JPH09264868A - pHセンサ及びイオン水生成器 - Google Patents
pHセンサ及びイオン水生成器Info
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Abstract
水される被測定液に含まれる気泡を脱気し、pHが精度
良く安定して自動測定できる応答性に優れたpHセンサ
及びイオン水生成器を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のpHセンサ11は、被測定液室
16に被測定液27が流入する流入路14と被測定液2
7が吐出される排水路15を設け、流入路14と排水路
15の間には流入する被測定液27に含まれる気体を脱
気する脱気路10を有していることを特徴とする。ま
た、本発明のイオン水生成器は、吐出路から分岐された
分岐路にpHセンサ11を設けたことを特徴とする。
Description
値を測定する際に使用され、内部液を充填したガラス電
極で構成され、連続して通水される被測定液のpHを精
度良く測定するpHセンサ及びそのpHセンサを使用し
たイオン水生成器に関するものである。
導電性隔膜電極及びガラス電極等で構成するものがある
が、操作性が良く価格が安い等の理由でガラス電極で構
成したガラス電極型のpHセンサを使用することが多
い。
ついて説明する。ガラス電極型のpHセンサはガラス電
極と比較電極で構成され、ガラス電極は露出されたpH
感知ガラス部と電圧を出力する内部電極と、内部電極を
浸漬した内部液(pH=7.0)とからなる。比較電極
は内部電極を浸漬した中性塩溶液からなり、液絡部を介
して被測定液と連通している。ガラス電極を直接多量の
被測定液中に浸漬すると、被測定液のpHの大きさによ
ってpH感知ガラス部表面に接する水素イオンの濃度が
変化し、それに対応して表面の電位が変化して内部電極
に起電力を発生し、比較電極の電位と比較されセンサ電
圧として出力される。しかしながらこのセンサ電圧は、
pH感知ガラス部表面に接する水素イオンの濃度に依存
することから、被測定液の量が充分に多い場合には水素
イオンは安定してpH感知ガラス部表面に供給されるた
め、精度良く安定してpH測定できるものの、被測定液
が微量の場合には表面を流れる被測定液の流れが悪くな
り、また液中に含まれた気泡等の影響を受け水素イオン
の供給が不安定となってセンサ電圧はバラツクし、精度
も充分なものでないという問題があった。というのはこ
の従来のpHセンサはpH感知ガラス部表面を開放・露
出しておりそれを浸漬するための大きな流路空間と多量
の被測定液を前提とするから、pH感知ガラス表面を通
過する被測定液の流速がpHセンサと無関係に設計され
ており、微量の場合には被測定液の流量や気泡の影響が
出るからである。このように連続的に通水しながらpH
測定する場合には多量の被測定液を必要とし、微少流量
の領域では事実上測定が困難であった。
ように難しいが、通水をしないタイプのpHセンサとし
ては従来次のような技術(実開平1−67559号公
報)が提案されている。図3は従来のガラス電極型のp
Hセンサの概略構造図である。図3に示すように、ガラ
ス電極4を内部に備えた円筒状外筒1の下端部に開口2
を設けた保護キャップ3を取り付け、このpH電極を予
めビーカー等に採取した被測定液中に浸漬することによ
り、pHを測定することができるようにしたものであ
る。
が、地方地方で原水のpH値、ミネラル分、導電率が異
なっているため生成されるイオン水のpH値を制御する
必要からpHセンサを設けたイオン水生成器も提案され
ている。
1−67559号公報に記載されたpH測定用のpH電
極は、被測定液の量が多い場合にはその一部をサンプリ
ングし、微量の場合にはサンプリングを重ねてビーカー
等の容器に必要量を貯水することによって、被測定液の
多少に関わらずpHが測定できるものの、煩雑にサンプ
リングを繰り返すこと以外連続して変化する被測定液の
pHを測定することはできないし、これでは自動化でき
ないという問題があった。また、被測定液が静止状態で
あるため被測定液中に含まれる気泡等がガラス電極表面
に付着しやすいし、一旦付着した気泡等は剥がれにく
く、そのためpH測定を困難にするという問題があっ
た。さらにガラス電極に炭化水素、炭酸塩スケール等が
付着しやすく、応答時間が長くなると同時に測定精度が
充分でない等の問題もあった。
るもので、簡単な構造からなり、連続して通水される被
測定液に含まれる気泡を脱気し、pHが精度良く安定し
て自動測定できる応答性に優れたpHセンサを提供する
ことを目的とする。
pH値を自動的に検出でき、吐出されるイオン水のpH
を制御することのできるイオン水生成器を提供すること
を目的とする。
に本発明のpHセンサは、被測定液が通水されるととも
にpH感知ガラス部が挿入された被測定液室を備え、被
測定液室には被測定液が流入する流入路と被測定液が吐
出される排水路を設け、流入路と排水路の間には流入す
る被測定液に含まれる気体を脱気する脱気路を設けたこ
とを特徴とする。
て通水される被測定液に含まれる気泡を脱気し、pHを
