KR100265024B1 - Electrochemical testing systen using a mercury electrode system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A microelement measuring system by using a mercury dropping electrode is provided to secure a precise amount of mercury drops in a groove formed at an upper part of a capillary and omit the necessity of substituting an electrode with a new one even in case of inspection of pollutant of high concentration. CONSTITUTION: A microelement measuring system by using a mercury dropping electrode includes a second switch valve(120) for selectively opening a pure water case(100), an electrolyte case(102) and a sample case(104) according to a set position of a second tube(122) to supply liquid via a connection line(124), a second micro syringe(220) for supplying the liquid introduced via the connection line to a first line(L1) connected to the second switch valve by the operation of a second motor(226), a third switch valve(130) located at a first set position for supplying the liquid to a second line(L2), a second set position for alternatively supplying nitrogen gas introduced from a nitrogen case(160) to the second line or a fourth line(L4), or a third set position for opening or closing flow channels, a fourth switch valve(140) for supplying the liquid introduced via the second line to a cell(12) via a third line(L3), a fifth switch valve(150) for supplying a standard sample introduced from a standard sample container(180) to a fifth line(L5), a third micro syringe(230) for inhaling the standard sample introduced from the fifth line to supply to the cell via a sixth line(L6) and the fourth switch valve, and a recovery case(178) for introducing the fluid discharged from the fourth switch valve via an eighth line(L8) and introducing the solution and mercury in the cell via a ninth line(L9).

Description

적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템Trace element measuring system using red mercury electrode

본 발명은 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템에 관한 것으로, 특히, 다수의 스위치 밸브를 사용하여 유로를 단순하게 구성함과 동시에, 정밀 주입기를 이용하여 셀에 정확한 양의 전해질과 샘플 및 시료용액을 계량하여 공급함으로써, 전문인력이 없더라도 미량원소의 정량 정성분석을 정확하게 수행할 수 있는 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a trace element measuring system using a dropping mercury electrode, and in particular, a simple flow path using a plurality of switch valves, and at the same time using a precision injector to the correct amount of electrolyte and sample and sample solution in the cell The present invention relates to a trace element measuring system using a dropping mercury electrode capable of accurately performing quantitative qualitative analysis of trace elements even without a specialist.

각종 미량성분의 정량 정성분석에 일반적으로 사용하는 폴라로그래피(polarography)는 전압-전류의 특성이 분석물질의 종류와 농도에 비례하는 정해지는 원리를 이용하는 것이다. 즉, 폴라로그래피에서 셀을 통해 흐르는 전류는 높이 조절이 가능한 수은저장용기의 모세관 끝에 형성된 적하 수은작업전극의 전위(전압)의 함수로 측정되며, 이때 측정된 전압과 전류의 관계에 의해서 미량성분을 분석하게 된다.Polarography, which is commonly used for quantitative qualitative analysis of various trace components, uses the principle that voltage-current characteristics are proportional to the type and concentration of analyte. That is, in polarography, the current flowing through the cell is measured as a function of the potential (voltage) of the dropping mercury working electrode formed at the capillary end of the height-adjustable mercury storage container, and the trace component is analyzed by the relationship between the measured voltage and the current. Done.

특히, 플라로그래피에서 작업전극으로 백금 등의 고정전극을 사용할 경우에는 작업전극의 전위가 전극의 표면상태에 따라 달라지므로 수은전극을 주로 사용하게 된다. 수은전극을 사용하게 되면 수은방울이 커지면서 연속적으로 새로운 표면이 생겨 분석물질에 노출되므로, 고정된 표면을 사용할 때보다도 더 재현성이 있는 전압-전류특성을 얻을 수 있다.In particular, in the case of using a fixed electrode such as platinum as a working electrode in graphy, the mercury electrode is mainly used because the potential of the working electrode varies depending on the surface state of the electrode. The use of mercury electrodes results in more reproducible voltage-current characteristics than those using fixed surfaces, since mercury droplets grow in size, creating new surfaces continuously and exposing them to the analyte.

도 1은 종래의 적하 수은전극 시스템의 일부를 개략적으로 보인 구성도이다. 여기에 도시한 바와 같이, 종래의 적하 수은전극 시스템은 개폐밸브(3)의 개방에 따라 수은이 담겨져 있는 수은 저장용기(1)내의 수은을 셀(8)로 적하시키는 구조를 지니고 있다. 시료용액이 담겨져 있는 셀(8)의 내부에는 기준전극(5)과 백금 보조전극(6)이 설치되어 있다.1 is a schematic view showing a part of a conventional dropping mercury electrode system. As shown here, the conventional dropping mercury electrode system has a structure in which mercury in the mercury storage container 1 containing mercury is dropped into the cell 8 as the opening / closing valve 3 is opened. The reference electrode 5 and the platinum auxiliary electrode 6 are provided inside the cell 8 in which the sample solution is contained.

여기에서, 수은 저장용기(1)는 수은방울의 낙하속도 조절을 위해서 높이를 조절할 수 있도록 구성되어 있으며, 개폐밸브(3)는 적당한 크기의 수은방울이 모세관 하단에 매달리도록 하기 위해서 개폐시간을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.Here, the mercury storage container (1) is configured to adjust the height to control the drop rate of the mercury drop, the on-off valve (3) to adjust the opening and closing time to ensure that the appropriate size of the mercury drops hanging on the capillary bottom It is configured to be.

