JP2557794B2 - イオン濃度測定装置 - Google Patents
イオン濃度測定装置Info
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- JP2557794B2 JP2557794B2 JP5223891A JP22389193A JP2557794B2 JP 2557794 B2 JP2557794 B2 JP 2557794B2 JP 5223891 A JP5223891 A JP 5223891A JP 22389193 A JP22389193 A JP 22389193A JP 2557794 B2 JP2557794 B2 JP 2557794B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鍍金液等の高イ
オン濃度溶液のｐＨ管理や金属イオン濃度の管理、更に
アルカリや酸の洗浄液等の濃度管理を行うためのイオン
濃度測定装置に関するものである。
オン濃度溶液のｐＨ管理や金属イオン濃度の管理、更に
アルカリや酸の洗浄液等の濃度管理を行うためのイオン
濃度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高イオン濃度溶液のイオン濃度を
測定する場合には、例えばｐＨ（水素イオン濃度）測定
が利用されている。この方法には、最初に基準液のｐＨ
値を測定し、次に測定液のｐＨを測定し、この差からイ
オン濃度を求める方法とか、また測定液からサンプルを
分取し、滴定法によりサンプルのｐＨ値を測定しイオン
濃度を求める方法等がある。
測定する場合には、例えばｐＨ（水素イオン濃度）測定
が利用されている。この方法には、最初に基準液のｐＨ
値を測定し、次に測定液のｐＨを測定し、この差からイ
オン濃度を求める方法とか、また測定液からサンプルを
分取し、滴定法によりサンプルのｐＨ値を測定しイオン
濃度を求める方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高イオ
ン濃度溶液のｐＨ測定の場合は、比較電極の液絡部に発
生する不安定な液間電位の影響により、正確なｐＨ値を
測定することが困難である。このため、比較電極を浸す
基準液に測定液を混入し、液間電位を減少させる方法が
行われているが、この方法でも液間電位の影響を完全に
除去することはできない。
ン濃度溶液のｐＨ測定の場合は、比較電極の液絡部に発
生する不安定な液間電位の影響により、正確なｐＨ値を
測定することが困難である。このため、比較電極を浸す
基準液に測定液を混入し、液間電位を減少させる方法が
行われているが、この方法でも液間電位の影響を完全に
除去することはできない。
【０００４】また、差動型の測定装置も利用されている
が、温度による影響が極めて大きく、このため基準電極
槽と測定電極槽を特別製の恒温水槽に入れたり、測定液
の温度が高い場合には、測定液を冷却管に通してから測
定槽に導入するなどして温度を一定に保持しているが、
装置全体がかなり大掛かりになり、費用も上昇し実用的
でない。また、滴定法によれば精度の良い測定は可能と
なるが、連続測定ができないとか、別途に滴定試薬を必
要とするとか、メインテナンスが容易でない等の問題が
ある。
が、温度による影響が極めて大きく、このため基準電極
槽と測定電極槽を特別製の恒温水槽に入れたり、測定液
の温度が高い場合には、測定液を冷却管に通してから測
定槽に導入するなどして温度を一定に保持しているが、
装置全体がかなり大掛かりになり、費用も上昇し実用的
でない。また、滴定法によれば精度の良い測定は可能と
なるが、連続測定ができないとか、別途に滴定試薬を必
要とするとか、メインテナンスが容易でない等の問題が
ある。
【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
測定液の温度を基準液の温度に近似させ、温度に影響さ
れることなく、測定液のイオン濃度を正確に測定するイ
オン濃度測定装置を提供することにある。
測定液の温度を基準液の温度に近似させ、温度に影響さ
れることなく、測定液のイオン濃度を正確に測定するイ
オン濃度測定装置を提供することにある。
【０００６】上述の目的を達成するための本発明に係る
イオン濃度測定装置は、基準電極と、測定液のイオン濃
度に近似のイオン濃度を有する基準液を貯留する基準液
槽と、測定液のイオン濃度に感応する電極及び比較電極
から成る測定電極を内蔵し側面に液絡部を設けた測定セ
ルと、測定液をスパイラルチューブを介して前記測定セ
ル内に移送する送液手段とから成り、前記基準電極、測
定セル、スパイラルチューブを前記基準液槽内に浸漬
し、前記測定セルの液絡部を介して前記測定電極内の比
較電極を前記基準電極の他極側として共有し、前記測定
電極により得られた測定液のイオン濃度を前記基準電極
の出力により補正することを特徴とする。
イオン濃度測定装置は、基準電極と、測定液のイオン濃
度に近似のイオン濃度を有する基準液を貯留する基準液
槽と、測定液のイオン濃度に感応する電極及び比較電極
