JP3305174B2 - 高感度ナトリウムモニタリング装置 - Google Patents
高感度ナトリウムモニタリング装置Info
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- JP3305174B2 JP3305174B2 JP28692595A JP28692595A JP3305174B2 JP 3305174 B2 JP3305174 B2 JP 3305174B2 JP 28692595 A JP28692595 A JP 28692595A JP 28692595 A JP28692595 A JP 28692595A JP 3305174 B2 JP3305174 B2 JP 3305174B2
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- Japan
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力、発電プラン
トの給水，復水等の水質管理、発電プラントの二次冷却
水等の水質管理等に適用される高感度ナトリウムモニタ
リング装置に関する。
トの給水，復水等の水質管理、発電プラントの二次冷却
水等の水質管理等に適用される高感度ナトリウムモニタ
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来火力プラントの水質管理について
は、最も腐食事故の発生する確率の低い条件に最適化さ
せた水質基準が採用され、この中で火力発電では、近年
復水中の不純物を超純水近くまで除去している。この復
水中の共存不純物としては、ナトリウム，塩素イオン等
が対象となり、これらに対し、１０ｐｐｔ程度の計測下
限界が要求されている。
は、最も腐食事故の発生する確率の低い条件に最適化さ
せた水質基準が採用され、この中で火力発電では、近年
復水中の不純物を超純水近くまで除去している。この復
水中の共存不純物としては、ナトリウム，塩素イオン等
が対象となり、これらに対し、１０ｐｐｔ程度の計測下
限界が要求されている。
【０００３】従来においては、これらの分析法としてイ
オンクロマトグラフや試料を濃縮した後に原子吸光法、
ＩＣＰ等により測定しているが、溶媒の展開及び試料の
濃縮にも時間を要し、リアルタイムの測定ができない、
という問題がある。
オンクロマトグラフや試料を濃縮した後に原子吸光法、
ＩＣＰ等により測定しているが、溶媒の展開及び試料の
濃縮にも時間を要し、リアルタイムの測定ができない、
という問題がある。
【０００４】そこで、従来においては、レーザ誘起蛍光
法（ＬＩＦ）によるナトリウム計測の火力プラントへの
水処理の導入が検討されている。該レーザ誘起蛍光法
は、検出感度の点ではイオンクロマトグラフよりも優れ
ていたが、ナトリウムの原子線５８９ｎｍの波長に対応
するレーザとしてアルゴンイオンレーザ誘起色素レー
ザ、ＹＡＧレーザの連続発振時間が２０００時間程度で
あり、また、色素は劣化するので、これに対する継続的
な補充が必要となる、いう問題がある。
法（ＬＩＦ）によるナトリウム計測の火力プラントへの
水処理の導入が検討されている。該レーザ誘起蛍光法
は、検出感度の点ではイオンクロマトグラフよりも優れ
ていたが、ナトリウムの原子線５８９ｎｍの波長に対応
するレーザとしてアルゴンイオンレーザ誘起色素レー
ザ、ＹＡＧレーザの連続発振時間が２０００時間程度で
あり、また、色素は劣化するので、これに対する継続的
な補充が必要となる、いう問題がある。
【０００５】このため、上記継続的な補充の繁雑さを考
えるとモニタ用光源には適さないことから、ナトリウム
共鳴線である５８９ｎｍの波長を発振する半導体レーザ
や固体レーザの開発が求められていた。
えるとモニタ用光源には適さないことから、ナトリウム
共鳴線である５８９ｎｍの波長を発振する半導体レーザ
や固体レーザの開発が求められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしがら、半導体レ
ーザにおいては、上記要望は未だ開発されず、固体レー
ザにおいても上記ナトリウム共鳴線である５８９ｎｍの
波長を発振する素子は無かった。
ーザにおいては、上記要望は未だ開発されず、固体レー
ザにおいても上記ナトリウム共鳴線である５８９ｎｍの
波長を発振する素子は無かった。
【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、長時間に亙っ
て安定して二次冷却水等のナトリウムをリアルタイムで
モニタできる高感度ナトリウムモニタリング装置を提供
することを目的とする。
て安定して二次冷却水等のナトリウムをリアルタイムで
モニタできる高感度ナトリウムモニタリング装置を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の高感度ナトリウムモニタリング装置の構成は、レー
ザ誘起蛍光法を用いた高感度ナトリウム分析装置におい
