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

導電率測定センサ

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JP2579281B2 JP6100559A JP10055994A JP2579281B2 JP 2579281 B2 JP2579281 B2 JP 2579281B2 JP 6100559 A JP6100559 A JP 6100559A JP 10055994 A JP10055994 A JP 10055994A JP 2579281 B2 JP2579281 B2 JP 2579281B2
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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2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
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
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。
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