JP5182257B2 - Total organic carbon measuring device - Google Patents
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Description
本発明は主として、純水や超純水と呼ばれる不純物の少ない水の有機性汚染を評価する全有機体炭素(TOC)測定装置に関するものである。分析対象となるサンプルは、製薬用水、半導体製造用行程水、冷却水、ボイラー水、水道水等である。 The present invention mainly relates to a total organic carbon (TOC) measuring apparatus for evaluating organic contamination of water with less impurities called pure water or ultrapure water. Samples to be analyzed are pharmaceutical water, semiconductor manufacturing process water, cooling water, boiler water, tap water, and the like.
全有機体炭素定装置には、高温の炉で有機物を燃焼酸化する燃焼式酸化法と、紫外光を用いた有機物酸化分解部で有機物を酸化する湿式酸化法がある。純水や超純水を測定対象とする高感度測定には後者の湿式酸化法が一般的に用いられる。本発明も後者の湿式酸化法による全有機体炭素定装置を対象にする。 The all-organic carbon constant apparatus includes a combustion type oxidation method in which organic substances are burned and oxidized in a high-temperature furnace, and a wet oxidation method in which organic substances are oxidized in an organic substance oxidative decomposition unit using ultraviolet light. The latter wet oxidation method is generally used for high-sensitivity measurement using pure water or ultrapure water as a measurement target. The present invention is also directed to an all-organic carbon apparatus using the latter wet oxidation method.
湿式酸化法における全有機体炭素の測定方法として、有機物酸化分解部の後段に、二酸化炭素を透過させるガス透過膜を用いた二酸化炭素分離部を設け、サンプル水中の二酸化炭素を脱イオン水からなる測定水に移動させ、測定水の導電率を計測する方法が知られている(特許文献1参照。)。 As a method for measuring total organic carbon in the wet oxidation method, a carbon dioxide separation unit using a gas permeable membrane that allows carbon dioxide to pass through is provided after the organic oxidative decomposition unit, and the carbon dioxide in the sample water is composed of deionized water. A method of measuring the conductivity of measurement water by moving it to measurement water is known (see Patent Document 1).
さらに、マイクロ加工技術を用いて、デバイスを集積化することでサンプルや試薬消費量の低減と配管からの溶出や透過の低減を両立する全有機体炭素測定装置が提案されている(特許文献2、3参照。)。その全有機体炭素測定装置は、供給されたサンプル水中の有機物を紫外線照射により酸化して二酸化炭素に変換する有機物酸化分解部、有機物酸化分解部を経たサンプル水中の二酸化炭素をガス透過膜を介して脱イオン水からなる測定水中に移動させる二酸化炭素分離部、及び二酸化炭素分離部を経由した測定水の導電率を測定して二酸化炭素濃度を求める検出部を備えており、そのうちの少なくとも二酸化炭素分離部ではチップ内に形成された微小な流路をサンプル水が流れる。 Furthermore, there has been proposed a total organic carbon measurement device that integrates devices using microfabrication technology to achieve both reduction in sample and reagent consumption and reduction in elution and permeation from piping (Patent Document 2). 3). The total organic carbon measuring device oxidizes the organic matter in the supplied sample water by ultraviolet irradiation and converts it into carbon dioxide, carbon dioxide in the sample water that has passed through the organic matter oxidative decomposition portion passes through the gas permeable membrane. A carbon dioxide separator that is moved into the measurement water consisting of deionized water, and a detector that determines the carbon dioxide concentration by measuring the conductivity of the measurement water that has passed through the carbon dioxide separator. In the separation unit, the sample water flows through a minute flow path formed in the chip.
ガス透過膜を介してサンプル水中の二酸化炭素を測定水に移動させるためには、サンプル水中の二酸化炭素をガス状態にするためにサンプル水は酸性に保たれる。そのため、通常、サンプル水には炭素成分を含まない無機酸を添加し、サンプル水のpHを例えば2程度の強い酸性に保っている。そのような酸としてはリン酸や硫酸が用いられる。 In order to move the carbon dioxide in the sample water to the measurement water through the gas permeable membrane, the sample water is kept acidic to make the carbon dioxide in the sample water into a gas state. Therefore, usually, an inorganic acid not containing a carbon component is added to the sample water, and the pH of the sample water is kept at a strong acidity of about 2, for example. As such an acid, phosphoric acid or sulfuric acid is used.
