JPH0424553A - 炭素量測定装置 - 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】 「産業上の利用性り！ｆ」 この発明は、有機炭素量を測定することができるＴ　Ｏ
Ｃ（Ｔｏｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃａｒｂｏｎ）計に
係り、特に、脱気器内において試料液を残留さＵない炭
素量測定装置に関するものである。

「従来の技術」 一般に、超純水の水質検査を行う場合には、有機物を酸
化分解して二酸化炭素に換え、この二酸化炭素の量を測
定して有機炭素量を求める炭素量測定装置か用いられて
いる。

この炭素量測定装置は、有機炭素が含有された試料液を
供給する試料液供給手段と、この試料液供給手段により
供給された試料液に酸性溶液及び酸化剤を添加する反応
液供給手段と、酸性溶液が添加された試料液に不活性ガ
スを送り込んで撹拌し、該試料液に含有される無機炭素
を不活性ガスとともに外部に追い出す脱気器と、酸化剤
が添加された試料液を加熱して、該試料液に含有される
有機炭素から二酸化炭素を生成する反応器とを有するも
のであって、前記反応器において生成された二酸化炭素
は、抽出器で抽出された後に赤外線ガス分析器で定量さ
れ、その定量結果から、試料液の炭素濃度が算出される
ようになっている。そして、このような試料液供給手段
、反応液供給手段、脱気器、反応器、赤外線ガス分光分
析器により測定系が構成される。

そして、上記のように構成された炭素量測定装置では、
ゼロ点を調整する場合には、前記測定系に対して予め濃
度の判っているベース液を流通させ、前記赤外線ガス分
析器の分析値をベース液の濃度に一致さＵるようにして
いる。

また、スパンを校正する場合には、前記測定系に対して
、予め濃度の判っているベース液を流通させ、続けて該
ベース液に所定量の有機物（フタル酸カリウｌ、など）
を添加してなる既知ａｒｘのスパン校正液を流通させ、
前記ベース液の測定値と前記スパン校正液の測定値との
差から、測定系のスパン校正を行うようにしている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のように構成された炭素量測定装置では
、スパン校正を行う場合に、まず、ベース液を流通させ
た後にスパン校正液を流通させるといった作業を全て手
作業により行うようにしているので、その作業効率が悪
いという問題があった。例えば、ベース液を流通させて
から赤外線ガス分析器において１００％の応答性を得る
までには３０〜４０分の時間を要し、続けて行うスパン
校正液の測定までを含めると１〜２時間の時間が必要に
なり、これらの点において、可能な限りの測定時間の短
縮化と作業の効率化とが求められていた。

なお、赤外線ガス分析器のみを市販されている標準ガス
て校正することも従来より行われてはいるが、測定系全
体の校正は最終的には標準液による校正以外にはなく、
該校正作業の簡素化が望まれていた。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、ベース液とスパン校正液とを用いた測定系のスパン校
正を自動化し、これによって測定時間の短縮化と作業の
効率化とを実現した炭素量測定装置の提供を目的とする
。

１課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明では、試料液を供
給する試料液供給手段と、この試料液供給手段から供給
された試料液に不活性ガスを送り込んで撹拌し、該試料
液に含有される無機炭素を、不活性ガスとともに外部に
追い出す脱気器と、酸化剤が添加された試料液を加熱し
て、該試料液に含有される有機炭素から二酸化炭素を生
成する反応器と、この反応器で生成された二酸化炭素か
ら該試料液に含有されていた有機炭素濃度を測定する分
析器とを有する炭素量測定装置において、：ｊ’ｊ記試
料液供給手段に設けられ、予め有機炭素濃度の判ってい
るベース液と該ベース液に所定量の有機物を添加してな
る既知濃度のスパン校正液とを選択的に試料液供給経路
に供給するスパン校正手段と、前記分析器の分析値に基
づいて前記ベース液の検出値が安定したと判断した場合
に、前記スパン校正手段に対してベース液に代えてスパ
ン校正液を供給させ、また、前記分析器の分析値に基づ
いて前記スパン校正液の検出値が安定したと判断した場
合に、前記試料液供給手段に対してスパン校正液に代え
て試料液を供給させるとともに、前記ベース液の分析値
と前記スパン校正液の分析値との差を演算しかつ該演算
値から前記試料液の分析値を校正する制御手段とを具備
するようにしている。

１作用」 この発明によれば、 分析器の分析値に基づいて、 ベース液の検出値が安定したと判断した場合に該ベース
液に代えてスパン校正液を供給させるようにし、また、
分析器の分析値に基づいて、スパン校正液の検出値が安
定したと判断した場合に、該スパン校正液に代えて試料
液を供給し、該試料液の有機炭素濃度測定を行うように
したので、ベース液からスパン校正液への切換、スパン
校正液から試料液への切換、試料液の有機炭素濃度測定
を最小限の時間で行うことができる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について第１図及び第２図を参
照して説明する。

