JP4673197B2 - Liquid sample monitoring method and liquid sample analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、液体試料を対象とするモニタリング技術に係り、特に河川や地下水などの環境に関わる水質モニタリングや、化学合成設備、培養設備、浄水設備、原子力関連設備などの工学設備に関わる水質モニタリング等における液体試料のモニタリング方法およびモニタリングシステムに関する。 The present invention relates to a monitoring technique for liquid samples, particularly water quality monitoring related to the environment such as rivers and groundwater, water quality monitoring related to engineering equipment such as chemical synthesis equipment, culture equipment, water purification equipment, nuclear power equipment, etc. The present invention relates to a liquid sample monitoring method and monitoring system.
液体試料を対象とするモニタリングは様々な分野で行われており、例えば、河川、湖沼、ダム、地下水などの環境を評価するための水質モニタリングや、化学合成、培養、浄水、原子力などの工学設備における反応制御や、水質異常の感知を目的とした水質モニタリングが行われている。 Monitoring for liquid samples is performed in various fields, for example, water quality monitoring for evaluating the environment such as rivers, lakes, dams, groundwater, engineering facilities such as chemical synthesis, culture, water purification, and nuclear power. Water quality monitoring is conducted for the purpose of reaction control and detection of water quality abnormalities.
従来、これらのモニタリングにおいては、液体試料をその場でセンサにより分析する方法(特許文献1参照)や、液体試料の一部を採取し分析装置に送液することにより分析する方法(特許文献2参照)が用いられている。 Conventionally, in such monitoring, a method of analyzing a liquid sample with a sensor in situ (see Patent Document 1), or a method of analyzing by collecting a part of the liquid sample and sending it to an analyzer (Patent Document 2) Reference) is used.
上記のような液体試料をその場でセンサにより分析する方法では、小型、低コストでモニタリングシステムを構築することが可能な反面、センサの種類の制約があり、温度、pH、ORP、導電率、濁度、溶存酸素、紫外吸光度といった一般的な水質の検査のみが対象となり、測定可能な濃度範囲についても制約を受けるなどの問題がある。 In the method of analyzing a liquid sample as described above with a sensor on the spot, it is possible to construct a monitoring system with a small size and low cost, but there are restrictions on the type of sensor, such as temperature, pH, ORP, conductivity, Only general water quality tests such as turbidity, dissolved oxygen, and ultraviolet absorbance are applicable, and there are problems such as restrictions on the measurable concentration range.
一方、液体試料の一部を採取し分析装置に送液することにより分析する方法では、様々な成分の分析や濃度範囲に対応可能であるものの、装置が大型化するとともに、モニタリングシステム毎に異なる分析装置が必要となるため、機器コストが増加するという問題がある。 On the other hand, in the method of analyzing by collecting a part of the liquid sample and sending it to the analyzer, it is possible to cope with the analysis of various components and the concentration range, but the apparatus becomes larger and differs depending on the monitoring system. Since an analyzer is required, there is a problem that the equipment cost increases.
本発明の目的は、様々な分析項目や濃度範囲に対応可能であり、小型で低コストな液体試料のモニタリング方法およびモニタリングシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid sample monitoring method and a monitoring system that are compatible with various analysis items and concentration ranges, and are small and low cost.
前記の課題は、例えば、モニタリングを行う液体試料の一部を、一次元形状の流路に一定流速で連続的、または一定時間毎に注入することにより、液体試料性状の時間変化を流路中に位置情報として保持し、その後、保持した液体試料を流路の位置毎に分析し、その分析結果から液体試料性状の時間変化を再現することにより解決される。 The above problem is that, for example, by injecting a part of the liquid sample to be monitored continuously into the one-dimensional channel at a constant flow rate or at regular intervals, the time change of the liquid sample property is injected into the channel. This is solved by analyzing the held liquid sample for each position of the flow path and reproducing the time change of the liquid sample properties from the analysis result.
本発明は、水質の時間変化を一次元形状の流路中に位置情報として貯蔵可能であることを見出したことに基づく。 The present invention is based on the finding that a temporal change in water quality can be stored as position information in a one-dimensional channel.
液体試料を一次元形状の流路に一定流速で注入すると、試料が流路中を安定した層流として流れ、乱流等による水質成分の混合が抑制される。また、流路断面積が小さいため、近接した部位との拡散による混合についても抑制される。 When a liquid sample is injected into a one-dimensional channel at a constant flow rate, the sample flows as a stable laminar flow in the channel, and mixing of water quality components due to turbulence or the like is suppressed. In addition, since the channel cross-sectional area is small, mixing due to diffusion with adjacent parts is also suppressed.
