JPH0688798A

JPH0688798A - 微小流量下における水質測定器

Info

Publication number: JPH0688798A
Application number: JP23819192A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakabachi; 博中鉢
Original assignee: T & C Technical Kk
Current assignee: T & C Technical Kk
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】超純水に含まれる全有機炭素（ＴＯＣ：Total
Organic Carbon）を測定するための装置に関し、測定精
度の向上を図ると共に、測定に大きな悪影響を及ぼす要
因ともなる気泡を、微小流量下であっても効果的に除去
し、測定器の信頼性を高めることを目的とする。【構成】流体が通過する配管の内部に位置する電極２
と、流体が通過する配管の一部となる電極１とを具備す
ることにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超純水に含まれる全有
機炭素（ＴＯＣ：Total Organic Carbon）を測定するた
めの装置に関する。超純水を大量に使用する半導体デバ
イス製造工場などでは、超純水中に存在する極微量の全
有機炭素を測定し、常時、水質検査を実施する必要があ
る。近年では、様々な全有機炭素計（ＴＯＣ計）が開発
され、実用化されている。

【０００２】

【従来の技術】全有機炭素計には、紫外線酸化や加熱酸
化によって有機物を全て炭酸ガスに変化させ、赤外線分
析を行なう高価な測定器や、紫外線酸化によって生じる
有機酸の導伝率を測定するという簡易な測定器など各種
のものがある。

【０００３】このような全有機炭素計において、比抵抗
又は導伝率（導伝率は比抵抗の逆数でどちらも水質を示
す値としては同じであるが、一般的に化学系は導伝率、
半導体等の電気系は比抵抗を使っている）測定に用いら
れる電極にも、各種の形状の製品が販売されている。

【０００４】一般的に、導伝率を計測する際には、図４
（ａ）のように、向かい合った二枚の金属電極５１，５
２を使用して電気抵抗を測定する。もちろん、水の純度
が低い場合にはこのような構造で十分であり、ビーカー
５０に汲み置きした水の水質測定もこの方式で十分であ
る。

【０００５】しかし、水の純度が高くなり超純水になる
と、水そのものが吸着性を持つようになる。従って、超
純水をビーカーに汲み置きすると、超純水がすぐに空気
中の炭酸ガスを取り込んでしまうので、その純度は急速
に低下する。そこで、密閉した状態での水質測定が必要
になるが、従来では、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、配管６０，６１中に電極６２〜６４を挿入する方式
を採用していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電極を用いた測定器の精度や信頼性は、非常に低い
ものであった。これは、水の純度が高くなるに従って、
測定器の誤差が増大すること、また多くの測定条件が課
されることを考えると当然といえる。特に、５ＭΩ・ｃ
ｍ2 以上の超純水においては、流量１００ＣＣ／分以下
の測定は困難であった。

【０００７】流量１００ＣＣ／分以下の微小流量の測定
では、測定器の配管を通過する超純水が極めて僅かな量
となるため、導伝率の測定が非常に難しくなる。加え
て、二枚の電極間を流れる超純水は、更に微小な量とな
るため、上述した従来の電極では、十分な測定を行なう
ことができなかった。

【０００８】また、電極付近からは、水の電気分解や、
純水中に含まれる気体等により、気泡が発生する。この
気泡の発生は防止することができない性質のものである
が、従来の測定器は、超純水の流量が微小量であること
もあり、この気泡を取り除くことができず、装置全般に
気泡の溜りを生じさせ、測定器の信頼性を低下させてい
た。

【０００９】そこで、本発明は、電極間を通過する超純
水の流量を増大させる構造を提供することにより、測定
精度の向上を図ると共に、測定に大きな悪影響を及ぼす
要因ともなる気泡を、微小流量下であっても効果的に除
去し、測定器の信頼性を高めることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、前記特許請求の範囲に記載した手段にて達成さ
れる。

【００１１】すなわち、請求項１の発明は、微小量の流
体の導伝率又は比抵抗を測定するための一組の電極を有
する測定器であって、流体が通過する配管の内部に位置
する電極と、流体が通過する配管の一部となる電極とを
具備する微小流量下における水質測定器である。

【００１２】また、請求項２の発明は、流体が通過する
配管の内部に位置する前記電極を、流体が通過する配管
の一部となる前記電極を基準として、相対的に移動させ
る手段を設ける微小流量下における水質測定器である。

【００１３】また、請求項３の発明は、微小流量の超純
水を紫外線に照射させることにより、全有機炭素を計測
する機構を有する測定器において、紫外線照射器具を取
り囲むと共に、複数回密巻にした配管を設ける微小流量
下における水質測定器である。

【００１４】

【作用】水質の比抵抗又は導伝率を計測する際には、不
純物が少ないほど抵抗が高くなるという特性を利用し
て、水中のイオン化した物質の電気抵抗を測定する。本
発明では、図１に示すような構造の電極１，２を使用し
て、微小流量下において非常に高い精度での水質測定を
実現する。

