(57)【要約】【課題】大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続する。【解決手段】液中の特定の有害物質の濃度を電気信号として出力する測定電極８ａを備えた測定セル８と、該測定セル８に、既知濃度の有害物質を含む校正液と、未知濃度の試料水とを切り替えて供給する制御部と、測定電極８ａから出力された電気信号に基づいて試料水中の有害物質の濃度を算出する濃度算出部と、測定セル８から排出された校正液の廃液を貯留する廃液容器１５と、該廃液容器１５内の廃液の１以上のレベルを検出する廃液レベル検出部１５ａとを備え、制御部が、廃液レベル検出部１５ａにより検出された廃液のレベルが高くなるほど校正液の測定セル８への供給頻度を下げるように切り替える有害物質濃度計を提供する。【選択図】図１
2014115156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液中の特定の有害物質の濃度を電気信号として出力する測定電極を備えた測定セルと、
該測定セルに、既知濃度の前記有害物質を含む校正液と、未知濃度の試料水とを切り替えて供給する制御部と、
前記測定電極から出力された電気信号に基づいて前記試料水中の前記有害物質の濃度を算出する濃度算出部と、
前記測定セルから排出された前記校正液の廃液を貯留する廃液容器と、
該廃液容器内の前記廃液の１以上のレベルを検出する廃液レベル検出部とを備え、
前記制御部が、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが高くなるほど、前記校正液の前記測定セルへの供給頻度を下げるように切り替える有害物質濃度計。
【請求項２】
前記廃液レベル検出部が、前記廃液の２以上のレベルを検出する請求項１に記載の有害物質濃度計。
【請求項３】
前記制御部は、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが第１のレベルより高い場合に、前記校正液の前記測定セルへの供給を停止する請求項１または請求項２に記載の有害物質濃度計。
【請求項４】
前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが第２のレベルより高い場合に、その旨を外部に報知する報知部を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の有害物質濃度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質濃度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場排水や河川等からサンプリングされた試料水中のフッ素イオン、アンモニアイオン、塩素イオン、シアンイオン等の有害物質濃度を測定する有害物質濃度計が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この有害物質濃度計では、所定の校正タイミングで、校正液槽に貯留した校正液を測定セルに供給して濃度測定を行うことにより、測定電極の校正を行う。次いで、測定セルから校正液を排出した後に、洗浄液槽からの洗浄水を測定セルに供給して測定電極を洗浄することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８１１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有害物質の濃度を測定する有害物質濃度計においては、測定電極を校正する校正液も既知濃度の有害物質水溶液であり、校正後に測定セルから排出された校正液の廃液は、所定の廃液容器に貯留しておく必要がある。また、測定電極の洗浄後においても、測定電極を安定化させるために、校正液を測定セルに供給する必要があり、その廃液も所定の廃液容器に貯留しておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、メインテナンス間隔を長くして、その間に校正動作と洗浄動作が複数回行われると、廃液容器の容量が足りなくなるという不都合がある。