JPH09311105A - 光学式水質測定器における測定セルの洗浄方法 - Google Patents

光学式水質測定器における測定セルの洗浄方法

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JPH09311105A JP12663896A JP12663896A JPH09311105A JP H09311105 A JPH09311105 A JP H09311105A JP 12663896 A JP12663896 A JP 12663896A JP 12663896 A JP12663896 A JP 12663896A JP H09311105 A JPH09311105 A JP H09311105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式測定装置における測定セルのセル窓に
各種の汚れが付着した際に、これを効率的に除去するた
めの洗浄方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 測定セル1の長手方向両端部にセル窓を
嵌合固定して、光源から発せられる光を測定光路と比較
光路との2光路に分光し、透過光受光素子5と比較光受
光素子6で受信した光の比率から信号変換部7での演算
処理によって水質の測定を行う光学式水質測定器におい
て、上記測定セル1に、該測定セル1内にあってセル窓
と平行に配置された石英ガラス12と、この石英ガラス
12の紫外線入射側に相当する一面に固着された酸化チ
タン膜13と、該石英ガラス12と酸化チタン膜13と
をセル窓に対して平行に往復移動させる上下動機構14
とから構成された洗浄装置を配備して、OHラジカルに
よる洗浄作用でセル窓の内面に付着した汚れを除去する
ようにした測定セルの洗浄方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水中有機物質の紫外
線吸収に起因する吸収の程度を測定する紫外線吸光度計
(以下UV計と略称)に代表される光学式水質測定器に
おける測定セルの洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から紫外線吸光度法を利用した光学
式測定装置によって色度とか水中の有機汚濁物濃度(E
260)の測定及び溶存オゾン濃度の測定が行われてい
る。その具体例を図4に示すと、測定セル1の側部には
試料水入口1aと試料水出口1bが設けられ、該測定セ
ル1の長手方向両端部にセル窓として石英ガラス2a,
2bが固定されている。3は光源としての水銀ランプ、
4はハーフミラー、5は透過光受光素子、6は比較光受
光素子、7は信号変換部である。
【0003】水質測定に際して、測定セル1内を試料水
入口1aから流入した試料水で満たし、水銀ランプ3を
点灯すると、この水銀ランプ3から発した光はハーフミ
ラー4で測定光路と比較光路との2光路に分光され、測
定光路は測定セル1内の試料水中を通過してから透過光
受光素子5で受信され、比較光路は比較光受光素子6で
受信される。
【0004】透過光と比較光の比率はLambert−Beerの
法則に従い、その差が受光素子の受光量の変化として現
れるので、透過光受光素子5と比較光受光素子6で受信
された信号が信号変換部7に入って演算処理されること
により、色度とか濁度及び溶存オゾン濃度の測定が行わ
れる。UVは紫外線吸光度、VISは可視光吸光度であ
って両者の相違点は測定波長であり、UVでは260n
m付近で計測を行い、VISは濁度指標として可視領域
の測定波長、例えば546nmで測定を実施する。特に
有機汚濁物濃度の測定はss(浮遊固形物)成分の影響
を除去するため、可視光を用いて測定を実施している。
【0005】尚、光源としての水銀ランプ3としては、
紫外線領域の低圧水銀ランプが用いられる。前記Lamber
t−Beer(ランバート・ベール)の法則とは、気体及び
溶液中の光の吸収に関するランバートの法則とベールの
法則を合わせたものであって、気体又は溶液の濃度を
C,入射光の強さをI0,透過光の強さをI,物質層の
厚さをdとすると、 log(I0/I)=εCd という関係があるという法則である。ここでεは物質と
光波の波長によるが、濃度には無関係な量で吸光係数と
