JP2001208710A - 電気伝導度センサ - Google Patents
電気伝導度センサInfo
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Abstract
に対する接続の確実化をはかる。 【解決手段】 複数個の電極2と各電極2間に介設され
るスペーサ5と、電極2とスペーサ5とを収納する本体
としてのケース7とをそなえるとともに、電極2、スペ
ーサ5及びケースを貫通して液体等の流路9が形成され
た電気伝導度センサ10において、各電極2の外周に端
子板21をそれぞれ嵌入固定し、同各端子板21のそれ
ぞれにリード線4を半田付けすることにより、リード線
4の電極2に対する接続の確実化を可能にした。
Description
えば透析装置や粉体溶解装置の液体の濃度、すなわち、
液体の電気伝導度を測定することによって、当該液体の
純度を監視したり半導体製造装置における洗浄水として
の純水の純度を監視したりするのに好適な電気伝導度セ
ンサに関する。このほか、上水道の消毒剤の濃度、下水
道の汚れ具合等の監視にも使用できる。
コンウエハの洗浄工程として、塩酸、硝酸などの強酸、
沸酸等の薬液による処理槽で不純物を除去する工程を繰
返し、最後にシリコンウエハに付着した薬液を純水で洗
浄する工程を経て乾燥させている。また、透析装置や粉
体溶解装置などでは、装置の洗浄に純水が使用されてい
る。
シリコンウエハの洗浄工程の最終工程でシリコンウエハ
に付着した薬液を純水で洗浄しており、また透析装置や
粉体溶解装置などの医療機器においても純水で洗浄して
いるので、洗浄に使用した純水の純度が製品や医療機器
の品質に大きく影響を及ぼすことになる。したがって純
水の純度を測定することは、きわめて重要なことであ
り、そのために、洗浄に使用した後の純水の純度を、純
水の電気伝導度、すなわち純水の電気抵抗率を測定して
純水の純度を計測している。
る液体の純度(汚染度)や半導体製造装置における純水
の純度(汚染度)を計測するのに、液体や純水の電気伝
導度、すなわち液体や純水(以下「液体等」という)の
電気抵抗率を測定しており、そのためのセンサはその電
極が液体等中に投入される構成となるため、電極とし
て、プラチナやチタンなどの金属を、樹脂製あるいはセ
ラミック製の骨材に被覆した構造となっている。
測定するためのセンサは、電極が、プラチナやチタンな
どの金属製となっているため、電極の機械加工が非常に
困難であり、電極にタ−ミナルねじなどの加工をする
際、手間がかかり、このことがコスト高の原因となって
いる。
を示すもので、この電気伝導度センサ01は、プラチナ
製の3個のリング状の電極02(電極02については図
14(a),(b)に示されている)と、各電極間に介
在するリング状のスペーサ05とを備え、各電極02
に、タ−ミナルねじ06が螺合する雌ねじ加工が施され
ている。各電極02にリ−ド線04が、タ−ミナルねじ
06により接続されている。電極02は両端部にOリン
グ012配設用の肩部02aを有し、中心部に流路09
を形成する円形穴02bを有する円柱体で形成されてい
る。
ス07の両端部にフランジ08が取り付けられ、各電極
02、各スペーサ05および両フランジ08を貫通して
液体等の流路09が形成されている。流路09の出口側
にチュ−ブ011を介してサ−ミスタ010が接続され
ている。
ように接続されて3電極サンサを構成していて、各電極
02間の電気抵抗の差をこの回路12で検出できるよう
になっている。図7中の符号12aはアンプを、図13
中の符号13はアンプ12aの出力信号を演算して、液
体等の電気伝導度を表示するディスプレイを示してい
る。
は、リード線04が電極02にターミナルねじ06を締
めつけることによって接続される構成となっているた
め、電極に対する雌ねじ加工が必要となり、コスト高の
原因となるほか、硬い電極にターミナルねじ06を締め
つける構成なため、ターミナルねじ06が弛み接触不良
を起こすおそれがあって、電気伝導度センサの信頼性を
損なうという問題点がある。
