(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】P2022183911
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】インラインｐＨセンサ
(51)【国際特許分類】
G01N 27/30 20060101AFI20221206BHJP
G01N 27/36 20060101ALI20221206BHJP
G01N 27/416 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
G01N27/30 315B
G01N27/36 Z
G01N27/416 353Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021091435
(22)【出願日】2021-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】吉田 大哲
(72)【発明者】
【氏名】名木野 俊文
(57)【要約】
【課題】内部の圧力が高い流路内のｐＨの連続測定を可能とするインラインｐＨセンサを提供する。
【解決手段】ｐＨセンサは、ｐＨに応答するガラス電極部と、ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、被検液が流れる主配管部３と、ガラス電極部と主配管部とに接続された流体導入部と、を有し、ガラス電極部は、流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、第一貯蓄部と、第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極及びガラス膜部と、を備え、第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を第一圧力伝達部によって調整することで、ガラス膜部を隔てた第一貯蓄部と主配管との圧力差を制御し、比較電極部は、流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、第二貯蓄部と、第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極及び液絡部と、を備え、第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を第二圧力伝達部によって調整し、液絡部を隔てた第二貯蓄部と主配管部との圧力差を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】ｐＨセンサは、ｐＨに応答するガラス電極部と、ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、被検液が流れる主配管部３と、ガラス電極部と主配管部とに接続された流体導入部と、を有し、ガラス電極部は、流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、第一貯蓄部と、第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極及びガラス膜部と、を備え、第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を第一圧力伝達部によって調整することで、ガラス膜部を隔てた第一貯蓄部と主配管との圧力差を制御し、比較電極部は、流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、第二貯蓄部と、第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極及び液絡部と、を備え、第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を第二圧力伝達部によって調整し、液絡部を隔てた第二貯蓄部と主配管部との圧力差を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｐＨに応答するガラス電極部と、
前記ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、
被検液が流れる主配管部と、
前記ガラス電極部と前記主配管部とに接続された流体導入部と、
を有し、
前記ガラス電極部は、
前記流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、
第一貯蓄部と、
前記第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極１ｃおよびガラス膜部と、
を備えており、
