JP4126858B2

JP4126858B2 - Elemental analyzer

Info

Publication number: JP4126858B2
Application number: JP2000216828A
Authority: JP
Inventors: 健志居原田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002031629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水、工程水、下水、上水、環境水等の水質を測定あるいは管理するための元素分析計、特にキャリアガス（助燃ガス）を使用して液体試料を燃焼し、生成されたガス成分を測定することにより元素量を求める元素分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の元素分析計の一例として図６に従来の全有機体炭素計（ＴＯＣ計）の全体構成を、図７に試料の吸入及び注入部の構成を示し、その測定動作を説明する。先ず、図７のモータ４ｃを駆動してロータリバルブ４を試料容器２側に切り換えた状態で、試料注入器１のピストン１ｂに連結したモータ１ｃを駆動してシリンジ１ａ内に液体試料（以後、試料と略称する）３を吸入する。次いで、前記ロータリバルブ４をスライド式ＴＣ試料注入部５側に切り換えた後、モータ５ｃを駆動してスライド式ＴＣ試料注入部５のスライダ５ａを移動して、試料注入管５ｅの先端をドレン管５ｄの中心位置に合わせる。そして、モータ１ｃを駆動してピストン１ｂを押し込み、試料３をドレン管５ｄを介して外部に排出する。この操作を通常２回繰り返すことにより試料３自体による導管１６及び試料注入器１内の洗浄（共洗い）を行う。
【０００３】
次に、ロータリバルブ４を試料容器２側に切り換え、試料注入器１により一定量の試料３を吸入する。続いて、ロータリバルブ４をスライド式ＴＣ試料注入部５側に切り換えた後、モータ５ｃを駆動してスライド式ＴＣ試料注入部５のスライダ５ａを移動して、試料注入管５ｅの先端とＴＣ燃焼管６の入口の中心位置とを合わせる。そして、試料注入器１から試料３をＴＣ燃焼管６に注入する。
【０００４】
前記試料３は図６に示すようにＴＣ燃焼管６で、ガス流量制御部１４により制御された一定流量の高純度空気１３であるキャリアガス１５と共に燃焼され、試料３に含まれる炭素は全てＣＯ_２に変換される。このＣＯ_２を含む燃焼ガスは除湿・ガス処理部１０を通って赤外線ガス分析部（ＮＤＩＲ）１１に送られ、そこでＣＯ_２量が測定される。このようにして測定されたＣＯ_２量をＴＣ燃焼管６に注入された試料３の量で正規化することにより、試料３中の有機体炭素を合わせた炭素の総量（ＴＣ量）が求められる。なお、以上の各操作はキーボード及びディスプレイが接続されたデータ処理部１２の制御の下で行われ、ＮＤＩＲ１１による測定結果からのＴＣ量の計算もデータ処理部１２において行われる。
【０００５】
上記のようにしてＴＣ量を求めた後、試料３に含まれる無機体炭素（ＩＣ）の量を求めるため、ロータリバルブ４を試料容器２側に切り換え、試料注入器１に吸入した試料３をスライド式ＩＣ試料注入器７を介してＩＣ反応器８へ注入する。ＩＣ反応器８ではＩＣ反応液９により試料３を酸性化し、試料３に含まれるＩＣを全てＣＯ_２に変換する。このＣＯ_２の量は前記と同様にしてＮＤＩＲ１１で測定され、これから求めたＩＣ量を上記のＴＣ量から差し引くことにより、全有機体炭素量（ＴＯＣ量）が求められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の全有機体炭素計は以上のように構成されているが、試料注入管５ｅの先端がドレン管５ｄの中心位置にある場合、スライド式ＴＣ試料注入部５は図８（ａ）の断面図に示すような位置関係にある。この状態において試料３が洗浄のためドレン管５ｄを介して排出されると、試料注入管５ｅの先端には水滴状の試料３が残留すると共に、ＴＣ燃焼管６はスライダ５ａ下面（裏側）と注入部本体ブロック５ｂ上面のＯリング５ｆにより気密性が保たれている。この状態からスライダ５ａがさらに左方にスライドして、図８（ｂ）に示したようにスライダ５ａ下面のくぼみ５ｇがＯリング５ｆ上を通過する時点で、ＴＣ燃焼管６系内のガスの一部がこのくぼみ５ｇを通して勢いよく外部に放出される。これにより、試料注入管５ｅの先端部に付着していた試料３が飛び散り、試料注入管５ｅとくぼみ５ｇ間に図のように付着し、次の試料注入時に注入量のばらつきを生じ、これがために測定精度の再現性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スライド式ＴＣ試料注入部のスライダ移動時における試料注入管先端部の付着試料の飛散を防止することにより、測定精度の再現性を向上させた元素分析計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】
上記の目的を達成するため、本発明の元素分析計は、液体試料を試料注入管から燃焼管に注入して燃焼し、その燃焼ガス成分量を測定して特定元素量を求める元素分析計において、試料注入管を燃焼管とドレン管間を移動させるスライド式試料注入部のスライダ底面に溝部を設け、スライダ移動時に前記溝部を通して前記燃焼管内のガスを逃がすようにしたことを特徴とする。
