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JPH0640080B2 - 電極の汚れ検出機能付き導電率測定方法及び装置 - Google Patents

電極の汚れ検出機能付き導電率測定方法及び装置

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Publication number
JPH0640080B2
JPH0640080B2 JP63053404A JP5340488A JPH0640080B2 JP H0640080 B2 JPH0640080 B2 JP H0640080B2 JP 63053404 A JP63053404 A JP 63053404A JP 5340488 A JP5340488 A JP 5340488A JP H0640080 B2 JPH0640080 B2 JP H0640080B2
Authority
JP
Japan
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voltage
electrodes
current
electrode
measured
Prior art date
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Application number
JP63053404A
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English (en)
Other versions
JPS63235852A (ja
Inventor
ミヒャエル バイク ヨーゼフ
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Publication of JPS63235852A publication Critical patent/JPS63235852A/ja
Publication of JPH0640080B2 publication Critical patent/JPH0640080B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/22Measuring resistance of fluids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、電極の汚れ検出機能付き導電率測定方法及び
装置に関する。
<従来の技術> 従来、被測定液に電流電極を浸漬し、これら電流電極間
に所定電流を流すととに、電圧電極を前記電流電極によ
る電流分布内に配置し、前記電流電極間に流れる電流
と、前記電圧電極の電圧とを測定し、前記電流値と前記
電圧値の商から前記被測定液の導電率を測定する4電極
方式の導電率計が公知である。このような導電率計で、
前記電流電極の表面が被測定液より高い抵抗値を有する
汚れの被膜で覆われた場合、同一電流を維持するために
前記電流電極に印加される電圧は高くなるが、前記電流
電極間の電流と前記電圧電極間の電圧との商は被測定液
固有の導電率に比例している。この関係が変って来るの
は次のような場合である。前記電流電極と前記被測定液
との間の電流の流れが、例えば前記電流電極の重要部分
が汚れて抵抗被膜で覆われ、電流の流れが電極が汚れて
いないときと異なる場所に移動したとき大きく変わり、
前記商と導電率との比例関係に変化が生ずる。即ち、例
えば前記被測定液の流れによって、例えば電極の右端が
抵抗被膜で覆われなかった等のように、前記電流電極が
偏って抵抗被膜で覆われたとき、前記被測定液中の電流
分布の形が変り前記電圧電極で検出される電圧に変化が
生ずる。このような変化は前記電流電極間の電流と前記
電圧電極間の電圧の商から前記被測定液の導電率を導く
際に謝りを生ずる。
このような装置の重大な欠点は、電極が汚れてかなり時
間が経っても、電極が絶縁されて測定が不能に陥らない
限り障害が顕在化せず、このような事態になると例えば
プロセスの連続制御を行っているとき多大な損害を与え
る。
更に重大なことは、前記電流電極と被測定液との間の抵
抗値の増大は電極の汚れによるものと、前記被測定液の
抵抗値の増大によるものとの両方を含み、前記電流電極
間の電圧は前記電流電極と被測定液との間の抵抗値の増
大のみの尺度となり得ない。
<発明が解決しようとする課題> 本発明の解決しようとする課題は、前記4電極式の導電
