JPH0510907A - 導電率センサ - Google Patents
導電率センサInfo
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- JPH0510907A JPH0510907A JP16020191A JP16020191A JPH0510907A JP H0510907 A JPH0510907 A JP H0510907A JP 16020191 A JP16020191 A JP 16020191A JP 16020191 A JP16020191 A JP 16020191A JP H0510907 A JPH0510907 A JP H0510907A
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- Japan
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- sensor
- electrode
- conductivity
- electrodes
- impedance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電極の大きさによらずセンサを小型化でき、か
つセンサ構造が単純な導電率計を提供する。 【構成】センサ１は二本の針電極２、電極間を絶縁する
ための絶縁材３及びリード線４から成り、リード線４を
介してインピーダンスアナライザ５と接続する。センサ
１を測定対象とする溶液に浸し、インピーダンスアナラ
イザ５より交流電圧を周波数を変えてリード線４を介し
て針電極２に印加し、そのインピーダンスの応答をリー
ド線４を介してインピーダンスアナライザ５で測定す
る。測定したインピーダンスの高周波側の測定値から溶
液の抵抗を求め、導電率が溶液の抵抗の逆数に比例する
ことから導電率を算出する。
つセンサ構造が単純な導電率計を提供する。 【構成】センサ１は二本の針電極２、電極間を絶縁する
ための絶縁材３及びリード線４から成り、リード線４を
介してインピーダンスアナライザ５と接続する。センサ
１を測定対象とする溶液に浸し、インピーダンスアナラ
イザ５より交流電圧を周波数を変えてリード線４を介し
て針電極２に印加し、そのインピーダンスの応答をリー
ド線４を介してインピーダンスアナライザ５で測定す
る。測定したインピーダンスの高周波側の測定値から溶
液の抵抗を求め、導電率が溶液の抵抗の逆数に比例する
ことから導電率を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原子力プラント等の水質
診断に係り、特に、導電率を簡便なセンサで測定する技
術に関する。
診断に係り、特に、導電率を簡便なセンサで測定する技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、導電率の測定方法は、特願昭62−
1651号明細書に記載のように、三枚の平板状の電極を間
隔を変えて平行に配置する構成とし、電極間隔の異なる
二組の電極間のインピーダンスを測定して導電率を評価
していた。
1651号明細書に記載のように、三枚の平板状の電極を間
隔を変えて平行に配置する構成とし、電極間隔の異なる
二組の電極間のインピーダンスを測定して導電率を評価
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、電
極として平行平板を採用しているため、平板の大きさ及
び電極間隔でセンサの大きさに制約があり、平板の長辺
あるいは電極間隔によってセンサの大きさが決定され
る。従って、この電極形状のままでセンサを小型化する
場合、電極間隔と電極の表面積の比として与えられるセ
ル定数が大きくなり、分解能が低下する可能性があっ
た。また、電極自身が小さくなることにより、相対的に
センサの構造が複雑化し、センサの製作が難しくなる可
能性があった。本発明の目的は、電極の大きさによらず
センサを小型化でき、かつセンサ構造が単純な導電率計
を提供することにある。
極として平行平板を採用しているため、平板の大きさ及
び電極間隔でセンサの大きさに制約があり、平板の長辺
あるいは電極間隔によってセンサの大きさが決定され
る。従って、この電極形状のままでセンサを小型化する
場合、電極間隔と電極の表面積の比として与えられるセ
ル定数が大きくなり、分解能が低下する可能性があっ
た。また、電極自身が小さくなることにより、相対的に
センサの構造が複雑化し、センサの製作が難しくなる可
能性があった。本発明の目的は、電極の大きさによらず
センサを小型化でき、かつセンサ構造が単純な導電率計
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では導電率センサに使用する電極の形状とし
て針状を採用する。
に、本発明では導電率センサに使用する電極の形状とし
て針状を採用する。
