JPH11142370A - ポ−タブル残留塩素計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成簡易且つ携帯可能で、しかも操作が容易
で熟練を要することなく取扱うことができ、残留塩素、
残留塩素中の有効塩素、ｐＨ及び温度の４項目を自動的
に精度よく計測することができるポ−タブル残留塩素計
を提供することを課題とする。 【解決手段】 計器本体１とこれに着脱可能に装着され
る検液採取カップ２とから成り、前記計器本体１は、前
記検液採取カップ２内の被検液内に浸る状態にした比較
電極１３、検知電極１４、ｐＨ電極１５及び温度センサ
９を備え、前記比較電極１３は、電解液を充填した電極
管１８内に塩素用比較電極２０とｐＨ用比較電極２１と
を絶縁状態にして配備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポ−タブル残留塩素
計、より詳細には、水道水、貯水タンク内の水、プ−ル
の水、工場排水等中の残留塩素量、残留塩素中の有効塩
素、ｐＨ及び温度の４項目を測定することができる携帯
型の残留塩素計に関するものである。

【０００２】ここに残留塩素とは、水の消毒用に添加さ
れる塩素のことをいう。添加された塩素は、水中で溶存
ガス状態となり、また、水の温度やｐＨによってはイオ
ン化される。塩素は水に溶解すると、水と反応して次亜
塩素酸（ＨＯＣｌ）と塩酸になり、次亜塩素酸は、その
一部が次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ^- ）と水素イオンとに
解離する。一般に、この次亜塩素酸を残留塩素（遊離残
留塩素）と呼んでいる。

【０００３】

【従来の技術】従来残留塩素計として、数種類の製品が
販売されている。これらの機器の測定原理を大別する
と、次の２種類となる。 １）試薬品を使用して化学反応させた液体の、色の度合
いで濃度を判別する方法。 ２）液体の溶存ガスやイオンの度合いを、電気信号に変
換して濃度を判別する方法。

【０００４】国内においては、１）の試薬品を使用した
色素反応の測定方法が広く用いられている。２）の方法
の測定機器も使用されてはいるが、このタイプのものは
大型機が多く、設置型であるため、特定の場所において
の使用に限られる。２）のタイプの機器で携帯型のもの
もあるにはあるが、高価であるために余り普及していな
い。

【０００５】両方法について更に詳述すると、１）の試
薬品を使用するタイプの残留塩素計においては、試薬と
してオルトトリジンが使用される。この方法の場合、水
中に遊離残留塩素又は結合残留塩素が存在すると、Ｏ−
トリジンが塩素により酸化され、黄色ホロキノンとなっ
て呈色反応を示す。その際遊離残留塩素とＯ−トリジン
は瞬時に反応するが、結合残留塩素とＯ−トリジンは反
応するまでに数分を要する。そのため、この方法では、
２つの塩素を区別して測定することが可能となる。

【０００６】このオルトトリジン法は、被検液の量が少
なくてもよく、操作が簡単でイニシャルコストが安いと
いう利点がある反面、ランニングコストが高く、また、
発ガン性があって有毒の物質を用いるため、取扱に細心
の注意が必要とされ、標準比色溶液に含まれる６価クロ
ムも有毒であるといった具合に安全面での問題がある。

【０００７】また、比色のため目視の場合は個人差が出
る点、標準比色溶液と呈色した被検液とで、吸収波長が
ずれる点、温度により呈色度合いが異なる点等から精度
上問題がある。更に、被検液が濁っていたり、色が着い
ていると測定不可となるといった不都合もある。

【０００８】上記２）の方法は一般に電極法と言われて
いるもので、その残留塩素濃度の測定法は、アンペロメ
トリ−（電流測定法）に基づいている。アンペロメトリ
−とは、溶液中に一つの指示電極（求める電気化学的現
象が起こる表面を有する電極）と、一つの参照電極（通
過する電流の強さに無関係で既知の電位を持つ電極）を
浸し、２極間に適当に選んだ定電圧を与える方法で、時
には、２電極を短絡して零加電圧法を用いることもあ
る。溶液中に電解物質が存在すると、電解によって解放
された化学エネルギ−が電流に変換される。この電流
は、電気的に活性な物質の濃度と電位の関数となる。従
って、一定の条件下で、電流値により物質の濃度を求め
ることができる。

【０００９】この電極法はオルトトリジン法に比較し
て、用いる緩衝液、電極処理液に毒性がなく、メ−タ式
又はデジタル式であって、目視による個人差が出ないた
め精度上の信頼性があり、また、温度補償によって５℃
〜３０℃までの被検液でも正確に測定することができ、
更に被検液の濁りや色に影響されないといった利点があ
る。しかしその反面、操作が複雑で熟練を要する。

