JPS6291861A - 化学的モニタのオンライン較正装置 - 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、流体試料もしくはサンプル（流体サンプルと
総称する）を分析する化学的監視装置もしくはモニタ（
化学的モニタと総称する）を較正するためのオンライン
較正装置に係わり、特に、上記化学的モニタにより分析
すべき流体サンプルの一部分を所定の化学的特性を示す
ようにコンディショニング即ち調整し、それにより化学
的モニタを流体サンプルのコンディショニングされた部
分の所定の化学的特性に関して較正する較正装置に関す
るものである。

艮」臼支鉗！口１朋− 発電プラントの蒸気系の水に含まれる不純物及び該蒸気
系の水の化学的特性の監視もしくは制御は、腐蝕に関連
する故障から発電プラントを保護して発電プラントの信
頼性を確保する上で重要且つ必要な対策であると認識さ
れている０例えば蒸気系の水の流れのような流動する流
体サンプル中に含まれる溶存酸素、ｐＨ、ナＩ・リウム
、ヒドラジン、アンモニア、比導電率及び陰イオン伝導
率を含め化学物質及び化学的特性を検出するために種々
のオンライン化学的モニタが利用可能である。

蒸気系の水の化学的特性を正確に制御するためには、規
則的な方式でオンライン化学的モニタを較正しなければ
ならない。

化学的モニタを正確に較正するためには、監視中の特定
の化学的特性を変更することはないが化学的モニタの応
答を変える監視中の化学的特性以外の流体サンプルに含
まれるイオン種或は化学物質の作用効果を除去したり或
は補償する必要がある。更に、多くのモニタと関連して
用いられるセンサ及び電極は、流動している流体と滞留
している溶液とでは応答が異なる。従って、正確な較正
を行うためには、較正中センサを流動する液体の流れの
中に設置することが要求される。更に５化学的モニタは
発電プラントの種々の異なった個所に配設されており、
しかも、蒸気プロセスの擾乱が検出される時には常にオ
ンラインの化学的モニタにより発生される情報が正確で
しかも信頼性があることを確保することが不可欠要件で
あることに鑑み、自動化することができる現場較正方法
とするのが望ましい。

例えばｐＨモニタのような化学的モニタの較正は、従来
、濃縮ｔｔｒ液を用いてオフライン手順で行なわれてい
る。ｐＨモニタの較正において、ｐｔ＋電極をＨｇＩ液
中に設置し、そしてｐＨメータを緩衝液の既知のｐＨ値
に設定する０次いで、電極をフローセル（ｆｌｏｗ　ｃ
ｅｌｌ）に戻して流れているサンプルの１）１１を検出
する。再較正するためには、ｐＨ電極をフローセルから
手で取り出して該電極を緩衝液中に設置する必要がある
。しかし、このようなオフライン較正手順を自動化する
のは困難であり、しかも監視中の化学的特性に対して影
響を与えないが監視を行うのに用いられているセンサも
しくは電極の応答に対して影響を与える流体サンプル中
のイオン種の影響を除去することはできず、それにより
、ｐＨ電極が流体サンプルの分析に用いられる場合には
、誤りのあるｐ　ＩＩ　ｉ１ｍ定が行なわれてしまう、
更に、Ｍｉ衝液を用いるオフライン較正は次の３つの理
由から往々にして不正確である。第１の理由として、流
れている流体サンプルは、滞留溶液の場合とは異なった
仕方でセンサスは電極の応答に影響を与える。第２に、
多くのセンサ及び電極は、緩衝液中では、最小＃Ｊ２衝
能を有する高純度流体サンプルにおけるのとは異なった
応答を示す傾向を有する。

第３に、較正方法において、ａｍ液と流体サンプルとの
間の温度差が考慮されていない。

化学的モニタを較正するために種々の装置が提案されて
いる。例えば、既知のｐＨを有するｗｉ街液に対して化
学的モニタを自動的に且つ周期的に標準化するための自
動緩衝液標準化システムを有するｐ１１モニタが、米国
特許第４，１５１，２２５号明細書に開示されている。

このシステムにおいて、ｐＨｆｌｌ定手段は、定職段ル
内に配設されるｐＨ電極を備えている。　ｐＨｌｌ定中
、サンプル流体は試験セルに送られる。ｐ１１測定手段
を較正するために、サンプル流体は試験セルから排出さ
れ、試験セルを洗浄もしくは水洗流体で洗浄し次いで緩
衝液を試験セル内に導入する。このようにして、ｐ１！
測定手段を緩衝液の既知の、ＩＩに関し調整することが
できる。しかし、このシステムでは、ｐＨ電極の応答に
影響を与えるサンプル流体中のイオン種を除去したり補
償することはできず、また、最小縁ｗＩｔｍを有する高
純度流体サンプルと濃縮緩衝液との間においてｐＨ電極
の応答に変化が生ずるという問題について対処すること
ができない、更に、測定中、試験セルに供給されるサン
プル流体は試験セル内に累積し、オーバーフロー開］」
を介してのみ流出できるだけである。従って、ｐＨ電極
は、任意の一時点において試験セルに供給されるサンプ
ル流体のｐｌ＋ではなく成る期間中試験セル内に集取さ
れたサンプル流体全体のｐｌ＋に応答することになる。

