DE112015006435T5 - Wasserqualitätsanalysevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Vorgesehen ist eine Wasserqualitätsanalysevorrichtung, die in der Lage ist, die Vorrichtung in einem sauberen Zustand zu halten, ohne einen Vorgang zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung einem Bediener zu überlassen und ohne Zeit und Waschwasser zu verschwenden. Die Wasserqualitätsanalysevorrichtung ist derart konfiguriert, dass: ein Speicher 21, der in der Lage ist, einen gespeicherten Inhalt in einem Abschaltzustand der Stromzufuhr zur Vorrichtung zu speichern, vorgesehen ist; die Zustände der Gefäße, wie z.B. ein IC-Reaktor 1 und ein TC-Reaktor 2, in welche Probenwasser zum Zeitpunkt eines Analysevorgangs injiziert wird, sequentiell in dem Speicher 21 gespeichert werden; Inhalte des Speichers 21 zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung gelesen werden; und ein Reinigungsvorgang gemäß vorgeschriebener Verfahren mit den Zuständen, die für jeden Reaktor 1 und 2 gelesen werden, als ein Ausgangspunkt automatisch ausgeführt werden. Somit wird, selbst nach einer Unterbrechung der Stromzufuhr aufgrund z.B. eines Stromausfalls, die Vorrichtung mit minimalen notwendigen Vorgängen in einem sauberen Zustand gehalten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserqualitätsanalysevorrichtung zum Analysieren einer Konzentration des gesamten organischen Kohlenstoffs, des gesamten Stickstoffs, des gesamten Phosphors usw. in industriellem Abwasser oder Gewässern, wie z.B. Flüssen und Seen.
  • Hintergrund
  • Bei einer Wasserqualitätsanalysevorrichtung zum Analysieren einer Konzentration einer spezifischen Komponente in Probenwasser wird im Allgemeinen eine Konzentration einer Analysezielkomponente in Probenwasser erhalten, indem Probenwasser in einen Reaktor injiziert wird, um eine Reaktion zu veranlassen, die der Analysezielkomponente entspricht, ein spezifisches Gas, das dadurch erzeugt wird, zu einer Gaserkennungseinheit geleitet wird und seine Gaskonzentration gemessen wird, oder alternativ dazu indem, durch eine Reaktion in einem Reaktor, ein spezifisches Ion im Probenwasser erzeugt wird, das Probenwasser nach der Reaktion in eine Messzelle eines Absorptionsspektrometers injiziert wird und die Ionenkonzentration gemessen wird (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
  • Bei einer derartigen Analysevorrichtung wird üblicherweise nach Abschluss einer Analyse Waschwasser (im Allgemeinen reines Wasser, das als Verdünnungswasser verwendet wird) in ein Gefäß, wie z.B. einen Reaktor oder eine Messzelle, in welche/n Probenwasser injiziert wird, injiziert und gemäß vorgeschriebener Verfahren abgelassen, um das Innere des Gefäßes automatisch zu reinigen, sodass das vorherige Probenwasser die anschließende Analyse nicht beeinträchtigt (siehe zum Beispiel Patentdokument 2). Stand der Technik
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift, Veröffentlichungsnr. 2013-019701
    • Patentdokument 2: Japanische Offenlegungsschrift, Veröffentlichungsnr. 2012-225843
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Allerdings ist es, bei einer Wasserqualitätsanalysevorrichtung, die eine Reinigungsfunktion wie oben beschrieben aufweist, wenn die Stromversorgung zur Vorrichtung unerwarteterweise unterbrochen wird, wie z.B. ein unerwarteter Stromausfall, da die Vorrichtung nicht erkennen kann, in welchem Zustand die Stromversorgung unterbrochen wurde, notwendig, eines der Folgenden bei der nächsten Wiederherstellung der Stromzufuhr durchzuführen.
    • <1> Durch das Ergreifen von Sicherheitsmaßnahmen wird, zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromversorgung, ein Reinigungsvorgang in einer Reihe von Verfahren ab dem Beginn eines Reinigungsvorgangs ausgeführt, d.h., die Flüssigkeit in jedem Gefäß wird abgelassen und dann wird Waschwasser injiziert und abgelassen.
    • <2> Ein Bediener bestimmt, ob ein Reinigungsvorgang auszuführen ist oder nicht.
  • In Fällen, in welchen eine Reihe von Reinigungsvorgängen beginnend mit dem Ablassen aus dem Gefäß immer zum Zeitpunkt der Wiederherstellung der Stromzufuhr ausgeführt werden, wie in <1> beschrieben, dauert es eine Weile, eine Reihe von Reinigungsvorgängen ab der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung bis zum Beginn der tatsächlichen Analyse auszuführen, und es ist eine erhebliche Menge Waschwasser (reines Wasser) erforderlich. Ferner wird, selbst in Fällen, in welchen die Stromzufuhr zur Vorrichtung in einem Zustand unterbrochen wird, in welchem die Analyse und das anschließende Spülen normal abgeschlossen wurden, wieder ein Reinigungsvorgang zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromversorgung zur Vorrichtung ausgeführt, sodass ein Problem dadurch entsteht, dass Zeit und Waschwasser verschwendet werden.
