JPS59214754A - 定電位電解法を用いた濃度測定装置 - Google Patents

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】 本発明は溶液濃度、特に酸化剤、還元剤濃度の定電位電
解法による自動濃度測定装置に関する。

酸化剤や還元剤の濃度測定法として定電位電解法が知ら
れているが、従来一般に採用されている定電位電解法で
は被検液が変わるたびにその濃度と電流値との関係を表
わす検量線の作成や温度補正を行なう必要があシ、また
同一の被検液であってもこの関係が経時的に変化するの
で測定精度の信頼性を保証するためには測定の都度この
検量線を作成する必要がある等の理由から、工程管理用
の濃度検出手段としては不都合な点が多かった。

本発明は上記のごとき定電位電解法における濃度測定上
の問題を解消し、工程管理用として実用性の高い定電位
電解法による自動濃度測定装置を提供することを目的と
するものである。

本発明の構成を第１図に基づいて説明する。

測定容器（９）内に所定量の稀釈液を収容し、電解電流
検出器（２３）から出力される該稀釈液の電流値を読み
取シ記憶手段（２４）で記憶する。

電磁弁切替制御手段（２６）によシ標準液または被検液
が循環管路の一部を構成する計量管（１８）内を通過し
ながら系外に排出される。

所定時間経過すると電磁弁切替制御手段（２６）によシ
標準液または被検液の送給が断たれるとともに、ポンプ
駆動制御手段（２７）によシボンプ（Ｊ５）が駆動し、
計量管（１８）内に充滴しだ標準液または被検液は循環
管路と測定容器（９）内を循環する。

所定時間経過するとポンプ駆動制御手段（２７）によシ
ポンプ（１５）の駆動を停止し、電解電流検出器（２３
）から出力される標準液または被検液を添加した稀釈液
の電流値を読み取り記憶手段（２４）で記憶する。

電磁弁切替制御手段（２６）によシ、被検液または標準
液が循環管路の一部を構成する計量管（１８）内を通過
しながら系外に排出される。

所定時間経過すると電磁弁切替制御手段（２６）によシ
被検液または標準液の送給が断たれるとともに、ポンプ
駆動制御手段（２７）によシポンプ（１５）が駆動し、
計量管（１８）内に充満した被検液または標準液は循環
管路と測定容器（９）内を循環する。

所定時間経過するとポンプ駆動制御手段（２７）によシ
ポンプ（１５）の駆動を停止し、電解電流検出器（２３
）から出力される標準液および被検液を添加した稀釈液
の電流値を読み取り記憶手段（２４）で記憶する。

標準液の設定濃度および記憶手段（２４）で記憶されて
いる各電流値を読み込み演算手段（２５）によシ所定の
演算式に従って被検液の濃度を算出している。

以下、実施例に基づいて詳しく説明する。

実施例 第１図および第２図において、（１）は通常の定電位電
解法に使用される緩衝剤濃厚溶液Ａ（以下１．稀釈原液
と云う）を貯留する原液タンク、（５）は所定量の稀釈
原液Ａを採取する計量器である。即ち、原液タンク（１
）内の稀釈原液Ａは管路（３）、Ｅ方口電磁弁（２）、
管路（４）を介して計量器（５）内に圧送され、所定量
の稀釈原液Ａが入ると液面スイッチ（３４）が作動し、
電磁弁切替制御手段（２６）は該作動信号を受けて電磁
弁（２）への通電を切断する信号を出力し、計量器（５
）内の稀釈原液Ａは管路（４）、Ｅ方口電磁弁（２）、
管路（６）を介して測定容器（９）内に流入する。

（８）は稀釈水Ｂを測定容器（９）内に送給する管路で
、測定容器（９）内が所定量の稀釈液で満たされると液
面検出器（２９）からの信号によシ供給弁（７）が閉じ
稀釈水Ｂの送給が停止する。

（２８）は測定容器（９）内の液を攪拌するた　′めの
スターラーである。

ポンプ駆動制御手段（２７）は前記液面検出器（２９）
からの信号を受けてポンプ（１５）に駆動信号を出力し
、この結果、測定容器（９）内の液が管路（１６）、計
量管（１８）、管路（１９）で構成される循環管路内を
循環する。

（１３）は管路（１６）と計量管（１８）とを接続する
Ｅ方口電磁弁である。

また（１７）は計量管（１８）と管路（１９）とを接続
するＥ方口電磁弁である。

ポンプ駆動制御手段（２７）からのポンプ（１５）の駆
動開始信号を受けてタイマー（３ｏ）が作動を開始し、
所定時間が経過するとタイマー（３０）からの信号を受
けてポンプ駆動制御手段（２７）はポンプ（１５）に駆
動停止信号を出力し、液の循環が停止される。

液の循環が停止した後、タイマー（３０）からの信号を
受けて電解電流検出器（２３）が検出した稀釈液、の電
流値を記憶手段（２４）で記憶する。

なお、この実施例では電解電流検出器（２３）は参照電
極と対極とを同一電極とし、これと作用電極とを用いる
変形定電位電解法によっているが、参照電極と対極とを
個別に設ける通常の定電位電解法によってもよい。

