JP2684769B2 - pH converter - Google Patents

pH converter

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JP2684769B2
JP2684769B2 JP1130461A JP13046189A JP2684769B2 JP 2684769 B2 JP2684769 B2 JP 2684769B2 JP 1130461 A JP1130461 A JP 1130461A JP 13046189 A JP13046189 A JP 13046189A JP 2684769 B2 JP2684769 B2 JP 2684769B2
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輝良 三奈木
英明 桂
正博 山田
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    • G01N27/416Systems
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、ガラス電極と比較電極との間に発生する直
流起電力から前記測定液のpH値を測定するpH変換器に係
り、特にこれ等のガラス電極、及び比較電極の破損など
の異常を検知することができるpH変換器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a pH converter for measuring the pH value of the measurement liquid from a DC electromotive force generated between a glass electrode and a reference electrode, and more particularly to this The present invention relates to a pH converter capable of detecting abnormality such as breakage of a glass electrode such as a reference electrode and a reference electrode.

<従来の技術> 第3図はこの種の従来のpH変換器の構成の概要を示す
ブロック図であり、第4図は第3図に示すガラス電極と
比較電極の具体的な構成を示す概略図である。以下、第
4図と第3図を用いて従来のpH変換器についてその概要
を説明する。
<Prior Art> FIG. 3 is a block diagram showing the outline of the configuration of a conventional pH converter of this type, and FIG. 4 is a schematic diagram showing the specific configuration of the glass electrode and the reference electrode shown in FIG. It is a figure. The outline of the conventional pH converter will be described below with reference to FIGS. 4 and 3.

容器10は例えば接地Eされており、この中に測定液LQ
が満たされている。
The container 10 is, for example, grounded E, in which the measurement liquid LQ
Is satisfied.

11はガラス電極であり、その周囲はpH=7の塩化カリ
溶液KCL(7)で囲まれ、この中に塩化銀AgClと銀Agが
配置されこれ等を介してリード線lw1でその電位が端子G
Tに引き出され、また下部の塩化カリ溶液KCL(7)と測
定液LQとの間には薄いガラス膜GSが配置されている。
Reference numeral 11 denotes a glass electrode, the periphery of which is surrounded by a potassium chloride solution KCL (7) having a pH of 7, in which silver chloride AgCl and silver Ag are arranged, through which a lead wire lw 1 changes its potential. Terminal G
A thin glass film GS is placed between the potassium chloride solution KCL (7) and the measurement liquid LQ, which is pulled out to T.

12は比較電極であり、その周囲は飽和状態の塩化カリ
溶液KCL(S)で囲まれ、この中に塩化銀AgClと銀Agが
配置されこれ等を介してリード線lw2によりその電位が
端子RTに引き出され、また下部の塩化カリ溶液KCL
(S)と測定液LQとの間には液路部LSとして例えば多孔
質のセラミックスなどが配置されている。
Reference numeral 12 is a reference electrode, which is surrounded by a saturated potassium chloride solution KCL (S), in which silver chloride AgCl and silver Ag are arranged, and the potential thereof is connected to the lead wire lw 2 to make a terminal. Potassium chloride solution KCL at the bottom and pulled down to RT
For example, porous ceramics is disposed as the liquid passage portion LS between (S) and the measurement liquid LQ.

さらに、測定液LQの中にはこの測定液LQに電圧を印加
するための液電極13が挿入されこれは端子LTに接続され
ている。
Furthermore, a liquid electrode 13 for applying a voltage to this measurement liquid LQ is inserted in the measurement liquid LQ, and this is connected to the terminal LT.

ところで、ガラス電極11はガラス電極の単極電位Vgと
そのインピーダンスRgの直列回路、同様に比較電極12は
比較電極の単極電位VrとそのインピーダンスRrの直列回
路、液電極13は液電位VsとそのインピーダンスRsとの直
列回路として第3図に示すようにそれぞれ等価的に簡便
に表現することができる。
By the way, the glass electrode 11 is a series circuit of the unipolar potential Vg of the glass electrode and its impedance Rg, similarly, the comparison electrode 12 is a series circuit of the unipolar potential Vr of the comparison electrode and its impedance Rr, and the liquid electrode 13 is the liquid potential Vs. As a series circuit with the impedance Rs, it can be simply expressed equivalently as shown in FIG.

