JPH03210466A - 導電率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電率測定装置に関する。

［従来の技術］ 例えば交１ｊｉＬ２極法による導電率の測定においては
、その測定セルは、電極支持ボディと、この電極支持ボ
ディに適宜の間隔をおいて設けられる一対の電極とから
主として構成される。

そして、前記電極と被検液である溶液の界面との間に電
荷の分離による電気二重層が生じ、導電率が高濃度の溶
液の導電率測定においては、前記電気二重層に起因する
コンデンサ分（分極容量）が測定に大きな誤差を与える
ことがあるため、測定セルとしてはセル定数の大きなも
のを用いるようにしているが、セル定数は電極の形状に
よって定まるところから、その設定にも限度がある。

そこで、上記分極容量の影響をできるだけ抑制するため
、電極間に印加する電圧を低くしたりあるいは電極の表
面積を大きくするなどして電流密度を小さ（したり、ま
た、測定周波数を高（するなどの手段が講じられている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記手段を講じても次のような問題点が
残る。すなわち、前記電極としては、通常、白金に白金
黒メツキを施したものが用いられているが、前記メツキ
が剥離してくると前記分極容量が増大し、測定に誤差が
生ずるのである。

本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、メツキの剥離を確実に検知するこ
とができると共に、高精度の測定を行うことができる信
頼性の高い導電率測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するため、本発明に係る導電率測定装
置は、溶液中に浸漬された相異なる周波数の交流電圧を
印加し、それぞれの周波数における導電率を測定し、そ
のときの導電率の偏差が所定値を超えるときは、所定の
警告を発するようにし、前記偏差が所定値以下であると
きは、所定の分極容量式によって分権容量値を求めてこ
れを記憶し、導電率測定時に得られる測定結果を前記分
極容量値と共に所定の分極補正式に入力して補正し、そ
の補正結果を出力するようにした点に特徴がある。

（作用〕 本発明においては、溶液中に浸漬された電極間に相異な
る周波数の交流電圧を印加し、それぞれの周波数におけ
る導電率を測定し、そのときの偏差が所定の基準値を超
えるときは所定の警告を発するようにしているので、測
定中に電極のメツキの剥離を検出することができる。ま
た、前記偏差が所定の基準値以下であれば、所定の分極
容量式によって分極容量値を求めてこれを記憶し、所定
の分極補正式に基づいて分極補正を行うので、分極容量
に起因する誤差をなくすことができ、精度の高い測定を
行うことができる。

〔実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本発明に係る導電率測定装置の構成を概略的に
示すもので、この図において、１は交流発振器で、後述
する制御装置７からの信号に基づいて異なる周波数の交
流電圧を発生するものである。２は演算増幅器、３．４
は測定セル（図外）に設けられる電極、５は同期整流回
路、６はＡ／Ｄ変換器である。そして、７は制御装置で
、詳細に図示してないが、その内部にはＡ／Ｄ変換器６
や図外の人力装置からの信号に基づいて演算を行う演算
部と、演算結果あるいは前記入力装置からの入力に基づ
いて交流発振器ｌや図外の表示部などに所定の信号を発
する演算制御部と、演算結果および外部からの入力を記
憶するメモリ部などを備えている。

第２図は測定セルにおけるインピーダンスの等価回路を
示すもので、この図において、Ｒ１は電極ケーブルの電
線抵抗、Ｃ１は電極ケーブルの電線容量、Ｃオは電極の
分極容量、Ｒ％は溶液の抵抗、Ｒ％′は電極全体の抵抗
をそれぞれ示す。

ここで、ＣＩのインピーダンスを２１．測定周波数をω
（−２πｆ）とすると、 ωＣＩ　　２π　ｆＣ，ｆ （但し、Ｒ１，ｌ−とする） ２πＣ１ となる。

また、 ｔ のインピーダンスを２２ とすると、 ωＣｚ　　　２πｆＣｚ　　　　ｆ （但し、Ｒｔ２−　　　　　とする） ２πＣ２ となる。

そして、Ｒ１′は Ｒｔ’−ｚ＋／／（Ｒ１＋Ｒ％　＋２　ｚｚ　）Ｚ、ｘ
（Ｒ，＋Ｒｔ＋’ｌ　Ｚ、） Ｚ＋　＋（Ｒ，＋Ｒ，，＋２２＊　） ・・・・・・（３） と表され、ここで、ＺｌはＲｌ＋　Ｒｃ　＋　２　Ｚ　
ｚより充分に大きいと考えられるので、（３）式は、Ｒ
１′ζＲ＋　＋Ｒｔ　＋２Ｌ となり、これより、Ｒ１は、 Ｒ１ζＲ，’−Ｒ，−２２．　　　　　　　・・・・・
・（４）となる。

