JP2579281B2 - 導電率測定センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶液の導電率、例えば
海水の塩分を算出するためのパラメータの一つである海
水の導電率を、海水に直接接触する電極間の電気抵抗値
を測定することによって導き出す電極方式の導電率測定
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶液、例えば海水の導電率測定セ
ンサとして、図７から図１０に示すような電極方式の導
電率測定センサが使用されている。図７及び図８に示す
導電率測定センサ２１は、４極方式と呼ばれているもの
で、図７はその使用状態を示す側面図、図８は断面斜視
図である。図７及び図８において、２１ａは樹脂等の絶
縁体からなる棒状体で、同図に示すように、この棒状体
２１ａの略両端には対をなす電源電極２１ｂ、２１ｃ
が、またこの対をなす電源電極２１ｂ、２１ｃの間には
互いにＬなる間隔を隔てた状態で対をなす測定用電極２
１ｄ、２１ｅが、即ち合計４つの電極が各々棒状体２１
ａの表面に巻きつくように設けられている。なお、各電
源電極２１ｂ、２１ｃ、測定用電極２１ｄ、２１ｅは、
例えば白金黒等によって形成されている。

【０００３】この導電率測定センサ２１は、図７に示す
ように、海水３０に浸した状態で使用される。そして、
この状態で電源電極２１ｂ、２１ｃ間に交流電源１０を
供給し、このとき海水３０を介して流れる電流Ｉを（電
流計１１によって）測定すると共に、海水３０中の一部
分、即ちここでは間隔Ｌにおける電圧降下Ｖを（電圧計
１２によって）測定することによって、間隔Ｌにおける
海水３０の抵抗値を求めることができ、ひいては海水３
０の導電率χを算出することができる。数１に、この導
電率χの算出式を示す。

【０００４】

【数１】χ＝Ｌ／（Ｓ・Ｒ）＝（Ｌ・Ｉ）／（Ｓ／Ｖ）

【０００５】但し、数１において、Ｓは、海水３０中を
流れる電流Ｉの間隔Ｌにおける電流経路の断面積、即ち
海水３０のうち導電率χの測定対象となっている海水３
０（以下、試水という。）そのものの断面積である。図
７の場合、一般に、海水３０中を流れる電流Ｉは棒状体
２１ａの略表面を流れるとされているので、試水の断面
積Ｓは棒状体２１ａの略外周に近似する。

【０００６】また、溶液、即ち海水３０の導電率χは、
海水３０の温度によっても変化するので、高い精度で海
水３０の導電率χを求めるためには、高い精度で海水３
０の温度測定を行う必要がある。図７に示す２７がその
温度センサで、この温度センサ２７によって測定した海
水３０の温度を基に、導電率χを算出する際の温度補正
を行っている。

【０００７】なお、図７及び図８に示すように、測定用
電極２１ｄ、２１ｅの幅ｔ₂ は電源電極２１ｂ、２１ｃ
の幅ｔ₁ よりも狭くしてある。なぜなら、この測定用電
極２１ｄ、２１ｅに接続された電圧計１２は高入力イン
ピーダンスであるので測定用電極２１ｄ、２１ｅの電極
面を大きくする必要がないのと共に、測定用電極２１
ｄ、２１ｅの電極面が汚れることによって、結果的に間
隔Ｌが変化してしまうという影響を抑えるためである。

【０００８】図９は、３極方式と呼ばれる導電率測定セ
ンサの使用状態を示す側面図である。同図に示すよう
に、この３極方式の導電率測定センサ１２１は、図７及
び図８に示す４極方式の導電率測定センサ２１で２つ設
けられていた測定用電極２１ｄ、２１ｅを１つ（図９で
は測定用電極２１ｅを）省いた構成のものである。そし
て、対をなす電源電極のうち一方の電源電極（図９では
電源電極２１ｃ）を、測定用電極として兼用するもので
ある。従って、図９に示すように、測定用電極２１ｄと
電源電極２１ｃとの間が、導電率χの測定部分となる間
隔Ｌになる。これ以外については、図７及び図８に示す
４極方式の導電率測定センサ２１と同様であり、海水の
導電率についても上記数１から算出することができる。

【０００９】図１０は、２極方式と呼ばれる導電率測定
センサの使用状態を示す側面図である。同図に示すよう
に、この２極方式の導電率測定センサ２２１は、図７及
び図８に示す４極方式の導電率測定センサ２１で設けら
れていた対をなす測定用電極２１ｄ、２１ｅを両方とも
省き、対をなす電源電極２１ｂ、２１ｃを測定用電極と
して兼用したものである。従って、図１０に示すよう
に、２つの電源電極２１ｂ、２１ｃ間が、導電率χの測
定部分となる間隔Ｌになる。この他については、図７及
び図８に示す４極方式の導電率測定センサ２１と同様で
あり、海水の導電率についても上記数１から算出するこ
とができる。