端子GTとGT-、LTとLT-、RTとRT-との間はそれぞれケ
ーブルl1、l2、l3で接続されている。
Terminal GT and GT -, LT and LT - are connected by respectively between the cable l 1, l 2, l 3 -, RT and RT.

端子GT-はボルテージフオロワとして機能する演算増
幅器Q1の非反転入力端(+)に接続され、その出力端は
交流成分を平滑する平滑機能を有する減算器14の入力の
一端に接続されている。また、端子GT-と共通電位点COM
との間にはリレーRL1の接点S1と抵抗R1との直列回路が
接続されている。さらに、抵抗R1の両端の電圧はコンデ
ンサC1を介して整流平滑回路15に出力され、その出力は
出力端T2に異常信号VA1を出力する。
The terminal GT - is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier Q 1 functioning as a voltage follower, and its output terminal is connected to one end of the input of the subtractor 14 having a smoothing function for smoothing an AC component. There is. Also, terminal GT - and common potential point COM
A series circuit of a contact S 1 of a relay RL 1 and a resistor R 1 is connected between the and. Further, the voltage across the resistor R 1 is output to the rectifying / smoothing circuit 15 via the capacitor C 1 , and the output thereof outputs the abnormal signal V A1 to the output end T 2 .

端子RT-はボルテージフオロワとして機能する演算増
幅器Q2の非反転入力端(+)に接続され、その出力端は
減算器14の入力の他の一端に接続されている。また、端
子RT-と共通電位点COMとの間にはリレーRL2の接点S2
抵抗R1との直列回路が接続されている。さらに、抵抗R2
の両端の電圧はコンデンサC2を介して整流平滑回路16に
出力され、その出力は出力端T3に異常信号VA2を出力す
る。
The terminal RT is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier Q 2 functioning as a voltage follower, and the output terminal thereof is connected to the other end of the input of the subtractor 14. The terminal RT - the series circuit of the contacts S 2 of the relay RL 2 and the resistor R 1 is connected between the common potential point COM. In addition, the resistance R 2
The voltage across both ends of is output to the rectifying / smoothing circuit 16 via the capacitor C 2 , and the output outputs the abnormal signal V A2 to the output end T 3 .

減算器14はこれ等の演算増幅器Q1、Q2の出力を減算し
て出力端T1にpH信号VpHを出力する。
The subtractor 14 subtracts the outputs of these operational amplifiers Q 1 and Q 2 and outputs the pH signal V pH to the output terminal T 1 .

リレーRL1、RL2の接点S1、S2は操作信号SAがマニュア
ル的に又は自動的に与えられたリレー駆動回路17からの
制御信号により開閉される。
The contacts S 1 and S 2 of the relays RL 1 and RL 2 are opened / closed by a control signal from the relay drive circuit 17 to which the operation signal S A is manually or automatically given.

また、液電極13には矩形波発生回路18から矩形波電圧
VKが印加されている。
In addition, the rectangular wave voltage from the rectangular wave generation circuit 18 is applied to the liquid electrode 13.
V K is being applied.

次に、以上のように構成されたpH変換器の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the pH converter configured as above will be described.

通常のpH測定状態では、リレーRL1、RL2の接点S1、S2
は解放されており、したがって、端子T1にはガラス電極
11と比較電極12に発生する起電力の差に対応する電圧、
すなわち測定液LQのpH値に対応するVpH信号pHが得られ
ている。
Under normal pH measurement conditions, relays RL 1 and RL 2 contacts S 1 and S 2
Is open and therefore the terminal T 1 has a glass electrode.
Voltage corresponding to the difference between the electromotive force generated in 11 and the reference electrode 12,
That is, the VpH signal pH corresponding to the pH value of the measurement liquid LQ is obtained.

