JP4186849B2 - 溶存気体濃度測定装置 - Google Patents

Description

この発明は、脱酸素装置の処理水などの溶存気体濃度，とくに溶存酸素濃度を測定するための溶存気体濃度測定装置に関するものである。

近年、工場の熱源に使用されるボイラ設備や電子部品製造における純水による洗浄設備において、あるいはビル，マンションなどの住宅施設において、水中の溶存酸素を除去する脱酸素装置が普及している。この脱酸素装置は、たとえばボイラ設備ではボイラ水管や復水配管が腐食して破損することを防止するために使用され、薬品による脱酸素に代わる安全な水処理技術である。また、純水による洗浄設備では、電子部品が洗浄時に酸化されて品質が低下することなどを防止するために使用されている。

ところで、脱酸素装置の性能が正常に発揮され、十分に溶存酸素が除去された処理水が得られていることを確認するためには、処理水の溶存酸素濃度を定期的に測定することが不可欠である。とくに、ボイラ設備や純水による洗浄設備においては、高レベルの水質管理が要求されるため、自動的，かつ連続的な溶存酸素濃度の測定が望まれている。

溶存酸素濃度の測定は、一般的に、非特許文献１に記載されている化学的方法または電気化学的方法によって行われる。このうち、化学的方法は、試料水への空気の溶け込みや試薬の酸化劣化を防止する必要があるなど、操作が緻密で煩雑なため、測定の自動化に向いていない。一方、隔膜型の溶存酸素濃度計に代表される電気化学的方法は、隔膜や内部液の交換など、精度を維持するための定期メンテナンスが必要であるため、連続的な測定が困難である。

また、特許文献１には、従来の溶存酸素濃度計に比べて安価な構成とし、脱酸素装置への装備を容易にした溶存気体濃度測定装置が記載されている。この測定装置は、試料水を抽出手段で容器内へ抽出し、容器内の試料水を減圧手段で減圧して溶存気体の溶解度を低下させ、生成した気体を電極で検出することにより、気体の生成量の違いを判定して溶存気体濃度を求めるものである。このような装置では、測定操作および構成が簡単であるため、自動的，かつ連続的な溶存酸素濃度の測定を行うことができる。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、つぎの理由により測定結果に十分な信頼性が得られない課題があった。

第一に、試料水がより純水に近い場合、試料水と気体の電気抵抗の差が小さくなるため、電極を用いる検出方法では気体の生成量の違いを判定するのが困難である。とくに、電子部品製造における純水による洗浄設備で使用される洗浄用純水は、高純度化する傾向にあり、このような水の溶存酸素濃度測定にも対応する必要がある。第二に、減圧手段の能力が変動する要因がある場合には、試料水に対する減圧の度合いが変わり、気体の生成量に影響を与える。たとえば、減圧手段に水封式真空ポンプを用いた場合には、封水の温度で到達真空度が変化するため、このような状態が起こり得る。第三に、試料水の温度が変化する場合、試料水の飽和蒸気圧も変わり、水の蒸気が気体の生成量に影響を与える。たとえば、試料水の飽和蒸気圧と減圧手段の真空度が近いと、より多くの水の蒸気が気体に含まれることになるため、蒸気の含有量を考慮しないと正確な溶存気体濃度を求めることができない。