  • Andererseits ist es, wie in <2> beschrieben, in Fällen, in welchen, basierend auf der Entscheidung des Bedieners, bestimmt wird, ob der Reinigungsvorgang auszuführen ist oder nicht, notwendig, dass der Bediener erkennt, dass der Stromausfall stattgefunden hat, und die Entscheidung sollte nach einer Überprüfung des Zustands im Innenraum getroffen werden. Dies ist umständlich für den Bediener und seine Belastung erhöht sich.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der zuvor genannten Umstände und zielt auf die Bereitstellung einer Wasserqualitätsanalysevorrichtung, die immer in der Lage ist, innerhalb kürzester Zeit einen Analysevorgang zu starten, ohne einen Vorgang zum Zeitpunkt einer Aktivierung der Vorrichtungsstromquelle einem Bediener zu überlassen, und einen Einfluss einer vorherigen Analyse zu eliminieren, ohne dabei Zeit und Waschwasser zu verschwenden.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Zum Lösen der zuvor genannten Probleme ist eine Wasserqualitätsanalysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, die zum Analysieren einer Konzentration einer spezifischen Komponente, die im Probenwasser enthalten ist, konfiguriert ist und Folgendes beinhaltet: mindestens einen Reaktor, der zum Veranlassen einer Reaktion für das Probenwasser, das durch Flüssigkeitszuführmittel injiziert wird, die einer Analysezielkomponente entspricht, konfiguriert ist, wobei eine Konzentration der Analysezielkomponente in dem Probenwasser durch das Durchführen einer Messung durch das Einführen eines Gases, das die Analysezielkomponente, erzeugt durch die Reaktion in dem Reaktor, enthält, in eine Gaserkennungseinheit oder durch das Injizieren des Probenwassers nach der Reaktion in dem Reaktor in eine Messzelle durch die Flüssigkeitszuführmittel erhalten wird; ein Steuermittel, das zum Steuern eines Reinigungsvorgangs zum individuellen Reinigen des Reaktors und der Messzelle gemäß vorbestimmter Verfahren, welche Vorgänge des Ablassens von analysiertem Probenwasser aus dem Reaktor oder der Messzelle und des Injizierens/Ablassens von Waschwasser in den/die bzw. aus dem/der Reaktor oder Messzelle durch die Flüssigkeitszuführmittel beinhalten, konfiguriert ist; und einen Speicher, der zum Beibehalten eines gespeicherten Inhalts, selbst wenn eine Stromversorgung der Vorrichtung unterbrochen wird, konfiguriert ist, wobei der Speicher individuell Zustände des Reaktors und der Messzelle speichert, und wobei das Steuermittel gespeicherte Inhalte des Speichers zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromversorgung zur Vorrichtung liest und der Reaktor und die Messzelle gemäß der Verfahren mit einem Zustand basierend auf den gespeicherten Inhalten als einem Ausgangspunkt individuell gereinigt werden.
  • Eine spezifischere Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann durch eine Konfiguration veranschaulicht werden, in welcher die Vorrichtung ferner einen IC-Reaktor, der zum Umwandeln von anorganischem Kohlenstoff im Probenwasser zu Kohlendioxidgas konfiguriert ist, und einen TC-Reaktor, der zum Umwandeln des Gesamtkohlenstoffs im Probenwasser zu Kohlendioxid konfiguriert ist, beinhaltet, wobei jeder der Reaktoren ein Ziel für eine Zustandsspeicherung durch den Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit ist.
  • Als eine weitere spezifische Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann die folgende Konfiguration veranschaulicht werden. Die Vorrichtung beinhaltet ferner einen Reaktor, der zum Umwandeln einer Stickstoffverbindung und/oder einer Phosphorverbindung im Probenwasser in ein Nitrat-Ion oder ein Phosphat-Ion konfiguriert ist, und ein Absorptionsspektrometer, das zum Messen einer Konzentration des Nitrat-Ions oder des Phosphat-Ions im Probenwasser nach der Umwandlung konfiguriert ist, wobei eine Messzelle des Absorptionsspektrometers und der Reaktor Ziele für eine Zustandsspeicherung durch den Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit sind.
  • In der zuvor genannten Konfiguration stellt, in Fällen, in welchen eine Vorverarbeitungseinheit zum Entfernen suspendierter Substanzen im Probenwasser in einem vorderen Teil des Reaktors vorgesehen ist, die Vorverarbeitungseinheit auch ein Ziel für eine Zustandsspeicherung durch den Zustandsspeicher im Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit dar.
  • Die vorliegende Erfindung soll das Problem durch das Vorsehen eines Speichers lösen, der in der Lage ist, einen gespeicherten Inhalt beizubehalten, selbst wenn der Strom unterbrochen wird, und der Zustand eines Reaktors oder einer Messzelle zum Zeitpunkt der Stromunterbrechung wird in dem Speicher gespeichert, und zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung wird ein Reinigungsvorgang mit einem Zustand basierend auf den gespeicherten Inhalten als ein Ausgangspunkt gestartet.
