(57)【要約】  電気化学重合による塩分含有量分析器は、直接的、迅速、かつ連続的な方法で、塩組成を決定する。本塩分含有量分析器（１００）は、３つの電極：作用電極（２０２）、対電極（２０５）と、参照電極（２０４）を含む。動作中、掃引電圧が印加されるときに電極を通過する電流が、被分析物の塩分含有量を決定するために分析される。電圧が印加されたとき、電気重合可能なモノマーは、作用電極（２０２）上に薄膜を形成する。作用電極（２０２）は、作用電極（２０２）の作用長の一部のみを、任意の所与の時間に外部環境に露出させるためのアクセス制御機構（４０５）を含む。アクセス制御機構（４０５）は、作用電極の未使用の部分を露出させ、電気重合モノマーの薄膜を有する部分を隠すために、試験と試験の間で前進させられる。したがって、試験は、連続的な方法で実施され得る。
2017505432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分析物と電気重合可能なモノマーとを含む試験流体中の前記被分析物の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく実施する、塩分含有量分析器であって、前記塩分含有量分析器は、
前記試験流体、対電極、及び参照電極を収容する分析槽と、
前記作用電極とアクセス制御機構とを備える作用電極アセンブリであって、前記試験流体中で浸漬可能である作用電極アセンブリと、
電位を前記作用電極に印加する電圧源と、
前記電位が前記作用電極に印加されたとき、前記作用電極と前記対電極との間を通過する電流を測定する測定装置と、
を備え、
前記作用電極及び前記対電極は、電気化学セルを形成し、
前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を前記試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止し、
前記試験流体中の前記被分析物の単回の決定中、前記電気重合可能なモノマーの電気重合が、前記作用電極の前記測定部分で生じ、ポリマーフィルムが、前記測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成し、
前記単回の決定後、前記可動障壁の移動により、前記作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく、後続の決定で使用するために前記作用電極の未使用の測定部分が露出し、かつ前記単回の決定中に形成された前記使用済測定部分の周囲に流体密封シールが形成される、前記塩分含有量分析器。
【請求項２】
前記アクセス制御機構は、前記作用電極の両側端部上に配置され、かつ前記作用電極の前記被覆部分上に縦方向に延在する、第１のスリーブと、第２のスリーブと、を備え、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブのそれぞれは、近位端を有し、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブの前記近位端は、前記第１のスリーブの前記近位端と前記第２のスリーブの前記近位端との間に前記アクセスギャップを画定し、前記作用電極の前記測定部分は、前記アクセスギャップを通して前記試験流体に露出される、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項３】
前記スリーブは、エラストマーを含む、請求項２に記載の塩分含有量分析器。
【請求項４】
前記エラストマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリカーボネートである、請求項３に記載の塩分含有量分析器。
【請求項５】
前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブは、前記第１のスリーブの前記近位端と前記第２のスリーブの前記近位端との間で、一定の幅に前記アクセスギャップを維持する複数のアクセス制御ワイヤによって接続される、請求項２に記載の塩分含有量分析器。
【請求項６】
塩分含有量分析器は、前記分析槽に提供された前記試験流体の量を測定するデジタルシリンジと、前記分析槽内の前記試験流体を撹拌する混合器と、前記試験流体を前記分析槽に提供する複数の弁と、を備える試薬計量システムをさらに備える、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項７】
前記塩分含有量分析器は、水及び少なくとも１つの導電性溶媒を前記試薬計量システムに提供する溶媒供給部をさらに備え、前記少なくとも１つの導電性溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、アセトニトリル、及びこれらの混合物から選択される、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項８】
前記塩分含有量分析器は、水及び少なくとも２つの導電性溶媒を前記試薬計量システムに提供する溶媒供給部をさらに備え、前記少なくとも２つの導電性溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン及びアセトニトリルを含む、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項９】
前記塩分含有量分析器は、前記被分析物を前記試薬計量システムに提供する被分析物計量システムをさらに備え、前記被分析物は、原油、パラフィン油、ガソリン、またはディーゼル燃料から選択される、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１０】
前記作用電極は、白金電極、ガラス状炭素電極、または黒鉛電極である、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１１】
前記電気重合可能なモノマーは、アニリン、チオフェン、ベンゾ−チオフェン、ジベンゾチオフェン、またはピリジンである、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１２】
前記分析槽は、不活性ガラス、不活性プラスチック、または不活性セラミックを含む、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１３】
前記分析槽は、前記複数回の順次決定中に、前記分析槽内で前記試験流体を撹拌する撹拌器を備える、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１４】
前記塩分含有量分析器は、決定と決定の間に、前記塩分含有量分析器を洗い流すためのパージガスを提供するパージガス供給部をさらに備える、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１５】
前記塩分含有量分析器は、決定と決定の間に、前記塩分含有量分析器を洗浄するための洗浄溶媒を提供する洗浄溶媒供給部をさらに備える、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１６】
石油製品中の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間洗浄または研磨を必要とすることなく実施する方法であって、
分析槽と、作用電極及びアクセス制御機構を備える作用電極アセンブリと、電圧源と、測定装置とを有する塩分含有量分析器を提供するステップであって、前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を、前記分析槽内の前記石油製品を含有する試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止する、提供するステップと、
前記石油製品及び均一混合物を前記分析槽に混合して、試験流体を形成するステップであって、前記均一混合物は、水と、少なくとも１つの導電性溶媒と、少なくとも１つの電気重合可能なモノマーとを含む、形成するステップと、