精度良く安定して応答性よく自動測定することがきる。
は、pH感知ガラス部を備えて被測定液の水素イオン濃
度を感知するガラス電極と、被測定液が通水されるとと
もにpH感知ガラス部が挿入された被測定液室を備え、
被測定液室には被測定液が流入する流入路と被測定液が
吐出される排水路を設け、流入路と排水路の間には流入
する被測定液に含まれる気体を脱気する脱気路を設けた
ものであり、流入路に流入した被測定液に含まれる水素
ガス、酸素ガス、空気等の気泡はpH感知ガラス部表面
に達する前に脱気路を通過して排水路に合流されるとい
う作用を有する。
と、電解槽に設けた一対の電極と、電解槽に接続された
吐出路と、吐出路から分岐された分岐路とを備え、分岐
路に前記記載のpHセンサを設けたものであり、微少流
量の排水に挿入して被測定液のpHを測定でき、高精度
にpH制御されたイオン水を生成することができるとい
う作用を有する。
1、図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
pHセンサの構造断面図で、11はpHセンサ、13は
Ag/AgClからなる内部電極でpH=7.0の塩類
溶液である内部液18に浸漬してある。16は被測定液
室で被測定液27が流入する流入路14を下方側に、被
測定液27が吐出する排水路15を上方側に設けてあ
る。またこの被測定液室16は、流入した被測定液27
がスムースに排水路15から排水できるように流路抵抗
を少なくするような構造にしている。流入路14と排水
路15の間には流入する被測定液27に含まれる気体を
脱気する脱気路10をバイパスして設けてある。20は
不活性ガラスからなるチューブ状のガラス電極で、その
下端にはpH感知ガラス部12が設けられている。pH
感知ガラス部12は微量の酸化リチュウム等を含んだ球
状の珪酸ガラスからなり、その内部に内部液18が充填
されている。この珪酸ガラスはリチュウムイオンが固体
電解質として働いてイオン伝導性を示すことから、被測
定液27の水素イオン濃度に比例した電位がpH感知ガ
ラス部12の外表面部に帯電されることになる。23は
比較電極室で内部に中性塩の溶液からなる比較電極液1
9を充填し、比較電極液19にAg/AgClからなる
比較電極22を浸漬している。17は液絡部で多孔性セ
ラミック等からなり被測定液27と比較電極液19とを
連通している。21は比較電極液19を補充する補充口
で、24は内部電極13に接続された第1出力端子で、
25は比較電極22に接続された第2出力端子で制御部
26に接続されている。28はpHを表示するpH表示
部である。29は仕切部で比較電極室23と被測定液室
16を仕切るとともにガラス電極20を貫通して固定し
ている。この仕切部29の下面側は排水路15に向かっ
て昇り勾配を形成して設けている。
脱気路10は流入路14と排水路15を連通して設けて
あり、流入路14に流入した気泡を含んだ被測定液27
は被測定液室16に流入する前にこの脱気路10の開口
部近傍を通過する。このとき被測定液27の一部は脱気
路10に分岐して流れ、これは排水路15を流れる被測
定液27とともに排水される。ところで、被測定液27
に含まれている気泡の殆どは、水と比較して比重が小さ
いため流入路14の路壁の上部に集まって、被測定液2
7とともに被測定液室16の方向に移動している。これ
らの気泡が脱気路10の開口部に達すると後述するイン
ジェクション効果により脱気路10内を上昇させられ排
水路15に達し、そこを流れる被測定液27に再び混入
され排水される。このようにして被測定液27に含まれ
る殆どの気泡は脱気されるが、残りの気泡は僅かではあ
るが被測定液室16に混入する。しかしながら、これら
の気泡は量的に限られるし、その大きさも極めて微細な
ものでそのまま被測定液27に混入されたまま排水路1
5から排水されるものである。
0の断面積の大きさは、流入路14に比べて排水路15
と脱気路10を小さくし、脱気路10は排水路15と同
じかもしくは大きくするのが適当である。こうすること
で気泡とともに分岐して排水される被測定液27の量を
少なく抑えることができるし、排水路15内を流れる被
測定液27の流速が流入路14内を流入する被測定液2
7に比べて大きくなるから、インジェクション効果によ
って気泡を脱気しやすくする。また脱気路10の開口部
は流入路14の上部側に設け、排水路15の下部側に設
けるのがよい。こうすることで被測定液27に含まれる
気泡が脱気しやすく、その殆どを脱気することができ
る。この実施の形態1では脱気路10を1ヶ所にだけ設
けているが、被測定液27に含まれる気泡の量が多い場
合には複数箇所に設けるのもよい。またこの実施の形態
1では流入路14と排水路15を同一の方向に設けてい
るが、流入路14と排水路15の方向を別々にして設け
てもよく、その間に脱気路10を脱気しやすい位置にバ
イパスするように設けることで同様な効果が得られる。
て、以下その動作を図1に基づいて説明する。水素ガ
ス、酸素ガス及び空気等の気泡を含んだ被測定液27は
矢印aの方向から流入路14に流入する。流入した被測
定液27の一部は脱気路10で分岐されるとともに被測
