JP7480546B2

JP7480546B2 - 電気伝導率測定部

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Publication number: JP7480546B2
Application number: JP2020054688A
Authority: JP
Inventors: 寿定松井; 祐次樋渡; 真千子鎌田
Original assignee: JMS Co Ltd
Current assignee: JMS Co Ltd
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2040-03-25
Also published as: JP2021156624A

Description

本発明は、電気伝導率測定装置に用いられる電気伝導率測定部に関する。

従来、電気伝導率測定装置において、一対の電極により、溶液（測定水）の電気伝導率を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。電気伝導率測定装置は、制御基板を有する装置本体と、一対の電極を有する電気伝導率測定部と、を備える。

一対の電極により溶液の電気伝導率を測定する場合に、一対の電極の製造上のバラツキ（電極の形状のバラツキ、組み立て時のバラツキなど）により、溶液の電気伝導率の測定値にバラツキが生じて、溶液の電気伝導率の測定精度に影響を及ぼすことがある。一対の電極の製造上のバラツキにより溶液の電気伝導率の測定値にバラツキが生じた場合には、装置本体の制御基板側において、電気伝導率の測定値の補正を行うことが行われている。

特許第５３０４２０３号公報

装置本体又は電気伝導率測定部を故障により交換した場合には、装置本体の制御基板側において各々の電気伝導率の測定値の補正を行うことが必要となるため、電気伝導率の測定値の補正を行う調整作業が生じる。装置本体の制御基板側において電気伝導率の測定値の補正を行う調整作業は、技術的作業が伴うため、困難である。一方、電気伝導率測定部において、電極の製造上の公差を厳しくすることで、溶液の電気伝導率の測定値のバラツキを低減できる。しかし、電極の製造上の公差を厳しくする場合には、製造コストが高くなる。そのため、電気伝導率測定部において、簡易な構成で、溶液の電気伝導率の測定値のバラツキを低減することで、溶液の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できることが望まれている。

本発明は、簡易な構成で、測定水の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できる電気伝導率測定部を提供することを目的とする。

本発明は、測定水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部であって、所定方向に延びる一対の電極と、前記一対の電極のうち何れか一方又は両方の電極において、前記電極における外部に露出する部分の長手方向の長さを調整可能な長さ調整機構と、を備える電気伝導率測定部に関する。

また、前記一対の電極が取り付けられる電極台座を更に備え、前記長さ調整機構は、前記一方の電極と前記電極台座との間に形成される調整用隙間を有することが好ましい。

本発明によれば、簡易な構成で、測定水の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できる電気伝導率測定部を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電気伝導率測定装置の構成を示す図である。一方の電極の長さを調整した場合のセル定数の変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る電気伝導率測定部３を含む電気伝導率測定装置１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電気伝導率測定装置１の構成を示す図である。図２は、一方の電極３７の長さを調整した場合のセル定数の変化を示すグラフである。

本実施形態の電気伝導率測定装置１は、例えば、透析用水などの溶液（測定水）の電気伝導率を測定する装置である。図１に示すように、電気伝導率測定装置１は、装置本体２と、溶液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部３と、を有する。

電気伝導率測定部３は、透析用水の溶液の電気伝導率を測定する場合に、少なくとも一対の電極３６，３７が、溶液中に配置される。電気伝導率測定部３は、ケーブル４１及びコネクタ４２を介して、装置本体２の制御基板２１に接続される。電気伝導率測定部３は、全体として、所定方向に延びて形成される。

本実施形態においては、電気伝導率測定部３が延びる所定方向を、長手方向Ｄという。電気伝導率測定部３の長手方向Ｄにおいて、基端側ケース３１のケーブル４１側の端部側を第１側Ｄ１といい、一対の電極３６，３７の先端側を第２側Ｄ２という。

電気伝導率測定部３は、基端側ケース３１と、電極台座３２と、一対の電極３６，３７と、電極長さ調整機構３８（長さ調整機構）と、を有する。

基端側ケース３１は、長手方向Ｄに延びる筒状に形成される。基端側ケース３１は、第１側Ｄ１に配置される同径筒状部３１１と、第２側Ｄ２に配置されると共に同径筒状部３１１に連通する拡径筒状部３１２と、を有する。同径筒状部３１１は、第１側Ｄ１から第２側Ｄ２に向かって同径で延びる。拡径筒状部３１２は、同径筒状部３１１の第２側Ｄ２に接続され、第１側Ｄ１から第２側Ｄ２に向かうに従って径が大きくなるように延びる。拡径筒状部３１２の第２側Ｄ２の端部は、開放して形成される。

