(57)【要約】【課題】  排水に突発的な濁りが観測されるような測定環境でも、装置に多大な負荷が及ばないようにし、濁りが発生したことを出力することができる金属濃度監視装置を提供する。【解決手段】  試料液を定期的に採取してリザーバに供給する採取制御部３１と、リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサ１８と、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部３２と、濁度が閾値を超えた試料液をリザーバから廃棄するとともに新たに試料液を採取してリザーバに供給する試料液交換制御部３３と、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部３４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液をリザーバに採取し、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、
所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する採取制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、
濁度が閾値を超えた試料液をリザーバから廃棄するとともに新たに試料液を採取してリザーバに供給する試料液交換制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えたことを特徴とする金属濃度監視装置。
【請求項２】
試料液をリザーバに採取し、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、
所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する採取制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、
濁度が閾値を超えた試料液を希釈して濁り度を小さくする試料液希釈制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えたことを特徴とする金属濃度監視装置。
【請求項３】
試料液をリザーバに採取し、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、
所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する採取制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、
濁度が閾値を超えた試料液に酸性液を添加して濁り度を小さくする酸性液添加制御部と、
リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えたことを特徴とする金属濃度監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場排水等の液中に含まれる金属物質等を定期的に測定し、液中の濃度を監視する金属濃度監視装置に関し、さらに詳細には、液中の金属物質等の測定機器にファーネス原子吸光分光光度計を用いた金属濃度監視装置に関する。
なお、ここでいう「金属物質等」という用語には本来の金属物質の他に、カドミウム、砒素等の工場排水等に含まれる可能性のある元素で原子吸光法により測定可能な元素も含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
工場排水等の水質管理では、一定時間経過するごとに定期的に排水を採取し、液中に含まれる鉛、カドミウム、クロム、砒素等の種々の金属濃度を測定し、予め設定した管理値を越えた場合にその旨の出力信号を発して警告するようにした金属濃度監視装置（金属インラインモニタ）が利用されている。
一般に、液中の金属濃度を測定することができる測定機器としては、測定対象物質や測定条件に応じて、誘導結合高周波プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合高周波プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＯＥＳ）、原子吸光分光光度計（ＡＡＳ）が用いられている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
これらの測定機器のひとつである原子吸光分光光度計は、多種類の金属を短時間で検出できるため、種々の金属が含まれる排水の水質管理を行うときの測定機器として好適である。一方、水質管理を目的とする測定では、昼夜を問わず長期間連続して、測定を繰り返すことから、無人でのモニタリングが基本となる。そのため、安全面の配慮からフレーム（火炎）を使用する測定機器の使用は避けたい。
