(57)【要約】【課題】導電性液体の流量容量を決定する測定装置及び導電率測定装置と測定素子及び方法【解決手段】垂直方向（ｚ方向）可変レベルの場合に容器（５）の中を通る導電率ＬＦを有する導電性液体の流量容量ｄ（Ｖ（ｚ））を決定する測定装置（１０）に関連する。この測定装置は、特に、ｚ方向に延びた少なくとも２個の電極（３０ａ，３０ｂ）を備える導電率測定装置である。容器（５）及び／又は導電率測定装置（１０ａ）は、Ｖ（ｚ）に依存する少なくとも１個のパラメータ関数ｆＰ１（Ｖ（ｚ））によって表示され得るような方法で具現化されている。上記パラメータ関数のうちの少なくとも１つはＶ（ｚ）に指数的依存性を有するべきである。本発明は測定素子（２０）と総流量容量ｄ（Ｖ）を決定する方法とに関連する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体レベルが垂直方向（ｚ方向）で変化する前記容器（５）の中を流れる導電率ＬＦを有する導電性液体の流量ｄＶ（ｚ）を決定する測定装置（１０）であって、
底壁（６ｂ）、液体入口（７ａ）、及び、液体出口（７ｂ）を有する容器（５）と、
導電率測定装置（１０ａ）とを具備し、この導電率測定装置は、
電圧源と、
評価装置（１２）と、
少なくとも１個の測定素子（２０）とを具備し、前記測定素子は、
前記容器（５）内に配置され、前記評価装置（１２）に接続され、少なくとも２個の電極（３０ａ，３０ｂ）を有し、
これら電極は、ｚ方向に延び、前記ｚ方向と垂直方向に互いに離間して配置され、Ｚｍａｘが（ｚ＝０における）前記各電極の第１の端部（下端部）（３１）から前記各電極の第２の端部（上端部）（３２）までの距離を表わす、測定装置において、
時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）において、前記導電率測定装置（１０ａ）が測定値
Ｍｔｉ（ｖ）＝Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））
を出力し、
ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）  但し、ｌ＝１．．．ｍ）〜ｂＭＶ（ｚ）
が適用されるように、少なくとも前記容器（５）及び／又は前記導電率測定装置（１０ａ）が、Ｖ（ｚ）に依存する少なくとも１個のパラメータ関数ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））（但し、ｌ＝１．．．ｍ）によって記述可能であるように構成されており、ここで、ｂＭは零又は１に等しくない数であり、
さらに、前記評価装置（１２）は、少なくとも前記測定値の商を生じ、前記商の対数を得ることができるように構成されていること、
を特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記パラメータＰｌは、充填体積を決定するための前記容器の構造Ｆを表し、Ｆが、
Ｆ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＦＶ（ｚ）
によって表わされることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定素子（２０）は、前記液体容器（５）の前記壁（６ａ）に一体化されていることを特徴とする、請求項８に記載の測定装置。
【請求項４】
前記液体容器は、水フィルター装置（１）の給水漏斗（５ａ）を備えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
電圧源と、
評価装置（１２）と、
この評価装置（１２）に接続され、また、ｚ方向に延び、前記ｚ方向と垂直方向に互いに間隔を空けて配置された少なくとも２個の電極（３０ａ，３０ｂ）を有し、Ｚｍａｘが（ｚ＝０における）前記各電極の第１の端部（下端部）（３１）から前記各電極の第２の端部（上端部）（３２）までの距離を表す、少なくとも１個の測定素子（２０）と、
から構成され、液体レベルが垂直方向（ｚ方向）で変化する状況で導電性液体の流量ｄＶ（ｚ）を決定する導電率測定装置において、
時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）において、前記導電率測定装置（１０ａ）が測定値
Ｍｔｉ（ｖ）＝Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））
を出力することと、
さらに、ｂＭが零又は１に等しくない数であり、
ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）  但し、ｌ＝１．．．ｍ）〜ｂＭＶ（ｚ）
