JPH0523632B2 - - Google Patents
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- JPH0523632B2 JPH0523632B2 JP61060576A JP6057686A JPH0523632B2 JP H0523632 B2 JPH0523632 B2 JP H0523632B2 JP 61060576 A JP61060576 A JP 61060576A JP 6057686 A JP6057686 A JP 6057686A JP H0523632 B2 JPH0523632 B2 JP H0523632B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/22—Measuring resistance of fluids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水質のモニタリング、特に原子炉一
次糸の高温純水中における不純物イオン挙動の直
接モニタリングなどに好適な電極インピーダンス
の解析方法及びその装置に関するものである。
次糸の高温純水中における不純物イオン挙動の直
接モニタリングなどに好適な電極インピーダンス
の解析方法及びその装置に関するものである。
原子炉構造材の腐食挙動動に及ぼす代表的な水
質パラメータの１つに水の導電率がある。高温水
中の酸性不純物イオン及び中性又は塩基性不純物
イオンの存在する場合には、腐食に影響すること
が知られている。これら不純物イオン挙動の指標
となる導電率は、従来、高温水を冷却・減圧して
室温下で測定されている。しかし、水自身の解離
度あるいは、不純物の解離度、イオンの移動度が
それぞれ異なつた温度依存性を持つため、室温の
測定値から高温水中での導電率を正確に評価する
ことはむずかしい。このため、迅速な高温導電率
の把握には高温水用導電率測定装置が不可欠とな
つてきた。市販の室温用導電率測定装置では、２
枚の白金電極間に10KHz前後の定周波交流を印加
した時の抵抗値から液抵抗を測定する交流ブリツ
ジ法が使われ、これが高温水導電率の測定にも適
用されている。しかし、測定結果の一致は悪く、
特に150℃以上では±50％程度のデータのばらつ
きが見られている。
質パラメータの１つに水の導電率がある。高温水
中の酸性不純物イオン及び中性又は塩基性不純物
イオンの存在する場合には、腐食に影響すること
が知られている。これら不純物イオン挙動の指標
となる導電率は、従来、高温水を冷却・減圧して
室温下で測定されている。しかし、水自身の解離
度あるいは、不純物の解離度、イオンの移動度が
それぞれ異なつた温度依存性を持つため、室温の
測定値から高温水中での導電率を正確に評価する
ことはむずかしい。このため、迅速な高温導電率
の把握には高温水用導電率測定装置が不可欠とな
つてきた。市販の室温用導電率測定装置では、２
枚の白金電極間に10KHz前後の定周波交流を印加
した時の抵抗値から液抵抗を測定する交流ブリツ
ジ法が使われ、これが高温水導電率の測定にも適
用されている。しかし、測定結果の一致は悪く、
特に150℃以上では±50％程度のデータのばらつ
きが見られている。
高温での測定結果がばらつく主要な原因とし
て、白金電極と水との界面で生じている酸化・還
元反応抵抗成分及び界面でのイオンの吸着層に起
因する電気容量成分の温度変化が考えられる。こ
のような反応抵抗及び電気容量成分と導電率の解
析に必要な電極間の液抵抗成分を厳密に分離・解
析する公知の手法としては交流インピーダンス解
析法がある。交流インピーダンス解接法では、周
波数０の低周波から∞の高周波の交流電圧を印加
した時の電極インピーダンスの周波数応答を測定
し、周波数０の値から反応抵抗がそれぞれ分離測
定される。しかし、このような交流インピーダン
ス解析法を水質モニタとして実用化する場合の問
題点として、低周波側の解析では測定時間が長く
なり、迅速な測定が困難という欠点がある。一
方、高周波側の解析では、測定装置と測定電極間
のリード線のキヤパシタ及び及びインダクタ成分
に起因するインピーダンスが、解析対象である電
極インピーダンスに対して無視できなくなり、測
定精度が低下しやすいという解析上の問題点の他
に、例えば、田村他著、現代電気化学（培風館）、
P39で述べられているように、1MHz以上の高周
波領域では液抵抗そのものの周波数依存性が顕著
になり、高周波領域では液抵抗そのものが変化し
てしまうという本質的な問題がある。
て、白金電極と水との界面で生じている酸化・還
元反応抵抗成分及び界面でのイオンの吸着層に起
因する電気容量成分の温度変化が考えられる。こ
のような反応抵抗及び電気容量成分と導電率の解
析に必要な電極間の液抵抗成分を厳密に分離・解
析する公知の手法としては交流インピーダンス解
析法がある。交流インピーダンス解接法では、周
波数０の低周波から∞の高周波の交流電圧を印加
した時の電極インピーダンスの周波数応答を測定
し、周波数０の値から反応抵抗がそれぞれ分離測
定される。しかし、このような交流インピーダン
ス解析法を水質モニタとして実用化する場合の問
題点として、低周波側の解析では測定時間が長く
なり、迅速な測定が困難という欠点がある。一
方、高周波側の解析では、測定装置と測定電極間
のリード線のキヤパシタ及び及びインダクタ成分
に起因するインピーダンスが、解析対象である電
極インピーダンスに対して無視できなくなり、測