社団法人日本水道協会発行「上水試験法（２００１年版）」１３７頁〜１４８頁 特開平７−４９２９５号公報

この発明が解決しようとする課題は、溶存気体濃度の自動的，かつ連続的な測定を実現することである。また、溶存気体濃度の測定結果の信頼性を確保することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、試料水を採取する容器と、この容器内の試料水を減圧する減圧手段と、この減圧手段の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサと、試料水の温度を検出する検出手段とからなり、前記光電センサおよび前記検出手段とをそれぞれ信号線を介して判定手段と接続し、この判定手段が、前記検出手段の試料水の温度検出値に基づいて、前記減圧手段の到達圧力を求めるとともに、前記光電センサからの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段が、前記気体生成率と、試料水の前記温度検出値と、前記到達圧力とに基づいて、試料水の溶存気体濃度を判定することを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、試料水を採取する容器と、この容器内の試料水を減圧する減圧手段と、この減圧手段の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサと、前記減圧手段の到達圧力を検出する第一検出手段と、試料水の温度を検出する第二検出手段とからなり、前記光電センサ，前記第一検出手段および前記第二検出手段とをそれぞれ信号線を介して判定手段と接続し、この判定手段が、前記光電センサからの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段が、前記光電センサからの信号に基づいて求められた気体生成率と、前記第一検出手段からの信号に基づく前記減圧手段の到達圧力と、前記第二検出手段からの信号に基づく試料水の温度検出値とに基づいて試料水の溶存気体濃度を判定することを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明は、試料水を採取する容器と、この容器内の試料水を減圧する減圧手段と、この減圧手段の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサと、前記減圧手段の到達圧力を検出する第一検出手段と、試料水の温度を検出する第二検出手段と、試料水の前記容器内への時間当たりの流入量を検出する流量検出手段とからなり、前記光電センサ，前記第一検出手段，前記第二検出手段および前記流量検出手段をそれぞれ信号線を介して判定手段と接続し、この判定手段が、前記光電センサからの信号および前記流量検出手段からの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段が、前記光電センサからの信号および前記流量検出手段からの信号に基づいて求められた気体生成率と、前記第一検出手段からの信号に基づく前記減圧手段の到達圧力と、前記第二検出手段からの信号に基づく試料水の温度検出値とに基づいて試料水の溶存気体濃度を判定する
ことを特徴としている。

この発明によれば、容器内へ採取された試料水を減圧手段により減圧し、生成した気体を光電センサで検出するようにしているため、自動的，かつ連続的な測定を実現することができる。とくに、気体の検出に光電センサを使用しているため、試料水がより純水に近い場合でも、生成した気体とそれ以外の液相とを的確に識別することができる。また、溶存気体濃度は、光電センサからの信号，減圧手段の到達圧力および試料水の温度に基づいて判定されているため、測定結果の信頼性を確保することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、脱酸素装置を備えた水処理設備における原水や処理水の溶存酸素濃度測定などに適用される。

この発明の溶存気体濃度測定装置は、測定対象となる原水や処理水から容器内へ採取された試料水を減圧するための減圧手段と、減圧により試料水から生成する気体を検出するための光電センサとを備えている。

前記容器は、試料水の流入口と流出口とが設けられており、この発明においては、パイプやチューブなどの筒状の形状も含まれる。前記流入口には、オリフィスが接続され、あるいは一体的に設けられている。このオリフィスは、前記容器内への試料水の流入量を制限することで、試料水の減圧度合いを前記減圧手段の到達圧力と同じか、もしくは同程度にまで高めるためのものである。

前記流出口は、前記減圧手段と減圧ラインで接続されている。この減圧ラインは、減圧作動時に試料水で満たされる状態になると、到達圧力が低下するおそれがあるため、降水管やトラップなどのバッファ部を設けておくと到達圧力が安定する。

前記減圧手段には、たとえば水封式真空ポンプ，容積型真空ポンプ，エジェクタなどが使用できる。とくに、この減圧手段の吸気側へ試料水が流入するため、水封式真空ポンプを使用するのが好適である。また、前記減圧手段を脱酸素装置に装備されている減圧手段，たとえば水封式真空ポンプと共用することもできる。

前記構成において、試料水の採取は、前記オリフィスを原水や処理水が流れる配管と採取ラインで接続するか、もしくはタンクなどに貯留された原水中や処理水中に直接浸漬して行うことができる。

前記光電センサは、発光ダイオードなどの投光体およびフォトダイオード，フォトトランジスタなどの受光体を有し、この受光体への入射光の変化に対応してオン信号やオフ信号などの電気信号を出力可能なものである。また、前記光電センサには、検出位置への投受光を光ファイバを介して伝達する方式の光ファイバセンサを使用すると、気体の検出位置を前記容器に対して種々設定できるため好適である。

