JPH10197469A - 電気伝導度測定装置 - Google Patents

電気伝導度測定装置

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JPH10197469A
JPH10197469A JP216497A JP216497A JPH10197469A JP H10197469 A JPH10197469 A JP H10197469A JP 216497 A JP216497 A JP 216497A JP 216497 A JP216497 A JP 216497A JP H10197469 A JPH10197469 A JP H10197469A
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JP
Japan
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electrode
carbonaceous
electric conductivity
water
conductivity measuring
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JP216497A
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English (en)
Inventor
Minehiro Kamiyama
峰宏 上山
Osamu Yoshimoto
修 吉本
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Toyo Tanso Co Ltd
Original Assignee
Toyo Tanso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的安価で、測定対象となる水や土中の水
質に左右されることなく耐食性に優れ使用中及び使用後
のメンテナンス性の良い電極を用いた電気伝導度測定装
置を提供する。 【解決手段】 電気伝導度測定装置4の電極が炭素質物
質と樹脂硬化物の成形体3からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気伝導度測定装
置に関し、詳細には、各種プラントの純水や排水、農業
水質等例えば、水耕栽培における肥料濃度測定、電解液
の電解質の濃度測定、あるいは水処理場における原水へ
の下水、産業排水、海水等の混入推定のための濃度測定
等、更には、畑や植木鉢などの水分の測定等に用いられ
る電気伝導度測定装置(電気抵抗測定装置)に関するも
のである。なお、水中の濃度測定等では水の電気伝導度
測定装置、土中の水分の測定は土の電気抵抗測定装置と
称するのが一般的であるが、本発明では電気伝導度測定
装置と総称する。
【0002】
【従来の技術】水耕栽培における肥料濃度測定、電解液
の電解質の濃度測定や水処理場における原水への下水、
産業排水等の混入推定のための測定等は、肥料の溶解
液、電解液あるいは処理水中に所定間隔あけて電極板を
浸漬し、その電極板間の電気伝導度を測定することで行
われている。
【0003】また、畑や植木鉢などでは、従来、灌水の
基準が無く、このため灌水のし過ぎあるいは不足により
作物や植木の生育が不十分であったりすることから、特
開昭63−231253号公報に提案されているような土壌水分
計があり、土中に挿入した電極棒又は電極板間の電気抵
抗を測定することで水分の測定がなされている。
【0004】上述した水中及び土中の電気伝導度(電気
抵抗)の測定は、何れも水あるいは水分と言った媒体を
介してなされるもので、一般に水が電気分解しない程度
の極めて低い電圧(約1.23V以下)をかけて行われ、そ
の測定には通常、特開昭63−231253号公報に提案されて
いるように、電圧、電流測定機能により電気抵抗計とし
た回路と電極で構成された電気伝導度測定装置が用いら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電気伝
導度の測定装置に用いられる電極は、用途によってその
材質が異なるが何れも耐食性のある金属が選ばれて使用
されている。しかし、耐食性のある金属を選んで使用し
たとしても、何れも連続的に使用した場合、測定する水
又は水分の性質(溶解する肥料や電解質、酸性雨、農
薬、工場排水などによる影響)によっては腐食による金
属成分の溶解が起こる。このような腐食を極力発生させ
ず測定精度を維持するためには測定後に腐食しないよう
にメンテナンスをするか、腐食がはげしい場合には交換
を余儀なくされることになる。また、より腐食しにくい
電極材として白金、白金黒、チタン等の耐食性に優れる
金属もあるが、高価であり、用途によっては実用的でな
い。
【0006】本発明は、上記の問題点を解消するために
