JP2015225063A

JP2015225063A - 水質分析計

Info

Publication number: JP2015225063A
Application number: JP2014112164A
Authority: JP
Inventors: 由雄池澤; Yoshio IKEZAWA
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP6256203B2

Abstract

【課題】試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる水質分析計を提供する。【解決手段】検知処理部５４により、シリンジ内の試料水の沈降性を検知する。測定実行処理部５１は、検知処理部５４により検知された試料水の沈降性に応じて異なる処理で測定を行う。これにより、ユーザ自身が試料水の性状を判断する必要がないため、試料水の性状の判断にばらつきが生じにくく、試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる。【選択図】図３

Description

本発明は、シリンジ内に試料水を採水し、その試料水を燃焼部に注入することにより、試料水に含まれる成分を燃焼させて測定するための水質分析計に関するものである。

水質分析計の一例である全有機体炭素計では、試料水に含まれる炭素の濃度を測定することができる。具体的には、試料水に含まれる全炭素を燃焼させてＣＯ_２に酸化させ、その濃度を測定することにより、ＴＣ濃度（全炭素濃度）を測定することができる。また、試料水に酸溶液を添加することにより、試料水に含まれる無機体炭素の量に応じたＣＯ_２を発生させ、その濃度を測定することにより、ＩＣ濃度（無機体炭素濃度）を測定することができる。そして、ＴＣ濃度とＩＣ濃度とに基づいて、ＴＯＣ濃度（全有機体炭素濃度）を測定することができる。

この種の水質分析計には、例えば試料水を採水するシリンジと、当該シリンジから注入される試料水に含まれる成分を燃焼させる燃焼部とが備えられている（例えば、下記特許文献１参照）。試料水をシリンジから燃焼部に注入し、当該試料水に含まれる全炭素を燃焼させることにより生じたＣＯ_２を測定部で検出することにより、ＴＣ濃度を測定することができる。

特許第２９９８６０１号公報

試料水の性状によっては、標準試料をはじめとする通常の試料水と同じ態様で測定を行った場合に、良好な測定結果が得られない場合がある。例えば、沈降性が高い懸濁物質を含む試料水を測定する場合には、時間経過とともにシリンジ内で試料水中の懸濁物質が沈降することにより、シリンジ内の試料水の濃度が不均一になるなど、通常の試料水とは異なる性状を有するため、異なる処理で測定を行うことが好ましい場合がある。

しかしながら、ユーザ自身が試料水の性状を判断し、その性状に応じて処理の設定を的確に変更するのは難しい。例えば、懸濁性が高い試料水であったとしても、懸濁物質が沈降する速度は様々であり、沈降性にはばらつきがある。すなわち、同じ懸濁性の高い試料水であっても、沈降性が高い場合もあれば、沈降性が低い場合もある。そのため、ユーザが目視で試料水の沈降性を的確に判断することは難しい上に、処理の設定を変更する作業も煩雑である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる水質分析計を提供することを目的とする。

本発明に係る水質分析計は、シリンジと、燃焼部と、検知処理部と、測定実行処理部とを備える。前記シリンジは、試料水を採水する。前記燃焼部は、前記シリンジから注入される試料水に含まれる成分を燃焼させる。前記検知処理部は、前記シリンジ内の試料水の沈降性を検知する。前記測定実行処理部は、前記検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて異なる処理で測定を行う。

このような構成によれば、検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて異なる処理で測定が行われるため、ユーザ自身が試料水の性状を判断する必要がない。したがって、試料水の性状の判断にばらつきが生じにくく、試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる。

前記水質分析計は、前記シリンジ内に光を照射する照射部と、前記シリンジ内からの光を受光する受光部とをさらに備えていてもよい。この場合、前記検知処理部は、前記受光部での受光量に基づいて試料水の沈降性を検知してもよい。

このような構成によれば、照射部からシリンジ内に光を照射し、当該シリンジからの光を受光部で受光するという簡単な構成により、試料水の沈降性を検知することができる。したがって、既存の装置に大きな変更を加えることなく、安価な構成で試料水の沈降性を検知することができる。

前記検知処理部は、所定時間内における前記受光部での受光量の変化量を所定の閾値と比較することにより、その比較結果に基づいて試料水の沈降性を検知してもよい。

このような構成によれば、所定時間内における受光部での受光量の変化量を所定の閾値と比較するという簡単な処理により、その比較結果に基づいて試料水の沈降性を良好に検知することができる。すなわち、懸濁物質が沈降する前後における受光量の時間的変化に基づいて、試料水の沈降性を的確に検知することができる。

