるだけで分析用試薬１０７の補充や交換を容易に行うことができる。

【0067】

試薬バッグ４１３の大きさは、分析用試薬１０７の使用期限や使用量、分析回数に応じて、分析用試薬１０７の劣化、すなわち分析結果への影響が最小限になるように、分析用試薬１０７の充填量に応じて適宜変更される。

【0068】

また、例えば、第４実施形態と第１実施形態とで、筐体１１２と分析用試薬１０７をそれぞれ同じ容積とした場合、第１実施形態に示す例では試薬バッグ１１３を１つ用いているのに対して、第４実施形態に示す例では折りたたみ構造を有する試薬バッグ４１３に分析用試薬１０７を充填している。そのため、同じ容積の分析用試薬１０７に対する第４実施形態における折りたたみ構造を有する試薬バッグ４１３の比表面積は、第１実施形態における試薬バッグ１１３の比表面積よりも大きくなる。従って、第４実施形態における折りたたみ構造を有する試薬バッグ４１３は、試料水１０６による圧力が伝わりやすく、分析ユニット１０３に供給する分析用試薬１０７の量をより精密に制御できる。

【0069】

ここで、試薬バッグ４１３の材質は、試料水１０６、分析用試薬１０７、試料水１０６と分析用試薬１０７との混合およびその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、試料水１０６や分析用試薬１０７の種類に応じて適宜変更することができる。試薬バッグ４１３の材質は、折りたたみ構造を実現するために、薄いシート状（フィルム状）の材料を貼り合わせて作製したものであることが好ましい。試薬バッグ４１３の材質としては、例えば、アクリル樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂などの各種樹脂の樹脂シート（樹脂フイルム）を用いることができる。さらに、試薬バッグ４１３は、例えば、樹脂シート（樹脂フィルム）の表面をアルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミ（アルミナ）で蒸着することにより、ガス遮断性や表面への測定対象物質の付着を防止することができる。なお、本明細書における薄いシートとは、例えば、厚さが１０〜２０００μｍ程度であることをいう。

【0070】

樹脂シート（樹脂フィルム）は、レーザーの強度や波長を変えることにより、接合したり、切断したりすることができる。折りたたみ部分は、部分的に溶着することによって折りたたみやすくすることができる。
また、図４に示す試薬バッグ４１３では蛇行構造となっているが、これに限られるものではなく、蛇腹構造や、花のつぼみのように周囲を中央に向かって折りたたむ構造などとすることができる。試薬バッグ４１３をこれらの折りたたみ構造とすれば、比表面積を増大させることができる。

【0071】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る水質計について説明する。
図５Ａは、第５実施形態に係る水質計５０１の構成を説明する概略構成図である。図５Ｂは、試薬ユニット５０２の一態様を説明する概略構成図である。
図５Ａに示すように、水質計５０１は、試薬ユニット５０２と、分析ユニット１０３と、を有している。また、水質計５０１は、通信制御ユニット１０４と、電源ユニット１０５と、を有している。

【0072】

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、水質計５０１は、試薬ユニット５０２の試料水導入口５１８が分岐部５１８ａを有している点、分岐部５１８ａと試料水供給コネクタ５１９とが試料水用配管５０３で接続されている点、および試薬ユニット５０２が試料水排水口５０４を有している点で第１実施形態に係る水質計１０１とは相違しているが、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。

【0073】

図５Ｂに示すように、試薬ユニット５０２は、筐体１１２を有しており、筐体１１２の内部に前記した試薬バッグ１１３、コネクタ１１４、試薬用配管１１５、導入量調節バルブ１１６を備えている。また、試薬ユニット５０２の筐体１１２には、試薬供給コネクタ１１７、試料水導入口５１８、試料水供給コネクタ５１９、試料水排出口５０４が設けられている。

