JPS6267443A

JPS6267443A - 膜式オゾン濃度計

Info

Publication number: JPS6267443A
Application number: JP60208162A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Moriki; 森木　優一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-03-27

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】（発明の技術分野〉本発明は、所定の気体中に含まれるオゾンガス濃度等あ
るいは所定の液体中に溶解する溶存オゾンガス濃度等を
測定する膜式オゾン濃度計に関するものである。

（発明の利用分野〉オゾン濃度計は、気体中のオゾンガス濃度等あるいは液
体中の溶存オゾンガス濃度等を測定するだめの装置であ
り１次に列記する各種オゾン処理等を目的として使用す
るオゾン発生装置の発生オゾンガス濃度等あるいは発生
オゾンガス溶解水（以下、オゾン水と記す）の溶存オゾ
ンガス濃度等の連続測定および自動制御、更にオゾン処
理された気体の残留オゾンガス濃度等あるいはオゾン処
理された液体の残留溶存オゾンガス濃度等の測定訃よび
自動制御に利用されるものである。

次に、オゾンガスあるいはオゾン水を使用したオゾン処
理の応用例を列記する。

（１）上水道原水、下水道、プール水およびビル貯水槽
の殺菌、脱臭および脱色。

（２）　　ビル汚排水槽（ビルピット）の脱臭。

（３）冷蔵庫内および冷凍庫内等の殺菌および脱臭。

（４）　　各種食品工場および食肉工場等における殺菌
、脱臭、脱色および作業雰囲気の改善。

（５）各種水処理プロセス等の改善。

（６）バルプ工場等における脱色および脱臭。

（７）各種農薬および界面活性剤等の分解。

以上の如く、殺菌、脱臭および脱色等を目的としたオゾ
ンガスあるいはオゾン水による酸化殺菌処理あるいは酸
化分解処理等は、各種環境改善対策および水質汚濁防止
対策に対して活用されており、活用せねば成ないのが現
状であシ、それに伴いオゾンガス濃度計の利用分野も広
範囲にわたるものである。

（発明の目的）従来のオゾン濃度計は、紫外線吸収式オゾン濃度計と称
するものであり、２５４ｎｍ近辺の波長を有する紫外線
がオゾンに吸収される特性を利用したものであり、オゾ
ンガス濃度と紫外線光量との関係は、第１式に示すラン
バート・ベールの法則に従うものである。

Ｉ　　　　　　ＩＯＣ＝−１０ｇ−Ｔｉ７−　・・・・・・　（１）ＬＣ：濃度　　Ｅ：吸収係数　　Ｌ：光路長■ｏ：入射光
の光量　　■Ｘ：透過光の光量従って、濃度Ｃは、入射
光の光量ＩＯと透過光の光４ｉＩｘとの比の対数として
現わされる。

紫外線吸収式オゾン濃度計は２次に列記する如く欠点を
有するものである。

（１）　　紫外線発生用光源の小型化が困難である。

（２）　　低濃度」１ｊ定に際して、光路長りを長くす
る必要があり装置が大型化する。

（３）濃度と光量が対数関係にあるため、対数処理用の
演算回路を必要とし、電気回路が高級化する。

（４）　　オゾンガスに接触する個所が多いだめ、耐オ
ゾン材料を多数使用せねばならづ１部品が高級化する。

っ（５）測定が必要な箇所を直接測定することができない
。

（６）被測定液体にオゾンガスの気泡が含まれていると
き、溶存オゾンガスと気泡として含まれるオゾンガスの
吸収係数が異なるため、溶存オゾンガスの測定が困難と
なる。

本発明の膜式オゾン濃度計は、前記の紮り＋神吸収式オ
ゾン濃度計の有する欠点を補うと共に、＠記発明の利用
分野の項で記した事情等により、オゾンの活用が迫られ
ている折りに際し、小型で安価なオゾンガスおよび溶存
オゾンガスの濃度あるいは量等を連続して測定すること
を可能とした。

取り扱いが櫃めて簡単なオゾン濃度計を提供することを
目的とするものである。

（発明の概要〉本発明は、前記した目的を達成するためのものであり、
カソード、アノード、補助電極、電解液。

半透膜および、これらを収納あるいは装着し得る構造を
有するケース等により構成されるところの。

前記カソードとアノード間および前記カソードと補助電
極間に各々所定の直流電圧を印加することにより、前記
半透膜、電解液およびケース構成材料等の内部に残留し
たオゾン分子あるいは各種イオン等による残留電流の影
響をなくシ、オゾン濃度あるいはオゾン量等を前記半透
膜を介して測定することを可能とした。オゾン濃度（あ
るいはオゾン量）〜電流特性曲線を一定の傾を有する直
線で現わすことを特徴とするところの膜式オゾン濃度計
。