呼ばれる。Cをmol/litで示し、対数として常用
対数を採用した場合にはεはモル吸光係数と呼ばれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した光学式測定装
置により水中の有機汚濁物濃度(E260)の測定とか
溶存オゾン濃度を測定する時に、測定セル1のセル窓に
溶解性の物質による汚れが付着すると紫外線の透過量が
減少し、その結果として有機汚濁物濃度とか溶存オゾン
濃度が実際よりも低い値として計測されてしまうという
課題がある。
【0007】これを具体的に述べると、前記したように
測定セル1のセル窓として石英ガラス2a,2bが用い
られているが、このセル窓を洗浄せずに試料水の通水を
継続して行うと、次第に試料水に含まれている溶解性の
有機物などが石英ガラス2a,2bの内面に付着し、測
定誤差が次第に大きくなるという問題点が発生する。
【0008】本発明は上記の問題点に鑑み、光学式測定
装置における測定セルのセル窓に各種の汚れが付着して
もこれを効率的に除去することができる洗浄方法を提供
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、測定セルの長手方向両端部にセル窓を嵌
合固定して、紫外線領域の光源から発せられる光を測定
光路と比較光路との2光路に分光し、測定光はセル窓か
ら測定セル内の試料水中を通過させてから透過光受光素
子で受信するとともに、比較光は比較光受光素子で受信
し、これら透過光と比較光の比率を各受光素子の受光量
の変化として検出して、信号変換部での演算処理によっ
て濁度及び溶存オゾン濃度の測定を行うようにした光学
式水質測定器において、上記測定セルに、該測定セル内
にあってセル窓と平行に配置された石英ガラスと、この
石英ガラスの紫外線入射側に相当する一面に固着された
酸化チタン膜と、該石英ガラスと酸化チタン膜とをセル
窓に対して平行に往復移動させる上下動機構とから構成
された洗浄装置を配備して、セル窓の内面を洗浄する際
に、上下動機構の作用によって石英ガラスと酸化チタン
膜を上下動させ、洗浄装置が測定セルの下面に最も近接
した位置で予め設定した時間だけ停止させることによ
り、OHラジカルによる洗浄作用でセル窓の内面に付着
した汚れを除去するようにした測定セルの洗浄方法を提
供する。
【0010】かかる光学式水質測定器における洗浄方法
によれば、セル窓の内面を洗浄する場合には、上下動機
構の作用によって石英ガラスと酸化チタン膜を上下動さ
せ、洗浄装置が測定セルの下面に最も近接した位置に下
降した状態で予め設定した時間だけ停止させることによ
り、OHラジカルによる洗浄効果によつてセル窓の内面
に付着した汚れが除去される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にか
かる光学式水質測定器における測定セルの洗浄方法の具
体的な各種実施例を、前記従来の構成部分と同一の構成
部分に同一の符号を付して詳述する。
【0012】図1は本発明の第1実施例を説明するため
の概要図であり、1は測定セルであってこの測定セル1
の側部には試料水入口1aと試料水出口1bが設けられ
ている。この測定セル1の長手方向両端部にセル窓とし
て石英ガラス2a,2bが嵌合固定されている。3は光
源としての水銀ランプ、4はハーフミラー、5は透過光
受光素子、6は比較光受光素子、7は信号変換部であ
る。
【0013】前記したように測定セル1のセル窓である
石英ガラス2a,2bの内面に付着した汚れを除去する
ための手段として、一般的には通常ワイパを用いる方法
が考えられるが、石英ガラスの汚れ除去効果を高めるた
めに、本第1実施例では測定セル1に以下に記す洗浄装
置を付加する。
【0014】即ち、測定セル1の内部で且つ石英ガラス
2aに近接する位置に洗浄装置11が配備されている。
この洗浄装置11は、石英ガラス2aと平行で且つ測定
セル1を部分的に貫通して配置された石英ガラス12
と、この石英ガラス12の紫外線入射側に相当する一面
に固着された酸化チタン膜13と、該石英ガラス12と
酸化チタン膜13とをセル窓である石英ガラス2aに対
して平行に往復移動させる上下動機構14とから構成さ
れている。
【0015】尚、図示例では上下動機構14の詳細な説
明は省略したが、石英ガラス12と酸化チタン膜13を
