CN104345033A - 水质分析装置和水质分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能简单且迅速地确定装置的错误的水质分析装置和水质分析方法。所述水质分析装置(1)执行：试样液注入步骤，向池(6)注入试样液；试剂注入步骤，向池(6)注入试剂；反应步骤，在池(6)内使试样液和试剂反应；以及测量步骤，测量在池(6)内经过了反应步骤的试样液中含有的规定的测量对象成分，在试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤和测量步骤中，对池(6)照射光并通过光检测部(8)检测从池(6)射出的光，水质分析装置(1)具有用于存储通过所述光检测部(8)得到的光检测数据或使用该光检测数据计算出的计算数据的数据存储部(12)。

Description

水质分析装置和水质分析方法

技术领域

本发明涉及分析水质的水质分析装置和水质分析方法。

背景技术

作为分析上下水等液体试样(试样液)中含有的氮和磷等的水质分析装置，例如有专利文献1公开的装置。

所述水质分析装置采用了紫外分光光度法，向试样液注入规定的试剂，使试剂与试样液反应，然后对该试样液照射光并进行光吸收测量，由此测量试样液中含有的氮量。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开平10-142216号

可是，对于现有的水质分析装置，在出错时需要通过例如反复试验来确定产生错误的错误产生工序(步骤)并确认该错误产生工序，由此查明错误原因。

此外，即使确定了错误产生工序，在所述错误产生工序中可能成为错误的原因的要素很多，需要逐一对这些要素进行确认，存在确定所述具体原因的作业极为繁杂且需要花费很多时间的问题。

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的主要目的是提供一种水质分析装置和水质分析方法，能简单且迅速地确定装置的错误产生工序或其错误原因。

即，本发明提供一种水质分析装置，其执行：试样液注入步骤，向池注入试样液；试剂注入步骤，向所述池注入试剂；反应步骤，在所述池内使所述试样液和所述试剂反应；以及测量步骤，测量在所述池内经过了所述反应步骤的试样液中含有的规定的测量对象成分，所述水质分析装置具有数据存储部，在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤、所述反应步骤和所述测量步骤中，向所述池照射光并且通过光检测部检测从所述池射出的光，所述数据存储部存储通过所述光检测部得到的光检测数据或使用该光检测数据计算出的计算数据。

按照所述的水质分析装置，在试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤和测量步骤中，把向池照射光得到的光检测数据或计算数据存储在数据存储部，因此只要通过将存储的数据在例如显示器上显示等并进行确认，就可以在所述全部的步骤中确定错误产生工序和错误原因。作为所述错误产生工序和错误原因，例如可以举出试剂的劣化、在各步骤中使用的外围设备的劣化和故障等不佳情况、试样液和试剂的注入错误等。

此外，优选的是，在所述测量步骤中，向试样液照射光并测量试样液中含有的规定的测量对象成分，在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤和所述反应步骤中向所述池照射的光与在所述测量步骤中向试样液照射的光是从同一个光源射出的光。

按照所述构成，由于在试样液注入步骤、试剂注入步骤和反应步骤中，可以从在测量步骤中使用的光源向池照射光，所以无需另外准备光源，能够进一步简化装置结构。另外，正是因为用同一个池进行反应步骤和测量步骤，所以能容易实现所述结构。

作为使用了本发明的水质分析装置的水质分析方法，其包括：试样液注入步骤，向池注入试样液；试剂注入步骤，向所述池注入试剂；反应步骤，在所述池内使所述试样液和所述试剂反应；以及测量步骤，测量在所述池内经过了所述反应步骤的所述试样液中含有的规定的测量对象成分，在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤、所述反应步骤和所述测量步骤中，向所述池照射光并且通过光检测部检测从所述池射出的光，并把光检测数据或使用该光检测数据计算出的计算数据存储在数据存储部中。

按照本发明，能够简单且迅速地确定装置的错误产生工序或其错误原因。

附图说明

图1是表示本实施方式的水质分析装置的示意图。

图2是表示与图1为相同实施方式的水质分析装置的氮成分分析方法的流程图。

图3是表示使用与图1为相同实施方式的水质分析装置进行的氮成分分析的图。

图4是表示使用与图1为相同实施方式的水质分析装置进行的氮成分分析的图。

附图标记说明

1···水质分析装置

6···池(测量池)

