KR20230017176A - 측정 장치 및 유리 응답막의 교환 시기 판단 방법 - Google Patents
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Abstract
플루오린화수소산을 포함하는 시료를 측정하는 유리 응답막의 교환 시기를 적절하게 판단한다. 플루오린화수소산을 함유하는 액체 시료의 수소 이온 농도를 측정하는 측정 장치로서, 유리 응답막을 구비하고, 상기 액체 시료 중의 수소 이온 농도를 측정하는 유리 전극과, 상기 유리 응답막의 막저항값을 측정하는 막저항 측정부와, 상기 유리 응답막이 배치되어 있는 환경의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 상기 막저항값 및 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막을 교환하기 위한 지표를 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 장치로 했다.
Description
본 발명은, 측정 장치 및 유리 응답막의 교환 시기 판단 방법에 관한 것이다.
반도체 공장으로부터의 배수 등에 플루오린화수소산이 포함되어 있는 경우에는, 배수 등을 환경 중에 배출하기 전에 플루오린화수소산을 중화시킬 필요가 있다. 그 때문에, 이와 같은 액체가 흐르는 유로에는 pH계를 배치해서 배수의 pH를 상시 감시하고 있다.
pH계로서는, 일반적으로 유리 응답막을 사용한 유리 전극이 사용된다. 유리 응답막은 플루오린화수소산에 의해 용해되는 것에 의해 점점 얇아지고, 최종적으로는 전부 다 녹는다(구멍이 뚫린다).
유리 응답막은 녹아서 얇아졌다고 해도, 구멍이 뚫려서 내부액과 측정 대상인 액체 시료가 접하는 상태로 될 때까지 문제 없이 측정에 사용할 수 있으므로, 유리 응답막에 구멍이 뚫려서 측정 불능으로 될 때까지 유리 응답막의 교환이 필요하다는 것을 알아차리지 못한다고 하는 문제가 있다.
또, 배수 등에 포함되는 플루오린화수소산의 농도는 동일한 장소에서도 일정하지 않으므로, 유리의 두께 등으로부터 일률적으로 유리 응답막의 수명을 추정해서, 유리 응답막을 교환하는 것도 어렵다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 문제를 감안해서 이루어진 것으로서, 플루오린화수소산을 포함하는 시료를 측정하는 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 과제로 하는 것이다.
본 발명자들은, 유리 응답막의 두께와 유리 응답막의 저항값 사이에는, 두께가 크면 저항값이 크다고 하는 관계가 성립되는 것에 주목하여, 유리 응답막의 막저항값에 기초하여 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 생각했다.
또, 유리 응답막의 저항값은, 유리 응답막이 놓여 있는 환경의 온도에 따라서 변화되어 버리는 것을 고려해서, 유리 응답막이 놓여 있는 환경의 온도를 유리 응답막의 교환 시기의 판단에 이용하는 것을 생각했다.
즉, 본 발명에 관계된 측정 장치는, 플루오린화수소산을 함유하는 액체 시료의 수소 이온 농도를 측정하는 측정 장치로서, 유리 응답막을 구비하고, 상기 액체 시료 중의 수소 이온 농도를 측정하는 유리 전극과, 상기 유리 응답막의 막저항값을 측정하는 막저항 측정부와, 상기 유리 응답막이 배치되어 있는 환경의 온도를 측정하는 온도 측정부와, 상기 막저항값 및 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막을 교환하기 위한 교환 지표를 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 측정 장치에 의하면, 유리 응답막이 놓여 있는 환경의 플루오린화수소산 농도나 온도가 일정하지 않은 경우이더라도, 유리 응답막의 교환 시기를 판단할 수가 있다.
그 결과, 플루오린화수소산이 포함되어 있는 액체 시료의 수소 이온 농도를 연속 측정하는 경우이더라도, 유리 응답막의 사용 기간을 좀 짧게 어림잡아 빈번하게 유리 응답막을 교환하는 것에 의한 수고나 코스트를 줄일 수가 있다. 또, 갑자기 측정이 비정상적으로 될 리스크를 저감할 수 있다.
유리 응답막의 교환 시기를 사용자가 판단하는 수고를 덜기 위해서는, 상기 막저항값 및 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 판단부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구체적인 실시형태로서는, 예를 들면 상기 온도에 기초하여, 상기 막저항값을 소정 온도에서의 막저항값으로 환산하고, 이 환산값에 기초하여, 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 들 수가 있다.