従って、このシステムで得られるｐｉ１測定結果は、成
る期間に渡り試験セルに供給される流体サンプルのｐｌ
＋の尺度とはなるが、サンプル流体の特定の部分のｐＨ
の瞬時らしくは連続的オンライン測定は不可能である。

検知電極を較正するための別の方式が、米国特許第４，
４９０，２３６号明細書に開示されている。この装置で
は、電極を用いてのサンプル溶液の測定及び試験溶液を
用いての電極の較正を行うことができる。この装置は、
検知電極を受けるためのキャビディを有するセル本体と
、較正用溶液を保持する容器と、キャビティへの較正溶
液の流量を制御するためにセル本体に設けられた弁とを
備えている。弁は、流動するサンプル流体の力によりキ
ャビディに対する較正用流体の流れを阻止する位置に保
持される。サンプル溶液の流れが停止すると、弁は自動
的に開いて較正溶液がキャビティを流れるのを可能にす
る。このようにして、大きくＭ街された校正溶液を用い
て較正が行なわれる。しかし、この装置でも、高緩衝溶
液中でのｐＨ電極の応答と、最小桜街能を有する高純度
蒸気系の水中におけるｐＨ電極の応答との間に相違が有
るという問題については対処していない。

連続オンライン動作が可能な種々の溶存酸素モニタが人
手可能である。多くのものが膜で覆われたポーラログラ
フセンサに基づいて構成されているこのような溶存酸素
モニタを較正するための最も一般的な方法においては、
モニタの零点設定のために、センサは、酸素濃度が零で
あるガスを含め既知の酸素濃度を有するガス混合物に曝
される。

他の較正方法は、一連のサンプル流体中の溶存酸素の測
定を行ないウィンクラ法（１４ｉｎｋｌｅｒ　ｍｅｔｈ
ｏｄ）のような公知の標準分析方法で比較する。溶存酸
素モニタを較正するため別に示唆されている方法におい
ては、電解による酸素の発生で流体サンプルに酸素が添
加される。この酸素の電解発生は、オンライン校正にと
って合理的であるように考えられるが、溶存酸素モニタ
に電解槽を付加する必要があるため、モニタの費用及び
複雑性が高まる。

過酸化水素のカタラーゼ分解のような他の方法は、オフ
ラインでの較正にしか用いることができず、発電プラン
トにおける自動化或は定期的実施が困難である複雑な手
順を必要とする。従って、発電プラントにおける殆どの
溶存酸素モニタは、センサを大気に露出することにより
、２０％酸素濃度に対応する単一の点で較正され、ポー
ラログラフセンサの零電流出力により決定される零点に
基づき、線形応答を有するものと想定されている。しか
し、殆どの発電プラントにおける蒸気系の水の溶存酸素
測定は零ないしｚｏｐ、ｂ（ｔｏ億分の１部）の範囲で
あり、これは校正点から４桁も異なる測定範囲である。

従って、測定範囲におけるモニタの高い精度を期待する
ことはできず、この方法で校正した異なったモニタを用
いて採取した読み量が全く異なることがしばしばある。

隻胛α且馴一 本発明は、発電プラントの蒸気系の水の選択された１ヒ
学的特性もしくは該蒸気系の水に含まれる汚染’ｌ！！
ｌ質を監視するための化学的モニタを遠隔的にオンライ
ン較正するための改良装置を提供するものである０本発
明による装置は、所定レベルのｍ択された化学的特性を
有するコンディショニング（調整）された流体サンプル
流を発生ずるために流入流体サンプル流をコンディショ
ニング（調整）するためのコンディショニング系を備え
ている。

モニタのセンサは、コンディショニングされた流体サン
プル流にさらされ、センサの応答は、コンディショニン
グされた流体サンプルにおける所定レベルの選択された
化学的特性に関して較正される。化学的モニタを較正す
るためにコンディショニングされた流体サンプル流を用
いることにより、本発明によれば、監視中の化学的特性
に対して影響を与えない流体サンプル中のイオン種のセ
ンサの応答に対する影響が収り除かれる。更に、コンデ
ィショニングした流体サンプル流中で、化学的モニタを
較正することにより、較正に用いられる緩１ｉｉｊ液と
、流体サンプル流との間の温度差の影響が除去される。

更に、コンディショニングした流体サンプル流は弁装置
によりコンディショニング系に供給され、この場合、弁
装置の動作、従って本発明の較正装置の動作は容易に自
動化して遠隔的に実施することができる・ 本発明の第１の実施例に従い、メータと、フローセルと
、該フローセル内に設けられて流体サンプル流の選択さ
れた化学的特性を検知し、該検知された化学的特性に従
い出力を発生するセンサとを有する化学的モニタを較正
するためのオンライン較正″装置は、流入流体サンプル
を供給するための流体サンプル供給管路もしくは手段と
、流入流体サンプル流をコンディショニングして所定レ
ベルの選択された化学的特性を有するコンディショニン
グされた流体サンプルを発生するためのコンディショニ
ング手段と、第１及び第２の流体サンプル流路を設定す
るように選択的に動作可能な弁装置（流路設定手段）と
を備え、上記第１の流体サンプル流路は流入流体サンプ
ル流をフローセルに供給し、第２の流体サンプル流路は
流入流体サンプル流をコンディショニング手段に供給す
ると共にコンディショニングされた流体サンプル流をフ
ローセルに供給し、更に、コンディショニングされた流
体サンプル流における所定レベルの選択された化学的特
性に関し検出器の出力もしくは検出器の出力に対するメ
ータの応答を較正するための中交止ｂｒｘ　＊装置を備
えている。

