JPS62289754A

JPS62289754A - 導電率センサ

Info

Publication number: JPS62289754A
Application number: JP13265486A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Kawamoto; 河本　洋次; Hiroshi Maemori; 前森　啓
Original assignee: TOHO DENSHI KK
Current assignee: TOHO DENSHI KK
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1987-12-16
Also published as: JPH0455262B2

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】３、発明の詳細な説明（発明の利用分野）本発明は、液中に浸漬された電界印加電極に電流（−膜
質交流）を流してその液の導電率を測定する導電率セン
サの改良に関するものである。

（発明の背景）従来より、導電率センサは溶液中の電解質イオンの量な
どを測るものとして、工業用や農業用その他に広（使用
されている。

第６図は従来型の一例として示される二極式導電率セン
サの断面図である。この導電率センサ１は、絶縁物製の
円筒状の外筒２を有し、外筒２の閉鎖端に近い部分には
溶液の人出孔３が複数設けられる。外筒２の中心部には
電極支持部材４が固定され、電極支持部材４には電界印
加電極５．６が配置されろ。

第７図囚及びＣＢ）は、第６図に示す導電率センサ１の
使用例を示すものであり、被測定溶液の満たされている
液槽７に浸漬される。リード線８を介して電界印加電極
５．６に交流電圧が印加されると、前記電極５．６間に
電界が生成される。この時、前記電界の一部は、電界の
拡がりを規制する外筒２の外部に人出孔３を通って拡が
り、破線９によって示される回り込み電界も生成される
。したがって、第７図囚によって示されるように回り込
み電界９が遮断されない場合と、第７図の）によって示
されるように、液槽７の内壁１０や、底部１１によって
回り込み電界９が部分的に遮断される場合とでは測定値
が変動してしまうといった不具合がある。この不具合を
なくすために、外筒２を長（したり、或いは又入出孔３
を小さくしたりすると、長期連続測定時に液の置換が困
難になったり、外筒２内部の気泡が脱けな（なるといっ
たことなどから正確な測定ができなくなるといった問題
が生じる。

第８図囚は、同じ〈従来型の四極式の導電率センサの正
面図であり、第８図（Ｂ）及び（Ｃ）はその側面図、第
８図■は内部を示す断面図である。

この導電率センサ１２では、絶縁物製のケース１３に形
成される液体通路１４に、電界印加電極１５．１６が配
置され、前記電界印加電極１５．１６の間に電位差検出
？を糎１７．１８が配置される。

前記第８図（Ａ）　ＣＢ）　（Ｃ）及び■に示す四極方
式導電率センサ１２０等価回路を第９図により示す。

交流電源１９と電界印加電極１５との間には抵抗値既知
の抵抗Ｒが接続され、Ｅ、の電圧を測定することにより
溶液中を流れる電流ｉが次式により算出される。

電界印加電極１５と電位差検出電極１７との間の溶液抵
抗と、電界印加電極１５と溶液界面間の抵抗との和は抵
抗ｘ１に相当し、ｘ２は電位差検出電極１７．１８間の
溶液抵抗に相当し、又、電界印加電極１６と電位差検出
電極１８との間の溶液抵抗と、電界印加電極１６と溶液
界面間の抵抗との和は抵抗ｘ３に相当する。ｘ４は、第
８図（Ｃ）■において破線を以て示される電界印加電極
１５．１６間の外部回り込み電界２０に相当する抵抗で
ある。

この等価回路によれば、電位差検出電極１７゜１８間の
電圧Ｅ２の測定値と、先に算出されている電流ｉとによ
り、−：％の式から電位差検出電極１７．１８間の溶液抵抗ｘ２を
求めることにより、次式によって導電率Ｓを算出するこ
とができる。

（ｋはセル定数）この場合、Ｅ２は電圧測定であり、電位差検出電極１７
．１８を通じて回路側へ流れる電流は殆んどないので、
電位差検出電極１７．１８が絶縁物で完全に覆われない
限り、電圧Ｅ、が汚れ等によって影響されることがなく
、又、電界印加電極１５．１６の汚れ等により抵抗、ｚ
’、　、　ｘ、の抵抗値の変化は、電流ｉを測定してい
るので、除去することができる。