従って、液体試料のモニタリングを一次元流路中へのサンプリングと、流路位置毎の分析に分割することが可能となる。これにより、液体試料のサンプリングについては小型で低コストの装置構成とすることが可能となり、また、分析については、溶液試料が入ったチューブ等の一次元流路を、必要に応じ様々な分析機器に接続し連続的に分析することや、複数のモニタリングにおいても同じ分析機器を共有して用いることが可能となる。 Accordingly, it is possible to divide the monitoring of the liquid sample into sampling into a one-dimensional flow path and analysis for each flow path position. This makes it possible to use a small and low-cost device configuration for sampling a liquid sample, and for analysis, a one-dimensional flow path such as a tube containing a solution sample is used for various analytical instruments as required. It is possible to connect to and continuously analyze, and to share and use the same analytical instrument for multiple monitoring.
また、液体試料の注入時間、注入速度等の記録があれば、容易に流路中の位置毎の分析結果を時間変化に変換することが可能となる。 In addition, if there is a record of the injection time, injection speed, etc. of the liquid sample, the analysis result for each position in the flow path can be easily converted into a time change.
装置の小型化の観点からは、一次元形状の流路を空間的に高密度化することが好ましいが、最も簡便にこれを実現する方法としては、チューブ等の流路を糸巻き状に巻き取ることにより、達成される。 From the viewpoint of downsizing the apparatus, it is preferable to spatially increase the density of the one-dimensional channel, but the easiest way to achieve this is to wind up the channel such as a tube in a bobbin shape. Is achieved.
サンプリングした流路中の分析を適時行うためには、液体試料を注入する流路に切り替え可能な機構や、着脱可能な機構を設けることが有効であり、これによりモニタリングを継続しつつ、任意の期間において分析結果を得ることが可能となる。 In order to perform analysis in the sampled flow channel in a timely manner, it is effective to provide a mechanism that can be switched to the flow channel for injecting the liquid sample, and a detachable mechanism. It becomes possible to obtain an analysis result in a period.
モニタリングの精度や信頼性を向上させる観点からは、溶液試料を保管する流路に一定時間毎にマーカー物質等を添加することにより、流路中の近接部位間における水質成分の混合を抑制する効果や、ポンプによる液体試料の注入が適切に行われていることを目視等により簡便に確認できる効果が期待できる。さらに、このマーカー物質が気泡である場合には、水質成分の混合をほとんどなくすることができ、長期のモニタリング等において極めて有効な方法となる。 From the viewpoint of improving the accuracy and reliability of monitoring, the effect of suppressing the mixing of water quality components between adjacent parts in the flow path by adding marker substances etc. to the flow path for storing solution samples at regular intervals In addition, an effect of easily confirming visually that the liquid sample is appropriately injected by the pump can be expected. Furthermore, when this marker substance is a bubble, mixing of water quality components can be almost eliminated, and this is an extremely effective method for long-term monitoring and the like.
本発明によれば、液体試料のモニタリングにおいて、様々な分析項目や濃度範囲に対応可能である。また装置の小型化、データの信頼性向上、モニタリングコストの削減が可能となる。 According to the present invention, it is possible to cope with various analysis items and concentration ranges in monitoring of a liquid sample. In addition, downsizing of the apparatus, improvement of data reliability, and reduction of monitoring costs can be achieved.
本発明の実施の形態について説明する前に、本発明に至る基本原理について説明する。本発明は、水質の時間変化を一次元形状の流路中に位置情報として貯蔵可能であることを発明者が見出したことに基づく。以下に、図2を参照しながら本発明における水質の時間変化を位置情報として貯蔵する概念を説明する。 Before describing embodiments of the present invention, the basic principle leading to the present invention will be described. The present invention is based on the finding of the inventor that a temporal change in water quality can be stored as position information in a one-dimensional channel. Below, the concept of storing the temporal change in water quality as position information in the present invention will be described with reference to FIG.