【0074】

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、試料水導入口５１８の分岐部５１８ａは、導入した試料水１０６を分岐させて一部を試薬ユニット５０２内に導入するとともに、他の一部を試料水用配管５０３を通じて試料水供給コネクタ５１９に導入する。試料水導入口５１８の分岐部５１８ａから試薬ユニット５０２内に導入された試料水１０６は、試料水排出口５０４から排出される。このような態様とすると、試料水供給コネクタ５１９から導入された試料水１０６は、試料水用配管５０３および試料水供給コネクタ５１９を経て直接かつ即時的に分析ユニット１０３に供給される。そのため、水質計５０１は、試料水１０６の成分が急激に変化した場合にも、筐体１１２内の試料水１０６により成分の変化が平準化されることなく、より迅速にその変化を捉えることが可能となる。

【0075】

また、第１〜第４実施形態においては、筐体１１２内の試薬バッグ１１３（３１３、４１３）を加圧するための試料水１０６と、分析ユニット１０３に導入する試料水１０６と、が共通である。そのため、これらの態様では、仮に試薬バッグ１１３が破損した場合には、試料水１０６が試薬バッグ１１３内の分析用試薬１０７の影響を受けてしまい、筐体１１２内の試料水１０６を入れ替える作業が必要となる。一方、第５実施形態に示す態様とすると、供給試料水導入口５１８は、導入した試料水１０６を試薬ユニット５０２内と、試料水供給コネクタ５１９と、に分岐させる。従って、第５実施形態に示す態様では、仮に試薬バッグ１１３が破損した場合であっても、分析ユニット１０３に導入する試料水１０６は影響を受けないため、筐体１１２内の試料水１０６を入れ替える作業を行う必要はなく、そのまま分析を継続することができる。

【0076】

（第６実施形態）
次に、第６実施形態に係る水質計について説明する。
図６は、第６実施形態における分析ユニット６０３の一態様を説明する概略構成図である。第６実施形態に係る水質計（図示せず）は、分析ユニット１０３（図１Ａおよび図１Ｃ参照）に替えて図６に示す分析ユニット６０３を備えている点で、第１実施形態に係る水質計１０１と相違しているが、その他の構成要素は第１実施形態と同様である。

【0077】

図６に示すように、分析ユニット６０３は、筐体１０３ｃ内に分析ユニットシート６１１を備えている。分析ユニットシート６１１は、薄いシート状またはフィルム状の材料を用いたものであり、マイクロ流路６３４にあたる任意の箇所を融着等せずに溶液が通流できるように貼り合わせることにより、混合部６３１および反応部６３２を形成したものである。なお、分析ユニットシート６１１上には、第１実施形態における分光セル１３６と同様の分光セル６３６が取り付けられている。

【0078】

このように、分析ユニット６０３は、試料水１０６、分析用試薬１０７およびそれらが混合して反応した処理液１０８が流れるマイクロ流路６３４および分光セル６３６、分光セル６３６内の溶液を分光計測するための光源６３５および受光部６３７を含んで構成されている。

【0079】

分析ユニット６０３に導入された試料水１０６および分析用試薬１０７は、混合部６３１のマイクロ流路６３４内で混合後、試料水１０６内の測定対象物質と分析用試薬１０７が、反応部６３２のマイクロ流路６３４内で反応することにより発色する。発色した溶液は、分析部６３３の分光セル６３６に導入され、処理液１０８として排出される。

【0080】

分光セル６３６の両端は、第１実施形態における分光セル１３６と同様、光１３８を透過できるように透明となっており、分光セル６３６に導入された溶液に対して、光源６３５から光１３８を入射することができる。分析ユニットシート６１１は、光源６３５を分光セル６３６に臨ませるため、必要に応じて図６に示す光源用切欠き部６３５ａを設けることができる。また、分析ユニットシート６１１は、受光部６３７を分光セル６３６に臨ませるため、必要に応じて図６に示す受光部用切欠き部６３７ａを設けることができる。