まず、この炭素量測定装置の基本構造を説明すると、符
号ｌは試料液供給手段であって、有機炭素を含む試料液
が供給される試料液供給配管２と、該試料液を輸送する
ポンプ３と、前記試料液供給路ＩＡに対して選択的にベ
ース液とスパン校正液とを供給するスパン校正手段４と
から構成されている。なお、このスパン校正手段４につ
いては後で述へる。

また、前記試料液供給ポンプ１の吐出側には配管５か設
けられ、この配管５の途中には、前記試料液供給配管２
から供給された試料液と反応する反応液を供給するため
の反応液供給手段６が設置十られている。

この反応液供給手段６は、反応液供給ポンプ６Ａを有す
るものであって、この反応液供給ポンプ６Ａからは、前
記試料液に含有される有機炭素から無機炭素である二酸
化炭素を生成させるたｄ）のベルオキソニ硫化カリウム
等の酸化剤、及び１ｉ？１記試料液に含有される無機炭
素であり、かつ弱酸である二酸化炭素を追い出すための
硫酸、リン酸溶液等の酸性溶液からなる反応液か適宜供
給されるようになっている。

また、前記配管５の下流部には脱気器７が設けられてい
る。

この脱気器７は、ヘリウム、窒素等の不活性ガスを送り
込む供気管８が下部に接続されたものであって、該供気
管８を通じて供給された不活性ガスは、脱気器７の内部
で気泡状となって、試料液（硫酸溶液との混合液）を互
いに攪拌混合し、該試料液中の二酸化炭素（無機炭素）
を脱気するようになっている。

具体的には、前記脱気器７は、上部が開口するように設
けられて、配管５を通じて供給された試料液を貯留する
とともに、該試料液を攪拌するための不活性ガスを供給
する供気管８が下部に接続されたしのであって、前記供
気管８の途中には、不活性ガスの供給量を調整する流量
調整弁９が設けられている。

一方、前記脱気器７の排出口には、配管１０が接続され
、この配管１０の途中には、加圧ポンプ１１、反応器１
２、固定絞り１３が順次設けられている。

前記加圧ポンプＩ＋は、後述する反応器内に前記試料液
と反応液とからなる混合液を一定の圧力で、かつ一定の
流量で供給するためのらのであり、前記反応器１２は、
ドラムヒータ１２Ａの周囲に配管１０を螺旋状に巻回し
、この配管１０の管壁に、管内の温度を検出する熱電対
（図示略）を取り付けたしのであって、該配管１０内の
温度が常時一定となるように制御されている。そして、
この反応器１２において、反応液（酸化剤）と試料液中
の有機炭素とを反応させて、該【１機炭素から二酸化炭
素を生成させろようになっている。

前記固定絞り１３は、前記反応器１２の内部の反応圧力
を高めるためのものであって、該反応器１２の温度が水
の沸点を越えたとしても、反応液の気化が起こらないよ
うにするものである。

また、前記配管１０の末端、かつ固定絞り１３の下流側
には、反応２：ｉ　Ｉ　２において反応が完了した試料
液から二酸化炭素を抽出ずろ抽出器１４が設けられてい
る。

この抽出器１４け、」１下に向けて設けられて、配管１
０を通じて供給された試料液を二酸化炭素とドレン水（
残香）とに気液分離する抽出塔（図示略）と、この抽出
塔を冷却する冷却器（図示略）とから構成されたもので
あって、前記抽出塔１４の下部には、前記配管ＩＯから
供給された流体（反応器１２において反応が完了して、
有機炭素から生成された二酸化炭素が含有されている）
から、抽出塔１４内において二酸化炭素を拡散、抽出さ
せるためのヘリウム、窒素等の不活性ガスを送り込む配
管１５が接続され、また、該抽出塔１４の上部には、該
抽出塔１４内で分離された二酸化炭素と不活性ガスを乾
燥させる除湿器１６と、不活性ガス中の二酸化炭素の濃
度を測定するための赤外線分析器１７とが順次設けられ
てなる配管１８が接続されている。なお、前記配管１５
の途中に設けられたものは一定流量の不活性ガスを供給
するマスフローコントローラ１９である。

そして、前記赤外線分析器１７によって分析された分析
値は分析データとして演算機２０に供給され、この演算
機２０において、前記試料液供給配管２から供給された
試料液中に有機炭素がどの位の割合で含有されるかを示
す有機炭素濃度が適宜演算されるようになっている（但
し、試料液供給配管２から供給される試料液の竜は、単
位時間当たり一定）。