ところで、前記光ファイバセンサは、ガラス製や樹脂製などの透明パイプの外側に、投受光用の光ファイバが接続された検出器を固定する方式のものが知られている。この方式は、水がない場合、発射光は透明パイプの内周面で反射して受光体へ戻るが、水がある場合、発射光の大半が水中へ拡散して受光体へ戻らないという屈折率の差を利用して気体と水とを識別するものである。

この種のセンサを用いる場合、まず前記容器を円筒状に形成するとともに、この容器の全部，あるいは前記検出器が固定される部分を透明または半透明の材質で形成しておく。ついで、減圧により生成された気体が前記容器内を流れる試料水に随伴して順次排出されるように、前記流出口を前記流入口よりも上方へ位置させて設ける。そして、この容器の外側に前記検出器を固定する。すなわち、前記検出器の位置を通過する気体を検出するように構成する。

また、前記光ファイバセンサは、投受光用の光ファイバをフッ素樹脂などの透明または半透明の材質で被覆した検出棒を液体の貯留タンク内に配置する方式のものが知られている。この方式は、水がない場合、発射光は前記検出棒の先端内部で反射して受光体へ戻るが、水がある場合、発射光の大半が水中へ拡散して受光体へ戻らないという屈折率の差を利用して気体と水とを識別するものである。

この種のセンサを用いる場合、前記容器内の所定容積を確保する位置に前記検出棒の先端を固定する。そして、減圧により生成された気体が前記容器内の上部に貯留されるとともに、試料水の液相が排出されるように、前記流入口と前記流出口とを前記容器の下方へ位置させて設ける。すなわち、前記検出棒の先端位置で規定された所定容積の気体を検出するように構成する。

この発明の溶存気体濃度測定装置は、前記減圧手段の到達圧力および試料水の温度を検出するための検出手段とをさらに備えている。

前記検出手段としては、たとえば温度センサが適用可能である。前記減圧手段に水封式真空ポンプを用いる場合、到達圧力は封水の温度と相関があるため、封水の温度変化を温度センサで検出すると、到達圧力の変化が求められる。また、同時に試料水を封水と熱交換させる構成とした場合、封水の温度変化を温度センサで検出すると、試料水の温度変化が求められる。すなわち、前記減圧手段の到達圧力および試料水の温度を一つの検出手段で検出することができる。

さらに、前記検出手段は、前記減圧手段の到達圧力を検出する第一検出手段と、試料水の温度を検出する第二検出手段とを含む構成も可能である。

前記第一検出手段には、種々の負圧用圧力センサ，真空センサを使用することができる。これらのセンサを前記減圧ラインまたはこの減圧ラインに設けられた前記バッファ部に取り付けておくと、到達圧力の変化を検出できる。また、前記減圧手段に水封式真空ポンプを用いる場合、前記第一検出手段に温度センサを使用し、封水の温度を検出して到達圧力の変化を求めることもできる。

前記第二検出手段には、熱電対や測温抵抗体などを利用した種々の温度センサを使用することができる。この第二検出手段は、試料水の温度を検出するため、たとえば前記容器などに取り付けられる。

前記光電センサと前記検出手段は、判定手段と電気的に接続されており、それぞれの信号がこの判定手段に入力されるようになっている。この判定手段は、溶存気体濃度を判定するためのプログラムや各種データなどが記憶されたメモリおよび演算回路などから構成されている。

以下、この発明の溶存気体濃度測定装置の作用について説明する。まず、円筒状に形成された容器の外側に光ファイバセンサ（光電センサの一形態）の検出器を固定した構成の場合について説明する。この構成では、すでに説明したように、前記容器の全部，あるいは前記光ファイバセンサの検出器が固定される部分が透明または半透明の材質で形成されており、試料水の流出口が流入口よりも上方へ位置させて設けられている。