【0081】

発色した溶液を通過して得られた光１３９は、受光部６３７により測定することができる。受光部６３７は、透過度に関する透過度データおよび吸光度に関する吸光度データのうちの少なくとも一方のデータ１１１を通信制御ユニット１０４に送信する。

【0082】

マイクロ流路６３４でこのような処理を行うためには、マイクロ流路６３４の流路径の代表長さ（つまり、流路の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。特に、試料水１０６と分析用試薬１０７を分子拡散により迅速に混合させるために、流路径の代表長さは数十μｍ〜１ｍｍの範囲が好ましい。このようにすると、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１０８の量を大幅に減らすことができる。

【0083】

光路長となる分光セル６３６の長さは、長くするほど測定対象物質を低濃度で含有する溶液でも測定できるようになり、測定精度が上がる。しかしながら、光路長となる分光セル６３６の長さを長くすると、分光セル６３６の内容積が増えて、使用する分析用試薬１０７の量、および廃液となる処理液１０８の量が増える。従って、分光セル６３６の断面の代表長さ（つまり、分光セル６３６を透過する光路に対して垂直な断面の幅や直径）は２ｍｍ以下にすることが好ましい。分光セル６３６の長さは１０〜５０ｍｍの範囲が好ましい。

【0084】

ここで、分析ユニット６０３の材質は、試料水１０６、分析用試薬１０７、および試料水１０６と分析用試薬１０７との混合およびその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、試料水１０６や分析用試薬１０７の種類に応じて適宜変更することができる。前記したように、分析ユニットシート６１１は、薄いシート状またはフィルム状の材料を貼り合わせたものである。分析ユニットシート６１１は、例えば、アクリル樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂などの各種樹脂の樹脂シート（樹脂フィルム）を用いて形成することができる。さらに、分析ユニットシート６１１は、樹脂シート（樹脂フィルム）の表面をアルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミ（アルミナ）で蒸着することにより、ガス遮断性や表面への測定対象物質の付着を防止することができる。このような分析ユニットシート６１１は、例えば、流路となる部分にはレーザーを照射せず、その他の部分にレーザーを照射して融着や接着等することにより、マイクロ流路６３４を形成することができる。

【0085】

分光セル６３６の材質は、両端は光を透過できるように透明である必要があるが、その他の部分は光を反射しなければよい。例えば、分光セル６３６の両端に用いるための透明な材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂などの各種樹脂やガラスなどがある。分光セル６３６の両端以外の部分に用いるための材料としては、前記透明な材料のほかに、シリコーン樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）樹脂、フッ素系樹脂、３次元プリンタのインクに用いられる各種材料などを用いることができる。３次元プリンタのインクに用いられる各種材料は、前述したものを用いることができる。
また、光源６３５および受光部６３７については、通常の分光計測に用いられているものを使用することができる。

【0086】

分析ユニット６０３を第１〜第５実施形態のいずれかで説明した試薬ユニット１０２、２０２、３０２、４０２、５０２と組み合わせて使用し、試薬ユニット１０２、２０２、３０２、４０２、５０２を交換するときに、分析ユニット６０３または分析ユニットシート６１１も併せて交換することにより、分析ユニット６０３内の流路表面の汚れや気泡による分析結果への影響を最小限にすることができる。特に、分析ユニットシート６１１を交換すると、分析ユニット６０３内の流路表面の汚れや気泡の問題を簡単かつ低コストで解決することができる。すなわち、本実施形態によれば、分析ユニット６０３内の流路表面に汚れや気泡があるときにこれを解決することができる。

【0087】

（水質分析方法）
次に、本実施形態に係る水質分析方法について説明する。
図７は、本実施形態に係る水質分析方法の内容を説明するフローチャートである。
本実施形態に係る水質分析方法は、前述した第１〜第６実施形態に係る水質計を用いて好適に行うことができる。なお、以下の説明において、水質計の構成や動作などに関しては代表的に第１実施形態を参照することとし、第１実施形態と共通する構成要素については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0088】

