JPS6050445A - 容量性測定素子 - Google Patents

容量性測定素子

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JPS6050445A
JPS6050445A JP15812983A JP15812983A JPS6050445A JP S6050445 A JPS6050445 A JP S6050445A JP 15812983 A JP15812983 A JP 15812983A JP 15812983 A JP15812983 A JP 15812983A JP S6050445 A JPS6050445 A JP S6050445A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
measuring
measuring element
measurement
capacitive
Prior art date
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Pending
Application number
JP15812983A
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English (en)
Inventor
エルノ プンゴル
クラロ トツ
フエレンツ パル
ベロ エレス
ヨジエフ ナジ
ラスロ ビハトシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEM
MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEMIA KEZUPONTEI HIBATARA
Original Assignee
MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEM
MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEMIA KEZUPONTEI HIBATARA
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Publication date
Application filed by MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEM, MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEMIA KEZUPONTEI HIBATARA filed Critical MAJIYAARU TSUDOMANIYOSU AKADEM
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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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】 技術分野 本発明はオシロメータ式測定技法の分野に関し、よシ正
確には貫流式測定技法にて使用される容量性測定素子お
よび該素子の寸法決定の方法に関する。本提案による測
定素子は2ないし50μtの範囲で測定空間を設定する
測定用電極および接地電極を具備する。本発明による測
定素子は測定空間を流通する液状媒体のコンダクタンス
測定を可能にしそれによシコンダクタンスから導かれる
物理化学パラメータを測定する。
従来技術 工業上の諸工程における監視に関する種々の引索上の問
題および化学分析の種々の器機は同じ構成を有する多数
のサンプルの分析を要件とする。
この要件はクロマトグラフによる調査研究においてもま
た存在し液状媒体流において実施される特定な連続測定
法にても困難を伴いつつ行われている。液体流にて実現
される測定分野において、中心的な問題の1つは液体の
特性、パラメータを決定するための適切な測定検出器又
は測定素子の選択におる。従来知られた測定検出器の形
式は万能型であシ、その要素は高周波導電度におけるコ
ンダクタンスのオシロメータ式測定にある。測定素子と
してのこの万能検出器の場合において、主たる要件は素
子の寸法が小なること、濃度検出のしきい値が低いこと
、感度が高いこと、および広い範囲で少なくとも近似的
に直線性を有すること、である。このような要件を備え
る万能形検出器は測定されるべき液状媒体と測定電極の
間は電気化学的接触ではない。
導電度検出装置が液体クロマトグラフにすでに応用され
ていることは知られておル、測定されるべき液状媒体は
