JPS58122465A - 導電率検出器及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロマトグラフィシステムに使用される導電車
検出器に係る・ クロマトグラフプラム１経て液体コンジットへと送られ
る化学溶液が導電率セルに連通されるようなりａマドグ
ラフィシステムに公知の導電率検出器が用いられている
。導電率セル内のイオン密度の変化によってイオン物質
の量に比例する電気信号が発生され、これが導電率メー
タで検出される。この検出された電気信号は次いでチャ
ートレコーダのような表示子＆に一般的に送られて、使
用ｆＫ可視表示が与えられる。

公知の導電率検出器は、一般に、絶対精度が悪く然も直
線性も悪いので、研究室数の計器として用いるには不完
全である。導電率セルは電流対フンダクタンスの関係が
一定でないので、公知の検出器は一般にこの非直線性を
補償できかい。罠に、公知の検出器は、測定さるべき化
学溶液の非直線性容量成分を完全に除去することができ
ない。導電率検出器の作動レベルに対する溶液Ｏａｔ変
化の影Ｉ＃を少なくする丸めには、導電率測定値１或る
一定温［（例えば２５Ｃ）Ｋおける導電率に対して補正
して、田カレペルが溶液温度の変化には拘りのないもの
にすることが所望される。

公知の検出器ではサーミスタ上用いて温度変化を補正す
ることが試みられているが、これは全く補正し々い場合
よりもかえって悪くなることがあるという廓で制約があ
る。そのｌｌ自としては、サーミスタの温度はサーミス
タＯ位置設定が愚いとセル本体の温度によって大きく影
響され、更に、サーばスタの応答は比較的低速であり（
一般的には６０秒以上）、そして検出器の補正回路は正
しい指数関数関係管たどらないということが挙げられる
。公知の検出器は典型的に演算増巾器のフィードバック
ルーズにサーミスタを用いており、補正作用が指数関数
に近づくのは非常に＠られた温度範囲に対してのみであ
る。

以上Ｏ背景に鑑み、本発明の目的は、クロマトグラフィ
システムに用いる改良された導電率検出ｒｔ提供するこ
とである。

本発明は、クロマトグラフィシステムに用いる導電率検
出器及びその方法に係る。

本発＠Ｏ導電率検出器は、導電率セルからの導電率信号
を処理する手段を具備し、この処理手段は、試行オフセ
ット信号ｔ−発生する手段と、この試行オフセット信号
を導電率セルからの検出された導電率信号と比較する手
段と會備えている。これらの比較された信号の差が所定
値よシ小さい場合には、導電率検出器はこ０＊０値が所
定範囲内に入るまでオフセット信号を増加し続ける。こ
の所定範囲内に入ると、上記の差の声号が典型的に１６
ビツト分解能のデジタルフォーミツトに変換される。従
って、導電率検出器は、オフセット信号の最終値ｔｑ　
１実施例においては典型的に１１ビツト分解能のデジタ
ル７オーマツトで得ると共に、比較された差の値を得る
。

このようにして、本発明の１実施例では、１１ビツトの
オフセット及び１６ビツ゛トの比較された値の全部で２
７ビツトｏ分解能で導電率が処理される。この高い分解
能によシ、本発明の検出器は、ノイズ會発生するような
低品質Ｏ電子装置と共に作動でき、然も実際の導電率の
確実な測定を果たすことができる。

以上の概畳に基づき、本発明は、クロマトグラフィシス
テムに用いる改良された導電率検出ＩＩｔ提供するとい
う目的を達成する。

本発明のその他の目的及び特徴は添付図面を参照した以
下の詳細な説明よシ明らかとなろう。

導電率セルからの導電率信号管処理できるようにするた
め、本発明は第１Ａ図に示された一定伽巾可変局波数双
極パルスのセル駆動信号を用いており、これは以下で述
べるようにセルに本来ある非直線性が本発明の改良され
た導電率検出器によって補償されるという点で上記の調
定精度の問題を解決すみものである。

本発ｖ４の検出１）Ｋよって用いられるセル駆動信号は
第１図に示され友ような双極パルスでＴｏシ、これは成
る巾の正の電位、次いで負の電位を有し、その後セルが
効果的にゼロ電位に短絡される長い時間が続く。測定精
度及び直線性【与える上でこのような構成がなぜ優れて
いるのかｔ−理解するため、オＩＢＩＩＫ示され良導電
車セル内の導電性電解液の簡単な等価回路について説明
する。第１Ｂ図中、Ｃｄ１は電極付近にイオンが丸まる
ことによる２重層キャぶシタンスでＴｏり、Ｒは低速イ
ｏｎ オンドリフトによる実効抵抗である。Ｃｄ１は測定精度
及び直−性を低下する主な賛因となる。双極セル駆動信
号音用いることにより、このキャパシタは、第１Ｃ図に
示され友ように、第１の電位中に戚る量に充電され、次
いで逆電位のセル駆動信号中に１／＆密に同じ量だけ放
電される。この逆電位の終りに１キヤパシタは電荷がゼ
ａ（ゼロ電圧）となり、この時のセル電流が測定される
。この時はキャパシタの電圧がゼロであるから、第１Ｂ
図の抵抗成分Ｒ１゜０のみが実際ＫＩＮ定され、所望の
結果が得られる。次いで導電率セルは、別の測定の前に
イオン電荷を平衡できるように比較的長時間短絡きれる
。

