JP2020063998A - Water analyzer and method for determining deterioration of ultraviolet lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全有機体炭素測定装置（ＴＯＣ計）や全リン測定装置（ＴＰ計）などの水質分析計に関するものである。 The present invention relates to a water quality analyzer such as a total organic carbon measuring device (TOC meter) and a total phosphorus measuring device (TP meter).
全有機体炭素測定装置（ＴＯＣ計）や全リン測定装置（ＴＰ計）などの水質分析計では、リアクタ内において試料にペルオキソ二硫酸カリウムなどの酸化剤を添加して試料の酸化反応処理を行なった後で、試料を測定セルへ移送して吸光度を測定する。試料の酸化反応処理を行なう際、一般に、試料の酸化反応を促進するために、リアクタ内の試料に対して紫外線を照射することが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。 In a water quality analyzer such as a total organic carbon measuring device (TOC meter) or a total phosphorus measuring device (TP meter), an oxidizing agent such as potassium peroxodisulfate is added to the sample in the reactor to perform the oxidation reaction treatment of the sample. After that, the sample is transferred to the measurement cell and the absorbance is measured. When a sample is subjected to an oxidation reaction treatment, it is common to irradiate the sample in the reactor with ultraviolet light in order to accelerate the oxidation reaction of the sample (see, for example, Patent Document 1).
リアクタ内の試料に対する紫外線の照射は、試料中に浸漬された状態となる紫外線ランプを点灯させることによって行なうことが一般的である。ここで問題となるのが紫外線ランプの経時的な劣化である。紫外線ランプは点灯時間の経過とともに劣化して紫外線の光量が減少していく。紫外線ランプから発せられる紫外線の光量が大きく減少すると、リアクタ内における試料の酸化が不十分になり、試料中の測定対象成分の測定値と真値との間に大きさな誤差が生じる虞がある。したがって、紫外線ランプは、完全に劣化してしまう前に新たなものに交換する必要がある消耗品である。 Irradiation of the sample in the reactor with ultraviolet rays is generally performed by turning on an ultraviolet lamp that is immersed in the sample. The problem here is the deterioration of the ultraviolet lamp over time. The ultraviolet lamp deteriorates as the lighting time passes, and the amount of ultraviolet light decreases. If the amount of UV light emitted from the UV lamp is greatly reduced, the sample may not be sufficiently oxidized in the reactor, and a large error may occur between the measured value and the true value of the component to be measured in the sample. . Therefore, the ultraviolet lamp is a consumable item that needs to be replaced with a new one before it is completely deteriorated.
ここで、吸光度の測定に用いられるような光源ランプであれば、そのランプからの発光光量がセンサによって測定されるため、その光量の経時的変化に基づいてランプの劣化を判断することは可能である（例えば、特許文献２参照。）。しかし、紫外線ランプは吸光度の測定に用いられるものではないので、装置には紫外線ランプから発せられる紫外線の光量を測定するセンサが設けられておらず、紫外線ランプからの紫外線光量の経時的変化を測定して紫外線ランプの劣化を判断することはできない。このような理由から、これまでの水質分析計では、劣化の有無に拘わらず、紫外線ランプを定期的に交換することが一般的であった。 Here, in the case of a light source lamp used for measuring absorbance, the light emission amount from the lamp is measured by a sensor, so it is possible to determine the deterioration of the lamp based on the change over time in the light amount. There is (for example, refer to Patent Document 2). However, since the UV lamp is not used for measuring absorbance, the device is not equipped with a sensor that measures the amount of UV light emitted from the UV lamp, and measures the change over time in the amount of UV light from the UV lamp. Therefore, the deterioration of the ultraviolet lamp cannot be judged. For this reason, in the conventional water quality analyzers, it is common to replace the ultraviolet lamp regularly, regardless of deterioration.
紫外線ランプの寿命には個体差があり、長期間にわたって使用していても十分な紫外線照射能力を有するものもあれば、それほど長期間にわたって使用していなくとも紫外線照射能力が十分でなくなるものも存在する。そのため、定期的に紫外線ランプを交換すると、十分な紫外線照射能力をもった紫外線ランプを交換するという無駄が生じたり、十分な紫外線照射能力をもたない紫外線ランプを使用し続けたりするといったことが起こり得る。 There are individual differences in the lifespan of UV lamps, and some have sufficient UV irradiation ability even when used for a long period of time, and some have insufficient UV irradiation ability even when not used for such a long period of time. To do. Therefore, if the UV lamps are replaced regularly, it is wasteful to replace the UV lamps that have sufficient UV irradiation ability, or you may continue to use UV lamps that do not have sufficient UV irradiation ability. It can happen.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、紫外線ランプの劣化を適切に判定できるようにすることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable appropriate determination of deterioration of an ultraviolet lamp.