【００１０】なお、図９に示す３極方式の導電率測定セ
ンサ１２１、及び図１０に示す２極方式の導電率測定セ
ンサ２２１は、図７及び図８に示す４極式の導電率測定
センサ２１に比べて、測定用電極２１ｄ、２１ｅの一方
又は両方を省いた分だけ構造が簡単であり、製造コスト
が易いという利点を有している。しかし、この利点とは
逆に、測定用電極としての兼用している電源電極２１ｂ
及び２１ｃの電極面が汚れたとき、間隔Ｌが変化してし
まうと共に、その汚れによって生じる電圧降下が電圧計
１２の測定値Ｖに影響するため、図７及び図８の４極式
の導電率測定センサ２１よりも精度が悪くなるという欠
点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
図７から図１０に示す従来の導電率測定センサにおいて
は、海水３０中を流れる電流Ｉは棒状体２１ａの略表面
を流れるものと定めており、棒状体２１ａの略外周に近
似した値を試水の断面積Ｓとし、これを数１に代入して
導電率χを算出している。しかし、電流Ｉは、厳密には
棒状体２１ａの表面に限らず海水３０中のあらゆる方向
に流れており、例えば図７、図９及び図１０の矢印２８
に示すような棒状態２１ａの表面から比較的離れた海水
３０中を流れる成分もあるので、実際には上記のように
試水の断面積Ｓを確定することはできない。従って、数
１によって算出された導電率χは、あくまで近似値であ
るため、高い精度の導電率χの値を得ることができない
という問題がある。

【００１２】また、上記従来技術おいては、試水の温度
を測定するための温度センサ２７は、試水の導電率χを
測定している部分、即ち間隔Ｌの部分から比較的離れた
場所に設けられている。従って、この温度センサ２７
は、導電率χの測定対象となる試水そのものの温度を測
定しているとは限らない。一方、試水そのものの温度を
測定するために、温度センサ２７を間隔Ｌ内に配置する
と、この間隔Ｌにおける導電率χが変化してしまうの
で、結果的には、この温度センサ２７を間隔Ｌ内に配置
することはできない。その上、この温度センサ２７は、
その表面が海水３０に対して開放された状態に設けられ
ているので、海水３０の流れに晒されて、この海水３０
の流れの影響をまともに受けてしまい、これによって安
定した試水の温度測定を行うことができない。つまり、
上記従来の導電率測定センサでは、試水そのものの温度
を測定することができないので、正確な温度補正を実現
することができず、結果的に高い精度で導電率χを求め
ることができないという問題がある。

【００１３】本発明は、導電率χを測定する試水の断面
積を確定することによって、高い精度で導電率χを算出
することができ、また測定対象となっている試水そのも
のの温度を測定することによって、正確な温度補正を行
うことができる導電率測定センサを提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明の導電率測定
センサは、絶縁体から成り内部に試水流通路を形成する
と共に上記試水流通路の入口及び出口として上記内部に
通ずる２つの開口部を有する中空体と、電極面が上記試
水流通路内にのみ露出する状態に上記試水流通路に沿っ
て各々所定の間隔を隔てて設けた対をなす測定用電極
と、上記測定用電極の対を挟んで各々予め定めた間隔を
隔てると共に電極面が上記試水流通路にのみ露出する状
態に設けた対をなす電源電極とを具備し、上記試水流通
路の方向に対して直角な上記試水流通路の断面積が少な
くとも上記対をなす測定用電極間において一定に構成さ
れたセルを偶数個有し、上記偶数個のセルの各上記試水
流通路を各々直列に接続する接続部を備え、上記各セル
内の上記対をなす電源電極が各々逆の極性になる状態
に、かつ隣接する上記セル間においては各々隣り合う上
記電源電極の極性が同じ極性になる状態に上記電源電極
に電源を供給したことを特徴とするものである。

【００１５】第２の発明の導電率測定センサは、第１の
発明の導電率測定センサにおいて、上記試水流通路内に
おいて上記対をなす測定用電極間の外側に位置する上記
試水流通路内、又は上記接続部内に温度センサを設けた
ことを特徴とするものである。

【００１６】第３の発明の導電率測定センサは、絶縁体
から成り内部に試水流通路を形成すると共に上記試水流
通路の入口及び出口として上記内部に通ずる２つの開口
部を有する中空体と、電極面が上記試水流通路内にのみ
露出する状態に設けた測定用電極と、電極面が上記試水
流通路内にのみ露出する状態に上記試水流通路に沿って
上記測定用電極から所定の間隔を隔てて設けた電源兼測
定用電極と、上記測定用電極の上記電源兼測定用電極が
位置する側とは反対側に上記電源兼測定用電極から予め
定めた間隔を隔てると共に電極面が上記試水流通路にの
み露出する状態に設けた電源電極とを具備し、上記試水
流通路の方向に対して直角な上記試水流通路の断面積が
少なくとも上記測定用電極と電源兼測定用電極との間に
おいて一定に構成されたセルを偶数個有し、上記偶数個
のセルの各上記試水流通路を各々直列に接続する接続部
を備え、上記各セル内の上記電源兼測定用電極及び上記
電源電極の極性が各々逆の極性になる状態に、かつ隣接
する上記セル間においては各々隣り合う上記電源兼測定
用電極又は上記電源電極が同じ極性になる状態に上記電
源兼測定用電極及び上記電源電極に電源を供給したこと
を特徴とするものである。

【００１７】第４の発明の導電率測定センサは、第３の
発明の導電率測定センサにおいて、上記試水流通路内に
おいて上記セル毎の上記測定用電極と電源兼測定用電極
間の外側に位置する上記試水流通路内、又は上記接続部
内に温度センサを設けたことを特徴とするものである。