本発明の第２の実施例によるオンライン較正装置におい
ては、コンディショニング手段は、流体サンプルを所定
ｐＨ値にコンディショニングするための拡散室と備え、
そして化学的モニタはｐＨモニタから構成される。拡散
室は容器と、該容器内に入れられたｐ　ＩＩ　１４整試
薬と、ｐＨ′ｆＡ整試薬中に浸漬された所定の長さの拡
散室を備えている。

本発明の第３の実施例によるオンライン較正装置におい
ては、コンディジ＝ｉニング手段は流体サンプルを所定
溶存酸素濃度にコンディショニングするために、大気に
露出される拡散管を備え、そして化学的モニタは溶存酸
素モニタから較正される。

・ｆｊ−のテロ 第１図は、第１の弁装置と関連して本発明の第１の実施
例によるオンライン化学的モニタ較正装置を略示する図
である。この校正装置は、該較正装置に流入流体サンプ
ルの流れを供給する供給管路く流入流体サンプル流の供
給手段）１０と、該供給管路１０に接続された入口１２
ａ及び所定体積流呈で’ｌｆＬ人流体サンプルの流れを
供給する出口１２ｂ（流入流体サンプル流供給手段）を
有する流量計１２と、第１の三方弁１４及び第２の二方
弁１６を備えた第１の弁装置（流路設定手段）と、第１
、第２の並列の流木管ｖＰｒ（第１、第２の流体サンプ
ル流路）１８．２０と、該第２の副流体管路２０に設け
られている第１及び第２の部分２０ａ及び２０ｂと、第
１のボート２６ａ及び第２のボート２６ｂを有するコン
ディショニング装置（コンディショニング手段）２６と
、第３の流体１′！−路２８と、流体サンプル流の選択
された（ヒ学的特性を監視するための化学的モニタ３０
とを含む。

第１の三方弁１４は、流量計１２の出口１２ｂと流体連
通関係にある人口１４ａと、第１及び第２の出口１４ｂ
及び１４ｃを有している。第１の二方弁１４は、人口１
４ａ及び第１の出口１４ｂを接続する第１の位置と、入
口１４ａ及び第２の出口１４ｅを接続する第２の位置と
の間で選択的に動作可能である。第２の二方弁１６は、
出口１６ａと、第１及び第２の入口１６ｂ及び１６ｃと
を有している。この第２の三方弁１６は、第１の人１］
１６ｂと出口１６ａとを接続する第１の位置と、第２の
人１．Ｊ１６ｃ及び出口１６ａを接続する第２の位置と
の間で選択的に動作可能である。第１の流体管路１８は
、第１の三方弁１４の第１の出口１４ｂと第２の二方弁
１６の第１の入口１６ｂとを相互接続し、第２の流体管
ｉＩ′８２０の第１の部分２０ａは、第１の二方弁１４
の第２の出Ｄ１４ｃとコンディシミ蕾二ンク装置２６の
第１のボー１−２６ａとを相互接続し、そして第２の流
体管路２０の第２の部分２０ｂはコンディジ；（ニング
装置２６の第２のボート２６ｂと第２のニー゛、方弁１
もの第２の入日１６ｅとを相互接続する。

化学的モニタ：（０は、フローセル；（２と、流体サン
プル流の選択された化学的特性を検知して、検知された
化学的特性に従って出力を発生ずるセンサ（検出器）３
３と、メータ３４とを備えている。フローセル：（２は
、第１及び第２の端３２ａ及び３２ｂを有しており、セ
ンサ：１３は該フローセル３２内に設けられる。

メータ：（４は、任意の公知の読取り装置、例えばアナ
クロ又はディジタルディスプレイもしくはストリップチ
ャート記録装置とすることができる。第２の二方弁１６
及びフローセル３２の第１の端３２ａは第３の流体管路
２８により相互接続されている。化学的モニタ３０には
較正調整装Ｍ（較正手段）３６が接続されており、フロ
ーセル３２の第２の端３２ｔ＋にはドレン４０が接続さ
れている。

