JP2540253B2 - 導電率測定用セル - Google Patents
導電率測定用セルInfo
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- JP2540253B2 JP2540253B2 JP3196528A JP19652891A JP2540253B2 JP 2540253 B2 JP2540253 B2 JP 2540253B2 JP 3196528 A JP3196528 A JP 3196528A JP 19652891 A JP19652891 A JP 19652891A JP 2540253 B2 JP2540253 B2 JP 2540253B2
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- cell
- conductivity
- sialon
- container
- ceramic material
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
- G01N27/07—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は100〜100kΩ・c
m程度の液体などの導電率を測定するためのセルで、容
器部分及び電極部分のどちらにもセラミックスを用いる
ことにより、特に高温高圧下及び腐食性物質下などにお
いても使用可能にした導電率測定用セルに関するもので
ある。
m程度の液体などの導電率を測定するためのセルで、容
器部分及び電極部分のどちらにもセラミックスを用いる
ことにより、特に高温高圧下及び腐食性物質下などにお
いても使用可能にした導電率測定用セルに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、100〜100kΩ・cm程度の
液体などの導電率を測定するセルとしては、図5に示す
ような形のものが用いられている。図5(a)はガラス
容器2の側部に内側へ張り出した側管4を設け、その先
端に白金等の貴金属からなる電極4を支持して側管内を
通してリード線5を引き出した構成のもので、容器内に
試料液体6を入れて栓3で蓋をし、電極間に通電して導
電率を測定するようになっている。
液体などの導電率を測定するセルとしては、図5に示す
ような形のものが用いられている。図5(a)はガラス
容器2の側部に内側へ張り出した側管4を設け、その先
端に白金等の貴金属からなる電極4を支持して側管内を
通してリード線5を引き出した構成のもので、容器内に
試料液体6を入れて栓3で蓋をし、電極間に通電して導
電率を測定するようになっている。
【0003】図5(b)に示すものは実験室用の充填型
セルタイプのもので、横長のガラス容器2の両端部に電
極1が形成されており、試料液体は上方へ延びる2つの
側管7a、7bより充填、排出されるようになってお
り、ガラス容器2の両端部の電極間に通電することによ
り導電率が測定される。
セルタイプのもので、横長のガラス容器2の両端部に電
極1が形成されており、試料液体は上方へ延びる2つの
側管7a、7bより充填、排出されるようになってお
り、ガラス容器2の両端部の電極間に通電することによ
り導電率が測定される。
【0004】図5(c)に示すものは浸漬型セルであ
り、ガラス容器2の先端部は細く開口しており、容器を
試料液体につけることにより、開口部から液体が浸漬
し、電極間に通電することにより導電率が測定される。
り、ガラス容器2の先端部は細く開口しており、容器を
試料液体につけることにより、開口部から液体が浸漬
し、電極間に通電することにより導電率が測定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セルは容器部にガラスを使用しているため耐食性、特に
アルカリに対して問題がある上に、高圧、高温下での使
用も強度面及び耐食性の面で難点がある。また、電極部
に使用されている金属としては、貴金属を用いた場合以
外は耐食性の点で問題があり、貴金属を用いるとPt,
Auなどが高価なためコスト高になるという問題があ
る。
セルは容器部にガラスを使用しているため耐食性、特に
アルカリに対して問題がある上に、高圧、高温下での使
用も強度面及び耐食性の面で難点がある。また、電極部
に使用されている金属としては、貴金属を用いた場合以
外は耐食性の点で問題があり、貴金属を用いるとPt,
Auなどが高価なためコスト高になるという問題があ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのもので、導電率測定用セルの容器部分及び
電極部分を耐食性に優れたセラミックスで構成し、容器
部分は絶縁性セラミックス、電極部分は数kΩ・cm以
下の抵抗値を有する複合セラミックスを使用する。
決するためのもので、導電率測定用セルの容器部分及び
電極部分を耐食性に優れたセラミックスで構成し、容器
部分は絶縁性セラミックス、電極部分は数kΩ・cm以
下の抵抗値を有する複合セラミックスを使用する。