【００１０】また、検知極と比較極に隔膜を使用する隔
膜電極の場合は、隔膜が汚れた時の電極の洗浄や隔膜の
交換、並びに電解液が消失した時の電解液の補充に熟練
を要する。一方、検知極と比較極が直接被検液に接して
いる露出電極の場合は、比較電極の汚れが激しいために
比較電極の研磨や交換の頻度が多くなり、コストも高い
といった欠点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
残留塩素計測機器には多くの欠点があったので、本発明
はそのような欠点のない、即ち、構成簡易且つ携帯可能
で、しかも操作が容易で熟練を要することなく取扱うこ
とができ、残留塩素、残留塩素中の有効塩素、ｐＨ及び
温度の４項目を自動的に精度よく計測することができる
ポ−タブル残留塩素計を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、計器本体とこ
れに着脱可能に装着される検液採取カップとから成り、
前記計器本体は、前記検液採取カップ内の被検液内に浸
る状態にした比較電極、検知電極、ｐＨ電極及び温度セ
ンサを備え、前記比較電極は、電解液を充填した電極管
内に塩素用比較電極とｐＨ用比較電極とを絶縁状態にし
て配備したものであることを特徴とするポ−タブル残留
塩素計、を以て上記課題を解決した。この残留塩素計
は、残留塩素測定時にｐＨと温度を補償した残留塩素濃
度値を出力可能にする補正回路を備えることを大きな特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
依拠して説明する。図１は本発明に係る残留塩素計の斜
視図であり、本残留塩素計は計器本体１と、これに着脱
自在とした検液採取カップ２とで構成される。計器本体
１は、一対の中空脚３を有する脚部４と、脚部４上に、
通例嵌脱可能に取り付けられる頭部５とから成る。検液
採取カップ２は、中空脚３、３間に配置される。頭部５
にはデジタル表示窓、スイッチ類が設置される。

【００１４】脚部４は内方に延びる支持フランジ６を有
し、支持フランジ６には複数（通例２個）の切除部７が
形成される。検液採取カップ２の上端部には、複数（切
除部７と同数で通例２個）の突部８が突設される。突部
８は切除部７を通り抜けできる大きさとされ、検液採取
カップ２を計器本体１にセットする際は、突部８を切除
部７に合わせて押し上げ、突部８が切除部７を通過した
後検液採取カップ２を回転させる。そうすると突部８が
支持フランジ６上に乗るので、検液採取カップ２は確固
と支持されて脱落しない。

【００１５】その際検液採取カップ２の上端面は、支持
プレ−ト１０の裏面に配備されたパッキン１１に密着
し、以てカップ内の密閉状態が保持される。このように
してカップ内の密閉状態が保持されることにより、被検
液中の残留塩素を減衰させることなく、高精度で信頼性
のある測定が可能となる。

【００１６】支持プレ−ト１０は、中空脚３、３内に立
設したネジ柱１２上にネジ止め固定される。支持プレ−
ト１０には、比較電極１３、検知電極１４及びｐＨ電極
１５の３つの電極、並びに、３個の温度センサ９と攪拌
アッセンブリ−１６とが、検液採取カップ２内の被検液
内に浸るように下向きに取り付けられる。

【００１７】比較電極１３は交換容易なカセットタイプ
であって、好ましくは、ゲル状タイプの塩化カリウムで
ある電解液を充填した塩化ビニル等の電極管１８内に、
絶縁管１９を介して絶縁した塩素用比較電極２０とｐＨ
用比較電極２１とを配して成る。具体的には例えば、ｐ
Ｈ用比較電極２１を絶縁管１９内に延ばし、塩素用比較
電極２０は絶縁管１９の周りにラセン状に配置し、両電
極２０、２１が電解液に浸るようにする。電解液として
ゲル状タイプのものを用いることにより、比較電極を被
検液の汚れから保護することができる。

【００１８】塩素用比較電極２０とｐＨ用比較電極２１
は、共に銀塩化銀製である。電極管１８は底部に、通例
セラミック製のフィルタ−２２を備える。フィルタ−２
２は被検液に晒され、被検液中の溶存ガス及びイオン化
成分のみを透過させて、電極管１８内の電解液中に導入
する。

【００１９】２３は比較電極支持部材で、支持プレ−ト
１０上に突出するオネジ部を有しており、そこにナット
２４をネジ付けることにより支持プレ−ト１０に固定さ
れる。比較電極１３は、その上部を下方から比較電極支
持部材２３内に密に嵌入することにより支持され、頭部
のＡＶプラグ１８ａは、ソケット２６内に進入して電気
的に接続される。