前記第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を前記第一圧力伝達部によって調整することで、前記ガラス膜部を隔てた前記第一貯蓄部と前記主配管部との圧力差を制御し、
前記比較電極部は、
前記流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、
第二貯蓄部と、
前記第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極２ｃおよび液絡部と、
を備えており、
前記第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を前記第二圧力伝達部によって調整し、前記液絡部を隔てた前記第二貯蓄部と前記主配管部との圧力差を制御する、ｐＨセンサ。
前記ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、
被検液が流れる主配管部と、
前記ガラス電極部と前記主配管部とに接続された流体導入部と、
を有し、
前記ガラス電極部は、
前記流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、
第一貯蓄部と、
前記第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極１ｃおよびガラス膜部と、
を備えており、
前記第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を前記第一圧力伝達部によって調整することで、前記ガラス膜部を隔てた前記第一貯蓄部と前記主配管部との圧力差を制御し、
前記比較電極部は、
前記流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、
第二貯蓄部と、
前記第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極２ｃおよび液絡部と、
を備えており、
前記第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を前記第二圧力伝達部によって調整し、前記液絡部を隔てた前記第二貯蓄部と前記主配管部との圧力差を制御する、ｐＨセンサ。
【請求項2】
前記第二貯蓄部、前記流体導入部のいずれか一方、もしくはその両方が前記液絡部の垂直方向に対して上側に構成される、請求項１に記載のｐＨセンサ。
【請求項3】
前記第一圧力伝達部と前記流体導入部とを接続する第一接続部、前記第二圧力伝達部と前記流体導入部とを接続する第二接続部、前記流体導入部と前記主配管部とを接続する第三接続部７、前記主配管部と前記ガラス膜部とを接続する第四接続部、および前記主配管部と前記液絡部とを接続する第五接続部、のいずれかを備え、それぞれが脱着可能である、請求項１又は２に記載のｐＨセンサ。
【請求項4】
前記ガラス膜部の厚さが０．３ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載のｐＨセンサ。
【請求項5】
前記液絡部は、孔径０．１μｍ以上、５０μｍ以下の多孔質材料を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のｐＨセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配管および流路内のｐＨ測定に用いられるインラインｐＨセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
ｐＨ測定をする際、ｐＨに応じて電位が変化するガラス電極と、その相対電位を測定するための比較電極とを被検液に接触させ、その電位差を測定することによって被検液のｐＨを測定する。比較電極では被検液と電極との電気的な接触を保つために、比較電極の内部の緩衝溶液が液絡部から被検液にわずかに流出することが理想的である。
【0003】
配管内の流体のｐＨを測定する方法として、配管から流体を少量ずつ抜き取り、ｐＨを測定する方法が考えられるが、配管内の流量で流体の化学反応や生産性を制御している場合、配管からの流体の抜き取りは好ましくない。特に、マイクロフロー合成と呼ばれる合成手法においては、少量の流体抜き取りであっても、合成プロセスへの悪影響が懸念される。
【0004】
従来の配管中の流体の連続ｐＨ測定を行う方法として、特許文献１に示すようなｐＨセンサがある。特許文献１には、流体を利用して比較電極内の緩衝溶液に圧力を印加することで、比較電極内の緩衝溶液を被検液に安定して流出させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－２７９２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、前記従来の構成では、流路幅や流速などに起因する圧力損失によって、流路内の圧力が大きくなる場合がある。また、水熱合成等の手法を用いるために流路内の圧力を意図的に上昇させる場合、ガラス電極を構成しているガラス膜部が割れてしまうため、流路内部でｐＨ測定を実施出来ないという課題を有している。
