JP2014115156A - Hazardous substance concentration meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有害物質濃度計に関するものである。 The present invention relates to a hazardous substance concentration meter.
従来、工場排水や河川等からサンプリングされた試料水中のフッ素イオン、アンモニアイオン、塩素イオン、シアンイオン等の有害物質濃度を測定する有害物質濃度計が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a hazardous substance concentration meter that measures the concentration of harmful substances such as fluorine ions, ammonia ions, chlorine ions, and cyan ions in sample water sampled from factory wastewater or rivers is known (see, for example, Patent Document 1). ).
この有害物質濃度計では、所定の校正タイミングで、校正液槽に貯留した校正液を測定セルに供給して濃度測定を行うことにより、測定電極の校正を行う。次いで、測定セルから校正液を排出した後に、洗浄液槽からの洗浄水を測定セルに供給して測定電極を洗浄することが行われる。 In this hazardous substance concentration meter, the measurement electrode is calibrated by supplying the calibration liquid stored in the calibration liquid tank to the measurement cell and measuring the concentration at a predetermined calibration timing. Next, after the calibration liquid is discharged from the measurement cell, the measurement electrode is cleaned by supplying the cleaning water from the cleaning liquid tank to the measurement cell.
有害物質の濃度を測定する有害物質濃度計においては、測定電極を校正する校正液も既知濃度の有害物質水溶液であり、校正後に測定セルから排出された校正液の廃液は、所定の廃液容器に貯留しておく必要がある。また、測定電極の洗浄後においても、測定電極を安定化させるために、校正液を測定セルに供給する必要があり、その廃液も所定の廃液容器に貯留しておく必要がある。 In a hazardous substance concentration meter that measures the concentration of harmful substances, the calibration solution that calibrates the measurement electrode is also an aqueous solution of harmful substances of known concentration, and the waste liquid of the calibration liquid discharged from the measurement cell after calibration is placed in a predetermined waste liquid container. It needs to be stored. Further, even after the measurement electrode is washed, in order to stabilize the measurement electrode, it is necessary to supply the calibration liquid to the measurement cell, and it is also necessary to store the waste liquid in a predetermined waste liquid container.
しかしながら、メインテナンス間隔を長くして、その間に校正動作と洗浄動作が複数回行われると、廃液容器の容量が足りなくなるという不都合がある。特に、遠隔地の河川に設置された無人の有害物質濃度計のように、頻繁にメインテナンスができない場合には、メインテナンス間隔の延長時に廃液が廃液容器からオーバフローしないように、容量の大きな廃液容器を用意する必要があり、装置が大型化するとともに廃液容器の取扱いが困難になるという問題がある。 However, if the maintenance interval is lengthened and the calibration operation and the cleaning operation are performed a plurality of times in the meantime, there is a disadvantage that the capacity of the waste liquid container becomes insufficient. In particular, if maintenance is not possible frequently, such as an unattended hazardous substance concentration meter installed in a remote river, install a large waste container so that the waste liquid does not overflow from the waste container when the maintenance interval is extended. There is a problem that it is necessary to prepare the apparatus, and the apparatus becomes large and it becomes difficult to handle the waste liquid container.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができる有害物質濃度計を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and does not prepare a large waste liquid container, and continues concentration measurement while preventing overflow of waste liquid even when the maintenance interval is unexpectedly extended. It aims to provide a hazardous substance concentration meter that can
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、液中の特定の有害物質の濃度を電気信号として出力する測定電極を備えた測定セルと、該測定セルに、既知濃度の前記有害物質を含む校正液と、未知濃度の試料水とを切り替えて供給する制御部と、前記測定電極から出力された電気信号に基づいて前記試料水中の前記有害物質の濃度を算出する濃度算出部と、前記測定セルから排出された前記校正液の廃液を貯留する廃液容器と、該廃液容器内の前記廃液の1以上のレベルを検出する廃液レベル検出部とを備え、前記制御部が、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが高くなるほど、前記校正液の前記測定セルへの供給頻度を下げるように切り替える有害物質濃度計を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention includes a measurement cell including a measurement electrode that outputs a concentration of a specific harmful substance in a liquid as an electrical signal, a calibration liquid containing the harmful substance at a known concentration, and an unknown concentration in the measurement cell. A control unit that switches and supplies the sample water, a concentration calculation unit that calculates the concentration of the harmful substance in the sample water based on the electrical signal output from the measurement electrode, and the discharge from the measurement cell The waste liquid container that stores the waste liquid of the calibration liquid, and the waste liquid level detection unit that detects one or more levels of the waste liquid in the waste liquid container, wherein the control unit detects the waste liquid detected by the waste liquid level detection unit A toxic substance concentration meter is provided that switches so that the frequency of supplying the calibration solution to the measurement cell is lowered as the level of is increased.
