JPH04295751A - 水分量測定方法 - Google Patents
水分量測定方法Info
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- JPH04295751A JPH04295751A JP8480491A JP8480491A JPH04295751A JP H04295751 A JPH04295751 A JP H04295751A JP 8480491 A JP8480491 A JP 8480491A JP 8480491 A JP8480491 A JP 8480491A JP H04295751 A JPH04295751 A JP H04295751A
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- Japan
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- porcelain
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フロンやアルコール等
の有機溶媒中に含有される微量の水分量を測定するため
の方法に関する。
の有機溶媒中に含有される微量の水分量を測定するため
の方法に関する。
【０００２】
【従来技術】最近、環境問題からこれまでカーエアコン
等に使用されていたフロン１２に代わり、環境汚染の少
ない代替フロンの使用が提唱されているが、この代替フ
ロンは、カーエアコンに使用する場合には吸水性の高い
潤滑油を必要とする。しかし、この潤滑油はその水分量
が高くなると潤滑能力が低下するという問題があるため
にエアコン内部のフロン中の水分量を検知し交換時期を
知る必要があった。
等に使用されていたフロン１２に代わり、環境汚染の少
ない代替フロンの使用が提唱されているが、この代替フ
ロンは、カーエアコンに使用する場合には吸水性の高い
潤滑油を必要とする。しかし、この潤滑油はその水分量
が高くなると潤滑能力が低下するという問題があるため
にエアコン内部のフロン中の水分量を検知し交換時期を
知る必要があった。
【０００３】特に上記の場合には、水分量が１０００ｐ
ｐｍ（重量）以下の極微量の水分量の検知が必要とされ
ている。よって、このようなフロンあるいは潤滑油等の
有機媒体中の極微量の水分量を検知することのできる検
出素子が要求されている。
ｐｍ（重量）以下の極微量の水分量の検知が必要とされ
ている。よって、このようなフロンあるいは潤滑油等の
有機媒体中の極微量の水分量を検知することのできる検
出素子が要求されている。
【０００４】これまで、水分量を検知する方法としては
、従来から特に液体中の水分量を測定する方法として、
ヨウ素と酸化イオウを水と反応させ、その生成物を滴定
またはクーロメトリーにより決定するカールフィッシャ
ー法が知られている。また、他の方法として酸化第２鉄
、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛等の酸化物からなる磁
器の表面に一対の電極を被着形成したものを素子として
用い、これらの素子に電圧を印加して素子の抵抗を測定
しその抵抗値から特に気体中の水分量、即ち湿度を測定
する方法が知られている。
、従来から特に液体中の水分量を測定する方法として、
ヨウ素と酸化イオウを水と反応させ、その生成物を滴定
またはクーロメトリーにより決定するカールフィッシャ
ー法が知られている。また、他の方法として酸化第２鉄
、酸化クロム、酸化錫、酸化亜鉛等の酸化物からなる磁
器の表面に一対の電極を被着形成したものを素子として
用い、これらの素子に電圧を印加して素子の抵抗を測定
しその抵抗値から特に気体中の水分量、即ち湿度を測定
する方法が知られている。
【０００５】しかしながら、前者の方法は、被測定媒体
が液体、または気体にかかわらず、水分量の測定が可能
であるが、被測定媒体からサンプルを採取する必要があ
り、直接的な測定ができず、また試薬を使用するために
力価の変化等により測定の精度に問題があった。これに
対して、後者の方法は、被測定媒体中に設置しその抵抗
値を検出することにより水分量の測定が可能であるため
に直接的且つ連続的に測定ができるという長所を有して
いるが、そのほとんどが湿度センサ等のように気体中の
湿度を測定するのに用いられており、被測定物が前述し
たような有機媒体である場合に極微量の水分量の測定に
適用できるか否かについては詳細に検討されていない。
