JP3504127B2 - 塩素濃度測定装置 - Google Patents
塩素濃度測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は塩素濃度測定装置に
関し、特に水道水中に含まれる遊離塩素の濃度を測定す
るための塩素濃度測定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】塩素ガスを水に溶かすと、加水分解によ
り次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）や次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ
- ）が生じる。これらは遊離塩素と呼ばれ、消毒作用を
果たす。このうち次亜塩素酸は、水にアンモニア性窒素
（ＮＨ3 Ｎ）が含まれると、これと反応してクロラミン
（結合塩素）を作る。この結合塩素は遊離塩素よりも消
毒作用が弱いため、水道水の消毒効果を管理する際に
は、遊離塩素と結合塩素とを区別して把握すなわち測定
しなければならない。 【０００３】従来において、遊離塩素の測定装置として
は、検出極に金電極を用いた回転電極型のポーラログラ
フ式の遊離塩素計が多用されている。しかし、このよう
な従来の測定装置では、測定対象中に遊離塩素の他に結
合塩素が共存する場合に、遊離塩素の測定に正の誤差を
与える。これは、検出極に金電極を用いたときに、遊離
塩素の測定のために印加する電圧により結合塩素も還元
され、これによって電流が発生するためである。 【０００４】このような結合塩素の影響を除去するため
に、試薬を添加しながら測定する装置も知られている。
しかし、試薬の管理や補充などのメンテナンス性が悪い
という欠点がある。 【０００５】そこで、無試薬で結合塩素の影響を除去し
ようとしたものが、たとえば実開平５−４３０６４号公
報や特開平８−２７８２８２号公報において提案されて
いる。 【０００６】このうち、実開平５−４３０６４号公報に
おいて提案されているものは、検出極に金と白金とを主
成分とする合金を用いることで、遊離塩素の測定の際に
おける結合塩素の影響を軽減させようとしたものであ
る。 【０００７】また、特開平８−２７８２８２号公報にお
いて提案されているものは、検出極を白金電極とすると
ともに対極を銀／塩化銀電極とすることで、結合塩素の
影響の少ない領域でポーラログラムを得ようとしたもの
である。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、被測定液に浸漬された検出極と対極との間に
電圧を印加して、これら電極間に流れる電流から被測定
液中の遊離塩素濃度を測定するようにした装置であっ
て、前記検出極と対極との間に二種類の異なる電圧を印
加する手段と、次式にもとづいて、それぞれの電圧を印
加したときの電流からそれぞれの電流に含まれる結合塩
素の影響分どうしを相殺して遊離塩素の濃度を求める手
段とを有するようにしたものである。Ｆ＝（ｄＩ Ａ −ｂＩ Ｂ ）／（ａｄ−ｂｃ） ただし、Ｆは遊離塩素の濃度 Ｉ Ａ は印加電圧Ｖ Ａ のときに流れる電流 Ｉ Ｂ は印加電圧Ｖ Ｂ のときに流れる電流 ａ、ｂ、ｃ、ｄは電極固有の定数 【０００９】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、遊離塩素の濃度を精度良く測定できるようにする
ことを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、被測定液に浸漬された検出極と対極との間に
電圧を印加して、これら電極間に流れる電流から被測定
液中の遊離塩素濃度を測定するようにした装置が、前記
検出極と対極との間に二種類以上の異なる電圧を印加す
る手段と、それぞれの電圧を印加したときの電流からそ
れぞれの電流に含まれる結合塩素の影響分どうしを相殺
して遊離塩素の濃度を求める手段とを有するようにした
ものである。 【００１１】このような構成であると、異なる電圧を印
加したしたときの電流から、それぞれの電流に含まれる
結合塩素の影響分どうしを相殺して、遊離塩素の濃度を
求めるものであるため、測定結果から結合塩素の影響が
確実に取り除かれ、したがって遊離塩素の濃度が精度良
く測定される。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【発明の実施の形態】図２において、１１は遊離塩素計
で、被測定液Ｓを貯留する測定槽１２を有する。この測
定槽１２には、被測定液Ｓを導入するための導入口１３
と、測定済の被測定液Ｓを排出するための排出口１４と
が設けられている。１５は回転電極で、その先端の検出
