JP2003053178A

JP2003053178A - 光酸化器

Info

Publication number: JP2003053178A
Application number: JP2001245184A
Authority: JP
Inventors: Makoto Saito; 誠斉藤
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡単な構造で、効率的かつ安全に試料液
中の目的成分を酸化でき、さらに、分析対象となる試料
液の消費量を少なくすると共に、分析装置全体を小型化
可能な光酸化器を提供することを課題とする。【解決手段】線状の酸化光源１０と、楕円筒状の反射
鏡２０と、酸化光源１０からの光を実質的に透過する材
質からなり試料液が導入される反応管３０とを備え、反
射鏡２０の焦点の一方に酸化光源１０が配置されると共
に、焦点の他方に反応管３０が配置される。反応管３０
の内部にはセンサ４０が挿入され、センサ４０の周囲に
は光触媒層５０がコーテイングされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料液を酸化する
ための光酸化器に関する。さらに詳しくは、超純水等の
全有機炭素含量（ＴＯＣ）を測定するための有機炭素含
量測定装置等に好適に使用できる光酸化器に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代の高度な工業的製造プロセス等にお
いては、高度に精製された「超純水」がしばしば大量に
用いられている。例えば半導体の洗浄、医療用薬品や注
射液などの製造、化学分析等においては、不純物、例え
ば微粒子、各種イオン、細菌等の微生物、有機化合物等
の溶解物質を実質的に含んでいない純水が必要不可欠で
ある。かかる純水を製造するシステムは通常、逆浸透
法、蒸留法、イオン交換法、吸着法、真空脱気法、紫外
線酸化法、限外濾過法を含む種々の濾過手段を組み合わ
せて用いている。特に、例えば半導体製造分野では、Ｌ
ＳＩの集積度の増大につれ回路の間隔が狭くなっている
ので、回路短絡を防止するために半導体洗浄水を一層高
純度にする必要があり、イオンのみならず、微粒子、細
菌や有機物質も可能な限り除去しなければならない。

【０００３】純水の清浄度を表す方式の一つとして、水
中の有機物中の炭素量で汚染度を表す全有機炭素（ＴＯ
Ｃ）値がある。純水のＴＯＣ値を測定する手段として、
紫外線（ＵＶ）酸化方式のＴＯＣ計が広く利用されてい
る。かかるＴＯＣ計では、試料液を紫外線照射部へ導入
し、ここで試料液に紫外線を照射して試料液中の有機炭
素を有機酸や二酸化炭素に変化させる。そして、これに
より得られる試料液の導電率変化に基づいて試料液のＴ
ＯＣ値を求めている。

【０００４】かかる紫外線酸化方式のＴＯＣ計には、種
々の酸化器が利用されているが、酸化のために光を利用
する光酸化器が広く用いられている。例えば、特開平１
１−１３８１５６号公報に記載の紫外線酸化器が知られ
ている。これは、筒状紫外線照射ランプの外側にスパイ
ラル状に巻き付けた管や、紫外線照射ランプに近接して
配置された中空容器を酸化容器とするものであるが、酸
化容器内に酸化チタンを被覆した中空ガラスビーズを収
容することにより、試料液と光触媒である酸化チタンと
の接触面積の増加を図っている。

【０００５】このような酸化器は、前記ＴＯＣに限ら
ず、試料液を酸化してから分析する用途において広く求
められている。たとえば、全リンや全窒素の測定は、試
料を酸化して試薬で呈色させることにより、比色分析に
よって行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光酸化器で
は、次のような問題点があった。まず、酸化チタンを被
覆したガラスビーズ表面の内、紫外線照射ランプに面し
た部分には紫外線が照射され、その界面で酸化反応が促
進される。しかし、紫外線は、酸化チタン被覆面で大部
分が吸収され、ビーズの紫外線照射ランプに向かい合っ
ている面の反対側には、紫外線が到達しない。そのた
め、反対側の面に接している試料液部分では酸化反応が
進行し難い。