【0007】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、内部の圧力が高い流路内のｐＨの連続測定を可能とするインラインｐＨセンサ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、本発明に係るインラインｐＨセンサは、ｐＨに応答するガラス電極部と、ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、被検液が流れる主配管部と、ガラス電極部と主配管部とに接続された流体導入部と、を有し、ガラス電極部は、流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、第一貯蓄部と、第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極およびガラス膜部と、を備えており、第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を第一圧力伝達部によって調整することで、ガラス膜部を隔てた第一貯蓄部と主配管部との圧力差を制御し、比較電極部は、流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、第二貯蓄部と、第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極および液絡部と、を備えており、第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を第二圧力伝達部によって調整し、液絡部を隔てた第二貯蓄部と主配管部との圧力差を制御する。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明に係るインラインｐＨセンサによれば、主配管部の内部の圧力に応じて、第一貯蓄部内部の圧力を変化させ、ガラス膜部を隔てた第一貯蓄部と主配管部との圧力差を小さくできる。これにより、ガラス膜部の破損を防ぎ、主配管部の内部に圧力が印加されている場合における被検液の連続ｐＨ測定を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１に係るインラインｐＨセンサの断面構造を示す模式的構造断面図である。
【図2】実施例におけるｐＨ測定結果を示した図である。
【図3】比較例１－２におけるｐＨ測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
第１の態様に係るｐＨセンサは、に係るインラインｐＨセンサは、ｐＨに応答するガラス電極部と、ガラス電極部との相対電位を測定する比較電極部と、被検液が流れる主配管部と、ガラス電極部と主配管部とに接続された流体導入部と、を有し、ガラス電極部は、流体導入部に接続されている第一圧力伝達部と、第一貯蓄部と、第一貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第一電極およびガラス膜部と、を備えており、第一貯蓄部の内部は電解質溶液で充填され、内部圧力を第一圧力伝達部によって調整することで、ガラス膜部を隔てた第一貯蓄部と主配管部との圧力差を制御し、比較電極部は、流体導入部に接続されている第二圧力伝達部と、第二貯蓄部と、第二貯蓄部の内部と外部とを電気的に接続する第二電極および液絡部と、を備えており、第二貯蓄部の内部は緩衝溶液で充填され、内部圧力を第二圧力伝達部によって調整し、液絡部を隔てた第二貯蓄部と主配管部との圧力差を制御する。
【0012】
第２の態様に係るｐＨセンサは、上記第１の態様において、第二貯蓄部、流体導入部のいずれか一方、もしくはその両方が液絡部の垂直方向に対して上側に構成されてもよい。
【0013】
第３の態様に係るｐＨセンサは、上記第１又は第２の態様において、第一圧力伝達部１ａと流体導入部とを接続する第一接続部、第二圧力伝達部と流体導入部とを接続する第二接続部、流体導入部と主配管部とを接続する第三接続部、主配管部とガラス膜部とを接続する第四接続部、および主配管部と液絡部とを接続する第五接続部、のいずれかを備え、それぞれが脱着可能であってもよい。
【0014】
第４の態様に係るｐＨセンサは、上記第１から第３のいずれかの態様において、ガラス膜部の厚さが０．３ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であってもよい。
【0015】