本発明に係る水質分析計は、リアクタ、酸化剤収容部、測定部、送液部、酸化剤分解部、酸化剤吸光度測定部及びランプ判定部を備えている。前記リアクタは、液を収容する内部空間及び前記内部空間内に収容された液に対して紫外線を照射する紫外線ランプを有する。前記酸化剤収容部は、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤を収容する。前記測定部は、測定セルを有し、前記測定セル内に収容された液の吸光度を測定する。前記送液部は、前記リアクタと前記酸化剤収容部の間、及び前記リアクタと前記測定セルとの間において液を移送する。前記酸化剤分解部は、少なくとも前記送液部の動作を制御し、前記酸化剤収容部に収容された酸化剤を前記リアクタへ移送し、前記リアクタ内の前記酸化剤に対して前記紫外線ランプにより紫外線を所定時間照射する酸化剤分解動作を実行するように構成されている。前記酸化剤吸光度測定部は、前記測定部及び前記送液部の動作を制御し、前記酸化剤分解動作が終了した後で、前記リアクタ内の前記酸化剤を前記測定セルへ移送して前記酸化剤の吸光度を測定する酸化剤吸光度測定動作を実行するように構成されている。前記ランプ判定部は、前記酸化剤吸光度測定動作で測定された前記酸化剤の吸光度に基づいて、前記紫外線ランプの劣化を判定するように構成されている。 The water quality analyzer according to the present invention includes a reactor, an oxidant storage unit, a measurement unit, a liquid delivery unit, an oxidant decomposition unit, an oxidant absorbance measurement unit, and a lamp determination unit. The reactor has an internal space for containing the liquid and an ultraviolet lamp for irradiating the liquid contained in the internal space with ultraviolet light. The oxidant storage unit stores an oxidant having a characteristic that the amount of decomposition increases as the intensity of the irradiated ultraviolet rays increases. The measurement unit has a measurement cell, and measures the absorbance of the liquid contained in the measurement cell. The liquid transfer unit transfers liquid between the reactor and the oxidant storage unit, and between the reactor and the measurement cell. The oxidizer decomposition unit controls at least the operation of the liquid sending unit, transfers the oxidizer stored in the oxidizer storage unit to the reactor, and uses the ultraviolet lamp for the oxidizer in the reactor. It is configured to execute an oxidant decomposition operation of irradiating ultraviolet rays for a predetermined time. The oxidant absorbance measuring unit controls the operations of the measuring unit and the liquid sending unit, and after the oxidant decomposing operation is completed, transfers the oxidant in the reactor to the measurement cell to perform the oxidization. It is configured to perform an oxidant absorbance measurement operation that measures the absorbance of the agent. The lamp determination unit is configured to determine deterioration of the ultraviolet lamp based on the absorbance of the oxidant measured by the oxidant absorbance measurement operation.
すなわち、本発明に係る水質分析計では、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤を用い、当該酸化剤に対して紫外線ランプから紫外線を所定時間照射した後、その酸化剤の吸光度を測定部において測定し、その吸光度測定値に基づいて紫外線ランプの劣化を自動的に判定するように構成されている。酸化剤の吸光度は紫外線ランプの照射による酸化剤の分解量が多いほど低くなる。したがって、酸化剤の吸光度測定値が低いほど紫外線ランプの紫外線照射能力が高いと評価することができ、酸化剤の吸光度測定値が高くなればそれだけ紫外線ランプが劣化していると判断することができる。 That is, in the water quality analyzer according to the present invention, an oxidizer having a characteristic that the decomposition amount increases as the intensity of the irradiated ultraviolet light increases, after irradiating the oxidizer with ultraviolet light for a predetermined time from an ultraviolet lamp, The absorbance of the oxidant is measured by a measuring unit, and the deterioration of the ultraviolet lamp is automatically determined based on the measured absorbance value. The absorbance of the oxidant decreases as the amount of decomposition of the oxidant by irradiation of the ultraviolet lamp increases. Therefore, the lower the absorbance measurement value of the oxidant, the higher the ultraviolet irradiation capability of the ultraviolet lamp can be evaluated, and the higher the absorbance measurement value of the oxidant, the more the ultraviolet lamp can be determined to be deteriorated. .
本発明の水質分析計の好ましい実施形態では、前記紫外線ランプが劣化していると判断するための基準となる前記酸化剤の吸光度値をしきい値として保持するしきい値保持部を備え、前記ランプ判定部は、前記酸化剤吸光度測定動作で測定された前記酸化剤の吸光度が前記しきい値保持部に保持されているしきい値を超えたときに前記紫外線ランプが劣化していると判定するように構成されている。 In a preferred embodiment of the water quality analyzer of the present invention, the ultraviolet lamp is provided with a threshold value holding unit for holding the absorbance value of the oxidant serving as a reference for determining that the deterioration has occurred, and The lamp determination unit determines that the ultraviolet lamp is deteriorated when the absorbance of the oxidant measured by the oxidant absorbance measurement operation exceeds the threshold value held in the threshold value holding unit. Is configured to.
さらに好ましい実施形態では、前記紫外線ランプが劣化していると前記ランプ判定部が判定したときにユーザに対して警告を発するように構成された警告発生部を備えている。これにより、ユーザは紫外線ランプの適切な交換時期を容易に知ることができる。 In a further preferred embodiment, the warning generation unit is configured to issue a warning to the user when the lamp determination unit determines that the ultraviolet lamp has deteriorated. As a result, the user can easily know the proper replacement time of the ultraviolet lamp.