【０００７】また、紫外線照射ランプに対して、他のガ
ラスビーズの背面にあるガラスビーズの面にも紫外線が
到達しにくい。もし、背面にあるビーズにも紫外線を到
達させようとすると、ガラスビーズの充填率を低くしな
ければならない。しかし、その場合ガラスビーズの間隙
を通り抜けた紫外線が、酸化容器の外側まで通過して漏
洩してしまう。すなわち、紫外線の一部が試料液の酸化
反応に消費されず無駄になってしまうばかりでなく、漏
洩した紫外線が、周辺の機器や、装置の使用者に悪影響
を及ぼしかねない。

【０００８】さらに、ガラスビーズという充填物を試料
液と共に流出させないよう、酸化容器の端部にフィルタ
等を設けなければならないが、係るフィルタやビーズに
試料液中の有機炭素が付着して、測定値に誤差を与える
虞がある。

【０００９】また、試料液の分析においては、分析対象
となる試料液の消費量をできるだけ少なくしたいという
要請や、分析装置全体をできるだけ小型化したいという
要請がある。しかし、これらの要請を満足するような光
酸化器は、未だ提供されていなかった。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、より簡単な構造で、効率的かつ安全に試料液中の目
的成分を酸化できる光酸化器を提供することを課題とす
る。さらに、分析対象となる試料液の消費量を少なくす
ると共に、分析装置全体を小型化可能な光酸化器を提供
することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、線状の酸化光源と、反射鏡と、前記酸化光
源からの光を実質的に透過する材質からなり試料液が導
入される反応管とを備え、前記反射鏡は２つの線状の焦
点を有し、前記焦点の一方に前記酸化光源が配置される
と共に、前記焦点の他方に前記反応管が配置されること
を特徴とする光酸化器を提供する。

【００１２】本発明よれば、２つの焦点を有する反射鏡
が、一方の焦点から発せられる光を他方の焦点に収束す
る。そのため、一方の焦点に配置された酸化光源からの
光を、他方の焦点に配置された反応管に集めることがで
きる。したがって、試料液の酸化反応を効率的に進める
ことができる。

【００１３】本発明において、前記反射鏡は、２つの線
状の焦点を有する反射鏡であれば、具体的な形状に特に
限定はなく、複数枚の反射鏡を組み合わせたものであっ
ても差し支えない。しかしながら、前記反射鏡の構成と
して最も好ましいのは、断面楕円状の筒体の内部に反射
面が設けられたものである。この場合、酸化光源と反応
管の周囲を反射鏡で囲むことになるので、酸化光源から
発せられた光は、ほぼ全量が反射鏡で反射して、反応管
のすべての方向から反応管内の試料液に到達することが
できる。そのため、酸化光源と向かい合っている側の試
料液だけでなく反対側の試料液も酸化することができ
る。また、酸化光源の光が外部に漏洩して、周辺の機器
や、装置の使用者に悪影響を及ぼす危険性を回避するこ
とができる。また、楕円状の筒体一つで反射鏡を構成で
きるので、構成が簡略化され、製造も容易である。

【００１４】本発明において、前記反応管の内部に、反
応管内の空隙量を減少させる何らかの挿入物或いは充填
物を配置することが好ましい。これにより、反応管内に
導入される試料液の体積を小さくできるので、試料液の
消費量を減少させることができる。挿入物として最も好
ましいのは、試料液の性状を測定するセンサである。こ
の場合、光酸化器とセンサ部とを一体化できるので、装
置全体を小型化することができる。また、装置全体の構
成が簡略化され、製造も容易である。また、別個に設け
たセンサ部に試料液を導入する必要がないので、試料液
の消費量をより一層減少させることができる。なお、セ
ンサの種類に特に限定はなく、測定対象に応じて、導電
率検出器、光検出器、ｐＨ検出器、酸化還元電位検出器
等を適宜採用することができる。また、充填物として
は、酸化光源からの光を実質的に透過する材質からなる
ビーズや粒状体等を採用することができる。

【００１５】本発明において、前記反応管に、試料液の
光酸化を促進するための光触媒が内在することが好まし
い。この場合、試料液の光酸化をより効率的に行うこと
ができる。光触媒は、それ自体の粉末又は粒状物を直接
反応管に充填しても良いが、反応管内の空隙量を減少さ
せる何らかの挿入物或いは充填物にコーティングするこ
とが好ましい。これにより、触媒と試料液との接触面積
を増加させ、触媒に接触する試料液界面で生じる酸化反
応を、少ない触媒量で効率的に促進することができる。
この場合、試料液の性状を測定するセンサに光触媒をコ
ーティングすることが最も好ましい。これにより、セン
サを挿入すると共に光触媒を内在させた反応管を、非常
に簡略に構成することができる。