発明者らは、予め水質成分濃度の時間変化がわかっている液体試料について、その液体試料の一部をポンプにより採取し、流速10cm3/hで流路断面積が0.1cm2の一次元流路であるチューブに連続的に注入した。その後、チューブの位置毎に液体試料を分析した結果、水質の位置変化のグラフは、水質の時間変化とY軸に対して対称形を保っており、流速、流路断面積の情報に基づき、水質の時間変化を再現可能であることを見出した。 The inventors collect a part of the liquid sample whose water quality component concentration is known in advance with a pump, and have a flow rate cross-sectional area of 0.1 cm 2 at a flow rate of 10 cm 3 / h. It inject | poured continuously into the tube which is a flow path. After that, as a result of analyzing the liquid sample for each tube position, the graph of the water quality change in position is symmetrical with respect to the time change of the water quality and the Y axis. We found that the temporal change in water quality can be reproduced.
これは、液体試料を一次元形状の流路に一定流速で注入したため、試料が流路中を安定した層流として流れ、乱流等による水質成分の混合が抑制される効果があったためと考えられる。また、流路断面積が小さいため、近接した部位との拡散による混合についても抑制される効果があると考えられる。 This is because the liquid sample was injected into the one-dimensional channel at a constant flow rate, so that the sample flowed as a stable laminar flow in the channel, and the mixing of water quality components due to turbulent flow was suppressed. It is done. In addition, since the cross-sectional area of the flow path is small, it is considered that there is an effect of suppressing mixing due to diffusion with adjacent parts.
一次元流路であるチューブに液体試料を連続的に注入して採取することにより、液体試料のモニタリングプロセスを、一次元流路中へのサンプリングプロセスと、流路位置毎の分析プロセスと、に分割することが可能となる。これにより、液体試料のサンプリングプロセスに用いる装置を、小型で低コストな構成とすることが可能となり、また、分析プロセスについては、溶液試料が入ったチューブ等の一次元流路を、必要に応じ様々な分析機器に接続し連続的に分析することや、複数のモニタリングにおいても同じ分析機器を共有して用いるなど自由度を高めることが可能となる。 By continuously injecting and collecting a liquid sample into a tube that is a one-dimensional flow path, the liquid sample monitoring process can be divided into a sampling process into a one-dimensional flow path and an analysis process for each flow path position. It becomes possible to divide. As a result, the apparatus used for the sampling process of the liquid sample can be configured to be small and low-cost, and for the analysis process, a one-dimensional flow path such as a tube containing the solution sample is provided as necessary. It is possible to increase the degree of freedom by connecting to various analytical instruments for continuous analysis and sharing the same analytical instrument for use in multiple monitoring.
尚、一次元流路とは、液体の流速と流路の断面積とを考慮して、液体の流れが乱流にはならず十分に層流であると推定可能な流路である。レイノルズ数Reは、下記の式により表される。 The one-dimensional flow path is a flow path that can be estimated to be a sufficiently laminar flow without taking the turbulent flow in consideration of the flow velocity of the liquid and the cross-sectional area of the flow path. The Reynolds number Re is represented by the following equation.
Re=(U×L)/ν Re = (U × L) / ν
ここで、Uは代表速さ、Lは代表長さ、νは動粘性係数である。例えば、下記の実施例2において、液体を水と仮定すると、Uは、10cm3/hで流路の直径は1cm、Lは3.5m、であるから、Re=8程度となり、乱流となるレイノルズ数Reである2000よりも十分に小さい。従って、液体は層流と推定され、一次元流路であることがわかる。その他の実施例も同様である。 Here, U is a representative speed, L is a representative length, and ν is a kinematic viscosity coefficient. For example, in Example 2 below, assuming that the liquid is water, U is 10 cm 3 / h, the diameter of the flow path is 1 cm, and L is 3.5 m. It is sufficiently smaller than 2000 which is the Reynolds number Re. Therefore, it is estimated that the liquid is a laminar flow and is a one-dimensional flow path. The same applies to the other embodiments.