石英ガラス2aと平行に往復移動できる機構を有してい
ればどのような機構であってもよい。
【0016】又、セル窓である石英ガラス2aが円形の
場合でも、石英ガラス12と酸化チタン膜の固着された
プレートを石英ガラス2aに平行に配置すればよく、更
に公知のワイパ機構と兼用してもよい。
【0017】かかる構成によれば、有機汚濁物濃度とか
溶存オゾン濃度の測定に際して、従来例で説明したのと
同様に測定セル1内を試料水入口1aから流入した試料
水で満たし、水銀ランプ3を点灯すると、この水銀ラン
プ3から発した光はハーフミラー4で測定光路と比較光
路との2光路に分光され、測定光は測定セル1内の試料
水中を通過してから透過光受光素子5で受信され、比較
光は比較光受光素子6で受信される。透過光と比較光の
比率の差が受光素子の受光量の変化として現れるので、
透過光受光素子5と比較光受光素子6で受信された信号
が信号変換部7に入って演算処理されることにより、有
機汚濁物濃度濁度及び溶存オゾン濃度の測定が行われ
る。
【0018】次に石英ガラス2aの内面を洗浄する場合
には、上下動機構14の作用によって石英ガラス12と
酸化チタン膜13を上下動させ、その下限、即ち洗浄装
置11が測定セル1の下面に最も近接した位置で予め設
定した時間だけ停止させることにより、OHラジカルに
よる洗浄効果によつて石英ガラス2aの内面に付着した
汚れが除去される。
【0019】この洗浄装置11が測定セル1の下面に最
も近接した位置に下降した状態は、石英ガラス2aに付
着した汚れを除去するのに十分な時間、例えば10分程
度以上の時間を確保することが望ましい。
【0020】以下に本第1実施例にかかる洗浄装置11
を用いた洗浄作用とその動作原理について説明する。従
来からオゾンの酸化促進法として光触媒を用いる方法が
知られている。つまり光照射により光触媒内に自由電子
と正孔が生成し、有害物質は正孔との直接反応あるいは
正孔と水が反応して生成するOHラジカルにより酸化さ
れることが知られている。これを式で示すと、 TiO2 → h++e-++R → CO2++H2O → ・OH+H+ ・OH+R → CO2 ここでh+は正孔、Rは有害物質、・OHはラジカルな
OH- このOHラジカル(・OH)を利用して石英ガラス2a
に付着した汚れを除去することが可能となる。第1実施
例では上記の洗浄装置11を測定セル1内に組み込み、
上下動の時間を制御することによって洗浄効果を高める
ことが可能となる。具体的には洗浄周期になると洗浄装
置11を上下動して、洗浄装置11が測定セル1の下面
に最も近接した位置で設定した時間だけ停止させること
により、OHラジカルによる洗浄効果に伴ってセル窓で
ある石英ガラス2aの内面に付着した汚れが除去され
る。洗浄が所定回数だけ終了した際には石英ガラス2a
面の状態は変化しているため、自動又は手動によるゼロ
点の修正を行う。
【0021】上記洗浄装置11が測定セル1の下面に最
も近接した位置に下降した状態は、石英ガラス2aに付
着した汚れを除去するのに十分な時間、例えば前記した
ように10分程度以上の時間を確保する。
【0022】具体的には、図2のタイムチャートに示し
たように試料水を測定セル1に流入しながら溶存オゾン
濃度等を計測している時に、タイマによって設定された
時間T1によってワイパ洗浄を開始する。洗浄回数nを
ns回とし、洗浄装置11の1往復に要する時間をT2
とすると、洗浄に要する時間n・T2経過後に洗浄を終
了する。洗浄終了後に前記したようにゼロ点の補正を行
う。
【0023】次に図3に基づいて本発明の第2実施例を
説明する。この第2実施例の光学的測定部の基本的構成
は第1実施例と同一であるため、同一の符号を付して表
示してある。第2実施例の場合は第1実施例の構成に加
えて、測定セル1の内部で且つ石英ガラス2bに近接す
る位置にも洗浄装置11bを配備したことが特徴となっ
ている。
【0024】この洗浄装置11bは、石英ガラス2bと
平行で且つ測定セル1を部分的に貫通して配置された石
英ガラス12aと、この石英ガラス12aの一面に固着
された酸化チタン膜13aと、該石英ガラス12aと酸
化チタン膜13aとを石英ガラス2bと平行に往復移動
させる上下動機構14aとから構成され、更に石英ガラ
ス2bの外側にも水銀ランプ3aが配備されている。