【0007】電極部分のセラミックスとしては、Ti
C,ZrC,VC,TaC,Mo2 C,WC,SiC等
の炭化物、TiN,ZrN,VN,NbN,TaN,C
r2 N等の窒化物、炭窒化物Ti(C−N)、Ti
B2 ,ZrB2 ,NbB2 ,TaB2 ,CrB2 ,Mo
B等のホウ化物、TiSi2 ,ZrSi2 ,NbS
i2 ,CrSi2 ,MoSi2 ,WSi2 等のケイ化
物、TiO2-X 等の導電性セラミックス単体、及びこれ
らの2種以上からなる複合セラミックス等の導電性材料
と、Si3 N4 , 酸化窒化物系のSialon(Siー
AlーOーNの構成元素からなる一連の物質),Al2
O3 ,ZrO2 等との複合セラミックスなどがあげられ
る。
C,ZrC,VC,TaC,Mo2 C,WC,SiC等
の炭化物、TiN,ZrN,VN,NbN,TaN,C
r2 N等の窒化物、炭窒化物Ti(C−N)、Ti
B2 ,ZrB2 ,NbB2 ,TaB2 ,CrB2 ,Mo
B等のホウ化物、TiSi2 ,ZrSi2 ,NbS
i2 ,CrSi2 ,MoSi2 ,WSi2 等のケイ化
物、TiO2-X 等の導電性セラミックス単体、及びこれ
らの2種以上からなる複合セラミックス等の導電性材料
と、Si3 N4 , 酸化窒化物系のSialon(Siー
AlーOーNの構成元素からなる一連の物質),Al2
O3 ,ZrO2 等との複合セラミックスなどがあげられ
る。
【0008】容器部分のセラミックスとしては、Si3
N4 ,αーSialon(Yx (Si,Al)12(O,
N)16),βーSialon(Si6-z Alz ・N8-z
Oz),ZrO2 ,Al2 O3 ,Mullite,Sp
inel,SiC等の各種絶縁性セラミックスなどがあ
げられる。
N4 ,αーSialon(Yx (Si,Al)12(O,
N)16),βーSialon(Si6-z Alz ・N8-z
Oz),ZrO2 ,Al2 O3 ,Mullite,Sp
inel,SiC等の各種絶縁性セラミックスなどがあ
げられる。
【0009】これらの中から選ばれた材料より、図1に
示すような円筒容器状セルを作成する。図1において、
1は導電性セラミックスからなる電極、2は絶縁性セラ
ミックスからなる容器で、電極は容器側部に形成されて
いる。このようなセルの作成方法としては、粉体の状態
で容器用及び電極用の2種類の粉体を一体成形後、素地
加工して焼成する方法、容器と電極を別々に成形加工後
はめ合せて焼成する方法、容器と電極を別々に成形加工
焼成後、耐食性に優れたガラス・フリットなどで接着さ
せる方法などによればよい。
示すような円筒容器状セルを作成する。図1において、
1は導電性セラミックスからなる電極、2は絶縁性セラ
ミックスからなる容器で、電極は容器側部に形成されて
いる。このようなセルの作成方法としては、粉体の状態
で容器用及び電極用の2種類の粉体を一体成形後、素地
加工して焼成する方法、容器と電極を別々に成形加工後
はめ合せて焼成する方法、容器と電極を別々に成形加工
焼成後、耐食性に優れたガラス・フリットなどで接着さ
せる方法などによればよい。
【0010】
【作用】本発明は導電率測定用セルの容器部分及び電極
部分をセラミックスで構成したものであり、セラミック
スは、常温下でも高温下でも耐食性及び機械的強度にお
いてガラスに比較して格段に優れており、また、貴金属
に比較して低価格である。したがって、本発明の導電率
測定用セルは、耐食性に優れ、強酸、強アルカリ下での
使用も可能であるとともに、機械的強度が強いので高圧
高温下の使用にも充分耐えることができる。さらに、電
極部に貴金属を使用しないので低コスト化を図ることが
できる。そして、容器と電極の接合部分はHeリーク・
テストで10-7Torr以上の気密性があり液体漏れの
心配もまったくない。
部分をセラミックスで構成したものであり、セラミック
スは、常温下でも高温下でも耐食性及び機械的強度にお
いてガラスに比較して格段に優れており、また、貴金属
に比較して低価格である。したがって、本発明の導電率
測定用セルは、耐食性に優れ、強酸、強アルカリ下での
使用も可能であるとともに、機械的強度が強いので高圧
高温下の使用にも充分耐えることができる。さらに、電
極部に貴金属を使用しないので低コスト化を図ることが
できる。そして、容器と電極の接合部分はHeリーク・
テストで10-7Torr以上の気密性があり液体漏れの
心配もまったくない。
【0011】
【実施例】図1は本発明の導電率測定用セルの実施例を
示す図であり、容器部分2の絶縁性セラミックスにはα
−Sialonを、電極部分1の導電性セラミックスに
は TiNを分散したα−Sialon、TiCを分散
したα−Sialon、SiCを分散したα−Sia
lonを用いた。絶縁性α−Sialonの原料粉末の
調製方法は、Si3 N4 :Y2 O3 :AlNを重量比9
1:5:4の割合で配合したものをエタノール中48時
間ボール・ミルで混練した後、乾燥する。の導電性α
−Sialon−TiNの原料粉末はSi3 N4 :Y2
O3 :AlN:TiNを重量比54:3:2:41の割
