JPS6131951A - 異常判断機能付濃度計 - 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、自動校正機能を有した濃度計の改良に関し、
詳しくは異常値への自動校正を防止するため異常判断機
能を付加してなる濃度計に関する。

〈従来技術〉 この種の濃度計として例えば自動校正機能付ｐＨ針は、
基準値校正、感度校正を手動にかえてそのまま自動化し
た電子サーボ機構のものや、２つの校正液と設定値とか
ら２点座標を求め、それらを通る関数を記憶するように
したものがある。

しかるに、これらのｐＨ計では、ボリュームを用いたり
、関数の係数に上下限を設定する等して自動校正できる
必要十分な範囲を設け、その範囲を越える場合に校正不
能とするようにしたにすぎないため、電極の劣化、変質
、汚れ等自動校正可能な範囲内にある異常に対しては強
制的に自動校正してしまい、その結果、知らない間に試
料測定精度が劣化してしまっているといった不都合を生
じるものである。

〈発明の目的〉 本発明はこのような点にあって、要求される測定精度の
面から異常値への校正であるかどうかをみるようにして
、上述した従来装置の不都合の解消を図ったものである
。

〈発明の構成〉 上記目的を達成するため、本発明に係る異常判断機能付
濃度計は、試料及び校正用物質の濃度に応じた電気信号
を発する検出器と、校正用物質の検出信号によって自動
校正し、試料の検出信号によって濃度を求める演算を行
なう演算部と、前回の校正時における測定値を記憶する
記憶部と、前回と今回の校正時における測定値とを比較
する比較部と、要求される測定精度に応じた管理値を設
定した管理設定部とを有し、周期的に行なわれる校正時
点で、前回の校正時における測定値と今回の測定値とを
比較し、比較結果が管理値を越えた場合、異常と判断す
るよう構成されたことを要旨としている。

〈実施例〉 第１図は本発明の基本的な構成を示し、（１）は試料及
び校正用物質の濃度に応じた電気信号を発する検出器で
ある。ｐＨ計の場合には、検出器としてｐＨ測定用電極
と温度検出器とを用いる。また、その場合校正用物質は
２つの校正液を使用する。

（２）は演算部で、校正用物質の検出信号（ａ）によっ
て自動校正し、試料の検出信号（ｂ）によって濃度を求
める演算を行なう。この演算部（２）で求められた試料
濃度は表示部（３）を通じて表示される。（４）は記憶
部で、前回の校正時における測定値を記憶する。

（５）は比較部で、前回と今回の校正時における測定値
を比較する。（６）は管理設定部で、前回の校正時と今
回の校正時との測定値の差として、測定精度の上から要
求される限界値が設定されている。（７）は判定部で、
比較部（５）の比較出力が管理設定部（６）の管理値よ
り大きいかどうかを監視し、大きい場合には異常である
旨の判定出力を発す。この判定出力は、警報器を作動さ
せるために利用されたり、或いは他の制御機に加えて今
回の自動校正を中止させるため等に利用される。

この構成によれば、校正時に異常の判断が行なえるので
、計器の信頼性が向上する等の利点がある。尚、上記構
成中、演算部（２）、記憶部（４）、比較部（６）、管
理設定部（６）、判定部（７）は一台のマイクロコンピ
ュータによって代用できることは勿論である。