監視もしくは動作モードにおいては、第１、第２の二方
弁１４及び１６は双方共に第１の位置にあって、第１の
流体管路１８と共に、化学的モニタ３０に流入流体サン
プル流分与えるための第１の流体サンプル流を設定する
。較正モードにおいては、第１、第２の二方弁１４及び
１６は双方共に第２の位置にあって、第２の流体管路２
０の第１及び第２の部分２０ａ及び２０ｂ並ひにコンデ
ィショニング装置２６と共に、該コンディショニング装
置２６に流入流体サンプル流を与えるための第２の流体
サンプル流を設定し、該コンディショニング装置２６は
、選択された化学的特性の所定レベルを有する調整され
た流体ザンブル流を発生してフローセル；（２に供給す
る。較正調整装置：（６は、コンディショニングされた
流体ザンブル流における選択された化学的特性の所定レ
ベルに関し、センサ３３の出力又は該センサの出力に対
するメータ３４の応答を較正して、メータ３４が、選択
された化学的特性の所定レベルに対応する読み址を発生
するようにする。このＩ較正調整装置３６は、例えば、
化学的モニタ３０に設けられた手動調整装置或はセンサ
３３の出力を遠隔的に較正するためのマイクロコンピュ
ータとすることかできよう。

第２図は第２の弁装置と関連し２て本発明の第２の実施
例によるｐＨモニタ較正装置を示すｆ！？ｌ略図である
。この第２の弁装置を採用しているモニタにおいては、
供給管路（流入流体サンプル流の供給手段）１０は、並
列の第１及び第２の流体供給管路１０′、１０″′に分
岐している。第１及び第２の流体供給管路１０′、１０
′′にそれぞれ接続されて、入口１２ａ′及び１２　ａ
　″と出口１２ｂ′及び１２　ｂ　″とを有する第１及
び第２の流蓋計（流入流木サンプル流の供給手段）１２
′及び１２″は、それぞれ第１及び第２の流入流体サン
プル流を供給する。第１の流体管路１８′は第１及び第
２の流体管路部分１８ａ′及び１８ｂ′を有しており、
オン・オフ弁（流路設定手段）４２は入口４２ａと出口
４２ｂとを有している。第１の流体管路の第１の部分１
８ａ　’により第１の流址計１２′の出口１２ｂ’とオ
ン・オフ弁４２の入口４２ａとが相互接続され、第１の
流体管路１８′の第２の出口１８ｂ′によりオン・オフ
弁４２の出口４２ｂと第３の流体管路２８とが相互接続
されている。第２の流体管路２０’は第１、第２及び第
３の部分２０ａ′、２０ｂ′及び２００′を有する。

拡散室（コンディショニング手段）５０は、例えばポリ
エチレン製のびんのような容器５１と、ｐＨ調Ｊ各試薬
５Ｚと、第１及び第２の端５３ａ、５：（ｂを有する拡
散管５３とを備えている。拡散管５：（は、例えば、米
国のオリオン・リサーチ・インコーポレーション（Ｏｒ
ｉｏｎ　Ｒｅ５ｅａｒｃｂ　Ｉｎｃ、）社により製造さ
れている製品１部品番号１５００６１　Ｊから構成する
ことができる。

第２の並列流体管路の第１の部分２０ａ　’により、第
２の流菫計ＩＺ″の出口１２　ｂ　”は、拡散管５３の
第１の端５３ａに接続されており、拡散室５ｏに第２の
流入流体サンプル流を与える。拡散室５０を流れる流入
流体ザンブルは、拡散管５３がら流体サンプル流へのｐ
’１１調整試薬５２の拡散により所定のｐ＋＋値に調整
される。従って、調整された第２の流入流体サンプル流
のｐ１１値は、１）ＩＩ調整試薬５２並びに拡散管５３
の長さ及び透過率に１衣存する。尚、流体サンプルのｐ
ｌ＋とイオンモニタの動作に対して最適な範囲に設定す
るためにｐｉ調整用として拡散室が使用されている例は
あるが、ｐＨモニタを較正するのに拡散室が使用されて
いる例は無い。

二、方弁５６は、入ＬＩ１５６ａと、第１の出１］５６
ｂと、第２の出口（流路設定手段）５６ｃとを有してお
り、人１Ｊ５６ａを第１の出Ｌｌ　５６ｂと接続する第
１の位置と、人Ｌ１５６ａを第２の出口５６ｃに接続す
る第２の位置との間で選択的に作動可能である。第２の
並列流体管路の第２の部分２０ｂ′により、拡散管５３
の第２の端５：３ｂは、二方弁５６の入１］５６ａに相
互接続され、第１の出ｌＵ３０ｂはドレン４０′に接続
され、そして第２の並列流体管路の第３の部分２００′
により、第２の出１］５８ｅと第３の流体管路２８とが
相互接続されている。第１の並列流体管路の第２の部分
１８ｂ′、第２の並列流体管路の第３の部分２００′及
び第３の流体管路２８は共通の流体管路５８を構成して
いる。

第２図に示した較正装置も、ｐＨモニタ６０を備えてい
る。このｐｌ＋モニタ６０は、リーズ・アンド・ノース
ラップ（１，ａａｄｓ　ａｎｄ　Ｎｏｒｔｌ＋ｒｕｐ）
社により製作されている型式７７７３のｐｌ＋フローセ
ルのようなｐｌ＋フローセル６２と、例えばオリオン・
インダストリーズ（Ｏｒｉｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
）社により製造されている　「ロス（ｌｏｓｓ）　Ｊ　
１１１１電極のようなｐｌ＋電極（検出器）６３と、例
えは、同化により製造されている型式８１１のｐＨメー
ターのようなｐＨメーター６４とを備えている。