前記水質分析計は、前記検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて、それぞれ異なる処理で複数回の測定を連続して行う第１測定モード又は第２測定モードを自動的に選択するモード選択処理部をさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて、最適な測定モードに切り替えて複数回の測定を連続して行うことができる。

前記測定実行処理部は、前記第２測定モードで測定を行う際、測定中に次の測定のための試料水を前記シリンジ内に予め採水する先行採水を実行してもよい。この場合、前記モード選択処理部は、前記先行採水時に前記検知処理部により検知された前記シリンジ内の試料水の沈降性に応じて、前記第１測定モードを自動的に選択してもよい。

このような構成によれば、第２測定モードにおいて実行される先行採水時に、シリンジ内に採水された試料水の沈降性を検知し、検知された試料水の沈降性に応じて第１測定モードに切り替えることができる。先行採水時には、シリンジ内に試料水が採水された状態が所定時間維持されるため、その時間を利用して試料水の沈降性を検知することにより、試料水の沈降性を検知するための時間を別途設ける必要がなく、試料水の沈降性を効率よく検知することができる。

前記水質分析計は、前記測定実行処理部により連続して行われた複数回の測定の結果を出力する測定結果出力処理部をさらに備えていてもよい。前記測定結果出力処理部は、測定中に前記モード選択処理部により第１測定モード又は第２測定モードが選択され、前記測定実行処理部による処理が切り替えられた場合に、その旨を複数回の測定結果とともに出力してもよい。

このような構成によれば、測定結果出力処理部により出力された複数回の測定結果において、測定の途中で測定モードが切り替えられたことが分かりやすい。したがって、出力された複数回の測定結果に基づいて、分析結果を正しく評価できる。さらに、同様の試料水を分析するにあたり、適当な測定条件を設定できる。

本発明によれば、ユーザ自身が試料水の性状を判断する必要がないため、試料水の性状の判断にばらつきが生じにくく、試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る水質分析計の構成例を示した概略図である。シリンジの周辺の構成例を示した概略図である。シリンジの周辺の構成例を示した概略図である。制御部の構成例を示したブロック図である。第１測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートであり、１回目の測定時における処理の流れを示している。第１測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートであり、２回目以降の測定時における処理の流れを示している。第２測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートであり、１回目の測定時における処理の流れを示している。第２測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートであり、２回目以降の測定時における処理の流れを示している。

図１は、本発明の一実施形態に係る水質分析計の構成例を示した概略図である。本実施形態に係る水質分析計は、試料水に含まれる全有機体炭素濃度（ＴＯＣ濃度）を測定可能な全有機体炭素計であり、その構成の一部のみを図１に示している。

この水質分析計では、試料水に含まれる全炭素を燃焼させてＣＯ_２に酸化させ、その濃度を測定することにより、ＴＣ濃度（全炭素濃度）を測定することができる。また、試料水に酸溶液を添加することにより、試料水に含まれる無機体炭素の量に応じたＣＯ_２を発生させ、その濃度を測定することにより、ＩＣ濃度（無機体炭素濃度）を測定することができる。そして、ＴＣ濃度とＩＣ濃度とに基づいて、ＴＯＣ濃度を測定することができる。このとき、ＴＯＣ濃度は、ＴＯＣ濃度＝ＴＣ濃度−ＩＣ濃度の関係式を用いて算出することができる。

本実施形態に係る水質分析計には、例えば流路切替部１、シリンジ２、燃焼部３、測定部４、制御部５、操作部６、表示部７、記憶部８及びプリンタ９などが備えられている。流路切替部１は、例えば複数のポート１１〜１５を備えたマルチポートバルブからなる。ポート１１は共通ポートであり、当該ポート１１に対して他のポート１２〜１５のいずれかを選択的に連通させることができる。流路切替部１の各ポート１１〜１５間の連通状態は、例えばモータＭ１の駆動により自動で切り替えることができる。なお、流路切替部１のポートの数は、任意に設定可能である。

シリンジ２には、例えば筒体２１及びプランジャ２２が備えられている。プランジャ２２は筒体２１内に挿入されており、筒体２１の内面とプランジャ２２とにより囲まれたシリンジ２の内部空間に、試料水を採水することができる。このとき、筒体２１内に挿入されているプランジャ２２を変位させることにより、シリンジ２への吸引動作及びシリンジ２からの吐出動作が行われる。プランジャ２２は、例えばモータＭ２の駆動により自動で行うことができる。

この例では、共通ポートであるポート１１が、シリンジ２に接続されている。ポート１２は、配管１２１を介して試料水供給部（図示せず）に接続されている。したがって、ポート１１及びポート１２を連通させた状態でプランジャ２２を変位させ、シリンジ２への吸引動作を行うことにより、シリンジ２内（筒体２１内）に試料水を採水することができる。このとき、プランジャ２２の変位量を制御することにより、シリンジ２への試料水の採水量を調整することができる。