【００１８】第５の発明の導電率測定センサは、絶縁体
から成り内部に試水流通路を形成すると共に上記試水流
通路の入口及び出口として上記内部に通ずる２つの開口
部を有する中空体と、電極面が上記試水流通路内にのみ
露出する状態に上記試水流通路に沿って各々所定の間隔
を隔てて設けた対をなす電源兼測定用電極とを具備し、
上記試水流通路の方向に対して直角な上記試水流通路の
断面積が上記対をなす電源兼測定用電極間において一定
に構成されたセルを偶数個有し、上記偶数個のセルの各
上記試水流通路を各々直列に接続する接続部を備え、上
記各セル内の上記対をなす電源兼測定用電極が各々逆の
極性になる状態に、かつ隣接する上記セル間においては
各々隣り合う上記電源兼測定用電極の極性が同じ極性に
なる状態に上記電源兼測定用電極に電源を供給したこと
を特徴とするものである。

【００１９】第６の発明の導電率測定センサは、第５の
発明の導電率測定センサにおいて、上記試水流通路内に
おいて上記セル毎の上記対をなす電源兼測定用電極間の
外側に位置する上記試水流通路内、又は上記接続部内に
温度センサを設けたことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】第１の発明によれば、各セルは、中空体と、対
をなす電源電極と、対をなす測定用電極とによって、４
極方式の導電率測定センサを構成しており、各電極の電
極面は中空体の内部に形成された試水流通路内を通る試
水にのみ接触する。そして、偶数個のセルの各試水流通
路は直列の状態で１本に接続されており、各セルの各電
源電極への電源の供給により、各セル毎の対をなす電源
電極は各々逆の極性になり、また隣接するセル間の隣り
合う電源電極は各々同じ極性になる。つまり、電源を供
給することによって流れる電流は各セル毎の電源電極間
にのみ流れ、また、１本に接続された試水流通路全体の
入口側及び出口側に位置する電源電極は必然的に同じ極
性になるので、この試水流通路全体の入口側及び出口側
に位置する電源電極間に電流は流れない。その上、導電
率の測定部分となる上記対をなす測定用電極間における
試水流通路の断面積は一定である。従って、各セル毎に
おける電流経路の断面積、即ち試水そのものの断面積が
確定される。

【００２１】第２の発明によれば、第１の発明の導電率
測定センサにおいて、各セル毎の対をなす測定用電極間
以外の試水流通路内、又は接続部内に温度センサを設け
ているので、試水流通路内を通る試水そのものの温度を
測定することができる。

【００２２】第３の発明によれば、各セルは、中空体
と、電源電極と、電源兼測定用電極と、測定用電極とに
よって、３極方式の導電率測定センサを構成しており、
各電極の電極面は中空体の内部に形成された試水流通路
内を通る試水にのみ接触する。そして、偶数個のセルの
各試水流通路は直列の状態で１本に接続されており、各
セルの各電源電極及び電源兼測定用電極への電源の供給
により、各セル毎の電源電極及び電源兼測定用電極は各
々逆の極性になり、また隣接するセル間の隣り合う電源
電極又は電源兼測定用電極は各々同じ極性になる。つま
り、電源を供給することによって流れる電流は各セル毎
の電源電極と電源兼測定用電極間にのみ流れ、また、１
本に接続された試水流通路全体の入口側及び出口側に位
置する電源電極又は電源兼測定用電極は必然的に同じ極
性になるので、この試水流通路全体の入口側及び出口側
に位置する電極間に電流は流れない。その上、導電率の
測定部分である電源兼測定用電極と測定用電極間におけ
る試水流通路の断面積は一定である。従って、各セル毎
における電流経路の断面積、即ち試水そのものの断面積
が確定される。

【００２３】第４の発明によれば、第３の発明の導電率
測定センサにおいて、各セル毎の測定用電極と電源兼測
定用電極との間以外の試水流通路内、又は接続部内に温
度センサを設けているので、試水流通路内を通る試水そ
のものの温度を測定することができる。

【００２４】第５の発明によれば、各セルは、中空体
と、対をなす電源兼測定用電極とによって、２極方式の
導電率測定センサを構成しており、各電源兼測定用電極
の電極面は中空体の内部に形成された試水流通路内を通
る試水にのみ接触する。そして、偶数個のセルの各試水
流通路は直列の状態で１本に接続されており、各セルの
各電源兼測定用電極への電源の供給により、各セル毎の
対をなす電源兼測定用電極は各々逆の極性になり、また
隣接するセル間の隣り合う電源兼測定用電極は各々同じ
極性になる。つまり、電源を供給することによって流れ
る電流は各セル毎の電源兼測定用電極間にのみ流れ、ま
た、１本に接続された試水流通路全体の入口側及び出口
側に位置する電源兼測定用電極は必然的に同じ極性にな
るので、この試水流通路全体の入口側及び出口側に位置
する電源兼測定用電極に電流は流れない。その上、導電
率の測定部分である対をなす電源兼測定用電極間におけ
る試水流通路の断面積は一定である。従って、各セル毎
における電流経路の断面積、即ち試水そのものの断面積
が確定される。

【００２５】第６の発明によれば、第５の発明の導電率
測定センサにおいて、各セル毎の対をなす電源兼測定用
電極間以外の試水流通路内、又は接続部内に温度センサ
を設けているので、試水流通路内を通る試水そのものの
温度を測定することができる。

【００２６】

【実施例】本第１の発明に係る導電率測定センサの第１
実施例を図１から図３を参照して説明する。図１は、こ
の導電率測定センサの使用状態を示す断面図で、同図に
おける１、２を測定管と呼ぶ。この測定管１、２は、同
じ構造から成り、これらの構造を示す測定管１の断面斜
視図を図２に示す。

