JPH09229896A - イオン濃度測定装置 - Google Patents
イオン濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH09229896A JPH09229896A JP8039512A JP3951296A JPH09229896A JP H09229896 A JPH09229896 A JP H09229896A JP 8039512 A JP8039512 A JP 8039512A JP 3951296 A JP3951296 A JP 3951296A JP H09229896 A JPH09229896 A JP H09229896A
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- Japan
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- ion
- ion concentration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部液によって生じる測定誤差を無くすと共
に、イオン電極を衝撃に対して強くでき、製造が簡単な
ものにすることができる。 【解決手段】 被測定溶液中に浸漬された参照電極とイ
オン電極との両電極間に発生する電位差により、前記被
測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定装置
において、前記イオン電極は、前記被測定液に一方の面
が接液され、内部に内部電極が埋め込まれた感応膜を有
したことを特徴としている。
に、イオン電極を衝撃に対して強くでき、製造が簡単な
ものにすることができる。 【解決手段】 被測定溶液中に浸漬された参照電極とイ
オン電極との両電極間に発生する電位差により、前記被
測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定装置
において、前記イオン電極は、前記被測定液に一方の面
が接液され、内部に内部電極が埋め込まれた感応膜を有
したことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ｐＨセンサ等のよ
うなイオン濃度測定装置に関し、更に詳しくは、精度が
良く、製造が簡単なイオン濃度測定装置に関する。
うなイオン濃度測定装置に関し、更に詳しくは、精度が
良く、製造が簡単なイオン濃度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、イオン濃度測定装置を代表する
従来のｐＨセンサの構成図である。図中、１０は被測定
液中のイオン濃度（活量）の変化によって電極電位が変
化するイオン電極、２０は一定電位を示す参照電極であ
る。
従来のｐＨセンサの構成図である。図中、１０は被測定
液中のイオン濃度（活量）の変化によって電極電位が変
化するイオン電極、２０は一定電位を示す参照電極であ
る。
【０００３】イオン電極１０において、１１は０.２〜
０.５mmの薄いガラスからなるガラス薄膜で、Ｈ+イオン
に感応する。１２は一定のｐＨの緩衝液、塩化カリウム
などからなる内部液、１３は銀・塩化銀またはカロメル
電極からなる内部電極である。
０.５mmの薄いガラスからなるガラス薄膜で、Ｈ+イオン
に感応する。１２は一定のｐＨの緩衝液、塩化カリウム
などからなる内部液、１３は銀・塩化銀またはカロメル
電極からなる内部電極である。
【０００４】溶液中のイオン濃度は、イオン電極１０と
参照電極２０との両電極間に発生する電位差Ｅをポテン
ショメータＰＴで測定し、ｐＨに換算して得る。イオン
電極１０の電極電位をＥise、参照電極２０の電極電位
をＥrefとすると、両電極間に発生する電位差Ｅは、次
式のようになる。 Ｅ＝Ｅise−Ｅref＝Ｅ0＋Ｓ・ｌog ａi
参照電極２０との両電極間に発生する電位差Ｅをポテン
ショメータＰＴで測定し、ｐＨに換算して得る。イオン
電極１０の電極電位をＥise、参照電極２０の電極電位
をＥrefとすると、両電極間に発生する電位差Ｅは、次
式のようになる。 Ｅ＝Ｅise−Ｅref＝Ｅ0＋Ｓ・ｌog ａi
【０００５】 ここでａiはイオン電極が測定対象として
いるイオンの活量、Ｅ0は定数、Ｓは2.303（ＲＴ/Ｚ
iＦ）で、Ｚi＝１の場合、２５°Ｃで0.05916Ｖであ
る。よって、ａiは、電位差Ｅを測定することで求める
ことができる。
いるイオンの活量、Ｅ0は定数、Ｓは2.303（ＲＴ/Ｚ
iＦ）で、Ｚi＝１の場合、２５°Ｃで0.05916Ｖであ
る。よって、ａiは、電位差Ｅを測定することで求める
ことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のｐＨ
センサによって代表されるイオン濃度測定装置は、次式
からも分かるように、イオン電極中の内部液の経年変
化、例えば、ｐＨi、Ｃiの変化により電極電位差Ｅise
が変動して、測定誤差の原因となる。
センサによって代表されるイオン濃度測定装置は、次式
からも分かるように、イオン電極中の内部液の経年変
化、例えば、ｐＨi、Ｃiの変化により電極電位差Ｅise
が変動して、測定誤差の原因となる。
【０００７】Ｅise＝｛2.303ＲＴ（ｐＨi−ｐＨs）／
Ｆ｝＋（Ｃs−Ｃi） ここで、Ｒはガス定数、Ｔは絶対温度、Ｆファラデー定
数、ｐＨiは内部液のｐＨ、ｐＨsは測定液のｐＨ、Ｃi
は内部液側の固有電位、Ｃsは測定液側の固有電位であ
る。
Ｆ｝＋（Ｃs−Ｃi） ここで、Ｒはガス定数、Ｔは絶対温度、Ｆファラデー定
数、ｐＨiは内部液のｐＨ、ｐＨsは測定液のｐＨ、Ｃi
は内部液側の固有電位、Ｃsは測定液側の固有電位であ
る。
【０００８】また、イオン電極のガラス薄膜は、０.２
〜０.５mmと薄くて壊れやすく、作るのに熟練が必要
で、大量生産をするのには難しいという問題点があっ
た。
〜０.５mmと薄くて壊れやすく、作るのに熟練が必要
で、大量生産をするのには難しいという問題点があっ
た。
【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、イオン電極のガラス薄膜をスパッタリング等で
直接内部電極に形成し、若しくはイオン電極の内部電極
を溶融ガラス中に浸漬する等して、ガラス薄膜に封じ込
めるように形成し、内部液を必要としないものとするこ
とで、内部液によって生じる測定誤差を無くすと共に、
衝撃に強く、製造が簡単なイオン濃度測定装置を提供す
ることを目的としている。
もので、イオン電極のガラス薄膜をスパッタリング等で
直接内部電極に形成し、若しくはイオン電極の内部電極
を溶融ガラス中に浸漬する等して、ガラス薄膜に封じ込
めるように形成し、内部液を必要としないものとするこ
とで、内部液によって生じる測定誤差を無くすと共に、
衝撃に強く、製造が簡単なイオン濃度測定装置を提供す
ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、被測定溶液中に浸漬された参照電
極とイオン電極との両電極間に発生する電位差により、
前記被測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測
定装置において、前記イオン電極は、前記被測定液に一
方の面が接液され、内部に内部電極が埋め込まれた感応
膜、を備えたことを特徴としている。また、被測定溶液
中に浸漬された参照電極とイオン電極との両電極間に発
生する電位差により、前記被測定溶液中のイオン濃度を
測定するイオン濃度測定装置において、前記イオン電極
は、前記被測定液に一方の面が接液されると共に、他方
の面が内部電極に接するように設けられた感応膜、を備
えたことを特徴としている。
るために、本発明は、被測定溶液中に浸漬された参照電
極とイオン電極との両電極間に発生する電位差により、
前記被測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測
定装置において、前記イオン電極は、前記被測定液に一
方の面が接液され、内部に内部電極が埋め込まれた感応
膜、を備えたことを特徴としている。また、被測定溶液
中に浸漬された参照電極とイオン電極との両電極間に発
生する電位差により、前記被測定溶液中のイオン濃度を
測定するイオン濃度測定装置において、前記イオン電極
は、前記被測定液に一方の面が接液されると共に、他方
の面が内部電極に接するように設けられた感応膜、を備
えたことを特徴としている。
【００１１】
【作用】被測定液に一方の面が接液されると共に、他方
の面が内部電極に接するように設けられた感応膜からな
るイオン電極は、直接被測定溶液との電位差を取り出す
ことができる。
の面が内部電極に接するように設けられた感応膜からな
るイオン電極は、直接被測定溶液との電位差を取り出す
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の一実
施例を説明する。図１は、本発明のイオン濃度測定装置
の一実施例を示した構成図である。図中、図４と同一作
用をするものは同一符号を付けて説明する。３０はイオ
ン電極、３１はガラス等からなる感応膜で、被測定液に
一方の面が接液され、内部に内部電極３２が埋め込まれ