以下、本発明の実施の形態による液体試料のモニタリング技術について図面を参照しながら説明を行う。 Hereinafter, a liquid sample monitoring technique according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施例1による液体試料のモニタリング技術について図1を参照しながら説明する。本実施例による液体試料のモニタリング技術について、河川等の水質をモニタリングする例に基づいて説明する。本実施例による液体試料のモニタリング技術は、液体試料を採取するプロセスと、液体試料を分析するプロセスとを有している。
A liquid sample monitoring technique according to
図1に示すように、本実施例による液体試料のモニタリングシステムは、液体試料1側から順番に、フィルターユニット3と、ポンプ2と、バルブ4と、試料保管流路5と、バルブ6と、を有している。
As shown in FIG. 1, the liquid sample monitoring system according to this embodiment includes, in order from the
液体試料1の採取プロセスにおいては(上図)、液体試料1はポンプ2により吸引し、微粒子を排除するためフィルターユニット3を通過させた後、バルブ4を介して一次元流路を形成する試料保管流路5に注入する。この際、バルブ4およびバルブ6は開放状態にする。ポンプ2は、液体試料1を1cm3/hの流速で、約1週間、連続的に試料保管流路5に送液した。試料保管流路5には、直径6mm、長さ6mの糸巻き状に複数回巻かれているチューブを用いた。
In the sampling process of the liquid sample 1 (upper figure), the
次に、液体試料の分析プロセスにおいては(下図)、液体試料1を回収した後、バルブ4およびバルブ6を閉じた状態で、試料保管流路5を分析を行う場所まで移送した。その後、バルブ6を介して、水質分析装置7と接続した。その後、バルブ4およびバルブ6を開き、ポンプ2を用いて純水8をフィルターユニット3側から試料保管流路5に送液し、試料保管流路5に保存されていた液体試料を所定の試料保管流路長さに相当する分量毎に水質分析装置7に移送し、水質分析を行った。
Next, in the analysis process of the liquid sample (below), after collecting the
図3には、試料保管流路長さ8.49cm(液量2.4cm3)毎に水質分析した結果を示す。上図は、縦軸に水質成分濃度、横軸に一次元流路中の位置をとっており、下図は、縦軸に水質成分濃度、横軸に液体試料を吸入してからの経過時間をとっている。この結果から、本実施例によれば、液体試料の水質の時間変化が、試料保管流路5中の位置変化として保管されていることがわかる。すなわち、上図に示す試料保管流路5中の各位置における水質の採取時間は、水質の採取時間=流速/流路断面積により求めることができる。そこで、水質の位置変化として得られたグラフを水質の時間変化に換算したものが下図である。この結果から、液体試料のモニタリングを実施することができた。
FIG. 3 shows the results of water quality analysis for each sample storage channel length of 8.49 cm (liquid amount 2.4 cm 3 ). In the upper diagram, the vertical axis represents the water quality component concentration, and the horizontal axis represents the position in the one-dimensional flow path.The lower graph represents the water quality component concentration on the vertical axis and the elapsed time since the liquid sample was inhaled on the horizontal axis. I'm taking it. From this result, according to the present example, it can be seen that the time change of the water quality of the liquid sample is stored as the position change in the
本実施例によるシステムは、装置がシンプルで小型化が可能である。特に、ポンプを離れた場所に設置できる場合には、液体試料を採取するための流路のスペースだけが確保できればモニタリングが可能となるため、通常、モニタリングが困難な狭隘部や高温、高圧、放射能といった極限環境において用いることも容易である。 The system according to this embodiment has a simple apparatus and can be miniaturized. In particular, when the pump can be installed at a remote location, monitoring is possible if only the flow path space for collecting the liquid sample can be secured. Therefore, it is usually difficult to monitor narrow spaces, high temperatures, high pressures, radiation. It is also easy to use in extreme environments such as Noh.
また、液体試料の採取と分析とを分離して実施することが可能であるため、複数のモニタリングを実施する場合等に例えば複数の採取試料を1台の分析装置で共有することができるため、機器コストを削減することができるという利点がある。さらに、分析プロセスについては、必要に応じて、最も適切な分析装置に採取試料を接続することにより、様々な成分の分析や濃度範囲に対応可能であるという利点もある。 In addition, since it is possible to separate the collection and analysis of the liquid sample, it is possible to share a plurality of collected samples, for example, in a single analyzer when performing a plurality of monitoring, etc. There is an advantage that the equipment cost can be reduced. Further, the analysis process has an advantage that it can cope with the analysis of various components and the concentration range by connecting the collected sample to the most appropriate analyzer as necessary.
尚、ポンプには、プランジャーポンプ、シリンジポンプ、チューブポンプ等の微小流量を制御可能なポンプを用いることが好ましい。また、分析装置については、微量試料で高感度分析が実施可能なイオンクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、ICP発光分析装置、原子吸光分析装置、全有機炭素濃度計、質量分析装置等が適している。 In addition, it is preferable to use the pump which can control micro flow volume, such as a plunger pump, a syringe pump, and a tube pump, as a pump. Analytical devices include ion chromatography, liquid chromatography, gas chromatography, ICP emission analyzer, atomic absorption analyzer, total organic carbon concentration meter, mass spectrometer, etc. Is suitable.
