JPH08327535A - 光学式濃度測定装置 - Google Patents

光学式濃度測定装置

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JPH08327535A
JPH08327535A JP7135521A JP13552195A JPH08327535A JP H08327535 A JPH08327535 A JP H08327535A JP 7135521 A JP7135521 A JP 7135521A JP 13552195 A JP13552195 A JP 13552195A JP H08327535 A JPH08327535 A JP H08327535A
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JP
Japan
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calibration
optical
concentration
measurement
water
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JP7135521A
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English (en)
Inventor
Takeshi Hanawa
剛 花輪
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い測定精度を保ちつつ長期間無保守で連続
運転が可能で、かつ保守性に優れた光学式濃度測定装置
を提供する。 【構成】 光学式濃度検出器1Aにスパン校正フィルタ
挿入機構1Bを付設する。濃度検出器1Aの出力を濃度
変換器2で濃度信号に変換し、演算制御部3に送る。試
料水は、電磁弁5により測定系とゼロ水調製フィルタを
有する校正系に切り換えて供給する。校正時にはゼロ水
を濃度検出器1Aに通水し、スパン校正フィルタの使
用、不使用時の検出値(濃度変換器出力)等を基に校正
後測定値を求める演算式を作成する。この演算式に試料
水の測定値を代入し演算制御部3で濃度を算出する。自
動校正は、タイマにより定期的に実行する方式と、ゼロ
点のずれを検出して実行する方式がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上下水道の分野で、特
定波長の光の吸収に基づいて水中の物質の濃度を測定す
る光学式濃度測定装置、特にその自動校正機能に関す
る。
【0002】
【従来の技術】下水の処理水及びその他の排水中に含ま
れる有機物の濃度を連続して測定するUV計(有機汚濁
モニタ)を例に説明する。UV計は、連続通水形吸光光
度法を測定原理としている。
【0003】無機物による紫外吸光は、波長250nm
以上では殆ど認められない。これに対し、有機物は25
4nm程度の波長でもある程度の吸収を示す。従って、
254nm以上の波長での紫外吸光は、殆ど有機物に基
づくものと判定しており、これを測定原理としている。
この原理を利用して有機性汚濁濃度を測定することが可
能となる。
【0004】一般に、上記の測定原理を用いた自動水質
測定装置は、光源用ランプの劣化,ランプ及び測定信号
増幅部の温度による特性の変化,測定セルの汚れ等によ
り、連続計測における計測値に差異が生じるため、計測
器の精度保証上、定期的な保守項目として校正の必要性
が挙げられる。校正は、人為的に標準液,光学フィルタ
等を用いて行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光学式自動水質測定装
置の校正を行う場合、その実施頻度が計測器の保守性の
良否を決定する要因の一つとなる。計測器の校正は、定
期的に実施するのが望ましいが、計測器を構成する機器
の諸特性の変化,計測器周囲の状況の変化,測定対象物
質の濃度変化等に鑑み、一定周期より早く校正を必要と
する場合が多く、装置が校正時期を検知する自己診断機
能を持たない場合は、人的にこの判断をする。そのため
には、計測器に対する知識や経験等を要するが、それで
も、校正後の計測値に作業者の校正手順等による個人差
が生じ易い。また、計測器を校正する際には、既知の値
を持つ二つ以上のある程度の測定幅を有する疑似的な測