したがって原子吸光分光光度計を使用する場合は、フレーム原子吸光分光光度計ではなく、フレームを使用しないファーネス原子吸光分光光度計が用いられる。
【０００４】
ファーネス原子吸光分光光度計による金属物質の測定は、微量（数１０μL程度）の試料で、ｐｐｂレベルの測定が可能な分析方法である。一方、排水中の金属の管理濃度は、通常はｐｐｍレベルである。よって金属濃度監視装置（インラインモニタ）用としてファーネス原子吸光分光光度計で測定を行う場合、管理濃度に比べて装置の測定感度が高すぎるため、故意に測定感度を下げて測定を行う。具体的には金属物質に対する測定波長を最も適した波長から外して感度を下げて測定を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２８４３７４号公報
【特許文献２】特開平０６−３３７２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一回限りの測定（バッチ測定）ではなく、工場排水等を所定時間ごとに繰り返し採取し、異常の有無を継続して調べるインライン測定では、採取する排水（試料液）の状態変化に注意を要する。
すなわち、採取する排水は必ずしも一定状態ではなく、何らかの理由で排水に濁りが生じている場合がある。インライン測定では、たとえ排水が濁っていても濾過や分解などの前処理は行わないため、濁りが発生すると、その影響で分析値の信頼性が損なわれてしまうことになる。また、濁りの原因物質によっては装置に悪影響が及ぶおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、排水に突発的な濁りが観測されるような測定環境であっても、装置に多大な負荷が及ばないようにし、それでいて、濁りが発生したことを出力することができる金属濃度監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、試料液に濁りが生じている場合に、濁りを含んだ試料液による測定を行わないで試料に濁りが生じていることを出力するようにするとともに、濁りに対する回避策を取り、濁りによる装置への悪影響を抑えた上で測定するようにしている。
【０００８】
すなわち本発明の金属濃度監視装置は、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する採取制御部と、リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、濁度が閾値を超えた試料液をリザーバから廃棄するとともに新たに試料液を採取してリザーバに供給する試料液交換制御部と、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えるようにしている。
【０００９】
ここで、「所定の時間間隔」とは、ファーネス原子吸光分光光度計で、繰り返し測定する際の時間間隔であって、予め設定した時間間隔をいう。この時間間隔を短くすると測定頻度が増すことになる。具体的には数分間隔〜数時間間隔で設定される。
また、ファーネス原子吸光分光光度計で濃度が測定される「金属」は、既述のように、本来の金属元素とともに、カドミウム、砒素等の工場排水等に含まれる可能性のある元素であって、原子吸光法で測定できる元素も含まれる。
また、「濁りセンサ」は、試料液の濁度に対応して出力が変化するセンサであればよい。具体的には、例えば間隙を隔てて発光素子と受光素子とを対向配置し、間隙に入り込んだ試料液を透過する光量を計測する透過型光センサを用いたり、あるいは間隙を隔てて発光素子と受光素子とを斜めに配置して散乱光を計測する散乱型光センサを用いたりすることができる。
【００１０】
本発明によれば、採取制御部が、試料液をリザーバに採取し、濁りセンサによってリザーバ内の試料液の濁度を検出する。検出された濁度が予め設定してある濁度閾値を超えた場合は、その試料液は濁っているものとして、濁り状態報知部が濁り状態の発生を出力する。このとき試料注入制御部はファーネスへ試料を注入する動作を行わず、したがって原子吸光の測定は行われない。試料液交換制御部は、濁度が閾値を超えた試料液をリザーバから廃棄するとともに新たに試料液を採取してリザーバに供給する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属濃度監視装置によれば、排水に突発的な濁りが観測される場合であっても、予め濁りを検出することで、測定を行わないようにして、装置への負荷が及ばないようにすることができ、しかも濁りが発生したことを出力することで、異常があったことを知らせることができる。
