JP2586983Y2 - 結合型有効塩素対策形無試薬形遊離塩素計 - Google Patents

結合型有効塩素対策形無試薬形遊離塩素計

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JP2586983Y2
JP2586983Y2 JP1991093424U JP9342491U JP2586983Y2 JP 2586983 Y2 JP2586983 Y2 JP 2586983Y2 JP 1991093424 U JP1991093424 U JP 1991093424U JP 9342491 U JP9342491 U JP 9342491U JP 2586983 Y2 JP2586983 Y2 JP 2586983Y2
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上田嘉直子
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、試薬を使わずに遊離型
有効塩素(Free Available Chlorine)を測定する無試薬
形遊離塩素計に係わるものである。さらに言えば、サン
プル中に結合型有効塩素(Combined Available Chlorin
e)が混在する場合に、このサンプルを測定したときにあ
って、結合型有効塩素の影響を低減することができるよ
うにした結合型有効塩素対策形無試薬形遊離塩素計に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、測定槽に
導入された遊離型有効塩素を含む被測定液中に、指示極
と対極とを浸漬し、これら電極間に流れる拡散電流から
被測定液中の遊離型有効塩素濃度を測定する無試薬形遊
離塩素計が知られている(例えば、特開平2−5215
3号公報参照)。
【0003】以下、従来の技術を図面を用いながら説明
する。
【0004】図3は無試薬形遊離塩素計の概要説明図
(測定回路原理図)である。図4は図3の回路を用いて
測定した被測定液中の遊離型有効塩素濃度の電圧−電流
特性(ポーラログラム)を示す図である。図5は図4で
用いた回路における結合型有効塩素の影響の説明に供す
る図である。図6は図3の回路で別の指示極を用いて測
定した被測定液中の遊離型有効塩素濃度の電圧−電流特
性を示す図である。図7は図6で用いた回路における結
合型有効塩素の影響の説明に供する図である。
【0005】図3において、無試薬形遊離塩素計は、測
定槽1に導入された遊離型有効塩素を含む被測定液2の
中に浸漬された指示極(回転電極)3と対極(比較極)
4間に流れる拡散電流(IS)から、前記被測定液中の
遊離型有効塩素濃度を測定する構成をとる。
【0006】前記拡散電流ISを得るために指示極3と
対極4の間に印加する加電圧は、加電圧回路5から与え
られる。そして、このときの拡散電流ISは、アンプ6
で増幅されて切替手段7を介してA/D(アナログ デ
ジタル変換回路)8に導かれてデジタル変換された後に
CPU(演算手段)9に出力される。
【0007】CPU8で演算されて得た遊離型有効塩素
濃度は、例えば表示器10で表示される。或いは、D/
A(デジタル アナログ変換回路)11を介してアナロ
グ出力(4〜20mAや1〜5V等の出力値)として外
部出力される。
【0008】尚、前記加電圧回路5は、CPU9で制御
(加電圧補償)される。又、前記切替手段7の一方に
は、被測定液2に浸漬されてそのときの液温を測定する
温度測定検出端12からの出力が温度測定回路13を介
して導かれている。
【0009】このような構成において、前記指示極に金
(Au)を用いたとき、前記加電圧は、図4に示すよう
な、電圧値が変化しても電流値が変化しない、いわゆる
ポーラログラフィにおけるプラトー領域(濃度分極が起
きる領域)の値を選ぶことができる。
【0010】尚、この加電圧は、指示極3及び対極4の
組み合わせ(例えば、対極についてみてみた場合でも、
その材質が白金であったり塩化銀であったり銅であった
りすることによる組み合わせ)によって異なる。この場
合は、ポーラログラフィにおけるプラトー領域にこの印
加電圧を設定することが好ましいから、プラトー領域が
被測定物質(遊離型有効塩素)の濃度とともにシフトす
るような場合に、前記加電圧補償を行うことが有効とな
ってくるものである。
【0011】図4は、指示極3に金、対極4に銀/塩化
銀を用いたときの、加電圧[V]と被測定液中の遊離型
有効塩素の拡散電流[μA]の関係(ポーラログラム)
を、いくつかの遊離型有効塩素濃度について示すもので
ある。
【0012】このとき、プラトー領域は、拡散電流値に
対応して電圧方向にシフトするので、それに応じた補償
を行い適切な電圧を印加することとなる。
【0013】又、得られた拡散電流の値は、温度により
変化するが、温度検出端12からの信号に基づき自動的
に補償がなされる。
【0014】図4において、ポーラログラムにおけるプ
ラトー領域は、電流が増す程加電圧軸(スロープSL
[V/μA])が加電圧のマイナス方向にシフトしてい
る。前記加電圧補償は、このシフト分を考慮して印加電
圧を決定して成される。
【0015】この時の最適な加電圧補償値は、 印加電圧V=スタート電圧V0[V] +スロープSL[V/μA]×拡散電流[μA] ……(1) から得る。図4においては、スタート電圧V0=−0.