次に、ガラス電極11の異常の有無を検知するためには
異常検知信号SAを印加してリレーRL1に電流を流して接
点S1を閉じる。この状態で抵抗R1の両端に発生する異常
信号VA1は VA1=RK VK/(Rg+Rs+R1) …(1) となる。但し、一般にRs≪Rgであるので、 VA1≒RK VK/(Rg+R1) …(2) となる。
Next, in order to detect the presence / absence of an abnormality in the glass electrode 11, the abnormality detection signal S A is applied, a current is passed through the relay RL 1 , and the contact S 1 is closed. In this state, the abnormal signal V A1 generated at both ends of the resistor R 1 becomes V A1 = R K V K / (Rg + Rs + R 1 ) (1). However, since Rs << Rg is generally satisfied, V A1 ≈R K V K / (Rg + R 1 ) ... (2)

また、比較電極12の異常の有無を検知するためには異
常検知信号SAを印加してリレーRL2に電流を流して接点S
2を閉じる。この状態で抵抗R2の両端に発生する異常信
号VA2は VA2=RK VK/(Rr+Rs+R1) …(3) となる。但し、一般にRs≪Rrであるので、 VA1≒RK VK/(Rr+R1) …(4) となる。
Further, in order to detect the presence / absence of abnormality of the reference electrode 12, the abnormality detection signal S A is applied and a current is applied to the relay RL 2 to make contact S.
Close 2 In this state, the abnormal signal V A2 generated across the resistor R 2 becomes V A2 = R K V K / (Rr + Rs + R 1 ) ... (3). However, since Rs << Rr is generally satisfied, V A1 ≈R K V K / (Rr + R 1 ) ... (4)

したがって、ガラス電極11のガラス膜GS、或いは比較
電極12の液絡部LSが破損するなどの異常があれば抵抗R
g、Rrが正常な場合に比べて大幅に異なるので(2)、
(4)式の関係から分かるように異常信号VA1、VA2を測
定することによりこれ等の大きさから容易に破損を知る
ことができる。
Therefore, if there is an abnormality such as damage to the glass film GS of the glass electrode 11 or the liquid junction LS of the reference electrode 12, the resistance R
Since g and Rr are significantly different from the normal case (2),
As can be seen from the relationship of the equation (4), by measuring the abnormal signals V A1 and V A2 , it is possible to easily know the damage from their magnitudes.

<発明が解決しようとする課題> しかしながら、以上のような従来のpH変換器では、第
1にガラス電極11、或いは比較電極12の破損などの異常
を知るためには、第1に異常検知を行っている間はpH値
を知ることができず、第2にガラス電極或いは比較電極
のような高インピーダンスを介して抵抗R1、R2で電圧を
検出するのでリレーRL1、RL2として高絶縁のリレーを用
いなければならない不便がある、などの欠点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional pH converter as described above, firstly, in order to know an abnormality such as breakage of the glass electrode 11 or the reference electrode 12, first, abnormality detection is performed. The pH value cannot be known during the operation, and secondly, the voltage is detected by the resistors R 1 and R 2 via a high impedance such as a glass electrode or a reference electrode, so that the relays RL 1 and RL 2 have high values. There are drawbacks such as the inconvenience of using an insulated relay.

<課題を解決するための手段> 本発明は、以上の課題を解決するために、測定液に浸
積されたガラス電極と比較電極との間に発生する直流起
電力から測定液のpH値を測定するpH変換器において、測
定液に液電極を介して交流電圧を印加する電圧発生手段
と、ガラス電極と前記液電極との間に発生する第1交流
電圧成分を検出する第1信号検出手段と、比較電極と液
電極との間に発生する第2交流電圧成分を検出する第2
信号検出手段とを具備し、第1交流電圧成分からガラス
電極の異常を、第2交流電圧成分から前記比較電極の異
常をそれぞれ検知するようにしたものである。
<Means for Solving the Problem> In order to solve the above problems, the present invention determines the pH value of the measurement liquid from the DC electromotive force generated between the glass electrode immersed in the measurement liquid and the reference electrode. In a pH converter for measurement, a voltage generating means for applying an alternating voltage to a measurement liquid via a liquid electrode, and a first signal detecting means for detecting a first alternating voltage component generated between a glass electrode and the liquid electrode. And a second AC voltage component for detecting a second AC voltage component generated between the reference electrode and the liquid electrode.
And a signal detecting means for detecting abnormality of the glass electrode from the first AC voltage component and abnormality of the reference electrode from the second AC voltage component.

