JPH0336186B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として計測に用いるPH電極、イオン
電極等の計測用電極に係り、特に計測用電極近傍
で液体を混合させて計測値の精度向上と計測用電
極への付着物防止を図る圧電振動子による撹拌機
構を備えた計測用電極に関する。

〔従来技術〕

一般にイオン電極、PH電極等を計測センサとし
て用いる場合には次の２つの問題点がある。その
１つは例えばPH計測の様に、２液体以上の液体を
混合させ、PH電極によりPHを計測する場合、その
計測値は混合の状態によつて異なるので、十分に
混合した上でPHを計測する必要がある。また他の
ものは液体中に電極に付着しやすい物質が含まれ
ている場合あるいは２液体以上を混合した結果、
反応等により付着性物質が発生し、これら物質が
電極表面を被い、計測不可能となるので、頻繁に
電極を手で洗滌する必要があり、連続使用が不可
能であつた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、計
測用電極近傍で液体を混合させて計測値の精度を
向上させ、また計測用電極の汚れや付着物生成を
防止しすることを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は上記の目的を達成するため、第１図お
よび第２図に示すようにイオン電極、PH電極等の
計測用電極１において、上記計測用電極１に圧電
材料を貼り合わせたバイモルフ振動体４を接近し
て設置し、このバイモルフ振動体４に交流電源を
接続したものである。

〔実施例の構成〕

第１図は第１実施例の一部を断面で示した説明
図である。

Ａは大気、Ｂは液体、１は計測用電極、２は電
極ホルダ、３は支持管である。

第１図の第１実施例では計測用電極１の側部に
接近してバイモルフ振動体４を設ける。このバイ
モルフ振動体４の両端部４₁，４₂は箱状のバイモ
ルフ支持体５の対向上下面に固定されている。バ
イモルフ振動体４とその支持体５は撹拌機構１０
を構成している。

また第２図の第２実施例では計測用電極１の下
部に接近させてバイモルフ振動体４を設けた場合
である。

第１、第２図で６はバイモルフ振動体４に交流
電圧を印加するための電源ケーブル管で、ケーブ
ル接続箱７に接続されている。このケーブル接続
箱７は計測用電極１への電圧印加と信号取出しも
行う。

一方、バイモルフ支持体５には大気Ａと連通す
る通気管８が連通され、この通気管８は絞り弁９
を有する。

なお、本発明ではバイモルフ振動体４の使用数
は１個でも２個以上でもよい。

計測用電極１は、特に制限はなく白金電極、銀
電極等用途に応じた電極を用いることができる
が、第１、第２図においては、PH測定用の複合電
極の例を示しており、ガラス電極１ａ、比較電極
１ｂ、温度補償電極１ｃから構成されている。

撹拌機構１０を構成するバイモルフ振動体４は
第３図例に示すように、シム１１の両面に圧電体
４ａ，４ｂが添着されており、圧電体４ａ，４ｂ
にはそれぞれ電極１３ａ，１３ｂが形成されてい
ると共に、中央部のシム１１は両圧電体４ａ，４
ｂの共通電極となつており、両電極１３ａ，１３
ｂとシム１１との間には互いに180゜の位相のずれ
た交流電圧を加えるための交流電源（図示せず）
が接続されている。また、電極１３ａ，１３ｂの
外面には防水のための被覆膜１４ａ，１４ｂが貼
布され保護してバイモルフ振動体４を形成してい
る。

シム１１は、リン青銅、ステンレス等を用いる
ことができ、厚さは10〜100μ程度が好ましい。

圧電体４ａ，４ｂは、無機圧電体、あるいは有
機系圧電体を用いることができ、無機圧電体とし
ては、ジルコン酸・チタン酸鉛系、チタン酸バリ
ウム系の強誘電性セラミツクスが用いられる。

また、有機系圧電体としては、ポリ弗化ビニ
ル、ポリ弗化ビニリデン（共重合体を含む）、ポ
リ（シアン化ビニリデン・酢酸ビニル）共重合
体、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート等
の延伸フイルムに分極処理を行うことによつて得
られる高分子圧電体、ジルコン酸・チタン酸鉛
系、チタン酸バリウム系等の強誘電性セラミツク
ス30〜70容量％とポリアミド、ポリ弗化ビニリデ
ン、弗化ビニリデン共重合体、エポキシ樹脂、ポ
リアセタール樹脂、弗素ゴム等の合成樹脂70〜30
容量％とを混合し成形して得られたシートに分極
処理を行うことによつて得られる高分子複合圧電
体等を用いることができる。

