JPH087183B2 - バッチ連続式自動アンモニア測定方法 - Google Patents
バッチ連続式自動アンモニア測定方法Info
- Publication number
- JPH087183B2 JPH087183B2 JP1197830A JP19783089A JPH087183B2 JP H087183 B2 JPH087183 B2 JP H087183B2 JP 1197830 A JP1197830 A JP 1197830A JP 19783089 A JP19783089 A JP 19783089A JP H087183 B2 JPH087183 B2 JP H087183B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- injected
- concentration
- sample water
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、水中のアンモニア性窒素(NH3−N)濃度
をオンラインで測定する水中アンモニアの分析方法に係
り、特にメンテテンスが容易で、長期に亘り安定した測
定が可能であると共に、アンモニア性窒素の低濃度測定
にも適用し得るバッチ連続式自動アンモニア測定方法に
関する。
をオンラインで測定する水中アンモニアの分析方法に係
り、特にメンテテンスが容易で、長期に亘り安定した測
定が可能であると共に、アンモニア性窒素の低濃度測定
にも適用し得るバッチ連続式自動アンモニア測定方法に
関する。
(従来の技術) 生物学的脱窒プロセスでは、プロセスを監視するため
に処理水中のNH3−Nの濃度を測定する必要がある。一
方、浄水場では原水の汚染の指標としてNH3−Nの重要
性が知られている。このようにNH3−N濃度の測定、特
にオンラインで長期に亘り、自動分析が可能な装置に対
する必要性が各方面で指摘されている。
に処理水中のNH3−Nの濃度を測定する必要がある。一
方、浄水場では原水の汚染の指標としてNH3−Nの重要
性が知られている。このようにNH3−N濃度の測定、特
にオンラインで長期に亘り、自動分析が可能な装置に対
する必要性が各方面で指摘されている。
このような要求を満たすために本願出願人により水中
アンモニアの分析方法が提案されている(特開昭63−16
5751号公報参照)。
アンモニアの分析方法が提案されている(特開昭63−16
5751号公報参照)。
第3図は上述の出願に係る分析方法の概略構成図を示
す。図において実線は物質の流れを、破線は信号の流れ
をそれぞれ表わす。試料水は採水ポンプP1により汲み上
げられ、分析装置ロッカ外に設置された採水槽13に導入
される。ロッカ内へは少量の試料水が導入され、ピンチ
弁V1、チューブポンプP3を経て測定セル4に入る。この
過程において、NH4Cl標準液およびアルカリ剤(NaOH)
を試料水中に混入する。このNaOHはアルカリタンク14か
ら定量ポンプP4によりチューブポンプP3の吐出側の試料
水流路に注入される。注入流量は被測定液のpHが11以上
になるように定められ、この関係は第(1)式で表され
る。
す。図において実線は物質の流れを、破線は信号の流れ
をそれぞれ表わす。試料水は採水ポンプP1により汲み上
げられ、分析装置ロッカ外に設置された採水槽13に導入
される。ロッカ内へは少量の試料水が導入され、ピンチ
弁V1、チューブポンプP3を経て測定セル4に入る。この
過程において、NH4Cl標準液およびアルカリ剤(NaOH)
を試料水中に混入する。このNaOHはアルカリタンク14か
ら定量ポンプP4によりチューブポンプP3の吐出側の試料
水流路に注入される。注入流量は被測定液のpHが11以上
になるように定められ、この関係は第(1)式で表され
る。
NH4 ++OH-NH3+H2O …(1) この第(1)式は、pH>11以上では、ほぼ完全に左側
に移動する。すなわち、NH2−Nは溶存NH3ガスとして存
在することになる。
に移動する。すなわち、NH2−Nは溶存NH3ガスとして存
在することになる。
このようにして、試料水とアルカリ剤とを混入してな
る被測定液が測定セル4に連続的に導入される。一方、
標準液混入機構Aでは、標準液が標準液タンク15からピ