気伝導度センサの提供を第1の目的とし、さらには、組
み付け作業の効率化を可能にした電気伝導度センサの提
供を第2の目的とする。
と各電極間に介設されるスペーサと、これらの電極とス
ペーサとを収納する本体としてのケ−スとを備えるとと
もに、上記電極、スペーサ及びケ−スを貫通して、液体
等の流路が形成された電気伝導度センサにおいて、上記
各電極の外周に端子板をそれぞれ嵌入固定し、同各端子
板のそれぞれにリ−ド線を接続して第一の課題解決の手
段としている。
上記端子板を、中心部に円形の穴を形成された止め輪型
の弾性体で形成して第二の課題解決の手段としている。
て、上記端子板を、中心部に円形の穴を形成されるとと
もに一側面に切り欠き部を形成された止め輪型の弾性体
で形成して第三の課題解決の手段としている。
極保持部材を、本体を構成するフランジと一体構造に形
成し、同電極保持部材に所定間隔をあけて上記電極を保
持するための電極保持穴を複数個形成し、同各電極保持
穴を、同電極保持穴に上記本体の流路に直角な方向から
挿入された上記電極を緊密に保持できる形状に形成して
第四の課題解決の手段としている。
極を、円柱体からなる本体部と、同本体部の上部に形成
した鍔部と、上記本体部と鍔部との間に形成した小径部
と、同小径部と上記本体部との連接部に形成したOリン
グの配設個所としての段部と上記本体部の中心部に貫通
形成した液体等の流路としての横穴と、上記鍔部に突設
した雄ねじと同雄ねじに螺合するナットとで形成される
リード線の端子取り付け部とで構成して第五の課題解決
の手段としている。
固着され、この端子板にリード線が半田付けなどで接続
される構成となっているので、リード線を電極に取り付
けるための加工を電極に施す必要がなくなり、その分、
製造コストを低減できる。また、端子板は電極に強固に
固着しており、その端子板にリード線を半田付けする構
成であるため、電極とリード線との接続は確実であっ
て、妄りに接続不良を起こすおそれはない。
対してその流路と直交する方向から電極保持穴に挿入す
ることにより行われるので、部品点数を減らしながら、
寸法の安定性、すなわち特性のばらつきを抑制し、かつ
組み付けの簡単化、自動化(機械化)が可能となる。
電極の雄ねじにリード線の端子を取り付け、雄ねじに螺
合するナットを締めつけることにより行うことができる
ので、リード線の電極への取り付けが容易となり、その
結果、測りたい液体等の濃度に併せて電極の配線を簡単
に変更することができ、シンプルな構造で部品の共通化
をはかることが可能になる。
形態について説明する。
態の電気伝導度センサ10は、図13に示した従来例と
同様に、3個のリング状の電極2と、各電極2の間に介
設されているリング状のスペーサ5とを備え、これらの
各部材は、本体としてのケース7内に収納されている。
各電極2および各スペーサ5の中心部である内径部2
a,5aを貫通して液体等の流路9が形成されるととも
に、ケース7の左端部には流路9の入口側接続部9aが
突設されている。ここで、内径部2a,5aおよび入口
側接続部9aの内径部9cならびに後述の出口部9bの
内径部の各直径はいずれも同一寸法に設定されており、
さらに、後述するように、液漏れ防止用のOリング6も
電極2の外周肩部に装着されていて、Oリングが液体等
の流路9にはみださない構成となっていて、液体等の流
路9には凹凸がなく、液体等のスム−ズな流通を可能に
している。
で取り付けられ、このフランジ8に流路9の出口部9b
が設けられている。出口9bに、その流路9の軸上に温
度センサ11aが配置されたサ−ミスタ11が設けられ
ている。符号8bは流路9の出口側接続部を、11Aは
温度表示器を示している。
径部)2aを貫通して液体等の流路9を形成するリング
状の円筒体からなり、その外周部に、図3(a)に示す
止め輪型端子板21が2枚嵌着されいて、この2枚の端
子板21にリード線4が半田付けされている。符号4a
は半田付け部を示している。また、符号6は電極2の外
周の両肩部とスペーサ5との間にそれぞれ介設されたO
リングを示している。
が形成されており、この穴21aに電極2の外周が嵌入
