JPH1090183A - 分析装置及び分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分析精度が高い分析装置の開示 【解決手段】 放電セル３は，放電セル３の底面を試料
が定常流で流れる滑らかな壁面で構成し，試料に通電す
る負電極Ｅを排水側に配置し，放電セル３の試料の注入
口を流れる試料の液面２６下に設け，放電セル３の排水
側に排水時の波の発生を防止するように，試料を滑らか
に排出する堰２８を設置し，放電部位の上部壁面を極力
凹凸のない滑らかな壁面とした分析装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，分析対象試料と電
極間とで放電を引き起こし，このときの放電発光スペク
トル強度から試料中の例えばホウ素とリチウムの濃度を
分析する分析装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体試料の濃度測定法としては，液体の
ままで測定する滴定法，試料を気化して発光強度を測定
する発光分析法，吸光度を測定する原子吸光法，レーザ
ー光で励起して蛍光強度を測定するレーザー誘起蛍光法
が良く知られている。

【０００３】滴定法は，試料を化学反応を利用して測定
対象成分に分離してその濃度を測定する方法であり，煩
雑な作業を人手によって行っている。また，発光分析法
は，試料の気化と原子を励起するために，高温のプラズ
マが必要なため，火炎或いは高周波誘導プラズマが利用
されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
分析方法は，分析試料を採取して滴定操作或いは分析装
置により測定するため，連続測定はできなかった。この
ため，人手を介さずに連続して濃度を測定する水溶液中
の成分分析装置が望まれていた。

【０００５】また，レーザー誘起蛍光法は，発光分析法
や原子吸光法と比べてきわめて高感度であり，極少量の
原子でも測定できる利点があるが，火炎或いは高周波誘
導を用いて試料を高温のプラズマにより気化すると，イ
オン化する原子が多くなり，かえって分析の精度を妨げ
る問題がある。

【０００６】そこで，ホウ素原子及びリチウム原子を含
む冷却水が導入される密閉可能な容器の水面上空間に，
正極となる電極を配設し，容器の底部に，冷却水と導通
する負極となる電極を配設し，容器の水面上空間に希ガ
スと酸素の混合ガスを導入，排気すると共に，冷却水を
ｐＨ調整を行いつつ容器内に供給，排出し，正極の電極
と試料との間で放電を生じさせて，試料を気化させ，容
器の底部の透明な窓部から，放電による発光を分光器及
び光電子増培管に導いて，放電発光における二酸化ホウ
素分子のスペクトル線及びリチウム原子のスペクトル線
を検出し，このスペクトル線に基づいて冷却水中のホウ
素及びリチウムの濃度を認識する分析装置の研究が出願
人等により行われている。

【０００７】この分析装置によれば，高感度で液体試料
中に含まれる測定対象物質の定量分析を行うことができ
るのであるが，放電発光部位の温度が一定とならなかっ
たり，試料容器の内面の凹凸のために，試料液面に波が
発生したり，分析試料の電気分解のために，気泡が生
じ，分析精度が不安定になったり，分析試料の電気伝導
度を一定にできなくなる場合があった。