特に、遠隔地の河川に設置された無人の有害物質濃度計のように、頻繁にメインテナンスができない場合には、メインテナンス間隔の延長時に廃液が廃液容器からオーバフローしないように、容量の大きな廃液容器を用意する必要があり、装置が大型化するとともに廃液容器の取扱いが困難になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができる有害物質濃度計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、液中の特定の有害物質の濃度を電気信号として出力する測定電極を備えた測定セルと、該測定セルに、既知濃度の前記有害物質を含む校正液と、未知濃度の試料水とを切り替えて供給する制御部と、前記測定電極から出力された電気信号に基づいて前記試料水中の前記有害物質の濃度を算出する濃度算出部と、前記測定セルから排出された前記校正液の廃液を貯留する廃液容器と、該廃液容器内の前記廃液の１以上のレベルを検出する廃液レベル検出部とを備え、前記制御部が、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが高くなるほど、前記校正液の前記測定セルへの供給頻度を下げるように切り替える有害物質濃度計を提供する。
【０００９】
本態様によれば、制御部が、必要に応じて、あるいは定期的に、既知濃度の有害物質を含む校正液を測定セルに供給し、測定電極により出力された電気信号を校正値として記憶し、その後、校正液を測定セルから廃液容器に排出する。そして、制御部は、校正液に代えて試料水を測定セルに供給する。このとき、測定電極により出力された電気信号と記憶していた校正値とから、濃度算出部により試料水中の有害物質の濃度が算出される。
【００１０】
この場合において、廃液容器における校正液の廃液のレベルが廃液レベル検出部により検出され、検出された廃液のレベルが高くなると、制御部が校正液の測定セルへの供給頻度を下げるように切り替えることにより、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ長時間にわたって濃度測定を継続することができる。
【００１１】
上記態様においては、前記廃液レベル検出部が前記廃液の２以上のレベルを検出してもよい。
このようにすることで、廃液容器のオーバフローを防止しつつ、測定電極の校正を行って、精度の高い濃度測定を継続することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記制御部は、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが第１のレベルより高い場合に、前記校正液の前記測定セルへの供給を停止してもよい。
このようにすることで、校正液の供給を停止して、校正液の供給頻度をゼロにすることにより、それ以上の廃液容器への校正液の排出をなくして、オーバフローをより確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記廃液レベル検出部により検出された前記廃液のレベルが、第２のレベルより高い場合に、その旨を外部に報知する報知部を備えていてもよい。
このようにすることで、廃液のレベルが第２のレベルを超えたことが報知部により外部に報知されるので、有害物質の濃度測定を継続しながら、廃液容器を適正にメインテナンスすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大型の廃液容器を用意することなく、メインテナンス間隔が不意に延長された場合でも廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る有害物質濃度計を示すブロック図である。
【図２】図１の有害物質濃度計の測定部本体を示す図である。
【図３】図１の有害物質濃度計のシーケンスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る有害物質濃度計１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る有害物質濃度計１は、図１に示されるように、測定部本体２と、該測定部本体２による測定結果に基づいて有害物質の濃度を算出する濃度算出部３と、測定部本体２および濃度算出部３を制御する制御部４と、校正値を記憶する校正値記憶部５と、算出された濃度を記憶する濃度記憶部６と、制御部４からの指令により外部にデータを出力する出力部７とを備えている。
【００１７】
測定部本体２は、図２に示されるように、液体を貯留して特定のイオン濃度を測定する測定セル８と、校正液を貯留する校正液槽９，１０と、試料水を貯留する調整槽１１と、洗浄液を貯留する洗浄液槽１２と、イオン強度調整剤を貯留する調整剤槽１３と、調整槽１１に貯留された試料水と調整剤槽１３に貯留されたイオン強度調整剤とを混合する混合槽１４と、測定セル８から排出された廃液を貯留する廃液容器１５と、各部を接続する配管と、流路を切り替える電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ６と、各槽の液体を混合槽１４に供給するポンプＰ１，Ｐ２とを備えている。図中、符号ＣＶ１，ＣＶ２はチェックバルブである。
