(57)【要約】【課題】  簡易な設備でナトリウム検出の精度が高いナトリウム検出装置を提供する。を目的とする。【解決手段】  ナトリウム検出装置１は、サンプリング気体２１を捕集する複数のサンプリング配管３と、複数のサンプリング配管の各々に設けられる複数のイオン式測定器４と、複数のサンプリング気体２１中のナトリウム濃度をイオン式ナトリウム濃度演算結果３２として演算するイオン式ナトリウム濃度演算装置１０と、複数のサンプリング気体２１をを混合し混合気体２２とする合流配管６と、合流配管６において設けられるレーザ式測定器７と、混合気体２２の中のナトリウム濃度をイオン式ナトリウム濃度演算結果３４として演算するレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１と、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がナトリウム検出用閾値を上回ることによって、サンプリング気体２１にナトリウムが含まれることを判定する警報判定装置１２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】
複数のナトリウム検出箇所におけるサンプリング気体を各々サンプリング口から捕集する複数のサンプリング配管と、
複数の前記サンプリング配管の各々に設けられ、イオン源から前記サンプリング気体にイオンを供給してイオン化し、残留イオンを電流測定値として測定する複数のイオン式測定器と、
この複数のイオン式測定器から前記電流測定値を受信し、さらに基準電流値および濃度換算計数を用いて、複数の前記サンプリング気体中のナトリウム濃度を各々イオン式ナトリウム濃度演算結果として演算するイオン式ナトリウム濃度演算装置と、
複数の前記サンプリング配管を合流させ、前記サンプリング気体を混合して混合気体とすることができる合流配管と、
この合流配管において設けられ、前記混合気体にレーザを照射して励起させ、前記混合気体が励起状態から基底状態へ遷移する際の発光量を発光量測定値として測定するレーザ式測定器と、
このレーザ式測定器から前記発光量測定値を受信し、前記発光量測定値に対するナトリウム量のデータを用いて、前記混合気体の中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果として演算するレーザ式ナトリウム濃度演算装置と、
前記イオン式ナトリウム濃度演算装置から前記イオン式ナトリウム濃度演算結果を受信し、さらに前記レーザ式ナトリウム濃度演算装置から前記レーザ式ナトリウム濃度演算結果を受信し、前記イオン式ナトリウム濃度演算結果および前記レーザ式ナトリウム濃度演算結果がそれぞれ所定のナトリウム検出用閾値を上回ることによって、前記サンプリング気体中にナトリウムが含まれることを判定する警報判定装置とを備えることを特徴とするナトリウム検出装置。
【請求項２】
複数の前記サンプリング配管の各々においてサンプリング気体止弁をさらに設け、
このサンプリング気体止弁を開動作させ、前記合流配管に１つの前記サンプリング配管によって捕集された前記サンプリング気体を順に導入し、
前記レーザ式測定器は、前記混合気体に代えて１つの前記サンプリング配管によって捕集された前記サンプリング気体の前記発光量測定値を測定する機能をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のナトリウム検出装置。
【請求項３】
前記レーザ式測定器は、１つの前記サンプリング配管によって捕集された前記サンプリング気体を用いて前記発光量測定値を測定し、レーザ式ナトリウム濃度演算装置において前記発光量測定値を用いて前記サンプリング気体がバックグラウンドレベルを示すナトリウム濃度が演算されたとき、
前記イオン式ナトリウム濃度演算装置において測定される前記電流測定値を用いて、前記基準電流を補正することを特徴とする請求項２に記載のナトリウム検出装置。
【請求項４】
前記レーザ式測定器は、１つの前記サンプリング配管によって捕集された前記サンプリング気体の前記発光量測定値を測定し、レーザ式ナトリウム濃度演算装置において前記発光量測定値を用いて前記サンプリング気体中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果として演算し、
このレーザ式ナトリウム濃度演算結果および前記イオン式ナトリウム濃度演算装置において測定される前記電流測定値を用いて、前記イオン式ナトリウム濃度演算結果の演算に用いる濃度換算計数を補正することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のナトリウム検出装置。
【請求項５】
前記警報判別装置において、複数の前記イオン式測定器によって測定される前記電流測定値から演算されるイオン式ナトリウム濃度演算結果の全てが前記ナトリウム検出用閾値を下回り、レーザ式測定器によって測定される前記発光量測定値から演算されるレーザ式ナトリウム濃度演算結果が前記ナトリウム検出用閾値を上回ったときにおいて、複数の前記イオン式測定器のいずれかに異常があることを判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載のナトリウム検出装置。
【請求項６】
複数の前記イオン式測定器のうち異常があると判定されたものについて、前記電流測定値の測定から除外することを特徴とする請求項５に記載のナトリウム検出装置。