  • Mit anderen Worten, durch sequentielles Speichern eines Zustands in einem Gefäß, wie z.B. einem Reaktor, einer Messzelle usw., in welche/n Probenwasser injiziert wird, in einem nichtflüchtigen Speicher usw., wird der Zustand jedes Gefäßes zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung in dem Speicher gespeichert. Zum Zeitpunkt der nächsten Aktivierung der Stromzufuhr wird der Reinigungsvorgang gemäß einer Reihe von Verfahren mit dem Zustand, der in dem Speicher gespeichert ist, als einem Ausgangspunkt automatisch durchgeführt, sodass eine Verschwendung von Zeit und Waschwasser vermieden werden kann.
  • In der vorliegenden Erfindung ist das Ziel für die Speicherung des Zustands und die Reinigung ein Reaktor oder eine Messzelle, welche/r als ein Injektionsgefäß des Probenwassers in der Vorrichtung dient. Zum Beispiel sind bei einer Analyse durch einen TOC-Messer oder dergleichen, der zum Analysieren des Gesamtkohlenstoffs verwendet wird, ein IC(inorganic carbon – anorganischer Kohlenstoff)-Reaktor und ein TC(total carbon – Gesamtkohlenstoff)-Reaktor die Zielvorrichtungen.
  • Andererseits sind bei einer Analysevorrichtung, wie z.B. einem TN/TP-Messer zum Analysieren des Gesamtstickstoffs und des Gesamtphosphors im Probenwasser, das Ziel für die Zustandsspeicherung und die Reinigung ein Reaktor, der Stickstoff im Probenwasser in Nitrat-Ionen umwandelt bzw. Phosphor in Phosphat-Ionen umwandelt, und eine Messzelle eines Absorptionsspektrometers zum Messen der Konzentration dieser Ionen. In Fällen, in welchen eine Vorverarbeitungseinheit zum Entfernen suspendierter Substanzen im Probenwasser in einem vorderen Teil des Reaktors installiert ist, ist diese Vorverarbeitungseinheit auch in dem Ziel enthalten.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, selbst wenn eine unerwartete Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung, wie z.B. ein Stromausfall, stattfindet, die Zustände des Reaktors und der Messzelle zum Zeitpunkt der Unterbrechung gespeichert, und zum Zeitpunkt der nächsten Aktivierung der Stromzufuhr bestimmt die Vorrichtung automatisch, ob der Reinigungsvorgang mit dem gespeicherten Zustand als ein Ausgangspunkt durchgeführt werden soll oder nicht oder ob eine Reinigung unnötig ist. Dadurch wird die Beurteilung durch einen Bediener unnötig und die Prozesse zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr können minimiert werden. Ferner kann eine Verschwendung von Zeit und Waschwasser vermieden werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform, in welcher die vorliegende Erfindung auf einen TOC-Messer angewandt wird, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Grundstruktur des TOC-Messers in 1 ist äquivalent zu der eines konventionellen TOC-Messers, und die detaillierte Beschreibung von Abschnitten, welche die vorliegende Erfindung weniger betreffen, ist weggelassen, und die Hauptabschnitte werden beschrieben.
  • Die in 1 gezeigte Vorrichtung besteht, als Hauptkomponenten, aus einem IC-Reaktor 1, welcher eine Reaktion zum Umwandeln von anorganischem Kohlenstoff in Probenwasser zu Kohlendioxid veranlasst, einem TC-Reaktor 2, welcher eine Reaktion zum Umwandeln des Gesamtkohlenstoffs in Probenwasser zu Kohlendioxid veranlasst, einem Flüssigkeitszuführsystem, das hauptsächlich aus einem Injektor 3 und einem 8-Wege-Ventil 4 besteht, welche zum Zuführen von Probenwasser und Verdünnungswasser (Waschwasser) oder Chemikalien in den IC-Reaktor 1 und den TC Reaktor 2 verwendet werden, einer Gaserkennungseinheit 5 zum Erkennen von Kohlendioxidgasen, die in jedem der Reaktoren 1 und 2 erzeugt werden, und einem Gaszufuhrsystem, welches das Gas aus jedem der Reaktoren 1 und 2 durch ein Trägergas an die Gaserkennungseinheit 5 bereitstellt.
  • Probenwasser wird einem Anschluss des 8-Wege-Ventils 4 zugeführt, und Verdünnungswasser (reines Wasser), welches auch als Waschwasser dient, oder ein Reagenz, wie z.B. Säure, die für die Reaktion erforderlich ist, werden anderen Anschlüssen zugeführt. Das 8-Wege-Ventil 4 beinhaltet einen Anschluss, der mit einem Ablass verbunden ist. Ferner sind andere Anschlüsse des 8-Wege-Ventils 4 jeweils mit einem Flüssigkeitseinlass/-auslass verbunden, die an den entsprechenden unteren Enden des IC-Reaktors 1 und des TC-Reaktors 2 vorgesehen sind, und der gemeinsame Anschluss ist mit dem Injektor 3 verbunden. In Fällen, in welchen eine Stichprobe des Probenwassers durch einen Autosampler genommen wird, wird das Probenwasser einem Anschluss zugeführt, der mit einem Injektionsanschluss (ASI) des Autosamplers verbunden ist.
