KR102563680B1 - 액상 시료의 전기전도도 측정셀 - Google Patents

액상 시료의 전기전도도 측정셀 Download PDF

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Abstract

본원 발명은, (a) 상부 후로우셀 베이스; (b) 하부 후로우셀 베이스; 및 (c) 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 접착되는 접착부;를 포함하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀에 관한 것으로서, 액상 시료의 전기전도도를 측정할 때 소형의 전기전도도 측정셀을 이용하여 측정장치를 소형화하며 시료의 사용량을 절감하고 전기전도도 측정셀의 셀상수를 다르게 제작할 수 있어 적용범위가 넓은 액상 시료의 전기전도도 측정셀을 제공하는 효과를 나타내는 것이다.

Description

액상 시료의 전기전도도 측정셀{Measuring cell for electrical conductivity of liquid samples}
본 발명은 물을 포함하는 액상 시료의 전기전도도를 측정하는데 있어서 액상 시료의 사용량을 줄이며 다양한 범위의 전기전도도를 가지는 시료에 대응할 수 있는 소형 전기전도도 측정셀에 대한 것이다.
액상 시료, 특히 물의 전기전도도는 물의 오염상태를 간접적으로 알려주는 지표로 수질 분석 분야에서 널리 이용되고 있다. 전기전도도는 전기전류를 운반하는 능력을 나타내는 것으로 용액에 담겨있는 두 전극에 일정한 전압을 가해주면 가한 전압이 전류를 흐르게 하고 이때 흐르는 전류의 크기가 용액의 전도도에 의존한다는 원리를 이용하여 측정한다. 전기전도도의 단위는 전기저항의 역수로 ohm -1 또는 mho로 나타내며 국제적으로 지멘스(Siemens; S)단위가 통용되고 있다. 물질의 저항을 R, 비저항을 ρ, 단면적을 S, 길이를 l 이라하면 R=(ρ x l)/S의 관계식이 성립한다. 전기전도도 L은 전기 비저항의 역수이므로 L=1/ρ=l/RS로 표현된다. 전해질 용액의 전기전도도는 이온의 농도 외에도 전극 간의 거리, 전극의 단면적, 이온의 전하크기, 온도 등에 의해 영향을 받는다. 여기서 전극간의 거리/전극의 면적을 셀상수 K라고 한다. 이러한 전기전도도의 국제단위는 S(지멘스)/m이다. 1μS/cm=0.001dS/m이며 저항값으로는 1㏁이 된다. 따라서 전기전도도 측정은 측정된 시료의 전기전도도 값(mho) 에 셀상수(㎝-1)를 곱하여 μ mhos/㎝ =μS/cm로 나타낸다.
전기전도도 측정셀에 대한 특허는 거의 없으며 대부분 신호처리방법, 보정 방법 등에 관한 특허가 등록되어있는 실정이다(대한민국 등록특허 10-1987307, 대한민국 등록특허 10-0741042). 전기전도도 측정셀에 대한 특허가 거의 없는 이유는 일반적으로 측정하고자 하는 시료의 물의 사용량에 크게 구애받지 않았으며 장치의 소형화도 크게 필요 없었기 때문이다.
최근 초순수 및 순수산업의 발전으로 매우 낮은 범위의 전기전도도를 측정할 필요성이 높아지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1987307호 대한민국 등록특허공보 제10-0741042호
본 발명의 주된 목적은 액상 시료의 전기전도도를 측정할 때 소형의 전기전도도 측정셀을 이용하여 측정장치를 소형화하며 시료의 사용량을 절감하고 전기전도도 측정셀의 셀상수를 다르게 제작할 수 있어 적용범위가 넓은 전기전도도 측정셀을 제공하는데 있다.
액상 시료의 전기전도도를 측정셀에서는 셀상수 K값에 따라 측정 가능한 전기전도도 범위가 결정되며 셀상수가 0.01인 경우 0.055~20μS/cm, 셀상수가 0.1인 경우 0.5~200μS/cm, 셀상수가 1인 경우 0.01~2mS/cm, 셀상수가 10인 경우 1~200mS/cm의 전기전도도를 측정할 수 있다. 따라서 측정하고자 하는 시료에 맞는 셀상수값을 가지도록 액상 시료의 전기전도도 측정셀을 제작하여야 한다.
