JPH05296968A - 濃度測定装置 - Google Patents
濃度測定装置Info
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- JPH05296968A JPH05296968A JP12994892A JP12994892A JPH05296968A JP H05296968 A JPH05296968 A JP H05296968A JP 12994892 A JP12994892 A JP 12994892A JP 12994892 A JP12994892 A JP 12994892A JP H05296968 A JPH05296968 A JP H05296968A
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- Japan
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- ozone
- reference electrode
- insoluble solid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のオゾンセンサー等の濃度測定装置の参
照極は溶出し易く電位が不安定になるとともに被検液が
汚染されるという欠点があった。本発明は電極の溶出が
殆どなく安定した濃度測定を可能にする濃度測定装置を
提供することを目的とする。 【構成】 作用極４、参照極５及び対極６を含んで成る
濃度測定装置の参照極を貴金属等の不溶性固体金属で構
成する。不溶性固体金属をオゾン水等に浸漬して濃度測
定を行っても該金属の溶出は殆どなく前記オゾン水を汚
染することなく安定した濃度測定を可能にする。
照極は溶出し易く電位が不安定になるとともに被検液が
汚染されるという欠点があった。本発明は電極の溶出が
殆どなく安定した濃度測定を可能にする濃度測定装置を
提供することを目的とする。 【構成】 作用極４、参照極５及び対極６を含んで成る
濃度測定装置の参照極を貴金属等の不溶性固体金属で構
成する。不溶性固体金属をオゾン水等に浸漬して濃度測
定を行っても該金属の溶出は殆どなく前記オゾン水を汚
染することなく安定した濃度測定を可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学的に液相中及
び気相中の被検物質濃度特にオゾン濃度を測定するため
の装置に関する。
び気相中の被検物質濃度特にオゾン濃度を測定するため
の装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】オゾンは塩素より酸化力が強
く、殺菌、脱臭、脱色等に効果を有し、かつ酸化作用後
に酸素に分解し二次公害の問題も生じないため、近年オ
ゾンの利用範囲が拡大されつつあり、半導体洗浄水等の
水処理、医療、食品関係等の多方面でオゾンが使用され
ている。オゾンは通常オゾン水として各種用途に使用さ
れ、その際の効率を最良に維持したり環境汚染を防止す
るために前記オゾン水中のオゾン濃度の定量が必要にな
ることが多い。
く、殺菌、脱臭、脱色等に効果を有し、かつ酸化作用後
に酸素に分解し二次公害の問題も生じないため、近年オ
ゾンの利用範囲が拡大されつつあり、半導体洗浄水等の
水処理、医療、食品関係等の多方面でオゾンが使用され
ている。オゾンは通常オゾン水として各種用途に使用さ
れ、その際の効率を最良に維持したり環境汚染を防止す
るために前記オゾン水中のオゾン濃度の定量が必要にな
ることが多い。
【０００３】現在のオゾン濃度測定技術としては紫外
線吸収法、ヨウ素滴定法、半導体法及び電気化学
的測定法等が知られている。の紫外線吸収法は精度は
良好であるがコストが高くかつ装置をコンパクト化しに
くいという欠点がある。又のヨウ素滴定法はオンライ
ン測定に不適当であり、の半導体法は共存ガスの影響
で正確な測定が行いにくいという欠点がある。の電気
化学的測定法は通常ガス透過性隔膜を通してオゾンを測
定系セルに導き、これを金等の電極上で還元しその電流
を測定し該電流値から換算してオゾン濃度を算出する方
法であり、他の方法と比較して安価かつ簡便であり、電
位の値を適切に設定することにより他の溶存物質の影響
を排除することが可能であり、又直接電気信号に変換で
きるため液相モリタリングとして最適とされている。し
かしこの電気化学的測定法にも被検液に接触する隔膜や
電極の劣化を起こし易く寿命が短くなり、かつ応答に時
間が掛かる等の欠点を有している。隔膜の劣化による寿
命の短縮化を回避するために作用極を直接被検液中に挿
入する測定装置が提案されている。この装置による測定
は応答性に優れかつ感度も良好であるが、被検液中に含
まれる不純物による影響を受け易く、特に参照電位の不
安定性に起因する精度の低下が問題となっている。又オ
