JP2850514B2 - PH meter with life expectancy display - Google Patents
PH meter with life expectancy displayInfo
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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、ガラス電極や比較電極等から成るpHセンサ
ーを用いて被測定液のpH値を測定する構成から成るpH計
（pH測定器）に係るものであり、詳しくはpHセンサー
（以下「センサー」という）の寿命予測を例えばμＰ
（マイクロコンピュータ）等の演算処理装置を用いて行
い、それを表示することができる寿命予測表示付pH計に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial application field> The present invention relates to a pH meter (pH measuring device) configured to measure a pH value of a liquid to be measured using a pH sensor including a glass electrode, a reference electrode, and the like. More specifically, the life prediction of a pH sensor (hereinafter referred to as “sensor”)
The present invention relates to a pH meter with a life expectancy display, which can be displayed by using an arithmetic processing device such as a (microcomputer).
＜従来の技術＞ 従来のpH計にあっては、センサー標準液校正時等に、
そのセンサーの起電力（スパン，不斉電位）及びそのと
きの応答時間について測定・観測し、このときの値が所
定の値以下になったときにセンサーについて必要な判断
をするようにしていた。<Conventional technology> In the conventional pH meter, when calibrating the sensor standard solution, etc.
The electromotive force (span, asymmetric potential) of the sensor and the response time at that time are measured and observed, and when the value at this time becomes equal to or less than a predetermined value, necessary judgment is made for the sensor.
ここで、所定の値は以下のようになっている。 Here, the predetermined value is as follows.
応答時間はpH4,pH7,pH9等の標準液相互の応答をさ
し、例えば正常な電極の場合90％応答が10秒以内程度で
ある。一方、応答時間と起電力の関係は、第６図の従来
の技術の説明に供する図に示すようになる。従って、正
常値の範囲から異状に近付いてきて（即ち起電力が下が
り応答時間も下がって来る時である。ここで起電力が下
がってくる要因はガラス電極の膜の劣化やセンサーの絶
縁劣化等があり、この時に応答時間も遅くなる傾向にあ
る）、ある値（これが前記する所定の値となる）以下に
なったときに前記するようにセンサーについて例えば不
良と判断することとなる。The response time refers to the response between standard solutions such as pH4, pH7, and pH9. For example, a normal electrode has a 90% response within about 10 seconds. On the other hand, the relationship between the response time and the electromotive force is as shown in FIG. 6 for explaining the prior art. Therefore, the abnormal value approaches the abnormal value from the range of the normal value (that is, the time when the electromotive force decreases and the response time also decreases. Here, the cause of the decrease in the electromotive force is deterioration of the glass electrode film, insulation deterioration of the sensor, etc.). At this time, the response time tends to be slower), and when the value falls below a certain value (which becomes the above-described predetermined value), the sensor is determined to be defective, for example, as described above.
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、実際の使用状況にあっては、正常値の範囲
から異常に近付いてきた時には、頻繁に校正して良否を
確認して、そのときの使用状況等を勘案しながら、場合
によっては未だ使用できる状態でも早目に交換する等の
対応をする等していた。従って、信頼性や作業上の手間
や経済性の面等から問題であった。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the actual use situation, when the value approaches the abnormal value from the range of the normal value, it is frequently calibrated to check the quality, and the use situation at that time is checked. In consideration of this, in some cases, even when the device can still be used, the user has to replace the device as soon as possible. Therefore, there have been problems from the viewpoints of reliability, work time and economy.
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、セ
ンサー標準液校正時における必要とするデータをセンサ
ー使用開始からの経過時間と共に取込み、起電力，応答
時間の変化等からセンサーの寿命を予測することにより
異常になる前にセンサー交換を可能とした寿命予測表示
付pH計を提供するものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and an object of the present invention is to capture data necessary for calibrating a sensor standard solution together with an elapsed time from the start of use of the sensor. Another object of the present invention is to provide a pH meter with a life expectancy display that enables the sensor to be replaced before an abnormality occurs by estimating the life of the sensor from changes in electromotive force and response time.