  • Ein Trägergas, das von einem Trägergaseinlass 6 zugeführt wird, wird über die elektromagnetischen Ventile 8 und 9 über ein elektromagnetisches Ventil 7 in den IC-Reaktor 1 und den TC-Reaktor 2 eingeführt, und das Gas in jedem Reaktor 1 und 2 wird durch das Trägergas zur Gaserkennungseinheit 5 befördert. Hier wird, hinsichtlich des Kohlendioxidgases, das im IC-Reaktor 1 erzeugt wird, durch das elektromagnetische Ventil 10 ausgewählt, ob es zur Gaserkennungseinheit 5 befördert wird, wie oben beschrieben, oder ob es durch den Ablass nach außen abgelassen wird. Das Trägergas, das in den IC-Reaktor 1 eingeführt wird, wird auch als ein Gas zum Spülen (Durchlüftungsbehandlung) verwendet.
  • Die Gaserkennungseinheit 5 dient der Erkennung eines Kohlensäuregases und beinhaltet hauptsächlich eine Probenzelle 5a, die zum Halten eines Gases, das vom IC-Reaktor 1 oder TC-Reaktor 2 bereitgestellt wird, konfiguriert ist, eine Lichtquelle 5b zum Aussenden von Infrarotstrahlen in Richtung des Gases in der Probenzelle 5a, und den Detektor 5c zum Erkennen des übertragenen Lichts. Die Ausgabe des Detektors 5c, bei welcher es sich um eine Erkennungsausgabe des Kohlendioxidgases handelt, wird der Berechnungseinheit 22 zugeführt. Ein elektronischer Entfeuchtungskühler 11, ein Halogenwäscher 12 und dergleichen sind auf der stromaufwärtigen Seite der Probenzelle 5a vorgesehen, sodass der Einfluss von Feuchtigkeit und Halogengas die Erkennungsergebnisse nicht beeinträchtigt.
  • Der Injektor 3 und das 8-Wege-Ventil 4, bei welchen es sich um Aktoren des Flüssigkeitszuführsystems handelt, und die elektromagnetischen Ventile 7, 8, 9 und 10 usw. des Gaszufuhrsystems werden durch ein Antriebssignal gesteuert, das von einer Steuereinheit 20 bereitgestellt wird.
  • Ein Batterie-Backup-Speicher 21 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, und die Zustände des IC-Reaktors 1 und des TC-Reaktors 2 werden, basierend auf dem unten gezeigten Steuervorgang durch die Steuereinheit 20, sequentiell und individuell in dem Batterie-Backup-Speicher 21 gespeichert.
  • Als nächstes wird der Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die zuvor genannte Konfiguration aufweist, beschrieben.
  • Bei dem Analysevorgang werden das 8-Wege-Ventil 4 und der Injektor 3 angesteuert, eine kleine Menge Säure zusammen mit Probenwasser in den IC-Reaktor 1 zu injizieren, und eine Durchlüftungsbehandlung erfolgt durch das Einführen von Spülgas, wodurch das Kohlendioxidgas über das elektromagnetische Ventil 10 aus dem Ablass abgelassen wird, während anorganischer Kohlenstoff im Probenwasser zu Kohlendioxidgas umgewandelt wird. Damit werden, nach dem Eliminieren des anorganischen Kohlenstoffs im Probenwasser, das 8-Wege-Ventil 4 und der Injektor 3 angesteuert, das Probenwasser im IC-Reaktor 1 in den TC-Reaktor 2 zu injizieren.
  • Der TC-Reaktor 2 ist zum Veranlassen einer Reaktion zum Umwandeln des Gesamtkohlenstoffs im Probenwasser zu Kohlendioxidgas durch das Antreiben des TC-Verbrennungsrohres 2a, des Heizofens 2b und der UV-Lampe 2c konfiguriert. Das hier erzeugte Kohlendioxidgas wird über den elektronischen Entfeuchtungskühler 11 und den Halogenwäscher 12 in die Probenzelle 5a der Gaserkennungseinheit 5 bereitgestellt, indem ein Trägergas in den TC-Reaktor 2 eingeführt wird, und wird dort für die Erkennung verwendet. Dieses Erkennungsergebnis sind Informationen, die der Menge des Gesamtkohlenstoffs entsprechen, der im Probenwasser enthalten ist, aus welchem anorganischer Kohlenstoff bereits eliminiert wurde, d.h. Informationen, die der Menge an organischem Kohlenstoff entsprechen. Somit wird durch die Berechnungseinheit 22 die Menge an organischem Kohlenstoff im Probenwasser erhalten.
