JPH0715490B2 - 導電率計回路 - Google Patents
導電率計回路Info
- Publication number
- JPH0715490B2 JPH0715490B2 JP61051674A JP5167486A JPH0715490B2 JP H0715490 B2 JPH0715490 B2 JP H0715490B2 JP 61051674 A JP61051674 A JP 61051674A JP 5167486 A JP5167486 A JP 5167486A JP H0715490 B2 JPH0715490 B2 JP H0715490B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- sample
- rectangular wave
- conductivity
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- 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２電極方式の液体導電率計回路の改良に関する
ものである。
ものである。
〈従来技術〉 第３に基づいて、２電極方式液体導電率計の従来構成を
説明する。1,1′は被測定液２内に浸された一対の対向
電極、3,3′は電極に対するケーブル4,4′の接続端子で
ある。５は矩形波交流電圧V1の発生回路、６はバッファ
アンプで、その出力V1′がケーブル４′を介して端子
３′に接続されている。７は電極1,1′を流れる交流電
流IOを電圧V2に変換する電流・電圧変換回路で、非反転
入力端子が基準電位に、反転入力端子と出力端子間に帰
還抵抗Rfを有し、反転入力端子に接続されたケーブル４
から流入する交流電流IOをV2＝−IO・Rfの関係で電圧に
変換する。８は、矩形波交流電圧V1で駆動される同期整
流回路であり、V2は直流電圧信号E0に変換される。
説明する。1,1′は被測定液２内に浸された一対の対向
電極、3,3′は電極に対するケーブル4,4′の接続端子で
ある。５は矩形波交流電圧V1の発生回路、６はバッファ
アンプで、その出力V1′がケーブル４′を介して端子
３′に接続されている。７は電極1,1′を流れる交流電
流IOを電圧V2に変換する電流・電圧変換回路で、非反転
入力端子が基準電位に、反転入力端子と出力端子間に帰
還抵抗Rfを有し、反転入力端子に接続されたケーブル４
から流入する交流電流IOをV2＝−IO・Rfの関係で電圧に
変換する。８は、矩形波交流電圧V1で駆動される同期整
流回路であり、V2は直流電圧信号E0に変換される。
第４図は、電極1,1′を介して測定される被測定液とケ
ーブル4,4′の等価回路を示すもので、RCは測定対象と
なる導電率に関連した液抵抗、この抵抗と直列の容量Ca
は、電極と液間の容量であり、RaはCaの並列抵抗、コン
デンサCbと抵抗Raの直列回路は、ケーブル4,4′の容量
及び抵抗分を示す。
ーブル4,4′の等価回路を示すもので、RCは測定対象と
なる導電率に関連した液抵抗、この抵抗と直列の容量Ca
は、電極と液間の容量であり、RaはCaの並列抵抗、コン
デンサCbと抵抗Raの直列回路は、ケーブル4,4′の容量
及び抵抗分を示す。
〈発明の解決すべき問題点〉 このような、２電極方式の構成で液抵抗RCを矩形波交流
電圧を印加したとき流れる電流に基づいて測定する場
合、Caの影響を受けないようにするには、交流電圧の周
波数を高くする方法がとられているが、周波数を高くす
るとケーブルの容量Cbの影響が出てくる。
電圧を印加したとき流れる電流に基づいて測定する場
合、Caの影響を受けないようにするには、交流電圧の周
波数を高くする方法がとられているが、周波数を高くす
るとケーブルの容量Cbの影響が出てくる。
又Caを極力大きくする為に、電極1,1′に白金黒を使用
する等の方法がとられるが、白金黒は高価であり、コス
トアップとなる欠点がある。
する等の方法がとられるが、白金黒は高価であり、コス
トアップとなる欠点がある。
本発明は、電極に白金黒等の高価な材質を使うことな
く、SUS等の材質の電極を使用し、電極と液との間の容
量による、いわゆる分極の影響を受けることなく、導電
率を高いレンジまで正確に測定できる回路の実現を目的
とする。
く、SUS等の材質の電極を使用し、電極と液との間の容
量による、いわゆる分極の影響を受けることなく、導電
率を高いレンジまで正確に測定できる回路の実現を目的
とする。
〈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、 入力端子と出力端子との間に帰還抵抗Rfを有し、この入
力端子に被測定液に浸された１対の測定電極間に印加し
た矩形波交流電圧に基づいて流れる電流が入力される電
流・電圧変換回路の出力電圧から、前記被測定液の導電
率を測定する導電率計回路において、 前記矩形波交流電圧が入力されていて、この変曲点を基
準に前記測定電圧をサンプリングするサンプルパルスを