本態様によれば、制御部が、必要に応じて、あるいは定期的に、既知濃度の有害物質を含む校正液を測定セルに供給し、測定電極により出力された電気信号を校正値として記憶し、その後、校正液を測定セルから廃液容器に排出する。そして、制御部は、校正液に代えて試料水を測定セルに供給する。このとき、測定電極により出力された電気信号と記憶していた校正値とから、濃度算出部により試料水中の有害物質の濃度が算出される。 According to this aspect, the control unit supplies a calibration solution containing a hazardous substance with a known concentration to the measurement cell as necessary or periodically, and stores the electrical signal output by the measurement electrode as a calibration value. Thereafter, the calibration liquid is discharged from the measurement cell to the waste liquid container. Then, the control unit supplies sample water to the measurement cell instead of the calibration solution. At this time, the concentration of the harmful substance in the sample water is calculated by the concentration calculation unit from the electrical signal output from the measurement electrode and the stored calibration value.
この場合において、廃液容器における校正液の廃液のレベルが廃液レベル検出部により検出され、検出された廃液のレベルが高くなると、制御部が校正液の測定セルへの供給頻度を下げるように切り替えることにより、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ長時間にわたって濃度測定を継続することができる。 In this case, when the level of the waste liquid of the calibration liquid in the waste liquid container is detected by the waste liquid level detection unit, and the detected level of the waste liquid becomes high, the control unit switches so as to reduce the supply frequency of the calibration liquid to the measurement cell. Thus, the concentration measurement can be continued for a long time while preventing the overflow of the waste liquid even if the maintenance interval is unexpectedly extended without preparing a large waste liquid container.
上記態様においては、前記廃液レベル検出部が前記廃液の2以上のレベルを検出してもよい。
このようにすることで、廃液容器のオーバフローを防止しつつ、測定電極の校正を行って、精度の高い濃度測定を継続することができる。
In the above aspect, the waste liquid level detection unit may detect two or more levels of the waste liquid.
By doing so, the measurement electrode can be calibrated and the concentration measurement with high accuracy can be continued while preventing the overflow of the waste liquid container.
また、上記態様においては、前記制御部は、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが第1のレベルより高い場合に、前記校正液の前記測定セルへの供給を停止してもよい。
このようにすることで、校正液の供給を停止して、校正液の供給頻度をゼロにすることにより、それ以上の廃液容器への校正液の排出をなくして、オーバフローをより確実に防止することができる。
In the above aspect, the control unit may stop supplying the calibration liquid to the measurement cell when the level of the waste liquid detected by the waste liquid level detection unit is higher than the first level. Good.
In this way, the supply of calibration liquid is stopped and the supply frequency of the calibration liquid is made zero, thereby eliminating any further discharge of the calibration liquid to the waste liquid container and preventing overflow more reliably. be able to.
また、上記態様においては、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが、第2のレベルより高い場合に、その旨を外部に報知する報知部を備えていてもよい。
このようにすることで、廃液のレベルが第2のレベルを超えたことが報知部により外部に報知されるので、有害物質の濃度測定を継続しながら、廃液容器を適正にメインテナンスすることができる。
Moreover, in the said aspect, when the level of the said waste liquid detected by the said waste liquid level detection part is higher than a 2nd level, you may provide the alerting | reporting part which alert | reports that.
