JP6390184B2 - Electrode member, composite electrode, and electrode member manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、pH測定、イオン濃度測定、酸化還元電位(ORP)測定などの比較電極を用いた電気化学測定において用いられる電極部材、その電極部材を備えた複合電極、及び電極部材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrode member used in electrochemical measurement using a comparative electrode such as pH measurement, ion concentration measurement, and oxidation-reduction potential (ORP) measurement, a composite electrode provided with the electrode member, and a method for producing the electrode member. Is.
従来、pH測定には、測定電極(作用電極)として水素イオンに感応するガラス感応膜を備えたpHガラス電極が広く用いられている。pH測定では、測定電極と比較電極(参照電極)とが被検液に浸漬されて、両電極間の電位差から被検液のpH値が求められる。測定電極と比較電極とが一体的に構成されたpH測定用の複合電極も広く用いられている。 Conventionally, a pH glass electrode provided with a glass sensitive film sensitive to hydrogen ions is widely used as a measurement electrode (working electrode) for pH measurement. In the pH measurement, the measurement electrode and the reference electrode (reference electrode) are immersed in the test solution, and the pH value of the test solution is obtained from the potential difference between the two electrodes. A composite electrode for pH measurement in which a measurement electrode and a comparative electrode are integrally formed is also widely used.
また、より高精度な測定を可能とする構成として、比較電極の内部電極にpHガラス電極を採用した差動測定方式のpH複合電極が知られている。このpH複合電極は、2個のpHガラス電極を有し、一方のpHガラス電極は測定電極として用いられ、他方のpHガラス電極は比較電極に設けられる。比較電極に設けられたpHガラス電極は、「電極室」に収容されたpH緩衝液に浸漬されており、電極室に隣接して設けられた液絡部を有する「塩橋室」を介して被検液と電気的な導通がとられるようになっている。これら塩橋室(及びその内部液)と、電極室(及びその内部液)と、電極室内のpHガラス電極とで、比較電極が構成される。そして、液アース電極を共通にして、測定電極と液アース電極との間の電位差、比較電極と液アース電極との電位差が測定され、液アース電極の電位がキャンセルされることで測定電極と比較電極との間の電位差が求められて、この電位差からpH値が求められる。このpH複合電極は、比較電極の内部電極にpHガラス電極を採用しているため比較電極の電位が安定すること、共通の液アース電極に対する電位差を測定することで電気的ノイズの影響を低減できることなどから、より高精度な測定が可能となる。 Further, as a configuration that enables measurement with higher accuracy, a differential measurement type pH composite electrode that employs a pH glass electrode as an internal electrode of a comparison electrode is known. This pH composite electrode has two pH glass electrodes, one pH glass electrode is used as a measurement electrode, and the other pH glass electrode is provided as a comparison electrode. The pH glass electrode provided in the comparison electrode is immersed in a pH buffer solution accommodated in the “electrode chamber” and passes through the “salt bridge chamber” having a liquid junction provided adjacent to the electrode chamber. Electrical continuity with the test solution is obtained. The salt bridge chamber (and its internal liquid), the electrode chamber (and its internal liquid), and the pH glass electrode in the electrode chamber constitute a comparative electrode. Then, with the liquid earth electrode in common, the potential difference between the measurement electrode and the liquid earth electrode, the potential difference between the comparison electrode and the liquid earth electrode are measured, and the potential of the liquid earth electrode is canceled and compared with the measurement electrode. A potential difference with the electrode is obtained, and a pH value is obtained from this potential difference. This pH composite electrode uses a pH glass electrode as the internal electrode of the reference electrode, so that the potential of the reference electrode is stable, and the effect of electrical noise can be reduced by measuring the potential difference with respect to the common liquid earth electrode. Therefore, more accurate measurement is possible.
このようなpH複合電極は、より高精度な測定が可能になるものの、測定電極用と比較電極用とで2個のpHガラス電極が必要となることから、構成が複雑化、大型化しやすく、広く用いられるには至っていない。これに対し、特許文献1、2は、比較的簡単な構成の、比較電極の内部電極にpHガラス電極を採用した差動測定方式のpH複合電極を開示している。特許文献1、2に記載のpH複合電極は、1個の管状部材の先端部に測定用のpHガラス感応膜を設け、側部に比較用のpHガラス感応膜を設け、この管状部材の内部の各pHガラス感応膜に連通する室を区画すると共に、この管状部材とその外側に被せた外筒との間の空間を複数のパッキンと液絡部とを用いて区画することで電極室と塩橋室とを形成するものである。
Although such a pH composite electrode enables more accurate measurement, since two pH glass electrodes are required for the measurement electrode and the comparison electrode, the configuration is easily complicated and enlarged. It has not been widely used. On the other hand,
しかしながら、特許文献1、2に記載の比較電極の内部電極にガラス電極を採用した差動測定方式のpH複合電極は、比較電極の電極室と塩橋室とを形成するための構成が依然として複雑であり、大型化しやすい。また、多くのパッキンと液絡部とを用いているため、液漏れなどの発生が懸念される。
However, the differential measurement type pH composite electrode employing a glass electrode as the internal electrode of the comparative electrode described in
また、比較用のpHガラス感応膜について、特許文献1では柱状、特許文献2ではパッチであるとされているが、その具体的な作製方法は開示されていない。
Further, regarding the pH glass sensitive film for comparison,
なお、以上では、測定対象がpHである場合を例に従来の課題について説明したが、測定対象が水素イオン以外のイオン濃度やORPであり、測定電極を対応する測定電極(イオン濃度測定電極、ORP測定電極)とした場合についても同様の課題が生じ得る。 In the above, the conventional problem has been described by taking the case where the measurement target is pH as an example. However, the measurement target is an ion concentration or ORP other than hydrogen ions, and the measurement electrode is a corresponding measurement electrode (ion concentration measurement electrode, The same problem may occur when the ORP measurement electrode is used.
したがって、本発明の目的は、より簡単な構成の、比較電極の内部電極にガラス電極を採用した複合電極、これに用いる電極部材を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite electrode adopting a glass electrode as an internal electrode of a comparative electrode, and an electrode member used therefor, having a simpler configuration.
また、本発明の他の目的は、より簡単な構成の、比較電極の内部電極にガラス電極を採用した複合電極に用いる電極部材を、より容易に製造することを可能とする電極部材の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an electrode member manufacturing method that can more easily manufacture an electrode member used for a composite electrode that employs a glass electrode as an internal electrode of a comparative electrode with a simpler configuration. Is to provide.
