(57)【要約】【課題】全有機体炭素の分析における検出限界が従来よりも良好な全有機体炭素計を提供する。【解決手段】試料液１１中の無機体炭素成分が除かれた液体は、電気炉６により加熱された燃焼管５中において燃焼酸化触媒５ａおよび高純度空気のキャリアガス１６の存在下で高温で酸化され、二酸化炭素に変換される。この二酸化炭素は、キャリアガス１６と共に常温に制御された濃縮部７に導入され、濃縮部７内の吸着剤に吸着される。以上の工程を所定の回数行うことにより、濃縮部７内の吸着剤に所定の回数だけ二酸化炭素が吸着する。次に、濃縮部７の温度はキャリアガス１６の存在下で高温に制御され、その内部の吸着剤に所定の回数だけ吸着した二酸化炭素が脱離し、キャリアガス１６と共に赤外線ガス分析部８に送られ、濃縮された二酸化炭素の濃度が測定される。【選択図】          図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
液体試料をキャリアガスと共に酸化触媒のもと燃焼させ二酸化炭素に変換する全炭素燃焼管と二酸化炭素濃度を測定する赤外線ガス分析部とを含む全有機体炭素計において、前記赤外線ガス分析部で測定される二酸化炭素濃度を濃縮する濃縮手段を備えたことを特徴とする全有機体炭素計。
【請求項２】
濃縮手段は二酸化炭素の吸着剤への吸着制御手段と二酸化炭素の吸着剤からの脱離制御手段で構成されることを特徴とする請求項１記載の全有機体炭素計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、純水、用水、排水、上水、環境水などから採取された試料液中の全有機体炭素濃度を分析する全有機体炭素計に関する。
【背景技術】
【０００２】
全有機体炭素濃度を分析する方法として、全炭素濃度と無機体炭素濃度を分析してその差から全有機体炭素濃度を求める方法と、試料中の無機体炭素を除去してから全炭素濃度を分析し全有機体炭素濃度を求める方法などがある。
【０００３】
試料中の無機体炭素を除去してから全炭素濃度を分析する全有機体炭素計は、図３に示すように、モータ１ｍで駆動される８方弁１とシリンジ２と電磁弁３で構成される試料採取部ＳＯと、試料注入部４、燃焼管５、電気炉６、赤外線ガス分析部８および制御演算部９などで構成される。このような全有機体炭素計による全有機体炭素の分析は、通常、次のように行われる。先ず試料採取部ＳＯでは、シリンジ２が８方弁１を介して一定量の試料液１１を吸引し、さらに８方弁１のポートを切り換えて希塩酸などの酸１２を吸引後、電磁弁３を開いて、この液中に高純度空気のスパージガス１５を放出する。液中の無機体炭素は酸１２と反応し、生成した二酸化炭素がスパージガス１５と共に８方弁１を介して大気中に放出される。このようにして液中の無機体炭素が除去される。
【０００４】
次に無機体炭素が除去された液は、シリンジ２により８方弁１を介して試料注入部４に送出され燃焼管５に注入される。この燃焼管５の中で前記液は、燃焼酸化触媒５ａおよびキャリアガス１６の存在下で電気炉６により高温で酸化され、液中の有機体炭素は全て二酸化炭素に変換される。この二酸化炭素はキャリアガス１６と共に赤外線ガス分析部８に導入され二酸化炭素濃度が測定される。制御演算部９は、この二酸化炭素濃度と別途測定した標準液１３の二酸化炭素濃度と比較し全有機体炭素濃度を求める。
【０００５】
キーボードのブランクチェックキーを押すだけで、制御演算器に格納された制御プログラムに設けられたブランクチェックプログラムに基づき、希釈水あるいは希塩酸の空測定を自動的に行い、繰り返し測定と安定度の判定が自動的に行われ、分析者の手間を省き、経験の差に関係なく安定したブランクチェックを行うことができる全有機体炭素計を提供する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１８０８９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
全有機体炭素濃度が低い試料を分析する場合は、試料量を多くする必要があるが、高温の燃焼管５内に大量の試料を注入すると、液体試料の気化により燃焼管５内は非常に高圧になる。その圧力によりキャリアガス１６の流量が変動し赤外線ガス分析部８で安定に測定できなくなるため、通常の全有機体炭素計では、その試料量は最大２ｍＬ程度であり、従来の検出限界は例えば４ｐｐｂ程度である。本考案が解決しようとする課題は、全有機体炭素の分析における検出限界が従来よりも良好な全有機体炭素計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
