-
Hintergrund der Erfindung
-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
zum Erfassen des Endpunkts bei einer Karl-Fischer-Titration und eine Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung
unter Verwendung dieses Erfassungsverfahrens.
-
Technischer Hintergrund
-
Als
Erfassungsmittel zum Messen eines Feuchtigkeitsgehalts, wofür ein volumetrisches
Titrationsverfahren nach Karl Fischer (im Folgenden als "KF" bezeichnet) dieser
Art verwendet wird, ist in den letzten Jahren häufig ein so genanntes Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
verwendet worden. Ein Verfahren zum Erfassen eines Endpunkts der
Titration bei einer Karl-Fischer-Titration sowie eine Vorrichtung
hierfür
sind im Patent
US 4.582.572 offenbart.
Bei dem Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
wird zwei Platinelektroden, die als Erfassungselektrode dienen,
ein sehr kleiner Strom zugeführt,
um eine Spannung über
den beiden Platinelektroden zu messen. Obwohl dabei ein sehr kleiner
Strom, der zugeführt
werden soll, ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein kann, wurde
seit Kurzem ein impulsähnlicher
Strom verwendet.
-
Wenn
dagegen ein Titrationslösungsmittel,
das hauptsächlich
aus Chloroform als Lösungsmittel
zusammengesetzt ist, für
das Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren verwendet
wurde, gab es tatsächlich
Schwierigkeiten bei der Ausführung
einer Messung von einer großen
Anzahl von Proben in einer Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung durch
eine herkömmliche Technik.
Das war der Fall, da die Überwachung
einer Polarisationsspannung nicht richtig ausgeführt werden konnte, da der Flüssigkeitswiderstand eines
Chloroformlösungsmittels
hoch ist und der Flüssigkeitswiderstand
durch die Aufnahme einer großen Menge
einer Probe, die keine polarisierenden Eigenschaften besitzt, in
dem Titrationslösungsmittel
weiter vergrößert wird.
-
Die
Feuchtigkeitsgehaltmessung unter Verwendung des oben erwähnten volumetrischen
KF-Titrationsverfahrens ist ein Verfahren, das die folgenden KF-Titrationsreaktionen
verwendet: I2 +
SO2 + H2O + 3 BASE → 2 BASE·HI + BASE·SO3 BASE·SO3 + CH3OH → BASE·HSO4CH4 wobei die BASE
eine Aminverbindung ist.
-
Da
im Einzelnen in den Titrationsreaktionen bei der Feuchtigkeitsgehaltmessung
durch das volumetrische KF-Titrationsverfahren die Reaktion mit
Wasser wahlweise beschleunigt wird, erfolgte herkömmlich eine umfangreiche
Anwendung bei der Messung des Feuchtigkeitsgehalts. Dabei wird bei
einem volumetrischen KF-Titrationsverfahren eine Messung durch die
Verwendung einer jodhaltigen Lösung
als Titrant ausgeführt. In
einem coulometrischen Titrationsverfahren wird Iod durch Anodenoxidation
von Iodionen erzeugt. Dadurch werden die oben erwähnten Reaktionen
bewirkt. Bei jedem Verfahren der Erfassung wird der Endpunkt der Titration
erkannt, wenn eine übermäßige Menge
Iod an der Erfassungselektrode erfasst wird.
-
Bei
einem derartigen Erfassungsverfahren zum Erfassen eines Iodüberschusses
wird im Allgemeinen das oben erwähnte
Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren verwendet,
wobei gemäß dem volumetrischen
Titrationsverfahren die Titration zu dem Zeitpunkt beendet wird,
wenn ein Zustand, bei dem die Menge von Iod übermäßig groß ist (ein Potentialzustand,
der niedriger ist als am Endpunkt), 30 Sekunden andauert, und gemäß dem coulometrischen
Titrationsverfahren die Titration zu dem Zeitpunkt beendet wird,
wenn ein Potential über
dem Potential am Endpunkt liegt, bei dem ein Zustand eines geringen
Iodüberschusses
erfasst werden kann.
-
Es
gibt im Allgemeinen keine Probleme bei einem herkömmlichen
Titrationsverfahren, selbst wenn ein Lösungsmittel, das viel Methanol
enthält,
als Titra tionslösungsmittel
verwendet und die Titration unter Verwendung eines KF-Reagens ausgeführt werden.
