アンモニア計とは
アンモニア計とは、アンモニアガスの濃度を測定するための装置です。
アンモニアは農業、工業、冷凍技術などのさまざまな分野で使用されている無色で有害なガスです。アンモニア計は、特定の環境やプロセスでアンモニアガスの濃度を監視し、必要に応じて制御するのに役立ちます。
具体的には、畜産業において家畜の健康管理や冷蔵庫・冷凍庫などの冷却システムへの使用が一般的です。工業プロセスや環境保護のためにも重要な役割を果たしており、アンモニアガスの漏れや過剰な放出を防ぐ役割があります。
アンモニア計には、アンモニウムイオンを検出するための電極が取り付けられています。電極が汚れると測定値の変動を引き起こすため、使用後には装置の洗浄が必須です。またアンモニウムイオン用の電極、並びに比較電極は消耗品であるため定期的な交換が必要です。
アンモニア計の使用用途
アンモニア計は、排水や河川水のアンモニア分析に使われます。具体的には、アンモニアを分解・処理する下水処理場や廃水処理プラントなどです。生物処理を行う前、処理後の排水のアンモニア量をアンモニア計で測定し、アンモニア量の制御、最適なプロセスの設計を行います。
アンモニアは、環境への排出が制限されている化合物で酢。工場の排水に含まれるアンモニア量の管理、ならびに河川や湖、海水中の環境分析が欠かせません。アンモニア計は小型であるため、現場で排水を採取してその場で簡易的に分析できます。
アンモニア計の特徴
アンモニア計には、膜と電極が取り付けられており、アンモニウムイオンを選択的に透過する膜を含む電極と比較電極の間の電位差からアンモニウムイオンの量を算出します。アンモニウムイオン電極は同じ陽イオンであるカリウムイオンが妨害物質として作用するため、アンモニア計にはカリウムイオン電極も補正用に取り付けられています。
一方で、アンモニア計を用いて測定するサンプルは河川水や工場の排水、下水など様々な物質が混ざっている水溶液です。そのため、アンモニア計をサンプルに長期間浸し続けると電極表面に汚れが蓄積していきます。汚れが蓄積すると電位差の測定値が変動するので、電極表面の汚れの確認と定期的な交換が必要です。
なお、装置によっては超音波振動子を内蔵しているものもあり、電極表面に付着した汚れ、スケールを除去することも可能です。用途によっては経時的なアンモニア量をモニタリングする必要があるため、常にサンプル液に電極を浸してアンモニア量のデータを出力し続けるアンモニア計も販売されています。
アンモニア計の種類
一般的なアンモニア計のタイプには、化学センサー、電化学センサー、ガスクロマトグラフィー、赤外線吸収スペクトルなどがあります。これらの装置は、アンモニアの濃度をリアルタイムでモニターし、適切な安全性や効率を維持するために使用されます。
アンモニア計の選び方
1. 使用用途
アンモニア計の選定において、まず重要なのは使用目的です。どのような環境やプロセスで使用するのかを考え、適切なセンサータイプを選びます。例えば、化学センサー、電化学センサー、ガスクロマトグラフィーなどセンサータイプはさまざまで、目的に応じて最適なセンサーを選ぶ必要があります。
2. 測定範囲
アンモニア計の測定範囲は、対象となるアンモニア濃度に合致していなければなりません。計測範囲が広すぎるか、狭すぎると正確なデータを得るのが難しい場合があります。使用環境やアプリケーションに合った適切な測定範囲を確認することが重要です。
3. 精度と信頼性
アンモニア計の精度と信頼性は非常に重要です。高い精度の計測が求められる場合、信頼性の高いメーカーやモデルを選びます。また、キャリブレーションや保守が容易であるかどうかの考慮も必要です。
4. 環境条件への適合性
アンモニア計はさまざまな環境で使用されます。計測対象の環境条件 (温度、湿度、圧力など) に適合するかどうかを確認します。特に厳しい環境下での使用を考える場合、耐久性や防爆性が必要な場合もあります。想定外の環境で使用してしまうと、アンモニア計の故障や精度低下につながりかねません。
参考文献
http://www.jeta.or.jp/jeta127/pdf/kangikyou/%E6%8A%80%E8%A1%93HAT.pdf
https://www.horiba.com/jp/process-environmental/products-jp/water-quality-measuring-instruments/drainage-water/details_n/ammonia-nitrogen-meter-hc-200nh-28165/