またサンプル水に最初から溶け込んでいる無機体炭素(IC)を除去してTOC濃度を測定することも行われている。そのために、有機物酸化分解部に供給するサンプル水に酸を添加し、炭素成分を含まないキャリアガスで抜気することにより無機体炭素成分を除去した後、サンプル水を有機物酸化分解部に供給するようにしている。 In addition, the inorganic carbon (IC) dissolved in the sample water from the beginning is removed to measure the TOC concentration. For this purpose, acid is added to the sample water supplied to the organic oxidative decomposition unit, and the inorganic carbon component is removed by venting with a carrier gas not containing the carbon component, and then the sample water is supplied to the organic oxidative decomposition unit. I am doing so.
このようなTOC測定装置は、ある一定の期間の測定後、長期間、例えば1ヶ月程度にわたって使用しないで保管されることがある。その際、サンプル水を採水する流路や、TOC測定装置でサンプル水が流れる流路がサンプルで濡れた状態になっていると、サンプル水に添加された酸、特にリン酸の場合には流路に残ったリン酸の粘度が高まり、流路が詰まる原因になる。またサンプル水が残っているとサンプル水中の有機成分が腐敗することにより有機物が増殖し、その後に測定を開始したときにTOC測定値の誤差の原因となる。 Such a TOC measuring device may be stored without being used for a long period of time, for example, about one month after measurement for a certain period. At that time, if the flow path for collecting the sample water or the flow path through which the sample water flows in the TOC measuring device is wet with the sample, in the case of acid added to the sample water, especially phosphoric acid, The viscosity of the phosphoric acid remaining in the flow path increases, causing the flow path to become clogged. If sample water remains, organic components in the sample water decay and organic matter grows, causing a TOC measurement error when measurement is started thereafter.
一般に、サンプル水中の微量成分の分析装置では、分析終了後に洗浄水で流路を洗浄することは通常行われている(特許文献4参照)。その場合、流路の洗浄は次のサンプルを測定する際のコンタミネーションを防ぐのが目的であり、洗浄水で洗浄するだけで、乾燥まではしない。それは、コンタミネーションを防ぐためには洗浄だけで十分である上、乾燥をしようとすれば乾燥のためにパージガスを流すための流路が別途必要になるためである。 In general, in an analysis apparatus for trace components in sample water, the flow path is usually washed with washing water after the analysis is completed (see Patent Document 4). In that case, the purpose of washing the flow path is to prevent contamination when the next sample is measured, and it is only washed with washing water and not dried. This is because cleaning is sufficient to prevent contamination, and if drying is desired, a separate flow path for flowing purge gas for drying is required.
しかしながら、洗浄水による洗浄のみでは流路内は濡れた状態であり、その状態で長期間にわたって使用しないで保管されると、やはり流路内に残留する微量の有機物が増殖する可能性がある。 However, the inside of the flow path is wet only by washing with the washing water, and if it is stored without being used for a long time in that state, a trace amount of organic substances remaining in the flow path may also grow.
別の分析装置としては分析終了後にサンプルを採取する流路にサンプル採取時とは逆方向に不活性ガスを流すことにより、流路を乾燥させるようにしたものもある(特許文献5参照)。しかしながら、そのような分析装置の不活性ガスは分析の目的では使用されるものではないため、この流路乾燥のためのパージガスを供給するために、分析では必要でないパージガス流路を別途設けなければならず、それだけ分析装置のコスト高を招く。 As another analysis apparatus, there is also an apparatus in which a flow path is dried by flowing an inert gas in a direction opposite to that at the time of sample collection through a flow path for collecting a sample after completion of analysis (see Patent Document 5). However, since the inert gas of such an analyzer is not used for the purpose of analysis, a purge gas flow path that is not required for analysis must be separately provided to supply the purge gas for drying the flow path. In addition, the cost of the analyzer is increased accordingly.
そこで、本発明は特にTOC分析装置において、新たなパージガス流路を設けることなく、分析終了後に長期間にわたって使用しないで保管する際に、流路内を洗浄し、更に乾燥させることによって流路内に酸や有機物が残留することを防ぐことを目的とするものである。 Therefore, in the TOC analyzer, in particular, in the TOC analyzer, when storing without using a new purge gas flow channel for a long period of time after the analysis is completed, the flow channel is cleaned and further dried. It is intended to prevent acid and organic matter from remaining on the surface.
本発明のTOC測定装置は、供給されたサンプル水中のTOC濃度を測定するTOC測定部、TOC測定部へサンプル水を供給する試料導入部、及びTOC測定部と試料導入部の動作を制御する制御装置を備えている。 The TOC measurement device of the present invention includes a TOC measurement unit that measures the TOC concentration in the supplied sample water, a sample introduction unit that supplies sample water to the TOC measurement unit, and a control that controls operations of the TOC measurement unit and the sample introduction unit. Equipment.
