JPH0737958B2

JPH0737958B2 - 液検知方法

Info

Publication number: JPH0737958B2
Application number: JP33975490A
Authority: JP
Inventors: 信明花岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH04204365A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、液検知方法に関する。

さらに詳しくは、溶液のリークセンサや液レベルセンサ
等に適用することができる液検知方法に関する。

（ロ）従来の技術従来から、液リークセンサや液レベルセンサ等における
液検知方式は、大別して、機械的な方法、光学的な方法
並びに電気的な方法に分けることができる。

ここで機械的な方法としては、いわゆるフローチャート
スイッチを用いた方法が代表的である。また、光学的な
方法は、液の存在下における光の散乱や屈折現象を利用
して液の有無を検知する方法である。すなわち、かかる
光学的な方法においては、光源とそれに対向して光検知
素子が配置され、これらの間の光学系に液体が介在する
ことにより生じうる液体非介在時との光散乱や屈折の相
違による光検知素子の検知光量変化に基づいて液体の有
無が検知される。

一方、電気的な方法は、１対の電極間に交流電流を供給
することにより、電極表面の分極を抑制しつつ、その間
に介在しうる液体ことに溶液の抵抗に比例した電流を外
部検出して液体の有無を検知する方法である。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかしながら、上記した従来の液検知方法のうち、フロ
ートスイッチを利用した機械的は方法は、汎用性に欠
き、ことに微量の溶液の検知に適さないという問題があ
った。また、光学的な方法においても微量の溶液の検知
が困難であると共に、高価で複雑な光学系を要するとい
う不都合があった。

一方、電気的な方法は他の方法に比して微量の溶液検知
に適している点有利ではあるものの、前述のごとく分極
防止のために交流電流（通常、1KHz以上）を供給する必
要があるため、高価な交流電源が不可決であるという問
題があった。

この発明は、かかる状況下なされたものであり、ことに
汎用性が高く安価でかつ簡便に液検知を行うことができ
るユニークな液検知方法を提供しようとするものであ
る。

（ニ）課題を解決するための手段かくしてこの発明によれば、一対の導電体に液体が接触
した際に、この導電体間で生じうる容量電流及び／又は
酸化還元電流を検出し、この出力に基づいて上記液体の
有無を検知することからなる液検知方法が提供される。

この発明は、従来の電気的な液検知方法において使用さ
れる交流電源の代わりに直流電源を用いて一対の電極間
に電圧印加した際に、分極までに生じうる容量電流ある
いは酸化還元電流の出力を液検知に適用できるという事
実の発見に基づくものである。

この発明に用いる導電体としては電極材料として知られ
た各種の電気良導体を適用することができる。但し、実
用上は、検知を意図する液体について化学的な安定なも
のが適している。従って、通常、金、白金、ステンレス
スチール、チタン等の耐食性金属又はカーボンを用いる
のが好ましい。

この発明において検出すべき容量電流とは、導電体を労
役に浸漬させた際にこの導電体表面に分布する静電容量
を中和してそこにいわゆる電気二重層を形成維持するた
めに準定常的に流れる微少電流を意味する。一方、酸化
還元電流とは、溶液に含まれるイオン性物質あるいは導
電体そのものが酸化還元反応を生じた際に導電体間に流
れる電流を意味する。これらの電流はいずれも導電体間
に溶液が介在しない場合には全く検出されない。従っ
て、かかる容量電流及び／又は酸化還元電流の検出の有
無により、液体の有無を検知することができる。

なお、前記１対の導電体としていわゆる異種金属を組合
わせて使用した場合（例えば、白金とステンレススチー
ルには、これらの表面電荷の差又は標準電位の差が生じ
るため外部直流電源を要することななく、上記容量電流
及び／又は酸化還元電流を検出することが可能である。
従って、この発明の方法においては、外部直流電源を要
することなく液検知を行うことも可能である。

かかる容量電流や酸化還元電流は、通常、数10pA（ピコ
アンペア）程度以上であるので、その検出に使用する電
流測定用アンプは必ずしも高精度である必要はなく、安
価な汎用品を使用することができる。