前記電圧源を用いて掃引電位を前記試験流体中の前記作用電極に印加して、前記試験流体中の対電極から前記作用電極に電流を生成し、それにより、前記電気重合可能なモノマーの電気重合が前記作用電極の前記測定部分で生じ、ポリマーフィルムが前記測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成するステップと、
前記掃引電位の前記印加中に生成されるピーク電流を、前記測定装置を用いて記録するステップと、
前記ピーク電流を所定の検定曲線と比較して、前記石油製品の前記塩分含有量を決定するステップと、
前記アクセス制御機構の前記可動障壁を移動させて、前記作用電極の前記使用済測定部分を被覆し、かつ後続の決定で使用するために前記作用電極の未使用の測定部分を露出させるステップと、
を有してなる、方法。
【請求項１７】
前記ピーク電流が記録された後、前記分析槽を排水するステップと、
パージガスを前記排水された分析槽に供給して、前記分析槽内のいかなる残りの試験流体も除去するステップと、
前記作用電極の前記未使用の測定部分が露出される間に、追加の試験流体の塩分含有量の後続の決定を実施するステップと、
をさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記分析槽を排水するステップと、
洗浄溶媒を前記排水された分析槽に供給して、前記分析槽を洗浄するステップと、
前記作用電極の前記未使用の測定部分が露出される間に、追加の試験流体の塩分含有量の後続の決定を実施するステップと、
をさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記可動障壁が前記作用電極の端部に到達し、追加の未使用の測定部分が前記可動障壁の前記移動によって露出され得なくなるまで、前記石油製品を含有する試験流体の塩分含有量の複数回の後続の決定を実施するステップをさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
試験流体、対電極、及び参照電極を収容する分析槽と、
作用電極とアクセス制御機構とを備える作用電極アセンブリであって、前記試験流体中で浸漬可能である作用電極アセンブリと、
電位を前記作用電極に印加する電圧源と、
前記電位が前記作用電極に印加されたとき、前記作用電極と前記対電極との間を通過する電流を測定する測定装置と、
を備える分析器であって、
前記作用電極及び前記対電極は、電気化学セルを形成し、
前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を前記試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止し、
前記可動障壁の移動は、前記作用電極の未使用の測定部分を露出させる、分析器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概して、プロセス流体中の塩分含有量を監視することに関し、より具体的には、原油、パラフィン油、ガソリン、及びディーゼル燃料などの高抵抗性流体中の塩分含有量を監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
原油中に存在する塩は、好ましくは、精製プロセス前または精製プロセス中に除去される。加えて、精製プロセス中の原油の塩分の監視は、除去プロセスの有効性を決定するために望ましい。原油中に存在する塩の量は、汚染、触媒の不活性化、及び深刻なパイプライン内の腐食を含む、輸送及び精製プロセス中に直面するいくつかの問題を引き起こす可能性がある重要な要因である。本質的に、原油中の塩の存在は、百万分率レベルでさえ、精製プロセス中の大きな損傷を引き起こす可能性がある。したがって、脱塩プロセスは、種々の製品への原油の全体的な精製プロセスにおける標準的な動作である。したがって、例えば、塩が効果的に除去されていることを検証するために、リアルタイムで、脱塩プロセルにおいて、原油中の塩の含有量を決定することが望ましい。
【０００３】
原油の所与の試料中の塩分含有量は、主に原油源によって決まる。具体的には、異なる油井及び異なる油田は、異なる塩分含有量を示す。加えて、輸送タンカー内の残留塩水は、原油を塩で汚染する可能性がある。ほとんどの場合、原油の塩分含有量は、原油中に分散される水の小滴中に溶解される塩からなる。化学組成もまた異なり得るが、主に、塩化ナトリウムが主要な源として考慮され、より低い程度の塩化カルシウム及び塩化マグネシウムがある。
【０００４】
原油中の塩の測定は、輸送、精製、加工、及び生成中の石油産業の工程において主要な手順である。迅速かつ信頼できる塩レベルの測定システムの必要性が、脱塩プロセスにおいて望ましい。分析器は、信頼できるだけではなく、そのような測定を十分な時間で提供しなければならない。原油及び同様の部分中の塩分含有量を決定するために開発された既存の分析器は、原油の電気特性の測定に基づく。具体的には、既存の分析器は、材料の伝導度を測定することによって、電気化学的試験を実施して、被分析物（例えば、原油）の電気活性種を検出することに依存する。それらは、流動する原油試料中に配置される導電性電極を含み、電位差を測定し、それにより、塩分値を決定する。しかしながら、そのような技術は、腐食、電極上の沈降、温度制限、短い寿命、及び低レベル（例えば、百万分率）のデータの精度を含む、いくつかの制限を被る。腐食は、両方の電極上の導電性金属の存在、及び塩と組み合わされた被分析物流動中に存在する水によって生じ得る。塩はまた、これらの電極の表面上に沈降し、電極表面の劣化を引き起こし、検知システムの不十分な耐久性及び信頼性をもたらす。さらに、動作温度が分析中に変化するときに、伝導性が変化し、得られた原油試料中の得られる塩分値を変化させる。
【０００５】
電位差測定及び電気測定技術を使用して、原油塩分測定のＡＳＴＭ方法に基づき、原油中の塩を測定するためのリアルタイムの技術を開発するための取り組みが行われてきた。しかしながら、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ（Ｄ  ３２３０  ＆  Ｄ  ６４７０）は、不利点及び制限に直面する。例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３２３０は、キシレン、ブタノール、及びメチルアルコールなどの多くの溶媒使用を伴う、大規模な試料調製を義務付ける電気測定方法である。同様に、電位差測定技術であるＡＳＴＭ  Ｄ  ６４７０は、大規模な調製を必要とする。大規模な調製は、迅速かつ即自の結果が必要とされる場合、両方の方法の有用性を制限する。頑健性、耐久性、及び迅速な結果が、原油または同様の複合体中に存在する塩のリアルタイム測定にとって望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
種々の実施形態によると、被分析物と電気重合可能なモノマーとを含有する試験流体中の被分析物の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく実施する、塩分含有量分析器が提供される。本塩分含有量分析器は、試験流体、対電極、及び参照電極を収容する分析槽を含んでもよい。本塩分含有量分析器はまた、作用電極とアクセス制御機構とを備える作用電極アセンブリも含んでもよく、作用電極アセンブリは、試験流体中で浸漬可能である。本塩分含有量分析器は、電位を作用電極に印加する電圧源と、電位が作用電極に印加されたとき、作用電極と対電極との間を通過する電流を測定する測定装置とをさらに含んでもよい。作用電極及び対電極は、電気化学セルを形成する。作用電極アセンブリのアクセス制御機構は、アクセスギャップを通して作用電極の測定部分を試験流体に露出させ、作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を含んでもよく、流体密封シールは、被覆部分の試験流体への露出を防止する。試験流体中の被分析物の単回の決定中、電気重合可能なモノマーの電気重合が、作用電極の測定部分で生じ、ポリマーフィルムが、測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成する。単回の決定後、可動障壁の移動により、作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく、後続の決定で使用するために作用電極の未使用の測定部分が露出され、単回の決定中に形成される使用済測定部分の周囲に流体密封シールを形成する。
