JP2022100164A

JP2022100164A - 電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計

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Publication number: JP2022100164A
Application number: JP2020214364A
Authority: JP
Inventors: 博之鈴木; Hiroyuki Suzuki; 三紀櫻谷; Mitsunori Sakuratani
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: JP7525790B2

Abstract

【課題】組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、測定精度の高い電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計を提供する。【解決手段】電磁誘導式電気伝導率検出器２０’の励磁用コイル２７と検出用コイル２８が設置された第一のループ回路（配管２１ｃ，電流ｉ１）の外側に、電極２４および電極２５を設置し、その２つの電極を電気的に接続するショート線回路２９により第二のループ回路（配管２１ｂ（第１の配管）と配管２１ｄ（第２の配管）とを含むバイパス液回路，電流ｉ２）が形成された電磁誘導式電気伝導率検出器２０’であって、電極２４および電極２５に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５の影響を低減するように、所定の計算式により算出された液回路抵抗となるよう、第１の配管２１ｂと第２の配管２１ｄを設計した。【選択図】図２

Description

この発明は、被測定液体の電気伝導率に応じた信号を出力する電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計に関するものである。

従来より、被測定液体の電気伝導率に応じた信号を出力する電気伝導率計が知られており、液体の純度の測定や液中の電解質の濃度の測定に広く使用されている。この電気伝導率計の検出器には、大きく分けて、電極式と電磁誘導式の２種類がある。電極式は、金属（電極）を２本、被測定液体の中に入れて電気を流すことにより、一方の電極からもう一方の電極にどれくらいの電気が流れたかを測定、すなわち、測定液に電極を浸して溶液抵抗を測定し、電気伝導率を求めるものである。

一方、電磁誘導式は、コイルを平行に２つ配置して、その間に液体が通る配管を通すと、コイルに流れた電気によって電磁誘導が発生して、配管の中に誘導電流が発生する。そして、一方のコイル（励磁用コイル）からもう一方のコイル（検出用コイル）に流れた誘導電流の量により、配管の中を流れている液体の電気の流れやすさを測定することができるものである。すなわち、測定液に電磁誘導によって交流電流を発生させ、その電流から発生する誘導電流を検出して、溶液の電気伝導率を求めるものである。

この電磁誘導式電気伝導率検出器では、接液部に電極のような金属部分がないため耐食性に優れていることや、電極式に見られる分極現象が起きにくいため高電気伝導率の液の測定が可能であること、構造が複雑でないためメンテナンス性がよいこと、などのメリットがあるが、例えば、人工透析装置等の医療機器で使用する場合や食品分野で使用する場合には、衛生面や安全面の観点から、測定用のコイルが接液しない非接触タイプ（非接液タイプ）の電気伝導率計が望ましい。

この際、人工透析装置等の医療機器として使用する場合には、安全性を高めるために制御用と監視用を分ける必要があるため、複数の電磁誘導式電気伝導率検出器を設置することになるが、このように、１つの被測定液体に対して複数の電磁誘導式電気伝導率検出器を設置して、より正確な測定や、制御用と監視用を分けることを求められる装置などで使用する場合には、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号（誘導電流）を検出してしまうことがあり、お互いの測定値に影響を与えて測定精度が低下してしまうため、正確に電気伝導率を測定することができないという問題があった。

そこで、上記のような問題を解決するために、本願発明の出願人は、電磁誘導式電気伝導率検出器において、例えば図１に示すように、被測定液体Ｆが流れる配管（管路）２１内に被測定液体Ｆに接触する第１の電極２２、第２の電極２３と、さらにその２つの電極２２，２３を間に挟む位置に第３の電極２４と第４の電極２５とを備え、第一のループ回路を形成する第１の電極２２と第２の電極２３とを接続する第一の導線２６の外側に、第二のループ回路を形成する第３の電極２４と第４の電極２５とを接続する第二の導線２９のようなショート線回路を設置することにより、制御用と監視用それぞれの検出器２０から発生する電気信号が干渉せず、安定して精度の高い測定値（被測定液体Ｆの電気伝導率）を得ることができる非接触タイプ（非接液タイプ）の電磁誘導式電気伝導率検出器２０を発明した（特許文献１参照）。

特開２０１６－１８６４８０号公報

しかしながら、例えば特許文献１等に記載されているような電磁誘導式電気伝導率検出器では、被測定液体である透析液原液の濃度によって測定値の精度にばらつきがあることが確認され、試行錯誤を繰り返した結果、被測定液体である透析液原液の濃度が低い場合（被測定液体の電気抵抗が高い場合）には、図１の構成において精度よく測定することができるが、透析液原液の濃度が高い場合（被測定液体の電気抵抗が低い場合）には、第一のループ回路から電極２２と電極２３を取り除き、液回路抵抗のみで第一のループ回路を構成した場合（後述する図２参照）においても、第二のループ回路の配管（２１ｂ、２１ｄ）の液抵抗の影響について何も考慮されていない場合（検出器の小型化のために当該配管の液抵抗が０．１オーム程度の場合）、第二のループ回路を形成するショート線回路２９における電極２４、電極２５の液面と接触する金属表面に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５の影響を受けて、測定精度が低下してしまう、という課題があることがわかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被測定液体の電気伝導率を検出する電磁誘導式電気伝導率計において、組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、測定精度の高い電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明は、被測定液体の電気伝導率を測定する電磁誘導式電気伝導率計に用いられる電磁誘導式電気伝導率検出器において、絶縁体からなる管状の絶縁管で構成され、その内側に前記被測定液体が流れる管路であって、前記管路に設けられた環状の第一のループ回路と、前記第一のループ回路の入口側の配管に配置された前記被測定液体に接触する第１の電極と、前記第一のループ回路の出口側の配管に配置された前記被測定液体に接触する第２の電極と、前記第一のループ回路の入口側の配管であって、前記第１の電極と前記第一のループ回路の入口とを接続する第１の配管と、前記第一のループ回路の出口側の配管であって、前記第２の電極と前記第一のループ回路の出口とを接続する第２の配管と、円環状であって、その中心孔に前記第一のループ回路を構成する配管が通り、交流電源から交流電圧が印加されることで前記第一のループ回路内の前記被測定液体により形成されるループ経路に誘導電流を発生させる励磁用コイルと、円環状であって、その中心孔に前記第一のループ回路を構成する配管が通り、前記ループ経路に流れる誘導電流により起電力が生じる検出用コイルと、前記第１の電極と前記第２の電極が同電位となるように当該２つの電極を電気的に接続するショート線回路と、前記ショート線回路と前記第１の配管と前記第２の配管とにより形成されるバイパス液回路である第二のループ回路と、を備え、前記第１の配管の液抵抗と、前記第２の配管の液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、前記第１の配管および前記第２の配管を設けることにより、前記第二のループ回路における前記第１の電極に生じる接触抵抗と前記第２の電極に生じる接触抵抗の影響を低減するように設計されたことを特徴とする。