されるのであるが、端子板21を電極2に強固に固定す
るために、穴21aに、端子板21を電極2に嵌入した
際弾性変形可能な複数の突起21bが設けられている。
2を示している。この端子板22も端子板21と同様
に、その2枚が電極2の外周に嵌着され、これにリード
線4が半田付けされる。この端子板22は、その中心部
に形成された円形の穴22aの全周に複数の弾性変形可
能な突起22bが連続して形成されていて、電極2の外
周に嵌入された際、端子板22を電極2に強固に固定す
るよう機能するようになっている。
子板23あるいは24を嵌入する溝2bが形成されてお
り、この溝2bに、図3(c)に示すような、一側部
に、中心部に形成された円形の穴23aに連通する切り
欠き部23bが形成されて全体形状が「E」字状の止め
輪型端子板23あるいは図3(d)に示すような、一側
部、中心部に形成された円形の穴24aに連通する切り
欠き部24bが形成されるとともに切り欠き部24bの
反対側にリード線接続部24cを突設された止め輪型端
子板24が嵌入されるようになっている。端子板23,
24はいずれも弾性体から形成されていて、電極2の1
側方から溝2bに嵌入するとき、弾性変形し、嵌入後は
電極2に強固に固着される。そして、端子板23,24
にリード線4が半田付けされる点は、上記のものと同様
である。なほ、端子板23,24の場合、その一枚が電
極2に固着される。上記の各端子板には、半田付けのた
めに予めメッキが施されている。
式電気伝導度センサが形成されている。この例では、電
極2の各外端面がケース7あるいはフランジ8に当接支
持される構成となっており、また、スペーサ5は、図
1、2あるいは図4、5に示した電気伝導度センサのス
ペーサ5よりも長いロングスペーサ5aが用いられてい
る。この例でも、各電極2に、図3(a)の端子板21
が2枚固着されている。
周に端子板21などが固着され、この端子板にリード線
4が半田付けされる構成となっている。したがって、リ
ード線4を電極2に取り付けるための加工を電極に施す
必要がなくなり、その分、製造コストを低減できる。ま
た、端子板は電極に強固に固着しており、その端子板に
リード線4を半田付けする構成であるため、電極2とリ
ード線4との接続は確実であって、妄りに接続不良をお
こすおそれはない。
極2およびスペーサ5をリング形状の円筒体で形成する
とともに、それらを直列配置して、電気伝導度センサの
主要部を形成し、かつこれらの各内径部の各直径をいず
れも同一寸法に設定し、さらに、液漏れ防止用のOリン
グ6も電極2の外周肩部に装着して、Oリングが液体等
の流路9にはみださない構成としたため、液体等の流路
9には凹凸がなく、液体等のスム−ズな流通が可能とな
る。また、流路9の出口部9bにおける流路9の軸上に
温度センサ11aを配置したことにより、液体等の温度
測定を従来のものよりも正確に行うことが可能となる。
9の軸上に温度センサ11aを配置したことにより、流
路9内が汚れたとしても、温度センサ11a(サーミス
タ)を取り外せば直線状の流路9を目視できるので、流
路9のクリーニングを簡単に行うことができる。
示す図であり、図7において、符号12aはアンプを示
している。このような回路を含む電気伝導度表示器13
が本体としてのケース7の外部に取り付けられている。
ク電流を減らすために、この分野では一般的な3電極タ
イプにて行っているが、さらに濃度の濃い液体を計測す
る場合は、図6に示す例のように2電極のものを使用す
るか、3電極型の電気伝導度センサで両外側の電極のみ
を使用するというように、作動回路12の接続を変更す
ることで、外観形状や流路径を変えることなく、計測が
可能となる。なお、これは、後述の第二実施形態におけ
る図9、図11(a),(b)の説明を参照できる。
度センサによれば、計測したい液体等の濃度(電気伝導
度)にマッチングした電気伝導度センサを、低コストで
得ることが可能となる。
ーサ5とを交互にガイド軸に串刺しにしたのを、パイプ
型のケースに入れて、電気伝導度センサ10を組み立て