Selbst wenn beliebige Proben beteiligt sind, kann der Endpunkt erreicht
werden, wenn das KF-Reagens übermäßig durch
Tropfen zugegeben wird, und die Feuchtigkeitsgehaltmessung kann
regelgerecht ausgeführt
werden.
-
Wenn
jedoch Öle
gemessen werden, wird die Titration gewöhnlich in einem Titrationslösungsmittel, das
Chloroform als ein Hauptlösungsmittel
enthält,
ausgeführt,
da die Öle
nicht in Methanol gelöst
werden. Da Öle
jedoch im Allgemeinen einen geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen,
muss eine große
Menge der Probe in das Titrationslösungsmittel gegossen werden.
In diesem Fall erhöht
das Vorhandensein einer großen
Menge Chloroform den Flüssigkeitswiderstand
des Titrationslösungsmittels.
Die Beimischung einer großen
Menge der Probe erhöht
den Flüssigkeitswiderstand
weiter. Wenn unter einer derartigen Bedingung ein vorgegebener sehr
kleiner Strom in Impulsform angelegt wird, wird angenommen, dass
eine auftretende Polarisationsspannung die Summe aus der wahren
Polarisationsspannung und einer Polarisationsspannung ist, die sich
aus dem Flüssigkeitswiderstand
ergibt. Obwohl die Titration tatsächlich den Endpunkt der Titration
erreicht, wird dementsprechend ein Phänomen angetroffen, als ob der
Endpunkt der Titration nicht erreicht wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung dient zum Lösen der Probleme in der herkömmlichen
Technik und ist darauf gerichtet, ein Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
zum Messen eines Feuchtigkeitsgehalts durch eine KF-Titrationsreaktion,
bei der die Erfassung oder die Überwachung
einer Polarisationsspannung unter einer regelmäßigen Bedingung ausgeführt werden
kann, und eine Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung,
die dieses Verfahren verwendet, zu schaffen.
-
Um
die oben erwähnte
Aufgabe zu lösen,
haben die Erfinder dieser Anmeldung verschiedene Untersuchungen
ausgeführt,
um die oben erwähnten
Probleme bei dem Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
zum Messen eines Feuchtigkeitsgehalts bei der KF-Titrationsreaktion
zu verbessern, und haben im Ergebnis dessen eine wichtige Tatsache
entdeckt. Im Einzelnen ist dann, wenn ein Strom in Impulsform angelegt
wird, der Einfluss auf eine Polarisationsspannung infolge des Lösungsmittels
unmittelbar nach dem Anlegen gewöhnlich
groß.
-
Im
Folgenden erfolgt eine Beschreibung als Ergebnis der Untersuchungen. 1 ist
eine Darstellung, die eine Relation zwischen Zeit und Polarisationsspannung
bei einer Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehaltmessung unter Verwendung
des Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahrens zeigt.
In diesem Fall erfolgt die Bestimmung in der Weise, dass ein Zyklus
der Anlegung eines sehr kleinen pulsierenden Stroms 500 ms beträgt und die
Impulsbreite des Stroms, der tatsächlich angelegt wird, 50 ms
beträgt.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, wenn eine gewöhnlich verwendete Probe mit
einem Lösungsmittel
des Methanoltyps gemessen wird, vergrößert sich eine Polarisationsspannung
allmählich
unter der Bedingung, dass der Feuchtigkeitsgehalt übermäßig groß ist, und
verringert sich, wenn der angelegte Strom unterbrochen wird.
-
Wenn
ein KF-Reagens, das Iod enthält,
tropfenweise zugeführt
wird, um einen Feuchtigkeitsgehalt zu titrieren, neigt der Anstieg
der Polarisationsspannung dazu, allmählich anzusteigen, um dadurch
zu bewirken, dass das KF-Reagens überschüssig wird, mit dem Ergebnis,
dass die Polarisationsspannung sehr klein wird. In diesem Fall wird
in einer handelüblichen
Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung,
die ein volumetrisches Verfahren verwendet, ein Endpunkt der Analyse
festgestellt, wenn eine Polarisationsspannung, die unverändert erfasst
wurde, einen vorgegebenen Wert annimmt (d. h. einen Wert zu dem
Zeitpunkt, an dem das KF-Reagens überschüssig wird. Dieser Ausdruck
kann im Folgenden angewendet werden.). Andernfalls wird der Endpunkt
in der Weise bestimmt, dass eine Signalform einer Polarisationsspannung
in einer Zeit erfasst wird; ein Integrationswert der Polarisationsspannung
in einem Zyklus (der Flächenbereich
eines schraffierten Abschnitts von 1) erfasst
wird; und der Integrationswert einen vorgegebenen Wert erreicht,
bei dem der Endpunkt festgelegt wird.