액상 시료의 전기전도도 측정셀은 전극 2개를 서로 마주 보도록 위치시키는 형태로 이루어지는 것이 바람직하고, 주로 전기전도도가 높은 금, 백금, 흑연 등의 재질을 전극으로 이용하는 것이 바람직하다.
낮은 범위의 전기전도도를 측정하기 위해서는 셀상수가 작은 전기전도도 측정셀을 제작하여야 하며 그러기 위해서는 전극간의 거리는 가깝게 하고 전극의 면적은 크게 하여야 한다.
또한 측정 장치의 소형화를 위해서 전기전도도 측정셀의 크기도 소형화해야할 필요가 있다. 일반적인 전기전도도 측정셀은 일반적인 pH전극의 크기보다 큰 것이 보통이다. 이렇게 전기전도도 측정셀의 크기가 크면 측정하고자 하는 액상 시료를 흘리는 후로우셀(flow cell)을 크게 하여야 하므로 전극과 후로우셀로 구성되는 측정 모듈이 커지게 되며 소형화장비에는 사용하기 어려워진다. 또한 시료의 양도 많이 필요하게 된다. 본 발명자들은 측정장치 및 측정셀의 소형화를 위하여 시료를 이송하는 배관의 내경을 2.4밀리미터 이하로 설정하였다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여,
(a) 상부 후로우셀 베이스;
(b) 하부 후로우셀 베이스; 및
(c) 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 접착되는 접착부;를 포함하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 액상 시료의 전기전도도 측정셀은 전도성 도체가 코팅되어 있는 2개의 후로우셀 베이스를 접착시킨 것을 특징으로 한다. 2개의 후로우셀 베이스, 즉 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스를 접착하면 유로가 형성되는데 이때 유로가 단면으로 볼 때 원형일 수도 있고 타원형이 될 수도 있어 전극 면적 크기를 조절할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다. 또한 전기전도도 측정셀 내부의 유로를 길게 하면 전극의 면적을 더 높일 수 있다.
또한 2개의 후로우셀 베이스를 접착시킬 때 후로우셀 베이스의 접착면에 전도성 고분자 접착제를 이용하여 접착하여 전기전도도를 높이는 것을 특징으로 한다.
후로우셀 베이스 내부에 유로가 형성되어 있으며 유로를 형성한 면에 전도성 도체가 코팅되어 있어 컴팩트한 구조의 액상 시료의 전기전도도 측정셀을 제공하는 것을 특징으로 한다.
결국, 상기 (a) 상부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 하면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로의 양단에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 하면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이고;
상기 (b) 하부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 상면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 상면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이며;
상기 (c) 접착부는, 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 전도성 고분자 접착제로 접착되는 것;을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀이 바람직한 것이다.
본 발명의 전기전도도 측정셀을 이용하면 소형의 전기전도도 측정장치를 제작할 수 있어 장치 소형화를 이룰수 있으며 시료의 양도 절감할 수 있다. 또한 셀상수 K값이 작은 영역부터 큰 영역까지 조절할 수 있어 다양한 전기전도도를 가지는 시료의 측정에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 후로우셀 베이스의 개략적인 입체도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전극이 코팅된 후로우셀 베이스의 입체도이다.
도 3은 전극이 코팅된 후로우셀 베이스를 전도성 고분자 접착제를 이용하여 접착하여 제작된 전기전도도 측정셀의 단면도이다.
도 4는 전도도 측정셀을 이용하여 액상 시료의 전기전도도를 측정하는 시스템의 모식도이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명에 따른 전기전도도 측정셀의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 비전도성의 물질인 유리 및 세라믹을 이용하여 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)를 제작한다. 유리 및 세라믹 재질의 원재료에 구멍을 길게 가공하여 유로를 형성시키는 것이 가능하지만 구멍 크기가 작을 경우 내부에 전극을 코팅하기는 어렵게 된다. 따라서 본 발명자들은 상부 후로우셀 베이스(1) 및 하부 후로우셀 베이스(7)의 표면에 홈을 파는 가공을 한 다음, 상부 후로우셀 베이스(1) 및 하부 후로우셀 베이스(7)의 홈이 마주보게 접착하여 전도도 측정 유로(2)를 형성시켰다. 전도도 측정 유로(2) 양쪽 끝에는 피팅 연결 유로(3)가 형성되도록 홈을 파서 가공하였다. 가공하는 홈의 폭이 피팅이나 연결하는 튜빙의 내경보다 작거나 같을 경우에는 피팅 연결유로(3)를 별도로 가공하지 않아도 된다.