【００２７】図２において、この測定管１を構成してい
る１ａ、１ａ、・・・は外径Ｄ及び内径ｄの円筒形から
成る絶縁体で形成された絶縁管、１ｂ、１ｃは外径Ｄ及
び内径ｄの環状形を有する電源電極、１ｄ、１ｅは外径
Ｄ及び内径ｄの環状形を有する測定用電極である。そし
て、同図に示すように、この測定管１は、その両端に電
源電極１ｂ、１ｃが位置するように、また略中央に測定
用電極１ｄ、１ｅが各々Ｌなる間隔を隔てて位置するよ
うに、各電極間に絶縁管１ａ、１ａ、・・・を介在させ
たサンドイッチ構造とすることによって、外径Ｄ及び内
径ｄから成る中空円柱を形成している。つまり、この測
定管１は、図８に示す従来の導電率測定センサの内部を
くり抜いたような形状をしており、このくり抜かれた内
部１ｆにも電源電極１ｂ、１ｃ、及び測定用電極１ｄ、
１ｅの各電極面が露出するように構成すると共に、これ
らの４つの電極を有する４極方式の導電率測定センサを
形成している。なお、本実施例においては、絶縁管１
ａ、１ａ、・・・はセラミック、電源電極１ｂ、１ｃ、
及び測定用電極１ｄ、１ｅは各々カーボンで形成されて
いる。また、測定管１及び２の外径Ｄは約８ｍｍ、内径
ｄは約４ｍｍ、間隔Ｌは約１８ｍｍとしている。そし
て、上記のとおり、この測定管１と測定管２とは同じ構
造を有している。

【００２８】この測定管１、２は、図１に示すように、
例えば樹脂など絶縁体によって形成された絶縁カバー３
及び絶縁部材４、５によって、各電極が測定管１及び２
の内部１ｆ及び２ｆ以外の空間に露出しないようにモー
ルドされている。そして、測定管１の内部１ｆの電源電
極１ｂ側は絶縁部材４の開口部４ａと連続しており、測
定管２の内部２ｆの電源電極２ｂ側は絶縁部材５の開口
部５ａと連続している。また、測定管１の内部１ｆの電
源電極１ｃ側と測定管２の内部２ｆの電源電極２ｃ側と
は、絶縁カバー３によって相互に接続されている。従っ
て、絶縁部材４及び５の開口部４ａ及び５ａに連続して
いる測定管１及び２の各内部１ｆ及び２ｆは、絶縁カバ
ー３によって形成された空間３ａを介してＵ字状に直列
状態で接続されている。更に、この絶縁カバー３の空間
３ａ部分には、温度センサ７が設けられている。また、
絶縁管１の電源電極１ｃと測定管２の電源電極２ｃと
は、短絡線６によって導通状態になっている。

【００２９】なお、絶縁管１ａ及び２ａと、絶縁カバー
３と、絶縁部材４及び５とが、請求項に記載の中空体に
対応する。また、測定管１及び２と、絶縁カバー３と、
絶縁部材４及び５とによって、請求項に記載のセルに対
応するものが２つ形成される。そして、測定管１及び２
の各内部１ｆ及び２ｆを絶縁カバー３によって接続され
た部分が、請求項に記載の接続部に対応する。

【００３０】次に、この導電率測定センサの作用につい
て説明する。図１において、絶縁部材４の開口部４ａか
ら海水、即ち試水を例えばポンプ装置等の強制循環装置
（図示せず）によって供給する。この供給された試水
は、測定管１の内部１ｆと空間３ａと測定管２の内部２
ａとを介して、絶縁部材５の開口部５ａから排出され
る。つまり、測定管１の内部１ｆと空間３ａと測定管２
の内部２ａとによって、絶縁部材４及び５の開口部４ａ
及び５ａを各々試水吸入口及び試水排出口とする試水流
通路８が形成される。

【００３１】そして、図１に示す状態で測定管１の電源
電極１ｂ、１ｃ間、及び測定管２の電源電極２ｂ、２ｃ
間に、例えば周波数が１０ｋHz程の交流電源１０を各々
供給する。ここで、この交流電源１０は、電源電極１ｂ
に対しては電流計１１を介して供給され、また電源電極
２ｂに対しては電流計１１ｇを介して供給される。そし
て、各電流計１１、１１ａの入力インピーダンスは略０
に等しいので、電源電極１ｂと２ｂとは略導通状態にな
る。従って、電源電極１ｂと２ｂ、及び電源電極１ｃと
２ｃとは各々同電位（同極）になり、これによって、こ
れらの電源電極１ｂと２ｂ間、電源電極１ｃと２ｃ間
に、電流が流れることはない。つまり、２つの測定管１
及び２間を相互に流れ込む電流はないので、電源電極１
ｃ及び１ｄ間に流れる電流Ｉ₁ は、測定管１の内部１ｆ
にある試水のみを流れ、また電源電極２ｃ及び２ｄ間に
流れる電流Ｉ₂ は、測定管２の内部２ｆにある試水のみ
を流れる。また、各電流Ｉ₁ 及びＩ₂ が流れる試水の断
面積Ｓは、各測定管１及び２の内部１ｆ及び２ｆの断面
積、即ち直径ｄなる円の面積である。従って、この試水
の断面積Ｓを流れる電流Ｉ₁ 及びＩ₂ を（電流計１１及
び１１ｇによって）測定すると共に、試水の一部分、即
ち間隔Ｌにおける電圧降下Ｖ₁ 及びＶ₂ を（電圧計１２
及び１２ｇによって）測定することによって、間隔Ｌに
おける試水の抵抗値Ｒを求めることができ、従来と同様
に、数１から試水の導電率χを算出することができる。