-
Bei
der Messung eines Feuchtigkeitsgehalts in Ölen wird dagegen ein Lösungsmittel,
das als Hauptlösungsmittel
Chloroform enthält,
verwendet, da Öle
in Methanol nicht gelöst
werden können.
Da jedoch, wie oben beschrieben wurde, das Lösungsmittel, das Chloroform
als Hauptlösungsmittel
enthält,
einen hohen Flüssigkeitswiderstand
aufweist, ist eine erfasste Spannung die Summe aus einer Spannung
infolge des Flüssigkeitswiderstands
und einer wahren Polarisationsspannung. Ferner wird dann, wenn eine
Probe dem Lösungsmittel
zugegeben wird, der Einfluss des Flüssigkeitswiderstands bedeutend.
Wie aus 1 deutlich ist, ist es klar,
dass die Polarisationsspannung unmittelbar nach dem Anlegen eines
pulsierenden Stroms ein anomales Muster zeigt. Obwohl die tropfenweise
Zugabe des KF-Reagens zum Titrieren eines Feuchtigkeitsgehalts die
Polarisationsspannung etwas verringert, kann kein Wert, der niedriger
als ein bestimmter Wert ist, erwartet werden. Obwohl der Feuchtigkeitsgehalt
in der Probe durch das KF-Reagens titriert werden konnte, wird folglich
die tropfenweise Zugabe des KF-Reagens fortgesetzt, da sich eine
Polarisationsspannung nicht auf eine Spannung am Endpunkt (oder
auf einen Integrationswert der Polarisationsspannung) verringert.
-
Unter
Berücksichtigung
dieser Umstände
der Messung des Feuchtigkeitsgehalts durch die KF-Titrationsreaktion
unter Verwendung des oben erwähnten
Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahrens haben
sich die Erfinder bemüht,
eine nachteilige Wirkung auf eine Polarisationsspannung infolge
des Lösungsmittels
zu eliminieren und haben die vorliegende Erfindung realisiert, indem
eine Polarisationsspannung entfernt wird, die unmittelbar nach dem
Anlegen eines sehr kleinen pulsierenden Stroms erzeugt wird, wodurch
eine Polarisationsspannung, die nahe bei ihrem wahren Wert liegt,
erfasst werden kann.
-
Im
Einzelnen wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Konstantstrom- Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
zum Bestimmen des Endpunkts in einer Karl-Fischer-Titration gemäß Anspruch
1 geschaffen.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt wird eine Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung unter
Verwendung eines Konstantstrom- Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahrens
geschaffen, wobei die Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung
dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: Mittel zum
Zuführen
eines konstanten Stroms mit Impulsform zu einer in einer Reaktionsflüssigkeit
eingetauchten Erfassungselektrode, Mittel zum sequentiellen Erfassen
einer Polarisationsspannung (X) während des Zuführens des
Stroms, Mittel zum Berechnen eines Wertes (X-Xo), der durch Subtrahieren einer
Polarisationsspannung (Xo) nach dem Verstreichen einer Zeit (to)
ab dem Beginn jedes Zuführens
des pulsierenden Stroms von einer sequentiell erfassten Polarisationsspannung
(X) jedes Mal, wenn der pulsierende Strom zugeführt wird, erhalten wird, Mittel
zum Bestimmen des Endpunkts der Messung des Feuchtigkeitsgehalts
unter Verwendung der Polarisationsspannungsdifferenz (X-Xo) und
Mittel zum Berechnen einer Feuchtigkeitsgehalt-Konzentration aus
einem Ergebnis einer Berechnung.
-
Im
Folgenden erfolgt eine genaue Beschreibung in Bezug auf das Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
und die Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Die
Karl-Fischer-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung (die im Folgenden
als "KF"-Feuchtigkeitsgehalt-Messvorrichtung
bezeichnet wird), die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
ist z. B. in 3 gezeigt.