ていた。この作業は慣れが必要であるばかりか自動化が
困難である。また、それぞれの部品の公差が常により多
くのばらつきをうみ、電気伝導度センサの特性に起因す
るセル定数のばらつきを大きくしてしまう傾向にあり、
それによる受け側の回路の調節範囲も非常に大きくとる
ことを余儀なくされていた。つぎに述べる第2実施形態
は、この様な問題点を解決しようとするものである。
は、スペーサに相当する部材(電極保持部材)35がフ
ランジ38と一体構造に形成されている。電極保持部材
35には、所定間隔をあけて、電極32を保持するため
の電極保持穴35bが複数個形成れている。電極32
は、図12に示すような形状に形成されていて、このよ
うな形状の電極32が液体等の流路39に直角な方向か
ら(図10において左方向から)各電極保持穴35bに
嵌入された時、各電極保持穴35bに電極32を緊密に
保持させるようにして電気伝導度センサ30が形成され
ている。フランジ38の流路38aにサーミスタ50が
配設されている。符号51はサーミスタ50の取り付け
板を示している。
からなる本体部32aを備え、本体部32aの上部に鍔
部32bが形成されている。本体部32aと鍔部32b
との間は小径部32cとなっており、この小径部32c
と本体部32aとの連接部に形成された肩部(段部)に
Oリング36Aが配設されるようになっている。本体部
32aの中心部に、液体等の流路39を形成する横穴3
2dが貫通している。この横穴32dは電極保持部材3
5に形成した流路35aに段差なく連通しており、また
流路35aは、フランジ38にボルト31Aで固着され
ている端板31に設けられた接続部31aの流路31b
にも段差なく連通している。
設され、この雄ねじ32eにナット42が螺合して、リ
ード線44が電極32に取り付けられる構成となってい
る。
め突起部32fが突設され、この突起部32fを電極保
持部材35に形成した位置決め穴35bに圧入して電極
32が電極保持部材35に取り付けられるようになって
いる。また、電極32の本体部32aの側面には、電極
32の回転止めのために、一対の切削面(平面)32g
が形成されている。電極保持部材35の電極保持穴35
bに、切削面32gに対応する平面が形成されている。
位置決め突起部32fと本体部32aとの連接部に形成
された肩部(段部)にOリング36Bが配設されるよう
になっており、したがって、電極保持穴35bは、上記
の形状の電極32を緊密に保持することができるよう
な、途中にOリング36A,36Bを収納可能な複数の
段部を有する形状をそなえた円柱形状に形成されてい
る。
保持部材35に対してその流路39と直交する方向から
電極保持穴35bに挿入することにより行われるので、
またサ−モスタ50の取り付けも同じ方向から行う得る
ようになっているので、部品点数を減らしながら、寸法
の安定性すなはち特性のばらつきを抑制し、かつ組み付
けの簡単化、自動化(機械化)が可能となる。そして、
電極32の挿入後、位置決め突起部32fの電極保持部
材35から突出した箇所にC型やE型の止め輪43を嵌
着して、電極32の固定の完全化を図る構成となってい
る。止め輪43に代えプッシュナットや六角ナットによ
る固定でもよい。
電極32の雄ねじ32eにリード線44のめがね端子
(あるいはフォーク端子)を取り付け、雄ねじ32eに
螺合するナット(図示せず)を締めつけることにより、
行うことができる。これによりリード線44の電極32
への取り付けが容易となる。図10において符号45は
リード線44(複数)のかしめ部を、47はバネ座金を
示している。また、符号46は合成樹脂製のケースを、
48は電線組立を示している。
図9に示す3電極式から、図11に示す2電極式に変更
したり、あるいは2電極式から3電極式に変更したりす
るときの回路変更を、簡単に行うことが可能となる。
透析液の検査用に使用する際、リ−ク電流を減らすため
に、この分野で一般的な3電極式が好ましいが、更に少
し濃度の濃い液体を測る場合は、使用する電極の数を変
えて、たとえば、図11(a)に示すように、3電極の