が液体、または気体にかかわらず、水分量の測定が可能
であるが、被測定媒体からサンプルを採取する必要があ
り、直接的な測定ができず、また試薬を使用するために
力価の変化等により測定の精度に問題があった。これに
対して、後者の方法は、被測定媒体中に設置しその抵抗
値を検出することにより水分量の測定が可能であるため
に直接的且つ連続的に測定ができるという長所を有して
いるが、そのほとんどが湿度センサ等のように気体中の
湿度を測定するのに用いられており、被測定物が前述し
たような有機媒体である場合に極微量の水分量の測定に
適用できるか否かについては詳細に検討されていない。
【０００６】ところが、アルコールやオイルなどの有機
溶媒中に含有される水分量をＣｒ２ Ｏ３ −ＴｉＯ２
−ＭｇＯ系の磁器を素子として用い、その抵抗変化か
ら測定する方法が特開昭５２−９９８９３号にて提案さ
れている。
溶媒中に含有される水分量をＣｒ２ Ｏ３ −ＴｉＯ２
−ＭｇＯ系の磁器を素子として用い、その抵抗変化か
ら測定する方法が特開昭５２−９９８９３号にて提案さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、特開
昭５２−９９８９３号での提案によれば、有機液体中に
含有される数％〜数十容量％の水分量を測定することが
可能であるものの、前述したようなｐｐｍオーダーの水
分量の変化に対して素子の抵抗値がほとんど変化しない
ために実質的に正確な測定は不可能であった。
昭５２−９９８９３号での提案によれば、有機液体中に
含有される数％〜数十容量％の水分量を測定することが
可能であるものの、前述したようなｐｐｍオーダーの水
分量の変化に対して素子の抵抗値がほとんど変化しない
ために実質的に正確な測定は不可能であった。
【０００８】また、これまで提案されている水分量セン
サや湿度センサ等に用いられている素子においても、そ
れ自体抵抗が高く水分の吸脱現象による抵抗変化があっ
てもこれらの素子により有機溶媒中の極微量な水分量を
精度よく測定するのが難しいという問題があった。
サや湿度センサ等に用いられている素子においても、そ
れ自体抵抗が高く水分の吸脱現象による抵抗変化があっ
てもこれらの素子により有機溶媒中の極微量な水分量を
精度よく測定するのが難しいという問題があった。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点に対して検討を重ねた結果、素子を形成する磁器
としてＴｉＯ２ を主成分とし、さらに少なくとも周期
律表第５ａ族金属元素を含有する磁器を用いること、ま
た、この磁器の表面に一対の電極を被着形成し、これを
素子として絶縁性有機溶媒中に浸漬し、前記電極間に交
流電圧を印加しインピーダンスを測定すると、ｐｐｍオ
ーダーの水分量に対して１０３ オーダー以上の抵抗変
化が生じ、これにより極微量の水分量の測定が可能にな
ることを見出し、本発明に至った。
問題点に対して検討を重ねた結果、素子を形成する磁器
としてＴｉＯ２ を主成分とし、さらに少なくとも周期
律表第５ａ族金属元素を含有する磁器を用いること、ま
た、この磁器の表面に一対の電極を被着形成し、これを
素子として絶縁性有機溶媒中に浸漬し、前記電極間に交
流電圧を印加しインピーダンスを測定すると、ｐｐｍオ
ーダーの水分量に対して１０３ オーダー以上の抵抗変
化が生じ、これにより極微量の水分量の測定が可能にな
ることを見出し、本発明に至った。
【００１０】即ち、本発明の水分量測定方法は、ＴｉＯ
２ を主成分とし、少なくとも周期律表第５ａ族金属元
素を含有する多孔質磁器の表面に一対の電極を被着形成
した素子を絶縁性有機溶媒中に浸漬し、前記電極間に交
流電圧を印加しインピーダンスを測定し、該インピーダ
ンスの変化により１０００ｐｐｍ以下の濃度の水分量を
測定することを特徴とするもので、さらに磁器における
気孔率を２０〜４０％、平均孔径を０．０１〜１μｍ
に制御することにより測定精度を高めることができる。
２ を主成分とし、少なくとも周期律表第５ａ族金属元
素を含有する多孔質磁器の表面に一対の電極を被着形成
した素子を絶縁性有機溶媒中に浸漬し、前記電極間に交
流電圧を印加しインピーダンスを測定し、該インピーダ
ンスの変化により１０００ｐｐｍ以下の濃度の水分量を
測定することを特徴とするもので、さらに磁器における
気孔率を２０〜４０％、平均孔径を０．０１〜１μｍ
に制御することにより測定精度を高めることができる。
【００１１】本発明の方法において、素子を形成する磁
器としては、主成分がＴｉＯ２ からなるものであるが