測定に提供される電極と直接的に電気化学的接触を有す
る。この形式の測定素子は5voboda、V、and
 Marsal、J、/J−Chromatograp
h、。
148.111+197810r of Poppe、
H,and Kuyster。
J、/J、Chromatogr、 132,369,
1977/、に洲示されている。電気化学的接触には多
くの問題があシ、最も重要な点は感度のしきい値が高い
こと、表面の激しい腐食でチシ、従って再現精度の値が
低く、高い雑音レベルとなる。
しかしながら、高周波コンダクタンスにおけるオシログ
ラフ式測定の原理はクロマトグラフによる調査研究用の
測定素子を用いて液状媒体のコンダクタンスおよび誘電
率を測定する可能性を提案し、測定用電極は小さな空間
を流通する被測定媒体と電気化学的に接触しない。電気
化学的接触による欠点は明らかである。すなわち接触の
影響によシ生ずる成極作用が金属表面に強度の腐食を生
じそれによシミ極の底面状態が変化し測定素子の一足な
特性が変化し測定に誤差を生ずる。従来技術において、
小なる寸法の測定素子についての上述した欠点を解決す
ることを目的としたものは存在せず、これは当業者にお
いてオシロメータ式測定の原理は小なる寸法には使用さ
れないという見解があったからである。測定されるべき
液状媒体が電極と電気化学的接触するようなりロマトグ
ラフによる測定素子は文献には開示されていない。
発明の目的および構成 本発明の目的は、数マイクロリッターの範囲の内容積を
有する従来の測定素子の特性的な欠点を解決することに
ある。
容量性測定素子の導電度(K)は以下の関係式によシ決
定されることは知られている。すなわち、ここで、 ωは測定周波数でおって通常5ないし26 MHzRは
測定されるべき液状媒体の抵抗値、C6は測定素子の漂
遊容量、 εは測定されるべき液状媒体の誘電率、CMoはi(空
時における測定素子の測定容量、である。
生成物εCMo=CMは誘電率εの液状媒体の測定にお
ける測定容量を意味する。
関係式(1)から導かれるように測定素子によシ与えら
れる解の直線性は、分母の生成物の値が1よシ小ならば
、水溶液の場合に到達する。非水溶液の場合には測定素
子の漂遊容量C8は測定容量CMに比較して省略し得る
はと微小なレベルに制限され、この値はCMの約10分
の1である。上述した容量の比が0.1よシ高くない場
合には、式(1)の分母は省略し得るほど低い値の漂遊
容量C8となる。
水溶液の場合には、抵抗値Rの値は小さく従って式(1
)の分母は1に等しいと見做される。これによりてに=
ω2RC;が与えられ、これは抵抗値Rの直線関数であ
シ、周波数ωの定数における濃度の直線関数となる。し
かしながら、非水溶液の場合には、Rの値は高く従って
分母の1は生成物に比較して省略し得る。
以上の説明から新たに次の関係式が導かれる。
ここでkは定数である。すなわち 上述した基本条件が満足されるか否かは関係式(2)に
基づいて証明される。漂遊容量C8が測定容量CMK比
較して正に省略し得る場合には、式Δ(1/K)=にΔ
ε2は、測定容量CMの測定空間を流通する種種の誘電
率の液状媒体の測定によシ得られる値によって満足され
、この場合の液状媒体は同じ抵抗値の非水溶液でおる。
本発明は、上述した認識のもとにクロマトグラフにて使
用する測定岸子を完成させることにあり、該測定素子は
非常に小さい測定空間を特徴とし、これによって液状媒
体は濃度の最も低い値から連続的にオシログラフ式測定
が可能な非常に低い雑音レベルにおいて測定することが
できる。
設定目標に到達するために容量性測定素子が溶液流の導
電度のオシロメータ式測定用に提供され該素子は、2な
いし50μtの測定空間を設定する同軸的に配αされた
測定用電極および接地電極を具備し、該測定用電蓮お−
よび該接地電極は該測定空間を設定する表面において電
気絶縁層によシ被覆され、該測定用電極および該接地電
極の配置は少なくとも素子の漂遊容量と同じ大きさの真
空時容量を確保するものである。
容量性測定素子の寿命は、絶縁層が、例えばシリコン樹
脂又は弗素化炭化水素重合物のような、測定されるべき
液状媒体流に対して耐える材料から成る場合には有利に
延長される。
測定において、測定素子に測定用電極が接地電極によシ
包囲される突起部を有する場合には特に有利である。ま
た、測定用電極を同軸状リングの形に成形し、その前面
が接地電極に対向するように配置されることも有利なこ
とである。
溶液流のオシロメータ式測定用の容量性測定素子を寸法
測定する方法が提案される。すなわち、該方法は、測定
用電極と接地電極とを1つの物体内に同軸的に配置しそ
れによシ測定空間は少なくとも近似的に同等な抵抗値の
