JPH04346066A - イオン電極測定装置 - Google Patents
イオン電極測定装置Info
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- JPH04346066A JPH04346066A JP3119942A JP11994291A JPH04346066A JP H04346066 A JPH04346066 A JP H04346066A JP 3119942 A JP3119942 A JP 3119942A JP 11994291 A JP11994291 A JP 11994291A JP H04346066 A JPH04346066 A JP H04346066A
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- amplifier
- voltage
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- ion
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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】この発明は、体液中のイオン濃度
を測定する電解質分析計に関する。
を測定する電解質分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン電極測定装置として、例え
ば図３のような装置が存在する。この装置は、指示電極
２１と、比較電極２２と、この両電極の電位差に比例し
た電圧を出力する増幅器２３とで構成されている。そし
て、指示電極２１は、イオン選択感応膜２４と内部極２
５と電極ボディー２６とからなり、イオン選択感応膜２
４は被検液２７に浸され、内部極２５は電極内部液２８
と接触している。また、指示電極２１の内部極２５と電
極ボディー２６とは、指示電極の出口２９で絶縁物によ
り接着シールされている。一方、比較電極２２の下部に
は導電性のある細穴３０が設けられており、内部極３１
は電極内部液３２と接触している。尚、この装置によっ
て、体液中のＮａイオンを測定する場合は、イオン感応
膜２４としてガラス膜を使用することが多く、またＫイ
オンを測定する場合は、バリノマイシンをＰＶＣに含有
させた膜電極を使用することが多い。
ば図３のような装置が存在する。この装置は、指示電極
２１と、比較電極２２と、この両電極の電位差に比例し
た電圧を出力する増幅器２３とで構成されている。そし
て、指示電極２１は、イオン選択感応膜２４と内部極２
５と電極ボディー２６とからなり、イオン選択感応膜２
４は被検液２７に浸され、内部極２５は電極内部液２８
と接触している。また、指示電極２１の内部極２５と電
極ボディー２６とは、指示電極の出口２９で絶縁物によ
り接着シールされている。一方、比較電極２２の下部に
は導電性のある細穴３０が設けられており、内部極３１
は電極内部液３２と接触している。尚、この装置によっ
て、体液中のＮａイオンを測定する場合は、イオン感応
膜２４としてガラス膜を使用することが多く、またＫイ
オンを測定する場合は、バリノマイシンをＰＶＣに含有
させた膜電極を使用することが多い。
【０００３】次に、この装置各部の動作を説明すると、
電極内部液２８と被検液２７の間には被測定イオンに応
じたイオン感応膜２４を設けているので、指示電極２１
の内部極２５には、電極内部液２８と被検液２７の濃度
差に対数比例した電位が発生する。一方、比較電極２２
の内部極３１には電位が発生しない。そして、内部極３
１と内部極２５の電位は、それぞれ増幅器２３の２つの
入力端子に加わり、増幅器２３で両入力端子の差電圧が
増幅されるので、増幅器２３の出力として、被検液のイ
オン濃度が測定出来ることになる。
電極内部液２８と被検液２７の間には被測定イオンに応
じたイオン感応膜２４を設けているので、指示電極２１
の内部極２５には、電極内部液２８と被検液２７の濃度
差に対数比例した電位が発生する。一方、比較電極２２
の内部極３１には電位が発生しない。そして、内部極３
１と内部極２５の電位は、それぞれ増幅器２３の２つの
入力端子に加わり、増幅器２３で両入力端子の差電圧が
増幅されるので、増幅器２３の出力として、被検液のイ
オン濃度が測定出来ることになる。
【０００４】図４は、この装置の等価回路を示したもの
である。図４においてＥｉ は、内部電極２５の電極発
生電位である。また、Ｒｉ は電極の内部抵抗であり、