部１６が被測定液Ｓの中に浸漬されるとともに、モータ
１７によって回転されるように構成されている。検出部
１６は、金電極によって構成されている。１８は対極
で、銀／塩化銀電極によって構成されている。対極１８
は、バッファ回路１９を介して電位設定回路２０に接続
されている。回転電極１５の検出部１６は、電流−電圧
変換器２１を介して電流読み取り回路２２に接続されて
いる。 【００１５】このような装置において、遊離塩素を含む
被測定液Ｓに電位設定回路２０からの電圧を印加する
と、液中の遊離塩素が還元されて、還元電流が流れる。
この還元電流は、電流読み取り回路２２によって測定さ
れる。このとき、印加電圧を変化させると、図１におい
て実線で示すような電流−電圧曲線が得られる。この曲
線はポーラロブラムと称される。 【００１６】被測定液Ｓに結合塩素が共存しない場合
は、図示のように印加電圧を変化させても電流値が変化
しないプラトー領域が発生する。しかし、結合塩素が共
存する場合には、その量に応じて、図１において破線で
示すように、プラトー領域に傾きが生じる。これは、遊
離塩素の還元電流と結合塩素の還元電流とが合成される
ためである。したがって、この状態において従来のよう
に一定の電圧（たとえば−１００ｍＶ）を印加して還元
電流を測定していたのでは、測定誤差が発生する。 【００１７】そこで本発明では、印加電圧を変化させな
がら、異なる複数点たとえば２点の電圧（たとえば＋１
００ｍＶと−１００ｍＶ）において流れる還元電流を測
定し、これらの電流値から結合塩素の影響を相殺させ、
それによって遊離塩素の濃度を演算する。 【００１８】すなわち、電位設定回路２０によって設定
される異なる２点の電圧ＶA 、ＶBを印加したときにそ
れぞれ流れる還元電流は、次式で表される。 ＩA ＝ａＦ＋ｂＣ ………（１） ＩB ＝ｃＦ＋ｄＣ ………（２） ここで、図１に示すようにＩA は印加電圧ＶA のときに
流れる電流、ＩB は印加電圧ＶB のときに流れる電流で
ある。Ｆは遊離塩素濃度、Ｃは結合塩素濃度である。ま
た、ａ、ｂ、ｃ、ｄは電極固有の定数である。 【００１９】上記の（１）式と（２）式とを連立方程式
として、結合塩素濃度Ｃを消去すれば、遊離塩素濃度Ｆ
を、印加電圧ＶA のときに流れる電流ＩA と印加電圧Ｖ
B のときに流れる電流ＩB とによって、次式から求める
ことができる。 【００２０】 Ｆ＝（ｄＩA −ｂＩB ）／（ａｄ−ｂｃ） ………（３） このような演算は、電流読み取り回路２２からの信号を
図示を省略した演算処理装置に入力させたうえで、この
演算処理装置によって実行することが可能である。 【００２１】次に、図３〜図５にもとづき、本発明の装
置と従来装置とによる比較試験の結果について説明す
る。なお、従来装置としては、一定の電圧のみを印加し
て還元電流を測定するものを用いた。 【００２２】図３は、試験の対象とした多数の被測定液
についての、遊離塩素濃度と結合塩素濃度との関係を示
す。これらの被測定液について本発明の装置と従来装置
とによって測定したときの装置指示値を図４に示す。図
４に示すように、従来装置では、本発明の装置に比べて
大きな測定誤差が生じている。図５は、被測定液におけ
る結合塩素の濃度と測定誤差との関係を示す。この図５
から、本発明の装置では結合塩素の濃度の大小にかかわ
らず測定誤差はある一定の小さな範囲内におさまってい
るが、従来装置では、測定誤差が結合塩素の濃度に大き
く影響を受けていることが判る。 【００２３】なお、上記においては遊離塩素の濃度を測
定する場合について説明したが、上記の（１）式と
（２）式とを連立方程式として、反対に遊離塩素濃度Ｆ
を消去すれば、結合塩素濃度Ｃを求めることもでき、本
発明の装置を結合塩素の測定装置として利用することも
できる。 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【発明の効果】以上のように本発明によると、検出極と
対極との間に二種類の異なる電圧を印加する手段と、そ
れぞれの電圧を印加したときの電流からそれぞれの電流
に含まれる結合塩素の影響分どうしを相殺して遊離塩素
の濃度を求める手段を有するようにしたため、測定結果
から結合塩素の影響を確実に除去でき、したがって遊離
塩素の濃度を精度良く測定することができる。 【００２７】
関し、特に水道水中に含まれる遊離塩素の濃度を測定す
るための塩素濃度測定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】塩素ガスを水に溶かすと、加水分解によ
り次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）や次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ
- ）が生じる。これらは遊離塩素と呼ばれ、消毒作用を
果たす。このうち次亜塩素酸は、水にアンモニア性窒素
（ＮＨ3 Ｎ）が含まれると、これと反応してクロラミン
（結合塩素）を作る。この結合塩素は遊離塩素よりも消
毒作用が弱いため、水道水の消毒効果を管理する際に
は、遊離塩素と結合塩素とを区別して把握すなわち測定
しなければならない。 【０００３】従来において、遊離塩素の測定装置として
は、検出極に金電極を用いた回転電極型のポーラログラ
フ式の遊離塩素計が多用されている。しかし、このよう
な従来の測定装置では、測定対象中に遊離塩素の他に結
合塩素が共存する場合に、遊離塩素の測定に正の誤差を
与える。これは、検出極に金電極を用いたときに、遊離
塩素の測定のために印加する電圧により結合塩素も還元
され、これによって電流が発生するためである。 【０００４】このような結合塩素の影響を除去するため
に、試薬を添加しながら測定する装置も知られている。
しかし、試薬の管理や補充などのメンテナンス性が悪い
という欠点がある。 【０００５】そこで、無試薬で結合塩素の影響を除去し
ようとしたものが、たとえば実開平５−４３０６４号公
報や特開平８−２７８２８２号公報において提案されて
いる。 【０００６】このうち、実開平５−４３０６４号公報に
おいて提案されているものは、検出極に金と白金とを主
成分とする合金を用いることで、遊離塩素の測定の際に
おける結合塩素の影響を軽減させようとしたものであ
る。 【０００７】また、特開平８−２７８２８２号公報にお
いて提案されているものは、検出極を白金電極とすると
ともに対極を銀／塩化銀電極とすることで、結合塩素の
影響の少ない領域でポーラログラムを得ようとしたもの
である。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、被測定液に浸漬された検出極と対極との間に
電圧を印加して、これら電極間に流れる電流から被測定
液中の遊離塩素濃度を測定するようにした装置であっ
て、前記検出極と対極との間に二種類の異なる電圧を印
加する手段と、次式にもとづいて、それぞれの電圧を印
加したときの電流からそれぞれの電流に含まれる結合塩
素の影響分どうしを相殺して遊離塩素の濃度を求める手
段とを有するようにしたものである。Ｆ＝（ｄＩ Ａ −ｂＩ Ｂ ）／（ａｄ−ｂｃ） ただし、Ｆは遊離塩素の濃度 Ｉ Ａ は印加電圧Ｖ Ａ のときに流れる電流 Ｉ Ｂ は印加電圧Ｖ Ｂ のときに流れる電流 ａ、ｂ、ｃ、ｄは電極固有の定数 【０００９】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、遊離塩素の濃度を精度良く測定できるようにする
ことを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、被測定液に浸漬された検出極と対極との間に
電圧を印加して、これら電極間に流れる電流から被測定
液中の遊離塩素濃度を測定するようにした装置が、前記
検出極と対極との間に二種類以上の異なる電圧を印加す
る手段と、それぞれの電圧を印加したときの電流からそ
れぞれの電流に含まれる結合塩素の影響分どうしを相殺
して遊離塩素の濃度を求める手段とを有するようにした
ものである。 【００１１】このような構成であると、異なる電圧を印
加したしたときの電流から、それぞれの電流に含まれる
結合塩素の影響分どうしを相殺して、遊離塩素の濃度を
求めるものであるため、測定結果から結合塩素の影響が
確実に取り除かれ、したがって遊離塩素の濃度が精度良
く測定される。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【発明の実施の形態】図２において、１１は遊離塩素計
で、被測定液Ｓを貯留する測定槽１２を有する。この測
定槽１２には、被測定液Ｓを導入するための導入口１３
と、測定済の被測定液Ｓを排出するための排出口１４と
が設けられている。１５は回転電極で、その先端の検出
部１６が被測定液Ｓの中に浸漬されるとともに、モータ
１７によって回転されるように構成されている。検出部
１６は、金電極によって構成されている。１８は対極
で、銀／塩化銀電極によって構成されている。対極１８
は、バッファ回路１９を介して電位設定回路２０に接続
されている。回転電極１５の検出部１６は、電流−電圧
変換器２１を介して電流読み取り回路２２に接続されて
いる。 【００１５】このような装置において、遊離塩素を含む
被測定液Ｓに電位設定回路２０からの電圧を印加する
と、液中の遊離塩素が還元されて、還元電流が流れる。
この還元電流は、電流読み取り回路２２によって測定さ
れる。このとき、印加電圧を変化させると、図１におい