この発明の電磁誘導式電気伝導率検出器によれば、励磁用コイルと検出用コイルが設置された第一のループ回路（環状管路）の外側に、電極を２箇所設置し、その２つの電極を電気的に接続することにより第二のループ回路が形成される測定系において、所定の計算式より算出された液回路抵抗を有する第二のループ回路（バイパス液回路）を設けることにより、組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、第二のループ回路（バイパス液回路）の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することが可能となる。

従来の電磁誘導式電気伝導率計の一例を示す模式説明図である。この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器の概略構成の一例を示す模式説明図である。この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器の概略構成の別の例を示す模式説明図である。従来の液ループ等価回路の一例を示す模式回路図である。図３に示す電磁誘導式電気伝導率検出器における液ループ回路の一例を示す模式回路図である。液ループ回路の抵抗と測定値の正確性との関係を検証するためのモデル回路図である。図６に示すモデル回路において、被測定液体の電気伝導率と、液回路抵抗、バイパス液回路の液抵抗、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗による測定誤差を示す表である。図６に示すモデル回路において、バイパス液回路の液抵抗ＲＲを求める計算式の詳細、および、演算結果を示す説明図である。この発明の実施の形態１における液ループ回路の別の例を示す模式回路図である。この発明の実施の形態１における液ループ回路のさらに別の例を示す模式回路図である。

この発明は、被測定液体の電気伝導率に応じた信号を出力する電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計に関するものである。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

例えば人工透析装置などの医療分野や、食品分野において、配管の中を流れる被測定液体（人工透析装置の場合であれば、透析液）の電気伝導率を測定する場合には、衛生面や安全面の観点から、測定用の電極やコイルが被測定液体に接液しない非接触タイプ（非接液タイプ）の電気伝導率計が望ましい。そのような要望に対処するものとして、被測定液体が流れる配管の外側にコイルを設置する非接触タイプ（非接液タイプ）の電磁誘導式電気伝導率計が知られている。

しかし、人工透析装置等の医療機器として使用する場合には、安全性を高めるために制御用と監視用を分ける必要があるため、複数の電磁誘導式電気伝導率検出器を設置することになるが、このように、１つの被測定液体に対して複数の電磁誘導式電気伝導率検出器を設置して、より正確な測定や、制御用と監視用を分けることを求められる装置などで使用する場合には、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号（誘導電流）を検出してしまうことがあり、お互いの測定値に影響を与えて測定精度が低下してしまうため、正確に電気伝導率を測定することができないという問題があった。

ここで、図１は、従来の電磁誘導式電気伝導率計の一例を示す模式説明図であり、特許文献１の図１同様、電磁誘導式電気伝導率計の概略構成の一例を示すものである。この図において、第二のループ回路を形成する第二の導線（ショート線回路）２９は、後述する図４における電極に生じる接触抵抗Ｒ９を有するショート線回路２９に該当する。

しかしながら、例えば特許文献１等に記載されているような電磁誘導式電気伝導率検出器２０では、被測定液体である透析液原液の濃度によって測定値の精度にばらつきがあることが確認され、試行錯誤を繰り返した結果、被測定液体である透析液原液の濃度が低い場合（被測定液体Ｆの電気抵抗が高い場合）には、精度よく測定することができるが、透析液原液の濃度が高い場合（被測定液体Ｆの電気抵抗が低い場合）には、測定精度が低下してしまう、という課題があることがわかってきた。

これについて、本願発明の出願人は、様々な条件により実験を繰り返し、後述する図２の測定系において、電極に生じる接触抵抗、液回路抵抗、透析液原液の濃度、測定精度などの因果関係について調査した。そして、図２の測定系において、第二のループ回路を構成する配管２１ｂと配管２１ｄの液抵抗の合計が、所定の計算式により算出された抵抗値より小さいとき、透析液原液の濃度が高い場合（被測定液体Ｆの電気抵抗が低い場合）には、バイパス液回路である第二のループ回路を形成するショート線回路２９における電極２４および電極２５の液面と接触する金属表面に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５の影響を受けてしまうため、測定精度が低下してしまう、という因果関係があることを発見した。

そこで、この発明の実施の形態では、被測定液体Ｆの電気伝導率を検出する電磁誘導式電気伝導率検出器において、所定の計算式より算出された液回路抵抗を有する第二のループ回路（バイパス液回路）を設けることにより、組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、また、被測定液体Ｆの種類には関係なく、すなわち、被測定液体Ｆの濃度や電気抵抗にかかわらず、第二のループ回路（バイパス液回路）を形成するショート線回路２９の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けない、測定精度の高い電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計を提供することができるようにするものである。

実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器の概略構成の一例を示す模式説明図である。図２においては、図１に示す従来の電磁誘導式電気伝導率計と対比しやすいように、図１で使用した符号と同様の符号を付して説明する。なお、図１に記載されている変換器は検出器には含まれないため、図示していない。すなわち、図２に示す電磁誘導式電気伝導率検出器２０’は、被測定液体の電気伝導率を測定する電磁誘導式電気伝導率計に用いられる電磁誘導式電気伝導率検出器であり、この検出器２０’を用いた電磁誘導式電気伝導率計は、電磁誘導式電気伝導率検出器２０’と変換器（図示せず）を有するものである。