ンチベンV2を通って、チューブポンプP3の吸引流路に入
る。また、被測定液は、測定セル4内に導入され緩速度
で攪拌され流出する。
る被測定液が測定セル4に連続的に導入される。一方、
標準液混入機構Aでは、標準液が標準液タンク15からピ
ンチベンV2を通って、チューブポンプP3の吸引流路に入
る。また、被測定液は、測定セル4内に導入され緩速度
で攪拌され流出する。
この測定セル4の内部には、液滞留部の液面とアルカ
リガス電極3の測定面との間に、図示されていない気相
部が形成され、測定セル4に被測定液を流通すると、気
相部のNH3−N濃度XGは、被測定液中のNH3−N濃度XLと
平衡状態を保つ。
リガス電極3の測定面との間に、図示されていない気相
部が形成され、測定セル4に被測定液を流通すると、気
相部のNH3−N濃度XGは、被測定液中のNH3−N濃度XLと
平衡状態を保つ。
すなわち、第(2)式が成立する。
XG=XL/H (2) ここで、Hはヘンリー定数である。
従って、アンモニアガス電極3の出力Eは E=EO′−SlogXL E0′=E0+SlogH (3) ここで、Sはネルンスト係数で、この出力信号Eが演
算器1に入力され、被測定液中のアンモニア性窒素濃度
を求めることができる。なお、演算器1はピンチ弁V1と
V2とを交互に開くためのオンオフ信号を発生し、そのオ
ンオフ比率を調節することにより、標準液添加率rを調
整する。
算器1に入力され、被測定液中のアンモニア性窒素濃度
を求めることができる。なお、演算器1はピンチ弁V1と
V2とを交互に開くためのオンオフ信号を発生し、そのオ
ンオフ比率を調節することにより、標準液添加率rを調
整する。
例えば、添加率rを2段階(r1およびr2,r1<r2)に
周期的(周期Tm=1時間)に変化させる。ここで、r1は
被測定液のNH3−N濃度がアンモニアガス電極3の測定
限界以上になるように決定する。添加率rの変化に伴っ
て電極出力Eも周期的に変化し、これを利用して測定を
行う。この電極出力Eの変化には添加率rの変化による
ものだけでなく、環境条件(特に温度)の変化による変
動が含まれることがある。。
周期的(周期Tm=1時間)に変化させる。ここで、r1は
被測定液のNH3−N濃度がアンモニアガス電極3の測定
限界以上になるように決定する。添加率rの変化に伴っ
て電極出力Eも周期的に変化し、これを利用して測定を
行う。この電極出力Eの変化には添加率rの変化による
ものだけでなく、環境条件(特に温度)の変化による変
動が含まれることがある。。
そこで、この問題を解決するために、添加率rを一定
周期に変化させつつ、添加率変化周期の整数倍に相当す
る時間にわたる電極出力Eの移動平均と、移動平均時間
の1/2に相当する時間だけ過去の電極出力値を用いて被
測定液中のアンモニア性窒素の濃度を求めるものであ
る。
周期に変化させつつ、添加率変化周期の整数倍に相当す
る時間にわたる電極出力Eの移動平均と、移動平均時間
の1/2に相当する時間だけ過去の電極出力値を用いて被
測定液中のアンモニア性窒素の濃度を求めるものであ
る。
(発明が解決しようとする課題) ところが、このようなアルカリ分析装置は、連続流通
式であるために、アルカリ剤が常時注入されることにな
り、 薬品量が多くなり、アルカリ剤と反応して、配管内に
スケールが蓄積され閉塞する恐れがある、 標準液の添加精度に機器の精度が追従できず、安定性
に欠ける、 排液量が多くなる、 安定化するまでの時間が掛りすぎる、 移動平均をとるために応答が遅く、急激な濃度変化に
対応することができない、 等の解決すべき重要な課題があった。
式であるために、アルカリ剤が常時注入されることにな
り、 薬品量が多くなり、アルカリ剤と反応して、配管内に
スケールが蓄積され閉塞する恐れがある、 標準液の添加精度に機器の精度が追従できず、安定性
に欠ける、 排液量が多くなる、 安定化するまでの時間が掛りすぎる、 移動平均をとるために応答が遅く、急激な濃度変化に
対応することができない、 等の解決すべき重要な課題があった。
本発明は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点を有効
に解決し、応答時間が短縮され、薬品の使用量が減少
し、メンテナンスが容易で、長期に亘り安定した測定が
