JPH0798312A - Ｔｏｄ測定装置 - Google Patents
Ｔｏｄ測定装置Info
- Publication number
- JPH0798312A JPH0798312A JP5265893A JP26589393A JPH0798312A JP H0798312 A JPH0798312 A JP H0798312A JP 5265893 A JP5265893 A JP 5265893A JP 26589393 A JP26589393 A JP 26589393A JP H0798312 A JPH0798312 A JP H0798312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- electrodes
- oxygen concentration
- combustion tube
- tod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンパクトであり、かつ、信頼性の高いＴＯ
Ｄ測定装置を提供する。 【構成】 固体電解質で燃焼管１３ｂを形成し、燃焼管
１３ｂの加熱炉に挿入される部分の内面及び外面に２組
の分離した多孔質白金電極を設ける。このうちのキャリ
ヤガスの上流側の１組を酸素ポンプ用電極２５、２６と
し、下流側の１組を酸素濃度検出用電極２７、２８とす
る。そして、この燃焼管の内部で試料を加熱し、燃焼す
る。
Ｄ測定装置を提供する。 【構成】 固体電解質で燃焼管１３ｂを形成し、燃焼管
１３ｂの加熱炉に挿入される部分の内面及び外面に２組
の分離した多孔質白金電極を設ける。このうちのキャリ
ヤガスの上流側の１組を酸素ポンプ用電極２５、２６と
し、下流側の１組を酸素濃度検出用電極２７、２８とす
る。そして、この燃焼管の内部で試料を加熱し、燃焼す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌、河川水等の汚染
の度合いを測定する指標として用いられる全酸素要求量
（ＴＯＤ）を測定する装置に関する。
の度合いを測定する指標として用いられる全酸素要求量
（ＴＯＤ）を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】全酸素要求量（ＴＯＤ）は、土壌、河川
水等の固体、液体試料中に含まれる有機物質の構成元素
である炭素、水素、窒素、硫黄、リン等により消費され
る酸素量であり、通常、次のような燃焼−酸素検出法で
測定される。図４に示すように、酸素供給部４１から一
定濃度の酸素を含むキャリヤガスを燃焼部４２に供給
し、燃焼部４２において試料を高温に加熱する。これに
より、試料中に含まれる上記炭素等の酸素消費元素はキ
ャリヤガス中の酸素を消費するため、酸素濃度測定部４
３においてキャリヤガス中の酸素濃度を測定することに
より、試料のＴＯＤを求めることができる。
水等の固体、液体試料中に含まれる有機物質の構成元素
である炭素、水素、窒素、硫黄、リン等により消費され
る酸素量であり、通常、次のような燃焼−酸素検出法で
測定される。図４に示すように、酸素供給部４１から一
定濃度の酸素を含むキャリヤガスを燃焼部４２に供給
し、燃焼部４２において試料を高温に加熱する。これに
より、試料中に含まれる上記炭素等の酸素消費元素はキ
ャリヤガス中の酸素を消費するため、酸素濃度測定部４
３においてキャリヤガス中の酸素濃度を測定することに
より、試料のＴＯＤを求めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に測定される土壌
等のＴＯＤ量は非常に微量であることが多いため、酸素
供給部４１から供給される酸素濃度及び酸素濃度測定部
４３において測定される酸素濃度は共に非常に小さな値
となる。このため、従来より、酸素供給部４１には固体
電解質を用いた酸素ポンプを使用し、酸素濃度測定部４
３には固体電解質を用いた酸素濃度計を用いている。こ
こで、酸素ポンプは、固体電解質を挟んで両側に電極を
設け、固体電解質を高温（900℃程度）に加熱した状態
で両電極間に電流を流すことにより、負電極側から正電
極側に酸素イオンが固体電解質中を透過するという現象
を利用したものであり、酸素濃度計は、固体電解質を挟
んで両側に電極を設け、固体電解質を高温（同じく900
℃程度）に加熱すると、固体電解質の両側の酸素濃度に
差がある場合、両電極間に電圧が発生するという現象を
利用したものである。
等のＴＯＤ量は非常に微量であることが多いため、酸素
供給部４１から供給される酸素濃度及び酸素濃度測定部
４３において測定される酸素濃度は共に非常に小さな値
となる。このため、従来より、酸素供給部４１には固体
電解質を用いた酸素ポンプを使用し、酸素濃度測定部４
３には固体電解質を用いた酸素濃度計を用いている。こ
こで、酸素ポンプは、固体電解質を挟んで両側に電極を
設け、固体電解質を高温（900℃程度）に加熱した状態
で両電極間に電流を流すことにより、負電極側から正電
極側に酸素イオンが固体電解質中を透過するという現象