【００１２】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、上記課題を解決するための第二の発明は、試料液をリザーバに採取し、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する採取制御部と、リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、濁度が閾値を超えた試料液を希釈して濁り度を小さくする試料液希釈制御部と、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えるようにしている。
すなわち、本発明では、採取制御部が、試料液をリザーバに採取し、濁りセンサによってリザーバ内の試料液の濁度を検出する。検出された濁度が予め設定してある濁度閾値を超えた場合は、その試料液は濁っているものとして、濁り状態報知部が濁り状態の発生を出力する。このとき試料注入制御部はファーネスへ試料を注入する動作を行わず、したがって測定は行われない。試料希釈制御部が、濁度閾値を超えたリザーバ内の試料液を希釈して濁度を小さくする。そして閾値を超えなくなったときに、試料注入制御部が試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入し、測定が行われる。
これにより、排水に突発的な濁りが観測される場合であっても、予め濁りを検出することで、測定を行わないようにして、装置への負荷が及ばないようにすることができ、しかも濁りが発生したことを出力することで、異常があったことを知らせることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するための第三の発明は、試料液をリザーバに採取し、採取した試料液の一部を試料注入機構によりファーネス原子吸光光度計のファーネスに注入して原子吸光測定を行うことにより試料液に含まれる金属の濃度を測定する金属濃度監視装置であって、所定の時間間隔で試料液を採取してリザーバに供給する試料採取部と、リザーバ内の試料液の濁度を検出する濁りセンサと、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えた場合に濁り状態の発生を出力する濁り状態報知部と、濁度が閾値を超えた試料液に酸性液を添加して濁り度を小さくする酸性液添加制御部と、リザーバ内の試料液の濁度が閾値を超えていない場合に、試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入する試料注入制御部とを備えるようにしている。
すなわち、本発明では、採取制御部が、試料液をリザーバに採取し、濁りセンサによってリザーバ内の試料液の濁度を検出する。検出された濁度が予め設定してある閾値を超えた場合は、その試料液は濁っているものとして、濁り状態報知部が濁り状態の発生を出力する。このとき試料注入制御部はファーネスへ試料を注入する動作を行わず、したがって測定は行われない。酸性液添加制御部が、濁度が閾値を超えたリザーバ内の試料液に酸性液（例えば塩酸、硝酸、硫酸等）を希釈して、金属を溶かすことにより濁り度を小さくする。そして試料液の濁度が閾値を超えなくなったときに、試料注入制御部が試料液の一部をファーネス原子吸光光度計のファーネス内に注入し、測定が行われる。
これにより、排水に突発的な濁りが観測される場合であっても、予め濁りを検出することで、測定を行わないようにして、装置への負荷が及ばないようにすることができ、しかも濁りが発生したことを出力することで、異常があったことを知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態である金属濃度監視装置の構成を示すブロック図である。この金属濃度監視装置１は、試料液に含まれる金属の濃度測定を行うファーネス原子吸光分光光度計１１と、試料注入機構１２と、試料液供給流路１３と、ポンプ１４と、試料液を貯留するリザーバ１５と、リザーバ１５内の試料液を排出するドレイン流路１６と、ドレイン流路１６を開閉するドレインバルブ１７と、リザーバ１５の底に取り付けた濁りセンサ１８と、装置全体を制御する制御系２０（コンピュータ）とからなる。
【００１６】
ファーネス原子吸光分光光度計１１は、ホローカソードランプからなる光源１１ａと、通電により高温加熱されるグラファイトチューブを用いたファーネス１１ｂと、分光器および光検出器が配設され、原子吸光が生じる波長の光を検出する測光部１１ｃとからなる。ファーネス１１ｂには試料注入孔１１ｄが形成してあり、ここから試料液を滴下することにより、ファーネス１１ｂ内に試料液が注入されるようにしてある。
【００１７】
試料注入機構１２は、支軸１２ａと、アーム１２ｂと、シリンジ１２ｃと、図示しない駆動機構とからなる。アーム１２ｂは支軸１２ａの周りを回転するとともに、支軸１２ａの軸方向に昇降するようにしてある。これらの動きにより、シリンジ１２ｃは、リザーバ１５から試料液の一部を吸引し、ファーネス１１ａの試料注入孔１１ｄ上に移動して試料液を滴下することができるようにしてある。
