JPH02159548A - イオン濃度分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン電極と比較電極とからなる一対のイオ
ン選択性電極を用いて溶液中のイオンｔＨ度を分析する
イオン濃度分析装置に係り、特に装置に不具合が発生す
ると警報信号を出力する異常検知手段を備えたイオン濃
度分析装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、溶液中の特定イオン（例えば、Ｎａ”　　Ｋ”
　　Ｃａ”、ｃｌ−、ＮＯ３−等）のイオン濃度を分析
する装置として、溶液中に挿入したイオン電極と比較電
極との間に生じる電位差を利用してイオン濃度を求める
フローセル形のイオン濃度分析装置が知られている。

このようなイオン濃度分析装置は第３図に示すように、
イオン電極１と比較電極２とを気密に取付けた測定セル
（フローセル）３が設置され、このΔ−１定セル３内に
は試料液容器４から試料液、第１の校正液容器５から予
めイオン濃度の設定されている低濃度（Ｃ１）の校正液
、さらに第２の校正液容器６から予めイオン濃度の設定
されている高濃度（Ｃ２）の校正液がそれぞれ配管７を
通して供給され、またｎ１定セル３内のハ１定後の液体
は排液配管８を介して排液容器９へ送り出す構成となっ
ている。なお、供給配管７にはｎ１定セル３内へ校正液
または試料液を供給するためのポンプ１０が接続される
と共に、試料液容器４または第１の校正液容器５若しく
は第２の校正液容器６のいずれかの切換えを行なう第１
の三方向電磁弁１１と、第１の校正液容器５または第２
の校正液容器６のいずれかの切換えを行なう第２の三方
向電磁弁１２が付設されている。一方、測定セル３には
イオン電極１と比較電極２との間に生じる電位差（以下
、「電極電位」と称する）を検出する電位差計１３が電
気的に接続され、さらにこの電位差計１３には演算処理
部と記憶部とを有し所定の演算を実行し後述するイオン
濃度測定信号を出力する演算処理手段１４が接続されて
いる。なお、４シ１定セル３．配管７．８および容器４
〜６等はプラスチック材料で形成されており、配管７と
各種の容器４〜６との接合部は気密に接合されている。

以上のように構成されたイオン濃度分析装置を用いて、
試料液のイオン濃度を分析する場合、第１の三方向電磁
弁１１を校正液容器５，６側に切換え、第２の三方向電
磁弁１２を低濃度の校正液が入っている第１の校正液容
器５側に切換えた後、ポンプ１０を動作させて測定セル
３内に低濃度の校正液を導入する。このとき電位差計１
３は２つの電極１，２の出力から電極電位Ｅ１を測定す
ると、演算処理手段１４ではその電極・電位Ｅ１を取込
んで記憶部に記憶する。この電極電位Ｅ１の記憶後、測
定セル３内の低濃度の校正液を排液配管８を介して排液
容器９内に排出する。次に、第２の三方向電磁弁１２を
高濃度の校正液が入っている第２の校正液容器６側に切
換え、ポンプ１０を動作させて高濃度の校正液を７１１
１定セル３内に導入する。このとき、前記同様に演算処
理手段１４は電位差計１３で測定された電極電位Ｅ２を
取込んで記憶部に記憶する。そして、電極電位Ｅ２の記
憶後、同様に測定セル３内の高濃度の校正液を排出する
。演算処理手段１４では、記憶部に記憶した電極電位Ｅ
１およびＥ２と各校正液のイオン濃度Ｃ１およびＣ２と
に基づいた演算処理を行って、第４図に示す検量線Ａを
算出し、この検量線Ａの式を記憶部に記憶する。最後に
第１の三方向電磁弁１１を試料液容器４側に切換え、ポ
ンプ１０を動作させて試料液を測定セル３内に導入する
。ここで、演算処理手段１４は電位差計１３で測定され
た電極電位Ｅ３を取込んだ後、記憶部に記憶されている
検ＪａｔｉＡの式に代入して試料液のイオン濃度Ｃ３を
求める演算処理を行い、得られたイオン濃度測定信号を
記憶あるいは外部へ出力する。

