(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁用コイルに交流電圧を印加して発生させた交流電界により被測定液を抵抗として含む電流経路に流れる誘導電流を、検出用コイルにより検出して被測定液の導電率を測定する液体の導電率計において、
前記励磁用コイル及び検出用コイルを同軸上に内蔵した円筒状のコイル収納部を有するセンサ本体と、
前記センサ本体に装着され、かつ、コイル収納部の外径よりも大きい内径を有するほぼ有底円筒状のアダプタ本体と、
前記コイル収納部を挟み込むように前記アダプタ本体と共に取り付けられる蓋板と、
を備え、
前記アダプタ本体及び前記蓋板を導電性材料により構成し、
前記蓋板の外周面及びコイル収納部の外周面と前記アダプタ本体の周壁の内周面との間にスリットを形成すると共に、
前記アダプタ本体、蓋板、及び前記スリット内の被測定液が、前記交流電界による誘導電流の経路に存在することを特徴とする液体の導電率測定センサ。
【請求項２】
励磁用コイルに交流電圧を印加して発生させた交流電界により被測定液を抵抗として含む電流経路に流れる誘導電流を、検出用コイルにより検出して被測定液の導電率を測定する液体の導電率計において、
前記励磁用コイル及び検出用コイルを同軸上に内蔵した円筒状のコイル収納部を有するセンサ本体に装着され、かつ、コイル収納部の外径よりも大きい内径を有するほぼ有底円筒状のアダプタ本体と、
前記コイル収納部を挟み込むように前記アダプタ本体と共に取り付けられる蓋板と、
を備え、
前記アダプタ本体及び前記蓋板を導電性材料により構成し、
前記蓋板の外周面及びコイル収納部の外周面と前記アダプタ本体の周壁の内周面との間にスリットを形成し、
前記アダプタ本体及び蓋板が、前記スリット内の被測定液と共に前記交流電界による誘導電流の経路に存在することを特徴とする液体の導電率測定センサ用アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を対象とした電磁誘導式導電率計に使用される導電率測定センサ、及び、このセンサに用いられる導電率測定センサ用アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を対象とする導電率計として、励磁用コイルに交流電圧を印加し、被測定液を抵抗として含む電流経路に流れる電流を検出用コイルにより検出して被測定液の導電率を測定する電磁誘導式導電率計が知られている。
この電磁誘導式導電率計において、純水や超純水のように低導電率を測定するために検出感度を上げるには、印加する交流電圧を大きくする、励磁用コイルまたは検出用コイルの巻数を調整する等の方法が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、電磁誘導式導電率計では、コアへの機械的衝撃による微少な磁束変化や周囲温度変化に伴う透磁率の変化がノイズとして現れ、導電率の検出精度に限界を与える。
これらの理由によって電磁誘導式導電率計の感度を高くするのは一般に困難であり、低導電率を測定するとしても０〜５０〔μＳ／ｃｍ〕程度がその測定範囲の限界であった。
【０００４】
一方、複数の電極間に交流電圧を直接、印加して電極間の被測定液を流れる電流を検出する直接印加式導電率計は、電磁誘導式のような磁気回路に起因する問題がないことから、比較的高感度で低導電率の測定が可能である。
しかしながら、この直接印加式導電率計では、電磁誘導式と異なり被検液の分極作用の影響を受けるので、高導電率の測定には適さなかった。
従って、広い範囲の導電率を測定する場合、原理の異なる二つの導電率計が必要であった。
【０００５】
そこで本発明は、広い測定範囲であっても一つのセンサによって正確に測定可能な電磁誘導式の液体の導電率測定センサと、このセンサに使用される導電率測定センサ用アダプタを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した液体の導電率測定センサは、励磁用コイルに交流電圧を印加して発生させた交流電界により被測定液を抵抗として含む電流経路に流れる誘導電流を、検出用コイルにより検出して被測定液の導電率を測定する液体の導電率計において、