定精度が低下しやすいという解析上の問題点の他
に、例えば、田村他著、現代電気化学（培風館）、
P39で述べられているように、1MHz以上の高周
波領域では液抵抗そのものの周波数依存性が顕著
になり、高周波領域では液抵抗そのものが変化し
てしまうという本質的な問題がある。
本発明の目的は解析ノイズの問題が小さい10K
Hz前後の比較的低い周波数領域で、かつ、短時間
で電極インピーダンスを解析し、解析結果に基づ
いて、液体の導電率を高精度で測定可能な解析方
法及び装置を提供することにある。
Hz前後の比較的低い周波数領域で、かつ、短時間
で電極インピーダンスを解析し、解析結果に基づ
いて、液体の導電率を高精度で測定可能な解析方
法及び装置を提供することにある。
上記目的は、液体中に浸漬した測定電極間に交
流電圧を印加した時の交流インピーダンスの周波
数応答から電極表面反応抵抗と測定電極間の液抵
抗成分を分離、解析する手法において、印加電圧
の周波数を連続的又は間欠的に変化させ、かつ、
各周波数における複素交流インピーダンスを検出
し、(i)前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶
対値の最大値を電極表面反応抵抗とする、又は／
及び(ii)前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶
対値が最大値を示すときの実数部の値から該虚数
部の絶対値の最大値を引算して得られる値を前記
測定電極間の液抵抗とする、ことを特徴とする電
極インピーダンスの解析方法、又は(a)１対の測定
電極、(b)前記測定電極に印加する交流電圧の印加
周波数を制御する印加周波数制御装置、(c)前記測
定電極間の電流・電圧を計測する電流・電圧計測
制御装置、(d)前記計測された電流・電圧データか
ら複素交流インピーダンスを解析する交流インピ
ーダンス解析装置、(e)前記解析された複素交流イ
ンピーダンスの虚数部の絶対値の最大値を電極表
面反応抵抗とする、又は／及び前記複素交流イン
ピーダンス虚数部の絶対値が最大値を示すときの
実数部の値から該虚数部の絶対値の最大値を引算
して得られる値を前記測定電極間の液抵抗とする
演算装置とを有することを特徴とする電極インピ
ーダンスの解析装置により達成される。
流電圧を印加した時の交流インピーダンスの周波
数応答から電極表面反応抵抗と測定電極間の液抵
抗成分を分離、解析する手法において、印加電圧
の周波数を連続的又は間欠的に変化させ、かつ、
各周波数における複素交流インピーダンスを検出
し、(i)前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶
対値の最大値を電極表面反応抵抗とする、又は／
及び(ii)前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶
対値が最大値を示すときの実数部の値から該虚数
部の絶対値の最大値を引算して得られる値を前記
測定電極間の液抵抗とする、ことを特徴とする電
極インピーダンスの解析方法、又は(a)１対の測定
電極、(b)前記測定電極に印加する交流電圧の印加
周波数を制御する印加周波数制御装置、(c)前記測
定電極間の電流・電圧を計測する電流・電圧計測
制御装置、(d)前記計測された電流・電圧データか
ら複素交流インピーダンスを解析する交流インピ
ーダンス解析装置、(e)前記解析された複素交流イ
ンピーダンスの虚数部の絶対値の最大値を電極表
面反応抵抗とする、又は／及び前記複素交流イン
ピーダンス虚数部の絶対値が最大値を示すときの
実数部の値から該虚数部の絶対値の最大値を引算
して得られる値を前記測定電極間の液抵抗とする
演算装置とを有することを特徴とする電極インピ
ーダンスの解析装置により達成される。
本発明は、同一仕様の２枚の白金板を一定間隔
で対向させた測定電極を純粋中に浸渣した時の測
定電極の交流インピーダンスが室温から300℃の
温度範囲に渡つて第３図に示す等価回路で表さ
れ、かつ周波数を変化させた時の前記交流インピ
ーダンスの複数平面上の値（複素交流インピーダ
ンス）の軌跡は、第４図に示すように前記温度範
囲でほぼ理想的な半円又は半円の一部となること
を利用して電極表面反応抵抗Rf並びに電極間の
液抵抗Rsを求めるものである。
で対向させた測定電極を純粋中に浸渣した時の測
定電極の交流インピーダンスが室温から300℃の
温度範囲に渡つて第３図に示す等価回路で表さ
れ、かつ周波数を変化させた時の前記交流インピ
ーダンスの複数平面上の値（複素交流インピーダ
ンス）の軌跡は、第４図に示すように前記温度範
囲でほぼ理想的な半円又は半円の一部となること
を利用して電極表面反応抵抗Rf並びに電極間の
液抵抗Rsを求めるものである。
具体的には次のようになる。第３図の等価回路
から周波数∞の交流を印加すると、前記複素交流
インピーダンスＺはRsとなり（コンデンサＣの
抵抗分が０のため）、また、周波数０即ち直流で
はＺはRs＋2Rfとなる（コンデンサＣの抵抗分が
∞のため）。従つて、第４図の半円の半径はRfで
ある電極表面反応抵抗値となる。この結果、前記
複素交流インピーダンスの虚数部の絶対値の最大
値Ａは、半円の半径を表すので電極表面反応抵抗
Rfとなる。また、前記複素交流インピーダンス
の虚数部の絶対値が最大値を示すときの実数部の
値Ｂは、周波数∞の交流を印加させたときの複素
交流インピーダンスRsに半径、即ち電極表面反
応抵抗Rfを加えた値になるから、Ｂ−Ａは（Rs
