JPH038502B2 - - Google Patents

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JPH038502B2
JPH038502B2 JP57137052A JP13705282A JPH038502B2 JP H038502 B2 JPH038502 B2 JP H038502B2 JP 57137052 A JP57137052 A JP 57137052A JP 13705282 A JP13705282 A JP 13705282A JP H038502 B2 JPH038502 B2 JP H038502B2
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JP
Japan
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light
solution
wavelength
iodide
residual chlorine
Prior art date
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JP57137052A
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English (en)
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JPS5927250A (ja
Inventor
Noryuki Goto
Minoru Fukuda
Isao Isa
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Japan Carlit Co Ltd
Original Assignee
Japan Carlit Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP13705282A priority Critical patent/JPS5927250A/ja
Publication of JPS5927250A publication Critical patent/JPS5927250A/ja
Publication of JPH038502B2 publication Critical patent/JPH038502B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N21/783Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour for analysing gases

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  • Biochemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液中に存在する残留塩素の濃度の測
定または監視するための光学式測定方法に関する
ものである。
現在、我国において水道水を塩素または次亜塩
素塩滅菌処理することは上水処理中もつとも重要
な部門の1つであり、かつこれを給配水した場
合、末端栓で存在する残留塩素濃度を測定し、残
留塩素量が一定になるように、注入塩素または次
亜塩素酸塩量を制御することは極めて大切であ
る。または工場用水として冷却処理用などに海水
を使用することが普及しており、これも一般に塩
素または次亜塩素酸塩による滅菌処理が行なわれ
ている。更に水泳プール用水においても塩素また
は次亜塩素酸塩による滅菌処理を行ない残留塩素
を一定量含ませることが義務づけられている。
上記した理由により残留塩素濃度を計測するこ
とは極めて重要であり、更に進んで残留塩素濃度
を一定値に保つように自動制御することが望まれ
ている。
従来残留塩素濃度を連続測定する方法として
は、(1)オルトトリジンを発色剤とした連続光電比
色法、(2)連続ポーラログラフ法、(3)連続電量滴定
法、(4)連続ガルバニ電極法があるが、いずれの方
法においても、装置が複雑でかつ高価であるとと
もに電極の汚れなどにより測定値が大巾に変化す
るため、測定値の信頼性にとぼしくかつ保守管理
に多くの時間を費やさなければならない。
上記した事情により信頼性に優れ、安価でかつ
保守管理の容易な残留塩素の測定方法が望まれて
いた。
本発明方法の目的は信頼性に優れ、安価でかつ
保守管理の容易な連続残留塩素の測定方法を提供
することにある。
本発明方法は、0.005〜10ppmの残留塩素を含
有する溶液に、発色剤としてヨウ化物の水溶液、
澱粉とヨウ化物との混合溶液、ヨウ化物とN,N
−ジエチル−パラ−フエニレンジアミンとの混合
溶液またはN,N−ジエチル−パラ−フエニレン