次に、タイマー（３０）からの信号を受けて電磁弁切替
制御手段（２６）は、二方口電磁弁（１３，１７）およ
び液止弁（２０）への通電信号を出力し、電磁弁（１３
，１７）の各常閉ボー）ＮＣが開、常開ボートＮｏが閉
となシ、液止弁（２０）が開となる。また、この実施例
のごとく標準液供給管路（］２）が二方口電磁弁（１１
）の常開ボートＮ　ｏに接続されている場合は、管路（
１２，１４）、計量管（１８）、管路（２１）が導通し
、タンク（１０）に貯留された標準液Ｃが該管路を経て
管路（２１）から糸外に排出される。

所定時間、即ち計量管（１８）内の稀釈液が標準液に完
全に置換されるに充分な時間が経過すると、タイマー（
３０）からの信号を受けて電磁弁切替制御手段（２６）
は二方口電磁弁（１３、］７）および液止弁（２０）へ
のｍ電音切断する信号を出力し、電磁弁（１３、］７）
の各常閉ボートＮｃが閉、常開ボー）Ｎｏが開となり、
液止弁（２０）が閉となる。また同様タイマー（３０）
からの信号を受けて、ポンプ駆動制御手段（２７）はポ
ンプ（１５）を駆動させる信号を出力する。

この結果、計量管（１８）内に充満された標準液Ｃは前
記管路（１６，１９）、計量管（］８）で管 構成される循号←内を循環しながら稀釈液中に採取され
る。

所定時間経過するとタイマー（３０）からの信号を受け
て、ポンプ駆動制御手段（２７）はポンプ（１５）の停
止信号を出力し液の循環を停止させるとともに電解電流
検出器（２３）から出力される電流値を記憶手段（２４
）で記憶する。

次にタイマー（３０”）からの信号を受けて電磁弁切替
制御手段（２６）は二方口電磁弁（１１，１３，１７）
および液止弁（２０）への通電信号を出力し、電磁弁（
１１，１３，１７）の各常閉ボートＮ　ｃを開、常開ボ
ートＮＯを閉、また液止弁（２０）を開にする。

この結果この実施例では電磁弁（１１）の常閉ボートＮ
ｃに接続されている被検液りの供給管路（２２）と管路
（Ｊ４）とが導通し、被検液りは管路（２２，１４）、
計量管（１８）、管路（２１）を経て系外に排出される
。

所定時間、即ち計量管（Ｊ８）内の液が被検液に完全に
置換されるに充分な時間が経過すると、タイマー（３０
）からの信号を受けて電磁弁切替制御手段（２６）は二
方口電磁弁（１３，１３，１７）および液止弁（２０）
への通電を切断する信号を出力する。即ち、電磁弁（１
１，１３，１７）の各常閉ボー）Ｎｃは閉、常開ボー）
　Ｎ　ｏは開となり、液止弁（２０）は閉となる。また
同様タイマー（３０）からの信号を受けて、ポンプ駆動
制御手段（２７）はポンプ（１５）を駆動させる信号を
発生踵計量管（１８）内に充満した被検液Ｄｉ標準液Ｃ
を採取した稀釈液中に採取する。

所定時間が経過すると前記と同様な手順で液の循環を停
止させた後、電解電流検出器（２３）から出力される電
流値を記憶手段（２４）で記憶する。

なお、この実施例における二方口電磁弁（１３）を四方
口電磁弁とし、該電磁弁に直接標準液供給管路（１２）
および被検液供給管路（２２）を接続し、該電磁弁の開
閉を制御することにより標準液、被検液の送給順序全制
御してもよい。この場合は二方口電磁弁（］１）、管路
（１４）は不要である。

また液止弁（２ｏ）は電磁弁切替制御手段（２６）によ
り液の循環流路（測定容器（９）−管路（１６）−計量
管（１８）−管路（］９）−測定容器（９））が形成さ
れる直前に閉鎖するように制御することにより計量誤差
を減少せしめる効果があるので、実施例に示すごとく管
路（２１）中に配設しておくことが好ましい。

なお稀釈原液の供給手段、稀釈液の調整手段については
、この実施例に限定されない。

（２５）は演算手段で、前記記憶手段（２４）で記憶さ
れている各電流値および標準液Ｃの設定濃度を読み込み
被検液りの濃度を次式によシ算出する。

（１）この実施例のように稀釈液中に被検液より先に標
準液を添加する場合： ■被検液と同質の標準液を用いる場合：但し、Ｎｉ　　
ｉ被検液濃度 Ｎｏ　；標準液設定濃度 Ｘ（）ｉ稀釈液の電流値 ｘｌ　；標準液添加後の稀釈液の 電流値 Ｘ２　　ｉ標準液および被検液添加後の稀釈液の電流値 ■被検液と酸化還元反応を生じる標準液を用いる場合 （２）稀釈液中に標準液より先に被検液を添加する場合
： ■被検液と同質の標準液を用いる場合 但し、ｘ′１；被検液添加後の稀釈液の電流値 Ｘ′２：被検液および標準液添加後の 稀釈液の電流値 ■被検液と酸化還元反応を生じる標準液を用いる場合 なお、この添加順序および標準液は被検液の化学的性質
によシ適宜決定すればよいが、被検液が化学的に不安定
であるような場合は前記（１）■を採用することによシ
測定精度を向上することができる。

