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JP2005140514A - Dropping liquid amount measuring apparatus and method - Google Patents

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JP2005140514A
JP2005140514A JP2003374088A JP2003374088A JP2005140514A JP 2005140514 A JP2005140514 A JP 2005140514A JP 2003374088 A JP2003374088 A JP 2003374088A JP 2003374088 A JP2003374088 A JP 2003374088A JP 2005140514 A JP2005140514 A JP 2005140514A
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droplet
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liquid
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JP2003374088A
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Makoto Satoda
誠 里田
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DKK TOA Corp
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DKK TOA Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for measuring the quantity of dropped liquid, capable of constituting the apparatus at a low price and precisely measuring the liquid quantity of droplets dropped from a nozzle, at low cost. <P>SOLUTION: A light sensor 3 is provided with both a light source 31 and a light-receiving part 32 for receiving beam light B emitted from the light source 31, and the light sensor 3 is provided for a location, at which the droplets L discharged from the nozzle 11 interrupt the beam light B. An interrupting time, during which the beam light B is interrupted, is measured by a measuring part 4, and the liquid quantity of the droplets is computed by an operation part 5, on the basis of the result of measurement of the interrupting time. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ノズルから滴下される液滴の液量を計測する装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for measuring the amount of liquid droplets dropped from a nozzle.

例えば滴定装置において高い測定精度を得るためには、滴下された液体の量を高精度で計測することが重要である。
従来法の例としては、ノズルからの滴下量の制御をパルスモーター式ポンプを用いて行うことにより、滴下された量を知る方法がある。
また、ノズルから滴下された液滴を受ける滴定槽の重量変化を電子天秤等で測定することによって、滴下された液量を計測する方法も知られている(例えば、下記特許文献1)。
特開平8−128990号公報
For example, in order to obtain high measurement accuracy in a titration apparatus, it is important to measure the amount of dropped liquid with high accuracy.
As an example of the conventional method, there is a method of knowing the amount of dripping by controlling the amount of dripping from a nozzle using a pulse motor type pump.
In addition, a method of measuring the amount of liquid dropped by measuring the weight change of a titration tank that receives liquid droplets dropped from a nozzle with an electronic balance or the like is also known (for example, Patent Document 1 below).
JP-A-8-128990

しかしながら、パルスモータ−式ポンプを用いる方法は、高精度を実現するために各構成部品を高精度に作製する必要があり、価格が高くなってしまうという問題があった。また、滴下時にはポンプヘッド内の液の全部は吐出されないので、ポンプヘッド内に常に液が滞留することになり液が劣化しやすく、そのために測定精度が低下する場合がある、さらにピストン、シリンジ、逆止弁等の消耗は精度の低下につながるので定期的に部品交換が必要でありコストがかかる、という問題もあった。
一方、滴定槽の重量変化を測定する方法は、電子天秤等の精密機械が必要であり装置の価格が高いうえに、滴下による滴定槽の重量変化以外の重量変化を防止するための設備や操作も必要なので、装置が大掛かりになってしまいコストもかかるという問題があった。
However, the method using a pulse motor-type pump has a problem that it is necessary to manufacture each component with high accuracy in order to achieve high accuracy, resulting in an increase in cost. In addition, since all of the liquid in the pump head is not discharged at the time of dripping, the liquid always stays in the pump head and the liquid is liable to deteriorate, which may reduce the measurement accuracy. Since consumption of the check valve or the like leads to a decrease in accuracy, there is a problem that it is necessary to replace parts regularly and costly.
On the other hand, the method of measuring the weight change of the titration tank requires a precision machine such as an electronic balance, and the price of the apparatus is high, and facilities and operations for preventing weight changes other than the weight change of the titration tank due to dripping In addition, there is a problem that the apparatus becomes large and costs are increased.

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、装置内での液の劣化が生じ難く、低価格で装置を構成することができ、ノズルから滴下される液滴の液量を、低コストで精度良く計測することができる滴下液量計測装置および滴下液量計測方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is difficult for the liquid to deteriorate in the apparatus, and the apparatus can be configured at a low price. The amount of liquid dropped from the nozzle can be reduced at a low cost. It is an object of the present invention to provide a dripping liquid amount measuring apparatus and a dripping liquid amount measuring method capable of measuring with high accuracy.