8···光检测部

具体实施方式

下面说明本发明的水质分析装置的一个实施方式。

本实施方式的水质分析装置1使用紫外分光光度法测量例如上下水等液体试样(试样液)中含有的氮和磷等规定的测量对象成分的浓度，如图1所示，水质分析装置1具备：分析设备2，进行试样液的分析；以及控制设备3，控制分析设备2。

如图1所示，分析设备2包括：试样液计量机构4，计量试样液；试剂计量机构5，计量试剂；测量池6，通过试样液计量机构4计量出的试样液和通过试剂计量机构5计量出的试剂注入该测量池；光源7，向测量池6照射光；以及光检测部8，检测从测量池6射出的光。

试样液计量机构4计量规定的一定量试样液，具有：试样液容器(未图示)，收容试样液；计量部4a；以及试样液配管4b，将用计量部4a计量出的试样液导入测量池6。所述试样液配管4b上设有进行管内的开闭的第一开关阀4c。

试剂计量机构5计量规定的一定量试剂，具有：试剂容器(未图示)，收容试剂；计量部5a；以及试剂配管5a，将用计量部5a计量出的试剂导入测量池6。所述试剂配管5b上设有进行管内的开闭的第二开关阀5c。

另外，本实施方式的试剂是用于分析试样液中含有的氮成分的试剂，例如使用氢氧化钠、过氧二硫酸钾和盐酸。此外，针对每个试剂分别设置有计量机构5。

测量池6被注入通过试样液计量机构4计量出的一定量的试样液，并且被注入通过试剂计量机构5计量出的一定量的试剂，在测量池6实施后述的试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤、pH调整步骤、测量步骤和废液步骤。

光源7向测量池6照射规定波长的光(例如具有220nm等紫外线波长带的光)。作为所述光源，例如可以使用氙灯等UV灯和紫外线LED等。

光检测部8检测从光源7向测量池6照射并透射过该测量池6的光。作为所述光检测部8，例如可以使用光电倍增管(PMT)，所述光电倍增管(PMT)将透射过测量池6的规定波长的光(具有紫外线波长带的光)转换为与该透射光的光强度对应的电信号(光检测数据)。

所述结构的分析设备2由控制设备3控制。

控制设备3是具有CPU、内部存储器、I/O缓冲电路、AD转换器等的专用或通用的计算机，通过按照存储在内部存储器的规定区域中的程序动作来进行信息处理，如图1所示，控制设备3发挥作为分析控制部10、数据管理部11、数据存储部12、显示部13、浓度计算部14的功能。

具体地说，如图2所示，控制设备3对分析设备2进行顺序控制，具体地说，控制设备3执行由试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤、pH调整步骤、测量步骤和废液步骤构成的一系列分析处理。

在试样液注入步骤中，分析控制部10控制试样液计量机构4，将计量出的试样液注入测量池6内。

在试剂注入步骤中，分析控制部10控制试剂计量机构5，将计量出的试剂(氢氧化钠和过氧二硫酸钾)注入测量池6内。

在反应步骤中，分析控制部10控制加热器15，对由在测量池6内混合了的试样液和试剂构成的溶液进行加热，并且控制紫外线光源9向溶液照射紫外线，通过试剂使溶液中含有的试样液水解。所述紫外线光源9照射水解反应所必要的波长的光，例如可以考虑使用UV灯、LED等，在本实施方式使用水银灯。

在pH调整步骤中，分析控制部10控制试剂计量机构5，向溶液添加计量出的试剂(盐酸)，以中和溶液。

在测量步骤中，分析控制部10控制光源7向测量池6照射光，并通过光检测部8检测从测量池6射出的透射光。通过所述光检测部8得到的光检测数据向浓度计算部14输出，浓度计算部14使用该光检测数据测量试样液中含有的氮浓度。

在废液步骤中，排出经过了测量步骤的测量池6内的溶液。

本实施方式的控制设备3具有原因确定功能，所述原因确定功能用于通过分析控制部10、数据管理部11、数据存储部12和显示部13，确定在由试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤、pH调整步骤、测量步骤和废液步骤构成的一系列分析处理中可能产生的错误或该错误的原因。