が当てはまるように、前記導電率測定装置（１０ａ）がＶ（ｚ）に依存する少なくとも１個のパラメータ関数ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））（但し、ｌ＝１．．．ｍ）によって記述可能であるように構成されていることと、
前記評価装置（１２）が少なくとも前記測定値の商を生じ、前記商の対数を取得できるように構成されていることと、
を特徴とする導電率測定装置。
【請求項６】
少なくとも１つのパラメータ関数に対して、
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＰｌＶ（ｚ）
が適用され、ここで、好ましくは、０＜ｂＰｌ≦５、かつ、ｂＰｌ≠１であり、また、ｚがセンチメートルで表わされていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１個のパラメータＰｌが、
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＰｌＶ（ｚ）
であり、好ましくは、１＜ｂＰｌ≦１．５であり、ここで、ｚがセンチメートルで表わされるように選択されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記パラメータＰｌは、前記電極（３０ａ，３０ｂ）の少なくとも１個の面積Ａであることと、
前記面積Ａが、
Ａ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡｌＶ（ｚ）
として表されていることと、
を特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記パラメータＰｌは、前記電極（３０ａ，３０ｂ）の間の距離Ｄであることと、
前記距離Ｄが、
Ｄ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＤ−Ｖ（ｚ）
として表わされていることと、
を特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記測定素子（２０）は、サポート部材（２１）を有することと、
前記２個の電極（３０ａ，３０ｂ）が前記サポート部材（２１）の両側（又は両面）に配置されていることと、
を特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記測定素子（２０）は、前記各電極の幅の広い第２の端部（３２）が上端に配置されるように、前記液体容器（５）内に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記評価装置（１２）は、ディスプレイユニット（１３）に接続されていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも前記電圧源、前記評価装置（１２）、及び、少なくとも１つの前記測定素子（２０）は、単一モジュール又は部分組立品に一体化されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイユニット（１３）が前記モジュール又は部分組立品に一体化されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記２個の電極（３０ａ，３０ｂ）の間に形成される電界線（３６）の経路長を変更する少なくとも１個の素子が、前記電極（３０ａ，３０ｂ）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記素子は、前記電界線（３６）の前記経路長が、ｚの値の増加と共に指数的に減少するように、構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記素子は、湾曲した自由前方縁部（２７）を有するプレート（２６，２６ａ−ｄ）であることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記２個の電極（３０ａ，３０ｂ）は、サポート部材（２１）上に並んで配置されることと、
前記プレート（２６，２６ａ−ｄ）は、前記２個の電極（３０ａ，３０ｂ）の間に配置されることと、
を特徴とする、請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記２個の電極（３０ａ，３０ｂ）は、サポート部材（２１）の両側（又は両面）に配置されていることと、
各電極（３０ａ，３０ｂ）は、各電極の側面に沿って、かつ、各電極の近くに配置されている１つずつのプレート（２６，２６ａ−ｄ）を有することと、