前記励磁用コイル及び検出用コイルを同軸上に内蔵した円筒状のコイル収納部を有するセンサ本体と、
前記センサ本体に装着され、かつ、コイル収納部の外径よりも大きい内径を有するほぼ有底円筒状のアダプタ本体と、
前記コイル収納部を挟み込むように前記アダプタ本体と共に取り付けられる蓋板と、
を備え、
前記アダプタ本体及び前記蓋板を導電性材料により構成し、
前記蓋板の外周面及びコイル収納部の外周面と前記アダプタ本体の周壁の内周面との間にスリットを形成すると共に、
前記アダプタ本体、蓋板、及び前記スリット内の被測定液が、前記交流電界による誘導電流の経路に存在するものである。
【０００７】
請求項２記載の導電率測定センサ用アダプタは、前記励磁用コイル及び検出用コイルを同軸上に内蔵した円筒状のコイル収納部を有するセンサ本体に装着され、かつ、コイル収納部の外径よりも大きい内径を有するほぼ有底円筒状のアダプタ本体と、
前記コイル収納部を挟み込むように前記アダプタ本体と共に取り付けられる蓋板と、
を備え、
前記アダプタ本体及び前記蓋板を導電性材料により構成し、
前記蓋板の外周面及びコイル収納部の外周面と前記アダプタ本体の周壁の内周面との間にスリットを形成し、
前記アダプタ本体及び蓋板が、前記スリット内の被測定液と共に前記交流電界による誘導電流の経路に存在するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態例を説明する。
まず、図１は実施形態例を示す分解斜視図、図２は縦断面図である。これらの図において、５０はセンサ本体であり、励磁用コイル５４及び検出用コイル５５（図２参照）を同軸上に内蔵した円筒状のコイル収納部５２と、各コイル５４，５５の引出線を収納した棒状の支持部５１とを備えている。なお、５３は通孔である。
【０００９】
また、１０は上記コイル収納部５２の外径よりも大きい内径を有するほぼ有底円筒状のアダプタ本体であり、円形の底板１１と、周壁１２と、底板１１の中心部に立設されたボス１４とを備えている。前記周壁１２には、複数の水抜き孔１３が形成されている。
【００１０】
３０はコイル収納部５２と外径がほぼ等しい円板状の蓋板であり、その中心を貫通する通孔の周囲にはＯリング受け３１が凹設されている。なお、図示されていないが、蓋板３０の内面（コイル収納部５２側の表面）、アダプタ本体１０の底板１１の内面にも同様にＯリング受けが凹設されている。
ここで、アダプタ本体１０及び蓋板３０は、金属やグラッシーカーボン等の導電性材料から構成されている。
【００１１】
これらを組み立てるには、Ｏリング２１をアダプタ本体１０の底板１１のＯリング受けに配置すると共にＯリング２２を蓋板３０のＯリング受けに配置し、センサ本体５０のコイル収納部５２を左右から挟み込むようにしてアダプタ本体１０及び蓋板３０を取り付け、Ｏリング２３を介し止めねじ４０をアダプタ本体１０のボス１４にねじ込んで全体を一体的に形成する。
図２はこうして組み立てた導電率測定センサの全体構造を示しており、蓋板３０の外周面及びコイル収納部５２の外周面とアダプタ本体１０の周壁１２の内周面との間には、適宜な間隔を有するスリット６０が形成される。
なお、水抜き孔１３は、スリット６０内に入り込んだ被測定液Ｗの流通を良くして不純物等の滞留を防ぐためのものである。
【００１２】
図３は、図２の主要部を拡大したものであり、上記スリット６０の作用を説明するための図である。なお、図では実施形態例の導電率測定センサを被測定液Ｗに浸漬した状態を示している。
【００１３】
いま、励磁用コイル５４に交流電圧を印加すると、導電性材料からなる蓋板３０、ボス１４、底板１１、周壁１２、及び、スリット６０内の被測定液Ｗを経由する経路Ｄ内の、スリット６０の両側に交流電界が出現し、上記経路Ｄに沿って交流電流が流れる。ここで、経路Ｄは、励磁用コイル５４、検出用コイル５５の全周にわたって無数に存在するが、便宜上、図３では一つの経路Ｄを平面的に表示してある。
【００１４】
この経路Ｄは検出用コイル５５に鎖交しているので、検出用コイル５５の両端からは上記交流電流に比例した電圧が検出される。この電圧は、スリット６０内に存在する被測定液Ｗの導電率に比例した値となるから、検出用コイル５５の両端電圧を測定すれば被測定液Ｗの導電率を求めることができる。