本発明の元素分析計は上記の構成により、スライダがスライドする際、試料注入管が位置するスライダ下面くぼみがＯリングを通過する前に系内のガスを逃がすことができ、測定の再現性の低下を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例としての全有機体炭素計の試料吸入からスライド式ＴＣ試料注入部５１までの構成を図１に、スライダ５１ａの形状を図２に示す。なお、図７、８に示した構成部品と同一機能の部品には同じ部品番号を付している。
本実施例の全有機体炭素計の基本的構成は図６に示した従来の全有機体炭素計と同じであるが、そのスライド式ＴＣ試料注入部５１は、図１に示すようなスライダ５１ａと前記注入部本体ブロック５ｂとから構成されている。前記スライダ５１ａ底面には、図２（ａ）に示すような前記Ｏリング５ｆの内径よりも内側に、くぼみ５ｇよりも外側のスペース上に１／４円周で深さ約１ｍｍ程度の溝部５１ｂが形成されている。
【００１０】
次に、このスライド式ＴＣ試料注入器５１を備えた全有機体炭素計の測定動作を説明する。図１に示すように、前記試料注入器１により試料３を導管１６及びドレン管５ｄに流して洗浄を行うと、試料注入管５ｅの先端に図３（ａ）に示すような水滴状の試料３が付着する。この状態から矢印方向にスライダ５１ａを移動させ、スライダ５１ａが図３（ｂ）に示した位置に達すると、ＴＣ燃焼管６の系内ガスは矢印ＣからＤの方向に流れて系内のガス圧は低下するので、さらにくぼみ５ｇが矢印方向に移動しても、もはや系内ガスの急激な流れを生じることはなく、試料注入管５ｅをＴＣ燃焼管６の中心位置に移動させることができる。この状態から試料注入器１により試料３をＴＣ燃焼管６内に注入すると、試料注入管５ｅの先端の水滴は飛散することなく一定量の試料３と共に注入される。
【００１１】
図４は本発明に係わるスライド式ＴＣ試料注入部５１のスライダ５１ａの変形例を示したものである。本スライダ５２ａはその裏面に１／２円周上に深さ約１ｍｍ程度の溝部５２ｂを形成したものである。この方式ではスライダ５２ａが図１においてＴＣ燃焼管６からドレン管５ｄへ、あるいはドレン管５ｄからＴＣ燃焼管６へ移動する場合にもＴＣ燃焼管６のガス抜きが行えるので、系内ガスの放出量を多くすることができ、スライダ５２ａの移動速度を速めて使用することも可能となる。
【００１２】
また、図５は本発明に係わるスライド式ＴＣ試料注入部５１のスライダ５１ａの他の変形例を示したものである。本スライダ５３ａはその裏面に全周部分に溝部５３ｂを形成したものである。この方式ではＴＣ燃焼管６とドレン管５ｄの双方への移動時にＴＣ燃焼管６の系内ガスを放出することができると共に、溝部５３ｂの加工性を良くすることができる。
【００１３】
なお、以上の実施例において溝部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂは円周上における１／４周、１／２周、あるいは全周において形成したものであるが、本発明の特徴はスライダがドレン位置と燃焼管間を移動するとき、ＴＣ燃焼管の系内ガスをあらかじめ放出するための溝部を設けたことにあり、溝部の形状は本実施例に限定されるものではない。例えば、多角形や楕円上に溝部を形成したものでもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の元素分析計は上記のように構成されており、スライド式ＴＣ試料注入器のスライダがスライドする際、試料注入管が位置するスライダ下面のくぼみがＯリングを通過する前に、本発明により設けられた溝部がＯリング上を通過し、燃焼器系内のガスを放出させるので、スライダ下面のくぼみがＯリングを通過するときの急激なガス流を生じず、これがために試料注入器先端に付着した試料水滴を飛散させず、精度の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる試料吸入及び試料注入部の構成を示す図である。
【図２】本発明に係わるスライダの下面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図３】本発明に係わるスライド式試料注入器の試料注入管位置がドレン管側にある場合（ａ）と移動中の場合（ｂ）の断面図である。
【図４】本発明に係わる他のスライダの下面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図５】本発明に係わる他のスライダの下面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図６】従来の元素分析計の全体構成図である。
【図７】従来の元素分析計の試料吸入及び試料注入部の構成を示す図である。
【図８】従来のスライド式試料注入器の試料注入管がドレン管側にある場合（ａ）と移動中の場合（ｂ）の断面図である。
【符号の説明】
１…試料注入器
１ｃ、４ｃ、５ｃ…モータ
２…試料容器
３…試料
４…ロータリバルブ
５、５１…スライド式ＴＣ試料注入部
５ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａ…スライダ
５ｂ…注入部本体ブロック