  • Im zuvor genannten Vorgang wird das Kohlendioxidgas, das durch das Umwandeln des anorganischen Kohlenstoffs im IC-Reaktor 1 erhalten wird, aus dem Auslass nach außen abgelassen, jedoch kann das Kohlendioxidgas auch in die Gaserkennungseinheit 5 eingeführt werden, indem das elektromagnetische Ventil 10 geschaltet wird, und die Konzentration des anorganischen Kohlenstoffs kann aus dem Erkennungsergebnis bestimmt werden. In diesem Fall wird Probenwasser separat in den TC-Reaktor 2 injiziert und der Gesamtkohlenstoff im Probenwasser wird zu einem Kohlendioxidgas umgewandelt und in die Gaserkennungseinheit 5 eingeführt. Die tatsächliche Gesamtkohlenstoffkonzentration wird aus dem Erkennungsergebnis berechnet und die organische Kohlenstoffkonzentration wird durch Subtraktion der zuvor genannten anorganischen Kohlenstoffkonzentration vom Berechnungsergebnis erhalten.
  • Beim Reinigungsvorgang wird, für den IC-Reaktor 1 und den TC-Reaktor 2, nach dem Ablassen des darin verbleibenden Probenwassers, Waschwasser (Verdünnungswasser) in jeden von ihnen injiziert, und dann wird das Waschwasser abgelassen. Das Ablassen aus dem Inneren jedes der Reaktoren 1 und 2 erfolgt wie Folgt. Das 8-Wege-Ventil 4 wird angesteuert, den entsprechenden Reaktor und den Injektor 3 zu verbinden, und in ihrem verbundenen Zustand wird der Injektor 3 angesteuert, das Wasser im Reaktor anzusaugen. Dann wird das 8-Wege-Ventil 4 wieder angesteuert, den Injektor 3 und den Ablassanschluss zu verbinden, und in ihrem verbundenen Zustand wird der Injektor 3 angesteuert, das Wasser im Reaktor abzulassen. Die Injektion von Waschwasser in jeden Reaktor 1 und 2 ist die gleiche wie die Injektion von Probenwasser. D.h., Waschwasser wird mit den Injektor 3 angesaugt, und dann wird das Waschwasser im Injektor 3 abgelassen und in den Reaktor injiziert, und zwar in einem Zustand, in welchem der Injektor 3 und der entsprechende Reaktor durch Ansteuerung des 8-Wege-Ventils 4 verbunden sind.
  • Der Batterie-Backup-Speicher 21 aktualisiert und speichert sukzessive die Zustände im IC-Reaktor 1 und TC-Reaktor 2 in Übereinstimmung mit dem Voranschreiten der Analyse und des Reinigungsvorgangs durch die Steuereinheit 20. Spezifische Beispiele sind wie Folgt veranschaulicht.
    • (1) „Probenwasser liegt vor“, wodurch ein Zustand angezeigt wird, in welchem Probenwasser in den Reaktor injiziert wurde
    • (2) „Probenkontamination, leer“, wodurch ein Zustand angezeigt wird, in welchem Probenwasser im Reaktor abgelassen wurde
    • (3) „Waschwasser liegt vor“, wodurch ein Zustand angezeigt wird, in welchem Waschwasser zum Waschen des Inneren des Reaktors injiziert wurde
    • (4) „Sauber, leer“, wodurch ein Zustand angezeigt wird, in welchem Waschwasser im Reaktor abgelassen wurde
  • Im Batterie-Backup-Speicher 21 werden die zuvor genannten Zustände der entsprechenden Reaktoren 1 und 2 in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Vorrichtung sequentiell neu geschrieben. Daher wird, wenn die Stromzufuhr zur Vorrichtung unterbrochen wird, der Zustand jedes der Reaktoren 1 und 2 zum Unterbrechungszeitpunkt gespeichert.
  • Bei der nächsten Aktivierung der Stromzufuhr liest die Steuereinheit 20 die gespeicherten Inhalte des Batterie-Backup-Speichers 21 und führt die folgenden Vorgänge für jeden von IC-Reaktor 1 und TC-Reaktor 2 gemäß der zuvor genannten Zustände (1) bis (4) durch.
    • (1) „Probenwasser liegt vor“ → Nach dem Ablassen des Probenwassers wird Waschwasser injiziert und abgelassen
    • (2) „Probenkontamination, leer“ → Waschwasser wird injiziert und abgelassen
    • (3) „Waschwasser liegt vor“ → Waschwasser wird abgelassen
    • (4) „Sauber, leer“ → Es wird keine Handlung ausgeführt
  • Mit den obigen Vorgängen kann, selbst wenn es zu einer unbeabsichtigten Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung kommt, wie z.B. ein Stromausfall, die Vorrichtung durch die minimal notwendigen Vorgänge, ohne das Erfordernis einer Beurteilung durch den Bediener, in einem sauberen Zustand gehalten werden und die Verschwendung von Zeit und Waschwasser (reines Wasser) kann eliminiert werden.