定対象物を用いるが、その物質に試薬等を用いる場合に
は、試薬の調製や性状の安定等に時間を要するので、校
正前の準備及び実作業に多くの時間を要する。
【0006】そこで本発明は、上記課題を解決し、高い
測定精度を保ちつつ長期間無保守で連続運転が可能で、
かつ保守性に優れた光学式濃度測定装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料水を電磁
弁により測定系とゼロ水調製フィルタを有する校正系に
切り換えて光学式濃度検出器に送り、吸光光度法に基づ
いて水中の物質を検出し、濃度信号に変換する光学式濃
度測定装置において、スパン校正用光学式フィルタを測
定光路に進退させる移動機構と、計測値の記憶,演算機
能及び機器の制御機能を有する演算制御部と、計測値の
表示,設定値の変更が可能な表示・操作部とを備え、タ
イマによる一定周期方式または測定セルの汚れによる計
測値のずれを検出する方式で校正時期を自動的に選定す
るようにしたことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、試料水を電磁弁により測
定系とゼロ水調製フィルタを有する校正系に切り換えて
光学式濃度検出器に送り、吸光光度法に基づいて水中の
物質を検出し、濃度信号に変換する光学式濃度測定装置
において、スパン校正用光学式フィルタを測定光路に進
退させる移動機構と、計測値の記憶,演算機能及び機器
の制御機能を有する演算制御部と、計測値の表示,設定
値の変更が可能な表示・操作部と、洗浄液貯留タンク及
び送液用ポンプを有する洗浄装置と、前記光学式濃度検
出器の前段に位置して試料水と洗浄液の切換を行う電磁
弁とを備え、タイマによる一定周期方式または測定セル
の汚れによる計測値のずれを検出する方式で校正及び洗
浄時期を自動的に選定するようにしたことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】ゼロ水調製フィルタを通して光学式濃度検出器
に通水し、ゼロ校正を行う。次に、スパン校正フィルタ
を測定光路に挿入し、濃度(スパン校正点)を求める。
これらと検量線から校正後測定値を求める演算式を作成
し、これに試料水を測定した場合の濃度変換器出力値を
代入して、補正後の濃度信号を得る。校正は、定期的に
実行する方式か、ゼロ点のずれを検出した時点で実行す
る方式で自動的に行っている。
【0010】また、洗浄装置を付加した場合には、一定
周期で洗浄液を送って洗浄したり、汚れ検出時点で洗浄
を実施する。汚れの検出は、定期的に光学式濃度検出器
にゼロ水を通水し、汚れ検出信号を汚れ検出基準値と比
較することにより、行っている。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。
【0012】本発明による光学式濃度測定装置の実施例
1を図1〜図5に示す。図1は試料水の濃度が比較的低
い場合の構成を示すブロック図、図2は測定経路のフロ
ー図、図3は光学式濃度検出部の構成図(側面)、図4
は同濃度検出部の構成図(底部)、図5は自動校正検量
線図である。
【0013】図1において、1は濃度検出部、2は光学
式濃度変換器、3は演算制御部、4は表示・操作部、5
は濃度検出部1へ通水する水を切り換える電磁弁であ
る。濃度検出部1は、光学式濃度検出器1Aとスパン校
正フィルタ挿入機構1Bを備えており、その構成を図
3,図4に示す。
【0014】同図において、21は照射光の光源となる
ランプ、22は試料水を通水する測定セル、23は照射
光を感知する受光部、24は校正フィルタ(光学フィル
タ)、25はこのフィルタ24を自動的に測定光路内に
進出させたり、退出させたりする移動機構で、フィルタ
支持軸25A,ばね25B,モータ25C,カム25D
等により構成している。校正フィルタ(スパンフィル
タ)24は、スパン校正を行うためのもので、特定の波
長に対しある程度の吸収を持つ光学的特性を有する。
【0015】一方、濃度測定対象の試料水の通流経路
は、電磁弁(3方弁)5から試料水の流量調整を行う第
一の調節バルブ6,フローメータ7を経て光学式濃度検
出器1Aの測定セル22に達する測定系と、電磁弁5か
らゼロ水の流量調整を行う第二の調節バルブ8,ゼロ水
調製フィルタ9を経て前記フローメータ7に至る校正系
を有している。通常の測定時には、電磁弁5→第一の調
節バルブ6→フローメータ7→濃度検出器1A(測定セ