上記目的は本発明に係る電極部材、複合電極、及び電極部材の製造方法にて達成される。要約すれば、本発明は、測定電極と比較電極とを備え前記比較電極の内部電極がガラス電極である複合電極に用いられる電極部材であって、軸線方向に長尺に形成され先端部側の端部が封止されたガラス製の第1の管と、前記軸線方向において前記第1の管の前記先端部側とは反対側の基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第1の管に熔着されて封止されたガラス製の第2の管と、前記軸線方向において前記第2の管の前記基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第2の管に熔着されて封止されたガラス製の第3の管と、を有し、前記第1の管、前記第2の管及び前記第3の管は、実質的に同軸状に配置された三重管構造を構成し、前記第1の管における前記第2の管に取り囲まれていない領域に測定用ガラス感応膜が設けられ、前記第1の管により測定電極内部液及び前記測定電極内部液に浸漬される測定電極内極を収容する第1の収容部が形成され、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれた領域の前記軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜が熔着されて一体化されており、前記第1の管と前記第2の管とにより比較電極内側内部液を収容する第2の収容部が形成され、前記第2の管と前記第3の管とにより比較用ガラス電極内部液及び前記比較用ガラス電極内部液に浸漬される比較用ガラス電極内極を収容する第3の収容部が形成され、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれていない領域に、前記第2の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする液絡部が封入されており、前記測定電極は、前記測定用ガラス感応膜と、前記第1の収容部と、前記測定電極内部液と、前記測定電極内極と、を含んで構成され、前記比較電極は、前記比較用ガラス感応膜と、前記第2の収容部と、前記比較電極内側内部液と、前記第3の収容部と、前記比較用ガラス電極内部液と、前記比較用ガラス電極内極と、前記液絡部と、を含んで構成されることを特徴とする電極部材である。
The above object is achieved by the electrode member, the composite electrode, and the method for manufacturing the electrode member according to the present invention. In summary, the present invention is an electrode member used for a composite electrode having a measurement electrode and a comparison electrode, and the internal electrode of the comparison electrode is a glass electrode, and is formed to be long in the axial direction and on the tip side. a first tube made of glass whose ends sealed, enclosing the at least part of the opposite side of the base end side to the tip side of the first tube in the axial direction of the front end portion A glass-made second tube whose end is welded and sealed to the first tube, and at least a part of the proximal end side of the second tube in the axial direction, and the tip portion A glass-made third tube whose end on the side is welded and sealed to the second tube, and the first tube, the second tube, and the third tube are constitute a substantially triple pipe structure disposed coaxially, not surrounded by the second tube prior Symbol first tube Measuring titration, glass-sensitive film is provided on the band, a first storage portion for storing the first measuring electrode in electrode is immersed in the measuring electrode internal solution and the measuring electrode inner liquid by the tube is formed, before Symbol A cylindrical glass-sensitive film for comparison is welded and integrated into a part of the axial direction of the region surrounded by the third tube in the second tube, and the first tube and the first tube the second housing part is formed for accommodating the second ratio Ri by the the tube compare electrode inside internal solution, the second tube and the third tube and the O Ri ratio較用glass electrode internal solution and the comparative third housing part is formed for accommodating the comparative glass electrode in electrode is immersed in use glass electrode internal liquid, the second is not surrounded by said third tube in the tube region, the second liquid junction that allows electrical connection between inside and outside of the liquid containing portion is sealed, the measuring electrode, before The glass sensitive film for measurement, the first accommodating portion, the internal solution of the measurement electrode, and the inner electrode of the measurement electrode are configured, and the comparative electrode includes the glass sensitive film for comparison, the
本発明の他の態様によれば、測定電極と比較電極とを備え前記比較電極の内部電極がガラス電極である複合電極であって、軸線方向に長尺に形成され先端部側の端部が封止されて測定電極内部液が収容される第1の収容部を形成するガラス製の第1の管と、前記軸線方向において前記第1の管の前記先端部側とは反対側の基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第1の管に熔着されて封止されて前記第1の管との間に比較電極内側内部液が収容される第2の収容部を形成するガラス製の第2の管と、前記軸線方向において前記第2の管の前記基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第2の管に熔着されて封止されて前記第2の管との間に比較用ガラス電極内部液が収容される第3の収容部を形成するガラス製の第3の管と、を有し、前記第1の管、前記第2の管及び前記第3の管は、実質的に同軸状に配置された三重管構造を構成し、前記第1の管における前記第2の管に取り囲まれていない領域に測定用ガラス感応膜が設けられ、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれた領域の前記軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜が熔着されて一体化されており、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれていない領域に前記第2の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする液絡部が封入されている電極部材と、前記第1の収容部に収容される前記測定電極内部液に浸漬されるように前記第1の収容部に配置された測定電極内極と、前記第3の収容部に収容される前記比較用ガラス電極内部液に浸漬されるように前記第3の収容部に配置された比較用ガラス電極内極と、前記軸線方向に沿って前記電極部材を取り囲んで配置され、前記電極部材との間に比較電極外側内部液が収容される第4の収容部を形成する外筒と、前記軸線方向における前記先端部側の前記外筒の端部の開口部を封止すると共に前記測定用ガラス感応膜を外部に露出させる封止部と、前記封止部に設けられ前記第4の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする外側液絡部と、を有し、前記測定電極は、前記測定用ガラス感応膜と、前記第1の収容部と、前記測定電極内部液と、前記測定電極内極と、を含んで構成され、前記比較電極は、前記比較用ガラス感応膜と、前記第2の収容部と、前記比較電極内側内部液と、前記第3の収容部と、前記比較用ガラス電極内部液と、前記比較用ガラス電極内極と、前記液絡部と、前記第4の収容部と、前記比較電極外側内部液と、前記外側液絡部と、を含んで構成されることを特徴とする複合電極が提供される。 According to another aspect of the present invention , the composite electrode includes a measurement electrode and a comparison electrode, and the internal electrode of the comparison electrode is a glass electrode, and is formed to be long in the axial direction and has an end on the tip side. A first tube made of glass that forms a first housing portion that is sealed to store the measurement electrode internal liquid, and a proximal end opposite to the distal end side of the first tube in the axial direction A second electrode that surrounds at least a part of the portion side and is sealed by sealing the end portion of the tip end portion side of the first tube to the first tube. A second tube made of glass that forms a housing portion of the second tube, and at least a part of the proximal end portion side of the second tube in the axial direction, and an end portion on the distal end side of the second tube is the second tube A third housing portion is formed which is sealed by being welded and accommodates the liquid inside the glass electrode for comparison between the second tube. A third tube made of glass, wherein the first tube, the second tube, and the third tube constitute a triple-tube structure arranged substantially coaxially, A glass-sensitive film for measurement is provided in a region of the first tube that is not surrounded by the second tube, and a portion of the region of the second tube that is surrounded by the third tube in the axial direction. A cylindrical glass-sensitive film for comparison is welded and integrated, and electricity between liquids inside and outside the second housing portion is formed in a region of the second tube that is not surrounded by the third tube. And an electrode member in which a liquid junction part enabling a general connection is sealed, and a measurement arranged in the first housing part so as to be immersed in the liquid inside the measurement electrode housed in the first housing part So as to be immersed in the electrode inner electrode and the liquid in the glass electrode for comparison housed in the third housing portion A comparative glass electrode inner pole disposed in the third housing portion, and the electrode member is disposed so as to surround the electrode member along the axial direction. A sealing part that seals the opening of the end part of the outer cylinder on the tip end side in the axial direction and exposes the glass-sensitive film for measurement to the outside. An outer liquid junction that is provided in the sealing portion and enables electrical connection between the inner and outer liquids of the fourth housing portion, and the measurement electrode includes the measurement glass-sensitive film, The first containing part, the measurement electrode internal liquid, and the measurement electrode inner electrode are configured to include the comparison electrode, the comparative glass sensitive film, the second containing part, and the comparison. The electrode inner liquid, the third container, the comparative glass electrode inner liquid, and the ratio. A composite electrode comprising a comparative glass electrode inner pole, the liquid junction, the fourth housing portion, the comparison electrode outer internal liquid, and the outer liquid junction. Is provided.
本発明の更に他の態様によれば、測定電極と比較電極とを備え前記比較電極の内部電極がガラス電極である複合電極に用いられる電極部材の製造方法であって、ガラス製のステム管の端部を封止するようにガラス感応膜のガラス膜種を付着させる工程と、前記ガラス膜種が端部に付着した前記ステム管にエアーを吹き込み前記ステム管の端部に付着した前記ガラス膜種を吹き破る工程と、前記吹き破られた前記ガラス膜種が端部に付着した2本の前記ステム管の前記吹き破られた前記ガラス膜種同士を接合して、軸線方向の一部に前記比較電極を構成する筒状のガラス感応膜が熔着されて一体化されたガラス製の管状部材を作製する工程と、前記管状部材よりも大径のガラス製のステム管で形成された大径管状部材の内側に前記管状部材を配置し、前記管状部材の一端部と前記大径管状部材の一端部とを熔着して、前記管状部材の前記一端部が開口し前記大径管状部材の前記一端部が封止された二重管構造の第1のパーツを作製する工程と、前記第1のパーツにおける前記管状部材の前記開口した一端部を、ガラス製のステム管で形成された端部管状部材であって、一端部が開口し他端部が封止され、前記測定電極を構成する測定用ガラス感応膜が設けられた前記端部管状部材の前記開口した一端部に、前記管状部材の内部と前記端部管状部材の内部とが連通するように熔着して第2のパーツを作製する工程と、前記管状部材よりも小径のガラス製のステム管で形成された小径管状部材を前記第2のパーツにおける前記管状部材及び前記端部管状部材の内側に配置し、前記小径管状部材の一端部を、前記第2のパーツにおける前記端部管状部材に、前記小径管状部材の内部と前記第2のパーツにおける前記端部管状部材の前記封止された他端部側の一部とが連通するように熔着して三重管構造の第3のパーツを作製する工程と、前記第2のパーツを作製する工程の前、前記第2のパーツを作製する工程の後かつ前記第3のパーツを作製する工程の前、又は前記第3のパーツを作製する工程の後に、前記端部管状部材の軸線方向における、前記第1のパーツと前記端部管状部材との熔着部と、前記小径管状部材と前記端部管状部材との熔着部と、の間の位置の前記端部管状部材に、前記端部管状部材の内外の液間の電気的接続を可能にする液絡部を封入する工程と、を有することを特徴とする電極部材の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an electrode member comprising a measurement electrode and a comparison electrode, wherein the internal electrode of the comparison electrode is a glass electrode . A step of adhering a glass film type of the glass sensitive film so as to seal the end, and the glass film adhering to the end of the stem tube by blowing air into the stem tube having the glass film type adhering to the end A step of blowing the seed, and joining the blown glass film types of the two stem tubes with the blown glass film species attached to the end portions, and a part of the axial direction And forming a glass tubular member in which a cylindrical glass-sensitive film constituting the comparative electrode is welded and integrated, and a glass stem tube having a diameter larger than that of the tubular member. The tubular member is arranged inside the large-diameter tubular member. And by welding one end of the tubular member and one end of the large-diameter tubular member, the one end of the tubular member is opened and the one end of the large-diameter tubular member is sealed A step of producing a first part of the tube structure, and the opened one end portion of the tubular member in the first part is an end tubular member formed of a glass stem tube, and the one end portion is Opened and sealed at the other end, the one end of the end tubular member provided with the glass-sensitive film for measurement constituting the measurement electrode is connected to the inside of the tubular member and the end tubular member. The step of producing a second part by welding so as to communicate with the inside, and the small-diameter tubular member formed of a glass stem tube having a smaller diameter than the tubular member, the tubular member in the second part And the inside of the end tubular member, the small diameter tubular One end of the material is connected to the end tubular member in the second part, the inside of the small diameter tubular member and a part of the sealed end of the end tubular member in the second part Before the step of producing the second part, after the step of producing the second part, and after the step of producing the third part. Before the step of producing the third part or after the step of producing the third part, the welded portion of the first part and the end tubular member in the axial direction of the end tubular member; A liquid junction that enables electrical connection between the inner and outer liquids of the end tubular member to the end tubular member at a position between the small diameter tubular member and the welded portion of the end tubular member. A method for producing an electrode member , comprising: enclosing a portion .
