JP3955262B2 - 電位測定用プローブの残余供用時間判定法、該方法の実施装置、および該装置の使用法 - Google Patents
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Description
技術の状況
イオン濃度またはレドックス電位の電位測定用に広範囲に用いられるような測定用プローブは多孔質物質の半透膜を備えている。該半透膜は、通常測定用プローブ内に含まれる液体の形をした参照電解質および/またはブリッジ電解質を試験溶液と接触させるのに役立つ。とくに化学的または微生物的プロセス監視およびプロセス制御の用途の場合に、半透膜は測定結果をゆがめ得る汚染の影響をこうむることがある。
本発明の目的は上記の不利益の無い残余供用時間の改良判定法を提案することにある。本発明の別の目的は該方法の実施装置を提供し、かつ該装置の使用を提案することにある。
本発明による方法は電解質のみならず一次参照エレメント及び二次参照エレメントを含有する測定用プローブにどれだけ多くの供用時間が残っているかを判定するのに役立ち、この場合に参照エレメントは測定用プローブの開口部から進行する電解質消耗が一次参照エレメントに到達する以前に二次参照エレメントに達するように配置される。本発明の方法のもとでは、一次参照エレメントおよび二次参照エレメントのそれぞれの電位差を所定の許容基準に照らして監視する。監視結果が許容基準に合致しなくなる場合には、プローブを供用して残余供用時間算出の基礎として用いた時点から経過した供用時間を判定する。
本発明の有利な態様は添付クレームに記載されている。
クレーム5は電位差の監視における信号のフィルタ処理の使用を追加する。これは、時間の関数としての電位差が変動及びノイズを受けやすい場合にとくに有利である。
図1は通常電極シャフトと呼び、電気絶縁物質、たとえばガラスまたはポリアリールエーテルケトン(PAEK),とくにポリエーテル−エーテルケトン(PEEK)のようなポリマー物質からなる円筒状ハウジング2を有する参照電極として構成される測定用プローブを示す。ハウジング2は一次参照エレメント6、二次参照エレメント8ならびに電解質10を含む密閉空間4を包囲する。ハウジング2は測定用プローブを試料溶液(図示せず)中に浸漬するときに、電解質10を試料溶液と接触させるように開口部12を有する。図示例において、開口部12がハウジング2の末端部14の通過孔として形成されている。密閉空間4には電解質8とともに充填物塊16を形成するイオン透過性で高粘度の微孔質ポリマー物質が充填されている。充填物塊16が開口部12を経てハウジングから流出しないように、充填物塊は測定用プローブの通常の供用温度範囲において高粘性またはさらに固体状態でなければならない。この基準に合致するポリマー充填物塊としてはアクリリアミドとN,N1−メチレン−ビス−アクリルアミドとのコポリマーが試験されて実証ずみである。
測定用プローブを機能させる場合に、一次参照エレメント106を、たとえばプロセス監視用および/またはプロセス制御用に、通常のように一定の方法に従って電位測定を行うために使用する。一次電極122の電位V1は、該測定の参照電位として機能するので、できるだけ一定でなければならない。しかし、電解質消耗領域の境界前面148が一次電極122に到達した時にはもはやこの条件は満足されない。この好ましくない事象の十分な事前警告を与えるために、本発明は二次電極140の電位V2、より具体的には電位差V12=V1―V2を監視する概念を提案する。V12の監視は連続的又は間欠的、例えば周期的に行うことができる。
4 2の内部空間
6 一次参照エレメント
8 二次参照エレメント
10 電解質(電解液)
12 2の開口部
14 2の先端部
16 充填材
18 6のカートリッジ
20 一次電極
22 20の塩化処理を施した銀線
24 一次電解質
26 18の開放端
28 20の導線
30 20のプラグイン接続用の接片
32 2の頭部
34 18の封止栓
36 8のカートリッジ
38 36の開放端
40 二次電極
42 40の塩化処理を施した銀線
44 二次電解質
46 40の導線
48 46のプラグイン接続用の接片
50 36の封止栓
52 消耗前線
54 16の電解質消耗領域
56 16の電解質非消耗領域
102 ハウジング
104 102の内部領域
106 一次参照エレメント
108、108a 二次参照エレメント
110 電解質
112 102の開口部
114 102の先端部
116 充填材
118 内部管体
120 118の開放端
122 一次電極
124 122の塩化処理を施した銀線
126 一次電解質
128 124の塩化処理を施した先端部
130 118の閉塞端
132 122の導線
134 102の頭部
136 102の封止部材
138 132のプラグイン接続用の接片
140、140a 二次電極
142、142a 140の塩化処理を施した銀線
144 140の導線
146 144のプラグイン接続用の接片
148 消耗前線
A 2の長手方向軸
L 6と8との間の長手方向オフセット量
V1 一次電極の電極電位
V2 二次電極の電極電位
Claims (16)