非水溶液が通る測定空間を通して設定され、溶液の誘電
率値εは相異な)、次の段階として形成され、各個の溶
液の導電度Kを測定し、Kを置数とするとき関係式Δ(
17K)=にΔε を近似的に満足するか否かを測定さ
れた導電度値にもとづいて検出し、測定された導電度値
が前述の関係式を満足する値と相違する場合には同軸的
に配置された測定用電極と接地電極との相対的位置およ
び寸法を特徴づける・ぐラメータの少なくとも1つを変
化させ、そして導電度(K)の測定を実行し、該測定さ
れた導電度値が前述の関係式を満足する場合には寸法を
測定し、そして測定された寸法を測定素子の寸法と見做
す。
特徴ずけるA?ラメータとして、測定空間において互に
相対向する表面の大きさおよび/または距離を選択する
ことは有利なことでおる。
本発明による容量性測定素子はクロマトグラフで必要な
2ないし50μtの範囲の測定空間を通して流通する液
状媒体の導電度の測定を可能ならしめ、かつ測定は連続
的に行われる。連続的なオンロメータ式測定によシ得ら
れた値は導電度から導かれる他の多くの値をも設定する
ことができる。
実施例 以下、図面に従、て本発明の一実施例とし1質量性測定
素子を詳しく説明する。
第1図および第2図は本発明による容量性測定素子を示
し、該測定素子は、パイプ状物体1を具備し、該パイプ
状物体1の内側開口部は両側から固定ネジ2によシ閉じ
られ、該固定ネジ2の一方は内側開口部を具備する。パ
イプ状物体1の内部には測定用電極5および接地電極4
が設けられ各各は固定ネジ2の各々によシ結合される。
接地電極4はリング状に形成される。接地電極4は、ポ
リテトラフルオロエチレンで作られ同軸状に配置された
封止リング素子3によって対応する固定ネジ2から分離
される。液状媒体は封止リング素子3および接地電極4
の如き同軸状に配置された素子の内側空間を流通する。
接地電極4および測定用電極5の両方とも出口6に結合
される。測定用電極5はポリテトラフルオロエチレンで
作られた封止リング3により物体1内に支持され、接地
電極4の内側空間に少なくとも部分的に配置されるよう
な適切な突起部が形成される。接地電極4はフランジを
有しこれによって物体1に支持され、これによ力測定用
電極5によ多形成されるリングの前面部およびそこに相
対して配置される接地電極4の表面は電気的絶縁材料の
層によって被覆されるように形成することが好ましい。
この方法によって測定用電極5および接地電極4は互に
相対向して配置されこれらの表面は小さくなる。
本発明の本質は、2ないし50μtの範囲の測定空間を
設定する測定用電極5と接地電極4の表面が電気的絶縁
層により被覆されることにある。実験によれば、電気的
絶縁層は、焼成によるシリコン樹脂又は一般的な技法に
よるポリテトラフルオロエチレン又は弗素化炭化水素化
合物が用いられる。
本提案による測定用素子を使用する場合の段階は次のよ
うになる。
接地電極4および測定用電極5の同軸的配置において、
その寸法と相対的位置、互に相対向して配置する表面の
距離と大きさ等はできる限シ小さな段階にて変化される
。これは、例えば、リング状接地電極4の高さ、測定用
電極5の突起部の長さ、電極を覆う絶縁層の厚さ、電極
により形成されるリング状空間の幅、を意味する。また
、両方の電極の金属部分の厚さを変えることも有利であ
るが、しかし、常に接地電極4と測定用電極5の同軸的
配置は確保されるべきである。すべての可能な配置は関
係式(2)によ多制御される。この目的のために、上述
したように、同一の抵抗値Rを有し異なる誘電率の溶液
は測定用素子の内側空間を流通する。測定された値が上
述した関係式Δ(IA)−にΔε を満足するならば、
測定用素子の寸法は決定され例に述べた如く使用するこ
とができる。
本発明による測定用素子を使用する場合の較正曲線は第
3図および第4図によシ測定用素子を特の場合には測定
値は濃度が下限の10−’mo l/lまで測定可能で
あシその解は約10−’rno1μまで直線である。非
水溶液の場合には導電度および誘電率の値は較正曲線に
基づいて指定され、必要に応じて値は補間法によシ決定
される。第4図の較正曲線は水酸化混合物に関し、曲線
に沿って相異なる誘電率に関して程々の値の導電度を示
している。
以下に記載の弐のデータは本発明による測定用素子の効
果を証明するために測定されたものである。
表 本発明による測定用素子は高い精度と低い雑音レベルに
て濃度の非常に低い値の測定が可能である。この測定用
素子の寿命は長く、また信頼性も高く、測定されるべき
腐食性の溶液に対して高い耐力を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による一実施例としての容量性測定素