から成る測定電極を内蔵し側面に液絡部を設けた測定セ
ルと、測定液をスパイラルチューブを介して前記測定セ
ル内に移送する送液手段とから成り、前記基準電極、測
定セル、スパイラルチューブを前記基準液槽内に浸漬
し、前記測定セルの液絡部を介して前記測定電極内の比
較電極を前記基準電極の他極側として共有し、前記測定
電極により得られた測定液のイオン濃度を前記基準電極
の出力により補正することを特徴とする。
【０００７】
【作用】上述の構成を有するイオン濃度測定装置は、基
準液と測定液の温度を近似させ、基準電極と測定電極か
らの出力を比較して求めた電位差からイオン濃度を測定
する。
準液と測定液の温度を近似させ、基準電極と測定電極か
らの出力を比較して求めた電位差からイオン濃度を測定
する。
【０００８】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の実施例を示し、測定液Ｌのイオン
濃度を検出する検出部１と、測定液Ｌをポンプ等により
検出部１へ送出する送液部２と、検出部１からの出力を
比較演算して測定液Ｌのイオン濃度を表示する演算部３
とから構成されている。
する。図１は本発明の実施例を示し、測定液Ｌのイオン
濃度を検出する検出部１と、測定液Ｌをポンプ等により
検出部１へ送出する送液部２と、検出部１からの出力を
比較演算して測定液Ｌのイオン濃度を表示する演算部３
とから構成されている。
【０００９】検出部１は測定液Ｌに近似のイオン濃度を
有する基準液Ｓを貯留する基準液槽４を有し、基準液Ｓ
には基準電極５と測定セル６が浸漬され、測定セル６内
には測定液Ｌが送り込まれ、この測定液Ｌにイオン濃度
に感度を有する電極と比較電極とから成る測定電極７が
挿入されている。
有する基準液Ｓを貯留する基準液槽４を有し、基準液Ｓ
には基準電極５と測定セル６が浸漬され、測定セル６内
には測定液Ｌが送り込まれ、この測定液Ｌにイオン濃度
に感度を有する電極と比較電極とから成る測定電極７が
挿入されている。
【００１０】更に、測定セル６の注入口８には、ガラス
又は合成樹脂等の耐薬品性を有する放熱部材で形成され
管路長が長いスパイラルチューブ９の一端が連結され、
このスパイラルチューブ９のほぼ全体は基準液Ｓ内に浸
されている。スパイラルチューブ９の他端は送液部２に
配置されたポンプ１０に接続されている。また、測定セ
ル６の排出口１１には、測定終了後の測定液Ｌが液槽１
２に還流されるように配管１３が接続されている。な
お、測定液Ｌと基準液Ｓとの電気的な導通は測定セル６
の側面に設けられた液絡部１４を通じて行われている。
又は合成樹脂等の耐薬品性を有する放熱部材で形成され
管路長が長いスパイラルチューブ９の一端が連結され、
このスパイラルチューブ９のほぼ全体は基準液Ｓ内に浸
されている。スパイラルチューブ９の他端は送液部２に
配置されたポンプ１０に接続されている。また、測定セ
ル６の排出口１１には、測定終了後の測定液Ｌが液槽１
２に還流されるように配管１３が接続されている。な
お、測定液Ｌと基準液Ｓとの電気的な導通は測定セル６
の側面に設けられた液絡部１４を通じて行われている。
【００１１】基準電極５の出力M1は増幅器１６に接続さ
れ、測定電極７の出力M2は増幅器１７に接続され、測定
電極７に内蔵された図示しない比較電極の出力Ｒは増幅
器１６と増幅器１７に接続されている。更に、増幅器１
６と増幅器１７は差動増幅器１８を介して、その出力M3
が指示計１９に接続されている。
れ、測定電極７の出力M2は増幅器１７に接続され、測定
電極７に内蔵された図示しない比較電極の出力Ｒは増幅
器１６と増幅器１７に接続されている。更に、増幅器１
６と増幅器１７は差動増幅器１８を介して、その出力M3
が指示計１９に接続されている。
【００１２】液槽１２内の測定液Ｌは送液部２のポンプ
１０により吸引され、基準液Ｓ中に浸されたスパイラル
チューブ９に移送される。スパイラルチューブ９は熱伝
導性が良いので、測定液Ｌはスパイラルチューブ９中を
移動しながら基準液Ｓとほぼ同温度にされ、注入口８か
ら測定セル６内に送り込まれ、測定電極７を十分浸すよ
うに貯留される。
１０により吸引され、基準液Ｓ中に浸されたスパイラル
チューブ９に移送される。スパイラルチューブ９は熱伝
導性が良いので、測定液Ｌはスパイラルチューブ９中を
移動しながら基準液Ｓとほぼ同温度にされ、注入口８か
ら測定セル６内に送り込まれ、測定電極７を十分浸すよ
うに貯留される。
【００１３】測定液Ｌのイオン濃度及び温度を基準液Ｓ
のイオン濃度及び温度となるべく近似させるのは、イオ
ンの活量係数がイオン濃度と温度により著しく影響を受
けるためであり、測定される起電力は以下の原理式に示
すように、イオン濃度、温度、誘電率などにより影響さ
れ、正確なイオン濃度の測定を行うことを難しくしてい
る。
のイオン濃度及び温度となるべく近似させるのは、イオ
ンの活量係数がイオン濃度と温度により著しく影響を受
けるためであり、測定される起電力は以下の原理式に示
すように、イオン濃度、温度、誘電率などにより影響さ
れ、正確なイオン濃度の測定を行うことを難しくしてい
る。
【００１４】活量係数がイオン濃度測定に及ぼす影響を
