JP2000131276A - 携帯型残留塩素計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成簡易且つ携帯可能で、しかも操作が容易
で熟練を要することなく取扱うことができて、残留塩素
を自動的に精度よく計測することができる携帯型残留塩
素計を提供することを課題とする。 【解決手段】 信号処理及び制御回路部、電源回路部及
び表示部４を有する計器本体１と、接続ケ−ブル３を介
して前記計器本体１に接続される検知部２とから成り、
前記検知部２は検液採取カップ６とこれに嵌脱可能に嵌
着される電極支持キャップ７とで構成され、前記電極支
持キャップ７は前記検液採取カップ６内のサンプル液に
浸る比較電極８と検知電極９とを備える。前記比較電極
８は、電解液を充填した電極管内にその電解液に接触す
る部分にのみ金属皮膜を施した金属線を垂下させたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯型残留塩素計、
より詳細には、水道水、プ−ル用水、工業用水等に殺菌
や下水処理の目的で注入された塩素の残留量を簡単且つ
高精度に測定することができる携帯型の残留塩素計に関
するものである。

【０００２】ここに残留塩素とは、水の消毒用に添加さ
れる塩素のことであり、添加された塩素は水中で溶存ガ
ス状態となり、また、水の温度やｐＨによってはイオン
化される。塩素は水に溶解すると、水と反応して次亜塩
素酸（ＨＯＣｌ）と塩酸になり、次亜塩素酸は、その一
部が次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ- ）と水素イオンとに解
離する。一般に、この次亜塩素酸を残留塩素（遊離残留
塩素）と呼んでいる。

【０００３】

【従来の技術】従来残留塩素計として、数種類の製品が
販売されている。これらの機器の測定原理を大別する
と、次の２種類となる。 １）試薬品を使用して化学反応させた液体の色の度合い
によって濃度を判別する方法。 ２）液体の溶存ガスやイオンの度合いを電気信号に変換
することにより濃度を判別する方法。

【０００４】国内においては、１）の試薬品を使用した
色素反応の測定方法が広く用いられている。２）の方法
の測定機器も使用されてはいるが、このタイプのものは
大型機が多く、設置型であるため、特定の場所において
の使用に限られる。２）のタイプの機器で携帯型のもの
もあるにはあるが、高価であるために余り普及していな
い。

【０００５】両方法について更に詳述すると、１）の試
薬品を使用するタイプの残留塩素計においては、試薬と
してオルトトリジンが使用される。この方法の場合、水
中に遊離残留塩素又は結合残留塩素が存在すると、Ｏ−
トリジンが塩素により酸化され、黄色ホロキノンとなっ
て呈色反応を示す。その際遊離残留塩素とＯ−トリジン
は瞬時に反応するが、結合残留塩素とＯ−トリジンは反
応するまでに数分を要する。そのため、この方法では、
２つの塩素を区別して測定することが可能となる。

【０００６】このオルトトリジン法は、サンプル液の量
が少なくてもよく、操作が簡単でイニシャルコストが安
いという利点がある反面、ランニングコストが高く、ま
た、発ガン性があって有毒の物質を用いるため、取扱い
に細心の注意が必要とされ、標準比色溶液に含まれる６
価クロムも有毒であるといった具合に安全面での問題が
ある。

【０００７】また、目視による比色の場合は個人差が出
る点、標準比色溶液と呈色したサンプル液とで吸収波長
がずれる点、温度により呈色度合いが異なる点等から精
度上問題がある。更に、サンプル液が濁っていたり、色
が着いていたりすると測定不可となるといった不都合も
ある。

【０００８】上記２）の方法は一般に電極法と言われて
いるもので、その残留塩素濃度の測定法は、アンペロメ
トリ−（電流測定法）に基づいている。アンペロメトリ
−とは、溶液中に一つの指示電極（求める電気化学的現
象が起こる表面を有する電極）と、一つの参照電極（通
過する電流の強さに無関係で既知の電位を持つ電極）を
浸し、２極間に適当に選んだ定電圧を与える方法で、時
には、２電極を短絡して零加電圧法を用いることもあ
る。溶液中に電解物質が存在すると、電解によって解放
された化学エネルギ−が電流に変換される。この電流
は、電気的に活性な物質の濃度と電位の関数となる。従
って、一定の条件下で、電流値により物質の濃度を求め
ることができる。

