(57)【要約】【課題】測定用の排液配管末端開放部で生じていた液滴形成、滴下の現象を無くし、それに起因して発生していた流量・圧力変動を抑えて、検出ノイズを小さく抑えて検出精度の大幅な向上が可能な水質測定方法および装置を提供する。【解決手段】被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出するに際し、配管の末端部を、液面が一定の高さに保たれた容器内の液の液面下に水没させた状態にて、被測定液の水質を測定することを特徴とする水質測定方法および装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、液面が一定の高さに保たれるように容器内に収容された液の液面下に水没させた状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする水質測定方法。
【請求項２】
被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、液面が一定の高さに保たれるように液が収容された容器の前記液面下の位置に接続した状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする水質測定方法。
【請求項３】
被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、該末端部から排出された被測定液を排出直後に流下させる物体面に接触または近接させた状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする水質測定方法。
【請求項４】
前記容器に液を供給し、前記容器内に収容される液を常時オーバーフローさせることにより、前記液面を一定の高さに保つ、請求項１または２の水質測定方法。
【請求項５】
前記水質検出手段が、最終出力として連続的な電気信号を出力するものからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の水質測定方法。
【請求項６】
前記水質検出手段が、電気伝導度検出手段からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の水質測定方法。
【請求項７】
サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、液面が一定の高さに保たれるように容器内に収容された液の液面下に水没されていることを特徴とする水質測定装置。
【請求項８】
サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、液面が一定の高さに保たれるように液が収容された容器の前記液面下の位置に接続されていることを特徴とする水質測定装置。
【請求項９】
サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、該末端部から排出された被測定液を排出直後に流下させる物体面に接触または近接されていることを特徴とする水質測定装置。
【請求項１０】
前記容器に、液を供給し該容器内に収容される液を常時オーバーフローさせる液供給手段が付設されている、請求項７または８の水質測定装置。
【請求項１１】
前記水質検出手段が、最終出力として連続的な電気信号を出力するものからなる、請求項７〜１０のいずれかに記載の水質測定装置。
【請求項１２】
前記水質検出手段が、電気伝導度検出手段からなる、請求項７〜１１のいずれかに記載の水質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質測定方法および装置に関し、とくに、流動状態にある被測定液を検出手段にて水質測定を行う系において、被測定液の流量変化や温度変化等により検出感度が影響を受ける場合に、その影響を最小限に抑えて高精度の測定が可能となる水質測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水溶液等の被測定液の水質特性、例えば電気伝導度を測定する場合、被測定液をセンサー部（検出手段部）へ送液ポンプなどを用いて移送（サンプリング）し、センサー部に被測定液を接しめて、電気伝導度を検出している。しかし、送液ポンプの作動による脈流に伴って流量や圧力が変動し、それが途中に設けられた恒温槽等の温度コントロールに影響を及ぼし、温度変動が生じて電気伝導度の微小な変化が生じ、微小変化（ノイズ）が発生してそのノイズの大きさが電気伝導度検出の精度の限界となったり、電気伝導度の微小変化測定の限界となっている。
【０００３】
通常このような測定系においては、被測定液の送液は一定流量で通水可能なポンプや一定流量に流量調整可能な流量制御手段を使用している。しかし、測定時にサンプリングされる被測定液の流量は、通常、数ｍＬ毎分程度と僅かであり、また、被測定液が流れる配管内径は1 ｍｍφ以下と小さく、前述のような微小な流量や圧力の変動を小さく抑えることは難しい。また、一般に、このような測定系においては、検出手段を通過した水質検出後の被測定液は、上記配管から大気開放または大気圧開放の状態にて排出される（例えば、特許文献１、特許文献２に示されている測定系の排出機構参照）。すなわち、水質検出後の被測定液の排液時に、配管末端部が排液槽や排液溝に対して大気開放または大気圧開放の状態とされている。
【０００４】
ところが、このように完全に大気開放または大気圧開放の状態のまま排出されると、排液配管末端部からの排液は、配管末端開放部で、ある一定の大きさの液滴を形成した後、滴下し、滴下後に再度同様の状態を繰り返す。この際に、液滴形成、滴下の現象により、測定系内に微小な流量・圧力変動が起こり、それに起因して検出ノイズが生じる。この検出ノイズは繰り返し、ほぼ連続的に生じることになるので、結局、このノイズ以下の微小な特性値、および特性値の微小変化を検出することが難しくなり、検出精度の限界となっている。
【特許文献１】特許第２７３７９２０号公報