【請求項７】
前記警報判別装置において、複数の前記イオン式測定器によって測定される前記電流測定値から演算されるイオン式ナトリウム濃度演算結果の全てが前記ナトリウム検出用閾値を上回り、レーザ式測定器によって測定される前記発光量測定値から演算されるレーザ式ナトリウム濃度演算結果が前記ナトリウム検出用閾値を下回ったときにおいて、前記レーザ式測定器に異常があることを判定することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項記載のナトリウム検出装置。
【請求項８】
前記サンプリング配管において接続された校正用気体配管をさらに備え、
前記校正用気体配管から前記サンプリング配管へあらかじめナトリウム濃度が測定された校正用気体を導入し、前記イオン式ナトリウム濃度演算装置および前記レーザ式ナトリウム濃度演算装置が示す前記ナトリウム濃度と前記校正用気体の前記ナトリウム濃度を比較することによって、前記イオン式測定器および前記レーザ式測定器の異常判定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項記載のナトリウム検出装置。
【請求項９】
複数のナトリウム検出箇所におけるサンプリング気体を各々サンプリング配管のサンプリング口から捕集する工程と、
複数の前記サンプリング配管の各々に設けられたイオン式測定器によって、イオン源から前記サンプリング気体にイオンを供給してイオン化し、残留イオンを電流測定値として測定する工程と、
複数の前記イオン式測定器から前記電流測定値を受信し、複数の前記サンプリング気体中のナトリウム濃度を各々イオン式ナトリウム濃度演算結果として演算する工程と、
複数の前記サンプリング配管を合流させた合流配管において、前記サンプリング気体を混合して混合気体とする工程と、
前記合流配管において設けられるレーザ式測定器によって、前記混合気体にレーザを照射し、前記混合気体が励起状態から基底状態へ遷移するときの発光量を発光量測定値として測定する工程と、
前記レーザ式測定器から前記発光量測定値を受信し、前記混合気体の中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果として演算する工程と、
前記イオン式ナトリウム濃度演算装置から前記イオン式ナトリウム濃度演算結果を受信し、さらに前記レーザ式ナトリウム濃度演算装置から前記レーザ式ナトリウム濃度演算結果を受信し、前記イオン式ナトリウム濃度演算結果および前記レーザ式ナトリウム濃度演算結果がそれぞれ所定のナトリウム検出用閾値を上回ることによって、前記サンプリング気体中にナトリウムが含まれることを判定する工程とを備えることを特徴とするナトリウム検出方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプリング気体中のナトリウムを検出するナトリウム検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速炉プラントをはじめとするナトリウムを扱う施設において、万が一ナトリウムの漏えいが発生した場合、プラント冷却上、或いは、施設内の機器に損害を与える可能性があるため、漏えいナトリウムを早期に検出する必要がある。現在、ナトリウムを検出する手段として、ガスサンプリング型としては、イオン式測定器を用いることが一般的である。
【０００３】
ナトリウム漏えいが発生したとき、ナトリウムはナトリウムエアロゾルとして空気中を浮遊する。このナトリウムエアロゾルを含んだ気体をサンプリング気体として捕集してイオン式測定器に導入する。イオン式測定器は、イオンを発生させるイオン源と、イオン電流を測定するイオン電流測定器とから構成される。イオン源はサンプリング気体にイオンを供給し、ナトリウムエアロゾルにイオンを吸着させる。イオン源が供給したイオンのうちナトリウムエアロゾルに吸着しなかった残留イオンがイオン電流測定器内に導入される。
【０００４】
イオン電流測定器は、内部の電極に電圧を印加し、残留イオンのみが電極に引きつけられイオン電流として測定される。ナトリウムを含まない校正用気体を測定したときのイオン電流を基準電流値として、測定されたイオン電流と基準電流値との差分をイオンのナトリウムへの吸着によるイオン電流の減少量として演算し、これに濃度換算計数を乗することによってナトリウム濃度を演算する。
【０００５】
しかし、イオン源から供給されるイオンは、ナトリウムエアロゾル以外のエアロゾル等にも吸着するため、サンプリングした気体にナトリウムエアロゾル以外のエアロゾル等が含まれていたとき、イオン電流が減少してナトリウムの誤検出をする可能性がある。さらに、イオン式測定器は温度や圧力等の環境要因の影響を受けやすいため、検出ミスまたは誤検出をする可能性もある。
【０００６】
そこで、イオン式測定器に加えて、サンプリング気体に赤外レーザ光を照射してナトリウムを励起させ、ナトリウムが基底状態へ遷移する際の発光量を測定することによりナトリウムを検出するレーザ式測定器を設け、イオン式測定器においてナトリウムを検出したときにレーザ式測定器を動作させ、イオン式測定器のナトリウム検出の確認を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６００６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、サンプリング気体中にナトリウムが含まれているにも関わらず、イオン測定器が温度や圧力等の環境要因の影響、またはイオン測定器の故障によりナトリウムを検出しないときには、レーザ式測定器での測定は行わないために装置全体としてナトリウムを検出することができないという課題があった。さらにレーザ式測定器は、イオン式測定器に比べて構成が複雑であるため、１つのイオン式測定器に対して１つのレーザ式測定器を設けることは設備の増大を招いていた。