이후에 도 2에 도식된 것과 같이 전도성 도체를 코팅한다. 코팅은 일반적인 CVD나 PVD등의 코팅 방법을 이용하면 된다. 재질은 금, 백금, 은 등 전도성이 좋은 도체를 이용하면 된다. 도 2와 같이 전도성 도체는 전도도 측정 유로(2)와 후로우셀 베이스(1, 7)의 한쪽 측면의 일부분을 코팅한다. 측면 코팅이 되지 않은 쪽의 전도도 측정 유로(2)의 일부는 코팅이 되지 않도록 하여 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)를 접착하였을 때 코팅면 서로 만나지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.
본 발명자들이 반복하여 시험한 결과 전도도 측정 유로(2)내에 코팅전극(5)은 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)의 측면이 코팅되지 않은 반대쪽 후로우셀 베이스 접착면(4)에 0.3밀리미터 이상 떨어져 있어야 하는 것을 알게 되었다. 다시 설명하면 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)를 접착하였을 때 코팅전극(5)간의 거리가 0.3밀리미터 이상 떨어트려야 한다. 0.3밀리미터 보다 가까우면 전기전도도가 상승하는 것을 확인하였다.
전도도 측정 유로(2) 폭을 길게하거나 길이를 늘리면 전극의 면적을 높일 수 있어 전기전도도 셀상수를 낮게할 수 있으며 이로 인해 낮은 전도도를 측정할 수 있게 된다. 측정하고자 하는 시료의 전기전도도 범위에 맞춰 전극의 면적을 조절할 수 있다. 그러나 전도도 측정 유로(2)의 폭을 늘리는데 한계가 있다. 피팅 연결 유로(3)는 시료의 흐름이 원활하게 하기 위하여 시료 이송 배관과 동일한 내경을 가지도록 하였다. 전도도 측정 유로(2)가 피팅 연결 유로(3)보다 관경이 과도하게 좁거나 넓을 경우 시료 흐름에 영향을 미치게 된다. 본 발명자들은 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 0.5내지 2배의 크기로 하는 것이 전기전도도 측정의 재현성이 가장 좋다는 것을 알게 되었다. 같은 농도의 시료를 측정할 경우는 재현성에 차이가 없으나 새로운 농도의 시료를 주입할 경우 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 0.5보다 작으면 피팅 연결 유로(3)의 내부 모서리에 시료가 잔류하게 되고 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 2보다 크면 전도도 측정 유로(2의 내부 모서리에 시료가 잔류하여 재현성이 나빠지는 것으로 판단된다.
후로우셀 베이스(1, 7)에 코팅되는 코팅전극(5)의 두께는 100 내지 700나노미터로 하는 것이 가장 전도도가 안정적으로 측정되었다. 코팅 두께가 100나노미터보다 얇거나 700나노미터보다 두꺼우면 전기전도도가 안정적으로 측정되지 않아 재현성이 낮았다.
코팅된 후로우셀 베이스 접착면(4)에 전도성 고분자 접착제를 도포한 후 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)를 전도도 측정유로(2)가 단면으로 볼 때 원형 또는 타원형이 되도록 하였다. 전도성 고분자를 후로우셀 베이스 접착면(4)에 도포할 때는 너무 얇게 도포하면 접착효과가 떨어지며 너무 두껍게 도포하면 전도도 측정유로(2)안으로 밀려 들어가는 문제가 있다. 본 발명자들은 스크린 프린트 방식으로 전도성 고분자 접착제를 코팅된 후로우셀 베이스 접착면(4)에 도포하였다. 도포시 스크린은 400메쉬에서 500메쉬사이의 스크린을 이용하는 것이 가장 좋았다. 400메쉬 미만을 사용하여 상부 후로울셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)을 접착할 때 접착제가 밀려 나오는 문제가 발생하며 500메쉬를 초과하면 접착제가 너무 얇아서 접착제가 도포되지 않는 면이 발생하였다.
접착제로 전도성고분자가 아닌 에폭시 계열의 접착제나 시판 순간접착제 등의 비전도성 물질로 접착할 경우 전도성 고분자로 접착할 때보다 전도도가 낮게 읽히는 경우가 있는 것을 확인하였다. 금, 백금 및 은 등으로 코팅한 코팅면은 전도도 측정 유로(2) 이외의 부분에서는 전선 역할을 해야하는데 육안으로는 확인할 수 없으나 코팅이 치밀하게 되지 않은 면이 있는 경우 전기전도도 측정에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 전도성 고분자를 이용하여 접착하면 일액형 에폭시 접착제나 순간접착제로 접착한 경우와 비교하여 전기전도도 측정셀(16)의 불량률을 낮출 수 있을 것으로 판단하였다.