第５の態様に係るｐＨセンサは、上記第１から第４のいずれかの態様において、液絡部２ｄが孔径０．１μｍ以上、５０μｍ以下の多孔質材料を有してもよい。
【0016】
以下、実施の形態に係るインラインｐＨセンサについて、添付図面を参照しながら説明する。
【0017】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るインラインｐＨセンサ１０の模式的断面図を図１に示す。このインラインｐＨセンサ１０は、ｐＨに応答するガラス電極部１と、ガラス電極部１との相対電位を測定する比較電極部２と、被検液が流れる主配管部３と、ガラス電極部１と主配管部３とに接続された流体導入部４と、を有する。ガラス電極部１と比較電極部２とが主配管部３に接続され、流体導入部４がガラス電極部１と主配管部３に接続されて構成されている。
実施の形態１に係るインラインｐＨセンサ１０の模式的断面図を図１に示す。このインラインｐＨセンサ１０は、ｐＨに応答するガラス電極部１と、ガラス電極部１との相対電位を測定する比較電極部２と、被検液が流れる主配管部３と、ガラス電極部１と主配管部３とに接続された流体導入部４と、を有する。ガラス電極部１と比較電極部２とが主配管部３に接続され、流体導入部４がガラス電極部１と主配管部３に接続されて構成されている。
【0018】
また、ガラス電極部１は、ガラス膜部１ｄ、第一電極１ｃ、第一貯蓄部１ｂ、および第一圧力伝達部１ａを備える。ガラス膜部１ｄを隔てて第一貯蓄部１ｂの一部が主配管部３と接続し、第一圧力伝達部１ａを隔てて第一貯蓄部１ｂの一部と流体導入部４が接続され、第一電極１ｃが第一貯蓄部１ｂの内部と外部を導通させるように構成されている。また、第一貯蓄部１ｂ内部には電解質溶液１ｅが充填されている。
【0019】
また、比較電極部２は、被検液のｐＨに依存せずに一定の電位を示すものであればよい。圧力が印加されている主配管部３の内部の被検液のｐＨをより安定に測定するため、比較電極部２は、液絡部２ｄ、第二貯蓄部２ｂ、第二電極２ｃおよび第二圧力伝達部２ａを備える。液絡部２ｄを隔てて第二貯蓄部２ｂの一部が主配管部３と接続し、第二圧力伝達部２ａを隔てて第二貯蓄部２ｂの一部と流体導入部４が接続され、第二電極２ｃが第二貯蓄部２ｂの内部と外部を導通させるように構成されている。また、第二貯蓄部２ｂ内部には緩衝溶液２ｅが充填されている。
【0020】
このインラインｐＨセンサ１０によれば、主配管部３の内部の圧力に応じて、第一貯蓄部１ｂ内部の圧力を変化させ、ガラス膜部１ｄを隔てた第一貯蓄部１ｂと主配管部３との圧力差を小さくできる。これにより、ガラス膜部１ｄの破損を防ぎ、主配管部３の内部に圧力が印加されている場合における被検液の連続ｐＨ測定を実施することが可能となる。
【0021】
以下に、このインラインｐＨセンサ１０を構成する各部材について説明する。
【0022】
＜ガラス膜部＞
ガラス膜部１ｄは、ガラス膜部１ｄの電位が被検液の水素イオン濃度に対して変化する特性を有していればよく、例えば、リチウムイオンやナトリウムイオンなどの金属イオンを有するガラスで構成される。ガラス膜部１ｄの厚みは、ガラス膜部１ｄの取り付けを容易にする観点から０．３ｍｍ以上が好ましく、また、ガラス膜部１ｄの電位をより高感度で測定する観点からガラス膜部１ｄの厚みは２ｍｍ以下である事が好ましい。
ガラス膜部１ｄは、ガラス膜部１ｄの電位が被検液の水素イオン濃度に対して変化する特性を有していればよく、例えば、リチウムイオンやナトリウムイオンなどの金属イオンを有するガラスで構成される。ガラス膜部１ｄの厚みは、ガラス膜部１ｄの取り付けを容易にする観点から０．３ｍｍ以上が好ましく、また、ガラス膜部１ｄの電位をより高感度で測定する観点からガラス膜部１ｄの厚みは２ｍｍ以下である事が好ましい。
【0023】
＜第一貯蓄部＞
第一貯蓄部１ｂとしてはガラス膜部１ｄよりも電気抵抗が大きい材質であり、また主配管部３に印加されている圧力と同等の耐圧性を有するものであればよく、耐圧ガラスやＰＥＥＫ樹脂などを用いることが出来る。また、ガラス膜部１ｄの電位を測定するため、内部には塩化カリウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液等の電解質溶液１ｅを充填して用いることができる。
第一貯蓄部１ｂとしてはガラス膜部１ｄよりも電気抵抗が大きい材質であり、また主配管部３に印加されている圧力と同等の耐圧性を有するものであればよく、耐圧ガラスやＰＥＥＫ樹脂などを用いることが出来る。また、ガラス膜部１ｄの電位を測定するため、内部には塩化カリウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液等の電解質溶液１ｅを充填して用いることができる。
【0024】
＜第一電極＞
第一電極１ｃは、ガラス膜部１ｄの電位を測定できるものであればよい。電位の安定性などの観点から、第一貯蓄部１ｂ内部の電解質の種類に応じて、銀／塩化銀電極やカロメル電極を用いることが好ましい。
