JPH01250864A - フロー型分析計 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検液が連続的に検出部に流れるフロー型の分
析計、特にその検液中に含有される気泡を除去する気泡
除去装置に関する。

〔従来の技術］ 検液が検出部中を連続的に流れるフロー型の分析計にお
いては、圧力の変動や温度の変化などによって液中に溶
けていた気体がガス化し、気泡となって検液が流れる配
管内に生じることがある。

これは大きなノイズの要因となる。例えば、検出法に吸
光光度法を用いた場合は、検出部を気泡が通過すること
により光の吸収が大きく変り、また、検出法にクーロメ
トリ−を用いた場合は検出部を気泡が通過することによ
って、電極表面の電気的平衡がくずれ共に大きなノイズ
となる。特に後者のクーロメトリ−に用いる検出部は後
述する第５図に示す構造になっているため、微細な気泡
もセル内で集積され、ついには検出部内で大きな気泡と
なって大きなノイズを発生する。すなわち第５図におい
て、１はクーロメトリ−型の検出部としてのりん酸分析
計の検出部であり、電解セルとして構成されている。電
解セルは隔膜円筒２の内部に球状のグラッシーカーボン
が作用電極３として詰められており、隔膜円筒２の外部
は螺旋状の白金線が対極４として配置されている。また
隔膜円筒２の外部に同心円状に配置されたガラス外筒６
には恨−塩化銀参照電極５が取付けられている。

隔膜円筒２とガラス外ｍ６の間には電解液としてＫＣＬ
溶液が満たされている０作用電極リード７はグラッシー
カーボン円筒９を介して球状のグラッシーカーボンから
なる作用電極３と接続している。

このような構造の検出部を用いて検液を分析する場合に
は作用電極リード７を介して作用電極３に電圧を印加す
る。そして検液、すなわちりん酸をモリブデンを含む電
解液と反応させてなるりんモリブデン錯体［ＰＭｏ（Ｖ
ｌ）　＋２０４６　）　！−を流路８を経て隔膜円筒２
の内部に流がし、作用電極３を参照電極５に対し＋３０
０ｍ’Ｖの定電位になるように保って定電位電解する。

このとき作用電極３と対極４との間に電解還元電流が流
れる。ところで作用電極３におけるりんモリブデン錯体
の還元反応は下記の（１）式による。

［ＰＭｏ（Ｖｌ）＋ｚＯｍｏ）　３−＋２ｅ→（ＰＭＯ
（Ｖ）２ＭＯ（Ｖｌ）１００４１１３（１）式の反応に
よる還元電流は、りん濃度に比例するので、この還元電
流の値によりりん酸濃度を定置することができる。

このような電解セルの構成１作用により検液は球状の作
用電極３が充填した隔膜円筒２内を流れるので、前述の
ように微細な気泡も隔膜円筒２内で集積され、ついには
大きな気泡となって通過するので電解還元ＴＩ流測測定
時きなノイズを発生する。

このため、フロー型の分析計では検液中に含有する気泡
を除去するために検液を検出部に導く配管の途中に気液
トラップを設け、この気液トラップにより検液中に含有
する気泡を検液から分離し、気泡を除去した検液を検出
部に送るようにしている。

第６図はこのような気液トランプを備えた従来のフロー
型分析計としてのりん酸分析計の測定系統図である。図
において１２は気液トラップであり、ガラス管１２ａの
中間部に検ンｌの入口１２ｂを備え、下部に検液の出口
１２ｃを備えている。そして上部は気泡溜め１２ｄを形
成し、入口１２ｂから入ってきた検液中の気泡は浮力で
検液から分離して気泡溜め１２ｄに溜るようにしている
。

つぎに第６図のりん酸分析計の測定系統における検液の
測定工程について説明する。りん酸分析計は検液である
りんモリブデン錯体を検出部である電解セルに導き、前
述のように電気化学的に上記錯体を還元してその還元電
流の大きさによりりんの定量を行うものである。具体的
に測定方法を説明すると、まずりん酸試料２１を定量ポ
ンプ２７を用いて吸引する。定量ポンプ２８は定量ポン
プ２７で吸引した試料２１　と電解液２４の所定量とを
吸引する。電解液２４　は酸性モリブデン酸液であり、
モリブデン酸ナトリウムと硫酸との混合試薬でありｐＨ
１以下に調整されている。りん酸試料と電解液の酸性モ
リブデン酸液とは混合管２９においてよく混合されて検
液となる。このときりん酸とモリブデン酸とが反応して
りんモリブデン錯体（ＰＭ。（Ｖｌ）　＋　ｔｅａ。〕
３−が形成される。混合管２９は、ステンレス管か薄肉
のテフロン管のコイルで形成されている。配管用の恒温
槽３０はこの混合管２９を収納しており、混合管２９の
内部を流れる検液の温度を所定値に制御する。熱媒体と
しては水またはシリコン油が用いられ、マグネチックス
ターラでよく撹拌される。所定の温度に制御されたりん
モリブデン錯体である検液は、気液トランプ１２を通っ
て検出部１に送られる。恒温槽２０　は気液トラップ１
２　と検出部１を収納しており、これらを所定の温度に
制御している。