  • Die zuvor genannte Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei welchem die vorliegende Erfindung auf einen TOC-Messer angewandt wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Wasserqualitätsanalysevorrichtung zum Analysieren anderer Komponenten angewandt werden. Kurz, das Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass in einem Gefäß in einer Vorrichtung, in welches Probenwasser injiziert wird, der Zustand zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung gespeichert wird, und die Prozesse gemäß der gespeicherten Inhalte zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zum Wiederherstellen eines sauberen Zustands jedes Gefäßes automatisch ausgeführt werden.
  • Als nächstes zeigt 2 ein Beispiel, bei welchem die vorliegende Erfindung auf einen TN/TP-Messer angewandt wird. Die Grundkonfiguration des TN/TP-Messers in diesem Beispiel ist gut bekannt, und er besteht hauptsächlich aus einem Flüssigkeitszuführsystem, das hauptsächlich zwei 8-Wege-Ventile 31 und 32 und einen Injektor 33 beinhaltet, einem Reaktor 34, in welchen, durch das Flüssigkeitszuführsystem, Probenwasser, verschiedene Reagenzien und Verdünnungswasser injiziert werden, und einem Absorptionsspektrometer 35, das mit einer Messzelle 35a ausgestattet ist, in welche Probenwasser, das im Reaktor 34 reagiert wurde, injiziert wird.
  • Probenwasser wird in die Vorverarbeitungseinheit 36 injiziert und suspendierte Substanzen und dergleichen werden entfernt. Danach wird das Probenwasser über die 8-Wege-Ventile 31 und 32 in einen Injektor 33 gesaugt. Das angesaugte Probenwasser wird über die 8-Wege-Ventile 32 und 31 in den Reaktor 34 injiziert. Die Konfiguration ist derart, dass jegliche der Reagenzien aus der Reagenzgruppe 37 durch das Flüssigkeitszuführsystem selektiv in den Reaktor 34 injiziert werden kann. Auch das Verdünnungswasser, das durch den Verdünnungswasseraufreiniger 38 aufgereinigt wird und in der Verdünnungswasserquelle 39 gespeichert ist, kann, nachdem es über das 8-Wege-Ventil 31 und das 8-Wege-Ventil 32 in den Injektor 33 gesaugt wurde, durch das 8-Wege-Ventil 32 und das 8-Wege-Ventil 31 in den Reaktor 34 injiziert werden.
  • Der Reaktor 34 weist eine Heizfunktion und eine UV-Strahlungsfunktion auf und wandelt, durch Veranlassen einer Reaktion gemäß einer Gesamtstickstoff-Messung oder einer Gesamtphosphor-Messung, Stickstoff im Probenwasser zu Nitrat-Ionen oder Phosphor zu Phosphat-Ionen um.
  • D.h., zum Zeitpunkt einer Gesamtstickstoff-Messung wird eine alkalische Peroxodisulfat-Kalium-Lösung zum Probenwasser zugegeben und UV-Strahlung oder Erhitzen werden durchgeführt, um den Stickstoff im Probenwasser zu Nitrat-Ionen umzuwandeln. Auch wird zum Zeitpunkt einer Gesamtphosphor-Messung eine neutrale Peroxodisulfat-Kalium-Lösung zum Probenwasser zugegeben und UV-Strahlung oder Erhitzen werden durchgeführt, um Phosphor im Probenwasser zu Phosphat-Ionen umzuwandeln, und ferner werden eine Ammoniummolybdat-Lösung und eine L-Ascorbinsäure-Lösung als Farbstoff zum Entwickeln von Farbe zugegeben.
  • Im Reaktor 34 wird das Probenwasser nach der Reaktion durch Zugabe eines Reagenz im pH angepasst und dann über das 8-Wege-Ventil 31 und das 8-Wege-Ventil 32 durch den Injektor 33 angesaugt und von dem Injektor 33 über das 8-Wege-Ventil 32 und das 8-Wege-Ventil 31 in die Messzelle 35a des Absorptionsspektrometers 35 injiziert. Das Absorptionsspektrometer 35 weist eine Struktur auf, in welcher eine Lichtquelle 35b und ein Detektor 35c auf beiden Seiten der Messzelle 35a angeordnet sind. Zum Zeitpunkt der Messung des Gesamtstickstoffs wird ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 220 nm, was den Lichtabsorptionseigenschaften von Nitrat-Ionen entspricht, auf das Probenwasser in der Messzelle 35a gestrahlt, und das Erkennungsergebnis durch den Detektor 35c wird als Nitrat-Ionen-Konzentrationsinformation in eine Berechnungseinheit 52 übernommen, sodass die Gesamtstickstoff-Konzentration im Probenwasser berechnet wird. Ferner wird, zum Zeitpunkt der Messung des Gesamtphosphors, der Absorptionsgrad des Phosphat-Ions, das im Probenwasser angefärbt ist, durch das Strahlen von Licht mit einer Wellenlänge von zum Beispiel 880 nm in die Messzelle 35a gemessen. Basierend auf dem Ergebnis wird die Gesamtphosphor-Konzentration im Probenwasser in der Berechnungseinheit 52 berechnet.