発生するコントロール信号発生回路と、 このコントロール信号発生回路のサンプルパルスに基づ
いて得た前記測定電圧のサプル電圧を一次的にホールド
するサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路が正負いずれかの周期内の異
なる時間ti（ｉ＝１〜３）で得たサンプル電圧Vi（ｉ＝
１〜３）に基づき、式、Vi＝Ａ（１＋Be-Ct0）または、
Vi＝Ati2＋Bti＋Ｃから定数Ａ、Ｂ、Ｃを演算した後、
式、（1/RC）＝｛Ａ（１＋Be-Ct0）｝／（Ｅ・Rf）より
RCを演算し、このRCより導電率Ｊを、式、Ｊ＝K/RC（こ
こでＫは電極定数）から得る演算回路と、 を設けたことを特長としている。
力端子に被測定液に浸された１対の測定電極間に印加し
た矩形波交流電圧に基づいて流れる電流が入力される電
流・電圧変換回路の出力電圧から、前記被測定液の導電
率を測定する導電率計回路において、 前記矩形波交流電圧が入力されていて、この変曲点を基
準に前記測定電圧をサンプリングするサンプルパルスを
発生するコントロール信号発生回路と、 このコントロール信号発生回路のサンプルパルスに基づ
いて得た前記測定電圧のサプル電圧を一次的にホールド
するサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路が正負いずれかの周期内の異
なる時間ti（ｉ＝１〜３）で得たサンプル電圧Vi（ｉ＝
１〜３）に基づき、式、Vi＝Ａ（１＋Be-Ct0）または、
Vi＝Ati2＋Bti＋Ｃから定数Ａ、Ｂ、Ｃを演算した後、
式、（1/RC）＝｛Ａ（１＋Be-Ct0）｝／（Ｅ・Rf）より
RCを演算し、このRCより導電率Ｊを、式、Ｊ＝K/RC（こ
こでＫは電極定数）から得る演算回路と、 を設けたことを特長としている。
ここで、Ｅは印加電圧、Rfは帰還抵抗で共に既知の値、
t0は矩形波交流電圧の立ち上がりのタイミングの時間で
ある。
t0は矩形波交流電圧の立ち上がりのタイミングの時間で
ある。
〈作用〉 本発明によれば、矩形波交流電圧印加直後でケーブル容
量に起因する電流の影響を受けない近傍で測定電圧が時
間をずらせて３点サンプルされ、このサンプル電圧に基
づいて矩形波交流電圧印加のタイミングにおける電極間
電流に比例した測定電圧が演算される。
量に起因する電流の影響を受けない近傍で測定電圧が時
間をずらせて３点サンプルされ、このサンプル電圧に基
づいて矩形波交流電圧印加のタイミングにおける電極間
電流に比例した測定電圧が演算される。
〈実施例〉 第１図に基づいて本発明導電率計回路の一実施例を説明
する。第３図で説明した要素と同一要素には同一符号を
付して説明は省略する。
する。第３図で説明した要素と同一要素には同一符号を
付して説明は省略する。
矩形波交流電圧V1は、正と負の半サイクルの間に一定時
間のゼロレベルを有する３値信号とされ、バッファアン
プ６を介して電極の一方１′に印加されると共に、コン
トロール信号発生回路９に与えられる。
間のゼロレベルを有する３値信号とされ、バッファアン
プ６を介して電極の一方１′に印加されると共に、コン
トロール信号発生回路９に与えられる。
コントロール信号発生回路９は、矩形波交流電圧V1の立
上りのタイミングの直後に時間をずらせたサンプルパル
スPA,PB,PCをサンプルホールド回路10A,10B,10Cに供給
すると共にV1ゼロレベルの期間に電極1,1′を短絡する
放電回路11に放電用コントロール信号PDを供給する。
上りのタイミングの直後に時間をずらせたサンプルパル
スPA,PB,PCをサンプルホールド回路10A,10B,10Cに供給
すると共にV1ゼロレベルの期間に電極1,1′を短絡する
放電回路11に放電用コントロール信号PDを供給する。
サンプルホールド回路10A,10B,10Cのサンプル電圧VA,
VB,VCは、演算回路12に導かれ、演算結果が出力信号EO
として発信される。
VB,VCは、演算回路12に導かれ、演算結果が出力信号EO
として発信される。
第２図（Ａ）は矩形波交流電圧V1の波形図、（Ｂ）は測
定電圧V2の波形図、（Ｃ）はサンプルパルスPA,PB,PC及
び放電用コントロール信号PDの波形図を示す。矩形波交
流電圧V1の立上りのタイミングt0から極めて短時間には
ケーブルの容量，抵抗によるスパイクが発生し、以後接
液容量Ca,液抵抗RC,Caの並列抵抗RCによりなだらかに低
下する電圧波形となる。
定電圧V2の波形図、（Ｃ）はサンプルパルスPA,PB,PC及
び放電用コントロール信号PDの波形図を示す。矩形波交
流電圧V1の立上りのタイミングt0から極めて短時間には
ケーブルの容量，抵抗によるスパイクが発生し、以後接
液容量Ca,液抵抗RC,Caの並列抵抗RCによりなだらかに低
下する電圧波形となる。
第４図の等価回路を用いて、V1を電極に印加した時の測
定電圧V2について考えると、 V2＝Rf・i1＋Rf・i2 （１） ここでCb・Rb《Caであることから、t0の直後でi2の影響
の小さいタイミングt1でのサンプル電圧VAは、（１）式