〈発明の実施例〉本発明の膜式オゾン濃度計は、前述のようにカソード、
アノード、補助電極、電解液、半透膜およびケース等に
よシ構成され１通常の定電位電解式酸素計と同様な構造
を有するものである。

第１図は２本発明の一実施例に基く原理説明図を示すも
のである。半透膜１は、酸素透過性シリコン半透膜であ
シ、カンード２は、所定の厚さと径とを有するＡｕによ
シ円板状に構成される。アノード３および補助電極４は
、各々所定の外径。

内径および長さを有するＡｇ／ＡｇＣ１によシ円筒状に
構成される。ケース５は、第１図に示す如く内部にアノ
ード３．補助電極４およびカソード２を所定の位置に装
着して電解液６を充満し半透膜１をＯＩＪング８により
固定し得る構造を有する。

電解液６は、０．１モルのＫＣＩ水溶液である。半透膜
１は、カソード２に対して所定の極めて薄い厚さの電解
液６０層７を介してケース５に固定される。ケース５は
、ｐｖｃによシＯリング８は。

パイトン等のフッ素系ゴムにより各々構成される。

カソード２には直流正電圧、アノード３には直流電流計
１０を介して基準電圧（零電位あるいは接地電位）およ
び補助電極４にはスイッチ１２を介して基準電圧が、可
変抵抗器１１により発生直流電圧を可変し得る構造を有
する直流定電圧電源９により、所定の電圧が各々印加さ
れる。

所定の気体中に含まれるオゾンガスあるいは所定の液体
中に溶解する溶存オゾンガスは、半透膜１内を浸透して
透過し１次に電解液６内を拡散する。カソード２では、
下記第２式に示す反応式による反応が進展し、アノード
６では、下記第６式に示す反応式による反応が進展する
。両電極にて進展する反応に従がい１両電極間にオゾン
ガス（Ｏ３）濃度あるいは溶存オゾンガス（０３）８度
に比例した電流が電流計１０に流れる。

０３＋　Ｈ２Ｏ＋　２　ｅ−→０２＋　２０　Ｈ−＝１
２）Ａｇ＋ＣＩ−→　Ａｇｃｔ＋ｅ−・・・（３）第２
図は、第１図に示した本発明の実施例に対して、スイッ
チ１２を開路状態（補助電極４は。

無電圧）にした際の、カソード２に印加する直流電圧に
対するオゾンガス濃度と電極間に流れる電流値との関係
を示したものである。本発明の膜式オゾン濃度計は、第
２図に示すオゾンガス濃度〜電流特性の電極間電圧ｖｌ
がＣ１，２’（Ｖ’ｌｌすなはちカソード２に直流電圧
＋〇、　２　ＣＶ　〕を印加した際の特性を利用したも
のであり、　　Ｖ＋＝　Ｃ１，Ｉ　ＣＶ　〕あるいはＶ
＋＝　０．３　（Ｖ　）における特性に対して下記のよ
うな利点を有するものである。

（１）　　オゾンガス濃度が０（ｐｐｍ：］であると。

電流も０〔μＡ〕である。

（２）オゾンガス濃度が０［：ｐｐｍ〕から高濃度にわ
たり、オゾンガス濃度と電流との関係は。

常に一定の値を有する比例関係にある。

第３図は、第１図に示した本発明の実施例に関して、補
助電極４と直流定電圧電源との接続をスイッチ１２によ
シ開路状態にした際のオゾンガス濃度と電流との関係を
示すものである。電流は被測定気体に含まれるオゾンガ
ス濃度をＯ［ｐｐｍ）からａ［ｐｐｍ）まで徐々に増加
すると、直線ＯＡに対応して０〔μＡ〕からｂ〔μＡ〕
まで徐々に増加する。次にオゾンガス濃度をＯ（ｐｐｍ
）まで徐々に減少させると、直線ＡＣに対応して電流は
Ｃ［μＡ］まで徐々に減少する。電流Ｃ〔μＡ〕は、ケ
ース５等を構成する電気絶縁物質等に浸透されたオゾン
ガス（以下、妨害成分と記す）が長時間にわたり徐々に
抽出され、各電極にて前記第２式および第６式に従がう
反応が進行されることにより発生する電流であシ、残留
電流と称されるものである。この残留電流は１時間の経
過に伴う妨害成分の抽出の減少により、最終的にはＯ〔
μＡ〕に収束するものであるが、極めて長時間にわたり
存在するものである。第１図に示すように、補助電極４
をカソード２に接近させて設けることにより、妨害成分
による電流は、カソード２と補助電極４の間に流れるの
で、カソード２とアノード３の間に流れる残留電流の値
を減少させると共に残留電流の値を０〔μＡ〕に収束さ
せるに要する時間を減少させ得るものである。