ゾンの他にも残留塩素等簡便な濃度測定が必要となる物
質は多い。
線吸収法、ヨウ素滴定法、半導体法及び電気化学
的測定法等が知られている。の紫外線吸収法は精度は
良好であるがコストが高くかつ装置をコンパクト化しに
くいという欠点がある。又のヨウ素滴定法はオンライ
ン測定に不適当であり、の半導体法は共存ガスの影響
で正確な測定が行いにくいという欠点がある。の電気
化学的測定法は通常ガス透過性隔膜を通してオゾンを測
定系セルに導き、これを金等の電極上で還元しその電流
を測定し該電流値から換算してオゾン濃度を算出する方
法であり、他の方法と比較して安価かつ簡便であり、電
位の値を適切に設定することにより他の溶存物質の影響
を排除することが可能であり、又直接電気信号に変換で
きるため液相モリタリングとして最適とされている。し
かしこの電気化学的測定法にも被検液に接触する隔膜や
電極の劣化を起こし易く寿命が短くなり、かつ応答に時
間が掛かる等の欠点を有している。隔膜の劣化による寿
命の短縮化を回避するために作用極を直接被検液中に挿
入する測定装置が提案されている。この装置による測定
は応答性に優れかつ感度も良好であるが、被検液中に含
まれる不純物による影響を受け易く、特に参照電位の不
安定性に起因する精度の低下が問題となっている。又オ
ゾンの他にも残留塩素等簡便な濃度測定が必要となる物
質は多い。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、前記参照電極の安定性を向上
させたオゾン等の被検物質濃度測定装置を提供すること
を目的とする。
させたオゾン等の被検物質濃度測定装置を提供すること
を目的とする。
【問題点を解決するための手段】本発明は、作用極、参
照極及び対極を含んで成り各電極を被検流体に直接接触
させて該被検流体中の被検物質濃度を測定する装置にお
いて、前記参照極として不溶性固体金属電極を使用する
ことを特徴とする濃度測定装置である。以下本発明を詳
細に説明する。
照極及び対極を含んで成り各電極を被検流体に直接接触
させて該被検流体中の被検物質濃度を測定する装置にお
いて、前記参照極として不溶性固体金属電極を使用する
ことを特徴とする濃度測定装置である。以下本発明を詳
細に説明する。
【０００５】本発明に係わる濃度測定装置は、溶存オゾ
ン、オゾンガス、残留塩素等の液相及び気相中の被検物
質が該装置の電極で電気化学的な反応を行う際に生ずる
電流値が前記被検物質量に比例することを利用して前記
被検物質濃度を測定する装置である。該装置は、液相及
び気相の各種被検物質の濃度測定に使用できるが、オゾ
ン水の濃度測定用として使用することが最も望ましい。
参照極は、作用極を被検物質の酸化還元反応を行える一
定の電位範囲内に維持するために使用されるが、本発明
では該参照極として不溶性固体金属電極を使用すること
により、安定した電流制御つまり作用極における被検物
質の濃度に対応した安定した電流を発生させかつそれを
検知することが可能になる。従来の参照極としては飽和
カロメル電極や銀／塩化銀電極が用いられ、該参照極は
流水中に置かれることが多く、塩の流出による測定する
流水の汚染や不斉電位の発生等の問題が生じていたが、
本発明のように不溶性固体金属電極を参照極として使用
すると該参照極を流水中に置いてもその溶出が生じない
ため、従来のような問題が発生することはない。
ン、オゾンガス、残留塩素等の液相及び気相中の被検物
質が該装置の電極で電気化学的な反応を行う際に生ずる
電流値が前記被検物質量に比例することを利用して前記
被検物質濃度を測定する装置である。該装置は、液相及
び気相の各種被検物質の濃度測定に使用できるが、オゾ
ン水の濃度測定用として使用することが最も望ましい。
参照極は、作用極を被検物質の酸化還元反応を行える一
定の電位範囲内に維持するために使用されるが、本発明
では該参照極として不溶性固体金属電極を使用すること
により、安定した電流制御つまり作用極における被検物
質の濃度に対応した安定した電流を発生させかつそれを
検知することが可能になる。従来の参照極としては飽和
カロメル電極や銀／塩化銀電極が用いられ、該参照極は
流水中に置かれることが多く、塩の流出による測定する
流水の汚染や不斉電位の発生等の問題が生じていたが、
本発明のように不溶性固体金属電極を参照極として使用
すると該参照極を流水中に置いてもその溶出が生じない
ため、従来のような問題が発生することはない。
【０００６】本発明の濃度測定装置は、前記参照極、作
用極及び対極の３種類の電極を具備し、これら３種類の
電極を例えば塩化ビニル樹脂等を用いて一体化し被検物
質を含む流体に接触させて被検物質の酸化又は還元を行
い、その際に流れる電流値を測定して前記被検物質濃度
を算出する。なお流速や温度を検出するためのセンサー
を装着してもよい。不溶性固体金属電極である前記参照
極の材質は、金、白金等の貴金属、これらの合金あるい
