JPH0448187B2 - - Google Patents

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JPH0448187B2
JPH0448187B2 JP60091108A JP9110885A JPH0448187B2 JP H0448187 B2 JPH0448187 B2 JP H0448187B2 JP 60091108 A JP60091108 A JP 60091108A JP 9110885 A JP9110885 A JP 9110885A JP H0448187 B2 JPH0448187 B2 JP H0448187B2
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electrode
potential
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electromotive force
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、各種溶液、例えば医療用、一般化学
用、生物化学用、食品用等に使用される溶液のPH
及びイオン濃度を精密に測定するための測定装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to the pH control of various solutions, such as solutions used for medical purposes, general chemistry, biochemistry, food, etc.
and a measuring device for precisely measuring ion concentration.

(従来の技術) 従来、溶液のPH及びイオン濃度の測定は、例え
ば第6図に示すような複合電極100を測定溶液
111中に浸漬させることにより行なつていた。
前記複合電極100は、ガラス支持管103内に
内部液102を充填するとともに、仕切板により
ガラス支持管103内をその底部から中央部に位
置する室Aと、ガラス支持管103の周囲に位置
する室Bとに分確し、室A内に内部極を配置して
形成された指示電極(ガラス電極またはイオン電
極)101と、室B内に配置された比較電極10
6と、室B内の内部液102を測定溶液111に
流出させる液絡部104と、室B内に内部液10
2を補充する補充孔105を具備して構成されて
いる。
(Prior Art) Conventionally, the pH and ion concentration of a solution have been measured by, for example, immersing a composite electrode 100 as shown in FIG. 6 in a measurement solution 111.
The composite electrode 100 fills the glass support tube 103 with an internal liquid 102 and divides the glass support tube 103 into a chamber A located from the bottom to the center and around the glass support tube 103 using a partition plate. An indicator electrode (glass electrode or ion electrode) 101 formed by dividing into chamber B and arranging an internal electrode in chamber A, and a comparison electrode 10 arranged in chamber B.
6, a liquid junction 104 that causes the internal liquid 102 in chamber B to flow out into the measurement solution 111, and
2 is provided with a replenishment hole 105 for replenishing.

上記測定装置によれば、指示電極101下部の
ガラス膜中で移動性イオンが交換されて測定溶液
中のイオンに感応することにより、指示電極10
1と比較電極106間で閉回路を形成し、両電極
間に電位差を生じさせる。この電位差は高入力抗
増幅器107で増幅され、アナログ指示器108
で電圧値若しくは電圧値を変換したPH値として表
示していた。あるいは、高入力抗増幅器107の
出力信号をデジタル処理回路109で処理し、測
定溶液のPH値をデジタル表示器で表示していた。
According to the measuring device, mobile ions are exchanged in the glass membrane below the indicator electrode 101 and are sensitive to ions in the measurement solution, so that the indicator electrode
A closed circuit is formed between the reference electrode 106 and the comparison electrode 106, and a potential difference is generated between the two electrodes. This potential difference is amplified by a high input amplifier 107 and an analog indicator 108
It was displayed as a voltage value or a PH value converted from a voltage value. Alternatively, the output signal of the high input anti-amplifier 107 is processed by the digital processing circuit 109, and the PH value of the measurement solution is displayed on the digital display.

(発明が解決しようとする問題点) 上記測定装置によると、測定溶液のPH及びイオ
ン濃度を正確に測定するためには、全てのイオン
にできだけ感応しない比較電極106が必要とな
る。すなわち理想的には、比較電極106は、測
定溶液に関係なくその電位が一定であるべきであ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the above measuring device, in order to accurately measure the pH and ion concentration of the measurement solution, the reference electrode 106 is required to be as insensitive to all ions as possible. That is, ideally, the reference electrode 106 should have a constant potential regardless of the measurement solution.

しかしながら、上記測定装置によれば、内部液
102が液絡部104を通じて測定溶液111に
接触する部分において液絡電位が生じることによ
り、比較電極106の電位が変動する。前記液絡
電位は、測定溶液111の濃度が上がる(例え
ば、水素イオンのモル濃度が上がる(水素指数で
あるPH値が下がる)ことにより酸性度が強くな
る)と上昇する傾向がある。
However, according to the measuring device described above, a liquid junction potential is generated at a portion where the internal liquid 102 comes into contact with the measurement solution 111 through the liquid junction portion 104, so that the potential of the comparison electrode 106 fluctuates. The liquid junction potential tends to increase as the concentration of the measurement solution 111 increases (for example, the acidity increases as the molar concentration of hydrogen ions increases (the PH value, which is the hydrogen index, decreases)).

