JPH0933582A - 導電率センサ - Google Patents

導電率センサ

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JPH0933582A
JPH0933582A JP20275995A JP20275995A JPH0933582A JP H0933582 A JPH0933582 A JP H0933582A JP 20275995 A JP20275995 A JP 20275995A JP 20275995 A JP20275995 A JP 20275995A JP H0933582 A JPH0933582 A JP H0933582A
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JP
Japan
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electrode
ring
electrodes
shaped
pair
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JP20275995A
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English (en)
Inventor
Hideo Tsukazaki
英夫 柄崎
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T H I SYST KK
Original Assignee
T H I SYST KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極部のセル定数を従来よりも1桁小さくす
ることが可能で、超純水や精製水などの導電率がそもそ
も低い液体であっても、その導電率を高精度に検出する
ことができ、また流体の滞留部を発生させたり流速変化
を生じさせることがない導電率センサを提供する。 【解決手段】 リング状第1電極1の軸線方向の両側
に、一対のリング状絶縁体2a・2bを重合し、更にそ
の外側に一対のリング状第2電極3a・3bを重合し
て、これらの内周面を面一に連続させ、これらの内側に
円筒形の流体通路5を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の導電率を測
定する導電率センサ、特にその電極部の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、流体の導電率を配管途中等で測定
できる導電率センサの電極部として、図5に示すような
構造が知られている。この従来技術は、第1電極である
棒状の内極50を、第2電極である円筒形の外極51内
に絶縁体52を介して同心円状に配置し、内極50の外
周面と外極51の内周面との間に、流体通路となる間隙
53を形成したもので、外極51の導入孔54から間隙
53内に流体を導入して内極50と外極51とに同時に
接触させ、内極50と外極51との間の電気抵抗から流
体の導電率を測定する。
【0003】また、電極部を配管の内面外側に装着する
タイプの導電率センサとして、本出願人は図6に示す構
造のものを提供している。この導電率センサは、配管の
一部となるボディ60の検出孔61の外面に、ケーブル
コネクタでもある絶縁体ホルダ62に保持された第1電
極63を臨ませるとともに、この第1電極63の回りで
絶縁体ホルダ62の外周に第2電極64を配置し、この
第2電極64をボンネット65で押さえてカバーしたも
のである。なお、66は温度センサである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら図5及
び図6に示した従来技術によると、半導体製造用超純水
や医薬品製造用精製水などの導電率がそもそも低い液体
については、満足できるオーダー(最小桁)までの導電
率を正確に検出することができなく、また医薬品製造プ
ラントのプロセス液のような清浄性が高く緻密な導電率
管理を要求される液体については、その要求に応えるよ
うな高精度の導電率検出ができない。
【0005】その理由について説明すると、導電率を高
精度に計測するには、電極部のセル定数を小さくするこ
とが必要である。セル定数Cは一般に次式で求められ
る。 C=L/S ただし、Lは電極間距離、Sは電極面積である。この式
から、セル定数Cを小さくするには、電極間距離Lを小
さくするか、電極面積Sを大きくする必要がある。
【0006】ところが、図5に示した従来技術及び図6
に示した従来技術のいずれの場合も、第1電極と第2電
極の間の距離を小さくすることは現実的に困難であるた
め、電極面積を大きくすることでセル定数を小さくする
のが一般的であるが、セル定数を小さくできたとしても
せいぜい0.01程度までで、それ未満にすることは困
難であった。また、両従来技術とも配管中に設置するの
になんらかのアダプタを必要とし、これにより流体の滞
留部が形成され、洗浄に多大な時間を要していた。更
に、電極部表面及び絶縁部表面に接触する流体は、その
本流による流速を減速されてから接触することになるた
め、流速変化により電極部表面及びその周囲に汚れが累
積し、検出精度の経時劣化が大きかった。
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑み、電極部のセル定数を従来よりも1桁小さい0.0
01程度まで小さくすることが可能で、超純水や精製水
などの導電率がそもそも低い液体であっても、その導電
率を高精度に検出することができ、また流体の滞留部を
発生させたり流速変化を生じさせることがない導電率セ
ンサを提供することを目的とする。
【0008】