は酸化物を使用する。その長さは0.1 〜50ｍｍ、直径は
１μｍ〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。
用極及び対極の３種類の電極を具備し、これら３種類の
電極を例えば塩化ビニル樹脂等を用いて一体化し被検物
質を含む流体に接触させて被検物質の酸化又は還元を行
い、その際に流れる電流値を測定して前記被検物質濃度
を算出する。なお流速や温度を検出するためのセンサー
を装着してもよい。不溶性固体金属電極である前記参照
極の材質は、金、白金等の貴金属、これらの合金あるい
は酸化物を使用する。その長さは0.1 〜50ｍｍ、直径は
１μｍ〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【０００７】被検物質を酸化あるいは還元するための電
極である作用極は前記参照極を基準として一定範囲内の
電位に外部電気回路により制御される。その材質はオゾ
ン測定用としてはグラファイトが好ましく、その長さは
0.1 〜20ｍｍ、直径は１μｍ〜５ｍｍ程度とし、参照極
の近傍に１μｍ〜50ｍｍ離して位置させる。この作用極
の電位規制値は、オゾンの還元が起こり、酸素還元や水
素発生又市水中の有効塩素の還元等の影響を受けにくい
範囲とし、金に対しては−0.1 〜−1.5 Ｖが好ましく、
−0.6 〜−0.9 Ｖが特に好ましい。対極は、被検流体中
で安定な導電性で耐酸化性のある材料、例えば白金等の
貴金属やその酸化物により形成することが望ましい。本
発明に係わる濃度測定装置では、参照極が不溶性固体金
属から成りその溶出が防止されるだけでなく従来の装置
の参照極より強度が高いため装置全体のコンパクト化に
も寄与することができる。
極である作用極は前記参照極を基準として一定範囲内の
電位に外部電気回路により制御される。その材質はオゾ
ン測定用としてはグラファイトが好ましく、その長さは
0.1 〜20ｍｍ、直径は１μｍ〜５ｍｍ程度とし、参照極
の近傍に１μｍ〜50ｍｍ離して位置させる。この作用極
の電位規制値は、オゾンの還元が起こり、酸素還元や水
素発生又市水中の有効塩素の還元等の影響を受けにくい
範囲とし、金に対しては−0.1 〜−1.5 Ｖが好ましく、
−0.6 〜−0.9 Ｖが特に好ましい。対極は、被検流体中
で安定な導電性で耐酸化性のある材料、例えば白金等の
貴金属やその酸化物により形成することが望ましい。本
発明に係わる濃度測定装置では、参照極が不溶性固体金
属から成りその溶出が防止されるだけでなく従来の装置
の参照極より強度が高いため装置全体のコンパクト化に
も寄与することができる。
【０００８】次に添付図面に基づいて本発明に係わる濃
度測定装置の一例を説明する。図１は、本発明装置の一
例であるオゾン濃度測定装置を示す概略縦断面図、図２
は、図１の装置の要部の拡大断面図である。配管１内を
流れるオゾン水２は配管１の途中に設置されたセンサー
３に接触してそのオゾン濃度が測定される。前記センサ
ー３は、図２に拡大して示すように炭素補強電極等から
成る作用極４、金等の不溶性固体金属電極から成る参照
極５及び白金電極等から成る対極６の３種類の電極を有
し、前記作用極４の先端部と前記参照極５の先端部及び
対極６は互いに近接してセンサー固定部材７に配置さ
れ、液抵抗に起因する電流値の変化を最小とするように
している。該センサー３は、一般には配管の他、適当な
容器中のオゾン水中に設置される。該センサー３で発生
した電流はポテンシオスタット８を通して電流値として
検出され、該検出値は更に表示部９に表示されあるいは
記録される。
度測定装置の一例を説明する。図１は、本発明装置の一
例であるオゾン濃度測定装置を示す概略縦断面図、図２
は、図１の装置の要部の拡大断面図である。配管１内を
流れるオゾン水２は配管１の途中に設置されたセンサー
３に接触してそのオゾン濃度が測定される。前記センサ
ー３は、図２に拡大して示すように炭素補強電極等から
成る作用極４、金等の不溶性固体金属電極から成る参照
極５及び白金電極等から成る対極６の３種類の電極を有
し、前記作用極４の先端部と前記参照極５の先端部及び
対極６は互いに近接してセンサー固定部材７に配置さ
れ、液抵抗に起因する電流値の変化を最小とするように
している。該センサー３は、一般には配管の他、適当な
容器中のオゾン水中に設置される。該センサー３で発生
した電流はポテンシオスタット８を通して電流値として
検出され、該検出値は更に表示部９に表示されあるいは
記録される。
【０００９】
【実施例】次に本発明の濃度測定装置を使用してオゾン
水の濃度を測定する実施例を記載するが、該実施例は本
発明を限定するものではない。
水の濃度を測定する実施例を記載するが、該実施例は本
発明を限定するものではない。
【実施例】参照極として直径0.5 ｍｍ長さ１ｃｍの金
（田中貴金属工業株式会社製）を、作用極として直径0.