て、光源が、ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ）と、該レーザ
からの光（５３２ｎｍ）を分枝するビームスプリッタ
と、第１チタンサファイアレーザ発振器（８６２．６ｎ
ｍ）及び第２チタンサファイアレーザ発振器（７００ｎ
ｍ）の２台からなるチタンサファイアレーザ発振器と、
上記第２の発振器側の後方に設けた第１のＢＢＯ結晶
と、合波した後に位相整合する第２のＢＢＯ結晶とを備
え、５８９ｎｍのレーザ光を発生してなり、 液体試料が
霧化された原子化部内で試料を励起させ、該励起した原
子蛍光を検出部において処理して、上記試料内のナトリ
ウム濃度を高精度で測定してなることを特徴とする。
明の高感度ナトリウムモニタリング装置の構成は、レー
ザ誘起蛍光法を用いた高感度ナトリウム分析装置におい
て、光源が、ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ）と、該レーザ
からの光（５３２ｎｍ）を分枝するビームスプリッタ
と、第１チタンサファイアレーザ発振器（８６２．６ｎ
ｍ）及び第２チタンサファイアレーザ発振器（７００ｎ
ｍ）の２台からなるチタンサファイアレーザ発振器と、
上記第２の発振器側の後方に設けた第１のＢＢＯ結晶
と、合波した後に位相整合する第２のＢＢＯ結晶とを備
え、５８９ｎｍのレーザ光を発生してなり、 液体試料が
霧化された原子化部内で試料を励起させ、該励起した原
子蛍光を検出部において処理して、上記試料内のナトリ
ウム濃度を高精度で測定してなることを特徴とする。
【０００９】上記高感度ナトリウムモニタリング装置に
おいて、上記光源が、チタンサファイア結晶からなる波
長可変素子と、この波長可変素子に励起光を照射するＹ
ＡＧレーザと、発振したレーザ光を非線形効果によって
波長変換するＢＢＯ結晶とを備えたものであり、原子化
部内で試料を励起させ、該励起した原子蛍光を検出部に
おいて処理して、上記試料内のナトリウム濃度を高精度
で測定してなることを特徴とする。
おいて、上記光源が、チタンサファイア結晶からなる波
長可変素子と、この波長可変素子に励起光を照射するＹ
ＡＧレーザと、発振したレーザ光を非線形効果によって
波長変換するＢＢＯ結晶とを備えたものであり、原子化
部内で試料を励起させ、該励起した原子蛍光を検出部に
おいて処理して、上記試料内のナトリウム濃度を高精度
で測定してなることを特徴とする。
【００１０】本発明の内容を以下に説明する。
【００１１】本発明はナトリウム共鳴線である５８９ｎ
ｍの波長を固体素子のみで発振すべく、チタンサファイ
アレーザを二台使用している。このチタンサファイアレ
ーザは７００〜９５０ｎｍの波長域を発振し、ＳＨＧ
（Ｓｅｃｏｎｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ：第二高周波発生）は３５０〜４７５ｎｍを発振
する。
ｍの波長を固体素子のみで発振すべく、チタンサファイ
アレーザを二台使用している。このチタンサファイアレ
ーザは７００〜９５０ｎｍの波長域を発振し、ＳＨＧ
（Ｓｅｃｏｎｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ：第二高周波発生）は３５０〜４７５ｎｍを発振
する。
【００１２】ここで、第二高周波発生（ＳＨＧ）は、発
生した光或いは発生に用いる非線形光学素子を示すもの
で、非線形光学効果を用いて入射波長に対し１／２波長
の光を発生するものである。
生した光或いは発生に用いる非線形光学素子を示すもの
で、非線形光学効果を用いて入射波長に対し１／２波長
の光を発生するものである。
【００１３】本発明のように、二台の発振器を用いた和
周波あるいは差周波によって、広い波長域の発振が可能
になり、あらゆる元素の分析に適用される。また、固体
素子を使用したナトリウム共鳴線５８９ｎｍの発振が可
能になり、長時間安定した光源として使用することがき
る。
周波あるいは差周波によって、広い波長域の発振が可能
になり、あらゆる元素の分析に適用される。また、固体
素子を使用したナトリウム共鳴線５８９ｎｍの発振が可
能になり、長時間安定した光源として使用することがき
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００１５】図１に本発明の分析装置の概略図を示す。
本実施の形態では、冷却水中の共存不純物として、ナト
リウムをリアルタイムで計測する場合について、説明す
る。
本実施の形態では、冷却水中の共存不純物として、ナト
リウムをリアルタイムで計測する場合について、説明す
る。
【００１６】同図に示すように、本ナトリウムモニタ装
置は、光源部１０と、原子化部２０と、検出部３０及び
モニタ部４０とから構成されている。
置は、光源部１０と、原子化部２０と、検出部３０及び
モニタ部４０とから構成されている。
【００１７】上記光源部１０は、ＹＡＧレーザ１１と、
該レーザ１１からの光（５３２ｎｍ）を分枝するビーム