【００１８】
測定セル８は、例えば、有害物質としてのシアンイオンの濃度を検出可能な濃度センサ（測定電極）８ａを備えている。濃度センサ８ａは、イオン電極に発生した起電力を比較電極との電位差として出力するようになっている。図中、符号８ｃは攪拌機である。
測定セル８には、その前段に温調部８ｄが設けられ、供給されてくる液体を加温あるいは冷却して、一定の温度に温度調節した後に測定セル８に供給するようになっている。
【００１９】
校正液槽９，１０は、濃度の異なる２種類の校正液をそれぞれ貯留するロー校正液タンク９とハイ校正液タンク１０とを備えている。ロー校正液タンク９には、例えば、濃度０．３ｐｐｍのシアンイオンを含む校正液が貯留され、ハイ校正液タンク１０には、例えば、濃度３ｐｐｍのシアンイオンを含む校正液が貯留されている。
【００２０】
調整槽１１は、河川等の水源から試料水を取り入れる試料水取水管路１１ａと、オーバフローした試料水を水源に排出する排出管路１１ｂとを備え、一定量の試料水を貯留するようになっている。調整槽１１には、試料水を透過させることにより、塵埃等を除去するフィルタ１１ｃが備えられている。また、調整槽１１には、洗浄用の上水を供給する上水供給管路（図示略）が備えられている。
【００２１】
洗浄液槽１２は、酸性の洗浄液、例えば、希塩酸を貯留している。
調整剤槽１３は、試料水のイオン強度を調整するためのイオン強度調整剤として緩衝液を貯留している。
【００２２】
混合槽１４は、試料水とイオン強度調整剤とを混合することにより、試料水中に含有されているシアンをイオン化させるようになっている。符号１４ａは攪拌機である。
廃液容器１５は、測定セル８に接続され、主として測定セル８に供給された校正液を含む液体の廃液を収容するようになっている。
校正液槽９，１０、調整槽１１、洗浄液槽１２、調整剤槽１３および廃液容器１５にはそれぞれその収容している液体の液位を検出するセンサ９ａ，１０ａ，１１ｄ，１２ａ，１３ａ，１５ａが配置されている。
【００２３】
濃度算出部３は、校正値記憶部５に記憶されている校正電位と、測定セル８に試料水を貯留したときに濃度センサ８ａから出力される電位とから試料水中のシアンイオンの濃度を算出するようになっている。
【００２４】
校正値記憶部５は、測定セル８に２種類の校正液を貯留したときに、それぞれ濃度センサ８ａから出力される電位を２つの校正値として記憶するようになっている。具体的には、校正値記憶部５は、ロー校正液タンク９に貯留されている低濃度の校正液について検出された第１の校正値と、ハイ校正液タンク１０に貯留されている高濃度の校正液について検出された第２の校正値とをそれぞれ記憶している。
【００２５】
濃度算出部３は、校正値記憶部５に記憶されている第１の校正値と第２の校正値とから検量線を求め、この検量線に基づき、試料水について検出された電位から、試料水中のシアンイオンの濃度を算出するようになっている。
【００２６】
濃度記憶部６は、濃度算出部３により算出された濃度を記憶するようになっている。
また、濃度算出部３により算出された濃度は、定期的にあるいは必要に応じて出力部７を介して外部に出力され、遠隔の端末において確認できるようになっている。
【００２７】
制御部４は、所定のシーケンスに従って電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ６およびポンプＰ１，Ｐ２を制御し、試料水の濃度測定処理、濃度センサ８ａの校正処理および濃度センサ８ａの洗浄処理を切り替えて行うようになっている。
具体的には、制御部４は、濃度センサ８ａの校正処理を行うには、電磁弁ＳＶ４、ＳＶ５を開放し、電磁弁ＳＶ６を閉止して、測定セル８内の液体を排出した後に、電磁弁ＳＶ４、ＳＶ５を閉止し、校正液槽９，１０から混合槽１４に接続する管路を開放するように電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２を切り替えてポンプＰ１，Ｐ２を作動させる。
【００２８】