TOC測定部は、供給されたサンプル水中の有機物を紫外線照射により酸化して二酸化炭素に変換する有機物酸化分解部、前記有機物酸化分解部を経たサンプル水中の二酸化炭素をガス透過膜を介して脱イオン水からなる測定水中に移動させる二酸化炭素分離部、及び前記二酸化炭素分離部を経由した測定水の導電率を測定して二酸化炭素濃度を求める検出部を備えており、少なくとも前記二酸化炭素分離部のサンプル水が流れる流路がチップ内に形成された微小流路となっている。 The TOC measurement unit oxidizes the organic matter in the supplied sample water by ultraviolet irradiation to convert it into carbon dioxide, and deionizes the carbon dioxide in the sample water that has passed through the organic matter oxidative decomposition portion through a gas permeable membrane. A carbon dioxide separation unit that is moved into measurement water made of water, and a detection unit that determines the carbon dioxide concentration by measuring the conductivity of the measurement water that has passed through the carbon dioxide separation unit. The flow path through which the sample water flows is a micro flow path formed in the chip.
試料導入部は、共通ポートを複数のポートのそれぞれに切り換えて接続することのできる流路切換えバルブ、前記流路切換えバルブの共通ポートに接続されたシリンジ、並びに前記複数のポートのそれぞれに接続されサンプル水を供給するサンプル水採水流路、炭素を含まない無機酸を供給する酸添加流路、洗浄水を供給する洗浄水流路、前記有機物酸化分解部につながるTOC測定流路及びドレインに開放されるドレイン流路を備えている。前記シリンジはシリンダとその内部を摺動するピストンからなり、前記シリンダは先端部が前記共通ポートに接続されており、基端部にはピストンがシリンダの基端部側に後退した状態でシリンダ内に炭素成分を含まないキャリアガスを供給するガス配管が接続されている。 The sample introduction unit is connected to a flow path switching valve capable of switching and connecting a common port to each of the plurality of ports, a syringe connected to the common port of the flow path switching valve, and each of the plurality of ports. Opened to a sample water sampling channel for supplying sample water, an acid addition channel for supplying inorganic acid not containing carbon, a cleaning water channel for supplying cleaning water, a TOC measurement channel connected to the organic matter oxidative decomposition unit, and a drain The drain flow path is provided. The syringe is composed of a cylinder and a piston that slides inside the cylinder. The cylinder has a distal end connected to the common port, and a proximal end of the cylinder is retracted toward the proximal end of the cylinder. A gas pipe for supplying a carrier gas containing no carbon component is connected.
制御装置は、前記TOC測定部による導電率測定動作を制御する測定部制御部、前記流路切換えバルブの動作を制御するバルブ制御部、前記シリンジの動作を制御するシリンジ制御部、前記バルブ制御部及びシリンジ制御部を介して前記試料導入部の動作を制御する試料導入制御部、酸添加流路とサンプル水採水流路がそれぞれ純水を吸引するように設定された状態で保管のための洗浄を指示する保管洗浄ボタン、並びに前記保管洗浄ボタンから保管洗浄が指示されると前記バルブ制御部及びシリンジ制御部を介して以下の(A)、(B)及び(C)の洗浄及び乾燥の処理工程を行う保管洗浄手段を備えている。 The control device includes a measurement unit control unit that controls the conductivity measurement operation by the TOC measurement unit, a valve control unit that controls the operation of the flow path switching valve, a syringe control unit that controls the operation of the syringe, and the valve control unit And a sample introduction control unit for controlling the operation of the sample introduction unit via the syringe control unit, cleaning for storage in a state where the acid addition channel and the sample water sampling channel are set to suck pure water, respectively. When the storage cleaning button is instructed from the storage cleaning button, the following cleaning and drying processes (A), (B) and (C) are performed via the valve control unit and the syringe control unit. A storage cleaning means for performing the process is provided.
(A)前記酸添加流路から前記シリンジへ純水を吸入し前記ドレイン流路から排出することにより前記酸添加流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記酸添加流路へ供給して前記酸添加流路を乾燥させる操作。 (A) The acid addition flow path is washed by sucking pure water from the acid addition flow path into the syringe and discharging it from the drain flow path, and then the carrier gas from the gas pipe is added to the acid by the syringe. Operation for supplying to the flow path and drying the acid addition flow path.
(B)前記サンプル水採水流路から前記シリンジへ純水を吸入し前記ドレイン流路から排出することにより前記サンプル水採水流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記サンプル水採水流路へ供給して前記サンプル水採水流路を乾燥させる操作。 (B) The sample water sampling channel is washed by sucking pure water from the sample water sampling channel into the syringe and discharging it from the drain channel, and then the carrier gas from the gas pipe is An operation of supplying the sample water sampling channel and drying the sample water sampling channel.