＋Rf）−Rfとなり、測定電極間の液抵抗Rsを表す
ことになる。
から周波数∞の交流を印加すると、前記複素交流
インピーダンスＺはRsとなり（コンデンサＣの
抵抗分が０のため）、また、周波数０即ち直流で
はＺはRs＋2Rfとなる（コンデンサＣの抵抗分が
∞のため）。従つて、第４図の半円の半径はRfで
ある電極表面反応抵抗値となる。この結果、前記
複素交流インピーダンスの虚数部の絶対値の最大
値Ａは、半円の半径を表すので電極表面反応抵抗
Rfとなる。また、前記複素交流インピーダンス
の虚数部の絶対値が最大値を示すときの実数部の
値Ｂは、周波数∞の交流を印加させたときの複素
交流インピーダンスRsに半径、即ち電極表面反
応抵抗Rfを加えた値になるから、Ｂ−Ａは（Rs
＋Rf）−Rfとなり、測定電極間の液抵抗Rsを表す
ことになる。
従来方法では、０から∞の広範囲に亘たる交流
インピーダンス測定が不可欠であつたのに対し、
本発明では複素平面における交流インピーダンス
の周波数応答軌跡の対象性に着目して、中間領域
の周波数帯における交流インピーダンス測定値か
ら周波数０及び∞における交流インピーダンスを
推定するものである。低周波領域における解析が
不要になつたため、交流インピーダンス解析に必
要な測定時間が大巾に短縮される。また高周波領
域における解析が不要になつたため、高周波ノイ
ズ対策等が不要になり、解析装置が簡易化でき
る。
インピーダンス測定が不可欠であつたのに対し、
本発明では複素平面における交流インピーダンス
の周波数応答軌跡の対象性に着目して、中間領域
の周波数帯における交流インピーダンス測定値か
ら周波数０及び∞における交流インピーダンスを
推定するものである。低周波領域における解析が
不要になつたため、交流インピーダンス解析に必
要な測定時間が大巾に短縮される。また高周波領
域における解析が不要になつたため、高周波ノイ
ズ対策等が不要になり、解析装置が簡易化でき
る。
以下、本発明の実施例を第１図により説明す
る。
る。
第１図は、本発明を適用した液体の導電率解析
装置構成を示したものである。第１図において、
１ａ及び１ｂは測定電極、２は測定対象の液体試
料、３は測定電極間の電流・電圧計測制御装置、
４は測定電極間の交流インピーダンス解析装置、
５は演算装置、６は印加周波数制御装置、７はリ
ード線、８は試料容器である。解析装置４から供
給される交流電圧は、電流・電圧計測制御装置３
を経由して測定電極１に印加される。測定電極間
に流れる交流電流は、電流・電圧計測制御装置３
で計測され、印加電圧信号と共に解析装置４に送
られ、複素交流インピーダンスが求められる。演
算装置５では複素交流インピーダンスから前記の
方法で電極表面反応抵抗及び電極間の液抵抗が算
出、推定できる。以下、本発明の具体的な適用例
を示して、本発明に特有な印加周波数制御方法に
ついて詳しく述べる。第２図は、測定電極とし
て、同一材質、同一形状、同一表面状態の２枚の
白金電極を２〜12mmの一定間隔（等間隔）に固定
したものを用い、15℃及び300℃純水中に浸漬し
た時の、電極系の交流インピーダンスを１Hz〜
100KHzにわたつて詳細に解析したものである。
その結果、(1)室温から300℃の全温度範囲で電極
系は第３図に示す電気的等価回路で近似できる。
(2)得られる軌跡は第３図から計算される第４図に
示すような半円状の軌跡の一部をなす。(3)しか
し、第５図で示すように、電極表面反応に直接関
与する電極表面反応抵抗Rf及び電極容量Ｃの値
の温度変化が大きく液抵抗Rsの直接測定に必要
な周波数が高温ほど高くなることがわかつた。こ
れらの結果は、従来の導電率測定で使用されてい
る、10KHz前後の定周波交流が高温下のRsの測
定には不十分であることを示している。一方、
100KHz以上の高周波域での解析は次の２点で問
題がある。すなわち、測定電極と測定装置間のリ
ード線のキヤパシタ及びインダクタ成分に起因イ
ンピーダンス（ノイズ）が著しく増加する他に、
液抵抗の周波数依存性が無視できなくなる。
装置構成を示したものである。第１図において、
１ａ及び１ｂは測定電極、２は測定対象の液体試
料、３は測定電極間の電流・電圧計測制御装置、
４は測定電極間の交流インピーダンス解析装置、
５は演算装置、６は印加周波数制御装置、７はリ
ード線、８は試料容器である。解析装置４から供
給される交流電圧は、電流・電圧計測制御装置３
を経由して測定電極１に印加される。測定電極間
に流れる交流電流は、電流・電圧計測制御装置３
で計測され、印加電圧信号と共に解析装置４に送
られ、複素交流インピーダンスが求められる。演
算装置５では複素交流インピーダンスから前記の
方法で電極表面反応抵抗及び電極間の液抵抗が算
出、推定できる。以下、本発明の具体的な適用例
を示して、本発明に特有な印加周波数制御方法に
ついて詳しく述べる。第２図は、測定電極とし
て、同一材質、同一形状、同一表面状態の２枚の
白金電極を２〜12mmの一定間隔（等間隔）に固定
したものを用い、15℃及び300℃純水中に浸漬し
た時の、電極系の交流インピーダンスを１Hz〜
100KHzにわたつて詳細に解析したものである。
その結果、(1)室温から300℃の全温度範囲で電極
系は第３図に示す電気的等価回路で近似できる。
(2)得られる軌跡は第３図から計算される第４図に
示すような半円状の軌跡の一部をなす。(3)しか
し、第５図で示すように、電極表面反応に直接関
与する電極表面反応抵抗Rf及び電極容量Ｃの値
の温度変化が大きく液抵抗Rsの直接測定に必要
