JPH087174B2 - 流動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブ - Google Patents
流動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブInfo
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- JPH087174B2 JPH087174B2 JP12448290A JP12448290A JPH087174B2 JP H087174 B2 JPH087174 B2 JP H087174B2 JP 12448290 A JP12448290 A JP 12448290A JP 12448290 A JP12448290 A JP 12448290A JP H087174 B2 JPH087174 B2 JP H087174B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ボルタンメトリー法により溶液中の重金属
濃度を測定する電極プローブに関するものである。更に
詳しく述べると、プローブ胴体の内部にＶ字型のスリッ
トを形成し、その中に貴金属電極を組み込むことによ
り、流動溶液中での測定を可能にしたものである。
濃度を測定する電極プローブに関するものである。更に
詳しく述べると、プローブ胴体の内部にＶ字型のスリッ
トを形成し、その中に貴金属電極を組み込むことによ
り、流動溶液中での測定を可能にしたものである。
本発明は、例えば使用済核燃料再処理工場等におい
て、配管中を流動している硝酸溶液中のウランやプルト
ニウムの濃度をリアルタイムで測定するインライン・モ
ニター等として極めて有用な技術である。
て、配管中を流動している硝酸溶液中のウランやプルト
ニウムの濃度をリアルタイムで測定するインライン・モ
ニター等として極めて有用な技術である。
［従来の技術］ 電極反応を応用したボルタンメトリー法による重金属
の濃度測定は従来公知である。ボルタンメトリー法は、
微小電極を作用電極、非分極性の電極を対極として電解
質の下で被電解物質の電解を行って電流−電圧曲線を測
定し、それを解析することにより化学分析などを行う技
術である。
の濃度測定は従来公知である。ボルタンメトリー法は、
微小電極を作用電極、非分極性の電極を対極として電解
質の下で被電解物質の電解を行って電流−電圧曲線を測
定し、それを解析することにより化学分析などを行う技
術である。
従来技術では、作用電極として一般に水銀を用い、参
照電極として銀／塩化銀を用いていた。
照電極として銀／塩化銀を用いていた。
［発明が解決しようとする課題］ インライン分析における電極として水銀および銀／塩
化銀を使用すると、プラントに有害な物質（水銀、塩
素）が生じるほか、保守が難しい欠点があった。更に、
溶液が流動状態にあると測定できない問題もあった。
化銀を使用すると、プラントに有害な物質（水銀、塩
素）が生じるほか、保守が難しい欠点があった。更に、
溶液が流動状態にあると測定できない問題もあった。
これらの欠点を解消すべく、電極に金や白金などの貴
金属を使用した電極プローブが開発された。これはプロ
ーブ胴体の先端部分で作用電極（Au）、対極（Pt）、参
照電極（Pt）を露出させたものである。この貴金属電極
プローブによって、上記の欠点のうち有害な物質の発生
と保守の困難性の２点は解決しうる。しかし溶液が流動
していると、この電極プローブでも測定値が変動し正確
にモニターできない。ところが実際のプロセス溶液は大
部分が流動状態にあり、リアルタイムで重金属濃度を測
定するためには、流動環境下で正確な測定を行なえるこ
とが不可欠である。
金属を使用した電極プローブが開発された。これはプロ
ーブ胴体の先端部分で作用電極（Au）、対極（Pt）、参
照電極（Pt）を露出させたものである。この貴金属電極
プローブによって、上記の欠点のうち有害な物質の発生
と保守の困難性の２点は解決しうる。しかし溶液が流動
していると、この電極プローブでも測定値が変動し正確
にモニターできない。ところが実際のプロセス溶液は大
部分が流動状態にあり、リアルタイムで重金属濃度を測
定するためには、流動環境下で正確な測定を行なえるこ
とが不可欠である。
本発明の目的は、上記のような技術的課題を解決し、
重金属濃度を溶液の流動状態の如何にかかわらず正確に
測定できる電極プローブを提供することにある。
重金属濃度を溶液の流動状態の如何にかかわらず正確に
測定できる電極プローブを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明はボルタンメトリー法により溶液中の重金属濃
度を測定するための柱状電極プローブである。上記の技
術的課題を解決するため本発明では、プローブ胴体内部
に特殊形状のスリットを形成し、それに電極が臨むよう
に構成している。このスリットは、プローブ胴体の横断
面で見てＶ字型をなし、両端でのみ開口して外部と連通
し、上面は中央が低く両端で高い傾斜面を有する形状で