- 電位測定のための測定用プローブの残余供用時間を判定する方法であって、前記測定用プローブは、電解質は勿論その他に一次参照エレメント及び二次参照エレメントを含んでおり、前記測定用プローブの開口部から進行して行く電解質消耗が、前記一次参照エレメントに到達する前に前記二次参照エレメントに到達するように前記一次参照エレメント及び前記二次参照エレメントは、配置されている、測定用プローブの残余供用時間の判定方法において、
前記一次参照エレメントと前記二次参照エレメントとの間に生じている電位差(V12)が所定の許容基準を満足しているか否かに関して該電位差を監視し、
前記許容基準に対する違反が発生したときに、前記測定用プローブの供用開始時点からの経過供用時間である基礎供用時間(tG)として決定され、
前記基礎供用時間(tG)から前記測定用プローブの残余供用時間(ΔtR)を算出する、
ことを特徴とする方法。 - 前記許容基準に対する違反は、警告信号を発生させることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記電位差(V12)の監視を実質的に連続的に行うことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記電位差(V12)の監視を断続的に行うことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記電位差(V12)の監視において、信号のフィルタ処理が使用されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の方法。
- 前記電位差の絶対値 (|V12|)が所定の許容基準範囲からの離脱が、前記許容基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の方法。
- 前記電位差の第一の時間導関数の絶対値(|V12’|)が1つまたは複数の所定の許容基準値を横切って変化することをもって前記許容基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の方法。
- 前記電位差の第二の時間導関数の絶対値(|V12’|)が1つまたは複数の所定の許容基準値を横切って変化することをもって前記許容基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の方法。
- 前記基礎供用時間(tG)に所定の乗数(m)を乗じることによって前記残余供用時間(ΔtR)を算出することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項記載の方法。
- 前記許容基準に対する違反が発生した後に、前記電位差(V12)が所定の警告基準を満足しているか否かに関して該電位差を監視し、そして
前記警告基準に対する違反が見つけられるときに、前記残余供用時間(ΔtR)をゼロに設定することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項記載の方法。 - 前記警告基準に対する違反は、警告信号を発生させることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記電位差の絶対値 (|V12|)が所定の所定の警告基準範囲からの離脱が、前記警告基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項10又は11項記載の方法。
- 前記電位差の第一の時間導関数の絶対値(|V12’|)が1つまたは複数の所定の警告基準値を横切って変化することをもって前記所定の警告基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項10又は11項記載の方法。
- 前記電位差の第二の時間導関数の絶対値(|V12’|)が1つまたは複数の所定の警告基準値を横切って変化することをもって前記警告基準に対する違反を見つける条件として使用されることを特徴とする請求項10又は11項記載の方法。
- 請求項1記載の方法を実行するための装置において、
a)前記測定用プローブは、電解質は勿論その他に一次参照エレメント及び二次参照エレメントを含んでおり、前記測定用プローブの開口部から進行して行く電解質消耗が、前記一次参照エレメントに到達する前に前記二次参照エレメントに到達するように前記一次参照エレメント及び前記二次参照エレメントは、配置されている測定用プローブと、
b)前記測定用プローブの供用される時点からの経過供用時間(t)を測定する計時手段と、
c)前記一次参照エレメントと前記二次参照エレメントとの間に生じている電位差(V12)を監視する監視手段と、
d)前記測定用プローブの残余供用時間(ΔtR)を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする装置。 - 請求項15記載の装置の利用方法であって、
プロセス監視及び/またはプロセス制御の用途に用いることを特徴とする利用
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