液体試料をキャリアガスと共に酸化触媒のもと燃焼させ二酸化炭素に変換する全炭素燃焼管と二酸化炭素濃度を測定する赤外線ガス分析部とを含む全有機体炭素計において、前記赤外線ガス分析部で測定される二酸化炭素濃度を濃縮する濃縮手段を備える。この濃縮手段は二酸化炭素の吸着剤への吸着制御手段と二酸化炭素の吸着剤からの脱離制御手段で構成される。したがって、試料の注入を複数回行い二酸化炭素を累積して吸着させた後、脱離させることにより二酸化炭素を濃縮して赤外線ガス分析部に導入できる。
【考案の効果】
【０００８】
燃焼ガスあるいは反応ガス中の二酸化炭素を濃縮してから赤外線ガス分析部に導入し、測定するため、全有機体炭素の分析における検出限界が従来よりも良好な全有機体炭素計を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
二酸化炭素の吸着剤は、例えばモレキュラーシーブスまたはゼオライトなどで構成される。また、二酸化炭素の吸着剤からの脱離制御手段は吸着剤の温度制御手段で構成される。
【実施例】
【００１０】
本考案の実施例について図１、図２を参照して説明する。図１は、本考案の実施例による全有機体炭素計の詳細構成図である。図２は、実施例の全有機体炭素計における濃縮分析のフローチャートである。本考案の全有機体炭素計は、図１に示すように、８方弁１とシリンジ２および電磁弁３で構成される試料採取部ＳＯと、試料注入部４、燃焼管５、電気炉６、濃縮部７、赤外線ガス分析部８、制御演算部９、キーボード１０、ガス流量制御器１７などから構成される。
【００１１】
８方弁１は、制御演算部９により制御されるモータ１ｍにより８つのポートが切り換えられ、シリンジ２によって吸引される液体の種類や送出先を選択する。シリンジ２は、制御演算部９により制御されるモータ２ｂにより駆動されるピストン２ａにより液体の吸入および送出を行う。試料注入部４は、制御演算部９により制御されるモータ４ｂにより駆動され、流路１８の接続先として燃焼管５またはドレンを選択する。燃焼管５は、その内部に燃焼酸化触媒５ａが配設され、電気炉６により高温（例えば６３０℃）に加熱されている。濃縮部７は、その内部に二酸化炭素の吸着剤（例えばモレキュラーシーブス）が配設され、その外側には内部の温度を常温または高温に制御する例えばペルチェ素子で構成される温度制御器が配設されている。この温度制御器は制御演算部９により制御される。赤外線ガス分析部８は、非分散形赤外分析計で構成され二酸化炭素の濃度を測定する。
【００１２】
全有機体炭素濃度の濃縮分析は図２に示すように行われる。操作者はキーボード１０より吸着の回数Ｎを入力し、濃縮分析スタートの指示をする。制御演算部９はキーボード１０からの信号に基づいて、全有機体炭素計を制御して次のように濃縮分析を行う（ステップＳ１）。
【００１３】
次のステップ２からステップ４が試料採取部ＳＯにおいて実行される。図１に示すように先ず、８方弁１のポート１ｂをコモンポート１ｐ側に切り換え、シリンジ２で一定量の試料液１１を吸入後、ポート１ｄをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２内の試料液１１のｐＨがほぼ２になるよう酸１２を吸引する（ステップＳ２）。次いで、ポート１ｆをコモンポート１ｐ側に切り換えると共に、電磁弁３を開いてガス流量制御器１７から供給される高純度空気のスパージガス１５をシリンジ２内の試料液１１中に放出し、試料液１１中の無機体炭素を酸１２と反応させて生成した二酸化炭素をスパージガス１５と共に大気中に放出する（ステップＳ３）。続いて、ポート１ｇをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２内の試料液１１を試料注入部４に送出する（ステップ４）。
【００１４】
この試料液１１中の無機体炭素成分が除かれた液体は、電気炉６により加熱された燃焼管５中において燃焼酸化触媒５ａおよび高純度空気のキャリアガス１６の存在下で高温で酸化され、液体中の有機体炭素が二酸化炭素に変換される（ステップＳ５）。この二酸化炭素は、キャリアガス１６と共に図示しないガス除湿冷却部を通過後、常温に制御された濃縮部７に導入され、濃縮部７内の吸着剤に吸着される（ステップＳ６）。Ｎから１を引く（ステップＳ７）。Ｎ＝０でない場合は、ステップＳ２へ戻り、Ｎ＝０の場合は、濃縮部７内の吸着剤にステップＳ１で入力した回数だけ二酸化炭素が吸着されており、ステップＳ９へ進む（ステップＳ８）。