を利用したものであり、酸素濃度計は、固体電解質を挟
んで両側に電極を設け、固体電解質を高温（同じく900
℃程度）に加熱すると、固体電解質の両側の酸素濃度に
差がある場合、両電極間に電圧が発生するという現象を
利用したものである。
【０００４】このように、従来のＴＯＤ測定装置では、
酸素供給部４１、燃焼部４２、酸素濃度測定部４３のい
ずれもがそれぞれ固体電解質や試料を加熱するための装
置を持っており、全体として大きな装置となっていた。
酸素供給部４１、燃焼部４２、酸素濃度測定部４３のい
ずれもがそれぞれ固体電解質や試料を加熱するための装
置を持っており、全体として大きな装置となっていた。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、コンパ
クトであり、かつ、信頼性の高いＴＯＤ測定装置を提供
することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、コンパ
クトであり、かつ、信頼性の高いＴＯＤ測定装置を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るＴＯＤ測定装置は、 a)固体電解質製の燃焼管と、 b)燃焼管にキャリヤガスを供給する手段と、 c)燃焼管の内面及び外面に設けられた１対の酸素ポンプ
用電極と、 d)酸素ポンプ用電極とは分離して、キャリヤガスの流れ
に関して下流側の燃焼管の内面及び外面に設けられた１
対の酸素濃度検出用電極と、 e)燃焼管の少なくとも酸素ポンプ用電極及び酸素濃度検
出用電極が設けられた部分を覆う加熱炉とを備えること
を特徴としている。
に成された本発明に係るＴＯＤ測定装置は、 a)固体電解質製の燃焼管と、 b)燃焼管にキャリヤガスを供給する手段と、 c)燃焼管の内面及び外面に設けられた１対の酸素ポンプ
用電極と、 d)酸素ポンプ用電極とは分離して、キャリヤガスの流れ
に関して下流側の燃焼管の内面及び外面に設けられた１
対の酸素濃度検出用電極と、 e)燃焼管の少なくとも酸素ポンプ用電極及び酸素濃度検
出用電極が設けられた部分を覆う加熱炉とを備えること
を特徴としている。
【０００７】
【作用】加熱炉により固体電解質製の燃焼管を加熱し、
その内外面の両酸素ポンプ電極間に直流電流を供給する
（外面側電極を負、内面側電極を正とする）ことによ
り、大気中の酸素が燃焼管内に供給される（酸素ポンプ
作用）。このときの電流量を制御することにより、燃焼
管内（のキャリヤガス中）への酸素供給量を正確に制御
することができる。そして燃焼管内に試料を入れると、
試料は加熱炉により加熱され、試料中の酸素消費元素が
キャリヤガス中の酸素を消費して燃焼する。下流側の酸
素濃度検出用電極では、燃焼管内の酸素濃度と管外（大
気中）の酸素濃度との差に対応した電圧が発生するた
め、この電圧を測定することにより、キャリヤガス中の
酸素消費量を測定することができ、これにより、試料の
ＴＯＤ量を測定することができる。なお、酸素濃度検出
用電極による酸素濃度の検出は、このような電圧測定方
式の他に、限界電流方式を用いることもできる。
その内外面の両酸素ポンプ電極間に直流電流を供給する
（外面側電極を負、内面側電極を正とする）ことによ
り、大気中の酸素が燃焼管内に供給される（酸素ポンプ
作用）。このときの電流量を制御することにより、燃焼
管内（のキャリヤガス中）への酸素供給量を正確に制御
することができる。そして燃焼管内に試料を入れると、
試料は加熱炉により加熱され、試料中の酸素消費元素が
キャリヤガス中の酸素を消費して燃焼する。下流側の酸
素濃度検出用電極では、燃焼管内の酸素濃度と管外（大
気中）の酸素濃度との差に対応した電圧が発生するた
め、この電圧を測定することにより、キャリヤガス中の
酸素消費量を測定することができ、これにより、試料の
ＴＯＤ量を測定することができる。なお、酸素濃度検出
用電極による酸素濃度の検出は、このような電圧測定方
式の他に、限界電流方式を用いることもできる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例であるＴＯＤ計を図１〜図
３により説明する。図２に示すように、固体電解質であ
る安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）製チューブ１
３ｂ（安定ジルコニアを密に焼結してチューブ状に成形
したもの）にステンレス製チューブ１３ａを気密に連接
して測定管１３を形成する。ステンレス製チューブ１３
ａの端部（図２では左方の端部）にはスライド式の試料
容器移動棒１１及びキャリヤガス導入口１７を設け、中
央上部には試料容器（ボート）を測定管１３内に装入す
るための試料装入口１２を設ける。ジルコニアチューブ
１３ｂの端部（図２では右方の端部）には排気口１６を
設ける。そして、ジルコニアチューブ１３ｂの部分を加
熱炉１４の中に挿入する。
３により説明する。図２に示すように、固体電解質であ
る安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）製チューブ１