ｐ１１フローセル６２は、第３の流体管路２８により第
２の並列流体管路の第３の部分２００′及び第１の並列
流体管路の第２の部分１８ｂ′に接続されている第１の
端６２ａと、ドレン４０に接続されている第２の端６２
ｂを有している。ｐ１１モニタ６０には較正調整装置（
較正手段）３６が接続されている。

監視モードにおいては、オン・オフ弁４２はオン（即ち
開）に設定され、二方弁５６は第１の位；αに設定され
、そして該オン・オフ弁４Ｚ、第１の並列管路の第１の
部分１８′及び共通の流体管路５８は、１）１１モニタ
６０に対し第１の流入流体サンプル流を供給するための
第１の流体サンプル流麗を設定する。

監視モードから較正モードに切り換えるには、オン・オ
フ弁４２を閉じ（オフ）、二方弁５６を第２の位置に設
定する。三方弁５６、第２の並列流体管路の第１及び第
２の部分２０ａ′及び２０ｂ′、拡散室５０並びに共通
の流体管路５８は、拡散室５０に第２の流入流体サンプ
ル流を供給し且つコンディショニングされた第２の流体
サンプル流をｐＨフローセル６２に供給するために第２
の流体サンプル流量を設定する。

史に、監視モードにおいては、一方弁５６、第２の並列
流体管路の第１及び第２の部分２０ａ′及び２０ｂ′並
びに拡散室５０は、該拡散室５０に第２の流入流体サン
プル流を供給するための第３の流体サンプル流路を設定
する。該拡散室５０は、所定のｐｌ＋を有するように第
２の流入流体サンプルを状Ｒ調整（コンディショニング
）し、このコンディショニングされた第２の流体サンプ
ル流はドレン４０′に与えられる。この構成によれば、
監視モード及び較正モード双方において、拡散室５０を
経る連続した流体サンプルの流れが実現され、後述する
ように校正手続が促進される。

第３１１図及び第３ｂ図は、第３の弁装置構成と関連し
て本発明の第３の実施例による溶存酸素モニタ較正装置
を示す簡略図である。第３ａ図及び第３ｂ図に示しであ
るように、この第３の弁装置は、第１〜第４のボーｌ〜
７０ａ〜７０ｄを有する四方弁装置（流路設定手段）７
０を備えている。この溶ｔＹ酸素モニタ較正装置は、拡
散管（コンディショニング手段）８０（オリオン・イン
ダストリーズ社製の部品番号ｌ］５００６１Ｊ）及び溶
存酸素モニタ９０を備えており、該モニタ９０は、フロ
ーセル９２と、例えばオービスフィア（Ｏｒｂｉｓｐｈ
ｅｒｅ）社製の型式２１１０のような慣用の脱被覆ポー
ラログラフセンサのような溶存酸素センサ（検出器）９
３と、例えば同社製の型式２６ｏ６のような溶存酸素π
１器９４とを備えている。供給管路（流入流体サンプル
の供給手段）１０は、流量計１２の人口１２ａに接続さ
れ、この流量計の出口１２ｂは四方弁装置７０の第１の
ボート７０ｍに接続されている。

この四方弁装置７０の第２のボー＋−７０ｂは、流体管
路９６を介して拡散管８０の第１の端８０ａと流体連通
関係にあり、四方弁装置７０の第３のボート７０ｃは流
体管路９７を介してフローセル９２の第１の端９２ａと
流体連通関係にあり、そして四方弁装置７０の第４のボ
ー１−７０ｄはドレン４０に接続されている。拡散管８
０の第２の端８０ｂは、流体管路９８を介してフローセ
ル９２の第２の端９２ｂと流体連通関係に置かれている
。

四方弁装置７０は第１の位置と第２の位置との間で選択
的に動作可能である。監視モードにおいては、四方弁装
置７０は第１の位置にあり、第１及び第３のボー１〜７
０ａ及び７０ｃ並びに第２及び第４のボート７０ｂ及び
７０ｄを相互接続する。従って、流入流体サンプルは、
第１の流体サンプル流路を辿り、溶存酸素モニタ９０へ
、そしてそこから拡散管））０へと流れ、調整された流
木ザンプルはドレン４０ノ＼と流れる。較正モードにお
いては、四方弁装置７０は第２の位置に在り、それによ
り第１及び第２のボート７０ａ及び７０ｂ並ひに第３及
び第４のボー１−７０ｃ及び７０ｄが相互接続される。

従って、流入流体サンプルは第２の流体サンプル流路を
辿り拡散管８０へと流れ、コンディショニングされた流
体サンプルが溶存酸素モニタ９０へそしてそこからドレ
ン４０へと流れる。このように、第１及び第２の流体サ
ンプル流路には、拡散管８０及び溶存酸素モニタ９０を
経る反対方向の流れが生ずる。また、第３ａ図及び第３
ｂ図に示した弁装置は、監視モード及び較正モード双方
において拡散管８０を経る流体サンプルの連続した流れ
を可能にする。しかし、コンディショニングされた流体
サンプルは、較正モードの場合のみ溶存酸素モニタ９０
に供給される。

