JP3461258B2 - 導電率またはpHを測定する装置 - Google Patents

導電率またはpHを測定する装置

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、導電率電極とp
H電極とを同一の試料に浸漬し、それぞれの電極によっ
て導電率またはpHを選択的に測定することができる導
電率またはpHを測定する装置に関する。 【0002】 【従来の技術およびその問題点】上記装置においては、
導電率電極とpH電極とを同一の試料に浸漬した場合、
干渉影響のためpH測定に悪影響が及ぼされるので、従
来は、図2や図3に示すような手段を講じていた。 【0003】すなわち、図2は従来の導電率またはpH
を測定する装置の構成の一例を示すもので、この図にお
いて、31は導電率電極で、二つの信号線32,33が
接続されている。一方の信号線32には導電率電極31
に流れ込む電流を測定する導電率−電圧変換回路34が
接続され、この回路34の後段にはA/D変換回路35
が設けられ、この回路35はフォトカプラ36を介して
演算・表示部37に接続されている。38は導電率−電
圧変換回路34、A/D変換回路35およびフォトカプ
ラ36をそれぞれ駆動するための電源である。そして、
他方の信号線33には基準電位が与えられる。 【0004】39はpH電極で、二つの信号線40,4
1が接続されている。一方の信号線40にはインピーダ
ンス変換回路42が接続され、この回路42の後段には
A/D変換回路43が設けられ、この回路43はフォト
カプラ44を介して演算・表示回路37に接続されてい
る。45はインピーダンス変換回路42、A/D変換回
路43およびフォトカプラ44をそれぞれ駆動するため
の電源である。そして、他方の信号線41にはコモン電
位が与えられる。 【0005】上記図2のように構成したものにおいて
は、導電率電極31、信号線32、導電率−電圧変換回
路34およびA/D変換回路35などよりなる導電率を
測定するための回路Iと、pH電極39、信号線40、
インピーダンス変換回路42およびA/D変換回路43
などよりなるpHを測定するための回路IIとがフォトカ
プラ36,44によって信号的に絶縁されるので、pH
電極39と導電率電極31とを相互に切り離すことがで
き、前記干渉影響をなくすることができる。 【0006】しかしながら、上記図2のように構成した
ものにおいては、導電率測定回路IおよびpH測定回路
IIのそれぞれに、A/D変換回路35,43を設けると
ともに、互いに絶縁された電源38,45を設ける必要
があるなど、構成部品が多くなってそれだけコストアッ
プになるとともに、回路面積も大きくなるといった不都
合がある。 【0007】これに対して、図3に示すように、導電率
電極31に接続される信号線33にスイッチ46を介装
し、pH測定時に、スイッチ46をオフにすることによ
り導電率電極31を切り離すことができるようにしてい
る。この図3のように構成したものにおいては、pH測
定における前記干渉影響を回避できるとともに、導電率
−電圧変換回路34、A/D変換回路35、インピーダ
ンス変換回路42およびA/D変換回路43をそれぞれ
駆動するための電源が一つ47で済むといった利点があ
り、それだけ構成が簡略化されるが、次のような問題が
ある。 【0008】すなわち、導電率測定を行うに際して、前
記スイッチ46をオンすると、オン抵抗が導電率測定に
よって得られる計測結果に誤差として影響を及ぼす。こ
の誤差は、演算・表示部37において適宜処理すること
によって打ち消すことができるが、この演算処理が複雑
であるといった問題がある。 【0009】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、導電率電極とpH電極とを同一
の試料に浸漬したときの干渉影響を、きわめて合理的に
なくすことができ、pH測定および導電率測定を精度よ
く行うことができる導電率またはpHを測定する装置を
提供することである。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、導電率電極とpH電極とを同一の試
料に浸漬し、それぞれの電極によって導電率またはpH
を選択的に測定することができる導電率またはpHを測
定する装置において、前記導電率電極に接続される二つ
の信号線の一方を、導電率電極に流れ込む電流を測定す
る導電率−電圧変換回路に接続する一方、前記信号線の