【０００９】
そこで、本発明は、簡易な設備でナトリウム検出の精度が高いナトリウム検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のナトリウム検出装置は、サンプリング気体をサンプリング口から捕集する複数のサンプリング配管と、複数のサンプリング配管の各々に設けられ、イオン源からサンプリング気体にイオンを供給してイオン化し、残留イオンを電流測定値として測定する複数のイオン式測定器と、この複数のイオン式測定器から電流測定値を受信し、さらに基準電流値および濃度換算計数を用いて、複数のサンプリング気体中のナトリウム濃度を各々イオン式ナトリウム濃度演算結果として演算するイオン式ナトリウム濃度演算装置と、複数のサンプリング配管を合流させ、サンプリング気体を混合して混合気体とすることができる合流配管と、この合流配管において設けられ、混合気体にレーザを照射して励起させ、混合気体が励起状態から基底状態へ遷移する際の発光量を発光量測定値として測定するレーザ式測定器と、このレーザ式測定器から発光量測定値を受信し、発光量測定値に対するナトリウム量のデータを用いて、混合気体の中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果として演算するレーザ式ナトリウム濃度演算装置と、イオン式ナトリウム濃度演算装置からイオン式ナトリウム濃度演算結果を受信し、さらにレーザ式ナトリウム濃度演算装置からレーザ式ナトリウム濃度演算結果を受信し、イオン式ナトリウム濃度演算結果およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果がそれぞれ所定のナトリウム検出用閾値を上回ることによって、サンプリング気体中にナトリウムが含まれることを判定する警報判定装置とを備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のナトリウム検出方法は、複数のナトリウム検出箇所におけるサンプリング気体を各々サンプリング配管のサンプリング口から捕集する工程と、複数のサンプリング配管の各々に設けられたイオン式測定器によって、イオン源からサンプリング気体にイオンを供給してイオン化し、残留イオンを電流測定値として測定する工程と、複数のイオン式測定器から電流測定値を受信し、複数のサンプリング気体中のナトリウム濃度を各々イオン式ナトリウム濃度演算結果として演算する工程と、複数のサンプリング配管を合流させた合流配管において、サンプリング気体を混合して混合気体とする工程と、合流配管において設けられるレーザ式測定器によって、混合気体にレーザを照射し、混合気体が励起状態から基底状態へ遷移するときの発光量を発光量測定値として測定する工程と、レーザ式測定器から発光量測定値を受信し、混合気体の中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果として演算する工程と、イオン式ナトリウム濃度演算装置からイオン式ナトリウム濃度演算結果を受信し、さらにレーザ式ナトリウム濃度演算装置からレーザ式ナトリウム濃度演算結果を受信し、イオン式ナトリウム濃度演算結果およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果がそれぞれ所定のナトリウム検出用閾値を上回ることによって、サンプリング気体中にナトリウムが含まれることを判定する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な設備のナトリウム検出装置によって精度よくサンプリング気体中のナトリウムを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係るナトリウム検出装置について図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図である。ナトリウム検出装置１は、複数のサンプリング口２と、サンプリング口２と同数のサンプリング配管３と、サンプリング口２と同数のイオン式測定器４と、ヘッダ管５と、合流配管６と、レーザ式測定器７と、校正用気体配管８と、校正用気体止弁９と、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０と、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１と、警報判別装置１２と、警報装置１３とから構成される。
【００１６】
以下、ナトリウム検出装置１の構成の接続関係について説明する。複数のサンプリング口２は、複数のナトリウム検出箇所の各々において設けられ、サンプリング気体２１を開口部から捕集することができる装置である。複数のサンプリング口２によって捕集したサンプリング気体２１の各々をサンプリング配管３の内部に導入し、流通させることができるように、複数のサンプリング口２の各々にサンプリング配管３の一端が接続される。
【００１７】
