JPH0552814A - 電導度測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 測定精度及び安定度が極めて高く、機械的可
動部品を持たない構造で電導度に正比例した電流又は電
圧出力が得られる電導度測定方法および測定装置の開
発。 【構成】 零位法（自動平衡法）電磁式電導度測定方法
において、一次側に交流電源１が接続された励磁変圧器
２の二次コイルと、二次側に誤差信号増幅器５が接続さ
れた検出変圧器３の一次コイルを共有した一巻の形成さ
れた絶縁路に被検液を満たした液路コイルＬ_２と、前記
誤差信号増幅器に接続されると共に、誤差信号と基準信
号の位相関係に基づいた制御出力が得られる位相比較器
６と、前記検出変圧器には、前記液路コイルを流れる電
流によって発生する磁束を打ち消す向きに設けた補償コ
イルＬ_４と、補償コイル及び前記位相比較器に接続され
ると共に、前記半導体可変電流器を用いた、電流調節器
４と、補償コイルに流れる電流を計測する信号計測器７
とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種溶液の電導度あるい
は濃度を測定する方法および測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】あらゆる測定方法の基本原理はバネ秤の
様にバネ（物体）の偏位を利用して測定する偏位法と、
天秤の様に中央を支点とするてこに相当する平衡機構を
持ち、分銅に相当する基準量（測定量と同一物）とつり
あわせて測定する零位法（通常は自動平衡機構を備えて
いるので、自動平衡法とも呼ぶ）で成り立っており、前
者は構造が簡単ではあるが精度及び安定度が低く、後者
は構造が複雑であるが精度及び安定度が高いという特徴
を持っている。又、溶液の電導度の測定方法には電極を
用いる電極法と電極を用いない電磁法があるが、本発明
が該当する方法は電磁法に関するものであり、前記測定
原理に基づく二つの方法が存在する。従来の技術は、実
公、昭５４−３４６３２号、公報に記載されている様
に、初めに、偏位法電導度測定装置の例を示すと、一次
側に交流電源が接続された励磁変圧器の二次コイルと、
二次側に被検液の電導度に対応した信号を計測する信号
計測器が接続された検出変圧器の一次コイルを共有した
一巻の形成された絶縁路に被検液を満たした液路コイル
により構成され、その測定方法は前記励磁変圧器の一次
コイルに一定の交流電圧をかけると励磁変圧器の二次コ
イル、（液路コイル）に一定の交流電圧が誘起するため
被検液の電導度に正比例した交流電流が前記検出変圧器
の一次コイル（液路コイル）に流れる結果、検出変圧器
の二次コイルには被検液の電導度に対応した非線形な電
圧が誘起するので、検出変圧器の二次コイルに誘起した
非線形な電圧を前記信号計測器で計測して被検液の電導
度を測定する方法、等が知られている。次に、従来にお
ける零位法（自動平衡法）電導度測定装置の例を示す
と、前記偏位法電導度測定装置で用いた、交流電源，励
磁変圧器，液路コイル，検出変圧器とを同様に結合し、
さらに検出変圧器の二次側に接続された誤差信号増幅器
と誤差信号増幅器に接続されるとともに誤差信号と基準
信号の位相関係に基づいた制御出力が得られる位相比較
器と、前記検出変圧器には前記液路コイルを流れる電流
によって発生する磁束を打ち消す向きに設けた補償コイ
ルと、補償コイルおよび前記位相比較器に接続されると
共に、記録計の構成部品でもある巻線型可変抵抗器とサ
ーボモーターを用いた電流調節器と、巻線型可変抵抗器
の可動接片の位置と目盛りから目視によって計測する信
号計測器（記録計）からなり、その測定方法は、前記偏
位法電導度測定方法で説明したように検出変圧器の二次
コイルには被検液の電導度に対応した非線形な電圧が同