【0025】15は正逆回転可能な駆動モータ、16,
17はギヤ機構、18は水銀ランプ3aの支持体、19
はランプ点灯用電源、20はモータ駆動用電源である。
【0026】かかる第2実施例によれば、有機汚濁物濃
度とか溶存オゾン濃度の測定中は水銀ランプ3a、駆動
モータ15の電源19,20はともにオフにしてあり、
この測定と洗浄の各状態を切り替える際には、洗浄開始
信号により電源20をオンにすることにより、駆動モー
タ15の回転に伴って噛合されたギア機構16,17を
介して支持体18が上に押し上げられ、水銀ランプ3a
が所定の位置に達した後に電源19をオンにする。
【0027】この時、ほぼ同時に洗浄装置を構成する石
英ガラス12aと酸化チタン膜13aが下降して実施例
1で説明した反応が酸化チタン膜13の界面で発生す
る。この状態は第1実施例と同様に石英ガラス2bに付
着した汚れを除去するのに十分な時間、例えば10分程
度以上の時間を確保することが望ましい。この後に下降
した石英ガラス12aと酸化チタン膜13aを元に戻す
とともに水銀ランプ3aを駆動モータ15の逆転で元に
戻すことで洗浄工程が終了する。洗浄作用に関する動作
原理は第1実施例と同一である。
【0028】この第2実施例によれば、セル窓を構成す
る石英ガラス2a,2bの両方に洗浄装置11,11a
が設けられているため、洗浄効果をより一層高めること
ができる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればセル窓の内面を洗浄する際に、単に上下動機構の作
用によって石英ガラスと酸化チタン膜を上下動させ、測
定セルの下面に最も近接した位置に下降した状態で設定
した時間だけ停止させるという操作を行うだけで、OH
ラジカルによる洗浄作用によりセル窓の内面に付着した
汚れを効率的に除去することができる。従って光学式測
定装置を用いて水中の有機汚濁物濃度とか溶存オゾン濃
度を測定する時にセル窓に付着しやすい溶解性物質を容
易に除去することによって紫外線の透過量が均一に維持
され、有機汚濁物濃度とか溶存オゾン濃度の測定精度を
高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を説明するための概要図。
【図2】第1実施例の動作態様を示すタイムチャート。
【図3】本発明の第2実施例を説明するための概要図。
【図4】従来の光学式測定装置の具体例を示す概要図。
【符号の説明】
1…測定セル 2a,2b…石英ガラス(セル窓) 3…水銀ランプ 4…ハーフミラー 5…透過光受光素子 6…比較光受光素子 7…信号変換部 11,11a…洗浄装置 12,12a…石英ガラス 13,13a…酸化チタン膜 14,14a…上下動機構 15…駆動モータ 16,17…ギヤ機構 19,20…電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定セルの長手方向両端部にセル窓を嵌
    合固定して、紫外線領域の光源から発せられる光を測定
    光路と比較光路との2光路に分光し、測定光はセル窓か
    ら測定セル内の試料水中を通過させてから透過光受光素
    子で受信するとともに、比較光は比較光受光素子で受信
    し、これら測定光と比較光の比率を各受光素子の受光量
    の変化として検出して、信号変換部での演算処理によっ
    て濁度及び溶存オゾン濃度の測定を行うようにした光学
    式水質測定器において、 上記測定セルに、該測定セル内にあってセル窓と平行に
    配置された石英ガラスと、この石英ガラスの紫外線入射
    側に相当する一面に固着された酸化チタン膜と、該石英
    ガラスと酸化チタン膜とをセル窓に対して平行に往復移
    動させる上下動機構とから構成された洗浄装置を配備し
    て、セル窓の内面を洗浄する際に、上下動機構の作用に
    よって石英ガラスと酸化チタン膜を上下動させ、洗浄装
    置が測定セルの下面に最も近接した位置で予め設定した
    時間だけ停止させることにより、OHラジカルによる洗
    浄作用でセル窓の内面に付着した汚れを除去することを
    特徴とする光学式水質測定器における測定セルの洗浄方
    法。
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