5 ｍｍ長さ１ｃｍのグラファイト（三菱鉛筆株式会社
製）を、対極として直径0.5 ｍｍ長さの５ｃｍの白金線
（田中貴金属工業株式会社製）をそれぞれ使用して図１
に示す濃度測定装置（センサー）を組み立て、対極の電
位を−0.8 Ｖ(vsAu)に維持した。次いでこの装置をオゾ
ンを溶解した市水が6.5ｃｍ／秒（1.0 リットル／分）
で流れている配管中に固定した。
（田中貴金属工業株式会社製）を、作用極として直径0.
5 ｍｍ長さ１ｃｍのグラファイト（三菱鉛筆株式会社
製）を、対極として直径0.5 ｍｍ長さの５ｃｍの白金線
（田中貴金属工業株式会社製）をそれぞれ使用して図１
に示す濃度測定装置（センサー）を組み立て、対極の電
位を−0.8 Ｖ(vsAu)に維持した。次いでこの装置をオゾ
ンを溶解した市水が6.5ｃｍ／秒（1.0 リットル／分）
で流れている配管中に固定した。
【００１０】この配管中に流れる市水中のオゾン濃度を
０〜12ｍｇ／リットルの範囲で変化させ（紫外線吸収法
により測定）、該オゾン濃度とセンサーで得られるオゾ
ン還元電流の関係を測定し、その結果を図３のグラフに
示した。図３からオゾン濃度が０〜12ｍｇ／リットルの
範囲で良好な直線関係が得られ、オゾンセンサーとして
高信頼性を有することが判る。次に市水中のオゾン濃度
を６ｍｇ／リットルに固定して長期運転を行い、出力の
規格値（出力電流／濃度）の経時変化を測定し、その結
果を図４のグラフに「●」で示した。図４から45日間に
亘って安定した運転ができたことが判る。なお参照極自
体の発生電位もほぼ一定であった。
０〜12ｍｇ／リットルの範囲で変化させ（紫外線吸収法
により測定）、該オゾン濃度とセンサーで得られるオゾ
ン還元電流の関係を測定し、その結果を図３のグラフに
示した。図３からオゾン濃度が０〜12ｍｇ／リットルの
範囲で良好な直線関係が得られ、オゾンセンサーとして
高信頼性を有することが判る。次に市水中のオゾン濃度
を６ｍｇ／リットルに固定して長期運転を行い、出力の
規格値（出力電流／濃度）の経時変化を測定し、その結
果を図４のグラフに「●」で示した。図４から45日間に
亘って安定した運転ができたことが判る。なお参照極自
体の発生電位もほぼ一定であった。
【００１１】
【比較例】参照極として実施例１の金の代わりに銀／塩
化銀電極を用い作用極を＋0.6 Ｖとしたこと以外は実施
例と同一条件でセンサーを組み立て、市水中のオゾン濃
度を６ｍｇ／リットルに固定してオゾン濃度測定を行
い、出力の規格値（出力電流／濃度）の経時変化を図４
のグラフに「○」で示した。初期より急激な減少が起こ
っていることが判る。又オゾン濃度測定後の参照極の電
位を測定したところ、初期値と比較して0.2 〜0.4 Ｖの
ずれが観察され、一方作用極の電位は正常であった。
化銀電極を用い作用極を＋0.6 Ｖとしたこと以外は実施
例と同一条件でセンサーを組み立て、市水中のオゾン濃
度を６ｍｇ／リットルに固定してオゾン濃度測定を行
い、出力の規格値（出力電流／濃度）の経時変化を図４
のグラフに「○」で示した。初期より急激な減少が起こ
っていることが判る。又オゾン濃度測定後の参照極の電
位を測定したところ、初期値と比較して0.2 〜0.4 Ｖの
ずれが観察され、一方作用極の電位は正常であった。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、作用極、参照極及び対極を含
んで成り各電極を被検流体に直接接触させて該被検流体
中の被検物質濃度を測定する装置において、前記参照極
として不溶性固体金属電極を使用することを特徴とする
濃度測定装置である。従来の銀／塩化銀参照極等は成分
が溶出して被検流体を汚染しやすくかつ成分溶出が生ず
ると該参照極の電位が安定せず測定値にもばらつきが生
ずるという欠点があった。これに対し、本発明に係わる
濃度測定装置では、参照極が不溶性固体金属から構成さ
れているため、成分溶出が殆どなく電位が安定し長期間
に亘って高精度で被検物質の濃度測定を行うことができ
る。更に本発明の濃度測定装置は参照極が従来の参照極
より強度が強く従って参照極を細くする等することによ
り装置全体のコンパクト化に寄与することもできる。
んで成り各電極を被検流体に直接接触させて該被検流体
中の被検物質濃度を測定する装置において、前記参照極