様に誘起するから、検出変圧器の二次コイルに接続され
た前記誤差信号増幅器の出力が零になるように前記補償
コイルに前記交流電源、等により供給される電流を前記
電流調節器により調節して（記録計の自動平衡機構を共
用している）流し、平衡時における前記巻線型可変抵抗
器の可動接片の位置と目盛りから目視によって被検液の
電導度を測定する方法、等が知られている。しかしなが
ら、前記した従来のこの様な測定装置及び測定方法にお
ける欠点は変位法にあっては、検出変圧器の鉄心、（以
下コアと呼ぶ）の非線形な磁気特性のため、信号計測器
の出力は披検液の電導度に正比例せずに高電導度側で飽
和する特性曲線を描くため、直線性が±１％と悪く、又
コアの温度特性や外部応力特性、等の影響を直接に受け
るため安定性が±１％と悪い。特にコアの外部応力特性
は非常に敏感で、常用される高透磁率のパーマロイコア
は指先で数十グラムの力で挟んでも信号計測器の出力は
数％〜十数％変動するため検出変圧器の実装方法は充分
な外部応力対策をしないと実用に至らない、等の理由に
よりせいぜい±１％程度の精度及び安定度しか得られな
かった。又、従来の零位法にあっては、前記偏位法で述
べたコアの前記諸特性による悪影響は非常に小さく出来
るものの、補償電流を調節する電流調節器に、機械的可
動部品で高価な巻線型可変抵抗器とサーボモーターを組
み合わせて用いているため、サーボモーターの駆動には
高価な大出力の増幅器を別個に必要とした。又精度及び
安定度については巻線型可変抵抗器は、可動接片と巻線
の接触により抵抗を変えるものであるから、長期間の使
用によって巻線が部分的に摩耗し、寿命が短くなると共
に直線性が悪くなる事、及び抵抗値が不連続で段階的な
変化をするため、分解能が悪く、又信号計測器が記録計
であるため読取り精度が悪い等の理由により、せいぜい
±３％程度の精度及び安定度しか得られなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みてなされたものであり、 ［１］ 測定精度及び安定度が極めて高い事 ［２］ 機械的可動部品を持たない構造である事 ［３］ 安価に製作できる事 ［４］ 電導度に正比例した電流又は電圧出力が得られ
る事 の四つの小課題を一度で満足する電導度測定方法及びそ
の測定装置を開発する事を課題として研究を進めた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】まず前記小課題［１］の
測定精度及び安定度が極めて高い事、を解決するための
手段は、前記測定原理の特徴および前記した従来の技術
が示すとおり、精度及び安定度の低い変位法を捨てて、
精度及び安定度の高い零位法を採用することにした。零
位法電導度測定装置の精度及び安定度は、前記した測定
装置を構成する要素である、（１）交流電源，（２）励
磁変圧器，（３）検出変圧器，（４）電流調節器（５）
誤差信号増幅器，（６）位相比較器，（７）信号計測
器，の精度及び安定度より成り立っているから、電導度
測定装置の精度及び安定度を極めて高くするには前記測
定装置の個々の要素について精度及び安定度をバランス
良く極めて高くする必要があり、以下に個々の要素別に
対象となる特性及びそれを高める手段について順に説明
する。 （１）交流電源について対象となる特性は交流電源の出
力である交流電圧であり、交流電圧の精度及び安定度を
極めて高くする手段は、極めて高い精度及び安定度を持
つ基準電圧（例えば半導体基準電圧発生器では０．３ｐ
ｐｍ／℃，１５０ｐｐｍ／年）と等しくなる様に自動制
御する事、又は前記基準電圧を基に、スイッチング方式
により交流電源を作る事により達成される。 （２）励磁変圧器について対象となる特性はコイル間の
結合度，コアーの透磁率，磁気歪率と漏れ磁束率であ