具体的な測定例について図4を参照しながら説
明する。先ず、25℃において水素指数がPH6.863
となる中性リン酸塩標準液と、水素指数がPH
4.004となるフタル酸塩標準液を用いて各標準液
で発生する電圧(8.014mV、177.231mV)に対応
するPH値(PH6.863、PH4.004)の設定を行なつて
測定装置の標準校正を行なう。その後、25℃にお
ける水素指数がPH1.679のしゆう酸塩標準液を測
定すると、この標準液で発生すべき電圧値
(314.769)より+側に数mV誤差電位が生じてい
るので、誤差を含んだ電圧に対応するPH値(測定
装置で表示されるPH値)は、本来のPH値である
1.679より0.04〜0.06の誤差をともなつた大きい値
で表示される。
A specific measurement example will be described with reference to FIG. 4. First, the hydrogen index is PH6.863 at 25℃
A neutral phosphate standard solution with a hydrogen index of PH
Perform standard calibration of the measuring device by setting the PH values (PH6.863, PH4.004) corresponding to the voltages (8.014mV, 177.231mV) generated by each standard solution using a phthalate standard solution of 4.004. Do this. After that, when measuring an oxalate standard solution with a hydrogen index of PH1.679 at 25℃, an error potential of several mV was generated on the + side of the voltage value (314.769) that should be generated in this standard solution, so the error could be corrected. The PH value corresponding to the included voltage (PH value displayed on the measuring device) is the original PH value
It is displayed as a larger value than 1.679 with an error of 0.04 to 0.06.

この現象を式で表示すると以下のようになる。
指示電極101と比較電極106間に生じる電位
差を電位差E、指示電極101の電位(内部電極
の単独電位+ガラス膜の電位)を電位G、比較電
極106の電位(内部電極の単独電位+液絡電
位)を電位Jとすると、 E=G+J ……(1) が成立つ。指示電極101の電位Gは、測定溶液
のPH値に対して略直線的に変化するが、比較電極
106の電位Jは、液絡部104の存在により測
定溶液の濃度が増加するにしたがい増加する。従
つて、指示電極101と比較電極106間の電位
差Eも、測定溶液の濃度が増加するにしたがい誤
差が大きくなる。
This phenomenon can be expressed as follows.
The potential difference generated between the indicator electrode 101 and the comparison electrode 106 is the potential difference E, the potential of the indicator electrode 101 (independent potential of the internal electrode + potential of the glass membrane) is the potential G, and the potential of the comparison electrode 106 (independent potential of the internal electrode + liquid junction) When the potential) is the potential J, E=G+J...(1) holds true. The potential G of the indicator electrode 101 changes approximately linearly with the PH value of the measurement solution, but the potential J of the reference electrode 106 increases as the concentration of the measurement solution increases due to the presence of the liquid junction 104. . Therefore, the error in the potential difference E between the indicator electrode 101 and the comparison electrode 106 also increases as the concentration of the measurement solution increases.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、
測定溶液の濃度に影響されることなくPH及びイオ
ン濃度を正確に測定可能な測定装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention was made in view of the above circumstances, and
The object of the present invention is to provide a measurement device that can accurately measure pH and ion concentration without being affected by the concentration of the measurement solution.

(問題点を解決するための手段) 上記従来の欠点を解消するため本発明のPH及び
イオン濃度測定装置は、被検溶液のイオンに感応
する指示電極と、第1比較電極及び第2比較電極
を設けた基準電極と、第1比較電極及び第2電極
と指示電極間の起電力をそれぞれ検出する電圧検
出手段と、前記各起電力から前記基準電極の基準
電位を得る基準電位調整器と、を具備して構成さ
れている。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, the PH and ion concentration measuring device of the present invention includes an indicator electrode sensitive to ions in a test solution, a first comparison electrode, and a second comparison electrode. a reference electrode provided with a reference electrode, voltage detection means for detecting electromotive force between the first comparative electrode and the second electrode, and the indicator electrode, respectively, and a reference potential regulator that obtains a reference potential of the reference electrode from each of the electromotive forces; It is configured with the following.

前記第1比較電極は、内部液に浸された内部電
極と液絡部とを有している。
The first comparison electrode includes an internal electrode immersed in an internal liquid and a liquid junction.

前記第2比較電極は、内部液に浸された内部電
極と、内部液と前記被検溶液との間に介在させた
カーボン製の隔膜とを有している。
The second comparison electrode includes an internal electrode immersed in an internal liquid and a carbon diaphragm interposed between the internal liquid and the test solution.

(作 用) 本発明によれば、第2比較電極に設けた隔膜を
カーボン製としたので、第2比較電極と指示電極
との間に発生する第2起電力を、第1比較電極と
指示電極との間に発生する第1起電力に対して極
性を異にすることができる。従つて、各起電力を
電圧検出手段により検出し、基準電位調整器にお
いて前記各起電力から基準電極の基準電位を得、
この基準電位と指示電極との間の電位差を測定す
れば、前記第1比較電極の液絡部の存在に起因
し、測定溶液の濃度変化で変動する測定電圧誤差
を除去することができる。
(Function) According to the present invention, since the diaphragm provided on the second comparison electrode is made of carbon, the second electromotive force generated between the second comparison electrode and the indicator electrode is transferred between the second comparison electrode and the indicator electrode. The polarity of the first electromotive force generated between the first electromotive force and the electrode can be made different. Therefore, each electromotive force is detected by a voltage detection means, and a reference potential of a reference electrode is obtained from each electromotive force in a reference potential regulator,
By measuring the potential difference between this reference potential and the indicator electrode, it is possible to eliminate measurement voltage errors that vary with changes in the concentration of the measurement solution due to the presence of the liquid junction of the first comparison electrode.