まず、制御部４は、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２を切り替え、ポンプＰ１，Ｐ２を作動させる。これにより、まず、ロー校正液タンク９からの低濃度の校正液と、調整剤槽１３に貯留されていた緩衝液とが混合槽１４に供給されて攪拌機１４ａにより混合される。そして、均一に混合された校正液と緩衝液とが温調部８ｄを介して一定温度に温度調節され、測定セル８に供給される。そして、制御部４は、濃度センサ８ａから出力される電位を、低濃度の第１の校正値として校正値記憶部５に記憶する。第１の校正値が記憶された後には、制御部４は、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ６を開放し、測定セル８内の校正液を廃液容器１５に全量排出し、電磁弁ＳＶ４を閉止する。
【００２９】
次いで、制御部４は、電磁弁ＳＶ２を切り替える。これにより、ハイ校正液タンク１０からの高濃度の校正液と、調整剤槽１３に貯留されていた緩衝液とが混合槽１４に供給されて攪拌機１４ａにより混合され、均一に混合された校正液と緩衝液とが温調部８ｄを介して一定温度に温度調節され、測定セル８に供給される。そして、制御部４は、濃度センサ８ａから出力される電位を、高濃度の第２の校正値として校正値記憶部５に記憶する。第２の校正値が記憶された後にも、制御部４は、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ６を開放し、測定セル８内の校正液を廃液容器１５に全量排出し、電磁弁ＳＶ４を閉止する。
【００３０】
また、試料水の濃度測定処理を行うには、制御部４は、調整槽１１から混合槽１４に接続する管路を開放するように、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ３を切り替え、ポンプＰ１，Ｐ２を作動させる。これにより、調整槽１１に貯留されていた試料水と、調整剤槽１３に貯留されていた緩衝液とが混合槽１４に供給されて攪拌機１４ａにより混合される。そして、均一に混合された試料水と緩衝液とが温調部８ｄを経由して一定温度に温度調節され、測定セル８に供給されて濃度測定が行われる。
【００３１】
制御部４は、濃度センサ８ａから出力された電位と、校正値記憶部５に記憶されている２つの校正値とを濃度算出部３に送り、シアンイオンの濃度を算出させる。そして、制御部４は、濃度算出部３において算出された濃度を濃度記憶部６に記憶するとともに、出力部７を介して外部に出力する。
【００３２】
また、濃度センサ８ａの洗浄処理を行うには、制御部４は、電磁弁ＳＶ４、ＳＶ５を開放し、電磁弁ＳＶ６を閉止して、測定セル８内の試料水を外部（例えば、水源である河川等）に排出した後に、電磁弁ＳＶ４を閉止し、洗浄液槽１２から混合槽１４に接続する管路を開放するように、電磁弁ＳＶ１，ＳＶ３を切り替え、ポンプＰ１を作動させる。これにより、測定セル８に洗浄液が供給され、濃度センサ８ａが洗浄される。
【００３３】
また、洗浄液による濃度センサ８ａの洗浄後は、濃度センサ８ａが不安定となるため、制御部４は、濃度センサ８ａの洗浄処理後には、常に、例えば、ロー校正液タンク９の低濃度の校正液を測定セル８に供給する復帰処理を行い、復帰処理後の校正液を廃液容器１５に排出する。
【００３４】
また、制御部４は、各槽に備えられたセンサ９ａ，１０ａ，１１ｄ，１２ａ，１３ａからの信号を監視して、第１の校正液、第２の校正液、試料水、洗浄液、緩衝液のそれぞれが不足してきたことを検出した場合には、出力部７を介して、その旨を外部に報知し、補充を促すようになっている。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る有害物質濃度計１においては、制御部４が、廃液容器１５に備えられたセンサ（廃液レベル検出部）１５ａからの信号を監視して、各処理のシーケンスを切り替えるようになっている。
すなわち、本実施形態においては、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａは、廃液容器１５に排出されてきた校正液を含む液体の容量が所定のレベルに達したことを検出するようになっている。
【００３６】
制御部４は、センサ１５ａからの検出信号が入力されてきたときには、出力部７を介して、その旨を外部に報知するとともに、濃度センサ８ａの校正処理および濃度センサ８ａの洗浄処理をスキップするようになっている。
すなわち、図３に示されるように、シーケンスが開始されると、制御部４は、まず、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａの出力（ＦＳ６）がオンであるか否かを確認し（ステップＳ１）、閾値を超えている場合には、出力部７を介してその旨を外部に報知し（ステップＳ２）、濃度センサ８ａの校正処理をスキップして濃度測定処理（ステップＳ８）を行わせる。
