JPH0674897A

JPH0674897A - 水質検査方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0674897A
Application number: JP23013892A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Ito; 義郎伊藤; Susumu Nakamura; 奨中村; Kenichi Kaneko; 健一金子; Osamu Nefu; 修根布
Original assignee: LASER OYO KOGAKU KENKYUSHO KK; Tohoku Electric Power Co Inc
Current assignee: LASER OYO KOGAKU KENKYUSHO KK; Tohoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH073389B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、試料水の水質が連続オン
ライン測定される水質検査方法及びその装置を提供する
にある。【構成】レ−ザ−光源１から発振される大出力のパル
スレ−ザ−ビ−ムは、２重管構造を有するノズル11から
雰囲気ガスに包囲されて噴出される試料水５に照射され
る。このレ−ザ−照射によりブレ−クダウンを起しプラ
ズマ化された試料水５は、その各構成成分からそれぞれ
固有のプラズマ発光を生じる。このプラズマ発光を分光
器７により検出し、パ−ソナルコンピュ−タ−９で解析
してプリンタ−10でプリントアウトする。分光器７によ
り検出される光信号は、ゲ−トパルサ−４によって制御
されるＳＭＡヘッド６に所望の時間間隔だけプロットさ
れ、Ｓ／Ｎ比の高い検出結果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水に含まれる不純物
の検査方法及びその装置に係り、特に、流出する水にパ
ルスレ−ザ−ビ−ムを照射しブレイクダウンを起させて
発生するプラズマ光線を測定するレ−ザ−ブレイクダウ
ン分光法を用いた水質検査方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、火力発電所では、火力による熱
で水を気化させこの水蒸気の圧力によりタ−ビンを回転
させ発電を行っている。よって、火力発電所におけるボ
イラ−水の水質管理、即ち、火力発電ユニットの定常運
転時の系統水の水質把握、水質異常の監視、及びユニッ
ト起動時の水質判定等の水質管理は、特に重要とされて
いる。

【０００３】ユニット起動時には、ボイラ−給水のクリ
−ンアップが行われ、ボイラ−給水に含まれる不純物が
一定基準まで除去される。このクリ−ンアップ終了判定
には、代表して鉄濃度が測定され、基準値と比較され
る。尚、この鉄濃度の測定には約30分の時間を要する。
更に、ユニット起動時には、蒸気に含まれる鉄及びシリ
カの濃度も測定されるが、鉄濃度の測定に加えてシリカ
濃度の測定には約15分の時間を要する。

【０００４】上記のように水質判定が終了されると、通
常運転を開始するための諸操作が行われるが、上記のよ
うにユニット起動時の水質判定に多くの時間がかかる場
合には、通常運転の開始時間に遅れを生じてしまう。ま
た、この水質管理がされない場合には、火力発電プラン
トの正常な運転に支障を来す虞がある。特に、近年で
は、週間停止起動、或いは日間停止起動を行うプラント
が多く、プラントの起動損失を低減できる水質管理が望
まれている。

【０００５】プラント起動時のクリ−ンアップは、ボイ
ラ−水をサンプリングして全鉄濃度を確認しながら段階
的に系統のフラッシングが行われている。起動クリ−ン
アップの初期の段階のようにサンプリングされた水の懸
濁鉄濃度が大きい場合には、この水の濁度を測定するこ
とによって全鉄濃度の概略値を推測できる。しかし、ク
リ−ンアップ終了判定やドレン回収判定の全鉄濃度の水
質基準は、数μｇ／Ｌオ−ダ−であり、全鉄濃度を測定
するためには、全鉄を測定する必要がある。上記の理由
から、火力発電プラントの水質検査には、連続したオン
ライン測定が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術において
は、火力発電プラントの起動クリ−ンアップに時間がか
かり、プラントの起動損失が大きく、所望の発電量を得
るためには、多くの時間が必要とされている。また、プ
ラントの起動クリ−ンアップを行う場合、これまでの手
分析を主体とした全鉄濃度の測定方法では、測定値の信
頼性に欠け、迅速な測定値の把握ができず、測定に多く
の時間を必要とし、点検保守作業が容易でない、という
問題がある。