図２に示すように、この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器２０’は、内側に被測定液体Ｆが流れる管路（配管）２１に設けられた環状の第一のループ回路（環状管路）である管路（配管）２１ｃと、第一のループ回路に設置された励磁用コイル２７および検出用コイル２８と、第一のループ回路の入口側の配管（第１の配管２１ｂの端部）に配置された電極２４と、第一のループ回路の出口側の配管（第２の配管２１ｄの端部）に配置された電極２５と、それら２つの電極２４，２５が同電位となるようにその２つの電極２４と電極２５を電気的に接続するショート線回路２９と、そのショート線回路２９と第１の配管２１ｂと第２の配管２１ｄとを含むバイパス液回路である第二のループ回路が形成される測定系と、を備えている。ここで、電極２４は、被測定液体Ｆに接触する第１の電極であり、電極２５は、被測定液体Ｆに接触する第２の電極である。

また、図２では、配管２１について、２１ａ～２１ｅまでの符号が付されているが、第１の電極２４までの部分を配管２１ａ、第１の電極２４と第一のループ回路の入口とを接続する部分を第１の配管２１ｂ、第一のループ回路を構成する環状部分を配管２１ｃ、第一のループ回路の出口と第２の電極２５とを接続する部分を第２の配管２１ｄ、そして、第２の電極２５以降の部分を配管２１ｅとする。なお、配管（管路）２１ａ～２１ｅは、絶縁体からなる管状の絶縁管で構成され、その内側に被測定液体Ｆが流れる管路である。

また、励磁用コイル２７は、図２に示すように円環状であって、その中心孔に第一のループ回路（環状管路）を構成する配管２１ｃが通り、交流電源から交流電圧が印加されることで第一のループ回路２１ｃ内の被測定液体Ｆにより形成されるループ経路に誘導電流を発生させるものである。また、検出用コイル２８は、同じく円環状であって、その中心孔に第一のループ回路（環状管路）を構成する配管２１ｃが通り、第一のループ回路２１ｃ内の被測定液体Ｆにより形成されるループ経路に流れる誘導電流により起電力が生じるものである。

そして、図２における第二のループ回路を構成する配管２１ｂ（第１の配管）の液抵抗は、図１における抵抗ｒ２ａに該当し、後述する図４における抵抗Ｒｂ、および、後述する図５における抵抗Ｒｂ＋Ｒ７に該当する。また、図２における第二のループ回路を構成する配管２１ｄ（第２の配管）の液抵抗は、図１における抵抗ｒ２ｂに該当し、後述する図４および図５における抵抗Ｒａに該当する。そして、図２における第一のループ回路を構成する配管２１ｃ（第一のループ回路）の液抵抗の合計は、図１における抵抗ｒ１に該当し、後述する図４および図５における抵抗Ｒ１＋Ｒ２に該当する。
なお、第１の配管２１ｂおよび第２の配管２１ｄは、第１の配管２１ｂの液抵抗と第２の配管２１ｄの液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、設計された（設けられた）ものである。

図３は、この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器の概略構成の別の例を示す模式説明図である。図３は、図２に示す電磁誘導式電気伝導率検出器２０’が２つ（電磁誘導式電気伝導率検出器１００，２００）設置されている場合の例である。図３においても、電磁誘導式電気伝導率検出器１００，２００は、被測定液体の電気伝導率を測定する電磁誘導式電気伝導率計に用いられる電磁誘導式電気伝導率検出器であり、この検出器１００，２００を用いた電磁誘導式電気伝導率計は、電磁誘導式電気伝導率検出器１００，２００と変換器（図示せず）を有するものである。なお、検出器１００と変換器（図示せず）を備えた電磁誘導式電気伝導率計と、検出器２００と変換器（図示せず）を備えた電磁誘導式電気伝導率計、というように、１つの検出器を備えた電磁誘導式電気伝導率計が複数存在する、という構成であってもよいし、２つ（複数）の検出器１００，２００と変換器（図示せず）を備えた電磁誘導式電気伝導率計が１つ存在する、という構成であってもよい。

図３に示すように、この発明の実施の形態１における制御用電磁誘導式電気伝導率検出器１００は、内側に被測定液体Ｆが流れる管路１０１ｂ（当該検出器１００の第１の配管）、１０１ｃ（当該検出器１００の第一のループ回路）、１０１ｄ（当該検出器１００の第２の配管）と、管路（配管）１０１ｃ（検出器１００の第一のループ回路）に設置された励磁用コイル１１１および検出用コイル１１２と、管路（配管）１０１ｃの入口側の配管（第１の配管）１０１ｂに配置された電極２４と、管路（配管）１０１ｃの出口側の配管（第２の配管）１０１ｄに配置された電極２５と、２つの電極２４，２５が同電位となるようにその２つの電極２４と電極２５を電気的に接続するショート線回路２９と、そのショート線回路２９と管路（第１の配管）１０１ｂと管路（第２の配管）１０１ｄとを含む第二のループ回路（バイパス液回路）が形成される測定系を備えている。

すなわち、この電磁誘導式電気伝導率検出器１００は、内側に被測定液体Ｆが流れる管路に設けられた環状の第一のループ回路１０１ｃと、第一のループ回路１０１ｃに設置された励磁用コイル１１１および検出用コイル１１２と、第一のループ回路１０１ｃの入口側の配管（第１の配管１０１ｂの端部）に配置された電極２４と、第一のループ回路１０１ｃの出口側の配管（第２の配管１０１ｄの端部）に配置された電極２５と、第一のループ回路１０１ｃの入口側の配管であって、第１の電極２４と第一のループ回路１０１ｃの入口とを接続する第１の配管１０１ｂと、第一のループ回路１０１ｃの出口側の配管であって、第２の電極２５と第一のループ回路１０１ｃの出口とを接続する第２の配管１０１ｄと、第１の電極２４と第２の電極２５が同電位となるようにその２つの電極を電気的に接続するショート線回路２９と、そのショート線回路２９と第１の配管１０１ｂと第２の配管１０１ｄとを含むバイパス液回路である第二のループ回路とを備えている。
なお、この検出器１００の第１の配管１０１ｂおよび第２の配管１０１ｄは、第１の配管１０１ｂの液抵抗と第２の配管１０１ｄの液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、設計された（設けられた）ものである。