【００１５】すなわち、電極自身を配管の一部構造と
し、更に内電極を外部から位置の微調整を行なえるよう
な構造とする。また、水中の気泡が付着しにくい内面処
理を施し、さらには、内部寸法を気泡が付着しにくい比
率にする。このようにして、通水された純水をすべて測
定に使えるようにする。

【００１６】

【実施例】電極定数を大きくする、つまり電極面積を小
さくすれば、全有機炭素計における低流量環境下の測定
に良い結果を与えるが、一方で電極抵抗が比例して大き
くなり、電気回路の制約が出てくる。また、外部ノイズ
による影響も現われるので、図１の構造の電極では、電
極定数０．０５〜０．１程度が適当な値として考えられ
る。

【００１７】更に、超純水を測定器に通水したままの状
態でも、電極ごとの固有定数を調整できるような構成に
する。このようにすれば、測定状態にあっても電極定数
を調整することができるので、校正が非常に楽になる。

【００１８】また、超純水の特性上、電極自身からは金
属イオンが溶出する一方、電極に電位をかけるので、水
の電気分解により気泡が発生したり、純水中に含まれて
いる気体が集まって大きな気泡となる。これらを避ける
ために、交流を用いても良いが、もちろんその影響を満
足できる程度にまで無くすることはできない。

【００１９】図４（ｂ）は、電極の特性を表わすグラフ
であるが、超純水の流量がある一定値以下であると、比
抵抗の測定結果が実際の値よりも減少してしまう現象が
現われる。この悪い特性が現われる流量の値が小さけれ
ば小さいほど低流量電極として適することになる。

【００２０】更に、水の比抵抗又は導伝率は、水の温度
によって極端に変化するので、測定値の表示は２５゜Ｃ
換算で表示するのが一般的である。それには、水温も同
時に測定し、２５゜Ｃに換算するためにも、温度検出器
を内蔵する必要がある。

【００２１】図２は、本発明の一実施例を示す図であ
る。図２において、絶縁支持材５によって固定した電極
３は、配管の一部として構成してある。また、通水路６
中に挿入した電極４は、図中、左右に移動する構造にし
てあるので、電極の水平移動によりその電極定数を容易
に微調整することができる。更に、その電極４の内部に
は、温度検出器７を設けている。なお、金属部分には
‘チタン合金’、又は‘ステンレススチール３１６’
を、そして、絶縁支持材には‘テフロン（デュポン社登
録商標）’を用いるのが好ましいであろう。

【００２２】図３は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。図中、測定対象の超純水は、まず、酸化前の導伝率
を測定する電極部１０に入り、次に、紫外線酸化を行な
うための石英管１２を通過し、最後に、酸化後の導伝率
を測定する電極部１１に送られる。各電極部１０，１１
の電極の構造は、図１に示したものを使用することがで
きる。

【００２３】図３において、合成石英管１２はスパイラ
ル状に巻いており、更に、効率を上げるために密巻きと
している。石英管１２の内径は気泡が付着しにくい流速
を得るために、１．５〜２ｍｍを選定し、スパイラル内
径は紫外線ランプ１３に合わせて小さくしている。この
ようにすれば、石英管１２に入った水はすべて同じ状態
で流出することとなるので、気泡の滞留部分が無くな
り、測定器内で発生した気泡を効果的に除去することが
できる。

【００２４】図６は、従来の石英管の構造を示してい
る。このような従来の構造では、紫外線ランプ７１を取
り囲む石英管７０に入る超純水は、一定の状態では流れ
出ず、気泡が溜ることとなり、測定への大きな障害とな
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微小流量に適した電極の採用によって、導伝率測定の精
度を向上させると共に、紫外線酸化装置の小型化を図る
ことによって、全有機炭素計の小型化をも実現すること
ができる。かつ、本発明は、気泡の滞留、付着の無い測
定器を構成することとなるので、超純水の水質管理面に
おける信頼性の向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す図である。

【図４】電極について説明する図である。

【図５】従来の電極の構造を示す図である。

【図６】従来の石英管の構造を示す図である。

【符号の説明】

１〜４，５１，５２，６２〜６４電極５絶縁支持材６通水路７温度検出器１０，１１電極部１２，７０石英管１３，７１紫外線ランプ５０ビーカー６０，６１配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微小量の流体の導伝率又は比抵抗を測定す
るための一組の電極を有する測定器であって、流体が通
過する配管の内部に位置する電極（２）と、流体が通過
する配管の一部となる電極（１）とを具備することを特
徴とする微小流量下における水質測定器。
【請求項２】流体が通過する配管の内部に位置する前記
電極を、流体が通過する配管の一部となる前記電極を基
準として、相対的に移動させる手段を設ける請求項１記
載の微小流量下における水質測定器。
【請求項３】微小流量の超純水を紫外線に照射させるこ
とにより、全有機炭素を計測する機構を有する測定器に
おいて、紫外線照射器具を取り囲むと共に、複数回密巻
にした配管を設けることを特徴とする微小流量下におけ
る水質測定器。