可能なバッチ連続式自動アンモニア測定方法を提供する
ことを目的とする。
に解決し、応答時間が短縮され、薬品の使用量が減少
し、メンテナンスが容易で、長期に亘り安定した測定が
可能なバッチ連続式自動アンモニア測定方法を提供する
ことを目的とする。
(課題を解決するための手段) このような目的を達成するために、本発明は、恒温槽
に収容された測定セル内に一定量の試料水が注入され、
前記試料水に第1回目のアンモニア性窒素の濃度既知の
標準添加液が注入されさらにアルカリ剤が注入されてpH
11以上とし撹拌された後の前記測定セルに装着され前記
恒温槽に収容されたアンモニアガス電極の安定した出力
および第2回目の前記標準添加液が注入され撹拌された
後の前記アンモニアガス電極の安定した出力をそれぞれ
保持し演算処理して前記試料水のアンモニア性窒素の濃
度を測定することを特徴とする。
に収容された測定セル内に一定量の試料水が注入され、
前記試料水に第1回目のアンモニア性窒素の濃度既知の
標準添加液が注入されさらにアルカリ剤が注入されてpH
11以上とし撹拌された後の前記測定セルに装着され前記
恒温槽に収容されたアンモニアガス電極の安定した出力
および第2回目の前記標準添加液が注入され撹拌された
後の前記アンモニアガス電極の安定した出力をそれぞれ
保持し演算処理して前記試料水のアンモニア性窒素の濃
度を測定することを特徴とする。
(作用) ところで、このような技術手段により、本発明のアン
モニア測定方法は、従来の連続的に試料水を流通し、こ
の試料水に標準添加液とアルカリ剤とを混入するのに対
し、バッチ方式に一定量の試料水に第1回目のアンモニ
ア性窒素の濃度既知の標準添加液を注入し、さらにアル
カリ剤を注入してpH11以上とし撹拌した後の前記アンモ
ニアガス電極の安定した出力および第2回目の前記標準
添加液を注入し攪拌した後の前記アンモニアガス電極の
安定した出力をそれぞれ保持し演算処理する前記試料水
中のアンモニア性窒素の濃度を測定することによって、
1回ごとの測定時間が決定されるから、応答時間が短縮
され、薬品の使用量が減少し、メンテナンスが容易で、
長期に亘り安定した測定が可能である。
モニア測定方法は、従来の連続的に試料水を流通し、こ
の試料水に標準添加液とアルカリ剤とを混入するのに対
し、バッチ方式に一定量の試料水に第1回目のアンモニ
ア性窒素の濃度既知の標準添加液を注入し、さらにアル
カリ剤を注入してpH11以上とし撹拌した後の前記アンモ
ニアガス電極の安定した出力および第2回目の前記標準
添加液を注入し攪拌した後の前記アンモニアガス電極の
安定した出力をそれぞれ保持し演算処理する前記試料水
中のアンモニア性窒素の濃度を測定することによって、
1回ごとの測定時間が決定されるから、応答時間が短縮
され、薬品の使用量が減少し、メンテナンスが容易で、
長期に亘り安定した測定が可能である。
(実施例) 次に、本発明の実施例を図面に基づき、詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の一実施例を概略構成図を示す。図に
おいて第3図と同一の機能を有する部分には、同一の符
号が付されている。バッチ連続式自動アンモニア測定装
置100は、主としてアンモニアガス電極3、測定セル
4、採水槽13、アルカリタンク14、標準添加液タンク15
および演算器20から構成される。アンモニア電極3およ
び測定セル4は温度の影響を除くため、鎖線で示された
恒温槽21内に収容される。
おいて第3図と同一の機能を有する部分には、同一の符
号が付されている。バッチ連続式自動アンモニア測定装
置100は、主としてアンモニアガス電極3、測定セル
4、採水槽13、アルカリタンク14、標準添加液タンク15
および演算器20から構成される。アンモニア電極3およ
び測定セル4は温度の影響を除くため、鎖線で示された
恒温槽21内に収容される。
採水槽13より採水ポイプ7によって試料水が測定セル
4に導入される。この際、ピンチ弁10,11を開放するこ
とにより測定セル4内の洗浄を行う。ピンチ弁10を閉鎖
してピンチ弁11を開放することにより、測定セル4内の
試料水がオーバフローされ定量される。ここに、標準添
加液タンク15より標準添加液ポンプ9を作動させて、測
