JPS6325300B2 - - Google Patents
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- JPS6325300B2 JPS6325300B2 JP54115078A JP11507879A JPS6325300B2 JP S6325300 B2 JPS6325300 B2 JP S6325300B2 JP 54115078 A JP54115078 A JP 54115078A JP 11507879 A JP11507879 A JP 11507879A JP S6325300 B2 JPS6325300 B2 JP S6325300B2
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- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/49—Systems involving the determination of the current at a single specific value, or small range of values, of applied voltage for producing selective measurement of one or more particular ionic species
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気化学的にガス濃度を測定する装
置に関する。
置に関する。
§ 本発明の背景
電解液を介して分離されている一対の電極を有
する電気化学セル(Electrochemicalcell)は、
ガスの濃度を測定するために用いられている。即
ち両電極間に直流電圧を印加し、被測定ガスが電
極の一方を通過するとき前記セルに生じる電流を
測定していた。しかし電極の有する固有抵抗及び
電解液の抵抗などにより、電流が流れるときに電
圧降下が生じる。その結果、正確な濃度測定が妨
げられることになる。
する電気化学セル(Electrochemicalcell)は、
ガスの濃度を測定するために用いられている。即
ち両電極間に直流電圧を印加し、被測定ガスが電
極の一方を通過するとき前記セルに生じる電流を
測定していた。しかし電極の有する固有抵抗及び
電解液の抵抗などにより、電流が流れるときに電
圧降下が生じる。その結果、正確な濃度測定が妨
げられることになる。
§ 従来の技術
第1図は、従来技術によるガス濃度測定装置に
用いられている電気化学セルの等価回路図であ
る。本図において、バツテリ1は直流電圧Ebの
供給源として示されている。抵抗器R1は第1電
極及びその接続ワイヤに関する抵抗を表わしてい
る。抵抗器R2は電解液の抵抗を表わす。抵抗器
R3は第2電極及びその接続ワイヤに関する抵抗
を表わす。なお以下の説明において、前記抵抗器
R1,R2,R3の各抵抗値は(R1)、(R2)、(R3)、
の如くカツコを用いて表わす。コンデンサC1は
第1電極と電解液との間における静電容量を表わ
す。コンデンサC2は第2電極と電解液との間に
おける静電容量を表わす。いまCOガスがセルの
一方の電極を通過すると仮定すると、メータMに
電流Isが流れ、COガスの濃度が表わされる。こ
こでV1,V2,V3はセル電流Isにより各抵抗R1,
R2,R3の端子間に生じる電圧降下を表わす。同
様にV5,V4はコンデンサC1,C2の端子間電圧を
表わす。
用いられている電気化学セルの等価回路図であ
る。本図において、バツテリ1は直流電圧Ebの
供給源として示されている。抵抗器R1は第1電
極及びその接続ワイヤに関する抵抗を表わしてい
る。抵抗器R2は電解液の抵抗を表わす。抵抗器
R3は第2電極及びその接続ワイヤに関する抵抗
を表わす。なお以下の説明において、前記抵抗器
R1,R2,R3の各抵抗値は(R1)、(R2)、(R3)、
の如くカツコを用いて表わす。コンデンサC1は
第1電極と電解液との間における静電容量を表わ
す。コンデンサC2は第2電極と電解液との間に
おける静電容量を表わす。いまCOガスがセルの
一方の電極を通過すると仮定すると、メータMに
電流Isが流れ、COガスの濃度が表わされる。こ
こでV1,V2,V3はセル電流Isにより各抵抗R1,
R2,R3の端子間に生じる電圧降下を表わす。同
様にV5,V4はコンデンサC1,C2の端子間電圧を
表わす。
セル内に導入されたCOガスの濃度が零のとき、
電流Isは零であると推定される。よつて、V1,
V2,V3は全て零となる。また次の関係が成立す
る。
