JPH01254853A - 導電率測定用の電極 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は工業用水や汚水等の導電率を測定する導電率測
定用の電極、さらに詳しく言えば投げ込み形や流通形の
応用に適した導電率測定用の電極に関する。

（従来の技術） 液体の導電率を測定する電極として、４端子抵抗測定法
を利用した４電極形の導電率測定用の電極が知られてい
る。

第６図は４端子抵抗測定法の原理を説明するための回路
図である。

測定対象の抵抗器に電流端子Ｃ１，Ｃ２を通じて電流Ｉ
が流れているとき、電圧端子１）１．ｐ２の間に生じて
いる電圧■を測る。

このようにした抵抗器を、四端子抵抗器（ｆｏｕｒｔｅ
ｒｍｉｎａｌ　ｒｅｓｉｓｔｏｒ）という。

■、■は、電流検出用の電極、■、■は、電圧検出用の
電極である。

電圧計の抵抗が高く、ここに流れる電流が非常に小さい
ときは、リード線の抵抗Ｒｐ＋　、ＲＰ２があってもこ
こには電圧を生じないから、Ｒの両端の電圧は■に等し
くなる。また電流端子を通る回路に抵抗があってもＲを
通る電流は電流計によってＩとして測られる。ゆえにＲ
以外のすべての回路中の抵抗の影１を除いてＲ＝Ｖ／Ｉ
として低い抵抗Ｒの値を求めることができる。

液体の抵抗Ｒは必ずしも小さいものばかりではないが、
電極と液との間の接触抵抗も大きいので４端子抵抗測定
法を用いることができる。

第４図は工業用水のタンク等に投入されて使用される従
来の４端子４電極の導電率測定用電極を示す図である。

内部構造を示すために一部破断して示している。

第５図は第４図に示した従来の４端子４電極の導電率測
定用Ｔ４掻の動作を説明するための等価回路図である。

基部３０と電極■〜■と絶縁筒３６，３７．３８から形
成される電極棒は一体に設けられている。

基部３０に設けられたねじ部３０ａに外筒３２が結合さ
せられている。

この電極は前述したように、被測定液が充填されている
タンク等に投入されると、外筒３２と電極棒間の円筒状
の空間に被測定液体が充填される。

■、■は電流検出用の電極であり交流型＃ＩＳからの電
流Ｉが電流検出手段Ａを介して接続される。

■、■は電圧検出用の電極でありこの間の電圧降下は電
圧検出手段■により検出され、前述した原理により液体
の抵抗、あるいは導電率が測定される。

ＲｓＬ　Ｒｓ２＋　Ｒｓ３．　Ｒｓ４はそれぞれ、各電
極■〜■の表面に形成される接触抵抗である。

Ｒ１２は電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値
（ただし前記接触抵抗値を除く、以下同様）、Ｒ２３は
電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値、Ｒ３４
は電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値である
。

導電率の算定には、前述した電圧検出手段■および電流
検出手１１ｆｉＡの指示値と、電極と外筒の幾何学的な
形状できまるセル定数が利用される。

（発明が解決しようとする課題） 前述した電極の外筒３２には気泡抜き孔３３ａ〜ｄ、３
４ａ−ｄが設けられ、筒の内部に発生または侵入してき
た気泡等が電極周辺に付着することなく抜けて行く構成
になっている。

ところが、この気泡抜き孔３３ａ−ｄ、３４ａ〜ｄが存
在することにより、第５図に示すように電極■と０間に
第５の抵抗ＲＬ４が発生することになる。

この抵抗Ｒ１４は外筒３２が配置される位置により変わ
る。またタンク容器内の電界が変動するような場合にも
変動し、セル定数が外界の影響を受けることになる。

本発明の目的は前述した外筒外の液体に発生する変動し
得る抵抗の影響を受けない測定を可能にする導電率測定
用の電極を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明による導電率測定用の
電極は、泡抜き孔を持ちセル空間を形成する外筒内に液
体の導電率を測定する電流測定用および電圧測定用の端
子各一対が軸方向に設けられている電極棒が配置されて
いる４端子４電掻の導電率測定用の電極において、前記
電極群の軸方向の配列の外側にさらに第５の電極を設け
、この第５の電極を前記電極群中のより離れた位置にあ
る電流電極に接続して構成されている。

（実施例） 以下・図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明による４端子５電極形の導電率測定用
電極の実施例を示す断面図である。

電流検出用の電極■、絶縁筒１９、電圧検出用の電極■
、絶縁筒１８、電圧検出用の電極■、絶縁筒１７、電流
検出用の電極■、絶縁筒１６、補償用の電極（第５の電
極）■がこの順で配列されている。

そして、先端がねじで電流検出用の電極■に結合されて
いる短絡金属棒２２の他端を全屈ワッシャ２１とナツト
で補償用の電極（第５の電極）■に固定することにより
電極棒を形成する。

またこの短絡金属棒２２により電極棒の内部で電極■と
■が短絡接続されることになる。

補償用の？１を極■は、基部１０にねじ結合され、各電
極は第２図に示されているようにケーブル１１に接続さ
れ電圧、電流検出手段に接続される。

気泡抜き孔１３ａ〜ｄ、１４ａ−ｄをもつセル外筒１２
は前記補償用の電極■にねし結合されている。

なお基部１１や電極棒の内部には樹脂が充填されている
。

第２図は、本発明による第１図に示した４端子５電極形
の導電率測定用電極の動作を説明するための等価回路図
である。

Ｒｓｌａ　＋　Ｒｓｌｂはそれぞれ、電流検出用の電極
■と液体間に形成される接触抵抗である（理解を容易に
するために、外部の液体中に形成される岐路ごとに分け
て示しである。以下同様とする。）。