【０００８】本発明の分析装置は，このような課題に着
目してなされたものであり，分析精度をさらに良くする
ために，放電発光部位の温度を一定とし，試料の滞留に
よって液面に波が発生しない構造とし，分析試料の電気
分解による気泡の分析への影響をなくし，酸あるいはア
ルカリを一定量添加して，さらに試料の温度を一定に保
つことで分析試料の電気伝導度を一定とすることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明の請求項１にかかる分析装置は，恒温機能及
びシールド機能を有するケース内に，分析対象物質を含
む液体試料と，この試料中の分析対象物質と結合する物
質を含む気体とを，定常的に流す放電セルを設け，この
放電セルの前記液体試料が流れる底面部位に透光部を設
けると共に，この放電セルの透光部の上方部であって前
記試料の液面上方に前記試料との間で放電を発生させる
放電電極を配設して放電発光部を構成し，前記放電セル
の前記底面部位の下方に，前記放電発光を分光計に導く
光学系を配設し，前記分光計により前記試料の発光スペ
クトルを分析して，前記試料中の対象物質の濃度を分析
する分析装置であって，前記放電セルの底面は，前記試
料が定常流で流れるように滑らかな壁面で構成され，前
記放電セルの前記試料の注入口は前記放電セル内を流れ
る試料の液面下に形成され，前記放電セル内を流れる試
料中に没して試料に通電する負電極は前記放電電極より
排水側に配置され，前記放電セルの前記負電極より排水
側に，試料液面の波の発生を防止するように，下流側が
上流側より低くなる傾斜壁面か，若しくは，上部から試
料を滑らかに流出させる堰が設置され，前記放電セルの
前記放電発光部の上部壁面は極力凹凸のない滑らかな壁
面とされていることを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項１の分析装置によれば，放
電セルの底面を滑らかな壁面で構成したので，放電セル
内を流れる試料に滞留が生じず，液面が平な定常流とな
り，放電距離が一定になる。また，試料と放電電極とを
放電させるので試料の水が電気分解され，試料中の負電
極から泡が生ずるため，泡による散乱により測定強度が
変化するが，試料に通電する負電極を放電電極より排水
側に配置したので，試料中の負電極表面に電気分解で発
生した泡が，光を測定する部位に混入せず，また，排水
によって泡が流れるため，泡の付着による電気伝導変化
が小さくなる。

【００１１】また，恒温機能によりケースを一定温度に
保ち，試料及び混合ガスのそれぞれ温度を一定に保つこ
とにより，温度変化による電気伝導度の変化が防止でき
る。放電セルの前記試料の注入口を流れる試料の液面下
に設けたので，試料注入時の波の発生が防止され，排水
側に傾斜壁面あるいは堰を設置したので，排水時の波の
発生が防止され，放電電極と試料との間で発生した放電
発光が試料の波により散乱したり，屈折したりすること
が極力少なくなり，分析精度が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に，本発明の好ましい実施形態
にかかるホウ素・リチウム分析装置を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図２は本発明の分析装置の概略構成を示し
たものである。この分析装置１は，恒温機能を有するシ
ールドケース２内に，放電発光を起こさせる放電セル３
を備えている。

【００１４】放電セル３には，液体試料及び混合ガスを
流入させる送気・送液用の配管４Ａと，放電セル３から
液体試料及び混合ガスを排気・排水する排気・排水用の
配管４Ｂとが接続され，配管４Ａの分岐部４Ｃには酸素
とヘリウムの混合ガスを放電セル３内に供給するガス管
路５Ａが接続され，配管４Ｂの分岐部４Ｄには排気用の
ガス管路５Ｂが接続されている。

【００１５】配管４Ａには，液体試料を貯蔵する試料容
器６に向かって延びる管路７が接続され，管路７には，
第１三方バルブ８，送液ポンプ９，第２三方バルブ１
０，試料の流量調整機構１１が配備されている。

【００１６】第１三方バルブ８は２つの流入口と１つの
流出口を有している。第１三方バルブ８の一方の流入口
は管路７を介して試料容器６の液体試料中に通じてお
り，管路７の下端部に設けられたフィルタ６Ａを介して
液体試料を吸い上げることができるようになっている。
第１三方バルブ８の他方の流入口は管路８Ａを介してシ
ールドケース２の外部に配設されたビーカ１２内に通じ
ており，ビーカ１２の液体試料や洗浄水をフィルタ８Ｂ
を介して吸い上げることができるようになっている。ビ
ーカ１２には洗浄時の純水が入れられるが，検量するス
ペクトル線を測定するときに標準試料を入れる場合，及
び分析時の測定試料を入れる場合にも使用される。ビー
カ１２は別々に用意しても良く，測定試料は直接配管に
接続してサンプリングしても良い。第１三方バルブ８の
試料容器６側の流入口と，ビーカ１２側の流入口の切り
換え操作の制御はコントローラ１３により行う。

【００１７】送液ポンプ９は，第１三方バルブ８の流入
方向が，試料容器６側或いはビーカ１２側のいずれかに
なっているときに，吸引を行う。この送液ポンプ９のオ
ン・オフ制御はコントローラ１３により行う。