【０００７】また、従来の計測機器では、ボイラ−水に
含まれる懸濁鉄の濃度が小さい場合には、懸濁鉄濃度の
正確な把握ができないばかりか、水質の経時変化に対応
した連続オンライン測定ができないという問題がある。
この発明の目的は、試料水の水質が連続オンライン測定
される水質検査方法及びその装置を提供するにある。ま
た、この発明の目的は、サンプリングされる試料水に含
まれる微量の不純物を正確に測定できる水質検査方法及
びその装置を提供するにある。また、この発明の目的
は、火力発電プラントの起動損失の少ない水質検査方法
及びその装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の装置によれ
ば、流体を連続して噴出するとともにこの流体を包囲す
る雰囲気ガスを噴出するノズルと、上記流体に照射する
パルスレ−ザ−ビ−ムを発振する光源と、上記流体がパ
ルスレ−ザ−ビ−ムを照射されて誘電破壊を起こしプラ
ズマ化されるとともに発生されるプラズマ光線を受光し
てその波長成分を検出する手段と、上記光源にパルスレ
−ザ−ビ−ムの発振を開始させる信号を与えるとともに
その同期信号を発振する手段と、この同期信号を受信し
所定の時間間隔を経過して、上記プラズマ光線の波長成
分を取込む時間領域を特定するゲ−ト信号を発振する手
段と、このゲ−ト信号を受信して特定の検出間隔及び検
出時間で波長成分を取込み積算する手段と、を備えてい
る。

【０００９】またこの発明の方法によれば、流体を連続
して噴出させるとともに前記流体を包囲するように雰囲
気ガスを噴出させている状態でこの流体に開始信号に応
答してパルスレ−ザ−ビ−ムを照射し、このパルスレ−
ザ−ビ−ムによって前記流体の一部から発生されるプラ
ズマ光線を受光してその波長成分を検出し、前記開始信
号に同期する同期信号に応答して前記プラズマ光線の波
長成分を取込む時間領域を特定するゲ−ト信号に応じて
特定の検出間隔及び検出時間で波長成分を取込み積算す
る。

【００１０】

【作用】この発明の構成に基づいて作用を説明すれば、
ボイラ−水及び水蒸気からサンプリングされる試料水
は、２重管構造に形成されたノズルの内側の管を通過さ
れ噴出される。このとき、ノズルの外側の管には、雰囲
気ガスが通過され試料水を包囲するように噴出される。
このように、雰囲気ガスに包囲されて噴出される試料水
には、レ−ザ−制御装置により発振制御されるパルスレ
−ザ−が集光レンズを介して微小スポットで照射され
る。パルスレ−ザ−が照射される試料水は、ブレイクダ
ウンを起しプラズマ化する。プラズマ化により得られる
プラズマ発光は、分光器によって検出される。

【００１１】一方、レ−ザ−制御装置から発振されるＱ
スイッチ信号は、ゲ−トパルサ−にも供給される。Ｑス
イッチ信号が供給されたゲ−トパルサ−は、Ｑスイッチ
信号受信後所定のディレイタイムを経て、分光器ヘッド
にゲ−ト信号を送り出す。このゲ−ト信号を受信してい
る時間間隔だけ分光器ヘッドに光情報がプロットされ
る。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照しながらこの発明の一実施例
に係る水質検査方法及びその装置について説明する。

【００１３】図１、２に示すように、例えばＹＡＧレ−
ザ−であるレ−ザ−光源１から発振される光強度の大き
いパルスレ−ザ−ビ−ム（例えば、パルス幅8ns 、波長
1.06μｍ）は、集光レンズ３を介して集光され、噴射ノ
ズル11から連続して噴出される試料水５の噴出方向と略
直角を成す方向から微小スポットで照射される。

【００１４】パルスレ−ザ−ビ−ムが照射される試料水
５は、ブレイクダウン（誘電破壊）を起しプラズマ化す
るとともに発光する。このプラズマ発光を光ファイバ−
13を介して分光器７で受光し、スペクトル成分に分解す
る。

【００１５】一方、レ−ザ−光源１は、レ−ザ−制御装
置２から発振されるＱスイッチ信号によって発振制御さ
れる。レ−ザ−制御装置２より発振されるＱスイッチ信
号は、同時にゲ−トパルサ−４にトリガ−信号として供
給される。