り、一次，二次，コイルの結合度が極めて高くなるよう
に線巻、又は液路コイルを形成すること、および、交流
電源の周波数において充分な実効透磁率を有し、磁気歪
率の少ない、又コアーを環状型にして漏れ磁束を少なく
した常用されるパーマロイコアーや、アモルファスコア
ーを用いる事によって達成される。 （３）検出変圧器については（２）の励磁変圧器と同一
である。ここで検出変圧器回りの、電流調節器の歪率特
性と、誤差信号増幅器の歪除去率特性が、電導度の測定
精度へ与える影響について少し詳しく述べると、電導度
測定装置を構成する要素のうち、電流調節器と誤差信号
増幅器を除いた個々の要素が、すべて高い精度を有する
場合において、被検液の電導度に完全に正比例する液路
電流の歪率を零とした場合、電導度の測定精度をη（ｐ
ｐｍ）とし、電流調節器の歪率をα（ｐｐｍ）と、誤差
信号増幅器の歪除去率をβ、（０≦β≦１）とすれば
η＝α×（１−β） で表されるから、（検出変圧器回
りの電流バランスから容易に導き出せる）この式から、
ηを小さくする為には、αを小さくしても、βを大きく
しても、又αを小さくすると共にβを大きくしても良い
事が判る。つまり電流調節器だけで高精度を実現する場
合には、電流調節器の歪率を出来るだけ小さくし、α→
０誤差信号増幅器だけで高精度を実現する場合には、誤
差信号増幅器の歪除去率を大きくし、β→１，電流調節
器と誤差信号増幅器の両方でもって高精度を実現する場
合には、電流調節器の歪率を小さく、α→０，すると共
に誤差信号増幅器の歪除去率を大きく、β→１，する事
によって、電導度の測定精度を高くする事が出来る。し
たがって、 （４）電流調節器について対象となる特性は歪率と分解
能であり、前記した様に、電流調節器だけで、又は誤差
信号増幅器と併用して高精度を実現する場合には歪率を
小さくする必要があり、又分解能は出来るだけ高い事が
必要である。その具体的手段は、半導体可変電流器を用
いることによつて達成される。半導体可変電流器とは、
外部からの制御信号によって、交流電圧又は交流電流又
は電気抵抗を連続的に変える機能を有するもののうち、
前記交流電圧又は交流電流又は電気抵抗を可変する機構
に半導体を用いて構成した交流電流を調節する機能を持
ったものであり、その具体的な構成例は（イ）掛算器，
割算器，（ロ）可変増幅率型増幅器，（ハ）半導体可変
抵抗器，等を用いて構成した交流電流を調節する機能を
持つたものであり、例えばさらに具体的で簡素な例を示
して説明すると、 （イ）掛算器を単独に用いて構成した場合の例は、入力
にＸとＹを持ち出力Ｚとの間に、Ｚ＝Ｘ×Ｙ なる関係
が存在し、交流出力電圧Ｚは交流入力電圧Ｘと制御電圧
Ｙの積に比例するため、掛算器の出力と適当な価を持っ
た受動素子（コイル，コンデンサー，抵抗）を接続する
と、この回路に電流が流れるから交流電流を調節する機
能を持った半導体可変電流器を構成する事が出来る。可
変相互コンダクタンス方式の四象現（Ｘ，Ｙ入力共に正
負の極性が取れる）掛算器は２０００ｐｐｍの歪率と数
ｐｐｍの分解能を持っている。 （ロ）可変増幅率型増幅器を単独に用いて構成した場合
の例は、増幅器の増幅率Ａを可変出来る増幅器の、入力
をＸ、出力をＺ、とすると Ｚ＝Ａ×Ｘ なる関係が成
立し、交流出力電圧Ｚは交流入力電圧Ｘと制御電圧に対
応する増幅率Ａとの積に比例し、前記掛算器と同様な方
法によって半導体可変電流器を構成する事が出来る。電
圧制御可変増幅率型増幅器（一般にＶＣＡと呼ばれる）
は４０ｐｐｍの歪率と数ｐｐｍの分解能を持っている。 （ハ）半導体可変抵抗器を単独に用いて構成した場合の
例は、硫化カドミュウム光可変抵抗素子（以下ＣｄＳと
呼ぶ）を用いた例として、制御電圧に対応した光量を発
光素子を用いて発光させ、その光量に応じて電気抵抗が