(C)前記洗浄水流路から前記シリンジへ洗浄水を吸入し前記TOC測定流路から前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路に供給することにより前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路へ供給して前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を乾燥させる操作。 (C) Flow through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition section flows by sucking the wash water from the wash water flow path into the syringe and supplying the sample water of the organic matter oxidative decomposition section from the TOC measurement flow path The operation of washing the channel and then supplying the carrier gas from the gas pipe to the channel through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition unit flows by the syringe to dry the channel through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition unit flows.
保管洗浄とは長期間の保管のための洗浄を行うことを意味する。 Storage cleaning means cleaning for long-term storage.
前記酸添加流路から供給される炭素を含まない無機酸の一例はリン酸である。リン酸溶液は乾燥すると粘度が高くなるので、微細な流路の詰りの原因となりやすいので、本発明を適用する意義が特に大きい。他の酸としては硫酸を挙げることができる。 An example of an inorganic acid that does not contain carbon supplied from the acid addition channel is phosphoric acid. Since the viscosity of the phosphoric acid solution increases when dried, it is likely to cause clogging of fine flow paths, and thus the significance of applying the present invention is particularly great. Examples of other acids include sulfuric acid.
前記工程(A)、(B)及び(C)のうち、最初に工程(A)が処理される。それに続いて処理される工程は(B)と(C)のいずれでもよい。すなわち、工程処理の順は、(A)→(B)→(C)又は(A)→(C)→(B)である。 Of the steps (A), (B) and (C), the step (A) is first processed. The process to be processed subsequently may be either (B) or (C). That is, the order of the process is (A) → (B) → (C) or (A) → (C) → (B).
工程(C)では、有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を洗浄水で洗浄する際にその流路に紫外線を照射するようにしてもよい。これにより、流路に有機物が残っていても紫外線により分解され、有機物のない状態を作ることができる。 In the step (C), when the flow path through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition section flows is washed with washing water, the flow path may be irradiated with ultraviolet rays. Thereby, even if organic matter remains in the flow path, it is decomposed by ultraviolet rays, and a state without organic matter can be created.
また、工程(C)では、有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を洗浄した後、洗浄水流路の洗浄水容器側の先端を開放し、有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路の乾燥とともに洗浄水流路の乾燥も行うようにしてもよい。これにより、洗浄水流路も乾燥状態にすることができる。 Further, in the step (C), after washing the flow path through which the sample water in the organic matter oxidative decomposition section is washed, the tip of the wash water flow path on the washing water container side is opened, The washing water channel may be dried together with the drying. Thereby, a washing water channel can also be made into a dry state.
本発明では分析終了後、長期間にわたって使用しないことが分かっている場合は、保管洗浄手段を起動することによって酸添加流路とサンプル水採水流路及びTOC測定流路から酸化分解部内のサンプル水が流れる流路を純水で洗浄することにより、流路に付着した酸や有機物を除去し、その後キャリアガスによって乾燥状態とするので、長期間保管しても流路が詰まったり、有機物が増殖したりすることがない。特に酸化分解部内でサンプル水が流れる流路はチップ内に形成された微細な流路であるので、ここが詰まったりする虞がなくなる。しかも乾燥のために流すキャリアガスを供給するガス配管は、このTOC測定装置で測定時に使用するために試料導入部にもともと備えられているものであるので、乾燥用のキャリアガス配管を別途設ける必要がない。 In the present invention, when it is known that the sample is not used for a long period of time after the analysis is completed, the sample water in the oxidative decomposition unit is activated from the acid addition channel, the sample water sampling channel, and the TOC measurement channel by activating the storage and washing means. The acid and organic substances attached to the flow path are removed by washing the flow path through which the water flows, and then dried with a carrier gas. There is nothing to do. In particular, since the flow path through which the sample water flows in the oxidative decomposition part is a fine flow path formed in the chip, there is no possibility of clogging. Moreover, since the gas pipe for supplying the carrier gas to be flown for drying is originally provided in the sample introduction part for use in measurement with this TOC measuring device, it is necessary to separately provide a carrier gas pipe for drying. There is no.