이와 같이 모세관 현상을 이용한 종래의 적하 수은전극은 충격에 의해 수은기둥이 자주 끊어지는 문제가 있으며, 모세관 끝에 수은방울을 매달은 채로 측정을 하는 경우에는 충격이나 다른 원인에 의해서 수은방울이 떨어지게 된다. 특히, 환원반응시 모세관 내부의 오염이 진행되어 수은방울이 모세관 끝에 매달리지 못하고 자주 떨어져 나가게 되어 안정적으로 측정할 수 없게 된다. 그 밖에도 측정시에 가장 중요한 변수인 수은전극의 크기가 전극이 생성될 때마다 크게 변화되어 정확한 측정이 어렵다.As described above, the conventional dropping mercury electrode using the capillary phenomenon has a problem in that the mercury column is frequently broken by the impact. When the measurement is carried out while the mercury drop is suspended at the end of the capillary tube, the mercury drop drops due to the impact or other causes. In particular, during the reduction reaction, the contamination inside the capillary proceeds, and mercury droplets do not hang at the end of the capillary tube and often fall off, and thus cannot be stably measured. In addition, the size of the mercury electrode, which is the most important variable in the measurement, changes greatly every time the electrode is produced, making accurate measurement difficult.

특히, 수질 오염도 등을 측정하는 경우에 종래와 같은 적하 수은전극을 이용한 방식으로는 분석하는데 많은 시간이 소요되고, 현장에 분석기를 설치하는 것이 거의 불가능한 점 이외에도 측정값의 정확도가 낮은 문제가 있다.In particular, in the case of measuring the water pollution, etc., a method using a dropping mercury electrode as in the conventional method takes a lot of time, and in addition to the fact that it is almost impossible to install an analyzer in the field, there is a problem of low accuracy of the measured value.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 다수의 스위치 밸브를 사용하여 유로를 단순하게 구성함과 동시에, 정밀 주입기를 이용하여 셀에 정확한 양의 전해질과 샘플 및 시료용액을 계량하여 공급함으로써, 전문인력이 없더라도 미량원소의 정량 정성분석을 정확하게 수행할 수 있으며, 표준시료를 간단하게 교체할 수 있는 구조의 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a simple configuration of a flow path using a plurality of switch valves, and by measuring and supplying an accurate amount of electrolyte and a sample and a sample solution to a cell using a precision injector, The purpose of the present invention is to provide a trace element measurement system using a suitable mercury electrode having a structure capable of accurately performing a quantitative qualitative analysis of trace elements even without a professional manpower and easily replacing a standard sample.

도 1은 종래의 적하 수은전극 시스템의 일부를 보인 구성도,1 is a configuration diagram showing a part of a conventional dropping mercury electrode system,

도 2는 본 발명에 따른 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템을 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a trace element measuring system using a red mercury electrode according to the present invention.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

12:셀 22:교반기12: Cell 22: Agitator

24:팬 30:모세관24: Fan 30: Capillary tube

40:제 1스위치 밸브 46:제 1관로40: first switch valve 46: first pipe

48:백금 50:수은 저장용기48: platinum 50: mercury storage container

40, 120, 130, 140, 150:제 1∼제 5스위치 밸브40, 120, 130, 140, 150: first to fifth switch valves

46, 126, 136, 146, 156:제 1∼제 5관로 178:회수용기46, 126, 136, 146, 156: First to fifth pipe 178: Recovery container

