TW502116B - Measuring device for conduction of electricity - Google Patents

Description

502116 五、發明說明（1) 【發明所屬的技術範圍】 本發明係關於導電係數测定裝置，、 在無變動的狀態下安定的以良S ’尤其係關於可以隨時 導電係數的導電係數測定裝置。4確度測定被測定物質的 【背景技術】 ‘電係數，尤其時常用來作為 I 子濃度時的尺度，而導雷拣叙二、里水溶液中可移動的離 離子濃度。；而；導則，用來測量水溶液中的 用電極和來自電源的電流供應用 、置，錯由測定檢測 定被測定的水溶液當中的離^濃产的t間的阻抗值，來測 也就是，原來的導電係數測定S〜^二 的構成。圖9所示的導電係數測定’ ^疋例如圖9所示 的測定管1 02中流來的、或者作為^ ，對於從被絕緣 定管m内的被測定定貯存在測 用來拾，、目丨丨妯、目，丨—札®播本一 N lffi]配置有電源電極1 04和 ”=測疋物質導電係數的電極1〇5。在電源電極ι〇4 汽Ϊ由大盗1 〇6施加有從例如電源等而來的交流定電 =自用來檢測被測定物質導電係數的電極 Λ Q7 @以供測定導電係數。測定管 乙烯所i ί導電係Ϊ測疋部位上，是由絕緣體(例如氯 s)所構成的。通常在其延長設置的某個部位上，都 有貫質上的接地狀態（接地點丨^㈧。 如此所構成的導電係數測定裝置1〇1，在電極1〇4、1〇5 之間，因為存在有對應於被測定流體103的導電係數的電 阻抗，所以經由該電阻抗，從電源電極丨04流到用來檢測

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、¥尾係數的電極1 ο 5的微弱電流被電流放大器 被測定物皙#雷I^ /大於此測定輪出值，作為對應於被測定流體的導 電係數的相對應值。 、仁疋在具有上述構成的導電係數測定裝置1 Q 1中，因 為測定管102在其延長設置的某個部位上，都有實質上的 接地狀態’所以來自用來檢測被測定物質導電係數的電極 105的電流’在流到電流放大器1〇7處的同時，更微弱的電 流則也會流到接地點108。也就是，除了用來檢測導電係

數之外’用來檢測被測定物質導電係數的電極丨〇 5多少會 發生一些漏電流。 因為接地點1 0 8的位置並不確定，電極丨〇 5和接地點1 〇 8 之間的電阻抗值也會變動，而且，因為其間所流動的微弱 電流’可能經由接地而又流回電流放大器1 〇 7，從上述電 極1 0 5流向接地點1 〇 8的漏電流’也成為造成從用來檢測被 測定物質導電係數的電極1 05檢測出來的電流變動的重要 原因。從而，如此的漏電流的存在，不僅使得測定導電係 數的精確度降低，更引起測定導電係數的數據的不平均。 【本發明的開示】

因此’本發明的目的在於’提供一種能隨時在無變動的 狀*懸下安定的以良好精確度測定被測定物質的導電係數， 從而可以高精確度測定導電係數的導電係數測定裝置。 另外，本發明的另外一個目的在於，保持上述高精確度 的測定，並且在被測定物質當中含有有機物質的時候5也 能隨時安定並且精確的測定導電係數。