次に第２図は、本発明の具体例で、電気メツキ液のｐＨ
を測定するよう構成された測定計器を示し、Ｑρはメッ
キ槽、（６）はメッキ槽Ｑ１とは別個に設けた電極チャ
ンバである。メッキ槽Ｑη内の試料（メッキ液）は、メ
ッキ液導入弁（６）が開状態のときサンプリングポンプ
（１４）ｔこよって電極チャンバ（２）に導入され、測
定に供される。一方、測定を終えた試料はもどり管（ハ
）を通じてメッキ槽Ｑｌ）に戻される。叫は洗浄液タン
ク、（ロ）は第１校正液タンク、（至）は第２校正液タ
ンクで、各タンク内の液は各タンクの配管中に設けられ
た導入弁ａ１．（ホ）、（２）を關き、導入ポンプ（イ
）を作動することにより電極チャンバ（至）内に導入す
ることができる。（２）は圧力空気導入弁で、前記缶液
を電極チャンバ（イ）内に導入する際、この弁も一定時
間開いて圧力空気によるバブリングを行なうようにして
いる。（財）は排出弁、（２）は電極チャンバ亜内に設
けたｐＨ測定用電極、（ホ）は温度検出器である。ｐＨ
測定用電極自体が温度検出器を内装している場合にはそ
れを用いればよく、別個に温度検出器を設ける必要はな
い。に）はｐＨ測定用電極−内の比較電極に導入するＫ
Ｃｌを貯めたタンク、に）はメッキ槽０１）内の試料の
温度を検出するセンサー、翰はこのセンサー（ホ）から
の温度信号及び前記ｐＨ測定用電極（ハ）と温度検出器
（ホ）からの検出信号の３者から演算によってメッキ槽
（４１）内の試料のｐＨを算出する演算部である。尚メ
ッキ槽α）が一定温度に管理されている場合には温度セ
ンサー−は不要である。その場合は、一定温度を示す信
号を抵抗器等によって作り出し演算部翰に入力するよう
にすればよい。（７）は上記各弁、ポンプを一定の順序
にしｔこがって作動させ、自動洗浄、校正液の導入、サ
ンプリング動作を遂行するプログラムコントローラであ
る。

次に、プログラムコントローラ頓によって遂行される自
動洗浄、校正液の導入、サンプリングの各動作及び演算
部での処理を説明する。

■　自動洗浄、校正液の導入 ｌ）排出弁（財）を開き、電極チャンバ（６）内の液を
排出した後、導入弁α９を開き、導入ポンプ（財）を作
動させる。これにより、洗浄液が電極チャンバ（２）内
に導入される。このとき同時に圧力空気導入弁員も開き
、電極チャンバ（２）内で洗浄液をバブリングさせ洗浄
効果を高める。

１１）洗浄を完了すれば、排出弁（財）を開き、洗浄液
を排出し、次に導入弁四を開く、これによって第１校正
液が電極チャンバ（２）内に導入される。この場合も圧
力空気導入弁（２）を開き、第１の校正液をバブリング
させる。前液の影響を除去するのに十分な時間バブリン
グした後、排出弁（財）を開き、排出する。排出完了後
、再び導入弁（ホ）を開き、第１校正液を電極チャンバ
（６）内に導入する。そして、このときの電極チャンバ
内の液温度ＴＡと、電極電位ＥＡとを検出し、その検出
信号ＴＡ、ＥＡを演算部に入力する。

ｎｌ）検出を終わると、排出弁■を囲き、第１校正液を
排出した後、導入弁（２）を開き、第２校正液を電極チ
ャンバ（６）内に導入する。この場合も、１１）の第１
校正液の場合と同様、２回導入する。１回目は前液の影
響除去のため、２回目は温度ＴＢと電極電位ＥＢの検出
のためである。２回目の導入によって検出された検出信
号ＴＢ、ＥＢは演算部（２）に入力される。

■　サンプリング動作 上記動作を終わると、排出弁■を開き、第２の校正液を
排出した後、サンプリングポンプα４が作動し、メッキ
液導入弁（至）が開いて、試料が電極チャンバ（２）内
に採取される。このときの電極電位ＥＸ、電極チャンバ
内の液温度Ｔｘが検出され、メッキ槽αη内の温度Ｔ、
を示す温度信号と共に演算部に入力される。