ポート１３は、配管１３１を介して燃焼部３に接続されている。上記のようにしてシリンジ２内に試料水を採水した後、ポート１１及びポート１３を連通させ、プランジャ２２を変位させてシリンジ２からの吐出動作を行うことにより、燃焼部３に試料水を注入することができる。このとき、プランジャ２２の変位量を制御することにより、燃焼部３への試料水の注入量を調整することができる。

ポート１４は、配管１４１を介して洗浄液供給部（図示せず）に接続されている。したがって、ポート１１及びポート１４を連通させた状態でプランジャ２２を変位させ、シリンジ２への吸引動作を行うことにより、シリンジ２内に洗浄液を導入することができる。例えば水質分析計を用いた分析の開始時又は終了時などには、シリンジ２内に洗浄液を導入することにより、シリンジ２内を洗浄液で洗浄することができる。

ポート１５は、配管１５１を介してドレンに接続されている。シリンジ２内の残った試料水又は洗浄液は、配管１５１を介してドレンに排出される。すなわち、ポート１１及びポート１５を連通させた状態でプランジャ２２を変位させ、シリンジ２からの吐出動作を行うことにより、配管１５１を介してシリンジ２内の試料水又は洗浄液をドレンに排出することができる。

燃焼部３には、例えば燃焼管３１及び加熱炉３２が備えられている。加熱炉３２は、例えば電気炉により構成されており、燃焼管３１を設定された温度に加熱することができる。シリンジ２から燃焼部３に注入された試料水は、燃焼管３１内で加熱され、試料水に含まれる成分が燃焼することにより酸化される。燃焼部３で酸化された成分は、測定部４へと送られ、その成分の濃度が測定部４において測定される。

測定部４は、例えばＣＯ_２を検出可能な赤外線ガス検出器により構成することができる。この場合、試料水をシリンジ２から燃焼部３に注入し、当該試料水に含まれる全炭素を燃焼させることにより生じたＣＯ_２を測定部４で検出することにより、ＴＣ濃度を測定することができる。ただし、測定部４は、赤外線ガス検出器に限らず、他の各種検出器により構成することができる。

シリンジ２から配管１３１を介して燃焼部３側へと導かれる試料水は、その一部を分岐管１３２から排水することができるようになっている。これにより、シリンジ２内に採水された試料水を燃焼部３側へと導きながら、その試料水を部分的に燃焼部３に注入し、残りの試料水を分岐管１３２から排水することができる。

制御部５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、モータＭ１，Ｍ２及び加熱炉３２などの水質分析計の各部の動作を制御するとともに、測定部４からの検出信号に基づく処理などを行う。操作部６は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、例えばキーボード及びマウスにより構成される。表示部７は、例えば液晶表示器により構成され、測定結果などを表示画面に表示する。記憶部８は、例えばハードディスク及びＲＡＭ（Random Access Memory）により構成され、測定に必要なデータや測定結果などの各種データが記憶される。プリンタ９は、測定結果などを印刷する。

図２Ａ及び図２Ｂは、シリンジ２の周辺の構成例を示した概略図である。本実施形態では、シリンジ２内に光を照射する照射部２３と、シリンジ２からの光を受光する受光部２４とが、シリンジ２の周辺に設けられている。シリンジ２の筒体２１は、光を透過可能な透明又は半透明の材料により形成されている。

照射部２３は、例えばレーザ光を測定光としてシリンジ２内に照射する。受光部２４は、シリンジ２を挟んで照射部２３とは反対側に位置しており、照射部２３に対して光の照射方向に対向するように設けられている。照射部２３からの光は、例えばシリンジ２の中央部又は上部を通過して受光部２４に入射する。

沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水がシリンジ２内に採水された場合、図２Ａのように、懸濁物質１０が試料水中で分散している状態では、照射部２３からの光の一部が懸濁物質１０に吸収されるため、受光部２４での受光量が比較的少なくなる。一方、図２Ｂのように、懸濁物質１０が試料水中で沈降している状態では、照射部２３からの光が懸濁物質１０に遮られにくいため、受光部２４での受光量が比較的多くなる。

一方、標準試料をはじめとする通常の試料水がシリンジ２内に採水された場合には、試料水中に懸濁物質１０が含まれないため、上記のような受光部２４での受光量の変動は生じない。また、懸濁物質１０を含む試料水であったとしても、その懸濁物質１０の沈降性が低ければ、同様に、上記のような受光部２４での受光量の変動は生じにくい。