【００１６】トリガ−信号を受信したゲ−トパルサ−４
は、スペクトルマルチチャンネル分光器（以下ＳＭＡ）
ヘッド６にゲ−ト信号を送り出す。ＳＭＡヘッド６は、
このゲ−ト信号を供給されている時間間隔だけ分光器７
で検出された光信号をプロットする。分光器７で検出さ
れる光信号は、ＳＭＡヘッド６のダイオ−ドアレ−で電
気信号に変換されて積算される。これら一連の動作には
ディレイタイムを伴い、パルスレ−ザ−の発振に若干遅
れて分光器７の光検出動作が開始される。つまり、ゲ−
トパルサ−４にトリガ−信号が入力されてからＳＭＡヘ
ッド６にゲ−ト信号を送り出すまでにディレイタイムが
生じる。尚、このディレイタイム及びゲ−ト幅は、所望
の値に調整される。

【００１７】上記のようにＳＭＡヘッド６で積算される
検出信号は、パ−ソナルコンピュ−タ−９の命令に従っ
て、ＳＭＡヘッド６で指定された回数だけＳＭＡコント
ロ−ラ−８で読み込む。この検出信号をパ−ソナルコン
ピュ−タ−９で読み出して解析してプリンタ−10でプリ
ントアウトする。

【００１８】図３に示すように、上記噴射ノズル11は、
同心軸の２重管構造に形成されており、ノズル11の内側
の管から試料水５を噴出させ、外側の管から雰囲気ガス
を噴出させることにより、試料水５が雰囲気ガスで包囲
された状態で連続して噴出される。次に上記のように構
成された装置を用いて試料水５の水質検査方法について
説明する。

【００１９】本来、試料水５は、火力発電プラントのボ
イラ−水から抽出されるが、ここでは、蒸留水に所定量
の水酸化第２鉄の粉末を加えて調整し、超音波洗浄器等
を用いて十分攪拌混合した試料水５を用いて、試料水５
に含まれる鉄の定性及び定量分析方法について説明す
る。

【００２０】試料水５の測定に先立って、水酸化第二鉄
粉末の発光スペクトルを測定した。水酸化第二鉄粉末
は、ダイスを使用して圧粉体に形成され、レ−ザ−出力
100mJ/パルス、発振周波数10Hzのパルスレ−ザ−が照射
され、ブレイクダウンを起し発光する。このプラズマ発
光強度を波長領域 200nm〜500nm の波長範囲で測定した
測定結果を図４に示す。このグラフから解るように、特
に 250nm〜300nm の波長領域において鋭いピ−クが現れ
ており、水酸化第二鉄が有する特徴的な発光スペクトル
は、この波長領域内に顕著に現れている。

【００２１】上記の波長領域に合わせて、図５には、25
0nm(2500オグストロ−ム) 〜290nm(2900オグストロ−
ム) の波長領域における鉄片の発光スペクトルが示され
ており、特に259.96nm,261.32nm,263.24nm,273.95nm の
波長を有する光線に鋭いピ−クが現れている。これらの
ピ−ク値は、上記の水酸化第２鉄のそれと一致すること
から、両者に共通な鉄元素からの発光スペクトルと考え
ることができ、発光スペクトルは、物質の状態（水酸化
第２鉄或いは鉄片）によらない。従って、試料水５の発
光スペクトルに図５に示すようなピ−ク値が現れる場合
には、その試料水５には鉄元素が含まれていることが確
認できる。

【００２２】また、図６には、空気だけをブレ−クダウ
ンさせた発光スペクトルと、蒸留水だけをブレ−クダウ
ンさせた発光スペクトルとが示されている。試料水５に
含まれる鉄元素の発光スペクトル以外のバックグラウン
ドの発光スペクトルには、これら２つの信号が考えられ
る。また、これらの発光スペクトルは、上記の波長領域
250nm〜290nm 内ではどちらもブロ−ドな信号であり、
突出したスペクトル線は見られないことが確認された。
従って、鉄の発光強度がバックグラウンドの発光強度と
比較して十分大きい場合には、試料水５の発光スペクト
ルに図５のような鉄元素に特有な発光ピ−ク点が確認で
きる。

【００２３】次に、図７に示すように、試料水５の各濃
度における発光スペクトルを調べた。水酸化第二鉄の濃
度を10ppm から50ppm まで10ppm の間隔で変化させ、 2
50nm〜290nm の測定領域において、５種類の試料水５に
ついて発行スペクトルを測定した。照射光源には、レ−
ザ−出力100mJ/パルス、発振周波数10Hzのパルスレ−ザ
−が使用され、このレ−ザ−を10回照射した。その結
果、水酸化第２鉄濃度を増加させるとピ−ク点の発光強
度が増加するとともにバックグラウンドの発光強度も増
加した。