【００３２】また、試水流通路８を流れる試水の温度
は、試水流通路８の一部を形成している空間３ａに設け
られている温度センサ７によって測定される。従って、
この温度センサ７は、試水そのものの温度を測定するこ
とができる。

【００３３】なお、図８に示す従来の４極方式の導電率
測定センサ２１と同様に、測定用電極１ｄ、１ｅの幅ｔ
₂ は、電極面の汚れによる影響を抑えるために、図２に
示すように、電源電極１ｂ、１ｃの幅ｔ₁ よりも狭くし
てある。

【００３４】上記のように、この導電率測定センサは、
図１に示す状態で測定管１の電源電極１ｂ、１ｃ間、及
び測定管２の電源電極２ｂ、２ｃ間に各々交流電源１０
を供給すると、電源電極１ｂと２ｂとが同電位（同極）
になり、電源電極１ｃと２ｃとが同電位（同極）にな
る。従って、電源電極１ｃ及び１ｄ間に流れる電流Ｉ₁
は、測定管１の内部１ｆにある試水のみを流れ、また電
源電極２ｃ及び２ｄ間に流れる電流Ｉ₂ は、測定管２の
内部２ｆにある試水のみを流れ、電源電極１ｂ及び２ｂ
間、電源電極１ｃ及び２ｃ間で相互に電流が流れ込むこ
とはない。また、各電流Ｉ₁ 及びＩ₂ が流れる試水の断
面積Ｓは、試水流通路８の方向に沿って一定である。従
って、導電率χを数１によって算出する際、電流Ｉ₁ 及
びＩ₂ の電流経路の断面積、即ち試水の断面積Ｓが確定
されるため、数１に示す算出式を確実に成立させること
ができる。よって、図７に示す従来の４極方式の導電率
測定センサ２１よりも、高い測定精度を実現することが
できる。

【００３５】更に、この導電率測定センサからは、測定
管１及び２から２つの測定結果を得ることができるの
で、これらの測定結果の平均を取るなどの処理を行うこ
とによって、従来の４極方式の導電率測定センサよりも
高い測定精度を得ることができる。

【００３６】そして、この導電率測定センサでは、温度
センサ７が試水の温度そのものを測定できるように構成
されているので、図７に示す従来の４極方式の導電率測
定センサよりも正確な温度補正を実現することができ、
これによって、高い精度で試水の導電率を求めることが
できる。

【００３７】なお、図１に示す導電率測定センサでは、
測定管１及び２をＵ字状に接続したが、Ｕ字状の接続に
限らず、例えば図３に示すような直線状態、即ちＩ字状
に接続してもよい。同図に示すように、これらの２つの
測定管１及び２の各内部１ｆ及び２ｆを、絶縁カバー２
３によって形成された空間２３ａを介してＩ字状に直列
接続することによって、試水流通路８ａは、試水吸入口
となる絶縁部材４の開口部４ａから試水排出口となる絶
縁部材５の開口部５ａまで真っ直ぐな直線の状態に形成
される。従って、ポンプ装置等の強制循環装置を使用す
ることなく、自然水流によって試水流通路８ａ内に試水
を供給することができる。もちろん、これらの測定管１
及び２の各内部１ｆ及び２ｆが直列状態で接続されてい
れば、Ｕ字状やＩ字状に限らず、例えばＬ字状等の他の
形状状態で接続してもよいことは言うまでもない。

【００３８】また、本実施例では、絶縁管を１及び２の
２本の構成としたが、偶数であれば４本以上でもよい。
そして、絶縁管１ａ、１ａ、・・・をセラミックによっ
て形成したが、比較的に耐圧性が高く、また温度変化に
強い絶縁体であれば、例えば硬質ガラスや石英ガラス等
の材料によって形成してもよい。更に、電源電極１ｂ、
１ｃ、及び測定用電極１ｄ、１ｅを各々カーボンで形成
したが、金や白金、白金黒等の材料によって形成しても
よい。また、測定管１の電源電極１ｃと測定管２の電源
電極２ｃとを、短絡線６によって導通させたが、例えば
絶縁カバー３の空間３ａ部分の内壁３ｂに導体を塗布
し、この導体を介して電源電極１ｃ、２ｃの導通を取る
構成にしてもよい。そして、測定管１及び２は中空円柱
の形状としたが、円柱に限らず、三角、多角などの角柱
の形状にしてもよい。また、内部１ｆ及び２ｆについて
も、その試水流通路８に対して直角な断面の形状を円形
としたが、円形に限らず角形等の形状にしてもよい。ま
た、各測定管１及び２の内部１ｆ及び２ｆの試水流通路
８に対して直角な断面積は、少なくとも測定用電極１
ｄ、１ｅ間、及び２ｄ、２ｅ間において一定であればよ
い。そして、各電源電極１ｂ、１ｃ、２ｂ、２ｃに供給
する電源を交流電源１０としたが、直流電源を供給して
もよい。