前記酸化剤分解動作において前記リアクタに移送される酸化剤としては、ペルオキソ二硫酸カリウムが挙げられる。 Examples of the oxidant transferred to the reactor in the oxidant decomposition operation include potassium peroxodisulfate.
上記の場合、酸化剤吸光度測定部は、２２０ｎｍの波長の光を用いて前記酸化剤の吸光度を測定することができる。 In the above case, the oxidant absorbance measuring unit can measure the absorbance of the oxidant using light having a wavelength of 220 nm.
本発明に係る紫外線ランプの劣化判定方法は、酸化剤の添加された試料をリアクタに収容し、前記リアクタ内の液に対して紫外線ランプにより紫外線を照射して試料の酸化反応を行ない、酸化反応させられた試料を測定セルへ移送して試料の吸光度を測定するように構成された水質分析計における前記紫外線ランプの劣化判定方法である。当該劣化判定方法は、酸化剤であって照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤を前記リアクタに収容し、前記リアクタ内の前記酸化剤に対して前記紫外線ランプにより紫外線を所定時間照射する酸化剤分解ステップと、前記酸化剤分解ステップの後で、前記リアクタ内の前記酸化剤を前記測定セルへ移送して前記酸化剤の吸光度を測定する酸化剤吸光度測定ステップと、前記酸化剤吸光度測定ステップで測定された前記酸化剤の吸光度に基づいて、前記紫外線ランプの劣化を判定するランプ判定ステップと、を備えている。 A method for determining deterioration of an ultraviolet lamp according to the present invention is a method of accommodating a sample to which an oxidizer is added in a reactor and irradiating the liquid in the reactor with ultraviolet rays from an ultraviolet lamp to oxidize the sample, The method for determining deterioration of the ultraviolet lamp in a water quality analyzer configured to transfer the sample thus prepared to a measurement cell and measure the absorbance of the sample. The deterioration determination method is such that an oxidant, which is an oxidant and has a characteristic that the amount of decomposition increases as the intensity of ultraviolet rays to be irradiated increases, is accommodated in the reactor, and the ultraviolet lamp is used for the oxidant in the reactor. Oxidant decomposition step of irradiating ultraviolet rays for a predetermined time by, and after the oxidant decomposition step, the oxidant absorbance measuring step of transferring the oxidant in the reactor to the measurement cell and measuring the absorbance of the oxidant And a lamp determination step of determining deterioration of the ultraviolet lamp based on the absorbance of the oxidant measured in the oxidant absorbance measurement step.
本発明の劣化判定方法の好ましい実施形態では、前記紫外線ランプが劣化していると判断するための基準となる前記酸化剤の吸光度値をしきい値として用意しておき、前記ランプ判定ステップにおいて、前記酸化剤吸光度測定ステップで測定された前記酸化剤の吸光度が前記しきい値を超えたときに前記紫外線ランプが劣化していると判定する。 In a preferred embodiment of the deterioration determination method of the present invention, the absorbance value of the oxidant serving as a reference for determining that the ultraviolet lamp is deteriorated is prepared as a threshold value, and in the lamp determination step, It is determined that the ultraviolet lamp has deteriorated when the absorbance of the oxidant measured in the oxidant absorbance measuring step exceeds the threshold value.
前記酸化剤分解ステップにおいて前記リアクタに収容する前記酸化剤としては、ペルオキソ二硫酸カリウムが挙げられる。 Examples of the oxidizing agent accommodated in the reactor in the oxidizing agent decomposition step include potassium peroxodisulfate.
上記の場合、酸化剤吸光度測定ステップでは２２０ｎｍの波長の光を用いて前記酸化剤の吸光度を測定することができる。 In the above case, in the oxidant absorbance measuring step, the oxidant absorbance can be measured using light having a wavelength of 220 nm.
本発明に係る水質分析計では、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤に対して紫外線ランプから紫外線を所定時間照射した後、その酸化剤の吸光度を測定部において測定し、その吸光度測定値に基づいて紫外線ランプの劣化を自動的に判定するように構成されているので、紫外線ランプの光量を測定するための新たな光センサを設けることなく、紫外線ランプの劣化を適切かつ自動的に判定することができる。 In the water quality analyzer according to the present invention, after the ultraviolet ray is irradiated for a predetermined time from the ultraviolet lamp to the oxidizing agent having the characteristic that the decomposition amount increases as the intensity of the irradiated ultraviolet ray increases, the absorbance of the oxidizing agent is measured. Since it is configured to automatically determine the deterioration of the ultraviolet lamp based on the absorbance measurement value, it is possible to measure the ultraviolet lamp without providing a new optical sensor for measuring the light amount of the ultraviolet lamp. The deterioration can be appropriately and automatically determined.
本発明に係る紫外線ランプの劣化判定方法では、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤に対して紫外線ランプから紫外線を所定時間照射した後、その酸化剤の吸光度を測定し、その吸光度測定値に基づいて紫外線ランプの劣化を判定するので、紫外線ランプの光量を測定するための新たな光センサを設けなくても、紫外線ランプの劣化を適切に判定することができる。 In the deterioration determination method of the ultraviolet lamp according to the present invention, after the ultraviolet ray is irradiated for a predetermined time from the ultraviolet lamp to the oxidant having the characteristic that the decomposition amount increases as the intensity of the irradiated ultraviolet ray increases, the absorbance of the oxidant Since the deterioration of the ultraviolet lamp is determined based on the measured absorbance, it is possible to properly determine the deterioration of the ultraviolet lamp without providing a new optical sensor for measuring the light amount of the ultraviolet lamp. it can.