第一電極１ｃは、ガラス膜部１ｄの電位を測定できるものであればよい。電位の安定性などの観点から、第一貯蓄部１ｂ内部の電解質の種類に応じて、銀／塩化銀電極やカロメル電極を用いることが好ましい。
【0025】
＜第一圧力伝達部＞
第一圧力伝達部１ａは、流体導入部４を通じて主配管部３の圧力を第一貯蓄部１ｂの内部に伝達出来ればよい。また、圧力センサ等によって圧力を検知し、その圧力をフィードバックして第一貯蓄部１ｂに圧力を印加してもよい。なお、圧力応答性や過剰な圧力印加によってガラス膜部１ｄが破損するのを防止する観点から、ダイヤフラム膜やピストン、もしくはシリンジのガスケット部を用いることにより第一貯蓄部１ｂに直接圧力を伝達することが好ましい。
第一圧力伝達部１ａは、流体導入部４を通じて主配管部３の圧力を第一貯蓄部１ｂの内部に伝達出来ればよい。また、圧力センサ等によって圧力を検知し、その圧力をフィードバックして第一貯蓄部１ｂに圧力を印加してもよい。なお、圧力応答性や過剰な圧力印加によってガラス膜部１ｄが破損するのを防止する観点から、ダイヤフラム膜やピストン、もしくはシリンジのガスケット部を用いることにより第一貯蓄部１ｂに直接圧力を伝達することが好ましい。
【0026】
＜液絡部＞
液絡部２ｄは、第二貯蓄部２ｂに蓄えられている緩衝溶液２ｅが液絡部２ｄを通過して主配管部３へ流出し、被検液と第二電極２ｃが電気的に接続されればよく、セラミックスやステンレスの多孔質物質を用いることが可能である。多孔質材料の孔径が大きすぎる場合、第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅが主配管部３に過剰流出し、被検液を緩衝溶液２ｅで汚染してしまうため、被検液の正確なｐＨを測定することが不能となる。一方で多孔質材料の孔径が小さすぎる場合、十分に第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅが主配管部３へ流出せず、第二電極２ｃと被検液の電気的な接続が出来ないため、被検液の実際のｐＨと測定したｐＨに差異が生じてしまう。よって多孔質材料の孔径は０．１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
液絡部２ｄは、第二貯蓄部２ｂに蓄えられている緩衝溶液２ｅが液絡部２ｄを通過して主配管部３へ流出し、被検液と第二電極２ｃが電気的に接続されればよく、セラミックスやステンレスの多孔質物質を用いることが可能である。多孔質材料の孔径が大きすぎる場合、第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅが主配管部３に過剰流出し、被検液を緩衝溶液２ｅで汚染してしまうため、被検液の正確なｐＨを測定することが不能となる。一方で多孔質材料の孔径が小さすぎる場合、十分に第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅが主配管部３へ流出せず、第二電極２ｃと被検液の電気的な接続が出来ないため、被検液の実際のｐＨと測定したｐＨに差異が生じてしまう。よって多孔質材料の孔径は０．１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
【0027】
＜第二電極＞
第二電極２ｃは、導電性のものであれば良く、電位の安定性の観点から、第二貯蓄部２ｂ内の緩衝溶液２ｅの種類に応じて銀/塩化銀電極やカロメル電極などを用いることが好ましい。
第二電極２ｃは、導電性のものであれば良く、電位の安定性の観点から、第二貯蓄部２ｂ内の緩衝溶液２ｅの種類に応じて銀/塩化銀電極やカロメル電極などを用いることが好ましい。
【0028】
＜第二貯蓄部＞
第二貯蓄部２ｂは、主配管部３に印加されている圧力と同等の耐圧性を有するものであれば良く、耐圧ガラスやＰＥＥＫ樹脂などを用いる事が可能である。また、内部は緩衝溶液２ｅで満たされており、第二電極２ｃや被検液の種類に応じて塩化カリウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液を用いることが可能である。また、被検液が液絡部２ｄを通じて主配管部３から第二貯蓄部２ｂに逆流するのを防ぎ、緩衝溶液２ｅを安定して主配管部３に流出させる観点から、第二貯蓄部２ｂが前記液絡部２ｄの垂直方向に対して上側に構成されていることが好ましい。
第二貯蓄部２ｂは、主配管部３に印加されている圧力と同等の耐圧性を有するものであれば良く、耐圧ガラスやＰＥＥＫ樹脂などを用いる事が可能である。また、内部は緩衝溶液２ｅで満たされており、第二電極２ｃや被検液の種類に応じて塩化カリウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液を用いることが可能である。また、被検液が液絡部２ｄを通じて主配管部３から第二貯蓄部２ｂに逆流するのを防ぎ、緩衝溶液２ｅを安定して主配管部３に流出させる観点から、第二貯蓄部２ｂが前記液絡部２ｄの垂直方向に対して上側に構成されていることが好ましい。