サンプリング配管３は、それぞれ他端が３ａと３ｂに分岐しており、内部のサンプリング気体２１をイオン式測定器４へ導入することができるように、サンプリング配管３の他端３ａとイオン式測定器４は接続される。また、複数のサンプリング配管３内のサンプリング気体２１を１つのヘッダ管５へ導入することができるように、複数のサンプリング配管３の他端３ｂとヘッダ管５は接続される。
【００１８】
校正用気体配管８は、外部から校正用気体２３を導入することができる配管である。サンプリング配管３の他端３ａ、３ｂの分岐位置より上流において、校正用気体２３をサンプリング配管３へ導入することができるように、サンプリング配管３と校正用気体配管８とが接続される。さらに校正用気体配管８において、校正用気体２３のサンプリング配管３への導入を遮断することができる校正用気体止弁９が設けられる。
【００１９】
ヘッダ管５は、複数のサンプリング配管３から導入したサンプリング気体２１を混合させて混合気体２２とすることができる装置である。ヘッダ管５は、混合気体２２を合流配管６へ導入することができるように、ヘッダ管５と合流配管６の一端が接続される。さらに、合流配管６は、混合気体２２をレーザ式測定器７へ導入することができるように、合流配管６の他端とレーザ式測定器７は接続される。
【００２０】
さらに、複数のイオン式測定器４は、各々において測定した電流測定値３１をイオン式ナトリウム濃度演算装置１０へ送信することができるように、複数のイオン式測定器４とイオン式ナトリウム濃度演算装置１０は接続される。また、レーザ式測定器７は、測定した発光量測定値３３をレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１へ送信することができるように、レーザ式測定器７とレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１は接続される。
【００２１】
また、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は、演算したイオン式ナトリウム濃度演算結果３２を警報判別装置１２へ送信することができるように、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０と警報判別装置１２は接続される。さらに、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１は、演算したレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４を警報判別装置１２へ送信することができるように、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１と警報判別装置１２は接続される。さらに、警報判別装置１２は、警報判別信号３５を警報装置１３へ送信することができるように、警報判別装置１２と警報装置１３は接続される。
【００２２】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。複数のサンプリング口２は、各々のナトリウム検出箇所の各々においてサンプリング気体２１を開口部から捕集する。複数のサンプリング口２から捕集された各々のサンプリング気体２１は、複数のサンプリング口２の各々に接続されたサンプリング配管３内を流通する。
【００２３】
イオン式測定器４は、サンプリング配管３の他端３ａからサンプリング気体２１を内部に導入して、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０におけるナトリウム濃度の演算に用いる電流測定値３１を測定する。イオン測定器４の１つの形式としては、α線源を用いたイオンを発生させるイオン源と、イオン源からのイオン量をイオン電流として測定するイオン電流測定器とから構成される。ナトリウムの漏えいが生じたとき、ナトリウムはナトリウムエアロゾルとして空気中を浮遊する。このナトリウムエアロゾルを含んだ気体をサンプリングし、イオン式測定器４に導入する。
【００２４】
イオン源から発生したイオンは、ナトリウムエアロゾルに吸着し、イオンが吸着したナトリウムエアロゾルおよびナトリウムエアロゾルに吸着しなかった残留イオンがイオン電流測定器内に導入される。イオン電流測定器において、イオンが吸着したナトリウムエアロゾルおよび残留イオンのうち、残留イオンは電極に引きつけられて電流測定値３１として測定される。
【００２５】
イオン式測定器４は、電流測定値３１をイオン式ナトリウム濃度演算装置１０へ送信する。イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は、電流測定値３１を受信し、以下の（１）式を用いて、電流測定値３１であるＩＬ（ｐＡ）と基準電流Ｉｂ（ｐＡ）の差分に濃度換算計数Ａ（（ｇ／ｃｍ３）／ｐＡ）を乗することによってイオン式ナトリウム濃度演算結果３２であるＮ（ｇ／ｃｍ３）を演算する。ここで、基準電流Ｉｂはバックグラウンドレベルにおいて測定される電流測定値３１である。バックグラウンドレベルとは、ナトリウム濃度が０ｇ／ｃｍ３ないし０ｇ／ｃｍ３近傍の微小値をいう。
【００２６】
Ｎ＝−（ＩＬ−Ｉｂ）×Ａ・・・（１）
イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は、演算したナトリウム濃度をイオン式ナトリウム濃度演算結果３２として警報判別装置１２へ送信する。なお、ＲＩＤの形式のイオン式測定器４は、上述した残留イオンを電流値に代えて電圧値として検出するものであり、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０において上述した（１）式の電流測定値３１であるＩＬおよび基準電流Ｉｂならびに濃度換算計数Ａを電圧値に換算し置き換えた式によってナトリウム濃度を演算する。
【００２７】
ヘッダ管５は、複数のサンプリング配管３の他端３ｂからサンプリング気体２１を内部に導入して、サンプリング気体２１を混合気体２２として混合する。混合気体２２は、合流配管６を介してレーザ式測定器７に導入される。以下、レーザ式測定器７の作用について説明する。レーザ式測定器７は、サンプリング気体２１に赤外レーザ光を照射してプラズマ化する気中ブレークダウンを行い、プラズマ状態のナトリウムを原子化しエネルギー励起させる。このエネルギー励起したナトリウムが基底状態に遷移する際の光（波長５８９ｎｍ）の光量を発光量測定値３３として測定し、発光量測定値３３をレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１へ送信する。ナトリウムによる発光量は原子量に比例するため、発光量測定値３３を用いてナトリウム濃度の定量が可能となる。
【００２８】
レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１は、発光量測定値３３を受信すると、あらかじめ求め記憶した発光量に対するナトリウム量のデータを用いて、サンプリング気体２１中のナトリウム濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４として演算して警報判別装置１２へ送信する。
【００２９】
警報判別装置１２は、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０からイオン式ナトリウム濃度演算結果３２を受信し、さらにレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１からレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４を受信する。警報判別装置１２は、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４についてのナトリウム検出用閾値があらかじめ記憶されており、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がそれぞれナトリウム検出用閾値を上回るとき、サンプリング気体２１中にナトリウムが含まれることを判定し、ナトリウム検出に係る警報を発生させる警報判定信号３５を警報装置１３に送信する。警報装置１３は、警報判定信号３５を受信すると、アラームや表示モニタを用いてサンプリング気体２１中からナトリウムが検出されたことを運転員に知らせる。
【００３０】
このとき、警報判別装置１２は、複数のイオン式測定器４のうちイオン式測定器測定値３１がナトリウム検出用閾値を上回ったイオン式測定器４を示す情報や、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４が示すナトリウム濃度を警報判定信号３５に付加し、警報装置１３において表示または記憶させてもよい。
【００３１】
以下、イオン式測定器４の温度や圧力等の環境要因またはイオン式測定器４の故障により、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２が真のナトリウム濃度と異なる場合の作用について説明する。このとき、レーザ式検出器７は正常に動作し、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４は真のサンプリング気体２１中のナトリウム濃度を示すものとする。なお、レーザ式検出器７に異常があるときの作用については後述する。
【００３２】
まず、真のナトリウム濃度がナトリウム検出用閾値を上回るにも関わらず、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２がナトリウム検出用閾値を下回り、警報判別装置１２においてナトリウム検出の判定が誤ってされない場合について説明する。このとき、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４は真のナトリウム濃度を示すため、警報判別装置１２においてレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がナトリウム検出用閾値を上回ってナトリウム検出の判定がされ、ナトリウム検出装置１のシステム全体としてナトリウムの検出ミスが防止される。
【００３３】
さらに、異常判別装置１２は、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４のみについてナトリウムが検出されたことを示す情報を警報装置１３へ送信して警報装置１３にこれを表示させることができる。さらに、複数のイオン式測定器４のうちいずれかにおいて検出ミスに係る故障等があることを示す情報を付加してもよい。
【００３４】