By doing so, the notification unit notifies the outside that the level of the waste liquid has exceeded the second level, so that the waste liquid container can be properly maintained while continuing the concentration measurement of harmful substances. .
本発明によれば、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that concentration measurement can be continued while preventing overflow of waste liquid even when the maintenance interval is unexpectedly extended without preparing a large waste liquid container.
本発明の一実施形態に係る有害物質濃度計1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る有害物質濃度計1は、図1に示されるように、測定部本体2と、該測定部本体2による測定結果に基づいて有害物質の濃度を算出する濃度算出部3と、測定部本体2および濃度算出部3を制御する制御部4と、校正値を記憶する校正値記憶部5と、算出された濃度を記憶する濃度記憶部6と、制御部4からの指令により外部にデータを出力する出力部7とを備えている。
A hazardous substance concentration meter 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the hazardous substance concentration meter 1 according to the present embodiment includes a measurement unit
測定部本体2は、図2に示されるように、液体を貯留して特定のイオン濃度を測定する測定セル8と、校正液を貯留する校正液槽9,10と、試料水を貯留する調整槽11と、洗浄液を貯留する洗浄液槽12と、イオン強度調整剤を貯留する調整剤槽13と、調整槽11に貯留された試料水と調整剤槽13に貯留されたイオン強度調整剤とを混合する混合槽14と、測定セル8から排出された廃液を貯留する廃液容器15と、各部を接続する配管と、流路を切り替える電磁弁SV1〜SV6と、各槽の液体を混合槽14に供給するポンプP1,P2とを備えている。図中、符号CV1,CV2はチェックバルブである。
As shown in FIG. 2, the measurement unit
測定セル8は、例えば、有害物質としてのシアンイオンの濃度を検出可能な濃度センサ(測定電極)8aを備えている。濃度センサ8aは、イオン電極に発生した起電力を比較電極との電位差として出力するようになっている。図中、符号8cは攪拌機である。
測定セル8には、その前段に温調部8dが設けられ、供給されてくる液体を加温あるいは冷却して、一定の温度に温度調節した後に測定セル8に供給するようになっている。
The
The
校正液槽9,10は、濃度の異なる2種類の校正液をそれぞれ貯留するロー校正液タンク9とハイ校正液タンク10とを備えている。ロー校正液タンク9には、例えば、濃度0.3ppmのシアンイオンを含む校正液が貯留され、ハイ校正液タンク10には、例えば、濃度3ppmのシアンイオンを含む校正液が貯留されている。
The calibration
調整槽11は、河川等の水源から試料水を取り入れる試料水取水管路11aと、オーバフローした試料水を水源に排出する排出管路11bとを備え、一定量の試料水を貯留するようになっている。調整槽11には、試料水を透過させることにより、塵埃等を除去するフィルタ11cが備えられている。また、調整槽11には、洗浄用の上水を供給する上水供給管路(図示略)が備えられている。
The
洗浄液槽12は、酸性の洗浄液、例えば、希塩酸を貯留している。
調整剤槽13は、試料水のイオン強度を調整するためのイオン強度調整剤として緩衝液を貯留している。
The cleaning
The adjusting
混合槽14は、試料水とイオン強度調整剤とを混合することにより、試料水中に含有されているシアンをイオン化させるようになっている。符号14aは攪拌機である。
廃液容器15は、測定セル8に接続され、主として測定セル8に供給された校正液を含む液体の廃液を収容するようになっている。
校正液槽9,10、調整槽11、洗浄液槽12、調整剤槽13および廃液容器15にはそれぞれその収容している液体の液位を検出するセンサ9a,10a,11d,12a,13a,15aが配置されている。
The
The
濃度算出部3は、校正値記憶部5に記憶されている校正電位と、測定セル8に試料水を貯留したときに濃度センサ8aから出力される電位とから試料水中のシアンイオンの濃度を算出するようになっている。
The