【００２４】また、図８には、上記の条件と同じ条件の
パルスレ−ザ−を30回照射した場合が示されており、照
射回数を増やすことによりバックグラウンド及びピ−ク
点の発光強度がそれぞれ増加することが判明した。尚、
ここでいうレ−ザ−の照射回数とはコンピュ−タ−に取
込んだ検出デ−タ−の回数を示しており、１回で取込め
る微弱な発光スペクトルを複数回重ねて検出することに
より目的スペクトルを鮮明化することができる。

【００２５】しかも、このピ−ク点の波長は、図５に示
した鉄片の発光スペクトルのピ−ク点の波長(259.96nm,
261.32nm,263.24nm,273.95nm) と一致した。よって、試
料水５には鉄元素からなる不純物が含まれていることに
なる。このことから、試料水５に含まれている鉄元素の
定性的評価が可能であることが判明した。

【００２６】図７、８に示すグラフのピ−ク点(259.96n
m,261.32nm,263.24nm,273.95nm) について、試料水５の
水酸化第２鉄濃度と発光強度との関係を図９、10にそれ
ぞれ示す。尚、これらのピ−ク値の算出方法は、図10に
示すようにピ−ク波長Ｘに対応する発光強度χの値か
ら、ピ−ク波長Ｘから等距離にあるＡ点及びＢ点の発光
強度、即ちバックグラウンドの発光強度の加算平均値(a
+b)/2 即ちχ´を差し引いて求められている。

【００２７】図９、10に示すように、試料水５の水酸化
第２鉄濃度を増加させると、各ピ−ク点(259.96nm,261.
32nm,263.24nm,273.95nm) におけるそれぞれの発光強度
も増加する。また、パルスレ−ザ−の照射回数を増加さ
せると、ピ−ク点における発光強度に、より顕著な増加
がみられる。即ち、バックグラウンドの発光強度とピ−
ク点の発光強度との差がより明らかにされる。以上のこ
とから、試料水５に含まれる水酸化第２鉄濃度が大きい
場合には発光ピ−クも大きくなることが判明した。ま
た、図９に示すグラフでは、水酸化第２鉄濃度と発光強
度とが略比例していることから、発光強度を調べること
により水酸化第２鉄の定量的評価が可能であることが判
明した。

【００２８】次に、前述したノズル11を用いてアルゴン
雰囲気ガス中で試料水５のプラズマ発光を測定した場合
について説明する。尚、このときの照射条件は、レ−ザ
−出力100mJ/パルス、発振周波数10Hz、照射回数10回で
あった。

【００２９】図12、13に示すように、アルゴン雰囲気ガ
スに包囲された状態で上記条件のパルスレ−ザ−を照射
し、各不純物濃度における発光強度を測定した。この結
果、大気中での測定と比較して、バックグラウンドの発
光強度が全体的に増加するとともに、不純物の発光強度
も増加した。これは、アルゴンガスの熱伝導率が空気と
比較して低く、熱の伝わりが空気よりも遅いために、プ
ラズマ発光部分が極めて高温に保たれるためと考えられ
る。

【００３０】しかし、アルゴン雰囲気中でプラズマ発光
のスペクトルを得ると、不純物である鉄に固有の発光ス
ペクトルがバックグラウンドの発光スペクトルにマスク
される傾向にある。即ち、目的スペクトル（鉄）の発光
強度とバックグラウンドの発光強度とが同程度であるた
めに、目的スペクトルが鮮明化されない。このように不
純物の発光スペクトルがマスクされる場合には、得られ
る発光スペクトルのＳ／Ｎ比（ノイズ、即ちバックグラ
ウンドの発光強度に対する、シグナル、即ち目的スペク
トルの発光強度の割合）が低下し、高い精度の測定結果
が得られない。このため、Ｓ／Ｎ比を高くすることので
きる雰囲気ガスとしてヘリウムガスが用いられる。以下
にその理由を述べる。

【００３１】図14は、雰囲気ガスとしてアルゴンガス、
窒素ガス、ヘリウムガスを使用した場合の試料水５の発
光スペクトルを示しており、このときのパルスレ−ザ−
の照射条件は、レ−ザ−出力100mJ/パルス、照射回数10
回であり、水酸化第２鉄濃度は 50ppmであった。