子の断面図、 第2図は、第1図の部分拡大図、 第3図は、塩化カリ水溶液用の較正曲線を示す図、およ
び 第4図は、種々の導電度値を有する水酸化混合物の形態
の非水溶液用の較正曲線を示す図、である。 (符号の説明) 1・・・パイプ状物体、2・・・固定ネジ、3・・・封
止リング素子、4・・・接地電極、5・・・測定用電極
。 以下余白 ↑ みル1 図 第1頁の続き 0発明者 ヨシエフ ナシ ハンガリーツツア 48

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、貫流式測定技法による溶液流のオシロメータ式測定
    用の容量性測定素子でありて、該容量性測定素子は測定
    空間を設定する同軸的に配置された測定用電極および接
    地電極を具備し、該測定用電極および該接地電極は該測
    定空間を設定する表面において電気絶縁層によシ被覆さ
    れ、該測定用電極および該接地電極の配置は少くとも漂
    遊容量と同じ大きさの真空時容量を確保するものである
    、容量性測定素子。 2、測定用電極と接地電極の間の該測定空間の容積は2
    ないし50μtである、特許請求の範囲第1項記載の容
    量性測定素子。 3、該電気絶縁層は、測定されるべき溶液流の溶液に耐
    える材料から成る、特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の容量性測定素子。 4、該電気絶縁層は、シリコン樹脂から成る、特許請求
    の範囲第1項または第2項記載の容量性測定素子。 5、該電気絶縁層は、ポリテトラフルオロエチレンのよ
    うな弗素化炭化水素重合物から成る、特許請求の範囲第
    1項または第2項記載の容量性測定素子。 6、該測定用電極は、該接地電極によシ包囲される突出
    部を特徴する特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    容量性測定素子。 7、該測定用電極は、同軸状リングの形に成形され、該
    接地電極が該同軸状リングの前面に対向するように配置
    される、特許請求の範囲第1項または第2項記載の容量
    性測定素子。 8、溶液流のオシロメータ式測定用の容量性測定素子の
    寸法設定が以下の段階、すなわち、(、) 測定用電極
    と接地電極とを同軸的に一つの物体内に配置し、該電極
    間に測定空間として2ないし50μtを設定する段階、 ■)はぼ同一の抵抗値をもち相異なる誘電率(ε)をも
    つ相異なる非水溶液を該測定空間を通して流通させる段
    階、 (c) 該非水溶液の各個の導電度(K )を測定する
    段階、 (d) kを定数2とするとき、該測定された導電度値
    にもとづき、該測定された導電度値が少くともおおよそ
    下記の関係式 %式% を満足するか否かを検出する・段階、 (e)該測定された導電度値が前述の関係式を満足する
    値と相違する場合には、同軸的に配置された該測定用電
    極と接地電極との相対的位置および寸法を特徴づけるパ
    ラメータの少くとも一つを変化させ、そして、導電度(
    K’)の測定を実行する段階、 (f) 該測定された導電度値が前述の関係式を満足す
    る場合には、寸法を測定する段階、そして、(g) 該
    測定された寸法を該測定素子の寸法として同定する段階
    、 を特徴する特許請求の範囲第1項または第2項記載の容
    量性測定素子。 9、該測定用電極と該接地電極において相対向する表面
    の大きさが変化させられる、特許請求の範囲第1項、第
    2項および第8項記載の容量性測定素子。 10、該測定用電極と該接地電極において相対向する表
    面間の距離が変化させられる、特許請求の範囲第1項、
    第2項および第8項記載の容量性測定素子。
JP15812983A 1983-08-31 1983-08-31 容量性測定素子 Pending JPS6050445A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0189375U (ja) * 1987-04-25 1989-06-13

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5216296A (en) * 1975-07-29 1977-02-07 Rigaku Denki Kk Detector of liquid chromatography

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