以下、本発明に係る水質分析計の一実施例について、図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the water quality analyzer according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１に示されているように、この実施例の水質分析計は主として、シリンジポンプ２、２つのマルチポートバルブ４，６、リアクタ８、測定部１０、及び演算制御装置２０を備えている。 As shown in FIG. 1, the water quality analyzer of this embodiment mainly includes a syringe pump 2, two multiport valves 4 and 6, a reactor 8, a measuring unit 10, and an arithmetic and control unit 20.
シリンジポンプ２は液の吸引と吐出を行なうものである。シリンジポンプ２の吸引・吐出口は、後述するマルチポートバルブ４の中心ポートに接続されている。シリンジポンプ２のシリンダには撹拌用のポンプ１８が流路を介して接続されており、ポンプ１８によって供給されるエアーによりシリンジポンプ２内において液の撹拌を行なうことができるようになっている。 The syringe pump 2 suctions and discharges the liquid. The suction / discharge port of the syringe pump 2 is connected to the center port of a multiport valve 4 described later. A pump 18 for stirring is connected to the cylinder of the syringe pump 2 via a flow path, and the air supplied by the pump 18 can stir the liquid in the syringe pump 2.
マルチポートバルブ４は、１つの中心ポートと複数の選択ポートを有し、中心ポートをいずれか１つの選択ポートへ選択的に接続することができる。マルチポートバルブ４の中心ポートにシリンジポンプ２の吸引・吐出口が接続されている。マルチポートバルブ４の１つの選択ポートはマルチポートバルブ６の中心ポートと流路を介して接続されている。マルチポートバルブ４の他の選択ポートはそれぞれ、試薬（１）〜（６）を貯留する容器を接続するためのポートである。 The multi-port valve 4 has one center port and a plurality of selection ports, and the center port can be selectively connected to any one selection port. The suction / discharge port of the syringe pump 2 is connected to the center port of the multiport valve 4. One selection port of the multi-port valve 4 is connected to the center port of the multi-port valve 6 via a flow path. The other selected ports of the multi-port valve 4 are ports for connecting the containers storing the reagents (1) to (6), respectively.
この実施例では、試薬（１）として水酸化ナトリウム溶液、試薬（２）としてペルオキソ二硫酸カリウム溶液、試薬（３）として塩酸溶液、試薬（４）として硫酸溶液、試薬（５）としてモリブデン酸溶液、試薬（６）としてアスコルビン酸溶液を設置するようになっている。この水質分析計の動作管理を行なう演算制御装置２０は、マルチポートバルブ４の各選択ポートとそれらの選択ポートに接続されるべき各試薬（１）〜（６）を対応付けて記憶している。ペルオキソ二硫酸カリウム溶液を収容する容器は、酸化剤収容部を構成する。 In this example, sodium hydroxide solution as reagent (1), potassium peroxodisulfate solution as reagent (2), hydrochloric acid solution as reagent (3), sulfuric acid solution as reagent (4), molybdic acid solution as reagent (5). An ascorbic acid solution is installed as the reagent (6). The arithmetic and control unit 20 that manages the operation of the water quality analyzer stores the selected ports of the multiport valve 4 and the reagents (1) to (6) to be connected to the selected ports in association with each other. . The container containing the potassium peroxodisulfate solution constitutes an oxidant containing portion.
マルチポートバルブ６も、１つの中心ポートと複数の選択ポートを有し、中心ポートをいずれか１つの選択ポートへ選択的に接続するものである。マルチポートバルブ６の１つの選択ポートは流路を介してリアクタ８と接続されており、マルチポートバルブ６の他の１つの選択ポートは流路を介して測定部１０の測定セル１２の入口に接続されている。マルチポートバルブ６の他の選択ポートには、試料水を採取するための採水管のほか、スパン液、希釈液、標準液をそれぞれ貯留する容器に通じる流路が接続されている。 The multi-port valve 6 also has one center port and a plurality of selection ports, and selectively connects the center port to any one selection port. One selection port of the multiport valve 6 is connected to the reactor 8 via a flow path, and another selection port of the multiport valve 6 is connected to the inlet of the measurement cell 12 of the measurement unit 10 via the flow path. It is connected. The other selected port of the multi-port valve 6 is connected to a water sampling pipe for sampling the sample water, and a flow path leading to a container for storing the span solution, the diluting solution, and the standard solution.
リアクタ８は試料の酸化処理を行なうためのものである。リアクタ８は液を収容する内部空間を有し、その内部空間に紫外線ランプ９の点灯部分が挿入されている。試料の酸化処理とは、酸化剤（例えば、ペルオキソ二硫酸カリウム溶液）の添加された試料に対して一定の温度条件下（例えば、９５℃）で酸素ガス又は空気を供給しながら紫外線を照射し、試料中の測定対象化合物を酸化分解する処理である。 The reactor 8 is for oxidizing the sample. The reactor 8 has an internal space for containing the liquid, and the lighting portion of the ultraviolet lamp 9 is inserted into the internal space. Oxidation treatment of a sample means that the sample to which an oxidizing agent (eg, potassium peroxodisulfate solution) is added is irradiated with ultraviolet rays while supplying oxygen gas or air under a constant temperature condition (eg, 95 ° C.). , A process of oxidizing and decomposing a compound to be measured in a sample.