1[V]、スロープSL=−0.02[V/μA]とな
っている。
【0016】遊離型有効塩素検量線及び結合型有効塩素
の影響度の関係は、前記加電圧補償を用いて、横軸に手
分析によって遊離型有効塩素濃度を測定した値(図では
「遊離塩素濃度(手分析値)」と表す)[mg/l]を
とり、図の左縦軸に計器(遊離塩素計)で測定した遊離
型有効塩素の濃度指示値又は出力値(図では「計器出
力」と表す)[mg/l]、及び図の右縦軸に前記手分
析法によって測定した結合型有効塩素濃度(図では「結
合塩素濃度(手分析値)」と表す)[mg/l]をとっ
たとき、図5に示すようになる。
【0017】図5は、×印を手分析によるときの結合型
有効塩素濃度測定値、○印を計器と手分析によるときの
遊離型有効塩素と結合型有効塩素とが混在した被測定液
の測定値、☆印を計器と手分析によるときの遊離型有効
塩素のみの場合の被測定液の測定値とし、☆印を結んだ
平均値を検量線KLとして表す。
【0018】被測定液が遊離型有効塩素のみである場合
は、計器と手分析法によって得た値(図5において、遊
離塩素濃度0.9[mg/l]に対する計器出力1.7
[mg/l])を☆印として図上にプロットする。以下
同様に、夫々の値を☆印としてプロットし、これを結ぶ
ことで良好な直線から成る検量線KLを得ることができ
る。但し、計器出力は、手分析法による遊離塩素濃度に
合わせ込みはされておらず、必ずしもその値は一致して
いない。
【0019】以後の測定は、この検量線に従って被測定
液の遊離型有効塩素が精度(直線性、繰返し性)良くで
きる。
【0020】
【考案が解決しようとする課題】このような従来の技術
にあって、結合型有効塩素と遊離型有効塩素とが混在し
た被測定液を測定する場合は、以下のような問題点があ
った。
【0021】(イ)計器と手分析法によって得た値は、
例えば、図5において、遊離塩素濃度0.5[mg/
l]における計器出力2.2[mg/l]について、図
上に○印としてプロットして表す。前記遊離塩素濃度
(0.5[mg/l])のときの結合型有効塩素濃度
は、×印で表す。
【0022】この結果は、被測定液に結合型有効塩素が
あるとき、図5の○印とそのときの検量線との間にはδ
で示すように、計器指示値には結合型有効塩素の影響に
基づく多大な測定誤差のあることが判明することとな
る。
【0023】以下同様に、夫々の測定値をプロットする
と、同様のことがいえることがより明らかとなる。
【0024】以上のことから、被測定液に結合型有効塩
素があるときは、正確な遊離型有効塩素の測定結果を得
ることはできない。
【0025】(ロ)以上の説明は、前記指示極に金(A
u)を用いた場合における検量線と、この検量線に従っ
た被測定液の遊離型有効塩素の測定に関する精度を問題
として考えた結果である。
【0026】一方、前記指示極の材質をこれに限定され
ないとした場合にどうなるかであるが、例えば、前記指
示極に白金(Pt)を用いた場合をみてみると、結果
は、図6及び図7で表すようになる。
【0027】図6からいえることは、白金のポーラログ
ラムには殆ど前記したプラトー領域が見られず、この場
合は加電圧補償は難しい。従って、通常は加電圧補償の
概念を取り入れず、一定値(例えばV0=0.2)を取
って計器を構成するのが簡易であり一般的なものとな
る。
【0028】この場合は、被測定液に結合型有効塩素が
あるときであってもこれによる影響は、図7からも分か
るように、検量線KLと○印との間(δ)の関係がぐっ
と抑えられる。つまり、結合型有効塩素があってもこれ
による影響程度は遙に軽減されている。
【0029】ところで、検量線は前記したように、遊離
塩素濃度と計器出力との関係が直線関係になければなら
ないが、図7からも分かるように直線性が得られていな
い。このために、繰返し性、指示精度(検量線を直線と
みなして測定を行うことによる誤差等による悪化)の点
等で問題があることが分かる。
【0030】つまり、指示極を金で構成した場合は検量
線の直線性を重視し、白金を用いる場合は結合型有効塩
素の影響を重視している、ということも言える。
【0031】本考案は、従来の有するこのような問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な構造で遊離型有効塩素の測定における結合型
有効塩素の影響を軽減した測定結果を得ることができる
結合型有効塩素対策形無試薬形遊離塩素計を提供するも
のである。
【0032】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、測定槽1内の被測定液2に浸漬された指
示極3と対極4との間に流れる拡散電流を演算手段9を
用いて演算して前記被測定液中の遊離型有効塩素濃度を
測定する構成の無試薬形遊離塩素計において、 (イ)前記指示極の材質を主成分が金及び白金から成る
合金で構成し、前記遊離型有効塩素の測定における結合
型有効塩素の影響を軽減するようにしたことを特徴とす