前記減圧手段を作動させると、前記容器内は負圧となり、試料水が前記オリフィスを経て前記容器内へ吸引され、前記流出口へ向かって流れる。試料水は、前記オリフィスを通過後、前記減圧手段の到達圧力と同じか、もしくは同程度にまで減圧されるため、このオリフィスの二次側で気体の溶存量に応じた量の気体が生成する。生成した気体は水中で気泡状態を呈し、液相と気液二相流を形成して前記容器内を流れる。この減圧過程において、前記減圧手段の到達圧力および試料水の温度は、前記検出手段により検出される。

前記容器内を流れる気液二相流の気泡状態を呈した気体と液相とは、前記検出器の位置において、前記光電センサで識別される。この光電センサからは、気泡の通過に対応する信号（たとえば、オン信号）と、液相の通過に対応する信号（たとえば、オフ信号）とが出力される。この気泡と液相を正確に識別するため、気液二相流は前記容器内で試料水の流れ方向の断面が気泡で満たされるような流れ，すなわちスラグ流であることが好ましい。スラグ流を形成させるためには、気泡の流速と液相の流速を制御することが必要であり、予め前記オリフィスの口径と、前記容器の試料水の流れ方向の断面積とを所定範囲に設定しておく。また、試料水が沸騰することを防止するため、前記減圧手段の到達圧力を試
料水の飽和蒸気圧よりも高く調節することが好ましい。

前記光電センサから出力された信号は、前記判定手段へ送られ、所定の計測時間の間、気泡の通過に対応する信号の入力時間が積算される。ついで、前記判定手段では、この積算された時間と計測時間との比率から気体生成率が求められる。この一連の処理において、溶存気体濃度が低い試料水を測定対象とする場合には、計測時間を長く設定すると、気体生成率が精度よく求められる。

また、前記判定手段には、予め所定の溶存気体濃度における気体生成率が、前記減圧手段の到達圧力の変化に対するデータと、試料水の温度変化に対するデータとともに記憶されている。試料水の溶存気体濃度は、求められた気体生成率と、前記減圧手段の到達圧力と、試料水の温度とに基づいて判定される。因みに、試料水の溶存気体が空気の場合には、判定された溶存気体濃度に対して空気中の酸素の存在比率を乗ずると、溶存酸素濃度を求めることができる。

つぎに、容器の下方位置に試料水の流入口と流出口とを設け、この容器内の所定容積を確保する位置に光ファイバセンサ（光電センサの一形態）の検出棒の先端を固定した構成の場合について説明する。

まず、予め前記容器内を水で満たしておき、ついで前記減圧手段を作動させる。すると、前記減圧ラインが負圧となり、試料水が前記オリフィスを経て前記容器内へ吸引され、前記流出口へ向かって流れる。試料水は、前記オリフィスを通過後、前記減圧手段の到達圧力と同じか、もしくは同程度にまで減圧されるため、このオリフィスの二次側で気体の溶存量に応じた量の気体が生成する。生成した気体は水中で気泡状態を呈し、浮力により前記容器内を上昇し、この容器内の上部に貯留される。この減圧過程において、前記減圧手段の到達圧力および試料水の温度は、前記検出手段により検出される。

前記容器内における気体の貯留状態は、前記検出棒の先端において、前記光電センサで識別される。この光電センサからは、気体の所定容積が貯留されていない状態に対応する信号（たとえば、オフ信号）と、気体の所定容積が貯留された状態に対応する信号（たとえば、オン信号）とが出力される。

前記光電センサから出力された信号は、前記判定手段へ送られる。この判定手段では、減圧開始時から気体の所定容積が貯留された状態に対応する信号が入力されるまでの時間が積算されている。ついで、前記容器内の所定容積とこの積算時間との比率から気体の生成速度が求められ、この気体の生成速度と試料水の前記容器内への流入速度との比率から気体生成率が求められる。試料水の前記容器内への流入速度は、たとえば前記オリフィスの一次側に設けた流量計で計測される。この一連の処理において、溶存気体濃度が低い試料水を測定対象とする場合には、前記検出棒の先端位置で規定された前記容器内の所定容積を小さく設定すると、気体生成率が求められるまでの時間を短縮できる。