きて第２図には、本発明による改棗された導電率検出器
１００機能ブロック図が示されている。

第２図において、導電率検出１ｓ１０は、マイクロコン
ピュータ１２ｆ：備え、これは典型的Ｋ　Ｉｎｔｅ１８
０８５　ｆ：ペースとし九システムになっており、こ′
のシステムは８０８５　ＣＵＰ　１２と、ＲＡＭ　１４
と、ＥＰＲＯＭ　１６と、入出力（Ｉｌｏ）　　回路１
８．２０．２２及び２４とを備え、これらの全ては臭酸
的に１枚の印刷回路板（ＰＣＢ　）上４Ｃある。導電率
検損器１０は、１実施例においては、１２個の８ビツト
Ｉ１０ボートを備えている。ＣＰＵ１２は５　、０７２
ＭＨＩで作動し、このクロック信号は分割されてシステ
ムの他部分のタイずングｔとるのに用いられる。

フロントパネル６０（或いは遠隔作動の場合はリアパネ
ルの並列入力）からの指令はＩ１０回路１８．２０によ
って処理されてＣＰＵ１２へ送られる。これらの入力は
、どんなレンジが指令されたか（パス７６の１部）、ど
んな特殊なオン／オフピットが廁令され九か（パス７６
０１部）そしてどんな温度係数が選択されたか（バス７
４）をシステムに知らせる。ＣＰＵ１２からの出力は自
動レンジ切換えされる導電率（ＢＣＤ形１３１）であり
、これはＩ１０ポート１８からバス７８を経てフロント
パネルの表示装置６０へ出力される。

Ｊｌ！２図において、セル駆動信号はセル駆動装置４０
によシ第１人図に示され九双極パルスフォーマットで導
電率セル４２に送られ、セル駆動信号はそのピーク電圧
が±２．５ボルトでＴｏシ、そして導電率レンジに基づ
いてその周波数が１．５ＫＨｚ、３−ＯＫＨＳ又は６Ｋ
Ｈ３である（導電率が鳥い程、＾い周波数が用いられる
）。パス５９を経てセル駆動装置４０に送られる４ビッ
ト信号は、導電本セル４２へ与えるＯＫ適したセル駆−
周波数を選択する。

バス６０の１１ビット信号はｌ１０Ｂ！ＩｗＩ２２から
オフセット信号発生−６２へ送られ、これはアナログオ
フセクト電流信号管リード６５に発生する１１ビツトＤ
／ムコンパータである。

導電率セル４２からリード４５に送られた電流信号から
、リード６３の初期オフセット電流が減算され、それＫ
よシ生じる信号はＩ／Ｖコンバータ４４によって電圧に
変換され、アナログスイッチ６４’を経て１６ビツトム
／Ｄコンバータ６６へ送られる。この差の電流は１６ビ
ツト２進信号に質換されてパス７０に送られる。Ｌ１６
Ｃと称スるこの１６ビソトワードはＩ１０回路２０を経
てＣＰＵ１２へ送られ、ＣＰＵはこの情報音後述するよ
うに処理し、その結果がＩ１０回路２４からバス７２ｔ
−経てＤ／ムコンバータ９０へ出力され、ここからフィ
ルタ９２を経てチャー）Ｌ／コーダヘ送られる。

典型的な作動においては、１６ビツトコンバータ６６は
変換を行なうのに２００ｍ■ｔｌＩする。というＯは、
このコンバータはこの時間中に積分を行なうからである
。好ましい実施例においては、セルケーブル中を到来す
るハム雑音が積分除去されるように、１１５０Ｈｚと１
／６０Ｈｚとの積として２００　ｍｓが選択される。

１６ビツトのム／Ｄコンバータ６６は温度の測定にも用
いられる。このＡ／Ｄ：２ンバー１６６を温度の測定に
用いることにより精度が高くなると共に経費が低減され
る。好ましい実施例においては、Ａ／Ｄプンパータ６６
は５回の導電率測定回数ごとに１度温度を測定するのに
用いられ、従ってＣＰＵ１２は８００　ＥＥＩＩごとに
１１１Ｌｉ１度を胸べろ。