変わるＣｄＳの一端を交流電源に接続し、抵抗値に対応
した交流電流が流れる様にした方法、又ＣｄＳを増幅器
と組み合わせて、（ロ）の可変増幅率型増幅器を構成す
る方法、又同一の組み合わせで直接交流電流を調節する
方法、等がありこれらはすべて交流電流を調節する機能
を持った半導体可変電流器を構成する事が出来る。Ｃｄ
Ｓは２０ｐｐｍの歪率と数ｐｐｍの分解能を持ってい
る。上記の具体例の様に単独で用いて構成した方法以外
に、複数個又は組み合わせて用いて構成した方法も含ま
れる。 （５）誤差信号増幅器について対象となる特性は歪除去
率と増幅率（分解能）であり、前記したように誤差信号
増幅器だけで、又は電流調節器と併用して、高精度を実
現する場合には歪除去率を大きく（β→１）する必要が
有る。この場合には誤差信号増幅器内に交流電源の波形
以外の波を除去するフィルターもしくは波形処理器を設
ける事によって達成される。増幅率については分解能を
決めるもので有るから大きくする必要があり、Ｓ／Ｎ比
の高い増幅器を用いて構成する事により達成される。 （６）位相比較器について対象となる特性は、制御性で
あり、これを高くする為には誤差信号と基準信号との位
相関係に対し、出来るだけ線形な制御出力が得られる方
式を用いる事によつて達成される。 （７）信号計測器について対象となる特性は、電導度に
対応する信号として何を計測するかの方法であり、従来
の零位法の例が示す様な平衡時における巻線型可変抵抗
器の可動接片の位置と目盛りから目視によって計測する
方法では無く、平衡時において、被検液の電導度に正確
に正比例する補償コイルに流れる電流を計測する方法を
用いることによって達成される。個々の構成要素につい
て対象となる共通の特性は個々の増幅器の零点ドリフト
と増幅率の安定性であり、零点ドリフトについては零点
ドリフトの安定度が極めて高い増幅器（例えば０．２ｐ
ｐｍ／℃，３ｐｐｍ／年）を用いる事、又増幅率につい
ては交流電源の周波数において充分な増幅率を持つ増幅
器を用いる事、又増幅率を決める抵抗には安定度の極め
て高いもの（例えば１ｐｐｍ／℃，２５ｐｐｍ／年）を
用いる事によって達成される。交流電源，誤差信号増幅
器，電流調節器に用いられる増幅器の零点ドリフトの高
安定化については、扱う信号が交流である事を利用し
て、適当な値のコンデンサーを直列に接続する事により
達成される。次に前記小課題［２］の機械的可動部品を
持たない構造である事、及び前記小課題［３］の安価に
製作出来る事、を解決するための手段は前記［１］で述
べた電流調節器に半導体可変電流器を用いる事によって
達成される。前記小課題［４］の電導度に正比例した電
流又は電圧出力が得られる事、を解決するための手段
は、前記［１］の（７）で述べた補償コイルに流れる電
流を計測する方法を用いる事によって達成される。以
上、前記課題を解決するための手段をすべて述べたが、
これらの手段のうち従来の技術で解決可能なものと新規
な技術とに分けながらまとめてみると、前記零位法電導
度測定装置を構成する七つの要素のうち、電流調節器
（４）と信号計測器（７）を除いた個々の要素の精度及
び安定度を高める手段は、従来から常用されている技術
であるから、これらの個々の要素の精度及び安定度は、
技術的にはすでに非常に高いレベルに到達していた、と
考えて良い。従って、ここで問題となるのは、従来の零
位法電導度測定装置が、電流調節器（４），と信号計測
器（７）に極端に精度及び安定度の悪い前記の機械的可
動部品や、目視によつて計測する方法を用いた事にあ
る。これに対して、本発明による零位法電導度測定装置
は、電流調節器（４）に前記した半導体可変電流器を、
信号計測器（７）に補償コイルに流れる電流を計測する
方法を用いて被検液の電導度を測定する様にした事を特
長とする電導度測定方法が最良である事を発見した。