-
Die
Vorrichtung umfasst einen Titrationsabschnitt und einen Mess-/Anzeigeabschnitt,
wobei der Titrationsabschnitt einen Titrationskolben und eine KF-Reagens-Titrationsvorrichtung
und der Mess-/Anzeigeabschnitt einen Erfassungsabschnitt, einen
Datenverarbeitungsabschnitt und einen Steuerabschnitt umfasst.
-
Ein
reaktionsfähiges
KF-Lösungsmittel
wird in dem Titrationskolben aufgenommen. Das reaktionsfähige KF-Lösungsmittel
kann ohne besondere Einschränkungen
verwendet werden, solange es für
eine gewöhnliche
KF-Feuchtigkeitsgehaltmessung verwendet werden kann. Wenn jedoch
ein reaktionsfähiges
Lösungsmittel
mit einem hohen Flüssigkeitswiderstand,
wie etwa ein Lösungsmittel
der Chloroform-Reihe oder dergleichen verwendet wird, ist die Wirkung
der vorliegenden Erfindung besonders bemerkenswert. Die vorliegende
Erfindung schafft z. B. dann eine ausgezeichnete Wirkung, wenn ein
reaktionsfähiges
KF-Lösungsmittel,
das mehr als 30% Chloroform enthält,
verwendet wird. Eine Erfassungselektrode wird in das reaktionsfähige Lösungsmittel
eingetaucht. Ein sehr kleiner Strom mit impulsähnlicher Form wird an die Erfassungselektrode
angelegt. Das Anlegen des pulsierenden Stroms bedeutet, dass, wie
in 2 gezeigt ist, ein geeigneter Zyklus aus einer
vorgegebenen Zeit einer Stromzufuhr und einer vorgegebenen Zeit
einer Stromunterbrechung gebildet wird, wobei der Zyklus wiederholt
wird. Der geeignete Zyklus dauert vorzugsweise 100–3000 ms,
wobei eine Dauer von 300–700
ms stärker
bevorzugt ist. Die Impulsbreite des Stroms, der der Erfassungselektrode
zugeführt
wird, beträgt
vorzugsweise 10–1000
ms, wobei ein Wert von 10–100
ms stärker
bevorzugt ist. Ein geeigneter Strom beträgt vorzugsweise 3–100 μA, wobei
ein Wert von 3–30 μA stärker bevorzugt
ist. Eine zu messende Probe wird durch den Probeneinleitungsanschluss
des Titrationskolbens gegossen, wenn der Feuchtigkeitsgehalt gemessen
werden soll.
-
Nach
der Einleitung der zu messenden Probe in den Titrationskolben wird
ein KF-Titrationsreagens, das Iod enthält, bei konstanten Intervallen
von der KF-Reagenstitrationsvorrichtung
dem Titrationskolben hinzugefügt.
Ein Betrag des Titrationsreagens, das in einer Zeiteinheit hinzuzufügen ist,
wird durch den Steuerabschnitt gesteuert, von dem ein Signal gesendet
wird, so dass ein Schrittmotor eine Kolbenküvette antreibt, wodurch das
KF-Titrationsreagens aus der KF-Reagenstitrationsvorrichtung gedrückt wird
und durch die Titrationsdüse
tropft. Wenn ein Feuchtigkeitsgehalt in dem Titrationskolben größer ist,
wird eine große
Menge des Titrationsreagens hinzugefügt. Das Hinzufügen des
Titrationsreagens wird ausgeführt,
wenn kein Strom an die Erfassungselektrode angelegt wird.
-
2 ist
eine Darstellung, die eine Relation zwischen Zeit und Polarisationsspannung
zeigt, um das Erfassungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu
erläutern.
-
Der
Erfassungsabschnitt hat einen Mechanismus zum Anlegen eines sehr
kleinen Stroms an die Erfassungselektrode, die in das reaktionsfähige KF-Lösungsmittel
eingetaucht ist, so dass eine Polarisationsspannung (X) über den
Elektroden in der Erfassungselektrode erfasst wird.