な周波数が高温ほど高くなることがわかつた。こ
れらの結果は、従来の導電率測定で使用されてい
る、10KHz前後の定周波交流が高温下のRsの測
定には不十分であることを示している。一方、
100KHz以上の高周波域での解析は次の２点で問
題がある。すなわち、測定電極と測定装置間のリ
ード線のキヤパシタ及びインダクタ成分に起因イ
ンピーダンス（ノイズ）が著しく増加する他に、
液抵抗の周波数依存性が無視できなくなる。
本発明では、測定された軌跡がほぼ理想的な半
円又は半円の一部として近似できる点に着目し、
第１図の印周波数制御装置５を用いて以下に示す
ように軌跡の一部から、ω＝０及び∞におけるイ
ンピーダンスを十分な精度で推定できることを見
い出した。第６図は第１図の印加周波数制御装置
５における制御プロセスを示したものである。ま
ず、周波数のスキヤニング方向としては、高周波
側から低周波側に順次行なう。各周波数における
複素インピーダンスの虚数部の値を遂次、前の測
定値と比較することにより虚数部の絶対値が最大
値を示したことを確認できた時点の周波数でスキ
ヤニングを終了する。第６図のステツプ３に示す
周波数が∞の時の液抵抗Rsを具体的には次のよ
うに推定する。最大値を〔Im〔Ｚ〕〕max、この
時の実数部の値を〔Re〔Ｚ〕〕ｏ、測定周波数を
ωmaxとすると、液抵抗はRs＝〔Re〔Ｚ〕〕ｏ−
〔Im〔Ｚ〕〕maxとして求めることができる。第７
図に、本発明の方法で求めた純水導電率の温度変
化を水の解離度に基づく理論計算結果と比較して
示した。両者は±５％の誤差で一致しており、今
回の解析方法の妥当性が確認できた。
円又は半円の一部として近似できる点に着目し、
第１図の印周波数制御装置５を用いて以下に示す
ように軌跡の一部から、ω＝０及び∞におけるイ
ンピーダンスを十分な精度で推定できることを見
い出した。第６図は第１図の印加周波数制御装置
５における制御プロセスを示したものである。ま
ず、周波数のスキヤニング方向としては、高周波
側から低周波側に順次行なう。各周波数における
複素インピーダンスの虚数部の値を遂次、前の測
定値と比較することにより虚数部の絶対値が最大
値を示したことを確認できた時点の周波数でスキ
ヤニングを終了する。第６図のステツプ３に示す
周波数が∞の時の液抵抗Rsを具体的には次のよ
うに推定する。最大値を〔Im〔Ｚ〕〕max、この
時の実数部の値を〔Re〔Ｚ〕〕ｏ、測定周波数を
ωmaxとすると、液抵抗はRs＝〔Re〔Ｚ〕〕ｏ−
〔Im〔Ｚ〕〕maxとして求めることができる。第７
図に、本発明の方法で求めた純水導電率の温度変
化を水の解離度に基づく理論計算結果と比較して
示した。両者は±５％の誤差で一致しており、今
回の解析方法の妥当性が確認できた。
上記実施例では電極材料として白金を用いた
が、それ以外の貴金属を用いても同様に液の導電
率測定が可能である。また、貴金属以外の金属あ
るいは金属化合物を用いることも可能で、この場
合には、用いた金属あるいは金属化合物の腐食速
度をオンラインで解析できる。すなわち、貴金属
以外の金属あるいは金属化合物電極を用いた時に
は、第３図に示した電極表面反応抵抗Rfは腐食
抵抗Rcorrに等しくなる。一方、電極材料の腐食
速度をVcorrとすると一般に、Vcorr∞１／Rorr
の関係が成り立つ。従つてRcorrの変化を測定す
ることによりVcorrの変化を短時間かつ高精度で
モニターすることが可能である。
が、それ以外の貴金属を用いても同様に液の導電
率測定が可能である。また、貴金属以外の金属あ
るいは金属化合物を用いることも可能で、この場
合には、用いた金属あるいは金属化合物の腐食速
度をオンラインで解析できる。すなわち、貴金属
以外の金属あるいは金属化合物電極を用いた時に
は、第３図に示した電極表面反応抵抗Rfは腐食
抵抗Rcorrに等しくなる。一方、電極材料の腐食
速度をVcorrとすると一般に、Vcorr∞１／Rorr
の関係が成り立つ。従つてRcorrの変化を測定す
ることによりVcorrの変化を短時間かつ高精度で
モニターすることが可能である。
本発明によれば、電極インピーダンス解析に必
要な交流周波数の走査範囲が、従来法で必要な１
Hz〜10MHzから、1KHz〜100KHzまで約1/105に
低減できる。必要な周波数の下限値が１Hzから
1KHzまで増加した結果、１回の解析に必要な測
定時間は従来法の約15分から１秒前後に大巾に短
縮化される。また、必要な周波数の上限値が1M
Hzから100KHzまで低下した結果、1MHz前後の周
波数を用いた解析では不可欠な測定中のノイズ対
策が不要となり、測定装置の簡易化がはかられ、
低コストの装置でかつ高精度で電極インピーダン
スの解析を行なうことができる。
要な交流周波数の走査範囲が、従来法で必要な１
Hz〜10MHzから、1KHz〜100KHzまで約1/105に
低減できる。必要な周波数の下限値が１Hzから
1KHzまで増加した結果、１回の解析に必要な測
定時間は従来法の約15分から１秒前後に大巾に短
縮化される。また、必要な周波数の上限値が1M
Hzから100KHzまで低下した結果、1MHz前後の周
波数を用いた解析では不可欠な測定中のノイズ対
策が不要となり、測定装置の簡易化がはかられ、
低コストの装置でかつ高精度で電極インピーダン
スの解析を行なうことができる。
第１図は本発明を実施する場合の基本的な装置
構成を示す図、第２図は純水中に白金電極を浸漬
した時の電極インピーダンスの周波数応答を１Hz
から100KHzの範囲で測定し複素平面上にプロツ