【００２０】検知電極（ポ−ラロ電極）１４は、ナット
２４ａによって支持プレ−ト１０に固定された塩化ビニ
ル等の外筒２７の底に白金板２８を定着して成り（図７
（Ａ））、ｐＨ電極１５は、やはりナット２４ｂによっ
て支持プレ−ト１０に固定された塩化ビニル等の外筒２
９の底に小型のガラスｐＨ電極３０を嵌入して成る（図
７（Ｂ））。

【００２１】攪拌アッセンブリ−１６は、検液採取カッ
プ２内に臨んでカップ内の被検液を攪拌する攪拌回転子
３１と、ギア３２ａ〜ｃを介して攪拌回転子３１を回転
駆動するギヤ−ド付モ−タ３３で構成される。攪拌回転
子３１の回転軸３４は、支持プレ−ト１０に固定された
ベアリングケ−ス３５内のベアリングケ−ス３６に軸支
される。３７は回転軸３４に密着して軸回りの水密性を
保持するＶシ−ルである。

【００２２】回転軸３４の上端部にはギア３２Ｃのギア
軸３８が固定される。ギア軸３８は、間隔を置いて支持
プレ−ト１０上に設置されたモ−タ取付プレ−ト４０に
支持される。ギヤ−ド付モ−タ３３はモ−タ取付プレ−
ト４０に固定され、そのモ−タ取付プレ−ト４０上に突
出する回転軸にギア３２ａが取り付けられる。モ−タ取
付プレ−ト４０の中程上にギアホルダ−４１が設置さ
れ、モ−タ取付プレ−ト４０とギアホルダ−４１間にお
いてギア３２ｂのギア軸が支持される。ギア３２ｂはギ
ア３２ａとギア３２ｃとに噛合し、以てギア−ド付モ−
タ３３の回転駆動力が末端の攪拌回転子３１に伝達され
る。

【００２３】４３は回路基板で、そこにデジタル表示部
を含む残留塩素計補正回路が組み込まれる。図８は補正
回路の構成図で、回路はデジタル表示部４４、信号切換
・演算回路部４５、温度補正回路を含む残留塩素信号処
理回路部４６、ｐＨ補償した残留塩素信号の演算処理回
路部４７及び温度補正回路を含むｐＨ信号処理回路部４
８から構成される。

【００２４】残留塩素信号処理回路部４６には、検知電
極１４と第１の温度センサ９ａ、並びに比較電極１３の
塩素用比較電極２０が接続され、ｐＨ信号処理回路部４
８には、ｐＨ電極１５と第２の温度センサ９ｂ、並びに
比較電極１３のｐＨ用比較電極２１が接続される。ま
た、第３の温度センサ９ｃが信号切換・演算回路部４５
に接続される。

【００２５】かくして、被検液に晒される検知電極１４
と、電極管１８内の電解液（被検液中の溶存ガス状態の
又はイオン化した塩素がガス透過部材２２を透過して入
り込んでいる。）に晒される塩素用比較電極２０との間
の電位差に基づいて、残留塩素信号処理回路部４６にお
いて遊離残留塩素中の有効塩素濃度が計測され、その信
号が信号切替・演算回路部４５に送られる。

【００２６】水中の遊離残留塩素（残留塩素）は、次亜
塩素酸（ＨＯＣｌ）並びに次亜塩素酸イオン（ＯＣ
ｌ^- ）として存在している。この両者の比率が、被検液
の温度及びｐＨによって変化することはよく知られてい
るところである。即ち、被検液の温度が低くなると、次
亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が増加し、次亜塩素酸イオン（Ｏ
Ｃｌ^- ）は低下する。逆に被検液の温度が上昇すると、
上記現象は逆になり、その変化の比率は直線的である。
しかし、次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）を検出する電極には、
被検液の温度が上昇すると、次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）の
変化よりも感度が上がってしまうという特性があり、そ
のために実際の濃度値よりも高い値を示してしまう。そ
こでこの感度上昇分を、温度センサ９ａにより補正する
ようになっている。

【００２７】また、被検液に晒されるｐＨ電極１５と、
電極管１８内の電解液に晒されるｐＨ用比較電極２１と
の間の電位差に基づき、ｐＨ信号処理回路部４８におい
て被検液のｐＨの測定がなされ、その信号が信号切替・
演算回路部４５に送られる。