具体地说，例如当水质分析装置1中产生了某种错误时，控制设备3的分析控制部10在下述的一系列分析处理中，从试样液注入步骤到废液步骤，控制光源7向测量池6连续照射光。透射过所述测量池6的光作为光检测数据被光检测部8检测出来并向数据管理部11发送。数据管理部11将光检测数据或表示使用光检测数据计算出的吸光度的计算数据存储在数据存储部12中。另外，数据管理部11也可以取得表示在浓度计算部14中计算出的吸光度的计算数据，并把该计算数据存储在数据存储部12中。

数据存储部12由内置在装置内部的内部存储器构成，包括：基准数据存储部12a，存储正常地进行了氮分析时的数据(基准数据)；以及实际数据存储部12b，存储从光检测部8检测到的数据(实际数据)。此外，从数据管理部11发送的实际数据存储在实际数据存储部12b中。

此外，数据管理部11取得存储在基准数据存储部12a中的基准数据和存储在实际数据存储部12b中的实际数据，并将它们向显示部13发送。显示部13将这些数据作为折线图显示在显示器上。用户和管理者通过确认所述折线图，可以在从试样液注入步骤到废液步骤的一系列分析处理中确定在哪个步骤产生了错误或该错误的原因。

具体地说，例举在各步骤中可能产生的错误和该错误的原因。

在试样液注入步骤中，可以考虑试样液未注入测量池6的错误等，作为该错误的原因，可以举出试样液计量机构4的故障和试样液的注入错误等。

在试剂注入步骤中，可以考虑试剂未注入测量池6的错误等，作为该错误的原因，可以举出试剂计量机构5的故障和试剂(过氧二硫酸钾和氢氧化钠)的注入错误等。

在反应步骤中，可以考虑未发生反应的错误和反应速度慢的错误等，作为所述错误的原因，可以举出加热器15和紫外线光源7、9的劣化和故障造成的不佳情况、试剂的劣化等。

在pH调整步骤中，可以考虑未中和等错误，作为该错误的原因，可以举出试剂(盐酸)的注入错误等。

在测量步骤中，可以考虑未出现正常的测量值的错误，作为该错误的原因，可以举出光源7和光检测部8的劣化和故障造成的不佳情况等。此外，当在所述测量步骤中发生了错误时，也可以考虑原因是在所述各步骤的任意一个步骤中产生的错误，测量步骤也可以检查测量步骤以前的前处理步骤整体的错误。

在废液步骤中，可以考虑未正常地进行废液的错误，作为该错误的原因，可以举出未图示的废液机构等的故障等。

此外，当从光源7向测量池6照射光时，由于光也照射到测量池6内的试剂，所以在存储在实际数据存储部12b中的实际数据内，也包含透射过试剂的光的光检测数据或计算数据。在此，由于预先掌握了各个试剂的吸光度的特性，所以能够根据表示这些实际数据的图确定试剂的种类和量等。

另外，数据管理部11也可以将存储在基准数据存储部12a中的基准数据和存储在实际数据存储部12b中的实际数据，保存在以能装拆的方式设置在装置上的例如SD卡、USB存储器等外部存储器中，使用户或管理者能在任意的场所将所述保存数据显示在显示器上并进行确认。

接着，参照图3和图4说明使用了本实施方式的水质分析装置1的错误原因的确定方法。另外，图3和图4是显示部13在显示器上显示的计算数据的图，横轴表示时间(秒)，纵轴表示光检测部8接收到的光量。此外，图3和图4都将基准数据和实际数据重叠表示在同一图上。

图3重叠表示了从试样液注入步骤到测量步骤的、表示基准数据的波形A和表示实际数据的波形B。

在该图中，如果比较波形A和波形B，则在用圆包围的部分r1中产生错误时的波形B，大幅偏离正常时的波形A。这可以考虑原因是在pH调整步骤中，溶液中作为试剂含有的过氧二硫酸钾的量未变化。因此可以判明在pH调整步骤中产生了错误，此外，可以判明错误的原因是测量池6内未注入盐酸且溶液未被中和。