また、監視用電磁誘導式電気伝導率検出器２００は、内側に被測定液体Ｆが流れる管路２０１ｂ（当該検出器２００の第１の配管）、２０１ｃ（当該検出器２００の第一のループ回路）、２０１ｄ（当該検出器２００の第２の配管）と、管路（配管）２０１ｃ（検出器２００の第一のループ回路）に設置された励磁用コイル２１１および検出用コイル２１２と、を備え、管路（配管）２０１ｃの入口側の配管（第１の配管）２０１ｂは、電極２５に接続され、管路（配管）２０１ｃの出口側の配管（第２の配管）２０１ｄは、電極２４に接続されている。
なお、この検出器２００の第１の配管２０１ｂおよび第２の配管２０１ｄは、第１の配管２０１ｂの液抵抗と第２の配管２０１ｄの液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、設計された（設けられた）ものである。

なお、電極２４と電極２５は、それぞれの電極に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５を有する状態で電気的に接続され、各検出器１００，２００の第二のループ回路を形成するショート線回路２９は、各検出器１００，２００の第二のループ回路の一部として共用されている。

すなわち、この発明の実施の形態１における電磁誘導式電気伝導率検出器１００，２００は、それぞれ第一のループ回路（配管１０１ｃ，２０１ｃ）と、第一のループ回路の入口側の配管（第１の配管）１０１ｂ，２０１ｂと、第一のループ回路の出口側の配管（第２の配管）１０１ｄ，２０１ｄと、第一のループ回路に設置された励磁用コイル１１１，２１１および検出用コイル１１２，２１２と、配管１０１ｂと配管２０１ｄの接続部に配置された電極２４と、配管１０１ｄと配管２０１ｂの接続部に配置された電極２５とを備え、電極２４と電極２５は、それぞれの電極に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５を有する状態で電気的に接続され、各検出器１００，２００の第二のループ回路を形成するショート線回路２９は、各検出器１００，２００の第二のループ回路の一部として共用されており、被測定液体Ｆの電気伝導率に応じた信号を出力する電磁誘導式電気伝導率検出器が、被測定液体Ｆに対して２台設置されている測定系であることを前提とするものである。また、各検出器１００，２００の第１の配管１０１ｂ，２０１ｂと、第２の配管１０１ｄ，２０１ｄは、第１の配管１０１ｂ，２０１ｂの液抵抗と第２の配管１０１ｄ，２０１ｄの液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、設計された（設けられた）ものである。なお、配管（管路）１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄは、絶縁体からなる管状の絶縁管で構成され、その内側に被測定液体Ｆが流れる管路である。

また、励磁用コイル１１１，２１１は、図３に示すように円環状であって、その中心孔に第一のループ回路（環状管路）を構成する配管１０１ｃ，２０１ｃが通り、交流電源から交流電圧が印加されることで第一のループ回路１０１ｃ，２０１ｃ内の被測定液体Ｆにより形成されるループ経路に誘導電流を発生させるものである。また、検出用コイル１１２，２１２は、同じく円環状であって、その中心孔に第一のループ回路（環状管路）を構成する配管１０１ｃ，２０１ｃが通り、第一のループ回路１０１ｃ，２０１ｃ内の被測定液体Ｆにより形成されるループ経路に流れる誘導電流により起電力が生じるものである。

図４は、従来の液ループ等価回路の一例を示す模式回路図である。従来は、この図４に示すように、制御用検出器１００と監視用検出器２００から発生する電気信号が干渉しないように、それぞれの検出器の第一のループ回路の外側に第二のループ回路を形成するショート線回路２９（ショート線）を設けたが、第二のループ回路の液抵抗ＲａとＲｂの合計およびＲｃとＲｄの合計が、それぞれ所定の計算式で得られる液抵抗の値よりも小さかったことにより、第二のループ回路に設けた電極（２４と２５の組み合わせと、２５と２４’の組み合わせ）に生じる接触抵抗（それぞれ接触抵抗Ｒ９，接触抵抗Ｒ１０）の影響を受け、電気伝導率が精度よく測定できなかった。

図５は、図３に示す電磁誘導式電気伝導率検出器における液ループ回路の一例を示す模式回路図である。図４に示す従来の模式回路図との違いは、２つのショート線（接触抵抗Ｒ９，接触抵抗Ｒ１０）をなくし、各電磁誘導式電気伝導率検出器１００，２００の第一のループ回路の外側に、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器の第二のループ回路の液抵抗がある程度大きくなるように、第１の電極（電極に生じる接触抵抗Ｒ５’を有する）２４と、第２の電極（電極に生じる接触抵抗Ｒ５を有する）２５を配置し、第１の電極２４と第２の電極２５が同電位となるように、その２つの電極を電気的に接続するショート線回路２９を共用する形態で設けたことである。