補助電極４は、第４図〜第５図の実施例に示すように、
カソード２とアノード６の相対距離に対してカソード２
と補助電極４の相対距離を短かくした位置に設けられる
ものであり１寸法および形状等は、ｆ！々の値および種
々の形態を有し得るものである。

第５図に示す補助電極４は、多数の孔１３を有するセラ
ミック等の絶縁体により構成される円板状をなす基板１
４０片面に、Ａｇを蒸着し表面をＡｇＣ１処理したもの
である。

第１図において、アノード６とカソード２間の印加電圧
に対してアノード３と補助電極４間の印加電圧を高くす
ることにより、残留電流の影響をより大きく抑えること
が可能となる。

第１図、第４図および第５図において半透膜１は、ノリ
コーン系、テフロン系あるいはポリエチレン系等の酸素
透過性高分子膜によシ、カソード２は、Ａｕあるいはｐ
ｔにより、アノード６および補助電極４は、Ａｇあるい
はＡｇ／ＡｇＣ１により、ケース５は、各種セラミック
、塩化ビニール系あるいはポリエチレン系等の耐オゾン
性電気絶縁材料により、０リング８あるいは半透膜装着
具１６は、テフロン系ゴムあるいは各種耐オゾン性絶縁
材料により各々構成される。

（発明の効果〉本発明の膜式オゾン濃度計は２通常の定電位電解式酸素
計と同様な構造を有するものであるが。

下記のような効果を有するものである。

（１）　　カソード２に直流正電圧を印加することによ
シ、酸素ガスあるいは溶存酸素ガスの影響を全く受けず
オゾンガスあるいは溶存オゾンガスを検出することが可
能である。

（２）　　カソード２に＋〇、　２　［Ｖ　：］の直流
正電圧を印加することにより、オゾンガスあるいは溶存
オゾンガスの濃度等と、カソード２とアノード６間に流
れる電流との関係を所定の比例定数を有する正比例にて
現わすことができる。

（リ　補助電極４に所定の直流正電圧を印加することに
より残留電流の影響を減少させると共に残留電流の減衰
を早めることができる。

（４）　　オゾンガスと溶存オゾンガスの検出が可能で
ある。

（５）電気的演算処理等を必要としないため電気回路が
極めて簡単にできコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による原理説明図・第２図は
本発明の一実施例によるオゾン濃度〜電流特性曲線図、
第６図は残留電流を示すオゾン濃度〜電流特性図、およ
び第４図と第５図は本発明の一実施例を示す断面図であ
る。１・・・半透膜　２・・・カソード　６・・・アノード
４・・・補助電極　５・・・ケース　６・・・電解液　
７・・・層８・・・０リング　９・・・定電圧電源　１
ｏ・・・電流計１１・・・可変抵抗器　１２・・・ス・
イッチ　１３・・・孔１４・・・基板

Claims

【特許請求の範囲】１　カソード、アノード、残留電流除去用電極（以下、
補助電極と記す）、電解液、酸素透過性半透膜（以下、
半透膜と記す）および、これらを収納あるいは装着し得
る構造を有するケース等により構成されるところの、前
記カソードとアノード間および前記カソードと補助電極
間に各々所定の直流電圧を印加することにより、前記半
透膜、電解液およびケース構成材料等の内部に残留した
オゾン分子あるいは各種イオン等による残留電流の影響
を無くし、オゾン濃度あるいはオゾン量等を前記半透膜
を介して測定することを可能とした、オゾン濃度（ある
いはオゾン量）〜電流特性曲線を一定の傾を有する直線
で現わすことを特徴とするところの膜式オゾン濃度計。２　特許請求の範囲第１項において、所定の気体中に含
まれるオゾンガス濃度あるいはオゾンガス量等を測定す
ることを可能とした膜式オゾン濃度計。３　特許請求の範囲第１項において、所定の液体中に溶
解する溶存オゾンガス濃度あるいは溶存オゾンガス量等
を測定することを可能とした膜式オゾン濃度計。４　特許請求の範囲第１項において、所定の気体中に含
まれるオゾンガス濃度あるいはオゾンガス量等と、所定
の液体中に溶解する溶存オゾンガス濃度あるいは溶存オ
ゾンガス量等との測定を可能とした膜式オゾン濃度計。５　特許請求の範囲第１項において、前記カソードとア
ノード間および前記カソードと補助電極間に印加する直
流電圧の値を等しくした膜式オゾン濃度計。６　特許請求の範囲第１項において、前記アノードと補
助電極間に所定の直流電位差を有する膜式オゾン濃度計
。