ＲＸ は内部電極２５とボディー２６の間の絶縁シール
２９を含めた絶縁抵抗値である。この回路図から明らか
なように、増幅器２３の入力端子２３−１に実際に加わ
る入力電圧は、電極発生電圧Ｅｉ からＲｉ での電圧
降下Ｅ０ を引いたものである。ここで、電極ボディー
へのリーク電流ＩＬ によって生じる電圧降下Ｅ０ を
求めてみる。図４より、リーク電流ＩＬ はＩＬ ＝Ｅ
ｉ ／（Ｒｉ ＋ＲＸ ）であるから、抵抗Ｒｉ に生
じる電圧降下（電極損失電圧）Ｅ０ は、Ｅ０ ＝Ｒｉ
×Ｅｉ ／（Ｒｉ ＋ＲＸ ）となる。この値を小さ
くしなければならないのは上述の通りであるが、イオン
感応膜２４の内部抵抗は大きいので、電極の内部抵抗Ｒ
ｉも大きな値（数１００ＭΩ〜１０００ＭΩ）となる。 従って、電極損失電圧Ｅ０ を小さくするには、ＲＸを
Ｒｉに比べて十分大きくしなければならず、結局、内部
電極電線と電極ボディーの間は高絶縁材料（電極内部抵
抗の１０００倍以上の絶縁抵抗値が望ましい）による完
全なシールが必要となる。
である。図４においてＥｉ は、内部電極２５の電極発
生電位である。また、Ｒｉ は電極の内部抵抗であり、
ＲＸ は内部電極２５とボディー２６の間の絶縁シール
２９を含めた絶縁抵抗値である。この回路図から明らか
なように、増幅器２３の入力端子２３−１に実際に加わ
る入力電圧は、電極発生電圧Ｅｉ からＲｉ での電圧
降下Ｅ０ を引いたものである。ここで、電極ボディー
へのリーク電流ＩＬ によって生じる電圧降下Ｅ０ を
求めてみる。図４より、リーク電流ＩＬ はＩＬ ＝Ｅ
ｉ ／（Ｒｉ ＋ＲＸ ）であるから、抵抗Ｒｉ に生
じる電圧降下（電極損失電圧）Ｅ０ は、Ｅ０ ＝Ｒｉ
×Ｅｉ ／（Ｒｉ ＋ＲＸ ）となる。この値を小さ
くしなければならないのは上述の通りであるが、イオン
感応膜２４の内部抵抗は大きいので、電極の内部抵抗Ｒ
ｉも大きな値（数１００ＭΩ〜１０００ＭΩ）となる。 従って、電極損失電圧Ｅ０ を小さくするには、ＲＸを
Ｒｉに比べて十分大きくしなければならず、結局、内部
電極電線と電極ボディーの間は高絶縁材料（電極内部抵
抗の１０００倍以上の絶縁抵抗値が望ましい）による完
全なシールが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置の場合、（
内部電極電線と電極ボディーの間は高絶縁材料による完
全なシールが必要であるが）、接着不良等による絶縁不
良を生じると、リーク電流が増加して電極損失電圧Ｅ０
が大きくなり、増幅器への入力電圧が不足してしまう
ことになる。そして、この接着不良等を防止するには、
内部電極の取り出し部の絶縁接着に高度な製造技術が必
要であった。また、そもそも絶縁抵抗値の変化により、
増幅器への入力電圧が変化してしまうのも問題である。
内部電極電線と電極ボディーの間は高絶縁材料による完
全なシールが必要であるが）、接着不良等による絶縁不
良を生じると、リーク電流が増加して電極損失電圧Ｅ０
が大きくなり、増幅器への入力電圧が不足してしまう
ことになる。そして、この接着不良等を防止するには、
内部電極の取り出し部の絶縁接着に高度な製造技術が必
要であった。また、そもそも絶縁抵抗値の変化により、
増幅器への入力電圧が変化してしまうのも問題である。
【０００６】この発明は、以上の諸点に鑑みたものであ
り、シール部の絶縁抵抗値に関係なく指示電極ボディー
へのリーク電流のないイオン電極測定装置を提供するこ
とを目的とする。
り、シール部の絶縁抵抗値に関係なく指示電極ボディー
へのリーク電流のないイオン電極測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、指示電極と、比較電極と、指示電極と
比較電極の差電圧に対数比例した電圧を出力する第一の
増幅器とで構成されるイオン電極測定装置において、指
示電極の電極ボディーと指示電極の内部極との間に、単
一利得で高入力インピーダンスの第二の増幅器を設ける
構成にしている。
を達成するため、指示電極と、比較電極と、指示電極と
比較電極の差電圧に対数比例した電圧を出力する第一の
増幅器とで構成されるイオン電極測定装置において、指
示電極の電極ボディーと指示電極の内部極との間に、単
一利得で高入力インピーダンスの第二の増幅器を設ける
構成にしている。
【０００８】
【作用】指示電極の内部極には、被測定イオンの濃度に
比例した電位が発生し、この電位は第１の増幅器の入力
端子に接続されている。また第一の増幅器の他の入力端
子には比較電極の電位が加わっている。そして、この第