【００１８】第２三方バルブ１０は，１つの流入口と２
つの流出口を有する。１つの流入口は送液ポンプ９に接
続されている。第２三方バルブ１０の一方の流出口は管
路７を介して試料の流量調整機構１１に接続され，他方
の流出口は管路１０Ａを介して試料容器６に試料を送る
ように試料容器６に通じている。第２三方バルブ１０
は，コントローラ１３により制御され，送液ポンプ９が
オンになっている時に，コントローラ１３の命令によ
り，試料容器６側に試料を送るか，流量調整機構１１に
試料を送るように開閉動作する。

【００１９】試料の流量調整機構１１は，放電セル３内
に流入する試料の時間当たりの流入量が設定された目標
値となるように行われる。この試料の流量調整制御は，
例えば，流量調整機構内にバルブ及び流量センサを備
え，流量センサによる検知量を設定目標値にフィードバ
ックしてバルブの開閉制御を行う方法がとられる。この
目標値設定及び目標値と検出値の減算処理をコントロー
ラ１３で行っても良いが，ここでは流量調整機構１１自
身がフィードバック制御回路を備える。なお，コントロ
ーラ１３側で手動で調整できるようにしても良い。

【００２０】配管４Ｂには第３三方バルブ１４の流入口
が接続されている。配管４Ｂには負電極となるアース電
極Ｅが取り付けられている。第３三方バルブ１４の２個
の流出口の一方はシールドケース２の外側の排水管路に
接続され，第３三方バルブ１４の他方の流出口は，返送
用の管路１４Ａを介して試料容器６に接続されている。
第３三方バルブ１４もコントローラ１３により制御さ
れ，排水する場合には排水管路側の流出口を開き，試料
容器６側に返送する場合には試料容器６側の流出口を開
いて管路１４Ａから試料容器６側に試料を返送する。

【００２１】ガス管路５Ａは，放電時に試料中のホウ素
と結合する酸素と放電を安定させるヘリウムガスの混合
ガスを放電セル３内に供給するもので，上流側に流量調
節機構１５及びガスバルブ１６が設けられている。ガス
バルブ１６は混合ガスの流入口と流出口とを有し，コン
トローラ１３の制御により混合ガスの供給制御を行って
いる。ガス管路５Ａには混合ガスの供給源が設けられて
いる。配管４Ｂには排気用のガス管路５Ｂが分岐してお
り，放電セル３からの混合ガスがガス管路５Ｂから排気
されるようになっている。

【００２２】試料容器６は，試料容器６中の液体試料を
温度調整しつつ攪拌するホットスターラ１７に搭載され
ている。試料容器６の下部には排水管路６Ｂが設けら
れ，排水管路６Ｂに，コントローラ１３により開閉制御
されるドレンバルブ１８が設けられている。

【００２３】放電セル３内の上部には，タングステンか
らなる放電電極１９が突設され，放電電極１９には，整
流器２０を介して高圧直流電源２１が接続されると共
に，整流器２２を介して昇圧用のトランス２３が接続さ
れ，トランス２３にはトリガーパルス電源２４が接続さ
れている。

【００２４】図１は放電セル３の部分断面構造を示して
いる。放電セル３の配管４Ａの液体試料が流入する流入
口２５は，配管４Ａの液面２６の下から試料が導入され
るように下部に開口され，流入口２５の上に堰２５Ａが
形成されている。この実施形態では，配管４Ａ，４Ｂは
放電セル３の内部に形成された方形断面の通路部３Ａで
接続されている。通路部３Ａは凹凸がないように滑らか
に形成されている。図５，図６は放電セル３の下流側の
構成を示している。放電セル３の配管４Ｂの流出口２７
には放電セル３内の試料の液面２６を平らに保持するた
めの堰２８が設けられている。この堰２８は図５に示す
ように配管４Ｂの下部に設けても良いが，図６に示すよ
うに配管４Ｂの上部に堰２９を設けても良い。図５のよ
うに配管４Ｂの下部に堰２８を設ける場合には，堰２８
の上部を傾斜面にして液面２６を極力平らに保つことが
できる。通路部３Ａの上部には放電電極１９が突出して
いる。通路部３Ａの下部には透光性を有する石英窓３０
が形成され，放電電極１９と試料液面２６との間で生じ
た放電光が石英窓３０を通して光学系３１に導入される
ようになっている。