도 4에 도시된 바와 같이 측정 시스템을 구성하여 접착이 완료된 전도도 측정 셀을 시험하는 방법은 다음과 같다. 먼저 전도도 측정셀의 양쪽 시료 유입부와 시료 배출부에 시료 유입 피팅(11)과 시료 배출 피팅(12)를 접착한다. 피팅에 시료 유입 배관(10)과 시료 배출 배관(13)을 연결한다. 상부 후로우셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)의 측면까지 연장된 코팅전극(5)면에 전도성의 실버페이스트를 도포하고 신호선(14)을 연결한다. 신호선은 전기전도도를 측정할 수 있는 시판 전기전도도 측정 드라이버(15)를 이용하였다. 시료이송펌프(9)를 가동하여 표준시료를 전도도 측정 셀(16)의 전도도 측정 유로(2)로 흘리면서 전기전도도 측정 드라이버(15)를 이용하여 전기전도도를 측정하면 된다.
위와 같은 방법에 의하여 제조된 액상 시료의 전기전도도 측정셀은,
(a) 상부 후로우셀 베이스;
(b) 하부 후로우셀 베이스; 및
(c) 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 접착되는 접착부;를 포함하는 것이다.
더욱 구체적으로는, 상기 (a) 상부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 하면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로의 양단에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 하면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이고;
상기 (b) 하부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 상면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 상면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이며;
상기 (c) 접착부는, 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 전도성 고분자 접착제로 접착되는 것;을 특징으로 하는 것이다.
나아가, 전극 코팅부가 형성되지 않은 측면 쪽의 전도도 측정 유로의 일부는 코팅이 되지 않도록 하여 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스를 접착하였을 때 코팅면이 서로 접촉되지 않도록 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀이다.
그리고, 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스를 접착하였을 때 코팅면이 서로 접촉되지 않도록 0.3밀리미터 이상 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀이다.
또한, 코팅 전극(5)의 두께는 100 내지 700나노미터인 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀이다.
실시예를 이용하여 본 발명에 대해 더욱 자세히 설명하고자 한다.
[실시예 1]
가로 15밀리미터, 세로 15밀리미터 및 길이 100밀리미터의 직육면제인 유리재질 베이스를 제작한 후 깊이 0.3밀리미터, 폭 1.6밀리미터의 홈을 파내어 가공하였다. 피팅 연결 유로(3)는 0.8밀리미터로 하였다. 이 홈이 전도도 측정 유로(2)가 된다. 상부 후로우셀 베이스(1) 및 하부 후로우셀 베이스(7)로 사용하기 위하여 2개를 제작하였다. 전극으로 금을 코팅하였다. 후로우셀 베이스 접착면(4)으로부터 전도도 측정 유로(2) 방향으로 0.3밀리미터 떨어진 지점부터 반대편 후로우셀 베이스 접착면(4)까지는 전도도 측정유로(2) 내부 전체를 코팅하였다. 코팅되어 있는 전도도 측정유로(2) 끝에서부터 후로우셀 베이스 접착면(4)과 전도도측정셀(16) 측면까지 폭 10밀리미터로 금 코팅을 하였다. 금코팅 두께는 100나노미터와 500나노미터로 코팅하였다. 후로우셀 베이스접착면에 400메쉬 및 500메쉬의 스크린을 이용하여 스크린 프린트바익으로 전도성 고분자 접착제를 도포한 후 상부 후로셀 베이스(1)와 하부 후로우셀 베이스(7)을 서로 부착하여 전도도 측정셀(16)을 완성하였다. 전도도 측정셀(16)의 측면에 노출된 전극 코팅면에(5)에 신호선(14)을 연결한후 시료이송펌프(9)를 이용하여 200μs/cm의 표준시료를 10분간 흘리고 이어서 84μs/cm의 표준시료를 2분간 흘려 안정화시킨 후 84μs/cm농도의 시료를 흘리면서 전기전도도를 1분간격으로 10회 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
전극코팅 두께
(나노미터)		 측정횟수 스크린 눈 크기(메쉬)
400 500