電流Isは零であると推定される。よつて、V1,
V2,V3は全て零となる。また次の関係が成立す
る。
(1) V5−V4−Eb=O
§ 本発明の簡略化された実施例
第2図は本発明の一般的概念を表わした回路図
である。本図は第1図とほぼ同じであるが、唯ひ
とつ異なる点は負性抵抗器RINが付加されている
ことである。回路内を電流Isが流れると、次に示
す関係が成立する。
である。本図は第1図とほぼ同じであるが、唯ひ
とつ異なる点は負性抵抗器RINが付加されている
ことである。回路内を電流Isが流れると、次に示
す関係が成立する。
(2) V5−V4=Eb+Is{(R1)+(R2)
+(R3)+(RIN)}
上式においてEbは定数であが、電圧V5及びV4
(電極と電解液との間に生じた静電容量に関する
端子間電圧)は電流Isに伴つて変化する。そして
定常値に達するまでの時間遅れが生じることにな
る。しかし (3) (RIN)=−{(R1)+(R2)+(R3)}=−(R
) の関係が成立すると仮定すれば (4) V5−V4=Eb となる。よつてCOガスがセル内に導入されたと
しても、C1及びC2の端子間電圧V5,V4は不変と
なる。
(電極と電解液との間に生じた静電容量に関する
端子間電圧)は電流Isに伴つて変化する。そして
定常値に達するまでの時間遅れが生じることにな
る。しかし (3) (RIN)=−{(R1)+(R2)+(R3)}=−(R
) の関係が成立すると仮定すれば (4) V5−V4=Eb となる。よつてCOガスがセル内に導入されたと
しても、C1及びC2の端子間電圧V5,V4は不変と
なる。
§ 実施例の詳細な説明
第3図は、本発明に係るガス濃度測定装置の一
実施例を示した詳細な回路図である。本図におい
て固定直流電圧Ebは、DC基準電圧源2から抵抗
器4を介して演算増幅器U1の反転入力端子に印
加される。ACトレーサ発振器6から発生される
ACトレーサ電圧eは、Ebよりはるかに小さな振
幅を有する。そしてACトレーサ電圧eは抵抗器
8を介してU1の反転入力端子に印加される。U1
の非反転入力端子は接地される。U1の出力端子
は検知抵抗器Rsを介して、セル10の電極9に
接続される。抵抗器12は、U1の反転入力端子
と抵抗器Rsの一方端(U1から遠い側にある端子)
との間に接続される。よつて演算増幅器U1は直
流バイアス電圧を電極9に印加する。またU1は、
電極9におけるトレーサ電圧e1に対して低インピ
ーダンスを呈する。
実施例を示した詳細な回路図である。本図におい
て固定直流電圧Ebは、DC基準電圧源2から抵抗
器4を介して演算増幅器U1の反転入力端子に印
加される。ACトレーサ発振器6から発生される
ACトレーサ電圧eは、Ebよりはるかに小さな振
幅を有する。そしてACトレーサ電圧eは抵抗器
8を介してU1の反転入力端子に印加される。U1
の非反転入力端子は接地される。U1の出力端子
は検知抵抗器Rsを介して、セル10の電極9に
接続される。抵抗器12は、U1の反転入力端子
と抵抗器Rsの一方端(U1から遠い側にある端子)
との間に接続される。よつて演算増幅器U1は直
流バイアス電圧を電極9に印加する。またU1は、
電極9におけるトレーサ電圧e1に対して低インピ
ーダンスを呈する。
COガス又は他のガスは、ポンプ14により、
セル10のポート16に送り込まれる。そしてセ
ル10の検知電極18を通過したガスは、ポート
20から排出される。なお図において、電解液は
22により示されている。
セル10のポート16に送り込まれる。そしてセ
ル10の検知電極18を通過したガスは、ポート
20から排出される。なお図において、電解液は
22により示されている。
セル10の電極18と接地点との間に接続され
ている回路24は、負性抵抗器RIN(第2図参照)
を実現する。上記負性抵抗器RINの大きさは、回
路26により制御される。
ている回路24は、負性抵抗器RIN(第2図参照)
を実現する。上記負性抵抗器RINの大きさは、回
路26により制御される。
負性抵抗回路24には演算増幅器U2が含まれ
る。前記回路24の入力端子28は、セル10の
電極18に接続される、前記入力端子28は、
U2の反転入力端子に接続される。ここで入力端
子28に生じるトレーサ電圧をe2とする。FET
30のソース・ドレインパス(抵抗器R1として
の機能を果たす)は、U2の非反転入力端子と接
地点との間に接続される。抵抗器Rは、U2の反
転入力端子と出力端子との間に接続される。抵抗
器R2は、U2の非反転入力端子と出力端子との間
に接続される。そしてU2の出力端子に現われる
トレーサ電圧をe3とする。
