JPS5942693Y2 - 残留塩素計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は被検液内に挿入するセンサの一部に次亜塩素
酸を透過する隔膜を持ち、その被検液の次亜塩素酸濃度
を測定する残留塩素計に関する。

飲料水を滅菌するために塩素が用いられている。

この滅菌の程度は次亜塩素酸ＨＯＣｔ、 クロラミン
ＮＨ２ＣＩ ％ 次亜塩素酸イオンＤＣＩ−のような結
合或いは遊離塩素の濃度に関係する。

従って塩素滅菌を行なう場合にはこれ等各成分の濃度及
びその和を知る必要がある。

ところで隔膜電池式センサを用いる隔膜式の残留塩素計
は試薬を用いることなく、かつ被検液をサンプルするこ
となく、その被検液をセンサを投入して連続的に測定で
きる。

しかしこの残留塩素計は次亜塩素酸及びクロラミンの繊
度の和しか測定できなかった。

この考案の目的は次亜塩素酸イオンの繊度をも測定でき
る隔膜式残留塩素計を提供することにある。

先ず従来の隔膜式残留塩素計を第１図について説明する
。

センサ１１はその容器の一部この例においては端面とし
て隔膜１２が形成されており、隔膜には次亜塩素酸及び
クロラミンを透過するものである。

この隔膜１２としては径が０．１〜０．３μｍの透過孔
が形成された多孔性テフロン（登録商標名）が使用され
る。

センサ１１の容器内には電解液１３が封入されている。

又この容器内にはアノード１４及びカソード１５が収容
され、これ等電極はケーブル１６を通じて変換器１７内
の演算増幅器１８に接続される。

センサ１１の容器内には隔膜１２の透過係性の温度特性
を補償するための負温度％性感温抵抗素子１９が配され
ておシ、その感温抵抗素子１９／ｌ′ｉ変換器１１内の
演算増幅器１８の帰還抵抗の一部に接続されている。

このセンサとして隔膜電池式のものを使用した残留塩素
計は試薬を投入する必要がなく、連続的に測定できる。

しかしその測定出力は被検液の次亜塩素酸ＨＯＣＩ及び
クロラ□ンＮＨ２Ｃｌの各濃度の和を示すが、次亜塩素
酸イオン０Ｃ１−は検出することができない。

この考案は従来の隔膜電池式センサを用いた残留塩素計
にｐＨを測定する手段と温度を測定する手段とを付加し
て次亜塩素酸イオンをも測定できるようにした残留塩素
計を提供するものである。

被検液のｐＨを４．５士０．３に調整した時の第１図の
変換器１１の出力を１００％とし被検液のｐＨを変化さ
せると同一の次亜塩素酸濃度でも変換器１７の出力は第
２図のように変化する。

即ちｐＨ４〜ｐＨ５の状態ではＨＯＣＩＬ：か存在しな
いが、ｐＨが大になるに従ってＨＯＣｌがＯＣＩ −解
離し、ｐＨがｚ５付近では変換器１７の出力は５０％近
くなシ、半分が０ＣＩ−に解離し、ｐＨが９以上では次
亜塩素酸はほとんど全部次亜塩素酸イオンに解離してし
１う。

こ＼で被検液はクロラミンを含んでないものとしている
。

しかしクロラミンを含んでいる場合においてもこの次亜
塩素酸濃度と次亜塩素酸イオン濃度との関係は同様にな
る。

一般に次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンとの存在は次の式
で示される。

〔〕は各成分の濃度、ＫＣＴ）ＩＩｉ解離定数であって
温度Ｔに関係し、−１ｏｇＫ中５０９７ ／ Ｔ −９
２，７’ｉ十３３．６３１ｏｇ（１）である。

一方水素イオン濃度〔Ｈ＋〕とｐＨとの関係はｐＨ＝−
踵［Ｈ” 〕（２） である。

従来の第１図に示した残留塩素計９出力はその隔膜１２
の透過係数の温度％性を補償すれば、クロラミンなど他
の結合塩素が存在しない場合は次亜塩素酸の濃度に比例
する。

従って被検液の次亜塩素酸濃度と、ｐＨと、温度とを測
定すれば次亜塩素酸イオンを演算して測定することがで
きる。

この式は上紙１）及び（２）式から次の通うになる。

ｌｏｇ ［ＯＣＩ −） ＝ ｌｏｇＫ（’Ｉ’）＋
１ｏｇ［ＨＯＣＩ ）＋ｐＨ（３） 又は、 ［ＯＣＩ −，１＝Ｋ（７５Ｘ （ＨＯＣＩ ）Ｘ １
０ ｐＨ（４） 次塩素酸濃度、ｐＨ及び温度を測定するセンサとしては
例えば第３図に示すようにセンサ容器１１として円筒状
のものを使用し、その軸心位置にｐＨ測定用センサ２１
が容器１１の一端より外部に突出して設けられる。