<作 用> 電圧発生手段から液電極を介して測定液に交流電圧を
常時印加しており、ガラス電極からはこの交流電圧に関
連する第1交流電圧成分を検出することによりこの交流
電圧の大きさの程度からガラス電極の異常を検出し、ま
た比較電極からは電圧発生手段の交流電圧に関連する第
2交流電圧成分を検出することによりこの交流電圧の大
きさの程度から比較電極の異常を検出すると共にこれ等
のガラス電極と比較電極との直流起電力の差から、つま
りpH値から、常時pH信号を得る。
<Operation> The AC voltage is constantly applied to the measurement liquid from the voltage generating means via the liquid electrode, and the magnitude of this AC voltage is detected from the glass electrode by detecting the first AC voltage component related to this AC voltage. The abnormality of the comparison electrode is detected from the degree of the AC voltage by detecting the abnormality of the glass electrode from the degree of the AC voltage and the second AC voltage component related to the AC voltage of the voltage generating means from the comparison electrode. At the same time as detecting, the pH signal is always obtained from the difference in DC electromotive force between the glass electrode and the reference electrode, that is, from the pH value.

<実施例> 次に、本発明の実施例について図を用いて説明する。
第1図は本発明の1実施例の構成を示すブロック図であ
る。なお、第3図、第4図に示す実施例と同一の機能を
有する部分には同一の符号を付して適宜にその説明を省
略する。
<Example> Next, the Example of this invention is described using figures.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.

ガラス電極11はここではより正確に表現するためにガ
ラス電極11のインピーダンスRgに並列にガラス膜GSの等
価容量Cgが接続され、更に液電極13と比較電極12間の液
抵抗Rl1と、液電極13とガラス電極11間の液抵抗Rl1とが
追加されている。
In order to express the glass electrode 11 more accurately, the equivalent capacitance Cg of the glass film GS is connected in parallel to the impedance Rg of the glass electrode 11, and the liquid resistance R l1 between the liquid electrode 13 and the reference electrode 12 is A liquid resistance R 11 between the electrode 13 and the glass electrode 11 is added.

端子GT-は共通電位点COMとの間にコンデンサC3を介し
て接続されると共に出力端が反転入力端(−)に接続さ
れた演算増幅器Q3の非反転入力端(+)に抵抗R3を介し
て接続されている。さらに、その反転入力端(−)は抵
抗R4を介して端子GTSを経由してケーブルl1のシールド
に接続されている。
The terminal GT is connected to the common potential point COM via the capacitor C 3 and the output terminal is connected to the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier Q 3 is connected to the resistor R. Connected through 3 . Further, its inverting input terminal (-) is connected to the shield of the cable l 1 via the terminal GTS via the resistor R 4 .

演算増幅器Q3の出力端はローパスフイルタLPF1を介し
てバッフア増幅器Q4の非反転入力端(+)に接続され、
この出力端は出力端子T1に接続されてここにpH信号VpH
を出力する。
The output terminal of the operational amplifier Q 3 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the buffer amplifier Q 4 via the low-pass filter LPF 1 ,
This output is connected to the output terminal T 1 where the pH signal V pH
Is output.

また、演算増幅器Q3の出力端はハイパスフイルタHPF1
を介してスイッチSW1の一方の切換端に接続されてい
る。他方の切換端は抵抗R5とコンデンサC4の直列回路を
介して共通電位点COMに接続されている。その共通端は
ローパスフイルタLPF2を介して出力端T2に接続され、こ
こにガラス電極11の異常を検出する異常信号VA3を出力
する。
Also, the output terminal of the operational amplifier Q 3 is a high-pass filter HPF 1
Is connected to one switching end of the switch SW 1 via. The other switching end is connected to the common potential point COM via a series circuit of a resistor R 5 and a capacitor C 4 . The common end is connected to the output end T 2 via the low-pass filter LPF 2 and outputs an abnormality signal V A3 for detecting an abnormality in the glass electrode 11.

端子RT-は抵抗R6を介して非反転入力端(+)が抵抗R
7を介して共通電位点COMに接続された演算増幅器Q5の反
転入力端(−)に接続されている。
The terminal RT has a non-inverting input terminal (+) with a resistance R via a resistance R 6.
It is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier Q 5 connected to the common potential point COM via 7 .

また、この反転入力端(−)と出力端との間にはコン
デンサC6と抵抗R8との直列回路が接続されている。この
コンデンサC6と抵抗R8との接続点は抵抗R9を介してボル
テージフオロワとして機能する増幅器Q6の反転入力端
(−)に接続されている。
Further, the inverting input terminal - the series circuit of the capacitor C 6 and the resistance R 8 is connected between the output terminal (). The connection point between the capacitor C 6 and the resistor R 8 is connected to the inverting input terminal (−) of the amplifier Q 6 functioning as a voltage follower via the resistor R 9 .