ところで、気液トラップ１２に送られた検液は気液トラ
ップ１２でその含有する気泡が分離され、気泡は上部の
気泡溜め１２ｄの方に行き、検液のみが検出部Ｉの方へ
送られる。気液トランプ１２で分離したガスは、適当な
間隔でガス抜き７ｈ　Ｇｎ弁１５を開けることにより外
部に排出される。このとき、検出部を通過した後の配管
に０．０１ｋｇ／ｃ＋ａ程度のクランキング圧を持つ背
圧弁１６を取り付けることにより、配管内の圧力が上り
、ガス抜き電磁弁１５の開放時にスムーズなガスの排出
が行える。

上記のように気泡を除去したりんモリブデン錯体である
検液は電解セルである検出部１の隔膜円筒２内に流れ、
ポテンショスタンド１７の操作により前述のように定電
位電解され、作用電極と対極の間に流れる電解還元電流
は電圧変換されて記録計１８に入力されて記録され、り
ん酸′ａ度が測定される。なお検量線の作成は三方弁２
５．２６の切換操作により水２２　とりん酸標準液２３
を用いて行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 」ユ記のようなフロー型の分析計の測定系統において、
検液の温度が変化しない場合は、検液中に含有される気
泡を上記の気液トラ、７ブのみＧこより除去することが
できる。しかしながら検液の温度を検液が流れる配管中
で元の温度より上げて使用する場合、すなわち検出部の
温度を恒温槽の中で一定にする場合に次のような問題が
ある。

恒温槽により温度を一定に安定して制御するため、恒温
槽の温度は周囲温度より最低でも５〜１０°Ｃ高（設定
される。このため検液も検出部に送られる前段、すなわ
ち検出部に検液を導く配管の途中に設けられた恒温槽に
より検出部の恒温槽の温度まで上昇される。このため検
液中に溶は込んでいる空気は温度が上昇することにより
溶解度力＜７１１さくなるためガス化して気泡となる。

ちなみに、空気の水に対する溶解度は、２５°Ｃの時で
０．０１６７ｍ１／ｍＮ、５０°Ｃのときで０．０１１
４ｄ／ＩＩ１．であり、２５°Ｃの検液を５０°Ｃの恒
温槽に収めた検出部で測定した時には１００ｍ１の検液
が通過する際に０．５３Ｉ１１の空気がガス化する。と
ころが、このガス化によって生じる気泡は微細であるた
め気泡の浮力は小さい。そのため気液トラップでは液の
流れに逆らって上昇することができず、液といっしょに
下部の液出口から検出部の方に流出し、検出部でノイズ
として検出されるという問題がある。

本発明の目的は、検出部を恒温槽に収納したフロー型の
分析計で、検液中の気泡を十分除去できる気泡除去機能
を持ったものを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によれば気泡を含有
する検液を気泡を分解する気液トラップに導き、この気
液トラップからの気泡が除去された検液の成分濃度を検
出する検出部を有するフロー型分析計において、前記気
液トラップの前段に検液内の気泡が耐着する粒子を充填
した気泡集積管を設けるものとする・ 〔作用］ 検液中の気泡を検液から分離する気液トラップの前段に
、気泡が耐着する粒子を充填した気泡集積管を設けたこ
とにより、検液の温度上昇により検液中に溶は込んでい
る空気がガス化して生じる微細な気泡は前記粒子に耐着
して捕捉され、連続した検液の流れにより微細な気泡が
集積されて大きな気泡になると、この気泡はその浮力が
大きくなって、粒子間をすり抜け、大きな気泡を含有す
る検液が気液トラップに送られるので、検液中の気泡を
気液トラップで十分に分離、除去できる。