他方に導電率測定時には導電率電極に基準電位を与えp
H測定時には導電率電極をpH測定回路から切り離すた
めの第1のスイッチを介して非反転型オペアンプの出力
側を接続し、この非反転型オペアンプの反転入力端子と
他方の信号線との間に第1のスイッチと同時にオンまた
はオフされる第2のスイッチを設け、さらに、前記非反
転型オペアンプの非反転入力端子に基準電位を接続する
ようにしている。 【0011】前記構成の導電率またはpHを測定する装
置においては、導電率測定の際には、第1および第2の
スイッチをオン(クローズ)する。これによって、導電
率電極に所定の基準電位が付与される。この場合、非反
転型オペアンプの作用により出力インピーダンスを可及
的に小さくしてオンすることができるので、導電率測定
に与えられるオン抵抗による影響がほとんど無視できる
程度になる。 【0012】また、pH測定の際には、前記両スイッチ
をオフ(オープン)する。これによって、導電率電極が
pH測定回路と切り離され、干渉影響をなくすことがで
きる。 【0013】 【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。 【0014】図1は、この発明の一実施例を示し、この
図において、I,IIはそれぞれ導電率測定回路、pH測
定回路である。まず、導電率測定回路Iの構成について
説明すると、この導電率測定回路Iは、導電率電極に一
定の電圧を印加したときに流れる電流を測定するように
構成されている。すなわち、1は導電率電極で、二つの
信号線2,3が接続されている。一方の信号線2には導
電率電極1に流れ込む電流を測定する、例えば定電圧電
流−電圧変換回路からなる導電率−電圧変換回路4が設
けられている。 【0015】他方の信号線3は、導電率測定専用の基準
電圧を与えるための端子5に接続され、この端子5に
は、例えばアナログスイッチよりなる第1のスイッチ6
を介して非反転型オペアンプ7の出力側が接続されてい
る。そして、この非反転型オペアンプ7の反転入力端子
7aと端子5との間には、第1のスイッチ6と同時にオ
ンまたはオフされる第2のスイッチ8が介装されてい
る。また、非反転型オペアンプ7の非反転入力端子7b
には、後述するpH測定回路IIやA/D変換回路15な
ど全体の回路に共通の基準電位9に接続されている。な
お、第1のスイッチ6および第2のスイッチ8のオンま
たはオフの切り換え制御は、後述する演算・制御部16
からの指令に基づいて行われる。 【0016】次に、pH測定回路IIの構成について説明
すると、10はpH電極で、二つの信号線11,12が
接続されている。一方の信号線11にはインピーダンス
変換回路13が接続されている。そして、他方の信号線
12は適宜の基準電位14に接続されている。 【0017】そして、15は前記導電率測定回路Iおよ
びpH測定回路IIに共通のA/D変換回路で、詳細に図
示してないが、その入力側に切り換えスイッチを備えて
おり、両回路I,IIからのアナログ信号を択一的にディ
ジタル信号に変換し、演算・表示部16に出力するもの
である。演算・表示部16は、例えばマイクロコンピュ
ータよりなり、入力された信号を演算処理したり、演算
結果を表示したり、メモリする機能を有するとともに、
各種の制御機能を有している。 【0018】17は電源で、前記導電率−電圧変換回路
4、インピーダンス変換回路13、A/D変換回路15
などを駆動するための電源である。 【0019】上述のように構成された導電率またはpH
を測定する装置の動作について説明する。今、導電率電
極1およびpH電極10を図示してない同一の試料中に
同時に浸漬してあるものとする。このような状態におい
て、pH測定を行うときには、第1のスイッチ6および
第2のスイッチ8をオフ(オープン状態)にする。これ
によって、導電率電極1がpH測定回路IIと切り離され
る。そして、pH電極10からの出力信号がインピーダ
ンス変換回路13を経てA/D変換回路15に入力さ
れ、その変換出力が演算・制御部16に入力されること
により、試料のpH結果が得られる。この場合、導電率
電極1がpH測定回路IIと切り離されているので、導電
率電極側によるpH測定に対する干渉影響がなくなり、
精度の高い測定が行われる。 【0020】また、導電率測定を行うときには、スイッ
チ6,8をオン(クローズ状態)にする。これによっ
て、導電率電極1に一定の基準電位が印加される。そし
て、この一定の電圧を印加したときに流れる電流は、導