■　演算部での処理 上記各検出信号及び温度信号Ｔ、が入力されると、演算
部は次の如き処理を行なう。

１）校正液のｐＨ値算出 第１、第２校正液の温度検出値ＴＡ、ＴＢから校正液の
ｐＨ値を次式に基づいて＆＆Ｓ。

ｐＨ＝　ａ／Ｔ　＋　ｂ　＋　ｃＴ　＋　ｄＴ”　　　
　　　＝［）但し、Ｔは校正液の絶対温度である。上式
中ａ。

−ｂ、ｃ及びｄは液固有の定数で、−例としてしゆう酸
塩とフタル酸塩についてのａ、ｂ、ｃ及びｄの値を次表
に示す。

１１）電極感度Ａと不斉電位Ｂの算出 次式に基づいて電極感度Ａを算出する。

又、次式に基づいて不斉電位Ｂを算出する。

ここに、ｐＨＡは第１校正液ＯｐＨ値、ｐＨＢは第２校
正液のｐＨ値で夫々第（１）式に従って求められる。

αはガラス電極の温度補正係数（１／２７８．１５）で
ある。これらＡ、Ｂを算出することによって自動校正が
完了する。

Ｉ）電極チャンバ内のｐＨ値の算出 電極チャンバ内のｐＨ値（ｐＨｘ）は次式によって求め
られる。

但し、Ｅｘ：電極チャンバ内試料の電極電位Ｔｘ：電極
チャンバ内試料の温度（０Ｋ）１■）メッキ槽内試料Ｏ
ｐＨ値の算出 上記１）〜ＩＩ）によってｐＨＸが求まると、メッキ槽
内温度Ｔｔを示す温度信号と共に次式に従って演算する
ことによりメッキ槽内試料のｐＨ値を求めることができ
る。

ｐ）（ｔ＝ｐＨｘ−ｋ（’ｒｔ　’ｒｘ）　　　　　　
・・・（５）但し、ｋはメッキ液の温度補正係数である
。このｋはメッキ液の種類によって異なる。ｋの値はメ
ッキ液の分析により求めることができる。例えばＺｎ−
Ｆｅ系メッキ液の場合、ｋは ｋ　＝　０．０１３−０．０７ＷＦｅ８＋　　　　　　
−（ｅ）で与えられる。但し、ＷＦｅａ＋はメッキ液の
Ｆｅ８＋濃度（Ｗ／Ｖ　５％　）である。上記（６）式
のようにｋの値がイオン濃度によって変化する場合には
、（６）式を演算部に記憶させておくと共に、測定の都
度イオン濃度を入力してｋを演算によって求めるように
しておけば、メッキ液のｋが刻々変化してもそれに対応
してＩ）Ｈｔを誤差なく求めることができ、便利である
。

上記の如くして求められたｐＨｔは伝送出力として演算
部（２）から出力され、図外表示部にて表示される。尚
、校正中において、第１校正液から第２校正液に切替え
た際、電極電位がＥＡからＥＢに変化するが、その全変
化量の９０％に達する時間を計測したり、或いは単位時
間当りの電位変化量を計測して［ｒｉの応答速度を算出
するようにすれば、電極の寿命の客観的な判断に供する
ことができる。

次に、第３図は、演算部（２）の出力信号を用いて測定
計器の異常判断を行なう回路で、記憶部６１）と比較部
■と管理設定部（至）と判定部−とから構成される。記
憶部（ロ）は、前回の校正時における測定値を記憶して
いる。比較部（２）は、記憶部（ロ）から出力される前
回の校正時の測定値と、演算部翰から出力される今回の
校正時の測定値を比較する。通常、この比較値はある小
さな範囲内の値である筈であるが、前回の校正と今回の
校正との間に例えばガラス電極の応答膜の破れ、汚れ、
変質、比較電極の汚れ、内極の化学変化等の異常が生じ
ると、前記範囲を越える大きな値となる。管理設定部（
至）は、前記比較値として許容できる最大の値が設定し
である。この値は計器として要求される測定精度から決
定される。判定部■は、比較値が管理職設定部−の設定
値を越えているかどうかをみ、越えている場合、異常信
号を発する。このようにして異常動作の検出を行なうこ
とにより、校正と校正との間の測定時における計器精度
を管理することができると共に、要求される測定精度の
範囲で出来るだけ校正周期を長くすることができるし、
またそれに伴なって高価な校正液の有効利用が図れると
いった利点がある。