定セル4内への標準添加液の第1回目の注入を行う。さ
らに、アルカリタンク14よりアルカリポンプ8を作動さ
せて、測定セル4内にアルカリ剤を注入し、pHを11以上
にする。このままで、測定セル4内に設けられた撹拌器
5および撹拌子6によって、被測定液を撹拌しアンモニ
ア電極3の出力が安定するまで保ち、安定したところで
その出力を変換器2を介して、演算器20のサンプルホー
ルド要素(第2図)22にホールドさせる。
4に導入される。この際、ピンチ弁10,11を開放するこ
とにより測定セル4内の洗浄を行う。ピンチ弁10を閉鎖
してピンチ弁11を開放することにより、測定セル4内の
試料水がオーバフローされ定量される。ここに、標準添
加液タンク15より標準添加液ポンプ9を作動させて、測
定セル4内への標準添加液の第1回目の注入を行う。さ
らに、アルカリタンク14よりアルカリポンプ8を作動さ
せて、測定セル4内にアルカリ剤を注入し、pHを11以上
にする。このままで、測定セル4内に設けられた撹拌器
5および撹拌子6によって、被測定液を撹拌しアンモニ
ア電極3の出力が安定するまで保ち、安定したところで
その出力を変換器2を介して、演算器20のサンプルホー
ルド要素(第2図)22にホールドさせる。
次に、標準添加液の第2回目の注入を行い、同様に撹
拌器5および撹拌子6によって、被測定液を撹拌し、ア
ンモニア電極3の出力が安定するまで保ち、安定したと
ころで演算器20のサンブルホールド要素23にホールドさ
せる。演算器20は、この第1回目と第2回目との電極出
力によって、演算処理を行い測定値を求める。
拌器5および撹拌子6によって、被測定液を撹拌し、ア
ンモニア電極3の出力が安定するまで保ち、安定したと
ころで演算器20のサンブルホールド要素23にホールドさ
せる。演算器20は、この第1回目と第2回目との電極出
力によって、演算処理を行い測定値を求める。
演算器20による演算処理は、基本的には第2図に示す
従来技術の演算器1と同様である。しかし、本アンモニ
ア測定装置100はバッチ処理方式であるから、その標準
添加液の添加量変化について、その周期の移動平均を用
いる必要がなく、その構成が簡易化される。
従来技術の演算器1と同様である。しかし、本アンモニ
ア測定装置100はバッチ処理方式であるから、その標準
添加液の添加量変化について、その周期の移動平均を用
いる必要がなく、その構成が簡易化される。
第(2)式に示す被測定液中のアンモニア濃度(XL)
と、測定セル4内の気相部のアンモニアガス濃度(XG)
との気相平衡関係は、測定セル4およびアンモニアガス
電極3を恒温槽21に入れることにより、バッチ1回の処
理内ではヘンリー定数Hの値を一定とする。
と、測定セル4内の気相部のアンモニアガス濃度(XG)
との気相平衡関係は、測定セル4およびアンモニアガス
電極3を恒温槽21に入れることにより、バッチ1回の処
理内ではヘンリー定数Hの値を一定とする。
標準液添加率r=r1のときの電極出力E1は次式(4)
が成立する。
が成立する。
E1=E0−SlogXG1 …(4) この出力E1が安定したところで、次の標準液添加率r
=r2(r1<r2)のときの電極出力E2は次式(5)が成立
する。
=r2(r1<r2)のときの電極出力E2は次式(5)が成立
する。
E2=E0−SlogXG2 …(5) 電極出力E1,E2の差ΔEについて次式(6)が成立す
る。
る。
ここで、 XL1=HXG1 …(7) XL2=HXG2 …(8) また、r=r1,r2のときの測定液のアンモニア濃度に
ついて、第(9)式および第(10)式が成立する。
ついて、第(9)式および第(10)式が成立する。
XL1=(1-r1)X0+r1XS …(9) XL2=(1−Δr−r1)X0+(Δr+r1)・XS …(10) ここで、X0:試料水のアンモニア濃度 XS:標準液のアンモニア濃度 Δr=r2−r1 次に、第(6)式ないし第(10)式を用いてXL1を変
形するために、第(9)式から第(11)式を導き、 X0=(XL1-r1XS)/(1−r1) …(11) 第(10)式に代入して、第(12)式とする。
形するために、第(9)式から第(11)式を導き、 X0=(XL1-r1XS)/(1−r1) …(11) 第(10)式に代入して、第(12)式とする。
