JPH07198662A - 濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】濃度測定を簡単に行うと共に参照液の管理を不
要にする。 【構成】濃度測定装置は、直方体のセル部１０を設けて
いる。セル部の左端部近傍位置には、上面から底面に垂
直に貫通した直径５ｍｍφの第１空洞部１１ａと直径３
ｍｍφの第２空洞部１１ｂからなる空洞部１１を設けて
いる。セル部の右側面には参照極１５、ナトリウム電極
１６，カリウム電極１７を収容する収容孔１２ａ〜１２
ｃが設けられおり、先端は空洞部に開口している。栓２
０は、第１空洞部の外径より大きい円板状の蓋２０ａ
と、第１空洞部の外径と略同一でその深さより短い第１
円筒部２０ｂと、第２空洞部の外径と略同一で挿入によ
り第２空洞部に達する第２円筒部２０ｃとにより形成さ
れている。蓋を空洞部に挿嵌させることにより、第１空
洞部に空間Ｋ１が第２空洞部に空間Ｋ２が形成され、こ
の隔離された空間により電極の劣化が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃度測定装置に係り、
特に食品工業，化学工業，医療，環境計測等の分野にお
いて使用するのに適した濃度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の濃度測定装置例えばイオ
ン濃度の測定装置においては、多層フィルム電極により
ブリッジの形成されたスライド型の測定チップを用い、
ブリッジ部分に専用ピペットを用いて被検査液と参照液
を滴下させ、ブリッジの出力電圧の変化を測定すること
により、被検査液のイオン濃度を得るようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法は、
被検査液と参照液とを同時にブリッジ部に滴下する必要
があり、そのために専用の治具や器具を必要とするた
め、測定システムが複雑化し高価になるという問題があ
った。また、測定操作が煩雑であると共に、参照液の管
理に手間がかかる等の問題もあった。本発明は、上記し
た問題を解決しようとするもので、簡単に測定すること
ができると共に参照液の管理の不要な濃度測定装置を提
供することを目的とする。

【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、上記請求項１に係る発明の構成上の特徴は、上面開
口部から内部の第１深さ位置に至る筒状の第１空洞部
と、第１空洞部の底面の上面開口部より断面積の小さい
中間開口部から第２深さ位置に至る筒状の第２空洞部と
を設けたセル部と、断面が上面開口部と略同一形状の第
１筒部と、同第１筒部の一端に一体的に設けられ断面が
中間開口部と略同一形状の第２筒部とを設けた栓と、栓
をセル部に挿嵌させた状態で第１空洞部の周壁と第１筒
部及び第２筒部によって形成される第１空間内に先端を
露出させてセル部に支持された少なくとも１つの第１検
出素子と、栓をセル部に挿嵌させた状態で第２空洞部の
周壁と第２筒部によって形成される第２空間内に先端を
露出させてセル部に支持された少なくとも１つの第２検
出素子と、第１検出素子及び第２検出素子からの出力を
処理することにより第１空洞部及び第２空洞部内に供給
された被検査液の特性を求める測定手段とを設けたこと
にある。

【０００５】また、上記請求項２に記載の発明の構成上
の特徴は、前記請求項１に記載の濃度測定装置におい
て、第１検出素子及び第２検出素子を、一方を指示極に
他方を参照極により構成したことにある。

【０００６】

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、栓をセル部に挿嵌させることによ
り、第１空洞部の周壁と第１筒部及び第２筒部の周壁に
よって第１空間が形成され、第２空洞部の周壁と第２筒
部によって第２空間が形成される。第１空間及び第２空
間内には、セル部に設けられた第１検出素子及び第２検
出素子の先端が露出している。これら第１空間及び第２
空間は、互いに隔離されると共に外気からも隔離されて
いるので、この空間に露出している第１検出素子及び第
２検出素子も、互いに隔離されると共に外気からも隔離
されている。そして、測定時には、セル部から栓を抜
き、第１空洞部及び第２空洞部内に被検査液を注入する
ことにより、簡単に濃度測定を行うことができる。その
結果、第１検出素子及び第２検出素子は、互いに他の検
出素子から悪影響を受けて経時的に劣化することがな
く、また外気の影響を受けて経時的に劣化することもな
い。従って、濃度測定結果のばらつきを防止することが
でき、常に信頼性の良い測定結果を得ることが出来る。
また、セル部と栓との簡易な構成にしたことにより、濃
度検出素子の保護を簡単かつ安価に行うことが出来ると
共に、素子の長期の保存を可能にした。さらに、セル部
と栓による簡易な気密シール構造としたことにより、濃
度測定装置のセル部の小型化を容易に実現することが出
来る。