１の増幅器は、指示電極と比較電極の電位差に対数比例
した電圧を出力するので、結局、イオン濃度に対数比例
した電圧を出力することになる。一方、第２の増幅器は
、前記指示電極の電圧を利得１で増幅し、その電圧を電
極ボディーに帰還する。そのため、電極ボディーと指示
電極の取り出し電線とは、常に同一電位となり、従って
、シール部の絶縁抵抗値に拘らず、電極ボディーにリー
ク電流が流れ出すことがない。また、この第１と第２の
増幅器は、高入力インピーダンスであるから、各増幅器
の入力端子の電流は無視でき、従って、指示電極に発生
する電位は電極内部抵抗でほとんど降下することない。
比例した電位が発生し、この電位は第１の増幅器の入力
端子に接続されている。また第一の増幅器の他の入力端
子には比較電極の電位が加わっている。そして、この第
１の増幅器は、指示電極と比較電極の電位差に対数比例
した電圧を出力するので、結局、イオン濃度に対数比例
した電圧を出力することになる。一方、第２の増幅器は
、前記指示電極の電圧を利得１で増幅し、その電圧を電
極ボディーに帰還する。そのため、電極ボディーと指示
電極の取り出し電線とは、常に同一電位となり、従って
、シール部の絶縁抵抗値に拘らず、電極ボディーにリー
ク電流が流れ出すことがない。また、この第１と第２の
増幅器は、高入力インピーダンスであるから、各増幅器
の入力端子の電流は無視でき、従って、指示電極に発生
する電位は電極内部抵抗でほとんど降下することない。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路ブロック
図である。この装置は、指示電極１と、比較電極２と、
この両電極の電位差に対数比例した電圧を出力する高入
力インピーダンス増幅器３と、指示電極の出力を指示電
極のボディーに帰還する高インピーダンス単一利得増幅
器４とで構成されている。
図である。この装置は、指示電極１と、比較電極２と、
この両電極の電位差に対数比例した電圧を出力する高入
力インピーダンス増幅器３と、指示電極の出力を指示電
極のボディーに帰還する高インピーダンス単一利得増幅
器４とで構成されている。
【００１０】そして、指示電極１は、イオン選択感応膜
５と内部極６と電極ボディー７とからなり、イオン選択
感応膜５は被検液８に浸され、内部極６は電極内部液９
と接触している。また、指示電極１の内部極６は、高入
力インピーダンス増幅器３の入力端子に接続されると共
に、高インピーダンス単一利得増幅器４の入力端子にも
接続されている。この高インピーダンス単一利得増幅器
４の出力は、導電性リング１０を介して電極ボディー７
に帰還されている。尚、指示電極１の内部極６と電極ボ
ディー７とは、指示電極の出口１１で絶縁物により接着
シールされている。一方、比較電極２には導電性のある
細穴１２が設けられており、内部電極１３は電極内部液
１４と接触している。
５と内部極６と電極ボディー７とからなり、イオン選択
感応膜５は被検液８に浸され、内部極６は電極内部液９
と接触している。また、指示電極１の内部極６は、高入
力インピーダンス増幅器３の入力端子に接続されると共
に、高インピーダンス単一利得増幅器４の入力端子にも
接続されている。この高インピーダンス単一利得増幅器
４の出力は、導電性リング１０を介して電極ボディー７
に帰還されている。尚、指示電極１の内部極６と電極ボ
ディー７とは、指示電極の出口１１で絶縁物により接着
シールされている。一方、比較電極２には導電性のある
細穴１２が設けられており、内部電極１３は電極内部液
１４と接触している。
【００１１】図２は図１の装置の等価回路を示したもの
である。図２においてＥｉ は、内部極６の電極発生電
位である。また、Ｒｉ は電極の内部抵抗であり、Ｒ１
は導電性リング１０とシール部１１の間の抵抗値であ
り、Ｒ２ は導電性リング１０と被検液８の間の抵抗値
である。 以下、図２に従ってこの装置の動作を説明する。電極発
生電圧Ｅｉ は、電極内部抵抗Ｒｉ を介して増幅器４
と増幅器３の入力端子に加わる。従って、増幅器３では
電極発生電圧Ｅｉ から電極内部抵抗Ｒｉ の電圧降下
を引いた値が増幅される。一方、増幅器４にも同じ電圧
が加わっているが、この増幅器４の電圧利得は１である
。このため、図２のＲ１とＲ２ の接続点の電位（導電
性リング１０の電位ｅ２ ）は、Ｒｉ とＲ１ の接続
点の電位（指示電極のシール部１１の電位ｅ１ ）に常
に等しくなり、従って、ｅ１ やＲ１ の値に拘らずＲ
１ にリーク電流が流れることがない。また、増幅器３
、増幅器４とも入力インピーダンスがＲｉ に比べて十
