水質(zhì)分析裝置和水質(zhì)分析方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能簡單且迅速地確定裝置的錯誤的水質(zhì)分析裝置和水質(zhì)分析方法。所述水質(zhì)分析裝置(1)執(zhí)行：試樣液注入步驟，向池(6)注入試樣液；試劑注入步驟，向池(6)注入試劑；反應(yīng)步驟，在池(6)內(nèi)使試樣液和試劑反應(yīng)；以及測量步驟，測量在池(6)內(nèi)經(jīng)過了反應(yīng)步驟的試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分，在試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟和測量步驟中，對池(6)照射光并通過光檢測部(8)檢測從池(6)射出的光，水質(zhì)分析裝置(1)具有用于存儲通過所述光檢測部(8)得到的光檢測數(shù)據(jù)或使用該光檢測數(shù)據(jù)計算出的計算數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲部(12)。
【專利說明】水質(zhì)分析裝置和水質(zhì)分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析水質(zhì)的水質(zhì)分析裝置和水質(zhì)分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為分析上下水等液體試樣(試樣液)中含有的氮和磷等的水質(zhì)分析裝置，例如有專利文獻(xiàn)I公開的裝置。
[0003]所述水質(zhì)分析裝置采用了紫外分光光度法，向試樣液注入規(guī)定的試劑，使試劑與試樣液反應(yīng)，然后對該試樣液照射光并進(jìn)行光吸收測量，由此測量試樣液中含有的氮量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報特開平10-142216號
[0006]可是，對于現(xiàn)有的水質(zhì)分析裝置，在出錯時需要通過例如反復(fù)試驗來確定產(chǎn)生錯誤的錯誤產(chǎn)生工序(步驟)并確認(rèn)該錯誤產(chǎn)生工序，由此查明錯誤原因。
[0007]此外，即使確定了錯誤產(chǎn)生工序，在所述錯誤產(chǎn)生工序中可能成為錯誤的原因的要素很多，需要逐一對這些要素進(jìn)行確認(rèn)，存在確定所述具體原因的作業(yè)極為繁雜且需要花費很多時間的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于所述的問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種水質(zhì)分析裝置和水質(zhì)分析方法，能簡單且迅速地確定裝置的錯誤產(chǎn)生工序或其錯誤原因。
[0009]S卩，本發(fā)明提供一種水質(zhì)分析裝置，其執(zhí)行:試樣液注入步驟，向池注入試樣液；試劑注入步驟，向所述池注入試劑；反應(yīng)步驟，在所述池內(nèi)使所述試樣液和所述試劑反應(yīng)；以及測量步驟，測量在所述池內(nèi)經(jīng)過了所述反應(yīng)步驟的試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分，所述水質(zhì)分析裝置具有數(shù)據(jù)存儲部，在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟、所述反應(yīng)步驟和所述測量步驟中，向所述池照射光并且通過光檢測部檢測從所述池射出的光，所述數(shù)據(jù)存儲部存儲通過所述光檢測部得到的光檢測數(shù)據(jù)或使用該光檢測數(shù)據(jù)計算出的計算數(shù)據(jù)。
[0010]按照所述的水質(zhì)分析裝置，在試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟和測量步驟中，把向池照射光得到的光檢測數(shù)據(jù)或計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部，因此只要通過將存儲的數(shù)據(jù)在例如顯示器上顯示等并進(jìn)行確認(rèn)，就可以在所述全部的步驟中確定錯誤產(chǎn)生工序和錯誤原因。作為所述錯誤產(chǎn)生工序和錯誤原因，例如可以舉出試劑的劣化、在各步驟中使用的外圍設(shè)備的劣化和故障等不佳情況、試樣液和試劑的注入錯誤等。
[0011]此外，優(yōu)選的是，在所述測量步驟中，向試樣液照射光并測量試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分，在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟和所述反應(yīng)步驟中向所述池照射的光與在所述測量步驟中向試樣液照射的光是從同一個光源射出的光。