また、前記判定手段には、予め所定の溶存気体濃度における気体生成率が、前記減圧手段の到達圧力の変化に対するデータと、試料水の温度変化に対するデータとともに記憶されている。試料水の溶存気体濃度は、求められた気体生成率と、前記減圧手段の到達圧力と、試料水の温度とに基づいて判定される。因みに、試料水の溶存気体が空気の場合には、判定された溶存気体濃度に対して空気中の酸素の存在比率を乗ずると、溶存酸素濃度を求めることができる。

以上説明したように、この実施の形態では、試料水の採取から溶存気体濃度の判定値を得るまでの測定操作を簡単に行える構成であるため、自動的，かつ連続的な測定を実現
することができる。とくに、気体の検出に光電センサを使用しているため、試料水がより純水に近い場合でも気体の検出に支障がなく、試料水の適用範囲を拡大することができる。また、溶存酸素濃度は、光電センサからの信号，試料水を減圧した圧力および試料水の温度とに基づいて判定されるため、測定結果の信頼性を向上することができる。

以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。まず、第一実施例について、図１を参照しながら説明する。この第一実施例は、脱酸素装置における処理水の溶存酸素濃度測定に適用した例である。

図１において、脱酸素装置１は、多孔質中空糸膜がハウジング内に収容された脱気膜モジュール２と、減圧手段３と、封水タンク４と、熱交換器５とを主に備えている。ここで、前記減圧手段３は、水封式真空ポンプである。

前記脱気膜モジュール２の一次側は、原水ライン６と接続されており、二次側は、処理水ライン７と接続されている。この処理水ライン７には、前記熱交換器５が設けられている。また、前記脱気膜モジュール２の脱気側は、前記減圧手段３の吸気側と真空ライン８で接続されている。

前記封水タンク４は、前記減圧手段３の給水側と封水ライン９で接続されている。この封水ライン９は、前記熱交換器５を通り，かつ封水流量調節オリフィス１０が設けられている。また、この封水タンク４は、前記減圧手段３の排気側と排気ライン１１で接続されている。さらに、この封水タンク４は、前記原水ライン６と補水ライン１２で接続されているとともに、オーバーフローライン１４が接続されている。前記補給水ライン１２には、補水流量調節オリフィス１３が設けられている。

ここで、前記脱酸素装置１の作用について説明する。水道水，地下水，工業用水あるいは純水などの原水を前記原水ライン６を通じて前記脱気膜モジュール２へ供給した状態で、前記減圧手段３を作動させる。すると、前記真空ライン８が真空となり、原水中の溶存酸素は、多孔質中空糸膜を介して前記真空ライン８側へ脱気され、順次前記排気ライン１１から排出される。脱気された処理水は、前記処理水ライン７を流れ、処理水タンク（図示省略）などへ送られる。

前記減圧手段３の封水は、原水の一部などが使用される。前記原水ライン６から分岐されて採取された原水は、前記補水流量調節オリフィス１３で流量調節されながら前記補水ライン１２を流れ、前記封水タンク４に封水として貯留される。前記減圧手段３の作動中は、前記封水タンク４に貯留された封水が、前記封水流量調節オリフィス１０で流量調節されながら前記封水ライン９を流れ、前記減圧手段３へ引き込まれる。そして、この減圧手段３で封水は、前記真空ライン８から持ち込まれた水とともに前記排気ライン１１から排出され、前記封水タンク４へ還流する。

前記封水ライン９を流れる封水は、前記熱交換器５において処理水と熱交換される。これは前記減圧手段３において、封水が温度上昇して飽和蒸気圧が高くなり、排気速度の減少とともに到達圧力が低下することを抑制するためである。また、前記封水タンク４では、新たに補給される原水および前記真空ライン８から持ち込まれる水の量に応じた封水が前記オーバーフローライン１４から系外へ廃棄されるようになっている。

つぎに、溶存気体濃度測定装置２０について説明する。この溶存気体濃度測定装置２０は、容器２１と、光電センサ２２と、検出手段２３とを主に備えている。ここで、前記検出手段２３は、温度センサである。