【００２５】この放電セル３では，底面と同じ位置に放
電発光スペクトルの観測用の石英窓３０の上面が位置し
ているので，液体試料の滞留が発生しない。また，アー
ス電極を試料排水側の配管４Ｂに接続しているので，電
気分解で生じた気泡が石英窓３０近傍の試料中に混入し
ないこととなり，気泡による光散乱が防止できる。さら
に，アース電極と試料の接触面積が広いので，泡の付着
による液体の接触抵抗変化が少なくなる。試料注入が液
面下で行えるので試料注入時の波の発生を防止できる。
排水側の配管４Ｂの取付傾斜を緩やかにしたので，測定
しつつ排水する時の試料の波の発生が防止できる。な
お，排水側に堰を設けても放電部位の波の発生を防止で
きる。放電空間に凹凸がないので，混合ガスの滞留もな
い。

【００２６】図８は，光学系３１の構成を示す。光学系
３１は暗箱３２内に配設されるプリズム３３，集光レン
ズ３４，分光器に約４００ｎｍ以下の紫外線が入射する
のを防止する紫外線カットフィルタ３５により構成され
る。プリズム３３の反射面の一方は暗箱３２の窓３２Ａ
及び石英窓３０を通して放電電極１９に臨んでいる。プ
リズム３３の反射面の片方は，集光レンズ３４，紫外線
カットフィルタ３５を介して光ファイバ３６に臨んでい
る。集光レンズ３４の位置は放電電極下部の放電部位の
試料液面上１〜２ｍｍの光が光ファイバに入射するよう
に調整されている。放電電極１９と試料との間で放電が
生じた場合，試料中のホウ素・リチウムの放電発光は石
英窓３０を介して暗箱３２内に導入され，外乱光の入射
が遮断されて光ファイバ３６に導かれ，光ファイバ３６
から図４に示すＣＣＤアレイ分光器３７に導入される。
ＣＣＤアレイ分光器３７に導入された光はスペクトルに
分光されて，ＣＣＤアレイ分光器３７に内蔵されている
ＣＣＤアレイ光検出部３８で検知される。ＣＣＤアレイ
光検出部３８で検知された光信号は，パーソナルコンピ
ュータ３９のスペクトル分析プログラムにより試料中の
物質の定量分析が行われ，出力インタフェース４０及び
通信回線を介して他のコンピュータ又はプリンタに出力
される。光学系３１を恒温槽内に設置することで，熱歪
みによる光軸ずれが防止される。なお，図９に示すよう
に，プリズム３３を用いないで，集光レンズ３４及び紫
外線カットフィルタ３５を縦置きに配置し，光ファイバ
３６で集光してもよい。

【００２７】図４は，この分析装置１の制御系のブロッ
ク回路図を示す。この制御系はシールドケース２の外部
に設置されるもので，ケース４１内に配設される。ケー
ス４１は接地され，内部にコントローラ１３，定電圧・
定電流電源２１，トリガーパルス電源２４，パーソナル
コンピュータ３９，ＣＣＤアレイ分光器３７，出力イン
ターフェース４０を備えている。ここでは，パーソナル
コンピュータ３９はスペクトル分析プログラムを実行
し，検知結果を保存するように図示しない記憶装置を備
えている。コントローラ１３は，第１〜第３三方バルブ
８，１０，１４，ガスバルブ１６，ドレンバルブ１８，
送液ポンプ９，ホットスターラ１７，定電圧・定電流電
源２１，トリガーパルス電源２４を制御するプログラム
を備えた記憶装置，ＣＰＵ，及びそれぞれのインターフ
ェースを備えている。