[0012]按照所述構(gòu)成，由于在試樣液注入步驟、試劑注入步驟和反應(yīng)步驟中，可以從在測量步驟中使用的光源向池照射光，所以無需另外準(zhǔn)備光源，能夠進(jìn)一步簡化裝置結(jié)構(gòu)。另夕卜，正是因為用同一個池進(jìn)行反應(yīng)步驟和測量步驟，所以能容易實現(xiàn)所述結(jié)構(gòu)。
[0013]作為使用了本發(fā)明的水質(zhì)分析裝置的水質(zhì)分析方法，其包括:試樣液注入步驟，向池注入試樣液；試劑注入步驟，向所述池注入試劑；反應(yīng)步驟，在所述池內(nèi)使所述試樣液和所述試劑反應(yīng)；以及測量步驟，測量在所述池內(nèi)經(jīng)過了所述反應(yīng)步驟的所述試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分，在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟、所述反應(yīng)步驟和所述測量步驟中，向所述池照射光并且通過光檢測部檢測從所述池射出的光，并把光檢測數(shù)據(jù)或使用該光檢測數(shù)據(jù)計算出的計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部中。
[0014]按照本發(fā)明，能夠簡單且迅速地確定裝置的錯誤產(chǎn)生工序或其錯誤原因。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本實施方式的水質(zhì)分析裝置的示意圖。
[0016]圖2是表示與圖1為相同實施方式的水質(zhì)分析裝置的氮成分分析方法的流程圖。
[0017]圖3是表示使用與圖1為相同實施方式的水質(zhì)分析裝置進(jìn)行的氮成分分析的圖。
[0018]圖4是表示使用與圖1為相同實施方式的水質(zhì)分析裝置進(jìn)行的氮成分分析的圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明
[0020]I...水質(zhì)分析裝置
[0021]6..?池(測量池)
[0022]8...光檢測部

【具體實施方式】
[0023]下面說明本發(fā)明的水質(zhì)分析裝置的一個實施方式。
[0024]本實施方式的水質(zhì)分析裝置I使用紫外分光光度法測量例如上下水等液體試樣(試樣液)中含有的氮和磷等規(guī)定的測量對象成分的濃度，如圖1所示，水質(zhì)分析裝置I具備:分析設(shè)備2，進(jìn)行試樣液的分析；以及控制設(shè)備3，控制分析設(shè)備2。
[0025]如圖1所示,分析設(shè)備2包括:試樣液計量機(jī)構(gòu)4,計量試樣液；試劑計量機(jī)構(gòu)5,計量試劑；測量池6，通過試樣液計量機(jī)構(gòu)4計量出的試樣液和通過試劑計量機(jī)構(gòu)5計量出的試劑注入該測量池；光源7，向測量池6照射光；以及光檢測部8，檢測從測量池6射出的光。
[0026]試樣液計量機(jī)構(gòu)4計量規(guī)定的一定量試樣液,具有:試樣液容器(未圖不)，收容試樣液；計量部4a ;以及試樣液配管4b，將用計量部4a計量出的試樣液導(dǎo)入測量池6。所述試樣液配管4b上設(shè)有進(jìn)行管內(nèi)的開閉的第一開關(guān)閥4c。
[0027]試劑計量機(jī)構(gòu)5計量規(guī)定的一定量試劑，具有:試劑容器(未圖示)，收容試劑；計量部5a ；以及試劑配管5a，將用計量部5a計量出的試劑導(dǎo)入測量池6。所述試劑配管5b上設(shè)有進(jìn)行管內(nèi)的開閉的第二開關(guān)閥5c。
[0028]另外，本實施方式的試劑是用于分析試樣液中含有的氮成分的試劑，例如使用氫氧化鈉、過氧二硫酸鉀和鹽酸。此外，針對每個試劑分別設(shè)置有計量機(jī)構(gòu)5。
[0029]測量池6被注入通過試樣液計量機(jī)構(gòu)4計量出的一定量的試樣液，并且被注入通過試劑計量機(jī)構(gòu)5計量出的一定量的試劑，在測量池6實施后述的試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟、pH調(diào)整步驟、測量步驟和廢液步驟。
[0030]光源7向測量池6照射規(guī)定波長的光(例如具有220nm等紫外線波長帶的光)。作為所述光源，例如可以使用氙燈等UV燈和紫外線LED等。
[0031]光檢測部8檢測從光源7向測量池6照射并透射過該測量池6的光。作為所述光檢測部8，例如可以使用光電倍增管(PMT)，所述光電倍增管(PMT)將透射過測量池6的規(guī)定波長的光(具有紫外線波長帶的光)轉(zhuǎn)換為與該透射光的光強(qiáng)度對應(yīng)的電信號(光檢測數(shù)據(jù))。