図1はTOC測定装置の一実施例の全体を概略的に表わしたものである。TOC測定部2に試料導入部4であるオートサンプラが接続されており、サンプル水が自動的に採取されてTOC測定部2に供給される。TOC測定部2と試料導入部4の動作を制御するために制御装置6としてパーソナルコンピュータが接続されている。制御装置6はパーソナルコンピュータに限らず、このTOC測定装置に専用のマイクロプロセッサであってもよい。
FIG. 1 schematically shows an entire TOC measuring apparatus according to an embodiment. The
TOC測定部2と試料導入部4の詳細な構成を図2に示す。TOC測定部2は、有機物酸化分解部10、二酸化炭素分離部14及び検出部16を備えている。
Detailed configurations of the
有機物酸化分解部10は、試料導入部4からTOC測定流路46を介して供給されたサンプル水中の有機物を水銀ランプなどの紫外線ランプ12からの紫外線照射により酸化して二酸化炭素に変換するものである。
The organic matter
二酸化炭素分離部14は、有機物酸化分解部10を経たサンプル水中の二酸化炭素をガス透過膜を介して脱イオン水からなる測定水中に移動させるものである。
The carbon
二酸化炭素分離部14のサンプル水が流れる流路はチップ内に形成された微小流路となっている。有機物酸化分解部10、二酸化炭素分離部14及び検出部16が一体化されてチップ化されたものである場合には、有機物酸化分解部10でサンプル水が流れる流路もチップ内に形成された微小流路となる。TOC測定部2においては、サンプル水が流れる流路で微小流路となっている場合は、その流路にリン酸が残留したままで長期間放置すると、リン酸の粘度が高まって流路を閉塞する虞が高まる。
The flow path through which the sample water of the
検出部16は二酸化炭素分離部14を経由した測定水の導電率を測定して二酸化炭素濃度を求めるものである。検出部16では二酸化炭素分離部14からガス透過膜を介して移動する二酸化炭素を吸収させ、測定水としてその導電率を検出するため測定水として使用する脱イオン水を供給する循環流路17が設けられている。循環流路17は簡略化して示しているが、イオン交換樹脂を備えており、検出部16で導電率が検出された測定水はイオン交換樹脂により再生されて再び測定水として利用される。
The
TOC測定部2の具体的な構造は特許文献2又は3に記載されたものを使用することもできる。
The specific structure of the
試料導入部4は、共通ポート22を複数のポートのそれぞれに切り換えて接続することのできる流路切換えバルブ20を備えている。流路切換えバルブ20として8ポートバルブを使用する。この実施例では8ポート全てを使用するわけではないので、ここでは6ポートバルブを使用することもできる。流路切換えバルブの共通ポート22にはシリンジ24が接続されている。複数のポートのうちのポートaにはサンプル容器36につながるサンプル水採水流路34が接続され、サンプル水採水流路34からシリンジ24にサンプル水を吸引することができる。サンプル水採水流路34はまた、半導体製造プロセスなどのラインの水を直接吸入するようにして、このTOC測定装置をオンライン測定に用いることもできる。サンプル水に炭素を含まない無機酸としてリン酸を添加するために、ポートbにはリン酸カートリッジ40につながる酸添加流路38が接続され、リン酸カートリッジ40から酸添加流路38を経てシリンジ24にリン酸が吸引される。ポートcには洗浄水として純水又は脱イオン水が収容されたカートリッジ又はボトル44につながる洗浄水流路42が接続され、洗浄水容器44からシリンジ24に洗浄水が吸引される。ポートdには有機物酸化分解部10につながって有機物酸化分解部10にサンプル水を供給するTOC測定流路46が接続されている。ポートeにはドレインに開放されるドレイン流路48が接続されている。
The
シリンジ24はシリンダ26とその内部を摺動するピストン28からなり、シリンダ26は先端部が共通ポートeに接続されており、基端部にはピストン28がシリンダ26の基端部側に後退した状態でシリンダ26内に炭素成分を含まないキャリアガスを供給するキャリアガス供給流路30が接続されている。キャリアガス供給流路30からはキャリアガスとしてボンベ32に収容された二酸化炭素を除去した高純度エアーが供給される。このキャリアガスは、TOC測定の際に無機体炭素(IC)を除去するためのスパージガスとして使用されるものであり、TOC測定装置では本来の分析目的のために備えられているものである。この発明ではそのキャリアガスを流路のパージのために利用する。
The
制御装置6は、図3に示されるように、TOC測定部2による導電率測定動作を制御する測定部制御部50と、流路切換えバルブ20の動作を制御するバルブ制御部52と、シリンジ24の動作を制御するシリンジ制御部54と、バルブ制御部52及びシリンジ制御部54を介して試料導入部4の動作を制御する試料導入制御部56と、酸添加流路38とサンプル水採水流路34がそれぞれ純水を吸引するように設定された状態で保管のための洗浄を指示する保管洗浄ボタン60と、保管洗浄ボタン60から保管洗浄が指示されるとバルブ制御部52及びシリンジ制御部54を介して洗浄及び乾燥の処理工程を行う保管洗浄手段58を備えている。保管洗浄ボタン60はキーボード又はディスプレイの画面上に表示されたボタンであり、保管洗浄手段58を起動させるものである。
As shown in FIG. 3, the
まず、図2の実施例のTOC測定装置で、TOC測定を行なう手順を説明する。バルブ20によりサンプル水採水流路34とシリンジ24を接続し、シリンジ24のピストン28を基端側に後退させることによりサンプル水の一定量をシリンジ24内に採取する。続いて、バルブ20をシリンジ24とリン酸添加流路38が接続されるように切り換え、ピストン28を更に後退させてリン酸をシリンジ24内に取り込む。リン酸の添加によりサンプル水のpHが2程度の強い酸性になるようにする。次に、バルブ20を切り換えてシリンジ24とドレイン流路48を接続する。この状態でピストン28がキャリアガス供給流路30とシリンジ24との接続位置よりも基端側にある場合はその状態で、もしピストン28がキャリアガス供給流路30とシリンジ24との接続位置よりも先端側にある場合はピストン28をキャリアガス供給流路30とシリンジ24との接続位置よりも基端側にくるように後退させる。その状態でボンベ32からキャリアガスをシリンジ24内に供給し、シリンジに採取されているサンプル水とリン酸との混合液を抜気することにより、サンプル水に初めから溶け込んでいた無機体炭素をドレインへ放出する。