ここで、Ｒｔ、Ｒ，’の導電率をそれぞれＬｌ、Ｌ−′
とすると、上記（４）式は、 Ｌｔ Ｌ。

となり、 これより、 Ｌｔ １　　Ｌｔ’　Ｒｔ　　　２Ｌｔ’　Ｚｚし。

１　　Ｌｔ　’　Ｒｔ　　　２　ＬＬ　’　Ｒｃｚ／　
ｆ・・・・・・（５） なる分極補正式が得られる。

ところで、上記（５）式で表される分極補正式における
Ｒｃｚ（＝１／２πＣｚ、つまり、分極容量の大きさ）
は、前記第２図に示す等価回路において、異なる周波数
の電圧を２回印加することにより求めることができる。

すなわち、第２図において、電極３．４間に相異なる周
波数ｆ＋　、ｆｚ　（ｆｌ　＞Ｅｘとする）の交流電圧
を印加し、上記（５）式においてＲｃｉ−０として算出
されたＬｔの（値を、それぞれＬ％”（ｆ、）、ＬＬ”
（ｆりとすると、Ｌｔ”は第２図におけるＡ部の導電率
を示すから、 ＬＬ”（ｆ、）− ＲＬ　　＋２／ω＋ＣＺ ζ Ｒ，＋２Ｒｃｚ／ｆ＋ ・・・・・・（６） Ｌ、”（ｆり＝ Ｒ，＋２／ωよＣ８ ・・・・・・（７） Ｒｔ　　＋　２　Ｒａｗ／　ｆ　ｔ が得られる。

そして、（６）式から、 ＲＬ　＋　２　Ｒｃｚ／　ｔ　ｌ　−１／ＬＬ　”（ｆ
　１）Ｒｔ　−ｘ／Ｌｔ“（ｆ　＋）　　２　Ｒｃｉ／
　ｆ　＋が得られ、また、（７）式から、 Ｒｔ　−１／Ｌ−’　（ｆ　り　　２　ＲＣＩ／　ｆ　
ｔが得られるから、 これら両式より、 １／Ｌ、”（ｆｌ）−２ＲＣ！／ｆ。

＝　Ｌ／　Ｌｃ　”（ｆ　ｚ）　　２　Ｒｃｚ／　ｆ　
！が得られ、さらに、 １／ＬＬ”（ｆ、）−１／Ｌ、”（ｆり−２Ｒｃｘ（１
／（＋　　　１／ｆｚ　）が得られる。

よって、Ｒｃｉは、 ｆ、Ｘｆ。

× ２（ｆｇ−ｆｌ） Ｌｔ’（ｆり−Ｌ、”（ｆ、） Ｌｔ　”（ｆ　＋）ｘ　Ｌｔ“（ｆ２）２（ｆｇ−ｆｌ
） となる。

つまり、導電率測定装置の測定セルにおける分極容量Ｒ
Ｃ！の大きさは、相異なる周波数ｆ　ｌ＋　ｆ　ｚの交
流電圧を電極３．４間に印加し、周波数ｆｔ。

ｆ、における導電率Ｌｔ　”（ｆ　＋）、Ｌｔ　”（ｆ
　ｘ）を測定することによって求めることができる。

次に、上記構成の導電率測定装置における分極補正の手
順について、第３図に示すフローチャートをも参照しな
がら説明する。

先ず、電極３．４を溶液に浸漬した状態で、交流発振器
１から例えば実際の導電率測定において印加する周波数
ｆ、の交流電圧を電極３，４に例えば約３秒間印加する
。この電圧印加により、演算制御部７では所定の演算が
行われ、周波数ｆ１における導電率り、（ｆ、）が求め
られ、この導電率り、（ｆ、）がメモリ部に記憶される
（ステップＳ１）。

