JP2586176B2 - 分析計用ポテンショスタット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気化学的な方法により分析を行なう分析計
用ポテンショスタットに関する。

〔従来の技術〕

電気化学的な手段を用いて分析を行なう方法の一つ
に、例えばフロークーロメトリー法による燐酸濃度測定
法が知られている。第３図はこの方法の手順を説明する
ための模式図である。第３図において燐酸を含んだ試料
液11とモリブデン酸液12とをそれぞれの容器からポンプ
13,14で取り出して混合し、生じた燐モリブデン錯体を
含む試料液を、ここには図示してない作用電極，対極，
参照電極の三電極を持つ測定セル15中を通過させる。測
定セル15ではこれに接続したポテンショスタット16の作
用によって、測定セル15中の参照電極に対して作用電極
を一定の電位に保ち、試料液は測定セル15を通過中に作
用電極の表面で燐モリブデン錯体が還元される。このと
き、還元によって生じた電流と燐酸濃度が比例すること
を利用して燐酸濃度を測定するものである。この測定時
に検出される電流−時間線図を第４図に示す。第４図に
おいて、燐酸を含まない試料液を測定したときの電流値
がバックグランドになり、燐酸を含む試料液を測定した
ときの還元電流値からバックグランドの電流値を差し引
いた値が燐酸濃度に比例して増加した還元電流の値であ
る。

第５図は以上の測定に用いられる測定セルとポテンシ
ョスタットの要部の電気回路図を示したものであり、全
体の電源は図示を省略してある。第５図において、測定
セル１は作用電極2,対極3,参照電極４を有し、測定セル
１に接続されるポテンショスタット側は演算増幅器5,電
位設定電源6,電流読み取り用の電流−電圧変換器７から
なる回路を持ち、参照電極４に対して作用電極２の電位
が電位設定電源６で設定した電位と等しくなるように演
算増幅器５が働く。その際、燐モリブデン錯体の還元に
よって生ずる電流は、測定セル１の対極３と作用電極２
間に流れ、その値は電流−電圧変換器７から電圧値とし
て読み取ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上記の測定中に、停電などによりポテンショス
タットの電源が切れたとき、再度電源を入れても電流値
が停電前のレベルに復帰し安定するまで長時間かかり、
直ちに次の測定を行なうことができないという問題があ
る。その様子を第６図の電流−時間線図に示す。第６図
のように、停電後直ちに電源を再投入しても安定なバッ
クグランドが得られるまでに４〜８時間を要する。ま
た、上記の測定原理を装置に組み込んだ全燐の自動分析
計の場合には、正常時より高い電流値を燐濃度の信号と
して処理するために、停電後の数回の測定について異常
値が発生するなどの不都合が生ずる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたのであり、その目
的は電気化学的な反応による分析法で測定中の停電など
の際に、電源再投入後速やかに安定な電流値が得られる
ポテンショスタットの回路構成を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために本発明の分析計用ポテン
ショスタットは、測定セルの対極と演算増幅器を結ぶ回
路に設けた開閉器，停電時に演算増幅器の動作が停止す
る前にその開閉器を開く信号を出す停電検出回路を備え
たものである。

〔作用〕

上記のように回路を構成した本発明の分析計用ポテン
ショスタットは、停電検出回路の電源電圧が通常の電圧
より僅かに低下すると停電として検知し、測定セルの対
極と演算増幅器との間の開閉器８を開き、一方、演算増
幅器５は電源電圧が通常の電圧よりかなり低下しても正
常に動作するので、停電時には演算増幅器が正常に動作
している間に対極と演算増幅器の回路を開くことができ
る。したがって、停電時に測定セルの対極と作用電極と
の間に逆に電位がかかることがないから、測定中の停電
後の電源再投入に対して、電源再投入後１〜２分で電源
を切る以前の出力レベルに復帰することができる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明を説明する。

はじめに問題の原因を調べるために本発明者らが行な
った実験結果について述べる。まず第５図の回路におけ
る測定セル１の対極３と作用電極２の間に、エレクトロ
メータを接続して両電極間の通常の電位と、電源を切っ
たときの電位を測定した結果を第７図の線図に示す。第
７図のように通常は対極３の方が正電位であるのに対
し、電源を切ったとき瞬間的に対極３は負電位となる。
この場合は前述のように再度電源を入れても、電流値が
安定するまでに非常に時間がかかった。次に第５図の回
路で、測定セル１の対極３とポテンショスタット側との
接続を外した後、ポテンショスタットの電源を切ったと
き、対極３と作用電源２間の電位の様子を第８図の線図
に示す。この場合は第８図のように対極３の電位は負電
位にはならず、続いて電源６を入れてから測定セル１の
対極３とポテンショスタット側を接続すると、このとき
の電流値は電源を切る前の安定な状態に速やかに復帰し
た。