電率−電圧変換回路4において電圧に変換され、さら
に、A/D変換された後、演算・制御部16に入力さ
れ、試料の導電率が求められる。この場合、前記スイッ
チ6,8をオンした際、非反転型オペアンプ7の作用に
より出力インピーダンスを可及的に小さくしてオンする
ことができるので、導電率測定に与える影響がほとんど
無視できる程度になり、精度の高い測定が行われる。 【0021】そして、上記実施例においては、A/D変
換回路15が唯一つでよいとともに、導電率−電圧変換
回路4、インピーダンス変換回路13、A/D変換回路
15を駆動する電源17も一つで済むので、全体の回路
構成が簡略化され、回路面積を小さくできる。 【0022】また、上述したように、導電率電極1の一
方の信号線3に非反転型オペアンプ7を介装しているの
で、スイッチ6,8をオンしたときのオン抵抗値に影響
されにくくなり、したがって、比較的抵抗値の大きいア
ナログスイッチを用いることができるが、スイッチ6,
8として消費電力が小さいリレースイッチを用いてもよ
い。 【0023】なお、上述の実施例においては、A/D変
換回路15として、その入力側に切り換えスイッチを備
えていたが、これに代えて、切り換えスイッチを別途設
け、A/D変換回路15には切り換えスイッチの設けて
ないものを使用してもよい。 【0024】 【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。 【0025】この発明の導電率またはpHを測定する装
置においては、導電率測定時には、非反転型オペアンプ
とスイッチとを複合した回路を介して導電率電極に基準
電位を与え、pH測定時には、前記スイッチをオフして
導電率電極をpH測定回路から切り離すようにしている
ので、pH測定および導電率測定を精度よく行うことが
できる。また、非反転型オペアンプの作用により出力イ
ンピーダンスを可及的に小さくしてオンすることができ
るので、導電率測定に与えられるオン抵抗によ る影響が
ほとんど無視できる程度になる。 【0026】そして、この発明によれば、回路構成が簡
単になり、全体として安価な装置が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の導電率またはpHを測定する装置の
一例を概略的に示す図である。 【図2】従来の導電率またはpHを測定する装置を概略
的に示す図である。 【図3】別の従来の導電率またはpHを測定する装置を
概略的に示す図である。 【符号の説明】 I…導電率測定回路、II…pH測定回路、1…導電率電
極、2,3…信号線、4…導電率−電圧変換回路、6…
第1のスイッチ、7…非反転型オペアンプ、7a…反転
入力端子、7b…非反転入力端子、8…第2のスイッ
チ、9…基準電位、10…pH電極。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−5712(JP,A) 特開 昭61−81023(JP,A) 特開 平10−221302(JP,A) 特開 平5−264500(JP,A) 実開 昭62−187844(JP,U) 米国特許5103179(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 - 27/56 H03K 17/00 - 17/70

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 導電率電極とpH電極とを同一の試料に
    浸漬し、それぞれの電極によって導電率またはpHを選
    択的に測定することができる導電率またはpHを測定す
    る装置において、前記導電率電極に接続される二つの信
    号線の一方を、導電率電極に流れ込む電流を測定する導
    電率−電圧変換回路に接続する一方、前記信号線の他方
    導電率測定時には導電率電極に基準電位を与えpH測
    定時には導電率電極をpH測定回路から切り離すための
    第1のスイッチを介して非反転型オペアンプの出力側を
    接続し、この非反転型オペアンプの反転入力端子と他方
    の信号線との間に第1のスイッチと同時にオンまたはオ
    フされる第2のスイッチを設け、さらに、前記非反転型
    オペアンプの非反転入力端子に基準電位を接続したこと
    を特徴とする導電率またはpHを測定する装置。
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