ている。３３は内部電極３２より電圧信号を取り出すリ
ード線で、参照電極２０の電極２１と接続される。ＰＴ
はポテンショメータである。
施例を説明する。図１は、本発明のイオン濃度測定装置
の一実施例を示した構成図である。図中、図４と同一作
用をするものは同一符号を付けて説明する。３０はイオ
ン電極、３１はガラス等からなる感応膜で、被測定液に
一方の面が接液され、内部に内部電極３２が埋め込まれ
ている。３３は内部電極３２より電圧信号を取り出すリ
ード線で、参照電極２０の電極２１と接続される。ＰＴ
はポテンショメータである。
【００１３】被測定溶液中のイオン濃度は、被測定溶液
中に浸漬された参照電極２０とイオン電極３０との両電
極間に発生する電位差Ｅによって求められる。この場合
のイオン電極３０の電極電位差Ｅiseは、次式のように
なる。 Ｅise＝｛2.303ＲＴ・ｐＨs／Ｆ｝＋Ｃs このことは、従来のイオン電極中の内部液の経年変化、
例えば、ｐＨi、Ｃiの変化により電極電位差Ｅiseが変
動することがないことを示している。
中に浸漬された参照電極２０とイオン電極３０との両電
極間に発生する電位差Ｅによって求められる。この場合
のイオン電極３０の電極電位差Ｅiseは、次式のように
なる。 Ｅise＝｛2.303ＲＴ・ｐＨs／Ｆ｝＋Ｃs このことは、従来のイオン電極中の内部液の経年変化、
例えば、ｐＨi、Ｃiの変化により電極電位差Ｅiseが変
動することがないことを示している。
【００１４】図２は、本発明の他の実施例を示した要部
構成図で、イオン濃度測定装置のイオン電極を示したも
のである。図中、４０はコバールからなるピン状の内部
電極４１にガラス等の感応膜４２がスパッタリングや蒸
着等（以下、薄膜作成技術という）で形成されたイオン
電極、４３は内部電極４１より電圧信号を取り出すリー
ド線である。
構成図で、イオン濃度測定装置のイオン電極を示したも
のである。図中、４０はコバールからなるピン状の内部
電極４１にガラス等の感応膜４２がスパッタリングや蒸
着等（以下、薄膜作成技術という）で形成されたイオン
電極、４３は内部電極４１より電圧信号を取り出すリー
ド線である。
【００１５】尚、イオン電極は、図３に示すようにアル
ミナ、ジルコニア等のセラミック４４等にコバールの内
部電極４１を薄膜作成技術を用いて作成し、更に、ガラ
スの感応膜を薄膜作成技術を用い、積層して構成するこ
ともできる。
ミナ、ジルコニア等のセラミック４４等にコバールの内
部電極４１を薄膜作成技術を用いて作成し、更に、ガラ
スの感応膜を薄膜作成技術を用い、積層して構成するこ
ともできる。
【００１６】本実施例の内部電極４１は、ガラスと線膨
張係数の等しいコバールを用いて説明しているが、ガラ
スと密着性のよい金属であれば、その他の金属も使用で
きる。
張係数の等しいコバールを用いて説明しているが、ガラ
スと密着性のよい金属であれば、その他の金属も使用で
きる。
【００１７】また、ここでは、イオン電極の感応膜を、
ｐＨ測定のためのガラスからなるガラス電極のものにつ
いて説明しているが、感応膜の組成を選択すれば、アル
カリ金属イオン、難溶性塩等を測定することもできる。
ｐＨ測定のためのガラスからなるガラス電極のものにつ
いて説明しているが、感応膜の組成を選択すれば、アル
カリ金属イオン、難溶性塩等を測定することもできる。
【００１８】尚、実験によれば、感応膜の膜厚は、５０
０Ａ（オングストローム）〜０.５mmの範囲の時、イオ
ンの応答性、及び耐久性に優れており、最適な厚みであ
った。これは、感応膜の抵抗値を１００Ｍ〜１０００Ｍ
Ωとした場合にあたる。
０Ａ（オングストローム）〜０.５mmの範囲の時、イオ
ンの応答性、及び耐久性に優れており、最適な厚みであ
った。これは、感応膜の抵抗値を１００Ｍ〜１０００Ｍ
Ωとした場合にあたる。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明のイ
オン濃度測定装置は、イオン電極のガラス薄膜をスパッ
タリング等で直接電極に形成し、若しくはイオン電極の
電極をガラス薄膜に封じ込めるように形成し、内部液を
必要としないものとしたものである。このため、内部液
によって生じる測定誤差を無くすと共に、イオン電極を
衝撃に対して強くでき、製造が簡単なものにすることが
できる。
オン濃度測定装置は、イオン電極のガラス薄膜をスパッ
タリング等で直接電極に形成し、若しくはイオン電極の
電極をガラス薄膜に封じ込めるように形成し、内部液を
必要としないものとしたものである。このため、内部液
によって生じる測定誤差を無くすと共に、イオン電極を
衝撃に対して強くでき、製造が簡単なものにすることが
できる。