本発明によれば、より簡単な構成の、比較電極の内部電極にガラス電極を採用した複合電極、これに用いる電極部材を提供することが可能となる。また、本発明の電極部材の製造方法によれば、より簡単な構成の、比較電極の内部電極にガラス電極を採用した複合電極に用いる電極部材を、より容易に製造することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the composite electrode which employ | adopted the glass electrode as the internal electrode of a comparison electrode of a simple structure, and the electrode member used for this. Moreover, according to the manufacturing method of the electrode member of this invention, it becomes possible to manufacture more easily the electrode member used for the composite electrode which employ | adopted the glass electrode as the internal electrode of a comparison electrode.
以下、本発明に係る電極部材、複合電極、及び電極部材の製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the electrode member, the composite electrode, and the electrode member manufacturing method according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
実施例1
1.複合電極
まず、本発明の一実施例に係る複合電極について説明する。本実施例では、複合電極は、比較電極の内部電極にpHガラス電極を採用した差動測定方式のpH複合電極(一軸対称差動式pH測定用電極)とされる。すなわち、本実施例のpH複合電極は、測定用のガラス電極と、比較用のガラス電極とを備えている。
Example 1
1. Composite Electrode First, a composite electrode according to an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the composite electrode is a differential composite pH composite electrode (uniaxial symmetrical differential pH measurement electrode) that employs a pH glass electrode as the internal electrode of the comparison electrode. That is, the pH composite electrode of the present example includes a glass electrode for measurement and a glass electrode for comparison.
図1は、本実施例の複合電極1の断面図である。また、図2は、本実施例の電極部材2の断面図である。複合電極1は、全体として軸線を有する一方向に長い棒状に形成されている。複合電極1は、通常、その軸線方向が鉛直方向に沿うように配置されて使用される。以下、図1、図2中の上下に対応する方向を、複合電極1及びその要素について上下方向として説明することがあるが、本発明は複合電極1の使用時の配向を何ら特定するものではない。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
複合電極1は、電極部材2を有する。電極部材2は、図2に示すように、上方の基端部2aと、その反対側である下方の先端部2bとを結ぶ軸線方向Xに沿って一方向に長く形成されており、次のような同軸状の三重管構造を有している。つまり、電極部材2は、軸線方向Xにおいて先端部2b側の端部が封止されたガラス製の第1の管(以下「内管」ともいう。)21を有する。また、電極部材2は、軸線方向Xにおいて内管21の基端部2a側の少なくとも一部を取り囲み先端部2b側の端部が封止されたガラス製の第2の管(以下「中央管」ともいう。)22を有する。また、電極部材2は、軸線方向Xにおいて中央管22の基端部2a側の少なくとも一部を取り囲み先端部2b側の端部が封止されたガラス製の第3の管(以下「外管」ともいう。)23を有する。本実施例では、電極部材2は、その軸線方向Xが、複合電極1の全体の軸線方向と実質的に一致するように配置される。
The
内管21は、軸線方向Xに直交する断面が略円形の、ガラスで形成された略直線状の管状部材である。内管21は、内径及び外径が小さい基端部2a側の小径部21aと、内径及び外径が小径部21aより大きい先端部2b側の大径部21bとを有する。小径部21aと大径部21bとは、実質的に同軸状に連続して形成されている。中央管22は、軸線方向Xに直交する断面が略円形の、略一様な内径及び外径を有する、ガラスで形成された略直線状の管状部材である。中央管22は、その先端部2b側の端部22aが、内管21の小径部21aと大径部21bとの連結部21cの近傍において、内管21に接合されている。外管23は、軸線方向Xに直交する断面が略円形の、略一様な内径及び外径を有する、ガラスで形成された略直線状の管状部材である。外管23は、その先端部2b側の端部23aが、中央管22の上下略中央の側部22dに接合されている。
The
内管21により、液を収容可能な第1の収容部26が形成される。この段付き円柱状の空間である第1の収容部26には、測定電極内部液S1が収容される。また、内管21と中央管22とにより、液を収容可能な第2の収容部27が形成される。この内管21と中央管22とで形成される環状の空間である第2の収容部27には、比較電極内側内部液S3としてpH緩衝液が収容される。また、中央管22と外管23とにより、液を収容可能な第3の収容部28が形成される。この中央管22と外管23とで形成される環状の空間である第3の収容部28には、比較用ガラス電極内部液S2が収容される。本実施例では、内管21、中央管22及び外管23は、軸線Xに対して実質的に同軸状に、互いに間隔をあけて配置されている。
The
内管21における中央管22に取り囲まれていない領域、特に本実施例では内管21の先端部2b側の端部に、測定用感応部としてpHガラス感応膜である測定用ガラス感応膜24が設けられている。測定用ガラス感応膜24は、内管21の軸線方向の端部に下方に凸の略半球状に形成され、内管21に熔着されて一体化されている。測定用ガラス感応膜24は、内管21の底部を構成する。また、中央管22における外管23に取り囲まれた領域の軸線方向Xの一部は、pHガラス感応膜である筒状の比較用ガラス感応膜25で形成されている。比較用ガラス感応膜25は、中央管22の軸線方向の一部に熔着されて一体化されている。本実施例では、比較用ガラス感応膜25は、中央管22の他の部分と略同一の内径及び外径を有し、中央管22と実質的に同軸状に形成されて、中央管22の一部を構成する。また、中央管22における外管23に取り囲まれていない領域に、第2の収容部27の内外の液間の電気的接続を可能とする液絡部29が設けられている。液絡部29は、中央管22を貫通するように封入されている。本実施例では、液絡部29は、多孔質部材の一例である多孔質セラミックで形成された、略円柱形(丸棒形)の部材である。
A measurement glass
一例として、本実施例の電極部材2の各部の寸法は、概ね次のとおりである。なお、電極部材2の製造方法については後述する。
As an example, the dimension of each part of the
内管21の小径部21aの外径:3.05mm(肉厚0.6mm)
内管21の小径部21aの軸線方向Xの長さ:71.4mm
内管21の大径部21bの外径:7.35mm(肉厚0.65mm)
内管21の大径部21bの軸線方向Xの長さ(感応膜を含む):25mm
中央管22の外径:7.35mm(肉厚0.65mm)
中央管22の軸線方向Xの長さ:70.4mm
中央管22の外管23で覆われていない領域の軸線方向Xの長さ:31.6mm
外管23の外径:12mm(肉厚1mm)
外管23の軸線方向Xの長さ:37.8mm
比較用ガラス感応膜25の軸線方向Xの長さ:7mm
先端部2bから液絡部29までの軸線方向Xの距離:35mm
先端部2bから比較用ガラス感応膜25までの軸線方向Xの距離:66.6mm
液絡部29の直径:0.75mm
Outer diameter of the
Length in the axial direction X of the
Outer diameter of the
Length in the axial direction X of the
The outer diameter of the central tube 22: 7.35 mm (wall thickness 0.65 mm)
Length of the
Length in the axial direction X of the region not covered by the
Outer diameter of outer tube 23: 12 mm (
Length of the
Length of axial direction X of glass sensitive film for comparison 25: 7 mm
Distance in the axial direction X from the
Distance in the axial direction X from the
Diameter of liquid junction 29: 0.75 mm
また、複合電極1は、第1の収容部26に収容された測定電極内部液S1に浸漬される測定電極内極11を有する。本実施例では、測定電極内極11は、銀/塩化銀電極である。また、複合電極1は、第3の収容部28に収容された比較用ガラス電極内部液S2に浸漬される比較用ガラス電極内極12を有する。本実施例では、比較用ガラス電極内極12は、銀/塩化銀電極である。測定電極内極11、比較用ガラス電極内極12には、それぞれリード14、15が接続される。電極部材2の基端部2aは、第1、第2、第3の収容部26、27、28にそれぞれ測定電極内部液S1、比較電極内側内部液S3、比較用ガラス電極内部液S2が収容され、また第1、第3の収容部26、28に測定電極内極11、比較用ガラス電極内極12が配置された状態で、キャップ7で封止される。測定電極内極11、比較用ガラス電極内極12にそれぞれ接続されたリード14、15は、それぞれ第1の収容部26、第3の収容部28内を通って上方へと延長された後、キャップ7を貫通して引き出され、後述するプリアンプ8に接続される。本実施例では、キャップ7は、シリコーンゴムで形成されたパッキンとされ、このキャップ7が電極部材2の基端部2aに固定される。この固定は、例えば圧入嵌合、螺合、接着などの任意の手段で行うことができるが、本実施例では圧入嵌合した上で接着した。そして、後述するように、キャップ7で基端部2aが封止された電極部材2が、外筒3の内部に配置されて、固定される。