５ｄ…ドレン管
５ｅ…試料注入管
５ｆ…Ｏリング
５ｇ…くぼみ
６…ＴＣ燃焼管
７…スライド式ＩＣ試料注入部
８…ＩＣ反応器
９…ＩＣ反応液
１０…除湿・ガス処理部
１１…赤外線ガス分析部（ＮＤＩＲ）
１２…データ処理部
１３…高純度空気
１４…ガス流量制御部
１５…キャリアガス
１６…導管
５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ…溝部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention was produced by burning a liquid sample using an elemental analyzer for measuring or managing water quality such as waste water, process water, sewage, clean water, and environmental water, particularly using a carrier gas (combustion gas). The present invention relates to an element analyzer for obtaining an element amount by measuring a gas component.
[0002]
[Prior art]
As an example of a conventional element analyzer, FIG. 6 shows the entire configuration of a conventional total organic carbon meter (TOC meter), FIG. 7 shows the configuration of the sample inhaling and injecting portion, and the measuring operation will be described. First, in a state where the motor 4c of FIG. 7 is driven and the rotary valve 4 is switched to the sample container 2 side, the motor 1c connected to the piston 1b of the sample injector 1 is driven, and a liquid sample (hereinafter, referred to as “liquid sample”) 3) is aspirated. Next, after the rotary valve 4 is switched to the slide type TC sample injection unit 5 side, the motor 5c is driven to move the slider 5a of the slide type TC sample injection unit 5, and the tip of the sample injection tube 5e is connected to the drain tube. Set to the center position of 5d. Then, the motor 1c is driven to push the piston 1b, and the sample 3 is discharged to the outside through the drain pipe 5d. This operation is usually repeated twice to clean the conduit 16 and the sample injector 1 with the sample 3 itself (co-washing).
[0003]
Next, the rotary valve 4 is switched to the sample container 2 side, and a certain amount of the sample 3 is sucked by the sample injector 1. Subsequently, after the rotary valve 4 is switched to the slide type TC sample injection unit 5 side, the motor 5c is driven to move the slider 5a of the slide type TC sample injection unit 5, and the tip of the sample injection tube 5e and the TC combustion are moved. The center position of the inlet of the tube 6 is matched. Then, the sample 3 is injected from the sample injector 1 into the TC combustion tube 6.