ある。そして該スリットの中央部と両端部で貴金属電極
が露出している。
度を測定するための柱状電極プローブである。上記の技
術的課題を解決するため本発明では、プローブ胴体内部
に特殊形状のスリットを形成し、それに電極が臨むよう
に構成している。このスリットは、プローブ胴体の横断
面で見てＶ字型をなし、両端でのみ開口して外部と連通
し、上面は中央が低く両端で高い傾斜面を有する形状で
ある。そして該スリットの中央部と両端部で貴金属電極
が露出している。
このような電極プローブは、Ｖ字型のスリットの中央
部が上流側を向き、スリットの両端が下流側で開口する
ように配管等の流動溶液中に配置する。勿論、この電極
プローブは静止溶液の測定にも使用しうる。
部が上流側を向き、スリットの両端が下流側で開口する
ように配管等の流動溶液中に配置する。勿論、この電極
プローブは静止溶液の測定にも使用しうる。
［作用］ 溶液はスリット内に入り込み各電極に接触する。本発
明の電極プローブでは、スリットの開口部分を溶液流れ
方向の下流側に向けて配置でき、そうすることで溶液が
直接大きな速度をもってスリット内に流れ込むことはな
く、スリット内部では準静止状態が保たれ、測定値に流
れによる影響が少なくなる。
明の電極プローブでは、スリットの開口部分を溶液流れ
方向の下流側に向けて配置でき、そうすることで溶液が
直接大きな速度をもってスリット内に流れ込むことはな
く、スリット内部では準静止状態が保たれ、測定値に流
れによる影響が少なくなる。
スリットの上面は中央部より両端部が高くなっている
ため、中央の電極で発生するガスが外部へ抜け出し易く
なる。
ため、中央の電極で発生するガスが外部へ抜け出し易く
なる。
外部の溶液とスリット内部の溶液は徐々に入れ換わる
から、流動している溶液中の重金属の濃度変化を常に正
しく反映した測定値が得られる。このようにしてリアル
タイムで流動溶液をインラインモニタリングできること
になる。
から、流動している溶液中の重金属の濃度変化を常に正
しく反映した測定値が得られる。このようにしてリアル
タイムで流動溶液をインラインモニタリングできること
になる。
［実施例］ 第１図は本発明に係る電極プローブの一実施例を示す
要部の斜視図であり、第２図はそのII−II断面図、第３
図は正面図である。この実施例は、再処理工場での硝酸
溶液中のウランやプルトニウムのインライン・モニター
用電極プローブである。
要部の斜視図であり、第２図はそのII−II断面図、第３
図は正面図である。この実施例は、再処理工場での硝酸
溶液中のウランやプルトニウムのインライン・モニター
用電極プローブである。
この電極プローブ10は、円柱状をなすプローブ胴体12
と、その内部に挿入された３本の貴金属電極を備えてい
る。プローブ胴体12は硝酸溶液に耐えうる樹脂材料から
なり、第２図に明瞭に示されているように、プローブ横
断面で見てＶ字型をなすスリット14を有する。このスリ
ット14はＶ字型の両端のみで開口して外部と連通可能で
ある。スリット14の上面14aは中央（Ｖ字型の頂部の位
置）が低く両端開口側で高い傾斜面になっている。スリ
ット14の下側は閉じており、ここでは水平面である。ス
リット14は、本実施例のようにプローブ胴体12をくりぬ
いて形成してもよいし、プローブ胴体の底面にＶ字型に
溝を形成してから底蓋で覆うようにして形成してもよ
い。
と、その内部に挿入された３本の貴金属電極を備えてい
る。プローブ胴体12は硝酸溶液に耐えうる樹脂材料から
なり、第２図に明瞭に示されているように、プローブ横
断面で見てＶ字型をなすスリット14を有する。このスリ
ット14はＶ字型の両端のみで開口して外部と連通可能で
ある。スリット14の上面14aは中央（Ｖ字型の頂部の位
置）が低く両端開口側で高い傾斜面になっている。スリ
ット14の下側は閉じており、ここでは水平面である。ス
リット14は、本実施例のようにプローブ胴体12をくりぬ
いて形成してもよいし、プローブ胴体の底面にＶ字型に
溝を形成してから底蓋で覆うようにして形成してもよ
い。
このスリット14内空間に臨むように貴金属電極が上方
から挿入されている。電極はスリット14の中央（Ｖ字型
の頂部の位置）の上面近傍に先端が位置する金製の作用
電極16と、両端部開口のやや内側にそれぞれ位置する白
金製の対極18及び参照電極20からなる。従って、これら
各電極は電極プローブ10を被測定溶液中に浸漬したとき
スリット14の内部に入り込む溶液と接触できる。
から挿入されている。電極はスリット14の中央（Ｖ字型
の頂部の位置）の上面近傍に先端が位置する金製の作用
電極16と、両端部開口のやや内側にそれぞれ位置する白
金製の対極18及び参照電極20からなる。従って、これら
各電極は電極プローブ10を被測定溶液中に浸漬したとき
スリット14の内部に入り込む溶液と接触できる。
このような電極プローブ10は、第２図に示すように、
Ｖ字型のスリット14の中央が上流側を向き、スリット14
の両端が下流側で開口するように配管等の流動溶液中に
配置する。