前記容器２１は、透明な材質で形成された円筒形状であり、軸方向がほぼ垂直になるように配置されている。前記容器２１の下端側には試料水流量調節オリフィス２４が接続されている。そして、この試料水流量調節オリフィス２４は、前記処理水ライン７と採取ライン２５で接続されている。この採取ライン２５は、前記封水タンク４内を通っている。一方、前記容器２１の上端側は、前記真空ライン８と減圧ライン２６で接続されている。すなわち、前記容器２１内は、前記減圧手段３で減圧可能に構成されている。また、前記減圧ライン２６には、降水管２７が設けられている。

前記光電センサ２２は、投光体２８と受光体２９とを備えている。前記投光体２８には、投光用光ファイバ３０の一端が接続され、前記受光体２９には、受光用光ファイバ３１の一端が連絡されている。前記両光ファイバ３０，３１のそれぞれの他端は、前記容器２１の外側に配置された検出器３２にそれぞれ接続されている。

前記検出手段２３は、前記封水タンク４に設けられ、貯留された封水の温度を検出できるようになっている。そして、前記光電センサ２２および前記検出手段２３は、判定手段３３と信号線で接続されている。

ここで、前記第一実施例の構成における溶存気体濃度測定の作用について説明する。原水を脱気するために前記減圧手段３を作動させると、前記容器２１内および前記減圧ライン２６が負圧になる。すると、前記処理水ライン７を流れる処理水の一部が試料水として採取され、前記採取ライン２５，前記容器２１内および前記減圧ライン２６を流通するようになる。同時に試料水は、前記試料水流量調節オリフィス２４の二次側で、前記減圧手段３の到達圧力と同じか、もしくは同程度にまで減圧され、溶存気体の溶解度が低下して気泡状態を呈し、気液二相流となる。

試料水の減圧過程では、試料水が前記減圧手段３の吸気側へ吸引されるが、前記降水管２７をバッファとして作用させ、前記減圧手段３の到達圧力を安定させている。また、前記採取ライン２５を流れる試料水は、前記封水タンク４内を通過するときに、封水と同じか、もしくは同程度の温度にまで熱交換される。

また、試料水の減圧過程では、前記光電センサ２２の前記投光体２８から発射された光は、前記投光用光ファイバ３０を通して前記検出器３２へ導かれ、前記容器２１内を流れる試料水へ発射される。前記検出器３２の位置を気泡が通過すると、発射された光は前記容器２１の内周面で反射し、前記検出器３２へ入射される。この入射された光は、前記受光用光ファイバ３１を通して前記受光体２９で検出される。そして、前記光電センサ２２は、前記受光体２９で光を検出すると、オン信号を前記判定手段３３へ出力する。一方、前記検出器３２の位置を液相が通過すると、発射された光は前記容器２１内の水中へ拡散し、前記検出器３２へ入射されない。そして、前記光電センサ２２は、前記受光体２９で光を検出しないときは、オフ信号を前記判定手段３３へ出力する。

さらに、試料水の減圧過程では、封水の温度が前記検出手段２３で検出され、その検出値が前記判定手段３３へ出力される。前述したように、試料水は封水と同じか、もしくは同程度の温度にまで熱交換させているため、前記判定手段３３は、封水の温度を試料水の温度と見なして処理する。また、前記減圧手段３の到達圧力は、封水の温度と相関があるため、前記判定手段３３は、予め記憶されているデータに基づいて封水の温度から到達圧力を求めるように処理する。

前記判定手段３３では、前記光電センサ２２からのオン信号が入力されている状態が所定の計測時間（たとえば、１０秒〜１時間程度）積算される。そして、計測時間とオン信
号の入力状態の積算時間との比率から気体生成率が求められる。また、前記判定手段３３には、予め所定の溶存酸素濃度における気体生成率が、試料水の温度変化に対するデータと、前記減圧手段３の到達圧力変化に対するデータとともに記憶されている。試料水の溶存酸素濃度は、これらのデータを参照して、気体生成率と、前述の封水の温度から得られた試料水の温度と、前述の封水の温度から求められた到達圧力とに基づいて判定される。判定された溶存酸素濃度は、前記脱酸素装置１の制御機器（図示省略）へ送られ、警報を判定するための情報などに利用される。

