JPH0648436Y2 - Electrical conductivity measuring device - Google Patents

Electrical conductivity measuring device

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JPH0648436Y2
JPH0648436Y2 JP4246489U JP4246489U JPH0648436Y2 JP H0648436 Y2 JPH0648436 Y2 JP H0648436Y2 JP 4246489 U JP4246489 U JP 4246489U JP 4246489 U JP4246489 U JP 4246489U JP H0648436 Y2 JPH0648436 Y2 JP H0648436Y2
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JP
Japan
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electrodes
measured
electrical conductivity
amplifier
measuring device
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JP4246489U
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JPH02133674U (en
Inventor
繁 牧野
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株式会社リサーチ
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は理化学用、工業用及び農業用等に用いる電気
伝導率測定装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to an electric conductivity measuring device used for physics and chemistry, industrial use, agricultural use and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電気伝導率は主に水中の電解質濃度の指標として利用さ
れる物理量であって、従来ボイラー用水等の水質管理や
農業分野での肥料の濃度管理等に広く採用されている。
The electric conductivity is a physical quantity mainly used as an index of the electrolyte concentration in water, and has been widely adopted for the water quality control of boiler water and the fertilizer concentration control in the agricultural field.

また電気伝導率を測定する方法としては溶液中に一定距
離離間させて一定面積の電極を浸漬し、かつこれら電極
に交流電圧を印加して各電極間を流れる電流値を測定す
る二電極法が一般に使用されている。
Further, as a method for measuring the electrical conductivity, a two-electrode method in which electrodes having a certain area are immersed in a solution at a certain distance from each other and an alternating voltage is applied to these electrodes to measure a current value flowing between the electrodes is used. It is commonly used.

しかしこの二電極法は溶液の分極による影響を受けるこ
とから、精度の高い電気伝導率が測定できないという欠
点があり、現在では簡便な測定にのみしか使用されてい
ない。
However, since the two-electrode method is affected by the polarization of the solution, it has a drawback that the electrical conductivity cannot be measured with high accuracy, and at present, it is used only for simple measurement.

一方上記二電極法の欠点を除去した測定方法として四電
極法が考案され、現在ではこの四電極法による電気伝導
率の測定が一般に行われている。
On the other hand, a four-electrode method has been devised as a measurement method that eliminates the drawbacks of the two-electrode method, and at present, the electrical conductivity is generally measured by this four-electrode method.

この四電極法は4本の電極を溶液中に浸漬して電気伝導
率の測定を行うようにしたもので、溶液の分極による影
響及び電極と測定回路を接続するケーブルの抵抗分に対
する影響が回避できることから、上記二電極法に比べて
精度の高い電気伝導率の測定が可能となっている。
This four-electrode method is one in which four electrodes are immersed in a solution to measure the electrical conductivity, and the effects of the polarization of the solution and the effects on the resistance of the cable connecting the electrodes to the measurement circuit are avoided. Therefore, it is possible to measure the electric conductivity with higher accuracy than the two-electrode method.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

しかし上記従来の四電極法による電気伝導率の測定装置
では、電極に接続されたケーブルのリアクタンス分の影
響を受けることからケーブルの長さにより誤差が増加
し、このため測定する場合電極と測定装置の設置場所に
制限を受けるなどの不具合があった。
However, in the above-described conventional four-electrode method for measuring electrical conductivity, the error is increased by the length of the cable because it is affected by the reactance of the cable connected to the electrode. There were some problems such as restrictions on the installation location.

この考案は上記不具合を改善する目的でなされたもの
で、ケーブルの長さにより誤差が増加したり、設置場所
に制限を受けることのない電気伝導率測定装置を提供し
ようとするものである。
The present invention has been made for the purpose of improving the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an electric conductivity measuring device which does not increase the error due to the length of the cable and is not restricted in the installation place.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving the Problems]

この考案は上記目的を達成するために、電圧、電流の測
定にロックインアンプを用いたもので、これを図面によ
り説明すると、第1図はこの考案の基本概念を示すブロ
ック図で、1は測定セル、2は該測定セル2内に収容さ
れた被測定液を示す。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses a lock-in amplifier for measuring voltage and current. Referring to the drawings, FIG. 1 is a block diagram showing the basic concept of the present invention. The measurement cell 2 indicates the liquid to be measured contained in the measurement cell 2.

上記測定セル1内には4個の電極3,4,5,6が設けられて
いて、電極4,5間の電圧はロックインアンプ8で測定さ
れるようになっており、電極3に接続された増幅器7の
出力電圧を制御することにより、電極4,5間の電圧が一
定に保持されている。
The measuring cell 1 is provided with four electrodes 3, 4, 5 and 6 so that the voltage between the electrodes 4 and 5 is measured by the lock-in amplifier 8 and is connected to the electrode 3. By controlling the output voltage of the generated amplifier 7, the voltage between the electrodes 4 and 5 is kept constant.

