JP3237312B2 - 鉄分測定装置 - Google Patents
鉄分測定装置Info
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- JP3237312B2 JP3237312B2 JP15018593A JP15018593A JP3237312B2 JP 3237312 B2 JP3237312 B2 JP 3237312B2 JP 15018593 A JP15018593 A JP 15018593A JP 15018593 A JP15018593 A JP 15018593A JP 3237312 B2 JP3237312 B2 JP 3237312B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄分測定装置に関し,さ
らに詳しくは主として火力発電プラントの貫流ボイラ型
プラントの系統水中に含まれる鉄分の濃度を測定する鉄
分測定装置に関するものである。
らに詳しくは主として火力発電プラントの貫流ボイラ型
プラントの系統水中に含まれる鉄分の濃度を測定する鉄
分測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電プラントの高温,高圧化に伴い
水質管理基準も厳しいものとなっているが,特に貫流ボ
イラ型プラントでは各工程ごとに系統水中の全鉄濃度が
規定されており,高精度で迅速な全鉄濃度の把握が要請
されている。全鉄測定において,最も工数が長くかかる
操作はサンプル中の粒子またはコロイド状の鉄を溶解さ
せる段階(前処理)である。鉄分の測定方法はJIS
B8224「ボイラの給水及びボイラ水の試験方法」に
示されている。この方法はサンプルに塩酸を加えて1/
10の体積まで濃縮することにより鉄を溶解させるもの
であるが,通常この操作だけで30〜60分程度必要で
ある。
水質管理基準も厳しいものとなっているが,特に貫流ボ
イラ型プラントでは各工程ごとに系統水中の全鉄濃度が
規定されており,高精度で迅速な全鉄濃度の把握が要請
されている。全鉄測定において,最も工数が長くかかる
操作はサンプル中の粒子またはコロイド状の鉄を溶解さ
せる段階(前処理)である。鉄分の測定方法はJIS
B8224「ボイラの給水及びボイラ水の試験方法」に
示されている。この方法はサンプルに塩酸を加えて1/
10の体積まで濃縮することにより鉄を溶解させるもの
であるが,通常この操作だけで30〜60分程度必要で
ある。
【0003】前処理時間を短縮するものとしては特開昭
63−201564号公報に記載された方法が知られて
いる。図6は上記公報に記載された鉄分溶解方法であ
る。図において1はサンプル水導入管,2はサンプル水
入り口弁,3は送水ポンプ,4は流量計,5は塩酸注入
ポンプ,6は塩酸注入管,7は塩酸注入弁,8はサンプ
ル水加熱器,9は冷却器,10は調圧弁,11は弁,1
2は全鉄検出計,13はプローブ管,14はサンプル水
出口管,15はサンプル水出口弁である。
63−201564号公報に記載された方法が知られて
いる。図6は上記公報に記載された鉄分溶解方法であ
る。図において1はサンプル水導入管,2はサンプル水
入り口弁,3は送水ポンプ,4は流量計,5は塩酸注入
ポンプ,6は塩酸注入管,7は塩酸注入弁,8はサンプ
ル水加熱器,9は冷却器,10は調圧弁,11は弁,1
2は全鉄検出計,13はプローブ管,14はサンプル水
出口管,15はサンプル水出口弁である。
【0004】上記の構成において,サンプル水がサンプ
ル導入管1によって採取され,サンプル水入り口弁2,
送水ポンプ3,流量計4から高圧下にあるサンプル水加
熱器8に送水される。一方塩酸注入ポンプ5から塩酸注
入管6,塩酸注入弁7を介して上記サンプル水中に塩酸
が1〜10%程度となるよう注入混合されサンプル水加
熱器8で100〜150℃に加熱されることにより,上
記サンプル中のコロイド及び粒子状の鉄分は従来より大
幅に短い滞留時間で溶解される。その後冷却器9で冷却
され調圧弁10を介して減圧される。そしてこの液は弁
11を経て全鉄検出計12に搬送され,その含有鉄分が
測定されブロー管13から排出される。上記の鉄分溶解
方法は溶解がチューブ内の流れの中で行われるのでクロ
マトグラフィやフローインジェクション検出法(FI
A)との接続も容易である。
ル導入管1によって採取され,サンプル水入り口弁2,
送水ポンプ3,流量計4から高圧下にあるサンプル水加
熱器8に送水される。一方塩酸注入ポンプ5から塩酸注
入管6,塩酸注入弁7を介して上記サンプル水中に塩酸
が1〜10%程度となるよう注入混合されサンプル水加
熱器8で100〜150℃に加熱されることにより,上
記サンプル中のコロイド及び粒子状の鉄分は従来より大
幅に短い滞留時間で溶解される。その後冷却器9で冷却
され調圧弁10を介して減圧される。そしてこの液は弁
11を経て全鉄検出計12に搬送され,その含有鉄分が
測定されブロー管13から排出される。上記の鉄分溶解
方法は溶解がチューブ内の流れの中で行われるのでクロ
マトグラフィやフローインジェクション検出法(FI