【０００７】また、上記のように構成した請求項２に係
る発明においては、濃度測定装置の使用前においては、
参照極は第１空間又は第２空間内にて隔離されているの
で水分の蒸発による乾燥化が確実に防止される。また、
指示極も参照極とは別の第１空間又は第２空間内にあ
り、参照極から隔離されているので、参照極から蒸発し
た水分により変質することがなく、また外気から遮断さ
れるので、外気中の水分等の付着による劣化が防止され
る。その結果、濃度測定の信頼性がさらに高められる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１及び図２は、実施例に係る濃度測定装置を斜視
図及び断面図により概略的に示したものである。この濃
度測定装置は、直方体形状のセル部１０（縦７ｍｍ×横
３０ｍｍ×高さ１５ｍｍ）を設けており、セル部１０は
例えば塩化ビニール樹脂等の絶縁材料により形成されて
いる。セル部１０は、図示しない台上に固定されてい
る。セル部１０の左端部近傍位置には、図２に示すよう
に、上面１０ａから底面１０ｂに垂直に貫通した直径５
ｍｍφ×長さ７ｍｍの第１空洞部１１ａと直径３ｍｍφ
×長さ８ｍｍの第２空洞部１１ｂからなる空洞部１１が
設けられている。

【０００９】セル部１０の右側面の前後方向中央部分に
は、上面１０ａから所定の位置に３個の濃度検出素子を
収容する円筒形の収容孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、水
平に設けられている。そして、収容孔１２ａは、先端が
第１空洞部１１ａに開口し、収容孔１２ｂ，１２ｃは、
先端が第２空洞部１２ｂに開口するように設けられてい
る。また、セル部１０の前側面の空洞部１１の近傍位置
に、接着剤注入孔１３ａ，１３ｂ，１３ｃが水平にかつ
先端が収容孔１２ａ〜１２ｃにつながるように形成され
ている。また、セル部１０の前側面の接着剤注入孔１３
ａ〜１３ｃの右側には、電極端子差し込み孔１４ａ，１
４ｂ，１４ｃが設けられている。

【００１０】収容孔１２ａ〜１２ｃには針型の参照極１
５，ナトリウム電極１６及びカリウム電極１７が挿入さ
れている。参照極１５は、ガラス管に寒天ゲルを充填さ
せたものであり、その先端の感応部が第１空洞部１１ａ
の周壁に露出している。ナトリウム電極１６は、ナトリ
ウム伝導性の固体電解質（例えば、ＮＡＳＩＣＯＮ，ベ
ータアルミナ等のセラミック焼結体）をガラス管に挿入
させたものであり、その先端の感応部が第２空洞部１１
ｂの周壁に露出している。また、カリウム電極１７は、
前記固体電解質の先端部に有機イオノフォア（例えば、
バリノマイシン等）を被覆したものである、その先端の
感応部が第２空洞部１１ｂの周壁に露出している。参照
極１５，ナトリウム電極１６及びカリウム電極１７は、
接着剤注入孔１３ａ〜１３ｃから注入したシリコンゴム
接着剤１３ａ1 〜１３ｃ1 によって収容孔１２ａ〜１２
ｃに固定されている。各電極１５〜１７は、被覆線１５
ａ〜１７ａを電極端子差し込み孔１４ａ〜１４ｃに挿入
し接着させることによって外部に引き出される。被覆線
１３ｂ〜１５ｂの他端は電圧測定装置３０に接続されて
いる。

【００１１】空洞部１１には、密閉保存用の多孔質ポリ
エチレン製の栓２０が挿嵌可能に設けられている。栓２
０は、図１に示すように、第１空洞部１１ａの外径より
大きな円板形状の蓋２０ａと、第１空洞部１１ａの外径
と略同一で第１空洞部の深さより短い第１円筒部２０ｂ
と、第２空洞部１１ｂの外径と略同一で挿入により第２
空洞部１１ｂに達する長さの第２円筒部２０ｃとにより
一体的に形成されている。

【００１２】そして、濃度測定装置の使用前において
は、栓２０を空洞部１１に挿嵌させることにより、図２
に示すように、第１空洞部１１ａ内には、第１円筒部２
０ｂと第２円筒部２０ｃとによって外部から遮断された
空間Ｋ１が形成される。また、第２空洞部１１ｂ内に
は、第２円筒部２０ｃ及び図示しないセル部載置台によ
って外部から遮断された空間Ｋ２が形成される。また、
空間Ｋ１と空間Ｋ２も互いに隔離されている。そして、
空間Ｋ１内には、参照極１５の先端が露出している。ま
た、空間Ｋ２内には、ナトリウム電極１６及びカリウム
電極１７の先端が露出している。このため、参照極１５
の寒天ゲルからの水分の蒸発が抑制されるので、参照極
１５の乾燥が確実に防止される。また、参照極１５から
の水分がナトリウム電極１６及びカリウム電極１７に付
着することがなく、従って両電極１６，１５が変質劣化
することもない。さらに、ナトリウム電極１６及びカリ
ウム電極１７自身も完全に外気から遮断されているの
で、外気中の水分等より変質することもない。このた
め、セル部１０は、空洞部１１に栓２０を挿嵌すること
により未使用状態のままで長期間保存されても測定能力
が低下することはない。