【特許文献２】特開平５−９３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、測定用の排液配管末端開放部で生じていた液滴形成、滴下の現象を無くし、それに起因して発生していた流量・圧力変動を抑えて、検出ノイズを極めて小さく抑えることができるようにし、検出精度の大幅な向上を可能にする水質測定方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る水質測定方法は、被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、液面が一定の高さに保たれるように容器内に収容された液の液面下に水没させた状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする方法からなる。
【０００７】
また、本発明に係る水質測定方法は、被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、液面が一定の高さに保たれるように液が収容された容器の前記液面下の位置に接続した状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする方法からなる。
【０００８】
すなわち、これらの方法においては、排出配管末端部をある一定の液面高さに調整された容器内に水没させるか、液面以下の容器位置に排液配管を接続することにより、排液が必ず容器に収容されている液中に排出されるようにし、従来配管末端部で生じていた液滴形成、滴下の現象を意図的に無くし、配管内の脈流を抑えて流れを安定化させることができる。これによって、液滴形成、滴下の現象に伴って発生していた流量・圧力変動を抑えて、検出ノイズを極めて小さく抑えることができるようになり、検出精度の大幅な向上をはかることができる。
【０００９】
上記液面を一定の高さに保つには、例えば、容器に液を供給し、容器内に収容される液を常時オーバーフローさせるようにすることにより、収容された液の表面張力により液面が変動することを防止しつつ、常時安定して液面を所定の一定高さに保つことができるようになる。
【００１０】
さらに、本発明に係る水質測定方法は、被測定液を、水質検出手段に導入した後配管を介して排出する水質測定系において、前記配管の末端部を、該末端部から排出された被測定液を排出直後に流下させる物体面に接触または近接させた状態にて、前記被測定液の水質を測定することを特徴とする方法からなる。
【００１１】
すなわち、この方法においては、配管末端部から排出された被測定液を排出直後に液滴を形成させることなく物体面に沿わせて流下させるようにしたものであり、それによって液滴形成、滴下の現象に伴って発生していた流量・圧力変動を抑えて、検出ノイズを極めて小さく抑えることができるようになり、検出精度の大幅な向上をはかることができる。排出直後の被測定液を流下させる物体面としては特に限定されず、板の板面やパイプの内面等を適用できる。
【００１２】
上記のような本発明に係る水質測定方法においては、上記水質検出手段としては特に限定されないが、最終出力として連続的な電気信号を出力する水質検出手段を用いた系に本発明はとくに有効である。つまり、電気信号として出力される検出信号におけるノイズを極めて小さく抑えることができるので、検出すべき特性値を、極めて微小な絶対値まで、および、極めて小さな変化分まで、ノイズが乗っていない状態にて高精度で測定できるようになる。このような本発明の適用が好適な、代表的な水質検出手段として、電気伝導度検出手段を挙げることができる。
【００１３】
本発明に係る水質測定装置は、サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、液面が一定の高さに保たれるように容器内に収容された液の液面下に水没されていることを特徴とするものからなる。
【００１４】
また、本発明に係る水質測定装置は、サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、液面が一定の高さに保たれるように液が収容された容器の前記液面下の位置に接続されていることを特徴とするものからなる。
【００１５】
これら水質測定装置においては、上記容器に、液を供給し該容器内に収容される液を常時オーバーフローさせる液供給手段が付設されていることが好ましい。常時オーバーフローさせることにより、常時安定して液面を所定の一定高さに保つことができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る水質測定装置は、サンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段と、水質検出後の被測定液を排出する配管を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管の末端部が、該末端部から排出された被測定液を排出直後に流下させる物体面に接触または近接されていることを特徴とするものからなる。
【００１７】
これら本発明に係る水質測定装置は、最終出力として連続的な電気信号を出力する水質検出手段を備えた系に効果的なものである。そのような水質検出手段として、例えば、電気伝導度検出手段を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る水質測定方法および装置によれば、測定用の排液配管末端開放部で生じていた液滴形成、滴下の現象の発生を無くし、それに起因して発生していた流量・圧力変動を抑えて、検出ノイズを極めて小さく抑えることができるようにしたので、微小な特性値の検出やその微小変動の検出が可能になり、検出精度を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明においては、前述したように、測定用の排液配管末端開放部で生じていた液滴形成、滴下の現象の発生を無くするように構成される。例えば、図１に本発明の一実施態様に係る水質測定装置の概略構成を示すように、サンプリング配管１を介してサンプリングされた被測定液の水質を検出する水質検出手段２と、水質検出後の被測定液を排出する配管３を備えた排出機構を有する水質測定装置において、前記排出機構における配管３の末端部が、液面４が一定の高さに保たれるように容器５内に収容された液の液面下に水没されている。容器５の液面は容器５の上部からオーバーフローされるようになっているが、オーバーフロー量が少ないと容器上部で表面張力により液面４が容器上端面よりも上昇する。その後、表面張力が限界に達すると容器上部から液体がオーバーフローし液面が低下するように液面が変動する。この変動を抑えるため、容器に液供給ライン６を介して液を供給し、容器５内に収容される液を常時オーバーフローさせるようにしており、これによって、収容された液の表面張力により液面が変動することを防止しつつ、常時安定して液面を所定の一定高さに保つようにしている。