【００３２】各雰囲気ガスの熱伝導率の違いにより、試
料水５の発光強度は、アルゴンガス雰囲気が一番強く、
次いで窒素ガス、ヘリウムガスの順であった。しかし、
各雰囲気ガスにおける発光スペクトルのＳ／Ｎ比は、ヘ
リウムガス雰囲気が一番強く、次いで窒素ガス、アルゴ
ンガスの順であった。よって、ヘリウムガス雰囲気でプ
ラズマ発光を測定することにより高いＳ／Ｎ比が得ら
れ、測定精度を高くでき、検出の限界を高められる。

【００３３】また、このように雰囲気ガスを使用するこ
とにより試料水５の流出時における飛散を防ぐ作用を有
する。試料水５の飛散を防ぐことにより、測定装置の汚
れを防止し、安定した連続測定が可能になる。

【００３４】また、試料水５が常に流動している状態で
測定が行われているので、連続した測定が可能となるば
かりか、経時的にその状態が変化される試料水５のオン
ライン測定が可能となる。

【００３５】更に、試料水５をノズル11から噴出させる
ことにより、従来用いられていた試料水５のサンプリン
グ用のセル容器が不必要となり、測定値のＳ／Ｎ比を高
くすることができる。つまり、試料水５をセル容器に入
れた状態でブレイクダウンさせる場合には、セル材料が
励起光を吸収し、或いはセル自体が発光し、不純物から
の励起光をマスクすることになる。また、不純物やブレ
−クダウン生成物が容器に付着して、この付着物がレ−
ザ−光を吸収してセルの損傷や光強度の減少を引き起こ
す。また、セル容器を使用する場合の別の悪影響として
は、セル容器中ではブレイクダウンによって気泡が発生
し、この気泡が消失するまで次のレ−ザ−パルスを照射
できないという問題がある。このため、短い時間間隔で
の連続したレ−ザ−照射が不可能となり、測定に要する
時間が多くかかる問題がある。従って、試料水５をノズ
ル11から流動的にしかも連続的に噴出させる方法によっ
て、試料水５の連続オンライン測定が可能となる。

【００３６】また、試料水５をノズル11から噴出させる
場合は、試料水５の噴出流とパルスレ−ザ−とが交差す
る点が発光点となるので、光学系を組やすく、光学系の
調整が容易になる。次に、よりＳ／Ｎ比の高い発光スペ
クトルを得るためのタイミングゲ−トについて説明す
る。

【００３７】図１に示すように、レ−ザ−光源１のＱス
イッチ開閉制御をするレ−ザ−制御装置２は、レ−ザ−
光源１にＱスイッチ信号を送るとともにゲ−トパルサ−
４にもトリガ−信号を送る。Ｑスイッチ信号を受信した
レ−ザ−光源１は、約100nsの時間間隔を置いてレ−ザ
−ビ−ムを発振する。このとき同時にトリガ−信号を受
けたゲ−トパルサ−４は、一定の時間（ディレイタイ
ム）をおいてＳＭＡヘッド６にゲ−ト信号を送る。この
ゲ−ト信号は、分光器７で検出したレ−ザ−ビ−ムのス
ペクトルを所定の時間間隔（ゲ−ト幅）だけＳＭＡヘッ
ド６に取込ませるために送られる。尚、このディレイタ
イムは、20ns〜1600nsの時間間隔に設定でき、ゲ−ト幅
は、20ns〜3000nsの時間間隔に設定できる。

【００３８】図15に示すように、レ−ザ−光源１は、レ
−ザ−制御装置２からＱスイッチ信号（２μｓ）を受け
て、レ−ザ−ビ−ムを発振する。このレ−ザ−ビ−ム
は、Ｑスイッチ信号が発振されてから約100ns 後に出力
のピ−クをむかえる。一方、上記のレ−ザ−ビ−ムを受
けてブレイクダウンを起し発生されるプラズマ光は、分
光器７で解析され、スペクトルに分解される。分光器で
分解された光成分は、ＳＭＡヘッド６で電気信号に変換
され、上記Ｑスイッチ信号（トリガ−信号）の発振から
所定のディレイタイムを経過された後、所定のゲ−ト幅
だけＳＭＡヘッド６にプロットされる。