ル22)の経路となる。校正時には、電磁弁5→第二の
調節バルブ8→ゼロ水調製フィルタ9→フローメータ7
→光学式濃度検出器1A(測定セル22)の経路とな
る。
【0016】次に、動作について述べる。測定セル22
では、光源ランプ21の発光を、ある特定の波長のみを
透過する光学フィルタを通して検出する。この光は、測
定セル22内の試料水に含まれる物質濃度により異な
る。試料水により吸収されたサンプル信号と試料水を透
過しない光源ランプ21の光量を比較信号として出力す
る。光学式濃度変換器2においては、濃度検出器1Aか
ら得られた計測信号を濃度信号に変換し、出力する。演
算制御部3は、シーケンス制御や測定信号の演算処理を
行っており、演算に必要な係数は異常診断の基準値の設
定・変更・表示が可能なグラフィック型操作パネルを有
する表示・操作部4から受け取っている。
【0017】一方、自動校正は、次のようにして行って
いる。まず、ゼロ校正は、通常の試料水通水経路を電磁
弁5の動作でゼロ水調製フィルタ9側に切り換え、光学
式濃度検出器1Aに通水する。この状態で、濃度検出器
1Aの測定信号を光学式濃度変換器2に入力し濃度信号
に変換して、演算制御部3に出力する。演算制御部3
は、この信号が安定するのを待ち、ゼロ校正点(Yz)
として記憶する。
【0018】この後、演算制御部3から濃度検出部1に
スパン校正フィルタ挿入指令を出力する。濃度検出部1
は、この信号を受け取ると、モータ25Cを駆動して校
正フィルタ24を測定光路内に進出させる。この時の光
学式濃度検出器1Aの測定信号を光学式濃度変換器2で
濃度信号に変換し、演算制御部3に出力する。演算制御
部3は、この信号をスパン校正点(Yfs)として記憶
する。ゼロ校正点とスパン校正点からY軸には濃度変換
器出力、X軸には補正後の出力をとり、図5に示すよう
な検量線から補正後濃度計測値を演算する。スパン校正
フィルタ24の吸光度(濃度に換算した値)をXfs、
このXfsに対応する濃度変換器出力をYfsとして傾
きaを求めると次式のようになる。
【0019】a=(Yfs−Yz)/Xfs 上式から校正後測定値を求める演算式は Xd=Xfs(Yd−Yz)/(Yfs−Yz) ここで、Yd:光学式濃度変換器出力(濃度測定値) となり、試料水を測定した場合の濃度変換器出力値Yd
を上式に代入することにより補正後の濃度信号が得られ
る。
【0020】なお、自動校正は、タイマにより定期的に
実行する方式と、ゼロ点のずれを検出して実行する方式
があり、演算制御部3(または表示・操作部4)で選
択、設定を行う。タイマにより校正を実行する場合の周
期設定は、表示・操作部4で行う。また、ゼロ点のずれ
を検出して校正を実行する方式を選択した場合には、定
期的に光学式濃度検出器1Aにゼロ水を通水し、その時
の光学式濃度変換器出力と前回校正を行った際のYzの
値との比較を行う。その結果、この二つの値に差を検出
した際に校正を自動的に実行する。
【0021】実施例2を図6,図7に示す。実施例2
は、試料水の濃度が高い場合に好適である。試料水の濃
度が高い場合、光学式濃度検出器内部の測定セル及び配
管系統に有機物,錆等の汚れが付着し易くなるので、実
施例1に汚れを除去するための洗浄機構を付加した構成
としている。有機物等の汚れを除去する方法として塩酸
を用いた薬液洗浄方式が有効的であることから、洗浄液
として2%程度の塩酸を使用する。
【0022】図6において、1は濃度検出部、2は光学
式濃度変換器、3は演算制御部、4は表示・操作部、5
は濃度検出部1へ通水する水を切り換える電磁弁であ
る。濃度検出部1は、光学式濃度検出器1Aとスパン校
正フィルタ挿入機構1Bを備えている。10は洗浄液送
液ポンプ、11は洗浄液タンク低水位検出用レベルスイ
ッチである。測定フローとしては、図7に示すようにフ
ローメータ7と光学式濃度検出器1Aの間に電磁弁(3
方弁)12を設け、洗浄液タンク13内から送液ポンプ
10で汲み出した洗浄液と、フローメータ7からの試料
水等を切り換えて光学式濃度検出器1Aに送り込む経路
としている。
【0023】洗浄方式には、一定周期による方式と、光
学式濃度検出器1Aの汚れを検出した時点で洗浄を実行
する方式があり、演算制御部3に洗浄方式を選択する機
能,洗浄周期を設定する機能及び汚れを検出するための
基準値を設定する機能を具備させている。
