JPH0677038B2 - 導電率測定方法 - Google Patents
導電率測定方法Info
- Publication number
- JPH0677038B2 JPH0677038B2 JP15600387A JP15600387A JPH0677038B2 JP H0677038 B2 JPH0677038 B2 JP H0677038B2 JP 15600387 A JP15600387 A JP 15600387A JP 15600387 A JP15600387 A JP 15600387A JP H0677038 B2 JPH0677038 B2 JP H0677038B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- measured
- electrode
- conductivity
- different frequencies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高濃度の被測定液の導電率測定方法に関する。
＜従来の技術＞ 従来、例えば導電率が10mS/cm以上の高濃度液の導電率
を測定する場合、電極にセル定数の大きなものを使用す
る必要がある。これは電極間抵抗RCが次式で与えられ、 RC＝J/K …（１） RCは導電率Ｋ（1/Ω・cm-1）に逆比例しセル定数Ｊ（cm
-1）に比例しており、高濃度で導電率Ｋが大きい液の測
定の場合、セル定数Ｊを大きくし充分なRCが得られるよ
うにする必要があるからである。
を測定する場合、電極にセル定数の大きなものを使用す
る必要がある。これは電極間抵抗RCが次式で与えられ、 RC＝J/K …（１） RCは導電率Ｋ（1/Ω・cm-1）に逆比例しセル定数Ｊ（cm
-1）に比例しており、高濃度で導電率Ｋが大きい液の測
定の場合、セル定数Ｊを大きくし充分なRCが得られるよ
うにする必要があるからである。
一方、電極間インピーダンスは第３図の等価回路によっ
て表わされる。図中、RCは測定すべき電極間抵抗、CFは
電極反応に基づく容量、RFは電極反応に基づく抵抗、CP
は電気二重層に基づく容量、CNはケーブル浮遊容量であ
る。
て表わされる。図中、RCは測定すべき電極間抵抗、CFは
電極反応に基づく容量、RFは電極反応に基づく抵抗、CP
は電気二重層に基づく容量、CNはケーブル浮遊容量であ
る。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 前記電極間容量はノイズとして作用するため、これらの
影響を少なくする為にも、セル定数Ｊを大きくする必要
があるが、セル定数Ｊは電極の形状によって決まる値で
あって限界がある。
影響を少なくする為にも、セル定数Ｊを大きくする必要
があるが、セル定数Ｊは電極の形状によって決まる値で
あって限界がある。
電極への交流印加電圧の周波数を上げて前記電極間容量
の影響を除去する方法が取られているが、交流印加電圧
の周波数を高くすると容量CNの影響が現れる。また周波
数の高い電源回路は構成が複雑で消費電流が増加すると
いう欠点がある。
の影響を除去する方法が取られているが、交流印加電圧
の周波数を高くすると容量CNの影響が現れる。また周波
数の高い電源回路は構成が複雑で消費電流が増加すると
いう欠点がある。
本発明の解決しようとする技術的課題は、高濃度液の導
電率を測定する場合において、周波数の高い交流電圧を
使わず電極間容量の影響を除去できるようにすることに
ある。
電率を測定する場合において、周波数の高い交流電圧を
使わず電極間容量の影響を除去できるようにすることに
ある。
＜問題点を解決するための手段＞ このような目的を達成するために、本発明は、 被測定液に浸漬されている電極に異なる周波数ｆの交流
印加電圧を選択して印加し、この時の電極間のインピー
ダンスＺから導電率を演算して得る導電率測定方法にお
いて、 既知の高濃度の基準液において、二つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数Ａ′を求め
る工程と、 Ｚ＝（1/f）・Ａ′＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスＺを測定し、このイン
ピーダンスＺから（1/f）・Ａ′を差し引いて電極間抵
抗RCを得る工程と、 からなることを特徴としている。
印加電圧を選択して印加し、この時の電極間のインピー
ダンスＺから導電率を演算して得る導電率測定方法にお
いて、 既知の高濃度の基準液において、二つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数Ａ′を求め
