JPH0736277Y2 - 流通形イオン濃度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、霧を液滴化した霧水や
雨水その他の低導電率サンプル液のｐＨなどのイオン濃
度を測定することが可能な流通形イオン濃度計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】低導電率サンプル液のｐＨなどのイオン
濃度を測定する流通形イオン濃度計として、例えば、図
５に示した純水用のｐＨ計が知られている。

【０００３】図５において、21はフローセルで、その一
端に給液孔22と校正液通路23が、他端に排液孔24がそれ
ぞれ設けられている。25は給液孔22と校正液通路23とを
切替える三方切替コック、26はガラス電極、27は比較電
極で、フローセル21に連通したＫＣｌ槽28に挿入されて
いる。29は温度補償電極、30は流通するサンプル液とフ
ローセル21などとの摩擦で誘起される流動電位を除去す
るアースである。

【０００４】そして、三方切替コック25を給液孔22側に
切替えて、給液孔22からフローセル21にサンプル液を給
送し、それを排液孔24から排出させて、このサンプル液
の流動でＫＣｌ槽28のＫＣｌ溶液をフローセル21に吸引
しサンプル液に混入させて、そのサンプル液のｐＨをガ
ラス電極26と比較電極26及び温度補償電極29の各出力か
ら測定するものである。

【０００５】また、流通形イオン濃度計において、比較
電極の内部液を液絡部を経てサンプル液に電気的に導通
させるためにＫＣｌ溶液をサンプル液に混入する手段と
して、図６に示したものもある。

【０００６】図６において、31はフローセルで、これに
は上下方向に第１通液路32が設けられ、その下方から上
方にサンプル液がポンプ（図示省略）で圧送される。33
は第１通液路32の上端に連通して水平方向に設けられた
第２通液路で、これにＫＣｌ溶液がポンプ（図示省略）
で圧送される。34は比較電極で、第２通液路33に臨ませ
ている。35は比較電極34よりもＫＣｌ溶液の下流側で第
２通液路33に連通させて設けられた排液路、36は第１通
液路32に配置されたイオン電極である。

【０００７】この流通形イオン濃度計は、第１通液路32
にサンプル液を、第２通液路33にＫＣｌ溶液をそれぞれ
ポンプで圧送し合流させて、比較電極34とイオン電極36
の各出力でサンプル液のイオン濃度を測定する。そし
て、前記サンプル液とＫＣｌ溶液とは、相互に向き合う
方向にポンプで圧送されて、互いに衝突し混合状態にな
って排液路35から排出されるものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】前記図５に示したｐＨ
計は、サンプル液の流動で生じる流動電位をアース３０
で除去し、かつサンプル液の最上流側位置にガラス電極
２６を配置して、比較電極２７の内部液による影響を受
けないようにし、ＫＣｌ槽２８のＫＣｌ溶液に比較電極
２７を挿入して、その液間電位を安定させるように構成
しているから、サンプル液のｐＨを安定よく測定するこ
とが可能である。また、ｐＨを安定よく測定できる他の
要因として、サンプル液の流動でＫＣｌ槽２８のＫＣｌ
溶液をフローセル２１に吸引しサンプル液に拡散させる
から、サンプル液とＫＣｌ溶液との合流がスムーズに行
われて、その両液の界面に生じる液間電位が安定するこ
とが考えられる。