  • Das Probenwasser, das der Absorptionsgradmessung, wie oben beschrieben, unterzogen wurde, wird durch das zuvor genannte Flüssigkeitszuführsystem aus der Messzelle 35a nach außerhalb der Vorrichtung abgelassen.
  • Hinsichtlich der Reinigungsvorgänge des Reaktors 34 und der Messzelle 35a wird nach dem Ablassen des darin verbleibenden Probenwassers das Verdünnungswasser in der Verdünnungswasserquelle 39 durch das zuvor genannte Flüssigkeitszuführsystem als Waschwasser in das Innere des Reaktors 34 und der Messzelle 35a injiziert und dann wird das Waschwasser durch das Flüssigkeitszuführsystem nach außen abgelassen.
  • Ferner werden hinsichtlich des Reinigungsvorgangs der Vorverarbeitungseinheit 36 die Quetschventile 36a und 36b geöffnet, um das Probenwasser in der Einheit nach außen abzulassen, und dann wird das elektromagnetische Ventil 40 geöffnet, um Leitungswasser von einem Leitungswassereinlass 41 in die Vorverarbeitungseinheit 36 zu injizieren, und die Quetschventile 36a und 36b werden geöffnet, um das Leitungswasser nach außen abzulassen.
  • Jeder Aktuator, wie z.B. die 8-Wege-Ventile 31 und 32, der Injektor 33, das elektromagnetische Ventil 40 usw., welcher an dem zuvor genannten Reinigungsvorgang und Analysevorgang beteiligt ist, wird durch ein Ansteuerungssignal von der Steuereinheit 50 gesteuert. Ein Batterie-Backup-Speicher 51 ist mit der Steuereinheit 50 verbunden, und die Zustände des Reaktors 34, der Messzelle 35a und der Vorverarbeitungseinheit 36 werden sequentiell und individuell in dem Batterie-Backup-Speicher 51 aktualisiert und gespeichert, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Spezifisch zählen, auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, zu den Zuständen (1) „Probenwasser liegt vor“, (2) „Probenkontamination, leer“, (3) „Waschwasser liegt vor“ und (4) „Sauber, leer“.
  • Auch bei dieser Ausführungsform liest, zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr, die Steuereinheit 50 die gespeicherten Inhalte des Batterie-Backup-Speichers 51. In Abhängigkeit von den zuvor genannten Bedingungen des Reaktors 34, der Messzelle 35a und der Vorverarbeitungseinheit 36, wird, wenn der Zustand (1) „Probenwasser liegt vor“ ist, nach dem Ablassen des Probenwassers, Waschwasser (Leitungswasser bei der Vorverarbeitungseinheit 36, im Folgenden das gleiche) injiziert und abgelassen, wenn der Zustand (2) „Probenkontamination, leer“ ist, Waschwasser injiziert und abgelassen, und wenn der Zustand (3) „Waschwasser liegt vor“ ist, das Waschwasser abgelassen. Ferner wird, wenn der Zustand (4) „Sauber, leer“ ist, keine Handlung ausgeführt.
  • Mit den zuvor genannten Vorgängen kann, auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor genannten Ausführungsform, selbst wenn es zu einer unbeabsichtigten Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung kommt, wie z.B. ein Stromausfall, die Vorrichtung durch die minimal notwendigen Vorgänge, ohne das Erfordernis einer Beurteilung durch den Bediener, in einem sauberen Zustand gehalten werden und die Verschwendung von Zeit und Waschwasser (reines Wasser) kann eliminiert werden.
  • Hier wird, in der Ausführungsform von 1, in Fällen, in welchen eine Stichprobe des Probenwasser durch einen Autosampler genommen wird, Probenwasser durch den Anschluss des 8-Wege-Ventils 4 zugeführt, der mit dem Ablassanschluss (ASI) des Autosamplers verbunden ist, wie oben beschrieben. In dem Autosampler ist jedoch eine Vorverarbeitungseinheit 36, welche die gleiche Reinigungsfunktion wie die in 2 gezeigte aufweist, vorgesehen, und hinsichtlich der Vorverarbeitungseinheit davon werden die Zustände auf die gleiche Art und Weise wie in der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, sequentiell in einem Batterie-Backup-Speicher gespeichert. Zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung wird der gespeicherte Inhalt gelesen und es wird, auf die gleiche Art und Weise wie in der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ein Reinigungsvorgang, der dem gespeicherten Inhalt entspricht, ausgeführt.