상기 측정 장치가, 상기 막저항값과, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도의 상관관계를 기억하고 있는 기억부를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 기억부가, 상기 유리 응답막의 조성과 상기 막저항값의 상관관계를 더 기억하고 있는 것으로 해도 된다.
사용자가 유리 응답막의 교환 시기를 알아차리기 쉽게 하기 위해서는, 상기 환산값이 미리 설정된 문턱값 이하로 된 경우에, 경고를 내보내도록 하는 것이 바람직하다.
유리 응답막의 교환 빈도를 보다 억제하기 위해서는, 스칸듐, 이트륨, 타이타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀 및 탄탈럼으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 것으로 하는 등, 상기 유리 응답막을 플루오린화수소산에 녹기 어려운 조성으로 해 두는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 플루오린화수소산을 포함하는 액체 시료를 측정하는 유리 응답막의 교환 시기를 판단할 수 있으므로, 플루오린화수소산을 포함하는 액체 시료의 pH를 상시 감시할 필요가 있는 경우 등에 있어서, 유리 응답막의 교환 빈도를 종래보다도 억제할 수가 있다.
도 1은, 본 발명의 1실시형태에 관계된 측정 장치 전체를 나타내는 모식도.
도 2는, 본 실시형태에 관계된 유리 응답막 및 그 주변부를 나타내는 모식도.
도 3은, 유리 응답막의 막저항값(실측값)의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는, 유리 응답막의 막저항값과 온도의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는, 온도 보정 후의 막저항값의 변화를 나타내는 그래프.
도 2는, 본 실시형태에 관계된 유리 응답막 및 그 주변부를 나타내는 모식도.
도 3은, 유리 응답막의 막저항값(실측값)의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는, 유리 응답막의 막저항값과 온도의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는, 온도 보정 후의 막저항값의 변화를 나타내는 그래프.
이하에, 본 발명의 1실시형태에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다.
본 실시형태에 관계된 측정 장치(1)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 플루오린화수소산이 포함될 가능성이 있는 반도체 공장 등으로부터의 배수 유로에 배치되어, 플루오린화수소산이 적절히 중화되고 있는지 어떤지를 배수 중의 수소 이온 농도를 연속 측정하는 것에 의해서 감시하는 것이다.
구체적으로, 측정 장치(1)는, 유리 응답막을 구비한 유리 전극(2)과, 이 유리 전극(2)과 함께 사용되는 비교 전극(3)과, 이것들 유리 전극 및 비교 전극으로부터 출력되는 전위차를 측정하는 것에 의해서 이온 농도를 산출하는 산출부(4)와, 산출부(4)에 의해서 산출된 이온 농도를 표시하는 표시부(5) 등을 구비하고 있다. 한편, 산출부(4)는, 예를 들면 CPU, 메모리, 입출력 인터페이스, AD 변환기 등을 가지는 컴퓨터를 사용하여 구성되어 있다.
유리 전극(2) 및 비교 전극(3)은, 전술한 배수 유로(P) 내 등을 흐르는 액체 시료(S)에 침지하도록 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리 전극(2)과 비교 전극(3)이 일체로 형성된 복합 전극을 사용하고 있다.
유리 전극(2)은, 예를 들면 내부액과, 내부액을 수용하는 케이스(筐體)와, 내부액에 침지하도록 마련된 내부극과, 내부액과 액체 시료 사이에 배치된 유리 응답막(21)을 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 케이스에 대해서 착탈 가능한 다른 부재에 장착한 유리 응답막(21)을, 이 부재마다, 예를 들면 케이스에 형성된 나사구멍에 비틀어넣고 고정시키는 팁 교환식(tip-replaceable)의 유리 응답막(21)을 사용하고 있다.
비교 전극(3)은, 예를 들면 내부액과, 내부액을 수용하는 케이스와, 내부액에 침지하도록 마련된 내부극과. 내부액과 액체 시료를 전기적으로 접속하는 액락부(液絡部)(31)를 구비하고 있다. 한편, 액락부(31)는, 예를 들면 상기 케이스에 형성된 관통공의 내부에 배치된 세라믹판 등에 의해서 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 액락부(31)에 대하여도, 케이스에 대해서 착탈 가능한 다른 부재에 장착된 액락부(31)를, 이 부재마다, 예를 들면 케이스에 형성된 나사구멍에 비틀어넣고 고정시키는 팁 교환식의 액락부(31)를 사용하고 있다.