【０００９】すなわち、サンプル液とＫＣｌ溶液との界
面に生じる前記液間電位は、サンプル液とＫＣｌ溶液と
の濃度の差などのために、その一方のイオンが他方に拡
散する場合において、陰イオンと陽イオンとの拡散速度
に差があるため、一方の液には陰イオンが、他方の液に
は陽イオンがそれぞれ過剰になる結果として生じるもの
である。一方、サンプル液に対するＫＣｌ溶液の混入
が、上記のように行われることによって、ＫＣｌ槽28か
らフローセル21に流出したＫＣｌ溶液は、サンプル液の
流れに乗った状態でサンプル液と共に流動する間にサン
プル液にスムーズに混入し、このＫＣｌ溶液の流入でサ
ンプル液の流れにはほとんど乱れが生じない。したがっ
て、サンプル液とＫＣｌ溶液との界面に生じる前記液間
電位の変動も少なく安定するので、ｐＨの測定が安定す
るものと考えられる。しかし、このｐＨ計は、サンプル
液の量が比較的多く必要であって、サンプル液が微量の
場合は測定が困難である。

【００１０】前記図６に示したイオン濃度計は、サンプ
ル液を第１通液路32にポンプで圧送するとともに、ＫＣ
ｌ溶液もポンプで第２通液路33に圧送するから、このＫ
Ｃｌ溶液が比較電極34の液絡部に接触して、比較電極34
に発生する液間電位を安定させることが可能であり、サ
ンプル液が低導電率で微量の場合も、そのイオン濃度を
測定することが可能である。しかし、このイオン濃度計
は出力が不安定であって、安定しにくいため信頼性が低
くなる問題がある。

【００１１】このイオン濃度計の出力が不安定になるの
は、サンプル液を第１通液路32から第２通液路33に、Ｋ
Ｃｌ溶液を第２通液路33にそれぞれポンプで圧送する
が、この両液の圧送方向は互いに向き合う方向であるか
ら、前記サンプル液とＫＣｌ溶液とは正面衝突で混合
し、第２通液路33から分岐した排液路35で排出される。
したがって、サンプル液とＫＣｌ溶液との衝突位置にお
ける両液の流れには大きい乱れが生じ、かつ両液が衝突
によってかくはん状態で混合するから、この混合状態も
きわめて不規則になる。また、サンプル液とＫＣｌ溶液
との正面衝突によって、両液の流れがやや阻害される状
態になって脈動が生じる可能性も存在することなどが考
えられる。その結果、サンプル液とＫＣｌ溶液とが正面
衝突したときにおける、両液の各イオンの相互拡散作用
も不規則になることなどで、サンプル液とＫＣｌ溶液と
の界面に生じる前記液間電位の変動が大きくなり、かつ
この液間電位の変動を比較電極34が検出することに起因
して、出力が不安定になるものと推考することができ
る。

【００１２】本考案は、上記出力が不安定になる課題を
解決するものであって、微量で低導電率のサンプル液も
安定よく測定することが可能な流通形イオン濃度計をう
ることを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案の流通形イオン濃
度計は、フローセルに設けられサンプル液を下方から上
方に流通させる第１通液路に対して折曲し、かつその上
端に連通させて第２通液路が設けられるとともに、第２
通液路に連通させて、それにほぼ垂直にまたはサンプル
液の上流側に傾斜して内部液通路が設けられ、かつ第１
通液路にイオン電極が、前記内部液通路よりも下流側で
第２通液路に比較電極がそれぞれ配置されて、第１通液
路に下端側からサンプル液が、内部液通路に前記比較電
極の内部液がそれぞれポンプで圧送されることを特徴と
するものである。

【００１４】前記サンプル液と内部液とを第２通液路か
らポンプで吸引排出することも可能で、このようにすれ
ば第２通液路のサンプル液に対する内部液通路からの内
部液の合流をスムーズにすることに対して適する。

【００１５】また、前記サンプル液の流量よりも内部液
の流量を少なく設定することも、前記サンプル液に対す
る内部液の合流をスムーズに行うことに対して適する。

【００１６】前記第２通液路は直線または折曲させて設
けるなど任意である。そして、サンプル液と内部液との
流量の差は、第２通液路を流動するサンプル液に対して
内部液をスムーズに合流させることが可能に設定するも
のであって、例えば、サンプル液の流量の約１／３〜１
／５量程度で、前記目的を達することができる。