本実施形態に係る水質分析方法は、分析ユニット１０３と、試薬ユニット１０２と、を備え、試薬ユニット１０２と分析ユニット１０３とは、結合部１２３を介して相互に着脱可能に結合されている水質計１０１を用いて水質を分析するものである。

【0089】

図７に示すように、本実施形態に係る水質分析方法は、導入工程Ｓ１と、混合工程Ｓ２と、反応工程Ｓ３と、分析工程Ｓ４と、を有する。

【0090】

導入工程Ｓ１は、試料水導入口１１８から導入された試料水１０６の圧力で試薬バッグ１１３を加圧し、分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に導入するとともに、試料水導入口１１８から導入された試料水１０６を分析ユニット１０３に導入する。従って、この導入工程Ｓ１では、従来必要であった分析用試薬１０７を分析ユニット１０３に移送するためにのみ使用されるポンプが不要となる。そのため、本実施形態に係る水質分析方法は、従来よりも低コストで導入工程Ｓ１を行うことができ、また、装置全体のサイズも小さくできる。
次いで行う混合工程Ｓ２は、導入された分析用試薬１０７と試料水１０６とを混合部１３１で混合する。
次いで行う反応工程Ｓ３は、混合した溶液を反応部１３２で反応させて発色させる。
次いで行う分析工程Ｓ４は、発色させた溶液の透過度および吸光度のうちの少なくとも一方を分析部１３３で測定する。

【0091】

前述したように、本実施形態に係る水質分析方法は、前述した第１〜第６実施形態に係る水質計を用いて好適に行うことができる。従って、本実施形態に係る水質分析方法は、導入工程Ｓ１から分析工程Ｓ４までの一連の工程を複数回行い（すなわち、試料水１０６の分析を複数回行い）、分析用試薬１０７の残量がなくなったり、劣化したりした場合に、試薬ユニット１０２を取り外して新しい試薬ユニット１０２に交換するだけで分析用試薬１０７の補充や交換を容易に行うことができる。

【0092】

以上、本発明の一実施形態に係る水質計および水質分析方法について詳細に説明したが本発明の主旨はこれに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、第３〜第５実施形態に示す試薬ユニット３０２、４０２、５０２は供給量調節バルブ１１６を備えているがこれを廃し、当該供給量調節バルブ１１６に相当するバルブを分析ユニット１０３に備えることができる（第２実施形態に示す試薬ユニット２０２、分析ユニット２０３および供給量調節バルブ２１６参照）。

【0093】

また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段、制御手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。
さらに、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【0094】

なお、試料水１０６としては、前記したように、例えば、上水、下水、再生水、温調用水、農業用水など水の属性・特性・由来などを問わず様々な水を対象としている。しかし、本発明では、水の割合が極端に少ない溶液であっても、前記したマイクロ流路１３４内で分析用試薬１０７と混合し、さらに混合した溶液を発色させ、溶液の透過度などを測定することが可能であれば、以上に述べた水質計を適用できる。

【符号の説明】

【0095】

１０１、２０１、５０１ 水質計
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 試薬ユニット
１０３、２０３、６０３ 分析ユニット
１３１、６３１ 混合部
１３２、６３２ 反応部
１３３、６３３ 分析部
１０６ 試料水
１１８、５１８ 試料水導入口
１１９ 試料水供給コネクタ
１１２ 筐体（試薬ユニットの筐体）
１０３ｃ 筐体（分析ユニットの筐体）
１０７ 分析用試薬
１１３、３１３、４１３ 試薬バッグ
１２３、１２３ａ、１２３ｂ 結合部
１１７ 試薬供給コネクタ
１０３ａ 試薬導入コネクタ
１０３ｂ 試料水導入コネクタ
１１６ 供給量調節バルブ
２１６ 導入量調節バルブ
５０３ 試料水用配管
５１８ａ 分岐部
Ｓ１ 導入工程
Ｓ２ 混合工程
Ｓ３ 反応工程
Ｓ４ 分析工程

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】