次に、本発明に係るスパン調整を行うための構成につい
て説明する。

前記試料液供給手段の一部として設けられたスパン校正
手段４は、予め有機炭素濃度の判っているベース液が貯
留される第１貯留部２１と、前記ベース液に所定量の有
機物を添加してなる既知濃度のスパン校正液が貯留され
る第２貯留部２２と、前記第１貯留部２１からのベース
液と第２貯留ｆｆｌ＋２２からのスパン校正液とを選択
して供給管２３に供給する三方電磁弁２４と、前記供給
管２３を通じて供給されたベース液あるいはスパン校正
液を試料供給配管２に供給する三方電磁弁２５とから構
成されたものであって、前記三方電磁弁２４又は２５の
操作は、符号Ｃ１で示す制御手段から出力される制御信
号に基づき行われる。

以下に、前記制御手段Ｃ１の制御内容について工程順に
説明する。

（りスパン校正を行う旨の指示があった場合に（この指
示は図示しないスイッチにより行う）、三方電磁弁２５
のボートを供給管２３側に切換える制御信号を出力し、
三方電磁弁２４のボートを、第１貯留部２１側に通しる
ライン２１Ａに切換える制御信号を出力し、これによっ
て第１貯留部２１に貯留されるベース液を試料供給配管
２に供給させるようにする。これと同時に、制御手段Ｃ
に内蔵されたタイマー（図示路）を作動させて時間の計
測を開始させる。

（２）前記タイマーにより一定時間（予め設定しておく
）が計測されたか否かを判断し、一定時間が計測された
場合に、前記演算機２０から、前記ベース液中に含有さ
れる有機炭素の濃度を示す演算値を取り込み、この演算
値が定常状態となったことを条件として該演算値を記憶
する。

（３）三方電磁弁２４のボートを、第２貯留部２２側に
通じるライン２２Ａに切換える制御信号を出力し、これ
によって第２貯留部２２に貯留されるスパン校正液を試
料供給配管２に供給させるようにする。これと同時に、
制御手段Ｃ１に内蔵され１こタイマー（図示路）を作動
させて時間の計測を開始させる。

（４）前記タイマーにより一定時間（予め設定しておく
）が計測されたか否かを判断し、一定時間が計測された
場合に、前記演算機２０から、前記スパン校正液中に含
有される有機炭素の濃度を示す演算値を取り込み、この
演算値か定常状態となったことを条件として該演算値を
記憶する。

（５）前記（２）で記憶されたベース液の有機炭素濃度
を示す演算値と、前記（４）で記憶され１こスパン校正
液の打機炭素濃度を示す演算値との差（測定値の差）を
求め、更に実際のベース液のイ１機炭素δ度とスパン校
正液の有機炭素濃度との差（真値の差）を求める。

そして、前記測定値の差と、真値の差との比を演算し、
この演算値を、以後の試料液中に含有される有機炭素量
の濃度測定値を補正するためのファクターとして使用す
る。

なお、ここでは実際のベース液の有機炭素濃度とスパン
校正液のＧ機炭素濃度とのｙ：（真値の差）を演算によ
り求めさＵたが、これに限定されず、外部よりキーボー
ドの操作により制御手段Ｃ０に入力さセるようにしても
良い。

（６）前記三方電磁弁２５のボートを試料供給側（２Ａ
の側、つまりベース液、スパン校正液の供給が中止され
、試料液の供給が開始される側）に切換える制御信号を
出力し、試料液に含有される有機炭素量の測定を開始さ
せる。

そして、このとき供給された試料液の有機炭素量が測定
され、該試料液中に含有される有機炭素濃度か、演算機
２０の出力値により得られたならば、この出力値に、前
記（５）で算出されたファクターを乗じ、これによって
試料液に含有される有機炭素量のスパン校正を行う。

以上説明したように、本実施例に示す炭素量測定装置に
よれば、演算機２０から出力される赤外線分析器１７の
分析値に基づき、ベース液の有機炭素濃度を示す検出値
が安定したと判断された場合に、該ベース液に代えてス
パン校正液を供給させるようにしく前記工程（２）から
（３））、更にスパン校正液の有機炭素濃度を示す検出
値が安定したと判断した場合に、該スパン校正液に代え
て試料液を供給し、該試料液の分析を行うようにしたの
で（前記工程（４）から（６））、ベース液からスパン
校正液への切換、スパン校正液から試料液への切換、試
料液の濃度測定を最小限の時間で順次効率良く行うこと
ができる。

また、赤外線分析器１７の分析値に基づきスパン校正液
の有機炭素濃度を示す検出値が安定したと判断した場合
に、試料液供給手段に対してスパン校正液に代えて試料
液を供給さＵるとと乙に、前記ベース液の分析値と前記
スパン校正液の分析値との差を演算しかつ該演算値から
前記試料液の分析値のスパン校正を行うようにしたので
（前記工程（５）から（６））、スパン校正液から試料
液へ切換えた後の該試料液の炭素濃度測定、及び該炭素
濃度測定のスパン校正を、効率良く行うことができる効
果が得られる。