【００５】

【作用】電流調節器（４）に半導体可変電流器を用いた
構造は、次の様な作用をする。 （ａ）半導体可変電流器は、それを構成する要素の特性
及びその構成から、前記課題を解決するための手段（以
下手段と呼ぶ）の［１］の（４）で述べた様に分解能が
非常に高く、歪率が非常に小さいと言う特徴を持ってい
る。分解能が非常に高い事は又、前記手段の［１］の
（３）の次に述べた、電流調節器（４）の歪率と誤差信
号増幅器（５）の歪除去率と電導度測定精度の相互の関
係から判る様に、歪率が非常に小さい事は、電導度測定
装置の測定精度を極めて高くする様に作用する。 （ｂ）半導体可変電流器は、動作速度の遅い（例えば１
秒）機械的可動部品を全く含まず、信号の伝達は光又は
電流によって行なわれるから、制御信号に対する応答速
度が非常に早い（例えば０．００１秒）ので、自動平衡
機構の制御性を（応答速度）格段に上昇させる作用があ
る。 （ｃ）半導体可変電流器は高価な機械的可動部品を全く
含まないから、安価に製作出来る作用がある。信号計測
器（７）に補償コイルに流れる電流を計測する方法を用
いると、被検液の電導度に正確に正比例した電気信号を
提供するため、 （ｄ）電導度測定装置の測定精度を極めて高くする様に
作用する。 （ｅ）電導度に正比例した電流又は電圧出力が即座に得
られる様に作用する。

【０００６】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明
する。図１は本発明の実施例を示す原理説明図であり、
一次側のコイルＬ_１に振幅の安定な交流電源（１）が接
続された励磁変圧器（２）の二次コイルＬ_２と、二次側
の検出コイルＬ_３に誤差信号増幅器（５）が接続された
検出変圧器（３）の一次コイルＬ_２を共有した一巻の形
成された絶縁路に被検液を満たした液路コイルＬ_２と、
前記誤差信号増幅器に接続されると共に、誤差信号と交
流電源による基準信号の位相関係に基づいた制御出力が
得られる位相比較器（６）と前記検出変圧器には、前記
液路コイルを流れる電流によって発生する磁束を打ち消
す向きに設けた補償コイルＬ_４と、補償コイル及び前記
位相比較器及び交流電源に接続されると共に、前記半導
体可変電流器を用いた電流調節器（４）と補償コイルＬ
_４に流れる電流を計測する信号計測器（７）から成り、
これらの要素のうち、励磁変圧器（２）と液路コイルＬ
_２と検出変圧器（３）は図示されない容器に収納したも
のを検出部（８）として、例えば弗酸等の水溶液中に浸
漬させる。残りの要素は、図示されない箱に収納したも
のを計測部（９）として設置する。次に上記の様に構成
された電導度測定装置の動作原理を説明する。交流電源
（１）の出力電圧をｅ_１、被検液の電導度をＫ（液路抵
抗ｒ_０の逆数に容器定数γを掛けたもの）コイルＬ_１の
巻き数をｎ_１とすると、液路コイルＬ_２に流れる電流ｉ
_０は、 ｉ_０＝（ｅ_１／（γ×ｎ_１））×Ｋ −−
（Ｉ） となり被検液の電導度Ｋに正確に正比例する。
一方検出変圧器における電流バランスより、液路コイル
Ｌ_２に流れる電流を、ｉ_０補償コイルＬ_４の巻き数をｎ
_４これを流れる電流をｉ_４、検出コイルＬ_３の巻数をｎ
_３これを流れる不平衡電流をｉ_３とすれば、 ｎ_３×ｉ_３＝ｉ_０−ｎ_４×ｉ_４ −−（ＩＩ） が成立
する。平衡状態においては、不平衡電流ｉ_３は零となる
事から（ＩＩ）式の左辺は零と成り ｎ_４×ｉ_４＝ｉ_０
−− （ＩＩＩ） が成立しこれに（Ｉ）式を代入し
て、ｉ_４について解くと ｉ_４＝（ｅ_１／（γ×ｎ_１×
ｎ_４））×Ｋ −−（ＩＶ）となり、補償コイルＬ_４を
流れる電流ｉ_４は、被検液の電導度Ｋに正確に正比例し
ているので、補償コイルを流れる電流ｉ_４を信号計測器
（７）で計測すれば、被検液の電導度を正確に求める事
が出来る。逆に被検液の電導度Ｋが急変して、不平衡状
態になった場合には、（ＩＩ）式をｉ_３について解いた
ｉ_３＝（ｉ_０−ｎ_４×ｉ_４）／ｎ_３ −−（Ｖ）なる
不平衡電流ｉ_３が検出コイルＬ_３に流れるので、この信
号を誤差信号増幅器（５）で増幅して得られる誤差信号
が交流電源（１）から得られる基準信号に対して正相か
又は逆相かで増加又は減少する制御出力が得られる位相
比較器（６）と、この制御出力によって前期半導体可変
抵抗器を用いた電流調節器（４）を制御し、補償コイル
Ｌ_４に流れる電流ｉ_４を調節する。この一巡する工程は
不平衡電流ｉ_３が零になるまで素早く連続的に繰りかえ
される。このようにして被検液の電導度に対応する新た
な平衡点に素早く到達するから（これを自動平衡機構と
呼ぶ）電導度の変化に対しても自動的に早く追従する。
次に電流調節器（４）を二つの可変電流器（半導体可変
電流器は単独又は複数又は組み合わせ、を含めた総称で
あるから一つの交流電流を調節する機能を有するものを
以下可変電流器と呼ぶ）で構成し、一方の可変電流器は
補償コイルＬ_４に流れる電流ｉ_４のうち、実効電流に対
して自動平衡する様に、又他方の可変電流器は無効電流
に対して自動平衡する様にして、二重の自動平衡機構を
用いて構成した（以下二重平衡法と呼ぶ）電導度測定装
置、及び電流調節器（４）を一つの可変電流器で構成
し、補償コイルＬ_４に流れる電流ｉ_４のうち実効電流に
対して自動平衡する様にした（以下単独平衡法と呼ぶ）
電導度測定装置の、性能試験を実施した例を