る。前記回路24の入力端子28は、セル10の
電極18に接続される、前記入力端子28は、
U2の反転入力端子に接続される。ここで入力端
子28に生じるトレーサ電圧をe2とする。FET
30のソース・ドレインパス(抵抗器R1として
の機能を果たす)は、U2の非反転入力端子と接
地点との間に接続される。抵抗器Rは、U2の反
転入力端子と出力端子との間に接続される。抵抗
器R2は、U2の非反転入力端子と出力端子との間
に接続される。そしてU2の出力端子に現われる
トレーサ電圧をe3とする。
負性抵抗器の大きさを制御する回路26には演
算増幅器U3が含まれる。U3の反転入力端子には、
正の直流基準電圧+Vが印加されている。U3の
非反転入力端子は、コンデンサ38を介して回路
26の入力端子36に接続される。抵抗器39
は、U3の非反転入力端子と接地点との間に接続
される。U3の出力端子と接地点との間には、ダ
イオード40(図示された極性を有する)、抵抗
器42、コンデンサ44が直列に接続される。抵
抗器46は、負の直流電圧源−Vと接続交点50
(抵抗器42とコンデンサ44の共通接地点)と
の間に接続される。接続交点50は、リード線4
8により、FET30のゲートに接続される。
算増幅器U3が含まれる。U3の反転入力端子には、
正の直流基準電圧+Vが印加されている。U3の
非反転入力端子は、コンデンサ38を介して回路
26の入力端子36に接続される。抵抗器39
は、U3の非反転入力端子と接地点との間に接続
される。U3の出力端子と接地点との間には、ダ
イオード40(図示された極性を有する)、抵抗
器42、コンデンサ44が直列に接続される。抵
抗器46は、負の直流電圧源−Vと接続交点50
(抵抗器42とコンデンサ44の共通接地点)と
の間に接続される。接続交点50は、リード線4
8により、FET30のゲートに接続される。
制御回路26の入力端子36は、スイツチSを
介してA端子又はB端子のいずれかに接続され
る。ここでA端子はセル10の電極18に接続さ
れ、B端子は演算増幅器U2の出力端子に接続さ
れる。
介してA端子又はB端子のいずれかに接続され
る。ここでA端子はセル10の電極18に接続さ
れ、B端子は演算増幅器U2の出力端子に接続さ
れる。
負性抵抗回路24の動作
負性抵抗回路24は以下に述べる如く動作す
る。ACトレーサ電圧eは、電極9においてe1、
電極18及び入力端子28においてe2、演算増幅
器U2の出力端子においてe3となつて現われる。
入力端子28からU2の出力端子に向つて流れる
電流i2は、次式で与えられる。
る。ACトレーサ電圧eは、電極9においてe1、
電極18及び入力端子28においてe2、演算増幅
器U2の出力端子においてe3となつて現われる。
入力端子28からU2の出力端子に向つて流れる
電流i2は、次式で与えられる。
(5) i2=e2−e3/(R)
ここで(R)は抵抗器Rの抵抗値を表わす。す
ると入力端子28と接地点の間における負性抵抗
器の値(RIN)は次式で与えられる。
ると入力端子28と接地点の間における負性抵抗
器の値(RIN)は次式で与えられる。
(6) (RIN)=e2/i2
上記(5)式及び(6)式より
(7) (RIN)=e2・(R)/e2−e3
よつて
(8) (RIN)=(R)/1−e3/e2
上記(8)式より
(イ) e3/e2<1のとき(RIN)は正
(ロ) e3/e2=2のとき(RIN)=−(R)
(ハ) e3/e2>1のとき(RIN)は負
となる。
第3図に示された回路より明らかな如く
(9) e3/e2=(R1)+(R2)/(R1)
よつてe3/e2>1となる。そして
第(9)式を第(8)式に代入すると
(10) (RIN)=−(R)(R1)/(R2)
上記において(R)及び(R2)は固定されて
いるので、負性抵抗器の値(RIN)はFET30の
抵抗値(R1)に依存して変化することになる。
いるので、負性抵抗器の値(RIN)はFET30の
抵抗値(R1)に依存して変化することになる。
§ e2/e1を一定に保つこと
制御回路26は、スイツチSがA端子側に倒さ
れているとき、e2のピーク値を+Vに保持する。
ここで+Vは、演算増幅器U3の反転入力端子に
印加されている直流電圧である。そしてe2とe1の
関係は次式で与えられる。
れているとき、e2のピーク値を+Vに保持する。
ここで+Vは、演算増幅器U3の反転入力端子に
印加されている直流電圧である。そしてe2とe1の
関係は次式で与えられる。
(11) e2/e1=(RIN)/(RIN)+(Rc)=1/1+(
Rc)/(RIN) ここで(Rc)は、セルの総合抵抗値、即ち (R1)+(R2)+(R3) に等しい(第1図、第2図参照)。