この発明の方法の検知対象となる液体としては、各種水
溶液が挙げられるが、これ以外に有機電解質等の検知に
も適用することが可能である。

（ホ）作用一対の導電体間に液体が介在しない状態においては、導
電体表面における電気二重層の形成や酸化還元反応は生
じず、容量電流や酸化還元電流は流れない。これに対
し、液体が介在した場合には、上記電気二重層の形成あ
るいはこれに加えて酸化還元反応が生じ、容量電流及び
／又は酸化還元電流が流れ、これを検出することによ
り、液体の存在を検知することができる。

（ヘ）実施例第１図は、この発明の液検知方法の実施例に用いた液検
知系１を示す構成説明図である。

図に示すように、液検知系１は、液の有無を検知すべき
液体貯留用容器２と、この容器２に挿入された一対の導
電体4,4と、この導電体4,4間に一定の直流電圧を印加し
うる外部DC電源５と、同じく導電体4,4間に生じうる電
流測定用アンプ６及び検流計７から構成されてなる。か
かる液検知系１の容器２内に、液体３として水を導入し
た場合の動作について以下説明する。

かかる水の導入により、一対の導電体に水が接触した状
態となるが、これにより第２図（イ）→（ロ）に示すご
とく液体内の電荷（マイナス）は導電体４の表面電荷
（プラス）を中和して液体と導電体間の界面の電気的中
和を保つように移動し、いわゆる電気二重層を形成す
る。この際に検出される容量電流と接触時間との関係を
第４図の実線に示した。このように、容量電流は、接触
直後（to）において大きな値（電極としてステンレスス
チールを用いた場合の実測値250nA/印加電圧0.5V）であ
るが、電気二重層が形成される過程で徐々に減衰する。
そして、理論的には、電気的中性が達成されればゼロに
なるが、実際には溶液側の電荷のゆらぎ等により、第４
図に示すごとくゼロとならず、ある一定の電流（ｘ）が
流れる。この実施例においては接触後約30秒後に18nAの
値を示す。従って、この容量電流を検出することによ
り、導電体4,4間の水の有無、いい換えれば、液体貯留
用容器２内の液の有無を検知することができる。なお、
導電体4,4として異種金属を組合わせ使用した場合には
これらの表面電荷が異なるため、とくに外部DC電源５を
用いることなく、同様の容量電流を検出でき、これに基
づいて液検知を行うことができる。しかし、外部DC電源
５を用いた方がより明確な容量電流が得られる点で好ま
しい。

一方、液体３として無機イオン等の電子受授反応を生じ
うる物質が含まれた水溶液（電解質溶液）が導入された
場合について以下説明する。

この場合には、第３図に示すごとく導電体の正側表面に
おいて、イオン⁻が電子を放出（電気化学的酸化反
応）する。この場合対極側では対応する還元反応が生じ
る。いずれにせよ、かかる電気化学的な酸化還元反応に
より導電体間には酸化還元電流が流れる。そして実測さ
れる電流は前述した容量電流との和になり、この実測電
流を第４図の破線に示した。

従って、かかる実測電流の検出の有無により、容器２内
の液検知を行うことができる。

（ト）発明の効果この発明の液検知方法によれば、高価な交流電源や複雑
な装置系を用いることなく、簡便に液検知を行うことが
できる。そして、電気的な検知方法であるため、汎用性
が高く、微量の溶液の検知にも適合するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の液検知方法を実施する装置系の一
例を示す構成説明図、第２図及び第３図は各々この発明
における検知原理を示すための説明図、第４図は同じく
実施例で検出された実測値を示すグラフである。１……液検知系、２……液体貯留用容器、３……液体、４……導電体、５……外部DC電源、６……電流測定用アンプ、７……検流計。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の導電体に液体が接触した際に、この
導電体間で生じうる容量電流及び／又は酸化還元電流を
検出し、この出力に基づいて上記液体の有無を検知する
ことからなる液検知方法。