測定部１０は、測定セル１２、光源１４、及び光検出素子１６を備えている。測定セル１２の出口はドレインへ通じている。光源１４は、測定波長（例えば２２０ｎｍ）の光を測定セル１２へ向けて発生させるものであり、例えばレーザ素子によって実現される。光検出素子１６は測定セル１２を透過してきた光源１４からの光の強度を検出するためのものであり、例えばフォトダイオードによって実現される。 The measurement unit 10 includes a measurement cell 12, a light source 14, and a photodetector element 16. The outlet of the measuring cell 12 leads to the drain. The light source 14 emits light having a measurement wavelength (for example, 220 nm) toward the measurement cell 12, and is realized by, for example, a laser element. The light detection element 16 is for detecting the intensity of light from the light source 14 that has passed through the measurement cell 12, and is realized by, for example, a photodiode.
測定部１０の測定セル１２には、酸化処理済みの試料水や試薬（１）〜（６）のいずれかの試薬が選択的にシリンジポンプ２によって移送される。シリンジポンプ２及びマルチポートバルブ４，６は、試料水や試薬を選択的に測定セル１２へ移送するための送液部を実現するものである。 Oxidized sample water and any one of the reagents (1) to (6) are selectively transferred to the measurement cell 12 of the measurement unit 10 by the syringe pump 2. The syringe pump 2 and the multi-port valves 4 and 6 realize a liquid feeding section for selectively transferring the sample water or the reagent to the measurement cell 12.
演算制御装置２０は、水質分析計の動作管理と演算処理を行なうためのものであり、専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータによって実現されるものである。この実施例において、演算制御装置２０は、リアクタ８の紫外線ランプ９の劣化を自動的に判定し、紫外線ランプ９の劣化が検出されればユーザに対して警告を発する機能を有する。そのような機能を実現するために、演算制御装置２０は、酸化剤分解部２２、酸化剤吸光度測定部２４、ランプ判定部２６、しきい値保持部２８及び警告発生部３０を備えている。酸化剤分解部２２、酸化剤吸光度測定部２４、ランプ判定部２６及び警告発生部３０は、演算制御装置２０に設けられているマイクロコンピュータなどの演算素子が所定のプログラムを実行することによって得られる機能である。しきい値保持部２８は、演算制御装置２０に設けられている記憶装置の一部の領域によって実現される機能である。 The arithmetic and control unit 20 is for performing operation management and arithmetic processing of the water quality analyzer, and is realized by a dedicated computer or a general-purpose personal computer. In this embodiment, the arithmetic and control unit 20 has a function of automatically determining the deterioration of the ultraviolet lamp 9 of the reactor 8 and issuing a warning to the user when the deterioration of the ultraviolet lamp 9 is detected. In order to realize such a function, the arithmetic and control unit 20 includes an oxidizer decomposition unit 22, an oxidizer absorbance measurement unit 24, a lamp determination unit 26, a threshold value holding unit 28, and a warning generation unit 30. The oxidizer decomposition unit 22, the oxidizer absorbance measurement unit 24, the lamp determination unit 26, and the warning generation unit 30 are obtained by an arithmetic element such as a microcomputer provided in the arithmetic and control unit 20 executing a predetermined program. It is a function. The threshold value holding unit 28 is a function realized by a partial area of the storage device provided in the arithmetic and control unit 20.
酸化剤分解部２２は、シリンジポンプ２、マルチポートバルブ４及び６の動作を制御し、酸化剤であるペルオキソ二硫酸カリウム溶液をリアクタ８へ移送し、リアクタ８においてペルオキソ二硫酸カリウム溶液に対して紫外線ランプ９により紫外線を所定時間照射する酸化剤分解動作を実行するように構成されている。 The oxidizing agent decomposing unit 22 controls the operations of the syringe pump 2 and the multiport valves 4 and 6 to transfer the potassium peroxodisulfate solution, which is the oxidizing agent, to the reactor 8 and to the potassium peroxodisulfate solution in the reactor 8. The ultraviolet lamp 9 is configured to execute an oxidant decomposition operation of irradiating ultraviolet rays for a predetermined time.
酸化剤吸光度測定部２４は、シリンジポンプ２、マルチポートバルブ４，６及び測定部１０の動作を制御し、リアクタ８において紫外線を所定時間照射された後のペルオキソ二硫酸カリウムを測定セル１２へ移送し、ペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度を測定する吸光度測定動作を実行するように構成されている。 The oxidant absorbance measurement unit 24 controls the operations of the syringe pump 2, the multiport valves 4, 6 and the measurement unit 10, and transfers potassium peroxodisulfate to the measurement cell 12 after being irradiated with ultraviolet rays for a predetermined time in the reactor 8. Then, it is configured to execute the absorbance measurement operation for measuring the absorbance of potassium peroxodisulfate.