３ｂ（安定ジルコニアを密に焼結してチューブ状に成形
したもの）にステンレス製チューブ１３ａを気密に連接
して測定管１３を形成する。ステンレス製チューブ１３
ａの端部（図２では左方の端部）にはスライド式の試料
容器移動棒１１及びキャリヤガス導入口１７を設け、中
央上部には試料容器（ボート）を測定管１３内に装入す
るための試料装入口１２を設ける。ジルコニアチューブ
１３ｂの端部（図２では右方の端部）には排気口１６を
設ける。そして、ジルコニアチューブ１３ｂの部分を加
熱炉１４の中に挿入する。
【０００９】図１に示すように、ジルコニアチューブ１
３ｂの内面及び外面には、２組の白金多孔質電極を被覆
する。まず、ステンレス製チューブ１３ａ側の方（図１
では左方）には比較的長い管長の部分に（すなわち、大
面積の）ポンプ用電極（内面側２５、外面側２６）を設
ける。ポンプ用電極２５、２６から短いギャップを置い
て排気口１６側には、比較的短い管長の部分に（すなわ
ち、小面積の）酸素濃度検出用電極（内面側２７、外面
側２８）を設ける。そして、ポンプ用電極２５、２６は
直流電源２４に、酸素濃度検出用電極２７、２８は電位
差計２３に接続する。ここで、ポンプ用電極２５、２６
と直流電源２４との接続は、ジルコニアチューブ１３ｂ
の内壁側の電極２５が正（プラス）に、外壁側の電極２
６が負（マイナス）になるようにする。
３ｂの内面及び外面には、２組の白金多孔質電極を被覆
する。まず、ステンレス製チューブ１３ａ側の方（図１
では左方）には比較的長い管長の部分に（すなわち、大
面積の）ポンプ用電極（内面側２５、外面側２６）を設
ける。ポンプ用電極２５、２６から短いギャップを置い
て排気口１６側には、比較的短い管長の部分に（すなわ
ち、小面積の）酸素濃度検出用電極（内面側２７、外面
側２８）を設ける。そして、ポンプ用電極２５、２６は
直流電源２４に、酸素濃度検出用電極２７、２８は電位
差計２３に接続する。ここで、ポンプ用電極２５、２６
と直流電源２４との接続は、ジルコニアチューブ１３ｂ
の内壁側の電極２５が正（プラス）に、外壁側の電極２
６が負（マイナス）になるようにする。
【００１０】実際的には、図２に示すように、内壁側電
極２５からのリード線は試料装入口１２を通して引き出
し、外壁側電極２６からのリード線はジルコニアチュー
ブ１３ｂの外壁に設けたターミナルから引き出す。この
とき、酸素濃度検出用電極２７、２８からのリード線
は、ポンプ用電極２５、２６の一部に通路（多孔質白金
電極を被覆しない部分）を設けて、そこを通すようにす
ればよい。また、内壁側又は外壁側の一方については、
ポンプ用電極と酸素濃度検出用電極とを分離することな
く、連続して設けた１面の電極として、共用してもよ
い。
極２５からのリード線は試料装入口１２を通して引き出
し、外壁側電極２６からのリード線はジルコニアチュー
ブ１３ｂの外壁に設けたターミナルから引き出す。この
とき、酸素濃度検出用電極２７、２８からのリード線
は、ポンプ用電極２５、２６の一部に通路（多孔質白金
電極を被覆しない部分）を設けて、そこを通すようにす
ればよい。また、内壁側又は外壁側の一方については、
ポンプ用電極と酸素濃度検出用電極とを分離することな
く、連続して設けた１面の電極として、共用してもよ
い。
【００１１】なお、電極２５、２６、２７、２８は白金
以外にも、金、銀等を用いることができる。また、ジル
コニアチューブ１３ｂの管壁に多孔質電極の被覆を形成
する方法としては、スパッタリングや、ペースト状の電
極材料を刷毛で塗った後1000℃程度で焼結する等の各種
方法をとることができる。
以外にも、金、銀等を用いることができる。また、ジル
コニアチューブ１３ｂの管壁に多孔質電極の被覆を形成
する方法としては、スパッタリングや、ペースト状の電
極材料を刷毛で塗った後1000℃程度で焼結する等の各種
方法をとることができる。
【００１２】本実施例のＴＯＤ計は次のようにして用い
る。まず、固体又は液体の試料２１を所定の大きさのセ
ラミック製又は石英製のボート２２に入れ、試料装入口
１２の所まで引き出されたボート置台１８の上に載せ
る。試料装入口１２を密閉した後、ヒータ電源２０から
加熱炉１４のヒーター１５に電流を供給してジルコニア
チューブ１３ｂを約900〜950℃に加熱し、キャリヤガス
源１９からキャリヤガス導入口１７を通して燃焼管１３
内に一定流量の不活性ガス（Ａｒ、Ｎ2等）を供給す
る。そして、直流電源２４からジルコニアチューブ１３
ｂの内外壁面の電極２５、２６の間に所定量（電極の面
積に依存する）の電流を供給することにより、キャリヤ
ガス中に一定濃度Ｃ0の酸素を供給する一方、酸素濃度
検出用の内外両電極２７、２８間の電圧を電位差計２３
で測定することにより、キャリヤガス中の酸素濃度を測
定する（図３）。
る。まず、固体又は液体の試料２１を所定の大きさのセ
ラミック製又は石英製のボート２２に入れ、試料装入口
１２の所まで引き出されたボート置台１８の上に載せ
る。試料装入口１２を密閉した後、ヒータ電源２０から