【００２８】ｐＨ電極は、ｐＨの値が７で起電力がゼロ
となり、ｐＨの値が４になるとプラスの電位が発生す
る。また、ｐＨの値が８となると、マイナス電位が発生
し、温度が変化するとそれぞれの電位が変化してしまう
（図９参照）。このように、温度により測定値が変化し
てしまうので、温度補正が必要となる。その温度補正
は、温度センサ９ｂによって達成される。

【００２９】上述したように、次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）
と次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ^- ）の比率はｐＨによって
も変化し、その比率は温度の場合と異なり、連続的に変
化する。従って、ｐＨの測定値に対して、次亜塩素酸
（ＨＯＣｌ）の測定値を乗算することにより、次亜塩素
酸（ＨＯＣｌ）と次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ^- ）を加え
た遊離残留塩素（残留塩素）値を求めることができる。
この処理が演算処理回路部４７において行われる。な
お、温度センサ９ｃは、単に被検液の温度を測るための
ものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上述した通りであって、コンパ
クトな構成であり、検知部と本体とが一体化されている
ので携帯可能であり、目視その他の熟練を要する操作が
なく取扱いが容易であり、しかも被検液中の残留塩素、
残留塩素中の有効塩素、ｐＨ及び温度の４項目を自動的
に精度よく計測することができ、水道水、貯水タンク内
の水、プ−ルの水、工場排水等の検査を十分に且つ効率
よく行うことができる効果がある。

【００３１】塩素測定値として、ｐＨ及び温度の３次元
補正をした値が表示されるので、変換表を使用して換算
する必要がなく、検液のｐＨ調整剤が不要なので完全無
試薬となる。また、塩素及びｐＨの比較電極が一体化さ
れているため、経済的であり、交換可能で、しかも比較
電極に電解液方式を採用しているので、海水、色水、濁
り水等の検液の測定も可能であり、測定後は、水洗いし
て水分を拭き取るだけで足りるといった効果がある。

【００３２】更に、計器本体への装着時に検液採取カッ
プ内の密閉状態が保持されるため、被検液中の残留塩素
が減衰することがなく、以て高精度で信頼性のある測定
が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の斜視図である。

【図２】 本発明の実施形態の縦断面図である。

【図３】 本発明の実施形態の横断面図である。

【図４】 本発明の実施形態における検知電極の取付状
態を示す縦断面図である。

【図５】 本発明の実施形態における攪拌アッセンブリ
−の取付状態を示す縦断面図である。

【図６】 本発明の実施形態における比較電極の取付状
態を示す縦断面図である。

【図７】 本発明の実施形態における検知電極とｐＨ電
極の構成を示す縦断面図である。

【図８】 本発明の実施形態における残留塩素計補正回
路のブロック構成図である。

【図９】 温度の変化に伴うｐＨ電極における電位の変
化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 計器本体 ２ 検液採取カップ ９ 温度センサ 10 支持プレ−ト 11 パッキン 12 ネジ柱 13 比較電極 14 検知電極 15 ｐＨ電極 16 攪拌アッセンブリ− 18 電極管 19 絶縁管 20 塩素用比較電極 21 ｐＨ用比較電極 22 フィルタ− 43 回路基板 44 デジタル表示部 45 信号切換・演算回路部 46 残留塩素信号処理回路部 47 演算処理回路部 48 ｐＨ信号処理回路部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計器本体とこれに着脱可能に装着される
   検液採取カップとから成り、前記計器本体は、前記検液
   採取カップ内の被検液内に浸る状態にした比較電極、検
   知電極、ｐＨ電極及び温度センサを備え、前記比較電極
   は、電解液を充填した電極管内に塩素用比較電極とｐＨ
   用比較電極とを絶縁状態にして配備したものであること
   を特徴とするポ−タブル残留塩素計。
2. 【請求項２】 前記電極管内の電解液としてゲル状のも
   のを用いた請求項１に記載のポ−タブル残留塩素計。
3. 【請求項３】 前記計器本体が更に、前記検液採取カッ
   プ内の被検液に浸る状態にした攪拌アッセンブリ−を備
   えたものである請求項１又は２に記載のポ−タブル残留
   塩素計。
4. 【請求項４】 前記比較電極を前記計器本体に対し着脱
   ・交換可能にした請求項１乃至３のいずれかに記載のポ
   −タブル残留塩素計。
5. 【請求項５】 残留塩素測定時にｐＨと温度を補償した
   残留塩素濃度値を出力可能にする補正回路を備えた請求
   項１乃至４のいずれかに記載のポ−タブル残留塩素計。
6. 【請求項６】 前記検液採取カップの前記計器本体への
   装着中、前記検液採取カップ内の密閉状態を保持可能に
   した請求項１乃至５のいずれかに記載のポ−タブル残留
   塩素計。