CN111077074A - 水质分析仪以及紫外线灯劣化判定方法 - Google Patents
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Abstract
能够适当地对紫外线灯的劣化进行判定。水质分析仪构成为，使用具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性的氧化剂，对该氧化剂照射规定时间的来自紫外线灯的紫外线后，在测量部测量该氧化剂的吸光度，基于该吸光度测量值自动地判定紫外线灯的劣化程度。
Description
技术领域
本发明涉及总有机碳测量装置(TOC仪)和总磷测量装置(TP仪)等水质分析仪以及紫外线灯劣化判定方法。
背景技术
使用总有机碳测量装置(TOC仪)和总磷测量装置(TP仪)等水质分析仪时，在反应器内向试样添加过二硫酸钾等氧化剂从而进行氧化反应处理后，将试样移送至测量池并测量吸光度。在对试样进行氧化反应处理时，通常对反应器内的试样照射紫外线以促进试样的氧化反应(例如，参照专利文献1。)。
通常通过点亮处于浸入试样中的状态下的紫外线灯从而对反应器内的试样照射紫外线。在此，紫外线灯的经时劣化成为问题。紫外线灯随着点亮时间的增加而渐渐劣化，紫外线的光量随之减少。当从紫外线灯发出的紫外线的光量大幅度减少时，反应器内的试样的氧化变得不充分，在试样中的测量对象成分的测量值与真实值之间可能出现较大的误差。因此，紫外线灯是消耗品，需要在完全劣化之前更换为新的紫外线灯。
只要是用于测量吸光度的光源灯，就可以通过传感器测量出该灯发出的光量，因此，能够基于该光量的经时变化来判断灯的劣化程度(例如，参照专利文献2)。然而，由于紫外线灯不可用于测量吸光度，所以在装置中未设置测量从紫外线灯发出的紫外线的光量的传感器，无法通过测量来自紫外线灯的紫外线光量的经时变化来判断紫外线灯的劣化程度。由于以上原因，在以往的水质分析仪中，通常无论紫外线灯劣化与否都定期地进行更换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-059788号公报
专利文献2：日本特开2011-117746号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
紫外线灯的使用寿命存在个体差异，有些紫外线灯即使长时间使用也具有充分的紫外线照射能力，但有些紫外线灯即使没有使用多长时间其紫外线照射能力也会变得不充分。因此，如果定期更换紫外线灯，有可能会造成浪费还具备充分的紫外线照射能力的紫外线灯的情况，也有可能会造成继续使用不具备充分的紫外线照射能力的紫外线灯的情况。
本发明鉴于上述情况而完成，目的在于能够适当地对紫外线灯的劣化进行判定。
用于解决上述技术问题的方案
本发明的水质分析仪具备：反应器、氧化剂收容部、测量部、送液部、氧化剂分解部、氧化剂吸光度测量部以及灯判定部。所述反应器具有收容液体的内部空间以及对收容在所述内部空间内的液体照射紫外线的紫外线灯。所述氧化剂收容部收容有氧化剂，该氧化剂具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性。所述测量部具有测量池，对收容在所述测量池内的液体的吸光度进行测量。所述送液部将液体在所述反应器与所述氧化剂收容部之间、以及在所述反应器与所述测量池之间进行移送。所述氧化剂分解部构成为执行以下氧化剂分解动作：至少对所述送液部的动作进行控制，将收容在所述氧化剂收容部中的氧化剂移送至所述反应器，利用所述紫外线灯对所述反应器内的所述氧化剂照射规定时间的紫外线。所述氧化剂吸光度测量部构成为执行以下氧化剂吸光度测量动作：对所述测量部以及所述送液部的动作进行控制，在所述氧化剂分解动作结束后，将所述反应器内的所述氧化剂移送至所述测量池，进而测量所述氧化剂的吸光度。所述灯判定部构成为，基于由所述氧化剂吸光度测量动作测量出的所述氧化剂的吸光度，对所述紫外线灯的劣化进行判定。