を特徴とする、請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記プレート（２６，２６ａ−ｄ）は、前記サポート部材（２１）に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
フィルターカートリッジのための体積負荷測定装置としての請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の装置（１０）の使用。
【請求項２２】
前記測定装置（１０）は、前記フィルターカートリッジを交換すべき時点を示すディスプレイユニット（１３）を有することを特徴とする、請求項２１に記載の使用。
【請求項２３】
少なくとも１つの細長い電極（３０ａ，３０ｂ）を備え、液体レベルに依存する導電性液体の測定値を決定する測定素子において、
前記電極（３０ａ，３０ｂ）の面積Ａが前記電極の第１の端部（３１）から第２の端部（３２）までの距離ｚの増加と共に指数的に増加することを特徴とする、測定素子。
【請求項２４】
前記電極（３０ａ，３０ｂ）の前記面積Ａに関して、
Ａ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡ２Ｚであり、
但し、０＜ｂＡ２≦５、かつ、ｂＡ２≠１であり、
ｚがセンチメートル単位で表わされている
ことを特徴とする、請求項２３に記載の測定素子。
【請求項２５】
前記電極（３０ａ，３０ｂ）の前記面積Ａに関して、
Ａ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡ２Ｚであり、
但し、０＜ｂＡ２≦１．５であり、
ｚがセンチメートル単位で表わされている
ことを特徴とする、請求項２３に記載の測定素子。
【請求項２６】
前記電極（３０ａ，３０ｂ）の幅Ｂは、ステップ（３８）状に変化することを特徴とする、請求項２３ないし２５のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項２７】
幅Ｂ１が、前記電極の前記第１の端部（３１）で０．１ないし２０ｍｍの範囲に入ることを特徴とする、請求項２３ないし２６のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項２８】
幅Ｂ２が、前記電極の前記第２の端部（３２）で５ないし３０ｍｍの範囲に入ることを特徴とする、請求項２３ないし２７のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項２９】
前記電極の前記第１の端部（３１）には、前記電極の軸と垂直に延び棒状に拡幅された領域（３５）が設けられていることを特徴とする、請求項２３ないし２８のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３０】
接点素子（３３）が、前記電極の前記端部（３１，３２）の一方に接続されていることを特徴とする、請求項２３ないし２９のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３１】
前記電極（３０ａ，３０ｂ）は、金属、合金、導電性プラスチック、又は、別の導電性材料から構成されることを特徴とする、請求項２３ないし３０のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３２】
少なくとも１個の前記電極（３０ａ，３０ｂ）は、サポート部材（２１）上に配置されていることを特徴とする、請求項２３ないし３１のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３３】
前記サポート部材は、液体容器（５）の壁（６ａ）であることを特徴とする、請求項３２に記載の測定素子。
【請求項３４】
前記サポート部材は、２つの両側（又は両面）のそれぞれで１個ずつの電極（３０ａ，３０ｂ）を担持するサポートプレート（２１）であることを特徴とする、請求項３２に記載の測定素子。
【請求項３５】
２個の電極（３０ａ，３０ｂ）が、同じであることを特徴とする、請求項３２ないし３４のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３６】
前記サポートプレート（２１）は、ダブルＴ型断面を有することを特徴とする、請求項３４又は３５に記載の測定素子。
【請求項３７】
前記サポートプレート（２１）は、前記電極の前記第１の端部（３１）の近くに配置された２個の脚部（２２ａ，２２ｂ）を有することを特徴する、請求項３２ないし３６のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３８】