ここで、XL1とXL2との比をRとすれば、第(13)式が
成立する。
成立する。
第(13)式を変形して第(14)式とする。
第(14)式を第(11)式に代入することにより、既知
のΔr,r1,R,XSから第(15)式によって、試料水中のア
ンモニア濃度X0を求めることができる。
のΔr,r1,R,XSから第(15)式によって、試料水中のア
ンモニア濃度X0を求めることができる。
すなわち、 次に、第2図は第1図に示す演算器のブロック図であ
る。図において演算器20は、主としてサンプルホールド
要素22,23と、割算器24および4則演算部25とから構成
される。第(4)式、第(5)式に示す電極出力E1,E2
は、それぞれサンプルホールド要素22,23にホールドさ
れる。このホールドされた出力から、割算器24にて第
(13)式に示す濃度XL1,XL2の比Rを求める。4則演算
部25は、第(15)式に示す演算処理をして、既知のΔr,
r1,R,XSから試料水中のアンモニア濃度X0を算出する。
る。図において演算器20は、主としてサンプルホールド
要素22,23と、割算器24および4則演算部25とから構成
される。第(4)式、第(5)式に示す電極出力E1,E2
は、それぞれサンプルホールド要素22,23にホールドさ
れる。このホールドされた出力から、割算器24にて第
(13)式に示す濃度XL1,XL2の比Rを求める。4則演算
部25は、第(15)式に示す演算処理をして、既知のΔr,
r1,R,XSから試料水中のアンモニア濃度X0を算出する。
このように、アルカリガス電極3および測定セル4
は、恒温槽21に収容され環境変動を少なくし、バッチ処
理方式を採用して応答時間が1回ごとの測定時間で決定
され、薬品の使用量が減少でき、安定した標準添加液の
注入が可能である。また、1回の測定ごとに、測定セル
4内の試料水による洗浄工程を取入れることにより、配
管内のスケールの付着を大幅に低減させることができ
る。
は、恒温槽21に収容され環境変動を少なくし、バッチ処
理方式を採用して応答時間が1回ごとの測定時間で決定
され、薬品の使用量が減少でき、安定した標準添加液の
注入が可能である。また、1回の測定ごとに、測定セル
4内の試料水による洗浄工程を取入れることにより、配
管内のスケールの付着を大幅に低減させることができ
る。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明によれば、恒温槽に収
容された測定セル内に一定量の試料水が注入され、前記
試料水に第1回目のアンモニア性窒素の濃度既知の標準
添加液が注入されさらにアルカリ剤が注入されてpH11以
上とし撹拌された後の前記測定セルに装着され前記恒温
槽に収容されたアンモニアガス電極の安定した出力およ
び第2回目の前記標準添加液が注入され撹拌された後の
前記アンニモニアガス電極の安定した出力をそれぞれ保
持し演算処理して前記試料水中のアンモニア性窒素の濃
度を測定することにより、従来技術の問題点が有効に解
決され、バッチ処理方式の採用により、応答時間1回ご
との測定時間で決まるから時間短縮され、薬品の使用量
が減少するから安定した標準液添加が可能で、メンテナ
ンスが容易で、長期に亘り安定した測定が可能であると
共に、アンモニア性窒素の低濃度測定にも適用し得る等
の効果を奏する。
容された測定セル内に一定量の試料水が注入され、前記
試料水に第1回目のアンモニア性窒素の濃度既知の標準
添加液が注入されさらにアルカリ剤が注入されてpH11以
上とし撹拌された後の前記測定セルに装着され前記恒温
槽に収容されたアンモニアガス電極の安定した出力およ
び第2回目の前記標準添加液が注入され撹拌された後の
前記アンニモニアガス電極の安定した出力をそれぞれ保
持し演算処理して前記試料水中のアンモニア性窒素の濃
度を測定することにより、従来技術の問題点が有効に解
決され、バッチ処理方式の採用により、応答時間1回ご
との測定時間で決まるから時間短縮され、薬品の使用量
が減少するから安定した標準液添加が可能で、メンテナ
ンスが容易で、長期に亘り安定した測定が可能であると
共に、アンモニア性窒素の低濃度測定にも適用し得る等
の効果を奏する。