In addition, the
また、複合電極1は、電極部材2の軸線方向Xに沿って電極部材2を取り囲んで配置され、電極部材2との間に液を収容可能な第4の収容部30を形成する外筒3を有する。外筒3は、複合電極1の軸線方向に直交する断面が略円形の、樹脂又はプラスチックなどの絶縁部材(本実施例ではポリサルフォン樹脂)で形成された略直線状の管状部材である。外筒3は、上方の回路収容部3bと、内径及び外径が回路収容部3bより小さい下方の電極収容部3aとを有する。電極収容部3aと回路収容部3bとは、実質的に同軸状に連続して形成されている。電極収容部3a内に電極部材2が配置され、電極収容部3aの上方の端部の内周に対しキャップ7の外周が固定されることで、電極部材2が外筒3の内部で固定される。この固定は、例えば圧入嵌合、螺合、接着などの任意の手段で行うことができるが、本実施例ではキャップ7の外周に形成されたネジ部と電極収容部3aの内周に形成されたネジ部とを螺合した上で接着した。外筒3の回路収容部3b内には、プリアンプ8とコネクタ9とが配置される。プリアンプ8は、コネクタ9を介して、ケーブル(図示せず)によってpH測定装置(図示せず)に接続される。
The
また、複合電極1は、封止部4を有する。封止部4は、電極部材2の軸線方向Xにおける先端部2b側の外筒3の端部の開口部3cを封止すると共に、電極部材2の測定用ガラス感応膜24を外部に露出させる。また、複合電極1は、封止部4に設けられ、第4の収容部30の内外の液間の電気的接続を可能とする外側液絡部5を有する。封止部4は、樹脂、セラミック、ゴム、接着剤、ガラスなどの、外筒3の開口部3cを封止することができる任意の材料で形成することができる。ここで、外筒3の開口部3cを封止するとは、複合電極1が被検液に浸漬されていない状態で第4の収容部30の内部に収容された液が不合理に漏れ出すことがないように閉じることをいう。本実施例では、この封止部4は、それ自体が液絡部として機能する、多孔質部材の一例である多孔質樹脂で形成されている。具体的には、本実施例では、封止部4は、外筒3の端部の開口部3cを封鎖すると共に、電極部材2の先端部2bが挿通される貫通穴4aを備えた、リング状の部材とされる。この封止部4は、外筒3の軸線方向に沿って外筒3に対して着脱自在とされている。本実施例では、封止部4は、その外周面に形成されたネジ部が、外筒3の開口部3cの近傍の内周面に形成されたネジ部に螺合されて、取り外し可能に固定される。この固定は、圧入嵌合、スナップフィットなどの他の任意の方法で行ってもよい。封止部4には、外筒3と封止部4との間を液密にシールするシール部材としてのOリング(外側Oリング)4bと、電極部材2と封止部4との間を液密にシールするシール部材としてのOリング(内側Oリング)4cとが設けられている。電極部材2の先端部2bの測定用ガラス感応膜24は、封止部4の外部に露出される。そして、この封止部4を貫通するように、外側液絡部5が封止部4に埋め込まれている。本実施例では、外側液絡部5は、多孔質部材の一例である多孔質セラミックで形成された、略円柱形(丸棒形)の部材である。
The
電極部材2と外筒3とで形成される管状の空間である第4の収容部30には、比較電極外側内部液S4が収容される。本実施例では、封止部4が外筒3に対して着脱自在とされているので、これを取り外すことで比較電極外側内部液S4を交換又は補充することができる。また、封止部4(及びこれに取り付けられた外側液絡部5)を交換することもできる。
The
また、複合電極1は、外筒3の下方の端部側の所定の範囲を取り囲むように外側から嵌合して取り付けられた、差動式測定における共通の液アース電極として機能するグランド管6を有する。本実施例では、グランド管6は、複合電極1の軸線方向に直交する断面が略円形の、略一様な内径及び外径を有する、金属(本実施例ではチタン)で形成された略直線状の管状部材である。また、本実施例では、グランド管6は、外筒3の開口部3c(より詳細にはそこに取り付けられた封止部4)の下方の端部よりも下方に延長され、電極部材2の測定用ガラス感応膜24の端部よりも下方にまで至る。これにより、グランド管6は、測定用ガラス感応膜24の保護部材の機能を兼ねている。なお、グランド管6の下方の端部の縁部6aには、複数の切り欠き6bが形成されており、測定用ガラス感応膜24に対する被検液の流通が促進されている。
In addition, the
また、複合電極1は、外筒3を覆うボディ10を有する。ボディ10は、外筒3の上方の端部よりも上方から、グランド管6の上方の所定の範囲までを外側から覆うように取り付けられている。ボディ10はその内部の構造を保護すると共に、使用者が複合電極1を操作する際の把持部を提供する。グランド管6の上方の端部の外周には、グランド管6とボディ10との間を液密にシールするシール部材としてのOリング6cが設けられている。また、このOリング6cよりも上方において、ボディ10と外筒3との間の隙間に、温度センサ13が設けられている。また、このボディ10と外筒3との間の隙間を通って、温度センサ13、グランド管6にそれぞれ接続されたリード16、17が上方に延長され、外筒3の回路収容部3b内のプリアンプ8に接続される。
The
本実施例では、測定用ガラス感応膜24、第1の収容部26、測定電極内部液S1、測定電極内極11などにより測定用のpHガラス電極(測定電極M)が形成される。
In the present embodiment, a measurement pH glass electrode (measurement electrode M) is formed by the measurement glass
一方、比較用ガラス感応膜25、第3の収容部28、比較用ガラス電極内部液S2、比較用ガラス電極内極12などにより比較用のpHガラス電極が形成される。さらに、この比較用のpHガラス電極を内部電極として、第2の収容部27(及びその内部の比較電極内側内部液S3)と液絡部29、並びに、第4の収容部30(及びその内部の比較電極外側内部液S4)と外側液絡部5と封止部4によってダブルジャンクション形の比較電極Rが構成される。すなわち、比較用のpHガラス電極は、第2の収容部27内の比較電極内側内部液(pH緩衝液)S3に浸漬され、比較電極Rの内極として機能する。そして、この比較用のpHガラス電極は、第2の収容部27内の比較電極内側内部液S3、液絡部29、第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4、及び外側液絡部5(本実施例では更に封止部4)を介して、被検液と電気的に接続される。より詳細には、第2の収容部27内の比較電極内側内部液S3は、液絡部29を通して第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4へと滲出し、この第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4は外側液絡部5(本実施例では更に封止部4)を通して被検液へと滲出する。これによって、比較用ガラス電極内極12と被検液とが電気的に接続される。つまり、比較電極Rは、外側液絡部5と、液絡部29と、を有するダブルジャンクション構造となっている。
On the other hand, a comparative pH glass electrode is formed by the comparative glass
測定電極Mは、被検液のpHに応じた電位を生成し、比較電極Rは比較電極内側内部液S3のpH(及び外側液絡部5と被検液との接触界面に生ずる液間起電力)に応じた電位を生成する。そして、グランド管6を共通の液アース電極として、測定電極Mとグランド管6との間の電位差、比較電極Rとグランド管6との電位差が測定され、グランド管6の電位がキャンセルされることで測定電極Mと比較電極Rとの間の電位差が求められて、この電位差から被検液のpH値が求められる。
The measurement electrode M generates a potential corresponding to the pH of the test liquid, and the comparison electrode R is the pH of the inner liquid S3 inside the comparison electrode (and the inter-liquid occurrence occurring at the contact interface between the outer
ここで、本実施例では、測定電極内部液S1としては、pH7.0のpH緩衝液(リン酸緩衝液)を用いた。また、比較用ガラス電極内部液S2としては、pH7.0のpH緩衝液(リン酸緩衝液)を用いた。また、比較電極内側内部液S3としては、pH7.0のpH緩衝液(リン酸緩衝液)を用いた。また、比較電極外側内部液S4の成分としては、一般に、塩化カリウム(KCl)が用いられる。なかでも高濃度(3モル〜飽和)のKCl溶液が用いられることが多い。本実施例では、比較電極外側内部液S4としては、飽和KCl溶液を用いた。これらの内部液は、所望により、増粘材が添加されてゲル状あるいはゾル状とされていてもよい。ここで、液絡部を介して内部液を滲出させることには、内部液を溶液として流出させること、その成分のみを流出(拡散)させることのいずれも含むものとする。 Here, in this example, a pH 7.0 pH buffer solution (phosphate buffer solution) was used as the measurement electrode internal solution S1. Further, a pH buffer solution (phosphate buffer solution) having a pH of 7.0 was used as the comparative glass electrode internal solution S2. Further, a pH buffer solution (phosphate buffer solution) having a pH of 7.0 was used as the reference electrode inner internal solution S3. Further, potassium chloride (KCl) is generally used as a component of the reference electrode outer internal liquid S4. In particular, a high concentration (3 mol to saturated) KCl solution is often used. In this example, a saturated KCl solution was used as the reference electrode outer internal solution S4. These internal liquids may be made into a gel or sol form by adding a thickener, if desired. Here, exuding the internal liquid through the liquid junction includes both flowing out the internal liquid as a solution and flowing out (diffusing) only the component.