るものであり(請求項1)、 (ロ)前記指示極の材質を白金で構成し、前記演算手段
に曲線から直線の検量線とする補正演算するためのデー
タが格納された記憶要素を配置し、前記拡散電流から前
記遊離型有効塩素を演算して求め、前記遊離型有効塩素
の測定における結合型有効塩素の影響を軽減するように
したことを特徴とするもの(請求項2)、である。
【0033】
【実施例】実施例に付いて図面を参照して説明する。
尚、以下の図面において、図3乃至図7と重複する部分
は同一番号を付してその説明は省略する。
【0034】図1は本考案の実施例の説明に供する図で
ある。図2は本考案の実施例の説明に供する図である。
【0035】本考案の構成上の特徴は、指示極の材質の
主成分を変えてこれに伴って加電圧の値を変更するよう
にし、遊離型有効塩素の測定における結合型有効塩素の
影響を軽減した測定結果を得るようにしたことである。
【0036】より具体的にいうと、本考案の特徴は、指
示極の材質を、従来の『金(Au)』から、その主成分
を『金(Au)及び白金(Pt)から成る合金』で構成
したものである。そしてこれに伴って、印加電圧の値に
ついては、従来のスタート電圧V0=−0.1[V]、
スロープSL=−0.02[V/μA]をV0=0
[V]、SL=−0.02[V/μA]と変更した。
【0037】具体的には、指示極を前記のように構成し
たことによって、ポーラログラフィは図1に示すような
かなりはっきりしたプラトー領域特性が得られる。従っ
て、プラトー領域は拡散電流値に対応して変化するとこ
ろから、それに応じた適切な電圧を選ぶことができる。
【0038】更に、図1からポーラログラムにおけるプ
ラトー領域は、図4と同様にスロープSL[V/μA]
が加電圧のマイナス方向にシフトしているから、加電圧
補償は、このシフト分を考慮して(1)式から印加電圧の
決定がされて、上述するような変更がなされることとな
る。
【0039】この加電圧補償を用いて、図5に対応する
遊離型有効塩素検量線及び結合型有効塩素の影響度の関
係を表すと、図2に示すようになる。
【0040】図2によれば、金指示極とほぼ同等の直線
性を得ることができ、且つ結合型有効塩素の影響度が図
5に対応してかなり小さくなっている(軽減できてい
る)ことが分かる。
【0041】尚、この合金構成の指示極によれば、波及
効果としては、金或いは白金のみで構成されているもの
に比べて格段に硬い材質であることから、図3において
示す指示極の周りに配置されてビーズBによる電極研磨
のための電極磨耗の程度を抑制することができる。
【0042】ところで、図1乃至図2は、指示極の主た
る構成を金75%、白金7%とした場合で表すが、この
成分の割合はこれに限定するものではないことは言うま
でもない。
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【考案の効果】本考案は、以上説明したように構成され
ているので、次に記載するような効果を奏する。 (イ)合金から成る指示極によれば、金指示極とほぼ同
等の直線性を得ることができ、且つ結合型有効塩素の影
響度が軽減できる。 (ロ)合金から成る指示極によれば、ビーズによる電極
磨耗の程度を抑制する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例の説明に供する図である。
【図2】本考案の実施例の説明に供する図である。
【図3】無試薬形遊離塩素計の概要説明図(測定回路原
理図)である。
【図4】図3の回路を用いて測定した被測定液中の遊離
型有効塩素濃度の電圧−電流特性(ポーラログラム)を
示す図である。
【図5】図4で用いた回路における結合型有効塩素の影
響の説明に供する図である。
【図6】図3の回路で別の指示極を用いて測定した被測
定液中の遊離型有効塩素濃度の電圧−電流特性を示す図
である。
【図7】図6で用いた回路における結合型有効塩素の影
響の説明に供する図である。
【符号の説明】
1 測定槽 2 被測定液 3 指示極(回転電極) 4 対極(比較極) 5 加電圧回路 8 A/D(アナログ デジタル変換回路) 9 CPU(演算手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 27/416 G01N 27/30

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定槽1内の被測定液2に浸漬された指示
    極3と対極4との間に流れる拡散電流を演算手段9を用
    いて演算して前記被測定液中の遊離型有効塩素濃度を測
    定する構成の無試薬形遊離塩素計において、前記指示極
    の材質を主成分が金及び白金から成る合金で構成し、前
    記遊離型有効塩素の測定における結合型有効塩素の影響
    を軽減するようにしたことを特徴とする結合型有効塩素
    対策形無試薬形遊離塩素計。
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