」二記演算手段（２５）により算出された被検液濃度は
表示手段（３１）で表示される。

前記による測定動作を行なった後、排出弁（３する。

なお、被検液のサンプリングタイムを設定しておけば上
記測定が繰シ返し実行される。

第３図は前記測定動作を示すフローチャート、第４図は
ブロック図である。

表−１はこの実施例による装置で、前記（１）■による
添加方法を用いたときの実験結果を示すものである。

測定条件： 定電位電解電流検出器（２３） 使用電極、ｐｃ　　−ｈｙ７ｈｙｃｚ 印加電圧、０．３Ｖ 計量管（１８） テフロンチューブ（内径：２ｕｔｍ、内容量口〇、　５
−’） 使用稀釈液 組成；酢酸緩衝液Ｑ、１ｍｏｌ 塩化ナトリウムＯ１ｍｏｌ 容量；１５０ｒｎｌ。

使用標準液Ｃ 組成；ヨウ素溶液１．ＯＮ 添加量；Ｑ、５ｍＪ 被検液り 組成；濃度の異なる４種類の亜硫酸すｌ・リウム溶液 添加量±〇、５− 表−１ 但し、実測ａ度とは滴定による手分析で求めた値である
。

表−２はこの実施例による装置で、前記（２）■による
添加方法を用いたときの実験結果を示すものである。

測定条件： 定電位電解電流検出器（２３） 使用電極；　Ｐｔ　　−ｋｇ／Ａ９Ｃ１印加電圧；０６
Ｖ 計量管（１８） テフロン製チューブ（内ＢＩ３騎、 内容量：０５ｒｎｌ） 使用稀釈液 組成；酢酸緩衝液Ｑ、］ｍｏｌ 塩化ナトリウム（ｌｌｍｏｌ 容ｊｔ；１５０ｍ１ 使用標準液Ｃ 組成；過酸化水素溶液０．５　ｍｏ＋ 添加量；Ｏ，５ｒｎｌ 被検液り 組成、濃度の異なる４種類の過酸化水素溶液 添加量；０５− 表−２ 但し、実測濃度とは滴定による手分析で求めた値である
。

本発明によれば、被検液の性質に応じて標準液および添
加順序、印加電圧を選択するのみで、検量線を作成する
ことなく、また温度等の変化にかかわらず被検液の濃度
を精度よく自動的に測定することができ、またプロセス
用自動滴定装置に比して兼価であｐ、またその耐久性に
も優れており、さらに測定間隔の短縮化が可能になる等
の利点があるので、工程管理用の濃度測定装置としてま
ことに好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図および第４図は本発明装置の作動を示す
フローチャート、第２図は本発明装置の概要図である。 Ａ　稀釈原液、　　　　　　Ｂ　稀釈水、Ｃ標準液、　
　　　　　　Ｄ　被検液、（９）測定容器、　　　　　
　　０υ　標準液・被検液０２　　標準液供給管路、　
　　　　供給切替用電磁弁、０３　　液循環用電磁弁、
　　　　α■　液循環用ポンプ、α７１　　液循環用電
磁弁、　　　０８）計量管、（イ）被検液供給管路、　
　　（イ）電解電流検出器、全それぞれ示す。 なお第１図中、太線は液流路を示す。 第１図 第２図 Δ 第３図 第３１鯖ぎ（２） ■ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送給される稀釈液、標準液、被検液を順次収容する
   測定容器（９）と、定電位電解法による電解電流検出器
   （２３）と、液循環用ポンプ（１５）および２個の液循
   環用電磁弁（１３，１７）ならびに該電磁弁間に配設さ
   れた計量管（１８）を備えて管路が構成され、該管路の
   両端がそれぞれ上記測定容器に接続する循環管路（１６
   −１８−１を介して標準液供給管路（１２）および被検
   液供給管路（２２）に接続する送液管路（１４−１２・
   ２２）と、一端が他方の上記液循環用電磁弁（１７）に
   接続する排出管路（２１）と、上記液循環用電磁弁（］
   ３．１７）および上記標準液・被検液供給切替用電磁弁
   （１１）への通電信号を予め設定された順序および時間
   に従って発生する電磁弁切替制御手段と、上記液循環用
   ポンプ（１５）への駆動及び停止信号を予め設定された
   時間に従って発生するポンプ駆動制御手段と、上記電解
   室を算出する濃度演算手段とを備えたことを特徴とする
   濃度測定装置。 ２　酸化剤または還元剤用濃度測定装置である第１項記
   載の濃度測定装置。 ３一方の液循環用電磁弁（１３）を四方口電磁弁とし、
   該四方口電磁弁に直接標準液供給管路および被検液供給
   管路を接続した第１項記載の濃度測定装置。 ４、排出管路に電磁弁を配設し、該電磁弁の開閉を制御
   するようにした第１項記載の濃度測定装置。