그리고, 본 실시형태에 관계된 측정 장치(1)는, 유리 응답막(21)의 막저항값을 측정하는 막저항 측정부(6)와, 유리 응답막(21)이 배치되어 있는 환경의 온도를 측정하는 온도 측정부(7)와, 이것들 막저항 측정부(6)에서 측정된 막저항값 및 온도 측정부(7)에서 측정된 온도에 기초하여 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 판단부(8)를 더 구비하고 있다.
막저항 측정부(6)는, 유리 응답막(21)의 전기 저항을 측정하는 절연 저항계(61)와 막저항 산출부를 구비하고 있다. 절연 저항계(61)는, 예를 들면 유리 전극(2)과 동일하게 액체 시료(S)에 침지되는 백금선 등의 도전성 재료를 구비하는 것이다.
막저항 산출부는, 전술한 도전성 재료에 전류를 흘린 경우에, 유리 응답막을 거쳐 도전성 재료와 유리 전극의 내부극 사이의 전압을 검출하는 전압계를 구비하고, 이 전압계에 의해서 검지된 전압값에 기초하여, 유리 응답막의 저항값을 산출한다. 혹은, 도전성 재료에 전압을 인가한 경우에, 유리 응답막을 거쳐 도전성 재료와 유리 전극의 내부극 사이에 흐르는 전류를 검출하는 전류계를 구비하고, 이 전류계에 의해서 검지된 전류치에 기초하여, 유리 응답막의 저항값을 산출한다.
한편, 본 실시형태에서는 산출부(4)가, 막저항 산출부로서의 기능을 겸하고 있다.
온도 측정부(7)는, 온도 센서(71)와 온도 산출부를 구비하고 있다. 이 온도 센서(71)는, 본 실시형태에서는, 유리 전극(2)의 유리 응답막(21) 근방에 마련되어, 유리 응답막(21) 근방의 액체 시료(S)의 온도를 측정하는 것이다. 한편, 본 실시형태에서는 산출부(4)가, 온도 산출부로서의 기능을 겸하도록 되어 있다.
유리 응답막(21)의 두께가 작아지면, 유리 응답막(21)의 막저항값은 작아진다. 판단부(8)는, 이 관계성을 이용해서, 막저항 측정부(6)에 의해서 측정된 유리 응답막(21)의 막저항값이, 미리 설정된 문턱값보다도 작아진 경우에, 유리 응답막(21)의 교환 시기라고 판단하도록 구성되어 있다.
문턱값은, 예를 들면 과거의 측정 데이터를 참고로 해서, 유리 응답막(21)의 조성에 따라 미리 설정되어 있는 것이고, 예를 들면 과거의 측정 데이터로부터 유리 응답막(21)이 녹아서 구멍이 뚫리는 24시간 전의 평균 막저항값을 사용하도록 해도 된다. 측정 장치(1)가 문턱값을 기억하는 기억부(9)를 더 구비하고 있는 것으로 해도 된다.
이 기억부(9)에는, 문턱값 외에, 예를 들면 막저항값과 온도의 상관관계를 나타내는 식이나 테이블 등이 기억되어 있어도 된다.
또, 유리 응답막(21)의 용해의 정도에 영향을 미치는 다른 요소로서는, 예를 들면 유리 응답막(21)의 조성을 들 수가 있다. 구체적으로는, 예를 들면 스칸듐, 이트륨, 타이타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀 및 탄탈럼으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소를 함유하는 유리 응답막(21)으로 하는 것에 의해서, 이 원소들을 함유하지 않는 유리 응답막(21)에 비해 플루오린화수소산에 의한 용해의 정도(용해 속도)를 작게 억제하는 것이 가능하다.
이 원소들을 첨가하는 것에 의한 플루오린화수소산 내성의 향상 메카니즘으로서는, 이하와 같은 것이 생각된다.