で２項を無視して、 となる。従って（２）式より、一般的に、 V2≒Ａ（１＋Be-Ct） （４） と表わされる。
定電圧V2について考えると、 V2＝Rf・i1＋Rf・i2 （１） ここでCb・Rb《Caであることから、t0の直後でi2の影響
の小さいタイミングt1でのサンプル電圧VAは、（１）式
で２項を無視して、 となる。従って（２）式より、一般的に、 V2≒Ａ（１＋Be-Ct） （４） と表わされる。
今求めたい値は、ｔ＝t0のタイミングにおけるV2の値で
あり、RCは（２）式をVA＝Rfi1に代入し、更にｔ＝t0＝
０とすれば（５）式が導かれる。
あり、RCは（２）式をVA＝Rfi1に代入し、更にｔ＝t0＝
０とすれば（５）式が導かれる。
（1/RC）＝V2(t＝t0)/（Ｅ・Rf）＝｛Ａ（１＋Be
-Ct）｝／（Ｅ・Rf） …（５） ここで、ｔ＝t0の直後でi2の影響の小さい、互いに近接
したタイミングt1,t2,t3におけるサンプル電圧VA,VB,VC
は、 となる。今、１例としてt1＝tK,t2＝２・tK,t3＝3tKの
様にt1,t2,t3を決めるとA,B,Cは以下の様になる となる。これら定数A,B,Cより（５）式のRCは、 （1/RC）＝K1（１＋K2）／（Ｅ・Rf） …（９） となる。
-Ct）｝／（Ｅ・Rf） …（５） ここで、ｔ＝t0の直後でi2の影響の小さい、互いに近接
したタイミングt1,t2,t3におけるサンプル電圧VA,VB,VC
は、 となる。今、１例としてt1＝tK,t2＝２・tK,t3＝3tKの
様にt1,t2,t3を決めるとA,B,Cは以下の様になる となる。これら定数A,B,Cより（５）式のRCは、 （1/RC）＝K1（１＋K2）／（Ｅ・Rf） …（９） となる。
これは電極間容量Ca,ケーブル容量Cbの影響を受けない
電極間抵抗の値を示すもので、この電極間抵抗RCより、
求める導電率Ｊは、 （K:電極の形状で決まる定数）で簡単に演算することが
できる。
電極間抵抗の値を示すもので、この電極間抵抗RCより、
求める導電率Ｊは、 （K:電極の形状で決まる定数）で簡単に演算することが
できる。
上記（６）〜（８）式よりA,B,Cを演算する手段は、マ
イクロプロセッサ手段により高速演算が可能であり、出
力信号EOの連続性は、従来のアナログ方式とほとんど変
らず、演算精度もt0のごく近傍の３点のサンプル電圧を
用いるので、高精度の近似演算を実現することができ
る。
イクロプロセッサ手段により高速演算が可能であり、出
力信号EOの連続性は、従来のアナログ方式とほとんど変
らず、演算精度もt0のごく近傍の３点のサンプル電圧を
用いるので、高精度の近似演算を実現することができ
る。
上記実施例では（２）式に基づいて、（４）式の形をV2
の一般式としたが、これに代えて V2≒At2＋Bt＋Ｃ （10） と２次式で近似しても同様にRCを求めることができる。
さらにこれを簡易化し、ｔ＝t0の近傍では時間ｔとV2と
は比較的直線関係に近いことに着目して、 V2≒Ａ′ｔ＋Ｂ （11） の１次式と見なして同様にRCを求めることも可能であ
る。
の一般式としたが、これに代えて V2≒At2＋Bt＋Ｃ （10） と２次式で近似しても同様にRCを求めることができる。
さらにこれを簡易化し、ｔ＝t0の近傍では時間ｔとV2と
は比較的直線関係に近いことに着目して、 V2≒Ａ′ｔ＋Ｂ （11） の１次式と見なして同様にRCを求めることも可能であ
る。
〈効果〉 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が期待できる。
が期待できる。
（１）ケーブル容量の影響をほとんど受けずに高精度に
導電率を測定することができる。
導電率を測定することができる。
（２）電極に高価な白金黒を使用せず、SUS（ステンレ
ス合金）やチタン等の比較的Ca（電極と液との容量）の
小さい電極を用いても、交流矩形波交流電圧の周波数を
上げることなく、測定が可能となる。
ス合金）やチタン等の比較的Ca（電極と液との容量）の
小さい電極を用いても、交流矩形波交流電圧の周波数を
上げることなく、測定が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は動作
説明のための波形図、第３図は従来技術の一例を示す構
成図、第４図は電極間及びケーブルの等価回路を示す。 1,1′……対向電極、4,4′……ケーブル、５……矩形波
交流電圧発生回路、６……バッファアンプ、７……電流
・電圧変換回路、９……コントロール信号発生回路、10
A,10B,10C……サンプルホールド回路、11……放電回
路、12……演算回路。
説明のための波形図、第３図は従来技術の一例を示す構
成図、第４図は電極間及びケーブルの等価回路を示す。 1,1′……対向電極、4,4′……ケーブル、５……矩形波
交流電圧発生回路、６……バッファアンプ、７……電流
・電圧変換回路、９……コントロール信号発生回路、10
A,10B,10C……サンプルホールド回路、11……放電回
路、12……演算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】入力端子と出力端子との間に帰還抵抗Rfを