第２図において、電ｉ１會オンにすると、システムソフ
トウェアがＩ１０＠路會正しくセントし、ハードウェア
が安定するまで２秒間待期し、次いで導電率が調べられ
る。

このシステムは、２００　ｍｓ　ＯＡ／　Ｄ変換中待期
する必登なしに、オフセットの値が高過ぎるか低過ぎる
かｔ−仰ることのできる調べ万を用いている。

一般に、この調べ方及び知シ万は、先ずバス６０に試行
オフセット信号を出力し、比較１ｉ４６（これは所定の
比較値に固定布線されている）の出力を調べて、このオ
フセット信号がり−ド４３の導電率信号より小さいか大
きいかｔＩｌｌべ、そして導電率電流とオフセット電流
との比較結果即ち差が所定値より小さい場合にはバス６
０のオフセット信号を増加することＫよって、実行され
る。

例えば、リード４３の導電率信号が１００μモーである
と仮定する。ＣＰＵ１２は先ず試みとしてリード６０の
オフセット信号ｔ　ＯＫ　Ｌ、、リード４５の差信号が
比較ｓ４６に送られ死時にこのオフセット信号では小さ
過ぎることを知る。

次いでＣＰＵ１２は（オフセット指令を増加することに
よシ）オフセット１５μモーＫＬ、これでも小さ過ぎる
ことを知ると、１０声モーにし、これでもまだ小さいこ
とｔ知る。このプロセスは差の値が所定値（例えば１０
μモー）に達するまで続けられる。ＣＰＵ１２はオフセ
ラ）Ｎ令を増加することによってこれを行ない、最終的
にＣＰＵがオフセット１９０＾モーにし死時に残余が１
０μモー（実際値１００−オフセット値９０）であるこ
とを知る、次いでＣＰＵ１２は２００　ｍｍの１６ビツ
）Ａ／Ｄ変換中待期し、この＠にバス７０ｔ−経て残シ
の正確な導電率（約１０μモー）を得る。

ＣＰＵ１２は、バス６０のオフセット指令とバス７０の
Ｌ１６Ｃ信号との和がｌＩＷＩｍの導電率に勢しいこと
を知る。

このようにして、１１ビツトオフセツトプラス１６ビツ
トム／Ｄ、即ち２７ビツトの分解能で、導電率がＣＰＵ
１２によって測定される。この高い分解能によ）、本発
明の改良された導電車検出器は、ノイズを発生するよう
な低品質の電子装置と共に作動することができる。

更に説明管続けるために、ＣＰＵ１２が上記したように
実際の溶液ｔｌｌｌｌｌ定し九と仮定しよう。今度は、
ＣＰＵ１２は、この情報を処理して、チャートレコーダ
に出力さるべき値及びフロントパネル表示装置に表示さ
るべき値を導出しなければならない。先ず初め、ＣＰＵ
１２は導電率測定値！２５ｃＫおける導電率に対して補
正しなければならない（温度補償を行なう）。

第２図において、ＣＰＵ１２は、バッファ８２會介して
サーずスタ８０を調べるよ５に１６に’ットＡ／Ｄコン
バータ６６に指令を発することＫより溶液の導電率では
なく温［を測定しくリードによシ制御されるアナａダス
イッチ６４會経て）、Ａ／Ｄコンバータ６６は変換を行
カい、そしてすｉメタ８０の抵抗値に相当するＬ１６Ｔ
と称する１６ビツトをバス７０ｔｉｌて入力する。次い
でＣＰＵ１２は浮動小数点数学演算管用いることＫよっ
てこの値を実際の温度に変換し、補正係数上計算し、そ
してこの補正係数管上記の１１！ｌｌＩ［導電率測定値
に適用する。

補正された実際の導電率が得られると、これをフロント
パネルの表示装置６０へ出力することが所望される（チ
ャートレコーダではなく）。この上うにして、表示装置
は、使用者が指令し九オフセットにも検出器の感度設定
値にも拘シなく常に実際の導電率（自動レンジ切換され
た＞ｔａ示する。従って表示装置の目盛は決して消える
ことがない。ＣＰＵ１２は、実際の導電率をＢＣＤデジ
ットに変換しそしてこれを表示装置３０へ出力すること
によってこのような作動を行なう。この情報は、リアパ
ネルのコネクＩにも出力され、デジタル出力を監視でき
る積分器又はデータ変換装置によって使用される。

チャー）１／コーダヘ出力しなければならない伯号會得
るためＫは、使用者が指令したオフセットを実際の導電
率から減算し、その結果を、選択芒れた感度に基づいて
目盛らねばならない。ここで、使用者が指令し九オフセ
ットとは、前記したオフセットではなく、チャートレコ
ーダ出力を用紙に描くために使用者が実際の導電率から
減算しようとするオフセットであることに注意されたい
。