また、液絡部を構成する多孔質セラミックの材料としては、セラミックの組成の違いにより、アルミナ系、セリウム系、マグネシア系、ジルコニア系などの各種セラミックスが挙げられるが、本実施例ではアルミナ系のセラミックを用いた。また、液絡部の機能を有する封止部4を構成する多孔質樹脂の材料としては、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂を用いることができる。フッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、FEP(パーフルオロエチレンプロペンコポリマー)、ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー)などが挙げられる。本実施例では、PTFEを用いた。なお、本実施例では、封止部4を多孔質樹脂で構成して液絡部の機能を持たせると共に、多孔質セラミックからなる外側液絡部5を別途取り付けた。このようなハイブリッド液絡部とすることで、気孔率や孔径がより均一な多孔質セラミックにより液絡部の所定の性能を確保しつつ、多孔質樹脂により液絡部全体としての接液面積を増して寿命をのばすといった利点がある。ただし、本発明は斯かる構成に限定されるものではなく、例えば封止部4を本実施例における多孔質樹脂の代わりに液絡部の機能を有さない樹脂又はプラスチックで形成したり、封止部4を外筒3に対して固定的に設けられる接着剤やガラスなどで形成したりしてもよい。また、封止部4を多孔質樹脂などの液絡部の機能を有する材料で形成して、別途多孔質セラミックの外側液絡部5を取り付けなくてもよい。この場合も、封止部4に液絡部が設けられているということができる。さらに、電極部材2に設けられる液絡部29は、多孔質セラミックをガラス製の管に封入したセラミック形に限定されるものではなく、斯界にて周知のガラス製の管に設けられた貫通口に単数又は複数本のファイバ(ガラスファイバや水晶ファイバなど)29aを封入したファイバ形(図3(a))、ガラス製の管に高圧放電などによって小さな穴29bを形成したピンホール形(図3(b))などであってもよい。
The porous ceramic material constituting the liquid junction includes various ceramics such as alumina, cerium, magnesia, and zirconia depending on the ceramic composition. Ceramic was used. Moreover, as a material of the porous resin constituting the sealing part 4 having the function of the liquid junction part, a fluororesin, a polyethylene resin, or a polypropylene resin can be used. Examples of the fluororesin include PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxyalkane), FEP (perfluoroethylene propene copolymer), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and the like. In this example, PTFE was used. In this embodiment, the sealing portion 4 is made of a porous resin to have the function of a liquid junction portion, and the outer
2.電極部材の製造方法
次に、本実施例における電極部材2の製造方法について説明する。図4〜図6は、本実施例における電極部材2の製造方法における各工程での部材の状態を示す模式図である。
2. Next, the manufacturing method of the
まず、図4(a)に示すように、中央管22の基礎となるパーツAを、中央管22に対応する所定の内径及び外径を有するガラス製のステム管(支持管)を所定の長さに切り分けて作製する。
First, as shown in FIG. 4 (a), a part A that is the basis of the
次に、図4(b)に示すように、パーツAの一方の端部を封止するように、比較用ガラス感応膜25のガラス膜種(溶融ガラス)mを付着させて、パーツA1を作製する。ガラス膜種を付着させる方法自体は、一般的な半球状又は球状のガラス感応膜を作製する際の方法と同様である。例えば、ガラス膜種mを収容した坩堝を炉(電気炉など)内に設置し、炉内温度を適温に調整して加熱しつつ、パーツAを例えば上方から適当な速度でガラス膜種m中に浸漬し、適当な時間保持し、その後適当な速度で引き上げる。これにより、適当量のガラス膜種mをパーツAの一方の端部に付着させる。
Next, as shown in FIG. 4B, a glass film type (molten glass) m of the comparative glass
次に、図4(c)、(d)に示すように、ガラス膜種mが一方の端部に付着したパーツA1に他方の端部からエアーを吹き込み、その一方の端部に付着したガラス膜種mを吹き破り、パーツA2を作製する。このとき、吹き破られたガラス膜種mは、十分な開口を形成すると共に、周方向に略均一に付着した状態になる。 Next, as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), air is blown into the part A1 where the glass film seed m adheres to one end from the other end, and the glass adheres to the one end. Blow off the film seed m to produce part A2. At this time, the blown glass film seed m forms a sufficient opening and is in a state of being attached substantially uniformly in the circumferential direction.
次に、図4(d)に示すように、吹き破られたガラス膜種mが端部に付着した2本のパーツA2の吹き破られたガラス膜種m同士を接合し、図4(e)に示すように、ガラス膜種mを筒状に成形してパーツA2A2を作製する。本実施例では、このパーツA2A2が、軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜25を有するガラス製の管状部材となる。
Next, as shown in FIG. 4D, the blown glass film seeds m of the two parts A2 to which the blown glass film seeds m adhere to the ends are joined together, and FIG. ), The glass film seed m is formed into a cylindrical shape to produce a part A2A2. In this embodiment, the part A2A2 is a glass tubular member having a cylindrical comparative glass
次に、図4(f)に示すように、パーツA2A2の一方の端部を、後の工程で別のパーツと接合するためにフレア加工して、パーツAAを作製する。 Next, as shown in FIG. 4 (f), one end of the part A2A2 is flared to join another part in a later step, thereby producing the part AA.
一方、図5(a)に示す内管21の大径部21bの基礎となるパーツB(端部管状部材)、図5(b)に示す内管21の小径部21aの基礎となるパーツC(小径管状部材)、図5(c)に示す外管の基礎となるパーツDを作製する。図5(a)に示すパーツBを作製する方法は、一般的な半球状又は球状のガラス感応膜を作製する方法と同様である。つまり、内管21の大径部21bに対応する所定の内径及び外径を有するガラス製のステム管を所定の長さに切り分けたものの一端部に、上記パーツA1を作製するときと同様にして測定用ガラス感応膜24のガラス膜種を付着させ、このステム管にエアーを吹き込むことで半球状又は球状(本実施例では半球状)に膨らませて測定用ガラス感応膜24を成形する。また、図5(b)に示すパーツCは、内管21の小径部21aに対応する所定の内径及び外径を有するガラス製のステム管を所定の長さに切り分けて、一端部をフレア加工したものである。また、図5(c)に示すパーツD(大径管状部材)は、外管23に対応する所定の内径及び外径を有するガラス製のステム管を所定の長さに切り分けたものである。
On the other hand, the part B (end tubular member) that is the basis of the large-
そして、図6に示すように、パーツAA、パーツB、パーツC、パーツDから電極部材2へと組み上げていく。なお、図6中の左側が電極部材2の基端部2a、右側が電極部材2の先端部2bに対応するので、ここでは各パーツについての図6中の左側を基端部、右側を先端部ということがある。
Then, as shown in FIG. 6, the parts AA, B, C, and D are assembled into the
まず、図6(a)に示すように、パーツDの内側にパーツAAを配置し、パーツAAのフレア加工された先端部と、パーツDの先端部とを熔着して接合し、パーツAAD(第1のパーツ)を作製する。これにより、パーツAAとパーツDとが一体化され、第3の収容部28が形成される。
First, as shown in FIG. 6A, the part AA is arranged inside the part D, and the flared tip part of the part AA and the tip part of the part D are welded and joined together, and the part AAD (First part) is produced. Thereby, the part AA and the part D are integrated, and the 3rd
次に、図6(b)に示すように、パーツAADの開口した先端部と、パーツBの開口した基端部とを熔着して接合し、パーツAADB(第2のパーツ)を作製する。これにより、パーツAADとパーツBとが一体化され、パーツAADにおけるパーツAAの内部と、パーツBの内部とが連通する。 Next, as shown in FIG. 6 (b), the distal end portion where the part AAD is opened and the proximal end portion where the part B is opened are welded and joined to produce a part AADB (second part) . . Thereby, the part AAD and the part B are integrated, and the inside of the part AA in the part AAD communicates with the inside of the part B.
