电解质浓度测量装置以及使用该装置的测量方法_4

文档序号:8947323阅读:来源:国知局
[式 5]
[0135] 另一方面,例如在开关1612被关闭的状态下测量的电压EUNa、a(]SE为如下。
[0138] 当求解该式时,成为如下那样。
[0143] 由此,将开关被打开的状态的电压与开关被关闭的状态下测量的电压进行比较, 由此能够求出离子选择电极的电阻值。
[0144] 图18是使用图15的电解质浓度测量装置的离子选择电极的电阻值测量的流程图 的一例。图18的处理主要由控制部502控制。
[0145] 首先,打开开关1612~1614 (S1801)。接着,使用内部标准液分注喷嘴214将内部 标准液排出到稀释槽211 (S1802)。
[0146] 接着,使用试样液吸引喷嘴215和栗222来吸引稀释槽211内的内部标准液 (S1803)。由此,电极217~220的流路被内部标准液填满。接着,使用电位计测部兼电阻测 量部1501对以参照电极220为基准的离子选择电极217~219的电位进行计测(S1804)。 在此,将开关1612~1614被打开的状态下的电极217~219的电位设为E 1^pen (η为各离 子种类)。
[0147] 接着,关闭开关1612~1614 (S1805)。接着,使用电位计测部兼电阻测量部1501对 以参照电极220为基准的电极217~219的电位进行计测(S1806)。在此,将开关1612~ 1614被关闭的状态下的电极217~219的电位设为
[0148] 接着,根据Eu、。?和E Κη、_Ε和电阻1609~1611的电阻值来计算出离子选择电 极217、218、219的电阻值(S1807)。这种计算处理可以通过电位计测部兼电阻测量部1501 进行,也可以通过运算记录部203进行。
[0149] 最后,在输出部204中通过画面输出、打印等方法来输出计算出的电阻值 (S1808)。此时,运算记录部203根据计算出的电阻值来判断电极的更换,根据需要也可以 将促使电极的更换的显示输出到输出部204。由此,能够促使用户进行电极的更换。
[0150] 此外,关于关闭开关1612~1614时的电位测量,根据等效电路的观点,一个一个 关闭开关并一个一个地计测电位最佳。但是,实际上,溶液电阻和参照电极220的电阻与离 子选择电极217、218、219的电阻、电阻1609~1611的电阻值相比较小,因此即使同时关闭 开关1612~1614影响也小。
[0151] 另外,为了正确地测量电阻值,期望在打开开关1612~1614的状态下的电位E1、 n、 QPEN并非OV左右。考虑这一点,期望对用于电阻测量的内部标准液的各离子浓度进行调整。 图19是表示电位计测部兼电阻测量部1501的另一例的电路图。如图19所示,根据需要, 也可以与电阻1609、1610、1611和开关1612、1613、1614串联地追加直流电源1615、1616、 1617。
[0152] 根据本实施例,测量将用于测量电阻的对象的离子选择电极通过电阻值已知的电 阻进行连接的情况和切断的情况的电动势,根据这些电动势来求出离子选择电极的电阻 值。通过这种结构,能够共享用于电解质浓度测量的电压表和用于电阻测量的电压表,能够 构成为兼备电位的计测和电阻的测量两者的一个单元(电位计测部兼电阻测量部1501)。
[0153] 另外,不仅消减成本、空间,也能够将作为原目的的对电解质测量带来的副作用抑 制为最小限度。另外,通过共享电压表,能够实现继承了电解质测量的高精度的电阻测量。
[0154] [第五实施例]
[0155] 图20是表示在图5的电解质浓度测量装置中测量离子选择电极的电阻值的结构 的另一例的概要图。在本实施例中,电位计测部530被替换为电位计测部兼电阻测量部 2001。即,电位计测部兼电阻测量部2001兼作电位的计测和电阻的测量两者。电位计测部 兼电阻测量部2001与离子选择电极517~519的端子和参照电极524的端子进行电连接。
[0156] 在电位计测部兼电阻测量部2001中,可以使用图16、图19的电路图的测量部,也 可以使用图21的电路图的测量部。图21是表示电位计测部兼电阻测量部2001的一例的 电路图。
[0157] 连接有参照电极524的端子2104进行接地连接,连接其以外的电极517、518、519 的端子2101~2103与输入阻抗为16Ω左右的放大器2105~2107相连接。各放大器 2105~2107的输出被输入到模拟数字转换器(AD转换器)2108,从AD转换器2108输出数 字值。在端子2101与端子2102、2103之间分别连接电阻2109、2110和开关(切换部)2111、 2112〇
[0158] 本例中的直流电阻的测量包括以下步骤:测量多个离子选择电极517~519中的 第一离子选择电极与参照电极524之间的第一电动势(以下说明的E uml3pJ ;测量多个离 子选择电极517~519中的第二离子选择电极与参照电极524之间的第二电动势(以下说 明的Ey、。?);在通过电阻值已知的电阻2109、2110对第一离子选择电极与第二离子选择 电极进行连接的状态下,测量第一离子选择电极与参照电极524之间的第三电动势(以下 说明的、第二离子选择电极与参照电极524之间的第四电动势(以下说明的EUn、 aaSE);以及根据上述第一至第四电动势和电阻2109、2110的电阻值来求出第一离子选择电 极的电阻值和第二离子选择电极的电阻值。以下,以作为第一离子选择电极而使用氯离子 选择电极517、作为第二离子选择电极而使用钾离子选择电极518的示例进行说明。