したがって、受光部２４での受光量に基づいて試料水の沈降性を検知することができる。具体的には、シリンジ２内に試料水を採水した状態で、所定時間を空けてシリンジ２内からの光を受光部２４で受光することにより、当該所定時間内における受光部２４での受光量の変化量に基づいて試料水の沈降性を検知することができる。すなわち、図２Ａ及び図２Ｂの例のように沈降性が高い試料水の場合には、上記所定時間内における受光部２４での受光量の増加量（変化量）が大きくなる。

ただし、例えば照射部２３からの光がシリンジ２の下部を通過して受光部２４に入射するような構成の場合には、図２Ｂのように懸濁物質１０が試料水中で沈降している状態の方が、図２Ａのように懸濁物質１０が分散している状態よりも受光部２４の受光量が少なくなる。このような場合、沈降性が高い試料水では、上記所定時間内における受光部２４での受光量の減少量（変化量）が大きくなる。

また、所定時間を空けてシリンジ２内からの光を受光部２４で受光するような構成に限らず、シリンジ２内からの光を連続的に受光部２４で受光することにより、連続的に変化する受光量の変化量に基づいて試料水の沈降性を検知するような構成であってもよい。受光部２４での受光量の変化量ではなく、受光部２４での受光量自体に基づいて試料水の沈降性又は懸濁性を検知するような構成とすることも可能である。さらに、シリンジ２内を透過した光を受光部２４で受光するような構成に限らず、例えばシリンジ２内からの散乱光を受光部２４で受光するような構成であってもよい。

シリンジ２は、筒体２１の全体が光を透過可能な構成に限られるものではない。すなわち、シリンジ２は、照射部２３からの光をシリンジ２内に照射することができ、シリンジ２内からの光を受光部２４で受光することができれば、その全体ではなく、一部のみが光を透過可能な構成であってもよい。

図３は、制御部５の構成例を示したブロック図である。制御部５は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、測定実行処理部５１、状態判定処理部５２、モード選択処理部５３、検知処理部５４及び測定結果出力処理部５５などとして機能する。

測定実行処理部５１は、測定に際して、モータＭ１，Ｍ２などの動作を制御することにより、シリンジ２に対する試料水又は洗浄液の吸引動作や吐出動作を実行する。測定実行処理部５１には、例えば洗浄処理部５１１、採水処理部５１２及び注水処理部５１３が含まれる。

洗浄処理部５１１は、洗浄液又は試料水を用いてシリンジ２内を洗浄する処理を行う。洗浄液を用いてシリンジ２内の洗浄を行う際には、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１４を連通させた状態で、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、シリンジ２内に洗浄液を導入する。そして、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１５を連通させた後、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、シリンジ２内の洗浄液をドレンに排出する。

一方、試料水を用いてシリンジ２内の洗浄（共洗い）を行う際には、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１２を連通させた状態で、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、シリンジ２内に試料水を導入する。そして、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１５を連通させた後、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、シリンジ２内の試料水をドレンに排出する。

採水処理部５１２は、シリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に注入するための試料水をシリンジ２内に採水させる処理を行う。すなわち、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１２を連通させた状態で、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、シリンジ２内に試料水を採水する。このときのモータＭ２の駆動量は、設定されている試料水の採水量に応じて制御される。

注水処理部５１３は、採水処理部５１２による試料水の採水後に、シリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に試料水を注入させる処理を行う。すなわち、モータＭ１の駆動によりポート１１及びポート１３を連通させた後、モータＭ２の駆動によりプランジャ２２を変位させ、燃焼部３に試料水を注入する。このときのモータＭ２の駆動量は、設定されている試料水の注入量に応じて制御される。

状態判定処理部５２は、測定部４での測定が可能な状態（レディー状態）であるか否かを判定する。この例では、測定部４における検出器の検出信号に基づいて、レディー状態であるか否かが判定される。例えば、検出信号のベース値が閾値よりも高い場合や、ノイズが検出される場合には、レディー状態でないと判定することができる。測定実行処理部５１は、状態判定処理部５２による判定結果に基づいて、シリンジ２による吸引動作や吐出動作を実行することができる。

レディー状態であると判定されるまでに要する時間は、測定部４における検出器の検出信号が安定するまでの時間に応じて変動する。そのため、レディー状態となるまでに比較的長い時間がかかる場合もある。また、例えば所定時間が経過してもレディー状態と判定されない場合には、故障が発生していると判断され、水質分析計の動作が停止される場合もある。

