JPH0453382B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばクリーンルーム等の室内の
空気中のイオン化物質の濃度を自動的に測定する
測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、空気中のイオン化物質の濃度を測定する
には重量法や滴定法等の手分析による定量分析方
法や、原子吸光光度計、炎光光度計、吸光光度
計、イオンクロマトグラフ、イオンメータ等の機
器を用いたものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記従来の分析装置では、次に掲げる
ような不具合があつた。

(1) 手分析にあつては、分析操作に熟練を要し、
分析結果に個人誤差が生じ易い。

(2) 機器分析の場合、分析操作の前処理がわずら
わしい。

(3) 手分析、機器分析ともに空気中のイオン化物
質をサンプリングする過程と、分析する過程と
が連続していないことから自動測定および連続
測定が不可能であつた。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので
あり、サンプリング過程から分析過程までの自動
測定や連続測定を可能にして分析操作を円滑に行
い、分析結果に誤差を生じない分析装置を提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、空気中のイオン化物質の濃度を自
動的に測定する測定装置であつて被測定空気を吸
収液と接触させるイオン化物質吸収装置と、この
イオン化物質吸収装置に被測定空気中のイオン化
物質を吸収する吸収液を一定量供給する定量給水
装置と、上記イオン化物質吸収装置に被測定空気
を供給する空気供給装置と、上記イオン化物質吸
収装置で空気中のイオン化物質を吸収した吸収液
からイオンメータによつてイオン濃度を測定する
イオン検出装置と、このイオン検出装置で検出し
たイオン濃度と上記空気供給装置により供給した
空気量とから演算によつて被測定空気中のイオン
濃度を求める演算装置と、上記定量給水装置から
上記イオン化物質吸収装置に吸収液を供給する量
と時間を制御し、上記空気供給装置から上記イオ
ン化物質吸収装置へ空気を供給する量と時間を制
御し、上記イオン化物質吸収装置から上記イオン
検出装置へ吸収液を送る時間を制御し、イオン濃
度を計算する上記演算装置を制御して自動的かつ
連続的に被測定空気中のイオン濃度を測定可能に
する自動制御装置とを具備してなり、かつ、上記
イオン化物質吸収装置は、インピンジヤー型イオ
ン化物質吸収器を直列に複数個配置した構成であ
り、さらに、上記イオン検出装置は、このイオン
検出装置に送られてきた吸収液の攪拌用磁石を有
するマグネチツクスターラを備えていることを特
徴としている。

〔実施例〕

以下、この発明を図面を参照して説明する。第
１図はこの発明の第１、第２、の実施例を示す図
であり空気中のイオン化物質（この実施例におい
てはナトリウムについて述べる）の濃度を自動測
定するための装置を示す。第２図は第１図におけ
るイオン化物質吸収装置の詳細図である。まず、
第１図を用いて第１の実施例について説明する。

第１図において符号１は定量給水装置である。
定量給水装置１は吸収液タンク２と給水ポンプ３
と定量給水器４とを主な構成要素としている。こ
れら吸収液タンク２と給水ポンプ３と定量給水器
４とは配管５と配管６によつて各々連結されてい
る。吸収液タンク２には吸収液である超純水７が
貯水されており、定量給水器４にはトラツプ８と
通気用HEPAフイルタ９とが付設されている。
また、定量給水器４には配管１０が連結されてお
り、配管１０は配管１１，１２，１３によつてイ
オン化物質吸収装置１４と連結されている。配管
１０，１１，１２，１３には各々給水弁１０ａ，
１１ａ，１２ａ，１３ａが設置されている。イオ
ン化物質吸収装置１４は３本のインピンジヤー型
イオン化物質吸収器１５ａ，１５ｂ，１５ｃとか
らなつている。インピンジヤー型イオン化物質吸
収器（以下、「インピンジヤー」と略称する）１
５ａ，１５ｂ，１５ｃは空気中のナトリウム捕集
用に製作されたものである。第２図を用いてイン
ピンジヤー１５ａについてさらに詳細に説明す
る。インピンジヤー１５ａは有底円筒状であり、
その側部に吸収液の入口部１７ａと底部に出口部
１８ａが形成されたポリプロピレン製の容器１６
ａにシリコンゴムで成形された栓１８が装着され
ており、栓１８にはそれを貫通するポリプロピレ
ン製の管状の空気の吸気管１９ａと排気管２０ａ
とが取付けられている。吸気管１９ａは容器１６
ａの底部付近まで達しており、その先端部２０ａ
は底部に行くに従つて管径が漸次減少するように
形成されている。また容器１５ａの底部には吸収
液２１ａが溜つており、吸気管１９ａの先端部２
０ａはその中に水没している。以上、インピンジ
ヤー１５ａについて述べたが、インピンジヤー１
５ｂ，１５ｃについても全く同様の構成とされて
いる。