First, the procedure for performing TOC measurement using the TOC measuring apparatus of the embodiment of FIG. 2 will be described. The sample
次にキャリアガスの供給を止め、バルブ20を切り換えてシリンジ24とTOC測定流路46を接続し、シリンジ24内のサンプル水の一定量をTOC測定部2へ供給する。TOC測定部2では紫外線ランプ12が点灯させられており、サンプル水が分解部10を通過する間に紫外線照射によりサンプル水中の有機物が分解されて二酸化炭素となる。サンプル水中の二酸化炭素はサンプル水にリン酸が添加されて酸性になっていることによりガス状態となっている。分解部10を経たサンプル水は分離部14へ導かれ、分離部14ではサンプル水が測定水である脱イオン水とガス透過膜を介して接しているので、ガス透過膜を通って測定水中へ移動する。分離部14から検出部16へ導かれた測定水は検出部16の導電率測定計によってその導電率が測定される。測定水は二酸化炭素が移動する前は脱イオン水の固有の導電率をもっており、それに二酸化炭素が移動してきたことにより導電率が上がり、その導電率の変化に基づいてサンプル水のTOC濃度が求められる。
Next, the supply of the carrier gas is stopped, the
サンプル水のTOC濃度と検出部16で測定される導電率との関係は、予め標準試料を用いてこの装置で測定を行なって検量線を作成しておくことにより容易に求めることができる。
The relationship between the TOC concentration of the sample water and the conductivity measured by the
通常の測定動作においても、1つのサンプルの測定が終了すると、洗浄水流路42からシリンジ24に洗浄水が取り込まれ、シリンジ24からTOC測定流路46へ洗浄水が押し出されることによってTOC測定流路46から分解部10内のサンプル水流路が洗浄される。
Even in the normal measurement operation, when the measurement of one sample is completed, the cleaning water is taken into the
次に、長期間使用しない場合の保管洗浄の動作を図4から図7に示す。 Next, storage and washing operations when not used for a long period of time are shown in FIGS.
保管洗浄に先立ち、サンプル水採水流路34の先端のサンプル容器36を取り除いて洗浄用の純水の容器に取り替え、酸添加流路38の先端のリン酸カートリッジ40も取り除いて洗浄用純水の容器と取り替える。その後、保管洗浄ボタン60から保管洗浄手段58を起動させる。保管洗浄手段58が起動すると、所定の順序に従って洗浄が実行される。
Prior to storage and washing, the
図4は保管洗浄の全体の流れを示したものである。洗浄の順序としては、リン酸添加流路38を最初に洗浄する。これはリン酸添加流路38の汚れが最も大きいからである。その後サンプル水流路34とTOC測定流路46の洗浄を行うが、この順序はどちらを先に行ってもよい。図4では先にサンプル水流路34の洗浄を行い、その後TOC測定流路46を行うようになっている。
FIG. 4 shows the overall flow of storage and cleaning. As a cleaning sequence, the phosphoric
図5はリン酸添加流路38の洗浄の工程を示したものである。バルブ20によりリン酸添加流路38とシリンジ24を接続し、リン酸添加流路38から純水をシリンジ24に採水する。次にバルブ20を切り換え、シリンジ24とドレイン流路48を接続してシリンジ24に採水した洗浄水をドレインへ排出する。このリン酸添加流路38を介して洗浄水を取り込み、ドレインへ排出する工程を複数回、例えば3〜5回繰り返す。
FIG. 5 shows a cleaning process of the phosphoric acid
次に、リン酸添加流路38に接続されている洗浄水用の容器を取り除き、リン酸添加流路38の先端を大気に開放する。シリンジ24とドレイン流路48を接続した状態でシリンジ24のピストン28をキャリアガス流路とシリンジ24との接続位置よりも基端側に後退させ、シリンジ24内にキャリアガスを取り込む。次に、バルブを切り換えてシリンジ24とリン酸添加流路38を接続し、シリンジ24内のキャリアガスをリン酸添加流路38に送り出し、リン酸添加流路38内を通気して乾燥させる。シリンジ24内にキャリアガスを取り込み、それをリン酸添加流路38へ通気する工程を複数回、例えば3〜5回繰り返す。これでリン酸添加流路38内が乾燥状態となるので、その後リン酸添加流路38の流路の先端をパラフィンフィルムで閉じて外気の進入を防ぐ。
Next, the washing water container connected to the phosphoric
図6はサンプル水採水流路34の洗浄工程を示したものである。バルブ20によりサンプル水採水流路34とシリンジ24を接続し、サンプル水採水流路34から純水をシリンジ24に採水する。次にバルブ20を切り換え、シリンジ24とドレイン流路48を接続してシリンジ24に採水した洗浄水をドレインへ排出する。このサンプル水採水流路34を介して洗浄水を取り込み、ドレインへ排出する工程を複数回、例えば3〜5回繰り返す。
FIG. 6 shows a cleaning process of the sample
次に、サンプル水採水流路34に接続されている洗浄水用の容器を取り除き、サンプル水採水流路34の先端を大気に開放する。シリンジ24とドレイン流路48を接続した状態でシリンジ24のピストン28をキャリアガス流路とシリンジ24との接続位置よりも基端側に後退させ、シリンジ24内にキャリアガスを取り込む。次に、バルブを切り換えてシリンジ24とサンプル水採水流路34を接続し、シリンジ24内のキャリアガスをサンプル水採水流路34に送り出し、サンプル水採水流路34内を通気して乾燥させる。シリンジ24内にキャリアガスを取り込み、それをサンプル水採水流路34へ通気する工程を複数回、例えば3〜5回繰り返す。これでサンプル水採水流路34内が乾燥状態となるので、その後サンプル水採水流路34の流路の先端をパラフィンフィルムで閉じて外気の進入を防ぐ。
Next, the washing water container connected to the sample