ただし、測定部４における検出信号に限らず、例えば燃焼部３（加熱炉３２）の温度や、その他の加熱部又は冷却部の温度などが所定範囲内でなければ、レディー状態でないと判定するような構成などであってもよい。このように、レディー状態であるか否かの判定は、水質分析計に備えられた各部の状態や周囲の状態など、状況に応じて変動する各種パラメータを基準に行うことができる。

モード選択処理部５３は、測定モードを自動的に選択する処理を行う。本実施形態では、沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水（懸濁試料）を測定する第１測定モード、又は、標準試料をはじめとする通常の試料水を測定する第２測定モードのいずれかを選択して実行することができる。本実施形態において、第１測定モード及び第２測定モードは、複数回の測定を連続して行うことができる測定モードであり、後述するように、それぞれ異なる処理で測定が行われる。

検知処理部５４は、シリンジ２内の試料水の沈降性を検知する。具体的には、所定時間を空けて照射部２３からの光がシリンジ２内を通過して受光部２４で受光され、当該所定時間内における受光部２４での受光量の変化量を所定の閾値と比較することにより、その比較結果に基づいて試料水の沈降性を検知する。図２Ａ及び図２Ｂに例示されるような構成では、上記所定時間内における受光部２４での受光量の増加量が所定の閾値以上である場合に、沈降性が高い試料水と検知することができる。

このように、本実施形態では、照射部２３からシリンジ２内に光を照射し、当該シリンジ２からの光を受光部２４で受光するという簡単な構成により、試料水の沈降性を検知することができる。したがって、既存の装置に大きな変更を加えることなく、安価な構成で試料水の沈降性を検知することができる。特に、所定時間内における受光部２４での受光量の変化量を所定の閾値と比較するという簡単な処理により、その比較結果に基づいて試料水の沈降性を良好に検知することができる。すなわち、懸濁物質１０が沈降する前後における受光量の時間的変化に基づいて、試料水の沈降性を的確に検知することができる。

モード選択処理部５３は、検知処理部５４により検知された試料水の沈降性に応じて、第１測定モード又は第２測定モードを自動的に選択する。本実施形態では、第１測定モード中に検知処理部５４による処理が行われ、沈降性が高い試料水と検知された場合には、第２測定モードに自動的に切り替えられるようになっている。

このように、本実施形態では、検知処理部５４により検知された試料水の沈降性に応じて異なる処理で測定が行われるため、ユーザ自身が試料水の性状を判断する必要がない。したがって、試料水の性状の判断にばらつきが生じにくく、試料水の性状に応じて最適な処理で容易に測定を行うことができる。特に、本実施形態では、検知処理部５４により検知された試料水の沈降性に応じて、最適な測定モードに切り替えて複数回の測定を連続して行うことができる。

測定結果出力処理部５５は、測定部４における検出器の検出信号に基づいて測定結果を出力する。測定結果は、例えば表示部７の表示画面に表示させたり、プリンタ９で印刷させたりすることにより出力可能である。本実施形態では、第１測定モード又は第２測定モードなどの測定モードが選択され、測定実行処理部５１により連続して複数回の測定が行われた場合に、それらの複数回の測定結果を個別又は一覧で出力することができるようになっている。なお、測定結果を記憶部８に一旦記憶させ、その測定結果を読み出して個別又は一覧で出力することも可能である。

図４Ａ及び図４Ｂは、第１測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートである。図４Ａは、１回目の測定時における処理の流れを示しており、図４Ｂは、２回目以降の測定時における処理の流れを示している。

第１測定モード（懸濁試料測定モード）が選択された場合には、まず、状態判定処理部５２によりレディー状態であるか否かの判定（レディーチェック）が行われる（ステップＳ１０１：状態判定ステップ）。そして、レディー状態であると判定された後に、洗浄処理部５１１により試料水を用いてシリンジ２内が洗浄される（ステップＳ１０２：洗浄ステップ）。本実施形態では、洗浄処理部５１１による処理が繰り返し行われることにより、シリンジ２内が複数回（例えば２回）洗浄されるようになっている。

その後、採水処理部５１２がシリンジ２を動作させることにより試料水が採水される（ステップＳ１０３：採水ステップ）。これにより、沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水がシリンジ２内に採水される。そして、注水処理部５１３がシリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に試料水が注入され（ステップＳ１０４：注入ステップ）、試料水に含まれる成分が燃焼部３の燃焼管３１内で燃焼する。

燃焼部３内には、設定された注入量だけ試料水が注入され、シリンジ２内に残った試料水はドレンに排出されることにより捨てられる（ステップＳ１０５）。燃焼部３において燃焼されることにより酸化した成分は、そのピークが測定部４の検出器により検出される。そして、検出されるピークが終了した後（ステップＳ１０６）、１回目の測定が終了する。