加熱炉１４のヒーター１５に電流を供給してジルコニア
チューブ１３ｂを約900〜950℃に加熱し、キャリヤガス
源１９からキャリヤガス導入口１７を通して燃焼管１３
内に一定流量の不活性ガス（Ａｒ、Ｎ2等）を供給す
る。そして、直流電源２４からジルコニアチューブ１３
ｂの内外壁面の電極２５、２６の間に所定量（電極の面
積に依存する）の電流を供給することにより、キャリヤ
ガス中に一定濃度Ｃ0の酸素を供給する一方、酸素濃度
検出用の内外両電極２７、２８間の電圧を電位差計２３
で測定することにより、キャリヤガス中の酸素濃度を測
定する（図３）。
【００１３】燃焼管１３内の酸素濃度が安定した時点
（図３の時点ｔ1）で、試料容器移動棒１１を押し込ん
でボート２２を加熱炉１４の内部に挿入する。これによ
り、ボート２２上の試料２１が高温に加熱され、試料２
１中に含まれる炭素、水素、窒素、硫黄、リン等の酸素
消費元素がキャリヤガス中の酸素を消費して燃焼する。
このとき、ジルコニアチューブ１３ｂの管壁を通過して
きたばかりの酸素イオンが化学的に活性であるととも
に、内面側の多孔質白金電極２５が酸化触媒の作用を行
なうため、試料２１中の酸素消費元素の酸化が完全に行
なわれるようになる。
（図３の時点ｔ1）で、試料容器移動棒１１を押し込ん
でボート２２を加熱炉１４の内部に挿入する。これによ
り、ボート２２上の試料２１が高温に加熱され、試料２
１中に含まれる炭素、水素、窒素、硫黄、リン等の酸素
消費元素がキャリヤガス中の酸素を消費して燃焼する。
このとき、ジルコニアチューブ１３ｂの管壁を通過して
きたばかりの酸素イオンが化学的に活性であるととも
に、内面側の多孔質白金電極２５が酸化触媒の作用を行
なうため、試料２１中の酸素消費元素の酸化が完全に行
なわれるようになる。
【００１４】試料２１中の酸素消費元素の酸化によるキ
ャリヤガス中の酸素濃度の低下は、酸素濃度検出用電極
２７、２８に接続された電位差計２３により測定され
る。こうして得られた図３の酸素濃度−時間曲線におい
て、酸素濃度の低下した斜線部の面積を求めることによ
り、試料２１により消費された全酸素量が算出される。
ャリヤガス中の酸素濃度の低下は、酸素濃度検出用電極
２７、２８に接続された電位差計２３により測定され
る。こうして得られた図３の酸素濃度−時間曲線におい
て、酸素濃度の低下した斜線部の面積を求めることによ
り、試料２１により消費された全酸素量が算出される。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係るＴＯＤ測定装置では、従来
別個に設けられていた酸素供給部、燃焼部、酸素濃度検
出部が一体で形成されるため、装置全体を非常にコンパ
クトにすることができる。また、加熱装置が１個で済む
ため、電力消費量が低減され、信頼性が向上する。
別個に設けられていた酸素供給部、燃焼部、酸素濃度検
出部が一体で形成されるため、装置全体を非常にコンパ
クトにすることができる。また、加熱装置が１個で済む
ため、電力消費量が低減され、信頼性が向上する。
【図１】 本発明の一実施例であるＴＯＤ計の燃焼管の
一部の拡大断面図。
一部の拡大断面図。
【図２】 実施例のＴＯＤ計の全体の構成図。
【図３】 実施例のＴＯＤ計における酸素濃度−時間の
グラフ。
グラフ。
【図４】 従来のＴＯＤ測定装置の構成を示すブロック
図。
図。
１２…試料装入口 １３…測定管 １３ａ…ステンレス製チューブ １３ｂ…ジルコニ
ア製チューブ １４…加熱炉 １５…ヒーター １６…排気口 １７…キャリヤガス導入口 １８…ボート置台 １９…キャリヤガス源 ２０…ヒータ電源 ２１…試料 ２２…ボート ２３…酸素濃度検出用電位差計 ２４…酸素ポンプ
用直流電源 ２５、２６…酸素ポンプ用多孔質白金電極 ２７、２８…酸素濃度検出用多孔質白金電極
ア製チューブ １４…加熱炉 １５…ヒーター １６…排気口 １７…キャリヤガス導入口 １８…ボート置台 １９…キャリヤガス源 ２０…ヒータ電源 ２１…試料 ２２…ボート ２３…酸素濃度検出用電位差計 ２４…酸素ポンプ
用直流電源 ２５、２６…酸素ポンプ用多孔質白金電極 ２７、２８…酸素濃度検出用多孔質白金電極
Claims (1)
- 【請求項１】 a)固体電解質製の燃焼管と、 b)燃焼管にキャリヤガスを供給する手段と、 c)燃焼管の内面及び外面に設けられた１対の酸素ポンプ
用電極と、 d)酸素ポンプ用電極とは分離して、キャリヤガスの流れ
に関して下流側の燃焼管の内面及び外面に設けられた１
対の酸素濃度検出用電極と、 e)燃焼管の少なくとも酸素ポンプ用電極及び酸素濃度検
出用電極が設けられた部分を覆う加熱炉とを備えること