【００１７】

【作用】前記本考案の流通形イオン濃度計は、第１通液
路の下端側にサンプル液を、内部液通路にＫＣｌ溶液な
どの内部液をそれぞれポンプで圧送する。すると、前記
サンプル液は第１通液路から第２通液路に流動し、かつ
この第２通液路のサンプル液に前記内部液が合流して、
サンプル液と内部液とが第２通液路からポンプで吸引排
出されるものであって、この間にイオン電極と比較電極
の出力で、サンプル液のイオン濃度を測定する。

【００１８】このように、第２通液路を流通するサンプ
ル液に対して内部液通路から内部液を合流させるが、前
記サンプル液は第２通液路からポンプで吸引されてお
り、かつ内部液通路は第２通液路に対してほぼ垂直また
はサンプル液の上流側に傾斜して設けられているから、
前記内部液は、サンプル液の流動で吸引される状態にな
って、それに乗るように合流させることが可能である。
したがって、両液の合流部においても、それらの流れの
変動は少なく、かつかくはん状になることはほとんどな
く、両液はスムーズに層流状態で合流し混合して、第２
通液路から強制的に排出される。そして、第１通液路に
対して第２通液路を折曲し、かつサンプル液と内部液と
を強制排出して、内部液の一部が第１通液路に逆流して
イオン電極に影響を及ぼすことを防止する。

【００１９】

【実施例】本考案の流通形イオン濃度計の第１実施例を
図１〜２について説明する。

【００２０】図１〜２において、１は導電率測定フロー
セルで、その通液路1aに臨ませて導電率電極（図示省
略）が設けられている。２はｐＨガラス電極フローセル
で、その通液路2aにイオン電極としてのｐＨガラス電極
（図示省略）が配置されている。３は前記導電率電極用
の温度補償フローセル、４は前記ｐＨガラス電極用の温
度補償フローセルで、この温度補償フローセル３，４の
通液路3a,4b のそれぞれに温度補償電極（図示省略）が
設けられている。そして、前記導電率測定フローセル
１、ｐＨガラス電極フローセル２、温度補償フローセル
３，４は、この順序で下から上に積重ね状に配置され、
かつそれぞれを貫通した通液路1a,2a,3a,4aを連通させ
ている。５は比較電極フローセルで、これには通液路6
a,6b がＬ字状に折曲して形成され、かつ通液路6bにほ
ぼ垂直にして連通させた内部液通路７が設けられて、こ
の比較電極フローセル５が、前記温度補償フローセル４
の上に積重ね状に、かつ通液路4aに通液路6aを連通させ
て配置されて、通液路1a,2a,3a,4a,6aで第１通液路を構
成している。また、通液路6bが第２通液路を構成してい
る。８は前記内部液通路７よりも下流側で比較電極フロ
ーセル５に設けられた比較電極で、その液絡部8aが通液
路6bに挿入されている（図２参照）。

【００２１】９はサンプル液ラインで、これが三方切替
弁10に接続され、かつ三方切替弁10がサンプル液供給ポ
ンプ11に接続されている。11a はサンプル液供給ポンプ
11を前記導電率測定フローセル１の通液路1aに接続した
サンプル液圧送ライン、12は前記比較電極フローセル５
の通液路6bが接続された吸引ポンプで、これに排液ライ
ン13が接続されている。14はタンクで、これに内部液と
しての３．３３mol/lのＫＣｌ溶液15が収容されてい
る。16はタンク14に設けられたフロートスイッチ、17は
タンク14に挿入されたＫＣｌ溶液15の供給ラインで、こ
れがＫＣｌ溶液用ポンプ18に接続され、このＫＣｌ溶液
用ポンプ18の圧送ライン18a が比較電極フローセル５の
前記内部液通路７に接続されている。19は前記三方切替
弁10に接続され校正液ラインである。前記サンプル液供
給ポンプ11、吸引ポンプ12、ＫＣｌ溶液用ポンプ18に
は、三連ペリスタリックポンプが使用されている。そし
て、サンプル液供給ポンプ11と吸引ポンプ12とは、同一
流量でサンプル液を圧送、吸引し、ＫＣｌ溶液用ポンプ
18は、ＫＣｌ溶液の流量がサンプル液供給ポンプ11によ
るサンプル液の流量の約１／３になるようにチューブ径
が設定されている。