【００１６】前記センサが光検出器である場合、前記セ
ンサが、受光器に光を導く導光プローブと、前記酸化光
源からの光を前記導光プローブに向けて反射する反射プ
ローブとからなることが好ましい。この場合、酸化光源
からの光を、検出のためにも利用できるので、光検出用
の光源を別個に用意する必要がなくなる。そのため、装
置全体の構造が簡略化され、製造も容易になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に限定さ
れるものではない。図１は第１実施形態に係る光酸化器
の斜視図、図２は、図１のII-II線に沿った断面図、図
３は図１の一点鎖線で囲んだ部分IIIの拡大縦断面図で
ある。図１に示すように、本実施形態に係る光酸化器
は、線状の酸化光源１０と、反射鏡２０と、合成石英製
の反応管３０と、反応管３０に挿入されたセンサ４０と
から概略構成されている。酸化光源１０としては、主と
して、低圧水銀放電灯等の冷陰極管が用いられるが、熱
陰極管、重水素ランプ、キセノンランプ、蛍光式ブラッ
クライト、エキシマランプ等、他の紫外線照射が可能な
光源も使用できる。

【００１８】図２に示すように、反射鏡２０は、断面楕
円状の筒体の内部に反射面が設けられたもので、各々軸
方向に延在する２つの焦点を有している。そして、その
焦点の一方を中心軸として酸化光源１０が配置されると
共に、他方の焦点を軸として反応管３０が配置されてい
る。そのため、酸化光源１０から発せられた光は、反応
管３０に収束し、様々な方向から入射するようになって
いる。たとえば、反射鏡２０の反射面が、長軸８０ｍ
ｍ、短軸４０ｍｍの楕円状断面を有する場合、２つの焦
点は、長軸上の中点から各々２６．７ｍｍ離れた位置に
存在する。この場合、各々の焦点に配置される酸化光源
１０の中心軸と反応管３０の中心軸との距離は５３．４
ｍｍとなる。

【００１９】センサ４０は、その種類によって材質や形
状等が異なるが、第１実施形態として、導電率センサの
場合について説明する。図３に示すように、センサ４０
は、反応管の一端から挿入された第１センサ４１と、反
応管の他端から挿入された第２センサ４２とからなる。
第１センサ４１と第２センサ４２とは、反応管の軸方向
略中央において、各々の端面４１ａ、４２ａ間に若干の
間隙を介して対峙している。

【００２０】第１センサ４１と第２センサ４２は導電性
素材からなり、各々の周側面４１ｂ、４２ｂには、光触
媒層５０、５０がコーティングされている。なお、通常
の光触媒は導電性に劣るため、第１センサ４１と第２セ
ンサ４２の端面４１ａ、４２ａには、光触媒がコーティ
ングされていない。第１センサ４１及び第２センサ４２
の導電性素材としては、耐食性の高い素材が好ましく、
たとえばチタン、ニッケル、白金、金、ステンレス、グ
ラッシーカーボン等が使用できる。また、光触媒層５０
としては、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化燐等
が使用できる。光触媒層５０は、センサ４０の素材表面
の酸化や、塗布、焼付、蒸着、化学修飾等の手段により
形成することができる。特に、第１センサ４１と第２セ
ンサ４２をチタン製に、光触媒層５０を酸化チタン製に
することが好ましい。この場合、チタン棒の周側面を酸
化し、その後、端面４１ａ、４２ａの位置で切断するだ
けで、周側面４１ｂ、４２ｂが酸化チタンでコーティン
グされ、かつ、端面４１ａ、４２ａにはチタンが露出し
ている構成を、簡便に得ることができる。