本出願人に譲渡されている米国特許願第５８５０６３号
明１［書に開示されているように、蒸気系の水における
溶存酸素量は、腐蝕に関する水の化学的作用の１つの重
要な因子である。この米国特許願明細書には、蒸気系の
水位の上方及び下方がらの空気漏洩に起因する蒸気系の
水中の溶存酸素量を求めるために、蒸気系の水位の上方
及び下方で蒸気発電プラントの復水器系への酸素の注入
が開示されている。本発明は、この米国特許層に開示さ
れている先行技術とは次の点で非常に異なる。即ち、本
発明は、溶存酸素モニタを較正する目的で所定の溶存酸
素濃度を設定するために流体サンプル流に酸素を導入す
ることに関するという点である。

第２図に示した拡散室５０及びｐｌ＋モニタ６０を備え
ているｐＨモニタ軸正軸直装置第：（ａ図及び第３ｂ図
に示した拡散管８０及び溶存酸素モニタ９０を備えてい
る溶存酸素モニタ較正装置は単なる例である。即ち、第
１図〜第３図に示した第１〜第３の弁装置のうちの何れ
をも溶存酸素監視・較正装置或は■］１１監視・較正装
置に使用し得ることは言う迄もない。

更に、本発明の較正装置の種々の弁装置は、ｐｌｌ或は
溶存酸素モニタの較正に限定されるものでは決してない
、それ等は、コンディショニング系を用いている任意の
較正装置に適用可能である。また、弁装置のうちの何れ
をも遠隔制御、従って自動的動作に適応することができ
る。

第８図は、種々の化学的モニタを較正する目的で第１〜
第３の弁装置の何れとも関連して用いることができるコ
ンディショニング系の一例としての注入装置（コンディ
ショニング手段）１００を図解する概略１：ｌｎである
。注入系１００は、標準溶液１０３の標準溶液供給源１
０２と、入口１０４ａ及び出口１０４ｂを存するポンプ
１０４と、標準溶液供給源１０２及びポンプ１０４の大
ＣＩＩＱ４ｍを相互接続する流体管路１０６と、ポンプ
１０４の出口１０６ｂを例えば第１図に示した第２の並
列流体管路２０に接続して標準溶液１０３を流入流体サ
ンプル流に注入して予め定められた化学的特性を有する
コンディショニングされたサンプル流を発生する注入管
ｉ１１０８を備えている。

流体サンプルを、所定の化学的特性、例えばｐＨ値或は
溶存酸素濃度に調整するのに、第１図に示したコンディ
ショニング装置２６、例えば第２図に示した拡散室５０
或は第３ａ図及び第３ｂ図に示した拡散管８０が用いら
れる。従って、コンディショニングされた流体サンプル
の化学特性の知識がモニタ（監視装置）の較正にとって
本質的に重要である。

従って、本発明者等は、拡散室５０（第２図）により調
整された流体サンプルのｐｌｌ及び拡散管８０（第′、
３ａ図及び第′、３ｂ図）により調整された流体サンプ
ルの溶存酸素濃度を決定するために幾つかの実験を行っ
た。

第４図は、ｐＨモニタ較正装置、即ち第１図に示した弁
装置と関連して第２図に示した拡散室５０及び１】１１
モニタ６０を用いて達成されたｐＨのコンディショニン
グ、言い換えるならば、調整された流体サンプルのｐＨ
ｌａを図解するグラフである。実験は、濃縮水酸化アン
モニウム（１４，８Ｍ、　２８％Ｎｉ１３）のｐ　ＩＩ
調整試薬５２内に浸漬しり４　ｒ　Ｌ（１，２１９２ｍ
）１％　（’）　（オ！Ｊ　オン社製部品番号１５００
８１の）拡散管５３を有する拡散室５０を用いて行った
。第４図のグラフは、Ｉ】１１計６０に対する流体サン
プルの供給を第１の流体供給管１８から拡散室５０が設
けられている第２の流体供給管２０に切り換えた直後過
度のｐＨ調整、言い換えるならば行き過ぎ（オーバーシ
ュー１〜〉が生じていることを示している。この行き過
ぎは、第１の流体供給管路１８を介して流体サンプルを
ｐＨモニタ６０に供給しつ−ある期間中第２の流体管路
２０に従ってまた拡散室５０内の流体サンプルが滞流し
ている間に拡散管５：３に水酸化アンモニウムが蓄積さ
れることにより惹起されるものである。しかし、コンデ
ィジ９１ニングされた流体サンプルのｐＨはほぼ３０分
内で安定化した。約１００ｃｃ／分の流電を用いてコン
ディショニングされた流体サンプルのｐ＋＋は、安定後
８．：ｊ〜９．６に調整された。

、１１調整における行き過ぎでは、第２図に示した弁装
置を用いることにより除去することができる。

この構成によれば、拡散室５０を経る流体サンプルの連
続した流れが可能となり、ｐ１１調整試薬５２、例えば
水酸化アンモニウムが拡散管５３内に堆積するのは阻止
されるからである。第２図に示した弁装置構成で上述の
同じ拡散室及び流量を用いた場合、流体サンプルのａｌ
１１１整の安定化は約１０分以内に生じた。