ジアミン溶液からなる群から選択した一員を塩素
1重量部当り1〜1000重量部加えて発色させ;発
色した溶液の一部分を透明セルを通して通過さ
せ;前記セル内の発色した溶液に、400nm〜
800nmの波長内で、異なる波長スペクトルをもつ
発光ダイオードの2個から2つの波長帯域をもつ
光を照射し、もしくはハロゲンランプまたはタン
グステンランプからの光を光学フイルターによつ
て600nmをほぼ中心とする部分の波長帯域の光を
吸収した2つの波長帯域をもつ光を照射し;該2
つの波長帯域に分光感度特性をもつ半導体素子、
または該2つの波長帯域に夫々分光感度特性をも
つ2個の半導体光電素子の組合せを用いて、夫々
の波長帯域の透過光の光強度を夫々の電圧に変換
させ;該検出された電圧を対数変換し、増巾した
後、前記2つの波長帯域の電圧の差で発色溶液の
濃度に変換させる;ことより成る。
本発明方法を添付図面につき詳細に説明する。
第1図は本発明方法に使用する残留塩素計のフ
ローシートである。
試料はライン44を通り、流量計42を経て、
混合器40に導かれる。一方、発色剤はライン4
3を通り、流量計41を経て混合器40に導か
れ、試料と混合される。発色剤の選択は結合塩素
を含む残留塩素量を求める場合、ヨウ化物の水溶
液、澱粉とヨウ化物との混合液またはヨウ化物と
N,N−ジエチル−パラ−フエニレンジアミンと
の混合液を用い、遊離塩素のみの残留塩素量を求
める場合は、N,N−ジエチル−パラ−フエニレ
ンジアミン溶液を用いる。これらの溶液を発色剤
に用いた時、500〜550nm付近に極大吸収を持つ
吸収スペクトルを与える。混合器40により発色
剤を添加混合された試料はライン45を経て、セ
ル20に導かれ、ライン46を通じて連続的に排
出される。
ハロゲンランプまたはタングステンランプ13
から出た連続スペクトルの光は集光レンズ12に
より集光され、例えば第2図aに示した光学特性
を持つたフイルター11により中程の一部分の波
長帯域の光が吸収され、第2図bに示した2つの
波長帯域の光に分割される。発色剤としてN,N
−ジエチル−パラフエニレンジアミンを用いた場
合、試料は第2図cに示したような500〜550nm
に極大吸収を示す吸収特性を持つており、第2図
bに示した光がセルを透過すると第2図dの光と
なる。一方2つの波長帯域に感度特性を持つた半
導体光電素子、例えばカラーセンサーPD151(シ
ヤープ社製)は受光部を2つもち、それぞれの受
光部(PD1およびPD2)は第2図eの感度特性を
持つているので半導体光電素子の相対出力は第2
図fとなる。第2図fに示したようにセル中に有
効塩素濃度零の水を入れた場合と有効塩素濃度
1.2ppmの水を入れた場合とを比較するとPD2は
変化せず、PD1は400〜550nmの波長の相対出力
が変化している。600nmをほぼ中心とする部分の
波長帯域の光を吸収しないで照射した場合、その
変化量は小さく感度が低下する。500〜550nmに
吸収特性を持つ発色剤600nmをほぼ中心とする部
分の波長帯域の光をカツトした照射光を組み合せ
た結果相対変化量は大きくなり、測定出力の精度
も向上する。PD1およびPD2により、光強度に応
じてそれぞれの電圧E1およびE2に変換される。
E1およびE2はアンプ50により対数変換、増巾
された後、その差(ΔE)、すなわち両出力電圧の
比を電位差計または記録計51により指示または
記録する。
本発明方法による測定可能な有効塩素濃度は
0.005ppmから10ppmであり、0.01ppmという低
濃度においても再現性よく測定できる。
本発明中の発色剤の添加量は試料中の塩素1重
量部に対して、1〜1000重量部の範囲で用い、ヨ
ウ化物は一般にはヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリ
ウムを用いる。1重量部より少ない場合には発色
が不充分となり、測定が困難となる。一方、1000
重量部より多い場合には発色剤自身の色による誤
差を生ずるようになり、好ましくない。
本発明の残留塩素測定方法は、試料の温度、お
よびPHの影響が少なく、再現性よく、高感度で測
定できる。本発明の光学測定方法と従来理化学用
に市販されている単色光による分光光度方法と比
較すると次の点で優れている。
(1) 本発明の光学式測定方法ではスリツトなどを
用いず、単色光を光源とせず、400nm〜800nm
の波長内で2つの波長帯域を持つ照射光を用
い、前記2つの波長帯域の光に感度特性を有す
る検出器を用いるので、高感度の測定が可能で
ある。
(2) 本発明方法では2つの異なる波長帯域の光強
度を同時に電圧に変換し、その比で濃度を測定
するので、セル内のスケールまたは藻などによ
る汚染の影響を自動的に補正できる。従つて、
再現性よく残留塩素を測定でき、塩素または次
亜塩素酸塩による滅菌処理プロセスによる自動
制御が可能となる。