上記インピンジヤー１５ａ，１５ｂ，１５ｃの
入口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは配管１１，１
２，１３と各々連結されており、吸気管１９ａ，
１９ｂ，１９ｃと排気管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
は配管２５，２６，２７，２８に各々連結されて
いる。吸気管１９ａは外部の空気を吸引する配管
２５に連結されており、排気管２０ａと吸気管１
９ｂは配管２６で連結されており、排気管２０ｂ
と吸気管１９ｃは配管２７で連結されており、排
気管２０ｃは配管２８によつて空気供給装置３０
に連結されている。空気供給装置３０は空気吸引
ポンプ３１と流量調整弁３２と流量計３３とによ
つて構成されている。一方、インピンジヤーの出
口部１８ａ，１８ｂ，１８ｃは配管３５，３６，
３７と各々連結されており、配管３５，３６，３
７は配管３８によつてイオン検出装置４０と連結
されている。また配管３５，３６，３７には排水
弁３５ａ，３６ａ，３７ａが設置されている。

イオン検出装置４０には入口部４１と出口部４
２が設けられており、それらは配管３８と排水弁
４３ａが配置された配管４３とに各々連結されて
いる。また、イオン検出装置４０にはインピンジ
ヤー１５ａ，１５ｂ，１５ｃ内で空気中のナトリ
ウムを吸収液に溶解させた試料溶液４４が溜つて
おり、その底部には攪拌用磁石４５とマグネチツ
クスターラ４６とが設置されている。さらに、イ
オン検出装置４０の中央部には、先端部を試料溶
液４４に水没させたナトリウム電極４７が設置さ
れており、ナトリウム電極４７には試料溶液中の
ナトリウム濃度を測定するイオンメータ４８が接
続されている。さらに、イオンメータ４８は演算
装置４９に接続されており、演算装置４９は表
示・記録装置５０に接続されている。イオンメー
タ４８および演算装置４９、さらに上述した給水
弁１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ、排水弁３５
ａ，３６ａ，３７ａ，４３ａ、空気吸引ポンプ３
１、流量調節弁３２、流量計３３は製御装置６０
に各々接続された構成となつている。なお、イン
ピンジヤー１５ａ，１５ｂ，１５ｃを始めとする
各装置２，４，４０および配管５，６，１０，１
１，１２，１３，２５，２６，２７，２８，３
５，３６，３７，３８，４３はナトリウムの微量
測定のため全て合成樹脂で製作されている。

上記のように構成された空気中のイオン化物質
濃度自動測定装置によつて空気中のナトリウム濃
度を測定するには、下記の手順に従つて操作を行
う。

(1) まず、吸収液タンク２に貯水された吸収液で
ある超純水７をポンプ３によつて定量吸水器４
に送水する。定量吸水器４に送られた過剰な超
純水７は、トラツプ８によつて外部へ排出され
るため定量吸水器４には一定量の超純水７が計
量されることになる。

(2) 次に、給水弁１０ａと給水弁１１ａ，１２
ａ，１３ａ、を順次開くことによつて３本のイ
ンピンジヤー１５ａ，１５ｂ，１５ｃに超純水
７を注入する。

(3) 次に、空気吸引ポンプ３１によつて外部の一
定量の被測定空気をインピンジヤー１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ内に吸引する。そうすることによ
り、被測定空気が超純水７と接触し、空気中に
含まれたナトリウムが超純水７の中に溶解し、
測定用の試料溶液ができる。

(4) 測定用の試料溶液ができると排水弁３５ａ，
３６ａ，３７ａを開いてイオン検出装置４０に
試料溶液４４を導入する。

(5) 次にイオン検出装置４０に設置されたマグネ
チツクスターラによつて試料溶液４４を攪拌す
る。

(6) 試料溶液４４を攪拌しながらナトリウムイオ
ン電極４７に接続されたイオンメータ４８によ
つて試料溶液４４中のナトリウム濃度を測定す
る。

(7) 測定が完了するとイオン検出装置４０内の試
料溶液４４は、排水弁４３ａを開いて外部へ排
出する。

(8) 上記の一連の測定作業が終了すると、未使用
の超純水７によつてインピンジヤー１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ、イオン検出装置４０の各装置
と、配管３５，３６，３７，３８，４３を洗浄
する。このようにして一回分の操作を終了す
る。

(9) 一回分の測定操作が終了すると、始めにもど
つて最初から測定を繰り返す。

このようにして測定された試料溶液中のナトリ
ウム濃度の結果は、イオンメータ４８から演算装
置４９に入力され、空気供給装置３０で吸引した
空気量とから、演算により空気中のナトリウム濃
度に変換される。そして、空気中のナトリウム濃
度は表示・記録装置５０によつて表示・記録され
る。

また、上述した装置やバルブ開閉等の操作は、
制御装置６０によつて全て自動制御されており、
吸引空気流量、サンプリング時間間隔等の測定条
件についても任意に決定することが可能であり、
あらかじめ組まれたスケジユールに従つて反復測
定することも可能である。したがつて、この装置
は無人化運転をも可能とし、大気汚染等の測定局
に設置することもできる。