【００２８】次に，この分析装置１の動作を図３の流れ
図を用いて説明する。

【００２９】先ず，分析装置１の主電源投入により，第
１ステップＳ１になり，シールドケース２の恒温器電
源，分光器，定電圧・定電流電源２１，コントローラ１
３がオンされる。コントローラ１３のオンにより初期化
が行われ，第１三方バルブ８がビーカ１２側に開，第２
三方バルブ１０が試料容器６側に開，第３三方バルブ１
４が排水側に開となり，ガスバルブ１６，ドレンバルブ
１８が閉じ，ホットスターラ１７及び送液ポンプ９がオ
フになる。

【００３０】ステップＳ２では，ＣＣＤアレイ分光器３
７及び分光器用パーソナルコンピュータ３９がオンとな
り，スペクトル分析プログラムが立ち上がる。ステップ
３では測定か洗浄化の選択が行われ，測定であれば，ス
テップＳ４で連続測定かの判定が行われる。連続測定で
なければ，ステップＳ５にて，硫酸を添加した被測定試
料をビーカ１２から，フィルタ８Ｂ，管路８Ａ，第１三
方バルブ８，送液ポンプ９，管路７，第２三方バルブ１
０，管路１０Ａを介して，試料容器６に注入する。ステ
ップＳ６ではホットスターラ１７をオンさせ，ステップ
Ｓ７に移行する。ステップＳ４で連続測定であれば，ス
テップＳ６にスキップする。ステップＳ７では，第１三
方バルブ８を試料容器６側に，第２三方バルブ１０を流
量調節機構１１側に開き，第３三方バルブ１４の排水側
を閉じる。また，送液ポンプ９をオンさせる。ステップ
Ｓ８では恒温器温度及び試料温度のチェックを行う。ス
テップＳ８で恒温器の温度と試料温度が共に適正になる
まで，ホットスターラ１７をオンさせ，両方の温度が適
正になったらステップＳ９に移行してホットスターラ１
７をオフさせる。ステップＳ１０では，試料流量調整器
１１及び，混合ガス流量調整器１５において設定値の比
較を行い，適正な流量値になるまで，試料流量調整器１
１のバルブ及び混合ガス流量調整器１５のバルブ調整を
行う（ステップＳ１１）。試料及び混合ガスの流量が共
に適正になったら，第３三方バルブ１４を排水側に開い
た後，トリガーパルス発生器（昇圧トランス）２３にパ
ルス電圧を印可する。ステップＳ１１の後，ステップＳ
１２で第３三方バルブ１４の排水側を開き，トリガーパ
ルス電源２４からトリガーパルスを出力して昇圧トラン
ス２３で昇圧化させ，放電トリガーをオンさせて高圧直
流電源２１により放電を開始する。ステップＳ１３では
高圧直流電源２１の電圧及び電流が適正かどうかの判定
を行い，適正になるまで試料流量調整器１１及び混合ガ
ス流量調整器１５のバルブ調整を行う（ステップＳ１
４）。ステップＳ１３の高圧直流電源２１の電圧及び電
流が適正となったら，測定を開始する。測定開始によ
り，放電発光が石英窓３０，光学系３１，光ファイバ３
６を介してＣＣＤアレイ分光器３７に導入され，ＣＣＤ
アレイ分光器３７のＣＣＤアレイ光検出部３８に検知さ
れる。ＣＣＤアレイ分光器３７にて検知された放電発光
のデータは，試料中に含まれる分析対象物質のスペクト
ル分析プログラムにより，物質のスペクトルデータとの
比較・演算により定量分析される。ステップＳ１６で分
析が終了したら，ステップＳ１７により高電圧直流電源
２１をオフし，混合ガス流量調整器１５のガスバルブ１
６を閉じる。ステップＳ１７の後は，ドレンバルブ１８
を開いて試料を廃液し（ステップＳ１８），第１三方バ
ルブ８の試料容器６側を閉じ（ステップＳ１９），送液
ポンプ９をオフし（ステップＳ２０），ドレンバルブ１
８を閉じる（ステップＳ２１）。