【００１８】
試料液供給流路１３は、工場排水等が流れる外部流路Ｒ（例えば下水管）からリザーバ１５まで配管でつながれ、流路の途中に設けたポンプ１４を作動することにより、試料液をリザーバ１５に供給するようにしてある。
【００１９】
リザーバ１５は、試料注入機構１２のシリンジ１２ｃが移動可能な範囲内に設置され、試料液供給流路１３を介して供給された試料液を一時貯留することで、シリンジ１２ｃが試料液を吸引できるようにしてある。
また、リザーバ１５の底には濁りセンサ１８が取り付けてあり、リザーバ１５に貯留された試料液の濁度を検出するようにしてある。
【００２０】
図２は濁りセンサ１８の構成を示す図である。濁りセンサ１８は、コの字状のフレーム１８ａに、ＬＥＤ１８ｂと、ホトダイオード１８ｃとが、数ｍｍの間隙を開けて対向するようにして固定してある。ＬＥＤ１８ｂと、ホトダイオード１８ｃの間の間隙には試料液が入り込む。そして、この間隙部分の試料液の濁度が大きくなるにつれて、ＬＥＤ１８ｂからホトダイオード１８ｃに到達する光量が減衰するため、光量測定により試料液の濁度が判定される。
【００２１】
ドレイン流路１６はリザーバ１５の底から、バルブ１７を介して、外部流路Ｒまで配管が設けてある。バルブ１７を開くことにより、リザーバ１５内の試料液を排出することができる。
【００２２】
次に、制御系２０について説明する。
制御系２０は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、設定値や動作開始の指令等を入力する入力装置２３（キーボード、マウス等）、装置の動作状態、測定結果、試料液の濁り状態等を表示する表示装置２４（液晶画面）からなるコンピュータシステムで構成される。
【００２３】
制御系２０は、メモリ２２に蓄積されたプログラムをＣＰＵ２１が演算・処理することにより、金属濃度監視装置１を構成する各部を制御し、種々の機能を実現する。これらの機能を説明するため、制御部２０を機能ブロック化して説明すると、採取制御部３１、濁り状態報知部３２、試料液交換制御部３３、試料注入制御部３４、測定制御部３５とからなる。
【００２４】
採取制御部３１は、予め設定してある時間間隔（例えば１０分間隔）ごとにバルブ１７およびポンプ１４を駆動し、試料液供給流路１３からリザーバ１５に試料液を汲み上げて貯留する制御を行う。
【００２５】
濁り状態報知部３２は、濁りセンサ１８によって検出された濁度信号を受信し、メモリ２２に記憶してある濁度閾値と比較し、濁度信号が濁度閾値を超えたときは濁り状態であると判定して、その旨の警告情報を発信する。警告情報は、表示装置２４に表示されるとともに、測定結果の一部としてメモリ２２に保存され、測定データに反映される。
【００２６】
試料液交換制御部３３は、リザーバ１５内の試料液が濁り状態であると判定されたときに、弁１７を開いてリザーバ１５内に貯留されている試料液をドレイン流路１６から廃棄し、次いでポンプ１４を作動して新たに試料液をリザーバ１５に汲み直して、リザーバ１５内の試料液を入れ替える制御を行う。
このとき、採取制御部３１により繰り返し行われる定期的な採取の時間間隔を優先させるため、採取制御部３１による制御の時間間隔がくずされない時間範囲で、試料液交換およびその後の吸光測定が行われるようにする。具体的には、例えば、採取制御部３１による試料液の汲み上げの時間間隔が１０分に設定すると、試料液が濁り状態と判定された場合は、１０分以内、より好ましくは５分以内に吸光測定まで終えることができるように、試料液の交換を１分〜３分程度で行う。
なお、試料液を入れ替えた場合に、再び、試料液が濁っていると判定された場合は、採取制御部３１による定期的な採取の時間間隔との関係で、時間的に余裕がある場合には同じ入れ替え処理を繰り返すようにしてもよいが、時間的に余裕がない場合は入れ替え処理を行わないようにする。そして、その時点の原子吸光の測定データは欠落したものとして処理を行う。
【００２７】
試料注入制御部３４は、リザーバ１５内の試料液が濁り状態でないと判定されたときに、試料注入機構１２を作動させ、予めスタンバイ状態にしてあるファーネス原子吸光分光光度計に、試料液の一部を注入する処理を行う。
具体的には、シリンジ１２ｃの針先をリザーバ１５内の試料液に浸けて吸引し、次いでアーム１２ｂを昇降、回転させて、シリンジ１２ｃをファーネス１１ｂの試料注入孔１１ｄの上に移動して、試料液を滴下する制御を行う。
【００２８】
測定制御部３５は、原子吸光分光光度計１１における光源１１ａの点灯制御、ファーネス１１ｂの加熱制御、測光部１１ｃによる計測制御を行い、試料注入孔１１ｄから滴下された試料液の原子吸光の測定を行う。
【００２９】
次に、金属濃度監視装置１による測定動作について、図を用いて説明する。図３は金属濃度監視装置１による測定動作の手順を示すフローチャートである。
