JPS58215538A - 光学式紫外線吸光度分析計 - Google Patents

光学式紫外線吸光度分析計

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JPS58215538A
JPS58215538A JP9780182A JP9780182A JPS58215538A JP S58215538 A JPS58215538 A JP S58215538A JP 9780182 A JP9780182 A JP 9780182A JP 9780182 A JP9780182 A JP 9780182A JP S58215538 A JPS58215538 A JP S58215538A
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JP
Japan
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light source
sample water
light
cell
ultraviolet
Prior art date
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Pending
Application number
JP9780182A
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English (en)
Inventor
Fumio Toyama
外山 文生
Tadami Morimura
森村 忠美
Toshio Izu
利雄 五津
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Fuji Electric Co Ltd
Toa Electronics Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Toa Electronics Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58215538A publication Critical patent/JPS58215538A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、紫外線吸光度法によ多試料水中の有機汚濁
物質の濃度を計測する光学式紫外線吸光度分析計(以下
、UV計ともいう。)に関するものである。
従来、このようなUV計としては本出願人が提案した次
のようなものがある。第1図はカーy>;)U V計を
示す構成図である。
第1図において、1は保持管、2は保持板、3は光源ユ
ニット、4は受光ユニット、Mはモータ、CAは回転軸
、DIは同期羽根、SDは同期検出器、Lは光源、FU
は紫外線フィルタ、Fyは可視光線フィルタ、CHi回
転円板、WDl、WD2およびWD3は光透過窓、Dl
、Dlは検出器、FAはプリアンプ、Wは試料水である
。すなわち、光源ユニット3および受光ユニット4は保
持板2を介して保持管1と結合され、試料水中に浸漬さ
れる。光源ユニット3内にはモータMが設げられ、その
回転@CAには同期羽根DIおよび回転円板CHが係合
され、該回転円板CHには紫外銀フィルタF。
および可視光1iA−yイルタFvが取り付けられてい
る。
したがって、モータMの回転によシ回転円板CHが回転
するので、光源りからの光は紫外線フィルタFUおよび
可視光線フィルタFvr介して又互に透過または遮光さ
れる。試料水Wはこれらフィルタp、 、 Fvを介す
る光源りからの光によって照射されるとともに、該試料
水を透過した光は異なる光路長X1 、 X2をもって
配置された第1検出器D1および第2検出器D2によっ
てそれぞれ検出される。そして、紫外線フィルタFFt
介して得られる第1゜第2検出器Di t D2からの
出力比と、同じ(可視光線フィルタFvを介して得られ
る第1.第2検出器D1.D2からの出力比との比から
M機汚濁成分を求めるものである。なお、検出器DI、
D2からの出力は前置増幅器PAKよって適宜増幅され
る。
また、同期羽根DIの回転位置は同期慣出器SDKよっ
て検出され、種々のタイミング信号として使用される。
ところで、かかるUV計には次のような欠点がある。
(1)  測定セル、すなわち受光ユニットを1つにし
、上下に光電管等からなる受光器D1.D2を配置して
Xl 、 X2の2光路長(セル長;セルの内径)を得
ているため、受光器D1.D2の境界には大きな段差が
生じ、したがって、この部分に試料水中の汚れが付着し
易く、しかも一旦付着すると、この部分から汚れが成長
拡大して第1図のまずX2部分を閉塞し、やがては同じ
<X1部分を閉塞してしまうおそれがある。
(2)  受光器D1.D2の受光面が光源L+c対し
て法線角θ1.θ2(第12参照)を有しているため、
単一のセル長(Xitxz)とはならない、っまj7 
Xl 1x2の値が一義的(て決まらず、したがって測
定精度が悪く、汚れの付く場所によって測定値が異なる
(3)光透過窓WD、〜WD3 の外周ではど5しても
筒体3,4との間、、、1に小さな段差が生じるため、
この部分に付着し之汚れがすぐに光透過窓の中央部へ拡
大して検出感度が低下する。
この発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、その目