次に、本発明の実施例2による液体試料のサンプリング技術について図4を参照しながら説明する。本実施例は、図4に示すように、化学合成を行う反応槽中の水質モニタリングを行う際の一例である。本実施例では、反応槽9内の液体試料の一部は、試料採取装置10により採取され、試料保管装置11に注入される。試料採取装置10は、内部に、フィルター12と、ポンプ13と、バルブ14と、記録装置Sと、を有している。試料保管装置11は、試料保管流路16およびこれの前後に設けられるバルブ17、バルブ18により構成されている。試料採取装置10と試料保管装置11との接続部位にパイプを接続・分離可能な周知の着脱機構15を備えている。また、ポンプ13の運転に関しては、記録装置Sが液体試料の流路への注入時間、注入速度を制御することにより、試料保管流路16内に時間情報に変換可能な位置情報が記録される機構となっている。記録装置Sには、液体試料の流路への注入時間、注入速度が記録される。
Next, a liquid sample sampling technique according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, this example is an example when water quality is monitored in a reaction tank in which chemical synthesis is performed. In this embodiment, a part of the liquid sample in the
液体試料の一部は、フィルター12を介してポンプ13により吸引され、一定の流速で試料保管流路16に注入される。この際、バルブ14およびバルブ17およびバルブ18を開放状態にし、液体試料の注入開始時間、注入速度は、記録装置Sに記録することができる。ポンプ13は、液体試料を10cm3/hの流速で、24時間、連続的に試料保管流路16内に送液した。試料保管流路16には、直径1cm、長さ3.5mのチューブを用いた。
A part of the liquid sample is sucked by the
尚、試料保管流路16を非常に長くする場合には、取り扱いが困難である場合もある。このような場合には、図5に示すようなチューブTを糸巻き状に巻いた試料保管流路を用いることもできる。これにより、試料保管流路16の占有する容積を大幅に低減することができ、モニタリング装置をより一層小型化することができる。また、試料保管流路16の形状を保持する機能も有する。
When the
液体試料を24時間にわたって採取した後、試料保管装置11の貯蔵容量が一杯になったため、一旦ポンプ13からの送液を止め、バルブ14、バルブ17、バルブ18を閉じた後、着脱機構15の部分で試料採取装置10から試料保管装置11を外し、別の新しい試料保管装置(11)を装着した。その後、閉じたバルブ14、17、18を再び開き、再度ポンプ13の運転を開始した。
After the liquid sample was collected over 24 hours, the storage capacity of the
一方、図4の下図に示すように、回収した試料保管装置11は、別のポンプ19により、純水20を送液するとともに、試料保管流路16に保存されていた液体試料はフラクションコレクタ21により、所定の試料保管流路長さに相当する分量ずつ分画した。これにより、測定サンプルが作製され、サンプル毎に分析を実施できる。
On the other hand, as shown in the lower diagram of FIG. 4, the collected
このようにして得られた分析結果は、試料保管流路16の位置毎の水質の分析結果であるが、これらを記録装置Sに記録された液体試料の流路への注入時間、注入速度のデータから、元の液体試料の時間変化に換算する。これにより、液体試料のモニタリングを実施することができる。
The analysis results obtained in this way are the results of water quality analysis for each position of the
本実施例による液体試料のサンプリング技術では、着脱機構15により試料採取装置10と試料保管装置11とを分割することができる。試料保管装置11の着脱が可能であるため、新たな試料保管装置11に交換しながら、長期のモニタリングができるとの特徴を有する。
In the liquid sample sampling technique according to this embodiment, the
また、複数の反応槽をモニタリングする際などに、例えば1台の分析装置を共有して用いることが可能である。さらに、分析試料はフラクションコレクタ21により、試料保管流路16の位置毎に分画したサンプルが作製されるため、直接分析機器に接続できない分析方法についても適用することができ、より広範囲な分析方法の中から適切な手法を選定することが可能であるという利点を有する。
Further, when monitoring a plurality of reaction tanks, for example, one analyzer can be shared and used. In addition, since the sample to be analyzed is fractionated for each position of the sample
次に、本発明の実施例3による液体試料のモニタリング技術について図6を参照しながら説明する。本実施例は、原子力関連設備の配管中の水質モニタリングを行う際の一例である。
Next, a liquid sample monitoring technique according to
本実施例による液体試料のモニタリングシステムは、配管22中の液体試料の一部は、試料採取装置23により採取され、試料保管流路50−1に注入される構成を有している。試料採取装置23は、内部に、配管22側から、フィルター24、第1のポンプ25、流路切り替え機構26、第2のポンプ27、マーカー物質タンク28を有している。第1のポンプ25、流路切り替え機構26、第2のポンプ27は、制御装置29によって運転が制御される機構となっている。流路切り替え機構26は、例えば、1つの入力位置に対して回転することにより複数の出力位置が対応するように回転式の入力−出力切り替え機構など周知の機構を利用することが可能である。
The liquid sample monitoring system according to the present embodiment has a configuration in which a part of the liquid sample in the
制御装置29は、所定の時間に第1のポンプ25を動作させ、フィルター24を介して液体試料の一部を採取し、一定の流速で試料保管流路50に注入する。同時に、制御装置29により、第2のポンプ27は、一定の時間間隔でマーカー物質を流路中に添加するように制御する。