90103776.ptd 第5頁 五、發明說明（3) 徵為：目#，本發明的導電係數測定裝置，龙牲 為：用；檢；：連接於被測定物質上的電極，該三個電= 隔分別3::=物質導電係數的電極、和隔開-ί: 的兩個用來t 被測定物質導電係數的電極兩側 定對象，L::i:是水溶液，但是氣體狀、泥狀的測 於此第1導電係數測定裝置， 定物質導電M M f h L 中上迷兩個用來檢測被測 佳，不i 施加的，以同電位的定電墨為 極上的電塵即你孟/來檢測被測定物質導電係數的電 施加：：ί:ί 同也可以。但是在後者的情況中， 分別是事先預定好的m導電係數的電極上的電遷， 個：i於tr!的！電係數測定裝置，其特徵為：具有三 被測定物：：上的電極，該三個電極為：用來檢測 ，成I疋物貝導電係數的電極、和隔開一 來檢測被測定物質導電传齡 ^ 用 流的雷％、Τ Γ 的電極一侧的用來供應交流電 的電極另外r ί在上述用來檢測被測定物質導電係數 ^極另外一侧的接地電極所組成（第2導電係數測定裝 :=2導電係數測定裝置中，上述用來供應交流電流 的電極上，以施加定電壓為佳。 於如同上述第1、第2導電係數測定裝置中，在被測定物 第6頁 90103776.ptd 502116 五、發明說明（4) 質當中含有有機物質的時候，— 上；會辦於導電係數的測定造ίί:著；者吸附 坆種矽a ，可以有效利用基於氧化鈦的觫=為了去除 物質分解功能、超親水功能等。 觸媒活性的有機 換句話說，可以採用：分 ;製；體的表面上，用氧：屬 化鈦層配置光照射機構為佳。例如生1:對此氧 三個電極面之間形成的被測定物質貯存述 上照射光線的光照射機構的構成。、'存二間、和各電極面 此種導電係數測定裝置的上 最好是具有能引起上述氧化鈦層的光、射的光， 可以利用30G〜4GGnin左右的 ^觸，之波長。例如， 直接使用不可見光等的紫外“射裝置片可以 材料所做成的管、i等:光性 ;:=:接照射，，也附光=的;:： J且來體以：測定物質的貯， 而照射到電極面上的構棒/“物體（例如玻璃等） 測定物質的貯留空間的而、形下，在透光物體的被 化鈦表層的話，因為氣^ 攻且面上，施加可透光的氧 的分解性，所以可以防右二ς =超親水性和有機物質 止有機物負專附著在此透光物體 90103776.ptd 第7頁

502116 五、發明說明（5) 一 t 〇 本發明的導電係數測定用電極的製造方法的特徵為，在 以導電金屬做成的電極本體的表面上，以喷濺或者電梦 式設置氧化鈦層以形成電極面。或者，以鈦金屬構成電1 本體，在鈦金屬所做成的電極本體表面上施加氧氣，妒逐 ，化鈦層的電極面的方法也是可以採用的。施加氧氣开^ f 氣氧化的方法。 也了从使用空 如同上述本發明的第1導電係數測定裝置，在兩個 交流電流的電極之間，配置用來檢測被測定物質 : 的電極丄對於該兩個供應交流電流的電極供應同相六Ί 電流，藉此，用來檢測被測定物質導電係數的電極，、ς = 存在於這三個電極配置的部位之外部的任 為被兩側的兩個供應交流電流的電極作 ϋ ，成 。從而，用來檢測被測定物質導電係的狀態 部位之間就成為沒有電阻抗存在的狀鲅，fit夕卜部接地 就不存在漏電流。其結果，可以使得；2土在此之間 物質導電係i的電極的電係來”被測定 定，所測定㈣電係數也不會產生 時維持安 的測定導電係數。 J习’同日守可更精確 另外，在本發明的第2導電係數測 從配置在用來檢測被測定物質導電 x置中，因為只有 的其中之一供應交流電流，而另外個的電極兩側的電極 ，所以兩個電極之間，藉由配置在复電極是用來接地的 的用來檢測被測定

90103776.ptd 第8頁 五、發明說明（6) 物質導電係數的 、 ，在上述一個雷’而形成所謂的阻抗分割狀態。而且 電極上的電位it施加定電壓，而在上述另外一個接地 測定物質^係xm，可使得尤其是用來檢測被 抗，實質上毫盔變動〇上述接地電極之間的電極的阻 電係數的測定管，血^^固定為一定的阻抗。從而，導 狀態，在料其測；：：：：延長設置的部位上成為接地 一個電極上接地點之前，就已經在上述另外 經強制降低為〇 了，乂性在的用接:也，其電極部位的電位也已 ^ f #, ^ t ^ ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ f f f # ft 進入的餘地了。复社;ff:就已經沒有變動性高的阻抗 定物質導電俜數Α Φ 4逛是可以使得來自用來檢測被測 安定電電數的電流’隨時維持 確的測定導電係數。’、 θ產生不均勻，同時可更精 如此，右依照本發明的導電係 被測定物質導電# ’、 “疋裒置，在用來檢測 流的ί: 咖的兩側，分別配置供應交流電 类：交流電流的電極和接地電極，因為將 趣ί，、中 來檢測被測定物質導電係數的電極，對於孙