【００２２】この流通形イオン濃度計は、サンプル液の
ｐＨと同時に導電率も測定することが可能に構成されて
おり、サンプル液ライン９のサンプル液を三方切替弁10
を経てサンプル液供給ポンプ11で導電率測定フローセル
１の通液路1aに圧送する。このサンプル液は通液路1aか
らｐＨガラス電極フローセル２、温度補償フローセル
３，４及び比較電極フローセル５の各通液路2a,3a,4a,6
a,6bを、この順序で流通して吸引ポンプ12で吸引排出さ
れる。同時に、ＫＣｌ溶液用ポンプ18の作動でタンク14
のＫＣｌ溶液15が、供給ライン17と圧送ライン18a とで
内部液通路７から通液路6bに圧送されて前記サンプル液
に合流し、サンプル液と共に吸引ポンプ12で排出され
る。このように、サンプル液を流通させることで、その
導電率を導電率電極と温度補償電極の各出力で測定す
る。また、前記サンプル液にＫＣｌ溶液15が合流させる
ことで、サンプル液のｐＨをｐＨガラス電極と比較電極
及び温度補償電極の各出力から測定するものであって、
霧を液滴化した霧水や雨水その他の低導電率で微量のサ
ンプル液のｐＨを安定よく測定することができた。

【００２３】すなわち、通液路6bを流通するサンプル液
に対する内部液通路７から流出するＫＣｌ溶液15の合流
が、図２に矢印ａで示したサンプル液の流れに吸引され
る状態になって、ＫＣｌ溶液15の流れが矢印ｂで示した
ように、サンプル液の流動方向と同方向にスムーズに流
動方向を変換して、サンプル液の流れに乗る状態で流動
させることができる。したがって、サンプル液とＫＣｌ
溶液15との合流位置において、それらの流れに大きい乱
れが生じたり、かくはん状態になることはほとんどない
から、サンプル液とＫＣｌ溶液15との液間電位が安定し
ていることによって、前記のようにサンプル液のｐＨを
安定よく測定できたものと考えられる。

【００２４】しかも、吸引ポンプ12でサンプル液と共に
ＫＣｌ溶液15を吸引排出するとともに、ＫＣｌ溶液15の
流量をサンプル液の流量の約１／３に設定しているか
ら、内部液通路７から通液路6bに流入する内部液の前記
流動方向の変換がよりスムーズに進行させることがで
き、前記サンプル液とＫＣｌ溶液15との液間電位を安定
させることがより容易である。さらに、前記のように、
サンプル液と共にＫＣｌ溶液15を吸引排出し、通液路6a
に対し通液路6bが折曲しているから、ＫＣｌ溶液15が通
液路6aに逆流してイオン電極に影響を与えることもな
く、サンプル液のｐＨを精度よく測定することが可能で
ある。

【００２５】前記ＫＣｌ溶液15は、サンプル液と混合し
希釈されることを考慮して、さらに高濃度のＫＣｌ溶
液、例えば、４mol/l 過飽和ＫＣｌ溶液を使用するな
ど、その濃度は任意にすることが可能である。