即，本发明的水质分析仪构成为：使用具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性的氧化剂，对该氧化剂照射规定时间的来自紫外线灯的紫外线后，通过测量部测量该氧化剂的吸光度，基于该吸光度测量值而自动地对紫外线灯的劣化进行判定。通过紫外线灯的照射而分解的氧化剂的量越多，氧化剂的吸光度就变得越低。因此，若氧化剂的吸光度测量值越低，紫外线灯的紫外线照射能力就能够评价为越高，若氧化剂的吸光度测量值变得越高，则能够判断紫外线灯相应程度地劣化。
在本发明的水质分析仪的优选的实施方式中，具备阈值保存部，将成为用于判断所述紫外线灯劣化的基准的所述氧化剂的吸光度值作为阈值保存，所述灯判定部构成为，在所述氧化剂吸光度测量动作中测量出的所述氧化剂的吸光度超过保存在所述阈值保存部中的阈值时，判定所述紫外线灯劣化。
在更优选的实施方式中，水质分析仪还具备警告产生部，当所述灯判定部判定所述紫外线灯劣化时，对用户发出警告。这样一来，用户就可以容易地知道合适的紫外线灯的更换时机。
作为在所述氧化剂分解动作中移送至所述反应器的氧化剂，可以列举过二硫酸钾。
在上述情况下，氧化剂吸光度测量部可以使用波长为220nm的光来测量所述氧化剂的吸光度。
本发明的紫外线灯的劣化判定方法是一种对水质分析仪中的所述紫外线灯的劣化进行判定的方法，所述水质分析仪构成为：将添加有氧化剂的试样收容在反应器，利用紫外线灯对所述反应器内的液体照射紫外线从而进行试样的氧化反应，进而将氧化反应后的试样向测量池移送，测量试样的吸光度。该劣化判定方法具备以下步骤：氧化剂分解步骤，将氧化剂收容在所述反应器，利用所述紫外线灯对所述反应器内的所述氧化剂照射规定时间的紫外线，所述氧化剂具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性；氧化剂吸光度测量步骤，在所述氧化剂分解步骤之后，将所述反应器内的所述氧化剂移送至所述测量池从而对所述氧化剂的吸光度进行测量；灯判定步骤，基于由所述氧化剂吸光度测量步骤测量出的所述氧化剂的吸光度，对所述紫外线灯的劣化进行判定。
在本发明的劣化判定方法的优选的实施方式中，事先将成为用于判断所述紫外线灯劣化的基准的所述氧化剂的吸光度值作为阈值，在所述灯判定步骤中，当由所述氧化剂吸光度测量步骤测量出的所述氧化剂的吸光度超过所述阈值时，判定为所述紫外线灯劣化。
作为在所述氧化剂分解步骤中收容在所述反应器的所述氧化剂，可以列举过二硫酸钾。
在上述情况下，在氧化剂吸光度测量步骤中可以使用波长为220nm的光来测量所述氧化剂的吸光度。
发明效果
在本发明的水质分析仪中，构成为对具有照射的紫外线强度越高分解量也会随之增加的特性的氧化剂照射规定时间的来自紫外线灯的紫外线后，在测量部测量该氧化剂的吸光度，基于该吸光度测量值而自动地对紫外线灯的劣化进行判定，因此，即使不设置用于测量紫外线灯的光量的新的光传感器，也可以适当且自动地对紫外线灯的劣化进行判定。
在本发明的紫外线灯劣化判定方法中，对具有照射的紫外线强度越高分解量也会随之增加的特性的氧化剂照射规定时间的来自紫外线灯的紫外线后，测量该氧化剂的吸光度，基于该吸光度测量值而判定紫外线灯的劣化，因此，即使不设置用于测量紫外线灯的光量的新的光传感器，也可以适当地对紫外线灯的劣化进行判定。