この増幅器Q6の出力端はスイッチSW2の一方の切換端
に接続されている。他方の切換端は抵抗R10を介して共
通電位点COMに接続されている。そして、その共通端は
ローパスフイルタLPF3を介して出力端T3に接続され、こ
こに比較電極12の異常を検出する異常信号VA4を出力す
る。
The output terminal of the amplifier Q 6 is connected to one switching terminal of the switch SW 2 . The other switching end is connected to the common potential point COM via the resistor R 10 . Then, the common end thereof is connected to the output end T 3 via the low-pass filter LPF 3 and outputs an abnormality signal V A4 for detecting an abnormality of the comparison electrode 12.

正電源VCCと共通電位点COMとの間には抵抗R11とツエ
ナダイオードD1との直列回路が接続され、これ等の接続
点は抵抗R12を介して非反転入力端(+)が抵抗R13を介
して共通電位点COMに接続され出力端と反転入力端
(−)との間に抵抗R14が接続された反転増幅器Q7の反
転入力端(−)に接続されている。
A series circuit of a resistor R 11 and a Zener diode D 1 is connected between the positive power supply V CC and the common potential point COM, and these connecting points are connected to each other through a resistor R 12 and a non-inverting input terminal (+). It is connected to the common potential point COM via the resistor R 13 and is connected to the inverting input terminal (−) of the inverting amplifier Q 7 which is connected to the resistor R 14 between the output terminal and the inverting input terminal (−).

そして、ツエナダイオードD1の両端には正の定電圧+
VRが、反転増幅器Q7の出力端には負の定電圧−VRをそれ
ぞれ発生させ、これ等はスイッチSW3の各切換端に印加
されている。
Then, a positive constant voltage + is applied across the Zener diode D 1.
The VRs respectively generate a negative constant voltage −VR at the output terminal of the inverting amplifier Q 7 , which are applied to the respective switching terminals of the switch SW 3 .

スイッチSW3の共通端はコンデンサC7、抵抗R15を介し
て端子LT-に接続され、さらにコンデンサC7と抵抗R15
の接続点は抵抗R16を介して増幅器Q5に接続されてい
る。
Common end capacitor C 7 switches SW 3, via a resistor R 15 terminal LT - connected to further connection point between the capacitor C 7 and the resistance R 15 is connected to the amplifier Q 5 through a resistor R 16 There is.

19はクロック信号CKを発生する発振器であり、このク
ロック信号CKはスイッチ制御回路20に出力され、ここで
スイッチSW1、〜SW3を開閉するタイミング信号ST1、S
T2、ST3を出力する。
Reference numeral 19 denotes an oscillator that generates a clock signal CK, which is output to the switch control circuit 20, where the timing signals ST 1 and S for opening and closing the switches SW 1 to SW 3 are opened.
Outputs T 2 and ST 3 .

なお、各増幅器Q3〜Q7は正電源としてVCCが、負電源
としてVEEがそれぞれ印加されている。
Each amplifier Q 3 to Q 7 is V CC as a positive power supply, V EE is applied respectively as a negative power supply.

次に、以上のように構成された実施例の動作について
第2図に示す波形図を用いて説明する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the waveform chart shown in FIG.

第2図(イ)は発振器19の出力であるクロック信号C
K、(ロ)はスイッチSW3の共通端の電圧V1の波形、
(ハ)はコンデンサC7と抵抗R16との接続点の電圧V2
波形、(ニ)は演算増幅器Q3の出力端の電圧V3の波形、
(ホ)はスイッチSW1、SW2を切換えるタイミング信号ST
1、ST2の波形を示している。
2 (a) shows the clock signal C which is the output of the oscillator 19.
K and (b) are waveforms of voltage V 1 at the common end of switch SW 3 ,
(C) is the waveform of voltage V 2 at the connection point between capacitor C 7 and resistor R 16 , (D) is the waveform of voltage V 3 at the output end of operational amplifier Q 3 ,
(E) is a timing signal ST that switches switches SW 1 and SW 2.
Waveforms of 1 and ST 2 are shown.