したがってフロー型分析計の検出部に気泡が十分に除去
された検液を送ることができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例による気泡集積管を備えたフロ
ー型分析計としてのクーロメトリ−型のりん酸分析計の
測定系統図である。なお第１図において第５図３第６図
の従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省
略する。本実施例において従来例と異なるのは、気液ト
ラップ１２の前段に気泡集積管３１を設けたことである
。

なお、気泡集積管３１　も恒温槽２６の中に収納される
。

気泡集積管３１　は第２図に示すように円径３〜４閣の
ガラス管３２の中に直径０．５ＩＩＩ１１程度の粒子と
してのガラスピーズ３３が充填され、ガラス管３２の両
端にはガラスピーズ３３が流出しないようにグラスウー
ル３４　を詰めて構成されている。

このような構成により恒温にするため温度上昇された検
液は気泡集積管３１に送られ、ここで温度の上昇により
検液中に溶は込んでいる空気がガス化してなる微細な気
泡はガラスピーズ３３の表面に付着する。この際検液は
連続的に送られるので、気泡集積管３１内でガラスピー
ズ３３に付着した微細気泡は順次集積されて大きな気泡
となる。

そして大きな気泡になってその浮力が増すとガラスピー
ズ３３の間をすり抜け、気液トラップ１２には大きな気
泡を含んだ検液が流入するので気液トラップ１２にて容
易に気泡を分離できる。したがって検出部１には気泡が
十分に除去された検液が流れ、気泡に起因するノイズの
ない検出を行なうことができる。

本実施例では気泡集積管にガラスピーズを使用したが、
この他に検液に化学的に不活性なグランジ−カーボンや
セラミンク等からなる粒子であってもよい。

上記のクーロメトリ−によるフロー型の分析計としての
りん酸分析計において、検液を本発明によるガラスピー
ズを充填した気泡集積管と気液トランプとにより気泡を
除去したものと、従来の気液トランプのみにより気泡を
除去したものとによりりん酸濃度測定を行なって比較を
行なった。試料としては２■／ｌのりん酸を用い、試料
、電解液ともｌｒｄ／ｗｉｎの流速で連続的に流し、恒
温槽２０、３０の温度を５０’Ｃにして還元電流を測定
した。

第３図は本発明による還元電流と時間との関係を示した
グラフであり、第４図は従来法による還元電流と時間と
の関係を示したグラフである。第３図、第４図から本発
明によるものは時間経過に対しノイズの発生が見られず
安定した還元電流値を示しているが、従来法では２０分
に１回程度の割合でノイズが生しているのが理解される
。

〔発明の効果］ 上記の説明から明らかなように、本発明によれば検液中
に含有する気泡を除去する手段として気液トランプの前
段に気泡集積管を設けたことにより、検液が周囲温度よ
り高い恒温の検出部に連続的に送られる場合、周囲温度
で検液中に溶は込んでいた空気が恒温にすることにより
ガス化して生じる微細な気泡を気泡集積管により後段の
気液トラップで分離することのできる大きさの大きな気
泡にすることができ、このため後段の気液トランプで気
泡が分離され、気泡が十分に除去された検液が検出部に
送られるので気泡に起因するノイズがなくなるという効
果がある。また測定系統の配管内に夾雑物が混入した場
合でも気泡集積管がフィルタの役目をするので、検出部
の機能低下を防ぐ効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による気泡集積管を備えたフロ
ー型分析計のクーロメトリ−による測定系統図、第２図
は第１図における気泡集積管と気液トラップの構成図、
第３図は本発明による気泡集積管を用いた場合のりん酸
濃度の測定結果を示すグラフ、第４図は従来の方法によ
るりん酸濃度の測定結果を示すグラフ、第５図はクーロ
メトリ−による検出部の断面図、第６図は従来のフロー
型分析計のクーロメトリ−による測定系統図である。 ｌ・・・検出部、１２・・・気液トラップ、３１・・・
気泡集積管、３３・・・粒子。 １２気ソＬトラヅフ０ 第　１　図 時　開　（分） 第　３　図 吋　間（分） て　５　図 ℃６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）気泡を含有する検液を気泡を分離する気液トラップ
   に導き、この気液トラップからの気泡が除去された検液
   の成分濃度を検出する検出部を有するフロー型分析計に
   おいて、前記気液トラップの前段に検液内の気泡が付着
   する粒子を充填した気泡集積管を設けたことを特徴とす
   るフロー型分析計。