【００２１】端面４１ａ、４２ａの面積は、たとえば、
２〜３φとすることができる。また、端面４１ａと４２
ａとの間隙の大きさは、たとえば２〜３ｍｍとすること
ができる。これらの具体的な数値は、導電率センサのセ
ルコンスタントを決めるものとなるので、試料液６０中
の目的成分の濃度等を考慮して、適宜調整される。な
お、端面４１ａ、４２ａは、互いに平行であることが好
ましいが、必ずしも軸方向に直角でなくともよい。たと
えば、両端面を、互いに平行な関係を保ちつつ、軸方向
に対して傾きを持った面とすれば、センサ４０（第１セ
ンサ４１及び第２センサ４２）の外径を大きくせずに端
面４１ａ、４２ａの面積を大きし、セルコンスタントを
小さくすることができる。また、両端面を、平面ではな
く曲面で形成することも可能である。反応管３０の内径
は、センサ４０の周囲に試料液６０が流通可能となるよ
う、センサ４０の外径を考慮して、たとえば４〜５φと
することができる。

【００２２】本実施形態の光酸化器で試料液を酸化する
際は、反応管３０の一端から他端に向けて試料液を流
し、反応管３０内に試料液を満たす。なお、光酸化器全
体を、図１に示すように斜めに傾けた状体で保持し、試
料液を下方から上方に流すことが好ましい。これにより
反応管３０内に気泡等が残留することを防止できる。試
料液を充分に流通させて、反応管３０内の液体がすべて
測定すべき試料液で置換された後に試料液の流れを停止
し、酸化光源１０からの光照射を開始する。この場合、
センサ４０の周側面４１ｂ、４２ｂの全体にわたって光
が到達するので、光触媒層５０と試料液との界面全体に
おいて、到達した光による酸化反応が進行する。

【００２３】たとえば、光触媒層５０として酸化チタン
を用い、１８５ｎｍ付近の紫外光を照射すると、試料液
中の有機炭素を酸化して、有機酸や二酸化炭素に変化さ
せることができる。そして、これにより得られる試料液
の導電率変化を、第１センサ４１と第２センサ４２から
なるセンサ４０によって検出することができる。そし
て、得られた導電率変化に基づいて試料液中の有機炭素
全有機炭素（ＴＯＣ）値を求めることができる。なお、
試料液の酸化反応を完全に終了させるためには長時間を
要するため、光照射の開始後一定の時間後における導電
率変化を求め、これを同一条件で酸化した標準液と比較
することによって、ＴＯＣを求めるようにする。また、
第１センサ４１と第２センサ４２との間隙の試料液は、
光触媒層５０に接しておらず、酸化が進行しにくい。そ
のため、光酸化器全体に振動を与える等の手段により、
光触媒層５０に接している試料液との拡散混合を図るこ
とが好ましい。

【００２４】本実施形態によれば、２つの焦点を有する
反射鏡２０により、一方の焦点に配置された酸化光源１
０からの光を、他方の焦点に配置された反応管３０に集
めることができる。しかも、反射鏡２０は酸化光源１０
と反応管３０の周囲全体を囲むことになるので、酸化光
源１０から発せられた光は、ほぼ全量が反射鏡２０で反
射して、反応管３０のすべての方向から反応管内の試料
液に到達することができる。したがって、試料液の酸化
反応を効率的に進めることができると共に、酸化光源１
０の光が外部に漏洩して、周辺の機器や、装置の使用者
に悪影響を及ぼす危険性を回避することができる。ま
た、楕円状の筒体一つで反射鏡２０を構成できるので、
構成が簡略化され、製造も容易である。

【００２５】また、光酸化器にセンサ４０を内蔵させた
ので、装置全体を小型化することができる。また、装置
全体の構成が簡略化され、製造も容易である。また、別
個に設けたセンサ部に試料液を導入する必要がないの
で、試料液の消費量を減少させることができる。また、
光触媒層５０をセンサ４０にコーティングすることによ
り、触媒と試料液との接触面積を増加させ、触媒に接触
する試料液界面で生じる酸化反応を、少ない触媒量で効
率的に促進することができる。したがって、本実施形態
の光酸化器によれば、ＴＯＣ等を少量の試料液で効率的
に測定することができる。

