JPH0232255A - 有機炭素測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は有機炭素測定装置に関する。さらに詳しくは
、産業廃水、湖沼水、海水、河川水等に含まれる全有機
炭素を測定する有機炭素測定装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、水中の全有機炭素を測定する有機炭素測定装置と
しては、キャリアガス供給部、試料注入口および高温用
加熱炉を具備し全炭素用燃焼触媒を備えた全炭素（ＴＣ
）燃焼管、試料注入口および低温用加熱炉を具備し無機
炭素用反応触媒を備えた無機炭素（ＩＣ）反応管および
二酸化炭素を検出する非分散型赤外線ガス検出器を連結
する分析流路で構成される燃焼−赤外線式有機炭素測定
装置が汎用されている。この装置には通常、上記ＴＣ燃
焼部またはＩＣ反応部に所定量の試料を計測採取して注
入しうる自動試料注入機構が設けられている。該自動試
料注入機構は、試料貯留部に接続される試料採取流路（
Ａ）と、ＴＣ燃焼部の試料注入口に接続されるＴＣ用試
料供給流路（Ｂ）と、ＩＣ反応部の試料注入口に接続さ
れるｔＣ用試料供給流路（Ｃ）と、上記試料採取流路（
Ａ）を上記供給流路（Ｂ）または（Ｃ）のいずれかに切
換接続しうる切換弁と、該切換弁に接続されろシリンジ
ポンプとから主として構成されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記のごとき有機炭素測定装置において、キャリアガス
の流量変化がおこると、測定誤差を生しることとなる。

キャリアガスの流量変化、ことに流量の減少には、次の
ような原因が考えられろ。

すなわち、 １）ＴＣ燃焼管内の触媒部への試料中に含まれる塩分な
どの蓄積による通気抵抗の増大によるもの、２）ＴＣ燃
焼管の劣化により発生するクラックなどからのガス漏れ
、 ３）流路構成部品からのガス漏れの発生、４）フィルタ
の目詰まり、 ５）キャリアガス供給源のボンベガスのガス切れ、等で
ある。

この発明はかかる状況に鑑みなされたしのであり、簡便
にキャリアガス流量の変化をチエツクできうる有機炭素
測定装置を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、キャリアガス供給部、全炭
素（ＴＣ）反応部、無機炭素（ＩＣ）反応部及び二酸化
炭素検出部をこの順に接続する分析流路と、所定量の試
料を計測採取して上記ＴＣ反応部またはＩＣ反応部に注
入しうる自動試料注入機構とを備えてなり、該自動試料
注入機構を、空気を所定量吸入採取できるように構成す
ると共に、この自動試料注入機構によりＴＣ反応部また
はＩＣ反応部を経由して上記分析流路に供給される吸入
空気が、上記二酸化炭素検出部で検出されるまでの所要
時間に基づいて、上記分析流路中のキャリアガス流量の
適否を判断しうる流量判断部を具備してなる有機炭素測
定装置が提供される。

この発明は、標準試料を用いず随時にかつ簡便にキャリ
アガス流量をモニタできうるよう構成された有機炭素測
定装置であることを特徴とする。

この発明の装置において、自動試料注入機構は所定量の
空気を吸入採取可能に構成される。その構成は一定量の
空気をキャリアガス移送流路に供給できうる構成であれ
ばよく、例えば、試料貯留部に接続される試料採取流路
、ＴＣ反応部の試料注入口に接続されるＩＣ用試料供給
流路、ＩＣ反応部の試料注入口に接続されるＩＣ用試料
供給流路および空気吸入流路がそれぞれ接続され、試料
採取流路をＩＣ用試料供給流路またはＩＣ用試料供給流
路のいずれかに切換接続しうると共に、空気吸入管を同
じ＜ＩＣ用試料供給流路またはＩＣ用試料供給流路のい
ずれかに切換接続しうる切換弁と、該切換弁に接続され
るシリンジポンプとから構成されるしのを挙げることが
できるが、これに限定されない。