【０００５】
【作用】以下、本発明のセンサを適用する導電率の測定
原理を図１を用いて説明する。三枚の白金平行平板電極
Ａ，Ｂ，Ｃを不等間隔に配置し、電極Ａ−Ｂ間，電極Ｂ
−Ｃ間の交流インピーダンスを測定する。一方、二枚の
電極間の電気化学的等価回路は図１のように考えること
ができるので、その交流インピーダンスＺは下式とな
る。
原理を図１を用いて説明する。三枚の白金平行平板電極
Ａ，Ｂ，Ｃを不等間隔に配置し、電極Ａ−Ｂ間，電極Ｂ
−Ｃ間の交流インピーダンスを測定する。一方、二枚の
電極間の電気化学的等価回路は図１のように考えること
ができるので、その交流インピーダンスＺは下式とな
る。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、Ｒｓは溶液抵抗であり、Ｒｆは電
極反応抵抗、Ｃは電極容量、ωは角周波数、ｊは虚数単
位である。（１）式中のωを十分小さくすることによ
り、虚数成分をキャンセルできるので交流インピーダン
スＺは
極反応抵抗、Ｃは電極容量、ωは角周波数、ｊは虚数単
位である。（１）式中のωを十分小さくすることによ
り、虚数成分をキャンセルできるので交流インピーダン
スＺは
【０００８】
【数２】
【０００９】となる。三枚の電極の材質や表面状態等を
同一にすることで、電極反応抵抗Ｒｆは一定とできる。
一方、溶液抵抗Ｒｓは溶液が均質の場合、電極間隔に比
例する量である。従って、不等間隔に配置した電極Ａ−
Ｂ間、及び電極Ｂ−Ｃ間の交流インピーダンスのω＝０
における値を各々ＺA-B，ＺB-Cとすれば、
同一にすることで、電極反応抵抗Ｒｆは一定とできる。
一方、溶液抵抗Ｒｓは溶液が均質の場合、電極間隔に比
例する量である。従って、不等間隔に配置した電極Ａ−
Ｂ間、及び電極Ｂ−Ｃ間の交流インピーダンスのω＝０
における値を各々ＺA-B，ＺB-Cとすれば、
【００１０】
【数３】
【００１１】
【数４】
【００１２】となるので、数３から数４を辺々差し引く
ことにより電極反応抵抗Ｒｆの影響をキャンセルでき，
溶液抵抗Ｒｓのみを測定できる。溶液抵抗Ｒｓは導電率
に反比例するので、Ｒｓの値から導電率を求めることが
できる。
ことにより電極反応抵抗Ｒｆの影響をキャンセルでき，
溶液抵抗Ｒｓのみを測定できる。溶液抵抗Ｒｓは導電率
に反比例するので、Ｒｓの値から導電率を求めることが
できる。
【００１３】従来は、上記の導電率測定方法を適用する
ためのセンサの電極に平板を採用していた。平板状の電
極のままセンサを小型化するには電極自身を小型化する
必要がある。しかし、電極形状が等方的でないために、
電極の小型化に伴って電圧印加時の電気力線の評価が困
難になる。
ためのセンサの電極に平板を採用していた。平板状の電
極のままセンサを小型化するには電極自身を小型化する
必要がある。しかし、電極形状が等方的でないために、
電極の小型化に伴って電圧印加時の電気力線の評価が困
難になる。
【００１４】そこで、形状が等方的な電極として針電極
を採用し、その基本的な性能を実験的に評価した。結果
を図２に示した。図２は数１で示されるインピーダンス
Ｚを複素平面状にプロットしたものであり、電極間隔の
異なる二組のインピーダンスを平行平板状，針状につい
て併せて示している。針電極の場合でも平行平板電極の
場合と同様にインピーダンスが良好に測定できており、
また二つの円弧の横軸との交点、即ち数３，数４で与え
られるＺA-B，ＺB-Cを正確に評価できる。従って、電極
の形状を平行平板から針状に変更しても導電率の測定が
可能であることが図２の結果からわかる。そこで、形状
が等方的な電極として針電極を採用することにより、容
易にセンサを小型化できる。
を採用し、その基本的な性能を実験的に評価した。結果
を図２に示した。図２は数１で示されるインピーダンス
Ｚを複素平面状にプロットしたものであり、電極間隔の
異なる二組のインピーダンスを平行平板状，針状につい
て併せて示している。針電極の場合でも平行平板電極の
場合と同様にインピーダンスが良好に測定できており、
また二つの円弧の横軸との交点、即ち数３，数４で与え
られるＺA-B，ＺB-Cを正確に評価できる。従って、電極
の形状を平行平板から針状に変更しても導電率の測定が
可能であることが図２の結果からわかる。そこで、形状
が等方的な電極として針電極を採用することにより、容
易にセンサを小型化できる。
【００１５】また、溶液抵抗から導電率を算出する際に
必要なセル定数は電極間隔と電極の表面積の比として与
えられ、導電率測定の分解能の指標となるが、針電極を
採用してセンサを小型化した場合は、電極間隔を狭めた
分に対応して針電極の直径を細くすれば、セル定数を一
定としたまま小型化できる。従って、導電率の分解能を
低下させること無くセンサの小型化が可能である。
必要なセル定数は電極間隔と電極の表面積の比として与
えられ、導電率測定の分解能の指標となるが、針電極を
採用してセンサを小型化した場合は、電極間隔を狭めた