【０００７】
さらなる実施形態によると、石油製品中の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく実施する方法が提供される。本方法は、分析槽と、作用電極及びアクセス制御機構を有する作用電極アセンブリと、電圧源と、測定装置とを有する塩分含有量分析器を提供することを含んでもよい。作用電極アセンブリのアクセス制御機構は、アクセスギャップを通して作用電極の測定部分を、分析槽内の石油製品を含有する試験流体に露出させ、作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を含んでもよく、流体密封シールは、被覆部分の試験流体への露出を防止する。本方法は、石油製品及び均一混合物を分析槽に混合して、試験流体を形成することをさらに含んでもよく、均一混合物は、水と、少なくとも１つの導電性溶媒と、少なくとも１つの電気重合可能なモノマーとを含む。掃引電位は、電圧源を用いて試験流体中の作用電極に印加され、試験流体中の対電極から作用電極に電流を生成してもよく、それにより、電気重合可能なモノマーの電気重合が作用電極の前記測定部分で生じ、ポリマーフィルムが測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成する。掃引電位の印加中に生成されるピーク電流は、測定装置を用いて記録されてもよい。本方法は、ピーク電流を所定の検定曲線と比較して、石油製品の塩分含有量を決定することをさらに含んでもよい。本方法は、アクセス制御機構の可動障壁を移動させて、作用電極の使用済測定部分を被覆し、かつ後続の決定で使用するための作用電極の未使用の測定部分を露出させることをさらに含んでもよい。
【０００８】
本明細書で説明される実施形態の追加的な特徴及び利点は、以下に続く詳細な説明に記載され、また部分的に、その説明から直ちに当業者に明らかになるか、または、以下に続く詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付図面を含む、本明細書で説明される実施形態を実践することによって認識されるであろう。
【０００９】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の双方が、種々の実施形態を説明し、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概要または枠組を提供することが意図されることを理解されたい。添付図面は、種々の実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は、本明細書で説明される種々の実施形態を例示し、また、説明とともに、特許請求される主題の原理及び動作を説明することに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本明細書に記載される実施形態に従った、アクセス制御機構が第１の分析のために位置付けられた、塩分含有量分析器の作用電極の概略図である。
【図１Ｂ】本明細書に記載される実施形態に従った、図１Ａにあるように位置付けられたアクセス制御機構を有する作用電極を使用した第１の分析後、未使用のアクセス領域を曝露するために、アクセス制御機構が異なって位置付けられた、塩分含有量分析器の作用電極の概略図である。
【図２】本明細書に記載される実施形態に従った、塩分含有量分析器の分析槽及び電極の概略図である。
【図３】本明細書に記載される実施形態に従った、塩分含有量分析器を含む分析システムの概略図である。
【図４】同じ基本被分析物試料中の異なる塩濃度のサイクリックボルタモグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、塩分含有量分析器１００の実施形態が図１〜３を参照して記載される。塩分含有量分析器１００は、各決定の間に作用電極を洗浄または研磨する必要なく、原油、パラフィン油、ガソリン、及びディーゼル燃料などの高抵抗性複合体を含有する複数の試験流体の塩分含有量を決定することが可能な、電気化学重合による分析器である。
【００１２】
塩分含有量分析器１００は、電気化学重合の原理に基づき、高抵抗性複合体の塩分含有量を決定する。電気重合可能なモノマーは、電位の印加後にポリマーを形成する。電位が２つの電極上に印加されたとき、電気重合モノマーの極薄膜が１つの電極上に成膜される。フィルム形成は、マトリクス中に存在する電解質の量によって決まる。いったん電位が印加されると、形成されるポリマーの量は、本目的で被分析物中の塩の量である、媒体中に存在する電解質の量に正比例する。したがって、高電気抵抗分析マトリックスを有する原油、パラフィン油、ガソリン、ディーゼル燃料、及び他の流体中に存在する塩は、印加された電位対生成された電流に基づき重合速度を計算することによって測定され得る。本開示の目的で、高抵抗性（低伝導性）の閾値は、１．５Ω・ｃｍ以上で原油の閾値と等しい。原油の抵抗性が原油中に分散される金属、塩、及び他の材料に敏感であるため、閾値が近似値であることに留意されたい。加えて、ガソリン、ディーゼル、ケロシンなどの一般的な炭化水素混合物の範囲は、高抵抗性流体の範囲内に含まれる。
【００１３】
塩分含有量分析器１００は、試験流体、対電極２０５、及び参照電極２０４を収容する分析槽２２を含む。塩分含有量分析器１００の作用電極アセンブリは、作用電極２０２とアクセス制御機構４０５とを含んでもよい。電気重合可能なモノマー供給部２７が、分析槽２２に接続されてもよく、かつ電気重合可能なモノマーを分析槽２２に提供してもよい。したがって、塩分含有量分析器１００は、３つの電極を有する電気化学セルとして構成されてもよい。具体的には、３つの電極は、作用電極２０２、対電極２０５、及び参照電極２０４である。被分析物の決定中、対電極２０５、作用電極２０２、及び参照電極２０４は、分析中に配置される。
【００１４】
作用電極２０２は、アクセス制御機構４０５によって部分的に被覆される。アクセス制御機構４０５は、別々の測定時間間隔中に、作用電極２０２の測定表面の一部分のみが分析槽２２内の試験流体２０６に露出される、アクセスギャップ４０６を画定する、可動障壁であってもよく、または可動障壁を含んでもよい。アクセス制御機構４０５は、作用電極２０２の表面の一部分のみが分析槽２２内の試験流体２０６に露出されるように、アクセスギャップ４０６の各端部に作用電極２０２を有する、流体密封シール４０８、４０９を形成する。アクセスギャップ４０６によって画定される作用電極２０２の露出された表面は、アクセス領域４０４である。例示的な実施形態では、試験流体２０６中の塩分含有量のいずれか１つの決定中のアクセス領域４０４の表面積は、作用電極２０２の総表面積の約１％〜約５０％であってもよい。種々の実施形態では、アクセス領域４０４は、作用電極２０２の総表面積の約２０％、作用電極２０２の総表面積の約１０％、作用電極２０２の総表面積の約５％、または作用電極２０２の総表面積の約１％であってもよい。例示的な実施形態では、アクセス領域４０４は、作用電極２０２の全長の０．５ｍｍが露出されるように、長さが約０．５ｍｍである。さらなる例示的な実施形態では、アクセス領域４０４の長さ４１２は、例えば、約０．２５ｍｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、または約１０ｍｍであってもよい。作用電極２０２の全長は、検知器の実行時間サイクルによって決まる。作用電極２０２が中断時間と洗浄との間で利用されることが望ましい期間が長いほど、作用電極２０２の長さはより長くなければならない。１ヶ月間中断なしの動作のために構成される作用電極２０２が想定される。約１２５ｍｍの作用電極２０２が特に想定される。作用電極２０２のさらなる限定されない長さは、約２５ｍｍ、約５０ｍｍ、約１００ｍｍ、約２００ｍｍ、及び約５００ｍｍを含む。
【００１５】
種々の実施形態では、塩分含有量分析器１００の作用電極アセンブリは、任意の特定の時点における、アクセス制御機構４０５による、作用電極２０２の０．５ｃｍ２、作用電極２０２の１ｃｍ２、作用電極２０２の１．５ｃｍ２、作用電極２０２の２ｃｍ２、作用電極２０２の５ｃｍ２、または作用電極２０２の１０ｃｍ２の露出を含んでもよい。
【００１６】
一実施形態では、アクセス制御機構４０５は、２つの別々の区画またはスリーブを含んでもよい。図２を参照すると、２つのスリーブは、作用電極２０２の両側の端部上の部分を被覆する、第１のスリーブ３０１と第２のスリーブ３０３とを含んでもよい。アクセス領域４０４は、第１のスリーブ３０１と第２のスリーブ３０３との間に画定される。アクセス領域４０４は、作用電極２０２が分析槽２２内の試験流体２０６に露出されるアクセスギャップ４０６を提供する。さらなる実施形態では、第１のスリーブ３０１及び第２のスリーブ３０３は、腐食及び酸化抵抗性を示すアクセス制御ワイヤ３０４、例えば、貴金属から作られるワイヤによって、互いに接続されてもよい。アクセス制御ワイヤ３０４の限定されない例としては、白金、金、イリジウム、オスミウム、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、チタン、ニオブ、及びタンタルから作られるワイヤが挙げられる。第１のスリーブ３０１及び第２のスリーブ３０３のアクセス制御ワイヤ３０４による接続は、第１のスリーブ３０１と第２のスリーブ３０３との間の一定のアクセスギャップ４０６の維持によって、一定のアクセス領域４０４を維持する。
【００１７】
一実施形態では、第１のスリーブ３０１及び第２のスリーブ３０３は、軸方向に長さが変化してもよい。アクセスギャップ４０６が作用電極２０２の長さに沿って移動すると、第１のスリーブ３０１は、長さが減少し、第２のスリーブ３０３は同様に、長さが拡張され、同時に一定のアクセスギャップ４０６を維持する。第１のスリーブ３０１及び第２のスリーブ３０３は、例えば、伸張または収縮することによって、軸の長さが変化してもよい。第１のスリーブ３０１及び第２のスリーブ３０３はまた、例えば、一連の入れ子同心要素が入れ子構成から延在し、かつ拡張構成まで長さが延在し、同様に、拡張構成から入れ子構成に収縮するように構成される、伸縮式構造を含むことによって、軸の長さが変化してもよい。他の伸縮式構造が当業者に既知であり、同様に企図される。
【００１８】
さらなる実施形態では、第１のスリーブ３０１は、固定した長さであり、第２のスリーブ３０３は、長さが変化してもよい。アクセスギャップ４０６が作用電極２０２の長さに沿って移動すると、第１のスリーブ３０１は、作用電極２０２を超えて延在し、第２のスリーブ３０３は、長さが拡張され、同時に一定のアクセスギャップ４０６を維持する。第１のスリーブ３０１が作用電極２０２から取り出されるときの、第２のスリーブ３０３の長さの拡張により、第２のスリーブ３０３は以前の分析からのアクセス領域４０４を隠すことが可能になる。同様に、さらなる実施形態では、第２のスリーブ３０３は、固定した長さであり、第１のスリーブ３０１は、分析槽２２の寸法によって制限される長さが変化してもよい。
【００１９】
図１に示される一実施形態では、アクセス制御機構４０５は、モータ５０１によって動作する。モータ５０１は、例えば、永久磁石ステッピングモータまたは可変リラクタンスステッピングモータを含む、電気ステッピングモータであってもよい。モータ５０１が動作すると、モータヘッド５０２は回転し、次いで、スリーブ前進ワイヤ５０３を、モータヘッド５０２を中心に巻き付けさせる。スリーブ前進ワイヤ５０３がモータヘッド５０２を中心に巻き付くと、スリーブ前進ワイヤ５０３の自由長は減少し、第１のスリーブ３０１に取り付けられた端部は格納される。したがって、スリーブ前進ワイヤ５０３の格納は、第１のスリーブ３０１を作用電極２０２の長さに沿って前進させ、アクセス制御ワイヤ３０４によって維持される一定のアクセスギャップ４０６によって、第２のスリーブ３０３もまた、作用電極の長さに沿って前進させられる。
【００２０】
一実施形態では、スリーブ前進ワイヤ５０３は、アクセスギャップ４０６の近位の第１のスリーブ３０１の端部で取り付けられる。さらなる実施形態では、スリーブ前進ワイヤ５０３は、アクセスギャップ４０６の近位の第１のスリーブ３０１の端部付近で、第１のスリーブ３０１に取り付けられる。本開示の目的で、第１のスリーブ３０１の端部付近の限定されない例は、アクセスギャップ４０６の近位の第１のスリーブ３０１の端部のアクセス領域４０４の約０．２５倍以内、約０．５倍以内、約１倍以内、約２倍以内、または約５倍以内である。さらなる実施形態では、スリーブ前進ワイヤ５０３は、アクセスギャップ４０６の遠位の第１のスリーブ３０１の端部で、または端部付近で取り付けられる。
【００２１】
本開示の概念が、図１Ａ及び１Ｂのモータ及びワイヤ構成を主に参照して例示されるが、本開示のアクセス制御機構４０５が、種々の代替の作動機構で動作してもよいことが企図される。例えば、アクセス制御機構４０５が、スリーブ３０１、３０２の片方または両方に相互の移動、または別様に制御可能な移動を与えるのに十分な電気、磁気、容量、または他の結合の使用を通して、直接的または間接的な作動を採用してもよいことが企図される。
【００２２】
一実施形態では、アクセス制御機構４０５の第１及び第２のスリーブ３０１、３０２は、エラストマー、弾性繊維、またはゴムなどの弾性不活性材料から形成されてもよい。弾性不活性材料の限定されない例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリカーボネートが挙げられる。概して、有機溶媒に対して不活性の任意のプラスチック材料が、アクセス制御機構４０５の第１及び第２のスリーブ３０１、３０２を作製するために使用され得る。アクセス制御機構４０５が弾性材料から形成されるとき、アクセス制御機構４０５は、作用電極２０２の形状に適合することができる。このようにして、アクセス制御機構４０５の第１及び第２のスリーブ３０１、３０２の弾性材料は、アクセス制御機構４０５と作用電極２０２との間の流体密封シール４０８、４０９の形成を促進する。例えば、作用電極２０２の通過に対応するタイトフィット型スロットまたは通路を含む、アクセス制御機構４０５の第１及び第２のスリーブ３０１、３０２の端面の場合、端面の材料は、作用電極２０２上に配置されるときに半径方向に伸張され、伸張した弾性材料の得られる圧縮力は、作用電極２０２に対するシールを形成する。スリーブ材料及び電極の圧縮係合がある、またはない代替のシール構成が企図される。
【００２３】
電気重合が作用電極２０２のみで生じるため、アクセス制御機構４０５などの制御アクセス筐体の使用は、概して、作用電極２０２のみに適用できる。このため、アクセス制御機構は典型的には、対電極２０５及び参照電極２０４に対しては不必要であるが、対電極２０５、参照電極２０４、または両方が類似した種類のアクセス制御機構を含み得る実施形態が企図される。
【００２４】
アクセス制御機構４０５によって、作用電極２０２は、各分析の間の中断時間が最小で、複数の被分析物試料を分析することが可能になる。具体的には、作用電極２０２は、その塩分含有量分析器１００からの除去なしで複数回の利用が可能である。電気重合プロセスは、ポリマーの層で被覆される作用電極２０２をもたらす。アクセス制御機構４０５の非存在下では、作用電極２０２上のポリマーの層は、各分析後により厚くなり、作用電極２０２の電気特徴を変化させる。電極が動作可能であり、かつ電気重合が生じるために、電極表面は概して、きれいでなければならず、好ましくは、研磨さえされた表面でなければならない。アクセス制御機構４０５がない作用電極は、以前の分析中に形成されたポリマーの層を除去するために、各分析または決定後に洗浄及び研磨を必要とする。研磨プロセスは、塩分含有量分析器１００からの電極の除去を必要とし、時間がかかり、分析器の中断時間をもたらす。