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、本発明は、ガラス電極や
比較電極から成るpHセンサーを用いて被測定液のpH値を
測定するpH計において、前記pHセンサーの標準液校正時
の起電力及び応答時間に関するデータ，センサー使用開
始時からの標準液校正時毎の経過時間のデータ，及び前
記比較電極のインピーダンスを連続的又は間欠的に測定
してセンサー使用開始からの一定時間毎のデータを記憶
要素において逐次記憶し、前記起電力，応答時間及び前
記比較電極のインピーダンスについてその正常値の範囲
を定めて、前記pHセンサー使用開始時からの前記記憶要
素で記憶される夫々の値の時間経過から前記定められた
正常値の範囲を越えるであろう時間を計算して寿命予測
情報を表示する構成から成ることを特徴とするものであ
る。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention relates to a pH meter for measuring the pH value of a liquid to be measured using a pH sensor comprising a glass electrode and a reference electrode. Data on the electromotive force and response time during calibration of the standard solution, data on the elapsed time for each calibration of the standard solution from the start of use of the sensor, and the impedance of the reference electrode are measured continuously or intermittently. Is stored sequentially in the storage element, and the normal range of the electromotive force, the response time, and the impedance of the comparison electrode is determined and stored in the storage element from the start of use of the pH sensor. And calculating the time that will exceed the range of the predetermined normal value from the elapsed time of each value and displaying the life expectancy information. Than it is.
＜作用＞ 比較電極の液絡部が目づまりしてくると起電力の低下
と応答遅れが生じてくるが、標準液で校正したときと各
種サンプル水に浸漬したときとではその測定が変る。こ
のために、起電力と応答時間のみ観測しているだけでは
センサーの交換時期を判断することは不十分となる。そ
して前記液絡部が目ずまりしてくると不斉電位が増加す
ることとなるが、この値は、例えば水道水や純水等では
標準校正液に比べて大きな値となる。そこで比較電極の
インピーダンス測定を行うことによって、今まで分らな
かった比較電極の劣化要因の１つである液絡部の目づま
りを知る必要がある。<Operation> When the liquid junction of the reference electrode becomes clogged, a decrease in electromotive force and a response delay occur, but the measurement differs between when calibrated with a standard solution and when immersed in various sample waters. For this reason, it is not sufficient to determine the time to replace the sensor only by observing only the electromotive force and the response time. When the liquid junction becomes clogged, the asymmetric potential increases, but this value is larger in tap water, pure water, and the like than in the standard calibration liquid. Therefore, it is necessary to know the clogging of the liquid junction, which is one of the causes of deterioration of the comparative electrode, which has not been known until now, by measuring the impedance of the comparative electrode.
そのために、センサー標準液校正時の起電力（スパ
ン，不斉電位）及び応答時間に関するデータ、センサー
使用開始時からの標準液校正時毎の経過時間のデータ、
及び連続的に又は間欠的に比較電極のインピーダンスを
測定しセンサー使用開始からの一定時間毎のデータ、の
夫々を記憶して、その上で、起電力，応答時間，比較電
極のインピーダンスについて、その正常値の範囲を定め
て、センサー使用開始時からの夫々の値の時間経過か
ら、定められた正常値の範囲を越えるであろう時間を計
算して寿命予測表示する。For this purpose, data on the electromotive force (span, asymmetric potential) and response time when calibrating the sensor standard solution, data on the elapsed time for each calibration of the standard solution from the start of use of the sensor,
And the impedance of the reference electrode is measured continuously or intermittently, and data for each fixed time from the start of use of the sensor is stored. Then, the electromotive force, response time, and impedance of the reference electrode are stored. The normal value range is determined, and the time that would exceed the predetermined normal value range is calculated from the elapsed time of each value from the start of use of the sensor, and the life expectancy is displayed.
＜実施例＞ 実施例について図面を参照して説明する。<Example> An example will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の寿命予測表示付pH計の具体的実施例
であるブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a specific embodiment of a pH meter with life expectancy display according to the present invention.
第２図乃至第５図は本発明の説明に供する図である。 2 to 5 are views for explaining the present invention.
第１図において、１は容器２内の被測定液３のpH値を
測定するために設けられたセンサーであり、ここでは例
えば、ガラス電極1a,比較電極1b,測温体1c,液アース1d
等から成る。４はpH計プリアンプ、５はpH計プリアンプ
からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D（ア
ナログ・デジタル変換回路）、６は演算処理装置、７は
起電力，応答時間，比較電極のインピーダンスについて
その正常値の範囲を設定したりすることができる例えば
操作キー等から成る外部設定入力手段（以下「操作キ
ー」という）、８は演算処理装置からの信号に基づいて
上表を表示する表示部である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sensor provided for measuring a pH value of a liquid 3 to be measured in a container 2, for example, a glass electrode 1a, a comparative electrode 1b, a temperature measuring element 1c, and a liquid earth 1d.