測定が開始されると、ファーネス原子吸光分光光度計１１を起動し、ファーネスを加熱し、スタンバイ状態にしておく。また、リザーバ１５内の液体（前回測定した試料液、あるいは洗浄液）を排出し、新たに測定する試料液を貯留できるようにしておく（Ｓ１０１）。
【００３０】
次いで、予め設定した時間間隔で試料液を定期的に採取するため、採取予定時間になるまで待つ（Ｓ１０２）。
採取予定時間になると、ポンプ１４を起動してリザーバ１５に試料液を汲み上げて貯留させる（Ｓ１０３）。
【００３１】
次いで、濁りセンサ１８を作動させて、リザーバ１５内の試料液の濁度を測定し、予め設定してある濁度閾値と比較する（Ｓ１０４）。濁りセンサ１８により検出された濁度が濁度閾値を超えていない場合は、リザーバ１５内の試料液は濁っていない状態であると判定し、Ｓ１０５に進む。逆に、濁度閾値を超えている場合は、試料液は濁った状態にあると判定し、Ｓ１０７に進む。
【００３２】
Ｓ１０４で、試料液が濁っていない状態と判定された場合は、試料注入機構１２を作動させて、リザーバ１５内の試料液の一部を吸引し、スタンバイ状態のファーネス原子吸光分光光度計１１の試料注入孔１１ｄから滴下して注入する（Ｓ１０５）。
続いて、光源１１ａを点灯させて原子吸光測定を行う（Ｓ１０６）。測定を終えると、測定結果を表示装置２４に表示するとともに、メモリ２２に蓄積し、次回の測定を繰り返すために、「Ａ」に戻る。
【００３３】
一方、Ｓ１０４でリザーバ１５内の試料液が濁った状態と判定されたときは、表示装置２４に濁り状態である旨の表示を行うとともに、メモリ２２に試料液が濁った状態であったことを記憶する（Ｓ１０７）。メモリ２２に記憶された濁り状態の情報は、測定データを経時的に出力する際に、データの一部として出力されるようになる。
【００３４】
次いで、バルブ１７を開いてリザーバ１５内の試料液を排出する（Ｓ１０８）。そして、次回の定期的な試料液の採取時間までの残り時間との関係で、リザーバ１５に再度試料液を汲み上げて原子吸光測定するために必要な時間が残っているかを判断する（Ｓ１０９）。
具体的には、リザーバ１５に試料液を汲み上げ、その一部をファーネス原子吸光分光光度計１１に注入して原子吸光の測定を行うまでに合計３分程度必要であるとすると、次回採取時間が開始するまで５分程度残っている場合には、再測定が可能であると判定してＳ１１０に進む。一方、次回採取時間まで残り５分以下である場合には、再測定する時間がないと判定し、時間内に濁り状態が改善されなかったため測定不能になったものとして測定を行わずにＳ１１１に進む。
【００３５】
Ｓ１０９で再測定が可能であると判定された場合は、ポンプ１４を起動してリザーバ１５内に試料液を汲み上げる（Ｓ１１０）。そしてＳ１０４に戻り、それ以降の手順を進める。
Ｓ１０９で再測定する時間がないと判定された場合は、時間的に測定不能であるとして測定を停止する（Ｓ１１１）。そして、次回の測定を行うために「Ａ」に戻る。
【００３６】
以後、図３のフローに基づいて、試料液中の金属濃度の監視動作を繰り返す。これにより、試料液が濁っている場合にファーネス原子吸光分光光度計に過大な負荷を与えることなく、金属濃度を測定することができ、しかも、試料液が濁っている場合にその旨の情報が得られるので、異常の有無を確実に捉えることができる。
【００３７】
（実施形態２）
図４は、本発明の他の一実施形態である金属濃度監視装置２の構成を示すブロック図である。図１で説明した内容と同じ構成部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。この実施形態では、リザーバに貯留した試料液が濁っている場合に、試料液を入れ替えるのではなく、試料液を希釈することにより濁り状態が緩和するようにしている。
【００３８】
そのため、金属濃度監視装置２では、図１の金属濃度監視装置１の構成に加えて、希釈液タンク４１、希釈流路４２、バルブ４３が設けてある。希釈液タンク４１に貯留される希釈液には安価な水が用いられるが、希釈液として利用できる液体であればそれ以外であってもよい。
また、制御部２０には、試料液交換制御部３３に代えて、試料液希釈制御部３６を有している。
【００３９】
試料液希釈制御部３６は、リザーバ１５内の試料液が濁り状態であると判定されたときに、バルブ４３を開いてリザーバ１５内に貯留されている試料液を希釈する制御を行う。なお、このとき同時にバルブ１７を開いてドレイン流路１６から試料液の一部を廃棄することで、希釈度を高めるようにしてもよい。そして濁度センサ１８による濁度が濁度閾値を超えないようになるまで希釈を行う。このようにしてリザーバ１５内の試料液を希釈することにより、原子吸光分光光度計１１に大きな負荷がかからないようにすることができる。
【００４０】