校正値記憶部5は、測定セル8に2種類の校正液を貯留したときに、それぞれ濃度センサ8aから出力される電位を2つの校正値として記憶するようになっている。具体的には、校正値記憶部5は、ロー校正液タンク9に貯留されている低濃度の校正液について検出された第1の校正値と、ハイ校正液タンク10に貯留されている高濃度の校正液について検出された第2の校正値とをそれぞれ記憶している。
The calibration
濃度算出部3は、校正値記憶部5に記憶されている第1の校正値と第2の校正値とから検量線を求め、この検量線に基づき、試料水について検出された電位から、試料水中のシアンイオンの濃度を算出するようになっている。
The
濃度記憶部6は、濃度算出部3により算出された濃度を記憶するようになっている。
また、濃度算出部3により算出された濃度は、定期的にあるいは必要に応じて出力部7を介して外部に出力され、遠隔の端末において確認できるようになっている。
The
Further, the concentration calculated by the
制御部4は、所定のシーケンスに従って電磁弁SV1〜SV6およびポンプP1,P2を制御し、試料水の濃度測定処理、濃度センサ8aの校正処理および濃度センサ8aの洗浄処理を切り替えて行うようになっている。
具体的には、制御部4は、濃度センサ8aの校正処理を行うには、電磁弁SV4、SV5を開放し、電磁弁SV6を閉止して、測定セル8内の液体を排出した後に、電磁弁SV4、SV5を閉止し、校正液槽9,10から混合槽14に接続する管路を開放するように電磁弁SV1,SV2を切り替えてポンプP1,P2を作動させる。
The
Specifically, in order to perform the calibration process of the
まず、制御部4は、電磁弁SV1,SV2を切り替え、ポンプP1,P2を作動させる。これにより、まず、ロー校正液タンク9からの低濃度の校正液と、調整剤槽13に貯留されていた緩衝液とが混合槽14に供給されて攪拌機14aにより混合される。そして、均一に混合された校正液と緩衝液とが温調部8dを介して一定温度に温度調節され、測定セル8に供給される。そして、制御部4は、濃度センサ8aから出力される電位を、低濃度の第1の校正値として校正値記憶部5に記憶する。第1の校正値が記憶された後には、制御部4は、電磁弁SV4,SV6を開放し、測定セル8内の校正液を廃液容器15に全量排出し、電磁弁SV4を閉止する。
First, the
次いで、制御部4は、電磁弁SV2を切り替える。これにより、ハイ校正液タンク10からの高濃度の校正液と、調整剤槽13に貯留されていた緩衝液とが混合槽14に供給されて攪拌機14aにより混合され、均一に混合された校正液と緩衝液とが温調部8dを介して一定温度に温度調節され、測定セル8に供給される。そして、制御部4は、濃度センサ8aから出力される電位を、高濃度の第2の校正値として校正値記憶部5に記憶する。第2の校正値が記憶された後にも、制御部4は、電磁弁SV4,SV6を開放し、測定セル8内の校正液を廃液容器15に全量排出し、電磁弁SV4を閉止する。
Next, the
また、試料水の濃度測定処理を行うには、制御部4は、調整槽11から混合槽14に接続する管路を開放するように、電磁弁SV1,SV3を切り替え、ポンプP1,P2を作動させる。これにより、調整槽11に貯留されていた試料水と、調整剤槽13に貯留されていた緩衝液とが混合槽14に供給されて攪拌機14aにより混合される。そして、均一に混合された試料水と緩衝液とが温調部8dを経由して一定温度に温度調節され、測定セル8に供給されて濃度測定が行われる。
Further, in order to perform the sample water concentration measurement process, the
制御部4は、濃度センサ8aから出力された電位と、校正値記憶部5に記憶されている2つの校正値とを濃度算出部3に送り、シアンイオンの濃度を算出させる。そして、制御部4は、濃度算出部3において算出された濃度を濃度記憶部6に記憶するとともに、出力部7を介して外部に出力する。
The
また、濃度センサ8aの洗浄処理を行うには、制御部4は、電磁弁SV4、SV5を開放し、電磁弁SV6を閉止して、測定セル8内の試料水を外部(例えば、水源である河川等)に排出した後に、電磁弁SV4を閉止し、洗浄液槽12から混合槽14に接続する管路を開放するように、電磁弁SV1,SV3を切り替え、ポンプP1を作動させる。これにより、測定セル8に洗浄液が供給され、濃度センサ8aが洗浄される。
In order to perform the cleaning process of the
また、洗浄液による濃度センサ8aの洗浄後は、濃度センサ8aが不安定となるため、制御部4は、濃度センサ8aの洗浄処理後には、常に、例えば、ロー校正液タンク9の低濃度の校正液を測定セル8に供給する復帰処理を行い、復帰処理後の校正液を廃液容器15に排出する。
Further, since the
また、制御部4は、各槽に備えられたセンサ9a,10a,11d,12a,13aからの信号を監視して、第1の校正液、第2の校正液、試料水、洗浄液、緩衝液のそれぞれが不足してきたことを検出した場合には、出力部7を介して、その旨を外部に報知し、補充を促すようになっている。
Further, the
さらに、本実施形態に係る有害物質濃度計1においては、制御部4が、廃液容器15に備えられたセンサ(廃液レベル検出部)15aからの信号を監視して、各処理のシーケンスを切り替えるようになっている。