Etc. 4 is a pH meter preamplifier, 5 is an A / D (analog-to-digital conversion circuit) that converts an analog signal from the pH meter preamplifier to a digital signal, 6 is an arithmetic processing unit, 7 is an electromotive force, a response time, and an impedance of a comparison electrode. External setting input means (hereinafter, referred to as "operation keys") comprising, for example, operation keys, which can set the range of the normal value, and 8 is a display for displaying an upper table based on a signal from the arithmetic processing unit. Department.
演算処理装置６は、例えば、第２図に示すように構成
することができる。例えば、演算に必要な情報を記憶す
るROM6aと、操作キー７を用いて設定された情報を入力
する設定入力I/F（インターフェイス）6bと、A/D5から
の測定信号を入力する測定入力I/F6cと、センサー標準
液校正時の起電力及び応答時間に関するデータやセンサ
ー使用開始時からの標準液校正時毎の経過時間のデータ
や連続的に又は間欠的に測定してセンサー使用開始から
の一定時間毎の比較電極のインピーダンスのデータ等を
記憶する記憶要素（RAM）6dと、各入力値や記憶された
データを用いてセンサー使用開始時からの夫々の値の時
間経過から、定められた正常値の範囲を越えるであろう
時間を計算するCPU（演算処理部）6e,及びCPUで計算し
た情報を表示部８において寿命予測表示するために出力
する表示出力I/F6f等から構成することができる。The arithmetic processing unit 6 can be configured, for example, as shown in FIG. For example, a ROM 6a for storing information necessary for calculation, a setting input I / F (interface) 6b for inputting information set using the operation keys 7, and a measurement input I for inputting a measurement signal from the A / D5. / F6c, data on the electromotive force and response time during calibration of the sensor standard solution, data on the elapsed time for each calibration of the standard solution from the start of use of the sensor, and continuous or intermittent measurement from the start of use of the sensor A storage element (RAM) 6d for storing the data of the impedance of the reference electrode at fixed time intervals, etc., and each input value and the stored data are used to determine the values from the time lapse of each value from the start of use of the sensor. A CPU (arithmetic processing unit) 6e that calculates the time that will exceed the normal value range, and a display output I / F 6f that outputs the information calculated by the CPU to the life expectancy display on the display unit 8. Can be.
ここで、センサーの起電力，応答時間及び比較電極の
インピーダンスの相互の関係は第３図のようになる。一
方、起電力，応答時間及び比較電極のインピーダンスの
正常値と異常値の関係を具体的な一例をもって表わすと
例えば第４図フローチャート内に記載した表のような関
係となる。故に、例えばこのような関係が設定・記憶さ
れていれば、必要な処理ができることとなる。Here, the relationship between the electromotive force of the sensor, the response time, and the impedance of the reference electrode is as shown in FIG. On the other hand, when the relationship between the normal value and the abnormal value of the electromotive force, the response time, and the impedance of the comparison electrode is represented by a specific example, the relationship as shown in the flowchart in FIG. 4 is obtained. Therefore, for example, if such a relationship is set and stored, necessary processing can be performed.
従って、このような構成において、通常の測定時は、
センサー１の情報がpH計プリアンプ4,A/D5を介して演算
処理装置６で必要な計算が施させて表示部８で表示され
る。Therefore, in such a configuration, during normal measurement,
The information of the sensor 1 is subjected to necessary calculations by the arithmetic processing unit 6 via the pH meter preamplifier 4 and the A / D 5 and displayed on the display unit 8.
そして、標準液校正時等にあっては、起電力，応答時
間及び比較電極インピーダンスの個々について、第４図
のようなフローに従って処理されることとなる。Then, at the time of standard solution calibration, etc., each of the electromotive force, the response time, and the reference electrode impedance is processed according to the flow as shown in FIG.
演算処理装置６において第５図に示すような、横軸に
経過時間Ｔ（センサー使用開始を“0"と置く）、縦軸に
Ｙ（起電力，応答時間及び比較電極インピーダンス）を
とったときの標準液校正時のデータnnに基づく特性（寿
命推定カーブ）が求められる（起電力，応答時間及び比
較電極インピーダンスは相互に特性がからんでいるが、
扱いは独立して扱う）。When the elapsed time T (the start of use of the sensor is set to "0") is plotted on the horizontal axis and Y (electromotive force, response time, and reference electrode impedance) is plotted on the vertical axis, as shown in FIG. The characteristic (lifetime estimation curve) based on the data n n at the time of the calibration of the standard solution is required (Electromotive force, response time, and reference electrode impedance are mutually entangled.
Treat them independently.)