第１測定モードにおける２回目以降の測定時においても同様に、まず、状態判定処理部５２によりレディー状態であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１１１：状態判定ステップ）。そして、レディー状態であると判定された後に、洗浄処理部５１１により試料水を用いてシリンジ２内が洗浄される（ステップＳ１１２：洗浄ステップ）。本実施形態では、２回目以降の測定時においては、シリンジ２内が１回だけ洗浄されるようになっている。

その後、採水処理部５１２がシリンジ２を動作させることにより試料水が採水される（ステップＳ１１３：採水ステップ）。これにより、沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水がシリンジ２内に採水される。そして、注水処理部５１３がシリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に試料水が注入され（ステップＳ１１４：注入ステップ）、試料水に含まれる成分が燃焼部３の燃焼管３１内で燃焼する。

１回目の測定時と同様に、燃焼部３内には、設定された注入量だけ試料水が注入され、シリンジ２内に残った試料水はドレンに排出されることにより捨てられる（ステップＳ１１５）。燃焼部３において燃焼されることにより酸化した成分は、そのピークが測定部４の検出器により検出される。そして、検出されるピークが終了した後（ステップＳ１１６）、測定が終了する。２回目以降の測定は、このような図４Ｂの処理が繰り返されることにより実行される。

このように、本実施形態では、測定部４での測定が可能な状態と判定された後に（ステップＳ１０１，Ｓ１１１）、シリンジ２内に試料水が採水され（ステップＳ１０３，Ｓ１１３）、その後にシリンジ２から燃焼部３に試料水が注入されることにより（ステップＳ１０４，Ｓ１１４）、測定部４での測定が行われる。したがって、測定部４での測定が可能な状態であるか否かの判定に時間がかかった場合でも、シリンジ２内に試料水を採水した状態のまま長時間待機することがない。

これにより、沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水を測定する場合であっても、シリンジ２内で試料水中の懸濁物質１０が沈降し、シリンジ２内の試料水の濃度が不均一になるのを防止することができる。そのため、測定部４での測定が可能な状態であるか否かの判定に時間がかかった場合でも、測定結果に影響を与えるのを防止することができる。

特に、本実施形態では、測定部４での測定が可能な状態と判定された後に（ステップＳ１０１，Ｓ１１１）、試料水を用いてシリンジ２内が洗浄され（ステップＳ１０２，Ｓ１１２）、その後にシリンジ２内に採水した試料水がシリンジ２から燃焼部３に注入されることにより、測定部４での測定が行われる。したがって、測定部４での測定が可能な状態であるか否かの判定に時間がかかった場合でも、シリンジ２内が洗浄された後の状態のまま長時間待機することがない。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すようなシリンジ２では、洗浄後にプランジャ２２が筒体２１内に押し込まれた状態となるため、筒体２１の内面が空気に晒されることとなる。このような構成であっても、本実施形態では、測定部４での測定が可能な状態と判定された後に（ステップＳ１０１，Ｓ１１１）、試料水を用いてシリンジ２内が洗浄されるため（ステップＳ１０２，Ｓ１１２）、洗浄後のシリンジ２内が長時間にわたって空気に晒されることがない。

したがって、洗浄後のシリンジ２内（筒体２１内）が汚れるのを防止することができる。また、シリンジ２内の洗浄後に、測定部４での測定が可能な状態ではないと判定されて動作が停止することにより、洗浄に用いた試料水が流路内に残存するといったこともない。

図５Ａ及び図５Ｂは、第２測定モードで測定を行う際の処理の流れを示したフローチャートである。図５Ａは、１回目の測定時における処理の流れを示しており、図５Ｂは、２回目以降の測定時における処理の流れを示している。

第２測定モード（標準測定モード）が選択された場合には、まず、洗浄処理部５１１により試料水を用いてシリンジ２内が洗浄される（ステップＳ２０１：洗浄ステップ）。本実施形態では、洗浄処理部５１１による処理が繰り返し行われることにより、シリンジ２内が複数回（例えば２回）洗浄されるようになっている。

その後、採水処理部５１２がシリンジ２を動作させることにより試料水が採水される（ステップＳ２０２：採水ステップ）。そして、シリンジ２内に試料水を採水した状態のまま、状態判定処理部５２によりレディー状態であるか否かの判定（レディーチェック）が行われる（ステップＳ２０３：状態判定ステップ）。

レディーチェックによりレディー状態であると判定された後、注水処理部５１３がシリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に試料水が注入され（ステップＳ２０４：注入ステップ）、試料水に含まれる成分が燃焼部３の燃焼管３１内で燃焼する。燃焼部３内には、設定された注入量だけ試料水が注入され、シリンジ２内に残った試料水はドレンに排出されることにより捨てられる（ステップＳ２０５）。