此外，图4重叠表示了从试剂注入步骤到pH调整步骤的基准数据的波形A和实际数据的波形C、波形D、波形E。

当实际数据为波形C时，如果比较波形A与波形C，则在试剂注入步骤中，波形C的吸光度比波形A的吸光度小，在反应步骤(紫外线光源亮灯时)中，波形C急剧减小到位于波形A的直线部分的延长线上的点。因此，按照波形C的实际数据，可以判明错误的原因是在试剂注入步骤中存在未向试样液注入作为试剂的过氧二硫酸钾或所述试剂完全未发生作用(例如注入了纯水)的可能性。

接着，当实际数据为波形D时，如果比较波形A与波形D，则在试剂注入步骤中，波形D的吸光度比波形A的吸光度小，在反应步骤中，波形D的光量的上升速度(上升)的倾斜角度比波形A的更陡峭。因此，按照波形D的数据，可以判明错误的原因是在试剂注入步骤中向试样液注入的过氧二硫酸钾存在劣化的可能性。

最后，当实际数据为波形E时，如果比较波形A与波形E，则在试剂注入步骤中，波形E与波形A同样地吸光度变大，但是在反应步骤中，相比于波形A，波形E的光量的上升速度(上升)的倾斜角度比波形A的更平缓。因此，可以判明错误的原因是在反应步骤中向池照射的紫外线光源9存在劣化的可能性。

按照以上结构的水质分析装置1，具有以下的效果。

从试样液注入步骤到废液步骤，由于通过向测量池6照射光得到的光检测数据或计算数据存储在数据存储部12中，所以只要将存储的数据在例如显示器上显示等并进行确认，就可以在所述全部的步骤中确定错误产生工序和错误原因。

此外，在本实施方式中，由于在同一个测量池6中进行试样液注入步骤到测量步骤的步骤，所以能节省在步骤的中途更换池等的时间，可以使装置结构简单。

此外，在试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤、pH调整步骤和废液步骤中，由于可以从在测量步骤中使用的光源7向测量池6照射光，所以无需另外准备光源，可以进一步简化装置结构。

另外，本发明不限于所述实施方式。

在所述实施方式中，在全部的步骤中存储光检测数据或计算数据，但是也可以只在特定的步骤中存储光检测数据或光计算数据。

此外，在所述实施方式中，在全部的步骤中使用同一个光源，但是在测量步骤中向池照射光的光源以及在试样液注入步骤、试剂注入步骤、反应步骤、pH调整步骤和废液步骤中向测量池6照射光的光源也可以分别使用不同的光源。

本发明在不违背本发明宗旨的范围内可以进行各种变形。

可以相互组合本发明的各个实施方式中所记载的技术特征形成新的技术方案。

Claims (3)

1.一种水质分析装置，其特征在于，所述水质分析装置执行：试样液注入步骤，向池注入试样液；试剂注入步骤，向所述池注入试剂；反应步骤，在所述池内使所述试样液和所述试剂反应；以及测量步骤，测量在所述池内经过了所述反应步骤的试样液中含有的规定的测量对象成分，

所述水质分析装置具有数据存储部，在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤、所述反应步骤和所述测量步骤中，向所述池照射光并且通过光检测部检测从所述池射出的光，所述数据存储部存储通过所述光检测部得到的光检测数据或使用该光检测数据计算出的计算数据。

2.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于，

在所述测量步骤中，向试样液照射光并测量试样液中含有的规定的测量对象成分，

在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤和所述反应步骤中向所述池照射的光与在所述测量步骤中向试样液照射的光是从同一个光源射出的光。

3.一种水质分析方法，其特征在于，所述水质分析方法包括：试样液注入步骤，向池注入试样液；试剂注入步骤，向所述池注入试剂；反应步骤，在所述池内使所述试样液和所述试剂反应；以及测量步骤，测量在所述池内经过了所述反应步骤的所述试样液中含有的规定的测量对象成分，

在所述试样液注入步骤、所述试剂注入步骤、所述反应步骤和所述测量步骤中，向所述池照射光并且通过光检测部检测从所述池射出的光，并把光检测数据或使用该光检测数据计算出的计算数据存储在数据存储部中。