第８図（Ａ）　０３）　（Ｃ）及び■に示される四極式
の導電率センサは、第９図に示す等価回路によって説明
されるように、電極の汚れ等によって測定値が変動しな
いといった利点をもつものである。

しかしながら、上記四極式の導電率センサも、外部回り
込み電界２０による電流が電流ｉに含まれるために、外
部回り込み電界２０の変化によって電流ｉが変動すると
、電位差検出電極１７．１８間の測定電圧Ｅ２は変動し
ないことから、導電率Ｓの値が正確に測定できなくなる
といった問題が生じる。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題点を解決し、液の置換を
容易に行うと共に、電界の外部への拡がりをほとんどな
くすことができる導電率センサを提供することである。

（発明の特徴）上記目的を達成するために、本発明は、咳１ａｌｌ定溶
夜の導電率を測定するのに必要な距離をもつて隔てられ
、対面配置される一対の電界印加電極と、該電界印加電
極をそれぞれ中央に位置させ、電界印加電極の背部に電
界が拡がることを防ぐ、一対の平行に対向する電界拡が
り防止手段と、該一対の電界拡がり防止手段及び前記一
対の電界印加電極の間に形成される液流通スペースとを
備え、以て、対面する電界印加電極間に電界が集中する
ようにしたことを特徴とする。

（発明の実施例）本発明による一実施例として、二極式の導電率センサを
第１図囚Ｑ３）　（Ｃ）及び■により示す。

第１図囚は、前記導電率センサの外観を示す正面図であ
り、第１図ＣＢ）は同じ（外観を示す側面図である。又
、第１図（Ｑは、同じく前記導電率センサの内部を第１
図囚と同方向より示す断面図であり、第１図［Ｆ］は、
同じく前記導電率センサの内部を第１図（８）と同方向
より示す断面図である。

第１図囚（Ｂ）　（Ｃ）及び■において、導電率センサ
２１は、絶縁物質よりなる円板２２．２３と、前記円板
２２．２３の略中央部にそれぞれ埋設される電界印加電
極２４．２５とから主として構成される。前記電界印加
電極２４の溶液界面２６と円板２２の内面２７、及び電
界印加電極２５の溶液界面２８と円板２３の内面２９と
は、それぞれ同一面となるように構成され、平行或いは
ほぼ平行に対面配置される。

円板２２の内面２７と、円板２３の内面２８との間は、
支持部材３０．３１．３２により、距離γをもって平行
に隔てられ、溶液の液流通スペース３３が形成される。

３４は電界印加電極２４．２５と電源（図示せず）とを
接続するリード線である。

本実施例においては、電界印加電極２４．２５の溶液界
面２６．２８の直径βと、前記電界印加電極２４．２５
からそれぞれの円板２２．２３の外周までの距離αとは α≧２β の関係式によって設定され、又、前記直径βと円板２２
．２３の間隙γとは γ≦１．５β の関係式によって設定されることが好ましい。

導電率センサ２１が被測定溶液中に浸漬され、通電され
ると、円板２２．２３がない場合には、電界印加電極２
４．２５間に第２図囚の電界分布図によって示されるよ
うな電界が生成されようとする。３５は電気力線、３６
は等電位線を示すものである。前記の電界は、第２図■
の電界分布図によって示されるように、絶縁物質による
円板２２．２３の内面２７．２９が、溶液界面２６．２
８と同一面上に平行に設けられると、外部への拡散や回
り込みが防止され、電界印加電極２４．２５間に集中さ
れたものとなる。

したがって、回り込み電界にはほとんど影響されずに、
正確な測定を行うことができる。尚、円板２２．２３の
平行度は、測定に不必要な電界の生成が防止されればよ
く、それ以上の精度は必要としないものである。

又、液流通スペース３３に被測定溶液が自由に流入出で
き、支持部材３０，３１．３２による前記流入出の阻害
はほとんどないので、溶液の置換が容易に行われると共
に、気泡や汚れの滞留が生じにく（、さらに、液流通ス
ペース３３内部の清掃もブラシ等を使用して容易に行う
ことができる。