[0032]所述結(jié)構(gòu)的分析設(shè)備2由控制設(shè)備3控制。
[0033]控制設(shè)備3是具有CPU、內(nèi)部存儲器、I/O緩沖電路、AD轉(zhuǎn)換器等的專用或通用的計算機(jī)，通過按照存儲在內(nèi)部存儲器的規(guī)定區(qū)域中的程序動作來進(jìn)行信息處理，如圖1所示，控制設(shè)備3發(fā)揮作為分析控制部10、數(shù)據(jù)管理部11、數(shù)據(jù)存儲部12、顯示部13、濃度計算部14的功能。
[0034]具體地說，如圖2所示，控制設(shè)備3對分析設(shè)備2進(jìn)行順序控制，具體地說，控制設(shè)備3執(zhí)行由試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟、pH調(diào)整步驟、測量步驟和廢液步驟構(gòu)成的一系列分析處理。
[0035]在試樣液注入步驟中，分析控制部10控制試樣液計量機(jī)構(gòu)4，將計量出的試樣液注入測量池6內(nèi)。
[0036]在試劑注入步驟中，分析控制部10控制試劑計量機(jī)構(gòu)5，將計量出的試劑(氫氧化鈉和過氧二硫酸鉀)注入測量池6內(nèi)。
[0037]在反應(yīng)步驟中，分析控制部10控制加熱器15，對由在測量池6內(nèi)混合了的試樣液和試劑構(gòu)成的溶液進(jìn)行加熱，并且控制紫外線光源9向溶液照射紫外線，通過試劑使溶液中含有的試樣液水解。所述紫外線光源9照射水解反應(yīng)所必要的波長的光，例如可以考慮使用UV燈、LED等，在本實施方式使用水銀燈。
[0038]在pH調(diào)整步驟中，分析控制部10控制試劑計量機(jī)構(gòu)5，向溶液添加計量出的試劑(鹽酸)，以中和溶液。
[0039]在測量步驟中，分析控制部10控制光源7向測量池6照射光，并通過光檢測部8檢測從測量池6射出的透射光。通過所述光檢測部8得到的光檢測數(shù)據(jù)向濃度計算部14輸出，濃度計算部14使用該光檢測數(shù)據(jù)測量試樣液中含有的氮濃度。
[0040]在廢液步驟中，排出經(jīng)過了測量步驟的測量池6內(nèi)的溶液。
[0041]本實施方式的控制設(shè)備3具有原因確定功能，所述原因確定功能用于通過分析控制部10、數(shù)據(jù)管理部11、數(shù)據(jù)存儲部12和顯示部13，確定在由試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟、PH調(diào)整步驟、測量步驟和廢液步驟構(gòu)成的一系列分析處理中可能產(chǎn)生的錯誤或該錯誤的原因。
[0042]具體地說，例如當(dāng)水質(zhì)分析裝置I中產(chǎn)生了某種錯誤時，控制設(shè)備3的分析控制部10在下述的一系列分析處理中，從試樣液注入步驟到廢液步驟，控制光源7向測量池6連續(xù)照射光。透射過所述測量池6的光作為光檢測數(shù)據(jù)被光檢測部8檢測出來并向數(shù)據(jù)管理部11發(fā)送。數(shù)據(jù)管理部11將光檢測數(shù)據(jù)或表示使用光檢測數(shù)據(jù)計算出的吸光度的計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部12中。另外，數(shù)據(jù)管理部11也可以取得表示在濃度計算部14中計算出的吸光度的計算數(shù)據(jù)，并把該計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部12中。
[0043]數(shù)據(jù)存儲部12由內(nèi)置在裝置內(nèi)部的內(nèi)部存儲器構(gòu)成，包括:基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲部12a，存儲正常地進(jìn)行了氮分析時的數(shù)據(jù)(基準(zhǔn)數(shù)據(jù))；以及實際數(shù)據(jù)存儲部12b，存儲從光檢測部8檢測到的數(shù)據(jù)(實際數(shù)據(jù))。此外，從數(shù)據(jù)管理部11發(fā)送的實際數(shù)據(jù)存儲在實際數(shù)據(jù)存儲部12b中。
[0044]此外，數(shù)據(jù)管理部11取得存儲在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲部12a中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和存儲在實際數(shù)據(jù)存儲部12b中的實際數(shù)據(jù)，并將它們向顯示部13發(fā)送。顯示部13將這些數(shù)據(jù)作為折線圖顯示在顯示器上。用戶和管理者通過確認(rèn)所述折線圖，可以在從試樣液注入步驟到廢液步驟的一系列分析處理中確定在哪個步驟產(chǎn)生了錯誤或該錯誤的原因。
