JPH11258196A - イオン濃度測定電極とその製造方法 - Google Patents
イオン濃度測定電極とその製造方法Info
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Abstract
電極応答部を有するイオン濃度測定電極を、応答性の高
いものにして提供する。 【解決手段】 複数本のキャピラリー3を集束し、か
つ、このキャピラリー3の貫通孔nによる流路を残し
て、集束キャピラリー3,3間の隙間mの両端側のみを
封止して成り、前記隙間mには、内部液6が注入され、
更に、リード線4に接続された内極5が挿通されて成る
イオン濃度測定電極。
Description
を測定する際に用いられるイオン濃度測定電極と、その
製造方法とに関するものである。
に、ガラス電極(イオン濃度測定電極)aと比較電極b
とを対にしたpH計が用いられる。
内極、dはガラス電極内部液、eは電極応答部、fは比
較電極内極、hは比較電極内部液、iは液絡部である。
は、球形のガラス薄膜(100〜150μm)から成
り、その接液面積が非常に狭くてインピーダンスが非常
に高い(通常、100MΩ程度)ことから、起電力を測
定するためには、1012Ω以上の高入力絶縁回路が必要
とされ、電気回路が複雑になっていた。
は、接液面におけるガラス膜厚を薄くすることで達成さ
れるが、強度面ならびに加工面で限界があり、上記した
ように、100〜150μmの薄膜にするのが限度であ
って、それ以下に薄くする製品化は不可能であった。
れ、高入力絶縁回路が不要な低インピーダンスの電極応
答部を有するイオン濃度測定電極を、応答性の高いもの
にして提供することを目的としている。
めに本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即
ち、本発明によるイオン濃度測定電極は、複数本のキャ
ピラリーを集束し、このキャピラリーの貫通孔による流
路を残して、集束キャピラリー間の隙間の両端側のみを
封止して成り、かつ、前記隙間には、内部液が注入さ
れ、更に、リード線に接続された内極が挿通されて成る
成る点に特徴がある(請求項1)。
通孔による流路壁面が電極応答部を形成するのであっ
て、このキャピラリーの複数本を集束させたことで、電
極応答部の接液面積が従来に比較して格段に広くなるこ
とから、インピーダンスを大幅に低下させることが可能
となり、例えば従来の1/100以下にすることも容易
に可能であって、これまでのような高入力絶縁回路が不
要となり、例えばデジボル等のmV計でイオン濃度の測
定が可能となる。
あることから、応答性も飛躍的に高くなる。
数本のキャピラリーを筒状部材の内部に集束し、この集
束したキャピラリーの一端側を樹脂モールドすると共
に、集束キャピラリー間の隙間に、リード線に接続され
た内極を挿通し、かつ内部液を注入した状態で、集束キ
ャピラリーの他端側を樹脂モールドし、樹脂モールドに
よる隙間両端側の封止を残すように、キャピラリーの両
端部とモールド樹脂の一部とを切除して、キャピラリー
の貫通孔による流路を形成することで製造される(請求
項2)。
孔による流路壁面が膨大であって、電極応答部の低イン
ピーダンス化が達成される上に、応答性の優れたイオン
濃度測定電極が製造される。
に基づいて説明する。図1はガラス電極1と比較電極2
とによってフロースルータイプに構成したpH計を模式
的に示しており、この内のガラス電極1は、複数本のキ
ャピラリー3を集束し、かつ、リード線4に接続された
ガラス電極内極(Ag/AgCl)5を、キャピラリー
3,3間の隙間(図4を参照)mに挿通する一方、前記
隙間mに内部液(KCl)6を注入して、その隙間mの
両端側を封止して成り、試料流通用の例えば石英製のキ
ャピラリー7の途中に液密状に介装させている。
のガラス管(筒状部材であって、例えば1mol/L程
度のHClやHNO3 によって可溶なホウケイ酸系ガラ
ス;例えばSiO2 −B2 O3 −Na2 O)8に、Si
O2 −Li2 O系ガラスによる複数本(数十本〜数百
本)のキャピラリー素材管9を挿通させて、素材管9が
10〜100μm程度の貫通孔nを有する薄膜(10μ
m程度)のキャピラリー3となるように、650〜70
0℃の温度下で引き延ばし加工(リ・ドロー加工)し、
これを所定長さにダイシングする。
グされた電極素材Aのガラス管8両端部を除く範囲を、
耐酸性の熱収縮チューブ10でマスキングし、1mol
/L程度のHClやHNO3 の酸を用いてガラス管8の
両端部8aを溶解して、キャピラリー3の両端側を露出
させる。
たキャピラリー3の一端側を樹脂11によってモールド
する。この樹脂11のモールドにあっては、キャピラリ
ー3の貫通孔nの断面積に比較して、キャピラリー3,
3間の隙間mの断面積が極めて小さいことから、毛管現
象によってモールド樹脂11は、キャピラリー3の貫通
孔nよりも深く隙間mに入り込むことになるのである。
を、同図(C)に示すように、真空ケース16内に持ち
込み、かつ、キャピラリー3の他端側を、例えばゲル状
(スラリー状や単なる液状であってもよい。)の内部液
6に真空下で浸漬させ、ここで真空を解除して、キャピ
ラリー3,3間の隙間mに内部液6を注入(キャピラリ
ー3内に注入されても一向に構わず、後の工程で排除さ
れる。)する。
リー3の他端側からキャピラリー3,3間の隙間mに、
リード線4が接続された内極5を挿通し、かつ、リード