【００２５】
作用電極２０２及びアクセス制御機構４０５は、作用電極２０２の表面の制限された部分のみが、任意の所与の時間に試験流体２０６に露出されることを確実にし、作用電極２０２の残りの部分は、アクセス制御機構４０５によって隠されるか、または被覆される。各分析前、作用電極２０２のアクセス領域４０４は、機械的に露出されて、電気重合がアクセス領域４０４内でのみ行われることを可能にする。第１のそのような分析後、第１の分析中に露出された電極の領域は被覆され、未使用の研磨された電極表面が後続の被分析物試料の分析のために利用可能になる。具体的には、第１の分析からのアクセス領域４０４は、アクセス制御機構４０５によって隠されるか、または被覆され、同時に、未使用のアクセス領域４０４が、後続の分析での利用のために脱被覆または露出される。アクセス制御機構４０５は、作用電極２０２の一部分が隠されると、作用電極２０２の別の部分が脱被覆または露出されるように、作用電極２０２に沿って移動する。具体的には、作用電極２０２の異なる領域が各分析後に露出されて、それぞれの後の分析のために未使用のアクセス領域４０４をもたらす。
【００２６】
いくつかの実施形態では、各分析中に露出される作用電極２０２の総表面積は、アクセス制御ワイヤ３０４がアクセス領域４０４の一定の長さ４１２を維持するため、各測定のために一定のままであってもよい。露出される作用電極２０２の総表面積は、アクセス領域４０４のサイズが試験の間に一定のままであるため、一定のままであり、作用電極２０２の形状は長さに沿って一貫している。作用電極２０２の全長は、作用電極２０２が、各分析または決定の間に作用電極２０２の除去、洗浄、及び研磨なしで、順次的及び連続的に、被分析物中の塩分含有量に関連する試験流体２０６の塩分含有量の分析のために使用され得る回数を示す。連続的な被分析物中の塩分含有量の分析とは、複数回の分析が、各分析の間の中断時間が制限されて、連続して実施され得ることを意味する。いくつかの実施形態では、作用電極２０２の除去が必要になる前に実施され得る分析の総数が、各分析に対して、アクセス領域４０４内で露出される作用電極２０２の長さによって割られる作用電極２０２の使用可能な全長に関連するように、アクセス領域４０４は、各後続の分析に対して、作用電極２０２の長さに沿って段階的に移動させられてもよい。作用電極２０２の長さに沿った段階的な移動とは、各分析に対するアクセス領域４０４が以前の分析のアクセス領域４０４と重ならないことを意味する。いくつかの実施形態では、順次的な分析のアクセス領域４０４は、作用電極２０２上で隣接してもよい。他の実施形態では、未使用の電極のギャップが、一分析中に提供されるアクセス領域４０４と、後続の分析中に提供されるアクセス領域との間で保持されてもよい。
【００２７】
原理上、各分析間のアクセス領域４０４の変更は、ポリマーフィルムの成膜のための未使用の作用電極２０２の表面の可用性を確実にする。一実施形態では、被分析物中の塩の合計で１０〜１２回の測定が、１つの作用電極２０２を使用して連続的に測定され得る。他の例示的な実施形態では、作用電極２０２は、ある長さを有し、アクセス領域は、長さ４１２を有し、両方は、約５回の分析、約１０回の分析、約２０回の分析、または約２５回の分析が、作用電極２０２の表面を洗浄するために停止することなく、単一の作用電極を使用して行われ得るように選択される。
【００２８】
いったん作用電極２０２の全表面が使用または消費されると、操作者は、作用電極２０２を除去し、全表面を単純に研磨することができる。再研磨された作用電極２０２は、その後にアクセス制御機構４０５中に再び取り付けられて、連続使用の次の回のための準備が整えられ得る。この技術は、各測定の開始時に作用電極２０２を研磨する必要なく、塩分含有量分析器１００の連続的な機能をもたらす。制御アクセス動作の期間は、分析の要求、ならびに作用電極２０２の長さ及び直径によって決まる。
【００２９】
塩分含有量分析器１００は、組み合わせて、被分析物の塩分含有量が決定されることを可能にする、３つの電極を含んでもよい。３つの電極は、作用電極２０２、参照電極２０４、及び対電極２０５である。一実施形態では、作用電極２０２は、白金電極である。作用電極２０２の他の限定されない例としては、ガラス状炭素電極、金電極、または黒鉛電極が挙げられる。さらなる実施形態では、対電極２０５は、白金電極である。対電極２０５の他の限定されない例としては、黒鉛電極、炭素ペースト電極、ガラス状炭素電極、金電極、または水素電極が挙げられる。種々の実施形態において、作用電極２０２及び対電極２０５は、同じ材料である一方で、他の実施形態において、作用電極２０２及び対電極２０５は、異なる材料であることが想定される。なおさらなる実施形態では、参照電極２０４は、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極であってもよい。参照電極２０４の他の限定されない例としては、飽和カロメル電極、水素電極、黒鉛電極、白金電極、金電極、またはガラス状炭素電極が挙げられる。
【００３０】
分析槽２２は、３つの電極を含み、被分析物試料の分析部位である。被分析物及び被分析物の塩分含有量を決定するために使用される種々の試薬は、分析槽２２内で組み合わされる。一実施形態では、分析槽２２は、分析が実施される試験流体２０６を形成するためにその中に配置される種々の試薬または被分析物と反応しない不活性材料から形成されるか、または不活性材料で裏打ちされる。不活性材料の限定されない例としては、不活性ガラス、不活性プラスチック、または不活性セラミックが挙げられる。
【００３１】
さらなる実施形態では、分析槽２２は、撹拌器２０３を含む。分析槽２２内で組み合わされて試験流体２０６を形成する、被分析物及び種々の試薬の完全な混合を確実にするために、撹拌器２０３が分析槽２２内に含まれてもよい。撹拌器２０３の限定されない例としては、機械装置または磁気バーが挙げられる。撹拌器２０３が磁気バーであるとき、塩分含有量分析器１００は、分析中に磁気バーを回転させる磁気撹拌プレート上に配置されてもよい。
【００３２】
図３を参照すると、塩分含有量分析器１００を含む分析システム５００が示される。一実施形態では、塩分含有量分析器１００は、試料採取ライン１０と、試料採取ポンプ１１と、試料採取弁１９とを含む被分析物計量システム４０を含む。試験のために分析槽２２に提供される被分析物の体積は、精密かつ正確に測定されるべきである。試験される被分析物試料の体積の精密さ及び正確さは、被分析物試料に添加される溶媒の体積が被分析物の体積に従って決定されるため、重要である。あまりに多くの被分析物が溶媒の体積に対して添加される場合、その分析は、人為的に高く、かつ誤った塩濃度を提供する。逆に、あまりに少ない被分析物が溶媒の体積に対して添加される場合、その分析は、人為的に低く、かつ誤った塩濃度を提供する。試験流体２０６を形成するために一緒に混合される被分析物及び溶媒の体積は、最終塩濃度の計算を可能にするために精密に知られることが必須である。一実施形態では、試料採取ライン１０は、監視及び試験される被分析物源に接続される。例えば、試料採取ライン１０は、精製所における脱塩プロセスからの出口流に接続されてもよい。そのような実施例では、試料採取ライン１０は、塩分含有量分析器１００における後続の試験のために、出口流から被分析物の試料を抽出する。一実施形態によると、試料採取ポンプ１１は、被分析物計量システム４０を通して試験のための被分析物を方向付ける推進力を提供する。試料採取弁１９は、正しい体積の被分析物を分析槽２２内に注入する。具体的には、試料採取弁１９は、精密に所定の量または体積の被分析物が分析槽２２内に分注されることを可能にするループを含んでもよい。体積は、試料採取弁１９のループサイズに基づく。