上記現象を図4を参照しながら説明する。本発
明の第1比較電極は従来例における比較電極10
6に該当しているので、電位差Eは指示電極と第
1比較電極間に生じる電位差であり、電位Jは第
1比較電極電位(内部電極の単独電位+液絡電
位)となる。また、電位Gは従来例と同様に、指
示電極の電位(内部電極の単独電位+ガラス膜の
電位)である。そして、指示電極と第2比較電極
間に生じる電位差を電位差E′、第2比較電極の電
位(内部電極の単独電位+隔膜電位)を電位差C
とすると、電位差E′は次式を満足する。
The above phenomenon will be explained with reference to FIG. The first comparison electrode of the present invention is the comparison electrode 10 in the conventional example.
6, the potential difference E is the potential difference that occurs between the indicator electrode and the first comparison electrode, and the potential J is the first comparison electrode potential (independent potential of the internal electrode + liquid junction potential). Further, the potential G is the potential of the indicator electrode (single potential of the internal electrode+potential of the glass membrane), as in the conventional example. Then, the potential difference generated between the indicator electrode and the second comparison electrode is the potential difference E', and the potential of the second comparison electrode (internal electrode independent potential + diaphragm potential) is the potential difference C.
Then, the potential difference E′ satisfies the following equation.

E′=G−C ……(2) 式(1)及び式(2)から、 E−E′=(G+J)−(G−C)=J+C ……(3) となる。 E'=GC...(2) From equations (1) and (2), E−E′=(G+J)−(GC)=J+C……(3) becomes.

式(3)中、J+Cは、第1比較電極と第2比較電
極に生じる電位の和、すなわち誤差電位の値とな
る。従つて、JとCとを絶対値が等しく極性を逆
とすれば、J+Cが0となり、誤差電位を除去す
ることができる。本発明によれば、カーボン製の
隔膜を用いることにより、第1比較電極の電位J
と第2比較電極の電位Cとを極性を逆とすること
ができ、前記電位Jと電位Cとの絶対値が相違す
る場合においても基準電位調整器により調整して
J+Cが0となるように基準電位を設定してい
る。
In equation (3), J+C is the sum of the potentials generated at the first comparison electrode and the second comparison electrode, that is, the value of the error potential. Therefore, if J and C have the same absolute value and opposite polarities, J+C becomes 0, and the error potential can be removed. According to the present invention, by using a carbon diaphragm, the potential J of the first comparison electrode is
and the potential C of the second comparison electrode can be reversed in polarity, and even if the absolute values of the potential J and the potential C are different, they can be adjusted by a reference potential regulator so that J+C becomes 0. A reference potential is set.

J+Cが0となるように基準電位を設定するこ
とにより、E+E′を計算すれば、 E+E′=(G+J)+(G−C)=2G……(4) となり、指示電極に生じる理想起電力の2倍の値
を得ることができる。
By setting the reference potential so that J+C is 0, and calculating E+E', E+E'=(G+J)+(G-C)=2G...(4), which is the ideal electromotive force generated at the indicator electrode. You can get twice the value.

(実施例) 本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明に係るPH及びイオン濃度測定装置は、第
2図に示すように、基準電極1と被検溶液のイオ
ンに感応する指示電極20とを具備している。指
示電極20は、例えば第6図に示した複合電極1
00の指示電極101と同様に、ガラス支持管内
に充填された内部液(PH7.00の標準液)中に内部
電極を配置して構成され、指示電極20下部のガ
ラス膜20a中で移動性イオンが交換されて測定
溶液中のイオンに感応するようになつている。
As shown in FIG. 2, the PH and ion concentration measuring device according to the present invention includes a reference electrode 1 and an indicator electrode 20 that is sensitive to ions in a test solution. The indicator electrode 20 is, for example, the composite electrode 1 shown in FIG.
Similar to the indicator electrode 101 of No. 00, the internal electrode is arranged in an internal solution (standard solution of PH 7.00) filled in a glass support tube, and mobile ions are generated in the glass membrane 20a at the bottom of the indicator electrode 20. is exchanged to make it sensitive to ions in the measurement solution.

基準電極1は、第1図にその詳細構成図を示す
ように、支持管2内を仕切板3により二つの室に
分割して第1比較電極1Aと第2比較電極1bを
構成している。第1比較電極1aは、内部に内部
液4が充填され、支持管2の上方に該内部液4を
補充するための補充孔5が設けられ、支持管2の
下面に内部液4を流出させる液絡部6を設けてい
る。また、支持管2の上部に固設された支持板1
0に一端が固定されるとともに、他端側を前記内
部液4に浸すように内部電極7(例えば銀−塩化
銀電極)が配置されている。内部電極7に生じる
電位はリード線8を介して基準電極リード線9に
接続されている。
As shown in the detailed configuration diagram in FIG. 1, the reference electrode 1 has a support tube 2 divided into two chambers by a partition plate 3 to form a first comparison electrode 1A and a second comparison electrode 1b. . The first comparison electrode 1a is filled with an internal liquid 4, and is provided with a replenishment hole 5 above the support tube 2 for replenishing the internal liquid 4, so that the internal liquid 4 flows out to the lower surface of the support tube 2. A liquid junction portion 6 is provided. In addition, a support plate 1 fixedly installed on the upper part of the support tube 2
An internal electrode 7 (for example, a silver-silver chloride electrode) is disposed such that one end is fixed to 0 and the other end is immersed in the internal liquid 4. The potential generated at internal electrode 7 is connected to reference electrode lead wire 9 via lead wire 8 .

