JPH08304335A - 多成分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料液中に含まれる複数成分の濃度を単一の
装置で測定することが可能な酸化還元電流測定式の多成
分測定装置を提供する。 【構成】 フィルタ２によって試料液流路４と対極室６
とを仕切り、試料液流路４に検出極８、対極室６に対極
１０をそれぞれ配置するとともに、対極室６に電解質溶
液を生成させる電解質供給手段を設け、対極室６に生成
した電解質溶液がフィルタ２に染み込んで検出極８と対
極１０との間に介在することにより、検出極８と対極１
０とが電気的に接続するようにする。また、検出極８と
対極１０との間に印加する測定電圧の値を調節する測定
電圧調節機構を設ける。そして、測定電圧調節機構によ
って、複数成分の内の測定対象とする成分に応じて測定
電圧の値を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料液中に含まれる複
数成分のそれぞれの濃度を単一の装置で測定することが
可能な酸化還元電流測定式の多成分測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料液中に含まれる複数成分のそ
れぞれの濃度を酸化還元電流測定式で測定する場合、測
定対象成分に応じた別個の装置をそれぞれ使用して測定
を行っている。

【０００３】例えば、水道水中の溶存オゾン濃度及び遊
離塩素濃度、ボイラ水中の溶存酸素濃度、溶存オゾン濃
度、溶存水素濃度及びヒドラジン濃度、純水中の溶存酸
素濃度、溶存オゾン濃度及び溶存水素濃度を酸化還元電
流測定式で測定する場合、溶存酸素濃度は隔膜型電極を
用いた溶存酸素測定装置、溶存オゾン濃度は回転電極型
溶存オゾン測定装置、溶存水素濃度は隔膜型電極を用い
た溶存水素測定装置、遊離塩素濃度は回転電極型遊離塩
素測定装置や隔膜型電極を用いた遊離塩素測定装置、ヒ
ドラジン濃度は検出極及び対極を測定槽内に配置したヒ
ドラジン測定装置を用いて測定を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
に、試料液中に含まれる複数成分の濃度を酸化還元電流
測定式で測定する場合に、測定対象成分に応じた専用の
装置をそれぞれ使用する測定手段は、装置コストが高く
つく上、測定作業が煩雑になるものであった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、試料液中に含まれる複数成分の濃度を単一の装置で
測定することが可能な酸化還元電流測定式の多成分測定
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、フィルタと、該フィルタによって仕切られ
た試料液流路及び対極室と、フィルタに接触した状態で
試料液流路に配置された検出極と、対極室に配置された
対極と、対極室に電解質溶液を生成させる電解質供給機
構とを備え、対極室に生成した電解質溶液が検出極と対
極との間に介在することにより、検出極と対極とが電気
的に接続する酸化還元電流測定機構と、検出極と対極と
の間に印加する測定電圧の値を調節する測定電圧調節機
構とを備えたことを特徴とする多成分測定装置を提供す
る。

【０００７】本発明における酸化還元電流測定機構は、
図１に示すように、フィルタ２によって試料液流路４と
対極室６とを仕切り、試料液流路４に検出極８、対極室
６に対極１０をそれぞれ配置するとともに、対極室６に
電解質溶液を生成させる電解質供給手段を設け、対極室
６に生成した電解質溶液がフィルタ２に染み込んで検出
極８と対極１０との間に介在することにより、検出極８
と対極１０とが電気的に接続するようにしたので、試料
液流路４に試料液を流すことにより、試料液を検出極８
に直接接触させて酸化還元電流測定式で試料液に含まれ
る測定対象成分の濃度を測定することができる。

【０００８】上記酸化還元電流測定機構において、フィ
ルタの材質に特に制限はなく、試料液流路と対極室とを
仕切ることができるとともに、対極室に生成した電解質
溶液が滲み出すことにより、該溶液を検出極と対極との
間に介在させることができるものであればどのような材
質であってもよい。また、フィルタによって試料液流路
と対極室とを仕切る態様は任意に選択することができ
る。なお、検出極はフィルタに接触していることが必要
である。検出極がフィルタに接触していない場合は、検
出極とフィルタの間に電解質を含まない試料液が入り込
み検出極と対極とが電気的に遮断されることがある。

【０００９】電解質供給手段を構成する方法としては、
例えば、塩化ナトリウム錠剤、塩化カリウム錠剤等の試
料液に溶解して電解質溶液を生成させる電解質を対極室
に入れておき、試料液流路からフィルタを通って対極室
に流入する試料液の一部に上記電解質を溶解させること
により対極室に電解質溶液を生成させる方法、塩化ナト
リウム、塩化カリウム等の電解質の溶液やゲルを対極室
に入れておく方法などを採用することができる。