第２図において、ＣＰＵ１２はこの場合も浮動小数点数
学演算を用いてこの出力を減算する。目盛づけは浮動小
数点で行なわれる。これは、オフセットが加味され次実
際の導電率に、選択された感度設定値に基づく係数上乗
算することよ構成る（検出ｓｏｇ度が高い程、乗算係数
が大きい）。

これにより得られ九結来が固定小数点フォーマットに変
換され、１２ビツト及び符号ビットのＩＭＡコンバータ
９０に出力され、そしてフィルタ９２會経てチャートレ
コーダに送られる。出力レンジは典型的に−２，０４７
ＶＤＣから＋２．０４７ＶＤＣ−１でである。

本発明の改良された導電本検出−がコンダクタンス管補
償し、目盛づけしそして出力することによって導電率信
号上処理する一般的なプロセスは以上の説明よシ基本的
に環屏されよう。ＣＰＵ１２はチャートレコーダへの出
力管なめらかなものにするために新値される多数の副次
的な作業を同時に処理し、その１りについて以下に詳細
に述べる。

ＣＰＵ１２は、導電車償号會関接的Ｋ１１ｌ定すること
Ｋよシ（リード４６の導電率信号管リード６３０オフセ
ツト信号と比較する仁とによ〉）導電率を知る。ＣＰＵ
１２は、オフセット信号と導電皐償号との差が所定値内
に入るまで増分試験＠ｋｋ出力し、次いでこの試験値と
実際の導電率との正確な差ｔ−測測定ることによってこ
れ【行なう。この場合、ＣＰＵ１２は、リード６０に出
力する試験値を変えるＣとにより、導電率が変化する時
にこれｔ追跡する。この場合、オフセット信号発生！６
２の最下位ビット（ＬＳＢ）及びＡ／Ｄコンノ（−タロ
６の最上位ピッ）（ＭＯＢ）の重み付は特性の相違によ
シチャートレコーダへの出力に欠陥が生じる傾向がある
。

ＣＰＵ１２は、この欠陥がチャートレコーダに達する前
にこれを確認して除去するようにプログラムされている
。パス７２上のチャートレコーダーへの出力は、検出器
のレンジが切換りてもなめらかなものとなるようＫＩ！
に処理される。それ故、ノくスフ２上のチャートレコー
ダへの出力は実際の溶液のコンダクタンスの鏡像ではな
く、美的見地から使用者に適するように構成されたデジ
タル的にフィルタ処理され九儂である。この処理は、導
電率検出器の性能【低下しないようなｌｉ度で行なわれ
る。

ＣＰＵ１２　Ｏ４５１つの作業は、使用者、試験／校正
、及び修理といつ死金ての診断ｒ４６ｍすることである
。ｇｌｌ看者診断、診断用の付属装置を検出器のリアパ
ネルに設置して行なわれる。ＣＰＵ１２は、正しいコン
ダクタンスが検ｆｆ１ＷｓＫよって受は取られたか、こ
のコンダクタンスが正しく温度補償されたか、そして正
しいチャートレコーダ出力が得られたかｔａぺるように
チェックする。校正試験は、アナログの印刷回踏１［會
ｌ１１１１すＬようＫＩ１０ポートから成る出力ビツト
パターンを設定することより成る。診断については以下
で詳ｍＫ述べる。

第３図（第３Ａ図ないし第３Ｅ図を図示場れたように配
置し喪もの）には、本発明の導電率検出器が詳細に示さ
れている。

第３図において、リード１０１上のＣＩ’Ｕクロック（
３，０７２ＭＨｚ　）　　は先ず分割！６１０２におい
て４で分割され、次いで北本乗算１１１０４によりてＩ
！に分割される。分割カウントはり−ドラ０５上の周波
数選択信号によって選択でき、ＣＰＵ１２は５ビツトリ
ード１０５上の１　、５ＫＨｚ　、　５　ＫＨｚ父は６
ＫＨｚのセル駆動周波数ｔｊ！Ｆすることができる。

分割回路１０８ｄｌｌＯタイ２ング及びシーケンシング
指令【発する２進分割器であり、その主ＩＩＩ＊＠は第
１Ａ図に示された双極バルメ波形を形成することである
。

第１ム図に示され九波形を形成するために、分割器１０
８からＯｙ５形波は各４サイクルの中の１サイクルのみ
がセル駆動増巾ｌ１１１４へ到達できるようにゲート１
１０．１１２を通される。この方形波は、ゲート１１０
を３状態モードに入れそしてアナログスイッチ１１２を
アースすれば、これらゲートの通過が阻止される。増巾
器１１４は利用者が調整できる利得ｔＶｔ、、従ってセ
ル駆動電圧は導電率セル定数の変動を許容するように１
実施例においては２．０から３．０ボルト（ピーク）ま
でにセットできるが、通常は２．５ボルトセツトされる
。