的は汚れにくく、かつ測定精度の高い光学式紫外線吸光
度分析計を提供することを目的とするものである。
その特徴は、試料水が充填される測定セルを円筒形パイ
プにして2本設け、その間に光源を配置した構成とする
ことによシ段差部を無くして汚れにくい構造にするとと
もに、光路長がセル管の内径によって一義的に決まるよ
うにし、かつセル管下部にエア(空気)の吹出し口を設
けてエアノくプリングによる自動洗浄を可能にし、さら
に強度の汚れが付着した場合は検出部を引き上げて手動
によるブラシ洗浄が容易にできるような構造とした点に
ある。また、セル管上部にもエアの吹出し口を設け、エ
アリフトによって試料水の流入置換を図ることによシ応
答遅れをなくすとともに汚れの付着を防止するよ5Kt
、九点、さらに円筒形セル管内において拡散しない光束
を得るために縦形スリットを設け、高価な収光レンズ等
を使用しなくても済むようにした点も特徴である。
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
第2図はこの発明の実施例を示す構成図で、同図(A)
はその正面断面図、(B)はその平面断面図、(C)は
変換部を示すブロック図である。
第2図に示されるように、この発明によるUV計は検出
部20.変換部30および洗浄機構部40とから構成さ
れる。
検出部20は試料水中に浸漬される円筒形の箱で、例え
ば0リングシールされており、その中には試料水が充填
される太さの異なる石英ガラス等よシなる2本のセル2
1.22と光学系201とが設けられ、該セル21.2
2は該検出部20内を上下方向く貫通している。光学系
201は水銀灯などの光源り、該光源りからの光を透過
または遮断する紫外光フィルタFUI t FF2およ
び可視光フィルタF’vt t Fvz、スリット23
,24、ミラー25゜26、フォトセル等の光電素子2
7.28等より構成される。なお、Mはモータであり、
該モータMの回転軸には回転円板CHが取シ付ゆられ、
さらに該円板CHには上記フィルタFUI”=FV2が
装着されている。また、DI、SDは第1図で示される
ものと同様の同期羽根、同期検出器である。
変換器30は、検出部20内のプリアンプPAL 。
PA2からの信号をサンプルホールドして所定の演算を
行なう信号処理部31、該信号処理部31からの出力を
対数変換して直線化する対数演算部32、絶縁増幅部3
3、後述するポンプ41,42のぶ動制御を行なうポン
プ制後部34、電源分配回路35および前記光源りの光
源トランス36等よシ構成される。
洗浄機構部40はエアー洗浄ポンプ41と、エアーリフ
トポンプ42と、ポンプ41の空気排出口に接続されセ
ル21.22の下方部のそれぞれに開口44.44を有
する2本の洗浄用空気導管43.43と、同様にポンプ
42の空気排出口に接続されセル21.22の上方部の
それぞれに開口46.46を有する2本の試料水循環用
空気導管45.45とから構成されておシ、この洗浄機
構部40による洗浄は測定終了後の短時間を利用して行
なわれる。すなわち、測定が終了し変換部30における
エアーポンプ制御部34からの制御信号によシボンプ4
2が停止され、ポンプ41が駆動されると、該ポンプ4
1によって空気が供給される。該空気は導管43.43
を経てセル21゜22の下方開口部44,44よシセル
内へ気泡となって噴出するので、これによってセル21
.22内に付着した汚れが洗浄される。なお、この洗浄
が終了し測定が開始されると、制御部34からの信号に
よってポンプ41が停止され、ポンプ42が運動される
。したがって、このポンプ42によって供給される空気
は、導管45を経てセル21゜22の上方開口B46,
46よシセル内へ気泡となって噴出する。こうしてセル
21.22の上部位置に気泡として吹き込まれる空気に
よってセル21.22内の上下には圧力差が生じるため
試料水の循環が促進され、その測定が迅速になされるこ
とになる。
ここで、検出部20内のモータMが回転すると、フィル
タFurl〜FV2によって紫外光と可視光が交互にセ
ル21.22に導入され、太いセル21および細いセル
22のそれぞれの中の試料水によシ減衰を受げ、ミラー
25,26を介して光電素子27.28に入る。2個の
光電素子27.28の各々からに円板CHの回転に応じ
て紫外光による信号と可視光による信号が交互に都合4
種発生し、これがプリアンプFAI、PA2を経て同期
検出器SDからの同期信号とともに変換部30に送られ
る。ここで、プリアンプFAI 、PA2からの出力信
号は、検出部セルでの光吸収がランベルトペールの法則
にしたがうものと考えられるので、その吸光度をAとす
ると、 A=−んg工/工0     ・・・・・・・・・(1
)なる関係式が成立する。ここに、IOは吸入がないと
ぎの受光強度(光源りの強さ)、■は吸収があるときの
受光強度を示すものである。一方、吸光度Aは光路長t
に比例し、次式の如き関係にあることが知られている。
A=Kxt (K:定数)・−・−・−(2)上記(1
) 、 (2)式の関係から、試料水を透過した光の強
さ、すなわちプリアンプPAL、PA2の出力信号Iは I = I□ exp (−に−1)   −・・・−
(3)と表わされ、光路長tに反比例することかわかる
この光路長に反比例するアンプPAI、PA2からの4
種の信号は、同期快出器SDρ)もの同期信号で動作す