本発明の他の実施例として、四極式の導電基センサを第
３図（Ａ）ＣＢ）及び（Ｃ）により示す。

第３図囚は、前記導電率センサの外観を示す正面図であ
り、第３回出）は同じく外観を示す側面図である。又、
第３図（Ｃ）は、前記導電率センサの内部を、第３図０
３）と同方向より示す断面図である。尚、第１図図示実
施例と同部分は同符号によって示す。

第３図（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）において、導電率センサ
３７は、第１図図示実施例とほぼ同様にして絶縁物質よ
りなる円板２２．２３が液流通スペース３３を隔てて対
向して配置され、中央部に設けられる支柱部３８によっ
て一体に接合される。

前記支柱部３８の円板２２．２３と接合される近傍周囲
には、リング状の電位差検出電極３９．４０が取り付け
られ、又、円板２２の内面２７と円板２３の内面２９に
は、支柱部３８の基部を囲むようにして′電界印加電極
４１．４２が環状に配設され、リード線３４によって不
図示の電源に接続される。

導電率センサ３７が被測定溶液中に浸漬され、通電され
ると、電界印加電極４１．４２間を流れる電流と電位差
検出電極３９．４０間の電圧を測定することにより溶液
の抵抗が求められ、これによって導電率が検出される。

上記される導電率センサ３７の場合においても、円板２
２．２３によって電界印加電極４１゜４２間の電界が外
部に回り込むことが防止されるので、第９図の等価回路
に示すｘ４を可及的に大きくしたものと同じ状態になり
、回り込み電界に影響されずに正確な測定を行うことが
できる。

以上説明したように、第１図及び第３図図示実施例にお
いては、いづれも、円板２２及び円板２３をより太き（
することにより、回り込み電界の影響をより少な（する
ことができるものである。

本発明の別の実施例を、第４図囚の正面図及び第４１串
）の側面図をもって示す。この実施例による４ｉ１Ｅ軍
センサ４３は、第１図図示実施例とほぼ同じ構造のもの
に電界規制電極４４が設けられ、二極式の導電率センサ
として構成されたものである。第１図と同部分は同符号
によつ℃示す。

円板２２の内面２７には、中央に電界印加°電極２４が
埋設され、その周囲に、電界規制電極４４が環状に配設
される。支持部材３０，３１゜３２により所定圧離隔て
られる円板２３の内面２９には共通電極４５が埋設され
、前記電界印加電極２４及び電界規制電極４４と対面す
る。

この導電率センサ４３においては、第４図（Ｃ）に示さ
れるように、電界印加電極２４と共通電極４５０間に生
成される電界の外部への拡散や回り込みは、その外側の
電界規制電極４４と共通電事４５の間に生成される規制
電界によって規制されるので、円板２２．２３の直径方
向の寸度を小型化することができる。

本発明の別の実施例を、第５図囚の正面図及び第５図Ｃ
Ｂ）の側面図をもって示す。この実施例による導電率セ
ンサ４６は、第３図図示実施例とほぼ同じ構造のものに
、第４図において示されるような電界規制電極４４が使
用された二極式の導電率センサの例を示すものである。

第３図及び第４図と同部分は同符号によって示す。

円板２２と円板２３とは、支柱部３８により接合され、
支柱部３８にはリング状の電位差検出′電極３９．４０
が設けられる。円板２２の内面２７には電界印加電極４
１が設けられ、前記電界印加電極４１の外ψ１１には、
電界規制電極４４が環状に配設される。前記円板２２の
内面２７に対して液流通スペース３３をもって隔てられ
る円板２３の内面２９には、前記電界印加電極４１と電
界規制電極４４との双方に対面して共通電極４５が配設
される。

この導１！Ｌ率センサ４６においては、電界印加電極４
１と共通電極４５との間を流れる電流と、電位差検出電
極３９．４０間の電圧とにより導電率を測定すると同時
に、外部に拡散する回り込み電界の生成を電界規制電極
４４と共通電極４５との間に生成され規制電界によって
防止することができ、第４図図示実施例と同様に、円板
２２．２３を小型化することができる。