스칸듐 또는 이트륨 등의 3가(三價)의 희토류 원소는, 유리 응답막의 유리의 그물코형(網目狀) 네트워크를 긴축시키기 위해서 첨가되어 있는 란타넘(La) 등의 란타노이드보다도 전기 음성도가 높다. 그 때문에, 유리 응답막에 함유되어 있는 란타노이드의 일부를 스칸듐 또는 이트륨 등의 3가 희토류 원소로 치환하는 것에 의해서, 유리의 네트워크를 보다 긴축시켜서 강화할 수가 있다. 그 결과, 유리 응답막의 플루오린화수소산 내성이 향상되는 것이라고 생각된다.
타이타늄, 지르코늄 또는 하프늄 등의 4가 원소는, 유리의 네트워크를 형성하는 규소 등의 주요 원소에 비해 이온 반경이 크다. 그 때문에, 이 원소들은, 규소 등보다도 산소의 배위수가 크고, 산소와의 결합력이 높다. 이와 같은 이유로 인해, 이 원소들을 첨가하는 것에 의해서, 유리의 네트워크가 강화되어, 유리 응답막의 플루오린화수소산 내성이 향상된다고 생각된다.
탄탈럼 또는 나이오븀 등의 5가 원소는, 유리의 네트워크를 형성하는 주요 원소인 규소(결합수 4)에 비해 결합수가 많다(결합수 5이다). 그 때문에, 이 원소들을 첨가하는 것에 의해서 유리의 네트워크가 가교되어 강화되고, 그 결과, 유리 응답막의 플루오린화수소산 내성의 향상에 기여한다고 생각된다.
이와 같이, 유리 응답막(21)의 조성에 따라서는, 플루오린화수소산에 의한 용해 속도가 다른 것이 생각된다. 그래서, 유리 응답막(21)의 조성과 막저항값의 상관관계를 나타내는 식이나 테이블 등을 기억부(9)가 기억하고 있어도 된다.
막저항값이 문턱값과 동일한 값 또는 문턱값보다도 작은 값으로 된 경우에는, 유리 응답막(21)의 두께가 작아지고, 예를 들면 24시간 이내에 유리 응답막(21)에 구멍이 뚫려 버린다고 예측할 수가 있다. 그래서, 본 실시형태에 관계된 측정 장치(1)는, 막저항값이 문턱값과 동일한 값 또는 문턱값보다도 작은 값으로 되었다고 판단부(8)가 판단한 경우에 경고를 출력하는 출력부를 더 구비하고 있다. 그 출력부는, 표시부(5)가 그 기능을 겸하도록 해도 된다.
이와 같이 구성한 측정 장치(1)에 의해서, 유리 응답막(21)의 교환 시기를 판단하는 순서 및 방법은 이하와 같다.
막저항 측정부(6)에 의해서, 유리 응답막(21)의 막저항값을 측정한다. 막저항 측정부(6)에 의해서 측정된 유리 응답막(21)의 막저항값의 1예를 도 3에 나타낸다. 도 3의 그래프는, 호리바(堀場) 어드밴스트 테크노제 내(耐)플루오린화수소산 pH 전극(품번 7123)을 2개 사용해서, 이 전극들의 유리 응답막(21)의 막저항값을 절연 저항계(Agilent 433913)에 의해서, 하루에 2회씩 125시간 정도 계속해서 측정한 결과이다. 이 도 3의 그래프에서는, 막저항값이 측정 시마다 크게 상하로 변동하고 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 상하변동이 큰 그래프 파형으로부터는, 유리 응답막(21)이 녹아서 구멍이 뚫릴 때까지의 기간(유리 응답막의 수명)을 추정해서, 유리 응답막(21)의 교환 시기를 판단하는 것은 어렵다.
이 도 3의 그래프에 있어서, 막저항값이 크게 변동하고 있는 원인에 대하여 알아보기 위해서, 이 그래프 중의 어떤 하루를 1예로서 취출해 보면, 이 날의 1회째의 측정은 오전 9시에 행해지고, 이 때의 측정 환경의 온도는 19.5℃였다. 같은 날의 2회째의 측정은, 오후 5시에 행해지고, 이 때의 측정 환경의 온도는 22.8℃였다. 이러한 점으로부터, 본 발명자는, 이와 같은 그래프 파형의 심한 상하변동은, 이와 같이 측정 시마다 유리 응답막(21) 주변의 온도가 변화하고 있는 것에 기인하고 있다고 생각했다.