トした図、第３図は電極インピーダンスの周波数
応答解析結果から推定される測定電極の電気的等
価回路を示す図、第４図は測定電極の電気的等価
回路が示す理論的な交流インピーダンスの周波数
応答軌跡を示す図、第５図は測定電極表面反応抵
抗及び電極容量の温度変化を示す図、第６図は本
発明に特有な第１図に示した印加周波数制御装置
における制御内容をステツプ的に示す図、第７図
は本発明を純水導電率の測定に適用した時の測定
結果を理論計算結果と比較した図である。 １ａ及び１ｂ……測定電極、２……液体試料、
３……電流・電圧計測制御装置、４……交流イン
ピーダンス解析装置、５……演算装置、６……印
加周波数制御装置、７……リード線、８……試料
容器、９……スペーサー。
構成を示す図、第２図は純水中に白金電極を浸漬
した時の電極インピーダンスの周波数応答を１Hz
から100KHzの範囲で測定し複素平面上にプロツ
トした図、第３図は電極インピーダンスの周波数
応答解析結果から推定される測定電極の電気的等
価回路を示す図、第４図は測定電極の電気的等価
回路が示す理論的な交流インピーダンスの周波数
応答軌跡を示す図、第５図は測定電極表面反応抵
抗及び電極容量の温度変化を示す図、第６図は本
発明に特有な第１図に示した印加周波数制御装置
における制御内容をステツプ的に示す図、第７図
は本発明を純水導電率の測定に適用した時の測定
結果を理論計算結果と比較した図である。 １ａ及び１ｂ……測定電極、２……液体試料、
３……電流・電圧計測制御装置、４……交流イン
ピーダンス解析装置、５……演算装置、６……印
加周波数制御装置、７……リード線、８……試料
容器、９……スペーサー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体中に浸漬した測定電極間に交流電圧を印
加した時の交流インピーダンスの周波数応答から
電極表面反応抵抗と測定電極間の液抵抗成分を分
解、解析する手法において、印加電圧の周波数を
連続的又は間欠的に変化させ、かつ、各周波数に
おける複素交流インピーダンスを検出し、 (i) 前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶対
値の最大値を電極表面反応抵抗とする、 又は／及び (ii) 前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶対
値が最大値を示すときの実数部の値から該虚数
部の絶対値の最大値を引算して得られる値を前
記測定電極間の液抵抗とする、 ことを特徴とする電極インピーダンスの解析方
法。 ２ (a)１対の測定電極、(b)前記測定電極に印加す
る交流電圧の印加周波数を制御する印加周波数制
御装置、(c)前記測定電極間の電流・電圧を計測す
る電流・電圧計測制御装置、(d)前記計測された電
流・電圧データから複素交流インピーダンスを解
析する交流インピーダンス解析装置、(e)前記解析
された複素交流インピーダンスの虚数部の絶対値
の最大値を電極表面反応抵抗とする、又は／及び
前記複素交流インピーダンスの虚数部の絶対値が
最大値を示すときの実数部の値から該虚数部の絶
対値の最大値を引算して得られる値を前記測定電
極間の液抵抗とする演算装置とを有することを特
徴とする電極インピーダンスの解析装置。 ３ 前記１対の測定電極は、電極相互が同じ材質
であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
記載の電極インピーダンスの解析装置。 ４ 前記１対の測定電極は、等間隔であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載
の電極インピーダンスの解析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060576A JPS62218878A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 電極インピ−ダンスの解析方法及び装置 |
| SE8701033A SE503285C2 (sv) | 1986-03-20 | 1987-03-12 | Förfarande och apparat för att analysera elektrodimpedans |
| US07/026,258 US4831324A (en) | 1986-03-20 | 1987-03-16 | Method and apparatus for analyzing the electrode inpedance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060576A JPS62218878A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 電極インピ−ダンスの解析方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62218878A JPS62218878A (ja) | 1987-09-26 |
| JPH0523632B2 true JPH0523632B2 (ja) | 1993-04-05 |
Family