なお、この実施例では３本のインピンジヤー型
イオン化物質吸収器１５ａ，１５ｂ，１５ｃを直
列に接続して使用しているが、これは空気中のナ
トリウムの吸収効率を向上させるために行つたも
のであり、各インピンジヤー１５ａ，１５ｂ，１
５ｃに10mlの純水を入れて１／mmに流速で空気
を吸引した場合には、99％以上の吸収効率を得る
ことが可能である。このように、インピンジヤー
の数はイオン化物質の吸収性によつてその数を調
節しており、ナトリウムより吸収性のよいイオン
化物質の場合は、インピンジヤーの数を少なくす
ることができる。また、イオン検出装置４０のイ
オン電極４７はイオンの種類に適したイオン電極
を使用するようにしており、イオンメータ４８は
イオンの種類を区別する必要がない場合には、導
電率計をもつて代用することができる。

さらに、第２の実施例として上記第１の実施例
における空気中のイオン化物質濃度自動測定置を
海塩粒子除去装置のセンサーとして使用した場合
を第１図を用いて説明する。第１図において符号
７０は海塩粒子除去装置である。海塩粒子除去装
置７０は、制御盤７１とスプレイポンプ７２とス
プレイノズル７３と通風ダクト７４とを主な構成
要素としている。このように構成された海塩粒子
除去装置７０の制御盤７１にイオン化物質自動測
定装置の演算装置４９から空気中のナトリウム濃
度が入力されると、制御盤７１により空気中のナ
トリウム濃度に応じた水量がスプレイポンプ７２
によつてスプレイ７３から噴霧され、通風ダクト
７４内を通過する空気中の海塩粒子を除去する。
このようにセンサーとしてのイオン化物質濃度自
動測定装置によつて空気中のナトリウム濃度を測
定し、それに基づいて海塩粒子除去装置７０の運
転量を制御することができるため、省エネルギ
ー、省資源を実現することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上、詳述したようにこの発明は構成したもの
であるから、空気中のナトリウム等のイオン化物
質の濃度をサンプリング過程から分析過程まで自
動測定や連続測定し、分析操作を円滑に行い、分
析結果を個人誤差の生じないものにすることがで
きる。さらに、装置の無人運転を実現し、イオン
化物質を除去するための装置のセンサーとして使
用することが可能である。

また、イオン化物質吸収装置は、インピンジヤ
ー型イオン化物質吸収器を直列に複数個配置した
構成としているから、その分、イオン化物質の吸
収効率を高めて測定精度の向上を図ることができ
る。さらに、イオン検出装置は、このイオン検出
装置に送られてきた吸収液の攪拌用磁石を有する
マグネチツクスターラを備えているので、この点
からも測定精度の向上を図ることができ、しかも
自動測定や連続測定に適した装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の実施例を示す図で
あり、第１図は第１、第２、の実施例を示す、イ
オン化物質濃度自動測定装置と、それをセンサー
とする海塩粒子除去装置を説明するための説明
図、第２図は第１図におけるインピンジヤー型イ
オン化物質吸収器の拡大正面図である。なお、第
１図において破線は吸収液系統、実線は空気系
統、一点鎖線は信号系統を示す。 １……定量給水装置、１４……イオン化物質吸
収装置、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ……インピンジ
ヤー型イオン化物質吸収器、３０……空気供給装
置、４０……イオン検出装置、４８……イオンメ
ータ、４９……演算装置、６０……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気中のイオン化物質の濃度を自動的に測定す
   る測定装置であつて、被測定空気を吸収液と接触
   させるイオン化物質吸収装置と、このイオン化物
   質吸収装置に被測定空気中のイオン化物質を吸収
   する吸収液を一定量供給する定量給水装置と、上
   記イオン化物質吸収装置に被測定空気を供給する
   空気供給装置と、上記イオン化物質吸収装置で空
   気中のイオン化物質を吸収した吸収液からイオン
   メータによつてイオン濃度を測定するイオン検出
   装置と、このイオン検出装置で検出したイオン濃
   度と上記空気供給装置により供給した空気量とか
   ら演算によつて被測定空気中のイオン濃度を求め
   る演算装置と、上記定量給水装置から上記イオン
   化物質吸収装置に吸収液を供給する量と時間とを
   制御し、上記空気供給装置から上記イオン化物質
   吸収装置へ空気を供給する量と時間とを制御し、
   上記イオン化物質吸収装置から上記イオン検出装
   置へ吸収液を送る時間を制御し、イオン濃度を計
   算する上記演算装置を制御して自動的かつ連続的
   に被測定空気中のイオン濃度を測定可能にする自
   動制御装置とを具備してなり、かつ、上記イオン
   化物質吸収装置は、インピンジヤー型イオン化物
   質吸収器を直列に複数個配置した構成であり、さ
   らに、上記イオン検出装置は、このイオン検出装
   置に送られてきた吸収液の攪拌用磁石を有するマ
   グネチツクスターラを備えていることを特徴とす
   る空気中のイオン化物質濃度自動測定装置。