JPS61226634A - 液体中の水分測定装置 - Google Patents

液体中の水分測定装置

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JPS61226634A
JPS61226634A JP6741285A JP6741285A JPS61226634A JP S61226634 A JPS61226634 A JP S61226634A JP 6741285 A JP6741285 A JP 6741285A JP 6741285 A JP6741285 A JP 6741285A JP S61226634 A JPS61226634 A JP S61226634A
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moisture
vaporization chamber
carrier gas
valves
flow path
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Shotaro Oka
正太郎 岡
Junya Kobayashi
潤也 小林
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/02Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
    • G01N5/025Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content for determining moisture content

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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、液体中の水分測定装置に関する。
さらに詳しくは、石油製品、有機溶媒、冷媒等の各種液
状物中の水分量を簡便に測定でき、ことに微量水分につ
いての再現性の優れた定量分析が行なえる水分測定装置
に関する。
(ロ)従来技術 従来から石油や有機媒体中の水分量を定量する方法とし
てカールフィッシャー法やガスクロマトグラフ法などが
知られている。しかしながらこれらの方法はい゛ずれも
分析に長時間を要し、ことに最も信頼性のあるとされて
いるカールフィッシャー法では滴定操作を必要とするた
め複雑な滴定試薬を消費し、分析に少なくとも30分以
上の時間を要し、さらに分析者に熟練を必要とするとい
う問題点がある。
この点に関し、操作上堰も簡便な方法としては、液体試
料を加熱して気化させた後、この気化試料をいわゆるガ
ス用の水分センサ、すなわちガス中の水分の吸着、吸収
による抵抗、電気容量、重量等の物理的変化を電気的に
検知するセンサに接触させ、この出力に基づいて液体試
料中の水分濃度や量を決定する方法が考えられる。そし
てより具体的には、ガスクロマトグラフィ等で公知の気
化器を転用して液体試料を実質的に水分を含まないキャ
リアガスの流動下で加熱気化させ、水分センサを内蔵し
た水分測定セル内に移送して測定を行なう方法が考えら
れる。
しかしながら、かかるガスクロマトグラフィでの気化及
び移送システムをそのまま用いて水分測定セルに管路接
続した場合、試料注入量、キャリアガス流山、気化温度
等の条件を一定にして行なっても再現性の良好な測定結
果を得ることは困難であり、ことに注入操作のわずかな
異なりにより測定値に大きなバラツキを生じ、例えば、
10p以下の微量水分の定量は側底実用に耐えないとさ
れている。
(ハ)発明の目的 この発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、液体試料の気化システムと水分測定セルとの組合せ
からなり、微量水分の定量用としての充分な実用性を有
し加えて再現性の良好な水分測定装置を提供しようとす
るものである。
(ニ)発明の構成 かくしてこの発明によれば、実質的に水分を含まないキ
ャリアガスの供給機構と、加熱手段及び液体試料注入部
を備え液体試料を気化しろる気化室と、水分センサを内
蔵した水分測定セルとをこの順に管路接続してフロー流
路を構成すると共に、気化時に上記気化室を閉鎖しうる
一対の開閉弁を気化室を挾んで管路に設け、さらに気化
室の閉鎖時にキャリアガスを上記水分測定セル内に導入
しうる切換流路を付設したことを特徴とする液体中の水
分測定装置が提供される。
この発明の最も大きな特徴は、気化室の前後に開閉弁を
設け、気化時にこれらを閉状態にすることにより気化工
程のみを独立して行ないつるように構成し、さらにこれ
らの開閉弁の閉状態時にキャリアガスの流れが一時的に
停止することによる水分センサへの悪影響を避けるため
、キャリアガスの切換流路を付設した点にある。かかる
特徴により、液体試料の気化をキャリアガスの非流動下
で安定して行なうことができ、注入操作による気化試料
の管内分布ムラを実質的に生じることなく均一な気化試
料を気化室内に生成させることができる。従って、気化
が終了した時点で両開閉弁を開状態にしてキャリアガス