このように上記イオン濃度分析装置は、測定セル３中へ
イオン濃度の異なる校正液を自動的に順次送り込み、そ
れぞれの校正液の電極電位Ｅｌ。

Ｅ２から検量線Ａの式を比較的短時間のうちに自動的に
設定し、試料液の電極電位Ｅ３を検量線Ａの式に代入し
て試料液のイオン濃度を求めるようにしている。

ところで、上記イオン濃度分析装置に、例えば供給配管
７．排液配管８または三方向電磁弁１１゜１２に詰まり
が生じたり、供給配管７の各部の接続部から溶液が漏れ
出したり、あるいはポンプ１０が正常に動作しなくなる
と、測定セル３内へｉ１？１定に必要な量の校正液、試
料液が送り込まれなくなったり、′Ａ−１定セル３から
校正液、試料液が排出されずに留まり後から４Ｐ１定セ
ル３内に送り込まれてくる校正液または試料液と混合し
てしまい、正確な電極電位Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３の測定がで
きなくなり、誤ったイオン濃度ｎ１定信号が出力されて
、誤ったイオン濃度分析が行われることになる。

〔発明が解決しようとする疎通〕 そこで、上記のような異常が発生した場合は、できるだ
け速くその異常を発見し適当な処置を講じる必要がある
が、検量線は短時間のうちに次々と自動的に設定されて
いくため、作業者が１ｌ）Ｊ定中に装置の異常および検
量線の信頼性を判断することは極めて困難であり、その
ため装置に異常が発生しても早期に発見することができ
ず、異常の発生に気付かないまま測定を行う可能性が高
かった。

本発明は上記問題を除去するためになされたもので、常
時検量線の信頼性を監視し、装置に異常が発生したとき
それを速やかに検知し、常に信頼性の高い測定データを
取得し得るイオン濃度分析装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ 〔課題を解決するための手段〕 本発明によるイオン濃度分析装置は上記目的を達成する
ために、予めイオン濃度が設定されている校正液２およ
びイオン濃度の１ｌＩＪ定対象である試料液が所定の順
序で導入される測定セルと、この測定セルに導入された
前記校正液および試料液のそれぞれのイオン濃度に応じ
た電位を発生する一対のイオン選択性電極と、この一対
のイオン選択性電極間に生じた電位に基づいて前記校正
液のイオン濃度とその校正液の電位との関係を示す検量
線を算出し、かつこの算出した検量線に基づいてこの検
量線の電位勾配よび前記試料液のイオン濃度を算出する
演算処理手段と、この演算処理手段により算出さＩた前
記検量線の電位勾配と予め設定されている検量線の正常
勾配範囲とを比較し、前記ｅｒ算処理手段で算出された
検量線の電位勾配が予め設定されている正常勾配範囲を
越えたときに警報信号を出力する異常検知手段とを備え
るものとした。

〔作用〕

従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、ＣＩ定セルに順次導入された校正液および試料液のイ
オン濃度に応じた電位をイオン選択性電極でそれぞれａ
ＰＩ定し、この１ｌＰＩ定された校正液の電位とその校
正液のイオン濃度に基づいて特定イオンのイオン濃度と
その濃度に応じた電位との関係を示す検量線の式が算出
され、かつこの算出１−だ検量線の式に上記試料液の電
位を代入し、試料液のイオン濃度分析結果を算出する。

また、演算処理手段で算出された検量線の傾きである電
位勾配の勾配値が異常検知手段に入力され、予め設定さ
れている電位勾配の正常勾配範囲と比較され、演算処理
手段から入力された検量線の勾配値が正常勾配範囲を越
えている場合には、装置に何らかの異常が発生１．てい
るとして警報信号を出力するものである。

〔実施例〕

以下、本発明装置の一実施例について第１図および第２
図を参照して説明する。なお、本発明装置において第３
図と同一部分には同一の符号を付して詳しい説明は省略
する。すなわち、この装置は、第３図に示す如く液洪排
系、一部改良を加えたイオン濃度測定処理系および新た
に付加された異常検知手段２０等で構成されている。

前記液洪排系は、前述と同様に第１の校正液容器５、第
２の校正液容器６、試料液容器４から第１、第２の校正
液、試料液が三方向電磁弁１２゜１１、ポンプ１０．供
給配管７を通って測定セル３に供給され、また測定セル
３内の測定後の液体は排液配管８を通して排液容器９へ
排出される構成となっている。

前記イオン濃度測定処理系は、測定セル３内のイオン電
極１および比較電極２の出力から、第１の校正液容器５
からの低濃度校正液、第２の校正液容器６からの高濃度
校正液、試料液容器４からの試料液について電極電位Ｅ
ｌ、Ｅ２．Ｅ３をそれぞれ個別に測定する電位差計１３
のほか、演算処理手段１４′が設けられている。この演
算処理手段１４′は電位差計１３で測定された電１電位
Ｅ１．Ｅ２から検量線Ａの式を算出し、この検量線Ａの
式に基づいて電極電位Ｅ３のイオン濃度を算出し、さら
に校正液の電極電位から求めた検量線の電位勾配（電極
電位）／（イオン濃度）の勾配値を演算処理１．て求め
、異常検知手段２０へ送出する機能を持っＣいる。