前記課題を解決するために本発明の滴下液量計測装置は、ノズルから滴下される液滴の液量を計測する装置であって、光源と、該光源から出射されたビーム光を受光する受光部を備えた光センサが、前記ノズルから吐出された液滴が前記ビーム光を遮断する位置に設けられるとともに、前記ビーム光が遮断された遮断時間を測定する測定部、および前記遮断時間の測定結果に基づいて液滴の液量を算出する演算部を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a dripping liquid amount measuring apparatus according to the present invention is a device that measures the liquid amount of a liquid droplet dripped from a nozzle, and receives a light source and a light beam emitted from the light source. An optical sensor provided with a section, provided at a position where a droplet ejected from the nozzle blocks the beam light, a measurement unit that measures a blocking time when the beam light is blocked, and a measurement of the blocking time An arithmetic unit that calculates the liquid amount of the droplet based on the result is provided.

前記ノズルから吐出された液滴が落下中に前記ビーム光を遮断する構成とすることができる。   The droplet light discharged from the nozzle can be configured to block the beam light while falling.

少なくともノズル先端から前記ビーム光に至るまでの領域に対して、外乱を遮蔽する遮蔽部材が設けられていることが好ましい。   It is preferable that a shielding member for shielding disturbance is provided at least in a region from the nozzle tip to the beam light.

また本発明の滴下液量計測方法は、ノズルから滴下される液滴の液量を計測する方法であって、ノズルから吐出された液滴が、光センサの光源から受光部に至るビーム光を遮断する遮断時間を測定し、該遮断時間の測定結果に基づいて液滴の液量を算出することを特徴とする。   Further, the dripping liquid amount measuring method of the present invention is a method for measuring the liquid amount of a liquid droplet dripped from a nozzle, and the liquid droplet discharged from the nozzle uses a light beam from the light source of the optical sensor to the light receiving unit. The blocking time for blocking is measured, and the liquid amount of the droplet is calculated based on the measurement result of the blocking time.

前記遮断時間として、前記ノズルから吐出された液滴が落下中に前記ビーム光を遮断する時間を測定する構成とすることができる。   As the blocking time, it is possible to measure the time for blocking the beam light while the droplet discharged from the nozzle is falling.

本発明にあっては、光センサにおいて、光源から出射されたビーム光を受光部で受光しつつ、このビーム光を遮断するように液滴が滴下されるときの、ビーム光の遮断時間を測定することにより、液滴の液量を精度良く計測することができる。
本発明によれば、低価格で装置を構成することが可能であり、また部品の消耗によるコスト増も抑えることができる。
In the present invention, in the optical sensor, while the light beam emitted from the light source is received by the light receiving unit, the blocking time of the beam light when the droplet is dropped so as to block the beam light is measured. By doing so, it is possible to accurately measure the amount of liquid droplets.
According to the present invention, it is possible to configure an apparatus at a low price, and it is possible to suppress an increase in cost due to wear of parts.

以下、本発明にかかる実施形態について説明する。
図1は本発明の滴下液量計測装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態では本発明の装置を滴定装置に適用した例を挙げる。
本実施形態の滴下液量計測装置は、滴下装置1と、該滴下装置1のノズル11の下方に設けられた滴定槽2と、ノズル11と滴定槽2との間に設けられた光センサ3と、該光センサに接続された測定部4と、測定部4に接続された演算部5とから概略構成されている。
Embodiments according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a dripping liquid amount measuring apparatus according to the present invention. In this embodiment, an example in which the apparatus of the present invention is applied to a titration apparatus will be described.
The dropping liquid amount measuring device of the present embodiment includes a dropping device 1, a titration tank 2 provided below the nozzle 11 of the dropping device 1, and an optical sensor 3 provided between the nozzle 11 and the titration tank 2. And a measurement unit 4 connected to the optical sensor and a calculation unit 5 connected to the measurement unit 4.