[0045]具體地說，例舉在各步驟中可能產(chǎn)生的錯誤和該錯誤的原因。
[0046]在試樣液注入步驟中，可以考慮試樣液未注入測量池6的錯誤等，作為該錯誤的原因，可以舉出試樣液計量機(jī)構(gòu)4的故障和試樣液的注入錯誤等。
[0047]在試劑注入步驟中，可以考慮試劑未注入測量池6的錯誤等，作為該錯誤的原因，可以舉出試劑計量機(jī)構(gòu)5的故障和試劑(過氧二硫酸鉀和氫氧化鈉)的注入錯誤等。
[0048]在反應(yīng)步驟中，可以考慮未發(fā)生反應(yīng)的錯誤和反應(yīng)速度慢的錯誤等，作為所述錯誤的原因，可以舉出加熱器15和紫外線光源7、9的劣化和故障造成的不佳情況、試劑的劣化等。
[0049]在pH調(diào)整步驟中，可以考慮未中和等錯誤，作為該錯誤的原因，可以舉出試劑(鹽酸)的注入錯誤等。
[0050]在測量步驟中，可以考慮未出現(xiàn)正常的測量值的錯誤，作為該錯誤的原因，可以舉出光源7和光檢測部8的劣化和故障造成的不佳情況等。此外，當(dāng)在所述測量步驟中發(fā)生了錯誤時，也可以考慮原因是在所述各步驟的任意一個步驟中產(chǎn)生的錯誤，測量步驟也可以檢查測量步驟以前的前處理步驟整體的錯誤。
[0051]在廢液步驟中，可以考慮未正常地進(jìn)行廢液的錯誤，作為該錯誤的原因，可以舉出未圖示的廢液機(jī)構(gòu)等的故障等。
[0052]此外，當(dāng)從光源7向測量池6照射光時，由于光也照射到測量池6內(nèi)的試劑，所以在存儲在實際數(shù)據(jù)存儲部12b中的實際數(shù)據(jù)內(nèi)，也包含透射過試劑的光的光檢測數(shù)據(jù)或計算數(shù)據(jù)。在此，由于預(yù)先掌握了各個試劑的吸光度的特性，所以能夠根據(jù)表示這些實際數(shù)據(jù)的圖確定試劑的種類和量等。
[0053]另外，數(shù)據(jù)管理部11也可以將存儲在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲部12a中的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和存儲在實際數(shù)據(jù)存儲部12b中的實際數(shù)據(jù)，保存在以能裝拆的方式設(shè)置在裝置上的例如SD卡、USB存儲器等外部存儲器中，使用戶或管理者能在任意的場所將所述保存數(shù)據(jù)顯示在顯示器上并進(jìn)行確認(rèn)。
[0054]接著，參照圖3和圖4說明使用了本實施方式的水質(zhì)分析裝置I的錯誤原因的確定方法。另外，圖3和圖4是顯示部13在顯示器上顯示的計算數(shù)據(jù)的圖，橫軸表示時間(秒)，縱軸表示光檢測部8接收到的光量。此外，圖3和圖4都將基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)重疊表不在同一圖上。
[0055]圖3重疊表示了從試樣液注入步驟到測量步驟的、表示基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的波形A和表示實際數(shù)據(jù)的波形B。
[0056]在該圖中，如果比較波形A和波形B，則在用圓包圍的部分rl中產(chǎn)生錯誤時的波形B，大幅偏離正常時的波形A。這可以考慮原因是在pH調(diào)整步驟中，溶液中作為試劑含有的過氧二硫酸鉀的量未變化。因此可以判明在pH調(diào)整步驟中產(chǎn)生了錯誤，此外，可以判明錯誤的原因是測量池6內(nèi)未注入鹽酸且溶液未被中和。
[0057]此外，圖4重疊表示了從試劑注入步驟到pH調(diào)整步驟的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的波形A和實際數(shù)據(jù)的波形C、波形D、波形E。
[0058]當(dāng)實際數(shù)據(jù)為波形C時，如果比較波形A與波形C，則在試劑注入步驟中，波形C的吸光度比波形A的吸光度小，在反應(yīng)步驟(紫外線光源亮燈時)中，波形C急劇減小到位于波形A的直線部分的延長線上的點。因此，按照波形C的實際數(shù)據(jù)，可以判明錯誤的原因是在試劑注入步驟中存在未向試樣液注入作為試劑的過氧二硫酸鉀或所述試劑完全未發(fā)生作用(例如注入了純水)的可能性。
[0059]接著，當(dāng)實際數(shù)據(jù)為波形D時，如果比較波形A與波形D，則在試劑注入步驟中，波形D的吸光度比波形A的吸光度小，在反應(yīng)步驟中，波形D的光量的上升速度(上升)的傾斜角度比波形A的更陡峭。因此，按照波形D的數(shù)據(jù)，可以判明錯誤的原因是在試劑注入步驟中向試樣液注入的過氧二硫酸鉀存在劣化的可能性。