A)との接続も容易である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記の
従来例においては鉄濃度が高い場合やサンプル液の主成
分が溶解しにくいマグネタイトの場合は溶解が不完全で
あり,測定に負の誤差を与える要因となっている。ま
た,冷却器と調節弁(減圧弁)を別々に備えているので
部品点数が多くコスト高になるという問題があった。本
発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされた
もので,冷却器と調節弁を一体化し,所定量のサンプル
液と第1反応液の混合液を加圧してマイクロ波加熱器で
所定の時間加熱し,サンプル液中の粒子状の鉄をほぼ完
全に溶解するとともに溶解した鉄を定量可能なFIAで
検出することにより粒子状の鉄を含むサンプル液を迅速
に定量することが可能で,かつ,低コストな鉄分測定装
置を提供することを目的とする。
従来例においては鉄濃度が高い場合やサンプル液の主成
分が溶解しにくいマグネタイトの場合は溶解が不完全で
あり,測定に負の誤差を与える要因となっている。ま
た,冷却器と調節弁(減圧弁)を別々に備えているので
部品点数が多くコスト高になるという問題があった。本
発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされた
もので,冷却器と調節弁を一体化し,所定量のサンプル
液と第1反応液の混合液を加圧してマイクロ波加熱器で
所定の時間加熱し,サンプル液中の粒子状の鉄をほぼ完
全に溶解するとともに溶解した鉄を定量可能なFIAで
検出することにより粒子状の鉄を含むサンプル液を迅速
に定量することが可能で,かつ,低コストな鉄分測定装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は,鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプル
液の所定量を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液
に第1反応液を注入する第1反応液注入手段と,前記サ
ンプル液を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧する
と共に冷却装置として機能する抵抗管と,この抵抗管の
前段に設けられ加圧された状態の混合液にマイクロ波を
照射して加熱するマイクロ波加熱器と,この加熱された
混合液を前記抵抗管を通して冷却し,この冷却された混
合液に複数の反応液を加えて順次反応させる反応手段
と,この複数回反応させた反応液に含まれる鉄分を検出
する鉄分検出手段からなるものである。
本発明は,鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプル
液の所定量を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液
に第1反応液を注入する第1反応液注入手段と,前記サ
ンプル液を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧する
と共に冷却装置として機能する抵抗管と,この抵抗管の
前段に設けられ加圧された状態の混合液にマイクロ波を
照射して加熱するマイクロ波加熱器と,この加熱された
混合液を前記抵抗管を通して冷却し,この冷却された混
合液に複数の反応液を加えて順次反応させる反応手段
と,この複数回反応させた反応液に含まれる鉄分を検出
する鉄分検出手段からなるものである。
【0007】
【作用】搬送液に取り込まれたサンプル液は第1反応液
と混合されて加圧される。加圧された混合液はマイクロ
波加熱器で加熱されることにより粒子状の鉄が完全に溶
解される。鉄が溶解した混合液は複数種の反応液で順次
反応され,可視吸光検出器に送られて含有鉄分が検出さ
れる。
と混合されて加圧される。加圧された混合液はマイクロ
波加熱器で加熱されることにより粒子状の鉄が完全に溶
解される。鉄が溶解した混合液は複数種の反応液で順次
反応され,可視吸光検出器に送られて含有鉄分が検出さ
れる。
【0008】
【実施例】図1は本発明による鉄分測定装置の一実施例
を示す構成図である。図において1aは図示しない液槽
から搬送液(例えば純水)を送出する第1ポンプであ
り,1bは図示しない液槽から第1反応液(例えば1規
定の塩酸)を送出する第2ポンプ,1cは図示しない液
槽から第2反応液(還元剤;例えば塩酸ヒドロキシルア
ミン10%溶液)を送出する第3ポンプ,1dは図示し
ない液槽から発色液(例えばTPTZ(2,4,6−ト
リ−2−ピリジル−1,3,5−トリアジン)0.00
1mol/l溶液)を送出する第4ポンプ,1eは図示
しない液槽から緩衝液(例えば酢酸アンモニウム50%
溶液)を送出する第5ポンプである。
を示す構成図である。図において1aは図示しない液槽
から搬送液(例えば純水)を送出する第1ポンプであ
り,1bは図示しない液槽から第1反応液(例えば1規
定の塩酸)を送出する第2ポンプ,1cは図示しない液
槽から第2反応液(還元剤;例えば塩酸ヒドロキシルア