第2比較電極1b、内部に内部液14(指示電
極20の内部液と同様の中(PH7.00)の標準液が
望ましい)が充填されている。また、支持管2の
上部に固設された支持板10に一端が固定される
とともに、他端側を前記内部液14に浸すように
内部電極15が配置されている。支持管2の下方
側面に開口部11を穿孔し、この開口部11にカ
ーボン製の隔膜12を熱収縮性チユーブ13で覆
うようにして装着固定し、前記内部液14を支持
管2外へ流出させないようにしている。また、熱
収縮性チユーブ13の開口部11に臨む反対側面
には、開口部16が設られ、第2図に示すように
測定陽気18中の被検溶液19中に基準電極1
(支持管2)を配置した場合、被検溶液19と内
部液14との間に隔膜12が介在するようになつ
ている。内部液15に生じる電位は、第1比較電
極1aの内部電極7と同様に、リード線17を介
して基準電極リード線9に接続されている。
The inside of the second comparison electrode 1b is filled with an internal solution 14 (preferably a medium (PH7.00) standard solution similar to the internal solution of the indicator electrode 20). Further, an internal electrode 15 is arranged such that one end thereof is fixed to a support plate 10 fixedly installed on the upper part of the support tube 2, and the other end side is immersed in the internal liquid 14. An opening 11 is bored in the lower side of the support tube 2, and a carbon diaphragm 12 is fixedly attached to the opening 11 so as to be covered with a heat-shrinkable tube 13, and the internal liquid 14 flows out of the support tube 2. I try not to let it happen. Further, an opening 16 is provided on the opposite side of the heat-shrinkable tube 13 facing the opening 11, and a reference electrode 16 is placed in the test solution 19 in the measurement atmosphere 18 as shown in FIG.
When (the support tube 2) is arranged, a diaphragm 12 is interposed between the test solution 19 and the internal liquid 14. The potential generated in the internal liquid 15 is connected to the reference electrode lead wire 9 via the lead wire 17, similarly to the internal electrode 7 of the first comparison electrode 1a.

次に本発明装置に使用するカーボン製の隔膜1
2の製造方法について説明する。尚、カーボン膜
は本件出願人が先に提案した特願昭59−102506
(特開昭60−247150号)において明細に詳述した
ものであつて、その製造法に就いて以下説明す
る。
Next, carbon diaphragm 1 used in the device of the present invention
The manufacturing method No. 2 will be explained. The carbon film is based on the patent application No. 59-102506, which was previously proposed by the applicant.
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-247150), the manufacturing method thereof will be explained below.

本発明装置の基準電極1を構成する第2比較電
極1aの隔膜12として使用するカーボン膜を製
造するための第1工程としては、先ずグラホイル
等の市販グラフアイトを、過塩素酸を1、硝酸
(HNO3)を3、水を3の割合とした混酸と共に、
特に限定する必要はないが好ましくは2〜3時間
煮沸させた後、十分撹拌、水洗いして泥状にす
る。
As a first step for producing a carbon film to be used as the diaphragm 12 of the second comparative electrode 1a constituting the reference electrode 1 of the device of the present invention, first, commercially available graphite such as graphoil is mixed with 1 part of perchloric acid and 1 part of nitric acid. With a mixed acid containing 3 parts (HNO 3 ) and 3 parts water,
Although there is no particular limitation, it is preferable to boil for 2 to 3 hours, then thoroughly stir and wash with water to form a slurry.

次に、この泥状グラフアイトに等容量の四塩化
炭素(CCl4)を加え、石英ボートに入れ、塩素
(Cl2)ガス1と窒素(N2)ガス10の容量の割合
の混合ガスを通過させながら、グラフアイトを、
特に限定する必要はないが、好ましくは500℃位
でおよそ2〜3時間加熱する。この加熱後、窒素
ガスを通過させ、更に加熱温度を上げ、特に限定
する必要はないが好ましくは700〜900℃で5〜20
分間加熱した後冷却してカーボン微粉末を得て第
1工程を完了する。
Next, an equal volume of carbon tetrachloride (CCl 4 ) was added to this muddy graphite, placed in a quartz boat, and a mixed gas of 1 volume of chlorine (Cl 2 ) gas and 10 volumes of nitrogen (N 2 ) gas was added. While passing the graphite,
Although there is no particular limitation, heating is preferably performed at about 500°C for about 2 to 3 hours. After this heating, nitrogen gas is passed through and the heating temperature is further raised, preferably at 700 to 900℃ for 5 to 20 minutes, although there is no need to limit it in particular.
After heating for a minute, the mixture is cooled to obtain fine carbon powder, thereby completing the first step.