る工程と、 Ｚ＝（1/f）・Ａ′＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスＺを測定し、このイン
ピーダンスＺから（1/f）・Ａ′を差し引いて電極間抵
抗RCを得る工程と、 からなることを特徴としている。
また、被測定液に浸漬されている電極に異なる周波数ｆ
の交流印加電圧を選択して印加し、この時の電極間のイ
ンピーダンスＺから導電率を演算して得る導電率測定方
法において、 既知の高濃度の基準液において、三つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数ａ′、ｂ′
を求める工程と、 Ｚ＝ａ′（1/f2）＋ｂ′（1/f）＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスを測定し、このインピ
ーダンスＺからａ′（1/f2）及びｂ′（1/f）を差し引
いて電極間抵抗RCを得る工程と、 からなることを特徴としている。
の交流印加電圧を選択して印加し、この時の電極間のイ
ンピーダンスＺから導電率を演算して得る導電率測定方
法において、 既知の高濃度の基準液において、三つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数ａ′、ｂ′
を求める工程と、 Ｚ＝ａ′（1/f2）＋ｂ′（1/f）＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスを測定し、このインピ
ーダンスＺからａ′（1/f2）及びｂ′（1/f）を差し引
いて電極間抵抗RCを得る工程と、 からなることを特徴としている。
＜作用＞ 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、前記近似
式は、二次近似の場合、周波数の異なる三つの交流印加
電圧を使用して得ることができ、一次近似の場合、周波
数の異なる二つの交流印加電圧を使用して得ることがで
きる。このとき使用される印加電圧は周波数の高いもの
である必要はない。
式は、二次近似の場合、周波数の異なる三つの交流印加
電圧を使用して得ることができ、一次近似の場合、周波
数の異なる二つの交流印加電圧を使用して得ることがで
きる。このとき使用される印加電圧は周波数の高いもの
である必要はない。
前記近似式には、前記電極抵抗についての定数項と、前
記電極間容量についての変数項が含まれ、前記交流印加
電圧を印加して得た測定信号並びに前記近似式に基づ
き、前記電極間抵抗にのみ関連した信号出力を演算によ
り求める。
記電極間容量についての変数項が含まれ、前記交流印加
電圧を印加して得た測定信号並びに前記近似式に基づ
き、前記電極間抵抗にのみ関連した信号出力を演算によ
り求める。
＜実施例＞ 以下図面に従い本発明方法を説明する。第１図は本発明
方法を実施した導電率計を示す構成図である。図中、１
は交流発振器、２は周波数の異なる複数の交流電圧を生
成する分周器、３は演算制御部４からの切換信号VSに基
づき切換えられるマルチプレクサ、５はマルチプレクサ
３からの交流電圧に基づき交流印加電圧V1を発生するバ
ッファ、E1,E2は電極、６は非反転入力端子が基準電位
に接続され、反転入力端子が電極E2に接続される一方、
出力端子との間の帰還回路にレンジ抵抗Ｒが接続された
演算増幅器で、電極E1及びE2間に流れる電流ｉに応じた
出力電圧V0を発生する。７は同期整流回路、８はA/D変
換器である。
方法を実施した導電率計を示す構成図である。図中、１
は交流発振器、２は周波数の異なる複数の交流電圧を生
成する分周器、３は演算制御部４からの切換信号VSに基
づき切換えられるマルチプレクサ、５はマルチプレクサ
３からの交流電圧に基づき交流印加電圧V1を発生するバ
ッファ、E1,E2は電極、６は非反転入力端子が基準電位
に接続され、反転入力端子が電極E2に接続される一方、
出力端子との間の帰還回路にレンジ抵抗Ｒが接続された
演算増幅器で、電極E1及びE2間に流れる電流ｉに応じた
出力電圧V0を発生する。７は同期整流回路、８はA/D変
換器である。
このような構成で、電極E1,E2間のインピーダンスは第
３図の等価回路で表わされ、容量CNを除くこの回路のイ
ンピーダンスＺは以下で与えられる。
３図の等価回路で表わされ、容量CNを除くこの回路のイ
ンピーダンスＺは以下で与えられる。
Ｚ＝RC＋（1/ω）・［｛（1/CP）・A2＋Ｂ｝ｊ−Ａ］／
（A2＋B2） …（２） （但し、Ａ＝ω・CP・CF・RF、 Ｂ＝CP＋CF） この式が与えるところは、Ｚはωの関数で、ωを無限大
にしたとき、Ｚ≒RCとなり、ωが充分大きくRCに対して
１次項（Ｚ−RCの項）が充分小さい場合には、ωに関す
る一次式または二次式で（２）式を近似できる。