図7はTOC測定流路46から分解部10内のサンプル水が流れる流路の洗浄工程を示したものである。この洗浄工程では分解部10の紫外線ランプ12を点灯した状態で行う。バルブ20により洗浄水流路42とシリンジ24を接続して洗浄水をシリンジ24に採水する。バルブ20を切り換えてシリンジ24とTOC測定流路46を接続し、採取した洗浄水をTOC測定流路46から分解部10内のサンプル水が流れる流路へ流す。この工程を複数回、例えば3〜5回繰り返す。
FIG. 7 shows a cleaning process of the flow path through which the sample water in the
次に洗浄水容器44を洗浄水流路42から取り外し、洗浄水流路42とTOC測定流路46の通気による乾燥を行う。この方法も他の流路の乾燥と同様であり、シリンジ24にキャリアガスを取り込み、そのキャリアガスをTOC測定流路46から分解部10のサンプル水流路へ通気し、バルブ20を切り換えて洗浄水流路42へもキャリアガスを通気する。このキャリアガスによる洗浄水流路42とTOC測定流路46への通気を10回程度繰り返す。これによりTOC測定流路46から分解部10内のサンプル水流路と、洗浄水流路42が乾燥する。その後、分解部10のサンプル水流路の先端と、洗浄水流路42の先端をパラフィンフィルムで閉塞する。
Next, the
これで試料導入部4とTOC測定部2のサンプル水が流れる流路は全て洗浄され、かつ乾燥された状態となって外気が進入しないように先端が閉塞した状態となって長期間の保管に備える状態となる。
Thus, the flow paths through which the sample water of the
2 TOC測定部
4 試料導入部
6 制御装置
10 有機物酸化分解部
14 二酸化炭素分離部
16 検出部
20 流路切換えバルブ
22 共通ポート
24 シリンジ
34 サンプル水採水流路
38 リン酸添加流路
42 洗浄水流路
46 TOC測定流路
48 ドレイン流路
50 測定部制御部
52 バルブ制御部
54 シリンジ制御部
56 試料導入制御部
58 保管洗浄手段
60 保管洗浄ボタン
2
Claims (5)
共通ポートを複数のポートのそれぞれに切り換えて接続することのできる流路切換えバルブ、前記流路切換えバルブの共通ポートに接続されたシリンジ、並びに前記複数のポートのそれぞれに接続されサンプル水を供給するサンプル水採水流路、炭素を含まない無機酸を供給する酸添加流路、洗浄水を供給する洗浄水流路、前記有機物酸化分解部につながるTOC測定流路及びドレインに開放されるドレイン流路を備え、前記シリンジはシリンダとその内部を摺動するピストンからなり、前記シリンダは先端部が前記共通ポートに接続されており、基端部にはピストンがシリンダの基端部側に後退した状態でシリンダ内に炭素成分を含まないキャリアガスを供給するガス配管が接続されている試料導入部と、
前記全有機体炭素測定部による導電率測定動作を制御する測定部制御部、前記流路切換えバルブの動作を制御するバルブ制御部、前記シリンジの動作を制御するシリンジ制御部、前記バルブ制御部及びシリンジ制御部を介して前記試料導入部の動作を制御する試料導入制御部、酸添加流路とサンプル水採水流路がそれぞれ純水を吸引するように設定された状態で保管のための洗浄を指示する保管洗浄ボタン、並びに前記保管洗浄ボタンから保管洗浄が指示されると前記バルブ制御部及びシリンジ制御部を介して以下の(A)、(B)及び(C)の洗浄及び乾燥の処理工程を行う保管洗浄手段を備えた制御装置とを備えている全有機体炭素測定装置。
(A)前記酸添加流路から前記シリンジへ純水を吸入し前記ドレイン流路から排出することにより前記酸添加流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記酸添加流路へ供給して前記酸添加流路を乾燥させる操作。
(B)前記サンプル水採水流路から前記シリンジへ純水を吸入し前記ドレイン流路から排出することにより前記サンプル水採水流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記サンプル水採水流路へ供給して前記サンプル水採水流路を乾燥させる操作。
(C)前記洗浄水流路から前記シリンジへ洗浄水を吸入し前記TOC測定流路から前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路に供給することにより前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を洗浄し、その後前記ガス配管からのキャリアガスを前記シリンジにより前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路へ供給して前記有機物酸化分解部のサンプル水が流れる流路を乾燥させる操作。 An organic matter oxidative decomposition unit that oxidizes organic matter in the supplied sample water by ultraviolet irradiation to convert it into carbon dioxide, and carbon dioxide in the sample water that has passed through the organic matter oxidative decomposition unit is made of deionized water through a gas permeable membrane. And a flow path through which at least the sample water of the carbon dioxide separation unit flows is provided with a carbon dioxide separation unit to be moved to and a detection unit for measuring the conductivity of the measurement water passing through the carbon dioxide separation unit to obtain the carbon dioxide concentration An all-organic carbon measurement unit that is a microchannel formed in the chip;