【0029】
＜第二圧力伝達部＞
第二圧力伝達部２ａは、流体導入部４を通じて主配管部３の圧力を第二貯蓄部２ｂの内部に伝達出来ればよく、圧力センサ等によって圧力を検知し、その圧力をフィードバックして第二貯蓄部２ｂに圧力を印加してもよいが、圧力応答性や過剰な圧力印加によって液絡部２ｄが破損するのを防止する観点から、ダイヤフラム膜やピストン、もしくはシリンジのガスケット部を用いることにより第二貯蓄部２ｂに直接圧力を伝達することが好ましい。
第二圧力伝達部２ａは、流体導入部４を通じて主配管部３の圧力を第二貯蓄部２ｂの内部に伝達出来ればよく、圧力センサ等によって圧力を検知し、その圧力をフィードバックして第二貯蓄部２ｂに圧力を印加してもよいが、圧力応答性や過剰な圧力印加によって液絡部２ｄが破損するのを防止する観点から、ダイヤフラム膜やピストン、もしくはシリンジのガスケット部を用いることにより第二貯蓄部２ｂに直接圧力を伝達することが好ましい。
【0030】
＜主配管部＞
主配管部３は、被検液を導入することが出来ればよく、円筒状の配管や矩形状の溝を加工したプレートを密着させて流路を形成させたものを用いることが出来る。
主配管部３は、被検液を導入することが出来ればよく、円筒状の配管や矩形状の溝を加工したプレートを密着させて流路を形成させたものを用いることが出来る。
【0031】
＜流体導入部＞
流体導入部４は、主配管部３の被検液の圧力を第一圧力伝達部１ａに伝達できればよく、円筒状の配管や矩形状の溝を加工したプレートを密着させて流路を形成したものなどを用いることが出来る。流体導入部４の流路断面積が小さ過ぎる場合、気泡や被検液に含まれる粒子や異物等により、流体導入部４の流路が閉塞し、主配管部３の被検液の圧力を第一圧力伝達部１ａに伝達出来なくなる。また、逆に流体導入部４の流路断面積が大きすぎると、内部容積が大きくなり、ｐＨ測定に必要な被検液の量が増え、また主配管部の被検液が変化した際に、流体導入部４に残留する溶液によって被検液の汚染のリスクが高くなる。このため、流体導入部４の流路断面積は、０．０１ｍｍ２以上、１００ｍｍ２以下であることが好ましい。また、被検液が液絡部２ｄを通じて主配管部３から第二貯蓄部２ｂに逆流するのを防ぎ、第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅを安定して主配管部３に流出させる観点から、流体導入部４は、前記液絡部２ｄの垂直方向に対して上側に構成されていることが好ましい。
流体導入部４は、主配管部３の被検液の圧力を第一圧力伝達部１ａに伝達できればよく、円筒状の配管や矩形状の溝を加工したプレートを密着させて流路を形成したものなどを用いることが出来る。流体導入部４の流路断面積が小さ過ぎる場合、気泡や被検液に含まれる粒子や異物等により、流体導入部４の流路が閉塞し、主配管部３の被検液の圧力を第一圧力伝達部１ａに伝達出来なくなる。また、逆に流体導入部４の流路断面積が大きすぎると、内部容積が大きくなり、ｐＨ測定に必要な被検液の量が増え、また主配管部の被検液が変化した際に、流体導入部４に残留する溶液によって被検液の汚染のリスクが高くなる。このため、流体導入部４の流路断面積は、０．０１ｍｍ２以上、１００ｍｍ２以下であることが好ましい。また、被検液が液絡部２ｄを通じて主配管部３から第二貯蓄部２ｂに逆流するのを防ぎ、第二貯蓄部２ｂ内部の緩衝溶液２ｅを安定して主配管部３に流出させる観点から、流体導入部４は、前記液絡部２ｄの垂直方向に対して上側に構成されていることが好ましい。
【0032】
＜第一接続部～第五接続部＞
前記第一圧力伝達部１ａと前記流体導入部４とを接続する第一接続部５、前記第二圧力伝達部２ａと前記流体導入部４とを接続する第二接続部６、前記流体導入部４と前記主配管部３とを接続する第三接続部７、前記主配管部３と前記ガラス膜部１ｄとを接続する第四接続部８、および前記主配管部３と前記液絡部２ｄとを接続する第五接続部９は、ｐＨ測定開始時に前記流体導入部４、前記第一圧力伝達部１ａおよび前記第二圧力伝達部２ａへの被検液の導入を容易にし、安定したｐＨ測定を可能にする観点から、それぞれが脱着可能であることが好ましい。
前記第一圧力伝達部１ａと前記流体導入部４とを接続する第一接続部５、前記第二圧力伝達部２ａと前記流体導入部４とを接続する第二接続部６、前記流体導入部４と前記主配管部３とを接続する第三接続部７、前記主配管部３と前記ガラス膜部１ｄとを接続する第四接続部８、および前記主配管部３と前記液絡部２ｄとを接続する第五接続部９は、ｐＨ測定開始時に前記流体導入部４、前記第一圧力伝達部１ａおよび前記第二圧力伝達部２ａへの被検液の導入を容易にし、安定したｐＨ測定を可能にする観点から、それぞれが脱着可能であることが好ましい。