て実線で示すような電流−電圧曲線が得られる。この曲
線はポーラロブラムと称される。 【００１６】被測定液Ｓに結合塩素が共存しない場合
は、図示のように印加電圧を変化させても電流値が変化
しないプラトー領域が発生する。しかし、結合塩素が共
存する場合には、その量に応じて、図１において破線で
示すように、プラトー領域に傾きが生じる。これは、遊
離塩素の還元電流と結合塩素の還元電流とが合成される
ためである。したがって、この状態において従来のよう
に一定の電圧（たとえば−１００ｍＶ）を印加して還元
電流を測定していたのでは、測定誤差が発生する。 【００１７】そこで本発明では、印加電圧を変化させな
がら、異なる複数点たとえば２点の電圧（たとえば＋１
００ｍＶと−１００ｍＶ）において流れる還元電流を測
定し、これらの電流値から結合塩素の影響を相殺させ、
それによって遊離塩素の濃度を演算する。 【００１８】すなわち、電位設定回路２０によって設定
される異なる２点の電圧ＶA 、ＶBを印加したときにそ
れぞれ流れる還元電流は、次式で表される。 ＩA ＝ａＦ＋ｂＣ ………（１） ＩB ＝ｃＦ＋ｄＣ ………（２） ここで、図１に示すようにＩA は印加電圧ＶA のときに
流れる電流、ＩB は印加電圧ＶB のときに流れる電流で
ある。Ｆは遊離塩素濃度、Ｃは結合塩素濃度である。ま
た、ａ、ｂ、ｃ、ｄは電極固有の定数である。 【００１９】上記の（１）式と（２）式とを連立方程式
として、結合塩素濃度Ｃを消去すれば、遊離塩素濃度Ｆ
を、印加電圧ＶA のときに流れる電流ＩA と印加電圧Ｖ
B のときに流れる電流ＩB とによって、次式から求める
ことができる。 【００２０】 Ｆ＝（ｄＩA −ｂＩB ）／（ａｄ−ｂｃ） ………（３） このような演算は、電流読み取り回路２２からの信号を
図示を省略した演算処理装置に入力させたうえで、この
演算処理装置によって実行することが可能である。 【００２１】次に、図３〜図５にもとづき、本発明の装
置と従来装置とによる比較試験の結果について説明す
る。なお、従来装置としては、一定の電圧のみを印加し
て還元電流を測定するものを用いた。 【００２２】図３は、試験の対象とした多数の被測定液
についての、遊離塩素濃度と結合塩素濃度との関係を示
す。これらの被測定液について本発明の装置と従来装置
とによって測定したときの装置指示値を図４に示す。図
４に示すように、従来装置では、本発明の装置に比べて
大きな測定誤差が生じている。図５は、被測定液におけ
る結合塩素の濃度と測定誤差との関係を示す。この図５
から、本発明の装置では結合塩素の濃度の大小にかかわ
らず測定誤差はある一定の小さな範囲内におさまってい
るが、従来装置では、測定誤差が結合塩素の濃度に大き
く影響を受けていることが判る。 【００２３】なお、上記においては遊離塩素の濃度を測
定する場合について説明したが、上記の（１）式と
（２）式とを連立方程式として、反対に遊離塩素濃度Ｆ
を消去すれば、結合塩素濃度Ｃを求めることもでき、本
発明の装置を結合塩素の測定装置として利用することも
できる。 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【発明の効果】以上のように本発明によると、検出極と
対極との間に二種類の異なる電圧を印加する手段と、そ
れぞれの電圧を印加したときの電流からそれぞれの電流
に含まれる結合塩素の影響分どうしを相殺して遊離塩素
の濃度を求める手段を有するようにしたため、測定結果
から結合塩素の影響を確実に除去でき、したがって遊離
塩素の濃度を精度良く測定することができる。 【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塩素濃度測定装置の測定原理を説明す
るための図である。 【図２】本発明の実施の形態の塩素濃度測定装置の概略
構成を示す図である。 【図３】試験の対象とした多数の被測定液についての、
遊離塩素濃度と結合塩素濃度との関係を示す図である。 【図４】図３の被測定液について本発明の装置と従来装
置とによって測定したときの装置指示値を示す図であ
る。 【図５】本発明の装置と従来装置とについての、被測定
液における結合塩素の濃度と測定誤差との関係を示す図
である。 【符号の説明】 Ｓ 被測定液 １５ 回転電極 １６ 検出部 １８ 対極 ２０ 電位設定回路 ２２ 電流読み取り回路
るための図である。 【図２】本発明の実施の形態の塩素濃度測定装置の概略
構成を示す図である。 【図３】試験の対象とした多数の被測定液についての、
遊離塩素濃度と結合塩素濃度との関係を示す図である。 【図４】図３の被測定液について本発明の装置と従来装
置とによって測定したときの装置指示値を示す図であ
る。 【図５】本発明の装置と従来装置とについての、被測定