【００１５】
次に、濃縮部７の温度はキャリアガス１６の存在下で常温から高温に制御され、その内部の吸着剤に所定の回数だけ吸着した二酸化炭素が脱離する（ステップＳ９）。脱離した二酸化炭素はキャリアガス１６と共に赤外線ガス分析部８に送られ、その濃度が測定される（ステップＳ１０）。この二酸化炭素濃度より制御演算部９は試料液１１中の全有機体炭素濃度を算出する（ステップＳ１１）。
【００１６】
なお、全有機体炭素計の校正は、次のように行われる。ポート１ｃをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２で一定量の標準液１３を吸入した後、ポート１ｇをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２内の標準液１３を試料注入部４に送出する。この標準液１３は燃焼管５中で二酸化炭素に変換される。この二酸化炭素は、キャリアガス１６と共に図示しないガス除湿冷却部と高温に制御された濃縮部７を通過後、赤外線ガス分析部８に送られ、二酸化炭素の濃度が測定される。この濃度より制御演算部９は検量線を作成する。
【００１７】
また、前回使用の試料液１１の影響を除去するには、流路１８をドレン側に切り換えると共に、ポート１ｅをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２で純水１４を吸入した後、ポート１ｇをコモンポート１ｐ側に切り換えてシリンジ２内の純水１４を流路１８からドレンに流して洗浄を行う。
【００１８】
本考案は、以上の構成であるから、燃焼管５内で試料液１１から生起する二酸化炭素を複数回濃縮部７内の吸着剤に吸着させた後、吸着剤から脱離させる。この脱離した二酸化炭素は濃縮されており、この二酸化炭素を赤外線ガス分析部８に導入して測定するため、全有機体炭素の分析における検出限界が従来よりも良好な全有機体炭素計を提供することができる。
【００１９】
図１に示す実施例においては、試料液１１中の無機体炭素を除去してから試料液１１中の全炭素濃度を分析し、これを全有機体炭素濃度としているが、無機体炭素濃度と全炭素濃度を共に分析し、その差から全有機体炭素濃度を求める方式の全有機体炭素計においても本考案は適用可能である。この場合、全有機体炭素計は試料注入器と、無機体炭素反応器と、燃焼管５と、電気炉６と、濃縮部７と、赤外線ガス分析部８と、制御演算部９などで構成される。試料注入器により無機体反応容器に所定回数注入される試料から生起する二酸化炭素は所定回数濃縮部７の吸着剤に吸着される。その後、脱離した二酸化炭素は赤外線ガス分析部８でその濃度が測定され、制御演算部９で無機体炭素濃度に変換される。一方、試料注入器により燃焼管５に所定回数注入される試料から生起する二酸化炭素も同様に濃縮され、赤外線ガス分析部８でその濃度が測定され、制御演算部９で全炭素濃度に変換される。この全炭素濃度と無機体炭素濃度の差から全有機体炭素濃度が求められる。このように、本考案は図１に示す実施例以外にも適用可能であり装置は図示例に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本考案は、純水、用水、排水、上水、環境水などから採取された試料液中の全有機体炭素濃度を分析する全有機体炭素計に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案の実施例による全有機体炭素計の詳細構成図である。
【図２】実施例の全有機体炭素計における濃縮分析のフローチャートである。
【図３】従来の全有機体炭素計の構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ８方弁
１ｂ  ポート
１ｃ  ポート
１ｄ  ポート
１ｅ  ポート
１ｆ  ポート
１ｇ  ポート
１ｐ  コモンポート
１ｍ  モータ
２  シリンジ
２ａ  ピストン
２ｂ  モータ
３  電磁弁
４  試料注入部
４ｂ  モータ
５  燃焼管
５ａ  燃焼酸化触媒
６  電気炉
７  濃縮部
８  赤外線ガス分析部
９  制御演算部
１０  キーボード
１１  試料液
１２  酸
１３  標準液
１４  純水
１５  スパージガス
１６  キャリアガス
１７  ガス流量制御器
１８  流路
ＳＯ  試料採取部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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