【００３３】
一実施形態では、塩分含有量分析器１００は、水供給部２５と少なくとも１つの導電性溶媒供給部５２とを含む溶媒供給部５０を含む。水供給部２５及び導電性溶媒供給部５２は、水源及び少なくとも１つの導電性溶媒源にそれぞれ接続されて、分析のために、被分析物及び電気重合可能なモノマーと混合される水及び導電性溶媒を提供する。一実施形態では、導電性溶媒供給部５２は、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、及び／またはアセトニトリルをそれぞれ提供する、Ｎ−メチルピロリドン源２９、メタノール源、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル源、及び／またはアセトニトリル源２８のうちの少なくとも１つを含む。導電性溶媒の他の限定されない例としては、ジメチルホルムアミド、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ニトロベンゼン、ジメチルスルホキシド、リン酸トリブチル、リン酸トリメチル、炭酸プロピレン、ニトロメタン、クロロベンゼン、アニソール、γ−ブチロラクトン、エタノール、プロパノール、及びジクロロメタンが挙げられる。さらなる実施形態では、導電性溶媒供給部５２は、Ｎ−メチルピロリドンを提供するためのＮ−メチルピロリドン源２９と、アセトニトリルを提供するためのアセトニトリル源２８とを含む。Ｎ−メチルピロリドン源２９、メタノール源、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル源、及びアセトニトリル源２８のそれぞれは、分析システム５００を実行するために必要な量のそれぞれの導電性溶媒を含む槽である。
【００３４】
電気重合可能なモノマー供給部２７は、分析槽２２内への流入のための電気重合可能なモノマーを提供する。電気重合可能なモノマー供給部２７は、電気重合可能なモノマー源から電気重合可能なモノマーを提供する。電気重合可能な源は、分析システム５００及び塩分含有量分析器１００を実行するために必要な量の電気重合可能なモノマーを含む槽である。電気重合可能なモノマーの限定されない例としては、アニリン；チオフェン；ベンゾ−チオフェン；ジベンゾチオフェン；ピリジン；アセチレン；メチルアクリロニトリルを含むアクリロニトリル；スルホ、カルボキシル、及びヒドロキシル官能基を有する誘導体を含むアニリン；アズレン；ビニルカルバゾール、Ｎ−カルバゾール、及びモノエチル−カルバゾールを含むモノ−カルバゾール；２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン酸ペンタフルオロフェニルエステル、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン酸２，５−ジオキソ−ピロリジン−１−イルエステル、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン酸１，３−ジオキソ−１，３−ジヒドロ−イソインドール−２−イルエステル、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン酸メチルエステル、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン酸、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン−１−オールアセテート、２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−クロロヘキサン、及び２，６−ビス−カルバゾール−９−イル−ヘキサン−１−オールを含むジカルバゾール；テトラチアフルバレン；ジアミノナフタレンを含むナフタレン；インドール；Ｎ−置換ピロール、Ｎ−官能化ピロール、Ｎ−メチル−Ｎ’−（６−ピロール−１−イルへキシル）−４，４’−ビピリジニウムジヘキサフルオロホスフェート、及びＮ，Ｎ’−ビス（６−ピロール−１−イルへキシル）−４，４’−ビピリジニウムジヘキサフルオロホスフェートを含むピロール；２，２’−ビチオフェン、３−メチルチオフェン、３−ブロモチオフェン、３，４−ジブロモチオフェン、３，４−ジメチルチオフェン、３，４−メチルエチルチオフェン、３，４−ジエチルチオフェン、３−チオメチルチオフェン、ベンゾ−チオフェン、及びジベンゾ−チオフェンを含むチオフェン；フェニルキノロン；パラ−フェニレン、パラ−フェニレンビニレン、及びフェニレンスルフィドを含むフェニレン；ピリジン；メチルメタクリレート及びエチルアクリレートを含むアクリレート；スチレン；ならびに電気重合によってポリビニルメタロポリマーを形成する有機金属側鎖単位を有するビニルモノマーであるビニルメタロモノマーが挙げられる。当業者は、好適な電気重合可能なモノマーがまた、同定されるモノマー種ならびに同定されないが炭化水素系溶液中の電気化学重合プロセスに好適な他の電気重合可能なモノマーの全ての誘導体を含むことを理解する。
【００３５】
一実施形態では、塩分含有量分析器１００はまた、被分析物試料の塩分含有量の分析の一部として利用される種々の試薬のそれぞれを分析槽２２に輸送する試薬計量システム６０を含む。試薬計量システムによって輸送される試薬としては、蒸留脱イオン水、電気重合可能なモノマー、及び導電性溶媒が挙げられるがこれらに限定されない。一連の弁及びデジタルシリンジ２６は、各試薬の流動を方向付け、被分析物との混合のために必要とされる各試薬の量を精密に測定する。
【００３６】
一実施形態では、試験流体２０６は、約１０重量％の電気重合可能なモノマー、約９０重量％の溶媒、及び微量の被分析物を含む。試験流体２０６の構成比の特定の限定されない例は、約２×１０−５重量％の被分析物、約９．１重量％の電気重合可能なモノマー、及び約９０．９重量％の溶媒である。
【００３７】
塩分含有量分析器１００は、電圧の掃引を制御することが可能な定電位／定電流電解装置などの電圧源をさらに含んでもよい。電気重合可能なモノマーは、モノマー特有の重合電圧における重合を開始する。電圧の掃引の適用は、モノマー特有の重合電圧が電圧掃引中に通されると、電気重合可能なモノマーの重合を開始する。例示的な実施形態では、電圧は、約０Ｖ〜約３Ｖで掃引される。種々の実施形態における電圧掃引の速度は、約１０ｍＶ／ｓである。さらなる実施形態では、電圧掃引の速度は、約１ｍＶ／ｓ、約５ｍＶ／ｓ、約８ｍＶ／ｓ、約１２ｍＶ／ｓ、または約１５ｍＶ／ｓである。
【００３８】
電気重合可能なモノマーはそれぞれ、モノマーが重合する特定の電圧を有する。例えば、アニリンは、約１．９Ｖで重合する。種々の他の電気重合可能なモノマーに対する特定の電気重合電圧は、過度の実験なしで当業者に既知であるか、または当業者によって得られ得る。
【００３９】
定電位／定電流電解装置が電圧の掃引を適用する間、対応する電流は、例えば、測定装置によって記録されてもよい。電圧の掃引の最終出力は、電流対電圧のサイクリックボルタモグラムを提供する。いったん電位が作用電極及び対電極２０５上に特定の重合電圧で印加されると、電気重合モノマーの薄膜は、作用電極２０２上で成膜され始める。電圧掃引の期間にわたって成膜される電気重合モノマーフィルムの量は、マトリクス中に存在する塩の量によって決まる。いったん重合が生じ始め、ポリマー層が作用電極２０２上に形成されると、大きくなるポリマー層が漸進的に増加する抵抗を追加するため、システムの抵抗は増加する。オームの法則（電圧（Ｖ）＝電流（Ｉ）×抵抗（Ｒ））によると、いったん重合が作用電極２０２上で生じ始め、システムの抵抗が増加すると、電流は低下し始める。したがって、サイクリックボルタモグラムのピーク電流は、重合が行われる電圧を表す。電位の印加による試験流体中の電気重合可能なモノマーから形成されるポリマーの量は、試験流体２０６中に存在する電解質の量に正比例し、それは、被分析物の塩分含有量に直接関係する。したがって、ピーク電流は、被分析物の塩分含有量に正比例する。既知の塩濃度を有する被分析物試料から生成される検定曲線を使用して、被分析物試料の未知の塩濃度が、塩分含有量分析器１００を使用した分析中に測定されたピーク電流に基づき得られ得る。ピーク電流は、塩の増加が試験流体２０６の抵抗を低減するため、被分析物中に存在する塩の量に比例する。抵抗の低下は、所与の電圧に対する電流の増加をもたらす。