【００１５】
仮に、アダプタ本体１０（ボス１４、底板１１、周壁１２）及び蓋板３０からなる導電率測定センサ用アダプタを使用せず、センサ本体５０のみを直接、被測定液Ｗに浸漬した場合を考えると、上記経路Ｄはすべて被測定液Ｗによって構成され、励磁用コイル５４によって形成された交流電界が経路Ｄの全長に作用することになる。
すなわち、図３の実施形態例では、電磁誘導により発生した交流電界がスリット６０の間隔ｄのみに加わり、アダプタを使用せずにセンサ本体５０のみを用いる場合には同一の電界が経路Ｄの全長に加わる。
【００１６】
このため、被測定液Ｗが同一である場合、図２、図３のようにセンサ本体５０にアダプタを装着した方が被測定液Ｗを流れる交流電流が大きくなり、検出用コイル５５から取り出される交流電圧も大きくなる。
言い換えれば、被測定液Ｗの同一の導電率に対して検出用コイル５５の出力電圧を大きくして感度を上げることができるため、従来では測定不可能であった低導電率に対しても測定可能となる。
【００１７】
アダプタを装着することによる検出用コイル５５の出力電圧比は、経路Ｄと間隔ｄとの距離の比に従うので、スリット６０の間隔ｄを短くするほど導電率の測定感度は高くなって低導電率の測定が可能になる。
同時に、スリット６０の両側の対向面（図３にハッチングで示した面）の面積が大きいほど導電率の測定感度は高くなり、測定範囲がより低導電率側に移動する。
【００１８】
一般に、電磁誘導式導電率計では、センサ本体５０の通孔５３の軸方向長さＬと通孔５３の断面積Ｓとの比（Ｌ／Ｓ）に比例する値をセル定数とし、このセル定数によってセンサの検出感度を表す場合が多い（セル定数が小さいほど検出感度が高い）。
本実施形態例では、前述したスリット６０の間隔ｄとハッチングを付した対向面の面積との比から上記セル定数を求めることができ、例えば、センサ本体５０のみからなる従来の導電率測定センサに比べて、セル定数を１／１００程度にまで小さくすることができる。
このため、本実施形態例によれば、従来、電磁誘導式では不可能とされてきた１〔μＳ／ｃｍ〕以下の導電率を有する純水、超純水などの導電率も測定可能となる。
【００１９】
この実施形態例において、上記スリットの６０の間隔ｄや対向面の面積を変化させればセル定数を変化させることができる。
従って、アダプタ本体１０や蓋板３０の形状、大きさ等を変えることにより、あるいは、蓋板３０を使用せずにアダプタ本体１０のみを装着した場合と、蓋板３０及びアダプタ本体１０の両方を装着した場合とにより、セル定数を段階的に変更して検出感度を変えることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の導電率測定センサを用いれば、センサ本体とアダプタとの組み合わせによって広範囲の導電率測定が可能になり、電磁誘導式であっても低導電率の測定を行うことができる。
また、請求項２記載の導電率測定センサ用アダプタによれば、既に市販されているセンサ（センサ本体）に装着することで測定感度の向上、測定範囲の変更が可能になる。
更に、センサ本体及びアダプタともに極めて簡単な構造であるから、安価に提供できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，請求項２に記載した発明の実施形態例を示す分解斜視図である。
【図２】請求項１，請求項２に記載した発明の実施形態例を示す縦断面図である。
【図３】図２の主要部を拡大した図である。
【符号の説明】
１０  アダプタ本体
１１  底板
１２  周壁
１３  水抜き孔
１４  ボス
２１，２２，２３  Ｏリング
３０  蓋板
３１  Ｏリング受け
４０  止めねじ
５０  センサ本体
５１  支持部
５２  コイル収納部
５３  通孔
５４  励磁用コイル
５５  検出用コイル
６０  スリット
Ｗ  被測定液
Ｄ  経路
ｄ  間隔
【図１】
0003666703.tif 000002
【図２】
0003666703.tif 000003
【図３】
0003666703.tif 000004