前記異常検知手段２０は、検量線の電位勾配の正常勾配
範囲を設定するための設定器２１と、設定器２１で設定
した正常勾配範囲と演算処理手段１４′から入力される
検量線の勾配値とを比較する比較回路２２と、この比較
回路２２の比較結果に応じて警報信号を出力する警報回
路２３とを備えている。

このように構成されたイオン濃度分析装置の動作につい
て説明する。低濃度（Ｃ１）および高濃度（Ｃ２）の校
正液を測定セル３に順次導入し、そのときの電極電位Ｅ
ｌ、Ｅ２を電位差計１３でそれぞれ１１Ｐｌ定し、この
測定した校正液の電極電位Ｅｌ、Ｅ２を演算処理手段１
４′で取込み、第４図に示す検量線Ａの式を算出して記
憶部に記憶する。しかる後、演算処理手段１４′は電位
差計１３で測定した試料液の電極電位Ｅ３を取込み、こ
の電極電位Ｅ３を既に記憶部に記憶している検量線Ａの
式に代入して試料液のイオン濃度Ｃ３を求める演算処理
を行い、その演算処理結果としてイオン濃度測定信号を
出力する。また、演算処理手段１４′は検量線Ａの電位
勾配（Ｅ２−Ｅｌ）／　（Ｃ２−ＣＩ）を演算処理して
求め、この求めた勾配値を比較回路２２に送出する。比
較回路２２では、設定器２１で予め設定した第２図に示
す斜線領域Ｂのような検量線の正常勾配範囲と演算処理
手段１４′から入力された勾配値とを比較し、演算処理
回路１３から入力された勾配値が第２図に示すＡＡ線の
ように正常勾配範囲Ｂ内に入っていないとき異常信号を
出力する。警報回路２３はその異常信号を受けて警報信
号を出力する。

従って、以上のような本実施例の構成によれば、予め設
定した！！２ｉｍ線の正常勾配範囲と実際に測定し演算
処理手段１４′で算出された検ｍ！Ｉの勾配値とを比較
し警報信号を出力するようにしたので、給液配管７．排
液配管９または第１および第２の三方向電磁弁１１．１
２内での詰まりゃ、配管７゜８の接続部における液漏れ
、さらにはポンプ１０の不動作等によって異常が発生す
ると、測定セル３において正常な電極電位のＡＩ定が行
なわれなくなるので、自動的かつ速やかに異常の発生を
検知して、警報信号を出力できる。したがって、装置に
不具合が発生したとき速やかに作業者に知らせることが
でき、作業者はその警報に基づいて迅速に適切な処置を
講じることができ、常に信頼性の高い測定結果を得るこ
とができる。

また、イオン電極１および比較電極２自体の劣化が電位
勾配の異常として現われるので、各電極１．２の交換時
期を知ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
る。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、装置に異常が発生
したとき速やかに検知することができ、作業者はその異
常発生に対し適切な措置を講じることができ、常に信頼
性の高い測定データを得ることのできるイオン濃度分析
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は正常勾配
範囲を説明するための図、第３図は従来のイオン濃度分
析装置の構成図、第４図は検量線を示す図である。 １・・・イオン電極、２・・・比較電極、３・・・測定
セル、４・・・試料液容器、５・・・第１の校正液容器
、６・・・第２の校正液容器、１３・・−電位差計、１
４′・・・演算処理手段、２０・・・異常検知手段、２
１・・・設定器、２２・・・比較回路、２３・・・警報
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予めイオン濃度が設定されている校正液およびイオン濃
   度の測定対象である試料液が所定の順序で導入される測
   定セルと、この測定セルに導入された前記校正液および
   試料液のそれぞれのイオン濃度に応じた電位を発生する
   一対のイオン選択性電極と、この一対のイオン選択性電
   極間に生じた電位に基づいて前記校正液のイオン濃度と
   その校正液の電位との関係を示す検量線を算出し、かつ
   この算出した検量線に基づいてこの検量線の電位勾配お
   よび前記試料液のイオン濃度を算出する演算処理手段と
   、この演算処理手段により算出された前記検量線の電位
   勾配と予め設定されている検量線の正常勾配範囲とを比
   較し、前記演算処理手段で算出された検量線の電位勾配
   が予め設定されている正常勾配範囲を越えたときに警報
   信号を出力する異常検知手段とを具備したことを特徴と
   するイオン濃度分析装置。