電極台座３２は、基端側ケース３１の拡径筒状部３１２の第２側Ｄ２の端部に取り付けられる。電極台座３２は、台座側係合部３３と、一対の電極取付穴３４，３５と、を有する。台座側係合部３３は、基端側ケース３１の拡径筒状部３１２の第２側Ｄ２の端部に形成されるケース側係合部３１２ａに係合される。

一対の電極取付穴３４，３５は、それぞれ、電極台座３２を長手方向Ｄに貫通して長手方向Ｄに延びる。一対の電極取付穴３４，３５は、それぞれ、第１側Ｄ１に形成される小径穴３４１，３５１と、第２側Ｄ２に形成され小径穴３４１，３５１に連通する大径穴３４２，３５２と、小径穴３４１，３５１と大径穴３４２，３５２との間に形成される段差３４３，３５３と、を有する。

大径穴３４２，３５２の長手方向Ｄの長さは、小径穴３４１，３５１の長手方向Ｄの長さよりも短く形成される。段差３４３，３５３は、小径穴３４１，３５１の第１側Ｄ１の端部と大径穴３４２，３５２の第２側Ｄ２の端部とを径方向につなぐ円環状の平面により形成される。段差３４３，３５３の円環状の平面は、第２側Ｄ２側を向いて形成される。

一対の電極３６，３７は、電極台座３２に取り付けられ、いずれも、所定方向に延びる。一対の電極３６，３７の延びる所定方向は、長手方向Ｄに一致する。一対の電極３６，３７は、それぞれ、電極台座３２の電極取付穴３４，３５に挿通して配置され、長手方向Ｄの第２側Ｄ２の端部において長さＬ１，Ｌ２の部分が外部に露出する。

一対の電極３６，３７は、それぞれ、第１側Ｄ１に形成される小径部３６１，３７１と、第２側Ｄ２に形成され小径部３６１，３７１に接続される大径部３６２，３７２と、小径部３６１，３７１と大径部３６２，３７２との間に形成される段差３６３，３７３と、を有する。

段差３６３，３７３は、小径部３６１，３７１の第１側Ｄ１の端部と大径部３６２，３７２の第２側Ｄ２の端部とを径方向につなぐ円環状の平面により形成される。段差３６３，３７３の円環状の平面は、第１側Ｄ１を向いて形成される。小径部３６１，３７１は、電極台座３２の小径穴３４１，３５１に配置される。大径部３６２，３７２は、電極台座３２の大径穴３４２，３５２に配置される。段差３６３，３７３は、電極台座３２の段差３４３，３５３に対向して配置される。

小径部３６１，３７１の基端側の外周面には、ネジ溝３６１ａ，３７１ａが形成される。大径部３６２，３７２の第１側Ｄ１の外周面には、Ｏリング３６２ａ，３７２ａが取り付けられている。Ｏリング３６２ａ，３７２ａは、大径部３６２，３７２の第１側Ｄ１の外周面と電極取付穴３４，３５の小径穴３４１，３５１との間に配置される。

一対の電極３６，３７それぞれが電極台座３２の電極取付穴３４，３５に挿通された状態において、一対の電極３６，３７それぞれの第１側Ｄ１の端部側は、ネジ溝３６１ａ、３７１ａにおいて、ナットＮにより固定される。本実施形態においては、一対の電極３６，３７のうち、一方の電極３７は、ナットＮを緩めることで、電極長さ調整機構３８により、外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを調整可能である。

電極長さ調整機構３８は、一方の電極３７における外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整可能である。電極長さ調整機構３８は、一方の電極３７と電極台座３２との間に形成される調整用隙間３８１を有する。調整用隙間３８１は、電極台座３２の電極取付穴３５の段差３５３と一方の電極３７の段差３７３との間の隙間である。電極３７を固定するナットＮを緩めることで、調整用隙間３８１において電極３７を長手方向に移動させることができるため、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整できる。