그래서, 본 발명자는, 막저항값의 측정과 동시에, 온도 측정부(7)에 의해서, 유리 응답막(21)이 배치되어 있는 환경, 예를 들면 유리 응답막(21) 주변의 액체 시료(S)의 온도를 측정하고, 측정된 온도를 사용해서 막저항값을 보정하는 것을 시도했다.
본 발명자가 유리 응답막(21)의 막저항값과 온도의 관계를 알아본 결과, 예를 들면 전술한 호리바 어드밴스트 테크노제 내플루오린화수소산 pH 전극(품번 7123)에 사용되고 있는 유리 응답막(21)에 대하여, 도 4에 나타내는 바와 같은 막저항값과 온도의 상관관계를 나타내는 검량선(檢量線)을 얻었다. 이 검량선은, 동일한 유리 전극(2)을 3개 사용해서, 각 온도에 있어서의 유리 응답막(21)의 막저항값을 측정한 결과로부터 얻은 것이다. 도 4 중의 검은 동그라미는, 3개의 유리 전극(2)의 막저항값의 평균값을 나타내고 있다.
그래서, 이 검량선을 사용하여 상기한 도 3의 그래프의 막저항값을 온도 보정해서, 예를 들면 소정 온도(예를 들면 25℃)에서의 막저항값으로 환산한 환산값을 구하면, 도 5와 같은 그래프를 얻었다. 도 5의 그래프에서는, 온도에 따른 막저항값의 변화를 보정한 것에 의해, 막저항값의 상하변동이 억제되어, 유리 응답막(21)의 수명을 추측하기 쉬운 그래프 파형으로 할 수가 있다.
그래서, 본 실시형태에 있어서는, 막저항 측정부(6)에 의해서 측정된 막저항값에 대하여, 판단부(8)가, 기억부(9)에 기억된 검량선 등을 사용해서, 예를 들면 도 5와 같이, 온도 보정하도록 했다. 또한, 판단부(8)가, 보정 후의 막저항값과 기억부(9)에 기억되어 있는 문턱값을 비교해서, 온도 보정 후의 막저항값이 문턱값과 동일 또는 문턱값보다도 작은지 어떤지를 판단하는 것에 의해서 유리 응답막(21)의 교환 시기인지 아닌지를 판단하는 것으로 했다.
기억부(9)에 기억되어 있는 문턱값은, 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이 과거에 동일한 배수 유로(P) 상에서 막저항을 측정한 동일한 조성의 유리 응답막(21)의 막저항값에 기초하여, 예를 들면 24시간 후에 유리 응답막(21)에 구멍이 뚫려서 사용 불능으로 된 시점의 막저항값을 참고로 해서 설정되어 있다.
유리 응답막(21)의 조성이 다른 유리 응답막(21)에 대하여는, 유리 응답막(21)의 조성에 대한 검량선을 더 작성하고, 판단부(8)가, 이 검량선에 기초하여 온도 보정 후의 막저항값을 더 보정하도록 하면, 보다 정밀도 높게 유리 응답막의 교환 시기를 판단할 수가 있다.
본 실시형태에서는, 판단부(8)가, 유리 응답막(21)의 교환 시기라고 판단한 경우에는, 출력부가 사용자에 대해, 유리 응답막의 교환 지표로서, 예를 들면 유리 응답막(21)을 교환하도록 재촉하는 경고를 내보내도록 되어 있다.
이와 같이 구성한 측정 장치(1) 및 유리 응답막의 교환 시기 판단 방법에 의하면, 유리 응답막(21)의 막저항값 뿐만 아니라, 유리 응답막(21)이 놓여 있는 환경의 온도에 기초하여 유리 응답막(21)의 교환 시기를 판단하고 있으므로, 유리 응답막(21)이 놓여 있는 환경의 온도가 일정하지 않은 경우이더라도, 유리 응답막(21)의 교환 시기를 정밀도 높게 판단할 수가 있다.
그 결과, 플루오린화수소산이 포함되어 있는 액체 시료(S)의 수소 이온 농도를 연속 측정하는 경우이더라도, 유리 응답막(21)의 사용 기간을 좀 짧게 어림잡아 빈번하게 유리 응답막(21)을 교환하는 것에 의한 수고나 코스트를 줄일 수가 있다.