また電極3,6間を流れる電流はロックインアンプ9で測
定されて、被測定液2の電気伝導率に比例した信号E0
ロックインアンプ9より出力されると共に、ロックイン
アンプ8,9には発信器10より増幅器7と同一の周波数、
同位相の信号がクロック信号として印加されている。
The current flowing between the electrodes 3 and 6 is measured by the lock-in amplifier 9, and a signal E 0 proportional to the electrical conductivity of the measured liquid 2 is output from the lock-in amplifier 9 and the lock-in amplifiers 8 and 9 are also output. From the oscillator 10 to the same frequency as the amplifier 7,
In-phase signals are applied as clock signals.

一方第2図は上記各電極3ないし6に接続されたケーブ
ルを含む電極3ないし6の等価回路を示すもので、RX1,
RX2,RX3は被測定液2の抵抗であり、測定したい被測定
液2の電気伝導率はRX2の逆数に比例している。また
CX1,CX2は分極により生じるキャパシタンスを示す。
On the other hand, FIG. 2 shows an equivalent circuit of the electrodes 3 to 6 including the cables connected to the electrodes 3 to 6, and R X1 ,
R X2 and R X3 are resistances of the measured liquid 2, and the electric conductivity of the measured liquid 2 to be measured is proportional to the reciprocal of R X2 . Also
C X1 and C X2 represent capacitances caused by polarization.

RS1ないしRS4は電極3ないし6の汚れによる抵抗分、Cl
はケーブル間に生じたキャパシタンスを示すと共に、Rl
1ないしRl4はケーブルの抵抗分をそれぞれ示す。
R S1 to R S4 are the resistance component due to contamination of electrodes 3 to 6, Cl
Indicates the capacitance generated between the cables and Rl
1 to Rl 4 indicate the resistance of the cable, respectively.

四電極法による溶液の電気伝導率の測定は、第2図に示
すE2-E3間の電圧が一定となるようにE1-E2間に印加する
電圧を制御し、そのときE1-E4間に流れる電流を測定す
ることにより行われ、RX1,2,CX1,2,RS1ないしRS4及びRl
1ないしRl4の影響を受けることなく、1/RX2に比例する
値を測定することができるが、ケーブル線間に生じるキ
ャパシタンスClにより流れる電流も測定電流に加算され
るため、測定結果に誤差が生じる。
Measurements of the solution conductivity of by the four electrode method is to control the voltage which the voltage between E 2 -E 3 shown in Figure 2 is applied between E 1 -E 2 to be constant, then E 1 -E 4 is measured by measuring the current flowing between R X1,2 , C X1,2 , R S1 or R S4 and Rl
A value proportional to 1 / R X2 can be measured without being affected by 1 to Rl 4 , but the current flowing due to the capacitance Cl generated between the cable lines is also added to the measurement current, so there is an error in the measurement result. Occurs.

そこでこの考案ではE1-E4間に印加した電圧を同位相の
クロック信号で動作するロックインアンプ8,9で電流を
測定するようにした。
Therefore, in this device, the voltage applied between E 1 and E 4 is measured by the lock-in amplifiers 8 and 9 that operate with the clock signals of the same phase.

これによって90°位相が進んだケーブル線間のキャパシ
タンスClにより流れる電流は測定電流に加算されないの
で、1/RX2に比例した電流のみが測定できるようにな
り、誤差のない電気伝導率が測定できるようになる。
As a result, the current flowing due to the capacitance Cl between the cable lines with a 90 ° phase advance is not added to the measured current, so only the current proportional to 1 / R X2 can be measured, and the electrical conductivity without error can be measured. Like

〔実施例〕〔Example〕

以下この考案の一実施例を第3図に示す図面を参照して
詳述する。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawing shown in FIG.

図においてA1ないしA3はE2-E3間の交流電圧を増幅する
インスツルメンテーションアンプで、コンデンサC4と抵
抗R10、アナログスイッチS1とにより構成された同期整
流器とで電圧測定用のロックインアンプを構成してい
る。またA4は基準電圧E1と上記ロックインアンプの出力
差を演算する誤差増幅器で、積分器が用いられている。
In the figure, A 1 to A 3 are instrumentation amplifiers for amplifying AC voltage between E 2 and E 3 , and voltage measurement is performed by a synchronous rectifier composed of a capacitor C 4 , a resistor R 10 and an analog switch S 1. It constitutes a lock-in amplifier for. A 4 is an error amplifier that calculates the difference between the reference voltage E 1 and the output of the lock-in amplifier, and an integrator is used.