液における結合塩素の濃度と測定誤差との関係を示す図
である。 【符号の説明】 Ｓ 被測定液 １５ 回転電極 １６ 検出部 １８ 対極 ２０ 電位設定回路 ２２ 電流読み取り回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浪川 憲二郎
兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式
会社クボタ武庫川製造所内
(72)発明者 安達 徹
兵庫県尼崎市大浜町２丁目26番地 株式
会社クボタ武庫川製造所内
(72)発明者 瀬渡 長武
京都府京都市南区吉祥院新田二の段町68
京都電子工業株式会社内
(72)発明者 清水 俊之
京都府京都市南区吉祥院新田二の段町68
京都電子工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−154142（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−178699（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/416
G01N 27/30
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被測定液に浸漬された検出極と対極との
間に電圧を印加して、これら電極間に流れる電流から被
測定液中の遊離塩素濃度を測定するようにした装置であ
って、前記検出極と対極との間に二種類の異なる電圧を
印加する手段と、次式にもとづいて、それぞれの電圧を
印加したときの電流からそれぞれの電流に含まれる結合
塩素の影響分どうしを相殺して遊離塩素の濃度を求める
手段とを有することを特徴とする塩素濃度測定装置。Ｆ＝（ｄＩ Ａ −ｂＩ Ｂ ）／（ａｄ−ｂｃ） ただし、Ｆは遊離塩素の濃度 Ｉ Ａ は印加電圧Ｖ Ａ のときに流れる電流 Ｉ Ｂ は印加電圧Ｖ Ｂ のときに流れる電流 ａ、ｂ、ｃ、ｄは電極固有の定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31572597A JP3504127B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 塩素濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31572597A JP3504127B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 塩素濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148915A JPH11148915A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3504127B2 true JP3504127B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18068789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31572597A Expired - Fee Related JP3504127B2 (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 塩素濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504127B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3459168B2 (ja) * | 1997-11-18 | 2003-10-20 | 株式会社クボタ | 塩素濃度測定装置 |
| JP6304677B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2018-04-04 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 残留塩素測定装置および残留塩素測定方法 |
-
1997
- 1997-11-18 JP JP31572597A patent/JP3504127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11148915A (ja) | 1999-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031209 |
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