°接地部位加以適當的電氣性隔絕， ’ I 定物質導”數的電極取出的測定用電流 ，而能夠隨時保持安定的測定狀態，能夠高 被測定物質的導電係數。 门度槓確的測疋 田^且’巧上述的第1、第2導電係數測定裝置中，若 用表面上具有氧化欽層的電極，藉由在此層上【：適=

90103776.ptd 第9頁 4赞明說明（7) 波長的光（例如紫外線 > 揮、使得在與該氧化光觸媒活性就 中的有機物質分解，曰接觸或者在該層附近的水 層上。而且，因為氧化欽=其附著、吸附在氧化鈦 面形成此腔，μ、 *s /、有超親水性，會先名&主 可以抑制附著的：r幾：：的t解即使再怎麼慢，也還是、 !:何有機物質附著的理想表面：：：；：維持沒 的理想狀態。所:，：：；；：：：：；物質附著、吸附 時保持安定，精確的測定導電係厂也能夠隨 也能夠毫無問題的忠實重現。’、’、’疋精確度的再現性 【本發明之最佳實施形態】 圖'下所，-參Λ圖：說明本發明的最佳實施形態。 圖1所不為為本發明第一實施形態的導電係 的概略構成圖。此導電传數事置g '' 、 、置 管32中流過來、或者二對於從絕緣的測定 質的被測定流體=為被測定物 版ύ认置有接觸此被測定流體33的三個電 ^ 、:。二個電極為··用來檢測導電係數的檢测被 測定物質導電係數的電極34、和隔開一定間隔分別配置在 此用來檢測被測定物質導電係數的電極兩側的兩個用來供 應交流電流的電極35、36所組成。經由放大器37，將同相 電流供應給此兩個供應交流電流的電極35、36。用來檢測 被測定物質導電係數的電極34，連接電流放大器38，經由 該電流放大器38所放大的電流，作為對應於被測定流體33

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-----—-- 五、發明說明（10) 數的：極34和供應交流電流的電極3 〜 以經常保持一定，所 % 3 6之間的電位差 極34和外部接地部位;:：：：；物質導電係數的 f f t € t ^ ,〇 ,h # ^ fe1 ^ ^ =抗值的，“檢測被測定物質導電係ί 因於 電流的影f ’實際上就完全沒有了。換句：電f的輪出 就完全不=:Γ;=外部接地點的漏電： *亂的；：何時候都絲毫； 〆2動可更女疋並且精確的進行導電係數的測定。 另外，此導電係數裝置31的導電係數測定部位如 的導電係數計1 ’藉著光照射機構22所照射的ί，° “亟a、4b、4c表面上所設的氧化鈦層3就可以發揮其 光，媒活性，即使在流動於被測定物質貯留空間14X中的被 測定物質中含有有機物質的時候，該有機物質也會被光觸 媒活性所分解。從而，在測定導電係數的時候，即使在電 ，面上進行離子交換，也可以防止非導電性的有機物質附 著、吸附在電極面上。其結果，即使不定期清潔此電極面 ’仍然可以隨時安定的維持導電係數測定的良好精確度， 而測定的精確度也能毫無問題的忠實重現。 另外5在玻璃板1 8的被测定物質貯留空間14側表面上， 也施加氧化鈦表面層加工的話，此侧面上也可以阻止有機