100 1 78.5 78.6
2 76.8 77.5
3 77.5 79.4
4 76.5 78.3
5 78.3 76.4
6 78.2 76.8
7 77.9 76.8
8 76.4 77.3
9 76.8 77.4
10 77.2 77.6
평균(uS/cm) 77.4 77.6
편차(%) 1.01 1.19
500 1 75.9 76.8
2 76.8 77.6
3 77.8 77.6
4 77.6 77.6
5 79.2 79.4
6 77.7 77.5
7 76.3 77.8
8 78.4 76.9
9 77.6 76.4
10 77.9 77.5
평균(uS/cm) 77.5 77.5
편차(%) 1.26 1.04
[실시예 2]
코팅 전극(5)의 금코팅 두께를 500나노미터로 하고 400메쉬 스크린을 이용하여 접착제를 도포하며 후로우셀 베이스 접착면(4)으로부터 전도도 측정 유로(2) 방향으로 0.3밀리미터 떨어진 지점부터 반대편 후로우셀 베이스 접착면(4)까지 전도도 측정유로(2) 내부 전체를 코팅하고 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 0.5내지 2배의 크기로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기전도도 측정셀을 제작한 후 시험하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
전도도 측정 유로의 장축 길이 0.4 1.6 0.5 2 0.9 3.6 1.2 4.8
피팅 연결 유로의 원지름 0.8 0.8 1 1 1.8 1.8 2.4 2.4
전도도 측정 유로의
장축 길이/피
팅 연결 유
로의 원
지름
측정 횟수

 0.5 2 0.5 2 0.5 2 0.5 2
1 76.1 76.9 77.6 77.2 76.4 77.0 76.3 78.8
2 77.3 78.2 77.5 77.1 76.3 76.9 76.2 77.9
3 77.8 77.4 79.4 79.0 78.2 78.2 78.1 78.3
4 75.3 77.6 76.8 77.1 75.6 76.6 77.4 77.9
5 74.3 79.5 75.8 75.4 74.7 75.0 75.7 75.6
6 75.6 78.2 76.4 76.0 76.0 75.6 76.3 76.4
7 77.0 76.5 77.8 77.4 77.4 76.9 77.7 76.2
8 77.7 77.3 78.5 78.6 78.1 78.8 77.3 77.3
9 76.9 76.1 77.7 77.3 77.3 77.5 76.5 76.5
10 76.5 77.5 77.3 76.9 76.9 77.1 76.1 76.1
평균(uS/cm) 76.5 77.5 77.5 77.2 76.7 76.9 76.8 77.1
편차(%) 1.49 1.24 1.32 1.36 1.45 1.44 1.03 1.39
[실시예 3]
코팅 전극(5)의 금코팅 두께를 500나노미터로 하고 400메쉬 스크린을 이용하며 전도성 고분자접착제로 접착하여 10개의 전기전도도 측정셀(16)을 제작한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기전도도 측정셀을 제작한 후 시험하였다. 각 전기전도도 측정 셀(16)의 평균값을 표 3에 나타내었다.
샘플 번호 전기전도도(uS/cm)
1 76.5
2 77.6
3 78.5
4 76.4
5 79.4
6 78.6
7 77.3
8 77.5
9 76.5
10 77.9
평균(uS/cm) 77.6
편차(%) 1.30
[비교실시예 1]
금코팅 두께는 50나노미터 및 700나노미터로 코팅하고 400메쉬 스크린을 이용하여 접착제를 도포하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기전도도 측정 셀(16)을 제작하여 시험하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.
측정횟수 코팅 전극 두께(나노미터)
50 700
1 52.4 78.3
2 58.7 74.6
3 32.5 65.7
4 45.8 58.6
5 56.7 77.6
6 44.6 61.3
7 46.7 74.4
8 51.9 77.3
9 53.4 76.5
10 46.1 77.6
평균(uS/cm) 48.9 72.2
편차(%) 15.37 7.71
[비교실시예 2]
코팅 전극(5)의 금코팅 두께를 500나노미터로 하고 400메쉬 스크린을 이용하여 접착제를 도포하며 후로우셀 베이스 접착면(4)으로부터 전도도 측정 유로(2) 방향으로 0.3밀리미터 떨어진 지점부터 반대편 후로우셀 베이스 접착면(4)까지 전도도 측정유로(2) 내부 전체를 코팅하고 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 0.4와 2.5배의 크기로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 전기전도도 측정셀을 제작한 후 시험하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.