  • In den zuvor genannten Ausführungsformen wurden Beispiele, bei welchen die vorliegende Erfindung auf den TOC-Messer und den TN/TP-Messer angewandt wird, beschrieben, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und dass auch andere Kombinationen zulässig sein können. Kurz, hinsichtlich des Reaktors oder der Messzelle, in welche/n während des Analysevorgangs Probenwasser injiziert wird, oder der Vorverarbeitungseinheit in einer Wasserqualitätsanalysevorrichtung, wird dessen/deren Zustand im Batterie-Backup-Speicher oder dergleichen gespeichert, und zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung wird die Vorrichtung durch notwendige Mindestvorgänge in Abhängigkeit vom Zustand, der im Speicher gespeichert ist, wieder in einen sauberen Zustand versetzt.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es selbstverständlich, dass als der Speicher zum Speichern des gespeicherten Inhalts zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Stromzufuhr zur Vorrichtung auch ein anderer als ein Batterie-Backup-Speicher, ein nichtflüchtiger Speicher oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    IC-Reaktor
    2
    TC-Reaktor
    3
    Injektor
    4
    8-Wege-Ventil
    5
    Gaserkennungseinheit
    6
    Trägergaseinlass
    7, 8, 9, 10
    Elektromagnetisches Ventil
    11
    Elektronischer Entfeuchtungskühler
    12
    Halogenwäscher
    20
    Steuereinheit
    21
    Batterie-Backup-Speicher
    22
    Berechnungseinheit
    31, 32
    8-Wege-Ventil
    33
    Injektor
    34
    Reaktor
    35
    Absorptionsspektrometer
    35a
    Messzelle
    36
    Vorverarbeitungseinheit
    37
    Reagenzgruppe
    38
    Verdünnungswasseraufreiniger
    39
    Verdünnungswasserquelle
    40
    Elektromagnetisches Ventil
    41
    Leitungswassereinlass

Claims (4)

  1. Wasserqualitätsanalysevorrichtung, die zum Analysieren einer Konzentration einer spezifischen Komponente, die in Probenwasser enthalten ist, konfiguriert ist, welche Folgendes umfasst: mindestens einen Reaktor, der zum Veranlassen einer Reaktion für das Probenwasser, das durch Flüssigkeitszuführmittel injiziert wird, die einer Analysezielkomponente entspricht, konfiguriert ist, wobei eine Konzentration der Analysezielkomponente im Probenwasser durch das Durchführen einer Messung durch das Einführen eines Gases, das die Analysezielkomponente, die durch die Reaktion in dem Reaktor erzeugt wird, enthält, in eine Gaserkennungseinheit oder durch das Injizieren des Probenwassers nach der Reaktion in dem Reaktor in eine Messzelle durch die Flüssigkeitszuführmittel erhalten wird; ein Steuermittel, das zum Steuern eines Reinigungsvorgangs zum individuellen Reinigen des Reaktors und der Messzelle gemäß vorbestimmter Verfahren, welche Vorgänge des Ablassens von analysiertem Probenwasser aus dem Reaktor oder der Messzelle und des Injizierens/Ablassens von Waschwasser in den/die bzw. aus dem/der Reaktor oder Messzelle durch die Flüssigkeitszuführmittel beinhalten, konfiguriert ist; und einen Speicher, der zum Beibehalten eines gespeicherten Inhalts, selbst wenn eine Stromzufuhr zur Vorrichtung unterbrochen wird, konfiguriert ist, wobei der Speicher Zustände des Reaktors und der Messzelle individuell speichert, und wobei das Steuermittel gespeicherte Inhalte des Speichers zum Zeitpunkt der Aktivierung der Stromzufuhr zur Vorrichtung liest, und der Reaktor und die Messzelle gemäß der Verfahren mit einem Zustand basierend auf den gespeicherten Inhalten als ein Ausgangspunkt individuell gereinigt werden.
  2. Wasserqualitätsanalysevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: einen IC-Reaktor, der zum Umwandeln von anorganischem Kohlenstoff im Probenwasser zu Kohlendioxidgas konfiguriert ist; und einen TC-Reaktor, der zum Umwandeln des Gesamtkohlenstoffs im Probenwasser zu Kohlendioxid konfiguriert ist, wobei jeder der Reaktoren ein Ziel für eine Zustandsspeicherung durch den Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit ist.
  3. Wasserqualitätsanalysevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: einen Reaktor, der zum Umwandeln einer Stickstoffverbindung und/oder einer Phosphorverbindung im Probenwasser in ein Nitrat-Ion oder ein Phosphat-Ion konfiguriert ist; und ein Absorptionsspektrometer, das zum Messen einer Konzentration des Nitrat-Ions oder des Phosphat-Ions in dem Probenwasser nach der Umwandlung konfiguriert ist, wobei eine Messzelle des Absorptionsspektrometers und der Reaktor Ziele für eine Zustandsspeicherung durch den Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit sind.
  4. Wasserqualitätsanalysevorrichtung, in welcher eine Vorverarbeitungseinheit zum Entfernen einer suspendierten Substanz im Probenwasser in einem vorderen Bereich des Reaktors nach Anspruch 1 vorgesehen ist und die Vorverarbeitungseinheit auch ein Ziel für eine Zustandsspeicherung durch den Speicher und einen Reinigungsvorgang durch die Steuereinheit ist.
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