滴下装置1は、ノズル11から液体を滴状で吐出するように構成される。本実施形態では、液体を貯留するタンク13がバルブ12を介して先端に吐出口を有するノズル11と連通されている。そして駆動手段(図示せず)によってバルブ12を開閉させることによって、タンク13からノズル11へ所定量の液体が断続的に送液され、それに伴ってノズル11先端の吐出口から液滴Lが滴下されるように構成されている。ノズル11から吐出される液体が滴状となるようにするには、単位時間当たりの吐出量を小さくすればよい。
バルブ12としては、例えば電磁弁を好適に用いることができる。
タンク13をノズル11およびバルブ12よりも高い位置に設置して、バルブ12が開放されたときに、タンク13内の液体が重力によってノズル12へ送液されるように構成してもよい。あるいは、タンク13内を加圧して送液する加圧手段を備えた加圧式タンクを用いてもよく、この場合はタンク13の設置位置の自由度が高い。タンク13内を加圧する媒体としては、タンク13内の液体と反応しないものが好ましく、空気や窒素ガス等の不活性ガスを適宜用いることができる。
The dropping device 1 is configured to discharge liquid from the nozzle 11 in the form of drops. In the present embodiment, a tank 13 for storing a liquid communicates with a nozzle 11 having a discharge port at the tip via a valve 12. Then, by opening and closing the valve 12 by a driving means (not shown), a predetermined amount of liquid is intermittently sent from the tank 13 to the nozzle 11, and accordingly, the droplet L drops from the discharge port at the tip of the nozzle 11. It is configured to be. In order for the liquid ejected from the nozzle 11 to be droplets, the ejection amount per unit time may be reduced.
For example, an electromagnetic valve can be suitably used as the valve 12.
The tank 13 may be installed at a position higher than the nozzle 11 and the valve 12 so that when the valve 12 is opened, the liquid in the tank 13 is fed to the nozzle 12 by gravity. Or you may use the pressurization-type tank provided with the pressurization means which pressurizes the inside of the tank 13, and liquid-feeds, In this case, the freedom degree of the installation position of the tank 13 is high. As a medium for pressurizing the inside of the tank 13, a medium that does not react with the liquid in the tank 13 is preferable, and an inert gas such as air or nitrogen gas can be appropriately used.

本実施形態において、滴定槽2内には滴定の対象となる液体が収容されており、滴定槽2内の液体を撹拌するための撹拌機が設けられるとともに、任意の指示方法で示される滴定における終点を検知するためのセンサが設けられている。   In the present embodiment, the liquid to be titrated is contained in the titration tank 2, and a stirrer for stirring the liquid in the titration tank 2 is provided, and in the titration indicated by an arbitrary instruction method. A sensor for detecting the end point is provided.

光センサ3は、ビーム状の光(本明細書ではビーム光Bと記載する)を連続的に出射する光源31と、光源31からのビーム光Bを受光する受光部32を備えている。受光部32は、光源31から出射されたビーム光Bが遮断されているか否かを検知して、それに対向した電気信号が測定部4に出力されるように構成されている。また、受光部32は、ビーム光Bの少なくとも一部が遮断されているときは遮断状態を示す信号を出力するように構成されている。
光センサ3は既存の装置を使用できる。ビーム光Bのビーム径は、通常、液滴Lの直径と比べて同程度か小さい方が望ましい。本発明において使用されるビーム光Bのビーム径は、好ましくは0.5〜2mm程度である。ビーム径が小さいほど滴下液量の測定精度は向上する。
本実施形態において、ノズル11および光センサ3は、光源31から出射されたビーム光Bの光路と、ノズル11から吐出された液滴Lが落下する際に通過する通過経路とが交差するように、すなわちノズル11から吐出された液滴Lが落下中にビーム光Bを遮断する位置にそれぞれ固定されている。
The optical sensor 3 includes a light source 31 that continuously emits beam-like light (referred to as beam light B in this specification) and a light receiving unit 32 that receives the beam B from the light source 31. The light receiving unit 32 is configured to detect whether or not the light beam B emitted from the light source 31 is blocked, and to output an electrical signal opposed thereto to the measuring unit 4. In addition, the light receiving unit 32 is configured to output a signal indicating a blocked state when at least a part of the light beam B is blocked.
The optical sensor 3 can use an existing device. In general, the beam diameter of the beam B is preferably equal to or smaller than the diameter of the droplet L. The beam diameter of the beam B used in the present invention is preferably about 0.5 to 2 mm. The smaller the beam diameter, the better the accuracy of measuring the amount of dripping liquid.
In the present embodiment, the nozzle 11 and the optical sensor 3 are arranged such that the optical path of the light beam B emitted from the light source 31 and the passage path through which the droplet L ejected from the nozzle 11 passes are dropped. In other words, the droplets L ejected from the nozzle 11 are fixed at positions where the light beam B is blocked during dropping.