ミン10%溶液)を送出する第3ポンプ,1dは図示し
ない液槽から発色液(例えばTPTZ(2,4,6−ト
リ−2−ピリジル−1,3,5−トリアジン)0.00
1mol/l溶液)を送出する第4ポンプ,1eは図示
しない液槽から緩衝液(例えば酢酸アンモニウム50%
溶液)を送出する第5ポンプである。
【0009】2はサンプル液を手動で注入する場合に使
用する第1切換弁,3はサンプル液を自動的に注入する
場合に使用する第2切換弁であり,図は自動で使用する
場合を示している。5は耐薬品性があり,高温,高圧に
耐えるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の第
1反応コイルである。この第1コイル5の後段には絞り
としての抵抗管6が接続されている。この抵抗管は例え
ば内径0.2mm,長さ5〜10m程度を有するもので
冷却管としても機能する。
用する第1切換弁,3はサンプル液を自動的に注入する
場合に使用する第2切換弁であり,図は自動で使用する
場合を示している。5は耐薬品性があり,高温,高圧に
耐えるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の第
1反応コイルである。この第1コイル5の後段には絞り
としての抵抗管6が接続されている。この抵抗管は例え
ば内径0.2mm,長さ5〜10m程度を有するもので
冷却管としても機能する。
【0010】7は第1反応コイル5を収納して加熱する
マイクロ波加熱器(例えば電子レンジ)であり,この加
熱器内にはマグネトロンの自己加熱を防ぐために保護用
の水循環チューブ(内径4mm,長さ数m程度…図示せ
ず)が配置されている。上記第1,第2ポンプ(1a,
1b),切換弁(2,3)〜抵抗管6までは前処理部4
として機能する。
マイクロ波加熱器(例えば電子レンジ)であり,この加
熱器内にはマグネトロンの自己加熱を防ぐために保護用
の水循環チューブ(内径4mm,長さ数m程度…図示せ
ず)が配置されている。上記第1,第2ポンプ(1a,
1b),切換弁(2,3)〜抵抗管6までは前処理部4
として機能する。
【0011】10aは抵抗管6の後段に配置された第2
反応コイルであり,このコイルの前段には第3ポンプ1
cからの還元剤が注入される。10bは第2反応コイル
の後段に接続された第3反応コイルであり,このコイル
の前段には第4ポンプ1dからの発色液が注入される。
そして10cは第3反応コイル10bの後段に配置され
た第4反応コイルであり,この第4反応コイルの前段に
は第5ポンプ1eからの緩衝剤が注入される。15は第
4反応コイルの後段に配置され鉄分の検出を行う可視吸
光検出器である。なお,反応コイル10a,10b,1
0cは測定値の再現性を向上させるために40℃程度の
恒温槽20に収納されている。
反応コイルであり,このコイルの前段には第3ポンプ1
cからの還元剤が注入される。10bは第2反応コイル
の後段に接続された第3反応コイルであり,このコイル
の前段には第4ポンプ1dからの発色液が注入される。
そして10cは第3反応コイル10bの後段に配置され
た第4反応コイルであり,この第4反応コイルの前段に
は第5ポンプ1eからの緩衝剤が注入される。15は第
4反応コイルの後段に配置され鉄分の検出を行う可視吸
光検出器である。なお,反応コイル10a,10b,1
0cは測定値の再現性を向上させるために40℃程度の
恒温槽20に収納されている。
【0012】上記の構成において第1ポンプからの純水
は第1,第2切換弁の実線の経路を経て第1反応コイル
5,抵抗管,第2〜第4反応コイルを通り可視吸光検出
器側へ流れており,第2〜第5ポンプからの反応液も所
定の量と濃度で注入されている。この時サンプル液は第
2切換弁3の矢印Aに注入され実線に沿って流れ計量管
3aを介して矢印B方向に排出されている。なお,この
時第1反応コイル5を通過する混合液は抵抗管6により
5〜10kgf/cm2程度に昇圧されている。また,
各反応チューブは内径0.5mm,長さ数m程度のET
FEチューブとし,各ポンプの吐出量はそれぞれ毎分
0.1〜2.0ml程度の適当な量とされる。
は第1,第2切換弁の実線の経路を経て第1反応コイル
5,抵抗管,第2〜第4反応コイルを通り可視吸光検出
器側へ流れており,第2〜第5ポンプからの反応液も所
定の量と濃度で注入されている。この時サンプル液は第
2切換弁3の矢印Aに注入され実線に沿って流れ計量管
3aを介して矢印B方向に排出されている。なお,この
時第1反応コイル5を通過する混合液は抵抗管6により
5〜10kgf/cm2程度に昇圧されている。また,
各反応チューブは内径0.5mm,長さ数m程度のET
FEチューブとし,各ポンプの吐出量はそれぞれ毎分
0.1〜2.0ml程度の適当な量とされる。
【0013】次に所定のタイミングで第2切換弁3が点
線で示す経路に切換わると純水は計量管3aを流れてい
たサンプル液を取り込んで流れる。同時にマイクロ波加
熱器7がオンとなり流路を流れる混合液を加熱する。こ
の加熱器7により混合液は100℃以上に加熱されるが
上述のように5〜10kgf/cm2程度に加圧されて