合で、の導電性α−Sialon−TiCの原料粉末
はSi3 N4 :Y2 O3 :AlN:TiC:Al2 O3
を重量比54:3:2:40:1の割合で、また、の
導電性α−Sialon−SiCの原料粉末はSi3 N
4 :Y2 O3 :AlN:SiC:カーボンブラックを重
量比54:3:2:40:1の割合で、それぞれ配合
し、絶縁性α−Sialonの場合と同様にエタノール
中48時間ボール・ミルで混練した後、乾燥する。得ら
れた原料粉末を1000kg/cm2 でCIP成形した
後、窒素雰囲気中1600〜1950℃,2時間焼成し
焼結体とした。α−Sialon、αーSialon
−TiN、α−Sialon−TiC、α−Sia
lon−SiCの各焼結体の耐薬品試験結果、機械的物
性値、電気抵抗値を図2,3,4に示す。
示す図であり、容器部分2の絶縁性セラミックスにはα
−Sialonを、電極部分1の導電性セラミックスに
は TiNを分散したα−Sialon、TiCを分散
したα−Sialon、SiCを分散したα−Sia
lonを用いた。絶縁性α−Sialonの原料粉末の
調製方法は、Si3 N4 :Y2 O3 :AlNを重量比9
1:5:4の割合で配合したものをエタノール中48時
間ボール・ミルで混練した後、乾燥する。の導電性α
−Sialon−TiNの原料粉末はSi3 N4 :Y2
O3 :AlN:TiNを重量比54:3:2:41の割
合で、の導電性α−Sialon−TiCの原料粉末
はSi3 N4 :Y2 O3 :AlN:TiC:Al2 O3
を重量比54:3:2:40:1の割合で、また、の
導電性α−Sialon−SiCの原料粉末はSi3 N
4 :Y2 O3 :AlN:SiC:カーボンブラックを重
量比54:3:2:40:1の割合で、それぞれ配合
し、絶縁性α−Sialonの場合と同様にエタノール
中48時間ボール・ミルで混練した後、乾燥する。得ら
れた原料粉末を1000kg/cm2 でCIP成形した
後、窒素雰囲気中1600〜1950℃,2時間焼成し
焼結体とした。α−Sialon、αーSialon
−TiN、α−Sialon−TiC、α−Sia
lon−SiCの各焼結体の耐薬品試験結果、機械的物
性値、電気抵抗値を図2,3,4に示す。
【0012】図2は耐薬品性試験結果を示し、H2 SO
4 、HCl、HNO3 (濃度:conc及び10%、温
度:80℃)、HF(室温)、NaOH(濃度:50
%、温度:80℃)については重量減(mg/cm2 ・
day)は僅かであり、極めて耐蝕性に優れていること
が分かる。
4 、HCl、HNO3 (濃度:conc及び10%、温
度:80℃)、HF(室温)、NaOH(濃度:50
%、温度:80℃)については重量減(mg/cm2 ・
day)は僅かであり、極めて耐蝕性に優れていること
が分かる。
【0013】図3は容器材料(絶縁性セラミックス)と
電極材料(導電性セラミックス)の3点曲げ強度(kg
/mm2 )、破壊じん性(MN/m1/2 )を示し、極め
て機械的強度が強いことが分かる。
電極材料(導電性セラミックス)の3点曲げ強度(kg
/mm2 )、破壊じん性(MN/m1/2 )を示し、極め
て機械的強度が強いことが分かる。
【0014】図4は電気抵抗値(Ω・cm)を示すもの
であり、容器材料は1012以上と極めて抵抗値が高く、
一方電極材料は10以下と極めて導電性に優れているこ
とがわかる。なお、抵抗値は数kΩ・cm以下であれば
よい。
であり、容器材料は1012以上と極めて抵抗値が高く、
一方電極材料は10以下と極めて導電性に優れているこ
とがわかる。なお、抵抗値は数kΩ・cm以下であれば
よい。
【0015】〔実施例1〕α−Sialonとα−S
ialon−TiN、α−Sialon−TiC、ま
たはα−Sialon−SiCの各原料粉末を500
〜1000kg/cm2 の圧力でCIP成形した後、図
1に示すようにα−Sialon成形体は容器形状に、
α−Sialon−TiN成形体、α−Sialo
n−TiC成形体、またはα−Sialon−SiC
成形体は電極形状にそれぞれ加工後、はめ合わせを行っ
た。はめ合わせを終えた後、素地を窒素雰囲気中160
0〜1950℃で2時間焼結すると導電率測定セルが得
られる。容器部分と電極部分の界面はすき間なく接着し
ておりその気密性はHeリークテストで10-7torr
以上であった。
ialon−TiN、α−Sialon−TiC、ま
たはα−Sialon−SiCの各原料粉末を500
〜1000kg/cm2 の圧力でCIP成形した後、図
1に示すようにα−Sialon成形体は容器形状に、
α−Sialon−TiN成形体、α−Sialo
n−TiC成形体、またはα−Sialon−SiC
成形体は電極形状にそれぞれ加工後、はめ合わせを行っ
た。はめ合わせを終えた後、素地を窒素雰囲気中160
0〜1950℃で2時間焼結すると導電率測定セルが得
られる。容器部分と電極部分の界面はすき間なく接着し
ておりその気密性はHeリークテストで10-7torr
以上であった。
【0016】〔実施例2〕α−Sialonとα−S
ialon−TiN、α−Sialon−TiC、ま