전도도 측정 유로의 장축 길이 0.32 2 0.4 2.5 0.72 4.5 0.96 6
피팅 연결 유로의 원지름 0.8 0.8 1 1 1.8 1.8 2.4 2.4
전도도 측정 유로의
장축 길이/피
팅 연결 유
로의 원
지름
측정 횟수

 0.4 2.5 0.4 2.5 0.4 2.5 0.4 2.5
1 124.6 135.4 134.7 143.8 137.4 137.4 128.7 139.7
2 120.4 125.9 125.6 132.4 135.7 128.6 122.4 136.8
3 145.7 134.6 130.7 131.7 125.9 118.7 115.6 116.9
4 108.8 115.7 112.9 124.8 123.7 122.9 110.4 107.5
5 96.4 108.6 111.7 116.7 115.2 109.8 104.3 102.8
6 87.5 99.2 104.5 105.8 109.4 107.7 101.7 95.7
7 79.1 87.4 95.8 99.7 101.6 102.4 90.7 91.2
8 78.2 81.6 91.4 92.8 95.7 92.7 82.4 84.6
9 78.2 79.8 88.2 90.4 93.4 88.8 80.6 80.1
10 77.8 78.8 82.9 88.6 90.7 82.6 78.5 78.8
평균(uS/cm) 99.7 104.7 107.8 112.7 112.9 109.2 101.5 103.4
편차(%) 24.20 21.54 17.03 17.68 15.40 16.43 17.71 21.24
[비교실시예 3]
금코팅 두께는 500나노미터로 코팅하며 400메쉬 스크린을 이용하여 접착제를 도포하며 접착제로 비전도성 접착제인 일액형 에폭시 접착제와 순간접착제를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 전기전도도 측정 셀(16)을 10개 제작하여 시험하였다. 그 결과를 표6에 나타내었다.
샘플 번호 접착제 종류
일액형 에폭시접착제 순간접착제
1 77.5 76.9
2 78.3 77.5
3 77.8 77.2
4 2.5 77.8
5 74.8 76.8
6 76.8 3.8
7 4.6 1.8
8 78.9 77.6
9 76.8 77.4
10 77.3 77.6
평균(uS/cm) 62.5 62.4
편차(%) 32.27 32.61
1 상부 후로우셀 베이스
2 전도도 측정 유로
3 피팅 연결 유로
4 후로우셀 베이스 접착면
5 코팅 전극
6 접착제
7 하부 후로우셀 베이스
8 표준용액
9 시료 이송펌프
10 시료 유입배관
11 시료 유입 피팅
12 시료 배출 피팅
13 시료 배출 배관
14 신호선
15 전기전도도 측정 드라이버
16 전도도 측정 셀

Claims (5)

  1. (a) 상부 후로우셀 베이스; (b) 하부 후로우셀 베이스; 및 (c) 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 접착되는 접착부;를 포함하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀에 있어서,
    상기 (a) 상부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 하면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로의 양단에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 하면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이고;
    상기 (b) 하부 후로우셀 베이스는, 유리 또는 세라믹 재질의 직육면체의 상면 중간 부분에 길이 방향으로 원기둥 또는 타원기둥 형상으로서 전도성이 높은 물질이 코팅되는 액상 시료의 전도도 측정 유로가 형성되고, 시료를 주입하고 배출할 수 있도록 유로에 연결된 피팅 연결 유로가 형성되며, 유로의 중앙부분에 연결되면서 직육면체의 상면으로부터 측면으로 연장되어 전도성이 높은 물질이 코팅되어 있는 전극 코팅부가 형성되는 것이며;
    상기 (c) 접착부는, 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스가 전도성 고분자 접착제로 접착되는 것;을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 전극 코팅부가 형성되지 않은 측면 쪽의 전도도 측정 유로의 일부는 코팅이 되지 않도록 하여 상부 후로우셀 베이스와 하부 후로우셀 베이스를 접착하였을 때 코팅면이 서로 접촉되지 않도록 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀.
  4. 제3항에 있어서, 전도도 측정 유로(2)의 장축 길이가 피팅 연결 유로(3)의 원지름에 대해 0.5 내지 2배의 크기로 하는 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀.
  5. 제3항에 있어서, 코팅 전극(5)의 두께는 100 내지 700나노미터인 것을 특징으로 하는 액상 시료의 전기전도도 측정셀.
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