90103776.ptd 第13頁 观丄16 五、發明說明（11) =質的附著、吸附，防止有機物f堆積在被 空間“内’而能夠維持良好的測定精確度。物… 槿Γ固為本：明第二實施形態的導電係數測定裝置的概略 42 Ϊ Ϊ I ί此導電係數裝置41内，料從被絕緣的測定管 被測ilL或皮2存在測定管 置有和其被測疋/瓜體4 3接觸的電極4 4、 mn疋間隔配置在此用來檢測被測定物質導雷 ，文的電極-侧的用來供應交流電流的電極45、以及 上述用來檢測被測定物質導電係數的電極另外一侧的 電極46所組成。供應交流電流的電極45，經由放大哭47 :交流定電®。用來檢測被測定物質導電係數的電二4 、接電流放大器48，經由該電流放大器48所放大的電流 垂作為被測定流體43的導電係數的對應值而被取出。此導 $係數裝置41也是可以構成例如圖2所示的同樣的導電係 數#十。 j述第2貝鈿形態的導電係數裝置4丨中，只有供應交流 i Γ的電極45供應定電壓的交流電流，而接地電極46因為 土而強制成為0電值，此兩個電極45、46配置在用來檢 :被測定物質！電係數的電極“的兩側。從而、兩個電極 4 6之間，藉由配置在其間的用來檢測被測定物質導電 :數的電極44，而形成所謂的阻抗分割狀態。此電極45、 ，巧的電路’用電極45供應定電壓的交流電流，而接地 電極4 6因為接地而強告丨1 p左口士 >从Λ ^ 滅Ρ現日守成為〇電位，此狀態一直維持

第14頁 五、發明說明（12) 地狀態發生，1: : : : :4』二任何延長設置部位上有接 電極44之間，^有阻抗進被測定物質導電係數的 定物質導電係數的電極44取出的土 :：此：用來檢測被測 而，使得來自用來檢測被J =變動。從 何時候都絲毫不紊亂的取出，而可以防 :為：來的紊亂而造成的不 定並且精確的進行導電係數的測定。-力“了更女 成K圖2此所導電係數裝置41的導電係數測定部…果構 ΐ為如圖2所不的導電係數計1的話，可以獲得和上述第： “二 ==效果，防止有機物質的附著和吸附 ，：ΐ、金ir月的導電係數測定裝置的導電係數測定部位 5所示的導雷：*型化 '薄型化的㈣’可以構成為例如圖 置」個雷；十51。在圖5所示的導電係數計51中，設 置二個電極52a、52hμ， 電極52b是連接雷、;5沾+兩側的兩侧的電極52a、 檢測用電極，功能是作/導\電/*’中央的電極52C構成為 疋作為V電係數檢測用的感測器使用。 、以。:、52b、52c的中央部分上開有貫穿孔53a、53b c 孔53a、5外、53c内面都設有氧化鈦層。各電極 52a、52b、52c的兩側上’都配置有透光性的絕緣 ★口 ：四氟化乙烯）所作成的隔板54a、54b、54c、54d，各 電極和各隔板交又堆積。隔板5“、…、“ο、⑷的中央 4分，也開有貫穿孔55a、55b、55c、55d。兩侧的隔板、 第15頁 W312\2d-code\90-05\90103776.ptd 502116 五、發明說明（13) 54a、54d最外侧上，則配置了支撐體56a、5“，將電極 5 2a、52b、52c和隔板54a、54b、54c、54d的層積體的兩 侧挟持住。支撐體56a、56b的中央部分也開有貫穿孔5?a 、57b各孔57a、57b分別插入、固定有從一端導入被測定 流體的軟管58a和另外一端將被測定流體導出的軟管58b 電極52a、52b、52c 和隔板54a、54b、54c、54d 的層積 層所連接的孔55a、53a、55b、53b、55c、53c、55d ,形 成被測定流體的流通路。通過軟管58a被導入的被測定流 體’流過此流通路内部後’通過軟管58b排出纟。此軟管 58a8b，是由透光性的絕緣材料（例如：四氟化乙 m光照射機構的黑光燈59，將所 『出。所照射的紫外線，在透過軟管58a、58二同卜線 二’也反後在軟管内擴散照射’所以紫外線被導引沿著軟 5&2a 從兩側的孔57&、仍部分被導引到電極 、52C内的乳化鈦層所形成的内面。而且，因為 ί ^ Γ, VA49 54d ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ =末自黑先燈59的紫外線，透過 ,'^“乍用’照射在電極52a、52b'52c的内= 擴复 :為0 2 Λ各隔板形成的都比較薄(例如：各電極的厚 樘和各扳所形成的诵 ^ 殊的導光體，丄:：；較；，：；不用像光纖這樣特 58a、58b的導光’介由沿著透光性的軟管 rA rAA 及’ η由透光性的隔板54a、54b、 54…的導光，讓測定所需要的光線量也十分充二照 第16頁 \\312\2d-code\90-05\90103776.ptd 502116 五、發明說明（14) 5可以形成 進行了下述 射在，=的電極面上。從而，在本實施形態中 更為簡單、小型的裝置。 【實施例】 為確δ忍圖1、圖4所示的導電係數測定裝置， 的實驗，確認了其功能。 實施例1 構成如圖1所示的具有三個電極的導電係數測定 (三個電極都不接地），適用24()/^的氯化 ㈣ 將Λ疋儀⑽的控制溫度設定為4 5。。，流入 水速度設定為每分鐘lm公升。結果如圖6所示。義⑽内的- 實施例2 構成如圖4所示的具有三個電極的導電係數測定裝置（其 中一個，極接地），適用240 # s的氣化鈉溶液作為測定溶 液，測定其導電係數。對於測定時的室内溫度25 t，將測 =儀器的控制溫度設定為45。(：，流人敎儀器内的流水速 度设定為每分鐘1 m公升。結果如圖7所示。 比較例 構成如圖9所示的原有的導電係數測定裝置，適用24〇// S的氣化鈉溶液作為測定溶液，測定其導電係數。對於測 定時的室内溫度25 t，將測定儀器的控制溫度設定為45 c，流入測定儀器内的流水速度設定為每分鐘1⑴公 結 果如圖8所示。 在上述實施例1中，如圖6所示，因干擾等所造成的變動