つぎに、第二実施例について図２を参照しながら説明する。この第二実施例は、第一実施例と同じく、脱酸素装置における処理水の溶存酸素濃度測定に適用した例である。第一実施例と同じ構成部材については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

さて、第二実施例における溶存気体濃度測定装置２０は、容器２１と、光電センサ２２と、第一検出手段４０と、第二検出手段４１とを主に備えている。ここで、前記第一検出手段４０は真空センサであり、前記第二検出手段４１は温度センサである。

前記容器２１の底部には、試料水流量調節オリフィス２４が接続されており、この試料水流量調節オリフィス２４は、処理水ライン７と採取ライン２５で接続されている。また、前記容器２１の底部は、真空ライン８と減圧ライン２６で接続されている。すなわち、前記容器２１内は、減圧手段３を用いて減圧可能に構成されている。さらに、前記容器２１の上部は、前記真空ライン８と排水ライン４２で接続されており、この排水ライン４２には、排水バルブ４３が設けられている。

前記光電センサ２２において、投光体２８には、投光用光ファイバ３０の一端が接続され、受光体２９には、受光用光ファイバ３１の一端が接続されている。前記両光ファイバ３０，３１のそれぞれの他端は、フッ素樹脂で被覆された検出棒４４を形成しており、この検出棒４４が前記容器２１内へ挿入されている。ここで、前記検出棒４４の先端は、前記容器２１内の所定容積を確保する位置に固定されている。

また、前記減圧ライン２６には前記第一検出手段４０が設けられ、前記容器２１には第二検出手段４１が設けられている。さらに、前記採取ライン２５には、流量検出手段４５が設けられている。そして、前記光電センサ２２，前記第一検出手段４０，前記第二検出手段４１および前記流量検出手段４５は、判定手段３３と信号線で接続されている。

ここで、前記第二実施例の構成における溶存気体濃度測定の作用について説明する。まず、前記減圧手段３が作動していないタイミングで前記排水バルブ４３を開く。すると、水圧により、前記処理水ライン７に残留している処理水が前記採取ライン２５を通って前記容器２１内へ流入する。前記容器２１内に気泡が残留している場合、気泡は排水ライン４２から排出される。そして、前記容器２１内が満水となる所定時間後に前記排水バルブ４３を閉じる。

つぎに、原水を脱気するために前記減圧手段３を作動させると、前記容器２１内および前記減圧ライン２６が負圧になる。すると、前記処理水ライン７を流れる処理水の一部が試料水として採取され、前記採取ライン２５，前記容器２１内および前記減圧ライン２６を流通するようになる。同時に試料水は、前記試料水流量調節オリフィス２４の二次側で、前記減圧手段３の到達圧力と同じか、もしくは同程度にまで減圧されるため、溶存気体の溶解度が低下して気泡が発生する。発生した気泡は、浮力により容器２１内の上部に貯留されるので、時間とともに前記容器２１内の水面は下降する。

試料水の減圧過程では、前記光電センサ２２の前記投光体２８から発射された光は、前
記投光用光ファイバ３０を通して前記検出棒４４へ導かれ、前記容器２１内へ発射される。前記検出棒４４の先端が水中にある場合、発射された光は水中へ拡散し、前記受光体２９では光が検出されない。この状態では、前記光電センサ２２は、オフ信号を前記判定手段３３へ出力する。一方、前記容器２１内に所定量の気体が貯留し、水面が前記検出棒４４の先端よりも下降している場合、発射された光は前記検出棒４４の先端の内側で反射し、この反射した光が前記受光用光ファイバ３１を通して前記受光体２９で検出される。この状態では、前記光電センサ２２は、オン信号を前記判定手段３３へ出力する。

また、試料水の減圧過程では、前記減圧手段３の到達圧力と、試料水の温度と、前記容器２１内への時間当たりの試料水の流入量とが、それぞれ前記第一検出手段４０と、前記第二検出手段４１と、前記流量検出手段４５とで検出され、それぞれの検出値が前記判定手段３３へ出力される。