[0159] 图22是通过等效电路来说明图21的电路图的动作原理的图。溶液电阻rSC]1'由 于配管520和配管523的影响而大于其它溶液电阻r SC]1。在开关2111~2112被打开的状 态下测量的电压Eu、。? (η为各离子种类)为如下。
[0160] [式 9]
[0162] 另外,通过关闭开关2111而流过电阻的电流i为如下。
[0165] 因而,在关闭开关2111的状态下测量的电压E1 ,CKCL0SE 和E HCXOSE为如下。
[0166] [式 11]
[0176] 由此,能够求出各离子选择电极517、518、519的电阻值。根据上述式可知,不受到 大溶液电阻r SC]1'的影响,而能够进行电阻的测量。
[0177] 另外,能够分别计算出通过电阻与开关进行连接的两个离子选择电极的电阻值, 因此不需要两个离子选择电极中的一个为低电阻。实际上,如示例那样,选择氯离子选择电 极517那样的阴离子选择电极以及钾离子选择电极518那样的阳离子选择电极,通过电阻 与开关进行连接最佳。这是由于,在阴离子选择电极和阳离子选择电极中相对于离子浓度 的变化进行相反响应,因此离子选择电极间的电位差(上述E u a、^se-Ekiu a()SE)容易变大, 能够更高精度地测量电阻。
[0178] 图23是使用图20的电解质浓度测量装置的离子选择电极的电阻值测量的流程图 的一例。图23的处理主要由控制部502控制。
[0179] 首先,打开开关2111、2112(32301)。接着,关闭阀521、打开阀525(32302)。接着, 使用栗529来吸引参照液527 (S2303)。由此,参照电极524的流路、配管523以及接合点 522被参照液填满。
[0180] 接着,使用内部标准液分注喷嘴514将内部标准液排出到稀释槽511 (S2304)。接 着,打开阀521、关闭阀525 (S2305),使用试样液吸引喷嘴515和栗529来吸引稀释槽511内 的内部标准液(S2306)。由此,离子选择电极517~519的流路、配管520以及接合点522 被内部标准液填满。此时,离子选择电极517~519与参照电极524通过被溶液填满的配 管520、523和接合点522进行连接,因此使用电位计测部兼电阻测量部2001对以参照电极 524为基准的离子选择电极517~519的电位进行计测(S2307)。在此,将开关211U2112 被打开的状态下的离子选择电极517~519的电位设为Eu、。? (η为各离子种类)。
[0181] 接着,关闭开关2111、2112(S2308)。接着,使用电位计测部兼电阻测量部2001对 以参照电极524为基准的离子选择电极517~519的电位进行计测(S2309)。在此,将开关 2111、2112被关闭的状态下的离子选择电极517~519的电位设为
[0182] 接着,根据E1、n、QPEN和E K n、aQSE和电阻2109、2110的电阻值来计算出离子选择电极 517、518、519的电阻值(S2310)。这种计算处理可以通过电位计测部兼电阻测量部2001进 行,也可以通过运算记录部503进行。
[0183] 最后,在输出部504中通过画面输出、打印等方法来输出计算出的电阻值 (S2311)。此时,运算记录部503根据计算出的电阻值来判断电极的更换,根据需要也可以 将促使电极的更换的显示输出到输出部504。由此,能够促使用户进行电极的更换。
[0184] 关于关闭开关211U2112时的电位测量,根据等效电路的观点,一个一个地关闭 开关并一个一个地计测电位最佳。但是,实际上,溶液电阻与离子选择电极的电阻、电阻 2109、2110的电阻值相比较小,因此即使同时关闭开关211U2112影响也小。
[0185] 为了正确地测量电阻值,期望开关211U2112被打开状态下的电位E1^ pen并非OV 左右。另外,考虑这一点,期望对用于电阻测量的内部标准液的各离子浓度进行调制。图24 是表示电位计测部兼电阻测量部2001的另一例的电路图。如图24所示,根据需要,也可以 与电阻2109、2110和开关211U2112串联地追加直流电源2113、2114。
[0186] 根据本实施例,在将稀释槽511内的溶液导入到离子选择电极517~519的流路 并将参照液527导入到参照电极524的流路的结构中,测量将用于测量电阻的对象的离子 选择电极通过电阻值已知的电阻进行连接的情况和切断的情况的电动势,根据这些电动势 来求出离子选择电极的电阻值。通过这种结构,能够共享用于电解质浓度测量的电压表和 用于电阻测量的电压表,能够构成为兼备电位的计测和电阻的测量两者的一个单元(电位 计测部兼电阻测量部2001)。另外,不受到离子选择电
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