【００１０】酸化還元電流測定機構において、検出極及
び対極の材質に特に限定はないが、検出極を白金電極、
対極を銀／塩化銀電極とした場合には、溶存酸素、溶存
オゾン、溶存水素、遊離塩素及びヒドラジンの濃度を測
定可能な多成分測定装置を得ることができる。

【００１１】本発明の多成分測定装置は、検出極と対極
との間に印加する測定電圧の値を調節する測定電圧調節
機構を具備する。この測定電圧調節機構の構成に限定は
ないが、例えば、測定電圧を測定対象成分に応じた定電
圧に切り換えることができる切換スイッチを設けてお
き、このスイッチの切換により測定電圧を切り換える機
構や、測定電圧を連続的に変化させるダイヤル等を設
け、このダイヤル等の調整により測定電圧を測定対象成
分に応じた電圧に調節する機構を採用することができ
る。なお、測定電圧調節機構は、測定電圧を徐々に変化
させるものであることが好ましい。測定電圧の変化が速
すぎると、測定電圧を測定対象成分に応じた電圧に変化
させてポーラログラムを得たときに、そのポーラログラ
ムが不良になることがある。測定電圧を変化させる速度
は、５０〜１００ｍＶ／分程度とすることが適当であ
る。

【００１２】本発明の多成分測定装置を用いて試料液中
に含まれる複数成分のそれぞれの濃度を測定する場合、
測定電圧調節機構によって、複数成分の内の測定対象と
する成分に応じて測定電圧の値を調節する。すなわち、
複数の成分の内のそのときに測定対象とする成分の良好
なポーラログラムが得られ、かつそのときに測定対象と
していない成分の影響がない測定電圧領域に測定電圧を
調整して測定を行う。このようにして各成分の濃度を測
定することにより、単一の装置で複数の成分の濃度を測
定することが可能となる。

【００１３】この場合、測定電圧をどのような範囲の値
に調節するかは、検出極及び対極の材質や、測定対象成
分の種類などに応じて適宜決定するものであり、その範
囲は実験等によって経験的に求めることができる。例え
ば、検出極を白金電極、対極を銀／塩化銀電極とし、溶
存酸素、溶存オゾン、溶存水素、遊離塩素及びヒドラジ
ンの濃度を測定する場合には、溶存酸素測定のための測
定電圧を−０．５〜−０．８ボルト、溶存オゾン測定の
ための測定電圧を０．５〜０．６ボルト、溶存水素測定
のための測定電圧を０．４〜０．６ボルト、遊離塩素測
定のための測定電圧を０〜０．３ボルトとすればよい。
また、ヒドラジン測定のための測定電圧は、１ｐｐｍ以
下の低濃度のヒドラジンの場合は０．５〜０．７ボル
ト、それ以上の濃度のヒドラジンの場合は１．３〜１．
５ボルトとすればよい。

【００１４】この場合、溶存オゾン、溶存水素、低濃度
ヒドラジンでは、測定電圧領域が一部重なっているが、
溶存オゾン、溶存水素及び低濃度ヒドラジンの内の２種
以上が共存する試料液は、実際の測定対象にはほとんど
存在しないので、測定上問題はない。すなわち、半導体
プラントの洗浄用超純水には、溶存水素は存在するが、
ヒドラジンは存在しない。ただし、この超純水には、希
に溶存オゾンが存在することはあるが、微量である。ボ
イラー給水プラントのボイラー水では、溶存酸素とヒド
ラジンが共存し、溶存酸素と溶存水素が共存することは
あるが、ヒドラジンと溶存水素が共存することはなく、
溶存オゾンも存在しない。また、浄水プラントのオゾン
処理工程あるいは塩素処理工程の処理水には、溶存オゾ
ンは存在するが、溶存水素、低濃度ヒドラジンは存在し
ない。

【００１５】

【作用】本発明の多成分測定装置は、検出極表面を試料
液が一定流速で流れることにより、検出極の電位に対応
して測定対象成分の濃度に応じた測定電流（拡散電流）
が得られることを利用する特定構成の静止電極型酸化還
元電流測定機構と、検出極と対極との間に印加する測定
電圧の値を調節する測定電圧調節機構を備えたものであ
る。かかる静止電極型酸化還元電流測定機構で試料液中
の複数成分の濃度を測定する場合、測定対象としている
成分の良好なポーラログラムが得られ、かつ測定対象と
していない成分の影響がない測定電圧領域が存在する。
そこで、測定電圧調節機構によって測定電圧をこのよう
な範囲に調節し、各成分の濃度を測定することにより、
複数成分のそれぞれの濃度を単一の装置で測定すること
が可能となるものである。