さらに、真のナトリウム濃度がバックグラウンドレベルであるにも関わらず、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２がナトリウム検出用閾値を上回り、警報判別装置１２においてナトリウム検出の判定が誤ってされる場合について説明する。このとき、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４は真のナトリウム濃度であるバックグラウンドレベルであることを示すので、警報判別装置１２においてレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がナトリウム検出用閾値を下回ってナトリウム検出の判定がされず、ナトリウム検出装置１のシステム全体としてナトリウムの誤検出が防止される。
【００３５】
このとき、異常判別装置１２は、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４のみについてナトリウムが検出されなかったことを示す情報を警報判定信号３５に付加して警報装置１３へ送信し、警報装置１３にこれを表示させることができる。さらに、複数のイオン式測定器４のいずれかにおいて誤検出に係る異常等があることを示す情報を付加してもよい。
【００３６】
さらに、レーザ式検出器７に異常があるときの作用について説明する。複数のイオン測定器４による複数のイオン式ナトリウム濃度演算結果３２の全てがナトリウム検出用閾値を上回ってナトリウム検出が判定され、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４はナトリウム検出用閾値を下回ってナトリウム検出が判定されなかったときは、レーザ式測定器７に異常があるものと判定することができる。このとき、警報判定信号３５にこの情報を付加して警報装置１３に表示させてもよい。さらに、レーザ式測定器７において赤外レーザ光の光量測定や模擬励起光の測定等による異常判定を行わせてもよい。
【００３７】
最後に校正用気体２３を用いたイオン式検出器４の校正方法について説明する。このとき、サンプリング口２からサンプリング気体２１の捕集をさせずに、校正用気体配管８に校正用気体２３を導入し、校正用気体止弁９を開動作させることによって、イオン式測定器４に校正用気体２３の測定を行わせる。
【００３８】
校正用気体２３は、あらかじめナトリウム濃度が保証された気体である。例えば、ナトリウム濃度がバックグラウンドレベルである校正用気体２３を用いることによって、基準電流Ｉｂの校正が可能となる。上述した（１）式のように、基準電流Ｉｂはバックグラウンドレベルにおいて測定される電流測定値３１であるので、バックグラウンドレベルである校正用気体２３をイオン式測定器４に測定させ、このとき測定される電流測定値３１を基準電流Ｉｂと比較し、電流測定値３１が基準電流Ｉｂと異なるときは、基準電流Ｉｂを電流測定値３１に一致させることにより基準電流Ｉｂの校正を行うことができる。
【００３９】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、複数のイオン式測定器４およびイオン式ナトリウム濃度演算装置１０によって演算するイオン式ナトリウム濃度演算結果３２と、レーザ式測定器７およびレーザ式ナトリウム濃度演算装置１１によって演算するレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４を用いてナトリウム検出を行うことにより、複数のサンプリング気体２１中のナトリウム検出の判定の精度を向上させることができる。
【００４０】
さらに、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２とレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４との間でナトリウム検出の判定結果が異なるときに、複数のイオン式測定器４またはレーザ式測定器７に異常があるものと判定することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係るナトリウム検出装置について図２を参照して説明する。第１の実施形態に係るナトリウム検出装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００４２】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、新たに複数のサンプリング気体止弁１４を設けた点である。サンプリング気体止弁１４は、サンプリング気体２１のヘッダ管５への供給を遮断することができるように、複数のサンプリング配管３の分岐した他端３ｂの各々に設けられる。
【００４３】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。複数のサンプリング配管３の各々に設けられたサンプリング気体止弁１４は、通常は全て閉動作しており、所定の時間間隔ごとに１つずつ順次開動作する。このとき、サンプリング気体止弁１４が開動作しているサンプリング配管３からはヘッダ管５にサンプリング気体２１が導入され、他のサンプリング気体止弁１４が閉動作しているサンプリング配管３からのヘッダ管５へのサンプリング気体２１の導入は遮断される。
【００４４】