【実施例１】〜

【実施例５】に、又上記測定装置を用いて濃度測定を実
施した例を

【実施例６】に示す。

【実施例１】二重平衡法において、実効電流及び無効電
流を調節する可変電流器に可変増幅率型増幅器の一種で
ある、前記したＶＣＡを用いた場合、±１０ｐｐｍの直
線性５ｐｐｍの分解能，３ｐｐｍ／℃の安定度が得られ
た。

【実施例２】二重平衡法において、実効電流を調節する
可変電流器に前記したＶＣＡを、無効電流を調節する可
変電流器に半導体可変抵抗器の一種である、前記したＣ
ｄＳを用いた場合、±２０ｐｐｍの直線性，５ｐｐｍの
分解能，３ｐｐｍ／℃の安定度が得られた。

【実施例３】二重平衡法において、実効電流及び無効電
流を調節する可変電流器に前記したＣｄＳを用いた場
合、±２０ｐｐｍの直線性，５ｐｐｍの分解能，３ｐｐ
ｍ／℃の安定度が得られた。

【実施例４】単独平衡法において、実効電流を調節する
可変電流器に前記したＶＣＡを用いた場合、±１５０ｐ
ｐｍの直線性，２０ｐｐｍの分解能，２０ｐｐｍ／℃の
安定度が得られた。

【実施例５】単独平衡法において、実効電流を調節する
可変電流器に前記したＣｄＳを用いた場合、±１５０ｐ
ｐｍの直線性，２０ｐｐｍの分解能，２０ｐｐｍ／℃の
安定度が得られた。

【実施例６】単独平衡法を用いて、５５％弗酸水溶液の
純分の濃度測定を約１年間連続的に実施した結果、濃度
計測値と湿式分析値（１Ｎ・水酸化ナトリウム溶液を用
いて滴定法で求める）の差は、すべて±０．１％以下の
精度で一致した。二重平衡法を用いた場合は、測定器の
精度が湿式分析の精度を越えているので、あえて表現す
るならば湿式分析の精度以下である。測定器の応答速度
は、二重平衡法、単独平衡法、共に０．０１秒以下であ
った。以上好適な実施例により説明したが、本発明はこ
れらに限定されるものではなく、種々の応用が可能であ
る。位相比較器（６）における位相比較法については常
用される同期整流法以外に、スイッチングにより入力波
形の一部を抽出して比較する方法、入力を方形波に変換
して論理処理する方法、アナログ掛算器による方法、等
も使用することが出来る。又位相比較信号から制御出力
を得る方法には比例、積分、微分、又はこれらを組み合
わせて構成した演算器（ソフトで構成されたものをふく
む）、等を用いる事が出来る。電流調節器（４）の信号
源は実施例が示した交流電源（１）以外に交流電源から
の信号を処理したもの、励磁変圧器に別巻したコイル、
等を用いても良い。用途については各種溶液の電導度の
測定は勿論のこと、濃度の測定も出来る。