【００３９】図４は、本発明に係る導電率測定センサの
第２実施例を示す断面図で、図１に示す第１実施例の導
電率測定センサを少し変形させたものである。この図４
に示す第２実施例の導電率測定センサと図１に示す第１
実施例との異なるところは、図１の第１実施例では、電
源電極１ｂ、１ｃ、２ｂ、２ｃの電極面を試水流通路８
を流れる試水の向きに平行になるように設けていたが、
図４の導電率測定センサでは、各電源電極１１ｂ、１１
ｃ、１２ｂ、１２ｃの電極面を試水流通路１８を流れる
試水の向きに直角になるように設けたところである。従
って、これに伴い、図４に示す導電率測定センサでは、
測定管１１及び１２の側面に内部１１ｆ及び１２ｆの開
口部分が設けられており、絶縁カバー１３の形状や、絶
縁部材１４及び１５の位置についてもこれに併せて図１
とは変えている。これ以外については、図１に示す第１
実施例の導電率測定センサと同等であり、同等部分には
同一符号を付して、その詳細を省略する。

【００４０】この導電率測定センサでは、上記のよう
に、各電源電極１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃの電極
面を、試水流通路１８を流れる試水の向きに直角になる
ように設けているので、試水流通路１８を流れる試水の
断面上における電流強度の分布を一様にすることができ
る。また、測定管１１及び１２の側面に内部１１ｆ及び
１２ｆの開口部分を設けているので、測定管１１及び１
２の長さに対して、導電率測定センサ全体の長さを、図
１に示す第１実施例の導電率測定センサよりも短くする
ことができる。

【００４１】図５は、本発明に係る導電率測定センサの
第３実施例を示す断面図である。同図に示すように、こ
の導電率測定センサは、図１に示す第１実施例の導電率
測定センサにおいて、測定管１及び２に各々２つずつ設
けられていた測定用電極１ｄ、１ｅ、及び２ｄ、２ｅ
を、各々１つずつ（図５では測定用電極１ｅ及び２ｅ
を）省いた構成のものである。そして、測定管１及び２
の各２つの電源電極のうち一方の電源電極（図５では電
源電極１１ｃ及び１２ｃ）を、測定用電極として兼用す
るものである。従って、図１に示す第１実施例では、測
定管１及び２が、各々４極方式の導電率測定センサを形
成していたが、この図５に示す導電率測定センサでは、
各測定管１１及び１２が、各々３極方式の導電率測定セ
ンサを形成している。なお、これ以外の構造について
は、図１に示す第１実施例の導電率測定センサと同等で
あり、同等部分には同一符号を付して、その詳細を省略
する。

【００４２】この第３実施例の導電率測定センサは、上
記のように構成されているので、第１実施例と同様に、
導電率χを算出する数１の式における電流Ｉ₁ 及びＩ₂
の電流経路の断面積、即ち試水の断面積Ｓを確定するこ
とができるため、数１に示す算出式を確実に成立させる
ことができる。よって、図９に示す従来の３極方式の導
電率測定センサ１２１よりも、高い測定精度を実現する
ことができる。また、試水の温度測定についても、温度
センサ７が試水の温度そのものを測定できるように構成
されているので、図９に示す従来の３極方式の導電率測
定センサよりも正確な温度補正を実現することができ、
これによって、高い精度で試水の導電率を求めることが
できる。

【００４３】なお、図５では、電圧計１２及び１２ａ
を、測定用電極１１ｄと電源電極１１ｃとの間、及び測
定用電極１２ｄと電源電極１２ｃとの間に、各々設けて
いるが、測定用電極１１ｄと電源電極１１ｂとの間、及
び測定用電極１２ｄと電源電極１２ｂとの間に設けても
よい。

【００４４】図６は、本発明に係る導電率測定センサの
第４実施例を示す断面図である。同図に示すように、こ
の導電率測定センサは、図１に示す第１実施例の導電率
測定センサにおいて、測定管１及び２に設けられていた
測定用電極１ｄ、１ｅ、及び２ｄ、２ｅを省いた構成の
ものである。そして、測定管１及び２の各２つの電源電
極を、第１実施例における各測定用電極として兼用する
ものである。従って、図１に示す第１実施例では、測定
管１及び２が、各々４極方式の導電率測定センサを形成
していたが、この図６に示す導電率測定センサでは、各
測定管１１及び１２が、各々２極方式の導電率測定セン
サを形成する。なお、これ以外の構造については、図１
に示す第１実施例の導電率測定センサと同等であり、同
等部分には同一符号を付して、その詳細を省略する。

【００４５】この第４実施例の導電率測定センサは、上
記のように構成されているので、第１実施例と同様に、
導電率χを算出する数１の式における電流Ｉ₁ 及びＩ₂
の電流経路の断面積、即ち試水の断面積Ｓを確定するこ
とができるため、数１に示す算出式を確実に成立させる
ことができる。よって、図１０に示す従来の２極方式の
導電率測定センサ２２１よりも、高い測定精度を実現す
ることができる。また、試水の温度測定についても、温
度センサ７が試水の温度そのものを測定できるように構
成されているので、図１０に示す従来の２極方式の導電
率測定センサよりも正確な温度補正を実現することがで
き、これによって、高い精度で試水の導電率を求めるこ
とができる。

【００４６】

【発明の効果】第１の発明の導電率測定センサは、４極
方式の導電率測定センサを構成するセルを偶数個備えた
構造になっており、また各セルの試水流通路を直列の状
態で１本に接続することによって、全てのセルが同じ試
水を測定するように構成されている。従って、各セルの
測定値の平均を取るなどの処理を行うことによって、従
来の４極方式の導電率測定センサよりも高い測定精度を
得ることができるという効果がある。なお、この効果
は、セルの数が多いほど顕著に現れる。