【００２６】次に、第２実施形態として、センサ４０が
光検出器の場合について、図４を用いて説明する。第２
実施形態は、センサ４０が第１実施形態と相違するが、
図１、図２で示した、酸化光源１０、反射鏡２０、反応
管３０、及びセンサ４０の配置関係は、第１実施形態と
同様である。図４も、図３と同様に図１の一点鎖線で囲
んだ部分IIIの拡大縦断面図である。図４に示すよう
に、第２実施形態のセンサ４０は、反応管の一端から挿
入された導光プローブ４３と、反応管の他端から挿入さ
れた反射プローブ４４とからなる。導光プローブ４３と
反射プローブ４４とは、反応管の軸方向略中央におい
て、各々の端面４１ａ、４２ａ間に若干の間隙を介して
対峙している。

【００２７】導光プローブ４３は、ガラス素材、透明プ
ラスチック等の導光素材からなり、その周側面４３ｂに
は、光触媒層５０が、略全面にコーティングされてい
る。なお、通常の光触媒は導光性に劣るため、光の入射
端となる導光プローブ４３の端面４３ａには、光触媒が
コーティングされていない。なお、端面４１ａは軸方向
に対して直角に形成されている。一方、周側面４３ｂの
略全面にコーティングされた光触媒により、端面４３ａ
以外からの光の入射を排除できるようになっている。導
光プローブ４３に端面４３ａから入射した光は、フィル
ター７０を経て、受光器７１に導かれるようになってい
る。なお、フィルター７０は、目的成分の分析に必要な
光のみを受光器７１に到達させるために設けられてい
る。

【００２８】反射プローブ４４の端面４４ａには、光を
反射する反射膜５５がコーティングされている。端面４
４ａは軸方向に対して４５度の傾きを持って形成され、
酸化光源１０の側に向くように配置されている。そのた
め、酸化光源１０から入射する光を、入射プローブ４３
の端面４３ａに向けて反射できるようになっている。ま
た、周側面４４ｂには、導光プローブ４３と同様に光触
媒層５０がコーティングされている。

【００２９】反射プローブ４４の材質に特に限定はない
が、製造上の便宜から、導光プローブ４３と同一素材で
構成することが望ましい。この場合、石英ガラス棒等の
周側面に、光触媒層５０を塗布、焼付、蒸着、化学修飾
等の手段により形成し、その後、端面４３ａ、４４ａの
位置で切断することによって、周側面４３ｂ、４４ｂが
光触媒でコーティングされ、かつ、端面４３ａには石英
ガラスが露出している構成を得ることができる。そし
て、その後、端面４４ａに反射膜５５を形成することが
できる。反射膜５５の素材としては耐食性の高い素材が
好ましく、たとえば白金、金等が使用できる。反射膜５
５は、蒸着、メッキ等の手段によって形成することがで
きるが、端面４４ａを研磨してから形成することが望ま
しい。

【００３０】端面４３ａの面積は、たとえば、２〜３φ
とすることができる。また、端面４４ａの面積のsin45
゜（２^-1/2）倍は、端面４３ａの面積と略同一とするこ
とが好ましい。これにより、導光プローブ４３と反射プ
ローブ４４の外径を略同一にすることができる。中心軸
上における端面４３ａと４４ａとの間隙の大きさは、た
とえば２〜３ｍｍとすることができる。これらの具体的
な数値は、比色セルのセルコンスタントを決めるものと
なるので、試料液６０中の目的成分の濃度等を考慮し
て、適宜調整される。反応管３０の内径は、センサ４０
（導光プローブ４３及び反射プローブ４４）の周囲に試
料液６０が流通可能となるよう、センサ４０の外径を考
慮して、たとえば４〜５φとすることができる。また、
反応管３０の全長は光路長を考慮して決められるが、た
とえば５０ｍｍ前後とすることができる。

【００３１】本実施形態の光酸化器で試料液を酸化する
際は、第１実施形態と同様に、反応管３０に試料液を流
し、反応管３０内の液体がすべて測定すべき試料液で置
換された後に試料液の流れを停止し、酸化光源１０から
の光照射を開始する。この場合も、センサ４０の周側面
４３ｂ、４４ｂの全体にわたって光が到達するので、光
触媒層５０と試料液との界面全体において、到達した光
による酸化反応が進行する。