Rc)/(RIN) ここで(Rc)は、セルの総合抵抗値、即ち (R1)+(R2)+(R3) に等しい(第1図、第2図参照)。
かくして種々のセル抵抗値(Rc)に対して
(RIN)を調整することにより、e2/e1を一定に保
つことができる。換言すればe2/e1の値が一定に
保たれるとき、(Rc)と(RIN)の比も一定にな
る(第4図参照)。
(RIN)を調整することにより、e2/e1を一定に保
つことができる。換言すればe2/e1の値が一定に
保たれるとき、(Rc)と(RIN)の比も一定にな
る(第4図参照)。
第4図は、e1/e2の比を一定に保つとき、
(Rc)と(RIN)の関係を示すグラフである。本
グラフにおいて、(Rc)が5オームであり且つ
e2/e1=−1/4即ちe1/e2=−4とすると、
(RIN)は−1オームとなる。よつてこの場合にお
ける全抵抗値(RIN)+(Rc)は、4オームとな
る。またe1/e2=−1/4(e2/e1=−4)のと
き、全抵抗値は1オームに減少する。かくして
e2/e1の値が増加する程、全抵抗値は減少してい
くことになる。例えばe1/e2=−1/4であり且
つ(Rc)=10オームのとき(RIN)=−8オームで
あるから、回路の全抵抗値は2オームとなる。
(Rc)と(RIN)の関係を示すグラフである。本
グラフにおいて、(Rc)が5オームであり且つ
e2/e1=−1/4即ちe1/e2=−4とすると、
(RIN)は−1オームとなる。よつてこの場合にお
ける全抵抗値(RIN)+(Rc)は、4オームとな
る。またe1/e2=−1/4(e2/e1=−4)のと
き、全抵抗値は1オームに減少する。かくして
e2/e1の値が増加する程、全抵抗値は減少してい
くことになる。例えばe1/e2=−1/4であり且
つ(Rc)=10オームのとき(RIN)=−8オームで
あるから、回路の全抵抗値は2オームとなる。
§ e3/e1を一定に保つこと
第3図に示されたスイツチSをB端子側に倒す
とき、制御回路26はe3のピーク値を+Vに保持
する。ここで+Vは、演算増幅器U3の反転入力
端に印加される直流電圧である。よつてe3/e1の
値は一定となる。第(8)式より次式が得られる。
とき、制御回路26はe3のピーク値を+Vに保持
する。ここで+Vは、演算増幅器U3の反転入力
端に印加される直流電圧である。よつてe3/e1の
値は一定となる。第(8)式より次式が得られる。
(12) e3/e2=1(R)/(RIN)
第(11)式及び(12)式より
(13) e3/e1=(RIN)−(R)/(RIN)+(Rc)
これを(RIN)について解くと
(14) RIN=−(e3/e1)(Rc)−(R)/(e3/e1
)−1 第5図は、e3/e1の比を一定に保つとき(Rc)
と(Rc)+(RIN)の関係を示すグラフである。本
グラフから明らかな如く、e3/e1の比が比較的負
の大きな値であるとき、全回路抵抗値は、比較的
(Rc)から独立したものとなつている。例えば
(Rc)=5.5オームのとき、全回路抵抗値は+0.5オ
ームとなる。そして(Rc)の値が変化したとし
ても、全回路抵抗値は+0.5オームから大きくず
れない。演算増幅器U3の反転入力端子に印加さ
れる+Vを増加することによりe3/e1の比が増加
するとき、全回路抵抗値は減少する。またe3/e1
の比が−5まで減じられると、全回路抵抗値
(Rc)+(RIN)は大幅に増加する。
)−1 第5図は、e3/e1の比を一定に保つとき(Rc)
と(Rc)+(RIN)の関係を示すグラフである。本
グラフから明らかな如く、e3/e1の比が比較的負
の大きな値であるとき、全回路抵抗値は、比較的
(Rc)から独立したものとなつている。例えば
(Rc)=5.5オームのとき、全回路抵抗値は+0.5オ
ームとなる。そして(Rc)の値が変化したとし
ても、全回路抵抗値は+0.5オームから大きくず
れない。演算増幅器U3の反転入力端子に印加さ
れる+Vを増加することによりe3/e1の比が増加
するとき、全回路抵抗値は減少する。またe3/e1
の比が−5まで減じられると、全回路抵抗値
(Rc)+(RIN)は大幅に増加する。
§ 制御回路26の動作
制御回路26にはコンデンサ38が含まれてい
るため、該回路26はACトレーサ電圧にのみ応
答する。いま入力端子36に印加される信号が零
である場合、演算増幅器U3の出力電圧は負(即
ちローレベル)となる。したがつてダイオード4
0はカツト・オフ状態に置かれる。上記状態のと
き、FET30の抵抗値(R1)は大きな値となる。
よつて第(10)式から明らかな如く、(RIN)は大とな