ランプ判定部２６は、上記の吸光度測定動作によるペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度の測定値に基づいて紫外線ランプ９の劣化を判定するように構成されている。ペルオキソ二硫酸カリウムは、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤である。ペルオキソ二硫酸カリウムの分解量が多いほどペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度が低くなるため、リアクタ８における紫外線の照射時間を同じ時間に合わせて比較すれば、ペルオキソ二硫酸カリウムに対して照射された紫外線の強度、すなわち、紫外線ランプ９の紫外線照射能力を評価することができる。 The lamp determination unit 26 is configured to determine the deterioration of the ultraviolet lamp 9 based on the measured value of the absorbance of potassium peroxodisulfate by the above-described absorbance measurement operation. Potassium peroxodisulfate is an oxidant having the property that the amount of decomposition increases as the intensity of the ultraviolet light irradiated increases. The higher the decomposition amount of potassium peroxodisulfate, the lower the absorbance of potassium peroxodisulfate. Therefore, comparing the irradiation time of the ultraviolet light in the reactor 8 with the same time, the absorption of the ultraviolet light irradiated to potassium peroxodisulfate is compared. The intensity, that is, the ultraviolet irradiation ability of the ultraviolet lamp 9 can be evaluated.
より具体的にいえば、ペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度測定値が低いほど紫外線ランプ９の紫外線照射能力が高いと評価することができ、ペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度測定値が高くなればそれだけ紫外線ランプ９が劣化していると判断することができる。 More specifically, it can be evaluated that the lower the absorbance measurement value of potassium peroxodisulfate is, the higher the ultraviolet irradiation ability of the ultraviolet lamp 9 is. The higher the absorbance measurement value of potassium peroxodisulfate is, the higher the ultraviolet lamp 9 is. Can be judged to have deteriorated.
図３は、ペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度と紫外線照射時間との関係性を示すグラフである。このグラフからわかるように、正常な紫外線ランプを使用してペルオキソ二硫酸カリウムに紫外線を照射した場合に比べて、紫外線照射能力の劣化した古い紫外線ランプを使用してペルオキソ二硫酸カリウムに紫外線を照射した場合のほうがペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度が高くなる。したがって、特定の紫外線照射時間について、正常な紫外線ランプを使用した場合のペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度と劣化した紫外線ランプを使用した場合のペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度との間にしきい値を設定しておくことで、紫外線ランプ９の適切な交換時期を自動的に判定することができる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the absorbance of potassium peroxodisulfate and the ultraviolet irradiation time. As can be seen from this graph, compared to the case where potassium peroxodisulfate is irradiated with ultraviolet rays using a normal ultraviolet lamp, potassium peroxodisulfate is irradiated with ultraviolet rays using an old ultraviolet lamp whose ultraviolet irradiation ability has deteriorated. In that case, the absorbance of potassium peroxodisulfate is higher. Therefore, for a particular UV irradiation time, a threshold value is set between the absorbance of potassium peroxodisulfate when using a normal UV lamp and the absorbance of potassium peroxodisulfate when using a deteriorated UV lamp. By setting it, it is possible to automatically determine an appropriate replacement time of the ultraviolet lamp 9.
ランプ判定部２６は、ペルオキソ二硫酸カリウムの吸光度測定値を予め設定されたしきい値と比較し、測定値がしきい値を超えたときに紫外線ランプ９が劣化している（異常である）と判定するように構成されている。しきい値は予めなされた実験によって求められ、しきい値保持部２８に保持されている。 The lamp determination unit 26 compares the measured absorbance value of potassium peroxodisulfate with a preset threshold value, and when the measured value exceeds the threshold value, the ultraviolet lamp 9 is deteriorated (abnormal). It is configured to determine that. The threshold value is obtained by an experiment conducted in advance and is held in the threshold value holding unit 28.
警告発生部３０は、紫外線ランプ９がランプ判定部２６によって劣化していると判定されたときに、ユーザに対する警告を発生させるように構成されている。ユーザに対する警告としては、演算制御装置２０に電気的に接続されたディスプレイ上に紫外線ランプ９が劣化していることを表示することであってもよいし、警告ランプを点灯させることであってもよいし、警告音を発することであってもよい。 The warning generation unit 30 is configured to generate a warning to the user when the lamp determination unit 26 determines that the ultraviolet lamp 9 is deteriorated. The warning to the user may be to display that the ultraviolet lamp 9 is deteriorated on the display electrically connected to the arithmetic and control unit 20, or to turn on the warning lamp. Alternatively, the warning sound may be emitted.
次に、紫外線ランプ９の劣化判定を行なう際の装置の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。 Next, the operation of the apparatus when determining the deterioration of the ultraviolet lamp 9 will be described with reference to the flowchart of FIG.
以下に説明する紫外線ランプ９の劣化判定動作は、例えばこの水質分析装置を起動した際に実行してもよいし、ユーザが任意のタイミングで演算制御装置２０に対して紫外線ランプ９の劣化判定動作を実行する指示を入力した際に実行してもよい。 The deterioration determination operation of the ultraviolet lamp 9 described below may be performed, for example, when the water quality analyzer is started up, or the deterioration determination operation of the ultraviolet lamp 9 to the arithmetic and control unit 20 at an arbitrary timing by the user. It may be executed when an instruction to execute is input.