-
Der
Datenverarbeitungsabschnitt berechnet einen Wert (X-Xo), der durch
Subtrahieren einer Polarisationsspannung (Xo) nach dem Verstreichen
einer vorgegebenen Zeit (to) ab dem Beginn jedes Zuführens des pulsierenden
Stroms von einem sequentiell erfassten Wert einer Polarisationsspannung
(X) jedes Mal, wenn der pulsierende Strom zugeführt wird, erhalten wird. Nach
dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit (to) ab dem Beginn des
Zuführens
gibt der Strom den Zeitpunkt an, ab dem eine anomale Störung in
der Polarisationsspannung, die unmittelbar nach dem Anlegen eines
pulsierenden Stroms an die Erfas sungselektrode erzeugt wurde, verschwunden
ist. Im Hinblick auf ein Kurve der Polarisationsspannung, die in 2 durch
Messen eines Feuchtigkeitsgehalts in einem elektrisch isolierenden Öl unter
Verwendung eines stark chloroformhaltigen Lösungsmittels enthalten wird,
fällt die
Polarisationsspannung unmittelbar nach dem Anlegen des Stroms plötzlich ab
und steigt dann an. Eine vorgegebene Zeit (to) gibt den Zeitpunkt
an, an dem die Polarisationsspannung anzusteigen beginnt, um eine
glatte Kurve der Polarisationsspannung darzustellen. Im Einzelnen
beträgt
die vorgegebene Zeit (to) ab dem Beginn des Zuführens des Stroms, der sich
in Abhängigkeit
von Messbedingungen ändert,
im Allgemeinen 0,1–200
ms, wobei ein Wert im Bereich von 0,1–50 ms bevorzugt und ein Wert
im Bereich von 0,1–5
ms am stärksten
bevorzugt ist. Eine Polarisationsspannung wird z. B. im Voraus vor
dem Beginn der Titration gemessen, der Zeitpunkt, an dem eine glatte
Kurve der Polarisationsspannung dargestellt werden soll, wird als "to" festgelegt und der
Wert von "to" wird im Voraus in
einer KF-Analysevorrichtung gespeichert. Wenn ein Lösungsmittel
der Methanol-Reihe verwendet wird, ist der Wert von "to" optional. Wenn ein
Wert von "to" groß ist, wird
jedoch ein Wert der erfassten Polarisationsspannungsdifferenz (X-Xo)
klein. Es ist demzufolge vom Standpunkt der Genauigkeit zu bevorzugen,
dass der Wert von "to" klein ist. Wenn
ein Wert von "to", der für die Verwendung
eines stark chloroformhaltigen Lösungsmittels
geeignet ist, zuvor in der Analysevorrichtung gespeichert wurde,
kann die Messung eines Feuchtigkeitsgehalts selbst dann, wenn das
stark chloroformhaltige Lösungsmittel
oder ein Lösungsmittel
der Methanolreihe verwendet wird, mit der gleichen Vorrichtung genau
ausgeführt
werden.
-
Ein
Integrationswert der Polarisationsspannungsdifferenz (X-Xo) wird
dann für
jeden Zyklus nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit (to)
ab dem Beginn des Zuführens
des Stroms berechnet. Der Integrationswert wird in 2 durch
einen schraffierten Abschnitt in der Signalform einer Polarisationsspannung
ausgedrückt.
In Abhängigkeit
von der Größe des Integrationswerts
in einem Zyklus wird ein Betrag des Reagens zur Titration von der
KF-Reagenstitrationsvorrichtung durch den Steuerabschnitt gesteuert.
Wenn der Integrationswert einen zuvor bestimmten Wert erreicht (ein
Wert in einem Zustand, bei dem das KF-Titrationsreagens überschüssig wird),
wird der Endpunkt der Analyse festgelegt, und das Tropfen des Reagens
wird angehalten. Der vorgegebene Wert wird zuvor in die Messvorrichtung
eingegeben, indem ein Wert in einem Zustand, in dem das KF-Titrationsreagens überschüssig ist, separat
gemessen wird. In Bezug auf die Art der Bestimmung des vorgegebenen
Wertes wird z. B. ein Lösungsmittel
der Methanolreihe, das einen niedrigen Flüssigkeitswiderstand besitzt,
als das reaktionsfähige
KF-Lösungsmittel
verwendet, und ein Integrationswert wird in einem Zustand, in dem
das KF-Titrationsreagens überschüssig ist,
gemessen.