[0004]
As shown in FIG. 6, the sample 3 is combusted with a carrier gas 15 which is a high-purity air 13 having a constant flow rate controlled by a gas flow rate control unit 14 in a TC combustion tube 6, and all the carbon contained in the sample 3 is CO 2. _Is converted to ₂ . The combustion gas containing CO ₂ passes through the dehumidification / gas processing unit 10 and is sent to the infrared gas analysis unit (NDIR) 11 where the amount of CO ₂ is measured. By normalizing the CO ₂ amount measured in this way with the amount of the sample 3 injected into the TC combustion pipe 6, the total amount of carbon (TC amount) including the organic carbon in the sample 3 is obtained. . Each operation described above is performed under the control of the data processing unit 12 to which a keyboard and a display are connected, and the calculation of the TC amount from the measurement result by the NDIR 11 is also performed in the data processing unit 12.
[0005]
After obtaining the TC amount as described above, the rotary valve 4 is switched to the sample container 2 side to obtain the amount of inorganic carbon (IC) contained in the sample 3, and the sample 3 sucked into the sample injector 1 is removed. Injection into the IC reactor 8 through the slide IC sample injector 7. In the IC reactor 8, the sample 3 is acidified with the IC reaction solution 9, and all the IC contained in the sample 3 is converted to CO ₂ . The amount of CO ₂ is measured by NDIR 11 in the same manner as described above, and the total organic carbon amount (TOC amount) is obtained by subtracting the IC amount obtained therefrom from the TC amount.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional total organic carbon meter is configured as described above. However, when the tip of the sample injection tube 5e is at the center position of the drain tube 5d, the slide type TC sample injection unit 5 has a cross-section as shown in FIG. The positional relationship is as shown in the figure. In this state, when the sample 3 is discharged through the drain pipe 5d for cleaning, the water droplet-like sample 3 remains at the tip of the sample injection pipe 5e, and the TC combustion pipe 6 is connected to the lower surface (back side) of the slider 5a. Airtightness is maintained by the O-ring 5f on the upper surface of the injection unit main body block 5b. From this state, the slider 5a slides further to the left, and when the recess 5g on the lower surface of the slider 5a passes over the O-ring 5f as shown in FIG. 8B, the gas in the TC combustion pipe 6 system A part is vigorously discharged to the outside through the recess 5g. As a result, the sample 3 adhering to the tip of the sample injection tube 5e scatters and adheres between the sample injection tube 5e and the indentation 5g as shown in FIG. However, there is a problem that the reproducibility of measurement accuracy is lowered.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the reproducibility of the measurement accuracy is achieved by preventing scattering of the adhering sample at the tip of the sample injection tube when the slider of the slide type TC sample injection unit is moved. An object of the present invention is to provide an elemental analyzer with improved performance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an element analyzer of the present invention is an element analyzer for injecting a liquid sample from a sample injection tube into a combustion tube and burning it, and measuring the amount of the combustion gas component to obtain a specific element amount. A groove is provided on the bottom of the slider of the slide type sample injection portion for moving the sample injection tube between the combustion tube and the drain tube, and gas in the combustion tube is allowed to escape through the groove when the slider is moved.
The element analyzer according to the present invention has the above-described configuration, and when the slider slides, it can escape the gas in the system before the indentation on the lower surface of the slider where the sample injection tube is located passes through the O-ring, and the reproducibility of the measurement is improved. A decrease can be prevented.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the configuration from the sample inhalation of the total organic carbon meter to the sliding TC sample injection unit 51 as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the shape of the slider 51a. Parts having the same functions as those shown in FIGS. 7 and 8 are given the same part numbers.
Although the basic configuration of the total organic carbon meter of the present embodiment is the same as that of the conventional total organic carbon meter shown in FIG. 6, the slide type TC sample injection unit 51 includes a slider 51a as shown in FIG. And the injection part main body block 5b. On the bottom surface of the slider 51a, a groove 51b having a depth of about 1 mm and a 1/4 circumference on a space inside the inner diameter of the O-ring 5f and outside the recess 5g as shown in FIG. Is formed.