次に第2工程としては、第1工程によつて得ら
れたカーボン微粉末にテフロン(登録商標)粉末
又は六弗化プロビレン等の耐化学性、耐熱性、防
水のあるプラスチツク粉末を、特に限定する必要
はないが好ましくは5〜10%混合して、この混合
物を常温〜300℃の温度でロールプレスをし、ま
たは型に圧入して所定の厚さに成型後冷却してカ
ーボンシートを得るて第2工程を完了する。
Next, in the second step, a chemically resistant, heat resistant, waterproof plastic powder such as Teflon (registered trademark) powder or propylene hexafluoride is added to the fine carbon powder obtained in the first step in a particularly limited manner. Although it is not necessary to do so, it is preferable to mix 5 to 10%, and roll press this mixture at a temperature of room temperature to 300°C, or press it into a mold to form it to a predetermined thickness, and then cool it to obtain a carbon sheet. to complete the second step.

第3工程は、第2工程によつて得られたカーボ
ンシートを比較電極用カーボン電極に形成する工
程である。即ち、前記第2工程によつて得られた
カーボンシート2枚を各々極として、1〜1.5N
の稀流酸(H2SO4)中で、特に限定する必要は
ないが好ましくは100μA〜2mA/cm2で直流電解
を行い、5〜10分別毎に極性を切換えて、同様の
条件で直流電解を2〜10回繰返し、然る後水洗い
して表面の洗滌と活性化を行い、カーボン製の隔
膜を形成するのである。
The third step is a step of forming the carbon sheet obtained in the second step into a carbon electrode for a comparison electrode. That is, the two carbon sheets obtained in the second step were each used as poles, and the
DC electrolysis is performed in dilute acid (H 2 SO 4 ) at 100 μA to 2 mA/cm 2 , although there is no particular limitation. The polarity is switched every 5 to 10 minutes, and DC electrolysis is performed under the same conditions. The solution is repeated 2 to 10 times, and then washed with water to clean and activate the surface, forming a carbon membrane.

上記のように製造されたカーボン製の隔膜12
は、被検溶液19のPH値に殆ど感応せず、しかも
このカーボン製の隔膜12を使用した第2比較電
極1bによれば、従来構造の電極、例えば第1比
較電極1aに対して極性が異なる電位を生じさせ
る。極性が異なる電位が生じるメカニズムについ
ては明らかではないが、この現象は実験により確
認されている。従つて、指示電極20、第1比較
電極1a、第2比較電極1bに生じる起電力の極
性は第5図のような関係になる。
Carbon diaphragm 12 manufactured as described above
is hardly sensitive to the pH value of the test solution 19, and according to the second comparison electrode 1b using this carbon diaphragm 12, the polarity is lower than that of an electrode with a conventional structure, for example, the first comparison electrode 1a. give rise to different potentials. Although the mechanism by which potentials with different polarities occur is not clear, this phenomenon has been confirmed through experiments. Therefore, the polarities of the electromotive force generated in the indicator electrode 20, the first comparison electrode 1a, and the second comparison electrode 1b have a relationship as shown in FIG.

第1比較電極1aに生じる電位と、第2比較電
極1bに生じる電位は、基準電極リード線9を介
してポテンシヨメータで構成された基準電位調整
器22に入力される。各電位は上述したように極
性が逆であるので、基準電位調整22において摺
動子22′の調整により抵抗値を変化させること
により、電位中性点となる基準電位(ゼロ電位)
を求めることができる。基準電位調整器22で出
力された基準電位は、PH値中性側調整器23を介
して高入力抗増幅器21に入力される。PH値中性
側整器23は、直電源23′とポテンシヨメータ
との組み合わせにより構成され、標準校正時にお
いて中性の標準液を使用する際に、後述するPH値
表示器24の表示値の設定(ゼロ調整)を行なう
ものである。
The potential generated at the first comparison electrode 1a and the potential generated at the second comparison electrode 1b are inputted via the reference electrode lead wire 9 to a reference potential regulator 22 composed of a potentiometer. As described above, each potential has opposite polarity, so by changing the resistance value by adjusting the slider 22' in the reference potential adjustment 22, the reference potential (zero potential) that becomes the potential neutral point
can be found. The reference potential output from the reference potential regulator 22 is input to the high input anti-amplifier 21 via the PH value neutral side regulator 23. The PH value neutral side adjuster 23 is configured by a combination of a direct power supply 23' and a potentiometer, and when using a neutral standard solution during standard calibration, the PH value neutral side adjuster 23 adjusts the value displayed on the PH value display 24, which will be described later. This is for setting (zero adjustment).

高入力抗増幅器21は、前記指示電極20から
の出力及び基準電位を入力し、被検溶液19で生
じる電圧値を出力し、該電圧値に対応するPH値を
PH値表示器24によりデジタル表示するようにな
つている。また、25は高入力抗増幅器21の出
力の一部を負帰させるための帰還抵抗(PH値酸性
側調整器)であり、この抵抗値を調整することに
より高入力抗増幅器21の増幅度を調整してPH値
の補正を行なうことができる。この調整は、標準
校正時において酸性の標準液を使用する際に、PH
値表示器24の表示値の設定(ゼロ調整)として
行なわれる。
The high input anti-amplifier 21 inputs the output from the indicator electrode 20 and the reference potential, outputs the voltage value generated in the test solution 19, and calculates the PH value corresponding to the voltage value.
A PH value display 24 provides digital display. Further, 25 is a feedback resistor (PH value acidic side adjuster) for making a part of the output of the high input anti-amplifier 21 negative, and by adjusting this resistance value, the amplification degree of the high input anti-amplifier 21 can be adjusted. You can correct the PH value by adjusting it. This adjustment is performed when using an acidic standard solution during standard calibration.
This is performed as a setting (zero adjustment) of the display value of the value display 24.