分に対応して針電極の直径を細くすれば、セル定数を一
定としたまま小型化できる。従って、導電率の分解能を
低下させること無くセンサの小型化が可能である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図３及び図５を用い
て説明する。
て説明する。
【００１７】まず、図３に本発明の一実施例を示した。
センサ１は二本の針電極２、電極間を絶縁するための絶
縁材３及びリード線４から成り、リード線４を介してイ
ンピーダンスアナライザ５と接続する構成とした。セン
サ１を測定対象とする溶液に浸し、インピーダンスアナ
ライザ５より交流電圧を周波数を変えてリード線４を介
して針電極２に印加し、そのインピーダンスの応答をリ
ード線４を介してインピーダンスアナライザ５で測定す
る。測定したインピーダンスの高周波側の測定値から溶
液の抵抗を求め、導電率が溶液の抵抗の逆数に比例する
ことから導電率を算出する。本実施例では、針電極２を
二本用いる構成としたため、電極間隔と電極直径の比を
適切に選択することにより、セル定数を一定としたま
ま、即ち検出感度を一定に保ったまま、センサ１を小型
化できる。さらに、本実施例によれば、センサ１を超小
型化してマイクロセンサとすることも可能であり、局所
的な導電率の測定にも適用できる。
センサ１は二本の針電極２、電極間を絶縁するための絶
縁材３及びリード線４から成り、リード線４を介してイ
ンピーダンスアナライザ５と接続する構成とした。セン
サ１を測定対象とする溶液に浸し、インピーダンスアナ
ライザ５より交流電圧を周波数を変えてリード線４を介
して針電極２に印加し、そのインピーダンスの応答をリ
ード線４を介してインピーダンスアナライザ５で測定す
る。測定したインピーダンスの高周波側の測定値から溶
液の抵抗を求め、導電率が溶液の抵抗の逆数に比例する
ことから導電率を算出する。本実施例では、針電極２を
二本用いる構成としたため、電極間隔と電極直径の比を
適切に選択することにより、セル定数を一定としたま
ま、即ち検出感度を一定に保ったまま、センサ１を小型
化できる。さらに、本実施例によれば、センサ１を超小
型化してマイクロセンサとすることも可能であり、局所
的な導電率の測定にも適用できる。
【００１８】次に、別の実施例を図４に示した。基本的
な構成は図３と同様であるが、センサ１の針電極２を間
隔を変えて三本配置する構成とした。針電極２を三本使
用することにより、三電極方式のインピーダンス測定法
に対応できるので、測定したインピーダンスの低周波側
の測定値の差から溶液の抵抗を求めて導電率を算出する
ことができる。本実施例では、針電極２を三本用いる構
成としたため、電極間隔と電極直径の比を適切に選択す
ることにより、セル定数を一定としたままセンサ１を小
型化できる。さらに、本実施例によれば、センサ１を超
小型化してマイクロセンサとすることも可能であり、局
所的な導電率の測定にも適用できる。
な構成は図３と同様であるが、センサ１の針電極２を間
隔を変えて三本配置する構成とした。針電極２を三本使
用することにより、三電極方式のインピーダンス測定法
に対応できるので、測定したインピーダンスの低周波側
の測定値の差から溶液の抵抗を求めて導電率を算出する
ことができる。本実施例では、針電極２を三本用いる構
成としたため、電極間隔と電極直径の比を適切に選択す
ることにより、セル定数を一定としたままセンサ１を小
型化できる。さらに、本実施例によれば、センサ１を超
小型化してマイクロセンサとすることも可能であり、局
所的な導電率の測定にも適用できる。
【００１９】次に、別の実施例を図５に示した。基本的
な構成は図３と同様であるが、センサ１の針電極２を二
等辺三角形の頂点に配置する構成とした。針電極２を三
本使用することにより、三電極方式のインピーダンス測
定法に対用できるので、測定したインピーダンスの低周
波側の測定値の差から溶液の抵抗を求めて導電率を算出
することができる。また、針電極２を二等辺三角形の頂
点に配置する構成としたため、図４の実施例に比べて針
電極２を最も効率的に配置できるので、三電極方式とし
ては最も小型化が可能とできる。本実施例では、針電極
２を三本用いる構成としたため、電極間隔と電極直径の
比を適切に選択することにより、セル定数を一定とした
ままセンサ１を小型化できる。さらに、本実施例によれ
ば、センサ１を超小型化してマイクロセンサとすること
も可能であり、局所的な導電率の測定にも適用できる。
な構成は図３と同様であるが、センサ１の針電極２を二
等辺三角形の頂点に配置する構成とした。針電極２を三
本使用することにより、三電極方式のインピーダンス測
定法に対用できるので、測定したインピーダンスの低周
波側の測定値の差から溶液の抵抗を求めて導電率を算出
することができる。また、針電極２を二等辺三角形の頂
点に配置する構成としたため、図４の実施例に比べて針
電極２を最も効率的に配置できるので、三電極方式とし