【００３１】続いて洗浄を行う時は，ステップ２２によ
り続行の選択を行い，ステップＳ３の前に戻る。洗浄の
時は，ステップＳ２３により，第１三方バルブ８のビー
カ１２側並びに，第２三方バルブ１０の試料容器６側の
管路１０Ａを開き，ビーカ１２の純水を注入する。純水
の注入が完了したら，第１三方バルブ８の試料容器６側
の流入口を開き，第２三方バルブ１０の放電セル３側の
流出口を開き，第３三方バルブ１４の排水管路側の流出
口を閉じ，送液ポンプ９のオンさせて洗浄を行う（ステ
ップＳ２４）。洗浄終了後は第３三方バルブ１４の排水
管路側の流出口を開いて純水を排水する。洗浄の後は，
再度ステップ１８〜ステップ２２を実行し，ステップＳ
２２で続行せずを選択して終了する。

【００３２】（試料温度の管理）なお，分析用の試料は
送液ポンプ９，バルブ８，１０，１４，１８，配管４
Ａ，４Ｂを流れるため，粘度の違いによって流量が変化
する。 又，試料を放電時の電気伝導体として利用する
ために，試料の電気伝導度が変化すると，放電電圧が変
化し，発光強度が違ってくる。液体の粘度と電解質の電
気伝導度は，液体の温度によって違ってくるために，放
電発光スペクトル測定による分析を高精度に行うために
は試料の温度を一定にする必要がある。

【００３３】このため，この実施形態では，試料が流れ
る放電セル３，配管４Ａ，４Ｂ，バルブ８，１０，１
４，１８，送液ポンプ９を恒温のシールドケース２に収
めている。これによって，分析時の試料温度が一定にな
る。また，分析試料はホットスターラ１７によって恒温
のシールドケース２と同じ温度に暖めて分析できる。さ
らに，分析試料を試料容器６，第１三方バルブ８，送液
ポンプ９，第２三方バルブ１０，試料流量調節器１１，
放電セル３，第３三方バルブ１４，及び配管４Ａ，４Ｂ
を循環させて，温度が一定となった時点で測定を開始す
るので，測定精度が向上する。

【００３４】（電気伝導度の管理）また，この実施形態
の分析方法では，電気伝導度を安定させるための酸ある
いはアルカリの添加量の調整を試料への注入量で管理し
ている。

【００３５】酸あるいはアルカリ添加の場合に，電気伝
導度と密接な関係にあるｐＨで管理する場合には，一般
的なｐＨ測定器ではｐＨの測定精度が±０．１であり，
精度の良いｐＨ管理ができない。この分析装置では，電
気伝導度を一定とするために試料に添加する電解質（酸
あるいはアルカリ）の量を一定とした。

【００３６】実験によると，図１２に示すように，酸あ
るいはアルカリの添加で試料を０．３規定とすることで
精度の良い分析が実現できる。この条件を硫酸について
みると，１リットルの試料に対して８ミリリットルの濃
硫酸を加えればよい。

【００３７】（伝導度調節のためのアルカリの適用）酸
の代わりに二酸化ホウ素及びリチウムスペクトルと干渉
のないＫＯＨあるいはＮａＯＨが使用できる。この場
合，廃液処理が容易となる。図１３，図１４はこの実験
例の検量線データを示すものである。分析試料の電気伝
導度調整にはアルカリの適用も可能であることを示して
いる。すなわち，二酸化ホウ素及びリチウムの発光スペ
クトル線と干渉しない水酸化ナトリウムあるいは水酸化
カリウムを添加しても二酸化ホウ素とリチウムのスペク
トル線強度が測定でき，試料中のホウ素とリチウムの濃
度分析が行える。

【００３８】なお，本実施形態の分析装置では，ホウ素
・リチウムの分析を行ったが，この分析装置はその他の
物質の分析にも適用できるのは勿論である。

【００３９】

【発明の効果】本発明の分析装置によれば，放電発光部
の温度が一定となり，放電セルに試料の滞留がなく，試
料液面に波が発生せず，分析試料の電気分解による気泡
の分析への影響がなくなり，酸あるいはアルカリを一定
量添加して分析試料の電気伝導度が調整可能となり，分
析精度が向上した。

【００４０】また，本発明のの分析方法によれば，試料
の放電させるための伝導度調整のために，酸，或いは，
水酸化カリウム，水酸化ナトリウム等のアルカリのいず
れかを試料中に添加するので，二酸化ホウ素及びリチウ
ムスペクトルと干渉が生じずに試料濃度を測定でき，特
にアルカリを用いた場合には廃液処理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のホウ素・リチウム分析装置
の放電セルの部分断面図