線4をガラス管8の端部で外方に折り曲げて、このリー
ド線4を液密保持させるように、キャピラリー3の他端
側を樹脂11によってモールドする。
11がキャピラリー3,3間の隙間mに入り込んで、内
部液6を注入した隙間mの両端側が樹脂11で封止され
るようにすることが肝要であり、従って、内部液6が隙
間mに目一杯、注入されている時は、これを排除し、モ
ールド樹脂11が、キャピラリー3の貫通孔nよりも深
く隙間mに入り込むようにするのである。
による隙間m両端側の封止だけを残して、キャピラリー
3の両端側のみの封止をなくすように、即ち、キャピラ
リー3の貫通孔nによる流路のみを形成するように、キ
ャピラリー3の両端側でモールド樹脂11とキャピラリ
ー3とを切除(切除部分を仮想線jで示している。)し
て、貫通孔n内の内部液6を排除するのであり、以上を
もって、隙間mに注入された内部液6が密封状態で互い
に連通し、かつ、この内部液6に内極5が浸漬されたフ
ロースルータイプのガラス電極1を構成しているのであ
る。
ャピラリー3の貫通孔nによる流路壁面が電極応答部を
形成するのであって、このキャピラリー3の複数本を集
束させたことで、それの接液面積が格段に広くなること
から、電極応答部のインピーダンスを大幅に低下させる
ことが可能となり、しかも、キャピラリー自体は非常に
薄膜であることから、応答性も飛躍的に高くなる。
て、隙間mの一端側を樹脂11でモールドして、上記の
jに相当する部分を切除し、次いで、内部液6を注入し
て内極5を隙間mに挿入し、この後、キャピラリー3の
他端側を樹脂11でモールドして、このモールド樹脂1
1とキャピラリー3とを、上記のjに相当する部分で切
除するようにしてもよい。
に、その隙間mに内極5を挿通させるようにしてもよい
のであって、ガラス電極1の成形手順に制約を受けるこ
とはないのである。
ャピラリー素材管9を挿通させて、引き延ばし加工(リ
・ドロー加工)し、これを所定長さにダイシングして、
電極素材Aとしているが、所定の形状に形成されたキャ
ピラリー3の複数本を、熱収縮チューブ(筒状部材)で
集束してダイシングし、この熱収縮チューブの両端側を
切除して、これを電極素材Aとしてもよく、或いは、チ
ューブ両端側を切除することなく、このチューブの一端
側に切れ目を形成して、内極5に接続のリード線4を、
この切れ目を通して外方に折り曲げるようにしてもよい
のである。
キャピラリー3の複数本を、熱収縮チューブで集束して
ダイシングしてもよいのであり、この際、熱収縮チュー
ブの端部をキャピラリー3の端部から少し控えさせるよ
うにすれば、チューブ両端側の切除や切れ目の加工など
を不要にして、内極5に接続のリード線4を外方に折り
曲げることができる。
ように構成されている。即ち、試料流通用のキャピラリ
ー7に液絡部rを形成する一方、この液絡部rを囲うよ
うに、ガラス製の比較電極ボデイ12をキャピラリー7
に密着保持させ、かつ、この比較電極ボデイ12内に、
比較電極内部液13と、リード線14を導出させる状態
で比較電極内極(Ag/AgCl)15とを設けて成
る。
よって、所謂フロースルータイプのpH計が構成される
のであるが、図5に示した比較電極bと本発明によるガ
ラス電極1とを組み合わせてpH計を構成してもよく、
かつ、pH以外にも、例えばNa+ などの各種イオンの
測定も可能である。
度測定電極においては、キャピラリーの複数本を集束さ
せて、その集束キャピラリーによって、接液面積が極め
て広い電極応答部を形成したのであって、これによって
電極応答部のインピーダンスを大幅に低下させ得ること
から、高入力絶縁回路が不要となり、しかも、キャピラ
リー自体が非常に薄膜であることから、応答性も飛躍的
に高くなり、全体として、高入力絶縁回路が不要な低イ
ンピーダンスの電極応答部を有するイオン濃度測定電極
を、応答性の高いものにして提供できる。
製造方法によれば、電極応答部の低インピーダンス化が
達成される上に、応答性の優れたイオン濃度測定電極が
製造される。
図である。
による電極素材の成形説明図である。
し、(A)はガラス管の両端部を溶解した電極素材の断
面図、(B)は樹脂によるキャピラリー一端側のモール
ド断面図、(C)は真空引きによる内部液の注入説明
図、(D)は樹脂によるキャピラリー他端側のモールド
断面図、(E)はモールド部分の切除説明図である。
の説明図である。
液、m…隙間。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数本のキャピラリーを集束し、このキ
ャピラリーの貫通孔による流路を残して、集束キャピラ
リー間の隙間の両端側のみを封止して成り、かつ、前記
隙間には、内部液が注入され、更に、リード線に接続さ
れた内極が挿通されて成ることを特徴とするイオン濃度
測定電極。 - 【請求項2】 複数本のキャピラリーを筒状部材の内部
に集束し、この集束したキャピラリーの一端側を樹脂モ
ールドすると共に、集束キャピラリー間の隙間に、リー
ド線に接続された内極を挿通し、かつ内部液を注入した
状態で、集束キャピラリーの他端側を樹脂モールドし、
樹脂モールドによる隙間両端側の封止を残すように、キ
ャピラリーの両端部とモールド樹脂の一部とを切除し
て、キャピラリーの貫通孔による流路を形成することを
特徴とするイオン濃度測定電極の製造方法。
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