有し、この入力端子に被測定液に浸された１対の測定電
極間に印加した矩形波交流電圧に基づいて流れる電流が
入力される電流・電圧変換回路の出力電圧から、前記被
測定液の導電率を測定する導電率計回路において、 前記矩形波交流電圧が入力されていて、この変曲点を基
準に前記測定電圧をサンプリングするサンプルパルスを
発生するコントロール信号発生回路と、 このコントロール信号発生回路のサンプルパルスに基づ
いて得た前記測定電圧のサンプル電圧を一次的にホール
ドするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路が正負いずれかの周期内の異
なる時間ti（ｉ＝１〜３）で得たサンプル電圧Vi（ｉ＝
１〜３）に基づき、式Vi＝Ａ（１＋Be-Ct0）または、Vi
＝Ati2＋Bti＋Ｃから定数Ａ、Ｂ、Ｃを演算した後、
式、（1/RC）＝｛Ａ（１＋Be-Ct0）｝／（Ｅ・Rf）より
RCを演算し、このRCより導電率Ｊを、式、Ｊ＝K/RC（こ
こでＫは電極定数）から得る演算回路と、 を設けたことを特長とした導電率計回路。 ここで、Ｅは印加電圧、Rfは帰還抵抗で共に既知の値、
t0は矩形波交流電圧の立ち上がりのタイミングの時間で
ある。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051674A JPH0715490B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 導電率計回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051674A JPH0715490B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 導電率計回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207968A JPS62207968A (ja) | 1987-09-12 |
| JPH0715490B2 true JPH0715490B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=12893426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61051674A Expired - Lifetime JPH0715490B2 (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | 導電率計回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715490B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018141666A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | アズビル株式会社 | 電気伝導率計 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2838239B2 (ja) * | 1991-06-06 | 1998-12-16 | 忠弘 大見 | ガス中の微量不純物の測定方法 |
| CN100541208C (zh) * | 2006-08-30 | 2009-09-16 | 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司 | 溶液电导率的测量方法 |
| JP7132015B2 (ja) * | 2018-07-24 | 2022-09-06 | アズビル株式会社 | 電気伝導率計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5228367A (en) * | 1975-08-28 | 1977-03-03 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Liquid conductivity measuring apparatus |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP61051674A patent/JPH0715490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018141666A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | アズビル株式会社 | 電気伝導率計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62207968A (ja) | 1987-09-12 |
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