隣り同士の2電極を使用するようにすれば、約2倍から
3倍の濃度の測定が可能となる。また、図11(b)に
示すように、真ん中の電極を使わずに両側の電極のみで
使用すると、約10倍の濃度が測定可能となる。
よれば、電気伝導度センサ30の外観形状や流路径、電
極間距離を変更することなく、いくつかの濃度の測定が
可能となる。
ような効果が得られる。 (1)電極の外周に端子板が固着され、この端子板にリ
ード線が半田付けなどで接続される構成となっているの
で、リード線を電極に取り付けるための加工を電極に施
す必要がなくなり、その分、製造コストを低減できる。 (2)端子板は電極に強固に固着しており、その端子板
にリード線を半田付けする構成であるため、電極とリー
ド線との接続は確実であって、妄りに接続不良をおこす
おそれはない。 (3)電気伝導度センサの電極組み付けは、電極を、電
極保持部材に対してその流路と直交する方向から電極保
持穴に挿入することにより行われるので、部品点数を減
らしながら、寸法の安定性すなはち特性のばらつきを抑
制し、かつ組み付けの簡単化、自動化、機械化が可能と
なる。 (4)リード線の電極への取り付けは、電極の雄ねじに
リード線の端子を取り付け、雄ねじに螺合するナットを
締めつけることにより行うことができるので、リード線
の電極への取り付けが容易となり、その結果、測りたい
液体等の濃度に併せて電極の配線を簡単に変更すること
ができる。 (5)上記(4)により、シンプルな構造で部品の共通
化をはかることが可能になる。
の断面図である。
同端子板の第2例の平面図、(c)は同端子板の第3例
の平面図、(d)は同端子板の第4例の平面図である。
る。
例)の断面図である。
度センサの正面図、(b)は同側面図、(c)は同平面
図である。
場合)図である。
(2電極で2〜3倍の場合)図、(b)は図8の電気伝
導度センサの作動回路(2電極ので10倍の場合)図で
ある。
面図、(b)は同側面図、(c)は同底面図、(d)は
同平面図である。
断面図、(b)は同平面図図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数個の電極と各電極間に介設されるス
ペーサと、前記電極とスペーサとを収納する本体として
のケ−スとを備えた電気伝導度センサにおいて、前記電
極、スペーサ及びケ−スを貫通して液体等の流路を形成
すべく前記各電極および各スペーサの内径部が被測定液
の流路を形成するリング形状の円筒体で形成されるとと
もに、前記各電極の外周に端子板が嵌入固定され、該各
端子板のそれぞれにリ−ド線が接続されていることを特
徴とする電気伝導度センサ。 - 【請求項2】 前記端子板が中心部に前記電極を嵌入可
能な円形の穴が形成された止め輪型の弾性体で形成され
ている請求項1に記載の電気伝導度センサ。 - 【請求項3】 前記端子板が中心部に前記電極の外周に
形成された溝に嵌入可能な円形の穴が形成されるととも
に一側面に前記円形の穴に連通する切り欠き部が形成さ
れた止め輪型の弾性体で形成されている請求項1に記載
の電気伝導度センサ。 - 【請求項4】 複数の電極を所定間隔で保持する電極保
持部材が本体を構成するフランジと一体構造に形成さ
れ、前記電極保持部材には、所定間隔をあけて前記電極
を保持するための電極保持穴が複数個形成れ、該各電極
保持穴が、該電極保持穴に前記本体の流路に直角な方向
から前記電極が挿入されて緊密に保持されるような形状
に形成されていることを特徴とする電気伝導度センサ。 - 【請求項5】 前記電極が、円柱体からなる本体部を備
え、該本体部の上部に鍔部が形成され、前記本体部と鍔
部との間に小径部が形成され、該小径部と前記本体部と
の連接部に形成された段部がOリングの配設個所を形成
し、前記本体部の中心部に、液体等の流路を形成する貫
通式横穴が設けられ、前記鍔部に雄ねじが突設され、該
雄ねじにナットが螺合して、リード線の端子取り付け部
を形成されている請求項4に記載の電気伝導度センサ。
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