前記電極（３０ａ，３０ｂ）は、導電性プラスチックから構成され、前記サポートプレート（２１）は、非導電性プラスチックから構成されることを特徴とする、請求項２３ないし３７のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項３９】
前記測定素子は、２コンポーネントの射出成形部品であることを特徴とする、請求項２３ないし３８のいずれか１項に記載の測定素子。
【請求項４０】
容器及び導電率測定装置を利用して、液体レベルが垂直方向（ｚ方向）に変化する前記容器の中を通る導電率ＬＦである導電性液体の総流量ｄＶを決定する方法において、
・Ｖ（ｚ）に依存する少なくとも１つのパラメータ関数
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））  （但し、ｌ＝１．．．ｍ）
によって表されることができるように少なくとも前記容器及び／又は前記導電率測定装置を構成する工程と、
・前記導電性測定装置によって発生された測定値に対して、
Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）））〜ｂＭＶ（ｚ）
であるように、前記少なくとも１つのパラメータ関数ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））を案出又は適合させる工程と、
・基底ｂＭを決定するために測定を実行する工程と、
・時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）における測定値Ｍｔｉ（Ｖ（ｚ））を決定する工程と、
・ｄＶｉを決定するために、商Ｍｔｉ＋１／Ｍｔｉを決定し、このような商の対数を決定する工程と、
・貫流した総量ｄＶを決定するために、ｎ重の値ｄＶｉを一緒に加算する工程と、
を具備することによって特徴付けられている方法。
【請求項４１】
前記測定値Ｍｔｉは、１ないし１００秒の範囲内の時間間隔で決定されることを特徴とする、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記測定値Ｍｔｉは、１ないし２０秒の範囲内、好ましくは、２ないし１０秒の範囲内の時間間隔で決定されることを特徴とする、請求項４０又は４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体レベルが垂直方向（ｚ方向）に変化する容器の中を流れる導電率ＬＦを有する導電性液体の流量ｄＶ（ｚ）を決定する測定装置であって、
底壁、液体入口、及び、液体出口を有する容器と、
電圧源、評価装置、及び、容器内に配置され、評価装置に接続され、ｚ方向に延び、ｚ方向と垂直方向に間隔を空けて配置された少なくとも２個の電極を有し、Ｚｍａｘが（ｚ＝０における）電極の第１の端部（下端部）から電極の第２の端部（上端部）までの距離を表す、少なくとも１個の測定素子から構成される導電率測定装置と、
から構成される測定装置に関連する。
【０００２】
本発明は、請求項５の前提部に記載された導電率測定装置、液体レベルに依存する導電性液体からの測定値を決定する少なくとも１個の細長い電極を有する測定素子、及び、請求項４０の前提部に記載された総流量ｄＶを決定する方法にも関係する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、液体体積又は液体体積の変化を決定しようとする状況では液体レベルを測定することが求められている。液体レベルを測定する従来の手段は、液体中に部分的に浸漬された電極を備える。適切な測定システムが、測定値が（特に）液体レベル（又は液体体積）に比例する、液体の抵抗及び／又は導電率を測定するために利用される。
【０００４】
これに関連して、物理的関係ＬＦ＝δ０・ＺＫ・Ｖが利用され、式中、ＬＦは液体の導電率であり、δ０は液体の比導電率であり、Ｖは液体の体積であり、ＺＫは、電極間距離と浸水電極表面積との比から計算され得るいわゆる「セル定数」である。
【０００５】
比導電率δ０は測定曲線（液体レベルの関数としての測定値）の勾配に影響を与え、よって、液体レベルの測定前に、この比導電率を決定するために較正測定を実行する必要がある。このような較正は、回避するか、又は、最小限に抑えることが期待される余分な資源の支出を必要とする。
【０００６】