(3) 本発明方法ではセル長を変更することにより
光路長を自由に選択できるので、比較的広範囲
の残留塩素の良好な精度の測定が可能である。
(4) 本発明方法に用いる発色ダイオード、半導体
光電素子が安価に入手でき、構成も簡単である
ので、本発明方法は信頼性に優れ、保守管理の
容易で、安価な残留塩素計を利用することがで
きる。
次に実施例につき本発明を説明する。
実施例 1 水にNaOClを添加し、有効塩素濃度0.056、
0.112、0.224、0.336、0.560、0.784、1.120ppmの
試料を調整した。発色剤として可溶性澱粉0.1%、
ヨウ化カリウム1%の水溶液を調整した。それぞ
れの試料を100ml/min、発色剤を1ml/minの速
度で流し、混合器により混合した後、下記の構成
部品でなる残留塩素計のセルに流下した。該残留
塩素計の出力電圧(ΔE)と試料の有効塩素濃度
との対応を第3図に示した。
残留塩素計の構成部品 光源:発光ダイオードTLUR144(東芝製) 発光ダイオードTLUG153(東芝製) セル:ガラス製 光路長8mm 半導体光電素子:カラーセンサーPD−151 (シヤープ製) 実施例 2 N,N−ジエチル−パラ−フエニレンジアミン
0.1mlをエタノール100mlに溶かした発色剤およ
び残留塩素計の構成部品を下記に変えた以外は実
施例1に準じた。結果を第4図に示した。
残留塩素計の構成部品 光源:ハロゲンランプ12V−55W (KONDO SIYLVANIA LTD。製) 集光レンズ:熱吸収コンデンサーレンズFL77mm (エドマンド社製) 光学フイルター:カラーイメージR/B(ケンコ
ー社製) セル:PVC製、光路長 30mm 半導体光電素子:カラーセンサーPD−151 (シヤープ製)
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法で使用する光学式残留塩素
分析計のフローシートを示す。第2図aはフイル
ターの波長と透過率との関係を光学特性を示す。
第2図bは照射光が前記第2図aの光学特性をも
つフイルターにより中程の一部分の波長帯域の光
が吸収され、2つの波長帯域の光に分割された、
波長と相対光強度の関係を示す。第2図cは発色
剤としてN,N−ジエチル−パラフエニレンジア
ミンを用い、有効塩素濃度1.2ppmの波長と透過
率との関係の吸収特性を示す。第2図dは前記第
2図bに示した光がセルを透過した時の相対光強
度の関係を示す。第2図eは半導体光電素子の2
つの受光部PD1とPD2の波長と相対感度との関係
の感度特性を示す。第2図fはセル中に有効塩素
濃度零と1.2ppmの夫々の水溶液を入れた各場合
の、前記第2図eの感度特性をもつ半導体光電素
子の波長と相対出力の関係を示す。第3図および
第4図は本発明方法の実施例1および2における
検量線を示す。 10……光源部、11……光学フイルター、1
2……集光レンズ、13……ハロゲンランプまた
はタングステンランプ、14……ランプ用電源、
20……セル、30……検出部、31……半導体
光電素子、40……混合器、41……流量計、4
2……流量計、43……発色剤供給ライン、44
……試水供給ライン、45……セル入口ライン、
6……セル出口ライン、50……アンプ、51…
…電位差計または記録計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 0.005〜10ppmの残留塩素を含有する溶液に、
    発色剤としてヨウ化物の水溶液、澱粉とヨウ化物
    との混合溶液、ヨウ化物とN,N−ジエチル−パ
    ラ−フエニレンジアミンとの混合溶液またはN,
    N−ジエチル−パラ−フエニレンジアミン溶液か
    らなる群から選択した一員を塩素1重量部当り1
    〜1000重量部加えて発色させ; 発色した溶液の一部分を透明セルを通して通過
    させ; 前記セル内の発色した溶液に、400nm〜800nm
    の波長内で、異なる波長スペクトルをもつ発光ダ
    イオードの2個から2つの波長帯域をもつ光を照
    射し、もしくはハロゲンランプまたはタングステ
    ンランプからの光を光学フイルターによつて
    600nmをほぼ中心とする部分の波長帯域の光を吸
    収した2つの波長帯域をもつ光を照射し; 該2つの波長帯域に分光感度特性をもつ半導体
    素子、または該2つの波長帯域に夫々分光感度特
    性をもつ2個の半導体光電素子の組合せを用い
    て、夫々の波長帯域の透過光の光強度を夫々の電
    圧に変換させ; 該検出された電圧を対数変換し、増巾した後、
    前記2つの波長帯域の電圧の差で発色溶液の濃度
    に変換させる; ことから成る残留塩素の測定方法。
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