る。そのためe2及びe3は共に大となる。スイツチ
SがA端子側に倒されると、電圧e3がU2の非反
転入力端子に印加される。またスイツチSがB端
子側に倒されると、電圧e3がU3の非反転入力端
子に印加される。いずれのスイツチ状態において
も、U3への印加電圧が+Vを超えるとき、U3の
出力電圧は正状態に還移する。よつてダイオード
40は導通し、コンデンサ44は正方向に充電さ
れる。コンデンサ44の充電に伴つてFET30
の抵抗値(R1)は減少するため、(RIN)も減少
する。その結果、U3の非反転入力端子に印加さ
れるトレーサ電圧(e2又はe3)が+Vと等しくな
るまで、該トレーサ電圧も低下していく。ここで
+Vは、e2又はe3における最大振幅の何分の一か
に設定される。(RIN)が負であることから、e2/
e1は1を超す。またe3/e2が1より大である(例
えば30)ことは第(9)式から理解される。ここで
e3/e2は、負性抵抗回路24のゲインを表わして
いる。
るため、該回路26はACトレーサ電圧にのみ応
答する。いま入力端子36に印加される信号が零
である場合、演算増幅器U3の出力電圧は負(即
ちローレベル)となる。したがつてダイオード4
0はカツト・オフ状態に置かれる。上記状態のと
き、FET30の抵抗値(R1)は大きな値となる。
よつて第(10)式から明らかな如く、(RIN)は大とな
る。そのためe2及びe3は共に大となる。スイツチ
SがA端子側に倒されると、電圧e3がU2の非反
転入力端子に印加される。またスイツチSがB端
子側に倒されると、電圧e3がU3の非反転入力端
子に印加される。いずれのスイツチ状態において
も、U3への印加電圧が+Vを超えるとき、U3の
出力電圧は正状態に還移する。よつてダイオード
40は導通し、コンデンサ44は正方向に充電さ
れる。コンデンサ44の充電に伴つてFET30
の抵抗値(R1)は減少するため、(RIN)も減少
する。その結果、U3の非反転入力端子に印加さ
れるトレーサ電圧(e2又はe3)が+Vと等しくな
るまで、該トレーサ電圧も低下していく。ここで
+Vは、e2又はe3における最大振幅の何分の一か
に設定される。(RIN)が負であることから、e2/
e1は1を超す。またe3/e2が1より大である(例
えば30)ことは第(9)式から理解される。ここで
e3/e2は、負性抵抗回路24のゲインを表わして
いる。
本実施例に用いられる型式のセルは、ガス濃度
の正確な検出及び測定を期するため、電極電解液
インタフエース電圧(electrode electrolyte
interface vo1tage、V5−V4)をほぼ一定に保持
しなければならない。いま本発明に係る負性抵抗
器RINを用いないとして、例えば(Rc)=5.5オー
ムの抵抗値を有するセルにフルスケール電流Is=
15mAが流れると、コンデンサC1,C2の端子間
電圧には82.5mVの電圧変動が生じる。しかし本
発明に係る負性抵抗器RINを用いれば、全回路抵
抗(RIN)+(Rc)は0.5オームとなり、コンデンサ
C1,C2の端子間電圧は7.5mV低下する。よつて
正確且つ迅速な(即ち応答が速いこと)測定が達
成される。
の正確な検出及び測定を期するため、電極電解液
インタフエース電圧(electrode electrolyte
interface vo1tage、V5−V4)をほぼ一定に保持
しなければならない。いま本発明に係る負性抵抗
器RINを用いないとして、例えば(Rc)=5.5オー
ムの抵抗値を有するセルにフルスケール電流Is=
15mAが流れると、コンデンサC1,C2の端子間
電圧には82.5mVの電圧変動が生じる。しかし本
発明に係る負性抵抗器RINを用いれば、全回路抵
抗(RIN)+(Rc)は0.5オームとなり、コンデンサ
C1,C2の端子間電圧は7.5mV低下する。よつて
正確且つ迅速な(即ち応答が速いこと)測定が達
成される。
§ 一般的コメント
本発明の実施例は、第3図に示された回路に限
定されるものでない。以下、各種の実施例につい
て述べる。
定されるものでない。以下、各種の実施例につい
て述べる。
第6図は、本発明の第2実施例を示したブロツ
ク図である。本図においてバツテリ46及びAC
トレーサ電圧源48は、電気化学セル50の入力
端子と接地点との間に直列接続されている。セル
50の出力端子は、並列接続されたDC電流計5
2及びAC電流計54を介して負性抵抗回路56
の入力端に接続される。電気化学セル50内に流
入した披測定ガス(図示せず)の濃度は、DC電
流計52によつて測定される。
ク図である。本図においてバツテリ46及びAC
トレーサ電圧源48は、電気化学セル50の入力