この誤差増幅器A4の出力は、アナログスイッチS2により
交流に変換されて基準電圧E1に印加され、上記回路全体
のフィードバックループが構成されて、E2-E3間に一定
の交流電圧が印加されるように動作される。
The output of this error amplifier A 4 is converted into an alternating current by the analog switch S 2 and applied to the reference voltage E 1 to form a feedback loop for the entire circuit described above, and a constant alternating voltage is applied between E 2 and E 3. Is operated to be applied.

一方A5は電流増幅器で、E1-E4間に流れる電流を電圧に
変換するようになっている。
On the other hand, A 5 is a current amplifier, which converts the current flowing between E 1 -E 4 into a voltage.

そしてコンデンサC7と抵抗R13、アナログスイッチS3
より構成された同期整流器とで電流測定用のロックイン
アンプを構成していると共に、上記各アナログスイッチ
S1,S2,S3には発振器OSCより同一周波数、同一位相のク
ロック信号fclkが印加されて、各アナログスイッチS1,S
2,S3が駆動されるようになっている。
The capacitor C 7 , the resistor R 13 , and the synchronous rectifier composed of the analog switch S 3 form a lock-in amplifier for current measurement, and the analog switches
A clock signal fclk having the same frequency and the same phase is applied to S 1 , S 2 and S 3 from the oscillator OSC, and the analog switches S 1 and S
2 and S 3 are designed to be driven.

これによってアナログスイッチS1,S2,S3を駆動するクロ
ック信号fclkの周波数及び位相が異なる信号は測定値に
加算されることがなく、その結果ケーブル線間のキャパ
シタンスにより流れる電流により測定値に誤差が生じる
ことがなくなる。
As a result, signals with different frequencies and phases of the clock signals fclk that drive the analog switches S 1 , S 2 , and S 3 are not added to the measured value, and as a result, the measured value is changed by the current flowing due to the capacitance between the cable lines. No error will occur.

〔考案の効果〕[Effect of device]

この考案は以上詳述したように、各電極に接続されたケ
ーブルのリアクタンス成分による影響を除去することが
できるため、ケーブルの長さが変っても測定結果に誤差
が生じることがない。
As described in detail above, this invention can eliminate the influence of the reactance component of the cable connected to each electrode, so that the measurement result does not have an error even if the length of the cable changes.

これによってケーブルの長さや測定装置の設置場所に制
限を受けることなく精度の高い電気伝導率の測定が可能
になると共に、ロックインアンプを用いることにより、
雑音等の影響を受けることが少なくなることから、工業
計器として重要な要素である耐雑音性を一段と向上させ
ることができる。
This makes it possible to measure electrical conductivity with high accuracy without being restricted by the length of the cable or the installation location of the measuring device, and by using the lock-in amplifier,
Since it is less likely to be affected by noise and the like, it is possible to further improve the noise resistance, which is an important factor as an industrial instrument.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案の電気伝導率測定装置を説明するため
の基本概念図、第2図はケーブルを含めた電極の等価回
路、第3図はこの考案の一実施例を示す回路図である。 1は測定セル、2は被測定液、3,4,5,6は電極、7は増
幅器、8,9はロックインアンプ、10は発振器。
FIG. 1 is a basic conceptual diagram for explaining an electric conductivity measuring device of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit of electrodes including cables, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. . 1 is a measuring cell, 2 is a liquid to be measured, 3,4,5,6 are electrodes, 7 is an amplifier, 8 and 9 are lock-in amplifiers, and 10 is an oscillator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】4個の電極を使用して被測定液の電気伝導
率を測定する電気伝導率測定装置において、上記電極間
の電圧または電極間を流れる電流の少なくとも一方をロ
ックインアンプにより検出することを特徴とする電気伝
導率測定装置。
1. An electric conductivity measuring device for measuring electric conductivity of a liquid to be measured using four electrodes, wherein at least one of a voltage between the electrodes or a current flowing between the electrodes is detected by a lock-in amplifier. An electrical conductivity measuring device characterized by:
JP4246489U 1989-04-13 1989-04-13 Electrical conductivity measuring device Expired - Lifetime JPH0648436Y2 (en)

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JP4246489U JPH0648436Y2 (en) 1989-04-13 1989-04-13 Electrical conductivity measuring device

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JP4246489U JPH0648436Y2 (en) 1989-04-13 1989-04-13 Electrical conductivity measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02133674U JPH02133674U (en) 1990-11-06
JPH0648436Y2 true JPH0648436Y2 (en) 1994-12-12

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