先ず、pH値の測定について説明する。2つの入力端が
同電位になるように演算増幅器Q5は動作するので、端子
RT-は等価的に共通電位点COMの電位に等しい。この共通
電位点COMの電位に対してガラス電極11と比較電極12の
単極電位Vg、Vrが互いに差動的に加算されて端子GT-
差電圧(Vg−Vr)が発生する。
First, the measurement of pH value will be described. The operational amplifier Q 5 operates so that the two input terminals have the same potential.
RT - is equivalently equal to the potential of the common potential point COM. The single electrode potential Vg of the common potential point glass electrode 11 and reference electrode 12 with respect to COM potential difference Vr to each other dynamically summed with terminal GT - the voltage difference (Vg-Vr) is generated.

この差電圧(Vg−Vr)は測定液LQのpH値に対応してお
り、これは演算増幅器Q3を介してローパスフイルタLPF1
に出力される。このローパスフイルタLPF1は差電圧(Vg
−Vr)に端子LT-から重畳される後述する矩形波の電圧
を除去し、直流の差電圧(Vg−Vr)のみを取り出す。こ
の取り出された直流の差電圧(Vg−Vr)は演算増幅器Q4
を介して出力端子T1にpH信号VpHとして出力する。
This differential voltage (Vg-Vr) corresponds to the pH value of the solution LQ to be measured, which is passed through the operational amplifier Q 3 to the low-pass filter LPF 1
Is output to This low pass filter LPF 1 has a differential voltage (Vg
Terminal LT in -Vr) - removal of the voltage of the rectangular wave to be described later is superimposed from extracts only a DC difference voltage (Vg-Vr). The extracted DC differential voltage (Vg-Vr) is the operational amplifier Q 4
Output as a pH signal V pH to the output terminal T 1 via.

この場合に、ガラス電極11の端子GT−GT-間のケーブ
ルl1はそのシールドが演算増幅器Q3により端子GTSを介
して端子GT-と同一の電位に保持されているので、ケー
ブル容量の影響を受けることはない。
In this case, since the shield of the cable l 1 between the terminals GT and GT of the glass electrode 11 is held at the same potential as the terminal GT by the operational amplifier Q 3 via the terminal GTS, the influence of the cable capacitance is exerted. I will not receive it.

次に、比較電極のインピーダンス測定について説明す
る。
Next, the impedance measurement of the comparison electrode will be described.

発振器19から出力されたクロック信号CK(第2図
(イ))はスイッチ制御回路20で第2図(ロ)に示す波
形と同様のタイミング信号ST3でスイッチSW3を切り換え
その共通端にピーク値が±VRの矩形波の電圧V1(第2図
(ロ))を出力する。
The clock signal CK (Fig. 2 (a)) output from the oscillator 19 is switched by the switch control circuit 20 with the timing signal ST 3 similar to the waveform shown in Fig. 2 (b) to switch the switch SW 3 and peak at its common end. It outputs a square wave voltage V 1 (Fig. 2 (b)) whose value is ± VR.

一方、演算増幅器Q5の出力端には液電位Vsと単極電位
Vrとの差電圧(Vs−Vr)が直流の電圧V3として発生し、
この差電圧と矩形波の電圧(第2図(ロ))との和の電
圧V2がコンデンサC7と抵抗R16との接続点に発生する。
On the other hand, at the output terminal of the operational amplifier Q 5, the liquid potential Vs and the unipolar potential are
Differential voltage between Vr (Vs-Vr) is generated as a voltage V 3 of the direct current,
A voltage V 2 that is the sum of this difference voltage and the rectangular wave voltage (FIG. 2B) is generated at the connection point between the capacitor C 7 and the resistor R 16 .

そして、増幅器Q6の入力に発生する電圧V4は次式のよ
うになる。
The voltage V 4 generated at the input of the amplifier Q 6 is given by the following equation.

V4=V1 R8/(R15+R6+Rs+Rr+Rl1) …(5) この電圧はスイッチSW2の切換端の一端に印加され
る。このスイッチSW2は第2図(ホ)に示すタイミング
信号ST2により開閉され同期整流され、さらにローパス
フイルタLPF3で平滑されて出力端子T3に異常信号VA4
して出力される。
V 4 = V 1 R 8 / (R 15 + R 6 + Rs + Rr + R l1) ... (5) The voltage is applied to one end of the switch end switch SW 2. This switch SW 2 is opened / closed by the timing signal ST 2 shown in FIG. 2 (e), synchronously rectified, smoothed by the low-pass filter LPF 3 and output to the output terminal T 3 as an abnormal signal V A4 .