【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、本発明の第1の形態の導電率センサは、第1電
極、第2電極及び絶縁体のいずれもリング状として、第
1電極、絶縁体、第2電極の順にそれらの内周面が面一
に連続するように軸線方向に並べて重合し、これらの内
側に円筒形の流体通路を形成したものである。リング状
第1電極の軸線方向の両側に、一対のリング状絶縁体を
重合し、更にその外側に一対のリング状第2電極を重合
して、これらの内周面を面一に連続させてもよい。この
場合、一対のリング状第2電極に配管接続用のフランジ
部を設けることができる。なお、本発明で「リング状」
とは比較的短い円筒形も含む概念とする。
【0009】また、本発明の第2の形態の導電率センサ
は、第1電極をリング状導電体で構成し、その軸線方向
のリング状端面に絶縁体として絶縁性薄膜、第2電極と
して導電性薄膜を積層形成することによって上記の目的
を達成する。絶縁性薄膜及び導電性薄膜はリング状導電
体の両側の端面にそれぞれ形成することができる。
【0010】第1の形態の場合、いずれもリング状の第
1電極、第2電極及び絶縁体の内周面を面一にして連続
させているため、電極面積を極力大きくしてセル定数を
小さくできるとともに、流体の滞留や流速変化を生じさ
せない円筒形の流体通路を形成できる。
【0011】第2の形態の場合、リング状導電体である
第1電極のリング状端面に、絶縁性薄膜及び第2電極と
なる導電性薄膜を積層形成しているため、第1電極によ
って必要な電極面積を確保できるとともに、第1電極と
第2電極(導電性薄膜)との間の距離は絶縁性薄膜の厚
さによって決まるため、セル定数を小さくでき、また第
1の態様と同様に、流体の滞留や流速変化を生じさせな
い円筒形の流体通路を形成できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図1は本発明の第1実施例の電極部の
構造を示す。この電極部は、リング状導電体である第1
電極1を真ん中にして、その軸線方向の両側に一対のリ
ング状絶縁体2a・2bを配置し、更にその両側にリン
グ状導電体である一対の第2電極3a・3bを配置し、
これらの一部分を後述のように順次嵌合して構成されて
いる。第1電極1、絶縁体2a・2b及び第2電極3a
・3bの内径は等しく、これらの内周面を面一に連続さ
せ、一端開口4aから他端開口4bまで同じ内径で内周
面が連続する円筒形の流体通路5を形成している。
【0013】第1電極1は単なるリングであるが、一対
の絶縁体2a・2bは、それぞれの一端部6a・6bが
段差状に大径となって内側段部7a・7b及び外側段部
8a・8bを形成している。一対の第2電極3a・3b
は、外周面の一端に接合用フランジ部9a・9bを有す
るとともに、他端に継手となる配管接続用フランジ部1
0a・10bを有し、また内周面の一端部に凹部11a
・11bを有する。接続用フランジ部10a・10bは
接合用フランジ部9a・9bよりも外径が大きい。
【0014】第1電極1、一対の絶縁体2a・2b及び
一対の第2電極3a・3bの接合は次のようにして行わ
れている。一対の絶縁体2a・2bの一端部6a・6b
を共通のカバーリング12内に嵌合し、第1電極1の両
端部を一対の絶縁体2a・2bの内側段部7a・7bに
それぞれ嵌合させるとともに、一対の絶縁体2a・2b
を一対の第2電極3a・3bの凹部11a・11bにそ
れぞれ嵌合させる。そして、接合用フランジ部9a・9
bの側面からその孔13a・13bを通じてカバーリン
グ12の複数のネジ孔14にボルト15a・15bをそ
れぞれ螺合し、一対の第2電極3a・3bの接合用フラ
ンジ部9a・9bで一対の絶縁体2a・2bの一端部6
a・6b及びカバーリング12を緊締挟持する。これに
より、第1電極1は一対の絶縁体2a・2b間に固定さ
れ、また絶縁体2a・2bは一対の第2電極3b・3b
間に固定される。
【0015】このように構成された電極部は、両端の接
続用フランジ部10a・10bを継手として配管に接続
して使用される。流体通路5を流れる流体の導電率を第
1電極1と第2電極3a・3bとの間の電気抵抗によっ
て検出するため、第1電極1及び第2電極3a・3bに
は、カバーリング12の外側に取付けられたコネクタ1
6によって図示しないケーブルが接続される。なお、一
対の第2電極3a・3b同士は、電気的外乱を防止する
ため外部で電気的に短絡される。
【0016】図2は本発明の第2実施例の電極部の構造
を示す。図1に示した第1実施例が大径型とするなら
ば、第2実施例は小径型としたもので、第1電極21と
一対の絶縁体22a・22bと一対の第2電極23a・
23bの配置関係及びこれらをいずれもリング状とした
ことは第1実施例と基本的に同じであるが、次の点が相
違する。
【0017】第1電極21は、その内周面の両端部に凹
部24a・24bを設け、また一対の絶縁体22a・2
2bは、その外周面の中央にフランジ部25a・25b
をそれぞれ設け、一対の第2電極23a・23bは、外
周面に接合用フランジ部26a・26bを設けていると
ともに、円筒部27a・27bを一体に突出してその先
端に継手となる接続用フランジ部28a・28bを設け
ている。カバーリング29は、その外周面の両端部に雄
ネジ30a・30bを設け、これら雄ネジ30a・30
bの間の部分の内径及び外径を大きくしている。その大
きくした外面中央には、第1実施例と同様のコネクタ3
2が取付けられている。
【0018】第2実施例では、第1実施例のボルト15
a・15bに代えて一対の袋ナット31a・31bを使
用し、この袋ナット31a・31bをカバーリング29
の雄ネジ30a・30bに螺合させて緊締する。これに
より、カバーリング29の端面と袋ナット31a・31
bとで一対の第2電極23a・23bの接合用フランジ