示す原理式は、電気化学便覧第４版１９８５年８４頁に
よれば、次の(1) 、(2) 、(3) 式の通りである。
示す原理式は、電気化学便覧第４版１９８５年８４頁に
よれば、次の(1) 、(2) 、(3) 式の通りである。
【００１５】 Ｅ＝Ｅ0 −（Ｒ・Ｔ／ｎ・Ｆ）・log ａ …(1) ａ＝ｃ・ｒ
【００１６】ここで、Ｅは測定される電位、Ｅ0 は基準
電極の電位、Ｒはガスコンスタント、Ｔは絶対温度、ｎ
はイオン価数、Ｆはファラディ定数、ａは活量、ｃはイ
オン濃度（重量モル濃度）、ｒは活量係数である。
電極の電位、Ｒはガスコンスタント、Ｔは絶対温度、ｎ
はイオン価数、Ｆはファラディ定数、ａは活量、ｃはイ
オン濃度（重量モル濃度）、ｒは活量係数である。
【００１７】また、濃度をモル分率にした場合は、次の
(2) 式で表される。 ｆ＝ｒ（１＋０．００１・ν・Wa・Mb） …(2)
(2) 式で表される。 ｆ＝ｒ（１＋０．００１・ν・Wa・Mb） …(2)
【００１８】ここで、ｆは活量係数（モル分率）、νは
イオンの個数、Waは溶媒の分子量、Mbは重量モル濃度を
表している。
イオンの個数、Waは溶媒の分子量、Mbは重量モル濃度を
表している。
【００１９】このとき、次の(3) 式の関係が成り立つ。 log fi＝（−Ａ・Zi2 ・Ｉ1/2 ）／（１＋Ｂ・α・Ｉ1/2 ） …(3)
【００２０】ここで、fiはイオンｉの活量係数（モル分
率）、Ziはイオンｉの電荷数、αはイオンサイズパラメ
ータ、Ｉはイオン強度、Ａ＝１．８２５×１０6 （ε・
γ・Ｔ）-3/2、Ｂ＝５０．２９×１０8 （ε・γ・Ｔ）
-1/2、εγは溶媒の比誘電率を表す。
率）、Ziはイオンｉの電荷数、αはイオンサイズパラメ
ータ、Ｉはイオン強度、Ａ＝１．８２５×１０6 （ε・
γ・Ｔ）-3/2、Ｂ＝５０．２９×１０8 （ε・γ・Ｔ）
-1/2、εγは溶媒の比誘電率を表す。
【００２１】基準液Ｓ中に浸された基準電極５は、測定
セル６の側面に形成された液絡部１４を通じて測定電極
７に内蔵された比較電極と電気的に導通しており、この
間で起電力を発生する。また、測定セル６中の測定液Ｌ
に浸された測定電極７は、スパイラルチューブ９を介し
て基準液Ｓと近似する温度に保持されて測定セル６に送
り込まれた測定液Ｌにより、同様に測定電極７に内蔵さ
れた比較電極との間に起電力を発生する。
セル６の側面に形成された液絡部１４を通じて測定電極
７に内蔵された比較電極と電気的に導通しており、この
間で起電力を発生する。また、測定セル６中の測定液Ｌ
に浸された測定電極７は、スパイラルチューブ９を介し
て基準液Ｓと近似する温度に保持されて測定セル６に送
り込まれた測定液Ｌにより、同様に測定電極７に内蔵さ
れた比較電極との間に起電力を発生する。
【００２２】即ち、基準電極の出力M1と比較電極の出力
Ｒが増幅器１６に入力され、測定電極の出力M2と比較電
極の出力Ｒが増幅器１７に入力されて、それぞれの起電
力が測定され、これらの信号が差動増幅器１８により基
準電極５と測定電極７との電位差として求められる。こ
の電位差から、予め標準液により測定したイオン濃度と
電位差との関係を示す検量線を用いて、測定液Ｌのイオ
ン濃度を求めることができる。
Ｒが増幅器１６に入力され、測定電極の出力M2と比較電
極の出力Ｒが増幅器１７に入力されて、それぞれの起電
力が測定され、これらの信号が差動増幅器１８により基
準電極５と測定電極７との電位差として求められる。こ
の電位差から、予め標準液により測定したイオン濃度と
電位差との関係を示す検量線を用いて、測定液Ｌのイオ
ン濃度を求めることができる。
【００２３】図２は実際に本実施例により測定した結果
のグラフ図である。横軸は硫酸の標準濃度を示し、縦軸
は電位差の測定値を示す。図２から明らかなように、測
定液Ｌの温度が１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５
℃の時の実測値が区別できるほど変化していないことが
分かる。即ち、温度によってイオン濃度の測定値は殆ど
影響を受けていないので、本実施例により測定すれば極
めて精度の高いイオン濃度の測定を行うことができる。
のグラフ図である。横軸は硫酸の標準濃度を示し、縦軸
は電位差の測定値を示す。図２から明らかなように、測
定液Ｌの温度が１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５
℃の時の実測値が区別できるほど変化していないことが
分かる。即ち、温度によってイオン濃度の測定値は殆ど
影響を受けていないので、本実施例により測定すれば極
めて精度の高いイオン濃度の測定を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るイオン
濃度測定装置においては、測定液を移送するスパイラル
チューブ及び測定液を貯留する測定セルを基準液中に浸
し、測定液と基準液の温度をほぼ同温度に近似させてイ
オン濃度を測定することにより、温度に影響を受けない
精度の良いイオン濃度の測定が可能となり、更に特別な
処理をせずに連続的な測定が可能である。