ここで、第2図(ニ)に示す電圧V4の波形の切り換え
部分が微分状の波形となっているのは端子RT-と他の端
子間のケーブル容量のために生じているものであるが、
第2図(ホ)に示すように切り換え直前の波形が安定し
ている部分でスイッチSW2をオンとしているので異常信
号VA4はこの影響を受けない。
Here, the switching portion of the waveform of the voltage V 4 shown in FIG. 2D has a differential waveform because it is caused by the cable capacitance between the terminal RT and the other terminals. But,
As shown in FIG. 2 (e), since the switch SW 2 is turned on at the portion where the waveform immediately before switching is stable, the abnormal signal V A4 is not affected by this.

(5)式において、抵抗R8、R15、R6は定数であり、
かつRr≫Rs、Rl1であるので電圧V4は抵抗Rrに支配され
る。このため、例えば比較電極12の液絡部LSの塩化カリ
溶液KCl(s)がなくなると抵抗Rrが極めて大きくなる
ので、電圧V4が小さくなりこれに伴なって異常信号VA4
が小さくなり、逆に液絡部LSに割れ或いは脱落があると
抵抗Rrが極めて小さくなるので、電圧V4が大きくなりこ
れに伴なって異常信号VA4が大きくなる。
In the equation (5), the resistors R 8 , R 15 and R 6 are constants,
And Rr»Rs, voltage V 4 because it is R l1 is governed by the resistance Rr. For this reason, for example, when the potassium chloride solution KCl (s) in the liquid junction LS of the reference electrode 12 disappears, the resistance Rr becomes extremely large, so that the voltage V 4 becomes small and the abnormal signal V A4
Becomes smaller, and conversely, if the liquid junction LS is cracked or dropped, the resistance Rr becomes extremely small, so that the voltage V 4 becomes large and the abnormal signal V A4 becomes large accordingly.

従って、この異常信号VA4を監視することにより比較
電極12の異常を知ることができる。
Therefore, the abnormality of the reference electrode 12 can be known by monitoring the abnormality signal V A4 .

次に、ガラス電極11のインピーダンスの測定について
説明する。この場合も、Rg≫Rl2、Rsの関係が成立する
ので、Rl2、Rsを省略し、かつ交流分について考える。
Next, the measurement of the impedance of the glass electrode 11 will be described. Again, since the relationship of Rg»R l2, Rs is established, omitting the R l2, Rs, and consider the AC component.

演算増幅器Q3の出力端に現れる交流の電圧V5は次式で
示される。
The AC voltage V 5 that appears at the output of the operational amplifier Q 3 is given by the following equation.

V5=(V1/jωC3)/$ 但し、$=[Rg/(1+jωCgRg)] +(1/jωC3) …(6) 従って、例えば、ガラス電極11のガラス膜GSが破損し
た場合にはRg=0となるのでV5=V1となり、ガラス電極
11の白金線Ptが断線したときはRg/(1+jωCgRg)=
∞となりV5=0となる。
V 5 = (V 1 / jωC 3 ) / $ where $ = [Rg / (1 + jωCgRg)] + (1 / jωC 3 ) ... (6) Therefore, for example, when the glass film GS of the glass electrode 11 is damaged. Is Rg = 0, so V 5 = V 1 and the glass electrode
When the platinum wire Pt of 11 is broken, Rg / (1 + jωCgRg) =
It becomes ∞ and V 5 = 0.

以上のことから、演算増幅器Q3の出力端に現れる交流
の電圧V5のみをハイパスフイルタHPF1を介して取り出し
スイッチSW1でタイミング信号ST1の制御の基に同期整流
すれば出力端子T2にはガラス電極11の断線、破損を知る
ことの出来る異常信号VA3を出力させることができる。
From the above, if only the AC voltage V 5 appearing at the output terminal of the operational amplifier Q 3 is rectified synchronously under the control of the timing signal ST 1 by the take-out switch SW 1 via the high-pass filter HPF 1 , the output terminal T 2 It is possible to output an abnormal signal V A3, which can be used to detect disconnection or breakage of the glass electrode 11.