第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図は第1
図に示す演算器のブロック図、第3図は従来のアンモニ
ア分析方法の概略構成図である。 3…アンモニアガス電極 4…測定セル 7…採水ポンプ 8…アルカリポンプ 9…標準添加液ポンプ 13…採水槽 14…アルカリタンク 15…標準添加液タンク 20…演算器 22,23…サンプルホールド要素 24…割算器 25…4則演算部 100…バッチ連続式自動アンモニア測定装置
図に示す演算器のブロック図、第3図は従来のアンモニ
ア分析方法の概略構成図である。 3…アンモニアガス電極 4…測定セル 7…採水ポンプ 8…アルカリポンプ 9…標準添加液ポンプ 13…採水槽 14…アルカリタンク 15…標準添加液タンク 20…演算器 22,23…サンプルホールド要素 24…割算器 25…4則演算部 100…バッチ連続式自動アンモニア測定装置
Claims (1)
- 【請求項1】恒温槽に収容された測定セル内に一定量の
試料水が注入され、前記試料水に第1回目のアンモニア
性窒素の濃度既知の標準添加液が注入されさらにアルカ
リ剤が注入されてpH11以上とし撹拌された後の前記測定
セルに装着され前記恒温槽に収容されたアンモニアガス
電極の安定した出力および第2回目の前記標準添加液が
注入され撹拌された後の前記アンモニアガス電極の安定
した出力をそれぞれ保持し演算処理して前記試料水中の
アンモニア性窒素の濃度を測定することを特徴とするバ
ッチ連続式自動アンモニア測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197830A JPH087183B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | バッチ連続式自動アンモニア測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197830A JPH087183B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | バッチ連続式自動アンモニア測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361856A JPH0361856A (ja) | 1991-03-18 |
| JPH087183B2 true JPH087183B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16381052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197830A Expired - Lifetime JPH087183B2 (ja) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | バッチ連続式自動アンモニア測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087183B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002315395A (ja) * | 2001-04-06 | 2002-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 風力発電装置 |
| CN104458869A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-03-25 | 深圳泽峰环保技术有限公司 | 氨逃逸在线监测分析方法及仪器 |
| CN111122670B (zh) * | 2020-02-03 | 2020-09-29 | 江西中红普林医疗制品有限公司 | 一种批量ph值检测设备 |
-
1989
- 1989-07-29 JP JP1197830A patent/JPH087183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361856A (ja) | 1991-03-18 |
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