端子と接地点との間に直列接続されている。セル
50の出力端子は、並列接続されたDC電流計5
2及びAC電流計54を介して負性抵抗回路56
の入力端に接続される。電気化学セル50内に流
入した披測定ガス(図示せず)の濃度は、DC電
流計52によつて測定される。
ここで負性抵抗回路56の負性抵抗値(RIN)
は、以下に述べる如く制御される。
は、以下に述べる如く制御される。
AC電圧計58はセル50に並列接続されてい
る。よつてAC電圧計58は、セル50の抵抗値
(Rc)に生じる電圧降下を表わす。ここで前記電
圧降下は、ACトレーサ電圧源48に基づく電流
Isにより生ずる。AC電流計54はAC電流分を表
示する。AC電圧計58及びAC電流計54に接続
されている除算器60は、セル50の抵抗値
(Rc)を表わす信号を発生する。除算器60の出
力信号に応答して、コンパレータ62は装置56
の負性抵抗値を制御する。
る。よつてAC電圧計58は、セル50の抵抗値
(Rc)に生じる電圧降下を表わす。ここで前記電
圧降下は、ACトレーサ電圧源48に基づく電流
Isにより生ずる。AC電流計54はAC電流分を表
示する。AC電圧計58及びAC電流計54に接続
されている除算器60は、セル50の抵抗値
(Rc)を表わす信号を発生する。除算器60の出
力信号に応答して、コンパレータ62は装置56
の負性抵抗値を制御する。
第7図は、本発明の第3実施例を示したブロツ
ク図である。本図においてバツテリ64及びAC
トレーサ電圧源66は、電気化学セル68の入力
端子と接地点との間に直列接続されている。セル
68の出力端子は、直列接続されたDC電流計7
0及び負性抵抗回路72を介して接地される。そ
して、電気化学セル68内に流入した披測定ガス
(図示せず)の濃度は、DC電流計70によつて測
定される。セル68の出力端子に現われたACト
レーサ電圧e2は、コンデンサ74を介して整流器
76に印加される。セル68の入力端子に印加さ
れるACトレーサ電圧e1は不変であるため、セル
68の出力端子に現われる電圧e2は、セル68の
抵抗値(Rc)及び負性抵抗値(RIN)により決定
される。整流器76の出力電圧は、コンパレータ
78において基準電圧VREFと比較される。そして
整流器76の出力電圧が基準電圧VREFを超える
と、コンパレータ78の出力電圧は負性抵抗値
(RIN)を変化させる。
ク図である。本図においてバツテリ64及びAC
トレーサ電圧源66は、電気化学セル68の入力
端子と接地点との間に直列接続されている。セル
68の出力端子は、直列接続されたDC電流計7
0及び負性抵抗回路72を介して接地される。そ
して、電気化学セル68内に流入した披測定ガス
(図示せず)の濃度は、DC電流計70によつて測
定される。セル68の出力端子に現われたACト
レーサ電圧e2は、コンデンサ74を介して整流器
76に印加される。セル68の入力端子に印加さ
れるACトレーサ電圧e1は不変であるため、セル
68の出力端子に現われる電圧e2は、セル68の
抵抗値(Rc)及び負性抵抗値(RIN)により決定
される。整流器76の出力電圧は、コンパレータ
78において基準電圧VREFと比較される。そして
整流器76の出力電圧が基準電圧VREFを超える
と、コンパレータ78の出力電圧は負性抵抗値
(RIN)を変化させる。
第8図は、本発明の第4実施例によるを示した
ブロツク図である。本実施例においてはACトレ
ーサ電圧のかわりに、AC電流が用いられる。AC
トレーサ信号源80及びバツテリ82は、電気化
学セル83の入力端子と接地点との間に直列接続
されている。セル83の出力端子は、直列接続さ
れたDC電流計84及び負性抵抗回路86を介し
て接地される。AC電圧計88は、直列接続され
たバツテリ82及びトレーサ信号源80に並列接
続されている。電気化学セル83内に流入した披
測定ガス(図示せず)の濃度は、DC電流計84
によつて測定される。いま回路の合成抵抗値
(Rc)+(RIN)が所定の値にあるとき、電圧計8
8の出力信号も所定の値にある。しかしセル83
の抵抗値(Rc)に変化が生じたため、回路の合
成抵抗値が所定の値からずれると、AC電圧計8
8の出力信号は負性抵抗値を変化させ、もつて所
定の合成抵抗値を保持する。
ブロツク図である。本実施例においてはACトレ
ーサ電圧のかわりに、AC電流が用いられる。AC
トレーサ信号源80及びバツテリ82は、電気化
学セル83の入力端子と接地点との間に直列接続
されている。セル83の出力端子は、直列接続さ
れたDC電流計84及び負性抵抗回路86を介し
て接地される。AC電圧計88は、直列接続され