【０００７】

【発明の効果】

［Ａ］ 測定精度及び安定度が極めて高くなった。測定
する環境の条件は、常用される屋外設置を考慮して、２
３℃±３０℃とすると、従来の技術で述べた様に、従来
の偏位法が約±１００００ｐｐｍ （±１％），従来の
零位法が約±３００００ｐｐｍ（±３％）であったのに
対し、実施例で述べた本発明の二重平衡法は、３ｐｐｍ
／℃×（±３０℃）＝±９０ｐｐｍ単独平衡法では、２
０ｐｐｍ／℃×（±３０℃）＝±６００ｐｐｍ、の測定
精度及び安定度が得られたので、従来に比し３３３倍〜
１７倍高くなった。 ［Ｂ］ 電導度と測定出力の直線性が極めて高くなっ
た。従来の技術で述べた様に、従来の偏位法が約±１０
０００ｐｐｍ、従来の零位法が約±３００００ｐｐｍで
あったのに対して、実施例で述べた本発明の二重平衡法
では±１０〜±２０ｐｐｍ，単独平衡法では±１５０ｐ
ｐｍの直線性が得られたので従来に比し３０００倍〜６
７倍高くなった。 ［Ｃ］ 電導度の応答速度が極めて速くなった。作用の
（ｂ）及び実施例６で述べた様に、従来の零位法が約１
秒であったのに対して、本発明では約０．０１秒の応答
速度が得られたので、従来の零位法に比し１００倍速く
なった。 ［Ｄ］ 自動平衡機構の個体化（簡素化）ができた。安
価な半導体可変電流器を用いた本発明は、従来の零位法
の様に高価な機械的可動部品を全く用いないから完全に
個体化出来るため構造が非常に簡素になり、９０％小型
に、又３０％安価に製作することができた。 ［Ｅ］ 電導度に正確に正比例した電流又は電圧出力が
得られる様になった。 ［Ｆ］ 常用される従来の偏位法測定装置に補償コイル
と誤差信号増幅器、位相比較器、電流調節器を新たに追
加すれば格段に高性能な本発明による電導度測定装置を
製作出来るので、その移行性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す原理説明図である。

【符号の説明】

（１）は交流電源 （２）は励磁変圧器 （３）は検出変圧器 （４）は電流調節器 （５）は誤差信号増幅器 （６）は位相比較器 （７）は信号計測器 （８）は検出部 （９）は計測部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前記零位法（自動平衡法）電磁式電導度測
   定方法において、前記電流調節器に前記半導体可変電流
   器を用いて、前記補償コイルに流れる電流を計測して、
   被検液の電導度を測定する様にした事を特徴とする電導
   度測定方法。
2. 【請求項２】一次側に交流電源が接続された励磁変圧器
   の二次コイルと、二次側に誤差信号増幅器が接続された
   検出変圧器の一次コイルを共有した一巻の形成された絶
   縁路に被検液を満たした液路コイルと、前記誤差信号増
   幅器に接続されると共に、誤差信号と基準信号の位相関
   係に基づいた制御出力が得られる位相比較器と、前記検
   出変圧器には、前記液路コイルを流れる電流によって発
   生する磁束を打ち消す向きに設けた補償コイルと、補償
   コイル及び前記位相比較器に接続されると共に、前記半
   導体可変電流器を用いた電流調節器と、補償コイルに流
   れる電流を計測する信号計測器とから成る事を特徴とす
   る電導度測定装置。