【0033】
（インラインｐＨ測定の原理）
次に、実施の形態における、圧力が印加された主配管部内の被検液のインラインｐＨ測定の原理を説明する。
次に、実施の形態における、圧力が印加された主配管部内の被検液のインラインｐＨ測定の原理を説明する。
【0034】
ガラス電極部１において、主配管部３に存在する被検液が、流体導入部４を通じて第一圧力伝達部１ａに導入される。導入された被検液によって、第一圧力伝達部１ａの圧力が主配管部３の圧力に応じて変化し、その圧力を第一圧力伝達部１ａが第一貯蓄部１ｂ内部に伝達することによって、第一貯蓄部１ｂ内部と主配管部３内部との圧力差が小さくなる。よって、第一貯蓄部１ｂと主配管部３とを隔てるガラス膜部１ｄに印加される圧力差が小さくなるため、第一貯蓄部１ｂ内部と主配管部３内部の圧力差によってガラス膜部１ｄが破損しにくくなり、圧力が印加されている被検液のインラインｐＨ測定を可能とする。
【0035】
比較電極部２において、主配管部３に存在する被検液が流体導入部４を通じて第二圧力伝達部２ａに導入される。導入された被検液によって、第二圧力伝達部２ａの圧力が主配管部３の圧力に応じて変化し、その圧力を第二圧力伝達部２ａが第二貯蓄部２ｂ内部に伝達することによって、第二貯蓄部２ｂ内の緩衝溶液２ｅが液絡部２ｄを通じて主配管部３に安定して流出する。また、主配管部３から被検液が液絡部２ｄを通じて第二貯蓄部２ｂに流入することを防ぐことができ、被検液のインラインｐＨ測定を可能とする。
【0036】
また、第二貯蓄部２ｂと流体導入部４のどちらか一方、もしくはその両方が液絡部２ｄの垂直方向に対して上側に構成される。これにより、流体導入部４内の被検液や第二貯蓄部２ｂ内の緩衝溶液２ｅの重量によって液絡部２ｄの第二貯蓄部２ｂ側に印加される圧力が大きくなる。これにより、第二貯蓄部２ｂ内の緩衝溶液２ｅが液絡部２ｄを通じて主配管部３により安定して流出することで、被検液のより安定したインラインｐＨ測定を可能とする。
【実施例0037】
以下、実施例について詳述する。
【0038】
（実施例１）
以下の製造方法によって、インラインｐＨセンサを製造した。
以下の製造方法によって、インラインｐＨセンサを製造した。
【0039】
＜インラインｐＨセンサの製造方法＞
第一圧力伝達部１ａに外径がΦ３０ｍｍ、厚みが１０ｍｍで表面がＰＴＦＥでコーティングされたシリンジのガスケット部材を用いた。
第一貯蓄部１ｂには内径がΦ３０ｍｍ、厚みが３ｍｍの円筒状となるように加工したホウケイ酸ガラスを用い、内部の電解質溶液１ｅとして塩化カリウム水溶液（３．３３ｍｏｌ／Ｌ）を用いた。
第一電極１ｃ部には銀／塩化銀電極を用いて、第一貯蓄部１ｂ内部と外部を電気的に接続し、ガラス膜部１ｄの電圧を測定できるようにした。
第一圧力伝達部１ａに外径がΦ３０ｍｍ、厚みが１０ｍｍで表面がＰＴＦＥでコーティングされたシリンジのガスケット部材を用いた。
第一貯蓄部１ｂには内径がΦ３０ｍｍ、厚みが３ｍｍの円筒状となるように加工したホウケイ酸ガラスを用い、内部の電解質溶液１ｅとして塩化カリウム水溶液（３．３３ｍｏｌ／Ｌ）を用いた。
第一電極１ｃ部には銀／塩化銀電極を用いて、第一貯蓄部１ｂ内部と外部を電気的に接続し、ガラス膜部１ｄの電圧を測定できるようにした。
【0040】
ガラス膜部１ｄにＬｉ２Ｏ ２８ａｔｍ％、Ｃｓ２Ｏ ３ａｔｍ％、Ｌａ２Ｏ３ ４ａｔｍ％、ＳｉＯ２ ６５ａｔｍ％で構成された組成のガラスを用いた。また、ガラス膜部１ｄは、第一貯蓄部１ｂ内と主配管部３間の電気抵抗を小さくするために、厚さを０．５ｍｍとなるように加工した。
第二圧力伝達部２ａに外径がΦ３０ｍｍ、厚みが１０ｍｍで表面がＰＴＦＥでコーティングされたシリンジのガスケット部材を用いた。
第二貯蓄部２ｂに内径がΦ３０ｍｍ、厚みが３ｍｍの円筒状となるように加工したホウケイ酸ガラスを用い、内部の緩衝溶液２ｅに塩化カリウム水溶液（３．３３ｍｏｌ／Ｌ）を用いた。
第二圧力伝達部２ａに外径がΦ３０ｍｍ、厚みが１０ｍｍで表面がＰＴＦＥでコーティングされたシリンジのガスケット部材を用いた。
第二貯蓄部２ｂに内径がΦ３０ｍｍ、厚みが３ｍｍの円筒状となるように加工したホウケイ酸ガラスを用い、内部の緩衝溶液２ｅに塩化カリウム水溶液（３．３３ｍｏｌ／Ｌ）を用いた。
【0041】
第二電極２ｃに銀／塩化銀電極を用いて、第二貯蓄部２ｂ内部と外部を電気的に接続し、比較電極の電圧を測定できるようにした。
【0042】
液絡部２ｄには孔径が３μｍ、厚みが２ｍｍのセラミックスラインフィルターを用い、主配管部と第二貯蓄部２ｂの間に接続した。
主配管部３に内径がΦ１ｍｍ、外径がΦ１/１６“のＰＴＦＥチューブを用いた。
流体導入部４には内径がΦ１ｍｍ、外径がΦ１/１６“のＰＴＦＥチューブを用いた。