スプリッタ１２と二台のチタンサファイアレーザ発振器
１３−１，１３−２と、上記チタンサファイアレーザ発
振器の一方の発振器側１３−２にＢＢＯ結晶１４−１を
設けると共に、合波した後に、さらに位相整合するため
のＢＢＯ結晶１４−２を設けている。上記チタンサファ
イアレーザ発振器の内、一方の発振器１３−１からは８
６２．６ｎｍが発振し、他方の発振器１３−２からは７
００ｎｍが発振する。この７００ｎｍの波長はさらにＢ
ＢＯ結晶１４−１によって２倍波の３５０ｎｍに変換
し、発振器１３−１から発振した８６２．６ｎｍの光と
混合する。この混合した光はさらに設けられたＢＢＯ結
晶１４−２に入射し、位相整合をとり差周波５８９ｎｍ
を発生する。この位相整合されたレーザ光１５は原子化
部２０に導入される。
該レーザ１１からの光（５３２ｎｍ）を分枝するビーム
スプリッタ１２と二台のチタンサファイアレーザ発振器
１３−１，１３−２と、上記チタンサファイアレーザ発
振器の一方の発振器側１３−２にＢＢＯ結晶１４−１を
設けると共に、合波した後に、さらに位相整合するため
のＢＢＯ結晶１４−２を設けている。上記チタンサファ
イアレーザ発振器の内、一方の発振器１３−１からは８
６２．６ｎｍが発振し、他方の発振器１３−２からは７
００ｎｍが発振する。この７００ｎｍの波長はさらにＢ
ＢＯ結晶１４−１によって２倍波の３５０ｎｍに変換
し、発振器１３−１から発振した８６２．６ｎｍの光と
混合する。この混合した光はさらに設けられたＢＢＯ結
晶１４−２に入射し、位相整合をとり差周波５８９ｎｍ
を発生する。この位相整合されたレーザ光１５は原子化
部２０に導入される。
【００１８】ここで、差周波及び和周波とは、二つの異
なる波長のレーザ光を非線形光学素子に入射し、非線形
光学効果によって二波長の周波数（ω1 ，ω 2）の和
（ω1＋ω 2）、或いは差（ω1 −ω 2）の波長を発生
させたとき、それぞれの光を和周波或いは差周波とい
う。
なる波長のレーザ光を非線形光学素子に入射し、非線形
光学効果によって二波長の周波数（ω1 ，ω 2）の和
（ω1＋ω 2）、或いは差（ω1 −ω 2）の波長を発生
させたとき、それぞれの光を和周波或いは差周波とい
う。
【００１９】また、上記ＢＢＯ結晶とは、非線形光学結
晶の一つであり、化学式は、β−ＢａＢ2 Ｏ4 で表され
る。本発明ではこのＢＢＯ結晶からなる素子を使用して
上記ＳＨＧや和周波、差周波を発生し、波長を変換して
いる。
晶の一つであり、化学式は、β−ＢａＢ2 Ｏ4 で表され
る。本発明ではこのＢＢＯ結晶からなる素子を使用して
上記ＳＨＧや和周波、差周波を発生し、波長を変換して
いる。
【００２０】この原子化部２０は、試料２１を霧化する
ネブライザ２２とビーネッカキャビティ２３とから構成
されている。ここで、試料２１は上記ネブライザ２２に
よって霧化し、アシストガス２４であるＨｅガスに伴っ
てビーネッカキャビティ２３内のマイクロ波プラズマへ
導入される。そして、上記ビーネッカキャビティ２３内
のプラズマ内において試料は原子化され、その直後に入
射してくるレーザ光１５によって励起され、蛍光を発す
る。
ネブライザ２２とビーネッカキャビティ２３とから構成
されている。ここで、試料２１は上記ネブライザ２２に
よって霧化し、アシストガス２４であるＨｅガスに伴っ
てビーネッカキャビティ２３内のマイクロ波プラズマへ
導入される。そして、上記ビーネッカキャビティ２３内
のプラズマ内において試料は原子化され、その直後に入
射してくるレーザ光１５によって励起され、蛍光を発す
る。
【００２１】励起された蛍光は検出部３０で検出され、
モニタ部４０で処理され、オンタイムで表示される。
モニタ部４０で処理され、オンタイムで表示される。
【００２２】すなわち、検出部３０の分光器３１、光電
子増倍管３２によって検出され、信号はボックスカ積分
器３３で積算等のデータ処理される。濃度はペンレコー
ダ３４或いはモニタ部４０のコンピュータ４１に処理さ
れてモニタ４２によってそれぞれ表示される。なお、図
中符号３５は分光器コントローラ、３６はフォトダイオ
ード、３７はボックスカのトリガを各々図示する。
子増倍管３２によって検出され、信号はボックスカ積分
器３３で積算等のデータ処理される。濃度はペンレコー
ダ３４或いはモニタ部４０のコンピュータ４１に処理さ
れてモニタ４２によってそれぞれ表示される。なお、図
中符号３５は分光器コントローラ、３６はフォトダイオ
ード、３７はボックスカのトリガを各々図示する。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、長
時間安定して発振が可能な固体レーザを光源としたＮａ
のモリタリング装置をリアルタイムで実現でき、火力、
発電プラントの給水，復水等の水質管理、発電プラント
の二次冷却水等の水質管理に適用して好適なものとな
る。
時間安定して発振が可能な固体レーザを光源としたＮａ
のモリタリング装置をリアルタイムで実現でき、火力、
発電プラントの給水，復水等の水質管理、発電プラント