（A2＋B2） …（２） （但し、Ａ＝ω・CP・CF・RF、 Ｂ＝CP＋CF） この式が与えるところは、Ｚはωの関数で、ωを無限大
にしたとき、Ｚ≒RCとなり、ωが充分大きくRCに対して
１次項（Ｚ−RCの項）が充分小さい場合には、ωに関す
る一次式または二次式で（２）式を近似できる。
第２図は導電率が200mS/cmという高濃度の基準液を使っ
て測定した電極間インピーダンスＺと交流印加電圧V1の
周波数ｆとの関係を表わす実験結果である。周波数ｆを
無限大にしたとき電極間インピーダンスＺは電極間抵抗
RC（＝14）に限りなく近づく。
て測定した電極間インピーダンスＺと交流印加電圧V1の
周波数ｆとの関係を表わす実験結果である。周波数ｆを
無限大にしたとき電極間インピーダンスＺは電極間抵抗
RC（＝14）に限りなく近づく。
（２）式を以下の一次式に近似させ、 Ｚ＝ａ・（1/ω）＋RC ＝（1/f）・（a/2π）＋RC ＝（1/f）・Ａ′＋RC …（３） （但し、Ａ′＝（a/2π）） と置く。
第２図の実験結果を利用し、二つの異なる周波数を使っ
て（３）式を求める。即ち、ｆ＝10KのときＺ＝14.8
Ω、ｆ＝20KのときＺ＝14.4Ωより、（３）式のＡ′を
求めると、Ａ′＝0.8×103となり、（３）式は、 Ｚ＝0.8×103・（1/f）＋14 …（４） となる。
て（３）式を求める。即ち、ｆ＝10KのときＺ＝14.8
Ω、ｆ＝20KのときＺ＝14.4Ωより、（３）式のＡ′を
求めると、Ａ′＝0.8×103となり、（３）式は、 Ｚ＝0.8×103・（1/f）＋14 …（４） となる。
この近似式が実験結果と一致するか確認する為、ｆ＝40
K、及びＦ＝200Kのときの電極間インピータンスＺを
（４）式を用いて求め、これらを実験結果と比較する。
（４）式を用いて求めたインピーダンスＺは夫々、Ｚ＝
14.2Ω、Ｚ＝14.04Ωで、これらは第２図の実験結果に
乗っており、（３）式の近似式が正しいことを表わして
いる。
K、及びＦ＝200Kのときの電極間インピータンスＺを
（４）式を用いて求め、これらを実験結果と比較する。
（４）式を用いて求めたインピーダンスＺは夫々、Ｚ＝
14.2Ω、Ｚ＝14.04Ωで、これらは第２図の実験結果に
乗っており、（３）式の近似式が正しいことを表わして
いる。
第１図の本発明実施例装置ではこの近似式を自動的に求
め、この近似式を用いて演算により電極間容量の影響を
受けない信号出力を得るようにしている。即ち、演算制
御部４からの切換信号VSによりマルチプレクサ３を切換
え、分周器２からの周波数の異なる二種類（f1,f2）の
交流印加電圧を電極E1,E2間に印加し、このときの電極
間インピーダンスZ1,Z2を測定する。演算制御部４にお
いて、f1,f2,Z1,Z2に基づき、（３）式を求め（Ａ′を
特定し）、この式を記憶する。
め、この近似式を用いて演算により電極間容量の影響を
受けない信号出力を得るようにしている。即ち、演算制
御部４からの切換信号VSによりマルチプレクサ３を切換
え、分周器２からの周波数の異なる二種類（f1,f2）の
交流印加電圧を電極E1,E2間に印加し、このときの電極
間インピーダンスZ1,Z2を測定する。演算制御部４にお
いて、f1,f2,Z1,Z2に基づき、（３）式を求め（Ａ′を
特定し）、この式を記憶する。
この後、電極E1,E2を高濃度の被測定液に浸漬し、通常
周波数f3（f1或はf2でも良い）の交流印加電圧V1を印加
して測定を行い、測定された電極間インピーダンスＺに
対応する出力信号から、演算で求めた（３）式中の
｛（1/f3）・Ａ′｝項に相当する信号分を差し引き、電
極間抵抗RCにのみ関連した信号出力を得る。
周波数f3（f1或はf2でも良い）の交流印加電圧V1を印加
して測定を行い、測定された電極間インピーダンスＺに
対応する出力信号から、演算で求めた（３）式中の
｛（1/f3）・Ａ′｝項に相当する信号分を差し引き、電
極間抵抗RCにのみ関連した信号出力を得る。
尚、上記本発明の説明では一次近似式を使う場合につい
て説明を行ったが、これに限らず、以下のような二次式
を用いて近似させることも勿論可能である。
て説明を行ったが、これに限らず、以下のような二次式
を用いて近似させることも勿論可能である。
Ｚ＝ａ′（1/f2）＋ｂ′（1/f）＋RC …（５） この場合この式を特定するには周波数の異なる三種類の
交流印加電圧を使用する必要がある。
交流印加電圧を使用する必要がある。
＜発明の効果＞ 本発明によれば、高濃度の被測定液の導電率を測定する
場合に、周波数の高い交流印加電圧を使用することなく
電極間容量の影響を除くことが出来る。このため、回路
構成が複雑になる、ケーブル浮遊容量の影響が出る等、
周波数の高い交流印加電圧を使用した場合の欠点が避け
られる。
場合に、周波数の高い交流印加電圧を使用することなく