率計において、簡単な手段で前記電極の汚れを検知でき
るようにすることにある。
<課題を解決するための手段> 本発明方法の構成は、被測定液に一対の電流電極を浸漬
しこれら電極間に所定電流を流すと共に、前記電流電極
による電流分布領域内に一対の電圧電極を配置し、前記
電流電極間に流れる電流と前記電圧電極間に発生する電
圧とを測定し、前記電流値と電圧値との商から前記被測
定液の導電率を測定する4電極式導電率測定方法におい
て、 (a)一方の前記電流電極と一方の前記電圧電極との間
の電圧、 (b)前記二つの電圧電極の間の電圧、 (c)他方の前記電流電極と他方の前記電圧電極との間
の電圧、 (d)前記二つの電流電極の間の電圧 を測定し、これら電圧のうち少なくとも二つについて比
を求め、これを予め前記電極が汚れていないときに測定
した前記と同じ電圧の比に対応した設定信号と比較し、
この比較値に基づき電極の汚れを警報するようにしたこ
とにある。
本発明装置の構成は、前記4電極式導電率測定装置にお
いて、 (a)一方の前記電流電極と一方の前記電圧電極との間
の電圧、 (b)前記二つの電圧電極の間の電圧、 (c)他方の前記電流電極と他方の前記電圧電極との間
の電圧、 (d)前記二つの電流電極の間の電圧 を測定する測定回路と、これら測定電圧のうち少なくと
も二つについて比を求める計算手段と、前記電極が汚れ
ていないときに測定した前記と同じ電圧の比に対応した
設定信号と前記計算手段からの出力とを比較する比較手
段と、前記比較手段の比較値に基づき電極の汚れを警報
する警報手段とを設け、この警報出力に基づき前記電流
電極の少なくとも一方の抵抗値が増大したことを確認で
きるようにした。
<作用> 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、前記電圧
電極では非電流的に測定が行なわれるため、この電極と
前記被測定液の間の抵抗によるドロップがなく、前記電
流電極を含む回路の電圧の増加は前記電流電極と前記被
測定液との間の抵抗にもっぱら依存する。
一方の前記電流電極と一方の前記電圧電極との間の電
圧、前記二つの電圧電極の間の電圧、他方の前記電流電
極と他方の前記電圧電極との間の電圧、前記二つの電流
電極の間の電圧を測定し、これら電圧の少なくとも二つ
の比から前記電流電極の少なくとも一方の抵抗値が増大
したことを確認し警報する。
<実施例> 以下図面に従い本発明の実施例を説明する。第1図は本
発明の第1の実施例を示す略線図である。本実施例では
電極の汚れを検知するため測定される電圧の一方が前記
電流電極間の電圧で、他方の電圧が前記電圧電極間の電
圧の場合である。図中、1は電流源で、電流計2を介し
被測定液4に浸漬された電流電極3に接続されており、
更に電流電極5を介し電流閉回路が構成されている。電
流電極3及び5の間に、電圧電極6及び7が配置され、
これら電極は、非電流的に電極間の電圧を測定するた
め、入力インピーダンスの高い演算増幅器8,9を経て
電圧計10に接続されている。
電圧計10で測定された電圧は計算手段11に与えられ
る。この計算手段にはまた電極3,5間の電圧が電圧計
12より与えられている。計算手段11の出力は設定信
号14aが与えられたコンパレータ13に与えられ、更
にコンパレータ13の出力は警報手段に与えられてい
る。
点線16,17は電圧電極6,7と同じ電圧の等電位面
を略図的に表わす。電流電極3,5上の点線は非常に薄
く大きな抵抗値を持つ汚れによる抵抗被膜を表わす。
次にこのように構成された装置の動作について説明を行
う。先ず、被測定液4の導電率を測定する基本動作につ
いて説明する。電流源1から電流iが電流電極3,5間
に与えられると、電圧電極6,7間に V=K・i・R …(1) (但し、R:被測定液4の単位当たり抵抗値、K
電圧電極6,7間の液の形状と大きさにより定まる定
数) なる電圧が発生する。この電圧は電圧計10より計算手
段11に与えられ、例えば一定電圧と比較されVが一
定となるように電流源1が制御される。計算手段11に
は電流計2から電流信号が与えられ、 i/V=1/(R・K)…(2) なる演算を行い、この信号に基づき被測定液4の導電率
を求めて出力する。
次に電極の汚れ検知動作について説明する。電流電極
3,5に、点線で示すような抵抗被膜が平均に形成され
た場合、電流電極3,5間の電流分布はほとんど変化し
ない。例えば被測定液4の流れにより、例えば電極3,
5の右端が抵抗被膜で覆われなかった場合、被測定液4
中の電流分布の形状が変わる。これは電流分布に対して