したがって、ヘッダ管５内に導入されるサンプリング気体２１は、１つのサンプリング配管３によって捕集されたサンプリング気体２１である。レーザ式検出器７は、合流配管６を介して上述した混合気体２２に代えてサンプリング気体２１を導入し、発光量測定値３３を測定する。レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１は発光量測定値３３を受信し、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４を演算する。
【００４５】
また、サンプリング気体止弁１４を開動作させているサンプリング配管３に設けられるイオン式測定器４は、サンプリング気体２１を導入して電流値測定値３１を測定する。イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は電流値測定値３１を受信し、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２を演算する。警報判別装置１２は、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４を受信し、ナトリウム検出用閾値と比較することによってナトリウム検出の判定を行う。
【００４６】
したがって、警報判別装置１２では、サンプリング気体止弁１４を開動作させているサンプリング配管３によって捕集したサンプリング気体２１のナトリウム濃度についてイオン式ナトリウム濃度演算結果３２およびレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４によってナトリウム検出の判定が行われる。
【００４７】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、サンプリング気体止弁１４を順次開動作させ、開動作しているサンプリング気体止弁１４のサンプリング気体２１の濃度をレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４およびイオン式ナトリウム濃度演算結果３２として演算することにより、１つのナトリウム検出箇所において捕集したサンプリング気体２１のナトリウム検出を確実に行うことができる。
【００４８】
なお、サンプリング気体止弁１４を開動作し、レーザ式測定器７へサンプリング気体２１を導入してナトリウムの測定を行った後、次のサンプリング気体止弁１４を開動作させるとき、ヘッダ管５および合流配管６内のサンプリング気体２１を一旦排出する機構を設けてもよい。このとき、ヘッダ管５および合流配管６内に残っているサンプリング気体止弁１４と、これからヘッダ管５および合流配管６内に導入するサンプリング気体２１が混合することを防ぐことができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係るナトリウム検出装置について図３を参照して説明する。第１の実施形態に係るナトリウム検出装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００５０】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るナトリウム検出装置の概略図である。第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１がイオン式ナトリウム濃度演算装置１０へナトリウム濃度演算補正信号３６を送信する機能を新たに設けた点である。
【００５１】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。本実施形態においては、イオン式ナトリウム濃度演算装置１０がナトリウム濃度の演算に用い、温度や圧力等の環境要因の影響を受ける基準電流Ｉｂおよび濃度換算計数Ａについて、ナトリウム濃度の定量測定が可能なレーザ式測定器７の測定値により補正する。
【００５２】
まず、基準電流Ｉｂを補正する方法について説明する。基準電流Ｉｂの補正においては、サンプリング気体止弁１４を所定の時間間隔ごとに１つずつ順に開動作させ、サンプリング気体止弁１４を開動作させているサンプリング配管３のサンプリング気体２１をイオン式測定器４およびレーザ式測定器７へ導入することによって行われる。
【００５３】
レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１によって演算されたレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がバックグラウンドレベルを示すとき、イオン式測定器４において測定される電流測定値３１であるＩＬは、バックグラウンドレベル時に測定される電流値とすることができる。このとき、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１は、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がバックグラウンドレベルであることを示すナトリウム濃度演算補正信号３６をイオン式ナトリウム濃度演算装置１０へ送信する。
【００５４】
イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は、ナトリウム濃度演算補正信号３６を受信して基準電流Ｉｂを補正する。レーザ式ナトリウム濃度演算結果３４がバックグラウンドレベルであるととき、上述した（１）式の左辺を０とすることができる。
【００５５】