ID=13146212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61060576A Granted JPS62218878A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 電極インピ−ダンスの解析方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4831324A (ja) |
| JP (1) | JPS62218878A (ja) |
| SE (1) | SE503285C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005279256A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-10-13 | Tanita Corp | 体組成測定装置 |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3737489A1 (de) * | 1987-11-02 | 1989-05-18 | Schering Ag | Verfahren zur kontrolle und/oder steuerung von metallisierungsprozessen und vorrichtung hierfuer |
| US5674375A (en) * | 1988-03-07 | 1997-10-07 | Gas Research Institute | Method for detecting the presence or absence of corrosion of cathodically protected structures |
| JPH0795029B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1995-10-11 | 株式会社日立製作所 | 腐食モニタ方法とその装置 |
| SE506150C2 (sv) * | 1991-02-14 | 1997-11-17 | Asea Atom Ab | Sätt och anordning vid kvantitativa elektrokemiska mätningar in-situ i vatten vid hög temperatur |
| DE69221758T2 (de) * | 1991-03-22 | 1998-01-02 | Seiko Instr Inc | Elektrochemische Messeinrichtung |
| US5246560A (en) * | 1991-10-04 | 1993-09-21 | Electric Power Research Institute, Inc. | Apparatus for monitoring biofilm activity |
| US5323429A (en) * | 1993-01-15 | 1994-06-21 | Westinghouse Electric Corporation | Electrochemical monitoring of vessel penetrations |
| US5571353A (en) * | 1993-10-29 | 1996-11-05 | Golovin; Milton N. | Electrodes for solid rechargeable batteries |
| US5370776A (en) * | 1993-10-20 | 1994-12-06 | Chevron Research And Technology Company | Electrochemical impedance spectroscopy method for evaluating corrosion inhibitor performance |
| US5448178A (en) * | 1993-11-05 | 1995-09-05 | Nalco Chemical Company | Transient technique to determine solution resistance for simple and accurate corrosion rate measurements |
| FR2739187B1 (fr) * | 1995-09-27 | 1997-12-19 | Franco Belge Combustibles | Procede et dispositif de controle des caracteristiques d'une couche superficielle d'un element en alliage de zirconium et utilisation pour le controle de crayons de combustible pour un reacteur nucleaire |
| US6511851B1 (en) * | 1997-04-16 | 2003-01-28 | Kaiku Limited | Identifying changes in composition of liquids |
| JP2001070273A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-21 | Tanita Corp | 生体電気インピーダンス測定方法および身体組成測定装置 |