【００４０】
図４を参照すると、異なる塩分含有量を有する塩分含有量の電気重合のサイクリックボルタモグラムが示される。図４のサイクリックボルタモグラムは、電気重合中に生成された電流の４つのトレースを有する。各トレースは、同じ基本被分析物中に存在している異なる被分析物に対応する。ｘ軸は電圧の印加された電位を表し、ｙ軸はμＡで生成された電流を表す。トレース７ａは、最低塩分含有量を有する被分析物を表す。トレース７ｄは、最高塩分含有量を有する被分析物を表す。トレース７ｂ及び７ｃは、中程度の塩濃度を有する被分析物を表す。図４で生成された結果は、同じ貯蔵器から得られる同じパラフィンマトリクスを使用し、続いて異なる量の塩をパラフィンマトリクスに供給することによって得られる。
【００４１】
塩分含有量分析器１００は、電気化学重合が印加された電位によってのみ変化するため、温度変化とは無関係に塩濃度を決定する。塩分含有量分析器１００は、試験で使用するために未使用のアクセス領域４０４を曝露するようにアクセス制御機構４０５を調節することによって、作用電極２０２が各試験のために再生されるため、電極上の腐食または沈降によって影響されない。
【００４２】
一実施形態では、本分析器は、パージガス供給部１８をさらに含む。パージガス供給部１８は、別の被分析物試料の塩分含有量の決定に備えて、使用済み試験流体２０６及び残留被分析物を洗い流すために、被分析物試料の試験の後に、塩分含有量分析器１００を経由し得るパージガスを提供する。
【００４３】
一実施形態では、本分析器は、洗浄溶媒供給部３０をさらに含む。洗浄溶媒供給部３０は、別の被分析物試料の塩分含有量の決定に備えて、システムを洗浄するために、被分析物試料の試験の後に、塩分含有量分析器１００を経由し得る洗浄溶媒を提供する。
【００４４】
塩分含有量分析器１００のいくつかの実施形態を上記に記載したが、本塩分含有量分析器を使用した石油製品の塩分含有量を決定するための方法の種々の実施形態がここで記載される。いくつかの実施形態では、石油製品の塩分含有量を決定するための方法は、上記の実施形態に従った図１〜３の塩分含有量分析器１００を使用して実施されてもよい。
【００４５】
図３は、塩分含有量分析器１００を含む分析システム５００の概略図を表す。試料採取ライン１０からの被分析物試料は、試料包含ライン１２を使用して試料採取ポンプ１１を通して送り込まれ、試料採取弁１９を通過する。試料採取弁１９によって迂回されない任意の無関係の被分析物は、試料出口ライン２０を通って試料出口２１から出ることができる。弁が閉じている条件下で、被分析物は、試料採取弁１９内のループを通って流動し、所定の量の被分析物が試料ライン１３を通して分析槽２２内に分注される。デジタルシリンジ２６を使用した、計算された量の導電性溶媒、例えばＮ−メチルピロリドン源２９からのＮ−メチルピロリドンが分析槽２２に添加される。デジタルシリンジ２６を使用した、電気重合可能なモノマー供給部２７からの計算された量の電気重合可能なモノマー、及びアセトニトリル源２８からのアセトニトリルが、試料ライン及び混合器３１を利用して分析槽２２内に分注される。水供給部２５からの蒸留脱イオン水などの水もまた、種々の弁、混合器３１、ならびに試料ライン３４及び１３を使用して、分析槽２２に添加される。水供給部２５から分析槽２２に添加される水の体積の精密さは、デジタルシリンジ２６によって測定される。第１の試料が分析された後、分析槽２２内の試験流体２０６は、試料ライン２３及び１５を通して排水弁１６へと排水される。
【００４６】
さらなる実施形態では、パージガス供給部１８からのパージガスは、電磁弁２４を使用して試料ライン１７を通って流動し、分析槽２２が洗浄されるように試料ライン１４を通って流動する。排水ライン１５を洗浄するために、パージガス供給部１８からのパージガスが電磁弁２４を使用して経由されて、試料ライン１５を通してパージガスを送る。なおさらなる実施形態では、洗浄溶媒供給部３０からの洗浄溶媒が、全ての試料ライン、デジタルシリンジ２６、混合器３１、６ポート試料採取弁１９、分析槽２２、及び全ての弁を通過する。
【００４７】
原理上、石油製品の塩分含有量を決定するための方法の実施形態は、パラフィン油、原油、ガソリン、ディーゼル燃料、または同様の高電気抵抗性流体などの被分析物中に存在する無機塩（塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、塩化マグネシウム、一般的に、アルカリ及びアルカリ土類金属の塩など）を検出することが可能である。試料採取及び弁システムは、異なる溶媒の混合に加えて、被分析物の信頼できる、かつ代表的な試料を調製して、被分析物試料の導電性及び電気化学重合の最適化を強化するように構成される。
【００４８】
当業者には、特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書で説明される実施形態に種々の修正及び変更を行うことができることが明らかになるはずである。したがって、そのような修正及び変更が添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入る限り、本明細書は、本明細書で説明される種々の実施形態の修正及び変更を対象とすることが意図される。
【図１Ａ】
2017505432.tif 000003
【図１Ｂ】
2017505432.tif 000004
【図２】
2017505432.tif 000005
【図３】
2017505432.tif 000006
【図４】
2017505432.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月30日(2016.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分析物と電気重合可能なモノマーとを含む試験流体中の前記被分析物の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく実施する、塩分含有量分析器であって、
前記試験流体、対電極、及び参照電極を収容する分析槽と、
前記作用電極とアクセス制御機構とを備える作用電極アセンブリであって、前記試験流体中で浸漬可能である作用電極アセンブリと、
電位を前記作用電極に印加する電圧源と、
前記電位が前記作用電極に印加されたとき、前記作用電極と前記対電極との間を通過する電流を測定する測定装置と、
を備え、
前記作用電極及び前記対電極は、電気化学セルを形成し、
前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を前記試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止し、
前記試験流体中の前記被分析物の単回の決定中、前記電気重合可能なモノマーの電気重合が、前記作用電極の前記測定部分で生じ、ポリマーフィルムが、前記測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成し、
前記単回の決定後、前記可動障壁の移動により、前記作用電極の中間の洗浄または研磨を必要とすることなく、後続の決定で使用するために前記作用電極の未使用の測定部分が露出し、かつ前記単回の決定中に形成された前記使用済測定部分の周囲に前記流体密封シールが形成される、前記塩分含有量分析器。
【請求項２】