この発明の装置の流量判断部は、上記構成の自動試料注
入機構により分析流路に供給される空気が、該分析流路
をキャリアガスにより移送され、下流に設定される二酸
化炭素検出部で検出されるまでに要する時間に基づいて
、キャリアガス流量の適否を判断するように構成される
。すなわち、上記所要時間（１）を計時する計時手段と
、適正なキャリアガス流量における所要時間を基準とし
て予め記憶する記憶手段と、この記憶される基準所要時
間（Ｔ）と上記計時される所要時間（１）とを比較する
比較手段と、該比較手段での結果を表示する表示手段と
から主として構成されるらのが適している。上記流量判
断部における判断は、前記自動試料注入機構のＩＣ用試
料供給流路またはＩＣ用試料供給流路のいずれを用いろ
ものであっても良い。また所要時間の計測は、前記吸入
空気がＴＣ反応部またはＩＣ反応部に供給されたときを
その計時開始点とするのが好ましいが、これに限定され
ず、例えば自動試料注入機構で吸入採取された空気が、
ＩＣ用試料供給流路またはＩＣ用試料供給流路に移送さ
れたときをその計時開始とするものであってもよく、要
するに基準所要時間（Ｔ）を設定したときと同条件（流
路、計時開始点等）で計時するものであれば良い。上記
判断部ではキャリアガス流量の適否判断について、Ｔく
ｔのときを“否”とし、それ以外を“適”とすることを
基本とするが、キャリアガス流量が多すぎる場合にも測
定誤差を生ずる場合もあり、従って必要に応じてＴｉｔ
の場合ら“否”とするものであってもよい。

またこの発明の装置においては、上記流量判断部が、例
えば上記“否”の場合警報等を出すように構成されるも
のであってらよい。さらに、上記流量判断部の出力信号
に基づいて所定の適性流量に自動調節し得るよう構成さ
れていてもよい。この場合キャリアガス供給部のキャリ
アガス流量をモータ制御のフローコントローラ（圧力コ
ントローラでもあってもよい）で調整するようにした構
成とすることか好ましい。またさらに、通常のＴＯＣ測
定の場合と、キャリアガス流量チエツク時とで、二酸化
炭素検出部の測定レンジのフルスケルを調節できるよう
に構成されていてもよい。

なお、この発明の装置のＴＯ反応部、ＩＣ反応部、二酸
化炭素検出部には、従来のＴＯＣ分升計に設けられるも
のと同様の構成のもの等を用いることができ、また上記
反応部の触媒ら同様のものを用いることができる。

（ホ）作用 この発明によれば、自動試料注入機構により空気吸入管
を通じて所定量の空気を吸入採取して、ＴＣ用試料供給
流路またはＩＣ用試料供給流路のいずれかを通じてＴＣ
反応部またはＩＣ反応部のいずれかに供給されると、こ
の供給された空気は、ＴＣ反応部およびＩＣ反応部をこ
の順に経由するキャリアガスに移送されて下流の二酸化
炭素検出部でこの空気中に含有される二酸化炭素成分が
検出される。この検出に係る所要時間に基づいて上記キ
ャリアガスの流量の適否が判断されろこととなる。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するか、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 第１図はこの発明の有機炭素測定装置の一実施例の構成
説明図である。この図において有機炭素測定装置（１）
は、キャリアガス供給部（２）、全炭素（ＴＣ）反応部
（３）、無機炭素（ＩＣ）反応部（４）、気液分離器（
５）、フィルタ（６）および二酸化炭素検出部（７）を
この順に接続する分析流路（ａ）と、自動試料注入機構
（８）と、制御部（９）とから主として構成されている
。

キャリアガス供給部（２）は、図示しない空気ボンベ、
流量制御弁および流量計を有している。

ＴＣ反応部（３）は、上部に試料注入口（３３）が設け
られた石英製のＴＣ燃焼管（内径１４＋ｎｍ、外径１６
ｍｍ、長さ２５Ｃ１ｎｍ）　（３１）と、該燃焼管（３
１）を加熱する加熱炉（３２）とを具備している。上記
燃焼管Ｘ３１）には酸化触媒（３４）として白金触媒か
充填されている。

ＩＣ反応部（４）は、上部に試料注入口（４２）が設け
られたＩＣ反応管（４１）と、該反応管（４１）に接続
されるドレン流路（ｂ）とを有して構成されている。

上記反応管（４１）にはＩＣ用反応触媒として強酸性陽
イオン交換樹脂が充填されている。

二酸化炭素検出部（７）は、キャリアガスに含有される
二酸化炭素の濃度の変化を、マイクロホンコンデンサ容
量の変化として検出する検出器、試料セル（この場合容
量３０ｍ１２）　、比較セルおよび光源を有する非分散
型赤外線分析計（ｏ＋ｔＲ）　（７１）から構成されて
いる。また上記分叶計はＣＯ，ガス濃度として２０ｐｐ
ｍ、〜２００ｐＰｍ、までの測定レンジの調節が可能に
構成されている。