【００１６】

【実施例】次に、実施例によって本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

【００１７】第１実施例 図２は本発明多成分測定装置の一実施例を示すもので、
本装置の酸化還元電流測定機構２０は、電極本体２２
と、電極本体２２の下部が挿入されたフローセル２４と
を備えている。電極本体２２において、２６は支持管、
２８は支持管２６の蓋、３０は支持管２６の下部に取り
付けられた円筒状のフィルタ、３２はフィルタ３０に巻
き付けられた検出極、３４は支持管２６内に配置された
対極を示す。フローセル２４において、３６は試料液流
入口、３８は試料液流出口を示す。

【００１８】本実施例の装置では、図３に示すように、
フローセル２４内が試料液流路４０、支持管２６内が対
極室４２に形成され、これら試料液流路４０と対極室４
２とがフィルタ３０によって仕切られている。なお、図
３において３５は対極３４を巻き付けてある取付管を示
す。

【００１９】支持管２６内（対極室４２）には塩化ナト
リウム錠剤（試料液に溶解して電解質溶液を生成させる
電解質）４４が入れられている。そして、試料液流路４
０からフィルタ３０を通って試料液の一部が対極室４２
に流入し、この試料液に塩化ナトリウム錠剤４４が溶解
して対極室４２に電解質溶液４６が生成し、生成した電
解質溶液４６がフィルタ３０に染み込んで検出極３２と
対極３４との間に介在することにより、検出極３２と対
極３４とが電気的に接続するようになっている。また、
本装置においては、検出極３２と対極３４との間に印加
する測定電圧Ｖの値を調節する測定電圧調節機構３３が
設けられている。

【００２０】本実施例の装置を用いて試料液中に含まれ
る複数成分の濃度を測定する場合、フローセル２４内に
試料液を連続的に導入し、試料液流路４０に試料液を連
続的に流すとともに、測定電圧調節機構３３によって、
測定対象とする成分に応じて測定電圧Ｖの値を調節す
る。すなわち、複数の成分の内の測定対象とする成分の
良好なポーラログラムが得られ、かつ測定対象としない
成分の影響がない測定電圧領域に測定電圧Ｖを調整す
る。

【００２１】これにより、試料液の一部がフィルタ３０
を通って対極室４２に流入し、この試料液が電解質溶液
４６になるとともに、試料液流路４０を流れる試料液中
の測定対象成分の濃度に対応する電流が検出極３２と対
極３４との間に流れる。したがって、この電流を検出す
ることにより測定対象成分の濃度を求めることができ
る。

【００２２】本実施例の多成分測定装置によれば、試料
液中に含まれる複数成分のそれぞれの濃度を単一の装置
により低コストで簡便に測定することができる。また、
試料液を検出極に直接接触させて測定を行うので、感度
が高く、応答速度も速くなる。

【００２３】第２実施例 図６は本発明多成分測定装置の他の実施例を示す。本装
置の酸化還元電流測定機構５０において、５２は円筒状
の支持管、５４は支持管５２内に配設された円筒状フィ
ルタ、５６はフィルタ５４の内面に接触した状態でフィ
ルタ５４に取り付けられた検出極、５８はフィルタ５４
の外面に接触した状態でフィルタ５４に巻き付けられた
対極を示す。対極５８は、支持管５２の内面に形成され
た凹部６０内に配置されている。また、６２は凹部６０
に連通した状態で支持管５２に固定されたリザーバタン
ク、６４はタンク６２の蓋、６６はタンク６２内に入れ
られた塩化ナトリウム錠剤を示す。

【００２４】本実施例の装置では、支持管５２の一端が
試料液流入口、他端が試料液流出口７２に形成され、フ
ィルタ５４の内側が試料液流路７４に構成されている。
また、フィルタ５４の外側が対極室（凹部６０内及びタ
ンク６２内）７６に形成され、試料液流路７４と対極室
７６とがフィルタ５４によって仕切られている。

【００２５】本実施例の装置では、試料液流路７４から
フィルタ５４を通って試料液の一部が対極室７６に流入
し、この試料液に塩化ナトリウム錠剤６６が溶解して対
極室７６に電解質溶液７８が生成し、生成した電解質溶
液７８がフィルタ５４に染み込んで検出極５６と対極５
８との間に介在することにより、検出極５６と対極５８
とが電気的に接続するようになっている。また、本装置
においては、検出極５６と対極５８との間に印加する測
定電圧Ｖの値を調節する測定電圧調節機構５７が設けら
れている。