測定部4は、受光部32からの信号を受けて、ビーム光Bが遮断されている間の遮断時間を測定するように構成されている。
演算部5は、測定部4で測定された遮断時間の測定結果に基づいて、液滴Lの液量を算出するように構成されている。
測定部4および演算部5は既存の演算装置を使用して構成することができる。
The measuring unit 4 is configured to receive a signal from the light receiving unit 32 and measure a blocking time while the beam B is blocked.
The computing unit 5 is configured to calculate the liquid amount of the droplet L based on the measurement result of the blocking time measured by the measuring unit 4.
The measurement unit 4 and the calculation unit 5 can be configured using an existing calculation device.

次に、本実施形態の滴下液量計測装置を用いて液滴Lの液量を計測する方法について説明する。
駆動手段(図示せず)を駆動させてバルブ12を開閉させて、ノズル11の先端から液滴Lを吐出させると、ノズル11から液滴Lが吐出される。ノズル11から吐出された液滴Lは、光センサ3の光源31から受光部32に至るビーム光Bを遮断して落下する。ビーム光Bが液滴Lによって遮断されているときは受光部32から測定部4へ、遮断状態を示す信号が出力され、測定部4ではその信号に基づいて遮断時間が測定される。そして、演算部5において、測定部4で測定された遮断時間の測定結果に基づいて液滴Lの液量が算出される。
Next, a method for measuring the liquid amount of the droplet L using the dropped liquid amount measuring device of the present embodiment will be described.
When driving means (not shown) is driven to open and close the valve 12 and the droplet L is ejected from the tip of the nozzle 11, the droplet L is ejected from the nozzle 11. The droplet L ejected from the nozzle 11 falls off the light beam B from the light source 31 of the optical sensor 3 to the light receiving unit 32. When the beam light B is blocked by the droplet L, a signal indicating the blocking state is output from the light receiving unit 32 to the measuring unit 4, and the measuring unit 4 measures the blocking time based on the signal. Then, the calculation unit 5 calculates the liquid amount of the droplet L based on the measurement result of the blocking time measured by the measurement unit 4.

ここで、本実施形態において、ビーム光Bの遮断時間から液滴Lの液量を算出する方法について理論的に説明する。
質量mの物体が自然落下する際に、物体に働く力FはF=mg(gは重力加速度)である。
これを積分すると、落下をはじめてから時間tが経過したときの落下速度vは、
v=gt…(式1)となる。これより、落下速度vは、tが一定であれば物体の質量mにかかわらず一定となることがわかる。
したがって、図2に例示するように、ノズル11から吐出された液滴Lが落下し始める直前の状態における、液滴Lの下端からビーム光Bまでの距離hが一定であれば、液滴Lが落下をはじめてからビーム光Bを遮断するまでの時間tが一定となり、液滴Lがビーム光Bを遮断するときの落下速度vが一定となる。
Here, in the present embodiment, a method for calculating the liquid amount of the droplet L from the blocking time of the beam B will be theoretically described.
When an object of mass m naturally falls, the force F acting on the object is F = mg (g is gravitational acceleration).
When this is integrated, the drop speed v when the time t has passed since the start of the fall is
v = gt (Expression 1) From this, it can be seen that the drop speed v is constant regardless of the mass m of the object if t is constant.
Therefore, as illustrated in FIG. 2, if the distance h from the lower end of the droplet L to the beam light B in a state immediately before the droplet L discharged from the nozzle 11 starts to fall is constant, the droplet L The time t from when the droplet begins to drop until the beam light B is blocked is constant, and the drop velocity v when the droplet L blocks the beam light B is constant.