電圧電極6,7の位置が変ったことに相当する。このよ
うな変化は電流電極3,5間の電流と電圧電極6,7間
の電圧との商から被測定液4の導電率を導出する際に誤
りを生ずる。
電極3,5の汚れが被測定液全体の抵抗に匹敵する大き
さの場合、電圧計12で指示される電圧値は電圧計10
で指示される電圧が増加しなくても増加する。これは電
極3,5の一方、或は両方において抵抗被膜が形成され
たことを示す。本実施例では電圧計10で測定された電
圧と、電圧計12で測定された電極3,5間の電圧とを
計算手段11に与えこれら電圧の比を求め、コンパレー
タ13においてこの比と設定信号14aとが比較され
る。設定信号14aには電極が汚れていないときに測定
した電圧の比に対応した信号が用いられる。設定信号と
の偏差が非常に大きい場合には、電極3,5の洗浄、或
は交換の必要性があり警報手段15より警報を発する。
第2図は本発明の第2の実施例を示す略線図である。図
中、第1図における要素と同じ要素には同一符号が付さ
れている。第1図の実施例の場合、電流電極3,5のう
ちどちらの電極が汚れたのか特定できなかったが、第2
図の実施例では、これら電極のどちらの電極がどの程度
汚れたか試験が可能である。これは、電圧電極6,7の
一つと電極3,5の各々の間の電圧を測定することによ
って達成される。18,19は入力インピーダンスの高
い演算増幅器、20は電流電極3と電圧電極6との間の
電圧を測定する電圧計、21は電流電極5と電圧電極7
との間の電圧を測定する電圧計、22はメモリ23を持
ったプロセッサで、電圧計10,12,20,21から
の出力、電流計2からの出力、及び設定信号14,1
が与えられている。
次にこのように構成された装置の動作について説明す
る。被測定液4の導電率を測定する基本動作については
第1図の実施例と変らないので省略し、電極の汚れ検知
動作についてのみ説明する。プロセッサ22は先ず電圧
計12からの電圧信号が電圧計20,10,21の電圧
の合計と等しいかチェックする。もし、これが等しくな
い場合、再度信号検出が行なわれる。メモリ23には電
極が汚れていないとき電圧計10,20.21によって
測定された電圧の少なくとも二つについて求めた比に対
応する信号が記憶されている。
若し電流電極3,5と比測定液4との間に抵抗が存在し
ない場合、電極3と6との間の電圧は電極3と等電位面
16との間の液体の抵抗に比例し、電極6と7との間の
電圧は等電位面16と17との間の液体の抵抗に比例
し、電極7と5との間の電圧は等電位面17と電極5と
の間の液体の抵抗に比例する。これら液体は決った形状
と大きさを持っているから、測定電圧間の比の変化は電
極に付加的に抵抗が生じたことによる。通常はこの変化
は汚れによるものであるが、分極の結果生ずるインピー
ダンスも含まれる。
プロセッサ22では、例えば電圧計10の測定電圧V
と電圧計20の測定電圧Vの比を求め、電極が汚れて
いないときの比に対応する設定信号14と比較する。
電圧電極6,7間の電圧Vは(1)式で与えられ一定
値に制御されている。一方、電流電極3,6間の電圧V
は以下で与えられる。
=K・i・R+i・R …(3) (但し、R:電極3と被測定液4間の抵抗、K:電
極3,6間の液の形状と大きさによって定まる定数) これら電圧の比は、 V/V=(K/K)+{R/(K・R}…(4) で与えられる。RはRに対し充分大きく、前記比は
によって変化する。従って、電極が汚れていないと
き求めた比との偏差が所定量以上になったとき警報手段
15を作動させ、電極3の抵抗値が高くなったことを知
らせる。尚、電流電極5の汚れ検知は、電圧計10の測
定電圧Vと電圧計21の測定電圧Vの比をとり、電
流が汚れていないときの比に対応する設定信号14cと
比較して行う。
<発明の効果> 本発明によれば、簡単な手段によって前記電極と被測定
液間の抵抗の異常が検知でき、電極の汚れ、分極が原因
によって生ずる測定誤差を未然に防ぐことができる。
尚、第2図に示す実施例では電圧計20,10及び21
の三つのメータが用いられているが、これを一つにしス
イッチによって増幅器18,8の出力、増幅器8,9の
出力、及び増幅器9,19の出力を交互に切換えて与え
るようにしてもよい。勿論、プロセッサ22は表示手段
と協働して、電流計2による測定電流及び電圧電極6,
7間の電圧値から被測定液4の導電率或は抵抗値を求
め、これを表示することができる。更に、電極3,5の
汚れによる夫々の抵抗値も表示することができる。
また上記実施例では、電源1は電圧源でメータ2は電流