部26a・26bが挟持されるとともに、第1電極21
の端面と一対の第2電極23a・23bの端面とで一対
の絶縁体22a・22bのフランジ部25a・25bが
挟持され、第1電極21は一対の絶縁体22a・22b
間に固定され、また絶縁体22a・22bは一対の第2
電極23b・23b間に固定される。
【0019】図3は本発明の第3実施例の電極部の概要
構造を示し、リング状導電体である第1電極41を真ん
中にして、その軸線方向の両端面に絶縁性薄膜42a・
42b及び第2電極となる導電性薄膜43a・43bを
積層形成し、更にその軸線方向の両側にガスケット44
a・44bを介して接続用フランジ45a・45bを重
合し、これらの内周面によって面一に連続する流体通路
46を形成したものである。
【0020】図3の第3実施例の場合のセル定数Cの理
論値は、図4に示すように電極の内径断面積をS、電極
間距離をLとすると、 C=2L/S となる。今、図3において絶縁性薄膜42a・42bの
それぞれの厚さを4μ、第1電極41の内径を10mm
とすると、セル定数Cは次のようになる。 C=2×4×10-4÷(π×12 ÷4)=0.0010
2cm-1 なお、実験による実測値は0.00091cm-1であっ
た。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように請求項1及び2に係
る発明によれば、いずれもリング状の第1電極、第2電
極及び絶縁体の内周面を面一にして連続させているた
め、電極面積を極力大きくしてセル定数を小さくでき、
また請求項4及び5に係る発明によれば、リング状導電
体である第1電極のリング状端面に、絶縁性薄膜及び第
2電極となる導電性薄膜を積層形成しているため、第1
電極によって必要な電極面積を確保できるとともに、第
1電極と第2電極(導電性薄膜)との間の距離は絶縁性
薄膜の厚さによって決まるため、セル定数を小さくでき
る。従って、電極部のセル定数を従来よりも1桁小さい
0.001程度まで小さくすることが可能となり、超純
水や精製水などの導電率がそもそも低い液体であって
も、その導電率を高精度に検出することができる。ま
た、流体の滞留部を発生させたり流速変化を生じさせる
ことがないので、汚れが電極に付着することによる検出
精度の劣化も防止できる。
【0022】請求項3に係る発明のように、一対のリン
グ状第2電極に配管接続用のフランジ部を設けると、配
管接続が容易になるとともに、部品点数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の半断面した斜視図であ
る。
【図3】本発明の第3実施例の概要断面図である。
【図4】第3実施例のセル定数を導き出すための説明図
である。
【図5】従来例の概要断面図である。
【図6】別の従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 第1電極 2a・2b 絶縁体 3a・3b 第2電極 10a・10b 接続用フランジ部 21 第1電極 22a・22b 絶縁体 23a・23b 第2電極 28a・28b 接続用フランジ部 41 第1電極 42a・42b 絶縁性薄膜 43a・43b 導電性薄膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1電極と第2電極との間に絶縁体を介在
    させ、これら両電極に接触して流れる流体の導電率を、
    両電極間の電気抵抗によって測定する導電率センサにお
    いて、前記第1電極、第2電極及び絶縁体のいずれもリ
    ング状として、第1電極、絶縁体、第2電極の順にそれ
    らの内周面が面一に連続するように軸線方向に並べて重
    合し、これらの内側に円筒形の流体通路を形成したこと
    を特徴とする導電率センサ。
  2. 【請求項2】リング状第1電極の軸線方向の両側に、一
    対のリング状絶縁体を重合し、更にその外側に一対のリ
    ング状第2電極を重合して、これらの内周面を面一に連
    続させたことを特徴とする請求項1に記載の導電率セン
    サ。
  3. 【請求項3】一対のリング状第2電極に配管接続用のフ
    ランジ部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の導
    電率センサ。
  4. 【請求項4】第1電極と第2電極との間に絶縁体を介在
    させ、これら両電極に接触して流れる流体の導電率を、
    両電極間の電気抵抗によって測定する導電率センサにお
    いて、前記第1電極をリング状導電体で構成し、その軸
    線方向のリング状端面に前記絶縁体として絶縁性薄膜、
    前記第2電極として導電性薄膜を積層形成したことを特
    徴とする導電率センサ。
  5. 【請求項5】絶縁性薄膜及び導電性薄膜をリング状導電
    体の両側の端面にそれぞれ形成したことを特徴とする請
    求項4に記載の導電率センサ。
JP20275995A 1995-07-18 1995-07-18 導電率センサ Pending JPH0933582A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001208710A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Saginomiya Seisakusho Inc 電気伝導度センサ
JP2012519286A (ja) * 2009-03-04 2012-08-23 ユニバーサル ナノセンサー テクノロジーズ インコーポレーテッド コンダクタンス検出システム及び方法

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