分大きいので、結局、電極発生電圧Ｅｉ とほぼ同じ電
圧が増幅器３で増幅され、被検液８の濃度が測定される
ことになる。
である。図２においてＥｉ は、内部極６の電極発生電
位である。また、Ｒｉ は電極の内部抵抗であり、Ｒ１
は導電性リング１０とシール部１１の間の抵抗値であ
り、Ｒ２ は導電性リング１０と被検液８の間の抵抗値
である。 以下、図２に従ってこの装置の動作を説明する。電極発
生電圧Ｅｉ は、電極内部抵抗Ｒｉ を介して増幅器４
と増幅器３の入力端子に加わる。従って、増幅器３では
電極発生電圧Ｅｉ から電極内部抵抗Ｒｉ の電圧降下
を引いた値が増幅される。一方、増幅器４にも同じ電圧
が加わっているが、この増幅器４の電圧利得は１である
。このため、図２のＲ１とＲ２ の接続点の電位（導電
性リング１０の電位ｅ２ ）は、Ｒｉ とＲ１ の接続
点の電位（指示電極のシール部１１の電位ｅ１ ）に常
に等しくなり、従って、ｅ１ やＲ１ の値に拘らずＲ
１ にリーク電流が流れることがない。また、増幅器３
、増幅器４とも入力インピーダンスがＲｉ に比べて十
分大きいので、結局、電極発生電圧Ｅｉ とほぼ同じ電
圧が増幅器３で増幅され、被検液８の濃度が測定される
ことになる。
【００１２】以上、一般的な説明をしたが、より具体的
にリーク電流の値などを求めてみる。先程、指示電極の
シール部１１の電位ｅ１ は、導電性リング１０の電位
ｅ２ に等しいと説明したが、正確にはｅ１ とｅ２
には増幅器４のオフセット電圧分だけの差が生じる。こ
のオフセット電圧値を現在市販されている増幅器に関し
て検討すると、２５０μＶのものが存在する。また導電
性リング１０とシール部１１の間の抵抗値Ｒ１ を１０
００ＭΩ程度にするのは容易である。そこで、この２つ
の条件によりリーク電流ＩＬ を求めてみると、ＩＬ
＝ ２．５×１０−４／１０９ ＝２．５×１０−１
３Ａとなる。また、これだけのリーク電流が流れるとし
て、イオン電極での電位損失（リーク電流によるＲｉ
での電圧降下）Ｅ０ を求めると、Ｒｉ を１０００Ｍ
Ωとして、Ｅ０ ＝ＩＬ ×Ｒｉ ＝２．５×１０−１
３ ×１０９ ＝２．５×１０−４Ｖとなる。
にリーク電流の値などを求めてみる。先程、指示電極の
シール部１１の電位ｅ１ は、導電性リング１０の電位
ｅ２ に等しいと説明したが、正確にはｅ１ とｅ２
には増幅器４のオフセット電圧分だけの差が生じる。こ
のオフセット電圧値を現在市販されている増幅器に関し
て検討すると、２５０μＶのものが存在する。また導電
性リング１０とシール部１１の間の抵抗値Ｒ１ を１０
００ＭΩ程度にするのは容易である。そこで、この２つ
の条件によりリーク電流ＩＬ を求めてみると、ＩＬ
＝ ２．５×１０−４／１０９ ＝２．５×１０−１
３Ａとなる。また、これだけのリーク電流が流れるとし
て、イオン電極での電位損失（リーク電流によるＲｉ
での電圧降下）Ｅ０ を求めると、Ｒｉ を１０００Ｍ
Ωとして、Ｅ０ ＝ＩＬ ×Ｒｉ ＝２．５×１０−１
３ ×１０９ ＝２．５×１０−４Ｖとなる。
【００１３】参考のため、図３、図４に示す従来の装置
についてリーク電流と電位損失を求めてみると、例えば
Ｒｉ を１０００ＭΩ、Ｒｘ を１０００ＭΩ、Ｅｉ
を０．１Ｖとして、リーク電流ＩＬ はＩＬ ＝Ｅｉ
／（Ｒｉ ＋Ｒｘ ）＝０．１／（２×１０９ ）＝５
×１０−１１ であり、イオン電極での電位損失Ｅ０
は、Ｅ０ ＝ＩＬ ×Ｒｉ ＝５×１０−１１ ×１０
９＝５×１０−２Ｖである。この値を、それぞれ本発
明に係る装置についての値と比較すると、２桁改善され
ていることが分かる。また、従来の装置の場合、イオン
電極での電位損失Ｅ０ は電極発生電位Ｅｉ と外部絶
縁抵抗値Ｒｘ に依存するが、本願発明に係る装置では
、増幅器のオフセット電圧にのみ依存し、他のものには
依存しないという特徴もある。
についてリーク電流と電位損失を求めてみると、例えば
Ｒｉ を１０００ＭΩ、Ｒｘ を１０００ＭΩ、Ｅｉ
を０．１Ｖとして、リーク電流ＩＬ はＩＬ ＝Ｅｉ
／（Ｒｉ ＋Ｒｘ ）＝０．１／（２×１０９ ）＝５
×１０−１１ であり、イオン電極での電位損失Ｅ０
は、Ｅ０ ＝ＩＬ ×Ｒｉ ＝５×１０−１１ ×１０
９＝５×１０−２Ｖである。この値を、それぞれ本発
明に係る装置についての値と比較すると、２桁改善され
ていることが分かる。また、従来の装置の場合、イオン
電極での電位損失Ｅ０ は電極発生電位Ｅｉ と外部絶
縁抵抗値Ｒｘ に依存するが、本願発明に係る装置では
、増幅器のオフセット電圧にのみ依存し、他のものには
依存しないという特徴もある。