現在の測定電流ＩＬが正常な値であるとき、電流測定値３１であるＩＬを用いて、ＩＬ−Ｉｂ（Ｎ−１）は０となる。しかし、環境要因やイオン式測定器３の故障があると、Ｉｂ（Ｎ−１）は正常な値と異なる値を示し、ＩＬ−Ｉｂ（Ｎ−１）は０からのずれを示す。したがって、ずれ量であるＩＬ−Ｉｂ（Ｎ−１）を補正因子として、補正前の基準電流Ｉｂ（Ｎ−１）に加えると、ＩｂＮとして補正することができる。
【００５６】
さらに、温度や圧力の急変等によって補正因子に変動があることを考慮して、補正因子を所定の割合だけ基準電流Ｉｂ（Ｎ−１）に反映させる補正係数M１を用いる。補正係数M１は、例えば１０％ないし２０％として定めることができる。（２）式のように、補正因子に補正係数M１を乗じたものを補正前の基準電流Ｉｂ（Ｎ−１）に加えることによって補正後の基準電流ＩｂＮを得る。
【００５７】
ＩｂＮ＝（ＩＬ−Ｉｂ（Ｎ−１））×M１＋Ｉｂ（Ｎ−１）・・・（２）
なお、サンプリング気体２１を用いてＩｂの補正を行うだけでなく、校正用気体２３を用いて補正を行ってもよい。校正用気体２３は、既にナトリウム濃度が測定された気体であるが、サンプリング配管３内に残留したナトリウム等によって校正用気体２３にナトリウムが混入する可能性があるため、レーザ式検出器７によって校正用気体２３を確認的に測定することによって、校正用気体２３にナトリウムが含まれることを検知することができる。
【００５８】
次に、濃度換算計数Ａを補正する方法について説明する。濃度換算計数Ａの補正においては、サンプリング気体止弁１４を所定の時間間隔ごとに１つずつ順に開動作させ、開動作しているサンプリング気体止弁１４のサンプリング配管３におけるサンプリング気体２１をイオン式測定器４およびレーザ式測定器７へ導入することによって行われる。このとき、レーザ式ナトリウム濃度演算装置１１はレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４をナトリウム濃度演算補正信号３６としてイオン式ナトリウム濃度演算装置１０へ送信する。
【００５９】
イオン式ナトリウム濃度演算装置１０は、ナトリウム濃度演算補正信号３６を受信して濃度換算計数Ａを補正する。ナトリウム濃度演算補正信号３６が示すレーザ式ナトリウム濃度演算結果３４の値Ｌが真のナトリウム濃度であるとして、上述した（１）式の左辺に代入すると、Ａ＝Ｌ／（ＩＬ−Ｉｂ）となる。
【００６０】
しかし、環境要因やイオン式測定器３の故障があると、Ａは正常な値と異なる値を示し、Ｌ／（ＩＬ−Ｉｂ）−ＡＮ−１は真の値からずれを示す。したがって、Ｌ／（ＩＬ−Ｉｂ）−ＡＮ−１を補正因子として現在の濃度換算係数ＡＮ−１に加えることによって濃度換算係数ＡＮ−１の補正が可能である。
【００６１】
さらに、温度や圧力の急変等によって補正因子に変動があることを考慮して、補正因子を所定の割合だけ濃度換算係数ＡＮ−１に反映させる補正係数M２を用いる。補正係数M２は、例えば１０％ないし２０％として定めることができる。（３）式のように、補正因子に補正係数M２を乗じたものを補正前の濃度換算係数ＡＮ−１に加えることによって補正後の濃度換算係数ＡＮを得る。
【００６２】
ＡＮ＝〔Ｌ／（ＩＬ−Ｉｂ）−ＡＮ−１〕×M２＋ＡＮ−１・・・（３）
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、レーザ式ナトリウム濃度演算結果３３が示すナトリウム濃度を用いることによって、イオン式ナトリウム濃度演算結果３２の演算に用いるパラメータである基準電流Ｉｂおよび濃度換算計数Ａを校正用気体２３を用いることなく補正することができる。
【００６３】
なお、本発明の実施形態は上述した実施形態に限られないことは言うまでもない。例えば、複数のサンプリング配管３を合流させ、合流配管６においてサンプリング気体２１を十分に混合することができるときは、ヘッダ管５の構成を省くことができる。
【００６４】
さらに、サンプリング配管３の他端を分岐させ、他端３ａとイオン測定器４を接続し、他端３ｂとヘッダ管５を接続するだけでなく、イオン測定器４にサンプリング気体２１の全量を導入し、イオン測定器４にて測定されイオン測定器４から排出されるサンプリング気体２１をヘッダ管５に導入するように、サンプリング配管３およびイオン測定器４ならびにヘッダ管５を接続してもよい。
【００６５】
さらに、サンプリング配管３の一端には１つのサンプリング口２が設けられるだけでなく、サンプリング配管３の一端を分岐させ、分岐させた一端の各々にサンプリング口２を設ける構成としてもよい。なお、第１から第３の実施形態は適宜組み合わせ可能である。 
【符号の説明】
【００６６】
１・・・ナトリウム検出装置
２・・・サンプリング口
３・・・サンプリング配管
４・・・イオン式測定器
５・・・ヘッダ管
６・・・合流配管
７・・・レーザ式測定器
８・・・校正用気体配管
９・・・校正用気体止弁
１０・・・イオン式ナトリウム濃度演算装置
１１・・・レーザ式ナトリウム濃度演算装置
１２・・・警報判別装置
１３・・・警報装置
１４・・・サンプリング気体止弁
２１・・・サンプリング気体
２２・・・合流気体
２３・・・校正用気体
３１・・・電流測定値
３２・・・イオン式ナトリウム濃度演算結果
３３・・・発光量測定値
３４・・・レーザ式ナトリウム濃度演算結果
３５・・・警報判定信号
３６・・・ナトリウム濃度演算補正信号 
【図１】
2012211774.tif 000003
【図２】
2012211774.tif 000004
【図３】
2012211774.tif 000005