180:표준시료용기 L1∼L9:제 1∼9라인180: Standard sample container L1 to L9: Lines 1 to 9

상술한 본 발명의 목적은 기준전극과 보조전극 및 상단에 수은이 안착되는 모세관이 설치되는 셀과, 공급관을 통해 수은 저장용기로부터 유입되는 수은을 모세관으로 선택적으로 공급하는 제 1스위치 밸브와, 제 1모터의 작동에 의해서 제 1스위치 밸브에 장착된 제 1관로를 통해 흡인된 수은을 모세관으로 공급하는 제 1정밀 주입기를 포함하는 적상 수은전극에 있어서, 제 2관로의 설정위치에 따라 순수통과 전해질통 및 샘플통을 선택적으로 개방하여 내부에 들어 있는 액체를 연결라인으로 공급되도록 하는 제 2스위치 밸브와, 제 2모터의 작동에 의해서 연결라인을 통해 유입된 액체를 제 2스위치 밸브와 연결된 제 1라인으로 공급하는 제 2정밀 주입기와, 제 1라인으로 유입된 액체를 제 2라인으로 공급하는 제 1설정위치와 제 7라인을 통해 질소가스통으로부터 유입된 질소가스를 제 2라인 및 제 4라인으로 선택적으로 공급하는 제 2설정위치 및 제 3설정위치중 어느 하나에 위치하여 유로를 개폐하는 제 3관로를 지닌 제 3스위치 밸브와, 제 4관로의 설정위치에 따라 제 2라인을 통해 유입된 액체를 제 3라인을 통해 셀로 공급하는 제 4스위치 밸브와, 제 5관로의 설정위치에 따라 표준시료용기로부터 유입된 표준시료를 제 5라인으로 공급하는 제 5스위치 밸브와, 제 3모터의 제어에 의해서 제 5라인을 통해 유입된 표준시료를 흡인한 다음 제 6라인과 제 4스위치 밸브를 경유하여 셀로 공급하는 제 3정밀 주입기와, 진공펌프의 작동에 의해서 제 4관로의 설정위치에 따라 제 4스위치 밸브로부터 배출되는 유체가 제 8라인을 통해 유입되며, 셀내부에 있는 용액 및 수은이 제 9라인을 통해 유입되는 회수통을 구비하는 것을 특징으로 하는 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템에 의해 달성된다.The object of the present invention described above is a cell having a capillary tube on which a reference electrode and an auxiliary electrode and a mercury is placed on the upper side, a first switch valve for selectively supplying mercury flowing from a mercury storage container through a supply tube into a capillary tube, and A dropping mercury electrode comprising a first precision injector for supplying mercury sucked through a first pipe line mounted on a first switch valve by operation of a motor to a capillary tube, the pure passage electrolyte depending on the setting position of the second pipe line. A second switch valve for selectively opening the container and the sample container so that the liquid contained therein is supplied to the connection line, and the first liquid connected to the second switch valve by the operation of the second motor. The second precision injector for supplying the line and the nitrogen gas cylinder through the first preset position and the seventh line for supplying the liquid introduced into the first line to the second line. A third switch valve having a third conduit for opening and closing the flow path at any one of a second set position and a third set position for selectively supplying nitrogen gas introduced from the second line and the fourth line; A fourth switch valve for supplying the liquid introduced through the second line to the cell through the third line according to the set position of the conduit, and the standard sample introduced from the standard sample container according to the set position of the fifth conduit to the fifth line. A third precision injector for supplying the fifth switch valve to be supplied, the standard sample introduced through the fifth line under the control of the third motor, and then supplying it to the cell via the sixth and fourth switch valves; and a vacuum pump. According to the set position of the fourth conduit by the operation of the fluid discharged from the fourth switch valve through the eighth line, the solution and mercury in the cell is provided with a recovery vessel through the ninth line It is achieved by a trace element measuring system using a dropping mercury electrode, characterized in that.

이하, 첨부한 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 2 will be described in detail with respect to the trace element measuring system using a dropping mercury electrode according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템을 보인 구성도이다. 중력을 이용하여 모세관 끝단에 수은이 매달리도록 하는 종래의 적하 수은전극 대신에, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 셀(12)의 받침대(10)에 탈착 가능하게 장착되는 모세관(30)의 상부에 수은을 밀어 올리는 방식의 적상 수은전극을 이용하여 미량원소를 측정하였다.Figure 2 is a block diagram showing a trace element measuring system using a red mercury electrode according to the present invention. Instead of a conventional dropping mercury electrode that causes mercury to hang at the capillary end using gravity, in a preferred embodiment of the present invention, mercury is mounted on top of the capillary 30 detachably mounted to the pedestal 10 of the cell 12. Trace elements were measured using a dropwise mercury electrode of the push-up method.

적상 수은전극을 개략적으로 살펴보면, 시료용액이 들어 있는 셀(12) 및 셀(12)을 받치고 있는 받침대(10)와, 나사 결합에 의해 받침대(10)에 설치되는 모세관(30)과, 모세관(30)의 상부 안착홈(30a)에 착정된 수은방울(52)을 제거하기 위한 교반기(22)와, 수은을 저장하고 있는 수은 저장용기(50)로부터 공급관(54)을 통해 유입된 수은을 정확히 계량하여 모세관(30)으로 공급하는 제 1정밀 주입기(60)와, 제 1관로(46)의 설정위치에 따라 공급관(54)과 제 1정밀 주입기(60) 및 모세관(30)을 선택적으로 연통시켜 수은의 공급을 제어하는 제 1스위치 밸브(40)로 구성되어 있다.When the mercury electrode is accumulated, the cell 12 containing the sample solution and the pedestal 10 holding the cell 12, the capillary 30 installed on the pedestal 10 by screwing, and the capillary tube ( The stirrer 22 for removing the mercury droplet 52 fixed to the upper seating groove 30a of the 30 and the mercury introduced through the supply pipe 54 from the mercury storage container 50 storing mercury accurately Selective communication between the first precision injector 60 and the supply pipe 54, the first precision injector 60, and the capillary tube 30 according to the set position of the first pipe line 46 and the metering and supplying the capillary tube 30. It is composed of a first switch valve 40 for controlling the supply of mercury.