すなわち、液滴Lがビーム光Bを遮断する際の速度は、液滴Lの大きさにかかわらず一定となるので、遮断時間は液滴Lの大きさに比例する。例えば、液滴Lを真球とみなしてその直径を2rとし、遮断時間をT、液滴Lがビーム光Bを遮断する際の速度をv’とすると、T=(2r)/v’となる。一方、液滴Lの体積VはV=(4πr)/3で表されるから、TとVとの関係は、T=(2/v’)[3/(4π)]1/3・(V)1/3…(式2)となる。これより、遮断時間Tを測定することにより、液滴Lの体積Vが一意的に求まることがわかる。
なお、式2中のv’は次のようにして求めることができる。
すなわち、v=gt…(式1)を積分すると、落下をはじめてから時間tが経過するまでの落下距離、すなわち液滴Lの下端からビーム光Bまでの距離hが、
h=(gt)/2=(vt)/2…(式3)で表される。hの値は、ノズル11からビーム光Bでの距離Hで近似することができ、液滴Lの半径rの測定結果を用いて補正することもできるので容易に求められる。そして、このhの値がわかれば、前記式3より、落下をはじめてからビーム光Bを遮断するまでの落下時間tがわかり、さらに液滴Lがビーム光Bを遮断する際の速度v’がわかる。
よって、このようにして求められたv’と遮断時間Tの測定値から、前記式2により液滴Lの体積Vが算出される。
That is, since the speed at which the droplet L blocks the beam light B is constant regardless of the size of the droplet L, the blocking time is proportional to the size of the droplet L. For example, assuming that the droplet L is a true sphere, its diameter is 2r, the blocking time is T, and the velocity at which the droplet L blocks the beam B is v ′, T = (2r) / v ′. Become. On the other hand, since the volume V of the droplet L is expressed by V = (4πr 3 ) / 3, the relationship between T and V is T = (2 / v ′) [3 / (4π)] 1/3 · (V) 1/3 (Expression 2) From this, it can be seen that by measuring the blocking time T, the volume V of the droplet L can be uniquely obtained.
Note that v ′ in Equation 2 can be obtained as follows.
That is, when v = gt (Equation 1) is integrated, the drop distance from the start of the drop until the time t elapses, that is, the distance h from the lower end of the droplet L to the beam B is
h = (gt 2 ) / 2 = (vt) / 2 (Expression 3) The value of h can be approximated from the nozzle 11 at a distance H 1 in beam B, it is easily obtained because can be corrected by using the measurement result of the radius r of the droplet L. Then, if the value of h is known, the fall time t from when the drop starts until the beam light B is blocked can be found from the above equation 3, and the velocity v ′ when the droplet L blocks the beam light B can be determined. Understand.
Therefore, the volume V of the droplet L is calculated from the measured value of the v ′ and the blocking time T obtained in this way according to the above equation 2.

ノズル11からビーム光Bまでの距離Hは、図2に例示するように、ノズル11から吐出された液滴Lが落下し始める直前の状態における液滴Lの下端よりも、ビーム光Bが下方に位置するように設定すればよい。ただし、この距離Hが大きいほど、落下をはじめてからビーム光Bを遮断するまでの落下時間tが大きくなり、液滴Lがビーム光Bを遮断する際の速度v’が大きくなるので、該遮断する際の速度v’が、受光器32において光の遮断状態を認識できる分解能の限界値を超えないようにHを設定することが必要である。 As illustrated in FIG. 2, the distance H 1 from the nozzle 11 to the beam light B is such that the beam light B is lower than the lower end of the droplet L just before the droplet L discharged from the nozzle 11 starts to fall. What is necessary is just to set so that it may be located below. However, as the distance H 1 is large, the drop time t from the start of dropping until blocking the light beam B becomes larger, the velocity v 'increases when the droplet L interrupts the light beam B, the It is necessary to set H 1 so that the speed v ′ at the time of blocking does not exceed the limit value of the resolution at which the light receiver 32 can recognize the light blocking state.