Ｖ字型のスリット14の中央が上流側を向き、スリット14
の両端が下流側で開口するように配管等の流動溶液中に
配置する。
計測システムの全体構成を第４図に示す。本システム
はポテンショスタット11、ファンクションジェネレータ
24、データ処理装置26などを備えている。電極プローブ
10は配管28内の被測定溶液30中に浸漬されている。ポシ
ンショスタット22は、作用電極16と対極18との間に電流
を流し、参照電極20に対する作用電極16の電位を入力信
号電圧によって制御する。また作用電極16を流れる電流
を、電圧信号に変換して出力する機能を有する。ファン
クションジェネレータ24は、まず電極を所定の初期電位
に保つための電圧を加え、所定の時刻にステップ電圧を
加える。データ処理装置は、信号をＡ−Ｄ変換し記憶す
るトランジェントメモリやコンピュータ、プリンタ／プ
ロッタ等を備えている。前記電圧ステップの時点でトラ
ンジェントメモリをトリガーしてポテンショスタット22
の出力信号（電極を流れる電流）の時間変化を記憶す
る。この記憶情報をコンピュータ等へ転送してデータ処
理する。
はポテンショスタット11、ファンクションジェネレータ
24、データ処理装置26などを備えている。電極プローブ
10は配管28内の被測定溶液30中に浸漬されている。ポシ
ンショスタット22は、作用電極16と対極18との間に電流
を流し、参照電極20に対する作用電極16の電位を入力信
号電圧によって制御する。また作用電極16を流れる電流
を、電圧信号に変換して出力する機能を有する。ファン
クションジェネレータ24は、まず電極を所定の初期電位
に保つための電圧を加え、所定の時刻にステップ電圧を
加える。データ処理装置は、信号をＡ−Ｄ変換し記憶す
るトランジェントメモリやコンピュータ、プリンタ／プ
ロッタ等を備えている。前記電圧ステップの時点でトラ
ンジェントメモリをトリガーしてポテンショスタット22
の出力信号（電極を流れる電流）の時間変化を記憶す
る。この記憶情報をコンピュータ等へ転送してデータ処
理する。
ボルタンメトリー法では、溶液中に浸漬させた電極
を、第５図に示すように、ある電位Ａから別の電位Ｂま
で一定速度で掃引し、その時の電流変化から判断する。
つまりその電位の間で物質の酸化・還元反応があれば電
流が流れるから、その電位から物質の種類が分かり、電
流値からその物質の濃度が分かる。
を、第５図に示すように、ある電位Ａから別の電位Ｂま
で一定速度で掃引し、その時の電流変化から判断する。
つまりその電位の間で物質の酸化・還元反応があれば電
流が流れるから、その電位から物質の種類が分かり、電
流値からその物質の濃度が分かる。
本発明に係る電極プローブ10では、溶液の流れ方向の
下流側のみでスリット14が開口し、上流側には開口が存
在しないため、溶液が直接大きな速度でスリット内に流
れ込むことはなく、流速の影響を受け難い。スリット14
内に入り込んだ溶液は準静止状態で各電極に接触し、電
極反応を起こして測定が行われる。またスリット14の上
面14aは中央部より両端部が高くなっているため、中央
の作用電極16で発生したガスはスリット14の傾斜した上
面14aに沿って外方向へ抜け出し、ガスがスリット14の
内部に止まるのを防止できる。スリット14内外で溶液が
徐々に入れ換わることにより溶液中の重金属の濃度変化
に対して正しい測定値が得られる。
下流側のみでスリット14が開口し、上流側には開口が存
在しないため、溶液が直接大きな速度でスリット内に流
れ込むことはなく、流速の影響を受け難い。スリット14
内に入り込んだ溶液は準静止状態で各電極に接触し、電
極反応を起こして測定が行われる。またスリット14の上
面14aは中央部より両端部が高くなっているため、中央
の作用電極16で発生したガスはスリット14の傾斜した上
面14aに沿って外方向へ抜け出し、ガスがスリット14の
内部に止まるのを防止できる。スリット14内外で溶液が
徐々に入れ換わることにより溶液中の重金属の濃度変化
に対して正しい測定値が得られる。
試験結果の一例を第６図に示す。同図は同一の被測定
溶液（ウラン溶液）について静止状態、中速攪拌状態、
高速攪拌状態でのウラン濃度を測定した例である。電流
変化のピークが生じる電位及び電流値が殆ど重なり、流
れによる影響が殆どみられないことが分かる。またウラ
ン及びプルトニウムを含有する硝酸溶液について行った
実験では、ウランの定量測定範囲は１〜200g/l、プルト
ニウムの定量測定範囲は0.5〜20g/lであり、精度は約５
％であった。そして１分間以内で１回の分析を完了する
ことができた。
溶液（ウラン溶液）について静止状態、中速攪拌状態、
高速攪拌状態でのウラン濃度を測定した例である。電流
変化のピークが生じる電位及び電流値が殆ど重なり、流
れによる影響が殆どみられないことが分かる。またウラ
ン及びプルトニウムを含有する硝酸溶液について行った
実験では、ウランの定量測定範囲は１〜200g/l、プルト
ニウムの定量測定範囲は0.5〜20g/lであり、精度は約５
％であった。そして１分間以内で１回の分析を完了する
ことができた。