このｐＨ用センサ２１の突出端にはガラス電極２２が突
出しており、ガラス電極２１の端部の近くに比較電極用
液絡部２３が設けられている。

この突出したガラス電極２２を保護するため容器１１の
端部に筒状ケース２４が取付けられている。

容器１１の側壁の一部は次亜塩素酸を透過する隔膜１２
によう構成され、その内面に例えば金のカソード１５が
配される。

容器１１内に例えば銀のアノード１４が配されている。

容器１１内には例えば０．１ｍｏｌの塩化カリと約ｐＨ
７のリン酸塩ｐＨ緩衝液とよりなる電解液１３が封入さ
れている。

隔膜１２に対する透過係数の温度補償用に負温度係数の
感は抵抗素子１９がその近くに設けられる。

更に容器１１の一部に温度測定用感温抵抗素子２５が取
付けられている。

これ等アノード１４、カソード１５、感温抵抗素子１９
．２５の各リード線は一つのケーブル１６として容器１
１の他端より外部に導出される。

第３図に示した各測定出力は例えば第４図に示す構成に
よう（３）式に基いた演算が行なわれる。

即ちアノード１４及びカソード１５間の電圧が演算増幅
器１８により適当な規格化された値とされると共に感温
抵抗素子１９により温度補償されて次亜塩素酸濃度を示
す出力として端子２７に供給されると共に対数変換器２
８によう対数が摩られる。

その対数が取られた出力は加算器２９に供給される。

ｐＨ用センサ２１の出力は演算増幅器３１により規格化
された出力とされ、割算回路３２に供給される。

温度測定用感温抵抗素子２５の抵抗値は抵抗温度変換器
３３により温度出力に変換され、その一部は割算回路３
２に供給されて演算増幅器３１の出力を割算してｐＨ用
センサのガラス電極超電力の温度補償を行ない、その出
力は加算器２９に供給される。

又抵抗温度変換器３３の出力は解離定数変換器３４に供
給され、Ｋ（１）が演算され、その出力は対数変換器３
５によシ数に変換されて加算器２９に供給される。

加算器２９の出カバ３）式を演算した結果を示し、これ
は指数変換器３６によりそのｌｏｇ６’解かれて端子３
１に次亜塩素酸イオン濃度が得られる。

必要に応じて端子２７．３７の各出力は加算回路３８で
加算されて全遊離塩素出力が端子３９に出力される。

尚対数変換器２Ｂ、３５、割算回路３２、加算器２９、
指数変換器３６、加算回路３８における演算は例えばデ
ジタルコンピュータを用いて計算することができる。

（４）式の計算を行う演算回路も容易に構成することが
できる。

被検液に挿入するセンサとしては第５図に示すように容
器４２内においてその底板を支持板４１として用い、支
持板４１に第１図に示した隔膜電池式のセンサ１１を容
器４２の内外に突出して設け、更に同様に支持板４１に
ｐＨ用センサ２１及び感温抵抗素子２５を内外に突出し
て保持することもできる。

以上の説明より、この考案の残留塩素計によれば、例え
ば飲料水のようにクロラミンＮＨ２Ｃｌが含１れないか
或いは極〈微量の場合に、第３図又は第５図に示したセ
ンサを用いて次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンを同時に
連続的に測定することができる。

飲料水においてはクロラミンを金管ないが、そのｐＨは
通常５．８〜８．６程度であって第２図について説明し
たようにｐＨにより次亜塩素酸の解離度が大きく影響す
るため、第１図に示した従来の残留塩素計により次亜塩
素酸濃度のみを測定しても、これより次亜塩素酸イオン
を推定することはできない。

その出力により従って滅菌の程度も知ることができない
。

しかし、この考案の残留塩素計によれば次亜塩素酸及び
次亜塩素酸イオンを測定することができる。

尚、被検液に次亜塩素酸のみならずクロラミンを含んで
いる場合は次亜塩素酸濃度とクロラミン濃度との合成し
た出力が変換器１７の出力に得られる。

次亜塩素酸濃度と次亜塩素酸イオン濃度との関係は０）
式に示した通りであるため、変換器１７の出力より次亜
塩素酸濃度とクロラミン濃度とを分離することによって
次亜塩素酸イオンを測定することができる。

そのためには例えばアノード１４及びカソード１５間の
電正を変化させて変換器１１の出力の二つの値を求め、
これ等二つの値より次亜塩素酸濃度とクロラミン濃度と
を演算し、このようにして演算された次亜塩素酸濃度に
ついて（３）式を演算すれば次亜塩素酸イオンを測定す
ることができる。

感温抵抗素子を１個用いて温度測定、隔膜の透過係数の
温度補償及びｐＨ用センサの温度補償に兼用してもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の残留塩素計を示す原理図、第２図はｐＨ
と残留塩素計出力との関係を示す曲線図、第３図はこの
考案による残留塩素計のセンサ部分の一例を示す断面図
、第４図はこの考案による残留塩素計の演算部の−９１
１を示すブロック図、第５図はセンサ部の他の例を示す
路線的断面図である。 １１．４２：容器、１２：隔膜、１３：電解液、１４ニ
アノード、１５：カソード、２１：ｐＨ用センサ、２５
：感温抵抗素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電解液が封入され、一部に次亜塩素酸を透過する隔膜を
   持ち、内部にアノード及びカソードが収容されたセンサ
   を被検液に入れてその被検液の次亜塩素酸濃度を測定す
   る手段と、上記被検液のｐＨを測定する手段と、上記被
   検液の温度を測定する手段と、上記沖１定された次亜塩
   素酸濃度、ｐＨ及び温度よう上記被検液中の次亜塩素酸
   イオンを演算する手段とを具備する残留塩素計。