本実施形態によれば、落下中の液滴Lがビーム光Bを遮断する時間を測定することによって、液滴Lの液量を簡単に、かつ精度良く計測することができる。
さらに、こうして得られる各液滴Lの液量を積算すれば、複数の液滴の合計、すなわち滴下された液量を得ることができる。
また本実施形態の滴下液量計測装置は、滴下装置1、滴定槽2、光センサ3、および測定部4および演算部5を含む演算装置により簡単に構成することができる。かかる構成の装置は、高精度を要する部品を使用せず、既存の装置を用いて構成可能であるので、低価格の装置を実現することができる。また測定媒体としてビーム光を用いるので、部品の消耗による精度の低下の心配がなく、コストも抑えることができる。
またタンク13内の液体はバルブ12の開閉によりノズル11へと送液されるので、滴下装置1内で液体が滞留される箇所がなく、したがって装置内での液体の劣化が生じ難い。
According to this embodiment, by measuring the time during which the falling droplet L blocks the beam light B, the liquid amount of the droplet L can be measured easily and accurately.
Furthermore, if the liquid amount of each droplet L obtained in this way is integrated, the sum of a plurality of droplets, that is, the dropped liquid amount can be obtained.
Moreover, the dripping liquid amount measuring apparatus of this embodiment can be easily comprised by the calculating apparatus containing the dripping apparatus 1, the titration tank 2, the optical sensor 3, the measurement part 4, and the calculating part 5. FIG. Since the apparatus having such a configuration can be configured using an existing apparatus without using parts that require high accuracy, a low-cost apparatus can be realized. Further, since the beam light is used as the measurement medium, there is no concern about the deterioration of accuracy due to wear of parts, and the cost can be suppressed.
Further, since the liquid in the tank 13 is sent to the nozzle 11 by opening and closing the valve 12, there is no place where the liquid stays in the dropping device 1, and therefore the liquid is hardly deteriorated in the device.

また、上記の実施形態において、図3、4にそれぞれ示すように、ノズル11先端からビーム光Bに至るまでの領域を囲むように、遮蔽部材6(7)を設けてもよい。遮蔽部材6(7)は、ノズル11から吐出された液滴Lが、ビーム光Bを遮断するまでの間に風などの外乱を受けると、遮断時間の測定精度が低下したり、液滴Lがビーム光Bを遮断せずに落下して測定不能になったりするので、このような不都合を防止するために設けられるものである。
図3の例では、ノズル11の先端部およびその下方の領域が、ビーム光Bを透過する材質からなる筒状の遮蔽部材6で囲まれており、遮蔽部材6の外側に光センサ3の光源31および受光器32が対向して設けられている。
図4の例では、ノズル11の先端部およびその下方の領域が、ビーム光Bを透過する材質からなる筒状の遮蔽部材6で囲まれており、遮蔽部材6に光センサ3の光源31および受光器32が対向して埋め込まれている。
なお、遮蔽部材6(7)は、液滴Lによるビーム光B遮断時間の測定に対して悪影響を及ぼし得る外乱を抑制できるものであればよく、その大きさや形状は、これらの例に限らず、適宜設計することができる。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the shielding member 6 (7) may be provided so as to surround an area from the tip of the nozzle 11 to the beam B. When the droplet L ejected from the nozzle 11 is subjected to disturbance such as wind before the light beam B is blocked, the shielding member 6 (7) reduces the measurement accuracy of the blocking time or the droplet L However, it is provided to prevent such inconvenience because it falls without blocking the light beam B and becomes unmeasurable.
In the example of FIG. 3, the tip of the nozzle 11 and the region below the nozzle 11 are surrounded by a cylindrical shielding member 6 made of a material that transmits the beam B, and the light source of the optical sensor 3 is outside the shielding member 6. 31 and the light receiver 32 are provided facing each other.
In the example of FIG. 4, the tip portion of the nozzle 11 and the region below the nozzle 11 are surrounded by a cylindrical shielding member 6 made of a material that transmits the beam B, and the light source 31 of the optical sensor 3 and the shielding member 6 A light receiver 32 is embedded oppositely.
The shielding member 6 (7) may be any member as long as it can suppress disturbance that may adversely affect the measurement of the beam B blocking time by the droplet L, and its size and shape are not limited to these examples. Can be designed as appropriate.