A flow path switching valve capable of switching and connecting a common port to each of the plurality of ports, a syringe connected to the common port of the flow path switching valve, and supplying sample water connected to each of the plurality of ports Sample water sampling flow path, acid addition flow path for supplying carbon-free inorganic acid, wash water flow path for supplying wash water, TOC measurement flow path connected to the organic matter oxidative decomposition unit, and drain flow path opened to the drain The syringe is composed of a cylinder and a piston that slides inside the cylinder, and the cylinder has a distal end connected to the common port, and a proximal end of the piston is retracted toward the proximal end of the cylinder. A sample introduction part connected to a gas pipe for supplying a carrier gas containing no carbon component in the cylinder;
A measurement unit control unit for controlling the conductivity measurement operation by the all-organic carbon measurement unit, a valve control unit for controlling the operation of the flow path switching valve, a syringe control unit for controlling the operation of the syringe, the valve control unit, and The sample introduction control unit that controls the operation of the sample introduction unit via the syringe control unit, the acid addition channel and the sample water sampling channel are each set to suck pure water and washed for storage. Storage cleaning button to be instructed, and when storage cleaning is instructed from the storage cleaning button, the following cleaning and drying processing steps (A), (B) and (C) are performed via the valve control unit and the syringe control unit. And a total organic carbon measuring device provided with a control device provided with a storage cleaning means.
(A) The acid addition flow path is washed by sucking pure water from the acid addition flow path into the syringe and discharging it from the drain flow path, and then the carrier gas from the gas pipe is added to the acid by the syringe. Operation for supplying to the flow path and drying the acid addition flow path.
(B) The sample water sampling channel is washed by sucking pure water from the sample water sampling channel into the syringe and discharging it from the drain channel, and then the carrier gas from the gas pipe is An operation of supplying the sample water sampling channel and drying the sample water sampling channel.
(C) Flow through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition section flows by sucking the wash water from the wash water flow path into the syringe and supplying the sample water of the organic matter oxidative decomposition section from the TOC measurement flow path The operation of washing the channel and then supplying the carrier gas from the gas pipe to the channel through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition unit flows by the syringe to dry the channel through which the sample water of the organic matter oxidative decomposition unit flows.
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