JPH0972879A - 電極型センサー - Google Patents

電極型センサー

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JPH0972879A
JPH0972879A JP7226905A JP22690595A JPH0972879A JP H0972879 A JPH0972879 A JP H0972879A JP 7226905 A JP7226905 A JP 7226905A JP 22690595 A JP22690595 A JP 22690595A JP H0972879 A JPH0972879 A JP H0972879A
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cathode
type sensor
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JP7226905A
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俊裕 久保
Goro Funabashi
五郎 船橋
Tetsuya Tatsumi
哲也 辰巳
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動に電力等のエネルギーを必要としな
い簡易な機構で、電極の汚れを防止することができる電
極型センサーを提供する。 【解決手段】 陽極となる第一の電極1と陰極となる第
二の電極2とを有し、両電極を電解質溶液である試料中
に浸漬させることにより両電極間に生じる起電力を感知
する電極型センサーである。陰極となる第二の電極2よ
りも標準電極電位が低い第三の電極3を前記試料中に浸
漬させ得る状態で備える。測定時には第二の電極2を測
定系を介して第一の電極1に接続させ、非測定時には第
二の電極2と第三の電極3とを接続させるための切り替
え手段4を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、上水中の
残留塩素濃度を測定するためのセンサーのような、電解
質溶液である試料中に電極を浸漬させることにより両電
極間に生じる起電力を感知する電極型センサーに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電極型センサーは、試料液中に浸漬する
ことにより電極表面に汚れが付着し易く、これを防止す
る機構を備えることが必要である。
【0003】従来、電極型センサーの汚れ防止機構とし
ては、セラミックビーズ等の研磨剤で満たされたセル内
で電極が回転し、常に電極表面が磨かれた状態を保持す
るものや、セル自体に超音波洗浄機構が内蔵され、電極
表面への汚れの付着を防止するものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
電極型センサーの汚れ防止機構においては、いずれの場
合も、洗浄機能を駆動させるのにある程度の電力を消費
するため、電源が必要となり、しかも、セルの小型化に
限界があるため、測定に比較的多量の試料が必要であっ
た。従って、従来の電解型センサーは、その設置が限ら
れた場所に限定されており、例えば、管路内の残留塩素
濃度を測定するうえで有効な採水地点である、消火栓室
内への設置は極めて困難であった。
【0005】本発明は、このような問題を解決するもの
で、駆動に電力等のエネルギーを必要としない簡易な機
構で、電極の汚れを防止することができる電極型センサ
ーを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の電極型センサーは、陽極となる第一の電極
と陰極となる第二の電極とを有し、両電極を電解質溶液
である試料中に浸漬させることにより両電極間に生じる
起電力を感知する電極型センサーであって、前記陰極と
なる第二の電極よりも標準電極電位が低い第三の電極を
前記試料中に浸漬させ得る状態で備え、かつ、測定時に
は第二の電極を測定系を介して第一の電極に接続させ、
非測定時には第二の電極と第三の電極とを接続させるた
めの切り替え手段を具備することを要旨とする。
【0007】そして本発明では、このような構成によ
り、非測定時には、測定時に陰極であった第二の電極が
陽極となり、第三の電極が陰極となる。通常、電極型セ
ンサーでは、陽極は殆ど汚れないのに比べ陰極の汚れが
顕著であるが、このように非測定時には第二の電極を陽
極として機能させることで、この第二の電極への汚れの
付着を防止することができるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明においては、第一〜第三の
各電極は、以下の条件を満足する組み合わせでさえあれ
ば、それぞれ特に制限はなく、センサーの用途に応じて
適宜選択すれば良い。すなわち、各電極がそれぞれ異な
る標準電極電位を有し、しかも第一の電極の標準電極電
位が最も高く、第三の電極の標準電極電位が最も低く、
第二の電極の標準電極電位がその中間となるように組み
合わせることが重要である。たとえば、図1、図2に示
すように、第一の電極として銀−塩化銀電極1を用い、
第二の電極として銀−塩化銀電極1よりも標準電極電位
が低い白金電極2を用い、第三の電極として白金電極2
よりもさらに標準電極電位が低い金電極3を用いること
ができ、これは残留塩素濃度測定用のセンサーとして好
適である。
【0009】本発明における切り替え手段は、測定時に
は図1に示すように第二の電極(白金電極2)を出力端
子5に接続される測定系を介して第一の電極(銀−塩化
銀電極1)に接続させた第一の回路形態を可能にし、非
測定時には図2に示すように第二の電極(白金電極2)
と第三の電極(金電極3)とを接続させた第二の回路形
態を可能にするものである。例えば、切り替え手段とし
ては、一定時間毎に自動的に接続点を切り替えることが
できるプログラムタイマーによる自動切り替え装置4が