なお、上記の実施形態では、ノズル11から吐出された液滴Lが、落下中にビーム光Bを遮断するように構成したが、ノズル11から吐出された液滴Lが、成長中にビーム光を遮断するように構成しても、同様の原理に基づいて液滴Lの体積を求めることが可能である。   In the above embodiment, the droplet L ejected from the nozzle 11 is configured to block the beam light B while falling, but the droplet L ejected from the nozzle 11 is irradiated with the beam light during growth. Even if it is configured so as to block, the volume of the droplet L can be obtained based on the same principle.

(シミュレーション例1)
前記第1の実施形態の滴下液量計測装置および方法を用いて、液滴Lの液量を測定するシミュレーションを行なった。
落下直前の液滴Lの下端からビーム光Bまでの距離hが2mmである場合、液滴Lが落下をはじめてからビーム光Bに至るまでの落下時間tは、前記式3より0.002=(9.8/2)tとなり、これよりt=0.020秒が得られる。
このt=0.020秒の値を用いれば、前記式1より、液滴Lがビーム光Bを遮断する際の速度v’=9.8×0.020=0.20m/秒が求まる。
このようにして求められたv’の値を前記式2に代入すると、
T=(2/0.20)[3/(4π)]1/3・(V)1/3
すなわち、T=6.2×(V)1/3が得られる。
したがって、ビーム光Bの遮断時間Tの測定値を用いて液滴Lの体積Vを求めることができる。
(Simulation example 1)
A simulation for measuring the liquid amount of the droplet L was performed using the dripping liquid amount measuring apparatus and method of the first embodiment.
When the distance h from the lower end of the droplet L just before dropping to the beam light B is 2 mm, the drop time t from when the droplet L starts to fall to the beam light B is 0.002 = (9.8 / 2) t 2 From this, t = 0.020 seconds is obtained.
If this value of t = 0.020 seconds is used, the velocity v ′ = 9.8 × 0.020 = 0.20 m / sec when the droplet L blocks the light beam B can be obtained from Equation 1 above.
Substituting the value of v ′ obtained in this way into Equation 2 above,
T = (2 / 0.20) [3 / (4π)] 1/3 · (V) 1/3
That is, T = 6.2 × (V) 1/3 is obtained.
Therefore, the volume V of the droplet L can be obtained using the measured value of the blocking time T of the light beam B.

例えば、落下するときの液滴Lの体積が50μLのときは、
ビーム光Bの遮断時間T=6.2×(50×10−91/3=22.8ms(ミリ秒)となる。
また、落下するときの液滴Lの体積が40μLのときは、
ビーム光Bの遮断時間T=6.2×(40×10−91/3=21.2ms(ミリ秒)となる。
同様にして、落下した液滴Lの体積と、該液滴Lが落下中にh=2mmの位置に設けられたビーム光Bを遮断するときの遮断時間との関係を計算により求めた。その結果を図5に示す。
図5において、横軸は落下した液滴Lの体積V(単位:μL)を示し、縦軸は、該液滴Lによるビーム光Bの遮断時間T(単位:ミリ秒)を示している。
この図より、VとTとが良く相関しており、ビーム光Bの遮断時間Tの測定値を用いて液滴Lの体積Vを求めることができることがわかる。
For example, when the volume of the droplet L when falling is 50 μL,
The blocking time T of the light beam B = 6.2 × (50 × 10 −9 ) 1/3 = 22.8 ms (milliseconds).
When the volume of the droplet L when falling is 40 μL,
The blocking time T of the light beam B = 6.2 × (40 × 10 −9 ) 1/3 = 21.2 ms (milliseconds).
Similarly, the relationship between the volume of the dropped droplet L and the blocking time when blocking the light beam B provided at the position of h = 2 mm while the droplet L was dropped was obtained by calculation. The result is shown in FIG.
In FIG. 5, the horizontal axis indicates the volume V (unit: μL) of the dropped droplet L, and the vertical axis indicates the blocking time T (unit: millisecond) of the beam light B by the droplet L.
From this figure, it can be seen that V and T are well correlated, and the volume V of the droplet L can be obtained using the measured value of the blocking time T of the beam B.