The
試料をある時間だけ採取した後、制御装置29により第1のポンプ25および第2のポンプ27は停止され、試料の採取およびマーカー物質の添加を中断する。その後、再び所定の時間に制御装置29により第1のポンプ25および第2のポンプ27を動作させ、試料の採取およびマーカー物質の添加を行った。この際、マーカー物質には目視が可能なように着色溶液を用いた。
After collecting the sample for a certain period of time, the
このように、試料の採取と中断とを繰り返す連続運転を行った後に、制御装置29により流路切り替え機構(バルブ)26を作動させ、試料保管流路50−1が貯蔵容量を超える前に別の系統の試料保管流路50−2又は50−3に切り替える。
As described above, after the continuous operation of repeating the sampling and interruption of the sample is performed, the flow switching mechanism (valve) 26 is operated by the
試料を貯蔵した試料保管流路50−1は、バルブ30−1およびバルブ31−1を閉じた後に試料採取装置23から切り離され、分析室まで移送される。その後、下図に示すように、試料保管流路50−1は伸ばされて、それぞれの位置毎の放射能をしゃへい板32に設けられた計測孔33を通して放射線検出器34により測定することができる。測定結果は、制御装置29の運転記録とマーカー物質の数と位置とから、元の液体試料の時間変化に換算される。これにより、液体試料のモニタリングを実施することができた。
The sample storage channel 50-1 storing the sample is disconnected from the
本実施例による液体試料のモニタリング技術を用いると、制御装置による自動運転が可能であり、さらに一定時間間隔で液体試料を採取することで、連続的に液体試料を採取する場合に比べて測定時間を短くすることが可能である。また、流路の切り替え機構を備えることにより、モニタリングを継続しつつ、任意の期間において分析結果を得ることが可能となる。 By using the liquid sample monitoring technology according to the present embodiment, automatic operation by the control device is possible, and furthermore, by collecting the liquid sample at regular time intervals, the measurement time is longer than when collecting the liquid sample continuously. Can be shortened. Further, by providing a flow path switching mechanism, it is possible to obtain an analysis result in an arbitrary period while continuing monitoring.
尚、モニタリングの精度や信頼性を向上させる観点からも、溶液試料を保管する流路にある時間毎にマーカー物質を添加することにより、流路中の近接部位間における水質成分の混合を抑制することができるととともに、液体試料の注入位置の確認が目視等により簡便化することができる。マーカー物質には、蛍光物質を含む溶液や着色溶液など、分析が容易な様々な物質を用いることが可能である。例えば、マーカー物質に、蛍光物質を用い、これを蛍光検出器により検出しても良い。或いは、マーカー物質に、溶液試料とは屈折率の大きく異なる物質を用い、光源と光量センサの組み合わせにより、溶液試料とマーカー物質とを区別することができるようにして良い。或いは、マーカー物質に不活性ガスなどの気体を利用しても良い。このようなマーカー物質の利用により、分析時間を任意に区切ることができるため、作業を自動化することが容易になる。 In addition, from the viewpoint of improving the accuracy and reliability of monitoring, mixing of water quality components between adjacent parts in the flow path is suppressed by adding a marker substance every time in the flow path for storing the solution sample. In addition, the confirmation of the injection position of the liquid sample can be simplified by visual observation or the like. As the marker substance, various substances that can be easily analyzed, such as a solution containing a fluorescent substance and a colored solution, can be used. For example, a fluorescent substance may be used as the marker substance, and this may be detected by a fluorescence detector. Alternatively, a material having a refractive index that is significantly different from that of the solution sample may be used as the marker material, and the solution sample and the marker material may be distinguished from each other by a combination of a light source and a light amount sensor. Alternatively, a gas such as an inert gas may be used as the marker substance. By using such a marker substance, the analysis time can be arbitrarily divided, so that the work can be easily automated.