の二次冷却水等の水質管理に適用して好適なものとな
る。
【図１】本発明に係る実施の形態の分析装置の概略図で
ある。
ある。
１０ 光源部 １１ ＹＡＧレーザ １２ ビームスプリッタ １３−１，１３−２ チタンサファイアレーザ発振器 １４−１，１４−２ ＢＢＯ結晶 １５ レーザ光 ２０ 原子化部 ２１ 試料 ２２ ネブライザ ２３ ビーネッカーキャビティ ２４ アシストガス ３０ 検出部 ３１ 分光器 ３２ 光電子増倍管 ３３ ボックスカー積分器 ３４ ペンレコーダ ４０ モニタ部 ４１ コンピュータ ４２ モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−128232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273046（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−263780（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−260679（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−159318（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/74 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ誘起蛍光法を用いた高感度ナト
リウム分析装置において、光源が、ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ）と、該レーザから
の光（５３２ｎｍ）を分枝するビームスプリッタと、第
１チタンサファイアレーザ発振器（８６２．６ｎｍ）及
び第２チタンサファイアレーザ発振器（７００ｎｍ）の
２台からなるチタンサファイアレーザ発振器と、上記第
２の発振器側の後方に設けた第１のＢＢＯ結晶と、合波
した後に位相整合する第２のＢＢＯ結晶とを備え、５８
９ｎｍのレーザ光を発生してなり、 液体試料が霧化された 原子化部内で試料を励起させ、該
励起した原子蛍光を検出部において処理して、上記試料
内のナトリウム濃度を高精度で測定してなることを特徴
とする高感度ナトリウムモニタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28692595A JP3305174B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高感度ナトリウムモニタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28692595A JP3305174B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高感度ナトリウムモニタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127002A JPH09127002A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3305174B2 true JP3305174B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17710742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28692595A Expired - Lifetime JP3305174B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 高感度ナトリウムモニタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305174B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101241292B (zh) * | 2003-08-01 | 2011-02-09 | 日本电信电话株式会社 | 激光光源 |
| CN105987877B (zh) * | 2015-02-11 | 2019-08-13 | 苏州瑞蓝环保科技有限公司 | 基于光纤耦合激光和频技术的痕量汞浓度检测方法及装置 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP28692595A patent/JP3305174B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09127002A (ja) | 1997-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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