を導入することにより、上記気化試料が水分測定セル内
に移送されて再現性が改善された水分の測定を行なうこ
とができ、しかも水分測定セル内には常にキャリアガス
が供給されている状態に保ちうるため上記開閉弁の開閉
による水分センサへの悪影響も生じることはない。
この発明に用いる気化室としては、ガスクロマトグラフ
ィなどの気化器で用いられる気化室を使用することがで
きるが、チューブ状の気化室を用いるのが好ましい。す
なわち、ガスクロマトグラフィ等の分析機器で知られた
気化室の形状は通常、筒状であり、ことにの内径と長さ
との比が1/1゜程度で容量が20〜600 i1程度
のものが多く用いられている。かかる筒状の気化室を用
いた場合には、気化室内の気化試料をキャリアガスの導
入により置換して移送するまでに時間がかかり水分セン
サでの検知ピークのテーリングが大きくなる不都合が生
じ、さらにキャリアガスによる置換ムラが生じる慣れが
ある。この点に関し、気化室をチューブ状にするとかか
る問題点が改善され、ことにガスクロマトグラフィー等
の分野での分離カラム用として使用されるいわゆるキャ
ピラリーチューブを用いることにより、上記問題点を生
じることなく高精度・高感度測定ができることも見出さ
れた。
この際のキャピラリーチューブとしては、ガラスキャピ
ラリーチューブ、石英キャピラリーチューブ、金属キャ
ピラリーチューブ等のいずれを用いることができる。金
属キャピラリーチューブの場合は、耐腐蝕性や機械的耐
久性の点でステンレスキャピラリーチューブを選択する
のがより好ましい。さらに、その内径/長さを1/ (
100以上)となるように設定して気化室とするのが望
ましく、通常1/ 100〜1/1000とするのがよ
り望ましい。
上記気化室は、対象にもよるが、実用上気化時に全体を
200℃以上の温度に昇温できるように設定するのが最
も適しており、これらは電熱器、赤外線ヒータなどの加
熱手段を付設することにより行なわれる。また、気化室
には液体試料注入部が設けられるが、これは各種セプタ
ムを介してシリンジで注入しうる公知の構造を適用して
構成するばよい。なお、キャピラリーチューブを用いる
場合には、該チューブの導入端附近に液体試料が注入さ
れるよう構成するのが好ましい。
この発明におけるキャリアガスの切換流路は独立して気
化室以降のフロー流路に切換可能に接続構成されるもの
であってもよいが、通常、前記開閉弁をいわゆる三方弁
で構成し、この間に気化室のバイパス流路として働く管
路を接続することによりキャリアガスの切換流路を設定
するのが装置構成上好ましい。
なお、気化室での気化(通常、0.5〜1分で充分に行
なわれる)の後Rr’ll弁をフロー流路に対して開放
する際に、両開閉弁の開放は同時に行なうか又は水分測
定セル側を先に開放しキャリアガスを導入側を後に開放
するのが気化試料の逆流が防止されより安定に気化試料
を移送できる点から好ましい。
(ホ)実施例 第1図に示す(1)は、この発明の水分測定HMを例示
する構成説明図である。図において装置(1)は、窒素
ガスボンベ(21)及び乾燥3弼からなるキャリアガス
供給機構(2と、電熱器からなる加熱手段口及びシリコ
ンセプタムからなる液体試料注入口(31)を備えた気
化室(3)と、圧電素子からなる水分センサ(41)を
内蔵する水分測定セル(41とを菅1(5A)(5B)
で順に接続してフロー流路(5)を構成してなる。気化
室(3)の前後の管路(5A)(5B)には電磁弁から
なる一対の三方弁(6A)(6B>が設けられ、各三方
弁の一対のボートは気化室側の流路(気化器流路:5′
 )の開閉用に用いられ、池の一対のボートは、バイパ
ス流路(刀の開閉に用いられる。
かかる構成の装置1(1)において、まずキャリアガス
となる窒素ガスを乾燥器弼を介して乾熾しつつ気化室(
3)及びセル(4)を介しドレインまで流しておく。こ
の際、三方弁(6A)(6B)は気化器流路面に対して
開状態に設定し、この場合の水分センサ(41)の信号
を記録する記録計(42)での出力の表示はベースライ
ンとなる。次いで三方弁(6A)(6B)を気化器流路
■に対して閉状態となしバイパス流路(刀に対して開状
態となるように切換えた後、シリンジ(3)により液体
試料を注入口(至)を介して気化室(3)内に注入する
。この状態で加熱手段口を用いて昇温させである気化!
(3)内で試料の気化が行なわれる。この間、セル(4
)へのキャリアガスへの供給状態は変わらないため、記
録計(42)でのベースラインの変動は生じない。気化
が充分に行なわれた後(通常0.5〜2分)、三方弁(
6B)を気化器流路a側に切換え、同時又は10秒以内
に三方弁(6A)を気化器流路S側に切換えることによ
り、キャリアガスは再び気化室3)及びセル(4)を介
してドレインに移送され気化室(3)内で滞留した気化
試料がセル(4)に導入され、この気化試料中の水分濃
度に対応する出力信号がピーク状に記録計(42)に記
録されることとなる。
なお、これらの動作はマイクロコンピュータで自動制御
しても何らさしつかえはない。
第2図及び第3゛図にそれぞれ気化室(3)としてキャ
ピラリーチューブ(3A)を用いた場合及びガスクロマ