【図２】図１のシールドケース内の構成を示す模式図

【図３】本発明の実施形態の分析装置の動作を示す流れ
図

【図４】図２の分析装置の制御系を示すブロック図

【図５】図１の放電セルの配管４Ｂの下壁部に設けた堰
の模式図

【図６】図１の放電セルの配管４Ｂの上壁部に設けた堰
の模式図

【図７】図２の分析装置の光学系の模式図

【図８】図２の分析装置の光学系の変形例の模式図

【図９】電極間隔と放電発光強度との相関を示すグラフ

【図１０】リチウム濃度とリチウム発光強度の相関を示
すグラフ

【図１１】ホウ素濃度とホウ素発光強度の相関を示すグ
ラフ

【図１２】試料のｐＨと放電発光強度の関係を示すグラ
フ

【図１３】水酸化カリウムを添加した試料の発光スペク
トル

【図１４】水酸化ナトリウムを添加した試料の発光スペ
クトル

【符号の説明】

１ 分析装置 ２ シールドケース ３ 放電セル ４Ａ，４Ｂ 配管 ５Ａ，５Ｂ ガス管路 ６ 試料容器 ７ 管路 ８ 第１三方バルブ ９ 送液ポンプ １０ 第２三方バルブ １１ 試料流量調整器 １２ 純水用ビーカ １３ コントローラ １４ 第３三方バルブ １５ 混合ガス流量調整器 １６ ガスバルブ １７ ホットスターラ １８ ドレンバルブ １９ 放電電極 ２０，２２ 整流器 ２１ 高圧力流電源 ２３ トリガーパルス発生器（昇圧変圧器） ２４ トリガーパルス電源 ２５ 流入口 ２５Ａ 流入口側の堰 ２６ 試料の液面 ２８，２９ 堰 ３０ 石英窓 ３１ 光学系 ３２ 暗箱 ３３ プリズム ３４ 集光レンズ ３５ 紫外線カットフィルタ ３６ 光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉木 亮吉 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 大西 一孝 香川県高松市丸の内２番５号 四国電力株 式会社内 (72)発明者 田中 宗雄 香川県高松市丸の内２番５号 四国電力株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】恒温機能及びシールド機能を有するケース
   内に，分析対象物質を含む液体試料と，この試料中の分
   析対象物質と結合する物質を含む気体とを，定常的に流
   す放電セルを設け，この放電セルの前記液体試料が流れ
   る底面部位に透光部を設けると共に，この放電セルの透
   光部の上方部であって前記試料の液面上方に前記試料と
   の間で放電を発生させる放電電極を配設して放電発光部
   を構成し，前記放電セルの前記底面部位の下方に，前記
   放電発光を分光計に導く光学系を配設し，前記分光計に
   より前記試料の発光スペクトルを分析して，前記試料中
   の対象物質の濃度を分析する分析装置であって，前記放
   電セルの底面は，前記試料が定常流で流れるように滑ら
   かな壁面で構成され，前記放電セルの前記試料の注入口
   は前記放電セル内を流れる試料の液面下に形成され，前
   記放電セル内を流れる試料中に没して試料に通電する負
   電極は前記放電電極より排水側に配置され，前記放電セ
   ルの前記負電極より排水側に，試料液面の波の発生を防
   止するように，下流側が上流側より低くなる傾斜壁面
   か，若しくは，上部から試料を滑らかに流出させる堰が
   設置され，前記放電セルの前記放電発光部の上部壁面は
   極力凹凸のない滑らかな壁面とされていることを特徴と
   する分析装置。
2. 【請求項２】請求項１の分析装置を用いる分析方法にお
   いて，前記放電セル内の温度及び前記試料の温度を一定
   に保持し，前記試料に酸，或いは，水酸化カリウム，水
   酸化ナトリウム等のアルカリのいずれかを添加して前記
   試料の電気伝導度を一定に保持し，前記放電セル内に一
   定温度の前記混合ガスを流すことを特徴とする分析方
   法。