| DE10042846C2 (de) * | 2000-08-17 | 2003-08-14 | Thorsten Knutz | Verfahren zur qualitativen und/oder quantitativen Charakterisierung polarer Bestandteile in Flüssigkeiten, Elektrodenanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie Anwendung des Verfahrens und der Elektrodenanordnung |
| US6556027B2 (en) | 2001-01-12 | 2003-04-29 | Ondeo Nalco Company | Low cost, on-line corrosion monitor and smart corrosion probe |
| WO2002088425A2 (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-07 | The Texas A & M University System | Determination of chloride corrosion threshold for metals embedded in cementitious material |
| US6714018B2 (en) * | 2001-07-20 | 2004-03-30 | Shell Oil Company | Method of commissioning and operating an electrically heated pipe-in-pipe subsea pipeline |
| US6814146B2 (en) * | 2001-07-20 | 2004-11-09 | Shell Oil Company | Annulus for electrically heated pipe-in-pipe subsea pipeline |
| US6686745B2 (en) | 2001-07-20 | 2004-02-03 | Shell Oil Company | Apparatus and method for electrical testing of electrically heated pipe-in-pipe pipeline |
| US6739803B2 (en) | 2001-07-20 | 2004-05-25 | Shell Oil Company | Method of installation of electrically heated pipe-in-pipe subsea pipeline |
| US6688900B2 (en) | 2002-06-25 | 2004-02-10 | Shell Oil Company | Insulating joint for electrically heated pipeline |
| US6937030B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-08-30 | Shell Oil Company | Testing electrical integrity of electrically heated subsea pipelines |
| US20050060109A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-03-17 | Analog Devices, Inc. | Measuring circuit and a method for determining a characteristic of the impedance of a complex impedance element for facilitating characterization of the impedance thereof |
| JP2006141202A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Seiko Epson Corp | 特定塩基配列の検出方法及びプライマーの伸長反応検出方法 |
| JP2008008750A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Tohoku Univ | 原子炉冷却水の腐食環境定量方法およびその装置 |
| US20100115673A1 (en) * | 2006-11-27 | 2010-05-06 | Christine Kranz | Near field scanning measurement-alternating current-scanning electrochemical microscopy devices and mehtods of use thereof |
| GB2444509B (en) | 2006-12-06 | 2010-09-15 | Abb Ltd | Conductivity sensor |
| KR101239884B1 (ko) * | 2010-09-30 | 2013-03-06 | 한국원자력연구원 | 고온 수용액 내 불순물 감지방법 및 이를 위한 불순물 감지 장치 |
| US8781058B1 (en) * | 2010-10-01 | 2014-07-15 | Institute Of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council | Nuclear power plant steel detecting device |