【００４７】また、各セルの各電源電極には、各セル毎
の対をなす電源電極が各々逆の極性になり、かつ隣接す
るセル間の隣り合う電源電極が各々同じ極性になるよう
に電源が供給されている。従って、この電源の供給によ
り流れる電流は、各セル毎の電源電極間にのみ流れ、ま
た１本に接続された試水流通路全体の入口側及び出口側
に位置する電源電極は必然的に同じ極性になるので、こ
の試水流通路全体の入口側及び出口側に位置する電源電
極間における電流の流れ込みを防ぐことができる。更
に、導電率χの測定部分となる１つの測定用電極間にお
ける試水流通路の断面積は一定である。従って、各セル
毎における電流経路の断面積、即ち試水そのものの断面
積が確定されるため、上記数１に示す式を確実に成立さ
せることができ、これによって、従来の４極方式の導電
率測定センサよりも高い測定精度を得ることができると
いう効果がある。

【００４８】第２の発明の導電率測定センサは、試水の
温度を測定するための温度センサを、各セル毎の対をな
す測定用電極間以外の試水流通路内、又は接続部内に温
度センサを設けている。従って、試水流通路内を通る試
水そのものの温度を測定することができるので、従来の
４極方式の導電率測定センサよりも正確な温度補正を実
現することができ、これによって、従来よりも高い精度
で試水の導電率を求めることができるという効果があ
る。

【００４９】第３の発明の導電率測定センサは、３極方
式の導電率測定センサを構成するセルを偶数個備えた構
造になっており、また各セルの試水流通路を直列の状態
で１本に接続することによって、全てのセルが同じ試水
を測定するように構成されている。従って、各セルの測
定値の平均を取るなどの処理を行うことによって、従来
の３極方式の導電率測定センサよりも高い測定精度を得
ることができるという効果がある。なお、この効果は、
セルの数が多いほど顕著に現れる。

【００５０】また、各セルの電源電極及び電源兼測定用
電極間には、各セル毎の電源電極及び電源兼測定用電極
が各々逆の極性になり、かつ隣接するセル間の隣り合う
電源電極又は電源兼測定用電極が各々同じ極性になるよ
うに電源が供給されている。従って、この電源の供給に
より流れる電流は、各セル毎の電源電極及び電源兼測定
用電極間にのみ流れ、また１本に接続された試水流通路
全体の入口側及び出口側に位置する電源電極又は電源兼
測定用電極は必然的に同じ極性になるので、この試水流
通路全体の入口側及び出口側に位置するこれらの電極間
における電流の流れ込みを防ぐことができる。更に、導
電率χの測定部分となる電源兼測定用電極及び測定用電
極間における試水流通路の断面積は一定である。従っ
て、各セル毎における電流経路の断面積、即ち試水その
ものの断面積が確定されるため、上記数１に示す式を確
実に成立させることができ、これによって、従来の３極
方式の導電率測定センサよりも高い測定精度を得ること
ができるという効果がある。

【００５１】第４の発明の導電率測定センサは、試水の
温度を測定するための温度センサを、各セル毎の電源電
極及び電源兼測定用電極間以外の試水流通路内、又は接
続部内に温度センサを設けている。従って、試水流通路
内を通る試水そのものの温度を測定することができるの
で、従来の３極方式の導電率測定センサよりも正確な温
度補正を実現することができ、これによって、従来より
も高い精度で試水の導電率を求めることができるという
効果がある。

【００５２】第５の発明の導電率測定センサは、２極方
式の導電率測定センサを構成するセルを偶数個備えた構
造になっており、また各セルの試水流通路を直列の状態
で１本に接続することによって、全てのセルが同じ試水
を測定するように構成されている。従って、各セルの測
定値の平均を取るなどの処理を行うことによって、従来
の２極方式の導電率測定センサよりも高い測定精度を得
ることができるという効果がある。なお、この効果は、
セルの数が多いほど顕著に現れる。

【００５３】また、各セルの各電源兼測定用電極には、
各セル毎の対をなす電源兼測定用電極が各々逆の極性に
なり、また隣接するセル間の隣り合う電源兼測定用電極
が各々同じ極性になるように電源が供給されている。従
って、この電源の供給により流れる電流は、各セル毎の
電源兼測定用電極間にのみ流れ、また１本に接続された
試水流通路全体の入口側及び出口側に位置する電源兼測
定用電極は必然的に同じ極性になるので、この試水流通
路全体の入口側及び出口側に位置する電源兼測定用電極
間における電流の流れ込みを防ぐことができる。更に、
導電率χの測定部分となる対をなす電源兼測定用電極間
における試水流通路の断面積は一定である。従って、各
セル毎における電流経路の断面積、即ち試水そのものの
断面積が確定されるため、上記数１に示す式を確実に成
立させることができ、これによって、従来の２極方式の
導電率測定センサよりも高い測定精度を得ることができ
るという効果がある。

【００５４】第６の発明の導電率測定センサは、試水の
温度を測定するための温度センサを、各セル毎の対をな
す電源兼測定用電極間以外の試水流通路内、又は接続部
内に温度センサを設けている。従って、試水流通路内を
通る試水そのものの温度を測定することができるので、
従来の２極方式の導電率測定センサよりも正確な温度補
正を実現することができ、これによって、従来よりも高
い精度で試水の導電率を求めることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る導電率測定センサの
使用状態を示す断面図である。