具体的には、図３および図５に示すように、検出器１００の励磁用コイル１１１と検出用コイル１１２が設置された第一のループ回路（環状管路）１０１ｃの入口側の配管１０１ｂ（検出器１００の第１の配管）と、検出器２００の励磁用コイル２１１と検出用コイル２１２が設置された第一のループ回路（環状管路）２０１ｃの出口側の配管２０１ｄ（検出器２００の第２の配管）との接続部に第１の電極（電極に生じる接触抵抗Ｒ５’を有する）２４を配置し、検出器１００の第一のループ回路（環状管路）１０１ｃの出口側の配管１０１ｄ（検出器１００の第２の配管）と、検出器２００の第一のループ回路（環状管路）２０１ｃの入口側の配管２０１ｂ（検出器２００の第１の配管）との接続部に第２の電極（電極に生じる接触抵抗Ｒ５を有する）２５を配置し、これら２つの電極２４，２５が同電位となるように、その２つの電極２４と電極２５を電気的に接続するショート線回路２９により、それぞれの検出器に対して第二のループ回路（バイパス液回路）が形成される測定系である。これら第二のループ回路を形成するショート線回路２９の電極２４および電極２５に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５の影響を低減するために、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように設計した、液回路抵抗Ｒ７を有するバイパス液回路（Ａ）および液回路抵抗Ｒ８を有するバイパス液回路（Ｂ）を設けた。この構成により、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、かつ、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、バイパス液回路（Ａ）およびバイパス液回路（Ｂ）を形成するショート線回路２９の電極に生じる接触抵抗Ｒ５およびＲ５’の影響をほとんど受けず、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することが可能となる。

この際、図３における検出器１００の第二のループ回路となる配管１０１ｂ（第１の配管）は、図５に示す抵抗Ｒｂ＋Ｒ７に該当し、配管１０１ｄ（第２の配管）は、図５に示す抵抗Ｒａに該当する。同様に、検出器２００の第二のループ回路となる配管２０１ｂ（第１の配管）は、図５に示す抵抗Ｒｃに該当し、配管２０１ｄ（第２の配管）は、図５に示す抵抗Ｒｄ＋Ｒ８に該当する。

ここで、従来のように第二のループ回路の液抵抗の値を考慮せずに、ショート線回路の電極が配置されていた場合、被測定液体Ｆの電気伝導率がショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をどのように受けるのか、ということについて、図６および図７を用いて説明する。図６は、液ループ回路の抵抗と測定値の正確性との関係を検証するためのモデル回路図であり、図２の検出器２０’に対応するものである。また、図７は、図６に示すモデル回路において、被測定液体の電気伝導率と、液回路抵抗、バイパス液回路（第二のループ回路）の液抵抗ＲＲ、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘによる測定誤差を示す表である。なお、ここでは、図２の検出器２０’の第一のループ回路の配管（環状管路）２１ｃの内径は０．８ｃｍ、長さは１２ｃｍと仮定して計算している。また、図２のショート線回路２９の電極２４と電極２５に生じる接触抵抗Ｒ５’とＲ５の合計が、図６と図７の接触抵抗Ｒｘに該当する。

図６および図７において、ＲＡは第一のループ回路（環状管路）の液抵抗［オーム］、ＲＲはバイパス液回路（第一のループ回路の外側に設けられた第二のループ回路の液回路）の液抵抗［オーム］、Ｒｘはショート線回路の電極（第二のループ回路に設けられた２つの電極）に生じる接触抵抗［オーム］、ＲＸは測定部の合成抵抗［オーム］である。そして、被測定液体Ｆの電気伝導率が２００［ｍＳ／ｃｍ］の場合（図７（ａ）の場合）、５０［ｍＳ／ｃｍ］の場合（図７（ｂ）の場合）、１４．２［ｍＳ／ｃｍ］の場合（図７（ｃ）の場合）の３種類について、バイパス液回路の液抵抗ＲＲと、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘを変化させて、実際に測定された電気伝導率を調べることにより、被測定液体Ｆの濃度（電気抵抗）と測定誤差との関係を検証してみた。この際、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘとしては、経験上、０［オーム］から４［オーム］の間くらいであると推測して値を決めて変化させる。

この結果、図７（ａ）に示すように、被測定液体Ｆの電気伝導率が２００［ｍＳ／ｃｍ］の場合、すなわち、被測定液体Ｆの濃度が高い場合（電気抵抗が低い場合）、ＲＲが０．１［オーム］だとすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが０のときには誤差０であるが、Ｒｘが０．５、１．０、２．０と大きくなるにしたがって、測定誤差も－２．４２、－４．７６、－９．２４と大きくなってしまうことがわかった。また、ＲＲが１３０［オーム］だとすると、Ｒｘが０．５、１．０、２．０のときの測定誤差は－０．２７、－０．５４、－１．０８であり、ＲＲが６６０［オーム］だとすると、Ｒｘが０．５、１．０、２．０のときの測定誤差は－０．０２、－０．０５、－０．０９であった。このことから、被測定液体Ｆの電気伝導率が２００［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、ＲＲを６６０［オーム］にすれば、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘの影響をほとんど受けず、精度よく測定できることが検証された。

同様に、図７（ｂ）に示すように、被測定液体Ｆの電気伝導率が５０［ｍＳ／ｃｍ］の場合、ＲＲが０．１［オーム］だとすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが０．５、１．０、２．０のときの測定誤差は－０．１５、－０．３１、－０．６１、ＲＲが１８０［オーム］だとすると、Ｒｘが０．５、１．０、２．０のときの測定誤差は－０．０５、－０．１０、－０．２０であり、ＲＲが５２０［オーム］だとすると、Ｒｘが０．５、１．０、２．０のときの測定誤差は－０．０２、－０．０３、－０．０７であった。このことから、被測定液体Ｆの電気伝導率が５０［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘの影響をあまり受けないが、ＲＲを５２０［オーム］にすれば、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘの影響をさらに受けず、精度よく測定できることが検証された。

また、図７（ｃ）に示すように、被測定液体Ｆの電気伝導率が１４．２［ｍＳ／ｃｍ］の場合、すなわち、被測定液体Ｆの濃度が低い場合（電気抵抗が高い場合）、ＲＲが０．１［オーム］だとすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが１．０、２．０、４．０のときの測定誤差は－０．０１２、－０．０２５、－０．０４９、ＲＲが１８３０［オーム］だとすると、Ｒｘが１．０、２．０、４．０のときの測定誤差は－０．００３、－０．００６、－０．０１２であり、ＲＲが３６６０［オーム］だとすると、Ｒｘが１．０、２．０、４．０のときの測定誤差は－０．００１、－０．００３、－０．００６であった。このことから、被測定液体Ｆの電気伝導率が１４．２［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、ＲＲの値が０．１［オーム］程度の小さな値でも、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘの影響をほとんど受けず、精度よく測定できることが検証された。