셀(12)의 내부에는 기준전극(16)과 보조전극(18)이 설치되어 있으며, 상부에는 커버(14)가 씌워져 있다. 셀(12)의 상부에는 모세관(30)의 상부에 안착된 수은방울(52)을 제거하기 위한 교반기(22)가 설치되어 있다. 교반기(22)에는 모터(20)가 내장되어 있으며, 모터(20)의 회전은 축(26)을 통해서 팬(24)으로 전달된다. 측정을 완료한 다음 수은을 제거하는 경우, 축(26)을 하강시켜 팬(24)이 수은방울(52)과 인접되도록 상방에 배치시킨 후에 이를 회전시켜 수은을 제거하게 된다.The reference electrode 16 and the auxiliary electrode 18 are provided inside the cell 12, and a cover 14 is covered on the upper side thereof. The upper part of the cell 12 is provided with a stirrer 22 for removing the mercury droplet 52 seated on the upper portion of the capillary tube 30. The agitator 22 has a motor 20 built in, and the rotation of the motor 20 is transmitted to the fan 24 through the shaft 26. When the mercury is removed after the measurement is completed, the shaft 26 is lowered so that the fan 24 is positioned upwardly adjacent to the mercury droplet 52 and then rotated to remove the mercury.

수은 저장용기(50)에 저장되어 있는 수은은 제 1모터(66)의 제어에 의해서 제 1스위치 밸브(40)를 통해 제 1정밀 주입기(60)로 유입된 다음, 모세관(30)으로 공급된다. 스위치 밸브(40)의 외주부에는 수은이 유입 및 배출되는 다수의 포트(41∼44)가 방사상으로 형성되어 있으며, 제 1관로(46)의 중앙에는 수은과 접촉상태를 유지하는 백금(48)이 끼워져 있다. 백금(48)에는 작업전극(70)이 연결되어 있으며, 제 1스위치 밸브(40)에 수은을 공급하는 공급관(54)에는 개폐밸브(56)가 설치되어 있다.Mercury stored in the mercury storage container 50 is introduced into the first precision injector 60 through the first switch valve 40 by the control of the first motor 66 and then supplied to the capillary tube 30. . On the outer circumferential portion of the switch valve 40, a plurality of ports 41 to 44 through which mercury is introduced and discharged are radially formed. In the center of the first pipe line 46, platinum 48 which maintains contact with mercury is formed. It is fitted. The working electrode 70 is connected to the platinum 48, and the opening and closing valve 56 is installed in the supply pipe 54 for supplying mercury to the first switch valve 40.

이러한 구성을 지닌 적상 수은전극을 이용한 본 발명의 미량원소 측정시스템의 개략적인 구성을 보면, 순수통(100)과 전해질통(102) 및 샘플(104)에 들어 있는 액체를 연결라인(124)을 통해 제 2정밀 주입기(220)로 보내는 제 2스위치 밸브(120)와, 이 제 2스위치 밸브(120)를 통해 공급되는 액체를 제 2라인(L2)으로 공급하는 제 3스위치 밸브(130)와, 제 2라인(L2)을 통해 공급되는 액체를 셀(12)로 공급하거나 질소가스통(160)에서 공급되는 질소가스를 제 8라인(L8)을 통해 회수통(178)으로 보내는 제 4스위치 밸브(140)와, 표준시료용기(180)에 들어 있는 표준시료를 제 5라인(L5)을 통해 제 3정밀 주입기(230)로 공급하는 제 5스위치 밸브(150)로 이루어져 있으며, 제 3정밀 주입기(230)는 제 5스위치 밸브(150)에서 유입된 표준시료를 제 4스위치 밸브(140)를 통해서 셀(12)로 공급하게 된다.In the schematic configuration of the trace element measuring system of the present invention using the dropwise mercury electrode having such a configuration, the liquid contained in the pure water container 100, the electrolyte container 102 and the sample 104 is connected to the connection line 124. The second switch valve 120 to be sent to the second precision injector 220 through the third switch valve 130 for supplying the liquid supplied through the second switch valve 120 to the second line (L2) and A fourth switch valve for supplying the liquid supplied through the second line L2 to the cell 12 or for supplying the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas cylinder 160 to the recovery vessel 178 through the eighth line L8. And a fifth switch valve 150 for supplying the standard sample contained in the standard sample container 180 to the third precision injector 230 through the fifth line L5. 230 supplies a standard sample introduced from the fifth switch valve 150 to the cell 12 through the fourth switch valve 140. The.

여기에서, 제 2스위치 밸브(120)에는 연결라인(124)을 통해 제 2정밀 주입기(220)와 연결되어 있는 제 2관로(122)가 설치되어 있다. 이 제 2관로(122)는 설정위치에 따라 순수통(100)과 전해질통(102) 및 샘플통(104)을 선택적으로 개방하여 각각의 통에 들어 있는 순수와 전해질 및 샘플을 제 2정밀 주입기(220)로 보내게 된다.Here, the second switch valve 120 is provided with a second pipe line 122 connected to the second precision injector 220 through the connection line 124. The second pipe line 122 selectively opens the pure water container 100, the electrolyte container 102, and the sample container 104 according to the set position, and supplies the pure water, the electrolyte, and the sample contained in each container to the second precision injector. (220).

제 2정밀 주입기(220)내에는 피스톤 로드(224)를 통해 제 2모터(226)와 작동적으로 연결되어 있는 피스톤(222)이 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 그러므로, 제 2모터(226)의 작동에 의해서 피스톤(222)이 하강하게 되면, 연결라인(124)을 통해 제 2스위치 밸브(120)로부터 순수, 전해질 또는 샘플이 유입된다. 설정된 양만큼 정확하게 유입된 후에는 제 2모터(226)가 역회전되면서 피스톤(222)을 상승시키게 되고, 피스톤(222)의 상승에 따라 유입되었던 순수, 전해질 또는 샘플(104)이 제 1라인(L1)을 통해 제 3스위치 밸브(130)로 공급된다.In the second precision injector 220, a piston 222 operatively connected to the second motor 226 through the piston rod 224 is mounted to slide. Therefore, when the piston 222 is lowered by the operation of the second motor 226, pure water, electrolyte or sample is introduced from the second switch valve 120 through the connection line 124. After the flow rate is precisely set, the second motor 226 is reversely rotated to raise the piston 222, and the pure water, the electrolyte, or the sample 104 introduced as the piston 222 is raised is moved to the first line ( It is supplied to the third switch valve 130 through L1).

제 3스위치 밸브(130)에는 제 1라인(L1)으로 유입된 액체를 제 2라인(L2)으로 배출하는 제 1설정위치를 비롯하여, 제 7라인(L7)을 통해 질소가스통(160)으로부터 유입된 질소가스를 제 2라인(L2) 및 제 4라인(L4)으로 선택적으로 공급하는 제 2설정위치와 제 3설정위치중 어느 하나에 위치하여 유로를 개폐하는 제 3관로(132)가 구비되어 있다. 질소가스는 측정이 끝난 후에 미세한 관로에 남아 있는 물질을 제거하기 위해서 사용한다. 이와 같이 미세관에 있는 물질을 완전히 제거한 후에 다음 측정작업을 진행하므로 정확한 정량분석이 가능하게 된다.The third switch valve 130 is introduced from the nitrogen gas cylinder 160 through the seventh line L7, including a first preset position for discharging the liquid introduced into the first line L1 to the second line L2. A third conduit 132 is provided at one of a second setting position and a third setting position for selectively supplying the nitrogen gas to the second line L2 and the fourth line L4 to open and close the flow path. have. Nitrogen gas is used to remove the material remaining in the fine conduit after the measurement. As such, the next measurement is performed after the material in the microtubule is completely removed, thereby enabling accurate quantitative analysis.

제 4스위치 밸브(140)는 제 4관로(142)의 설정위치에 따라 제 2라인(L2)을 통해 유입된 액체(순수, 전해질, 샘플)를 제 3라인(L3)을 통해 셀(12)로 공급하거나 제 6라인(L6)을 통해 제 3정밀 주입기(230)로부터 유입되는 표준시료를 제 3라인(L3)을 통해 셀(12)로 공급하게 된다. 또한, 측정이 끝난 후에는 질소가스통(160)으로부터 제 3스위치 밸브(130)나 제 5스위치 밸브(150)를 경유하여 유입되는 질소가스 및 관로 내의 물질을 제 8라인(L8)을 통해 회수통(178)으로 배출시키는 역할도 수행하게 된다.The fourth switch valve 140 receives the liquid (pure, electrolyte, sample) introduced through the second line (L2) through the third line (L3) according to the set position of the fourth conduit (142). The standard sample introduced from the third precision injector 230 through the sixth line L6 or through the third line L3 is supplied to the cell 12 through the third line L3. In addition, after the measurement is finished, the nitrogen gas flowing in from the nitrogen gas cylinder 160 via the third switch valve 130 or the fifth switch valve 150 and the material in the pipeline through the eighth line (L8). And discharge to (178).

제 5스위치 밸브(150)는 제 5관로(152)의 설정위치에 따라 표준시료용기(180)로부터 유입된 표준시료를 제 5라인(L5)으로 공급하며, 제 3정밀 주입기(230)는 제 5라인(L5)을 통해 유입된 표준시료를 제 4스위치 밸브(140)를 통해 셀(12)로 공급하게 된다.The fifth switch valve 150 supplies the standard sample introduced from the standard sample container 180 to the fifth line L5 according to the set position of the fifth pipe 152, and the third precision injector 230 The standard sample introduced through the fifth line L5 is supplied to the cell 12 through the fourth switch valve 140.

제 3정밀 주입기(230)내에는 피스톤 로드(234)를 통해 제 3모터(236)와 작동적으로 연결되어 있는 피스톤(232)이 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 그러므로, 제 3모터(236)의 작동에 의해서 피스톤(232)이 하강하게 되면, 제 5라인(L5)통해 제 5스위치 밸브(150)로부터 표준시료가 유입된다. 설정된 양만큼 정확하게 유입된 후에는 제 2모터(226)가 역회전되면서 피스톤(232)을 상승시키게 되고, 피스톤(232)의 상승에 따라 유입되었던 표준시료는 제 6라인(L6)을 통해 제 4스위치 밸브(140)로 공급된다.In the third precision injector 230, a piston 232 operatively connected to the third motor 236 through the piston rod 234 is mounted to slide. Therefore, when the piston 232 is lowered by the operation of the third motor 236, the standard sample is introduced from the fifth switch valve 150 through the fifth line (L5). After the flow rate is precisely set, the second motor 226 is reversely rotated to raise the piston 232, and the standard sample introduced as the piston 232 rises is transferred to the fourth line through the sixth line L6. Supplied to the switch valve 140.

측정 완료후에 셀(12)내부의 수은 및 용액은 제 9라인(L9)을 통해 회수통(178)으로 배출된다. 회수통(178)으로 회수된 물질들은 진공펌프(176)의 작동에 의해서 배출된다. 또한, 회수통(178)에는 상기한 바와 같이, 질소가스의 투입에 따라 제 8라인(L8)을 통해 관로의 물질이 유입된다.After completion of the measurement, the mercury and the solution in the cell 12 is discharged to the recovery container 178 through the ninth line (L9). The materials recovered to the recovery container 178 are discharged by the operation of the vacuum pump 176. In addition, as described above, the material of the pipe flows into the recovery container 178 through the eighth line L8 according to the introduction of nitrogen gas.

다음에는 이러한 구성을 지닌 시스템을 이용하여 미량원소를 측정하는 과정을 설명한다.The following describes the process for measuring trace elements using a system with this configuration.

미량원소의 분석을 위해서는 샘플과 표준시료를 차례대로 셀로 주입하여 전위차를 측정한 다음, 이들의 결과를 컴퓨터로 연산하게 된다. 이를 위해서는 먼저, 제 2스위치 밸브(120)의 제 2관로(122)를 1점쇄선으로 도시한 바와 같이 위치시킨다. 그에 따라, 전해질통(102)에 들어 있던 전해질이 라인(108)을 경유하여 제 2정밀 주입기(220)로 유입되어 정확하게 계량된 다음, 제 3스위치 밸브(130)와 제 4스위치 밸브(140)를 경유하여 셀(12)로 공급된다. 이때, 제 3스위치 밸브(130)와 제 4스위치 밸브(140)내의 제 3관로(132)와 제 4관로(142)는 각각, 점선으로 도시한 바와 같이 위치하게 된다.For the analysis of trace elements, the sample and the standard sample are injected into the cell one by one, the potential difference is measured, and their results are calculated by computer. To this end, first, the second conduit 122 of the second switch valve 120 is positioned as shown by the dashed-dotted line. Accordingly, the electrolyte contained in the electrolyte container 102 flows into the second precision injector 220 via the line 108 to be accurately metered, and then the third switch valve 130 and the fourth switch valve 140. Is supplied to the cell 12 via. In this case, the third conduit 132 and the fourth conduit 142 in the third switch valve 130 and the fourth switch valve 140 are positioned as shown by the dotted lines, respectively.

다음에, 제 2스위치 밸브(120)의 제 2관로(122)를 점선으로 도시한 바와 같이 위치시킨다. 그에 따라, 샘플통(104)에 들어 있던 샘플이 라인(110)을 경유하여 제 2정밀 주입기(220)로 유입되어 정확하게 계량된 다음, 제 3스위치 밸브(130)와 제 4스위치 밸브(140)를 경유하여 셀(12)로 공급된다.Next, the second conduit 122 of the second switch valve 120 is positioned as shown by the dotted line. Accordingly, the sample contained in the sample container 104 flows into the second precision injector 220 via the line 110 and is accurately metered, and then the third switch valve 130 and the fourth switch valve 140. Is supplied to the cell 12 via.

전해질과 샘플을 적정 비율로 공급하여 희석시킨 후에는 셀(12)내의 용존산소를 제거하기 위하여 질소가스를 공급한다. 이때, 제 3스위치 밸브(130)내의 제 3관로(132)는 점선으로 도시한 바와 같이 위치되며, 제 7라인(L7)을 통해 질소가스통(160)에서 유입된 질소가스는 제 2라인(L2)과 제 4스위치 밸브(140) 및 제 3라인(L3)을 경유하여 셀(12)내부로 공급된다. 이와 같이, 셀(12)내부의 방해물질을 제거한 후에, 교반기(22)를 작동시켜 교반시킨 다음, 상기한 순서에 따라 제 1스위치 밸브(40)와 제 1정밀 주입기(60)를 이용하여 적상 수은 작업전극을 생성하여 전위차를 측정한다.After dilution by supplying the electrolyte and the sample at an appropriate ratio, nitrogen gas is supplied to remove dissolved oxygen in the cell 12. At this time, the third pipe 132 in the third switch valve 130 is positioned as shown by the dotted line, the nitrogen gas introduced from the nitrogen gas cylinder 160 through the seventh line (L7) is the second line (L2). ) Is supplied into the cell 12 via the fourth switch valve 140 and the third line L3. As described above, after removing the obstacles inside the cell 12, the agitator 22 is operated to stir, and then the drop is performed using the first switch valve 40 and the first precision injector 60 in the above-described order. A mercury working electrode is produced to measure the potential difference.

샘플의 측정이 끝난 후에는 제 5스위치 밸브(150)와 제 3정밀 주입기(230)를 이용하여 셀(12)내부에 표준시료를 공급한다. 즉, 제 5관로(152)를 ㄱ자 형태로 위치시킨 상태에서 제 3모터(236)가 작동되면, 피스톤(232)이 하강되면서 제 5라인(L5)을 통해 표준시료용기(180)에 들어 있는 표준시료가 유입된다. 정량이 유입된 다음에 제 3모터(236)를 역회전시키면 제 3정밀 주입기(230)내의 표준시료는 제 6라인(L6)을 통해 제 4스위치 밸브(140)로 공급된다 이때, 제 4스위치 밸브(140)의 제 4관로(142)는 ㄱ자 형태로 위치되며 유입된 표준시료를 제 3라인(L3)을 통해서 셀(12)내부로 공급한다.After the measurement of the sample is finished, the standard sample is supplied into the cell 12 using the fifth switch valve 150 and the third precision injector 230. That is, when the third motor 236 is operated in the state in which the fifth pipe 152 is positioned in the L-shape, the piston 232 is lowered and is contained in the standard sample container 180 through the fifth line L5. Standard sample is introduced. When the third motor 236 is reversely rotated after the quantity is introduced, the standard sample in the third precision injector 230 is supplied to the fourth switch valve 140 through the sixth line L6, and at this time, the fourth switch The fourth conduit 142 of the valve 140 is located in a L-shape and supplies the introduced standard sample into the cell 12 through the third line L3.

이러한 방법으로 표준시료를 셀로 주입하여 전위차를 측정하게 되며, 컴퓨터는 샘플을 통해서 측정된값과 표준시료의 측정값을 연산하여 분석을 완료하게 된다.In this way, the standard sample is injected into the cell to measure the potential difference, and the computer calculates the measured value of the sample and the standard sample to complete the analysis.

측정을 완료한 후에 다음 측정을 위해서 셀(12)에 들어 있던 내부용액을 제거하여야 한다. 이때, 오염방지를 위해서 수은방울을 제거한 다음에 제 1정밀 주입기(60)를 이용하여 수은전극을 다시 생성한 다음, 진공펌프(176)를 작동시켜 셀(12)내부의 용액을 제 9라인(L9)을 통해 회수통(178)으로 회수한다.After the measurement is completed, the internal solution in the cell 12 must be removed for the next measurement. At this time, in order to prevent contamination, after the mercury drop is removed, the mercury electrode is regenerated using the first precision injector 60, and the vacuum pump 176 is operated to draw the solution in the cell 12 into the ninth line ( Recovery to the recovery container 178 through L9).

만일, 표준시료를 교체하거나 시스템의 초기작동 시에는 미세한 관로 내에 공기가 들어 있는 경우가 있다. 관로 내의 공기는 순수를 이용하여 제거하면 된다. 즉, 제 1스위치 밸브(40)내의 제 1관로(46)를 실선으로 도시한 바와 같이 위치시킨 상태에서 라인(106)을 통해 배출되는 순수를 제 2정밀 주입기(220)로 흡인한 다음, 제 1라인(L1)으로 배출한다.If the standard is replaced or the system is initially commissioned, air may be present in the fine conduit. The air in the pipeline can be removed with pure water. That is, the pure water discharged through the line 106 is sucked into the second precision injector 220 in a state where the first pipe line 46 in the first switch valve 40 is positioned as shown by the solid line. Discharge to line 1 (L1).

이때, 제 2스위치 밸브(120)의 제 2관로(122)는 실선으로 도시한 바와 같이 위치되고 제 5스위치 밸브(150)의 제 5관로(152)는 점선으로 도시한 바와 같이 위치됨으로써, 제 1라인(L1)을 통해 유입된 순수는 제 4라인(L4)과 제 5라인(L5)을 차례로 경유하여 실선으로 도시한 바와 같이 배치되어 있는 제 4스위치 밸브(140)의 제 4관로(142)를 통해서 제 8라인(L8)으로 배출된 다음, 회수통(178)으로 보내짐으로써 관로에 있던 기존의 표준시료를 제거할 수 있으며, 또한, 제 3정밀 주입기(230)내의 공기를 제거하는 것이 가능하다.In this case, the second conduit 122 of the second switch valve 120 is positioned as shown by the solid line, and the fifth conduit 152 of the fifth switch valve 150 is positioned as shown by the dotted line, The pure water introduced through the first line L1 passes through the fourth line L4 and the fifth line L5 in turn, and the fourth pipe 142 of the fourth switch valve 140 is disposed as shown in the solid line. After being discharged to the eighth line (L8) through the), and sent to the recovery container 178 can remove the existing standard sample in the conduit, and also to remove the air in the third precision injector 230 It is possible.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 제 1정밀 주입기를 사용하므로 모세관의 상단에 형성된 안착홈에 정확한 양의 수은 방울을 착정할 수 있으며, 고농도 오염물질의 검사시에도 전극을 새것으로 교체할 필요가 없다. 또한, 수은방울이 모세관벽의 수은기둥을 누르고 있기 때문에 수은방울이 끊어지는 현상을 방지할 수 있으며, 장비의 현장설치가 가능하고 정확한 계량에 의해 측정하므로 전문 인력이 없어도 자동으로 연속 측정할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention described above, since the first precision injector is used, the correct amount of mercury droplets can be deposited in the recess formed in the upper end of the capillary tube, and there is no need to replace the electrode with a new one even when inspecting the high concentration of contaminants. . In addition, mercury drops hold down the mercury column on the capillary wall, preventing mercury drops from being broken, and the equipment can be installed on-site and measured by accurate metering. There is an advantage.

Claims (1)

기준전극(16)과 보조전극(18) 및 상단에 수은이 안착되는 모세관(30)이 설치되는 셀(12)과, 공급관(54)을 통해 수은 저장용기(50)로부터 유입되는 수은을 모세관(30)으로 선택적으로 공급하는 제 1스위치 밸브(40)와, 제 1모터(66)의 작동에 의해서 상기 제 1스위치 밸브(40)에 장착된 제 1관로(46)를 통해 흡인된 수은을 상기 모세관(30)으로 공급하는 제 1정밀 주입기(60)를 포함하는 적상 수은전극에 있어서,The mercury introduced from the mercury storage container 50 through the cell 12 having the reference electrode 16, the auxiliary electrode 18, and the capillary tube 30 on which mercury is seated is installed, and the supply pipe 54. Mercury sucked through the first switch valve 40 selectively supplied to 30) and the first pipe line 46 mounted on the first switch valve 40 by the operation of the first motor 66. In the dropwise mercury electrode comprising a first precision injector 60 to supply to the capillary 30, 제 2관로(122)의 설정위치에 따라 순수통(100)과 전해질통(102) 및 샘플통(104)을 선택적으로 개방하여 내부에 들어 있는 액체를 연결라인(124)으로 공급되도록 하는 제 2스위치 밸브(120)와,A second opening for selectively supplying the liquid container 100, the electrolyte container 102, and the sample container 104 to the connection line 124 by selectively opening the pure water container 100, the electrolyte container 102, and the sample container 104 according to the set position of the second pipe line 122. Switch valve 120, 제 2모터(226)의 작동에 의해서 연결라인(124)을 통해 유입된 액체를 제 2스위치 밸브(120)와 연결된 제 1라인(L1)으로 공급하는 제 2정밀 주입기(220)와,A second precision injector 220 for supplying the liquid introduced through the connection line 124 by the operation of the second motor 226 to the first line L1 connected to the second switch valve 120; 상기 제 1라인(L1)으로 유입된 액체를 제 2라인(L2)으로 공급하는 제 1설정위치와 제 7라인(L7)을 통해 질소가스통(160)으로부터 유입된 질소가스를 상기 제 2라인(L2) 및 제 4라인(L4)으로 선택적으로 공급하는 제 2설정위치 및 제 3설정위치중 어느 하나에 위치하여 유로를 개폐하는 제 3관로(132)를 지닌 제 3스위치 밸브(130)와,Nitrogen gas introduced from the nitrogen gas cylinder 160 through the first set position and the seventh line L7 for supplying the liquid introduced into the first line L1 to the second line L2 is connected to the second line (L7). A third switch valve 130 having a third conduit 132 for opening and closing the flow path at any one of a second set position and a third set position selectively supplied to L2) and a fourth line L4; 제 4관로(142)의 설정위치에 따라 제 2라인(L2)을 통해 유입된 액체를 제 3라인(L3)을 통해 상기 셀(12)로 공급하는 제 4스위치 밸브(140)와,A fourth switch valve 140 for supplying the liquid introduced through the second line L2 to the cell 12 through the third line L3 according to the set position of the fourth pipe 142; 제 5관로(152)의 설정위치에 따라 표준시료용기(180)로부터 유입된 표준시료를 제 5라인(L5)으로 공급하는 제 5스위치 밸브(150)와,A fifth switch valve 150 for supplying the standard sample introduced from the standard sample container 180 to the fifth line L5 according to the set position of the fifth pipe 152; 제 3모터(236)의 제어에 의해서 제 5라인(L5)을 통해 유입된 표준시료를 흡인한 다음 제 6라인(L6)과 제 4스위치 밸브(140)를 경유하여 상기 셀(12)로 공급하는 제 3정밀 주입기(230)와,The standard sample introduced through the fifth line L5 is sucked under the control of the third motor 236, and then supplied to the cell 12 via the sixth line L6 and the fourth switch valve 140. And the third precision injector 230, 진공펌프(176)의 작동에 의해서 상기 제 4관로(142)의 설정위치에 따라 제 4스위치 밸브(140)로부터 배출되는 유체가 제 8라인(L8)을 통해 유입되며, 상기 셀(12)내부에 있는 용액 및 수은이 제 9라인(L9)을 통해 유입되는 회수통(178)을 구비하는 것을 특징으로 하는 적상 수은전극을 이용한 미량원소 측정시스템.By the operation of the vacuum pump 176, the fluid discharged from the fourth switch valve 140 is introduced through the eighth line (L8) according to the set position of the fourth conduit 142, the inside of the cell 12 The trace element measuring system using a dropping mercury electrode, characterized in that it comprises a recovery container 178 which is introduced into the solution and mercury in the ninth line (L9).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100485989B1 (en) * 2002-11-09 2005-05-03 이재춘 Glassy carbon electrode system
KR100485988B1 (en) * 2002-11-09 2005-05-03 이재춘 Glassy carbon electrode system and electronic system and controling method thereof
KR102327202B1 (en) * 2021-07-13 2021-11-17 주식회사 인포월드 Trace element measuring device and measuring method

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