【図２】同実施例に係る導電率測定センサの要部の断面
斜視図である。

【図３】図１に示す導電率測定センサを変形させた導電
率測定センサの使用状態を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る導電率測定センサの
使用状態を示す断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る導電率測定センサの
使用状態を示す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例に係る導電率測定センサの
使用状態を示す断面図である。

【図７】従来の導電率測定センサの使用状態を示す側面
図である。

【図８】従来の導電率測定センサの断面斜視図である。

【図９】従来の導電率測定センサの使用状態を示す側面
図である。

【図１０】従来の導電率測定センサの使用状態を示す側
面図である。

【符号の説明】

１、２ 測定管 １ａ、２ａ 絶縁管 １ｂ、１ｃ、２ｂ、２ｃ 電源電極 １ｄ、１ｅ、２ｄ、２ｅ 測定用電極 ３ 絶縁カバー ３ａ 接続部 ４ａ 試水吸入口 ５ａ 試水排出口 ６ 短絡線 ７ 温度センサ ８ 試水流通路 １０ 交流電源 １１、１１ａ 電流計 １２、１２ａ 電圧計

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体から成り内部に試水流通路を形成
   すると共に上記試水流通路の入口及び出口として上記内
   部に通ずる２つの開口部を有する中空体と、電極面が上
   記試水流通路内にのみ露出する状態に上記試水流通路に
   沿って各々所定の間隔を隔てて設けた対をなす測定用電
   極と、上記測定用電極の対を挟んで各々予め定めた間隔
   を隔てると共に電極面が上記試水流通路にのみ露出する
   状態に設けた対をなす電源電極とを具備し、上記試水流
   通路の方向に対して直角な上記試水流通路の断面積が少
   なくとも上記対をなす測定用電極間において一定に構成
   されたセルを偶数個有し、 上記偶数個のセルの各上記試水流通路を各々直列に接続
   する接続部を備え、上記各セル内の上記対をなす電源電
   極が各々逆の極性になる状態に、かつ隣接する上記セル
   間においては各々隣り合う上記電源電極の極性が同じ極
   性になる状態に上記電源電極に電源を供給したことを特
   徴とする導電率測定センサ。
2. 【請求項２】 上記試水流通路内において上記対をなす
   測定用電極間の外側に位置する上記試水流通路内、又は
   上記接続部内に温度センサを設けたことを特徴とする請
   求項１に記載の導電率測定センサ。
3. 【請求項３】 絶縁体から成り内部に試水流通路を形成
   すると共に上記試水流通路の入口及び出口として上記内
   部に通ずる２つの開口部を有する中空体と、電極面が上
   記試水流通路内にのみ露出する状態に設けた測定用電極
   と、電極面が上記試水流通路内にのみ露出する状態に上
   記試水流通路に沿って上記測定用電極から所定の間隔を
   隔てて設けた電源兼測定用電極と、上記測定用電極の上
   記電源兼測定用電極が位置する側とは反対側に上記電源
   兼測定用電極から予め定めた間隔を隔てると共に電極面
   が上記試水流通路にのみ露出する状態に設けた電源電極
   とを具備し、上記試水流通路の方向に対して直角な上記
   試水流通路の断面積が少なくとも上記測定用電極と電源
   兼測定用電極との間において一定に構成されたセルを偶
   数個有し、 上記偶数個のセルの各上記試水流通路を各々直列に接続
   する接続部を備え、上記各セル内の上記電源兼測定用電
   極及び上記電源電極の極性が各々逆の極性になる状態
   に、かつ隣接する上記セル間においては各々隣り合う上
   記電源兼測定用電極又は上記電源電極が同じ極性になる
   状態に上記電源兼測定用電極及び上記電源電極に電源を
   供給したことを特徴とする導電率測定センサ。
4. 【請求項４】 上記試水流通路内において上記セル毎の
   上記測定用電極と電源兼測定用電極間の外側に位置する
   上記試水流通路内、又は上記接続部内に温度センサを設
   けたことを特徴とする請求項３に記載の導電率測定セン
   サ。
5. 【請求項５】 絶縁体から成り内部に試水流通路を形成
   すると共に上記試水流通路の入口及び出口として上記内
   部に通ずる２つの開口部を有する中空体と、電極面が上
   記試水流通路内にのみ露出する状態に上記試水流通路に
   沿って各々所定の間隔を隔てて設けた対をなす電源兼測
   定用電極とを具備し、上記試水流通路の方向に対して直
   角な上記試水流通路の断面積が上記対をなす電源兼測定
   用電極間において一定に構成されたセルを偶数個有し、 上記偶数個のセルの各上記試水流通路を各々直列に接続
   する接続部を備え、上記各セル内の上記対をなす電源兼
   測定用電極が各々逆の極性になる状態に、かつ隣接する
   上記セル間においては各々隣り合う上記電源兼測定用電
   極の極性が同じ極性になる状態に上記電源兼測定用電極
   に電源を供給したことを特徴とする導電率測定センサ。
6. 【請求項６】 上記試水流通路内において上記セル毎の
   上記対をなす電源兼測定用電極間の外側に位置する上記
   試水流通路内、又は上記接続部内に温度センサを設けた
   ことを特徴とする請求項５に記載の導電率測定センサ。