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イオン濃度測定装置及びイオン濃度測定方法

国内特許コード P190015808
整理番号 (S2016-0435-N0)
掲載日 2019年1月24日
出願番号 特願2018-502978
出願日 平成29年2月8日(2017.2.8)
国際出願番号 JP2017004517
国際公開番号 WO2017150107
国際出願日 平成29年2月8日(2017.2.8)
国際公開日 平成29年9月8日(2017.9.8)
優先権データ
  • 特願2016-038790 (2016.3.1) JP
発明者
  • 二川 雅登
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 イオン濃度測定装置及びイオン濃度測定方法
発明の概要 イオン濃度測定装置1は、ノイズの影響を抑制し、計測対象物に含まれたイオン濃度を直接に測定する。具体的には、イオン濃度測定装置1は、計測対象物100に存在するカリウムイオン102の濃度を得る。イオン濃度測定装置1は、第1の電極部2と、電圧発生部6と計測対象物100に提供される電圧に対応した電流を発生させるセンサ部3と、センサ部3から出力される電流に基づいてカリウムイオン102の濃度を得る制御部8と、を備える。制御部8は、正の電圧が提供されたときにセンサ部3が発生する第1の電流値(C1)と、負の電圧が提供されたときにセンサ部3が発生する第2の電流値(C2)と、を得る電流値取得部17と、第1の電流値(C1)と第2の電流値(C2)の差分(ΔC)を得る差分取得部18と、差分(ΔC)に基づいてイオン濃度(T)を得る濃度取得部19と、を有する。
従来技術、競合技術の概要

農業分野では、特定の成分を多く含むいわゆる機能性野菜が注目されている。近年の研究結果は、野菜に含まれる成分と土壌中の特定のイオンとに関係があることを示している。特定のイオンの濃度を計測する技術として、例えば、炎光光度計や液体クロマトグラフィーなどが知られている。

さらに、イオン濃度の計測技術を利用する分野では、計測作業の簡便化が望まれていた。このような技術には、土壌又は培地から標本を採取し、当該標本を利用してイオン濃度を測定する技術がある。例えば、可搬型のカリウムイオン計測器は、土壌中の水をスポイトを用いて採取し、当該水を利用してイオン濃度を測定する。また、酸化還元反応を利用した計測器も知られている。

産業上の利用分野

本発明は、計測対象物に存在するイオン濃度を得るイオン濃度測定装置及びイオン濃度測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
計測対象物に正の電圧と負の電圧とを交互に提供する第1の電極部と、
前記電圧を発生させる電圧発生部と、
前記計測対象物に提供される電圧に対応して選択的に捕捉されるイオンに基づく電流を発生させるセンサ部と、
前記電圧発生部を制御すると共に、前記センサ部から出力される電流に基づいて、前記計測対象物に存在する前記イオンの濃度を得る制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記計測対象物へ前記正の電圧が提供されたときに前記センサ部が発生する第1の電流値と、前記計測対象物へ前記負の電圧が提供されたときに前記センサ部が発生する第2の電流値と、を得る電流値取得部と、
前記第1の電流値と前記第2の電流値との差分を得る差分取得部と、
前記差分に基づいて前記イオンの濃度を得る濃度取得部と、を有する、イオン濃度測定装置。

【請求項2】
前記センサ部は、
前記イオンを選択的に捕捉するイオノフォアを含む捕捉部と、
前記捕捉部に電気的に接続され、前記捕捉部に捕捉された前記イオンに対応する媒介イオンを前記捕捉部へ提供すると共に、前記媒介イオンを前記捕捉部から回収する導電部と、
前記導電部及び接地部に電気的にそれぞれ接続され、前記捕捉部へ提供された前記媒介イオンに対応する電子を前記導電部に提供すると共に、前記電子を前記導電部から回収する第2の電極部と、を有する、請求項1に記載のイオン濃度測定装置。

【請求項3】
前記センサ部は、基板をさらに有し、
前記第2の電極部は、前記基板に設けられ、
前記導電部は、前記第2の電極部上に設けられ、
前記基板、前記第2の電極部、前記導電部には、前記基板の裏面から前記導電部の主面に至る貫通孔が設けられ、
前記捕捉部は、前記導電部の主面と前記貫通孔と前記基板の裏面とに一体的に設けられる、請求項2に記載のイオン濃度測定装置。

【請求項4】
前記導電部は、電子とイオンとを可逆的に授受可能な導電性高分子を含む、請求項2又は3に記載のイオン濃度測定装置。

【請求項5】
計測対象物に第1の電極部を介して正の電圧を提供することにより、前記正の電圧に対応して選択的に捕捉されるイオンに基づく電流を発生させるセンサ部が発生する第1の電流値を得るステップと、
前記計測対象物に前記第1の電極部を介して負の電圧を提供することにより、前記センサ部が発生する第2の電流値を得るステップと、
前記第1の電流値と前記第2の電流値との差分を得るステップと、
前記差分に基づいて前記イオンの濃度を得るステップと、
を有する、イオン濃度測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018502978thum.jpg
出願権利状態 公開
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