このような結果から本発明者らは、停電後の復帰時に
測定される電流が安定するのに多大の時間を要する原因
として、測定セル１に測定時と逆の電位がかかると、そ
れまで作用電極２の表面に形成されていた電気二重層な
どの関与する電気的な安定状態が壊され、再度電気二重
層に充電され安定した状態が形成されるまでに多くの時
間を必要とするものとの結論を得た。

以上の認識に基づき、本発明者らはポテンショスタッ
トの電源切断時または停電時に、測定セル１に逆の電位
をかけないために、第５図の回路を第１図のように改良
したのである。第１図は本発明のポテンショスタットに
関する回路構成図であり、第５図と共通部分を同一符号
で表わしてあるが、第１図が第５図と異なる所は、測定
セル１の対極３と演算増幅器５との間に取り突けた開閉
器８、この開閉器８を操作する停電検出回路９を備えた
ことである。10は電源を表わす。

停電検出回路９は、電源電圧が通常の電圧より10％程
度低下すると停電として検知し、測定セル１の対極３と
演算増幅器５との間の開閉器８を開く。一方、運算増幅
器５は電源電圧が通常の電圧より65％程度低下しても正
常に動作する。したがって、電源10の切断や停電などが
起きても、演算増幅器５が正常に動作している間に対極
３と演算増幅器５の回路を開くことができ、前述の実験
結果で説明したように、測定セル１の対極３と作用電極
２との間に逆の電位がかかることはなくなる。

この動作をさらに確実に行なわせるようにするには、
演算増幅器５の電源にコンデンサを用いた充電回路を組
み込み、停電時にはコンデンサの働きにより演算増幅器
５の動作時間を伸ばすことも可能である。

第２図は第１図の本発明による回路構成を持つポテン
ショスタットを用いた燐酸濃度測定中に、一旦電源を切
った後直ちに電源を再投入してときの信号出力の様子を
示した電流−時間線図である。第２図は電源再投入後１
〜２分で電源を切る以前の出力レベルに復帰し安定な状
態を保つことを示している。

〔発明の効果〕

電気化学的な反応を用いて測定を行なう分析法では、
測定中にポテンショスタットの電源が切れたとき、再度
正しい測定ができるまで４〜８時間という長い時間がか
かり、自動分析計の場合などは測定誤差を生ずる原因に
もなっていたが、本発明では実施例で述べたように、停
電などの電源切断時には、演算増幅器が正常に作動して
いる間に、停電検出回路からの信号により、測定セルの
対極と演算増幅器の間に設けた開閉器を開くようにした
ため、測定セルに通常測定時とは逆の電位がかかるのを
防ぎ、作用電極の電気的な安定状態を保護するととも
に、電源切断後の復帰については僅かに１〜２分で測定
を再開することができるようになり、また、自動分析計
の場合も測定誤差が生ずるのを解消することができた。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のポテンショスタットの回路構成図、第
２図は本発明のポテンショスタットを用いた測定中にお
ける電源再投入のときの電流−時間線図、第３図は従来
の分析方法における測定手順を説明するための模式図、
第４図は第３図の方法における電流−時間線図、第５図
は従来の測定に用いられる測定セルのポテンショスタッ
トの要部電気回路図、第６図は従来のポテンショスタッ
トの停電再投入時における電流−時間線図、第７図は対
極と作用電極間の電位を示す線図、第８図はポテンショ
スタット側との接続を外して電源を切ったときの対極と
作用電極間の電位を示す線図。１ ,15:測定セル、2:作用電極、3:対極、4:参照電極、5:
演算増幅器、6:電位設定電源、7:電流読み取り用の電流
−電圧変換器、8:開閉器、9:停電検出回路、10:電源、1
1:燐酸含有試料液、12:モリブデン酸液、13,14:ポン
プ、16:ポテンショスタット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気化学的な方法により分析を行なう分析
   計用ポテンショスタットであって、測定セルの対極と演
   算増幅器を結ぶ回路に設けた開閉器，停電時に演算増幅
   器の動作が停止する前に前記開閉器を開く信号を出す停
   電検出回路を備えたことを特徴とする分析計用ポテンシ
   ョスタット。