-
Nach
Beendigung der Titration wird ein Feuchtigkeitsgehalt in einer zu
messenden Probe in dem Datenverarbeitungsabschnitt anhand eines
Betrags des verwendeten KF-Titrationsreagens berechnet und der berechnete
Wert wird ausgegeben.
-
Das
oben erwähnte
Endpunkt-Bestimmungsverfahren ist ein Verfahren zum Bestimmen des
Endpunkts unter Verwendung eines Integrationswertes einer Polarisationsspannungsdifferenz.
Der Endpunkt kann jedoch bestimmt werden, wenn die Polarisationsspannungsdifferenz
(X-Xo) einen vorgegebenen Wert erreicht. Der Art der Bestimmung
mit einem Integrationswert ist jedoch wegen einer verbesserten Genauigkeit bei
der Analyse bevorzugt.
-
Die
Beschreibung wurde ferner ausgeführt,
indem das volumetrische Titrationsverfahren veranschaulicht wurde.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch für ein coulometrisches Titrationsverfahren
verwendet werden, und ein Analyseverfahren unter Verwendung des
coulometrischen Titrationsverfahrens und einer Vorrichtung, die
dieses Verfahren verwendet, liegen im Umfang der vorliegenden Erfindung,
soweit sie nicht über
die Beschreibung hinausgehen.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel einer Kurve der Polarisationsspannung
in einem Fall zeigt, bei dem ein Strom in Impulsform in einem Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
einer Erfassungselektrode zugeführt
wird, wobei integrierte Abschnitte, die durch ein herkömmliches
Feuchtigkeitsgehalt-Endpunkt-Erfassungsverfahren überwacht
werden, gezeigt sind;
-
2 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel einer Kurve der Polarisationsspannung
in einem Fall zeigt, bei dem ein Strom in Impulsform in einem Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren einer Erfassungselektrode
zugeführt
wird, wobei integrierte Abschnitte, die gemäß der Erfindung überwacht
werden, gezeigt sind; und
-
3 ist
eine Darstellung, die ein Beispiel einer KF-Analysevorrichtung,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt.
-
Beste Art zum Ausführen der
Erfindung
-
Experimentelles Beispiel 1
-
Ein
Feuchtigkeitsgehalt in einem elektrisch isolierenden Öl wurde
unter Verwendung der KF-Feuchtigkeitsgehaltmessvorrichtung, die
in 3 gezeigt ist, gemessen. Zuerst wurden 50 ml eines
dehydrierten Lösungsmittels
CM (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Chloroformgehalt:
87%) in einen Titrationskolben geladen und eine Vorab-Titration
wurde mit 3 mg KF-Reagens (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation)
ausgeführt,
um Wasser aus dem Titrationskolben zu entfernen. Anschließend wurden
Mengen von jeweils 20 ml des elektrisch isolierenden Öls gemessen.
Ein Strom von 25 μA
wurde an die Erfassungselektrode angelegt, wobei ein Zyklus des
Anlegens des Stroms 500 ms und eine Impulsbreite des angelegten Stroms
25 ms betrugen. Eine Polarisationsspannung (X) während des Zuführens des
Stroms wurde sequentiell erfasst und ein Wert (X-Xo), der durch
Subtrahieren einer Polarisationsspannung (Xo) nach dem Verstreichen
von 1 ms ab dem Beginn jedes Zuführens
des pulsierenden Stroms von einer sequentiell erfassten Polarisationsspannung
(X) während
des Zuführens
des Stroms erhalten wird, wurde berechnet. Der Endpunkt der Analyse
wurde an dem Zeitpunkt bestimmt, an dem ein Integrationswert (der
Flächenbereich
eines schraffierten Bereichs in 2) der Polarisationsspannungsdifferenz
(X-Xo) in einem Zyklus der Stromzuführung nach dem Verstreichen
von 1 ms ab dem Beginn des Zuführens
des Stroms einen vorgegebenen Wert (einen Wert in einem Zustand,
bei dem das KF-Reagens überschüssig wurde)
erreichte, und anschließend
wurde ein Feuchtigkeitsgehalt in dem elektrisch isolierenden Öl berechnet.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Die
Messung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt mit
der Ausnahme, dass der Endpunkt der Analyse an dem Zeitpunkt bestimmt
wurde, an dem während
einer Zeit der Stromzuführung
ein Integrationswert (der Flächenbereich
eines schraffierten Abschnitts in 1) der Polarisationsspannung
(X) ab dem Beginn des Zuführens
des Stroms einen vorgegebenen Wert erreichte (ein Wert in einem
Zustand, in dem das KF-Reagens überschüssig wurde).