セルの戻シラインはリード１２０ｔ−経て電流−電圧コ
ンバータ１２２へ通じている。；ンノく一タ１２２の利
得はＣＰＵ１２　Ｋよって制御され、アナログゲート１
２４會介してデジタル指令を変えることによって利得が
変えられる。１実ｍｆｌＫオｉｎでは、検出器のレンジ
に対応する３つのレンジがある（０−２５０μモー、２
５０−２５００μモー、２５００−１０，０００ＪＩモ
ー）。これらのレンジは、自動レンジ切換え式である九
め、その切換作用は全く検出器内部でなされることに注
意されたい。セル電流は双極パルスが終わるごとに測定
きれる。次いで、双極パルスの間セル出力をアースに短
絡していえアナログスイッチ１２６がタイミング論理装
置によってオフにされ、電流−電圧コンバータ１２２の
出力がサンプル／ホールド回路１２８にすンプリンダさ
れ保持される。電流に比例するこの電圧はインバータ１
４０によって反転され、そしてアナロググー）１４２を
経て１６ビツトム／Ｄコンバータへ送られる。トランジ
スタ１４２並びにダイオード１４６．１４８よ構成るす
ζツタ回路は、電圧が１０Ｖｔ越えてＡ／Ｄコンバータ
１５０に過負荷【かけるの【防止スル。スレツシエホー
ルド比較１１１５２ｔ−１，２００ｍｌのム／Ｄ変換時
間中待期する必簀なく、導電率がＡ／Ｄコンバータ１５
０の直線レンジ内にあるかどうかｔＣＰＵ１２に迅速に
指示する。

第５ム図ないし才５ＣＫにおいて、１６ビツトコンパー
タへの入力リード１９００電圧は０−１０ＶＤＣである
が、これはアナログスイッチ１４２によって導電率信号
又は温度信号のいずれかであるように選択される。１６
ビツトＡ／Ｄコンバータは、電圧−周波数コンバータ１
５４、カウンタ１５６．１５８及びラッチ１６２．１６
５を用い友積分型のものである。フルスケール入力は１
０ＶＤＣであシ、これはコンバータ１５４から０５２７
−６８ＫＨｚの周液数及びコンバータ１５０からの６５
５６５０カウン）Ｋ、１１轟する（ラッチ１６２．１６
３からの１６本のデータライン１６４）。

Ａ／Ｄ／４ｆン／は＠ｊ１１７０−１７３にヨｆｉ次の
ように制御される。ＷＡｊ１１７０及び１７３は、７８
ＫＨｚりＱツク馬ｍａｔ分割して、ゲート１７５に２０
０　ｍａととにパルス（及びワード１７７【経てＣＰＵ
１２へ割シ込み信号）音発生する。仁のパルスによシカ
クンタ１５４．１５８の現在カウントがラッチ１６２．
１６３ヘラツチされる。次いでカウンタ１５４．１５Ｂ
がりセットされ、標準積分ム／Ｄ作動として典ｌ的な別
のカウント作動を開始する。成る時＠に、サイクルコン
バータ１５００作Ｗ＊を再−さＪｔ為仁とＫよシξれｔ
短絡させることが所望される。これは、ＣＰＬＴ１２が
リー）”１７４ＫＡ／ＤＦ！開パルＪｔａ＄力−ｔｉ時
に行なわれる。このパルスはパルス縁トリガ式０Ｄｌｌ
フリツプ−フロップ１７１のタイ建ンダ會とシ、この７
リツプー７ａツブは人為的な割シ込み信号奮発すること
によってＡ／Ｄ作動を再開させる。

次いでフリップ−フロツブ１７１はゲート１７９によっ
てリセットされる。

オ６図において、オフセット信号発生−は、本質的に、
Ｄ／ムプンバータ２０２より成ゐ１１ビットＤ／ム；ン
バータとトランジスタ２０４．２０６．２０８と會備え
ている。最下位ビットの重みは全電流Ｃ）　１２．５　
Ａであり、これは５μモーのセル導電率に１１Ｆ＠であ
る。このＤ／ムコンバータは口ないし１０．０００μモ
ーの範囲Ｏ導電率オフセットを与える（セル電ｆｌｔ１
に減算することによシ）。

８ビツトＤ／ムコンバータ２０２は下位８ビツトの変換
を条次し、−万トランジスタ２０４．２０６．２０Ｂは
上位３ピツ）１与え、全部で１１ビツトの分嬶能が得ら
れる。トランジスタ２０４−２０８は単なるオン／オフ
スイッチであるが、ゲート１２２の加算点から２進重み
付は曲線信号を与える。電流の重み付けは、ビット０が
１２．５ｍＡの電流をそしてビット１１が１２．８ｍＡ
の電流管加算点から流すように４Ｌツト畜れる。この電
流は加算点において導電率セルの電流から減算されて、
差の電流が生じ、これは増巾−１２２によって増巾され
る。

例えば、溶ＩＩＯ導電率が１００μモーである場合には
、２．５Ｖのセル鳳動電圧におけるセルを流が２５０μ
人である。オフセットＤ／ムが２５０μＡ（２進指令値
ｏｏｏｏｏｏｏ１ｏｉｏ　＞　　音出力するように指令
され九場合には、増巾静１２２によ）増巾される電流が
ゼａである。というのは、セル電流が加算点へ流れ込み
そしてオフセット信号発生器のＤ／ム電Ｉ！が加算点か
ら；ンパータ２０２へ流れ込むからである。

第５Ｅｔｃ＞いて、ＣＰＵ１２は、コンバータ２２０よ
り成る高分震能（１２ビット＋符号ビット）Ｄ／ムコン
パータ及びスイッチ２２２．２２４を介してチャートレ
コーダ會制御することができる。

＊　ンハ−１２２０ａｌｆｉ出力ＣＭＯ８Ｄ／ムコンパ
ータとして標準的なものである。符号ビットは％　Ｄ／
ｈ基準入力に±２Ｖｔ−与えるスイッチ管制御する。

コンバータ２２０Ｆ１乗算ＭＤ／ムコンパー！であるか
ら、出力の大ＩＩさではなく出力の極性會切換えるとい
う目的を果たす６ＩＩｌ路２２６．２２８はコンバータ
２２０の電流出力を電圧に変換する。

回路２２８はチャートレ；−〆のゼＣ１／フルスケール
機能會果たし、これは７ｏントバネル０表示装置から制
御される（１．０ＶＤＣはチャー）１／コーダへのフル
スケール出力電圧である）。検出器は、ダイナミックレ
ンジの広い積分器として、この出力に対し１００１Ｇ０
１／ンジオーバー容量を有している。

自動オフセット作動について説明する。

２００　ｍｌととに、検出器は導電率測定値ルて２５Ｇ
からの温度差音補償する。これにより得られ九緒果を１
補償済番導電率”と称し、これは！イクロプロセツサの
メ篭りに記憶される。

１自動オフセツト”スイッチが１オフ”であれば、１導
電車オフセツト”と称するメモリ内の別の位置がゼロに
セットされる。

１秒ごとに５回、′補償済み導電率”から°導電本オフ
セットｓ管減算して、′オフセット補償済み導電率”と
称する値を得る。こＯ°オフセット補償済与導電率”は
スイッチがオフであれば元の”補償済み導電率“に等し
い。

スイッチがオンにされた場合には、その時の１補償済み
導電率”の値が１導電皐オアー４ｃツト”の値として記
憶され、従ってこの値はもはやゼロではない。

新たな１補償済み導電率”の値から１導電率オフセツト
”を減算すゐたびに、スイッチがオンにされた時の１補
償済み導電率”の値による値１オフセット”が形成され
る。

１導電率オフセット″ｍＯ値はスイッチ七オツにし次い
で再びオンにすることによってのみ変更される。

°オフセット”會減算しない１補償済み導電率”の値會
正確に知シ九い時には、フロントパネルの表示装置３０
に適蟲ｅｌｌ示會形成することができる。

以上の計算式は次の通シである。

Ｇ　　＋　　　−Ｇ　　　　Ｇｏｆｆｓ＠ｔ０１　（！
ａｍｐ　　　ｅｏＩｌｐ　−但し、 Ｇｏｓ−０゜１．はオフセット補償済み導電率でＴｏシ
、Ｇ　　は補償済み導電率であシ、 ｏｍｐ Ｇｏｆｆｓｅｔ　　は導電率オフセットであシ、これは
スイッチがオフの場合でゼロであ〉そしてスイッチがオ
ンにされた時は七〇＠０＠償済み導電率である。

温度補償について以下に説明する。

温度補償の目的は、２５０における溶液の導電率を表わ
す導電率出力の読み１作）出すことである。

溶液の実際ｏｉａ度が２５Ｃよｈａい場合には、検出−
で測定される導電率は、溶液が２５ｒであつ九場合の導
電率よシ大きなものとなる。従って検出器は、導電率測
定値に、Ｏと１との間の値を有する係数管乗算する。

同様に、溶液の実際Ｏ温度が２５Ｃよ如低い場合には、
１よシ若千大きい値ｔＶする係数を乗算することにより
導電本固定値が増加逼れる。

温度補償の計算式は次Ｏ通ｐである。

Ｇｄ１ｓｐｌａｙｅｄ　−Ｃｔ　ｘＧｍ＠ａｓｕｒ＠ｄ
但し、 Ｇｄ１ｓｐｌａｙ＠ｄは最終導電率であＬＣｔは換算係
数でＴｏシ、 Ｇｍｅａｓｕｒｓｄは導電率固定値である。

溶液の実際の温度及び＊＊の温度係数が分かれば、上記
の換算係数が計算される。溶液の温度係数は、１°の＠
度変化に対して導電率がどれ１変化するか（２５Ｃにお
ける導電率の）く−セントとして）を表わす目安である
。

換算係数の計算式は次Ｏ通シである。

。を−ＥＫ　（２５−Ｔ　） 但し、Ｃ５は換算係数でＴｏシ、 Ｋ　は溶液の温度係数（ｓ／Ｃ）であり、Ｔ　は溶液の
実ＩＩＯ温度１）である。

Ｋの値は使用者により検出器のフロントパネルにセット
される。そのレンジは典型的ＫＯ，０１！／τから９．
９（τまでである。

ＴＯ値は検出器のセルサーミスタによって測定される。

但し、 である。

ここで、Ｔは実際の温度（Ｃ）であり、ＫＡ、　ＫＢは
サーミスタの物理定数であシ、ＲＴＦｉサー電スタの抵
抗測定値（オーム）である。

ＫＡＳＫＢｏｌ［はサーミスタＯ製造業者によッテ与え
られるものであるが実験で確認されてもよい。

耐の値は検出−の電圧分割回路網によって測定１れる。

ソフトウェアについて以下に説明する。

さて、第４図ないしオフ図には、牙２図の導電率検出器
の作動を説明するためのソフトウェアの７ａ−チャート
が示されている。

第４図において、初期電源オンシーケンスの後、第２図
のＣＰＵ１２はＩ１０回路１８−２４の作動管開始し、
割〉込み管開始しそしてＲＡＭ１４ｔ”クリヤする。又
、数学演算用レジスタ（ＣＰＵ１２０内ｍｌ）及びその
他のハードウェア回路の作動も開始される。

次いで、システムはフローチャートの試験及び機能段階
に入シ、試験モードが要求される場合には、システムは
フロントパネルに要求された試験番号ｔ−得てその特定
の試験を実行する。試験モードがもはや要求されない場
合には、システムはハードウェアの作動を再開し、探索
及び状態ルーチンに入る。その第１ステツプは第２図の
オフセット信号発生し６２によって発生され友オフセッ
ト偵号が小嘔過ぎるかどうかを決定することであシ、も
しそうならば、オフセクト信号が増加畜れる。

オフセット信号が小さ過ぎない場合には、システムは割
シ込み装置を作動可能ｔｃＬ、第５図に詳細に示された
計算ループに入る。

さて、牙５図には計算ループが示されておシ、試験モー
ド要求も、Ａ／Ｄエラーも１遠隔エラーー力いことがシ
ステムによって判断されると、システムはセル駆動オフ
指令があるかどうかｔチェックする。もしそうならば、
システムはハードウェアをクリヤする。セル駆動オフ指
令がない場合には、システムは新たな温度の読みが用意
されたかどうか會判断し、もしそう々らは、システムは
第２図のフロントパネル表示製置に通常指示される温度
補償設定値を読み取る。次いで、システムは第５図に示
された式に基づいてサーミスタ８０の抵抗値を針車する
。

次いで、システムは、液体の＠度及び温度補正値管計算
し、計算ループが終わ９となる。

第６図には、２００ｍ８０割シ込みルーチンが示事れて
おシ、システムは先ず導電率サイクルに入り九かどうか
を決定し、もしそうであれば、第２図Ｏム／Ｄコンバー
タ６６からのＬ１６Ｃワードｆａ−ドする。前記したよ
うに、オフセット信号が小さければ、システムはオフセ
ット信号を増加方向に調整し、オフセット信号が大きけ
れば、システムはオフセット信号上減少方向に調整する
。

これらのステップから、システムは、オフセットワード
及びＬ１６Ｃワードの合成和を形成する。

システムが導電率サイクルではなくて温度サイクルに人
つ九場合には、システムは人／Ｄコンバータ６２からの
Ｌ１６Ｔワードｔａ−ドし、上記の計算ループによりア
クセスするようにメモリに記憶し、次いでシステムは１
欠落”導電率信号ｔ予想する。