、特にルチル結晶構造のＴｉＯ２ が望ましい。また、
添加物としては周期律表第５ａ族金属化合物、例えば、
Ｖ２ Ｏ５ ，Ｎｂ２ Ｏ５ を添加することが好適で
あり、これらはＴｉＯ２ に対して、０．５〜１０モル
％の割合で添加される。この５価の金属のの添加によれ
ば、Ｍ５＋イオンとしてＴｉＯ２ 結晶中に固溶し、活
性なＭ５＋が、Ｔｉ４＋に囲まれた結晶構造が形成され
、水分子がそこへ吸着しやすくなり、水分に対する感度
を高める作用をなす。
器としては、主成分がＴｉＯ２ からなるものであるが
、特にルチル結晶構造のＴｉＯ２ が望ましい。また、
添加物としては周期律表第５ａ族金属化合物、例えば、
Ｖ２ Ｏ５ ，Ｎｂ２ Ｏ５ を添加することが好適で
あり、これらはＴｉＯ２ に対して、０．５〜１０モル
％の割合で添加される。この５価の金属のの添加によれ
ば、Ｍ５＋イオンとしてＴｉＯ２ 結晶中に固溶し、活
性なＭ５＋が、Ｔｉ４＋に囲まれた結晶構造が形成され
、水分子がそこへ吸着しやすくなり、水分に対する感度
を高める作用をなす。
【００１２】さらに、かかる磁器は、それ自体多孔質で
あることも重要であり、具体的には、磁器の気孔率が２
０％以上、特に３０％以上であることも要求される。こ
れは、気孔率が２０％より小さいと水分量に対する抵抗
の変化幅が小さくなるためである。なお、気孔率の上限
は検出精度の点から特に制限はされないが、素子自体の
強度の点から４０％以下であることが望ましい。
あることも重要であり、具体的には、磁器の気孔率が２
０％以上、特に３０％以上であることも要求される。こ
れは、気孔率が２０％より小さいと水分量に対する抵抗
の変化幅が小さくなるためである。なお、気孔率の上限
は検出精度の点から特に制限はされないが、素子自体の
強度の点から４０％以下であることが望ましい。
【００１３】また、磁器の表面の平均孔径も水分応答性
に関連があり、その径は０．０１〜１μｍ 、特に０．
０５〜０．５μｍ であることが良い。この孔径は、毛
細管としてその孔径が小さい程、水分子の吸着が生じや
すいと考えられる。
に関連があり、その径は０．０１〜１μｍ 、特に０．
０５〜０．５μｍ であることが良い。この孔径は、毛
細管としてその孔径が小さい程、水分子の吸着が生じや
すいと考えられる。
【００１４】この磁器を製造する場合には、ＴｉＯ２
粉末と５価の金属酸化物粉末とを所定のモル比で混合し
、これを大気中６５０〜９００℃で仮焼後、粉砕し、複
合酸化物の粉末を作成する。次に、この粉末にバインダ
ーを適宜添加混合し、成形後、大気中６５０〜１２００
℃で焼成する。なお、磁器の気孔率および孔径を調整す
る方法としては、仮焼後の粉砕条件による原料粉末を調
整するか、または焼成条件による粒子同士の焼結状態を
調整することにより容易に行うことができる。
粉末と５価の金属酸化物粉末とを所定のモル比で混合し
、これを大気中６５０〜９００℃で仮焼後、粉砕し、複
合酸化物の粉末を作成する。次に、この粉末にバインダ
ーを適宜添加混合し、成形後、大気中６５０〜１２００
℃で焼成する。なお、磁器の気孔率および孔径を調整す
る方法としては、仮焼後の粉砕条件による原料粉末を調
整するか、または焼成条件による粒子同士の焼結状態を
調整することにより容易に行うことができる。
【００１５】かかる磁器を用いて検出素子を作成するに
は、約厚み０．１〜１．０ｍｍ程度の磁器の両面に焼成
により多孔質電極を形成することのできる電極ペースト
を塗布する。用いられる電極ペーストとしては、白金や
酸化ルテニウム等の金属および金属化合物からなる粉末
に溶剤と樹脂を加えたものが好適である。さらにこの電
極に引き出し線として白金からなる線材を取付けた後に
大気中で６００〜８００℃で電極の焼付け処理を行うこ
とにより素子を作成することができる。
は、約厚み０．１〜１．０ｍｍ程度の磁器の両面に焼成
により多孔質電極を形成することのできる電極ペースト
を塗布する。用いられる電極ペーストとしては、白金や
酸化ルテニウム等の金属および金属化合物からなる粉末
に溶剤と樹脂を加えたものが好適である。さらにこの電
極に引き出し線として白金からなる線材を取付けた後に
大気中で６００〜８００℃で電極の焼付け処理を行うこ
とにより素子を作成することができる。
【００１６】次に、上記のようにして得られた素子によ
り有機溶媒中の極微量の水分量を測定する方法について
説明すると、被測定媒体となる有機溶媒としては、前述
したようなポリアルキレングリコールを含有するフロン
の他に、オイルや有機溶剤等に対して適用できる。この