濃度測定装置においては、測定液を移送するスパイラル
チューブ及び測定液を貯留する測定セルを基準液中に浸
し、測定液と基準液の温度をほぼ同温度に近似させてイ
オン濃度を測定することにより、温度に影響を受けない
精度の良いイオン濃度の測定が可能となり、更に特別な
処理をせずに連続的な測定が可能である。
【図１】実施例の構成図である。
【図２】温度をパラメータとした硫酸濃度と電位差との
関係のグラフ図である。
関係のグラフ図である。
１ 検出部 ３ 指示部 ４ 基準液槽 ５ 基準電極 ６ 測定セル ７ 測定電極 ９ スパイラルチューブ １２ ポンプ １４ 液絡部 １６、１７ 増幅器 １８ 差動増幅器 １９ 指示計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−10646（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−143951（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−128562（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−94756（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 基準電極と、測定液のイオン濃度に近似
のイオン濃度を有する基準液を貯留する基準液槽と、測
定液のイオン濃度に感応する電極及び比較電極から成る
測定電極を内蔵し側面に液絡部を設けた測定セルと、測
定液をスパイラルチューブを介して前記測定セル内に移
送する送液手段とから成り、前記基準電極、測定セル、
スパイラルチューブを前記基準液槽内に浸漬し、前記測
定セルの液絡部を介して前記測定電極内の比較電極を前
記基準電極の他極側として共有し、前記測定電極により
得られた測定液のイオン濃度を前記基準電極の出力によ
り補正することを特徴とするイオン濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223891A JP2557794B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | イオン濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5223891A JP2557794B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | イオン濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755754A JPH0755754A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2557794B2 true JP2557794B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16805332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5223891A Expired - Fee Related JP2557794B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | イオン濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557794B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441662B1 (ko) * | 2001-08-11 | 2004-07-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 자동보정 기능을 갖는 수소이온농도 측정장치 |
| KR100923905B1 (ko) * | 2007-12-11 | 2009-10-28 | 부산대학교 산학협력단 | 오염수의 질소이온 연속 측정 시스템 |
| CN105651820A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-06-08 | 鸡西市天合科技有限公司 | 水稻田稻田水氮、磷、钾含量自动速测仪 |
| JP7106376B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2022-07-26 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 自動分析装置 |
-
1993
- 1993-08-16 JP JP5223891A patent/JP2557794B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755754A (ja) | 1995-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |