JPS6041302B2 - イオン濃度測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、校正上及び測定操作上極めて大きい利益、顕
著な特徴をもっところのイオン濃度測定器に関する。

従来は一般に第１図に示す構成のイオン濃度測定器が用
いられている。

同図において、１Ｇま演算増幅器（以下アンプと記す）
、２は２個の直流電源Ｅ、Ｅと可変抵抗器ＶＲとからな
る基準値校正用電位発生手段、３は感度校正用可変抵抗
器、４はメーク指示計器である。この測定器の校正は、
前記可変抵抗器ＶＲ操作して基準値校正をし、感度校正
用可変抵抗器３を操作して感度校正するという手順によ
って行ない、校正後は、イオン電極（図外）を測定液に
浸潰し、該電極の起電力を１，Ｒ端子に加えて、指示計
器４の指示値から測定液のイオン濃度を測定するもので
ある。ところで、この従来測定器はその構成の単純さ故
に校正の際、及び測定の際に次のような欠点をもってい
る。

■ 基準値校正の標準液（以下第１の標準液という）と
して、指示計器４に電流が流れないときに指示する値と
同一か非常に近い濃度をもった特定濃度の標準液則ち、
基準液もしくはゼロ液を用いれば、校正操作は１回の基
準値校正、感度校正で済むが、それ以外の濃度の標準液
を用いると基準値校正、感度校正を数回繰返さなければ
十分な校正が行なえない。

即ち、第１の標準液として基準液若しくはゼロ液を用い
れば、オベアンプーの出力も略零となるから、感度校正
用可変抵抗器３がいかなる抵抗値に調整してあっても指
示値にはほとんど影響を与えない。感度校正の際にその
抵抗器３を操作してもそれによって校正された基準値が
影響を受けることはないが、前記以外の標準液を用いて
基準値校正を行なうと、オベアンプ１の出力が零でない
し・一定の値をもち、その出力が感度校正用可変抵抗器
３で減衰されて指示計器４を振らせることとなる。この
為、次の感度校正の際にその可変抵抗器３を操作すると
、減衰比が変化するので基準値そのものも影響を受ける
。従って基準値校正、感度校正は、指示計器４が各校正
に用いる標準液の濃度を指示するようになるまで繰返し
行なう必要がある。なお、一般に校正は測定するイオン
濃度付近で行なうために、測定イオン濃度が極めて限ら
れた場合についてのみしか基準液、ゼロ液を用いること
ができず、従つて通常はそれ以外の標準液を用いて面倒
な繰返し校正操作を行なっている。■ イオン電極は測
定イオンが正イオンであるか負イオンであるかによって
イオン濃度の変化に対する起電力の変化の極性が異なり
、また１価イオンであるか、２価イオンであるかによっ
てイオン濃度の変化に対する変化起電力の大きさが異な
る。

正イオンの測定と負イオンの測定については、指示計器
４の振れ方向が逆となるため、目盛を逆方向に２種類目
盛るか、或し、は切換スイッチを設けて同一方向に振ら
せるようにしなければならない。前者にあっては同一表
示面に同一スケールで逆方向の目盛が存在するため読み
間違いを起し易いし、後者にあっては正負イオンに応じ
て一回、一回切換スイッチを操作しなければならす面倒
である。一方、一価イオンの測定と２価イオンの測定と
については指示計器４の振れ方向は同一であるが振れ量
が異なるため（後者は前者の約２倍）、同一の振れ量と
するためにやはり切換スイッチ等を設け、それを切換操
作する必要がある。■ 測定器の使用者は測定しようと
するイオンについて、正イオンであるか負イオンである
か、又何価のイオンであるかをあらかじめ知る必要があ
る。

本発明はこのような従来測定器のもつ各種欠点を悉く解
消する極めて有用なイオン濃度測定器を提供することを
目的とする。

この目的を達成するために本発明に係るイオン濃度測定
器は、．調整により正負両極性にわたって所望の電位を
発生し得るオフセット調整用電位発生手段と、校正用電
位発生手段と、前記オフセット調整用電位発生手段にて
発生される電位とイオン電極からの起電力との加算信号
を入力とする第１の増幅器と、該第１の増幅器の出力の
反転信号を出力する第２の増幅器と、これら両増幅器の
出力端子の電圧間の分圧信号を出力する可変分割器の分
圧信号と前記校正用電位発生手段にて発生される電位と
の加算合成信号を指示・出力する手段とを備えてなるこ
とを要旨とする。

以下に本発明に係るイオン濃度測定器の実施例を図面に
基づいて説明する。

第２図はその一実施例を示し、図において２１は２つの
直流電源Ｅ、Ｅと可変抵抗器ＶＲＩとからなるオフセッ
ト調整用電位発生手段で、可変抵抗器ＶＲＩを調整する
ことによりＲ端子に−Ｅから十Ｅの範囲内で所望の電位
Ｅａを発生する。２２は校正用電位発生手段で、前記オ
フセット調整用電位発生手段２１と同一部品で同様の構
成とされている。

尚、ＶＲ２は可変抵抗器である。２３は第１の増幅器、
例えばオベアンプを用いた非反転増幅器で、前記オフセ
ット調整用電位発生手段２１にて発生される電位Ｅａと
１−Ｒ端子間に加えられるイオン電極からの起電力ｅと
の加算信号ｅ，（＝ｅ＋Ｅａ）が入力され、それと同極
性の電圧ｅ。

（＝ムーま増幅率）を出力する。２４は第２の増幅器、
例えばオベアンプを用いた反転増幅器で、２つの抵抗Ｒ
Ｓ，Ｒｆを等しく（Ｒｓ＝Ｒｆ）することによって、そ
の出力端に前記第１の増幅器２３の出力ｅ。

の反転信号−ｅ。を発するようにしている。２５は、前
記２つの増幅器２３，２４の出力端子間に接続された可
変分割器で、中間端子ｔから前記両増幅器の出力端子間
の分圧信号ｅｄ（ｅ。ＺｅｄＺ−ｅ。）を出力する。２
６は、前記分圧信号ｅｄと校正用電位発生手段２２にて
発生する電位Ｅｂ（十ＥＺＥｂＺ−Ｅ）との加算合成（
電流加算）信号を指示し、出力する手段で、オベアンプ
３５と、その入出力端子間に接続された出力指示計２７
とから構成されている。

この指示計２７としては例えばセンターゼｏのメータを
採用し、目盛板にｐｐｍ目盛，ｐｘ目盛を目盛っている
。また図中２８はオフセット指示用の指示計である。こ
の指示計２８は前記出力指示計２７と乗用し、切換えて
使用することもできる。この構成のイオン濃度測定器を
校正する手順について説明すると、任意の既知濃度の標
準液を２種類選び、その一方を第１の標準液として基準
値校正を行ない、他方を第２の標準液として感渡校正を
行なう。

基準値校正は第１の標準液にイオン電極を浸潰した状態
で第１の増幅器２３の出力端（図中ｐ）の電位が零（ｅ
。＝０）となるようにオフセット調整用電位発生手段２
１の電位Ｅａを調整し、続いて校正用電位発生手段２２
の電位Ｅｂを調整して出力指示計２７が第１の標準液の
濃度を示すようにする。この場合、ｐ点の電位は零、従
ってｑ点の電位も零であるから可変分割器２５の中間端
子ｔがいずれの位置にあっても、出力指示計２７に影響
を与えることはない。つまりこの基準値校正においては
、ｐ点の電位を零にすることによって、指示、出力する
手段２６と第１の増幅器２３との縁を切っているために
、既知でさえあれば任意の濃度の標準液を用いても、冒
頭に述べた従来の測定器において標準液もしくはゼロ液
を用いた校正と同様に感度校正によって影響を受けるこ
とのない基準値校正を行なうことができる。次に感度校
正は、第２の標準液にイオン電極を浸潰し、その標準液
の濃度を出力指示計２７が指示するように可変分割器２
５の中間端子ｔを操作することによって行なう。

この場合「中間端子ｔは可変分割器２５の全範囲に亘っ
て移動し得、分圧信号ｅｄを十ｅｏ〜−ｅｏの範囲内に
任意の値に調整することができるため、次のような特徴
を有する。即ち、まず、第２の標準液として第１の標準
液よりも低濃度の液を用いることもできる。従って第１
，第２の標準液としては濃度の異なる２種類の標準液で
あればよく、そのいずれをも任意に第１の標準液として
、或いは第２の標準液として使用することができるので
ある。また、負イオンの測定、及び２価イオンの測定に
際しても、中間端子ｔを操作しての感度校正の中で指示
計２７の振れ方向及び振れ量の調整を行なうことができ
る。従って、従来のように正，負イオン、１価、２価イ
オンの測定に応じて切換操作をする必要はなく、測定し
ようとするイオンについて、正イオンであるか負イオン
であるか又、何価のイオンであるか知らない者でも、使
用することができる。次に第３図は本発明に係るイオン
濃度測定器の他の実施例を示し、この実施例では、前記
実施例に比べて入力段に温度補償回路２９を加えた点と
、第１の増幅器２３の入力となる加算信号を電流加算型
の接続構成によって得るようにした点とが異なるだけで
、他の構成は前記実施例と同一である。前記温度補償回
路２９は、オベアンプ３０と温度補償素子３１と温度係
数調整用抵抗３２とからなる増幅回路と、イオン電極の
等温交点における起鰭力を打ち消すための電位発生手段
３３とから構成されており、前記電位発生手段３３にて
イオン電極の等温交点における起電力と逆極性の同一電
位を発生し、等温交点を零電位にシフトした状態でオベ
アンプ３０の入力となし、かつ温度補償素子３１と温度
係数調整用抵抗３２によって等温交点を中心とした電位
勾配を補償するものである。そしてこのように温度補償
された出力を前記実施例において述べたところのイオン
電極の起電力とみなして第１の増幅器２３の入力端子に
加えられる。従ってこの実施例では、電極の温度特性を
補償することができる。その他校正上、測定上の特徴・
利点は前記実施例と同様である。以上要約すると、本発
明に係るイオン濃度測定器は上記の如く構成したため、
次のような効果がある。■ 基準値校正時は、オフセッ
ト調整用電位発生手段によってイオン電極の起電力を打
ち消して第１の増幅器の出力を零とし、かつ別途独立し
た校正用電位発生手段にて指示計の指示値を第１の標準
液の濃度に調整するため、基準値がその後に行なう感度
校正によって影響を受けることはなく、従って一達した
−回の操作によって校正を完了することができると共に
、第１の標準液として既知でさえあれば任意の濃度の標
準液を用いることができる。

■ 第１の増幅器の出力の反転信号を出力する第２の増
幅器を備えているので、可変分割器を操作することによ
り正負両極性に亘つて感度校正を行なうことができる。

従って、正負イオンの測定に際して指示計の振れ方向を
同一にしたり１価、２価イオンの測定に際して振れ量を
同一にすることは、この感度校正の中で済ませることが
でき、従来のようにイオンの種類によって切換え操作し
たり、読み取りに注意を払ったりしなくても良い。■
可変分割器の調整範囲は■で述べたように広範囲である
から、第２の標準液としては第１の標準液の濃度より低
濃度のものを用いても何等支障なく感度校正ができる。

従って校正に際しては、濃度の高低によって第１の標準
液、第２の標準液として選別使用しなくても、無作為に
使用することができ、校正操作上頗る便利である。図面
の簡単な説明第１図は従来のイオン濃度測定器を示す電
気回路図、第２，３図は本発明に係るイオン濃度測定器
の第１、第２実施例を示す電気回路図である。

２１・・・・・・オフセット調整用電位発生手段、２２
・・・・・・校正用電位発生手段、２３……第１の増幅
器、２４・・・・・・第２の増幅器、２５・・・…可変
分割器、２６・・…・指示出力する手段。

第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 調整により正負両極性にわたつて所望の電位を発生
   し得るオフセツト調整用電位発生手段と、校正用電位発
   生手段と、前記オフセツト調整用電位発生手段で発生さ
   れる電位とイオン電極からの起電力との加算信号を入力
   とする第１の増幅器と、該第１の増幅器の出力の反転信
   号を出力する第２の増幅器と、これら両増幅器の出力端
   子の電圧間の分圧信号を出力する可変分割器と、該可変
   分割器の分圧信号と前記校正用電位発生手段にて発生さ
   れる電位との加算合成信号を指示・出力する手段とを備
   えてなるイオン濃度測定器。