U312\2d-code\9〇.〇5\9〇]〇3776.ptd 第17頁 502116 五、發明說明（15) ___ 非常少，得到了安定而且高度精確 广圖7所示，和實施例)比較，可以；：复：貫施例2中 地所造成的補償作用而使得電位位 」二中—個電極接 =4同，因干擾等所造成的變動非除此以1 =且局度精確的結果。而在比較 吊/ :到了安 使付測定數據發生大幅度變動，成了干擾， 的結果。此比較例中的外部紊亂，=lj女疋、尚度精確 置的接續、非接續動作，及，·"目應於空氣調節裝 所以相信是這些原二;;=:近的電磁線圈的切 【產業利用之可能性】 發明的導電係數測定裝， 數的水溶液、氣體或者泥漿狀 =:f求測u 安定的進行 尤其可以高 水溶液，…導電係數毫 質’尤其是對於 ?確；測定水溶液中的離=數“裝置 【兀件編號之說明】 102 103 104 105 106 107 101 導電係數測定裝置 測定管 被測定流體 電源電極 用來檢測被測定4勿質導電係 放大器 電流放大器

90103776.ptd 第18頁 502116 五、發明說明（16) 108 接 地 點 1 導 電 係 數 計 2 電 極 本 體 3 氧 化 鈦 層 4 導 電 係 數 測 定 用 電 極 5 電 極 座 6 基 座 7 流 入 V 8 流 出 口 9 流 通 孔 10 流 通 孔 11 流 通 孔 12 流 通 孔 13 内 部 通 路 14 被 測 定 物 質 貯 留 空 間 15 内 部 通 路 16 貫 穿 孔 17 包 裝 物 18 玻 璃 板 19 螺 栓 20 外 罩 體 21 窗 V 22 光 m 射 機 構 31 導 電 係 數 裝 置

ill 90103776.ptd 第19頁 502116 五、發明說明（π) 32 測定管 33 被測定流體 34、35、36 電極 37 放大器 3 8 電流放大 41 導電係數裝置 42 測定管 43 被測定流體 44、45、46 電極 4 7 放大器 48 電流放大器 51 導電係數計

5 2a 、52b 、52c 電極 5 3a 、53b 、53c 貫穿 孔 54a 、54b 、54c 、54d 隔 5 5a 、55b 、55c 、55d 孔 5 6a 、56b 支撐 體 57a 、57b 孔 58a 、58b 軟管 59 黑 光燈 90103776.ptd 第20頁 wo 圖式簡單說明 """""〜 *—— ........^—---- 一— — 構成圖為。本叙明第一貫施形態的導電孫數測定裝置的概略 你Ξ ^將本發明相關導電係數測定裝置的導電係數測定部 '、為導電係數計的一個例子的分解斜視圖。 圖3為圖2的導電係數計的用來檢測被測定物質導電係數 的電極的擴大斜視圖。 圖4為本發明第二實施形態的導電係數測定裝置的概略 構成圖。 圖5將本發明相關導電係數測定裝置的導電係數測定部 位構成為導電係數計的另外一個例子的分解斜視圖。 圖6顯示第一實施例的測定結果的圖形。 圖7顯示第二實施例的測定結果的圖形。 圖8顯示比較例的測定結果的圖形。 圖9原來的導電係數測定裝置的概略構成圖。