Ｒｓ２ａ　、　Ｒｓ２ｂはそれぞれ、電圧検出用の電極
■と液体間に形成される接触抵抗であり、Ｒ５３ａ＋Ｒ
ｓ３ｂはそれぞれ、電圧検出用の電極■と液体間に形成
される接触抵抗である。

Ｒ５４ａ　、　Ｒ５４ｂはそれぞれ、電流検出用の電極
■と液体間に形成される接触抵抗であり、Ｒ５５ａ＋Ｒ
ｓ５ｂはそれぞれ、補償用の電極■と液体間に形成され
る接触抵抗である。

Ｒ１２は電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値
（ただし前記接触抵抗値を除く、以下同様）Ｒ２３は電
極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値、Ｒ３４は
電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値、Ｒ４５
は電極■と０間の前記外筒３２内の液体の抵抗値である
。

この実施例においても第４図、第５図を参照した従来例
と同様にセル外筒１２には気泡抜き孔１３ａ−ｄ、１４
ａ−ｄが形成されているがら、電極■と電極０間にＲ５
５ａ、　　Ｒ１５，Ｒ５１ｂの抵抗経路が形成される。

そしてこのＲ１５は前述の従来例と同様に、電極が例え
ば、タンクの壁面近くに配置されたときや、中心に配置
されたとき等、位置によって変わる。

またセル外筒１２外のタンク容器内の電界が変動するよ
うな場合にも変動する。

しかしながら、この抵抗Ｒ１５の両端は、Ｒｓ５ａとＲ
ｓｌｂを介して短絡金属棒２２で短絡されているので、
この抵抗Ｒ１５の変動は電圧、電流検出手段の検出値に
何等の影響を与えない。

また、セル外筒内部で形成されるＲ　ｓ５ｂ　、　　Ｒ
４５゜Ｒｓ４ａの回路が端子■と０間に並列に接続され
ることになる。

この抵抗成分は前述のような外界の影響を受けるもので
はなく、セル定数決定の要因となるだけで不安定要因で
はない。

以上詳しく説明した実施例について本発明の範囲内で種
々の変形を施すことができる。

第３図は前記実施例電極の電極棒を略実物大で示した図
である。

電極の位置をＤＩ　、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４．Ｄ５で示しで
ある。

前述した実施例はＩで示すように電極が前記ＤＩ。

Ｄ２　、Ｄ３　、Ｄ４．Ｄ５に■、■２■、■、■の順
に対応させられている。

この配列を■　〔■、■、■、■、■〕、■〔■。

■、■、■、■〕、■〔■、■、■、■、■〕のように
対応させることもできる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように本発明による導電率測定用の
電極は、泡を友き孔を持ちセル空間を形成する外筒内に
液体の導電率を測定する電流測定用および電圧測定用の
端子各一対が軸方向に設けられている電極棒が配置され
ている４端子４電極の導電率測定用の電極において、前
記電極群の軸方向の配列の外側にさらに第５の電極を設
け、この第５の電極を前記電極群中のより離れた位置に
ある電流電極に接続しである。

これにより、セル外筒にかなりの大きさの泡抜き孔を形
成しても、外部に形成される抵抗の影響を受けないよう
にすることができる。

したがって、本発明による導電率測定用の電極の不安定
要因は殆ど除去され、工業用水の測定や測定結果を利用
した制御の分野に広（利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による４端子５電極形の導電率測定用
電極の実施例を示す断面図である。 第２図は、本発明による第１図に示した４端子５電極形
の導電率測定用電極の動作を説明するための等価回路図
である。 第３図は電極配列の変形例を示す略図である。 第４図は従来の４端子４電極の導電率測定用電極の実施
例を示す断面図である・ 第５図は第３図に示した従来の４端子４電極の導電率測
定用電極の動作を説明するだめの等価回路図である。 第６図は４端子抵抗測定法の原理を説明するための回路
図である。 ■、■・・・電流検出用の電極 ■、■・・・電圧検出用の電極 ■・・・補償用の電極（第５の電極） １０・・・基部 １１・・・ケーブル １２・・・セル外筒 １３．１４・・・気泡抜き孔 １６．１？、１８．１９・・・絶縁筒 ２０・・・ナンド ２１・・・金属ワッシャ ２２・・・短絡全屈捧 ３０・・・基部 ３１・・・ケーブル ３２・・・セル外筒 ３３．３４・・・気泡抜き孔 特許出願人　　二国機械工業株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　壽 第３図 第４図 第５図 第６図 手続補正書 １、事件の表示 昭和６３年特　許　廓第８３３７３号 ２、発明の名称 導電率４１１定用の電極 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出馴人 ４、代理人 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第８行から同第１０行の［ｃＪ￥ｇ
を・・・［１■蓑と手続ネｊＩＴ正害 １府用６３年　６月１７日 ］Ｉ％１１１６３年特　許　願第８３３７３号２、発明
の名称 導電率ａｌｌ定ＪＴＪの電極 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出ｌ臥 ４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 泡抜き孔を持ちセル空間を形成する外筒内に液体の導電
   率を測定する電流測定用および電圧測定用の端子各一対
   が軸方向に設けられている電極棒が配置されている４端
   子４電極の導電率測定用の電極において、前記電極群の
   軸方向の配列の外側にさらに第５の電極を設け、この第
   ５の電極を前記電極群中のより離れた位置にある電流電
   極に接続して構成したことを特徴とする導電率測定用の
   電極。