【００３９】図16、17には、ディレイタイムを150ns か
ら450ns まで50ns間隔で変化させた時の試料水５（100p
pm）の発光スペクトルが示されており、ヘリウム雰囲気
中でレ−ザ−出力100mJ/パルスのパルスレ−ザ−を50回
照射した。試料水５から測定される発光スペクトルに
は、鉄のスペクトルの他に水及び雰囲気ガスの発光スペ
クトルが含まれており、これら全てのスペクトルが重な
り合っている。この発光スペクトルの寿命（発光時間）
は、各構成要素に固有の値であるので、測定される目的
の構成要素の発光寿命に合わせて測定範囲を決定するこ
とが望ましい。

【００４０】即ち、鉄の発光スペクトルを測定する場合
には、鉄の発光寿命に合わせたタイミングゲ−トの制御
がされる。レ−ザ−照射直後の発光スペクトルは、バッ
クグラウンドの発光強度が大きく、鉄の発光スペクトル
がマスクされてしまう。鉄固有の発光スペクトルが現れ
はじめるのは、レ−ザ−制御装置２からのＱスイッチ信
号がゲ−トパルサ−４に入力されてから約250ns のディ
レイタイムが経過された後である。このため、測定する
発光スペクトルは、約300ns のディレイタイムが経過さ
れた後に適切なゲ−ト幅だけ測定することが望ましい。
このように、試料水５の発光スペクトルが所定のディレ
イタイム及びゲ−ト幅をもって測定されることにより、
バックグラウンドの発光スペクトルにマスクされること
のないＳ／Ｎ比の高い発光スペクトルを得ることができ
る。また、試料水５は、これに限らず鉄の代わりに他の
元素が混合されてもよく、その測定元素にあったタイミ
ングゲ−トがかけられる。

【００４１】

【発明の効果】この発明のように流体が雰囲気ガスによ
り包囲されて噴出される場合には、流体が空気中に噴出
される場合と比較して、発光強度の大きいプラズマ発光
を得ることができる。即ち、雰囲気ガスで流体を包囲す
ることにより、プラズマ発生点を高温に保つことがで
き、発光強度を大きくすることができる。

【００４２】さらに流体をノズルから噴出させることに
より連続した流体の提供が可能となり、流体を容器に抽
出して検査する場合と比較して、容器自体の発光がな
く、容器による光の吸収がなく、ブレ−クダウン生成物
による影響をなくすことができる。

【００４３】また、本発明のように流体を噴出する方法
によれば、ブレイクダウンにより発生した気泡は流体の
流れに伴って移動され、気泡による影響がなくなり、短
い時間間隔での連続したレ−ザ−照射が可能となり測定
時間を短くできる。また、連続した測定が可能であり火
力発電において要求されている連続オンライン測定に対
応できる。また、流体の流れとレ−ザ−光とが交差する
点が発光点となるので、装置の光学系の設置及び調整が
容易にできる。

【００４４】流体の各構成要素ごとに特有な発光スペク
トルの中で、検出目的要素の発光スペクトルだけを突出
させるためのタイミングゲ−トをかけることにより、Ｓ
／Ｎ比の高い検出結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施例における水質検査
装置を示す概略図。

【図２】図２は、この発明の一実施例における水質検査
装置の測光部分を示す概略図。

【図３】図３は、この発明の一実施例における水質検査
装置のノズルを示す概略図。

【図４】図４には、この発明の一実施例の水酸化第二鉄
圧粉体にレ−ザ−出力100mJ/パルス、発振周波数10Hzの
パルスレ−ザ−を照射した時の発光スペクトルを示す。

【図５】図５には、鉄片にレ−ザ−出力100mJ/パルス、
発振周波数10Hzのパルスレ−ザ−を照射した時の発光ス
ペクトルの 250nm〜290nm の波長領域内の発光スペクト
ルを示す。

【図６】図６には、空気および蒸留水にレ−ザ−出力10
0mJ/パルス、発振周波数10Hzのパルスレ−ザ−を照射し
た時のバックグラウンド発光のスペクトルの 250nm〜29
0nm の波長領域内の発光スペクトルを示す。

【図７】図７には、試料水の不純物濃度を10ppm から50
ppm まで変化させて、レ−ザ−出力100mJ/パルス、発振
周波数10Hzのパルスレ−ザ−を大気中雰囲気で10回照射
した時の 250nm〜290nm の波長領域内の発光スペクトル
を示す。