ＤＥ１９７２６０４４Ａ１は、少なくとも２個の相互に絶縁された電極を伴う細長いロッドと、上記ロッドに配置された接続線を介して電極に接続された電子回路とから構成され、電子回路を用いてインジケータが直流電圧源によって給電される、特に、プラント容器のための液体レベルインジケータを開示する。液体レベルはディスプレイ装置上に示される。この液体レベルインジケータシステムは、異なる深度（水位）に配置されている複数個の電極を必要とする。各電極は別個の接続線によって電子回路に接続されている。このシステムは実現するために非常に費用がかかる。
【０００７】
ＤＥ４０４２２５７は、導電性液体の液体レベルを決定する方法及び装置を開示する。これは、たとえば、液体の中へ垂直方向に延在する抵抗のチェーン（一連の抵抗）によって実現される。システムの全抵抗の測定値から、液体レベルより上に配置されている抵抗の個数と、液体レベルの高度（「深度」）とを決定することが可能であり、このことは、金属表面が、接近し、かつ、一定に互いに隔離されて表面に沿って塗布されていることによって実現しやすくなる。このシステムは非常に高価であり、液体レベルの離散値だけを生じる。
【０００８】
ＤＥ３０１８７１８は、サポートに配置され、サポートの縦方向に連続的に移動可能である複数個の液体レベル決定電極を利用し、液体レベルを決定する電極装置を開示する。
【０００９】
ＪＰ０８０５００４７Ａは、複数個の電極を有し、液体レベルを決定するために液体の電気抵抗を測定する電極装置を開示する。電極の下部領域は小さな直径を有し、上部領域は大きな直径を有する。
【００１０】
ＪＰ２００４０７７４３９Ａは、円錐形状又は半球形状を有し、液体レベルを決定する測定電極を開示する。
【００１１】
液体レベル測定は、フィルターカートリッジ内のフィルター媒体が消耗した（交換の期限になった）ときの決定を支援するため、水フィルター装置においても行われる。このような消耗標示装置は、たとえば、ＥＰ１４８４０９７Ａ１に開示されている。この装置は、水容器内で一方が他方の上に配置されているか、又は、引込管路に配置されている２個の電極を使用した液体の抵抗の測定に基づいている。この装置の欠点は、水量が変化するたびに、付加的な較正測定を行わなければならないことである。
【００１２】
別の消耗標示装置はＷＯ０１／７４７１９に開示され、この装置は液体の中へ延在する複数個の電極を利用する。水フィルター装置の中又は上に、ディスプレイユニット、すなわち、いわゆる「消耗標示装置」に接続され、指定された時間間隔に亘って測定された充填体積を決定する評価ユニットが配置されている。このような水フィルター装置では、原水が給水漏斗に導入され、次に、フィルターカートリッジの中を下向きに通過し、カートリッジの下側でカートリッジから脱出し、濾過水が装置の下方チャンバに収集される。原水が時々供給され、下へ引き込まれるのに伴って、液体レベルは、カートリッジの耐用期間の間に何回も変化し、液体レベルの履歴はフィルターカートリッジを通過した液体量を決定することを可能にさせる。このようにして、通過した液体量に関するデータが供給されると、消耗標示装置は、その後に、フィルター媒体の消耗の程度に関する情報を提示することが可能である。
【発明の概要】
【００１３】
したがって、簡単な構造を有し、液体の比導電率に関する較正測定を必要としない測定装置を案出することが本発明の基礎となる課題である。本発明の基礎となるさらなる課題は、簡単な構造を有し、容易に取り扱うことができる測定素子、導電率測定装置、及び、測定方法を案出することである。
【００１４】
この課題は、時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）において、導電率測定装置が測定値Ｍｔｉ（ｖ）＝Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））を生じることを特徴とし、
ｂＭが零又は１に等しくない数であり、
ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）  但し、ｌ＝１．．．ｍ）〜ｂＭＶ（ｚ）
が当てはまるように、少なくとも容器（５）及び／又は導電率測定装置がＶ（ｚ）に依存する少なくとも１個のパラメータ関数
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））（但し、ｌ＝１．．．ｍ）
によって記述可能であるように構成されていることを特徴とし、
評価装置が少なくとも測定値の商を生じ、商の対数を取得できるように構成されていることをさらに特徴とする、
測定装置によって解決される。
【００１５】
ｚ方向は液体容器内の液体レベルと垂直になるように選ばれる。指数は正又は負の符号を取り得る。
【００１６】