[0010]
Next, the measurement operation of the total organic carbon meter provided with the slide type TC sample injector 51 will be described. As shown in FIG. 1, when the sample injector 1 flows the sample 3 through the conduit 16 and the drain pipe 5d for cleaning, a water droplet-like sample as shown in FIG. 3A is formed at the tip of the sample injection pipe 5e. 3 adheres. When the slider 51a is moved in the direction of the arrow from this state and the slider 51a reaches the position shown in FIG. 3B, the gas in the system of the TC combustion pipe 6 flows in the direction of arrows C to D, and the gas in the system Since the pressure decreases, even if the indentation 5g further moves in the direction of the arrow, the rapid flow of the gas in the system no longer occurs, and the sample injection tube 5e can be moved to the center position of the TC combustion tube 6. . In this state, when the sample injector 1 injects the sample 3 into the TC combustion tube 6, water droplets at the tip of the sample injection tube 5e are injected together with a certain amount of sample 3 without scattering.
[0011]
FIG. 4 shows a modification of the slider 51a of the slide type TC sample injection unit 51 according to the present invention. The slider 52a is formed by forming a groove 52b having a depth of about 1 mm on a ½ circumference on the back surface thereof. In this system, since the TC combustion pipe 6 can be degassed even when the slider 52a moves from the TC combustion pipe 6 to the drain pipe 5d or from the drain pipe 5d to the TC combustion pipe 6 in FIG. The amount can be increased, and the slider 52a can be used at a higher moving speed.
[0012]
FIG. 5 shows another modification of the slider 51a of the slide type TC sample injection unit 51 according to the present invention. The slider 53a is formed by forming a groove 53b on the entire back surface of the slider 53a. In this system, the gas in the system of the TC combustion pipe 6 can be released when moving to both the TC combustion pipe 6 and the drain pipe 5d, and the workability of the groove 53b can be improved.
[0013]
In the above embodiment, the grooves 51b, 52b, 53b are formed on the circumference, 1/4, 1/2, or the entire circumference. The feature of the present invention is that the slider has a drain position and combustion. When moving between the tubes, the groove portion for releasing the gas in the system of the TC combustion tube is provided in advance, and the shape of the groove portion is not limited to this embodiment. For example, a groove formed on a polygon or ellipse may be used.
[0014]
【The invention's effect】
The element analyzer of the present invention is configured as described above, and when the slider of the slide type TC sample injector slides, before the recess on the lower surface of the slider where the sample injection tube is located passes through the O-ring, the present invention is applied. Since the groove provided by the gas passes over the O-ring and releases the gas in the combustor system, the indentation on the lower surface of the slider does not generate a rapid gas flow when passing through the O-ring, and this causes the sample injector It is possible to improve the reproducibility of accuracy without scattering the sample water droplet attached to the tip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sample inhaling and sample injecting unit according to the present invention.
2A is a bottom view of the slider according to the present invention, and FIG.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of the case where the sample injection tube position of the slide type sample injector according to the present invention is on the drain tube side and FIG.
FIG. 4A is a bottom view of another slider according to the present invention, and FIG.
5A is a bottom view of another slider according to the present invention, and FIG.
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a conventional element analyzer.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a sample inhalation and sample injection unit of a conventional elemental analyzer.
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views of a case where the sample injection tube of the conventional slide type sample injector is on the drain tube side and a case where the sample injection tube is moving (b).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample injector 1c, 4c, 5c ... Motor 2 ... Sample container 3 ... Sample 4 ... Rotary valve 5, 51 ... Sliding TC sample injection part 5a, 51a, 52a, 53a ... Slider 5b ... Injection part main body block 5d ... Drain pipe 5e ... Sample injection pipe 5f ... O-ring 5g ... Recess 6 ... TC combustion pipe 7 ... Slide IC sample injection part 8 ... IC reactor 9 ... IC reaction liquid 10 ... Dehumidification / gas treatment part 11 ... Infrared gas analysis part (NDIR)
12 ... Data processing unit 13 ... High purity air 14 ... Gas flow rate control unit 15 ... Carrier gas 16 ... Conduit 51b, 52b, 53b ... Groove

Claims

In an element analyzer that determines the amount of a specific element by injecting a liquid sample from a sample injection tube into a combustion tube and burning it, a slide type that moves the sample injection tube between the combustion tube and the drain tube An element analyzer comprising a groove provided on a bottom surface of a slider of a sample injection portion, and gas in the combustion tube is allowed to escape through the groove when the slider is moved.