測定のために使用されているが、電源1が一定電流を電
流電極3,5間に流すような電流源の場合には測定電流
は一定で電流計2は不要となる。
更に上記実施例では二つの電流電極、二つの電圧電極を
用い、直流電流、或は一相の交流を用いる場合であった
が、三相の交流電圧を使って測定したい場合には三つの
電流電極が使用される。また、前記被測定液が均一でな
い場合、二以上の電流電極が使用されるが、このような
場合、これら電極による電流領域において複数箇所を別
々の電圧電極を用いて、例えば電圧電極を分割し或は複
数の電圧電極を用いて測定される。
上記実施例の説明は導電率の測定についてであったが、
電気分解等、液に電極を介し電流を流すような場合で
も、液と電極との間の抵抗値が重要で、本発明を実施す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例を示す略線図であ
る。 1……電流源、2……電流計、3,5……電流電極、4
……被測定液、6,7……電圧電極、10,12,2
0,21……電圧計、11……計算手段、13……コン
パレータ、14a〜14c……設定信号、15……警報
手段、22……プロセッサ、23……メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定液に一対の電流電極を浸漬しこれら
    電極間に所定電流を流すと共に、前記電流電極による電
    流分布領域内に一対の電圧電極を配置し、前記電流電極
    間に流れる電流と前記電圧電極間に発生する電圧とを測
    定し、前記電流値と電圧値との商から前記被測定液の導
    電率を測定する方法において、 (a)一方の前記電流電極と一方の前記電圧電極との間
    の電圧、 (b)前記二つの電圧電極の間の電圧、 (c)他方の前記電流電極と他方の前記電圧電極との間
    の電圧、 (d)前記二つの電流電極の間の電圧 を測定し、これら電圧のうち少なくとも二つについて比
    を求め、これを予め前記電極が汚れていないときに測定
    した前記と同じ電圧の比に対応した設定信号と比較し、
    この比較値に基づき電極の汚れを警報するようにした電
    極の汚れ検出機能付き導電率測定方法。
  2. 【請求項2】被測定液に一対の電流電極を浸漬しこれら
    電極間に所定電流を流すと共に、前記電流電極による電
    流分布領域内に一対の電圧電極を配置し、前記電流電極
    間に流れる電流と前記電圧電極間に発生する電圧とを測
    定し、前記電流値と電圧値との商から前記被測定液の導
    電率を測定する装置において、 (a)一方の前記電流電極と一方の前記電圧電極との間
    の電圧、 (b)前記二つの電圧電極の間の電圧、 (c)他方の前記電流電極と他方の前記電圧電極との間
    の電圧、 (d)前記二つの電流電極の間の電圧 を測定する測定回路と、これら測定電圧のうち少なくと
    も二つについて比を求める計算手段と、前記電極が汚れ
    ていないときに測定した前記と同じ電圧の比に対応した
    設定信号と前記計算手段からの出力とを比較する比較手
    段と、前記比較手段の比較値に基づき電極の汚れを警報
    する警報手段とを設け、この警報出力に基づき前記電流
    電極の少なくとも一方の抵抗値が増大したことを確認で
    きるようにした電極の汚れ検出機能付き導電率測定装
    置。
JP63053404A 1987-03-24 1988-03-07 電極の汚れ検出機能付き導電率測定方法及び装置 Expired - Fee Related JPH0640080B2 (ja)

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NL8700688 1987-03-24

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JPS63235852A JPS63235852A (ja) 1988-09-30
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EP0289062A3 (en) 1988-11-09
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ATE79958T1 (de) 1992-09-15
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