［発明の効果］ 本発明は上記のように、プローブ胴体内部に両端のみ
で開口するＶ字型のスリットを形成し、各電極がそのス
リットに臨むように挿入した構成であるから、流動状態
の如何にかかわらず溶液中の重金属濃度をリアルタイム
で測定できる顕著な効果がある。
で開口するＶ字型のスリットを形成し、各電極がそのス
リットに臨むように挿入した構成であるから、流動状態
の如何にかかわらず溶液中の重金属濃度をリアルタイム
で測定できる顕著な効果がある。
また測定方法が非破壊的であるため重金属の損失は全
くない。更に分析機器が安価であり、電極プローブの保
守は殆ど不要なため、多くの場所に設置でき、その分、
分析作業の人員を削減できる。これによってプラントの
安全安定運転に大きく寄与しうる。
くない。更に分析機器が安価であり、電極プローブの保
守は殆ど不要なため、多くの場所に設置でき、その分、
分析作業の人員を削減できる。これによってプラントの
安全安定運転に大きく寄与しうる。
第１図は本発明に係る電極プローブの一実施例を示す要
部の斜視図、第２図はそのII−II断面図、第３図は電極
プローブの正面図、第４図は計測システムの概略構成
図、第５図はその測定結果の一例を示す説明図、第６図
は静止状態と流動状態での測定結果の説明図である。 10…電極プローブ、12…プローブ胴体、14…スリット、
16…作用電極、18…対極、20…参照電極。
部の斜視図、第２図はそのII−II断面図、第３図は電極
プローブの正面図、第４図は計測システムの概略構成
図、第５図はその測定結果の一例を示す説明図、第６図
は静止状態と流動状態での測定結果の説明図である。 10…電極プローブ、12…プローブ胴体、14…スリット、
16…作用電極、18…対極、20…参照電極。
Claims (2)
- 【請求項１】ボルタンメトリー法により溶液中の重金属
濃度を測定する柱状電極プローブにおいて、プローブ胴
体内部に、その横断面でＶ字型をなし、両端でのみ開口
して外部と連通し、上面は中央が低く両端で高い傾斜面
になっているスリットを形成し、該スリットの中央部と
両端部で貴金属電極が露出していることを特徴とする流
動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブ。 - 【請求項２】請求項１記載の電極プローブを、Ｖ字型の
スリットの中央部が上流側を向き、両端が下流側で開口
するように流動溶液中に配置する電極プローブの取り付
け構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12448290A JPH087174B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 流動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12448290A JPH087174B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 流動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420856A JPH0420856A (ja) | 1992-01-24 |
| JPH087174B2 true JPH087174B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14886614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12448290A Expired - Fee Related JPH087174B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 流動溶液中の重金属濃度測定用電極プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087174B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004096046A1 (ja) | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 検体採取用容器を用いた検体濾過方法、治具及び検体採取用容器 |
| CN106483184A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-08 | 山东理工大学 | 基于石墨烯传感器的重金属检测装置及方法 |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12448290A patent/JPH087174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420856A (ja) | 1992-01-24 |
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