<発明の効果> 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明に
よれば、測定液に液電極を介して交流電圧を印加する電
圧発生手段と、ガラス電極と液電極との間に発生する第
1交流電圧成分を検出する第1信号検出手段と、比較電
極と液電極との間に発生する第2交流電圧成分を検出す
る第2信号検出手段とを具備し、第1交流電圧成分から
ガラス電極の異常を、第2交流電圧成分から比較電極の
異常をそれぞれ検知するようにしたので、ガラス電極、
或いは比較電極の破損などの異常を常時監視することが
でき、またこの異常を常時監視していてもpH値を絶えず
出力することができ、さらに従来のように高絶縁のリレ
ーを用いなければならない不便もない。
<Effects of the Invention> According to the present invention as specifically described above with reference to the embodiments, the voltage generating means for applying an alternating voltage to the measurement liquid via the liquid electrode and the glass electrode and the liquid electrode. A first signal detecting means for detecting a first alternating voltage component generated and a second signal detecting means for detecting a second alternating voltage component generated between the comparison electrode and the liquid electrode are provided. Since the abnormality of the glass electrode is detected from the component and the abnormality of the comparison electrode is detected from the second AC voltage component, the glass electrode,
Alternatively, it is possible to constantly monitor for abnormalities such as breakage of the reference electrode, and even if this abnormality is constantly monitored, the pH value can be constantly output, and a highly insulated relay must be used as in the past. There is no inconvenience.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の1実施例の構成を示すブロック図、第
2図は第1図に示す実施例の動作を説明する波形図、第
3図は従来のpH変換器の構成の概要を示すブロック図、
第4図は第3図に示すガラス電極と比較電極の具体的な
構成を示す概略図である。 11……ガラス電極、12……比較電極、13……液電極、17
……リレー駆動回路、19……発振器、20……スイッチ制
御回路、VpH……pH信号、VA1〜VA4……異常信号、GS…
…ガラス膜、LS……液絡部、LQ……測定液、Vg、Vr……
単極電位、ST1〜ST3……タイミング信号。
FIG. 1 is a block diagram showing the constitution of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an outline of the constitution of a conventional pH converter. Block diagram showing,
FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific configuration of the glass electrode and the reference electrode shown in FIG. 11 …… Glass electrode, 12 …… Comparison electrode, 13 …… Liquid electrode, 17
...... Relay drive circuit, 19 …… Oscillator, 20 …… Switch control circuit, V pH …… pH signal, V A1 to V A4 …… Abnormal signal, GS…
… Glass film, LS… Liquid junction, LQ… Measured liquid, Vg, Vr…
Unipolar potential, ST 1 to ST 3 ... Timing signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーゼフ ミヒャエル バイク オランダ国,3829,エーエー,ホーフラ ンデルフェーン,ファンタイルストゥラ ート,1エー (56)参考文献 特開 昭62−261950(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Josef Michael Bicycle Netherlands, 3829, AA, Hoflanderveen, Fantaisturat, 1A (56) Reference JP-A-62-261950 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】測定液に浸積されたガラス電極と比較電極
との間に発生する直流起電力から前記測定液のpH値を測
定するpH変換器において、前記測定液に液電極を介して
交流電圧を印加する電圧発生手段と、前記ガラス電極と
前記液電極との間に発生する第1交流電圧成分を検出す
る第1信号検出手段と、前記比較電極と前記液電極との
間に発生する第2交流電圧成分を検出する第2信号検出
手段とを具備し、前記第1交流電圧成分から前記ガラス
電極の異常を、前記第2交流電圧成分から前記比較電極
の異常をそれぞれ検知することを特徴とするpH変換器。
1. A pH converter for measuring the pH value of the measurement liquid from a DC electromotive force generated between a glass electrode immersed in the measurement liquid and a reference electrode, wherein the pH value of the measurement liquid is measured via the liquid electrode. Voltage generating means for applying an AC voltage, first signal detecting means for detecting a first AC voltage component generated between the glass electrode and the liquid electrode, and generated between the comparison electrode and the liquid electrode A second signal detecting means for detecting a second AC voltage component for detecting the abnormality of the glass electrode from the first AC voltage component and the abnormality of the comparison electrode from the second AC voltage component. PH converter characterized by.
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