【００２６】図３は第２実施例を示し、前記内部液通路
７に関するものである。

【００２７】この第２実施例は、比較電極フローセル５
に設ける内部液通路７が、サンプル液の上流側にやや傾
斜させて形成されている。他の構成は前記第１実施例と
同じであるから、同符号を付して示した。また、通液路
6a,6b に対するサンプル液、内部液通路７に対するＫＣ
ｌ溶液の各圧送も、第１実施例と同様である。けれど
も、内部液通路７が前記のように傾斜しているから、こ
の内部液通路７におけるＫＣｌ溶液の流動方向が、通液
路6bのサンプル液の流動方向に近くになるから、サンプ
ル液に対してよりスムーズにＫＣｌ溶液を合流させるこ
とが可能であり、それらの液間電位を安定させて、イオ
ン濃度をより安定よく測定することに寄与することがで
きる。

【００２８】図４は第３実施例を示し、前記比較電極フ
ローセル５に設けた通液路6bに関するものである。

【００２９】この比較電極フローセル５に設けた通液路
6bは、通液路6aに対して折曲状に設けた液路6cと、この
液路6cに折返し状に折曲して設けた液路6dとで構成さ
れ、かつ液路6dに連通させて内部液通路７が形成されて
いる。他の構成は前記第１実施例と同じであるから、同
符号を付して示した。したがって、ＫＣｌ溶液を内部液
通路７から液路6dに圧送した場合に、そのＫＣｌ溶液が
通液路6aに逆流して、イオン電極に影響を与えることを
より確実に防ぐことができ、イオン濃度の測定を安定よ
く高精度で行うことに対してより適する。この実施例の
内部液通路７も、前記第２実施例のように傾斜させるこ
とも可能である。

【００３０】

【考案の効果】本考案の流通形イオン濃度計は、上記の
ように、第１通液路から第２通液路にサンプル液を圧送
し、かつ第２通液路に連通させて設けた内部液通路に比
較電極の内部液を圧送して、この内部液を前記サンプル
液に合流させて、サンプル液と共に排出する。したがっ
て、内部液通路に供給された内部液は、第２通液路を流
通しているサンプル液で吸引される状態になって、それ
に乗る状態でスムーズに合流し拡散混合し、両液の合流
位置でそれらの流れが大きく変動したり、かくはん状な
どになることがなくなる。このため、サンプル液と内部
液との界面に生じる液間電位も安定し、微量の低導電率
サンプル液のイオン濃度を安定よく測定することが可能
である。

【００３１】そして、請求項２のイオン濃度計は、第２
通液路からサンプル液と共に内部液をポンプで吸引排出
するから、サンプル液に対する内部液の合流をよりスム
ーズに進行させることが可能であり、前記液間電位を安
定させることが容易である。また、請求項３のイオン濃
度計は、サンプル液の流量よりも内部液の流量を少なく
設定しているから、前記サンプル液に対する内部液の合
流を一層無理なくスムーズに進行させて前記液間電位を
安定させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構成図である。

【図２】第１実施例の要部の拡大構成図である。

【図３】第２実施例の構成図である。

【図４】第３実施例の構成図である

【図５】従来例の断面図である。

【図６】他の従来例の構成図である。

【符号の説明】

５ 比較電極フローセル 6a,6b 通液路 ７ 内部液通路 ８ 比較電極

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フローセルに設けられサンプル液を下方
   から上方に流通させる第１通液路に対して折曲し、かつ
   その上端に連通させて第２通液路が設けられるととも
   に、第２通液路に連通させて、それにほぼ垂直にまたは
   サンプル液の上流側に傾斜して内部液通路が設けられ、
   かつ第１通液路にイオン電極が、前記内部液通路よりも
   下流側で第２通液路に比較電極がそれぞれ配置されて、
   第１通液路に下端側からサンプル液が、内部液通路に前
   記比較電極の内部液がそれぞれポンプで圧送される流通
   形イオン濃度計。
2. 【請求項２】 サンプル液と内部液とが第２通液路から
   ポンプで吸引排出される請求項１記載の流通形イオン濃
   度計。
3. 【請求項３】 サンプル液の流量よりも内部液の流量が
   少なく設定された請求項１または２記載の流通形イオン
   濃度計。