温度サイクルでないことが判断されそしてオフセット信
号が指示堪れたように変えられた場合には、システムは
１欠落”合成和導電率を予想する。

次のステップはオフセットワードｔ＊整し、計算ループ
で計算され九Ｇ係数七乗算することである。

Ｉ！に、システムは自動オフセットが要求され友かどう
かを決定し、もしそうならば、その時Ｇｃｏｍｐ　ｔ　
Ｇｏｆｆｎｔとして記憶し、そしてルーチンはオフ図へ
と続く。

オフ図を説明すれば、オフセットワードＧ。ｆｆｓ。ｔ
が減算され、フロントパネルのレンジ設定値管用いてレ
コーダに対して目盛づけされ、チャートレコーダに出力
され、表示するようＫＢＣＤフォーマツ）Ｋ変換され、
表示淡雪及びリアパネルのボートに出力される。

要約すれば、上記した改嵐された検出器は、はとんどの
信号処理が高い分解能でデジタルで行なわれるので、優
れた安定性を発揮する。はとんどの機能は、リードオン
リメモリに含まれ九命令によって制御され、これにより
、この分野に既にあるいかなる検出器に対しても近代化
を計ることができる。選択式の温度補償定数はいかなる
溶液でも正確な補償を与える。又、使用者診断モードに
よシ現場ですばやく修理上行なうことができると共に５
常に正しい導電率を表示するように目動レンジ切換式の
表示が与えられる。

【図面の簡単な説明】

第１ム図は双極パルス波形のタイミング図、オＩＢ＠Ｉ
は導電率セル内Ｑ導電性電解液の開業な等価回路を示す
回路図、 牙１Ｃ図は第１Ｂ図の等価回路の充電及び放電を示す概
略図、 第２図は本発明による改良された導電率検１ｔｌｌのブ
ロック図、 第３Ａ図ないしオ６Ｅ図は才２図の導電率検出器の詳細
な回路図、そして 第４図ないし、？７ｗＡは第２図の導電率検出器の作動
を示す７ａ−チャートである。 １０・・・導電率検出器 １２・・・マイクロコンピユー１　（ＣＰＵ）１４・・
・ＲＡＭ　　　　　　１６・・・ｌＰＲＯＭ１８．２０
．２２．２４・・・ｌ１０ＷｊＡ路５０・・・７０ント
パネル　４０・・・セル駆ｅｎｔ４２・・・導電率セル
　　　４４・・・Ｉ／Ｖコンバータ４６・・・比較器　
　６２・・・オフセット信号発生器６４・・・アナログ
スイッチ ６６・・・Ａ／Ｄコンバータ ８０・・・サーミスタ　　　８２・・・バッファ９０・
・・Ｄ／Ａコンバータ　９２・・・フィルタ２００ｍ５
　言’＋り込みルーテン ８１算ルーフ０ ＦＩＧ、−５ ＦＩＧ、−７ 手続補正書（方式） ２　発明の名称　　　　導電率検出器及びその方法３　
補正をする者 事件との関係　出願人 名称タイオ不ノクス　コーポレーション４、代理人 住　所　　東京都千代田区丸の内３丁目３嘗■（電話代
表２１１−８７４１番）７、補正の内容　　別紙の通り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　導電率セル内０＊＊０導電率を表わす第１信号を発
   生する手段と、導電車ＯＶａ定値會表わす第２信号を発
   生するように上記第１信号をデジタルで処理する手段と
   會具備することをＩＩ＃徴とする導電車検出器。 ２、上記の処理手段は、初期値を有するオフセット信号
   を発生する手段と、上記第１信号とオフセット信号との
   差を所定値と比較する手段と、仁の差がこの所定値よシ
   小さい場合に上記オフセット信号を増加する手段とを備
   えた特許請求の範囲第１項に記載の検出器。 五　上記の測定値ｔｌＮ示する手段１備え九轡許請求の
   範Ｉ！第１項に記載の検出器。 ４、上記処理手段は、上記の導電率測定値を所定温度に
   対応する導電率に対して補正する手段を備えた特許請求
   ａＳＳ才１項に記載Ｏ検出器。 巳　上記処理手段は、上記溶液の温度ｔ−測測定る手段
   １備えた特許請求の範囲第１項に記載の検出−０ ４上記処理手段は、計算された温ｆ會所定の温度係数で
   処理する手Ｒｔ備えた特許請求の範囲第５項に記載の検
   出器。 Ｚ　導電率検出ＩＩにおいて、導電率セル内の溶１［０
   導亀皐會表わす第１信号奮発生し、そして導電率の測定
   値ｔＩＩわす第２償号【発生するように上記第１償号を
   処理するという段階を具備したことｔＩｆ＃黴とする方
   法。