次に、金属濃度監視装置２による測定動作について、図を用いて説明する。図５は金属濃度監視装置２による測定動作の手順を示すフローチャートである。
測定が開始されると、ファーネス原子吸光分光光度計１１を起動し、ファーネスを加熱し、スタンバイ状態にしておく。また、リザーバ１５内の液体（前回測定した試料液、あるいは洗浄液）を排出し、新たに測定する試料液を貯留できるようにしておく（Ｓ２０１）。
【００４１】
次いで、予め設定した時間間隔で試料液を定期的に採取するため、採取予定時間になるまで待つ（Ｓ２０２）。
採取予定時間になると、ポンプ１４を起動してリザーバ１５に試料液を汲み上げて貯留させる（Ｓ２０３）。
【００４２】
次いで、濁りセンサ１８を作動させて、リザーバ１５内の試料液の濁度を測定し、予め設定してある濁度閾値と比較する（Ｓ１０４）。濁りセンサ１８により検出された濁度が濁度閾値を超えていない場合は、リザーバ１５内の試料液は濁っていない状態であると判定し、Ｓ２０５に進む。逆に、濁度閾値を超えている場合は、試料液は濁った状態にあると判定し、Ｓ２０７に進む。
【００４３】
Ｓ２０４で、試料液が濁っていない状態と判定された場合は、試料注入機構１２を作動させて、リザーバ１５内の試料液の一部を吸引し、スタンバイ状態のファーネス原子吸光分光光度計１１の試料注入孔１１ｄから試料液を滴下して注入する（Ｓ２０５）。
続いて、光源１１ａを点灯させて原子吸光測定を行う（Ｓ２０６）。測定を終えると、測定結果を表示装置２４に表示するとともに、メモリ２２に蓄積し、次回の測定を繰り返すために、「Ａ」に戻る。
【００４４】
一方、Ｓ２０４でリザーバ１５内の試料液が濁った状態と判定されたときは、表示装置２４に濁り状態である旨の表示を行うとともに、メモリ２２に試料液が濁った状態であったことを記憶する（Ｓ２０７）。メモリ２２に記憶された濁り状態の情報は、測定データを経時的に出力する際に、データの一部として出力されるようになる。
【００４５】
次いで、バルブ４３を開いてリザーバ１５内の試料液を希釈する（Ｓ２０８）。そして、濁りセンサ１８により希釈後の濁り状態を測定し、濁り状態が続いているときはさらに希釈を続ける。濁り状態が緩和し、濁度閾値を超えなくなった段階で、希釈を停止する。
【００４６】
そしてＳ２０５に進み、試料注入機構１２を作動させて、リザーバ１５内の試料液の一部を吸引し、スタンバイ状態のファーネス原子吸光分光光度計１１の試料注入孔１１ｄから試料液を滴下して注入する（Ｓ２０５）。
続いて、光源１１ａを点灯させて原子吸光測定を行う（Ｓ２０６）。測定を終えると、測定結果を表示装置２４に表示するとともに、メモリ２２に蓄積し、次回の測定を繰り返すために、「Ａ」に戻る。
【００４７】
以後、図５のフローに基づいて、試料液中の金属濃度の監視動作を繰り返す。これにより、試料液が濁っている場合にファーネス原子吸光分光光度計に過大な負荷を与えることなく、金属濃度を測定することができ、しかも、試料液が濁っている場合にその旨の情報が得られるので、異常の有無を確実に捉えることができる。
【００４８】
（実施形態３）
図６は、本発明の他の一実施形態である金属濃度監視装置３の構成を示すブロック図である。図１および図４で説明した内容と同じ構成部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。この実施形態では、リザーバに貯留した試料液が濁っている場合に、試料液に酸性液を添加することにより、濁りの原因となる物質を溶かし、濁り状態が緩和するようにしている。
【００４９】
そのため、金属濃度監視装置３では、図１の金属濃度監視装置１の構成に加えて、酸性液タンク５１、酸性液供給流路５２、バルブ５３が設けてある。酸性液タンク５１に貯留される酸性液には塩酸、硝酸、硫酸やこれらの混合液が用いられるが、試料液に含まれる濁りの原因となる物質を溶かすことができる薬液であれば、それ以外であってもよい。
また、制御部２０には、試料液交換制御部３３に代えて、酸性液添加制御部３７を有している。
【００５０】
酸性液添加制御部３７は、リザーバ１５内の試料液が濁り状態であると判定されたときに、バルブ５３を開いてリザーバ１５内に貯留されている酸性液を添加する制御を行う。そして濁度センサ１８による濁度が濁度閾値を超えないようになるまで添加を行う。リザーバ１５内の試料液に酸性液を添加することにより、原子吸光分光光度計１１に大きな負荷がかからないようにすることができる。
【００５１】
次に、金属濃度監視装置３による測定動作について、図を用いて説明する。図７は金属濃度監視装置３による測定動作の手順を示すフローチャートである。
測定が開始されると、ファーネス原子吸光分光光度計１１を起動し、ファーネスを加熱し、スタンバイ状態にしておく。また、リザーバ１５内の液体（前回測定した試料液、あるいは洗浄液）を排出し、新たに測定する試料液を貯留できるようにしておく（Ｓ３０１）。
【００５２】