すなわち、本実施形態においては、廃液容器15に備えられたセンサ15aは、廃液容器15に排出されてきた校正液を含む液体の容量が所定のレベルに達したことを検出するようになっている。
Furthermore, in the hazardous substance concentration meter 1 according to the present embodiment, the
That is, in this embodiment, the
制御部4は、センサ15aからの検出信号が入力されてきたときには、出力部7を介して、その旨を外部に報知するとともに、濃度センサ8aの校正処理および濃度センサ8aの洗浄処理をスキップするようになっている。
すなわち、図3に示されるように、シーケンスが開始されると、制御部4は、まず、廃液容器15に備えられたセンサ15aの出力(FS6)がオンであるか否かを確認し(ステップS1)、閾値を超えている場合には、出力部7を介してその旨を外部に報知し(ステップS2)、濃度センサ8aの校正処理をスキップして濃度測定処理(ステップS8)を行わせる。
When the detection signal from the
That is, as shown in FIG. 3, when the sequence is started, the
一方、廃液容器15のレベルが閾値を超えていない場合には、濃度センサ8aの校正処理が必要か否かを判定する(ステップS3)。濃度センサ8aの校正処理が必要である場合には、校正処理を行って(ステップS4,S6)校正値を記憶し(ステップS5,S7)、校正処理が必要ではない場合には校正処理をスキップして濃度測定処理を行い(ステップS8)、濃度を記憶する(ステップS9)。
On the other hand, if the level of the
次いで、制御部4は、濃度センサ8aの洗浄処理が必要であるか否かを判定し(ステップS10)、必要である場合には、廃液容器15に備えられたセンサ15aの出力FS6を確認し(ステップS11)、閾値を超えていない場合には、洗浄処理(ステップS12)および復帰処理を行う(ステップS13)。洗浄処理が必要ではない場合、センサ15aの出力が閾値を超えている場合および復帰処理が終了した場合にはステップS1からの処理が繰り返される。
Next, the
ここで、濃度センサ8aの校正処理が必要か否かの判定および洗浄処理が必要か否かの判定は、例えば、経過時間に応じて行ってもよいし、例えば、特許第3382334号明細書に記載されているように、ファジー診断を行って判定してもよい。
Here, the determination of whether or not the calibration process of the
このように、本実施形態に係る有害物質濃度計1によれば、廃液容器15に備えられたセンサ15aにより、廃液が所定のレベルを超えたことが検出された場合に、濃度センサ8aの校正処理と洗浄処理をスキップして、それ以上の廃液の発生を防止するので、出力部7からの報知を受けたメインテナンス作業者が到着するまでにおける廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができるという利点がある。
As described above, according to the hazardous substance concentration meter 1 according to the present embodiment, the
すなわち、遠隔の河川等に設置されている場合のように、タイムリーにメインテナンスを行うことができない環境にあっても、濃度測定を停止してしまうことなく、廃液のオーバフローを阻止することができる。その結果、廃液容器15として、大きな容量のものを用意する必要がなく、有毒物質濃度計1の小型化と、廃液容器15の交換作業の作業性を向上することができるという利点がある。
That is, even in an environment where maintenance cannot be performed in a timely manner, such as when installed in a remote river, the overflow of waste liquid can be prevented without stopping concentration measurement. . As a result, it is not necessary to prepare a
なお、本実施形態においては、廃液容器15に備えられたセンサ15aは、廃液がオーバフローしないように単一の所定のレベルに達したか否かを検出することとしたが、これに代えて、複数段階のレベルを検出することにしてもよい。この場合に、最高位レベルを検出した場合には、上述したように、濃度センサ8aの校正処理および洗浄処理をスキップし、それ以下のレベルを検出した場合には、濃度センサ8aの校正処理および/または洗浄処理の頻度を調節することにしてもよい。
In the present embodiment, the