次に、図6(c)に示すように、パーツAADBにおけるパーツAAの内部にパーツCを配置し、パーツCのフレア加工された先端部を、パーツAADBにおけるパーツBの所定位置に熔着して接合し、パーツAADBC(第3のパーツ)を作製する。これにより、パーツAADBとパーツCとが一体化され、第1の収容部26が形成されると共に、第2の収容部27が形成される。
Next, as shown in FIG. 6C, the part C is placed inside the part AA in the part AADB, and the flared tip of the part C is welded to a predetermined position of the part B in the part AADB. To make part AADBC (third part) . Thereby, the parts AADB and the parts C are integrated to form the
次に、図6(d)に示すように、パーツAADBCにおけるパーツBの側部に液絡部29を封入する。なお、液絡部29は、例えば図5(a)に示すパーツBの状態、あるいは図6(b)に示すパーツAADBの状態で予め封入してもよい。
Next, as shown in FIG. 6D, the
以上により、電極部材2が製造される。なお、上記各工程におけるパーツの接合、液絡部の封入、あるいは筒状の比較用ガラス感応膜の成形自体は、例えばブンゼンバーナーを用いたガラス細工の要領で行うことができる。
Thus, the
なお、軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜を有するガラス製の管状部材を作製する方法の別の例として次のような方法が挙げられる。まず、図7(a)に示すように、比較用ガラス感応膜を構成するガラスを用いて管状部材(これを「感応膜管」ともいう。)を予め作製する。この感応膜管は、電極部材2における比較用ガラス感応膜の軸線方向の長さよりも長尺に作製し、それを所定の長さに切り分けて用いることができる。そして、図7(b)に示すように、感応膜管の両端に、ガラス製のステム管を熔着して接合する。
In addition, the following method is mentioned as another example of the method of producing the glass-made tubular member which has a cylindrical comparative glass sensitive film | membrane in a part of axial direction. First, as shown in FIG. 7A, a tubular member (also referred to as a “sensitive membrane tube”) is prepared in advance using the glass constituting the comparative glass sensitive membrane. This sensitive membrane tube can be made longer than the length of the comparative glass sensitive membrane in the
以上、本実施例によれば、電極部材2は、比較電極の内部電極にガラス電極を採用した複合電極の主要な構成要素、すなわち、測定用ガラス感応膜24、比較用ガラス感応膜25、液絡部29、第1〜第3の収容部26、27、28が一体的に構成され、シンプルな構造になっている。そのため、電極部材2や複合電極1の小型化を図ることができる。また、このような主要な構成要素の構造がシンプルであるので、耐久性、信頼性の向上を図ることもできる。また、この複合電極1は、前述の従来の技術の場合のように多くのパッキンと液絡部とを用いて「電極室」と「塩橋室」とを形成するようなことがないため、液漏れは発生し難い。また、上述のようにシンプルな構造の電極部材2は、本発明の開示があれば、当業者には一般的なガラス細工の手法を応用することで製造することができるので、この電極部材2は容易に製造することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
実施例2
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例における複合電極の基本的な構成は実施例1のものと同じである。したがって、実施例1のものと同一又は実施例1のものに対応する構成あるいは機能を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
Example 2
Next, another embodiment according to the present invention will be described. The basic configuration of the composite electrode in the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, elements having the same configuration or function as those of the first embodiment or corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例では、主に、電極部材2における液絡部29の配置と、複合電極1における比較用ガラス電極内極12の配置が、実施例1とは異なる。
In the present embodiment, the arrangement of the
図8は、本実施例の電極部材2の断面図である。本実施例では、電極部材2は、実施例1と同様の三重管構造を有している。すなわち、内管21の先端部2b側の端部にpHガラス感応膜である測定用ガラス感応膜24が設けられ、中央管22の外管23に取り囲まれた領域の一部がpHガラス感応膜である筒状の比較用ガラス感応膜25で形成されている。しかし、本実施例では、実施例1とは異なり、液絡部29は外管23に設けられている。本実施例では、液絡部29は、外管23と中央管22との接合部の近傍に設けられている。この液絡部29は、外管23と内管22とで形成される第3の収容部28の内外の液間の電気的接続を可能とする。なお、本実施例では、測定用ガラス感応膜24は略球状に形成されている。また、本実施例では、外管23は、その先端部2b側の端部23aが、中央管22の上下方向中央からやや下よりの側部22dに接合されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
一例として、本実施例の電極部材2の各部の寸法は、概ね次のとおりである。なお、電極部材2の製造方法については後述する。
As an example, the dimension of each part of the
内管21の小径部21aの外径:3.8mm(肉厚0.6mm)
内管21の小径部21aの軸線方向Xの長さ:75.5mm
内管21の大径部21bの外径:8.15mm(肉厚0.65mm)
内管21の大径部21bの軸線方向Xの長さ(感応膜を含む):20mm
中央管22の外径:7.35mm(肉厚0.65mm)
中央管22の軸線方向の長さ:73.5mm
中央管22の外管23で覆われていない領域の軸線方向Xの長さ:20mm
外管23の外径:12mm(肉厚1mm)
外管23の軸線方向Xの長さ:53.5mm
比較用ガラス感応膜25の軸線方向Xの長さ:4mm
先端部2bから液絡部29までの軸線方向Xの距離:50mm
先端部2bから比較用ガラス感応膜25までの軸線方向Xの距離:63mm
液絡部29の直径:0.75mm
Outer diameter of the
Length in the axial direction X of the
Outer diameter of the
Length in the axial direction X of the
The outer diameter of the central tube 22: 7.35 mm (wall thickness 0.65 mm)
The length of the
Length in the axial direction X of the region not covered with the
Outer diameter of outer tube 23: 12 mm (
Length in the axial direction X of the outer tube 23: 53.5 mm
Length of the glass sensitive film for
Distance in the axial direction X from the
Distance in the axial direction X from the
Diameter of liquid junction 29: 0.75 mm
そして、本実施例では、第1の収容部26に測定電極内部液S1が収容され、この測定電極内部液S1に測定電極内極11が浸漬される。また、第2の収容部27に比較用ガラス電極内部液S2が収容され、この比較用ガラス電極内部液S2に比較用ガラス電極内極12が浸漬される。そして、第3の収容部28に比較電極内側内部液S3が収容される。
In this embodiment, the measurement electrode internal liquid S1 is stored in the
本実施例では、測定用ガラス感応膜24、第1の収容部26、測定電極内部液S1、測定電極内極11などにより測定用のpHガラス電極(測定電極M)が形成される。一方、比較用ガラス感応膜25、第2の収容部27、比較用ガラス電極内部液S2、比較用ガラス電極内極12などにより比較用のpHガラス電極が形成される。さらに、この比較用のpHガラス電極を内極として、第3の収容部28(及びその内部の比較電極内側内部液S3)、液絡部29、第4の収容部30(及びその内部の比較電極外側内部液S4)、外側液絡部5及び封止部4(図1参照)によってダブルジャンクション形の比較電極Rが構成される。すなわち、比較用のpHガラス電極は、第3の収容部28内の比較電極内側内部液(pH緩衝液)S3に浸漬され、比較電極Rの内極として機能する。そして、この比較用のpHガラス電極は、第3の収容部28内の比較電極内側内部液S3、液絡部29、第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4、及び外側液絡部5(本実施例では更に封止部4)を介して、被検液と電気的に接続される。より詳細には、第3の収容部28内の比較電極内側内部液S3は、液絡部29を通して第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4へと滲出し、この第4の収容部30内の比較電極外側内部液S4は外側液絡部5(本実施例では更に封止部4)を通して被検液へと滲出する。これによって、比較用ガラス電極内極12と被検液とが電気的に接続される。
In the present embodiment, a measurement pH glass electrode (measurement electrode M) is formed by the measurement glass
こうして、本実施例の電極部材2を用いる場合も、実施例1と同様にpH測定を行うことができる。
Thus, even when the
また、本実施例の電極部材2についても、液絡部29の配置が異なることを除いて、実質的に実施例1で説明したのと同様の製造方法で製造することができる。
Further, the
以上、本実施例によっても、実施例1と同様に、電極部材2の構成の簡易化、電極部材2や複合電極1の小型化、耐久性の向上、信頼性の向上、製造の容易化などを図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the configuration of the
ここで、一般に、電極部材2の液絡部材29は、通常の使用状態において重力方向のより下方に設けられていることが望ましい。これは、仮に内部液が減ってきた場合であっても、液絡部29が内部液に浸った状態をより長期にわたり維持することができ、複合電極の寿命やサービス期間(メンテナンスが必要になるまでの期間)の点で有利だからである。この点、実施例1のように、液絡部29を中央管22に設ける場合の方が、外管23よりも細い中央管22を下方に延長した部分に液絡部29を設けることで、電極部材2や複合電極1の大型化(大径化)を抑制しつつ、液絡部29をより下方に設けることができる。これに対して、本実施例のように、液絡部29を外管23に設ける場合には、より下方に液絡部29を設けようとすれば、中央管22よりも太い外管23を下方に延長しなければならず、第4の収容部30の容積が低減してしまったり、その容積の低減を抑制するために複合電極が大型化(大径化)してしまったりする。この観点からは、実施例1の構造の方がより好ましいと言える。
Here, in general, the
その他
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
Others While the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
上述の実施例では、本発明をpH測定用のセンサに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、比較電極を用いた電気化学測定において用いられる電極部材、その電極部材を備えた複合電極に広く適用できる。比較電極を用いた電気化学測定用のセンサとしては、pH測定用、各種のイオン濃度を測定する各種のイオン濃度測定用、酸化還元電位(ORP)測定用の各センサを例示できる。本発明は、これらいずれのセンサにも適用できる。 In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a sensor for pH measurement has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an electrode member used in electrochemical measurement using a comparative electrode. The present invention can be widely applied to a composite electrode including the electrode member. Examples of the electrochemical measurement sensor using the reference electrode include pH measurement, various ion concentration measurement sensors for measuring various ion concentrations, and oxidation-reduction potential (ORP) measurement sensors. The present invention can be applied to any of these sensors.
本発明を水素イオン以外のイオン濃度を測定するイオン濃度測定用のセンサに適用する場合、上述の実施例における測定用感応部としての測定用ガラス感応膜を、測定対象イオンに感応するガラス感応膜に代え、対応する測定電極内部液を用いるようにすればよい。また、例えば、難溶性銀塩を感応物質とするイオン測定に適応する場合は、ガラスに封入された白金電極の表面に銀をめっきし更に塩素めっきして銀塩化銀膜を形成し、ここに目的とする感応物質の難溶性銀塩の粉末をシリコーンラバーにマトリックスして貼り付ける方法が可能である。また、例えば、液体膜を感応物質とするイオン測定用に適応する場合は、ガラスに封入された白金電極の表面に銀をめっきし更に塩素めっきして銀塩化銀膜を形成し、ここにPVC(ポリ塩化ビニル)にマトリックスした目的とする感応物質を貼り付ける方法が可能となる。また、本発明を酸化還元電位測定用のセンサに適用する場合、図9に示すように、上述の実施例における測定用感応部としての測定用ガラス感応膜を、ガラスに封入された金属電極(白金電極、金電極など)40に代え、第1の収容部26には測定電極内部液を収容せずに金属電極に接続されたリード41を通すようにすればよい。
When the present invention is applied to an ion concentration measurement sensor for measuring ion concentrations other than hydrogen ions, the glass sensitive film for measurement as the measurement sensitive part in the above-described embodiment is used as the glass sensitive film sensitive to the measurement target ion. Instead, a corresponding measurement electrode internal solution may be used. Also, for example, in the case of adapting to ion measurement using a hardly soluble silver salt as a sensitive substance, silver is plated on the surface of a platinum electrode encapsulated in glass, and further chlorinated to form a silver-silver chloride film. It is possible to apply a method of applying a slightly soluble silver salt powder of a desired sensitive substance in a silicone rubber matrix. In addition, for example, in the case of application to ion measurement using a liquid film as a sensitive substance, the surface of a platinum electrode enclosed in glass is plated with silver and further chlorinated to form a silver-silver chloride film, where PVC is formed. A method of attaching a desired sensitive substance matrixed on (polyvinyl chloride) becomes possible. In addition, when the present invention is applied to a sensor for measuring the oxidation-reduction potential, as shown in FIG. 9, a measurement-use glass sensitive film as a measurement-sensitive part in the above-described embodiment is a metal electrode ( Instead of the platinum electrode, the gold electrode, etc.) 40, the
また、上述の実施例では、比較用ガラス感応膜に、pHに感応するガラス膜を用いる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のイオン感応ガラス膜を用いることができる。例えば、比較用ガラス感応膜をナトリウムイオン感応膜とすることができる。この場合、比較用ガラス電極内部液を所定の濃度のナトリウムイオンを含有するナトリウムイオン含有液とし、比較電極内側内部液及び比較電極外側内部液をそれぞれ塩化カリウム(KCl)溶液とすればよい。 In the above-described embodiments, the case where a glass film sensitive to pH is used as the comparative glass sensitive film has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and other ion sensitive glass films are used. Can be used. For example, the comparative glass sensitive film can be a sodium ion sensitive film. In this case, the internal solution for the glass electrode for comparison may be a sodium ion-containing solution containing sodium ions having a predetermined concentration, and the internal solution for the reference electrode and the internal solution for the outside of the reference electrode may each be a potassium chloride (KCl) solution.
1 複合電極
2 電極部材
3 外筒
4 封止部
5 外側液絡部
6 グランド管
11 測定電極内極
12 比較用ガラス電極内極
21 内管(第1の管)
22 中央管(第2の管)
23 外管(第3の管)
24 測定用ガラス感応膜
25 比較用ガラス感応膜
29 液絡部
S1 測定電極内部液
S2 比較用ガラス電極内部液
S3 比較電極内側内部液
S4 比較電極外側内部液
DESCRIPTION OF
22 Central pipe (second pipe)
23 Outer pipe (third pipe)
24 Glass sensitive film for
Claims (8)
軸線方向に長尺に形成され先端部側の端部が封止されたガラス製の第1の管と、
前記軸線方向において前記第1の管の前記先端部側とは反対側の基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第1の管に熔着されて封止されたガラス製の第2の管と、
前記軸線方向において前記第2の管の前記基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第2の管に熔着されて封止されたガラス製の第3の管と、
を有し、
前記第1の管、前記第2の管及び前記第3の管は、実質的に同軸状に配置された三重管構造を構成し、
前記第1の管における前記第2の管に取り囲まれていない領域に測定用ガラス感応膜が設けられ、
前記第1の管により測定電極内部液及び前記測定電極内部液に浸漬される測定電極内極を収容する第1の収容部が形成され、
前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれた領域の前記軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜が熔着されて一体化されており、
前記第1の管と前記第2の管とにより比較電極内側内部液を収容する第2の収容部が形成され、
前記第2の管と前記第3の管とにより比較用ガラス電極内部液及び前記比較用ガラス電極内部液に浸漬される比較用ガラス電極内極を収容する第3の収容部が形成され、
前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれていない領域に、前記第2の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする液絡部が封入されており、
前記測定電極は、前記測定用ガラス感応膜と、前記第1の収容部と、前記測定電極内部液と、前記測定電極内極と、を含んで構成され、
前記比較電極は、前記比較用ガラス感応膜と、前記第2の収容部と、前記比較電極内側内部液と、前記第3の収容部と、前記比較用ガラス電極内部液と、前記比較用ガラス電極内極と、前記液絡部と、を含んで構成されることを特徴とする電極部材。 An electrode member used for a composite electrode comprising a measurement electrode and a comparative electrode, wherein the internal electrode of the comparative electrode is a glass electrode ,
A first tube made of glass that is elongated in the axial direction and sealed at the end on the tip side;
Is熔着 sealed at least in part surrounds the distal end side tube end the first of the opposite side of the base end side to the tip side of the first tube in the axial direction A second glass tube,
A third glass tube that surrounds at least a part of the base end side of the second pipe in the axial direction and is sealed by being welded to the end of the end side of the second pipe. When,
Have
The first tube, the second tube, and the third tube constitute a triple tube structure arranged substantially coaxially,
Before SL said second measurement in enclosed non regions to the tube titration, glass-sensitive film is provided in the first tube,
First storage portion for storing the first measuring electrode in electrode is immersed in the measuring electrode internal solution and the measuring electrode inner liquid by the tube is formed,
Before SL and the third region surrounded by the tube of the axial part a tubular comparative glass-sensitive film of the second tube are integrated is熔着,
The second housing part is formed for accommodating the O Ri comparisons electrode inside internal solution in said second tube and said first tube,
Third receiving portion formed for accommodating the second tube and the third tube and the O Ri ratio較用glass electrode internal solution and the comparative glass electrode in electrode is immersed in the comparative glass electrode internal liquid And
In the region of the second tube that is not surrounded by the third tube, a liquid junction that enables electrical connection between the liquid inside and outside the second storage unit is enclosed,
The measurement electrode is configured to include the measurement glass-sensitive film, the first accommodating portion, the measurement electrode internal liquid, and the measurement electrode inner electrode,
The comparative electrode includes the comparative glass sensitive film, the second accommodating portion, the comparative electrode inner internal liquid, the third accommodating portion, the comparative glass electrode internal liquid, and the comparative glass. An electrode member comprising an electrode inner electrode and the liquid junction .
軸線方向に長尺に形成され先端部側の端部が封止されて測定電極内部液が収容される第1の収容部を形成するガラス製の第1の管と、前記軸線方向において前記第1の管の前記先端部側とは反対側の基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第1の管に熔着されて封止されて前記第1の管との間に比較電極内側内部液が収容される第2の収容部を形成するガラス製の第2の管と、前記軸線方向において前記第2の管の前記基端部側の少なくとも一部を取り囲み前記先端部側の端部が前記第2の管に熔着されて封止されて前記第2の管との間に比較用ガラス電極内部液が収容される第3の収容部を形成するガラス製の第3の管と、を有し、前記第1の管、前記第2の管及び前記第3の管は、実質的に同軸状に配置された三重管構造を構成し、前記第1の管における前記第2の管に取り囲まれていない領域に測定用ガラス感応膜が設けられ、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれた領域の前記軸線方向の一部に筒状の比較用ガラス感応膜が熔着されて一体化されており、前記第2の管における前記第3の管に取り囲まれていない領域に前記第2の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする液絡部が封入されている電極部材と、
前記第1の収容部に収容される前記測定電極内部液に浸漬されるように前記第1の収容部に配置された測定電極内極と、
前記第3の収容部に収容される前記比較用ガラス電極内部液に浸漬されるように前記第3の収容部に配置された比較用ガラス電極内極と、
前記軸線方向に沿って前記電極部材を取り囲んで配置され、前記電極部材との間に比較電極外側内部液が収容される第4の収容部を形成する外筒と、
前記軸線方向における前記先端部側の前記外筒の端部の開口部を封止すると共に前記測定用ガラス感応膜を外部に露出させる封止部と、
前記封止部に設けられ前記第4の収容部の内外の液間の電気的接続を可能とする外側液絡部と、
を有し、
前記測定電極は、前記測定用ガラス感応膜と、前記第1の収容部と、前記測定電極内部液と、前記測定電極内極と、を含んで構成され、
前記比較電極は、前記比較用ガラス感応膜と、前記第2の収容部と、前記比較電極内側内部液と、前記第3の収容部と、前記比較用ガラス電極内部液と、前記比較用ガラス電極内極と、前記液絡部と、前記第4の収容部と、前記比較電極外側内部液と、前記外側液絡部と、を含んで構成されることを特徴とする複合電極。 A composite electrode comprising a measurement electrode and a comparative electrode, wherein the internal electrode of the comparative electrode is a glass electrode,
A first tube made of glass which is formed in a long axis in the axial direction and whose first end is sealed to store a measurement electrode internal liquid , and the first tube in the axial direction. said first tube being熔着to at least an end portion of the part surrounding the tip side of the first tube opposite the base end side is sealed and the front end portion of the first tube comparison and glass second tube electrodes inside internal solution to form a second housing part that will be housed, at least a portion of the proximal end of the second tube in the axial direction between the end of the front end portion forms a third housing portion comparative glass electrode internal liquid Ru housed between the second is the熔着the tubes sealed with the second tube surrounds a third tube made of glass, the said first tube, said second tube and said third tube disposed substantially coaxially three Constitute the tubular structure, wherein the first said in the tube second measurement the enclosed non regions to the tube titration, glass sensing film is formed, surrounded by the third tube in the second tube region wherein a portion of the axial direction the tubular comparative glass-sensitive film are integrated is熔着, area before Symbol second not surrounded by said third tube in the second tube An electrode member in which a liquid junction that enables electrical connection between liquids inside and outside the housing portion is enclosed ;
A measurement electrode inner electrode disposed in the first housing part so as to be immersed in the measurement electrode internal liquid housed in the first housing part;
A comparative glass electrode inner electrode arranged in the third housing part so as to be immersed in the liquid in the comparative glass electrode housed in the third housing part;
An outer cylinder forming the in the axial direction are disposed surrounding the electrode member, the fourth housing part reference electrode outside the internal fluid Ru housed between the electrode member,
A sealing portion that seals the opening of the end portion of the outer cylinder on the tip end side in the axial direction and exposes the glass-sensitive film for measurement to the outside;
An outer liquid junction that is provided in the sealing portion and enables electrical connection between liquids inside and outside the fourth housing portion;
Have
The measuring electrode, the measurement for the glass-sensitive film, said first housing portion, wherein the measuring electrode internal liquid, the measurement electrode in the electrode, the configured Nde including,
The comparative electrode includes the comparative glass sensitive film, the second accommodating portion, the comparative electrode inner internal liquid, the third accommodating portion, the comparative glass electrode internal liquid, and the comparative glass. and the electrode inner electrode, and the liquid junction, the fourth receiving portion, and the reference electrode outside the internal liquid, a composite electrode wherein the outer liquid junction, the characterized in that it is configured Nde free.
ガラス製のステム管の端部を封止するようにガラス感応膜のガラス膜種を付着させる工程と、
前記ガラス膜種が端部に付着した前記ステム管にエアーを吹き込み前記ステム管の端部に付着した前記ガラス膜種を吹き破る工程と、
前記吹き破られた前記ガラス膜種が端部に付着した2本の前記ステム管の前記吹き破られた前記ガラス膜種同士を接合して、軸線方向の一部に前記比較電極を構成する筒状のガラス感応膜が熔着されて一体化されたガラス製の管状部材を作製する工程と、
前記管状部材よりも大径のガラス製のステム管で形成された大径管状部材の内側に前記管状部材を配置し、前記管状部材の一端部と前記大径管状部材の一端部とを熔着して、前記管状部材の前記一端部が開口し前記大径管状部材の前記一端部が封止された二重管構造の第1のパーツを作製する工程と、
前記第1のパーツにおける前記管状部材の前記開口した一端部を、ガラス製のステム管で形成された端部管状部材であって、一端部が開口し他端部が封止され、前記測定電極を構成する測定用ガラス感応膜が設けられた前記端部管状部材の前記開口した一端部に、前記管状部材の内部と前記端部管状部材の内部とが連通するように熔着して第2のパーツを作製する工程と、
前記管状部材よりも小径のガラス製のステム管で形成された小径管状部材を前記第2のパーツにおける前記管状部材及び前記端部管状部材の内側に配置し、前記小径管状部材の一端部を、前記第2のパーツにおける前記端部管状部材に、前記小径管状部材の内部と前記第2のパーツにおける前記端部管状部材の前記封止された他端部側の一部とが連通するように熔着して三重管構造の第3のパーツを作製する工程と、
前記第2のパーツを作製する工程の前、前記第2のパーツを作製する工程の後かつ前記第3のパーツを作製する工程の前、又は前記第3のパーツを作製する工程の後に、前記端部管状部材の軸線方向における、前記第1のパーツと前記端部管状部材との熔着部と、前記小径管状部材と前記端部管状部材との熔着部と、の間の位置の前記端部管状部材に、前記端部管状部材の内外の液間の電気的接続を可能にする液絡部を封入する工程と、
を有することを特徴とする電極部材の製造方法。 A method for producing an electrode member comprising a measurement electrode and a comparative electrode, and used for a composite electrode in which the internal electrode of the comparative electrode is a glass electrode,
A step of attaching a glass film type of a glass sensitive film so as to seal an end of a glass stem tube;
Blowing the air into the stem tube with the glass film seed attached to the end portion and blowing the glass film seed attached to the end portion of the stem tube; and
The blown glass film seeds of the two stem tubes having the blown glass film seeds attached to the end portions are joined to each other, and the reference electrode is configured in a part of the axial direction. A step of producing a glass tubular member in which a cylindrical glass-sensitive film is fused and integrated ;
The tubular member is disposed inside a large-diameter tubular member formed of a glass stem tube having a larger diameter than the tubular member, and one end of the tubular member and one end of the large-diameter tubular member are welded together And producing a first part of a double-pipe structure in which the one end of the tubular member is opened and the one end of the large-diameter tubular member is sealed;
The open end of the tubular member in the first part is an end tubular member formed of a glass stem tube, wherein one end is opened and the other end is sealed, and the measurement electrode The end of the end tubular member provided with the glass-sensitive film for measurement that constitutes the second end is welded so that the inside of the tubular member and the end of the end tubular member communicate with each other. The process of making parts of
A small-diameter tubular member formed of a glass stem tube having a smaller diameter than the tubular member is disposed inside the tubular member and the end tubular member in the second part, and one end of the small-diameter tubular member is The end tubular member in the second part communicates with the inside of the small-diameter tubular member and a portion of the sealed end of the end tubular member in the second part. Producing a third part of the triple-pipe structure by welding;
Before the step of producing the second part, after the step of producing the second part and before the step of producing the third part, or after the step of producing the third part, In the axial direction of the end tubular member, the position between the welded portion of the first part and the end tubular member and the welded portion of the small diameter tubular member and the end tubular member Enclosing a liquid junction that enables electrical connection between the liquid inside and outside the end tubular member in the end tubular member;
A method for producing an electrode member, comprising:
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