上記課題は、時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）において、導電率測定装置が測定値Ｍｔｉ（ｖ）＝Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））を生じることを特徴とし、
ｂＭが零又は１に等しくない数であり、
ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）  （但し、ｌ＝１．．．ｍ））〜ｂＭＶ（ｚ）
が当てはまるように、導電率測定装置がＶ（ｚ）に依存する少なくとも１個のパラメータ関数
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））（但し、ｌ＝１．．．ｍ）
によって記述可能であるように構成されていることを特徴とし、
評価装置が少なくとも測定値の商を生じ、商の対数を取得できるように構成されていることをさらに特徴とする、
導電率測定装置によっても解決される。
【００１７】
本発明は、測定値Ｍｔｉ（Ｖ（ｚ））と容器内の液体体積Ｖ（Ｚ）との間に指数関係が存在するように測定装置が設計されているならば、容器の中を通る導電性液体の流量を決定するために、実際には液体の導電率又は液体レベルの絶対高度が分からなくても構わないという事実に起因している。
【００１８】
種々の構成が上記課題に対する満足できる解決策として役立ち、この点に関して、それによって、一般に種々の構成は適切なパラメータ関数の使用を可能にするということが分かった。
【００１９】
パラメータ関数ｆＰｌ（ここで、ｌは連続している添字であり、たとえば、ｆＰ１、ｆＰ２などを生じる）は、Ｖ（ｚ）、したがって、ｚに関数依存性を有する構成（構造）パラメータであると理解される。考えられるこのようなパラメータＰｌの例は、容器形状、電極形状、電極間距離、電極材料の特性のようなｚ依存量である。電極間距離を備える変数は、２個の電極の全体的な分離、又は、電界線に関して効果的な分離である。後者の場合、２個の電極は互いに接近して配置され、遮断構造体が２個の電極間に配置されることもあり、この構造体は電界線の経路長を変化させる。
【００２０】
特定の実施形態によれば、少なくとも１個の素子が２個の電極間に配置され、素子は２個の電極間に形成される電界線の経路長を変更する。この経路変更素子は、２個の電極を担持するサポート部材のコンポーネントでもよく、サポート部材上に配置された付加的な素子でもよい。経路変更素子は、電界線の経路長がｚの増加と共に指数的に変化するように構成（たとえば、成形）されていることが重要である。
【００２１】
好ましくは、経路変更素子は、電界線の経路長がｚの増加と共に減少するように構成されている。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、経路変更素子は湾曲した自由前方縁部を有するプレートである。
【００２３】
２個の電極はサポート部材上に並行して配置され、経路変更プレートは２個の電極間に配置されてもよい。
【００２４】
別の実施形態によれば、電極はサポート部材の両側に配置され、各電極は各電極の側方に各電極と接近して配置された１つずつの経路変更プレートを有し、経路変更プレートが電極間の電界線の経路長を変更する。
【００２５】
好ましくは、経路変更プレートはサポート部材と垂直に配置される。この遮断プレートの特定の構成は、サポート部材の構成、及び、サポート部材上の電極の配置に依存する。この点について、したがって、好ましくは、電極がサポート部材上で向かい合って配置されている場合、プレートはサポート部材と並行に配置されている。
【００２６】
技術水準に関係して、パラメータＰｌの全部が線形依存性を有するならば、たとえば、容器が円筒型であり、電極間距離が一定であるように選ばれ、電極の面積が一定であり、電極材料が全高（全長）に亘って一様であるように選ばれるならば、流量を決定するために、液体の導電率の値を知り、絶対液体レベルを知ることが必要である。
【００２７】
少なくとも１個のパラメータ関数ｆＰｌが指数依存性を有するならば、液体の導電率又は絶対液体レベルを知ることはもはや必要とされないということが分かった。
【００２８】
一般的な形式で、たとえば、以下に示されているように、４個のパラメータ関数に関して、関係を説明する行列を構築する。ここで、「任意」は、別のパラメータ関数の指数関係を破壊しない関数関係を意味することが理解され、特に、対数関数はこのような「任意」関数として除外されている。
【表１】
2009503464.tif 000003
【００２９】