そこで、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘの影響をほとんど受けないような、バイパス液回路の液抵抗ＲＲを計算式により求めて、配管（管路）の内径から配管の長さを決定して、それに基づいて設計された電磁誘導式電気伝導率検出器にすれば、被測定液体Ｆの濃度や電気抵抗にかかわらず、第二のループ回路を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することが可能となるはずである。すなわち、この場合のＲＲは、第二のループ回路の液回路抵抗の期待値となる。

図８は、第一のループ回路（環状管路）の液抵抗をＲＡ［オーム］、バイパス液回路の液抵抗をＲＲ［オーム］、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗をＲｘ［オーム］、測定部の合成抵抗をＲＸ［オーム］とした場合の、バイパス液回路の液抵抗ＲＲを求める計算式の詳細、および、演算結果を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、ｉ１の抵抗ＲＡ’＝２ＲＡ、ｉ２の抵抗ＲＢ＝ＲＲ＋Ｒｘ＋ＲＡ／２なので、測定部の合成抵抗、すなわち、ｉ１の抵抗とｉ２の抵抗の合成抵抗をＲＸとすると、１／ＲＸ＝１／ＲＡ’＋１／ＲＢより、ＲＸ＝（２ＲＡ・ＲＲ＋２ＲＡ・Ｒｘ＋ＲＡ^２）／（２．５ＲＡ＋ＲＲ＋Ｒｘ）となる。

また、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗（Ｒｘ）がゼロのときの電気伝導率をＣｏｎｄ１［ｍＳ／ｃｍ］、Ｃｏｎｄ１の合成抵抗をＲＸ_０、接触抵抗がＲｘ（ゼロ以外）のときの電気伝導率をＣｏｎｄ２［ｍＳ／ｃｍ］、Ｃｏｎｄ２の合成抵抗をＲＸ’、Ｃｏｎｄ１とＣｏｎｄ２の差をｄ［ｍＳ／ｃｍ］、Ｃｏｎｄ１とＲＸ_０から得られるセル定数をＣとすると、図８（ｂ）に示すように、Ｃｏｎｄ１－Ｃｏｎｄ２＝ｄ＝（１／ＲＸ_０）・Ｃ・１０００―（１／ＲＸ’）・Ｃ・１０００なので、これにＣ＝Ｃｏｎｄ１・ＲＸ_０／１０００を代入すると、下記（１）式が得られる。
ＲＸ０／ＲＸ’－１＋ｄ／Ｃｏｎｄ１＝０・・・（１）

ここで、図８（ｃ）に示すように、－１＋ｄ／Ｃｏｎｄ１をＰとすると、上記（１）式はＲＸ０／ＲＸ’＋Ｐ＝０となる。また、前述のＲＸの式より、ＲＸ_０およびＲＸ’は、
ＲＸ０＝（２ＲＡ・ＲＲ＋ＲＡ^２）／（２．５ＲＡ＋ＲＲ）・・・（２）
ＲＸ’＝（２ＲＡ・ＲＲ＋２ＲＡ・Ｒｘ＋ＲＡ^２）／（２．５ＲＡ＋ＲＲ＋Ｒｘ）
・・・（３）
である。

これらの式（２）、式（３）より、
２ＲＡ・（１＋Ｐ）・ＲＲ^２＋（１＋Ｐ）・（６ＲＡ^２＋２ＲＡ・Ｒｘ）・ＲＲ＋２．５ＲＡ^３・（１＋Ｐ）＋ＲＡ^２・Ｒｘ・（１＋５Ｐ）＝０・・・（４）
という二次方程式が得られる。したがって、ＲＲはこの二次方程式（４）の解の公式より、下記（５）式のとおりとなる。

この結果、図８（ｄ）の計算例に示すように、被測定液体Ｆの電気伝導率が２００［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、測定誤差ｄを０．１［ｍＳ／ｃｍ］におさえるためには、第一のループ回路（環状管路）の液抵抗ＲＡを６５［オーム］とすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが１［オーム］ならば、バイパス液回路の液抵抗（液回路抵抗の期待値）ＲＲは４１５．０７［オーム］、Ｒｘが２［オーム］ならば、ＲＲは６２５．４４［オーム］、Ｒｘが３［オーム］ならば、ＲＲは７８６．４６［オーム］になるように、バイパス液回路の長さを決定して、そのような構成の電磁誘導式電気伝導率検出器とすれば、第二のループ回路を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することができる。

また、被測定液体Ｆの電気伝導率が５０［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、測定誤差ｄを０．１［ｍＳ／ｃｍ］におさえるためには、第一のループ回路（環状管路）の液抵抗ＲＡを２６０［オーム］とすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが１［オーム］ならば、バイパス液回路の液抵抗（液回路抵抗の期待値）ＲＲは１８１．６４［オーム］、Ｒｘが２［オーム］ならば、ＲＲは３７５．２１［オーム］、Ｒｘが３［オーム］ならば、ＲＲは５２８．７３［オーム］になるように、バイパス液回路の長さを決定して、そのような構成の電磁誘導式電気伝導率検出器とすれば、第二のループ回路を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することができる。

また、被測定液体Ｆの電気伝導率が１４．２０５７［ｍＳ／ｃｍ］の場合には、電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けないが、測定誤差ｄを０．０１［ｍＳ／ｃｍ］におさえるためには、第一のループ回路（環状管路）の液抵抗ＲＡを９１５．１２６［オーム］とすると、ショート線回路の電極に生じる接触抵抗Ｒｘが１［オーム］ならば、バイパス液回路の液抵抗（液回路抵抗の期待値）ＲＲは４８０．６０［オーム］、Ｒｘが２［オーム］ならば、ＲＲは１０８３．０６［オーム］、Ｒｘが３［オーム］ならば、ＲＲは１５６４．３０［オーム］になるように、バイパス液回路の長さを決定して、そのような構成の電磁誘導式電気伝導率検出器とすれば、第二のループ回路を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をさらに受けず、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することができる。