劣化判定動作が開始されると、酸化剤分解部２２は、シリンジポンプ２、マルチポートバルブ４及び６の動作を制御し、所定量のペルオキソ二硫酸カリウム溶液をシリンジポンプ２内に吸入する（ステップＳ１）。その後、マルチポートバルブ４及び６を切り替えてシリンジポンプ２をリアクタ８と連通させ、ペルオキソ二硫酸カリウム溶液をリアクタ８へ移送する（ステップＳ２）。リアクタ８では、紫外線ランプ９の発光部がペルオキソ二硫酸カリウム溶液に浸漬された状態となる。この状態で、紫外線ランプ９によりリアクタ８内のペルオキソ二硫酸カリウム溶液に対して紫外線を所定時間（例えば、３００秒間）照射する（ステップＳ３）。 When the deterioration determination operation is started, the oxidizer decomposition unit 22 controls the operations of the syringe pump 2 and the multiport valves 4 and 6 to draw a predetermined amount of potassium peroxodisulfate solution into the syringe pump 2 (step S1). Then, the multiport valves 4 and 6 are switched to connect the syringe pump 2 to the reactor 8 and transfer the potassium peroxodisulfate solution to the reactor 8 (step S2). In the reactor 8, the light emitting part of the ultraviolet lamp 9 is immersed in the potassium peroxodisulfate solution. In this state, the ultraviolet lamp 9 irradiates the potassium peroxodisulfate solution in the reactor 8 with ultraviolet rays for a predetermined time (for example, 300 seconds) (step S3).
ペルオキソ二硫酸カリウム溶液に対する紫外線の照射が終了した後、酸化剤吸光度測定部２４は、シリンジポンプ２、マルチポートバルブ４，６及び測定部１０の動作を制御して、リアクタ８内のペルオキソ二硫酸カリウム溶液を測定セル１２へ移送し（ステップＳ４）、測定部１０においてペルオキソ二硫酸カリウム溶液の吸光度を測定する（ステップＳ５）。吸光度の測定では、例えば波長が２２０ｎｍの光が使用される。 After the irradiation of the potassium peroxodisulfate solution with the ultraviolet rays is completed, the oxidant absorbance measurement unit 24 controls the operations of the syringe pump 2, the multiport valves 4 and 6, and the measurement unit 10 so that the peroxodisulfate in the reactor 8 is controlled. The potassium solution is transferred to the measuring cell 12 (step S4), and the absorbance of the potassium peroxodisulfate solution is measured in the measuring unit 10 (step S5). Light having a wavelength of 220 nm is used for measuring the absorbance.
ランプ判定部２６は、ペルオキソ二硫酸カリウム溶液の吸光度の測定値をしきい値保持部２８に保持されているしきい値と比較し（ステップＳ６）、測定値がしきい値を超えていなければ紫外線ランプ９を正常（劣化していない）と判定し（ステップＳ７）、測定値がしきい値を超えていれば紫外線ランプ９を異常（劣化している）と判定する（ステップＳ８）。ランプ判定部２６により紫外線ランプ９が異常と判定された場合、警告発生部３０はユーザに対する警告を発生させる（ステップＳ９）。 The lamp determination unit 26 compares the measured value of the absorbance of the potassium peroxodisulfate solution with the threshold value held in the threshold value holding unit 28 (step S6), and if the measured value does not exceed the threshold value. The ultraviolet lamp 9 is determined to be normal (not deteriorated) (step S7), and if the measured value exceeds the threshold value, the ultraviolet lamp 9 is determined to be abnormal (deteriorated) (step S8). When the lamp determination unit 26 determines that the ultraviolet lamp 9 is abnormal, the warning generation unit 30 issues a warning to the user (step S9).
以上において説明した実施例では、紫外線ランプ９の劣化の判定のためにペルオキソ二硫酸カリウムを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤であれば別の酸化剤であってもよい。 In the embodiment described above, potassium peroxodisulfate is used to determine the deterioration of the ultraviolet lamp 9, but the present invention is not limited to this, and the higher the intensity of the ultraviolet light that is irradiated, the higher the intensity of the ultraviolet light that is irradiated. Another oxidizing agent may be used as long as it has the property of increasing the amount of decomposition.