また、拡散管５３の長さと達成されるｐＨ調整との関係
を求めるための実験をも行った。第６図は、１００（：
Ｃ／分の一定の流量を用い且つ濃縮水酸化アンモニウム
の調Ｊ３試薬５２を用いて、種々の長さの拡散管５：（
を備えた拡散室５０で発生されるｐｌ＋調整嶽（Δｐ　
ＩＩ　）と拡散管５３の長さとの関係を描いたグラフで
ある。第６図に示すように、ｐＨ調整量と、約１ｆ　Ｌ
（Ｊｏ、４８ｃｚ）を越える拡散管５３の長さとの間に
は成る関係が存在する。

ｐＨ調整試薬５２として′ａ１ｉｉ水酸化アンモニウム
を使用すれば、酸性の範囲ではなく塩基性の範囲内の、
１１を存するコンディショニングされた流体サンプル流
が発生される。しかし、ｐＨ調゛悠試薬５２とし７て、
例えば氷＃酸を用いることにより酸性の範囲に、＋１を
有する：１ンディショニングされた流体サンプルを発生
することもできる。実験室での試験において、４　ｒｔ
（１２１，９２ｃｍ）の拡散管５３（オリオン社製の部
品番号第１５００６１）を有する拡散室５０を用いて氷
ａ酸を使用し１００ｃｃ／分の流量で、流体サンプルの
ｐｌ＋を７．８から３．９５に調節することができた。

１、ｆｔの拡散管５３（オリオン社製部品番号１５００
６１）を備えた拡散室５０を用いた場合には、流体サン
プルの１）１１は７．８から５．７に調整された。

また、流体サンプルの溶存酸素濃度における変化は、拡
散管８０の長さに依存する。溶存酸素モニタを較正する
ための流体サンプルのコンディショニングもしくは状態
調整には、広範囲の溶存酸素濃度を有するコンディショ
ニングされた流体サンプルが要求されると考えられるの
で、種々の透過率をｒｌする重合体を拡散管８０として
の使用に関して考察した。広範囲の透過率を有する重合
体が拡散僧・；３０として使用可能であり次表１には代
表的な透過率か掲げられである。

弄−−１゜ 重合体における酸素透過率 透過率Ｘ　１０’　０（（：＋３・ＣＩｌ／Ｃ１２・秒
）」Ｌ預（−−−一−−−息ＵＬ股ａ ポリエチレン　　　　　　　　２．３４　　　５０．０
う一フロンＦｌ兄Ｆ）３　、８６　　　１０５デフロン
　　　　　　　　　２３．７　　　　９１．０虱法エン
メールシロ　→ン　６６５　　　　４０００表１に掲げ
た透過率は、重合体膜の両側における気体又は水につい
ての透過率に関するものであるが、透過率の範囲から、
広範囲に渡る較正値が可能であることが示されている。

尚、これ等の重合体は、溶存酸素センサ９３における酸
素透過性膜（図示せず）で用いられるものと同じ材料で
、ろり得る点に注１，１されたい。

溶存酸素モニタ９０を校正する好ましい仕方は、流体サ
ンプルをセンサ９：）に供給するのと同ｊ二仕方でセン
サ９：（にｖａＪ！ｚされた流体サンプルを供給し且つ
、モニタ９０により検出すべき溶存酸素濃度り・ｎ囲に
溶存酸素濃度を存する調整されｌ：流体サンプルを使用
することにある。較正点の範囲は数ｐ　ｐ　ｂからｐ　
ｐ　ｍにまで渡り得る。例えば、蒸気発生プラントにお
けるボイラ給水の溶存酸素濃度を検出するために溶存酸
素モニタ９０を使用する場合には、約１０ｐｐｂ（１０
（ａ分の１部）が適当であろう。コンディジ；１ニング
された流体サンプルにおける溶存酸素レヘルを平衡に維
持して溶存酸素調整における行き過ぎを回避するために
は、流体サンプルが連続的に拡散管８０を通流するよう
にするのが好ましい。

このような連続流は、既述のように、第３ａ図及び第３
ｂ図に示しである弁装置で達成することができる。この
場合、透過性の管８０は、第３ａ図に示した監視モード
においては溶存酸素モニタ９０の下流側に位置し、そし
て第３ｂ図に示すように較正モードにおいては透過性の
管８０は溶存酸素モニタ９０の上流側に位置する。

本発明者等が行った実＠室での試験において、オービス
フィア社製の型式２１１０の膜で被覆されたポーラログ
ラフセンサ（検出器）９３を備えた溶存酸素モニタ９０
を第３ａ図及び第３ｂ図に示した較正装置に設けた。試
験前に溶存酸素モニタ９０を製造業者であるオービスフ
ィア社が規定する標準の手順に従って較正した。流体サ
ンプルは、はぼ３　ｐｐｂの溶存酸素濃度を有する高純
度の水を供給する実験室脱イオン装置により得た。試験
装置における流延は３００１１／分で、拡散管としては
オリオン社製の部品番号１５００６１ｒポリ（ジメチル
シロキサン）」とした、試験装置は、監視モードにおい
て溶存酸素モニタにより検出される残留溶存酸素濃度が
３〜４ｐ　ｐ　ｂとなるように平衡状！瓜にした。次い
で、流れを４万弁装置７０により較正モードに切り換え
た。