たバツテリ82及びトレーサ信号源80に並列接
続されている。電気化学セル83内に流入した披
測定ガス(図示せず)の濃度は、DC電流計84
によつて測定される。いま回路の合成抵抗値
(Rc)+(RIN)が所定の値にあるとき、電圧計8
8の出力信号も所定の値にある。しかしセル83
の抵抗値(Rc)に変化が生じたため、回路の合
成抵抗値が所定の値からずれると、AC電圧計8
8の出力信号は負性抵抗値を変化させ、もつて所
定の合成抵抗値を保持する。
以上説明したように、本発明では電気化学セル
が有する抵抗成分(電極、電解液による)をその
値とほぼ等しい負性抵抗を設けることにより、電
気化学セルの電極−電解液インターフエース電圧
(V5−V4)をほぼ一定にし、正確にガス濃度測定
を行なうことができる。また、負性抵抗の値を制
御することにより、容易に電気化学セルの抵抗変
化に対して補償することができる。
が有する抵抗成分(電極、電解液による)をその
値とほぼ等しい負性抵抗を設けることにより、電
気化学セルの電極−電解液インターフエース電圧
(V5−V4)をほぼ一定にし、正確にガス濃度測定
を行なうことができる。また、負性抵抗の値を制
御することにより、容易に電気化学セルの抵抗変
化に対して補償することができる。
第1図は従来技術によるガス濃度測定装置に用
いられている電気化学セルの等価回路図、第2図
は本発明の一般的概念を表わした回路図、第3図
は本発明に係るガス濃度測定装置の一実施例を示
した詳細な回路図、第4図及び第5図は第3図の
動作を説明したグラフ、第6図〜第8図は本発明
に係る他の実施例を示したブロツク図である。
いられている電気化学セルの等価回路図、第2図
は本発明の一般的概念を表わした回路図、第3図
は本発明に係るガス濃度測定装置の一実施例を示
した詳細な回路図、第4図及び第5図は第3図の
動作を説明したグラフ、第6図〜第8図は本発明
に係る他の実施例を示したブロツク図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 直流電源と第1と第2の電極を有し、前記電
極間に電解液を備える電気化学セルと前記電気化
学セルに流れる直流電流を検出する手段と前記電
気化学セルの前記各電極と前記電解液が有する抵
抗成分の和と等しく、前記抵抗成分に対し逆極性
の抵抗成分を供給する手段とから構成することを
特徴とするガス濃度測定装置。 2 前記電気化学セルの抵抗成分による電圧効果
を前記各電極と前記電解液間の容量成分によるも
のよりも大きくさせる交流電流を供給するトレー
サ信号源と前記交流電流によつて前記電気化学セ
ルの抵抗成分によつて生じる電圧効果に応答し、
前記電気化学セルの抵抗成分に対して逆極性抵抗
成分の値を変化させる手段とを具備することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のガス濃度測
定装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/940,427 US4230988A (en) | 1978-09-07 | 1978-09-07 | Resistance neutralizing system for electrochemical devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5536800A JPS5536800A (en) | 1980-03-14 |
| JPS6325300B2 true JPS6325300B2 (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=25474816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11507879A Granted JPS5536800A (en) | 1978-09-07 | 1979-09-07 | Resistance neutralization system for electrochemical device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4230988A (ja) |
| JP (1) | JPS5536800A (ja) |
| DE (1) | DE2927293A1 (ja) |
| FR (1) | FR2435710A1 (ja) |
| GB (1) | GB2029586B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313486Y2 (ja) * | 1980-05-06 | 1988-04-16 | ||