２ シリンジポンプ
４，６ マルチポートバルブ
８ リアクタ
９ 紫外線ランプ
１０ 測定部
１２ 測定セル
１４ 光源
１６ 光検出素子
１８ ポンプ
２０ 演算制御装置
２２ 酸化剤分解部
２４ 酸化剤吸光度測定部
２６ ランプ判定部
２８ しきい値保持部
３０ 警告発生部
2 Syringe pump 4, 6 Multi-port valve 8 Reactor 9 Ultraviolet lamp 10 Measuring unit 12 Measuring cell 14 Light source 16 Photodetector 18 Pump 20 Calculation control device 22 Oxidizing agent decomposing unit 24 Oxidizing agent absorbance measuring unit 26 Lamp judging unit 28 Threshold Value storage unit 30 Warning generation unit
Claims (9)
照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤を収容する酸化剤収容部と、
測定セルを有し、前記測定セル内に収容された液の吸光度を測定するための測定部と、
前記リアクタと前記酸化剤収容部の間、及び前記リアクタと前記測定セルとの間において液を移送するための送液部と、
少なくとも前記送液部の動作を制御し、前記酸化剤収容部に収容された酸化剤を前記リアクタへ移送し、前記リアクタ内の前記酸化剤に対して前記紫外線ランプにより紫外線を所定時間照射する酸化剤分解動作を実行するように構成された酸化剤分解部と、
前記測定部及び前記送液部の動作を制御し、前記酸化剤分解動作が終了した後で、前記リアクタ内の前記酸化剤を前記測定セルへ移送して前記酸化剤の吸光度を測定する酸化剤吸光度測定動作を実行するように構成された酸化剤吸光度測定部と、
前記酸化剤吸光度測定動作で測定された前記酸化剤の吸光度に基づいて、前記紫外線ランプの劣化を判定するように構成されたランプ判定部と、を備えた水質分析計。 A reactor having an internal space for containing a liquid and an ultraviolet lamp for irradiating the liquid contained in the internal space with ultraviolet light;
An oxidant containing portion that contains an oxidant having a characteristic that the amount of decomposition increases as the intensity of the irradiated ultraviolet light increases,
Having a measurement cell, a measurement unit for measuring the absorbance of the liquid contained in the measurement cell,
A liquid sending unit for transferring a liquid between the reactor and the oxidant storage unit, and between the reactor and the measurement cell,
Oxidation that controls at least the operation of the liquid feeding unit, transfers the oxidant contained in the oxidant containing unit to the reactor, and irradiates the oxidant in the reactor with ultraviolet light for a predetermined time by the ultraviolet lamp. An oxidizer decomposition unit configured to perform an agent decomposition operation;
An oxidant that controls the operations of the measuring unit and the liquid sending unit and transfers the oxidant in the reactor to the measurement cell to measure the absorbance of the oxidant after the oxidant decomposition operation is completed. An oxidant absorbance measurement unit configured to perform an absorbance measurement operation,
A water quality analyzer comprising: a lamp determination unit configured to determine deterioration of the ultraviolet lamp based on the absorbance of the oxidant measured by the oxidant absorbance measurement operation.
前記ランプ判定部は、前記酸化剤吸光度測定動作で測定された前記酸化剤の吸光度が前記しきい値保持部に保持されているしきい値を超えたときに前記紫外線ランプが劣化していると判定するように構成されている、請求項１に記載の水質分析計。 The ultraviolet lamp is provided with a threshold value holding unit that holds the absorbance value of the oxidant serving as a reference value for determining that the deterioration has occurred,
The lamp determination unit is that the ultraviolet lamp is deteriorated when the absorbance of the oxidant measured by the oxidant absorbance measurement operation exceeds a threshold value held in the threshold value holding unit. The water quality analyzer according to claim 1, which is configured to make a determination.
酸化剤であって照射される紫外線の強度が高いほど分解量が増加する特性を有する酸化剤を前記リアクタに収容し、前記リアクタ内の前記酸化剤に対して前記紫外線ランプにより紫外線を所定時間照射する酸化剤分解ステップと、
前記酸化剤分解ステップの後で、前記リアクタ内の前記酸化剤を前記測定セルへ移送して前記酸化剤の吸光度を測定する酸化剤吸光度測定ステップと、
前記酸化剤吸光度測定ステップで測定された前記酸化剤の吸光度に基づいて、前記紫外線ランプの劣化を判定するランプ判定ステップと、を備えた紫外線ランプの劣化判定方法。 A sample to which an oxidant has been added is housed in a reactor, the sample in the reactor is irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp to carry out an oxidation reaction of the sample, and the sample subjected to the oxidation reaction is transferred to a measurement cell to be sampled. A method for determining deterioration of the ultraviolet lamp in a water quality analyzer configured to measure the absorbance of,
An oxidant, which has a characteristic that the amount of decomposition increases as the intensity of the irradiated ultraviolet light increases, is housed in the reactor, and the oxidizer in the reactor is irradiated with ultraviolet light for a predetermined time by the ultraviolet lamp. An oxidant decomposition step of
After the oxidant decomposition step, an oxidant absorbance measurement step of transferring the oxidant in the reactor to the measurement cell and measuring the absorbance of the oxidant,
A method for determining deterioration of an ultraviolet lamp, comprising: a lamp determining step for determining deterioration of the ultraviolet lamp based on the absorbance of the oxidizing agent measured in the oxidizing agent absorbance measuring step.
前記ランプ判定ステップにおいて、前記酸化剤吸光度測定ステップで測定された前記酸化剤の吸光度が前記しきい値を超えたときに前記紫外線ランプが劣化していると判定する、請求項６に記載の劣化判定方法。 The absorbance value of the oxidant serving as a reference for determining that the ultraviolet lamp has deteriorated is prepared as a threshold value,
The deterioration according to claim 6, wherein, in the lamp determination step, the ultraviolet lamp is deteriorated when the absorbance of the oxidant measured in the oxidant absorbance measurement step exceeds the threshold value. Judgment method.
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