【０００９】この電極法はオルトトリジン法に比較し
て、用いる緩衝液、電極処理液に毒性がなく、メ−タ式
又はデジタル式であって、目視による個人差が出ないた
め精度上の信頼性があり、また、温度補償によって５℃
〜３０℃までのサンプル液でも正確に測定することがで
き、更にサンプル液の濁りや色に影響されないといった
利点がある。しかしその反面、操作が複雑で熟練を要す
るという難点がある。

【００１０】また、検知極と比較極に隔膜を使用する隔
膜電極の場合は、隔膜が汚れた時の電極の洗浄や隔膜の
交換、並びに電解液が消失した時の電解液の補充に熟練
を要する。一方、検知極と比較極が直接サンプル液に接
している露出電極の場合は、比較電極の汚れが激しいた
めに比較電極の研磨や交換の頻度が多くなり、コストも
高くなるといった欠点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
残留塩素計測機器には多くの欠点があったので、本発明
はそのような欠点のない、即ち、構成簡易且つ携帯可能
で、しかも操作が容易で熟練を要することなく取扱うこ
とができて、残留塩素を自動的に精度よく計測すること
ができる携帯型残留塩素計を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号処理及び
制御回路部、電源回路部及び表示部を有する計器本体
と、接続ケ−ブルを介して前記計器本体に接続される検
知部とから成り、前記検知部は検液採取カップとこれに
嵌脱可能に嵌着される電極支持キャップとで構成され、
前記電極支持キャップは前記検液採取カップ内のサンプ
ル液に浸る比較電極と検知電極とを備え、前記比較電極
は、電解液を充填した電極管内にその電解液に接触する
部分にのみ金属皮膜を施した金属線を垂下させたもので
あることを特徴とする携帯型残留塩素計、を以て上記課
題を解決した。

【００１３】好ましい実施形態においては、前記比較電
極の金属皮膜が銀塩化銀とされ、金属線が銀線とされ
る。また、前記比較電極の電極管の底部に、微細孔セラ
ミックスが装填される。そして更に、前記電極支持キャ
ップに、前記検液採取カップ内のサンプル液に浸る攪拌
アッセンブリ−が設置される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。図１は本発明に係る残留塩素計の斜
視図であり、本残留塩素計は計器本体１と、これにケ−
ブル３を介して接続される検知部２とで構成される。計
器本体１の表面側にはデジタル表示部４とスイッチ５と
が配備され、また、電池駆動される電源回路部３１と信
号処理及び制御回路部３２が内蔵される。

【００１５】検知部２は、検液採取カップ６と、これに
嵌脱可能に嵌め付けられる電極支持キャップ７とから成
る。電極支持キャップ７には、比較電極８及び検知電極
９、並びに攪拌アッセンブリ−２３を支持する電極支持
栓１０が嵌着される（図２参照）。支持栓１０は上半部
が電極支持キャップ７内に嵌入され、下半部が検液採取
カップ６内に嵌入される。検液採取カップ６内に嵌入さ
れる下半部にはシ−ルリング１１が設置され、検液採取
カップ６内の密閉状態が保持される。そのため、サンプ
ル液中の残留塩素の飛散が防止され、以て高精度で信頼
性のある測定が可能となる。

【００１６】従来の比較電極には、電解液に銀線を入れ
るタイプのものが多いが、この方法では比較電極として
使用可能となるまでの時間が非常に長く、製造時間と製
造経費が問題となる。また、比較電極として使用してい
る間にゼロ電位のドリフトがあり、安定性にも問題があ
った。これらの問題を解決するために、本発明において
は、比較電極として使用している銀線に表面処理を施す
方法を採用し、これにより製造期間の短縮、製造経費の
削減及び性能の向上等を実現した。