\\312\2d-code\90-05\90103776.ptd 第21頁

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 一種導電 測定物質的電 電係數的電極 測定物質導電 電極所組成， 電流的電極。 2 ·如申請專 施加同電位的 3 ·如申請專 述三個電極， ’由氧化鈦層 4 ·如申請專 有在上述三個 間，以及將光 5 ·如申請專 述光照射機構 觸媒活性的波 6 ·如申請專 述光照射機構 7 ·如申請專 述光照射機構 8·如申請專 以透光物體劃 機構的光，通 其中上 其中上 其中 係數測定裝置，其特徵A · 極，i ^ λ 為·具有二個接於被 该二個電極為由用來檢測被測定物 俜=*一定間隔分別配置在此用來檢測被 的電極兩側的兩個用來供應交流 乂將同相的交流電流供應給此兩個供應交流 利範圍第1項之導電係數測定裝置，其中， 2電壓給上述兩個供應交流電流的電極。 利範圍第1項之導電係數測定裝置，盆 分別在由導電金屬所形成的電極本體之 形成電極面。 +菔之表面 利範圍第1項之導電係數測定裝置，其中具 :2:電極面之間形成被測定物質的貯留空 々、射在電極面上的光照射機構。 利範圍第4項之導電係數測定裝置，盆 :照身峨，具有能引起上述氧化鈦層之光 長。 利範圍第4項之導電係數測定裝置， 為光源所形成。 利範圍第4項之導電係數測定裝置’ 為將光從光源導入之導光體所構成 利範圍第4項之導電係數測定裝置一 τ ， 2述被測定物質的貯留空間，u W _ 過透光物體而照射到電極面。

   \\312\2d-code\90.05\90103776.ptd

   «Ρ

   觀 iu 六、申請專利範園 9 ·如申請專利範 在透光物體的被測定物1項6^導電係數測定裝置，其中， 光的氧化鈦表層加工貝的貯留空間侧表面上，施加可透 10. —種導電係數 被測定物質上的電，疋置，其特徵為··具有三個接於 物質導電係數的電j Ό亥二個電極為由：用來檢測被測定 測定物質導電係數極2隔開一定間隔配置在此用來檢測被 極、以及隔開：定= =用來供應交流電流的電 導電係數的電極另外：的己2述用來檢測被測定物質 11·如申請專利r Ρ^的接電極所組成。 中，施加定電壓认上十弟10項之導電係數測定裝置，其 12 % φ e s 供應交流電流的電極。 •士申㈣專利範圍第1〇 導 上述三個電極，分別爹山节册人数成1疋裝置，其中 面，由氧化钬,# # ^ Λ V電金屬所形成的電極本體之表 乳11鈦層形成電極面。 且1 右V。：、:1-專利範圍第10項之導電係數測定裝置，其中 ^間，以！：：電極的電極面之間形成被測定物質的貯留 二 等光照射在電極面上的光照射機構。 上述項之導電係數測定裝置，其中 光觸照射的光’具有能引起上述氧化欽層的 15.如申請專利範圍第13項之導電係數測定直 上述光照射機構為光源所形成。 又 ’、 1 6.如申請專利範圍第丨3項之導電係數測定裝 直 上述光照射機構為將光從光源導入之導光體所構成’ /、

   \\312\2d-code\90-05\90103776.ptd 第23頁 502116 六、申請專利範圍 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項之導電係數測定裝置，其 中，以透光物體劃分上述被測定物質的貯留空間，來自光 照射機構的光，通過透光物體而照射到電極面。 1 8.如申請專利範圍第1 7項之導電係數測定裝置，其中 ，在透光物體的被測定物質的貯留空間侧表面上，施加可 透光的氧化鈦表層加工。

   90103776.ptd 第24頁