たはα−Sialon−SiCの各原料粉末を100
0kg/cm2 の圧力でCIP成形した後、図1に示す
ようにα−Sialon成形体は容器形状に、α−S
ialon−TiN成形体、α−Sialon−Ti
C成形体、またはα−Sialon−SiC成形体は
電極形状にそれぞれ加工後、窒素雰囲気中1600〜1
950℃で2時間焼結する。得られた焼結体を容器部分
と電極部分のはめ合い時のクリアランスが0.1mm以
下になるように加工した後、ホウケイ酸塩フリット又は
チタンフリットなどのような耐薬品性の大きなガラスを
用いて窒素雰囲気中1000℃で接着を行った。得られ
たセルは、実施例1と同様に容器部分と電極部分の気密
性はHeリークテストで10-7torr以上であった。
ialon−TiN、α−Sialon−TiC、ま
たはα−Sialon−SiCの各原料粉末を100
0kg/cm2 の圧力でCIP成形した後、図1に示す
ようにα−Sialon成形体は容器形状に、α−S
ialon−TiN成形体、α−Sialon−Ti
C成形体、またはα−Sialon−SiC成形体は
電極形状にそれぞれ加工後、窒素雰囲気中1600〜1
950℃で2時間焼結する。得られた焼結体を容器部分
と電極部分のはめ合い時のクリアランスが0.1mm以
下になるように加工した後、ホウケイ酸塩フリット又は
チタンフリットなどのような耐薬品性の大きなガラスを
用いて窒素雰囲気中1000℃で接着を行った。得られ
たセルは、実施例1と同様に容器部分と電極部分の気密
性はHeリークテストで10-7torr以上であった。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明の導電率測定用セル
は、耐食性に優れ強酸、強アルカリ下での使用も可能で
あり、また機械的強度も強いことから高圧高温下の使用
にも充分耐えることができる。更に、電極部に貴金属を
使用しないことにより低コスト化を図れるなどの利点を
有し、その工業的価値は極めて大きい。
は、耐食性に優れ強酸、強アルカリ下での使用も可能で
あり、また機械的強度も強いことから高圧高温下の使用
にも充分耐えることができる。更に、電極部に貴金属を
使用しないことにより低コスト化を図れるなどの利点を
有し、その工業的価値は極めて大きい。
【図1】 本発明の導電率測定用セルを示す図である。
【図2】 耐薬品性試験結果を示す図である。
【図3】 機械的特性値を示す図である。
【図4】 電気抵抗値を示す図である。
【図5】 従来の導電率測定用セルを示す図である。
1…電極、2…容器。
Claims (4)
- 【請求項1】 電極を形成した容器内に試料を入れ、両
電極間に通電して試料の導電率を測定する導電率測定用
セルにおいて、容器部分を絶縁性セラミックスで、電極
部分を導電性セラミックス材料と絶縁性セラミックス材
料の複合セラミックスで構成したことを特徴とする導電
率測定用セル。 - 【請求項2】 請求項1記載のセルにおいて、容器部分
は絶縁性セラミックス、電極部分は数kΩ・cm以下の
抵抗値を有する複合セラミックスを使用していることを
特徴とする導電率測定用セル。 - 【請求項3】 請求項1記載のセルにおいて、複合セラ
ミックスは、TiC,ZrC,VC,TaC,Mo
2 C,WC,SiCの炭化物、TiN,ZrN,VN,
NbN,TaN,Cr2 Nの窒化物、炭窒化物Ti(C
−N)、TiB2,ZrB2 ,NbB2 ,TaB2 ,C
rB2 ,MoBのホウ化物、TiSi2 ,ZrSi2 ,
NbSi2 ,CrSi2 ,MoSi2 ,WSi2 のケイ
化物、TiO2-X の導電性セラミックス材料単体、及び
これらの2種以上からなる導電性セラミックス材料と、
Si3 N4 ,Sialon,Al2 O3 ,ZrO2 の単
体及びこれらの2種以上からなる絶縁性セラミックス材
料とからなることを特徴とする導電率測定用セル。 - 【請求項4】 請求項1記載のセルにおいて、絶縁性セ
ラミックスは、Si3 N4 ,αーSialon,βーS
ialon,ZrO2 ,Al2 O3 ,Mullite,
Spinel,SiCの単体及びこれらの2種以上のセ
ラミックス材料よりなることを特徴とする導電率測定用
セル。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3196528A JP2540253B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 導電率測定用セル |
PCT/JP1992/000974 WO1993003354A1 (fr) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Cellule de mesure de conductivite |
AT92916524T ATE171782T1 (de) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Leitfähigkeitmesszelle |