なお、本実施例では、スパン校正を行うための制御手段
Ｃ１の外に、試料液のｐ　Ｉ（を監視するための制御手
段Ｃ７が設けられている。

この制御手段Ｃ２には、（−）演算機２０から、試料液
供給配管２から供給された試料液中に有機炭素がどの位
の濃度で含有されているかを示す演算値が入力され、（
ニ）反応液供給手段６の下流側に設けられた、試料液の
ｐ　Ｈを示ずｐ■Ｉセンサ３０からの検出信号が入力さ
れ、（三）反応器１２のトラム１２Ａに巻回された配管
１０の温度を示ず熱電対（図示路）からの検出信号が入
力されるようになっている。

そして、前記制御手段Ｃ２では第２図のフローヂャート
で示すように自動運転を行う旨の指示があった場合に（
ＳＰＩ）、一定時間暖気運転を行ない（この暖気運転は
、前記（三）で示す反応器１２のドラム１２Ａの温度が
所定温度になるまで行う）（ＳＦ３）、この後、試料液
中に含有される有機炭素量を測定するための運転を行わ
せる（ＳＦ３）。

そして、前記ＳＰ３の計測運転を行っている場合に、前
記（ニ）で示すｐ　Ｈセンサ３０の検出値が、予め設定
した値（例えばｐＨ４）より大きくなったか否かを監視
するようにしく５Ｐ４）、ＹＥＳの場合に反応液供給手
段６から、無機炭素である二酸化炭素を追い出すための
硫酸、リン酸溶液等の酸性溶液が円滑に供給されていな
いとして警報ランプ（図示路）を点灯さＵるようにする
（ＳＦ３）。

なお、前述したスパン校正を行う旨の指示は第２図にＳ
Ｆ３で示す暖気運転か終了し、Ｓ　＋−）　３て示す計
測運転を開始さＵる直０１ｊに行わせるようにすると良
い。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、分υｉ
器の分析値に基づいて、ｌ＼−ス液の検出値が安定した
と判断した場合に該ベース液に代えてスパン校正液を供
給さ０るようにし、また、分析器の分析値に基づいて、
スパン校正液の検出値が安定したと判断した場合に、該
スパン校正液に代えて試料液を供給し、該試料液のａ機
炭素濃度測定を行うようにしたのて、ベース液がらスパ
ン校正液への切換、スパン校正液から試料液への切換、
試料液の有機炭素濃度測定を最小限の時間で順次効率良
く行うことができる。

また、分析器の分析値に基づきスパン校正液の検出値が
安定したと判断した場合に、試料液供給手段に対してス
パン校正液に代えて試料液を供給させるとともに、前記
ヘース液の分析値と前記スパン校正液の分析値との差を
演算しかつ該演算値から前記試料液の分析値をスパン校
正するようにしたので、スパン校正液から試料液へ切換
えた後の該試料液の炭素濃度測定、及び該炭素濃度測定
のスパン校正を、効率良く行うことができる効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体を示す概略系統図、第２図は自動
運転開始時の制御手段の制御内容を示すフローチャート
である。 ｌ・・・・試料液供給手段 （２・・・・・試料液供給配管（試料液供給経路）、４
・・スパン校正手段）、 ７・・・・・・脱気器、 １２・・・・・・反応器、 Ｉ７・・・・・赤外線分析器（分析器）、Ｃ，・・・・
制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料液を供給する試料液供給手段と、この試料液供給手
   段から供給された試料液に不活性ガスを送り込んで撹拌
   し、該試料液に含有される無機炭素を、不活性ガスとと
   もに外部に追い出す脱気器と、酸化剤が添加された試料
   液を加熱して、該試料液に含有される有機炭素から二酸
   化炭素を生成する反応器と、この反応器で生成された二
   酸化炭素がら該試料液に含有されていた有機炭素濃度を
   測定する分析器とを有する炭素量測定装置において、前
   記試料液供給手段に設けられ、予め有機炭素濃度の判っ
   ているベース液と、該ベース液に所定量の有機物を添加
   してなる既知濃度のスパン校正液とを選択的に試料液供
   給経路に供給するスパン校正手段と、 前記分析器の分析値に基づいて前記ベース液の検出値が
   安定したと判断した場合に、前記スパン校正手段に対し
   てベース液に代えてスパン校正液を供給させ、また、前
   記分析器の分析値に基づいて前記スパン校正液の検出値
   が安定したと判断した場合に、前記試料液供給手段に対
   してスパン校正液に代えて試料液を供給させるとともに
   、前記ベース液の分析値と前記スパン校正液の分析値と
   の差を演算しかつ該演算値から前記試料液の分析値を校
   正する制御手段とから構成されていることを特徴とする
   炭素量測定装置。