なしたものであって、その目的は、比較的安価で、測定
対象となる水や土中の水質に左右されることなく耐食性
に優れ使用中及び使用後のメンテナンス性の良い電極を
用いた電気伝導度測定装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る電気伝導度測定装置は、電極として
炭素質物質と樹脂硬化物の成形体からなる炭素質電極あ
るいは炭素質成形体に樹脂を含浸してなる炭素質電極が
接続されてなるものである。なお、ここで言う炭素質と
は黒鉛を含む炭素材料を意味するものである。上述した
ように水中及び土中の電気伝導度(電気抵抗)の測定で
は水が電気分解しない程度の極めて低い電圧をかけて測
定が行われるので、前記炭素質電極であっても、金属と
同様、電解反応を起こすことなく電気伝導度(電気抵
抗)の測定電極として使用することができる。その上、
炭素質物質と樹脂硬化物の成形体であるので、比較的安
価に電極棒又は電極板に形成することが可能であるとと
もに、化学的な安定性から水に溶解する成分が無く長期
に渡って安定した測定を行うことができる。また使用中
に水又は水分によって腐食することはなく、また使用後
も水気によって腐食することはないのでメンテナンス性
が良い。また更に、消耗することがあっても発生する物
質は、有害な金属や重金属等ではないので生体等に安全
である。
【0008】また、本発明では、炭素質電極の水分吸収
率は 2%以下が好ましい。その理由は、水分吸収率は炭
素質電極表面の開気孔による吸水性を意味するもので、
この水分吸収率が大きい場合には多くの開気孔が存在す
ることを意味し、この開気孔が多い場合には測定を繰り
返すうちに、開気孔内に払拭あるいは洗浄しても除去で
きないような微細な物質が詰まり測定精度の低下が懸念
されるためで、特に水中及び土中に適用する場合には、
水に溶解しているもの等が乾燥によって開気孔内に詰ま
りやすく、測定精度の低下が懸念されるためである。
【0009】また、本発明では、炭素質物質や樹脂硬化
物を特に限定するものではないが、炭素質物質としては
天然黒鉛、カーボンブラック、石油系もしくは石炭系コ
ークス及びこれらの混合物などが好適に使用できる。ま
た樹脂硬化物としては、耐液性や耐薬品性に優れるフェ
ノール樹脂、フッ素樹脂などが好適に使用できる。ま
た、炭素質物質や樹脂硬化物の組成範囲も特に限定する
ものではないが、炭素質物質50〜90質量%、樹脂硬化物
10〜50質量%の組成範囲とすることが好ましく、この範
囲の炭素質電極であれば水分吸収率がほぼ 0%で開気孔
の無い表面性状とすることができ、段落番号〔000
7〕で述べた作用効果に加えて、段落番号〔0008〕
で述べた作用効果を享受することができる。また、炭素
質物質の成形体に樹脂硬化物としてフェノール樹脂、フ
ラン樹脂、フルフリルアルコール樹脂等の熱硬化性樹
脂、もしくはポリエチレン、ナイロン、フッ素樹脂等の
熱可塑性樹脂を含浸させた炭素質電極、あるいは前記樹
脂を含浸や表面に被覆させた後に炭化処理を施しガラス
状炭素とした炭素質電極であってもよく、この場合も水
分吸収率がほぼ 0%で開気孔の無い表面性状とすること
ができ、同様の作用効果が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明に係る電気伝導度測
定装置の説明図である。
【0011】電気伝導度測定装置本体1は市販の導電率
計(堀場製作所製導電率メーターES・12)の本体を用
い、その本体1に導線2を介して炭素質物質と樹脂硬化
物の成形体からなる炭素電極板3を取付けて電気伝導度
測定装置4を構成した。
【0012】そして、上記電気伝導度測定装置4におい
て、炭素電極板3を炭素質物質60質量%と樹脂硬化物40
質量%の組成で成形する(成形体の水分吸収率はほぼ 0
%であった)とともに、極間距離 1cm、極面積1cm2のセ
ルを構成し、このセルを表1に示す種々の電離物質を純
水に溶解した各測定液の水槽内に浸漬しそれぞれの導電
率を測定した。また、比較のため上記市販の導電率計を
用い同じ測定液の導電率を測定した。その測定結果を表
1に併せて示すとともに、図2に比較して示す。図2か
ら明らかなように、本発明に係る電気伝導度測定装置4
による測定結果と市販導電率計による測定結果は良好な
整合性のあることが認められる。なお、この測定におい
ては、炭素電極が金属と比較して高い電気比抵抗を有す
ること、電極表面における水の濡れ性に差があること等
の影響を考慮し、測定に先立ち、上記セルを塩化カリウ
ムを用いて調製した標準導電率液により2点校正を行な
い、セル定数(J) を求めた上で測定に供した。前記影響
は、実用状態では大きな接水面積を有する炭素電極が使
用されるので緩和されると考えられる。
【0013】また、炭素電極板3として炭素質物質50質
量%と樹脂硬化物50質量%の組成からなる電極、及び炭