附图说明
图1是示出水质分析仪的一实施例的概略构成图。
图2是示出该实施例的试剂判定动作的一个例子的流程图。
图3是示出氧化剂(过二硫酸钾)的吸光度和紫外线照射时间之间的关系的图表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的水质分析仪的一实施例进行说明。
如图1所示，该实施例的水质分析仪主要具备：注射泵2、两个多通阀4和6、反应器8、测量部10、以及运算控制装置20。
注射泵2进行液体的抽吸和排出。注射泵2的抽吸·排出口与后述的多通阀4的中心端口相连接。搅拌用的泵18经由流路与注射泵2的缸相连接，通过由泵18供给的空气可以在注射泵2内进行液体的搅拌。
多通阀4具有一个中心端口和多个选择端口，并且可以选择性地将中心端口连接到任一个选择端口。在多通阀4的中心端口连接有注射泵2的抽吸·排出口。多通阀4的其中一个选择端口经由流路与多通阀6的中心端口相连接。多通阀4的其他选择端口分别是用于连接存储有试剂(1)～(6)的容器的端口。
在该实施例中，如下所述地设置试剂：试剂(1)为氢氧化钠溶液，试剂(2)为过二硫酸钾溶液，试剂(3)为盐酸溶液，试剂(4)为硫酸溶液，试剂(5)为钼酸溶液，试剂(6)为抗坏血酸溶液。进行水质分析仪的动作管理的运算控制装置20将多通阀4的各个选择端口与应与这些选择端口相连接的各个试剂(1)～(6)相关联地存储。收容过二硫酸钾溶液的容器构成氧化剂收容部。
多通阀6也具有一个中心端口和多个选择端口，并且可以选择性地将中心端口连接到任一个选择端口。多通阀6的其中一个选择端口经由流路与反应器8相连接，多通阀6的另一个选择端口经由流路与测量部10的测量池12的入口相连接。多通阀6的其他选择端口，除了连接有用于采取试样液的采液管，还连接有与分别储存有量程校准液、稀释液、标准液的各个容器相通的流路。
反应器8进行试样的氧化处理。反应器8具有收容有液体的内部空间，紫外线灯9的点亮部分插入该内部空间。试样的氧化处理是指在恒温条件下(例如95℃)，对添加有氧化剂(例如过二硫酸钾溶液)的试样供给氧气或空气，同时对该试样照射紫外线，从而对试样中的测量对象化合物进行氧化分解的处理。
测量部10具备测量池12、光源14、以及光检测元件16。测量池12的出口通向排液通路。光源14向测量池12发出测量波长(例如220nm)的光，该光的发射例如通过激光元件实现。光检测元件16用于检测透过测量池12而到达的来自光源14的光的强度，该检测例如通过光电二极管实现。
利用注射泵2选择性地将氧化处理完毕的试样液和试剂(1)～(6)中的任一试剂移送至测量部10的测量池12。注射泵2以及多通阀4、6，构成用于选择性地将试样液和试剂向测量池12移送的送液部。
运算控制装置20用于进行水质分析仪的动作管理和运算处理，通过专用的计算机或通用的个人计算机实现。在该实施例中，运算控制装置20具有以下功能：自动地对反应器8的紫外线灯9的劣化进行判定，若检测出紫外线灯9的劣化则向用户发出警告。为了实现这样的功能，运算控制器20具备：氧化剂分解部22、氧化剂吸光度测量部24、灯判定部26、阈值保存部28以及警告产生部30。氧化剂分解部22、氧化剂吸光度测量部24、灯判定部26以及警告产生部30的功能通过设置在运算控制装置20的微型计算机等运算元件执行规定的程序得以实现。阈值保存部28的功能通过设置在运算控制装置20的存储装置的部分区域得以实现。
氧化剂分解部22构成为执行以下氧化剂分解动作：对注射泵2、多通阀4以及多通阀6的动作进行控制，将作为氧化剂的过二硫酸钾溶液向反应器8移送，进而在反应器8中利用紫外线灯9对过二硫酸钾溶液照射规定时间的紫外线。