【００１７】即ち、本発明における比較電極８は交換容
易なカセットタイプであっで、好ましくは、ゲル状タイ
プの塩化カリウルである電解液１３を充填した塩化ビニ
ル等の電極管１２内に、電解液１３に接触する部分のみ
に金属、殊に銀塩化銀の皮膜１４を付着させた銀線１５
等の金属線を垂下させる。ここに言う銀塩化銀は、例え
ば塩化銀粉末と硫化銀粉末を１０：１の割合で混合した
粉末を溶融したもので、これを銀線１５に付着させる。

【００１８】このように銀線１５が電解液１３に接触す
る部分のみに銀塩化銀の皮膜１４を付着させるようにす
ることにより、製造直後から比較電極として使用できる
ようになるまでの時間を短縮することができ、製造効率
を大幅に改善させると共に、製造経費を下げることが可
能となった。更に、安定性の面でも改善された。

【００１９】電極管１２の頭部には、銀線１５の端部に
電気的に接続されるようにして接続端子１６が、着脱可
能に嵌入される。また、電極管１２の底部には、微細孔
セラミックス１７が装填される。微細孔セラミックス１
７は、例えば微細孔径を 0.2μ、吸水率を１５％とす
る。このような特性を持たせることにより、従来の隔膜
とほぼ同等の特性を持ち、電解液１３の揮発を最小限に
押さえることが可能となる。また、反応時間について
も、隔膜の場合と同等の性能とすることができる。

【００２０】検知電極９は、中空軸１９の底部に、温度
補正用の温度センサ２０と一体化した白金等の金属製検
知極２１を取り付けて成る。この検知電極９は、検知極
２１がサンプル液に接触した際の温度変化を遅滞なく検
出することにより、サンプル液の温度変化による測定誤
差を改善し得るようにしたものである。

【００２１】通例、電極支持栓１０には更に、サンプル
液を攪拌する攪拌アッセンブリ−２３が設置される。攪
拌アッセンブリ−２３は、下部に攪拌羽２５を備え、上
端部にモ−タ２７の回転軸を嵌挿する回転軸受孔２６を
備えた攪拌軸２４で構成される。

【００２２】遊離残留塩素の濃度は、水のペ−ハ−（水
素イオン濃度）により大きく左右されることは周知のこ
とである。電極法で測定する場合は、このペ−ハ−を一
定にして計測することが望ましい。そこで本発明におい
ては、好ましくは攪拌アッセンブリ−２３に、サンプル
液内にペ−ハ−緩衝液を少量宛供出するための手段を設
置する。

【００２３】そのための手段としては、例えば、攪拌軸
２４を有底筒状として内部にペ−ハ−緩衝液２８を充填
し、この緩衝液２８を攪拌軸２４の回転に伴う遠心力に
よって、攪拌軸２４の底部に配したキャピラリ−チュ−
ブや微細孔による供出口２９から供出する方法が考えら
れる。

【００２４】この場合は、スム−ズな供出を達成するた
めに、攪拌軸２４の回転に伴う遠心力や回転力により、
攪拌軸２４内の空気圧を上昇させる構造とすることが好
ましい。そのためには、攪拌軸２４の上部に、回転によ
る空気圧の増加を得るための空気孔３０を、攪拌軸２４
の中心に対し軸外しに形成する（図４参照）。そうする
ことにより空気孔３０の外側が羽の役割を果たし、回転
に伴って空気が攪拌軸２４内に取り込まれて攪拌軸２４
の内部圧力が上昇する結果、ペ−ハ−緩衝液２８が押し
出される。ペ−ハ−緩衝液２８の注入量は、キャピラリ
−チュ−ブの内径とペ−ハ−緩衝液の粘性を調整するこ
とにより加減できる。

【００２５】図５は本残留塩素計のブロック図で、サン
プル液に晒される検知電極９と、比較電極８（サンプル
液中の溶存ガス状態の又はイオン化した塩素が微細孔セ
ラミックス１７を透過して入り込んでいる電極管１２内
の電解液１３に晒される銀線１５）との間の電位差に基
づいて、信号処理及び制御回路部３２において遊離残留
塩素中の有効塩素濃度が計測され、その信号が表示部４
に送られて表示される。