また、本実施例によれば、常時サンプリングを行わなくても、例えばタイマーなどを利用してある時間に液体試料をサンプリングし、次いで、マーカー物質を注入し、ある時間サンプリングを中断した後に、再びサンプリングを開始する工程を実施することも可能である。 Further, according to the present embodiment, even if sampling is not always performed, for example, a liquid sample is sampled at a certain time using a timer or the like, then a marker substance is injected, and sampling is interrupted for a certain time, and then again. It is also possible to carry out the step of starting sampling.
本発明の実施例4による液体試料のモニタリング技術について図7を参照しながら説明する。本実施例による液体試料のモニタリング技術は、地質ボーリング孔内の水質モニタリングを行う際の一例である。
A liquid sample monitoring technique according to
本実施例による液体試料のモニタリング技術では、地層35中の液体試料の一部は、試料採取装置36により採取され、試料保管流路37に注入される。これらの装置は、例えば直径10cm程度のボーリング孔内に挿入されている。試料採取装置36は、内部に地層35側から順番に、地下水採取機構38、フィルター39、第1のポンプ40、ガスボンベ41、第2のポンプ42を有している。第1のポンプ40および第2のポンプ42を制御する制御装置43が設けられ、これによって運転が制御される機構となっている。
In the liquid sample monitoring technique according to the present embodiment, a part of the liquid sample in the
制御装置43は、所定の時間に第1のポンプ40を動作させ、液体試料の一部をフィルター39を介して採取し、例えば一定の流速で試料保管流路37に注入する。同時に制御装置43により、第2のポンプ42は例えば一定の時間間隔で不活性ガスからなる気泡を流路中に添加するように制御される。所定時間の連続運転の後、制御装置43により第1のポンプ40および第2のポンプ42の運転を停止し、液体試料の回収工程と気泡の添加工程を終了する。
The
その後、下図に示すように、試料保管流路37は、ボーリング孔内から地上に回収され、バルブ45を介して、水質分析装置46と接続される。次いで、バルブ44およびバルブ45を開き、新たなポンプ47を用いて純水48を試料保管流路37に送液し、試料保管流路37に保存されていた液体試料を所定の試料保管流路長さに相当する分量毎に水質分析装置46に移送し、水質分析を行う。
Thereafter, as shown in the figure below, the
ここで得られた分析結果は、試料保管流路37の位置毎の水質の分析結果である。これらを制御装置43で設定した液体試料の流路への注入時間、注入速度のデータに基づいて元の液体試料の時間変化に換算することにより、液体試料のモニタリングを実施することができる。
The analysis result obtained here is a water quality analysis result for each position of the
本実施例によれば、試料の採取プロセスと分析プロセスとを分離して行うことが可能であるため、装置の小型化が容易であり、狭隘なボーリング孔中でのモニタリングに適用できる。また、気泡を添加することにより、流路中の気泡が液体試料の混合を抑制するため、試料保管溶液を長期保管した場合にも、水質の変化が精度良く流路中の各位置に保存されるという利点を有する。さらに、気泡個数により試料の採取が適切に行われたかを確認することができる。尚、この気泡を生成するガスには、空気や不活性ガスなど様々なガスを用いることが可能である。 According to the present embodiment, since the sample collection process and the analysis process can be performed separately, the apparatus can be easily downsized and can be applied to monitoring in a narrow boring hole. In addition, by adding bubbles, the bubbles in the flow path suppress the mixing of the liquid sample, so even when the sample storage solution is stored for a long period of time, changes in water quality are accurately stored at each position in the flow path. Has the advantage of. Furthermore, it can be confirmed from the number of bubbles whether the sample has been properly collected. It should be noted that various gases such as air and inert gas can be used as the gas for generating the bubbles.
以上に説明したように、本実施の形態による液体試料のサンプリング技術によれば、様々な分析項目や濃度範囲に対応可能な液体試料のモニタリング方法およびモニタリングシステムが実現でき、装置の小型化、データの信頼性向上、モニタリングコストの削減が可能となるという利点がある。 As described above, according to the liquid sample sampling technique according to the present embodiment, it is possible to realize a liquid sample monitoring method and monitoring system that can handle various analysis items and concentration ranges, downsizing the apparatus, and data There is an advantage that reliability of the system can be improved and monitoring costs can be reduced.