を特徴とするＴＯＤ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265893A JPH0798312A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | Ｔｏｄ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265893A JPH0798312A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | Ｔｏｄ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798312A true JPH0798312A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17423568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5265893A Pending JPH0798312A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | Ｔｏｄ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11806918B2 (en) | 2021-03-01 | 2023-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing high-pressure tank |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP5265893A patent/JPH0798312A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11806918B2 (en) | 2021-03-01 | 2023-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing high-pressure tank |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3537628B2 (ja) | 窒素酸化物の測定方法 | |
| US5397442A (en) | Sensor and method for accurately measuring concentrations of oxide compounds in gas mixtures | |
| US6051123A (en) | Multi-functional and NOx sensor for combustion systems | |
| US3691023A (en) | Method for polarographic measurement of oxygen partial pressure | |
| JP2885336B2 (ja) | 被測定ガス中のＮＯｘ濃度の測定方法及び測定装置 | |
| JP3450084B2 (ja) | 可燃ガス成分の測定方法及び測定装置 | |
| US4839018A (en) | Air/fuel ratio detector | |
| EP3051282A1 (en) | Gas sensor | |
| JP2000171436A (ja) | ＮＯｘ分解電極及びＮＯｘ濃度測定装置 | |
| JPH05157715A (ja) | 窒素酸化物の検出方法と検出装置 | |
| JP2001505311A (ja) | ガスセンサ | |
| US7182846B2 (en) | Hydrogen-containing gas measurement sensor element and measuring method using same | |
| JPH11501395A (ja) | 気体混合物中の気体成分を測定するデバイスおよび方法 | |
| JP3481344B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒の劣化検知方法及びそのためのシステム | |
| EP0791825B1 (en) | Sensing device for measuring nitrogen oxides | |
| JP2008203265A (ja) | 酸素・窒素酸化物複合センサ | |
| JP4175767B2 (ja) | ガス分析計およびその校正方法 | |
| JPH0417387B2 (ja) | ||
| JPH0798312A (ja) | Ｔｏｄ測定装置 | |
| JP2017133940A (ja) | ガスセンサユニット | |
| JPH0798308A (ja) | 燃焼式元素分析装置 | |
| JPH1019843A (ja) | 可燃物質濃度検出器及び可燃物質濃度の検出方法 | |
| Kurita et al. | Measuring apparatus for hydrogen permeation using oxide proton conductor | |
| JPS58179351A (ja) | 酸素濃度検出装置 | |
| US10161899B2 (en) | Oxygen sensor with electrochemical protection mode |