【００２６】水中の遊離残留塩素（残留塩素）は、次亜
塩素酸（ＨＯＣｌ）並びに次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ-
）として存在している。この両者の比率は、溶解して
いる液体の温度やｐＨによって変化することはよく知ら
れているところである。しかし、次亜塩素酸（ＨＯＣ
ｌ）を検知する電極も、この水溶液の温度により、その
感度が変化する。これは、検知電極には白金などの貴金
属を使用しているので、温度により感知能力が変化する
ためである。

【００２７】これを防ぐ方法としては、検知電極９内に
温度センサ２０を配置し、温度センサ２０の信号を利用
して検知電極９から得られる信号を増幅する定数を決定
し、検知電極９の温度による測定誤差を補正することが
考えられる。この補正を行うために、初段増幅温度補正
回路部３３が配備される。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述した通りであって、コンパ
クトな構成で携帯可能であり、目視その他の熟練を要す
る操作がなく取扱いが容易であり、しかもサンプル液中
の残留塩素量を自動的に精度よく計測することができ、
水道水、プ−ル用水、工業用水等の検査を十分に且つ効
率よく行うことができる効果がある。

【００２９】また、一般の露出型電極と異なり、比較電
極は電解液に浸されているためにしばしば磨く手間が省
けるだけでなく、検知部の電極に隔膜を使用していない
ため、煩わしい隔膜と電解液の交換が不要となる効果が
ある。そして、本体に取り付けられている検液採取カッ
プは、サンプル液採取後に密閉状態にされるので、測定
中に残留塩素が飛散することがなく、測定誤差を最小限
に押さえることができる。

【００３０】更に、比較電極に電解液方式を採用してい
るので、海水、色水、濁り水等のサンプル液の測定が可
能であり、比較電極に使用している電解液はゲル状タイ
プで、サンプル液の汚れから電極を保護する役目を果た
すため、測定後は、水洗いして水分を拭き取るだけで済
み、取扱い、操作が非常に容易なる効果がある。しか
も、比較電極はカセットタイプであるため、交換も容易
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の斜視図である。

【図２】 図１に示す実施形態における検液採取カップ
の電極部分の縦断面図である。

【図３】 図１に示す実施形態における検液採取カップ
の攪拌アッセンブリ−部分の縦断面図である。

【図４】 本発明における攪拌軸の横断面図である。

【図５】 本発明の一実施形態のブロック構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 計器本体 ２ 検知部 ４ 表示部 ６ 検液採取カップ ７ 電極支持キャップ ８ 比較電極 ９ 検知電極 10 電極支持栓 12 電極管 13 電解液 14 皮膜 15 銀線 17 微細孔セラミックス 23 攪拌アッセンブリ−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号処理及び制御回路部、電源回路部及
   び表示部を有する計器本体と、接続ケ−ブルを介して前
   記計器本体に接続される検知部とから成り、前記検知部
   は検液採取カップとこれに嵌脱可能に嵌着される電極支
   持キャップとで構成され、前記電極支持キャップは前記
   検液採取カップ内のサンプル液に浸る比較電極と検知電
   極とを備え、前記比較電極は、電解液を充填した電極管
   内にその電解液に接触する部分にのみ金属皮膜を施した
   金属線を垂下させたものであることを特徴とする携帯型
   残留塩素計。
2. 【請求項２】 前記比較電極の金属皮膜が銀塩化銀であ
   り、金属線が銀線である請求項１に記載の携帯型残留塩
   素計。
3. 【請求項３】 前記比較電極の電極管の底部に、微細孔
   セラミックスを装填した請求項１又は２に記載の携帯型
   残留塩素計。
4. 【請求項４】 前記電極管内の電解液としてゲル状の電
   解液を用いた請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯型
   残留塩素計。
5. 【請求項５】 前記電極支持キャップが更に、前記検液
   採取カップ内のサンプル液に浸る攪拌アッセンブリ−を
   備えたものである請求項１乃至４のいずれかに記載の携
   帯型残留塩素計。
6. 【請求項６】 前記攪拌アッセンブリ−が、サンプル液
   内にペ−ハ−緩衝液を少量宛供出する手段を備えたもの
   である請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯型残留塩
   素計。