ては最も小型化が可能とできる。本実施例では、針電極
２を三本用いる構成としたため、電極間隔と電極直径の
比を適切に選択することにより、セル定数を一定とした
ままセンサ１を小型化できる。さらに、本実施例によれ
ば、センサ１を超小型化してマイクロセンサとすること
も可能であり、局所的な導電率の測定にも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、構造が単純で、かつ、
小型の導電率センサを提供できるので、インピーダンス
測定法を適用した導電率計の汎用性を大幅に向上するこ
とができる。また、電極材料を節約できるので白金など
の貴金属を電極とした場合には、導電率センサ製作に対
する経済性が向上する。
小型の導電率センサを提供できるので、インピーダンス
測定法を適用した導電率計の汎用性を大幅に向上するこ
とができる。また、電極材料を節約できるので白金など
の貴金属を電極とした場合には、導電率センサ製作に対
する経済性が向上する。
【図１】導電率の測定原理の説明図。
【図２】針電極と平行平板電極のインピーダンスの比較
の説明図。
の説明図。
【図３】針電極が二本の場合の実施例の説明図。
【図４】針電極が三本の場合の実施例の説明図。
【図５】三本の針電極を最も効率的に配置した場合の実
施例の説明図。
施例の説明図。
１…センサ、２…針電極、３…絶縁材、４…リード線、
５…インピーダンスアナライザ。
５…インピーダンスアナライザ。
Claims (3)
- 【請求項１】溶液に二枚の電極を浸して溶液の交流イン
ピーダンスを測定し、その結果から溶液抵抗を求めて導
電率を評価する方法において、センサに使用する電極と
して二本の針状電極を採用したことを特徴とする導電率
センサ。 - 【請求項２】溶液に三枚の電極を浸して溶液の交流イン
ピーダンスを測定し、その結果から溶液抵抗を求めて導
電率を評価する方法において、センサに使用する電極と
して三本の針状電極を採用したことを特徴とする導電率
センサ。 - 【請求項３】請求項２に於いて、三本の電極を二等辺三
角形の頂点に配置する構成とした導電率センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16020191A JPH0510907A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 導電率センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16020191A JPH0510907A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 導電率センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510907A true JPH0510907A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15709982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16020191A Pending JPH0510907A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 導電率センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510907A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071891A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガラス溶融炉内抵抗測定器 |
| JP2012088067A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-10 | Yamato Scale Co Ltd | 魚の品質測定装置および品質測定方法 |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP16020191A patent/JPH0510907A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071891A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガラス溶融炉内抵抗測定器 |
| JP2012088067A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-10 | Yamato Scale Co Ltd | 魚の品質測定装置および品質測定方法 |
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