本発明は、液体試料のサンプリングシステムに利用可能である。 The present invention is applicable to a liquid sample sampling system.
1…液体試料、2…ポンプ、3…フィルターユニット、4…バルブ、5…試料保管流路、6…バルブ、7…水質分析装置、8…純水、9…反応漕、10…試料採取装置、11…試料保管装置、12…フィルター、13…ポンプ、14…バルブ、15…着脱機構、16…試料保管流路、S…記録装置、17…バルブ、18…バルブ、19…ポンプ、20…純水、21…フラクションコレクタ、22…配管、23…試料採取装置、50…試料保管流路、24…フィルター、25…ポンプ、26…流路切り替え機構、27…ポンプ、28…マーカー物質タンク、29…制御装置、30…バルブ、31…バルブ、32…遮蔽板、33…計測孔、34…放射線検出器、35…地層、36…試料採取装置、37…試料保管流路、38…地下水採取機構、39…フィルター、40…ポンプ、41…ガスボンベ、42…ポンプ、43…制御装置、44…バルブ、45…バルブ、46…水質分析装置、47…ポンプ、48…純水。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記試料採取装置から取り外された後、分析装置に着脱可能に装着された前記試料保管装置に保持されている液体試料を、前記液体保管流路の各位置について分析するステップと、
前記流速及び前記注入開始時間に基づいて、分析結果を液体試料性状の時間変化に再現するステップと
を有することを特徴とする液体試料のモニタリング方法。 A liquid storage channel that forms a one-dimensional channel; a first valve that opens and closes one opening of the liquid storage channel; and a second valve that opens and closes the other opening of the liquid storage channel. A step of reading from the recording device the flow rate and the injection start time recorded in the recording device when the liquid sample is injected into the liquid storage channel through the sample collection device detachably attached to the sample storage device;
Analyzing the liquid sample held in the sample storage device detachably attached to the analysis device after being removed from the sample collection device for each position of the liquid storage channel;
And a step of reproducing the analysis result into a time change of the liquid sample property based on the flow rate and the injection start time.
前記試料採取装置から取り外された後、分析装置に着脱可能に装着された前記試料保管装置に保持されている液体試料を、前記液体保管流路の各位置について分析する手段と、
前記流速及び前記注入開始時間に基づいて、分析結果を液体試料性状の時間変化に再現する手段と
を有することを特徴とする液体試料分析装置。 A liquid storage channel that forms a one-dimensional channel; a first valve that opens and closes one opening of the liquid storage channel; and a second valve that opens and closes the other opening of the liquid storage channel. Means for reading from the recording device the flow rate and the injection start time recorded in the recording device when the liquid sample is injected into the liquid storage channel through the sample collection device detachably attached to the sample storage device;
Means for analyzing the liquid sample held in the sample storage device detachably attached to the analysis device after being removed from the sample collection device for each position of the liquid storage channel;
A liquid sample analyzer comprising: means for reproducing an analysis result into a time change of liquid sample properties based on the flow rate and the injection start time.
ことを特徴とする請求項2に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample analyzer according to claim 2, wherein the shape of the one-dimensional flow path is a shape obtained by winding a tube.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05176752A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-20 | Toyo Eng Corp | Sampling device |
JPH08101101A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Shimadzu Corp | Device for automatic sampling of liquid/gas sample from pipe |
JPH1062386A (en) * | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of continuously measuring ph of solution containing crystal |
JP2000121629A (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-28 | Meidensha Corp | Water quality monitoring system |
JP2005031041A (en) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Sekisui Chem Co Ltd | Micro-reactor and analytical method |
JP2005066531A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Toshiba Corp | On-line monitor device of source water quality |
JP2005074309A (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Seiko Instruments Inc | Liquid separation device and liquid separation method |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05176752A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-20 | Toyo Eng Corp | Sampling device |
JPH08101101A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Shimadzu Corp | Device for automatic sampling of liquid/gas sample from pipe |
JPH1062386A (en) * | 1996-08-20 | 1998-03-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Method of continuously measuring ph of solution containing crystal |
JP2000121629A (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-28 | Meidensha Corp | Water quality monitoring system |
JP2005031041A (en) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Sekisui Chem Co Ltd | Micro-reactor and analytical method |
JP2005066531A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Toshiba Corp | On-line monitor device of source water quality |
JP2005074309A (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Seiko Instruments Inc | Liquid separation device and liquid separation method |
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