本発明にかかる滴下液量計測装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the dripping liquid quantity measuring device concerning this invention. 本発明の第1の実施形態におけるノズルとビーム光との位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the nozzle and beam light in the 1st Embodiment of this invention. 本発明にかかる遮蔽部材の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example of the shielding member concerning this invention. 本発明にかかる遮蔽部材の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example of the shielding member concerning this invention. 本発明にかかるシミュレーション例の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the example of simulation concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 滴下装置
2 滴定槽
3 光センサ
4 測定部
5 演算部
6,7 遮蔽部材
11 ノズル
31 光源
32 受光器
B ビーム光
L 液滴

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dripping apparatus 2 Titration tank 3 Optical sensor 4 Measuring part 5 Calculation part 6,7 Shielding member 11 Nozzle 31 Light source 32 Light receiver B Beam light L Droplet

Claims (5)

ノズルから滴下される液滴の液量を計測する装置であって、
光源と、該光源から出射されたビーム光を受光する受光部を備えた光センサが、前記ノズルから吐出された液滴が前記ビーム光を遮断する位置に設けられるとともに、
前記ビーム光が遮断された遮断時間を測定する測定部、および前記遮断時間の測定結果に基づいて液滴の液量を算出する演算部を備えることを特徴とする滴下液量計測装置。
An apparatus for measuring the amount of liquid droplets dropped from a nozzle,
An optical sensor including a light source and a light receiving unit that receives the beam light emitted from the light source is provided at a position where a droplet discharged from the nozzle blocks the beam light,
An apparatus for measuring a dropped liquid amount, comprising: a measuring unit that measures a blocking time when the light beam is blocked; and a calculation unit that calculates a liquid amount of a droplet based on the measurement result of the blocking time.
前記ノズルから吐出された液滴が落下中に前記ビーム光を遮断する請求項1記載の滴下液量計測装置。   The dripping liquid amount measuring device according to claim 1, wherein the droplet light discharged from the nozzle blocks the beam light while falling. 少なくともノズル先端から前記ビーム光に至るまでの領域に対して、外乱を遮蔽する遮蔽部材が設けられている請求項1または2に記載の滴下液量計測装置。   The dripping liquid amount measuring device according to claim 1, wherein a shielding member that shields disturbance is provided at least in a region from the tip of the nozzle to the beam light. ノズルから滴下される液滴の液量を計測する方法であって、
ノズルから吐出された液滴が、光センサの光源から受光部に至るビーム光を遮断する遮断時間を測定し、該遮断時間の測定結果に基づいて液滴の液量を算出することを特徴とする滴下液量計測方法。
A method for measuring the amount of liquid dropped from a nozzle,
The liquid droplets discharged from the nozzle measure the blocking time for blocking the beam light from the light source of the optical sensor to the light receiving unit, and calculate the liquid amount of the liquid droplets based on the measurement result of the blocking time A method for measuring the amount of dripping liquid.
前記遮断時間として、前記ノズルから吐出された液滴が落下中に前記ビーム光を遮断する時間を測定する請求項4記載の滴下液量計測方法。


The dripping liquid amount measuring method according to claim 4, wherein as the blocking time, a time for blocking the beam light while the droplet discharged from the nozzle is falling is measured.


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