【００１４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るイ
オン濃度測定装置では、内部電極取り出し部の絶縁抵抗
が変化してもイオン電極での電位損失Ｅ０ が変化しな
い。従って、例えば、梅雨時などの高湿度時期に絶縁抵
抗が低下しても、その影響を受けることがない。また、
イオン電極での電位損失Ｅ０は増幅器のオフセット電圧
にのみ依存するのであるから、内部極の取り出し部の絶
縁接着に高度な製造技術を要求されることもない。
オン濃度測定装置では、内部電極取り出し部の絶縁抵抗
が変化してもイオン電極での電位損失Ｅ０ が変化しな
い。従って、例えば、梅雨時などの高湿度時期に絶縁抵
抗が低下しても、その影響を受けることがない。また、
イオン電極での電位損失Ｅ０は増幅器のオフセット電圧
にのみ依存するのであるから、内部極の取り出し部の絶
縁接着に高度な製造技術を要求されることもない。
【図１】本発明の一実施例を示す回路ブロック図である
。
。
【図２】図１の回路の等価回路図である。
【図３】従来の装置を示す回路ブロック図である。
【図４】図３の回路の等価回路図である。
１ 指示電極
２ 比較電極
３ 高入力インピーダンス増幅器４
単一利得高入力インピーダンス増幅器５
イオン選択感応膜 ６、１３ 内部極 ７ 電極ボディー ８ 被検液 ９、１４ 電極内部液 １０ 導電性リング １１ 絶縁シール部 １２ 細穴
単一利得高入力インピーダンス増幅器５
イオン選択感応膜 ６、１３ 内部極 ７ 電極ボディー ８ 被検液 ９、１４ 電極内部液 １０ 導電性リング １１ 絶縁シール部 １２ 細穴
Claims (1)
- 【請求項１】指示電極と、比較電極と、指示電極と比較
電極の差電圧に対数比例した電圧を出力する第一の増幅
器とで構成されるイオン電極測定装置において、指示電
極の電極ボディーと指示電極の内部極との間に、単一利
得で高入力インピーダンスの第二の増幅器を設けること
を特徴とするイオン電極測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119942A JPH04346066A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | イオン電極測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119942A JPH04346066A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | イオン電極測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346066A true JPH04346066A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14773992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3119942A Pending JPH04346066A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | イオン電極測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04346066A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150036325A (ko) * | 2012-07-27 | 2015-04-07 | 안코시스 게엠베하 | 전기화학적 분석 및 증착 방법을 위한 기준 시스템의 용도 |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3119942A patent/JPH04346066A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150036325A (ko) * | 2012-07-27 | 2015-04-07 | 안코시스 게엠베하 | 전기화학적 분석 및 증착 방법을 위한 기준 시스템의 용도 |
| JP2015526717A (ja) * | 2012-07-27 | 2015-09-10 | アンコーシーズ・ゲーエムベーハー | 電気化学分析法及び電気化学析出法のための基準システムの使用 |
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