前記判定手段３３では、減圧開始時から前記光電センサ２２からのオン信号が入力されるまでの時間，すなわち所定容量の気体が貯留されるまでの時間が計時されている。そして、予め前記判定手段３３に記憶されている気体貯留部の容量の値とこの計時された時間とから、時間あたりの気体の生成量が計算される。ついで、前記容器２１への時間当たりの試料水の流入量と、時間当たりの気体の生成量との比率から気体生成率が求められる。また、前記判定手段３３には、予め所定の溶存酸素濃度における気体生成率が、試料水の温度変化に対するデータと、前記減圧手段３の到達圧力変化に対するデータとともに記憶されている。試料水の溶存酸素濃度は、これらのデータを参照して、気体生成率と、試料水の温度と、到達圧力とに基づいて判定される。判定された溶存酸素濃度は、前記脱酸素装置１の制御機器（図示省略）へ送られ、警報を判定するための情報などに利用される。

この発明の第一実施例の説明図である。 この発明の第二実施例の説明図である。

符号の説明

３ 減圧手段
２１ 容器
２２ 光電デンサ
２３ 検出手段
３３ 判定手段
４０ 第一検出手段
４１ 第二検出手段
４５ 流量検出手段

Claims (3)

1. 試料水を採取する容器２１と、この容器２１内の試料水を減圧する減圧手段３と、この減圧手段３の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサ２２と、試料水の温度を検出する検出手段２３とからなり、前記光電センサ２２および前記検出手段２３とをそれぞれ信号線を介して判定手段３３と接続し、この判定手段３３が、前記検出手段２３の試料水の温度検出値に基づいて、前記減圧手段３の到達圧力を求めるとともに、前記光電センサ２２からの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段３３が、前記気体生成率と、試料水の前記温度検出値と、前記到達圧力とに基づいて、試料水の溶存気体濃度を判定することを特徴とする溶存気体濃度測定装置。
2. 試料水を採取する容器２１と、この容器２１内の試料水を減圧する減圧手段３と、この減圧手段３の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサ２２と、前記減圧手段３の到達圧力を検出する第一検出手段４０と、試料水の温度を検出する第二検出手段４１とからなり、前記光電センサ２２，前記第一検出手段４０および前記第二検出手段４１とをそれぞれ信号線を介して判定手段３３と接続し、この判定手段３３が、前記光電センサ２２からの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段３３が、前記光電センサ２２からの信号に基づいて求められた気体生成率と、前記第一検出手段４０からの信号に基づく前記減圧手段３の到達圧力と、前記第二検出手段４１からの信号に基づく試料水の温度検出値とに基づいて、試料水の溶存気体濃度を判定することを特徴とする溶存気体濃度測定装置。
3. 試料水を採取する容器２１と、この容器２１内の試料水を減圧する減圧手段３と、この減圧手段３の減圧により生成した気体とそれ以外の液相とを光の変化として検出し、所定の計測時間内の検出状態を信号として出力する光電センサ２２と、前記減圧手段３の到達圧力を検出する第一検出手段４０と、試料水の温度を検出する第二検出手段４１と、試料水の前記容器２１内への時間当たりの流入量を検出する流量検出手段４５とからなり、前記光電センサ２２，前記第一検出手段４０，前記第二検出手段４１および前記流量検出手段４５をそれぞれ信号線を介して判定手段３３と接続し、この判定手段３３が、前記光電
   センサ２２からの信号および前記流量検出手段４５からの信号に基づいて、気体生成率を求め、さらに前記判定手段３３が、前記光電センサ２２からの信号および前記流量検出手段４５からの信号に基づいて求められた気体生成率と、前記第一検出手段４０からの信号に基づく前記減圧手段３の到達圧力と、前記第二検出手段４１からの信号に基づく試料水の温度検出値とに基づいて、試料水の溶存気体濃度を判定することを特徴とする溶存気体濃度測定装置。

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