として不溶性固体金属電極を使用することを特徴とする
濃度測定装置である。従来の銀／塩化銀参照極等は成分
が溶出して被検流体を汚染しやすくかつ成分溶出が生ず
ると該参照極の電位が安定せず測定値にもばらつきが生
ずるという欠点があった。これに対し、本発明に係わる
濃度測定装置では、参照極が不溶性固体金属から構成さ
れているため、成分溶出が殆どなく電位が安定し長期間
に亘って高精度で被検物質の濃度測定を行うことができ
る。更に本発明の濃度測定装置は参照極が従来の参照極
より強度が強く従って参照極を細くする等することによ
り装置全体のコンパクト化に寄与することもできる。
【００１３】本発明の濃度測定装置は各種被検物質の濃
度測定に使用できるが、特に溶存オゾンやオゾンガスの
濃度測定に好適である。又参照極の材料である不溶性固
体金属としては、貴金属、それらの合金及び酸化物等を
好ましく使用することができ、特に耐溶出性の高い金や
白金を使用すると長期間に亘り高い信頼性を維持するこ
とができる。
度測定に使用できるが、特に溶存オゾンやオゾンガスの
濃度測定に好適である。又参照極の材料である不溶性固
体金属としては、貴金属、それらの合金及び酸化物等を
好ましく使用することができ、特に耐溶出性の高い金や
白金を使用すると長期間に亘り高い信頼性を維持するこ
とができる。
【図１】本発明装置の一例を示す概略縦断面図。
【図２】図１の装置の要部の拡大断面図。
【図３】実施例におけるオゾン濃度とオゾン還元電流の
関係を示すグラフ。
関係を示すグラフ。
【図４】実施例及び比較例における出力の規格値（出力
電流／濃度）の経時変化を示すグラフ。
電流／濃度）の経時変化を示すグラフ。
１・・ 配管 ２・・・オゾン水 ３・・・センサー
４・・・作用極 ５・・・参照極 ６・・・対極
４・・・作用極 ５・・・参照極 ６・・・対極
Claims (3)
- 【請求項１】 作用極、参照極及び対極を含んで成り各
電極を被検流体に直接接触させて該被検流体中の被検物
質濃度を測定する装置において、前記参照極として不溶
性固体金属電極を使用することを特徴とする濃度測定装
置。 - 【請求項２】 被検物質がオゾンである請求項１に記載
の装置。 - 【請求項３】 不溶性固体金属電極の材質が、貴金属、
それらの合金及び酸化物から選択される請求項１に記載
の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12994892A JPH05296968A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12994892A JPH05296968A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296968A true JPH05296968A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=15022401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12994892A Pending JPH05296968A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296968A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020207A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Nikka Micron Kk | オゾン水濃度検出センサ |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP12994892A patent/JPH05296968A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008020207A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Nikka Micron Kk | オゾン水濃度検出センサ |
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