-
Ergebnisse
des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 1 sind in Tabelle 1
gezeigt. Tabelle 1
| | Messergebnis |
| Feuchtigkeitsgehalt-messvorrichtungder
vorliegenden Erfindung | Menge
der Probe | Feuchtigkeitsgehalt | Zeit | Analysierter Wert |
| 17,3145
g | 0,604 mg | 1'54'' | 35
ppm |
| 17,1783
g | 0,572 mg | 1'18'' | 33
ppm |
| 17,2235
g | 0,527 mg | 1'40'' | 31
ppm |
| Mittelwert:
33 ppm | RSD: 6,6% |
| Feuchtigkeitsgehalt-messvorrichtung
eines herkömmlichen
Beispiels | 17,0075
g | Der Endpunkt
wird nicht erreicht |
-
Experimentelles Beispiel 2
-
50
ml des dehydrierten Lösungsmittels
OLII (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, Chloroformgehalt:
82%) wurden in einen Titrationskolben geladen und ein Vorab-Titration
wurde mit 3 mg KF-Reagens SS-X (hergestellt von Mitsubishi Chemical
Corporation) ausgeführt,
um Wasser aus dem Titrationskolben zu entfernen. Anschließend wurden
jeweils Mengen von 10 ml Kerosin gemessen. Die anderen Messbedingungen
waren die gleichen wie im Beispiel 1.
-
Vergleichsbeispiel 2
-
Die
Messung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 ausgeführt mit
der Ausnahme, dass das herkömmliche
Endpunktbestimmungsverfahren, das im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben
wurde, verwendet wurde. Ergebnisse des Beispiels 2 und des Vergleichsbeispiels
2 sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
| | Messergebnis |
| Feuchtigkeitsgehalt-messvorrichtungder
vorliegenden Erfindung | Menge
der Probe | Feuchtigkeitsgehalt | Zeit | Analysierter Wert |
| 7,7091
g | 0,348
mg | 0'56'' | 45
ppm |
| 7,9134
g | 0,388
mg | 1'04'' | 49
ppm |
| 7,3733
g | 0,403
mg | 1'37'' | 55
ppm |
| 7,6924
g | 0,336
mg | 1'05'' | 44
ppm |
| 7,6784
g | 0,307
mg | 1'34'' | 40
ppm |
| Mittelwert:
47 ppm | RSD: 12 |
| Feuchtigkeitsgehalt-messvorrichtung
eines herkömmlichen
Beispiels | 7,8415
g | 0,336
mg | 0'37'' | 43
ppm |
| 7,6985
g | 0,552
mg | 0'41'' | 72
ppm |
| 7,7132
g | Der Endpunkt
wird nicht erreicht |
-
Aus
den oben genannten experimentellen Beispielen 1 und 2 ist klar,
dass die KF-Titration normalerweise sogar unter Verwendung des Chloroform
enthaltenden Lösungsmittels
als Hauptlösungsmittel
durchgeführt
wurde und eine korrekte Feuchtigkeitsgehaltmessung einer Probe,
die eine große
Menge Öl
enthielt, für die
die Messung unmöglich
war, wurde möglich.
-
Industrielle Anwendungsmöglichkeit
-
Wie
genau beschrieben wurde, kann gemäß dem Konstantstrom-Polarisationsspannungs-Erfassungsverfahren
und der Vorrichtung, die das Verfahren der vorliegenden Erfindung
verwendet, die Überwachung
einer Polarisationsspannung ausgeführt werden, wobei der Einfluss
auf die Polarisationsspannung infolge eines Lösungsmittels wirkungsvoll und
ausreichend eliminiert werden kann, wodurch die Messung eines Feuchtigkeitsgehalts
wirkungsvoll und korrekt ausgeführt
werden kann. Es besteht ferner ein ausgezeichnetes Merkmal dahingehend,
dass das Verfahren einfach ausgeführt werden kann, da das oben
erwähnte
Verfahren selbst sehr einfach ist.