定液27に含有される気泡の殆どを脱気することができ
る。ここで脱気された被測定液27が被測定液室16を
充満した後、脱気路10を流れてきた気泡を含んだ被測
定液27とともに排水路15から矢印bの方向に吐出さ
れる。このときpH感知ガラス部12が被測定液室16
内に挿入されており、被測定液27の水素イオンがpH
感知ガラス部12の表面に接触し内部液18との間に起
電力を発生する。一方被測定液27は液絡部17によっ
て比較電極液19と連通しており、比較電極液19に浸
した比較電極22は被測定液27に対して0電位となる
ので、第1出力端子24と第2出力端子25の間にpH
感知ガラス部12の表面に接触し被測定液27の水素イ
オン濃度に比例したセンサ電圧が出力される。このセン
サ出力は次式で表される。
pH0 を7.0としているので、被測定液27のpH1
が中性(pH=7.0)であれば、不斉電位差Cvを別
にすればセンサ電圧が0Vということになる。一方、被
測定液27のpH1 が酸性(pH<7.0)であれば、
不斉電位差Cvを別にすればセンサ電圧(E)が正電圧
となり、被測定液27のpH1 がアルカリ性(pH>
7.0)であれば、不斉電位差Cvを別にしてセンサ電
圧(E)が負電圧になる。この出力されたセンサ電圧
(E)は制御部26に伝達し必要に応じて増幅され、制
御部26はpH表示部28にpH値表示したり、センサ
電圧(E)をイオン水生成器等の制御機構に伝達し連続
して生成するイオン水のpH値を制御したりする。
接触した被測定液27の水素イオン濃度に比例したセン
サ電圧(E)が出力されることから、pH感知ガラス部
12の表面は水素イオンが接触しやすいように保ってお
くことが必要となる。このpH感知ガラス部12の表面
に気泡等が付着した場合には、接触する水素イオンの濃
度が低くなり、結果的にセンサ電圧(E)が小さくなっ
て被測定液27の正確なpH測定ができなくなる。また
この気泡等がpH感知ガラス部12の表面への付着、剥
離を繰り返すことによってセンサ電圧(E)が変動し不
安定になって精度よくpH測定ができなくなるし応答時
間も長くかかるようになる。しかしこの実施の形態1で
は気泡が脱気された被測定液27がpH感知ガラス部1
2の表面に接触することから、その表面に気泡等が付着
して水素イオンの接触を妨げることなく、正確に精度よ
くpH測定することができる。
サ11を設けたイオン水生成器について説明する。図2
は本発明の実施の形態2におけるイオン水生成器の全体
概略図である。図2において、41はイオン水生成器、
42は原水管、43は内部に活性炭や中空糸膜などを備
えた浄水部、44は導電率を高めるミネラル添加筒、4
5は電解槽、50は第1電解室である陰極室、52は第
2電解室である陽極室である。46は陰極側処理水吐出
路、47は陽極側処理水吐出路、48aは陰極側給水
路、48bは陽極側給水路、49は陰極、51は陽極、
53は陰極端子、54は陽極端子である。55は電解槽
45を2分する隔膜、56は電源部、57はpHセンサ
34のセンサ電圧に応じて両電極端子に印加する電圧を
制御したりする制御部、58はpH濃度を表示するpH
表示部である。以上のように構成すると、第1電解室の
処理水がアルカリ性イオン水となって陰極側処理水吐出
路46から吐出する。しかし、この実施の形態2で説明
したものとは印加電圧の極性を逆にして、第1電解室を
陽極室、第2電解室を陰極室にすると、第1電解室で生
成される処理水が酸性イオン水となる。そこで、以下の
説明は第1電解室を陰極室、第2電解室を陽極室として
説明するが、極性を反転させたものも本実施の形態2の
イオン水生成器41に含まれるもので、このとき第1電
解室が陽極室、第2電解室が陰極室で処理水が酸性イオ
ン水となる点で相違するだけである。
一部をpHセンサ34に供給する分岐路、35は分岐路
30に連結されアルカリ性イオン水の一部を通水する流
入路、32はアルカリ性イオン水の一部が通過する被測
定液室、33は水素イオンに感応するpH応答ガラス膜
を備えたpH感知ガラス部、31は測定が終了した被測
定液を排出する排水路である。36は脱気路で流入路3
5と排水路31の間にバイパスして設けてある。
1について以下その動作を説明する。原水管42から矢
印で示した様に給水された原水は浄水部43及びミネラ
ル添加筒44を経由して陰極側給水路48a及び陽極側
給水路48bから陰極室50及び陽極室52のそれぞれ
に給水される。原水が電解槽45内に所定量流入した後
に電源部56からの電圧を制御部57で所定の電圧に制
御して、陰極端子53には負電圧、陽極端子54には正
電圧を印加して電気分解を開始する。この電気分解によ
って電解槽45ではアルカリ性イオン水と酸性イオン水
が生成される。原水が連続して給水され、電圧が連続し
て印加されることによって陰極側処理水吐出路46から
は処理水であるアルカリ性イオン水が、陽極側処理水吐
出路47からは処理水である酸性イオン水が連続して吐
出してくることになる。
の大部分は陰極側処理水吐出路46を経て外部に吐出さ
れるが、その一部のアルカリ性イオン水が陰極側処理水