電極間容量の影響を除くことが出来る。このため、回路
構成が複雑になる、ケーブル浮遊容量の影響が出る等、
周波数の高い交流印加電圧を使用した場合の欠点が避け
られる。
第１図は本発明方法を実施した導電率計の構成図、第２
図は高濃度液を使って測定した電極間インピーダンスと
交流印加電圧の周波数との関係を表わす特性図、第３図
は導電率計における電極間インピーダンスの等価回路図
である。 １……交流発振器、２……分周器、４……演算制御部、
E1E2……電極、７……同期整流回路
図は高濃度液を使って測定した電極間インピーダンスと
交流印加電圧の周波数との関係を表わす特性図、第３図
は導電率計における電極間インピーダンスの等価回路図
である。 １……交流発振器、２……分周器、４……演算制御部、
E1E2……電極、７……同期整流回路
Claims (2)
- 【請求項１】被測定液に浸漬されている電極に異なる周
波数ｆの交流印加電圧を選択して印加し、この時の電極
間のインピーダンスＺから導電率を演算して得る導電率
測定方法において、 既知の高濃度の基準液において、二つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数Ａ′を求め
る工程と、 Ｚ＝（1/f）・Ａ′＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスＺを測定し、このイン
ピーダンスＺから（1/f）・Ａ′を差し引いて電極間抵
抗RCを得る工程と、 からなることを特徴とした導電率測定方法。 - 【請求項２】被測定液に浸漬されている電極に異なる周
波数ｆの交流印加電圧を選択して印加し、この時の電極
間のインピーダンスＺから導電率を演算して得る導電率
測定方法において、 既知の高濃度の基準液において、三つの異なる周波数ｆ
で測定したインピーダンスＺから次式の定数ａ′、ｂ′
を求める工程と、 Ｚ＝ａ′（1/f2）＋ｂ′（1/f）＋RC 高濃度の被測定溶液で通常周波数ｆの交流印加電圧を前
記電極に印加してインピーダンスを測定し、このインピ
ーダンスＺからａ′（1/f2）及びｂ′（1/f）を差し引
いて電極間抵抗RCを得る工程と、 からなることを特徴とする導電率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15600387A JPH0677038B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 導電率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15600387A JPH0677038B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 導電率測定方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS64474A JPS64474A (en) | 1989-01-05 |
| JPH01474A JPH01474A (ja) | 1989-01-05 |
| JPH0677038B2 true JPH0677038B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=15618206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15600387A Expired - Lifetime JPH0677038B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 導電率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677038B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5985282B2 (ja) | 2012-07-12 | 2016-09-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP7066089B2 (ja) * | 2018-06-28 | 2022-05-13 | 日本ピラー工業株式会社 | センサ装置 |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP15600387A patent/JPH0677038B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64474A (en) | 1989-01-05 |
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