기억부(9)가, 유리 응답막(21)의 조성과 막저항값의 상관관계를 나타내는 식이나 테이블을 기억하고 있으므로, 유리 응답막(21)의 조성에 기초하여, 유리 응답막(21)의 교환 시기를 보다 정밀도 높게 판단할 수가 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 판단부에, 과거에 측정한 막저항값의 데이터를 기계 학습시키고, 예를 들면 하루 중의 시간대에 따른 막저항값의 변화나 요일에 따른 막저항값의 변화 경향을 예측하고, 예측된 경향에 기초하여 유리 응답막이 용해되어 구멍이 뚫릴 때까지의 시간을 추정시키도록 해도 된다.
예를 들면, 도 5와 같은 보정 후의 막저항값의 그래프의 기울기로부터, 유리 응답막의 용해 속도를 산출하고, 산출된 용해 속도와 미리 설정된 문턱값으로부터 교환 시기를 예측하도록 해도 된다.
전술한 실시형태에서는, 유리 응답막의 조성과 막저항값의 상관관계를 나타내는 검량선을 사용해서 막저항값을 보정하는 방법을 설명했지만, 이와 같은 것에 한하지 않고, 유리 응답막의 조성과 문턱값의 상관관계를 나타내는 식이나 테이블 등을 사용하여 문턱값을 설정하도록 해도 된다.
문턱값은, 24시간 후에 유리 응답막에 구멍이 뚫리는 경우 뿐만 아니라, 수시간 후에 구멍이 뚫리는 경우나, 2일 후에 구멍이 뚫리는 경우 등, 측정 장치의 사용 환경에 따른 다양한 타임스팬으로 설정할 수가 있다.
전술한 실시형태에서는, 문턱값을 유리 응답막의 조성마다 설정되어 있는 경우를 설명했지만, 문턱값은 유리 응답막의 조성에 관계없이 설정되는 것으로 해도 된다.
상기 실시형태에서는, 막저항값을 미리 설정한 소정 온도에 있어서의 저항값으로 환산하고 있었지만, 상기 소정 온도를, 예를 들면 소정 기간에 온도 측정부에 의해서 측정된 온도의 평균값 등으로 환산하도록 해도 된다.
상기 실시형태에서는, 측정 장치의 판단부가, 유리 응답막의 막저항값 및 온도에 기초하여, 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 경우에 대하여 설명했지만, 사용자(사람)가 교환 시기의 판단을 하도록 해도 된다. 예를 들면, 측정 장치의 출력부가, 유리 응답막의 교환 시기를 판단하기 위한 교환 지표를 화면 상에 표시하는 등, 그 교환 지표를 출력 가능하게 구성하는 것이 생각된다. 이 경우의 교환 지표로서는, 막저항값 및 온도이고, 나아가서는, 그것들의 문턱값 등을 포함해도 된다. 이와 같은 구성이라면, 사용자가 출력된 교환 지표에 기초하여, 유리 응답막의 교환 시기를 판단할 수가 있다.
전술한 실시형태에서는, 케이스에 대해서 착탈 가능한 유리 응답막을 사용하고, 유리 응답막만을 교환하도록 하고 있었지만, 이것에 한하지 않고, 유리 응답막과 케이스가 일체로 형성된 유리 전극을 사용하여, 교환 시에는 유리 전극 전체를 교환하도록 해도 된다. 그 경우에는, 유리 전극과 비교 전극을 일체로 한 복합 전극이 아니라, 유리 전극과 비교 전극을 따로 따로 마련하도록 해도 된다.
사용하는 유리 응답막의 종류에 따라서는, 유리 응답막에 색이 부가되어 있는 경우가 있다. 색이 부가되어 있는 유리 응답막에서는, 플루오린화수소산에 의해서 유리 응답막이 녹아 두께가 작아지면, 색도 옅어지는 것이 생각된다. 구체적으로는, 유리 응답막의 조성에 Ce, Nd, Pr, Er 등 란타노이드족, Ni, Cu 등의 천이금속 원소, V, Ti, Cr, Mn 등의 혼합 원자가를 가지는 원소 등의 유색 원소를 첨가해서 의도하여 첨가하는 것에 의해 작성이 가능하다. 특히 란타노이드족은, 저저항화, 내수성이나 응답성이 향상되기 때문에, 유리 응답막의 필수 원소인 첨가하는 La의 일부를 이 원소들로 바꿈으로써 작성이 가능하다.