いるので沸騰することはない。このマイクロ波での加熱
はサンプルが加熱管を通過する時間に合わせて3分程度
経ったらオフになるように設定されているがエネルギー
がコイルを流れる混合液に十分に作用するのでむらなく
加熱することができ,鉄粒子が十分に酸溶解される。
線で示す経路に切換わると純水は計量管3aを流れてい
たサンプル液を取り込んで流れる。同時にマイクロ波加
熱器7がオンとなり流路を流れる混合液を加熱する。こ
の加熱器7により混合液は100℃以上に加熱されるが
上述のように5〜10kgf/cm2程度に加圧されて
いるので沸騰することはない。このマイクロ波での加熱
はサンプルが加熱管を通過する時間に合わせて3分程度
経ったらオフになるように設定されているがエネルギー
がコイルを流れる混合液に十分に作用するのでむらなく
加熱することができ,鉄粒子が十分に酸溶解される。
【0014】図2は加熱チューブ(PEEK)として内
径0.8mm(外径1.6mm)のチューブを用いた場
合の長さと回収率(鉄溶解の程度をJIS法と比較した
場合の溶解度合)の関係を示すもので,図によれば加熱
管の長さが5m程度であればJIS法で溶解した場合と
ほぼ同様となっている。従って本実施例では測定時間と
の兼合いも考慮して加熱管の長さを5m程度とした。な
お,この場合サンプルが加熱管を通り抜ける時間は3分
弱であり,測定に要する時間は全体で10分程度であっ
た。
径0.8mm(外径1.6mm)のチューブを用いた場
合の長さと回収率(鉄溶解の程度をJIS法と比較した
場合の溶解度合)の関係を示すもので,図によれば加熱
管の長さが5m程度であればJIS法で溶解した場合と
ほぼ同様となっている。従って本実施例では測定時間と
の兼合いも考慮して加熱管の長さを5m程度とした。な
お,この場合サンプルが加熱管を通り抜ける時間は3分
弱であり,測定に要する時間は全体で10分程度であっ
た。
【0015】図3はサンプル導入量と検出器15でのピ
ーク高さの関係を示すもので,図によれば検出器の出力
は500μl程度を境として飽和している。このことか
らサンプルの導入量は500μlとした。
ーク高さの関係を示すもので,図によれば検出器の出力
は500μl程度を境として飽和している。このことか
らサンプルの導入量は500μlとした。
【0016】図4(イ),(ロ)は本発明の構成を用い
て2種類の実サンプルを測定した結果を示すもので,サ
ンプルA,B共に再現性よく測定されている。図5は本
発明の装置で測定した全鉄の測定結果とJIS法との相
関を示す図である。相関係数は0.98と良好であっ
た。
て2種類の実サンプルを測定した結果を示すもので,サ
ンプルA,B共に再現性よく測定されている。図5は本
発明の装置で測定した全鉄の測定結果とJIS法との相
関を示す図である。相関係数は0.98と良好であっ
た。
【0017】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に本発明によれば,鉄の粒子を含むサンプル液の所定量
を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液に第1反応
液を注入する第1反応液注入手段と,サンプル液を含む
搬送液と第1反応液の混合液を加圧すると共に冷却装置
として機能する抵抗管と,この抵抗管の前段に設けられ
加圧された状態の混合液にマイクロ波を照射して加熱す
るマイクロ波加熱器と,加熱された混合液を抵抗管を通
して冷却し,この冷却された混合液に複数の反応液を加
えて順次反応させる反応手段と,複数回反応させた反応
液に含まれる鉄分を検出する鉄分検出手段を設けたの
で,サンプル液中の粒子状の鉄をほぼ完全に溶解すると
ともに溶解した鉄を定量可能なFIAで検出することに
より粒子状の鉄を含むサンプル液を迅速に定量すること
が可能で,かつ,低コストな鉄分測定装置を実現するこ
とができる。
に本発明によれば,鉄の粒子を含むサンプル液の所定量
を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液に第1反応
液を注入する第1反応液注入手段と,サンプル液を含む
搬送液と第1反応液の混合液を加圧すると共に冷却装置
として機能する抵抗管と,この抵抗管の前段に設けられ
加圧された状態の混合液にマイクロ波を照射して加熱す
るマイクロ波加熱器と,加熱された混合液を抵抗管を通
して冷却し,この冷却された混合液に複数の反応液を加
えて順次反応させる反応手段と,複数回反応させた反応
液に含まれる鉄分を検出する鉄分検出手段を設けたの
で,サンプル液中の粒子状の鉄をほぼ完全に溶解すると
ともに溶解した鉄を定量可能なFIAで検出することに
より粒子状の鉄を含むサンプル液を迅速に定量すること
が可能で,かつ,低コストな鉄分測定装置を実現するこ
とができる。
【図1】本発明の鉄分測定装置の一実施例を示す構成説
明図である。
明図である。
【図2】加熱チューブの長さと回収率(鉄溶解の程度を
JIS法と比較した場合の溶解度合)の関係を示す図で
ある。
JIS法と比較した場合の溶解度合)の関係を示す図で
ある。