氧化剂吸光度测量部24构成为执行以下吸光度测量动作：对注射泵2，多通阀4、6以及测量部10的动作进行控制，将在反应器8内照射规定时间的紫外线后的过二硫酸钾向测量池12移送，测量过二硫酸钾的吸光度。
灯判定部26构成为：基于上述吸光度测量动作测量出的过二硫酸钾的吸光度测量值，对紫外线灯9的劣化进行判定。过二硫酸钾是具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性的氧化剂。过二硫酸钾的分解量越多，过二硫酸钾的吸光度就越低，因此只要使反应器8中的紫外线照射时间与相同的时间对应并进行比较，就可以评价对过二硫酸钾照射的紫外线的强度即紫外线灯9的紫外线照射能力。
更具体地说，过二硫酸钾的吸光度测量值越低，则能够评价为紫外线灯9的紫外线照射能力越高，过二硫酸钾的吸光度测量值越高，则能够判断紫外线灯9相应程度地劣化。
图3是示出过二硫酸钾的吸光度和紫外线照射时间之间的关系的图表。从该图表可以看出，相比于使用正常的紫外线灯对过二硫酸钾照射紫外线的情况，使用紫外线照射能力劣化的旧紫外线灯对过二硫酸钾照射紫外线的情况下过二硫酸钾的吸光度变得更高。因此，通过提前在特定的紫外线照射时间下，在使用正常的紫外线灯时的过二硫酸钾的吸光度和使用劣化的紫外线灯时的过二硫酸钾的吸光度之间设定阈值，可以自动地判定紫外线灯9的合适的更换时机。
灯判定部26构成为，将过二硫酸钾的吸光度测量值与预先设定的阈值进行比较，当测量值超过阈值时则判定为紫外线灯9劣化(异常)。阈值通过预先进行的实验求出并保存在阈值保存部28中。
警告产生部30构成为，当由紫外线灯判定部26判定紫外线灯9劣化时，对用户发出警告。作为对用户的警告，可以在与运算控制装置20电气地连接的显示屏上显示紫外线灯9已经劣化的信息，也可以点亮警示灯，还可以发出警示音。
接下来，使用图2的流程图对判定紫外线灯9的劣化时的装置的动作进行说明。
以下所说明的紫外线灯9的劣化判定动作例如可以在启动该水质分析仪时执行，也可以在由用户在任意的时机对运算控制装置20输入执行对紫外线灯9的劣化的判定动作时执行。
若开始劣化判定动作，则氧化剂分解部22对注射泵2、多通阀4以及6的动作进行控制，将规定量的过二硫酸钾溶液抽吸至注射泵2内(步骤S1)。然后，切换多通阀4以及6，使注射泵2与反应器8连通，将过二硫酸钾溶液向反应器8移送(步骤S2)。在反应器8内，紫外线灯9的发光部分处于浸入过二硫酸钾溶液的状态。在该状态下，利用紫外线灯9对反应器8内的过二硫酸钾溶液照射规定时间(例如300秒)的紫外线(步骤S3)。
对过二硫酸钾溶液的紫外线照射结束之后，氧化剂吸光度测量部24对注射泵2、多通阀4、6以及测量部10的动作进行控制，将反应器8内的过二硫酸钾溶液向测量池12移送(步骤S4)，进而在测量部10中测量过二硫酸钾溶液的吸光度(步骤S5)。在吸光度的测量中使用例如波长为220nm的光。
灯判定部26将过二硫酸钾溶液的吸光度测量值与保存在阈值保存部28的阈值进行比较(步骤S6)，若测量值没有超过阈值则将紫外线灯9判定为正常(没有劣化)(步骤S7)，若测量值超过阈值则将紫外线灯9判定为异常(劣化)(步骤S8)。当灯判定部26判定紫外线灯9异常时，警告产生部30对用户发出警告(步骤S9)。
在以上所说明的实施例中，使用过二硫酸钾以判定紫外线灯9的劣化，但本发明不仅限于此，只要是具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性的氧化剂，则也可以是其他氧化剂。