すなわち、廃液のレベルが高くなるに従って、濃度センサ8aの校正処理および/または洗浄処理の頻度が低くなるように調節することにより、廃液容器15内の廃液の液位の増加速度を低下させていくことができ、より長期にわたって濃度センサ8aを校正あるいは洗浄しながら濃度測定を継続することができるという利点がある。
That is, by adjusting the
また、本実施形態においては、廃液容器15に備えられたセンサ15aにより検出された廃液の液位が所定の閾値を超えた場合にこれを報知することとしたが、複数の閾値を設けて、廃液のレベルが高くなるに従って緊急度が高い報知を行うことにしてもよい。例えば、音で報知している場合には、音量を大きくしたり音程を高くしたりすることで緊急度を高くし、画面表示や光で表示する場合には、赤色にしたり、点滅させたりして緊急度を高くすればよい。
Further, in the present embodiment, when the liquid level of the waste liquid detected by the
また、本実施形態においては、試料水中のシアンイオンの濃度を測定する場合を例示して説明したが、これに代えて、フッ素イオン、アンモニアイオン、塩素イオン等の他の有害物質濃度の測定に適用してもよい。 In the present embodiment, the case of measuring the concentration of cyanide ions in the sample water has been described as an example, but instead of this, the concentration of other harmful substances such as fluorine ions, ammonia ions, and chlorine ions is measured. You may apply.
1 有害物質濃度計
3 濃度算出部
4 制御部
7 出力部(報知部)
8 測定セル
8a 濃度センサ(測定電極)
15 廃液容器
15a センサ(廃液レベル検出部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toxic
8
15
Claims (4)
該測定セルに、既知濃度の前記有害物質を含む校正液と、未知濃度の試料水とを切り替えて供給する制御部と、
前記測定電極から出力された電気信号に基づいて前記試料水中の前記有害物質の濃度を算出する濃度算出部と、
前記測定セルから排出された前記校正液の廃液を貯留する廃液容器と、
該廃液容器内の前記廃液の1以上のレベルを検出する廃液レベル検出部とを備え、
前記制御部が、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが高くなるほど、前記校正液の前記測定セルへの供給頻度を下げるように切り替える有害物質濃度計。 A measurement cell having a measurement electrode for outputting the concentration of a specific harmful substance in the liquid as an electrical signal;
A controller for switching and supplying a calibration solution containing the harmful substance with a known concentration and a sample water with an unknown concentration to the measurement cell;
A concentration calculator that calculates the concentration of the harmful substance in the sample water based on the electrical signal output from the measurement electrode;
A waste liquid container for storing a waste liquid of the calibration liquid discharged from the measurement cell;
A waste liquid level detection unit for detecting one or more levels of the waste liquid in the waste liquid container;
A hazardous substance concentration meter in which the control unit switches so that the frequency of supplying the calibration solution to the measurement cell decreases as the level of the waste solution detected by the waste solution level detection unit increases.
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