そして、この図８において説明した計算式を今回の電磁誘導式電気伝導率検出器に適用することにより、図５における液ループ回路におけるバイパス液回路の抵抗Ｒ７，Ｒ８をいくつにすれば、測定精度の高い電気伝導率を得ることができるかを求めることができるので、その求められた抵抗Ｒ７，Ｒ８以上の抵抗になるように、バイパス液回路の配管の径から、バイパス液回路の配管長を決定して、電磁誘導式電気伝導率計を設計することにより、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができる電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計を提供することができる。

すなわち、図５のように、第二のループ回路の電極２４および電極２５に生じる接触抵抗Ｒ５’およびＲ５の影響を低減するように設計した、液回路抵抗Ｒ７を有するバイパス液回路（Ａ）および液回路抵抗Ｒ８を有するバイパス液回路（Ｂ）を設け、上記の計算式によりバイパス液回路（Ａ）の液回路抵抗がＲ７以上になるように、バイパス液回路（Ｂ）の液回路抵抗がＲ８以上になるように、バイパス液回路の配管の径からバイパス液回路の配管長を決定することにより、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、かつ、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、バイパス液回路（Ａ）およびバイパス液回路（Ｂ）のショート線回路２９の電極に生じる接触抵抗Ｒ５およびＲ５’の影響をほとんど受けない、測定精度の高い電磁誘導式電気伝導率検出器、および、この検出器を用いた電磁誘導式電気伝導率計を提供することができる。

このようにして、図３に示す電磁誘導式電気伝導率検出器１００においては、バイパス液回路（管路１０１ｂ，１０１ｄ）の長さを求め、電磁誘導式電気伝導率検出器２００においては、バイパス液回路（管路２０１ｂ，２０１ｄ）の長さを求め、そのような構成の電磁誘導式電気伝導率検出器とすることにより、被測定液体に対して複数の電磁誘導式電気伝導率検出器が設置される場合であっても、前記（５）式により得られた液回路抵抗ＲＲ（液回路抵抗の期待値ＲＲ）以上となるバイパス液回路を設けることにより、それぞれの電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、かつ、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、バイパス液回路のショート線回路２９の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することが可能となる。

なお、この発明の実施の形態１（図３）では、内部に被測定液体Ｆが流れている１つの配管に２つの電磁誘導式電気伝導率検出器を設置する場合であって、第一のループ回路の外側にバイパス液回路としての第二のループ回路を設け、第１の電極２４と第２の電極２５を電気的に接続したショート線回路２９を、それぞれの検出器で共用した場合を例に説明したが、例えば、図９に示すように、それぞれの検出器が、各検出器の第一のループ回路の外側にバイパス液回路としての第二のループ回路を形成する液アース回路を設けるようにしてもよい。図９は、この発明の実施の形態１における液ループ回路の別の例を示す模式回路図である。

この図９に示す場合には、センサー回路１の抵抗Ｒ７ａとＲ７ｂの合計の抵抗、および、センサー回路２の抵抗Ｒ７ａとＲ７ｂの合計の抵抗をいくつにすれば、測定精度の高い電気伝導率を得ることができるかを求めることができるので、抵抗Ｒ７ａと抵抗Ｒ７ｂの合計が、所定の計算式で算出された抵抗になるように、バイパス液回路の配管の径から、バイパス液回路の配管長を決定することができる。なお、センサー回路１の抵抗Ｒ７ａとセンサー回路２の抵抗Ｒ７ａは必ずしも同じ値でなくてもよい。Ｒ７ｂについても同様である。

以上のように、この発明の実施の形態１の電磁誘導式電気伝導率検出器によれば、励磁用コイルと検出用コイルが設置された第一のループ回路（環状管路）の外側に、電極を２箇所設置し、その２つの電極を電気的に接続することにより第二のループ回路が形成される測定系において、所定の計算式より算出された液回路抵抗を有する第二のループ回路（第１の配管と第２の配管とを含むバイパス液回路）を設けることにより、組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、第二のループ回路（バイパス液回路）を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、単体の電磁誘導式電気伝導率検出器においても複数の電磁誘導式電気伝導率検出器においても正確な電気伝導率を測定することが可能となる。

また、その結果、例えば、図２に示す電磁誘導式電気伝導率検出器２０’と変換器（図示せず）とから成る電磁誘導式電気伝導率計のように、１つの電磁誘導式電気伝導率検出器を備えた電磁誘導式電気伝導率計であっても、図３～図５等に示す電磁誘導式電気伝導率検出器１００と電磁誘導式電気伝導率検出器２００と変換器（図示せず）とから成る電磁誘導式電気伝導率計のように、複数の電磁誘導式電気伝導率検出器を備えた電磁誘導式電気伝導率計の場合であっても、同様に、組み込み先の配管や構成の影響を受けず（外部からの電気的な信号の影響を受けず）、被測定液体の濃度や電気抵抗にかかわらず、第二のループ回路（バイパス液回路）を形成するショート線回路の電極に生じる接触抵抗の影響をほとんど受けず、測定精度の高い、安定した測定を実現することができ、正確な電気伝導率を測定することが可能となる。

なお、実施の形態１では、図２に示すように電磁誘導式電気伝導率検出器が１つの場合、図３～図５、図９等に示すように電磁誘導式電気伝導率検出器が２つの場合（センサー回路が２つ設置される場合）について説明したが、３つの電磁誘導式電気伝導率検出器（センサー回路）が設置される場合であっても、実施の形態１と同様にバイパス液回路の抵抗を計算することにより、第二のループ回路（バイパス液回路）を形成する液アース回路の電極に生じる接触抵抗（Ｒ５）の影響をほとんど受けず、他の電磁誘導式電気伝導率検出器から発生する電気信号が干渉することなく、測定精度の高い、安定した測定を実現することができることが検証できたので、この場合についても簡単に説明する。