この第５図の関係から最短時間を寿命とすることがで
きる。即ち、図の縦軸のYH〜YLが正常範囲、YH以上及び
YL以下は異常範囲としたとき、例えばn0,n1,n2の３点
（これ以上であってもよいことはいうまでもない）のデ
ータを使用して、YL（勿論YLについても言える。但し図
においてはYLとなる）を横切るまでの時間（第４図中の
表の内一番短い時間を寿命表示することとなる時間）、
即ち寿命推定経過時間Txを求める（予測計算）ことがで
きる。From the relationship of FIG. 5, the shortest time can be the life. That, Y H to Y L is the normal range of the vertical axis of FIG, Y H or and
When the area below Y L is regarded as an abnormal range, for example, data of three points n 0 , n 1 , and n 2 (of course, it is possible to have more than three points) is used to obtain Y L (of course, Y L for true. However the time that would be the shortest time the life display of the table in time (Fig. 4 to traverse the a Y L) in the figure),
That is, the estimated life time Tx can be obtained (predicted calculation).
その求め方の例は、例えば“起電力VS経過時間”を見
るカーブとしたときの当該３点データ使用時についてそ
の演算式は、 Ｙ＝aT2＋bT＋ｃ （但しa,b,cは定数）となる。そして、この式における
定数a,b,cを求めることで寿命推定経過時間Txを求める
ことができることとなる。“インピーダンスVS経過時
間",“応答時間VS経過時間”についても同様となる。An example of how to obtain this is, for example, when using a curve that looks at “electromotive force VS elapsed time” and using the three-point data, the arithmetic expression is as follows: Y = aT 2 + bT + c (where a, b, and c are constants) Become. Then, by calculating the constants a, b, and c in this equation, the estimated life time Tx can be obtained. The same applies to “impedance VS elapsed time” and “response time VS elapsed time”.
＜発明の効果＞ 本発明は、以上説明したように構成されているので、
次に記載するような効果を奏する。<Effects of the Invention> Since the present invention is configured as described above,
The following effects are obtained.
センサーの寿命予測を行うことにより、特にプロセス
用として使用しているpH計にあっては、不良となる前に
センサーを交換することができるようになったため、信
頼性が大幅に向上する。勿論作業の効率化も果せる。By estimating the life of the sensor, especially in the case of a pH meter used for a process, the sensor can be replaced before it becomes defective, so that the reliability is greatly improved. Of course, the efficiency of work can be improved.
第１図は本発明の寿命予測表示付pH計の具体的実施例で
あるブロック構成図、第２図乃至第５図は本発明の説明
に供する図、第６図は従来の技術の説明に供する図であ
る。 １……pHセンサー（以下「センサー」と略称する）、２
……容器、３……被測定液、４……pH計プリアンプ、５
……A/D（アナログ・デジタル変換回路）、６……演算
処理装置、７……外部設定入力手段（操作キー）、８…
…表示部。FIG. 1 is a block diagram showing a specific embodiment of a pH meter with a life expectancy display according to the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams for explaining the present invention, and FIG. FIG. 1 .... pH sensor (hereinafter abbreviated as "sensor"), 2
... container, 3 ... liquid to be measured, 4 ... pH meter preamplifier, 5
... A / D (analog / digital conversion circuit), 6 arithmetic processing unit, 7 external setting input means (operation keys), 8
... Display unit.
Claims (1)
を用いて被測定液のpH値を測定するpH計において、前記
pHセンサーの標準液校正時の起電力及び応答時間に関す
るデータ，センサー使用開始時からの標準液校正時毎の
経過時間のデータ，及び前記比較電極のインピーダンス
を連続的又は間欠的に測定してセンサー使用開始からの
一定時間毎のデータを記憶要素において逐次記憶し、前
記起電力，応答時間及び前記比較電極のインピーダンス
についてその正常値の範囲を定めて、前記pHセンサー使
用開始時からの前記記憶要素で記憶される夫々の値の時
間経過から前記定められた正常値の範囲を越えるであろ
う時間を計算して寿命予測情報を表示する構成から成る
ことを特徴とする寿命予測表示付pH計。1. A pH meter for measuring a pH value of a liquid to be measured using a pH sensor comprising a glass electrode and a reference electrode.
Data on the electromotive force and response time during calibration of the standard solution of the pH sensor, data on the elapsed time for each calibration of the standard solution from the start of use of the sensor, and the impedance of the comparison electrode are measured continuously or intermittently. The storage element sequentially stores data at regular intervals from the start of use in the storage element, defines a range of normal values of the electromotive force, the response time, and the impedance of the comparison electrode, and sets the storage element from the start of use of the pH sensor. Characterized in that it calculates a time that will exceed the range of the predetermined normal value from the lapse of time of each value stored in step (b) and displays life expectancy information.
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