素質物質90質量%と樹脂硬化物10質量%の組成からなる
電極についても同様に測定液の導電率の測定を行ったと
ころ良い再現性が得られた。
【0014】
【表1】
【0015】また、上記測定において炭素電極板3が損
なわれ測定液内に炭素粉が認められたり、液が黒ずんだ
りすることは全く無かった。また、測定後放置し乾燥後
に表面を観察したが、表面の変質は認められず。また再
使用しても何ら異常は認められなかった。このように炭
素電極が電気伝導度測定装置の電極として十分使用し得
ることが分かった。
【0016】図3は、別の実施形態を示す本発明に係る
電気伝導度測定装置の概要図である。この電気伝導度測
定装置5は、上部に絶縁物6を取付けた炭素電極棒7
(微粒質黒鉛材にフェノールを含浸させて成形し、成形
体の水分吸収率はほぼ 0%であった)と、電源8、電
圧、電流測定機能により抵抗計とした回路計9、スイッ
チ10を備えてなる。そして、この電気伝導度測定装置5
の炭素電極棒7を絶縁物6が土壌11の表面に位置するよ
うに土壌11内に埋設し、土壌11に水をやり、電気抵抗の
変化を読み取った。土壌11が乾燥するに伴い電気抵抗が
大きくなり、土中の水分量を求める目安となることが分
かった。なお、一般的に電気抵抗で土中の水分量を求め
る場合、電気抵抗値は土中の電解質(例えば肥料、水溶
性の農薬等)によって大きく変動するので、目安として
取り扱う必要がある。この実施形態においても繰り返し
試験試用したが炭素電極棒7の表面変質などの異常は認
められず、炭素電極が土中の電気伝導度測定装置(水分
計)の電極として十分使用し得ることが分かった。
【0017】実際の圃場において上記電気伝導度測定装
置により土中の水分を測定するには、図4に示すように
圃場12形成時にその周囲に適宜間隔(実験では2m〜3m程
度で可能)で数点の炭素電極板13を土壌14中に埋設して
おき、対極となる炭素電極板13, 13を選択して電気伝導
度(電気抵抗)を測定することにより、圃場12の全体の
水分を求めることができる。なお、図において15は炭素
電極板13の上端部に接続した導線を示し、この導線15を
図示省略する電気伝導度測定装置本体に接続して水分測
定が行われる。
【0018】なお、上述した実施形態においてパソコン
等を導入して測定管理を行う他、測定結果を基に、水耕
栽培では肥料濃度管理や施肥管理、電解液では電解質濃
度管理、あるいは水処理場では水質管理などができ、こ
れら管理を自動化することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
伝導度測定装置によれば、電極として炭素質物質と樹脂
硬化物の成形体からなる炭素電極を用いているので、比
較的安価に電極棒又は電極板に形成することができると
ともに、化学的な安定性から水に溶解する成分が無く長
期に渡って安定した測定を行うことができる。また使用
中に水又は水分によって腐食することはなく、また使用
後も水気によって腐食することはないのでメンテナンス
性が良い。また更に、消耗することがあっても発生する
物質は、金属や重金属等ではないので生体等に安全であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気伝導度測定装置の説明図であ
る。
【図2】本発明に係る電気伝導度測定装置による導電率
の測定結果を横軸に、市販導電率計による導電率の測定
結果を縦軸にとり両者の整合性を見た相関図である。
【図3】本発明に係る電気伝導度測定装置の別の実施形
態の説明図である。
【図4】本発明に係る電気伝導度測定装置の別の実施形
態の説明図である。
【符号の説明】
1:電気伝導度測定装置本体 2, 15:導線 3, 13:炭素電極板 4,5:電気伝導
度測定装置 6:絶縁物 7:炭素電極棒
8:電源 9:回路計 10:スイッチ 1
1, 14:土壌 12:圃場

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極として炭素質物質と樹脂硬化物の成
    形体からなる炭素質電極が接続されてなることを特徴と
    する電気伝導度測定装置。
  2. 【請求項2】 炭素質電極が、炭素質物質50〜90質量%
    と樹脂硬化物10〜50質量%の組成物からなる請求項1記
    載の電気伝導度測定装置。
  3. 【請求項3】 電極として炭素質成形体に樹脂を含浸し
    てなる炭素質電極が接続されてなることを特徴とする電
    気伝導度測定装置。
  4. 【請求項4】 炭素質電極が、水分吸収率が 2%以下で
    ある請求項1、2又は3記載の電気伝導度測定装置。
JP216497A 1997-01-09 1997-01-09 電気伝導度測定装置 Withdrawn JPH10197469A (ja)

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