第一接続部５、第二接続部６、第三接続部７、第四接続部８、及び第五接続部９はオリフィス径が１ｍｍのＳＵＳ製ユニオンを用い、１０－３２ＵＮＦフィッティングで接続可能とした。
主配管部３に内径がΦ１ｍｍ、外径がΦ１/１６“のＰＴＦＥチューブを用いた。
流体導入部４には内径がΦ１ｍｍ、外径がΦ１/１６“のＰＴＦＥチューブを用いた。
第一接続部５、第二接続部６、第三接続部７、第四接続部８、及び第五接続部９はオリフィス径が１ｍｍのＳＵＳ製ユニオンを用い、１０－３２ＵＮＦフィッティングで接続可能とした。
【0043】
＜測定方法＞
リン酸塩標準液（ｐＨ：６．８６）及びフタル酸塩標準液（ｐＨ：４．０１）を主配管部にそれぞれ順に流し、第一電極１ｃと第二電極２ｃの電位差を事前に校正した後に、純水を流して主配管部３を洗浄した。主配管部３の上流側にプランジャーポンプを、下流側に背圧弁をそれぞれ接続し、主配管部３に流量と圧力がそれぞれ５ｍｌ／ｍｉｎ、１ＭＰａとなるようにフタル酸塩標準液を流通させ、流通させている６０秒間のｐＨを測定した。その結果を図２に示す。この図２によれば、被検液のｐＨがおおよそ４．０１と測定されたことが分かる。
リン酸塩標準液（ｐＨ：６．８６）及びフタル酸塩標準液（ｐＨ：４．０１）を主配管部にそれぞれ順に流し、第一電極１ｃと第二電極２ｃの電位差を事前に校正した後に、純水を流して主配管部３を洗浄した。主配管部３の上流側にプランジャーポンプを、下流側に背圧弁をそれぞれ接続し、主配管部３に流量と圧力がそれぞれ５ｍｌ／ｍｉｎ、１ＭＰａとなるようにフタル酸塩標準液を流通させ、流通させている６０秒間のｐＨを測定した。その結果を図２に示す。この図２によれば、被検液のｐＨがおおよそ４．０１と測定されたことが分かる。
【0044】
図２の結果より、本実施例１のインラインｐＨセンサによれば、主配管部３の内部の圧力に応じて、第一貯蓄部１ｂ内部の圧力を変化させ、前記ガラス膜部１ｄを隔てた第一貯蓄部１ｂと主配管部３との圧力差を小さくすることにより、ガラス膜部１ｄの破損を防ぎ、主配管部３内部に圧力が印加されている場合における被検液の連続ｐＨ測定を実施することが可能となることが明らかとなった。
【0045】
（比較例１－１）
第一接続部５をプラグで封止したこと以外は、実施例と同様にフタル酸塩標準液のｐＨを測定した。その結果、下流側の背圧弁で主配管部３に１ＭＰａの圧力を印加するとガラス膜部１ｄが破損してｐＨ測定が不能となった。
第一接続部５をプラグで封止したこと以外は、実施例と同様にフタル酸塩標準液のｐＨを測定した。その結果、下流側の背圧弁で主配管部３に１ＭＰａの圧力を印加するとガラス膜部１ｄが破損してｐＨ測定が不能となった。
【0046】
以上の結果より、ガラス膜部１ｄを隔てた第一貯蓄部１ｂと主配管部３との圧力差を制御しなければ、圧力が印加されている流路内の被検液のｐＨ測定を実施することは出来ないことが明らかとなった。
【0047】
（比較例１－２）
第二接続部６をプラグで封止したこと以外は、実施例と同様にフタル酸塩標準液のｐＨを測定した。その結果を図３に示す。この図３によれば、被検液のｐＨがおおよそ３．８０～４．００の範囲内でばらついていることが分かる。
第二接続部６をプラグで封止したこと以外は、実施例と同様にフタル酸塩標準液のｐＨを測定した。その結果を図３に示す。この図３によれば、被検液のｐＨがおおよそ３．８０～４．００の範囲内でばらついていることが分かる。
【0048】
図２と図３の結果を比較することにより、液絡部２ｄを隔てた第二貯蓄部２ｂと主配管部３との圧力差を制御しなければ、緩衝溶液２ｅが主配管部３に適切に流出せず、圧力が印加されている流路内の被検液の安定したｐＨ測定を実施することが出来ないことが明らかとなった。
【0049】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明に係るインラインｐＨセンサによれば、流路内の圧力が印加されている溶液の連続ｐＨ測定が可能となる。また、各部材の内部容量を小さくすることにより、マイクロフロー合成と呼ばれる合成手法等の微小流体の連続ｐＨ測定が出来る可能性がある。
【符号の説明】
【0051】
１ ガラス電極部
１ａ 第一圧力伝達部
１ｂ 第一貯蓄部
１ｃ 第一電極
１ｄ ガラス膜部
１ｅ 電解質溶液
２ 比較電極部
２ａ 第二圧力伝達部
２ｂ 第二貯蓄部
２ｃ 第二電極
２ｄ 液絡部
２ｅ 緩衝溶液
３ 主配管部
４ 流体導入部
５ 第一接続部
６ 第二接続部
７ 第三接続部
８ 第四接続部
９ 第五接続部
１０ インラインｐＨセンサ
１ａ 第一圧力伝達部
１ｂ 第一貯蓄部
１ｃ 第一電極
１ｄ ガラス膜部
１ｅ 電解質溶液
２ 比較電極部
２ａ 第二圧力伝達部
２ｂ 第二貯蓄部
２ｃ 第二電極
２ｄ 液絡部
２ｅ 緩衝溶液
３ 主配管部
４ 流体導入部
５ 第一接続部
６ 第二接続部
７ 第三接続部
８ 第四接続部
９ 第五接続部
１０ インラインｐＨセンサ
【図1】
【図2】
【図3】