前記アクセス制御機構は、前記作用電極の両側端部上に配置され、かつ前記作用電極の前記被覆部分上に縦方向に延在する、第１のスリーブと、第２のスリーブと、を備え、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブのそれぞれは、近位端を有し、前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブの前記近位端は、前記第１のスリーブの前記近位端と前記第２のスリーブの前記近位端との間に前記アクセスギャップを画定し、前記作用電極の前記測定部分は、前記アクセスギャップを通して前記試験流体に露出される、請求項１に記載の塩分含有量分析器。
【請求項３】
前記スリーブは、エラストマーを含む、請求項２に記載の塩分含有量分析器。
【請求項４】
前記エラストマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリカーボネートである、請求項３に記載の塩分含有量分析器。
【請求項５】
前記第１のスリーブ及び前記第２のスリーブは、前記第１のスリーブの前記近位端と前記第２のスリーブの前記近位端との間で、一定の幅に前記アクセスギャップを維持する複数のアクセス制御ワイヤによって接続される、請求項２から４のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項６】
前記分析槽に提供された前記試験流体の量を測定するデジタルシリンジと、前記分析槽内の前記試験流体を撹拌する混合器と、前記試験流体を前記分析槽に提供する複数の弁と、を備える試薬計量システムをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項７】
水及び少なくとも１つの導電性溶媒を前記試薬計量システムに提供する溶媒供給部をさらに備え、前記少なくとも１つの導電性溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、アセトニトリル、及びこれらの混合物から選択される、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項８】
水及び少なくとも２つの導電性溶媒を前記試薬計量システムに提供する溶媒供給部をさらに備え、前記少なくとも２つの導電性溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン及びアセトニトリルを含む、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項９】
前記被分析物を前記試薬計量システムに提供する被分析物計量システムをさらに備え、前記被分析物は、原油、パラフィン油、ガソリン、またはディーゼル燃料から選択される、請求項６に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１０】
前記作用電極は、白金電極、ガラス状炭素電極、または黒鉛電極である、請求項１から９のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１１】
前記電気重合可能なモノマーは、アニリン、チオフェン、ベンゾ−チオフェン、ジベンゾチオフェン、またはピリジンである、請求項１から１０のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１２】
前記分析槽は、不活性ガラス、不活性プラスチック、または不活性セラミックを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１３】
前記分析槽は、前記複数回の順次決定中に、前記分析槽内で前記試験流体を撹拌する撹拌器を備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１４】
決定と決定の間に、前記塩分含有量分析器を洗い流すためのパージガスを提供するパージガス供給部をさらに備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１５】
決定と決定の間に、前記塩分含有量分析器を洗浄するための洗浄溶媒を提供する洗浄溶媒供給部をさらに備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載の塩分含有量分析器。
【請求項１６】
石油製品中の塩分含有量の複数回の順次決定を、決定と決定の間に作用電極の中間洗浄または研磨を必要とすることなく実施する方法であって、
分析槽と、作用電極及びアクセス制御機構を備える作用電極アセンブリと、電圧源と、測定装置とを有する塩分含有量分析器を提供するステップであって、前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を、前記分析槽内の前記石油製品を含有する試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止する、提供するステップと、
前記石油製品及び均一混合物を前記分析槽に混合して、前記試験流体を形成するステップであって、前記均一混合物は、水と、少なくとも１つの導電性溶媒と、少なくとも１つの電気重合可能なモノマーとを含む、形成するステップと、
前記電圧源を用いて掃引電位を前記試験流体中の前記作用電極に印加して、前記試験流体中の対電極から前記作用電極に電流を生成し、それにより、前記電気重合可能なモノマーの電気重合が前記作用電極の前記測定部分で生じ、ポリマーフィルムが前記測定部分上に成膜されて、使用済測定部分を形成するステップと、
前記掃引電位の前記印加中に生成されるピーク電流を、前記測定装置を用いて記録するステップと、
前記ピーク電流を所定の検定曲線と比較して、前記石油製品の前記塩分含有量を決定するステップと、
前記アクセス制御機構の前記可動障壁を移動させて、前記作用電極の前記使用済測定部分を被覆し、かつ後続の決定で使用するために前記作用電極の未使用の測定部分を露出させるステップと、
を有してなる、方法。
【請求項１７】
前記ピーク電流が記録された後、前記分析槽を排水するステップと、
パージガスを前記排水された分析槽に供給して、前記分析槽内のいかなる残りの試験流体も除去するステップと、
前記作用電極の前記未使用の測定部分が露出される間に、追加の試験流体の塩分含有量の後続の決定を実施するステップと、
をさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記分析槽を排水するステップと、
洗浄溶媒を前記排水された分析槽に供給して、前記分析槽を洗浄するステップと、
前記作用電極の前記未使用の測定部分が露出される間に、追加の試験流体の塩分含有量の後続の決定を実施するステップと、
をさらに有する、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記可動障壁が前記作用電極の端部に到達し、追加の未使用の測定部分が前記可動障壁の前記移動によって露出され得なくなるまで、前記石油製品を含有する試験流体の塩分含有量の複数回の後続の決定を実施するステップをさらに有する、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
試験流体、対電極、及び参照電極を収容する分析槽と、
作用電極とアクセス制御機構とを備える作用電極アセンブリであって、前記試験流体中で浸漬可能である作用電極アセンブリと、
電位を前記作用電極に印加する電圧源と、
前記電位が前記作用電極に印加されたとき、前記作用電極と前記対電極との間を通過する電流を測定する測定装置と、
を備える分析器であって、
前記作用電極及び前記対電極は、電気化学セルを形成し、
前記作用電極アセンブリの前記アクセス制御機構は、アクセスギャップを通して前記作用電極の測定部分を前記試験流体に露出させ、前記作用電極の被覆部分の周囲に流体密封シールを形成する可動障壁を備え、前記流体密封シールは、前記被覆部分の前記試験流体への露出を防止し、
前記可動障壁の移動は、前記作用電極の未使用の測定部分を露出させる、分析器。
【国際調査報告】
2017505432.tif 000008
2017505432.tif 000009
2017505432.tif 000010