| JPS57192850A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Detecting device for limit current system oxygen concentration performing internal resistance compensation |
| US4426621A (en) * | 1981-06-29 | 1984-01-17 | International Business Machines Corporation | Detection circuitry for electrochemical analysis |
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| US7706991B2 (en) | 1996-07-29 | 2010-04-27 | Midtronics, Inc. | Alternator tester |
| US6566883B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-05-20 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester |
| US8198900B2 (en) | 1996-07-29 | 2012-06-12 | Midtronics, Inc. | Automotive battery charging system tester |
| US7003410B2 (en) | 1996-07-29 | 2006-02-21 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with relative test output |
| US6850037B2 (en) | 1997-11-03 | 2005-02-01 | Midtronics, Inc. | In-vehicle battery monitor |
| US7126341B2 (en) | 1997-11-03 | 2006-10-24 | Midtronics, Inc. | Automotive vehicle electrical system diagnostic device |
| US7774151B2 (en) | 1997-11-03 | 2010-08-10 | Midtronics, Inc. | Wireless battery monitor |
| US8958998B2 (en) | 1997-11-03 | 2015-02-17 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with network communication |
| US7705602B2 (en) | 1997-11-03 | 2010-04-27 | Midtronics, Inc. | Automotive vehicle electrical system diagnostic device |
| US6871151B2 (en) | 1997-11-03 | 2005-03-22 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with network communication |
| US7688074B2 (en) | 1997-11-03 | 2010-03-30 | Midtronics, Inc. | Energy management system for automotive vehicle |
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| US7398176B2 (en) | 2000-03-27 | 2008-07-08 | Midtronics, Inc. | Battery testers with secondary functionality |
| US8513949B2 (en) | 2000-03-27 | 2013-08-20 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester or charger with databus connection |
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