【図3】サンプル導入量と検出器の出力のピーク高さの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図4】本発明の構成を用いて2種類の実サンプルを測
定した結果を示す図である。
定した結果を示す図である。
【図5】全鉄の測定結果とJIS法との相関を示す図で
ある。
ある。
【図6】従来の鉄分測定装置の一実施例を示す構成説明
図である。
図である。
1a〜1d 第1〜第5ポンプ 2 第1切換弁 3 第2切換弁 2a,3a 計量管 4 前処理部 5 第1反応コイル 6 抵抗管(絞り) 7 マイクロ波加熱器 10a〜10c 第2〜第4反応コイル 15 可視吸光検出器 20 恒温槽 .
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 31/00 G01N 1/28
Claims (1)
- 【請求項1】鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプ
ル液の所定量を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送
液に第1反応液を注入する第1反応液注入手段と,前記
サンプル液を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧す
ると共に冷却装置として機能する抵抗管と,この抵抗管
の前段に設けられ加圧された状態の混合液にマイクロ波
を照射して加熱するマイクロ波加熱器と,この加熱され
た混合液を前記抵抗管を通して冷却し,この冷却された
混合液に複数の反応液を加えて順次反応させる反応手段
と,この複数回反応させた反応液に含まれる鉄分を検出
する鉄分検出手段からなることを特徴とする鉄分測定装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15018593A JP3237312B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 鉄分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15018593A JP3237312B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 鉄分測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0720113A JPH0720113A (ja) | 1995-01-24 |
JP3237312B2 true JP3237312B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=15491376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15018593A Expired - Fee Related JP3237312B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 鉄分測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3237312B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017313A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Mitsubishi Materials Corp | 試料液の溶解処理装置および溶解処理方法 |
CN102466584A (zh) * | 2011-04-22 | 2012-05-23 | 顾青未 | 在线钠离子浓度测量的碱化方法 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP15018593A patent/JP3237312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017313A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Mitsubishi Materials Corp | 試料液の溶解処理装置および溶解処理方法 |
JP4678250B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-04-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 試料液の溶解処理装置および溶解処理方法 |
CN102466584A (zh) * | 2011-04-22 | 2012-05-23 | 顾青未 | 在线钠离子浓度测量的碱化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0720113A (ja) | 1995-01-24 |
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