CA002093440A CA2093440C (en) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Cell for measuring electrical conductivity |
DE69227176T DE69227176T2 (de) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Leitfähigkeitmesszelle |
KR1019930701035A KR930702672A (ko) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | 도전율 측정용 셀 |
US08/350,668 US5495176A (en) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Ceramics cell for measuring electrical conductivity of liquid solution |
EP92916524A EP0551525B1 (en) | 1991-08-06 | 1992-07-31 | Conductivity measuring cell |
FI931552A FI931552A (fi) | 1991-08-06 | 1993-04-06 | Cell foer maetning av el-ledningsfoermaoga |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3196528A JP2540253B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 導電率測定用セル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06138067A JPH06138067A (ja) | 1994-05-20 |
JP2540253B2 true JP2540253B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=16359242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3196528A Expired - Lifetime JP2540253B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 導電率測定用セル |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5495176A (ja) |
EP (1) | EP0551525B1 (ja) |
JP (1) | JP2540253B2 (ja) |
KR (1) | KR930702672A (ja) |
AT (1) | ATE171782T1 (ja) |
CA (1) | CA2093440C (ja) |
DE (1) | DE69227176T2 (ja) |
FI (1) | FI931552A (ja) |
WO (1) | WO1993003354A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3456804B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2003-10-14 | 旭電化工業株式会社 | 酸化物エッチング製品の製造方法および装置 |
JP3616840B2 (ja) * | 1997-08-08 | 2005-02-02 | 株式会社鷺宮製作所 | 導電率計 |
US6144211A (en) | 1998-06-25 | 2000-11-07 | Mohr; Charles L. | Cross-channel probe system for time domain reflectometry detection of fluid flow |
US6340418B1 (en) * | 1999-03-01 | 2002-01-22 | Ethem T. Turkdogan | Slag oxygen sensor |
GB9908406D0 (en) * | 1999-04-14 | 1999-06-09 | Process Tomography Foresight T | Tomographic system |
GB2406381B (en) | 2003-09-27 | 2005-10-12 | Future Technology | Sensors |
DE102008042673A1 (de) * | 2008-10-08 | 2010-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung zum Erfassen elektrischer Eigenschaften einer Flüssigkeit |
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