有機溶媒中に測定素子を浸漬するとともに素子の一対の
電極間におよそ１〜５Ｖ、周波数２ＫＨｚの交流電圧を
印加する。この電圧の印加により媒体中の水分量に応じ
て電極間の抵抗値（インピーダンス）が変化する。得ら
れた抵抗値から予め作成された検量線に基づき有機溶媒
中の水分量を測定することができる。
り有機溶媒中の極微量の水分量を測定する方法について
説明すると、被測定媒体となる有機溶媒としては、前述
したようなポリアルキレングリコールを含有するフロン
の他に、オイルや有機溶剤等に対して適用できる。この
有機溶媒中に測定素子を浸漬するとともに素子の一対の
電極間におよそ１〜５Ｖ、周波数２ＫＨｚの交流電圧を
印加する。この電圧の印加により媒体中の水分量に応じ
て電極間の抵抗値（インピーダンス）が変化する。得ら
れた抵抗値から予め作成された検量線に基づき有機溶媒
中の水分量を測定することができる。
【００１７】本発明によれば、後述する実施例からもあ
きらかなように、５０〜２００ｐｐｍの水分量に対して
素子の抵抗値が１桁以上の変化が見られる。
きらかなように、５０〜２００ｐｐｍの水分量に対して
素子の抵抗値が１桁以上の変化が見られる。
【００１８】
【実施例】ＴｉＯ２ 粉末を９８．０モル％、Ｖ２ Ｏ
５あるいはＮｂ２ Ｏ５ 粉末を２．０モル％秤量し、
メタノール中で湿式混合後、乾燥し、８００〜９００℃
の大気中で５時間仮焼した。得られた仮焼物をＸ線回折
により構造を同定したところ、ＴｉＯ２ のルチル構造
を呈していることを確認した。
５あるいはＮｂ２ Ｏ５ 粉末を２．０モル％秤量し、
メタノール中で湿式混合後、乾燥し、８００〜９００℃
の大気中で５時間仮焼した。得られた仮焼物をＸ線回折
により構造を同定したところ、ＴｉＯ２ のルチル構造
を呈していることを確認した。
【００１９】次に、上記複合酸化物に対してバインダー
を２重量％の割合で添加し、混合乾燥し、これを成形後
、６５０〜１１００℃の大気中で２時間焼成し、気孔率
および平均孔径の異なる磁器ペレットを得た。
を２重量％の割合で添加し、混合乾燥し、これを成形後
、６５０〜１１００℃の大気中で２時間焼成し、気孔率
および平均孔径の異なる磁器ペレットを得た。
【００２０】得られた磁器ペレットの表面を研磨し、厚
み０．３ｍｍに調整した後、ペレットの両面に酸化ルテ
ニウムペーストを塗布した。さらに白金線（ｔ＝０．２
ｍｍ）酸化ルテニウムペーストで固定し、６５０℃の大
気中で１０分間熱処理し電極の焼き付け処理を行い素子
を作成した。
み０．３ｍｍに調整した後、ペレットの両面に酸化ルテ
ニウムペーストを塗布した。さらに白金線（ｔ＝０．２
ｍｍ）酸化ルテニウムペーストで固定し、６５０℃の大
気中で１０分間熱処理し電極の焼き付け処理を行い素子
を作成した。
【００２１】次に、この素子を含有水分量が５０〜２５
０ｐｐｍの範囲の異なるフロン２２５（ＣＦ３ ＣＦ２
ＣＨＣｌ２ ）中に浸漬し、素子に対して５Ｖ、２Ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加し、ＬＣＲメータにより素子のイ
ンピーダンスを測定した。得られたデータより水分量１
５０ｐｐｍにおけるインピーダンス値から２５０ｐｐｍ
におけるインピーダンス値の変化幅を素子の感度として
評価を行い、その結果を表１に示した。
０ｐｐｍの範囲の異なるフロン２２５（ＣＦ３ ＣＦ２
ＣＨＣｌ２ ）中に浸漬し、素子に対して５Ｖ、２Ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加し、ＬＣＲメータにより素子のイ
ンピーダンスを測定した。得られたデータより水分量１
５０ｐｐｍにおけるインピーダンス値から２５０ｐｐｍ
におけるインピーダンス値の変化幅を素子の感度として
評価を行い、その結果を表１に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１によれば、ルチル構造のＴｉＯ２ か
らなり、焼成温度６５０〜１１００℃で焼成した素子は
、気孔率が３４〜４０％、平均孔径が０．２５〜０．４
０μｍであり、抵抗変化幅が大きく、ｐｐｍオーダーの
水分量測定素子として十分可能であることがわかった。
らなり、焼成温度６５０〜１１００℃で焼成した素子は
、気孔率が３４〜４０％、平均孔径が０．２５〜０．４
０μｍであり、抵抗変化幅が大きく、ｐｐｍオーダーの
水分量測定素子として十分可能であることがわかった。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の水分量測定