この手ｌｆｔを２．５ｉｎ（６，３５０ｃｌ）、１Ｏｉ
ｎ（２５，４ｃｍ）及び２４ｉｎ（６０，９６ｃｘ）の
長さを有する拡散管８０について繰り返えした。拡散管
８０の長さと溶存酸素濃度（ｐｐｂ）の調整との間の関
係は第７図のグラフに示しである。このグラフから明ら
かなように、拡散管８０の長さと溶存酸素濃度との間の
関係は実質的に線形である。従って、任意所望の溶存酸
素濃度における較正点は、拡散管８０の長さを適当に選
択することにより達成することができる。

しかし、本発明は、ｐＨ及び溶存酸素モニタの較正或は
単一のモニタの較正に限定されるものではない、寧ろ、
本発明は、１つ又は２つ以上の調整装置を用いて流体サ
ンプルにおける非常に多種の化学的特性、特に所定のレ
ベルの化学的特性を有するコンディショニングされた流
体サンプル流を発生ずることができる化学的特性を検出
するための１つ又は２つ以上の化学的モニタのオンライ
ンＩＰ、／ｌ正装置に関するものである。

」−の説明では、較正装置の全ての実施例は、所定レベ
ルの選択された化学的特性量を有するコンディショニン
グされた流体サンプル流を得る目的で流入流体サンプル
流をコンディシミ１ニングするのに化学物質の添加を利
用している。しかし、本発明は、化学物質の添加による
コンディショニングに限定されるものではなく、薬品又
は化合物を除去することによるコンディショニング或は
薬品又は化合物の添加及び除去によるコンディショニン
グをら採用することができる０選択された化学°［ｌ性
を達成するための選択された薬品又は化合物の除去は特
に、監視址零を判定する上に特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１１′Ａは、第１の弁装置と関連しての本発明の第１
の実施例によるオンライン化学的モニタ較正装置の概略
的構成を示す図、第２図は、第２の弁装置と関連しての
本発明の第２の実施例によるオ第３ａ図及び第３ｂ図は
、第３の弁装置と関連しての本発明の第３の実施例によ
るオンライン溶存酸素モニタ較正装置の構成を示す概略
図、第４図は、第１の弁装置を有するｐｌ＋モニタ較正
装置の動作を説明するためのグラフを示す図、第５図は
、第２の弁装置を有するｐＨモニタ較正装置の動作を説
明するためのグラフを示す図、第６図は、ｐＨモニタ較
正装置の動作を説明するためのグラフを示ず図、第７図
は、溶ｒγ酸素モニタ較正装置の動作を説明するための
グラフを示す図、第８図は、弁装置の何れとも関連し７
て１吏川することができる注入系を略示する１ン１であ
る。 １０・・・流入流体サンプル流の供給手段（供給管路）
１２・・・流入流体サンプル流の供給手段（流力計）１
４・・・第１の二方弁（流路設定手段）１６・・・第２
の二方弁（流路設定手段）１８・・・第１の流体サンプ
ル流路（第１の流体管路）２０・・・第２の流体サンプ
ル流路（第２の流体管路）Ｚ６・・・コンディショニン
グ装置（コンデイショニ３０・・・化学的モニタ ３３・・・センサ（検出器） ：（６・・・校正調整手段（校正手段）４２・・・オン
・オフ弁（流路設定手段）５０・・・拡散室（コンディ
ショニング手段）６；３・・・１）１１電極（検出器） ７０・・・４方弁装Ｔｔ、（流路設定手段）８０・・・
拡散管（コンディショニング手段）９３・・・溶存酸素
センサ（検出器） １００・・・注入装置（コンディショニング手段）出願
人　ウェスチングハウス・エレク１〜す・ンク・ＦＩＧ
、　３ａ。 ｂ雀Ｊｋ。 しヨ七９」閂麺艷二テ（（」 ＦＩＧ、　４゜ ＦＩＧ、　５゜ ′ｖｆ開− ＦＩＧ、　６゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体サンプル流の選択された化学的特性のレベルを検知
   して、選択された該化学的特性の検知された前記レベル
   を表わす出力を発生する検出器を備えた化学的モニタの
   オンライン較正装置であって、 流入流体サンプル流を所定の体積流量で供給する供給手
   段と、 前記流入流体サンプル流をコンディショニングして、所
   定レベルの前記化学的特性を有するコンディショニング
   された流体サンプル流を供給するコンディショニング手
   段と、 第１及び第２の流体サンプル流路を設定するように選択
   的に動作可能な流路設定手段であって、前記第１の流体
   サンプル流路は前記流入流体サンプル流を前記検出器に
   供給し、前記第２の流体サンプル流路は前記流入流体サ
   ンプル流を前記コンディショニング手段に供給すると共
   に前記コンディショニングされた流体サンプル流を前記
   検出器に供給する流路設定手段と、 前記コンディショニングされた流体サンプル流における
   前記化学的特性の所定レベルに関し該化学的特性の検知
   レベルを表わす出力を較正する較正手段と、 を備えている化学的モニタのオンライン較正装置。