【００２６】本実施例の装置を用いて試料液中の複数成
分の濃度を測定する場合、支持管５２内に試料液を連続
的に導入し、試料液流路７４に試料液を連続的に流すと
ともに、測定電圧調節機構５７によって、測定対象とす
る成分に応じて測定電圧Ｖの値を調節する。すなわち、
複数の成分の内の測定対象とする成分の良好なポーラロ
グラムが得られ、かつ測定対象としない成分の影響がな
い測定電圧領域に測定電圧Ｖを調整する。

【００２７】これにより、試料液の一部がフィルタ５４
を通って対極室７６に流入し、この試料液が電解質溶液
７８になるとともに、試料液流路７４を流れる試料液中
の測定対象成分の濃度に対応する電流が検出極５６と対
極５８との間に流れる。したがって、この電流を検出す
ることにより測定対象成分の濃度を求めることができ
る。

【００２８】本実施例の多成分測定装置は、実施例１の
装置と同様の効果に加え、筒状フィルタ５４の内面に検
出極５６、外面に対極５８を接触させて両極５６、５８
を強固に固定してあるので、構造的に強く、メンテナン
スも容易である上、両極５６、５８の位置関係が固定さ
れているので、優れた安定性が維持できるという効果を
有する。

【００２９】なお、本発明の多成分測定装置の構造は上
記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で任意の構造とすることができる。例え
ば、実施例１、２の装置において予め対極室に電解質の
錠剤と電解質溶液あるいは電解質溶液のみを入れておく
ことも可能である。この場合、試料液が対極室へ流入す
ることによらずに検出極と対極との間に電解質溶液を介
在させることができる。

【００３０】実験例 検出極を白金電極、対極を銀／塩化銀電極とした第１実
施例の多成分測定装置を用い、溶存酸素、溶存オゾン、
溶存水素、遊離塩素及びヒドラジンを含有する試料液中
の前記成分の濃度を測定した。測定電圧と電極出力との
関係を図５に示す。

【００３１】図５のポーラログラムにおいて、ａは溶存
酸素濃度が４ｍｇ／リットルの試料液、ｂは溶存オゾン
濃度が３．８ｍｇ／リットルの試料液、ｃは溶存オゾン
濃度が８．５ｍｇ／リットルの試料液、ｄは溶存水素濃
度が１．６ｍｇ／リットルの試料液、ｅは遊離塩素濃度
が０．７ｍｇ／リットルの試料液、ｆはヒドラジン濃度
が２ｍｇ／リットルの試料液、ｇはヒドラジン濃度が１
０ｍｇ／リットルの試料液の結果である。なお、各試料
液中には上記成分以外は含まれていない。

【００３２】図５より、第１実施例の多成分測定装置に
よれば、測定電圧調節機構３３によって、測定対象とす
る成分に応じて測定電圧Ｖの値を調節することにより、
試料液中に含まれる溶存酸素、溶存オゾン、溶存水素、
遊離塩素及びヒドラジンのそれぞれの濃度を単一の装置
で測定することができることがわかる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の多成分測定装置によれば、試料
液中に含まれる複数成分の濃度を単一の装置で測定する
ことが可能であり、装置コストの低減、測定作業の簡略
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明多成分測定装置の一実施態様の測定原理
を示す説明図である。

【図２】本発明多成分測定装置の一実施例を示す概略図
である。

【図３】同多成分測定装置の一部拡大断面図である。

【図４】本発明多成分測定装置の他の実施例を示す概略
図である。

【図５】本発明多成分測定装置を用いて試料液の測定を
行ったときのポーラログラムの一例である。

【符号の説明】

２０ 酸化還元電流測定機構 ３０ フィルタ ３２ 検出極 ３４ 対極 ４０ 試料液流路 ４２ 対極室 ４４ 塩化ナトリウム錠剤 ４６ 電解質溶液 ５０ 酸化還元電流測定機構 ５４ フィルタ ５６ 検出極 ５８ 対極 ５７ 測定電圧調節機構 ６６ 塩化ナトリウム錠剤 ７４ 試料液流路 ７６ 対極室 ７８ 電解質溶液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楢崎 直美 東京都武蔵野市吉祥寺北町４丁目13番14号 電気化学計器株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルタと、該フィルタによって仕切ら
   れた試料液流路及び対極室と、フィルタに接触した状態
   で試料液流路に配置された検出極と、対極室に配置され
   た対極と、対極室に電解質溶液を生成させる電解質供給
   機構とを備え、対極室に生成した電解質溶液が検出極と
   対極との間に介在することにより、検出極と対極とが電
   気的に接続する酸化還元電流測定機構と、 検出極と対極との間に印加する測定電圧の値を調節する
   測定電圧調節機構とを備えたことを特徴とする多成分測
   定装置。
2. 【請求項２】 検出極を白金電極、対極を銀／塩化銀電
   極とした請求項１記載の多成分測定装置。