【図１】本発明のイオン濃度測定装置の一実施例を示し
た構成図である。
た構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示した要部構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例を示した要部構成図であ
る。
る。
【図４】イオン濃度測定装置を代表する従来のｐＨセン
サの構成図である。
サの構成図である。
３０、４０ イオン電極 ３１、４２ 感応膜 ３２、４１ 内部電極 ４４ セラミックス
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定溶液中に浸漬された参照電極とイ
オン電極との両電極間に発生する電位差により、前記被
測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定装置
において、 前記イオン電極は、 前記被測定液に一方の面が接液され、内部に内部電極が
埋め込まれた感応膜、を有したことを特徴としたイオン
濃度測定装置。 - 【請求項２】 被測定溶液中に浸漬された参照電極とイ
オン電極との両電極間に発生する電位差により、前記被
測定溶液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定装置
において、 前記イオン電極は、 前記被測定液に一方の面が接液されると共に、他方の面
が内部電極に接するように設けられた感応膜、 を有したことを特徴としたイオン濃度測定装置。 - 【請求項３】前記感応膜の膜厚を５００Ａ〜０.５mmと
したことを特徴とした請求項１及び請求項２記載のイオ
ン濃度測定装置。 - 【請求項４】前記感応膜の抵抗値を１００Ｍ〜１０００
ＭΩとしたことを特徴とした請求項１及び請求項２記載
のイオン濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039512A JPH09229896A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | イオン濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039512A JPH09229896A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | イオン濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229896A true JPH09229896A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12555103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8039512A Pending JPH09229896A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | イオン濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101298174B1 (ko) * | 2010-11-23 | 2013-08-20 | 폴리에너지(주) | 선택이온농도계 및 이온농도 측정방법 |
| CN108398473A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 宁波卫生职业技术学院 | 用于检测污水的汞离子选择电极的制备方法 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8039512A patent/JPH09229896A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101298174B1 (ko) * | 2010-11-23 | 2013-08-20 | 폴리에너지(주) | 선택이온농도계 및 이온농도 측정방법 |
| CN108398473A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 宁波卫生职业技术学院 | 用于检测污水的汞离子选择电极的制备方法 |
| CN108398473B (zh) * | 2018-01-15 | 2020-06-12 | 宁波卫生职业技术学院 | 用于检测污水的汞离子选择电极的制备方法 |
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