吐出路46に設けた分岐路30を経て流入路35からp
Hセンサ34の被測定液室32に流入する。ところで電
解槽45で電気分解された処理水には電気分解の際発生
したガスが混入しており、このうちアルカリ性イオン水
には水素ガスが混入している。従ってこのアルカリ性イ
オン水がpH感知ガラス部33の表面部に接触しながら
通過すると、pH感知ガラス部33の表面にこの水素ガ
スの気泡が付着し、pH測定が困難に陥りやすいが、本
実施の形態2では流入路35と排水路31にバイパスし
て脱気路36を設けたpHセンサ34を使用しているか
ら、アルカリ性イオン水に水素ガスが混入していても精
度よくpHを測定することができる。このpH測定され
た被測定液は排水路31より系外に排水されるが、排水
路31を陽極側処理水吐出路47に接続するのが好まし
い。pHセンサ34によりアルカリ性イオン水のpHを
検知して、センサ電圧を制御部57に送り、制御部57
はpH表示部58にpHを表示させるとともに、予め制
御部57に設けた記憶部に記憶させたpHになるように
電極への印加電圧を制御してpHを調整することができ
る。
端子53と陽極端子54に連続的に電圧を印加しておく
ことによりアルカリ性イオン水が連続して生成させるこ
とができ、分岐路30で分岐するアルカリ性イオン水の
流量を少なくしてアルカリ性イオン水のpH濃度の検知
とその表示及びイオン水生成器の調整が同時に連続的に
行え、排水するアルカリ性イオン水を少なくして無駄を
少なくすることができる。
ンサは、被測定液室を備え、被測定液室には被測定液が
流入する流入路と被測定液が吐出される排水路を設け、
流入路と排水路の間には流入する被測定液に含まれる気
体を脱気する脱気路を設けたものであり、簡単な構造か
らなり、連続して通水される被測定液に含まれる気泡を
脱気し、pHが精度良く安定して応答性よく自動測定で
きるという効果を有する。
れるイオン水から微少流量の被測定液を抜き出し、その
pHを短時間に自動測定し、制御部で正確にpH制御す
ることができるという効果を有する。
造断面図
の全体概略図
Claims (2)
- 【請求項1】pH感知ガラス部を備えて被測定液の水素
イオン濃度を感知するガラス電極と、前記被測定液が通
水されるとともに前記pH感知ガラス部が挿入された被
測定液室を備え、前記被測定液室には前記被測定液が流
入する流入路と前記被測定液が吐出される排水路を設
け、前記流入路と前記排水路の間には流入する前記被測
定液に含まれる気体を脱気する脱気路を設けたことを特
徴とするpHセンサ。 - 【請求項2】電解槽と、前記電解槽に設けた一対の電極
と、前記電解槽に接続された吐出路と、前記吐出路から
分岐された分岐路とを備え、前記分岐路に請求項1記載
のpHセンサを設けたことを特徴とするイオン水生成
器。
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---|---|---|---|
JP07270996A JP3708208B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | pHセンサ及びイオン水生成器 |
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Family Applications (1)
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JP07270996A Expired - Fee Related JP3708208B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | pHセンサ及びイオン水生成器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3708208B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006130389A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリイオン整水器 |
JP2012107986A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Kimoto Denshi Kogyo Kk | pHの測定方法およびその方法を用いた測定装置 |
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- 1996-03-27 JP JP07270996A patent/JP3708208B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2012107986A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Kimoto Denshi Kogyo Kk | pHの測定方法およびその方法を用いた測定装置 |
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