また、測定容器18の底面には撹拌子26が設
置され、該撹拌26は撹拌器27により回転可能
なように構成されている。
Further, a stirring bar 26 is installed on the bottom surface of the measurement container 18, and the stirring bar 26 is configured to be rotatable by a stirrer 27.

次に、上記測定装置を使用した被検溶液のPH値
の測定方法について説明する。
Next, a method for measuring the PH value of a test solution using the above measuring device will be explained.

先ず、PH6.863の中性リン酸塩標準液及びPH
4.004のフタル酸塩標準液を用いて中性側及び酸
性側の標準校正を行なう。このとき、基準電位調
整器22の摺動子22′を中央位置に設定し、第
1比較電極1aと第2比較電極1b生じた電位の
和が基準電位となるようにしている すなわち中性側の標準校正として、PH6.863(25
℃)の中性リン酸塩標準液を被検溶液19として
測定容器18に入れ、指示電極20及び基準電極
1を挿入した後、撹拌器27により撹拌子26を
回転させて被検溶液19を撹拌する。この状態に
おける発生起電力をPH値中性調整器23でPH値表
示器24の表示値を6.863に合わせる。
First, a neutral phosphate standard solution of PH6.863 and PH
Perform standard calibration on the neutral side and acidic side using 4.004 phthalate standard solution. At this time, the slider 22' of the reference potential regulator 22 is set at the center position so that the sum of the potentials generated by the first comparison electrode 1a and the second comparison electrode 1b becomes the reference potential, that is, on the neutral side. PH6.863 (25
℃) is put into the measurement container 18 as the test solution 19, and after inserting the indicator electrode 20 and the reference electrode 1, the stirrer 26 is rotated by the stirrer 27 to make the test solution 19. Stir. The generated electromotive force in this state is adjusted to a value displayed on the PH value display 24 by the PH value neutral regulator 23 to 6.863.

次に酸性側の標準校正として、被検溶液19を
PH4.004(25℃)のフタル酸塩標準液に取り替えて
前記と同様に撹拌した後、この状態における発起
電力を帰還抵抗(PH値酸性側調整器)25の調整
によりPH値表器24の表示値を4.004に合わせる。
以上の操作で標準校正は終了する。
Next, as a standard calibration on the acidic side, test solution 19 was added.
After replacing the phthalate standard solution with PH4.004 (25℃) and stirring in the same manner as above, the electromotive force in this state is adjusted by the feedback resistor (PH value acidic side regulator) 25 to adjust the PH value table device 24. Adjust the display value to 4.004.
Standard calibration is completed with the above operations.

続いて、被検溶液19をしゆう酸塩標準液に取
り替えて測定する。このとき、指示電極20と第
1比較電極1aとの間に生じる起電力は、液絡電
位のために誤差電位が生じている。本実施例の測
定装置によれば、前記誤差電位を、カーボン製の
隔膜12を用いることにより、第2比較電極1b
に生じ、第1比較電極1aに生じる電位と極性の
異なる電位をより打ち消すことにより基準電位
(ゼロ電位)を得ることができ、指示電極20に
生じる正確な起電力を出力させることができ、こ
の起電力に対応するPH値をPH値表示器24におい
て正確に表示させることができる。
Subsequently, the test solution 19 is replaced with the oxalate standard solution and measured. At this time, the electromotive force generated between the indicator electrode 20 and the first comparison electrode 1a has an error potential due to the liquid junction potential. According to the measuring device of this embodiment, the error potential can be measured by using the carbon diaphragm 12 at the second comparison electrode 1b.
A reference potential (zero potential) can be obtained by further canceling out the potential generated in The PH value corresponding to the electromotive force can be accurately displayed on the PH value display 24.

すなわち、第4図において、第1比較電極1a
の電位と、第2比較電極1bの電位Cとが絶対値
が等しく極性が異なるものであれば、基準電位調
整器22の摺動子22′を中央位置にすることに
より、ゼロ電位を出力させることができる。ま
た、第1比較電極1aの電位Jと、第2比較電極
1bの電位Cとの絶対値が異なる場合には、前記
摺動子22′を移動することにより、例えば、第
1比較電極1aの電位Jが、第2比較電極1bの
電位Cの2倍であるとき、摺動子22′を第2比
較電極1bの電位側に1/3の位置、第1比較電
極1a側に2/3の位置とすれば、基準電位調整
器22の出力をゼロ電位とすることができる。
That is, in FIG. 4, the first comparison electrode 1a
If the potential C and the potential C of the second comparison electrode 1b have the same absolute value and different polarities, the slider 22' of the reference potential regulator 22 is set to the center position to output a zero potential. be able to. Furthermore, if the absolute values of the potential J of the first comparison electrode 1a and the potential C of the second comparison electrode 1b are different, for example, by moving the slider 22', When the potential J is twice the potential C of the second comparison electrode 1b, the slider 22' is placed 1/3 on the potential side of the second comparison electrode 1b and 2/3 on the first comparison electrode 1a side. If the position is set to , the output of the reference potential regulator 22 can be set to zero potential.