次いで、予め設定した時間間隔で試料液を定期的に採取するため、採取予定時間になるまで待つ（Ｓ３０２）。
採取予定時間になると、ポンプ１４を起動してリザーバ１５に試料液を汲み上げて貯留させる（Ｓ３０３）。
【００５３】
次いで、濁りセンサ１８を作動させて、リザーバ１５内の試料液の濁度を測定し、予め設定してある濁度閾値と比較する（Ｓ３０４）。濁りセンサ１８により検出された濁度が濁度閾値を超えていない場合は、リザーバ１５内の試料液は濁っていない状態であると判定し、Ｓ３０５に進む。逆に、濁度閾値を超えている場合は、試料液は濁った状態にあると判定し、Ｓ３０７に進む。
【００５４】
Ｓ３０４で、試料液が濁っていない状態と判定された場合は、試料注入機構１２を作動させて、リザーバ１５内の試料液の一部を吸引し、スタンバイ状態のファーネス原子吸光分光光度計１１の試料注入孔１１ｄから試料液を滴下して注入する（Ｓ３０５）。
続いて、光源１１ａを点灯させて原子吸光測定を行う（Ｓ３０６）。測定を終えると、測定結果を表示装置２４に表示するとともに、メモリ２２に蓄積し、次回の測定を繰り返すために、「Ａ」に戻る。
【００５５】
一方、Ｓ３０４でリザーバ１５内の試料液が濁った状態と判定されたときは、表示装置２４に濁り状態である旨の表示を行うとともに、メモリ２２に試料液が濁った状態であったことを記憶する（Ｓ３０７）。メモリ２２に記憶された濁り状態の情報は、測定データを経時的に出力する際に、データの一部として出力されるようになる。
【００５６】
次いで、バルブ５３を開いてリザーバ１５内に酸性液を添加する（Ｓ３０８）。そして、濁りセンサ１８により添加後の濁り状態を測定し、濁り状態が改善されていないときはさらに希釈を続ける。濁り状態が緩和し、濁度閾値を超えなくなった段階で、添加を停止する。
【００５７】
そしてＳ３０５に進み、試料注入機構１２を作動させて、リザーバ１５内の試料液の一部を吸引し、スタンバイ状態のファーネス原子吸光分光光度計１１の試料注入孔１１ｄから試料液を滴下して注入する（Ｓ３０５）。
続いて、光源１１ａを点灯させて原子吸光測定を行う（Ｓ３０６）。測定を終えると、測定結果を表示装置２４に表示するとともに、メモリ２２に蓄積し、次回の測定を繰り返すために、「Ａ」に戻る。
【００５８】
以後、図７のフローに基づいて、試料液中の金属濃度の監視動作を繰り返す。これにより、試料液が濁っている場合にファーネス原子吸光分光光度計に過大な負荷を与えることなく、金属濃度を測定することができ、しかも、試料液が濁っている場合にその旨の情報が得られるので、異常の有無を確実に捉えることができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
上述した実施形態では、試料供給流路は一系統のみとしたが、取水口が異なる複数の試料供給流路を並列に設けてそれぞれにポンプを配設するようにして複数系統とし、各系統について、順番に測定を行うようにしてもよい。これによれば、排水路の広域にわたって金属濃度を監視することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、工場排水等に含まれる金属濃度を常時監視する金属濃度監視装置（金属インライモニタ）として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態である金属濃度監視装置の構成を示すブロック図。
【図２】濁りセンサの一例を示す図。
【図３】図１の金属濃度監視装置による測定動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の他の一実施形態である金属濃度監視装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４の金属濃度監視装置による測定動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の他の一実施形態である金属濃度監視装置の構成を示すブロック図。
【図７】図６の金属濃度監視装置による測定動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６２】
１、２、３：金属濃度監視装置
１１：  ファーネス原子吸光分光光度計
１２：  試料注入機構
１３：  試料液供給流路
１４：  ポンプ
１５：  リザーバ
１６：  ドレイン流路
１７：  バルブ
１８：  濁りセンサ
２０：  制御系
３１：  採取制御部
３２：  濁り状態報知部
３３：  試料液交換制御部
３４：  試料注入制御部
３５：  測定制御部
３６：  試料液希釈制御部
３７：  酸性液添加制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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