【００３２】本実施形態によれば、第１実施形態で説明
したのと同様の効果に加えて、特有のセンサを用いたこ
とにより、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形
態の光酸化器によれば、酸化光源からの光を、検出のた
めにも利用できるので、光検出用の光源を別個に用意す
る必要がなくなる。そのため、装置全体の構造が簡略化
され、製造も容易になる。したがって、本実施形態の光
酸化器によれば、全リン濃度等を少量の試料液で効率的
に測定することができる。

【００３３】次に、第３実施形態として、ハウジングに
収容された光酸化器について、図５を用いて説明する。
なお、図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ線における横断
面図、図５（ｂ）は縦断面図である。第３実施形態の光
酸化器は、第１実施形態と同様に、主として酸化光源１
０、反射鏡２０、反応管３０、及びセンサ４０により構
成されている。

【００３４】図５に示すように、本実施形態に係る光酸
化器では、断面矩形型のハウジング本体７０と蓋体８０
からなる遮光性のハウジング内に、内面が反射面とされ
た断面楕円型の反射鏡２０がハウジング本体７０内面に
接するように収容されている。反射鏡２０の外周側に
は、脱酸素材６５…が充填されている。

【００３５】また、線状の酸化光源１０は１８５ｎｍ付
近の紫外光を照射する冷陰極管である。酸化光源１０は
その中心軸が反射鏡２０の焦点の１つと一致するよう
に、反射鏡２０内周側に配置されている。そして、酸化
光源１０の下側基部１１はハウジング本体７０の底板に
設けられた下孔７１にシールリング９１を介して気密に
挿入され、上側基部１２は蓋体８０に設けられた上孔８
１にシールリング９２を介して気密に挿入されている。
そして、下側基部１１及び上側基部１２にはリード線１
０ｒ、１０ｒが設けられ、電源に接続されている。

【００３６】また、合成石英製の反応管３０は、その中
心軸が反射鏡２０の焦点の他の１つと一致するように、
反射鏡２０内周側に配置されている。ハウジング本体７
０には、その底板の周面において開口するにＬ字状の試
料液流入孔７２が設けられており、反応管３０の下端部
が、シールリング９３を介してこの試料液流入孔７２と
液密に連通されている。一方、蓋体８０には、その周面
において開口するＬ字状の試料液流出孔８２が設けられ
ており、反応管３０の上端部が、シールリング９４を介
してこのＬ字状の試料液流出孔８２と液密に連通されて
いる。

【００３７】また、ハウジング本体７０の底板には底面
から試料液流入孔７２に通じる挿入口７３が形成されて
いる。そして、第１センサ４１がシールリング９５を介
して挿入口７３に液密に挿入され、その先端は反応管３
０の略中央付近に達するようになっている。一方、蓋体
８０には上面から試料液流出孔８２に通じる挿入口８３
が形成されている。そして、第２センサ４２がシールリ
ング９６を介して挿入口８３に液密に挿入され、その先
端は反応管３０の略中央付近に達するが、第１センサ４
１との間に若干の間隙を残すようになっている。

【００３８】第１センサ４１及び第２センサ４２は先端
の閉じたチタン製の管で形成されており、導電率センサ
を構成している。また、第１センサ４１、第２センサ４
２各々の周側面は酸化されて、酸化チタンからなる光触
媒層（図示せず）となっている。なお、第１実施形態と
同様に、第１センサ４１と第２センサ４２の先端面は酸
化されておらず、導電性のチタンが露出している。ま
た、第１センサ４１の内側には、測温体４５が挿入され
ている。第１センサ４１の基部にはリード線４１ｒが、
第２センサ４２の基部にはリード線４２ｒがとりつけら
れ、導電率の検出信号が導出されるようになっている。
また、測温体４５の基部にはリード線４５ｒが設けら
れ、温度の検出信号が導出されるようになっている。