電極１３ａ，１３ｂは、圧電体表面にアルミニ
ウム等を真空蒸着または化学メツキすることによ
つて形成することができる。

表面を保護するための被覆膜１４ａ，１４ｂ
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリエステル等の熱可塑性合成樹脂膜を添着
して用いられる。また、酢酸ビニル系、アクリル
酸エステル系のエマルジヨンを塗布することによ
つて被覆膜を形成することもできる。

振動体４は、装置の規模にもよるが一般に一辺
が10〜150mm、好ましくは50〜120mmとして、少な
くともその一辺を支持体５に固定させる。第１〜
第３図の例では両端部４₁，４₂を固定している。

振動体４を駆動させるための交流電源としては
５〜150Hz、好ましくは10〜100Hzの交流電流が用
いられる。

振動体４の振動性をよくし、撹拌効果を上げる
ために次の構成とすることができる。

第１の構成は第１〜第３図例のように、振動体
４の背面に空気室１２を形成し、該空気室１２を
通気管８を通して大気Ａと連通せしめる。（第１
図〜第３図） また、他の構成として、バイモルフ支持体５に
固定された振動体４に多数の透孔（第４図）を形
成し、各透孔１５の周縁を一側の保護膜側に突出
させ、液体と接する電極部分を絶縁することも有
利な方法である。

これによつて、振動体４の振動抵抗が低減さ
れ、また、振動体４の振動によつて、液に矢印方
向の流動が生じて電極近傍で液体の混合は能率的
に行われることとなる。

また、振動体４を第５図示のように円筒状に形
成し、その先端部に軸方向の多数の切れ目１６を
入れると共にその基部を支持体５に固定すること
もできる。

〔実施例の作用〕

次に本発明の作用を説明する。バイモルフ振動
体４に10〜150Hz程度の周波数の交流電圧を印加
すると振動体４は印加周波数の振動数で中央部分
が振動する。この振動で発生する圧力波は超音波
の振動とは異なり、60mm平方、１mm厚さのバイモ
ルフ振動体で50〜100mmH₂O程度の比較的大きな
圧力波となり、この圧力波が電極１に衝突し、汚
れや、付着物生成を防止し、また、比較的大きな
振動により、混合効果を生ずる。

この振動体４は平板であるので、電極１３ａ，
１３ｂとシム１１間との距離は任意に選ぶことが
でき、かつ、構造も単純である。

また、振動体４の裏側を通気管８を通して大気
に通じさせることにより振巾を大きくとることが
でき、またその通気管８に絞り弁９を挿設するこ
とにより振巾を容易に変更できる。

〔発明の効果〕

即ち、本発明によれば計測用電極１の周囲にバ
イモルフ振動体４を接近して設定し、このバイモ
ルフ振動体４に交流電圧を印加して振動体４を振
動させることにより電極１附近で液体を十分に混
合させて計測値の精度を向上でき、また電極１へ
の付着物生成を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の一部を断面で示
した説明図、第２図は第２実施例の一部を断面で
示した説明図、第３図は本発明における撹拌機構
部の第１例の断面図、第４図は同じくその第２例
の断面図、第５図は同じくその第３例の斜視図で
ある。 １……計測用電極、２……電極ホルダ、３……
支持管、４……バイモルフ振動体、４₁，４₂……
両端部、４ａ，４ｂ……圧電体、５……バイモル
フ支持体、６……電源ケーブル管、７……ケーブ
ル接続箱、８……通気管、９……絞り弁、１０…
…撹拌機構、１１……シム、１２……空気室、１
３ａ，１３ｂ……電極、１４ａ，１４ｂ……被覆
膜、Ａ……大気、Ｂ……液体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イオン電極、PH電極等の計測用電極におい
   て、圧電材料を貼り合わせたバイモルフ振動体を
   上記計測用電極に接近して設置し、このバイモル
   フ振動体に交流電源を接続した圧電振動子による
   撹拌機構を備えた計測用電極。