次に、交流発振器１から前記周波数ｆｔより低い周波数
ｆ８の交流電圧が出力されるように切換え操作しくステ
ップ３２）、周波数ｆ２の交流電圧を電極３．４に約３
秒間印加する。この電圧印加により、演算制御部７では
所定の演算が行われ、周波数ｆ８における導電率ＬＬ（
ｆｔ）が求められ、この導電率ＬＬ（ｆｔ）がメモリ部
に記憶される（ステップＳ３）。

そして、上記両溝電率Ｌ％（ｆｌ）、　　ＬＬ（ｆｔ）
の偏差、この実施例では両者の比Ｌｔ（ｆり／Ｌｔ（ｆ
ｌ）が０．９よりも小さいか大きいかを、演算制御部７
において判別する（ステップＳ４）ようにし、前記比が
０．９よりも小さいとき（ステップＳ５）には、補正可
能範囲にあるものと判定し、前記両溝電率り、（ｆ、）
、Ｌ、（ｆ２）、周波数ｆ、、ｆｔなどを、前記（９）
弐に示す分極容量式に代入して、当該導電率測定装置の
分極容量値を求め、分極容量の補正が行なえるようにす
る（ステップＳ６）。

つまり、相異なる周波数の交流電圧を印加したときの導
電率り、（ｆ、）、Ｌ、（ｆｚ）の偏差が所定の基準値
（許容値）以下であるときは、電極３．４におけるメツ
キの剥離が生じてないかあるいは生じていても極めて僅
かであり、測定値における分極容量の影響を補正するこ
とにより、真の導電率に極めて近い測定が行なえるもの
とするのである。

一方、前記比が０．９よりも大きいとき（ステップＳ７
）には、補正可能範囲外であって、例えば電極３，４に
おけるメツキがかなり剥離して、実用に供することがで
きないものと判定し、表示部（図外）などに警告メツセ
ージを表示したり、警告ランプが点滅したり、ブザー音
を発するようにする。これによって、電極３，４の点検
あるいは取替えをなどの目安にすることができ、導電率
測定装置のメンテナンスが確実に行われる。

本発明者らの試験によれば、分極容量Ｒｃｚを予め求め
ておき、導電率測定時における測定結果について、分極
補正によってどの程度誤差を解消できるものか調べたと
ころ、次のような結果が得られたゆすなわち、補正前の
導電率が真の値に対して５．４％の誤差を含むものであ
ったのに対し、補正後の導電率は真の値に対して僅かに
０．６％の誤差となり、分極容量に起因する誤差、特に
、電極３．４におけるメツキの剥離に基づく誤差を大幅
に低減できることが判った。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば導
電率Ｌｔ（ｆ、）、Ｌｔ（ｆｚ）の偏差の比較対象とな
る基準値は任意に設定することができる。

また、分極容量ＲＣ２は定期点検時に測定するようにし
ておけばよいが、実際の測定の際にその都度測定するよ
うにしてもよい。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、溶液中に浸漬
された相異なる周波数の交流電圧を印加し、それぞれの
周波数における導電率を測定し、そのときの導電率の偏
差が所定値を超えるときは、所定の警告を発するように
し、前記偏差が所定値以下であるときは、所定の分極容
量式によって分権容量値を求めてこれを記憶し、導電率
測定時に得られる測定結果を前記分極容量値と共に所定
の分極補正式に入力して補正し、その補正結果を出力す
るようにしているので、分極容量に起因する誤差、特に
、電極におけるメツキの剥離に基づく誤差を大幅に低減
でき、しかも、メツキの剥離を確実に検知することがで
きるので、高精度の測定を行うことができ信頼性の高い
導電率測定装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る導電率測定装置の構成を概略的に示す図、第
２図は測定セルにおける等価回路図、第３図は分極補正
の手順を示すフローチャートである。 ３゜ ４・・・電極。 出 願 人 株式会社 堀場製作所 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の電極を被検液に浸漬した状態で電極間に所定の測
   定周波数の交流電圧を印加して被検液の導電率を測定す
   る装置において、前記電極間に相異なる周波数の交流電
   圧を印加し、それぞれの周波数における導電率を測定し
   、そのときの導電率の偏差が所定の基準値を超えるとき
   は、所定の警告を発するようにし、前記偏差が所定の基
   準値以下であるときは、所定の分極容量式によって分極
   容量値を求めてこれを記憶し、導電率測定時に得られる
   測定結果を前記分極容量値と共に所定の分極補正式に入
   力して補正し、その補正結果を出力するようにしたこと
   を特徴とする導電率測定装置。