| RU2449295C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения параметров двухполюсника |
| RU2458353C1 (ru) * | 2011-03-17 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Устройство для определения параметров двухполюсника |
| US8466696B2 (en) * | 2011-03-30 | 2013-06-18 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for detecting a likelihood of corrosion |
| RU2561336C1 (ru) * | 2014-03-14 | 2015-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения параметров элементов многоэлементных нерезонансных линейных двухполюсников |
| EP2960646A1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | F. Hoffmann-La Roche AG | Method for determining whether reconstitution of a solution in a container is completed |
| RU2583879C2 (ru) * | 2014-10-08 | 2016-05-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ определения параметров двухполюсника |
| CN105353222B (zh) * | 2015-09-25 | 2018-07-17 | 南京剑桥新港科技发展有限公司 | 基于一次性薄膜电极的多样化集成阻抗检测装置 |
| AT518762B1 (de) * | 2016-05-27 | 2021-06-15 | Leonh Lang | Prüfvorrichtung |
| JP7390180B2 (ja) * | 2019-12-24 | 2023-12-01 | 日置電機株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4087658A (en) * | 1977-04-15 | 1978-05-02 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Apparatus and method for determining frequencies for system maximum and minimum immittances |
| JPS5925456B2 (ja) * | 1978-10-02 | 1984-06-18 | 志郎 春山 | 腐食速度測定方法及びその装置 |
| US4510437A (en) * | 1980-10-06 | 1985-04-09 | University Of Utah | Apparatus and method for measuring the permittivity of a substance |
| US4626338A (en) * | 1981-05-01 | 1986-12-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Equipment for detecting oxygen concentration |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61060576A patent/JPS62218878A/ja active Granted
-
1987
- 1987-03-12 SE SE8701033A patent/SE503285C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1987-03-16 US US07/026,258 patent/US4831324A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005279256A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-10-13 | Tanita Corp | 体組成測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8701033D0 (sv) | 1987-03-12 |
| SE503285C2 (sv) | 1996-05-13 |
| SE8701033L (sv) | 1987-09-21 |
| US4831324A (en) | 1989-05-16 |
| JPS62218878A (ja) | 1987-09-26 |
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