図１０は、この発明の実施の形態１における液ループ回路のさらに別の例を示す模式回路図である。この図１０（ａ）は、図９のセンサー回路１を直列に３つ接続した場合の一例である。この場合にも、３つのセンサー回路のＲ７ａおよびＲ７ｂは必ずしも同じ値でなくてもよい。また、図１０（ｂ）は、図９のセンサー回路１を並列に３つ接続した場合の例である。この場合も、３つのセンサー回路のＲ７ａおよびＲ７ｂは必ずしも同じ値でなくてもよい。

ここでは、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示す液ループ回路のような構成であった場合の、実際の計算値およびその説明については省略するが、図１０に示す液ループ回路のような構成であっても、前述の説明と同様に、バイパス液回路を形成する液アース回路の電極に生じる接触抵抗（Ｒ５）の影響をほとんど受けず、測定精度の高い電気伝導率を得るための、センサー回路の抵抗Ｒ７ａおよびＲ７ｂの合計の抵抗を所定の計算式により求めて、バイパス液回路の長さを決定することができることが検証できた。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１０電磁誘導式電気伝導率計（検出器２０と変換器を含む）
２０電磁誘導式電気伝導率計１０の検出器（変換器は含まない）
２０’ 電磁誘導式電気伝導率検出器
２１検出器２０，２０’の配管（管路）
２１ａ，２１ｅ検出器２０’ の配管（管路）
２１ｂ検出器２０’の第１の配管（管路）
２１ｃ検出器２０’の第一のループ回路（環状管路）
２１ｄ検出器２０’の第２の配管（管路）
２２第１の電極（第一のループ回路の第１の電極）
２３第２の電極（第一のループ回路の第２の電極）
２４，２４’ 第３の電極（第二のループ回路の第１の電極）
２５第４の電極（第二のループ回路の第２の電極）
２６検出器２０の第一のループ回路を形成するショート線回路（第一の導線）
２７，１１１，２１１励磁用コイル
２８，１１２，２１２検出用コイル
２９検出器２０，２０’，１００，２００の第二のループ回路を形成するショート線回路（第二の導線）
１００電磁誘導式電気伝導率検出器（制御用検出器）
２００電磁誘導式電気伝導率検出器（監視用検出器）
１０１ｂ検出器１００の第１の配管（管路）
１０１ｃ検出器１００の第一のループ回路（環状管路）
１０１ｄ検出器１００の第２の配管（管路）
２０１ｂ検出器２００の第１の配管（管路）
２０１ｃ検出器２００の第一のループ回路（環状管路）
２０１ｄ検出器２００の第２の配管（管路）

Claims

被測定液体の電気伝導率を測定する電磁誘導式電気伝導率計に用いられる電磁誘導式電気伝導率検出器において、
絶縁体からなる管状の絶縁管で構成され、その内側に前記被測定液体が流れる管路であって、前記管路に設けられた環状の第一のループ回路と、
前記第一のループ回路の入口側の配管に配置された前記被測定液体に接触する第１の電極と、
前記第一のループ回路の出口側の配管に配置された前記被測定液体に接触する第２の電極と、
前記第一のループ回路の入口側の配管であって、前記第１の電極と前記第一のループ回路の入口とを接続する第１の配管と、
前記第一のループ回路の出口側の配管であって、前記第２の電極と前記第一のループ回路の出口とを接続する第２の配管と、
円環状であって、その中心孔に前記第一のループ回路を構成する配管が通り、交流電源から交流電圧が印加されることで前記第一のループ回路内の前記被測定液体により形成されるループ経路に誘導電流を発生させる励磁用コイルと、
円環状であって、その中心孔に前記第一のループ回路を構成する配管が通り、前記ループ経路に流れる誘導電流により起電力が生じる検出用コイルと、
前記第１の電極と前記第２の電極が同電位となるように当該２つの電極を電気的に接続するショート線回路と、前記ショート線回路と前記第１の配管と前記第２の配管とにより形成されるバイパス液回路である第二のループ回路と、
を備え、
前記第１の配管の液抵抗と、前記第２の配管の液抵抗の合計の液抵抗が、所定の計算式により算出された液抵抗値以上となるように、前記第１の配管および前記第２の配管を設けることにより、前記第二のループ回路における前記第１の電極に生じる接触抵抗と前記第２の電極に生じる接触抵抗の影響を低減するように設計された
ことを特徴とする電磁誘導式電気伝導率検出器。
前記所定の計算式は、前記第二のループ回路の前記電極それぞれに生じると推定される接触抵抗の合計をＲｘ［オーム］、前記接触抵抗の合計Ｒｘにおける電気伝導率の要求測定誤差をｄ［ｍＳ／ｃｍ］、前記接触抵抗の合計Ｒｘがゼロのときの電気伝導率をＣｏｎｄ１［ｍＳ／ｃｍ］、前記第一のループ回路のＣｏｎｄ１における液回路抵抗をＲＡ［オーム］、電気伝導率がＣｏｎｄ１における前記第１の配管と前記第２の配管の液回路抵抗の合計、すなわち、前記第二のループ回路の液回路抵抗の期待値をＲＲ［オーム］とすると、前記第二のループ回路の液回路抵抗の期待値ＲＲは下記［数１］に記載の計算式によって示され、
当該計算式によって、前記第二のループ回路の液回路抵抗の期待値ＲＲを求め、前記第二のループ回路の液回路抵抗が前記求められた期待値ＲＲ以上の液回路抵抗になるように、前記第二のループ回路の配管長、すなわち、前記第１の配管と前記第２の配管の長さを決定して設計されている
ことを特徴とする請求項１記載の電磁誘導式電気伝導率検出器。
請求項１または請求項２記載の電磁誘導式電気伝導率検出器を有することを特徴とする電磁誘導式電気伝導率計。