る信号処理部31のサンプルボールド回路において入力
パルス波高値に比例したM流(j号に分層、ホールドさ
れる。分離された信号は、紫外光による信号は紫外光同
志、また可視光は可視光同志ベアにして信号処理部31
内の第1の割算回路(図示なし)にそれぞれ入力さ7L
、この割算によって光源ランプLの放射強度、セル21
 、+ 22のよごれによる減光分等、光路長に依存し
ない変動要素が相殺される。そして、光路長に依存する
成分、すなわち紫外光側では試料水中の有機物による吸
収と、懸濁物質による減光に関する信号のみで・残り、
第2の割算回路(叱示なし)へ発信される。同様に、可
視光側では有機物による吸収がないので、濁質分に依存
する信号のみが残シ、図示されない第2の割算回路へ発
信される。この第2の割算回路では、紫外側および可視
側に共通に残る信号成分、すなわち濁質分による成分が
相殺され、結局、有機物の紫外吸収に依存する信号成分
のみが信号処理部31から得られることになる。
この出力は、対数@算部32を通して直線化され、さら
に、水中に浸漬される恢出部同の回路と、遠方に伝送さ
れる出力回路の大地を介する千渉を防止するための絶縁
増幅部33を介して所要の@器に尭信さr−る。
以上のように、この発明によれば、例えば円筒形石英ガ
ラス管からなる測定セルを2つ設け、その間に光源を配
置するようにしたから、光路の法紐角をともに0度とす
ることができるとともに、光路長が円鋪セルの内径でき
まるため、一義的に決められるという利点かある。また
、縦方向に長いセル管2本を光源の左右に配L:するよ
うにしたので、セル管の継ぎ目を光路から遠い箇所に配
置でき、したがって、この継ぎ目に付着した汚れが光路
部分まで成長、拡大するおそれがない。なお、水蜜を要
する継ぎ口部は、すべてセル管内径よシも太ぐなるよう
にされている。工た、セル管ヲ2つに分離した〜め、2
種類のフィルタか取シ付げられた回転円板が2組必要と
されるが、セル長が一義的に決まる利点に比べれば、殆
んど無視し得る改変であ)、その他は変更する必要がな
い。また、各セル管上部にエア吹出し口を設け、エアリ
7)Kよって試料水の九人置換をはかるようにしたので
、応答遅れがな(なり、汚れが付着、成多し難くなった
。さらに各セル管下部にもエア吹出し口を設け、セル管
内部の光路部分をエアバブリングにより洗浄し得るよう
にしたから、より一層汚れ難くなシ、場合【よっては検
出部を引き上げてブラシ洗浄することが可能である。ま
た、光源からの光を縦形スリットにて収光するようにし
ているから、高価な収光レンズを必要としない金魚を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のUV計を示す構成図、第2図はこの発明
の実施例を示す構成図である。 符号説明 1・・・・・・保持管、2・・・・・・保持板、3・・
・・・・光源ユニット、4・・・・・・受光ユニット、
M・・・・・・モータ、CA・・・・・・回転軸、DI
・・・・・・同期羽根、SD・・・・・・同期検出器、
L・・・・・・光源、WD1〜WD3・・・・・・光透
過窓、Dl。 D2・・・・−・伎出器、W・・・・・・試料水、FU
 ”−” FU 2・・・・・・紫外線フィルタS F
’v−F’v2・−・・・・可視光線フィルタ、PA〜
PA2・・・・・・プリアンプ、20・・・・・・検出
部、21゜22・・・・・・測定セル、23,24・・
・・・・スリット、25゜26・・・・・・ミラー、2
7,28・・・・・・受光素子、201・・・・・・光
学系、30・・・・・・変換部、31・・・・・・信号
処理部、32・・・・・・対数演算部、33・・・・−
・絶縁増幅部、34・・・・・・エアポンプ制御部、3
5・・・・・・電源分配器、36・・・・・・光源トラ
ンス、41・・・・・・エアー洗浄ポンプ、42・−・
・・・エアーリフトポンプ、43・・・・・・洗浄用空
気導管、44,46・・・・・・開口、45・・・・・
・試料水循環用空気導管 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)互いに異なる内径今宵し試料水が充填さtてなる第
    1.第2の円筒状セルと、該2つのセル間に設置されて
    各セル内の試料水を照射する光源と、該光源と各セルと
    の間にそれぞれ介挿され光源から紫外光と可視光の各成
    分を交互に抽出する紫外線フィルタと可視光線フィルタ
    とを対にして備えた回転円板と、前記光源から各フィル
    タおよび試料水を介して得られる所定の光成分をそれぞ
    れ電気信号に変換する第1.第2の変換手段と、該各変
    換手段からの出力にもとづき所定の演算を行なう演算手
    段とを有し、該演算結果にもとづき試料水の有機汚濁濃
    度を計測するようにしたことを特徴とする光学式紫外線
    吸光度分析計。 2、特許請求の範囲第1項に記載の光学式紫外線吸光度
    分析計において、前記光源からの光を拡散させないよう
    にするためのスリットを設けてなることを特徴とする光
    学式紫外線吸光度分析計。
JP9780182A 1982-06-09 1982-06-09 光学式紫外線吸光度分析計 Pending JPS58215538A (ja)

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