【0024】一定周期による洗浄方式は、設定された洗
浄周期で演算制御部3からモータ駆動指令を発して送液
ポンプ10を駆動する。
【0025】また、光学式濃度検出器1Aの汚れを検出
して洗浄を実施する方式は、定期的に光学式濃度検出器
1Aにゼロ水を通水し、その時の光学式濃度変換器2の
計測信号を汚れ検出信号として演算制御部3で監視す
る。洗浄液洗浄または自動ゼロスパン校正を実施した直
後は、汚れ検出信号は零であるが、測定セル22内に汚
れが徐々に蓄積するに従い汚れ検出信号は増大する。そ
の値と汚れ検出基準値とを比較し、基準値を上回った場
合に送液ポンプ10を駆動して洗浄を実施する。
【0026】どちらの洗浄方式においても、洗浄液タン
ク13の液位が低水位となつた場合には、送液ポンプ1
0を停止すると同時に洗浄液低水位警報を出力する。
【0027】
【発明の効果】上記構成の本発明の効果を以下に列挙す
る。
【0028】1)自動的にゼロ及びスパン校正を行うこ
とができる。従って、長期間にわたって計測器の精度を
保つことができたり、長期間無保守で計測が可能となっ
て、計測器の保守に要するコストを低減できたりする。
【0029】2)校正には装置付属のゼロ水調製フィル
タと光学式スパンフィルタを使用するため、校正の準備
作業において試薬を調製する等の時間が省ける。
【0030】3)自動的にゼロ及びスパン校正を実施す
るので、校正作業に個人差がなくなり、高精度の計測値
が得られる。
【0031】4)洗浄機構を付加することにより、洗浄
後に検出部の校正が可能となり、汚れによる計測値のず
れ,変動等がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学式濃度測定装置の実施例1を
示すブロック図。
【図2】実施例1における測定経路のフロー図。
【図3】実施例1における光学式濃度検出部の構成図
(側面)。
【図4】実施例1における光学式濃度検出部の構成図
(底部)。
【図5】実施例1における自動校正検量線図。
【図6】本発明による光学式濃度測定装置の実施例2を
示すブロック図。
【図7】実施例2における測定経路のフロー図。
【符号の説明】
1…濃度検出部 1A…光学式濃度検出器 1B…スパン校正フィルタ挿入機構 2…光学式濃度変換器 3…演算制御部 4…表示・操作部 5,12…電磁弁 6,8…調節バルブ 9…ゼロ水調製フィルタ 10…送液ポンプ 13…洗浄液タンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料水を電磁弁により測定系とゼロ水調
    製フィルタを有する校正系に切り換えて光学式濃度検出
    器に送り、吸光光度法に基づいて水中の物質を検出し、
    濃度信号に変換する光学式濃度測定装置において、スパ
    ン校正用光学式フィルタを測定光路に進退させる移動機
    構と、計測値の記憶,演算機能及び機器の制御機能を有
    する演算制御部と、計測値の表示,設定値の変更が可能
    な表示・操作部とを備え、タイマによる一定周期方式ま
    たは測定セルの汚れによる計測値のずれを検出する方式
    で校正時期を自動的に選定するようにしたことを特徴と
    する光学式濃度測定装置。
  2. 【請求項2】 試料水を電磁弁により測定系とゼロ水調
    製フィルタを有する校正系に切り換えて光学式濃度検出
    器に送り、吸光光度法に基づいて水中の物質を検出し、
    濃度信号に変換する光学式濃度測定装置において、スパ
    ン校正用光学式フィルタを測定光路に進退させる移動機
    構と、計測値の記憶,演算機能及び機器の制御機能を有
    する演算制御部と、計測値の表示,設定値の変更が可能
    な表示・操作部と、洗浄液貯留タンク及び送液用ポンプ
    を有する洗浄装置と、前記光学式濃度検出器の前段に位
    置して試料水と洗浄液の切換を行う電磁弁とを備え、タ
    イマによる一定周期方式または測定セルの汚れによる計
    測値のずれを検出する方式で校正及び洗浄時期を自動的
    に選定するようにしたことを特徴とする光学式濃度測定
    装置。
JP7135521A 1995-06-02 1995-06-02 光学式濃度測定装置 Pending JPH08327535A (ja)

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