[0060]最后，當(dāng)實際數(shù)據(jù)為波形E時，如果比較波形A與波形E，則在試劑注入步驟中，波形E與波形A同樣地吸光度變大，但是在反應(yīng)步驟中，相比于波形A，波形E的光量的上升速度(上升)的傾斜角度比波形A的更平緩。因此，可以判明錯誤的原因是在反應(yīng)步驟中向池照射的紫外線光源9存在劣化的可能性。
[0061]按照以上結(jié)構(gòu)的水質(zhì)分析裝置1，具有以下的效果。
[0062]從試樣液注入步驟到廢液步驟，由于通過向測量池6照射光得到的光檢測數(shù)據(jù)或計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部12中，所以只要將存儲的數(shù)據(jù)在例如顯示器上顯示等并進(jìn)行確認(rèn)，就可以在所述全部的步驟中確定錯誤產(chǎn)生工序和錯誤原因。
[0063]此外，在本實施方式中，由于在同一個測量池6中進(jìn)行試樣液注入步驟到測量步驟的步驟，所以能節(jié)省在步驟的中途更換池等的時間，可以使裝置結(jié)構(gòu)簡單。
[0064]此外，在試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟、pH調(diào)整步驟和廢液步驟中，由于可以從在測量步驟中使用的光源7向測量池6照射光，所以無需另外準(zhǔn)備光源，可以進(jìn)一步簡化裝置結(jié)構(gòu)。
[0065]另外，本發(fā)明不限于所述實施方式。
[0066]在所述實施方式中，在全部的步驟中存儲光檢測數(shù)據(jù)或計算數(shù)據(jù)，但是也可以只在特定的步驟中存儲光檢測數(shù)據(jù)或光計算數(shù)據(jù)。
[0067]此外，在所述實施方式中，在全部的步驟中使用同一個光源，但是在測量步驟中向池照射光的光源以及在試樣液注入步驟、試劑注入步驟、反應(yīng)步驟、PH調(diào)整步驟和廢液步驟中向測量池6照射光的光源也可以分別使用不同的光源。
[0068]本發(fā)明在不違背本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。
[0069]可以相互組合本發(fā)明的各個實施方式中所記載的技術(shù)特征形成新的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種水質(zhì)分析裝置，其特征在于，所述水質(zhì)分析裝置執(zhí)行:試樣液注入步驟，向池注入試樣液；試劑注入步驟，向所述池注入試劑；反應(yīng)步驟，在所述池內(nèi)使所述試樣液和所述試劑反應(yīng)；以及測量步驟，測量在所述池內(nèi)經(jīng)過了所述反應(yīng)步驟的試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分， 所述水質(zhì)分析裝置具有數(shù)據(jù)存儲部，在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟、所述反應(yīng)步驟和所述測量步驟中，向所述池照射光并且通過光檢測部檢測從所述池射出的光，所述數(shù)據(jù)存儲部存儲通過所述光檢測部得到的光檢測數(shù)據(jù)或使用該光檢測數(shù)據(jù)計算出的計算數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析裝置，其特征在于， 在所述測量步驟中，向試樣液照射光并測量試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分， 在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟和所述反應(yīng)步驟中向所述池照射的光與在所述測量步驟中向試樣液照射的光是從同一個光源射出的光。
3.一種水質(zhì)分析方法，其特征在于，所述水質(zhì)分析方法包括:試樣液注入步驟，向池注入試樣液；試劑注入步驟，向所述池注入試劑；反應(yīng)步驟，在所述池內(nèi)使所述試樣液和所述試劑反應(yīng)；以及測量步驟，測量在所述池內(nèi)經(jīng)過了所述反應(yīng)步驟的所述試樣液中含有的規(guī)定的測量對象成分， 在所述試樣液注入步驟、所述試劑注入步驟、所述反應(yīng)步驟和所述測量步驟中，向所述池照射光并且通過光檢測部檢測從所述池射出的光，并把光檢測數(shù)據(jù)或使用該光檢測數(shù)據(jù)計算出的計算數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲部中。
【文檔編號】G01N21/17GK104345033SQ201410310958
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】俁野芳朗, 河野忠司, 石井章夫, 田中弘子, 北村巧 申請人:株式會社堀場制作所, 株式會社堀場先進(jìn)技術(shù)