トグラフ用気化室(3B)を用いた場合の例を示し、ざ
らにこれらの気化室を用いて実際に得られた水分センサ
(41)の出力信号の時間的変化を第4図に示した。な
お、キャピラリーチューブ(3A)としては内径3M長
さ2mのコイル状のステンレス製キャピラリーチューブ
を用い、ガスクロマトグラフ用気化室(3B)としては
、内径10m、長さ100mの筒状のステンレス製容器
を用いた。また窒素ガス流量は200if/分とし、試
験試料は水(注入量14)を用い、気化室の加熱は20
0℃で1分間行ない、1回の測定に要する操作時間は約
4分であった。また、水分センサ(41)としては、発
振周波数9M Hzの圧電素子板に特開昭59−242
34号公報に開示した方法によって、プラズマ重合ポリ
スチレン護をベースとしスルボーネート基が導入された
厚み約0.7μmの感湿膜を備えた直径14mmの圧電
式湿度センサを対照センサ(図示せず)と共に用いた。
第4図における(A)は、キャピラリーチューブ(3A
)を気化室として用いてくり返し測定した場合の水分セ
ンサの出力を、(C)はガスクロマトグラフ用気化室(
3B)を用いた場合の同様な出力を示すものである。こ
のように、いずれにおいても良好な感度が得られている
が、再現性に劣る(C)に比べてキャピラリーチューブ
を用いた場合には、再現性が極めて優れておりかつ第5
図に示すごとくピークのテーリングも少なく理想的な測
定を行なうことができることが判る。
なお、第4図(B)は三方弁(5A)(5B)を除いて
気化をキャリアガス流動下で連続的に行なう以外、上記
と同様にキャピラリーチューブを用いて測定を行なった
場合の結果を示すもので、再現性が悪(感度も低くなっ
ていることが判る。
また、第4図(D)はバイパス流路を設けない以外、上
記(A)と同じ条件で測定した結果を示すもので測定値
に全く再現性が認められないことが判る。なお、第6図
は実際のベンゼン中の水分(0,08%)の測定結果で
ある。
(ハ)発明の効果 以上述べたごとくこの発明の水分測定装置によれば、液
体試料中の水分の定量を短時間で簡便に行なうことがで
き、ことに各種石油製品、有機溶媒、有機熱媒等の液体
試料中の微量水分の測定を簡便に行なうことができる。
そして得られた定量値の再現性も良好でことに気化室と
してキャピラリーチューブを用いた際には高精度・高感
度測定を行なうことができ、従来の操作が煩雑なカール
フィッシャ一方法との代替が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の液体中の水分測定装置の一実施例
を示す構成説明図、第2図及び第3図は、この発明の水
分測定装置の要部をそれぞれ例示する構成説明図、第4
図は、この発明の水分測定装置により得られる水分セン
サのくり返し出力(A)(C)を比較例(B)、(D)
と共に示すチャート図、第5図は、同じくこの発明の装
置によるピークパターンを例示するグラフ、第6図は、
同じくベンゼン中の微量水分測定に用いた結果を例示す
るグラフである。 (1)・・・・・・水分測定装置、 (2)・・・・・・キャリアガス供給機構、(3)・・
・・・・気化室、  (4)・・・・・・水分測定セル
、(5)・・・・・・フロー流路、  鰐・・・・・・
気化器流路(6A)(6B)・・・・・・三方弁、(刀
・・・・・・バイパス流路、  0υ・・・用液体試料
注入口、田・・・・・・加熱手段、   (41) 町
、、水分センサ、(3A)・・・・・・キャピラリーチ
ューブ、(3B)・・・・・・ガスクロマトグラフ用気
化室。 第 2 面 第4図 (A)([3) (C)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、実質的に水分を含まないキャリアガスの供給機構と
    、加熱手段及び液体試料注入部を備え液体試料を気化し
    うる気化室と、水分センサを内蔵した水分測定セルとを
    この順に管路接続してフロー流路を構成すると共に、気
    化時に上記気化室を閉鎖しうる一対の開閉弁を気化室を
    挾んで管路に設け、さらに気化室の閉鎖時にキャリアガ
    スを上記水分測定セル内に導入しうる切換流路を付設し
    たことを特徴とする液体中の水分測定装置。 2、一対の開閉弁が三方弁からなり、この間に気化室の
    バイパス流路を接続して切換流路を設定したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の水分測定装置。 3、気化室が、キャピラリーチューブからなる特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の水分測定装置。
JP60067412A 1985-03-30 1985-03-30 液体中の水分測定装置 Expired - Lifetime JPH0715435B2 (ja)

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Cited By (3)

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