装置本体２は、制御基板２１を備える。制御基板２１は、制御部２１１を有する。制御部２１１は、電気伝導率測定部３の一対の電極３６，３７により測定された測定値に基づいて、溶液の電気伝導率を算出する。

ＪＩＳＫ０１３０に定められる電気伝導率測定法には、溶液の電気伝導率は、「面積１ｍ^２の２個の平面電極が、距離１ｍで対向している容器に電解質水溶液を満たして測定した電気抵抗の逆数」と定義されている。

溶液の電気伝導率は、次の（１）式により算出できる。
溶液の電気伝導率（μＳ／ｃｍ）＝一対の電極３６，３７の電極間の抵抗値の逆数（Ｓ）×セル定数（ｃｍ^－１）・・・（１）

セル定数は、次の（２）式により算出することができる。
セル定数（ｃｍ^－１）＝一対の電極の電極間の距離（ｃｍ）／電極の表面積（ｃｍ^２）・・・（２）

（２）式により、セル定数は、一対の電極の電極間の距離に比例し、電極の表面積に反比例する。そのため、上記（２）式により、電極の表面積を変更することで、セル定数を変更できる。本実施形態においては、電気伝導率測定部３は、電極長さ調整機構３８により、一方の電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを変更することで、一方の電極３７の外部に露出される表面積を変更できる。これにより、電極の表面積を変更することで、セル定数を変更できる。

例えば、図２に示すように、複数の電極３７のサンプルを用いて、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを調整することによるセル定数の変化を実験により検証した。図２に示す実験結果のグラフによれば、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを長くするに従って、セル定数が小さくなる傾向があることを検証できた。

以上の電気伝導率測定部３によれば、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを変更することで、電極３７の外部に露出する表面積を変更して、上記（２）式により、セル定数を変更できる。これにより、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを変更することでセル定数を変更することで、上記（１）式により、溶液の電気伝導率の測定値を調整できる。よって、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さを変更することで溶液の電気伝導率の測定値を調整できるため、一対の電極３６，３７に製造上のバラツキ（電極の形状のバラツキ、組み立て時のバラツキなど）があったとしても、簡易な構成で、溶液の電気伝導率の測定値のバラツキを低減することで、溶液の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できる。

上述した本実施形態の電気伝導率測定部３によれば、例えば、以下のような効果が奏される。

電気伝導率測定部３を、所定方向に延びる一対の電極３６，３７と、一対の電極３６，３７のうち一方の電極３７において、電極３７における外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整可能な電極長さ調整機構３８と、を備えて構成した。

これにより、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整することで、セル定数を変更できるため、一対の電極３６，３７に製造上のバラツキがあったとしても、簡易な構成で、溶液の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できる。例えば、電気伝導率測定部３を故障などにより交換した場合において、装置本体２側で電気伝導率の補正を行わなくてよいため、有効的である。
また、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整するだけで、溶液の電気伝導率の測定精度の低下を抑制できるため、電極３６，３７の製造公差を厳しく設定しなくてよいため、製造コストを低減できる。

電極長さ調整機構３８は、一方の電極３７と電極台座３２との間に形成される調整用隙間３８１を有する。これにより、電極３７の外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を容易に調整できるため、溶液の電気伝導率の測定精度の低下を容易に抑制できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、一方の電極３７のみにおいて、電極３７における外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ２を調整可能に構成したが、これに限らない。他方の電極３６のみについて、電極３６における外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ１を調整可能に構成してもよいし、一方の電極３７及び他方の電極３６の両方において、電極３６，３７の両方における外部に露出する部分の長手方向Ｄの長さＬ１，Ｌ２を調整可能に構成してもよい。

３電気伝導率測定部
３６電極
３７電極（一方の電極）
３８電極長さ調整機構（長さ調整機構）
３８１調整用隙間

Claims

測定水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部であって、
電極台座と、
前記電極台座に取り付けられ、所定方向に延びる一対の電極であって、基端側が前記電極台座の内部に配置されると共に、先端側が前記電極台座の外部に配置される一対の電極と、
前記一対の電極のうち何れか一方又は両方の電極において、前記電極における前記電極台座の外部に露出する部分の長手方向の長さを調整可能な長さ調整機構と、を備え、
前記長さ調整機構は、前記電極と前記電極台座との間に形成される調整用隙間を有する電気伝導率測定部。