自動試料注入機構（８）は、空気吸入管路（ｃ）、試料
貯留漕（８１）に接続された試料採取用管路（ｄ）、Ｔ
Ｃ反応部（３）の試料注入口（３３）に接続されたＴＣ
用試料供給管路（ｅ）、ＩＣ反応部（４）の試料注入口
（４２）に接続されたＩＣ用試料供給管路（ｆ）および
シリンジポンプ（８２）を具備した流路切換バルブ（８
３）から構成されている。シリンジポンプ（８２）はシ
リンジポンプ駆動部（８４）により、一定量の空気また
は試料を計量採取できろように構成されている。上記流
路切換バルブ（８３）にはモータ駆動の４方切換バルブ
が用いられている。上記流路切換バルブ（８３）のバル
ブ切換とシリンジポンプ駆動部（８４）とは、後述する
制御部（９）に予め設定されたシクエンスにより駆動さ
れる。

制御部（９）は、ＭＰＵ（９１）、記憶部（９２）、比
較・演算部（９３）、表示部（９４）およびタイマ（９
５）を有して構成され、二酸化炭素検出部（７）、流路
切換バルブ（８３）およびンリンジボンプ駆動部（８４
）に電気的に接続されている。この制御部（９）は自動
試料注入機構（８）の駆動制御と、増幅器（ｌＯ）をへ
て得られる二酸化炭素検出部（７）での二酸化炭素検出
信号を認識し、その二酸化炭素濃度を算出する演算処理
と、分Ｆｒ流路（ａ）のキャリアガス流量の適否を判断
する流量判断を主たる機能とする。

以下、制御部（９）に基づくこの発明の有機炭素測定装
置（１）の作動について説明する。

（ｉ　）ＴＯＣを測定する場合、まず、キャリアガス供
給部（２）−ＴＣ反応部（３）−ＩＣ反応部（４）−一
気液分離器（５）−フィルタ（６）−二酸化炭素検出部
（７）をこの順に連通ずる分析流路（ａ）に、キャリア
ガス供給部（２）より、高純度空気が上記分析流路に所
定流量（例えば約１５０ｍ１２／ｍ１ｎ）で移送される
ように流量制御弁および流量計にて調節し、加熱炉（３
２）内温度を６８０℃に設定しコンディショニングを行
なう。

その後、自動試料注入機構（８）において、試料採取用
管路（ｄ）とＩＣ用試料供給管路（ｅ）とを連通ずるよ
うに流路切換バルブ（８３）を切換え、シリンノボンブ
駆動部（８４）を駆動して上記ＩＣ用試料供給管路（ｅ
）内を試料液で充填した後、所定量（例えば３００μｇ
）の試料をＴＣ反応部（３）に注入することにより、こ
の試料中に含有される全炭素に由来する二酸化炭素が二
酸化炭素検出部（７）で測定され、その結果演算処理さ
れてＴＣ値が記憶されろ。

次に、流路切換バルブ（８３）を、試料採取用管路（ｄ
）とＩＣ用試料供給管路（ｆ）とを接続するように切換
えた後、上記と同様にして同一の試料の同量をＩＣ反応
部（４）に注入することにより、この試料中に含有され
る無機炭素に由来する二酸化炭素が二酸化炭素検出部（
７）で測定され、その結果演算処理されてＩＣ値として
記憶される。

これらのＴＣ値およびＩＣ値の記憶値から、減算処理さ
れることにより、試料のＴＯＣ値が算出され、表示部（
９４）に表示される。

（ｉｉ　）キャリアガス流量判断の場合、予め、分析流
路（ａ）におけるキャリアガス流量が適正であるときに
おいて、二酸化炭素検出部（７）の測定レンジを所定の
（例えば２０ｐｐｍ、　ＣＯｔフルスケール）レンジに
切換えた後、自動試料注入機構（８）の、空気吸入管路
（ｃ）と例えばＩＣ用試料供給管路（ｅ）とを流路切換
バルブ（８３）により連通させ、ンリンジボンブ駆動部
（８４）を駆動して一定量（３００μＱ）の空気を吸入
採取し、かつＩＣ用試料供給管路（ｅ）に供給する。こ
のときタイマ（９５）を作動させる。上記吸入空気がＩ
Ｃ用試料供給管路（ｅ）を経由して分析流路（ａ）に供
給され、二酸化炭素検出部（７）で上記吸入空気中の二
酸化炭素濃度が検出される。この信号検出までのタイマ
（９５）によりカウントされた時間を標準時間（Ｔ）と
して、記憶部（９２）に記憶しておく。上記の場合、通
常空気中に含まれている二酸化炭素の濃度は約３５０ｐ
ｐｍ。