従つて、PH値が4.004〜1.679間は勿論、更にPH
値が上昇しても基準電極1よる誤差をの発生を防
ぎ、指示電極20により被検溶液18PH値を正確
に測定することができる。
Therefore, of course, if the PH value is between 4.004 and 1.679,
Even if the value increases, errors caused by the reference electrode 1 can be prevented, and the indicator electrode 20 can accurately measure the PH value of the test solution 18.

上記実施例においては、被検溶液19が酸性側
において発生する誤差電位の打ち消しについて説
明したが、アルカリ側の起電力についても同様に
して補正することができる。
In the above embodiment, the explanation has been given to canceling the error potential generated when the test solution 19 is on the acidic side, but the electromotive force on the alkaline side can also be corrected in the same manner.

第3図は本発明の他の実施例を示すもので、第
2図と同様の構成をとる部分については同一符号
を付している。以下、異なる構成を中心に説明す
る。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which parts having the same configuration as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The different configurations will be mainly explained below.

本実施例では、指示電極20と、基準電極1の
第1比較電極及び第2比較電極はそれぞれ高入力
抗増幅器28に接続され、該高入力抗増幅器28
に接続された記憶装置29において、基準電極1
の第1比較電極と指示電極20との間に発生する
第1起電力と、基準電極1の第2比較電極と指示
電極20との間に発生第2起電力とがそれぞれ記
憶される。計算器30は、前記記憶装置29に記
憶したデータについての補正を行なうもので、各
起電力データから基準電極1の基準電位を計算す
る。指令器31は、計算器30における計算方法
を指令するためのものである。記憶装置29の出
力は、出力値に対応するPH値に変換するための変
換器32を経てPH値表示器33で被検溶液のPH値
が表示される。
In this embodiment, the indicator electrode 20 and the first and second comparison electrodes of the reference electrode 1 are connected to a high input anti-amplifier 28, respectively, and the high input anti-amplifier 28
In the storage device 29 connected to the reference electrode 1
A first electromotive force generated between the first comparison electrode of the reference electrode 1 and the indicator electrode 20 and a second electromotive force generated between the second comparison electrode of the reference electrode 1 and the indicator electrode 20 are respectively stored. The calculator 30 corrects the data stored in the storage device 29, and calculates the reference potential of the reference electrode 1 from each electromotive force data. The command device 31 is for commanding the calculation method in the calculator 30. The output of the storage device 29 passes through a converter 32 for converting the output value into a PH value corresponding to the output value, and a PH value display 33 displays the PH value of the test solution.

本実施例よる被検溶液のPH値の測定方法につい
て説明する。尚、第3図においては、PH値中性調
整器及び帰還抵抗を省略している。
A method for measuring the PH value of a test solution according to this example will be explained. In addition, in FIG. 3, the PH value neutral regulator and the feedback resistor are omitted.

先ず、第1の実施例と同様の方法で、PH6.863
の中性リン酸塩標準液及びPH4.004のフタル酸塩
標準液を用いて中性側及び酸性側の標準校正を行
ない。その起電力を高入力抗増幅器28を通じて
その出力を記憶装置29にデータとして記憶させ
る。該データを計算器30に導き、1PHあたりの
起電力(mV/PH)を計算し、しゆう酸塩標準液
のPH値である1.679に対応する起電力の値G1.679
求める。
First, in the same manner as in the first example, PH6.863
Perform standard calibration on the neutral side and acidic side using a neutral phosphate standard solution of PH4.004 and a phthalate standard solution of PH4.004. The electromotive force is passed through a high-input anti-amplifier 28, and its output is stored as data in a storage device 29. The data is led to the calculator 30, and the electromotive force per 1 PH (mV/PH) is calculated, and the electromotive force value G 1.679 corresponding to 1.679, which is the PH value of the oxalate standard solution, is determined.

続いて、被検溶液19をしゆう酸塩標準液(PH
1.679)に取り替えて測定しする。この時に指示
電極20と第1比較電極1aで測定される起電力
をE1.679とすると、 E1.679=(G+J)1.679 ……(5) また、隔膜12を装着した第2比較電極1bと
指示電極20との間の起電力をE′1.679とする。
Subsequently, test solution 19 was diluted with oxalate standard solution (PH
1.679) and measure. If the electromotive force measured by the indicator electrode 20 and the first comparison electrode 1a at this time is E 1.679 , E 1.679 = (G + J) 1.679 ... (5) In addition, the second comparison electrode 1b equipped with the diaphragm 12 and the indicator electrode The electromotive force between 20 and 20 is E' 1.679 .