【００３９】本実施形態の光酸化器で試料液を酸化する
際は、試料液流入孔７２から反応管３０を経て試料液流
出孔８２に向けて試料液を流し、反応管３０内に試料液
を充分に流通させて、反応管３０内の液体がすべて測定
すべき試料液で置換された後に試料液の流れを停止し、
酸化光源１０からの光照射を開始する。この場合、セン
サ４０の周側面全体にわたって光が到達するので、光触
媒層５０と試料液との界面全体において、到達した光に
よる酸化反応が進行する。これにより、試料液中の有機
炭素を酸化して、有機酸や二酸化炭素に変化させること
ができる。そして、これにより得られる試料液の導電率
変化を、第１センサ４１と第２センサ４２からなるセン
サ４０によって検出することができる。このとき、測温
体４５によって試料液の温度を検出できるので、得られ
た導電率を温度補償することができる。そして、得られ
た導電率変化に基づいて試料液中の有機炭素全有機炭素
（ＴＯＣ）値を求めることができる。なお、試料液の酸
化反応を完全に終了させるためには長時間を要するた
め、光照射の開始後一定の時間後における導電率変化を
求め、これを同一条件で酸化した標準液と比較すること
によって、ＴＯＣを求めるようにする。また、第１セン
サ４１と第２センサ４２との間隙の試料液は、光触媒層
５０に接しておらず、酸化が進行しにくい。そのため、
光酸化器全体に振動を与える等の手段により、光触媒層
５０に接している試料液との拡散混合を図ることが好ま
しい。

【００４０】本実施形態によれば、第１実施形態の作用
効果に加えて、光酸化器が遮光性のハウジング内に収容
されているので、酸化光源１０の光が外部に漏洩して、
周辺の機器や、装置の使用者に悪影響を及ぼす危険性を
より確実に回避できる。さらに、ハウジング内に酸素が
存在すると、酸化光源１０の光によってオゾンが生成
し、構成部材の腐食等を招いたり、ハウジング外に漏洩
して、使用者に異臭感を与えたりするおそれがある。し
かし、本実施形態によれば、ハウジング内に脱酸素材６
５…を充填したので、オゾンの発生を最小限に抑えるこ
とができる。したがって、本実施形態の光酸化器によれ
ば、ＴＯＣを少量の試料液で効率的かつ安全に測定する
ことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の光酸化器によれば、簡単な構造
で、効率的かつ安全に試料液中の目的成分を酸化するこ
とができる。さらに、分析対象となる試料液の消費量を
少なくすると共に、分析装置全体を小型化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る光酸化器の斜
視図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る光酸化器の断
面図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る光酸化器のセ
ンサ部分の拡大縦断面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る光酸化器のセ
ンサ部分の拡大縦断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る光酸化器の
（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１０……酸化光源、２０……反射鏡、３０……反応管、
４０……センサ、５０……光触媒層、７０……ハウジン
グ本体、８０……蓋体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 31/00 Ｇ０１Ｎ 31/00 Ｄ４Ｇ０７５ 33/18 33/18 ＢＦターム(参考） 2G042 AA01 BA03 CA02 CB03 DA03 FA08 HA02 HA07 HA10 2G060 AA05 AE16 AF08 AG11 FA03 KA06 4D037 AA01 AB02 AB03 BA16 BA18 CA11 4D050 AA05 AB06 AB31 BB20 BC04 BD02 CA07 4G069 AA03 BA04B BA48A BB04B BC35B BD07B CA10 CA11 CA15 DA06 EA06 4G075 AA15 AA65 BA04 CA33 CA39 DA01 EA02 EB33 EC07 EC25 FB02 FB03 FB06 FC04 FC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状の酸化光源と、反射鏡と、前記酸
化光源からの光を実質的に透過する材質からなり試料液
が導入される反応管とを備え、前記反射鏡は２つの線状の焦点を有し、前記焦点の一方
に前記酸化光源が配置されると共に、前記焦点の他方に
前記反応管が配置されることを特徴とする光酸化器。
【請求項２】前記反射鏡が、断面楕円状の筒体の内
部に反射面が設けられたものであることを特徴とする請
求項１に記載の光酸化器。
【請求項３】前記反応管の内部に、試料液の性状を
測定するセンサが挿入されていることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の光酸化器。
【請求項４】前記反応管に、試料液の光酸化を促進
するための光触媒が内在することを特徴とする請求項１
から請求項３の何れかに記載の光酸化器。
【請求項５】前記センサの周囲に、試料液の光酸化
を促進するための光触媒がコーティングされたことを特
徴とする請求項３に記載の光酸化器。
【請求項６】前記センサが、受光器に光を導く導光
プローブと、前記酸化光源からの光を前記導光プローブ
に向けて反射する反射プローブとからなることを特徴と
する請求項３に記載の光酸化器。