그래서, 유리 응답막의 분광 반사율 등을 측정해서 유리 응답막의 색도를 감시하는 색 감시부를 더 마련하고, 전술한 막저항값 뿐만 아니라 색도에 기초하여 유리 응답막의 교환 시기를 판단하도록 해도 된다. 색도를 감시하는 장치 뿐만 아니라, 메인터넌스 시에 사람의 목시로, 미리 작성한 색 견본 등을 비교함으로써, 교환 시기를 추측하도록 해도 된다.
구체적인 판단 방법으로서는, 예를 들면 유리 응답막의 색도에 대하여도, 유리 응답막의 종류마다 미리 문턱값을 설정해 두고, 색도가 문턱값 이하로 된 경우에는, 유리 응답막의 교환이 필요하다고 판단부가 판단하도록 해도 된다.
또한, 막저항값과 색도의 상관관계를 나타내는 식이나 테이블 등을 사용하여, 색도에 기초하여 막저항값을 더 보정하도록 해도 되고, 막저항값과는 독립된 지표로서 색도를 이용하고, 예를 들면 막저항값 또는 색도의 어느것인가 한쪽이 문턱값 이하로 된 경우에 유리 응답막의 교환 시기라고 판단하도록 해도 된다.
그밖에, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한에 있어서, 갖가지 변형이나 실시형태의 조합을 행해도 상관없다.
산업상의 이용 가능성
본 발명에 의하면, 플루오린화수소산을 포함하는 액체 시료를 측정하는 유리 응답막의 교환 시기를 판단할 수 있으므로, 플루오린화수소산을 포함하는 액체 시료의 pH를 상시 감시할 필요가 있는 경우 등에 있어서, 유리 응답막의 교환 빈도를 종래보다도 억제할 수가 있다.
1 …측정 장치
2 …유리 전극
21 …유리 응답막
3 …비교 전극
6 …막저항 측정부
7 …온도 측정부
8 …판단부
9 …기억부
S …액체 시료
2 …유리 전극
21 …유리 응답막
3 …비교 전극
6 …막저항 측정부
7 …온도 측정부
8 …판단부
9 …기억부
S …액체 시료
Claims (9)
- 플루오린화수소산을 함유하는 액체 시료의 수소 이온 농도를 측정하는 측정 장치로서,
유리 응답막을 구비하고, 상기 액체 시료 중의 수소 이온 농도를 측정하는 유리 전극과,
상기 유리 응답막의 막저항값을 측정하는 막저항 측정부와,
상기 유리 응답막이 배치되어 있는 환경의 온도를 측정하는 온도 측정부와,
상기 막저항값 및 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막을 교환하기 위한 교환 지표를 출력하는 출력부를 가지는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 막저항값 및 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 판단부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 온도에 기초하여, 상기 막저항값을 소정 온도에서의 막저항값으로 환산하고, 이 환산값에 기초하여, 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 막저항값과, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도의 상관관계를 기억하고 있는 기억부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제4항에 있어서,
상기 기억부가, 상기 유리 응답막의 조성과 상기 막저항값의 상관관계를 더 기억하고 있는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제3항에 있어서,
상기 환산값이, 미리 설정된 문턱값 이하로 된 경우에, 경고를 내보내는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 응답막이, 스칸듐, 이트륨, 타이타늄, 지르코늄, 하프늄, 나이오븀 및 탄탈럼으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소를 함유하는 것인 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 응답막의 색도 또는 색에 기초하여 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 플루오린화수소산을 함유하는 액체 시료의 수소 이온 농도를 측정하는 유리 전극의 유리 응답막을 교환하는 시기를 판단하는 방법으로서,
상기 유리 응답막의 막저항값을 측정하고,
상기 유리 응답막이 배치되어 있는 환경의 온도를 측정하고,
상기 막저항값과 상기 온도에 기초하여 상기 유리 응답막의 교환 시기를 판단하는 것을 특징으로 하는 유리 응답막 교환 시기 판단 방법.
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