好適である。なお、本発明においては、その他の自動式
の切り替え装置や手動式の切り替え装置であっても差し
支えない。
【0010】本発明の電極型センサーが、電極への汚れ
の付着を防止する機構は、以下のように推測される。す
なわち、電極の汚れは主として陰極側の汚れによるもの
であり、これは陰極が電気的に負となることから、試料
中のCa2+,Fe2+,Mn2+等の陽イオンや正の電荷を
帯びた粒子を引き寄せ、これらが陰極表面に付着するた
めと考えられる。一方、陽極側では、同様にCl- やO
- 等の陰イオンが引き寄せられるが、これらは容易に
水中に溶け込み、電極表面に汚れとして付着し難いと考
えられる。従って、本発明においては、測定時に陰極で
あった第二の電極(白金電極2)を、非測定時に第三の
電極(金電極3)と接続することにより、第二の電極
(白金電極2)が陽極となり、第三の電極(金電極3)
が陰極となる状態で待機させることができ、第二の電極
(白金電極2)への汚れの付着を防止することができ
る。この際、第三の電極(金電極3)に汚れが付着する
ことになるが、第三の電極(金電極3)は測定には関与
しないので、出力に与える影響はない。また、水中の汚
れが第三の電極(金電極3)に集められることによって
も、第二の電極(白金電極2)での汚れ発生が効果的に
防止されることになる。
【0011】また、本発明の電極型センサーの第一〜第
三の各電極は、測定の正確さを維持するため、試料中に
浸漬し得るよう配置されていなければならない。詳しく
は、測定時は少なくとも第一の電極と第二の電極とが試
料に浸かり、非測定時は少なくとも第二の電極と第三の
電極とが試料に浸かっていることが必要である。
【0012】
【実施例】次に、本発明の電極型センサーを実施例と
し、従来の電極型センサーを比較例としてこれらを比較
する。
【0013】実施例として、図1、図2に示す残留塩素
濃度測定用センサーを用いた。前述のように、第一の電
極として銀−塩化銀電極1を、第二の電極として白金電
極2を、第三の電極として金電極3を組み合わせ、切り
替え手段としてはプログラムタイマーによる自動切り替
え装置4を白金電極2に接続して用いた。この自動切り
替え装置4は、測定時には出力端子5と白金電極2とを
接続し、出力端子5を介して白金電極2と銀−塩化銀電
極1とを繋げる回路(図1参照)とし、非測定時には金
電極3と白金電極2とを直接接続する回路(図2参照)
とすることができるものであって、2〜3分に1回かあ
るいはそれよりも長いインターバルで測定時の回路(図
1参照)に切り替え、測定終了後はプログラムタイマー
が動作し、白金電極2と出力端子5との接続は切断さ
れ、白金電極2と金電極3とが接続された回路(図2参
照)で待機させるものである。このような残留塩素濃度
測定センサーは、測定時には、白金/銀−塩化銀による
カルバニセル電極として働くもので、白金/銀−塩化銀
による起電力が残留塩素の濃度に比例して発生すること
を利用して残留塩素濃度を測定するものである。
【0014】また、比較例として、前記実施例と同一の
構成であって、第三の電極(金電極3)および切り替え
手段(自動切り替え装置4)を持たない残留塩素濃度測
定センサーを用い、非測定時にも図1に示す測定時の回
路形態で待機させた。
【0015】水道管内の上水を測定対象として、本実施
例および比較例の残留塩素濃度測定センサーにより残留
塩素濃度を測定した。本実施例および比較例についての
残留塩素濃度の経時的変化を示すグラフを図3に示す。
【0016】このグラフから明らかなように、試験開始
後約7日経過付近から、比較例は汚れ付着による出力低
下が発生し、時間の経過にともない本実施例との出力差
が大きくなった。このことから、本発明のセンサーは、
優れた汚れ防止効果を発揮することが判る。
【0017】なお、本発明の電極型センサーは、本実施
例の残留塩素センサーに限定されるものではなく、例え
ば電気伝導度センサー等の電解溶液中で使用するあらゆ
る電極型センサーに適用できるものである。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明の電極型センサー
は、測定時に陰極となる第二の電極よりも標準電極電位
の低い第三の電極を有し、非測定時に第二の電極を第三
の電極と接続し、第二の電極を陽極、第三の電極を陰極
とすることにより、非測定時には第二の電極が陰極とし
て作用することがなくなり、このため第二の電極への汚
れの付着を防止することができる。従って、本発明は、
駆動に電力等のエネルギーを必要としない簡易な機構
で、電極の汚れを防止することができる電極型センサー
を提供し得るものであり、よって消火栓室内等への電極
型センサーの設置をも容易にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における電極型センサーの測
定時の概略図である。
【図2】本発明の一実施例における電極型センサーの非
測定時の概略図である。
【図3】本発明の実施例および従来例における残留塩素
濃度の経時的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1 銀−塩化銀電極 2 白金電極 3 金電極 4 自動切り替え装置 5 出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極となる第一の電極と陰極となる第二
    の電極とを有し、両電極を電解質溶液である試料中に浸
    漬させることにより両電極間に生じる起電力を感知する
    電極型センサーであって、前記陰極となる第二の電極よ
    りも標準電極電位が低い第三の電極を前記試料中に浸漬
    させ得る状態で備え、かつ、測定時には第二の電極を測
    定系を介して第一の電極に接続させ、非測定時には第二
    の電極と第三の電極とを接続させるための切り替え手段
    を具備することを特徴とする電極型センサー。
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