燃焼部３において燃焼されることにより酸化した成分は、そのピークが測定部４の検出器により検出される。このとき、本実施形態では、採水処理部５１２がシリンジ２を動作させることにより、測定中に次の測定のための試料水がシリンジ２内に予め採水される（ステップＳ２０６：先行採水ステップ）。

このような先行採水は、第１測定モードでは実行されない動作である。なぜなら、第１測定モードのように沈降性が高い懸濁物質１０を含む試料水がシリンジ２内に採水される測定モードにおいて、先行採水が行われた場合には、シリンジ２内に試料水を採水した状態のまま次の測定まで長時間待機することとなる。この場合、シリンジ２内で試料水中の懸濁物質１０が沈降し、シリンジ２内の試料水の濃度が不均一になってしまうため、第１測定モードにおいて先行採水を行った場合には測定結果に悪影響を与えることとなる。

本実施形態では、先行採水時にシリンジ２内に採水された試料水に対して、検知処理部５４により沈降性を検知する処理が行われる（ステップＳ２０７）。そして、検知処理部５４により沈降性が高い試料水と検知されなければ（ステップＳ２０８でＮｏ）、そのまま第１測定モードが続行され、検出されるピークが終了した後（ステップＳ２０９）、１回目の測定が終了する。

一方、検知処理部５４により沈降性が高い試料水と検知された場合には（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、シリンジ２内の試料水がドレンに排出されることにより捨てられる（ステップＳ２１０）。そして、第２測定モードが中止され、図４ＡのステップＳ１０１からの処理が行われることにより、第１測定モードに自動的に切り替えられる。すなわち、先行採水時に検知処理部５４により検知されたシリンジ２内の試料水の沈降性に応じて、モード選択処理部５３により第１測定モードが自動的に選択されるようになっている。

上述の通り、先行採水時には、シリンジ２内に試料水が採水された状態が所定時間維持される。したがって、本実施形態のように、その時間を利用して試料水の沈降性を検知することにより、試料水の沈降性を検知するための時間を別途設ける必要がなく、試料水の沈降性を効率よく検知することができる。

本実施形態では、第２測定モードにおける測定中に、モード選択処理部５３により第１測定モードが選択され、測定実行処理部５１による処理が切り替えられた場合に、測定結果出力処理部５５が、その旨を複数回の測定結果とともに出力するようになっている。具体的には、複数回の測定結果が一覧で出力（例えば表示又は印刷）される際に、それらの複数回の測定の途中で第２測定モードから第１測定モードに切り替わっている場合には、その旨をユーザが認識できるような態様で測定結果が出力されるようになっている。

この場合、測定結果出力処理部５５により出力された複数回の測定結果において、測定の途中で測定モードが切り替えられたことが分かりやすい。したがって、出力された複数回の測定結果に基づいて、分析結果を正しく評価できる。さらに、同様の試料水を分析するにあたり、適当な測定条件を設定できる。

第２測定モードにおける２回目以降の測定時には、まず、状態判定処理部５２によりレディー状態であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２１１：状態判定ステップ）。そして、レディー状態であると判定された後に、注水処理部５１３がシリンジ２を動作させることにより、燃焼部３に試料水が注入され（ステップＳ２１２：注入ステップ）、試料水に含まれる成分が燃焼部３の燃焼管３１内で燃焼する。

１回目の測定時と同様に、燃焼部３内には、設定された注入量だけ試料水が注入され、シリンジ２内に残った試料水はドレンに排出されることにより捨てられる（ステップＳ２１３）。燃焼部３において燃焼されることにより酸化した成分は、そのピークが測定部４の検出器により検出される。そして、検出されるピークが終了した後（ステップＳ２１４）、測定が終了する。

次の測定を行う場合には、ステップＳ２１３とステップ２１４との間に先行採水ステップを行った上で、図５Ｂの処理が繰り返される。この場合には、先行採水時に、図５ＡのステップＳ２０７，Ｓ２０８，Ｓ２１０と同様の処理が行われるような構成であってもよい。

標準試料をはじめとする通常の試料水（沈降性が高い懸濁物質１０を含まない試料水）を測定する場合には、上記のような第２測定モードが選択されることにより、測定部４における測定の直前に、当該測定部４での測定が可能な状態であるか否かを判定することができる。このように、測定部４での測定が可能な状態であることを確認した直後に燃焼部３に試料水を注入し、測定部４での測定を行うことによって、より安定した正確な測定値を得ることができる。