尚、本発明では、前回の校正時と今回の校正時とにおけ
る測定値の差をみ、それが管理値を越えた場合、異常と
判断するものであるが、各校正時における校正量の大き
さからも異常の判断を行なうことができる。

第４図に示す回路は、そのうちの後者を採用すると共に
、異常の判断にとどまらず、校正量の大きさに応じて校
正周期を長短制御するようにしたもので、第１比較部（
至）と、管理精度設定部（７）と第２比較部（ロ）と、
周期決定部に）とから構成されている。第１比較部（至
）は、校正前と後とにおける校正液の測定値の差を求め
る。ここで校正前における校正液の測定値とは、不斉電
位や電極感度の調整をする前に測定した校正液の測定値
をいい、校正後における校正液の測定値とは、そのよう
な調整を行なった後の校正液の測定値をいう。管理精度
設定部に）は、校正前後における校正液測定値の差とし
て測定精度上許容できる限界の値が設定されている。第
２比較部（ロ）は前記比較値と管理精度設定部（７）の
設定値とを比較する。周期決定部（至）は、第２比較部
（ロ）の比較結果から校正周期を決定する。

即ち、第１比較部−の比較値が管理精度設定部（７）の
設定値を越えている場合には、校正周期を短かくシ、逆
に比較値が設定値を越えていない場合には校正周期を長
くする。校正周期を長く或いは短かくする方法としては
、例えば校正周期を単位時間ずつ長く或いは短かくする
という方法によればよい。周期決定部（至）で決定され
た校正周期はプロクラムコントローラ頓に入力され、該
コントローラ員に設定された校正周期を長短制御する。

図中（至）は第１警報器で、第１比較部（至）の比較値
が管理精度設定部に）の設定値を越えた場合に作動する
。

に）は第２警報器で、校正周期が最小周期設定部（４１
）に設定された最小校正周期よりも短かくなると作動す
る。輪は比較器である。

〈発明の効果〉 本発明に係る異常判断機能付濃度計は上述の如く構成し
たので次のような効果がある。

■　周期的に行なう自動校正の間の測定において計器精
度を一定範囲に保ち、安定した測定が可能となる。

■　異常な校正動作を直ちに検出できるので、速やかな
対応が可能となる。

■　校正周期を要求される管理精度の限界まで長くとる
ことができ、高価な校正用物質の有効利用、ランニング
コストの低廉化等が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濃度計の基本的な構成を示すブロック
図、第２図及び第３図は電気メツキ液のｐＨ測定装置に
本発明を適用した例を示す図、第４図は校正周期を調整
する回、路である。 （１）、（ハ）・・・検出器、（７）　ｅ　＠・・・演
算部、（４）、（ロ）・・・記憶部、（５）、に）・・
・比較部、（６）、（至）・・・管理設定部。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料及び校正用物質の濃度に応じた電気信号を発する検
   出器と、校正用物質の検出信号によつて自動校正し、試
   料の検出信号によつて濃度を求める演算を行なう演算部
   と、前回の校正時における測定値を記憶する記憶部と、
   前回と今回の校正時における測定値とを比較する比較部
   と、要求される測定精度に応じた管理値を設定した管理
   設定部とを有し、周期的に行なわれる校正時点で、前回
   の校正時における測定値と今回の測定値とを比較し、比
   較結果が管理値を越えた場合、異常と判断するよう構成
   されたことを特徴とする異常判断機能付濃度計。