方法によれば、例えばフロンやオイル等の有機溶媒中の
特に１０００ｐｐｍ以下の極微量の水分量を検知するこ
とができることから、例えばエアコン中のフロン液の交
換時期を的確に知ることができる。
方法によれば、例えばフロンやオイル等の有機溶媒中の
特に１０００ｐｐｍ以下の極微量の水分量を検知するこ
とができることから、例えばエアコン中のフロン液の交
換時期を的確に知ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】ＴｉＯ２ を主成分とし、少なくとも周期
律表第５ａ族金属元素を含有する多孔質磁器の表面に一
対の電極を被着形成した素子を絶縁性有機溶媒中に浸漬
し、前記電極間に交流電圧を印加しインピーダンスを測
定し、該インピーダンスの値により１０００ｐｐｍ以下
の微量水分量を測定することを特徴とする水分量測定方
法。 - 【請求項２】前記磁器における気孔率が２０〜４０％で
あり、且つ平均孔径が０．０１〜１μｍ である請求項
１記載の水分量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8480491A JPH04295751A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 水分量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8480491A JPH04295751A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 水分量測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295751A true JPH04295751A (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=13840902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8480491A Pending JPH04295751A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 水分量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04295751A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004825A1 (en) * | 1998-07-20 | 2000-02-03 | University Of Bristol | Apparatus and method for measuring the moisture level within enamel dentine or tooth tissue |
| JP2012215453A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 炭化水素油の混入検知装置及び炭化水素油の混入検知方法 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP8480491A patent/JPH04295751A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004825A1 (en) * | 1998-07-20 | 2000-02-03 | University Of Bristol | Apparatus and method for measuring the moisture level within enamel dentine or tooth tissue |
| US6424861B2 (en) | 1998-07-20 | 2002-07-23 | Neil Meredith | Apparatus and method for measuring the moisture level within enamel dentine or tooth tissue |
| JP2012215453A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 炭化水素油の混入検知装置及び炭化水素油の混入検知方法 |
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