E′1.679=(G−J)1.679 ……(6) E′1.679−E′1.679=(J+C)1.679……(7) であるから、しゆう酸塩標準液(PH1.679)にお
ける基準電極1の誤差となる電位J及び電位Cが
判明する。電位J及び電位Cが判明すれば、その
比率も判明するので、J=NCを満足するNを算
定でき、この値に基づく指令器31による指令に
より計算器30において計算すれば、基準電極1
の基準電位をゼロにすることができる。その結
果、 E+E′=(G+J)+(G−NC)=2G……(8) を満足させることができ、誤差電位を除去る補正
を行なつた信号を記憶装置29から出力させるこ
とができる。そして補正後の起電力値により出力
−PH値変換器32を介してPH値表示器33でPH値
を表示する。
E′ 1.679 = (G-J) 1.679 ...(6) E′ 1.679 −E′ 1.679 = (J+C) 1.679 ...(7) Therefore, the reference electrode in the oxalate standard solution (PH1.679) The potential J and potential C that cause an error of 1 are found. If the potential J and the potential C are known, the ratio thereof is also known, so it is possible to calculate N that satisfies J=NC.If the calculator 30 calculates based on the command from the command unit 31 based on this value, the reference electrode 1
The reference potential of can be set to zero. As a result, E+E'=(G+J)+(G-NC)=2G...(8) can be satisfied, and a signal corrected to remove the error potential can be output from the storage device 29. . Then, the PH value is displayed on the PH value display 33 via the output-PH value converter 32 based on the corrected electromotive force value.

(発明の効果) 本発明によれば、基準電極に、液絡部を有する
第1比較電極と、隔膜を有する第2比較電極に設
け、前記隔膜をカーボン製とすることにより、第
2比較電極と指示電極との間に発生する第2比較
電極を、第1比較電極と指示電極との間に発生す
る第1起電力に対して極性を異ならしめ、各起電
力を電圧検出手段により検出することにより基準
電位を設定し、この基準電位と指示電極との間の
電位差を測定するので、前記第1比較電極の液絡
部の存在に起因し、測定溶液の濃度変化で変動す
る測定電圧誤差を除去することができ、精密かつ
安定な測定を行なうことができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, the reference electrode is provided with a first comparison electrode having a liquid junction and a second comparison electrode having a diaphragm, and the diaphragm is made of carbon. A second comparison electrode generated between the first comparison electrode and the indicator electrode has a different polarity with respect to the first electromotive force generated between the first comparison electrode and the indicator electrode, and each electromotive force is detected by a voltage detection means. Since a reference potential is set by this method and the potential difference between this reference potential and the indicator electrode is measured, there is no measurement voltage error that fluctuates with changes in the concentration of the measurement solution due to the presence of the liquid junction of the first reference electrode. can be removed, making it possible to perform precise and stable measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の測定装置を構成する基準電極
の断面説明図、第2図は本発明の測定装置の一実
施例を示す構成説明図、第3図は本発明の他の実
施例をす構成説明図、第4図は指示電極と第1比
較電極の起電力、指示電極と第2比較電極間の起
電力、誤差のない理想起電力の値を示すグラフ
図、第5図は指示電極、第1比較電極、第2比較
電極の起電力の方向を示すための説明図、第6図
は従来のPH及びイオン濃度測定装置の構成説明図
である。 1……基準電極、1a……第1比較電極、1b
……第2比較電極、4……内部液、6……液絡
部、7……内部電極、12……隔膜、19……被
検溶液、20……指示電極、22……基準電位調
整器、30……計算器。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a reference electrode constituting the measuring device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of one embodiment of the measuring device of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. Figure 4 is a graph showing the electromotive force between the indicator electrode and the first comparison electrode, the electromotive force between the indicator electrode and the second comparison electrode, and the value of ideal electromotive force without error. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the directions of electromotive force of the electrode, the first comparison electrode, and the second comparison electrode, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional PH and ion concentration measuring device. 1... Reference electrode, 1a... First comparison electrode, 1b
... Second comparison electrode, 4 ... Internal liquid, 6 ... Liquid junction, 7 ... Internal electrode, 12 ... Diaphragm, 19 ... Test solution, 20 ... Indicator electrode, 22 ... Reference potential adjustment Instrument, 30... Calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検溶液のイオンに感応する指示電極と、 第1比較電極及び第2比較電極を設けた基準電
極とを具備し、 前記第1比較電極は、内部液に浸された内部電
極と液絡部とを有し、 前記第2比較電極は、内部液に浸された内部電
極と、内部液と前記被検溶液との間に介在させた
カーボン製の隔膜とを有する一方、 第1比較電極と指示電極との間に発生する第1
起電力と、第2比較電極と指示電極との間に発生
し前記第1起電力に対して極性を異にする第2起
電力とを検出する電圧検出手段と、 前記各起電力から前記基準電極の基準電位を得
る基準電位調整器と、 を具備することを特徴とするPH及びイオン濃度測
定装置。
[Claims] 1. An indicator electrode sensitive to ions in a test solution, and a reference electrode provided with a first comparison electrode and a second comparison electrode, the first comparison electrode being immersed in an internal solution. The second comparison electrode has an internal electrode immersed in an internal liquid and a carbon diaphragm interposed between the internal liquid and the test solution. On the other hand, the first
voltage detection means for detecting an electromotive force and a second electromotive force generated between a second comparison electrode and an indicator electrode and having a polarity different from the first electromotive force; A PH and ion concentration measuring device comprising: a reference potential regulator for obtaining a reference potential of an electrode; and a PH and ion concentration measuring device.
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