附图标记说明
2 注射泵
4,6 多通阀
8 反应器
9 紫外线灯
10 测量部
12 测量池
14 光源
16 光检测元件
18 泵
20 运算控制装置
22 氧化剂分解部
24 氧化剂吸光度测量部
26 灯判定部
28 阈值保存部
30 警告产生部。
Claims (9)
1.一种水质分析仪，其特征在于，具备：
反应器，具有收容液体的内部空间以及对收容在所述内部空间内的液体照射紫外线的紫外线灯；
氧化剂收容部，收容有氧化剂，所述氧化剂具有照射的紫外线强度越高其分解量会随之增加的特性；
测量部，具有测量池，用于测量收容在所述测量池内的液体的吸光度；
送液部，用于将液体在所述反应器和所述氧化剂收容部之间、以及在所述反应器和所述测量池之间进行移送；
氧化剂分解部，构成为执行以下氧化剂分解动作：至少对所述送液部的动作进行控制，将收容在所述氧化剂收容部中的氧化剂向所述反应器移送，进而利用所述紫外线灯对所述反应器内的所述氧化剂照射规定时间的紫外线；
氧化剂吸光度测量部，构成为执行以下氧化剂吸光度测量动作：对所述测量部以及所述送液部的动作进行控制，在所述氧化剂分解动作结束后，将所述反应器内的所述氧化剂向所述测量池移送进而测量所述氧化剂的吸光度；
灯判定部，基于由所述氧化剂吸光度测量动作测量出的所述氧化剂的吸光度，判定所述紫外线灯的劣化。
2.如权利要求1所述的水质分析仪，其特征在于，具备：
阈值保存部，将成为用于判断所述紫外线灯劣化的基准的所述氧化剂的吸光度值作为阈值保存；
所述灯判定部构成为，在由所述氧化剂吸光度测量动作测量出的所述氧化剂的吸光度超过保存在所述阈值保存部的阈值时，判定为所述紫外线灯劣化。
3.如权利要求2所述的水质分析仪，其特征在于，
具有警告产生部，在所述灯判定部判定为所述紫外线灯劣化时，对用户发出警告。
4.如权利要求1～3的任一项所述的水质分析仪，其特征在于，
在所述氧化剂分解动作中，被移送至所述反应器的氧化剂为过二硫酸钾。
5.如权利要求4所述的水质分析仪，其特征在于，
氧化剂吸光度测量部构成为使用波长为220nm的光来测量所述氧化剂的吸光度。
6.一种紫外线灯的劣化判定方法，
对水质分析仪中的所述紫外线灯的劣化进行判定，所述水质分析仪构成为：将添加有氧化剂的试样收容在反应器，利用紫外线灯对所述反应器内的试样照射紫外线从而进行试样的氧化反应，进而将氧化反应后的试样向测量池移送，测量试样的吸光度，其特征在于，所述紫外线灯的劣化判定方法具备以下步骤：
氧化剂分解步骤，将氧化剂收容在所述反应器，利用所述紫外线灯对所述反应器内的所述氧化剂照射规定时间的紫外线，所述氧化剂具有照射的紫外线强度越高其分解量也会随之增加的特性；
氧化剂吸光度测量步骤，在所述氧化剂分解步骤之后，将所述反应器内的所述氧化剂向所述测量池移送进而对所述氧化剂的吸光度进行测量；
灯判定步骤，基于由所述氧化剂吸光度测量步骤测量出的所述氧化剂的吸光度，对所述紫外线灯的劣化进行判定。
7.如权利要求6所述的劣化判定方法，其特征在于，
事先将成为用于判断所述紫外线灯劣化的基准的所述氧化剂的吸光度值设定为阈值；
在所述灯判定步骤中，当由所述氧化剂吸光度测量步骤测量出的所述氧化剂的吸光度超过所述阈值时，判定为所述紫外线灯劣化。
8.如权利要求6或7所述的劣化判定方法，其特征在于，
在所述氧化剂分解步骤中，使用过二硫酸钾作为所述氧化剂收容在所述反应器。
9.如权利要求8所述的劣化判定方法，其特征在于，
在氧化剂吸光度测量步骤，使用波长为220nm的光来测量所述氧化剂的吸光度。
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