【００３７】
一方、廃液容器１５のレベルが閾値を超えていない場合には、濃度センサ８ａの校正処理が必要か否かを判定する（ステップＳ３）。濃度センサ８ａの校正処理が必要である場合には、校正処理を行って（ステップＳ４，Ｓ６）校正値を記憶し（ステップＳ５，Ｓ７）、校正処理が必要ではない場合には校正処理をスキップして濃度測定処理を行い（ステップＳ８）、濃度を記憶する（ステップＳ９）。
【００３８】
次いで、制御部４は、濃度センサ８ａの洗浄処理が必要であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、必要である場合には、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａの出力ＦＳ６を確認し（ステップＳ１１）、閾値を超えていない場合には、洗浄処理（ステップＳ１２）および復帰処理を行う（ステップＳ１３）。洗浄処理が必要ではない場合、センサ１５ａの出力が閾値を超えている場合および復帰処理が終了した場合にはステップＳ１からの処理が繰り返される。
【００３９】
ここで、濃度センサ８ａの校正処理が必要か否かの判定および洗浄処理が必要か否かの判定は、例えば、経過時間に応じて行ってもよいし、例えば、特許第３３８２３３４号明細書に記載されているように、ファジー診断を行って判定してもよい。
【００４０】
このように、本実施形態に係る有害物質濃度計１によれば、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａにより、廃液が所定のレベルを超えたことが検出された場合に、濃度センサ８ａの校正処理と洗浄処理をスキップして、それ以上の廃液の発生を防止するので、出力部７からの報知を受けたメインテナンス作業者が到着するまでにおける廃液のオーバフローを防止しつつ濃度測定を継続することができるという利点がある。
【００４１】
すなわち、遠隔の河川等に設置されている場合のように、タイムリーにメインテナンスを行うことができない環境にあっても、濃度測定を停止してしまうことなく、廃液のオーバフローを阻止することができる。その結果、廃液容器１５として、大きな容量のものを用意する必要がなく、有毒物質濃度計１の小型化と、廃液容器１５の交換作業の作業性を向上することができるという利点がある。
【００４２】
なお、本実施形態においては、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａは、廃液がオーバフローしないように単一の所定のレベルに達したか否かを検出することとしたが、これに代えて、複数段階のレベルを検出することにしてもよい。この場合に、最高位レベルを検出した場合には、上述したように、濃度センサ８ａの校正処理および洗浄処理をスキップし、それ以下のレベルを検出した場合には、濃度センサ８ａの校正処理および／または洗浄処理の頻度を調節することにしてもよい。
【００４３】
すなわち、廃液のレベルが高くなるに従って、濃度センサ８ａの校正処理および／または洗浄処理の頻度が低くなるように調節することにより、廃液容器１５内の廃液の液位の増加速度を低下させていくことができ、より長期にわたって濃度センサ８ａを校正あるいは洗浄しながら濃度測定を継続することができるという利点がある。
【００４４】
また、本実施形態においては、廃液容器１５に備えられたセンサ１５ａにより検出された廃液の液位が所定の閾値を超えた場合にこれを報知することとしたが、複数の閾値を設けて、廃液のレベルが高くなるに従って緊急度が高い報知を行うことにしてもよい。例えば、音で報知している場合には、音量を大きくしたり音程を高くしたりすることで緊急度を高くし、画面表示や光で表示する場合には、赤色にしたり、点滅させたりして緊急度を高くすればよい。
【００４５】
また、本実施形態においては、試料水中のシアンイオンの濃度を測定する場合を例示して説明したが、これに代えて、フッ素イオン、アンモニアイオン、塩素イオン等の他の有害物質濃度の測定に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  有害物質濃度計
３  濃度算出部
４  制御部
７  出力部（報知部）
８  測定セル
８ａ  濃度センサ（測定電極）
１５  廃液容器
１５ａ  センサ（廃液レベル検出部）
【図１】
2014115156.tif 000003
【図２】
2014115156.tif 000004
【図３】
2014115156.tif 000005