以上の実施形態では、第２測定モード中に、検知処理部５４による処理が必ず実行されるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば第２測定モードから第１測定モードへの自動切替機能をオン状態又はオフ状態に切り替えることができるようになっていてもよい。すなわち、自動切替機能がオン状態に設定されている場合にのみ、第２測定モード中に検知処理部５４による処理が実行されるような構成であってもよい。

第２測定モード中に検知処理部５４による処理が実行されるような構成に限らず、例えば第１測定モード中に検知処理部５４による処理が行われ、沈降性が低い試料水と検知された場合に、第２測定モードに自動的に切り替えられるような構成であってもよい。また、検知処理部５４による処理が第１測定モード及び第２測定モードとは別に実行され、検知された試料水の沈降性に応じて、第１測定モード又は第２測定モードが実行されるような構成であってもよい。このように、検知処理部５４による処理は、先行採水時に限らず、先行採水時とは別に設けた期間中に実行されるような構成であってもよい。

第１測定モード及び第２測定モードは、上記のような処理に限られるものではなく、例えばシリンジ２内の洗浄の回数など、各工程の具体的態様は任意に設定することができる。また、モード選択処理部５３は、上記のような第１測定モード又は第２測定モードに限らず、他の複数の測定モードのいずれかを自動的に選択するような構成であってもよい。さらに、検知処理部５４により検知された試料水の沈降性に応じて、測定モードが切り替えられるような構成に限らず、特定の処理が実行されたり、特定の処理の実行が無効化されたりするような構成であってもよい。

水質分析計には、例えばシリンジ２内にガスを供給するためのガス供給部（図示せず）が設けられていてもよい。当該ガス供給部は、シリンジ２の筒体２１の下部からシリンジ２内にガスを供給するものであることが好ましい。例えば、検知処理部５４により沈降性が高い試料水と検知された場合に、測定モードが切り替えられるのではなく、上記ガス供給部からシリンジ２内にガスを供給することにより、シリンジ２内の試料水を攪拌するための処理が実行されるような構成などであってもよい。

以上の実施形態では、水質分析計の一例として全有機体炭素計について説明した。しかし、本発明は、全有機体炭素計に限らず、シリンジ及び燃焼部を備えた他の水質分析計にも適用可能である。

１流路切替部
２シリンジ
３燃焼部
４測定部
５制御部
６操作部
７表示部
８記憶部
９プリンタ
１０懸濁物質
１１〜１５ポート
２１筒体
２２プランジャ
２３照射部
２４受光部
３１燃焼管
３２加熱炉
５１測定実行処理部
５２状態判定処理部
５３モード選択処理部
５４検知処理部
５５測定結果出力処理部
１２１配管
１３１配管
１３２分岐管
１４１配管
１５１配管
５１１洗浄処理部
５１２採水処理部
５１３注水処理部
Ｍ１，Ｍ２モータ

Claims

試料水を採水するシリンジと、
前記シリンジから注入される試料水に含まれる成分を燃焼させる燃焼部と、
前記シリンジ内の試料水の沈降性を検知する検知処理部と、
前記検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて異なる処理で測定を行う測定実行処理部とを備えたことを特徴とする水質分析計。
前記シリンジ内に光を照射する照射部と、
前記シリンジ内からの光を受光する受光部とをさらに備え、
前記検知処理部は、前記受光部での受光量に基づいて試料水の沈降性を検知することを特徴とする請求項１に記載の水質分析計。
前記検知処理部は、所定時間内における前記受光部での受光量の変化量を所定の閾値と比較することにより、その比較結果に基づいて試料水の沈降性を検知することを特徴とする請求項２に記載の水質分析計。
前記検知処理部により検知された試料水の沈降性に応じて、それぞれ異なる処理で複数回の測定を連続して行う第１測定モード又は第２測定モードを自動的に選択するモード選択処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水質分析計。
前記測定実行処理部は、前記第２測定モードで測定を行う際、測定中に次の測定のための試料水を前記シリンジ内に予め採水する先行採水を実行し、
前記モード選択処理部は、前記先行採水時に前記検知処理部により検知された前記シリンジ内の試料水の沈降性に応じて、前記第１測定モードを自動的に選択することを特徴とする請求項４に記載の水質分析計。
前記測定実行処理部により連続して行われた複数回の測定の結果を出力する測定結果出力処理部をさらに備え、
前記測定結果出力処理部は、測定中に前記モード選択処理部により第１測定モード又は第２測定モードが選択され、前記測定実行処理部による処理が切り替えられた場合に、その旨を複数回の測定結果とともに出力することを特徴とする請求項４又は５に記載の水質分析計。