【図８】図８には、試料水の不純物濃度を10ppm から50
ppm まで変化させて、レ−ザ−出力100mJ/パルス、発振
周波数10Hzのパルスレ−ザ−を大気中雰囲気で30回照射
した時の 250nm〜290nm の波長領域内の発光スペクトル
を示す。

【図９】図９は、図７の各ピ−ク値における試料水の不
純物濃度と発光強度との関係を示すグラフ。

【図10】図10は、図８の各ピ−ク値における試料水の不
純物濃度と発光強度との関係を示すグラフ。

【図11】図11は、発光スペクトルのピ−ク値の算出方法
の説明図。

【図12】図12は、試料水の不純物濃度を10ppm から50pp
m まで変化させて、レ−ザ−出力100mJ/パルス、発振周
波数10Hzのパルスレ−ザ−をアルゴン雰囲気で10回照射
した時の 250nm〜290nm の波長領域内の発光スペクトル
を示すグラフ。

【図13】図13は、図12の各ピ−ク値における試料水の不
純物濃度と発光強度との関係を示すグラフ。

【図14】図14は、アルゴン、窒素、ヘリウム雰囲気での
試料水（濃度50ppm ）にレ−ザ−出力100mJ/パルスパル
スレ−ザ−を10回照射した時の 250nm〜290nm の波長領
域内の発光スペクトルを示すグラフ。

【図15】図15は、タイミングゲ−トのかけ方を示す説明
図。

【図16】図16は、不純物濃度100ppmの試料水を用い、レ
−ザ−出力100mJ/パルスのパルスレ−ザ−をヘリウム雰
囲気で50回照射した時の 250nm〜290nm の波長領域内の
発光スペクトルを示し、ディレイタイムを150ns から25
0ns まで50ns間隔で変化させた時の発光スペクトルを示
すグラフ。

【図17】図17は、不純物濃度100ppmの試料水を用い、レ
−ザ−出力100mJ/パルスのパルスレ−ザ−をヘリウム雰
囲気で50回照射した時の 250nm〜290nm の波長領域内の
発光スペクトルを示し、ディレイタイムを300ns から25
0ns まで50ns間隔で変化させた時の発光スペクトルを示
すグラフ。

【符号の説明】

１…レ−ザ−光源２…レ−ザ−制御装置３…集光レ
ンズ４…ゲ−トパルサ− ５…試料水６…スペクト
ルマルチチャンネル分光器（ＳＭＡ）ヘッド７…分光器８…ＳＭＡコントロ−ラ− ９…パ−ソナ
ルコンピュ−タ− 10…プリンタ− 11…ノズル 13…
光ファイバ−

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子健一新潟県新潟市桃山町二丁目200番地東北電力株式会社新潟火力発電所内 (72)発明者根布修新潟県新潟市桃山町二丁目200番地東北電力株式会社新潟火力発電所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を連続して噴出するとともに前記流体
を包囲する雰囲気ガスを噴出するノズルと、前記流体に照射するパルスレ−ザ−ビ−ムを発振する光
源と、前記流体がパルスレ−ザ−ビ−ムを照射されて誘電破壊
を起こしプラズマ化されるとともに発生されるプラズマ
光線を受光してその波長成分を検出する手段と、前記光源にパルスレ−ザ−ビ−ムの発振を開始させる信
号を与えるとともにその同期信号を発振する手段と、前記同期信号を受信し所定の時間間隔を経過して、前記
プラズマ光線の波長成分を取込む時間領域を特定するゲ
−ト信号を発振する手段と、前記ゲ−ト信号を受信して特定の検出間隔及び検出時間
で波長成分を取込み積算する手段と、を有する水質検査
装置。
【請求項２】流体を連続して噴出させるとともに前記流
体を包囲するように雰囲気ガスを噴出させている状態で
この流体に開始信号に応答してパルスレ−ザ−ビ−ムを
照射し、このパルスレ−ザ−ビ−ムによって前記流体の
一部から発生されるプラズマ光線を受光してその波長成
分を検出し、前記開始信号に同期する同期信号に応答し
て前記プラズマ光線の波長成分を取込む時間領域を特定
するゲ−ト信号に応じて特定の検出間隔及び検出時間で
波長成分を取込み積算する水質検査方法。