【００１３】また、濃度測定装置の使用に際しては、セ
ル部１０から栓２０が抜き取られ、空洞部１内に被検査
液が供給される。そして、被検査液との接触により、ナ
トリウム電極１６と参照極１５との間に、被検査液中の
ナトリウムイオン濃度に応じた電圧が発生し、またカリ
ウム電極１７と参照極１５との間に、被検査液中のカリ
ウムイオン濃度に応じた電圧が発生する。この電圧出力
を、電圧測定装置３０で測定することにより、被検査液
中のナトリウムイオン濃度及びカリウムイオン濃度を容
易に得ることができる。また、このとき、被検査液が空
間Ｋ２で閉塞しないように高分子吸水剤等を配して、被
検査液と電極との接触をよりスムーズに行わせることも
できる。また、セル部と栓との簡易な構成にしたことに
より、濃度検出素子の保護を簡単かつ安価に行うことが
出来ると共に、素子の長期の保存を可能にした。さら
に、セル部と栓による簡易な気密シール構造としたこと
により、濃度測定装置のセル部の小型化を容易に実現す
ることが出来ると共に、被検査液の使用量を少なくする
こともでき安価な測定が可能になる。

【００１４】なお、上記実施例の変形例として、図３に
示すように、第１空洞部１１ａの空間Ｋ１内にナトリウ
ム電極１６とカリウム電極１７を設け、第２空洞部１１
ｂの空間Ｋ２内に参照極１５を設けるようにしてもよ
い。そして、第２空洞部１１ｂの底部に、必要に応じて
参照液保持ゲル１８を設けてもよく、これにより参照極
１５の水分蒸発をより有効に抑えることができ、参照極
の寿命をさらに長くすることが出来る。ただし、参照液
保持ゲルを設けたときには、測定時にこれを除去する必
要がある。

【００１５】なお、上記実施例において、セル部の材質
として塩化ビニール樹脂を用いているが、これに限らず
アクリル樹脂等の絶縁材料を用いることが出来る。ま
た、上記実施例においては、栓の材質として多孔質ポリ
エチレンを用いているが、通気性のないものであればそ
の他類似の弾力性のある材料を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る濃度測定装置のセル
部及び栓の概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１の栓を嵌めた状態でのＩＩーＩＩ線方向の
断面図である。

【図３】変形例に係る濃度測定装置のセル部の概略構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０；セル部、１１；空洞部、１１ａ；第１空洞部、１
１ｂ；第２空洞部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ；収容孔、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ；接着剤注入孔、１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ；電極端子差し込み孔、１５；参照極、１
６；ナトリウム電極、１７；カリウム電極、２０；栓、
２０ａ；蓋、２０ｂ；第１円筒部、２０ｃ；第２円筒
部、３０；電圧測定装置、Ｋ１；空間、Ｋ２；空間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面開口部から内部の第１深さ位置に至
   る筒状の第１空洞部と、前記第１空洞部の底面の前記上
   面開口部より断面積の小さい中間開口部から第２深さ位
   置に至る筒状の第２空洞部とを設けたセル部と、 断面が前記上面開口部と略同一形状の第１筒部と、同第
   １筒部の一端に一体的に設けられ断面が前記中間開口部
   と略同一形状の第２筒部とを設けた栓と、 前記栓を前記セル部に挿嵌させた状態で前記第１空洞部
   の周壁と前記第１筒部及び第２筒部によって形成される
   第１空間内に、先端を露出させて前記セル部に支持され
   た少なくとも１つの第１検出素子と、 前記栓を前記セル部に挿嵌させた状態で前記第２空洞部
   の周壁と前記第２筒部によって形成される第２空間内
   に、先端を露出させて前記セル部に支持された少なくと
   も１つの第２検出素子と、 前記第１検出素子及び第２検出素子からの出力を処理す
   ることにより前記第１空洞部及び第２空洞部内に供給さ
   れた被検査液の特性を求める測定手段とを設けたことを
   特徴とする濃度測定装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の濃度測定装置にお
   いて、前記第１検出素子及び第２検出素子を、一方を指
   示極に他方を参照極により構成したことを特徴とする濃
   度測定装置。