（発明と実施例の対応）第１図及び第３図に示す円板２２．２３と、第４図及び
第５図に示す円板２２．２３と電界規制電極４４及び共
通電極４５が本発明の電界拡がり防止手段に相当する。

（変形例）第１図、第３図、第４図及び第５図に示される電界印加
電極２４，２５，４１．４２及び共通電極４５或いは電
界規制電極４４の各溶液界面を、円板２２．２３の内面
２７．２９とそれぞれ一致するようにしたが、側面部を
絶縁物で横われた電極を突出させても、或いは直昇の拡
散防止効率を同上させるために内面２７．２９より各溶
液界面を凹ませるようにしてもよい。

又、前記各電極や円板２２．２３の配置や形状も図示実
施例に限定されるものではなく、設計上の要請によって
変えることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、被測定溶液の導
電率を測定するのに必要な距離をもって隔てられ、対面
配置すれる一対の電界印加電極と、該電界印加電極をそ
れぞれ中央に位置させ、電界印加電極の背部に電界が拡
がることを防ぐ、一対の平行に対向する電界波がり防止
手段と、該一対の電界波がり防止手段及び前記一対の電
界印加電極の間に形成された液流通スペースとを備えた
から、液の置換を容易に行うと共に、電界の外部への拡
がりをほとんどなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図囚は本発明の一実施例である二極式の導電率セン
サを示す正面図、第１図囚は第１図（４）図示実施例の
側面図、第１図（０は同じ？第１図囚図示実施例の縦断
面図、第１図囚は同じく第１図囚図示実施例の横断面図
、第２図囚は拡散する電界の分布図、第２図の）は集中
する電界の分布図、第３図囚は本発明の他の実施例であ
る四極式の導電率センサを示す正面図、第３図ＣＢ）は
第３図囚図示実施例の側面図、第３図（Ｃ）は同じく第
３図囚図示実施例の断面図、第４図囚は本発明の別の実
施例である三極式の導電率センサを示す正面図、第４図
囚は第４図囚図示実施例の側面図、第４図（Ｃ）はその
電界分布図、第５図囚は本発明の別の実施例である三極
式の導電率センサの正面図、第５図囚は第５図囚図示実
施例の側面図、第６図は従来の二極式の導電率センサの
一例を示す断面図、第７図囚は第６図図示従来例の使用
状況図、第７図ＣＢ）は同じく第６図図示従来例の別の
使用状況図、第８図囚は同じ〈従来の四極式の導電率セ
ンサの一例を示す正面図、第８図（Ｂ）及び第８図（Ｃ
）は第８図囚図示従来例の側面図、第８図囚は同じく第
８図（４）図示従来例の断面図、第９図は第８図図示従
来例の等価回路を示す回路図である。２１・・・導電率センサ、２２．２３・・・円板、２４
．２５・・・電界印加電極、２６・・・溶液界面、２７
・・・内面、′２８・・・溶液界面、２９・・・内面、
３０．３１．３２・・・支持部材、３３・・・液流通ス
ペース、３７・・・導電率センサ、３８・・・支柱部、
３９．４０・・・電位差検出電極、４１．４２・・・電
界印加電極、４３・・・導電率センサ、４４・・・電界
規制電極、４５・・・共通電極、４６・・・導電率セン
サ。特許出願人　　　東邦電子株式会社代　　理　　人　　　　　中　　　村　　　　　稔第２
図（Ａ）第２図（Ｂ）２ム

Claims

【特許請求の範囲】１、被測定溶液の導電率を測定するのに必要な距離をも
つて隔てられ、対面配置される一対の電界印加電極と、
該電界印加電極をそれぞれ中央に位置させ、電界印加電
極の背部に電界が拡がることを防ぐ、一対の平行に対向
する電界拡がり防止手段と、該一対の電界拡がり防止手
段及び前記一対の電界印加電極の間に形成された液流通
スペースとを備えた導電率センサ。２、前記電界拡がり防止手段を絶縁物により形成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導電率セン
サ。３、前記電界拡がり防止手段を、絶縁物と、環状の電界
規制電極とにより形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の導電率センサ。