【００２０】
図２は別の実施態様に係る水質測定装置の概略構成を示しており、本実施態様では、図１に示した態様に比べ、水質検出後の被測定液を排出する配管７の末端部が、容器５の液面下の位置に接続されており、水質検出後の被測定液が常時容器５内の液面下に導入されるように構成されている。その他の構成は、実質的に図１に示した構成と同じである。
【００２１】
さらに本発明では、水質検出後の被測定液を排出する配管の末端部が、該末端部から排出された被測定液を排出直後に流下させる物体面に接触または近接されている構成とすることもできる。たとえば、図３（Ａ）に示すように、物体面として板１１の板面を用い、これに対して水質検出後の被測定液を排出する配管１２の末端部を接触または近接させる構成や、図３（Ｂ）に示すように、物体面としてパイプ１３の内面を用い、これに対して水質検出後の被測定液を排出する配管１２の末端部を接触または近接させる構成を採用することができる。このような構成においても、配管１２の末端部から排出直後の液は、液滴を形成することなく、板１１の板面やパイプ１３の内面をつたって流下することができる。
【００２２】
図４は、比較のために示した従来構造であり、水質検出後の被測定液を排出する配管２１の末端部から排出された液は、図４（Ａ）に示すように、まず配管２１の出口で液滴２２を成長させ、ある程度液滴２２が成長すると、図４（Ｂ）に示すように、液滴２２が落下する。この液滴形成、滴下の現象の発生により、前述の如く配管２１内に微小な流量、圧力変動が発生し、それによってノイズが発生して測定の精度が低下する。図１〜図３に示した本発明に係る構成では、このような液滴形成、滴下の現象が発生しないので、ノイズの発生が抑えられて測定の精度が向上する。
【実施例】
【００２３】
以下に、実施例、比較例に基づいて本発明を説明する。
実施例１
イオンクロマトグラフィーによる陰イオン成分の分析装置において、図１に示した水質測定系に準じて、検出器（導電率計）以降の配管末端部を液体で満たしたポリ容器内に水没させた。この際、常時ポリ容器上面より液体がオーバーフローするように適量の液体を常時流し込み、液面を一定に保った。測定時の分析時間と検出電気伝導度の関係を図５に示す。
【００２４】
比較例１
イオンクロマトグラフィーによる陰イオン成分の分析装置において、図４に示したように検出器（導電率計）以降の配管末端部を大気中に放置し、配管端部から排出される液体は水滴形成、滴下を繰り返す状態として測定を行った。測定時の分析時間と検出電気伝導度の関係を図６に示す。
【００２５】
また、図７に実施例１の測定初期電気導電度をゼロとした場合の、図５の電気伝導度の拡大トレンドを示し、図８に比較例１の測定初期電気導電度をゼロとした場合、図６のの電気伝導度の拡大トレンドを示す。図７では図８に比べ、周期的な電気伝導度の変化量が小さく、約１／３以下に低減されている。比較例１の周期ノイズは検出器以降の配管末端部における水滴形成、滴下の周期に同期していると思われる。この結果、検出器以降の配管末端部における水滴形成、滴下の現象が発生しないようにした実施例１のような形態を採ることにより、測定時のノイズは比較例１の１／３以下に低減し、測定におけるＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させ、測定感度を３倍以上向上させることができ、測定精度を大幅に向上できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る水質測定方法および装置は、従来、被測定液の水質特性を検出するに際し、検出後の被測定液を配管末端部から液滴形成、滴下させていたあらゆる測定系に適用可能であり、とくに、最終検出出力がノイズを拾った電気信号として出力されていた測定系に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施態様に係る水質測定装置の概略構成図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る水質測定装置の概略構成図である。
【図３】本発明のさらに別の実施態様に係る水質測定装置の概略構成図である。
【図４】従来の配管末端部における液滴形成、滴下の様子を示す説明図である。
【図５】実施例１における電気伝導度測定結果を示すグラフである。
【図６】比較例１における電気伝導度測定結果を示すグラフである。
【図７】図５の測定結果を部分的に拡大して示したグラフである。
【図８】図６の測定結果を部分的に拡大して示したグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１  サンプリング配管
２  水質検出手段
３、７、１２、２１  排出機構における配管
４  液面
５  容器
６  液供給ライン
１１  板
１３  パイプ
２２  液滴
【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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【図８】
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