程度であり、−力検出部（７）の試料セル容量は３０ｎ
＋Ｑであるので、３００μＱの吸入空気に対して検出さ
れる二酸化炭素濃度は、 ３５０　（ｐｐｍ、）　Ｘｅ庄＝３．５（ｐｐｍ、）と
なり、検出部（７）レンジを２０ｐｐｍ、フルスケール
にすると、充分検出できうる濃度である。

次にＴＯＣ測定の途中において、キャリアガス流量のチ
エツクをする場合、上記と同様にして測定レンジを切換
えた後自動試料注入機構から空気を所定量、ＩＣ用試料
供給管路（ｅ）を経由して分析流路（ａ）に供給し、こ
のときの二酸化炭素検出部（７）における検出までの時
間（１）を測定する。

次に、得られた時間（１）を前記記憶標準時間（Ｔ）と
比較し、Ｔｉｔの場合キャリアガス流量が所定流量より
も小さい旨の表示が表示部（９４）になされる。なお、
上記表示に変えてまたは表示と共に警報を発するように
構成されていてらよい。

またさらに、上記Ｔ＜ｔなる比較信号に基づいて、キャ
リアガス流量が自動的に適正流量に調節されるように構
成されていてもよい。この場合、キャリアガス供給部（
２）にモータ制御のフローコントローラ（または圧力コ
ントローラ）でキャリアガス流量を調節するように構成
し、上記比較信号によりこのモータを駆動して調整する
等が挙げられる。

また上記標準時間（Ｔ）は、ＩＣ用試料供給管路（ｒ）
を経由する流路で設定されるしのであってもよく、この
場合にはキャリアガス流上のチエツクにはこの管路（ｆ
）か用いられる。

（ト）発明の効果 この発明によれば、不適切なキャリアガス流量により、
測定誤差が生ずることを防ぐことができる。流量チエツ
クに空気を用いているので、標準水等を用いずに簡便に
できる。チエツクのために必要な特別な機構がほとんど
不要であり、安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の有機炭素測定装置の一実施例の構成
説明図である。 （２）・・・・・・キャリアガス供給部、（３）・・・
・全炭素（ＴＣ）反応部、（４）・・・・・無機炭素（
ＩＣ）反応部、（５）・・・・・・気液分離器、　（６
）・・・・・・フィルタ、（７）・・・・・・二酸化炭
素検出部、（８）・・・・・・自動試料注入機構、（９
）・・・・・・制御部、　　　（ＴＣ）・・・・・・増
幅器、（３１）・・・・・・ＴＣ燃焼管、（３２）・・
・・・・加熱炉、（４１）・・・・・・ＩＣ反応管、（
９１）・・・・・・ＭＰＵ。 （９２）・・・・・・記憶部、　　（９３）・・・・・
・比較・演算部、（９４）・・・・・・表示部、　　　
（９５）・・・・・・タイマ、（ａ）・・・・・・分析
流路、　（ｃ）・・・・・・空気吸入管路、（ｄ）・・
・・・・試料採取用管路、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、キャリアガス供給部、全炭素（ＴＣ）反応部、無機
   炭素（ＩＣ）反応部及び二酸化炭素検出部をこの順に接
   続する分析流路と、所定量の試料を計測採取して上記Ｔ
   Ｃ反応部またはＩＣ反応部に注入しうる自動試料注入機
   構とを備えてなり、該自動試料注入機構を、空気を所定
   量吸入採取できるように構成すると共に、この自動試料
   注入機構によりＴＣ反応部またはＩＣ反応部を経由して
   上記分析流路に供給される吸入空気が、上記二酸化炭素
   検出部で検出されるまでの所要時間に基づいて、上記分
   析流路中のキャリアガス流量の適否を判断しうる流量判
   断部を具備してなる有機炭素測定装置。