２個以上のパラメータ関数ｆＰｌが指数依存性又は部分的な指数依存性を有することが可能である。この関係に適用される制約は、Ｍ（Ｖ（ｚ））がＶ（ｚ）及びｚに指数的に依存することを保証しなければならないことである。
【００３０】
指数関係の利点は、保持されている液体の体積が所与の量だけ増加したとき、測定値Ｍｔｉ（Ｖ（ｚ））〜ｂＭＶ（ｚ）が同じ倍率で変化し、液体の所与の導電率、及び、体積変化を定義する２つの液体レベル（両者間で体積変化が発生した２つの液体レベル）は結果に影響を与えないという結果を伴うということにある。
【００３１】
したがって、特定の実施形態によれば、少なくとも１個のパラメータ関数に対し、
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＰｌＶ（ｚ）
が当てはまることが規定されている。
【００３２】
基底値ｂＰｌは、液体体積の小さな変化であっても測定値に重大な変化を生じさせるように選ばれるべきである。ｂＰｌの選択はｚの測定の単位に依存する。本明細書中で、ｚへのあらゆる参照は、明示的に記載されていないとしても、センチメートル（ｃｍ）の単位を前提とする。同様に、あらゆる面積はｃｍ２で規定され、あらゆる体積はｃｍ３で規定されることが前提とされている。
【００３３】
０＜ｂＰｌ≦５、特に、１＜ｂＰｌ≦１．５の範囲内でｂＰｌ≠１となるｂＰｌを選ぶことが好ましい。
【００３４】
好ましい実施形態によれば、パラメータＰｌは少なくとも１個の電極の面積である。Ａ（Ｖ（ｚ））は液体で湿った導電性電極表面の面積であり、電極表面は、電極の特有の構造的な構成に応じて、体積の増減と共に変化する。面積Ａについて、
Ａ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡｌＶ（ｚ）
が当てはまる。この例では、たとえば、容器の形状を記述するような他のパラメータ関数は線形依存性を有する。よって、液体容器は円筒型、立方体、又は、長方形プリズム形状を有することがあってもよい。
【００３５】
別の実施形態によれば、パラメータＰｌは、液体体積（充填体積）を決定する容器形状Ｆであり、このＦについて、
Ｆ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＦＶ（ｚ）
が当てはまる。好ましくは、Ｆ（Ｖ（ｚ））は、
【数１】
2009503464.tif 000004
【００３６】
によって断面Ｑ（ｚ）の関数に帰着する。
【００３７】
たとえば、比較的小さな断面積を有する液体容器では、体積の小さな変化は液体レベルのかなりの変化を引き起こすので、ｂＦは、小さな値、たとえば、２．５より下の範囲内で選ばれてもよい。
【００３８】
比較的大きな断面積を有する液体容器では、関係は相応して異なっている。対応する体積の変化の場合に、適当な測定精度を達成するために、ｂＦは、高い値、たとえば、２．５より上の範囲内で選ばれるべきである。
【００３９】
関数Ｆ（Ｖ（ｚ））が指数であるならば、たとえば、電極表面積はｚに関して線形的に変化し、よって、たとえば、電極はｚ方向の広がり全体に亘って一定の幅を有してもよい。
【００４０】
さらに別の実施形態によれば、パラメータＰｌは電極間距離Ｄでもよく、電極間距離Ｄに対し、
Ｄ（Ｖ（ｚ））＝ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））〜ｂＤ−Ｖ（ｚ）
が当てはまる。
【００４１】
この場合、液体体積（充填体積）を決定するパラメータに関係するパラメータ関数、たとえば、容器形状Ｆ（Ｖ（ｚ））及び／又は電極の表面積Ａ（Ｖ（ｚ））及び／又はその他のパラメータ関数は、たとえば、線形形式を有してもよい。
【００４２】
指数関係は、電極の材料によって与えられることもあり、材料の特性のために、このような電極材料の導電率はｚに関して指数的に変化する。
【００４３】
好ましくは、測定素子はサポートプレートを有し、２個の電極がサポートプレートの両側に配置されている。電極は測定素子の製造中に事前に位置合わせされ、測定素子の液体容器への取り付けを容易化する。測定セルの所定のパラメータ値を取得するために２個の電極を調整することは不要である。
【００４４】
好ましくは、測定素子は電極の第２の端部（幅の広い端部）が上端部になるように液体容器に配置されている。これは、液体体積（充填体積）が増加するときに、測定値の上昇曲線を提供する。
【００４５】
特定の実施形態によれば、測定素子は液体容器の壁と一体化されていてもよい。この場合、２個の電極が液体容器の壁の上／中で離れた場所に配置されているならば、又は、電極が向かい合った位置に配置されているならば好ましい。
【００４６】
別の特定の実施形態によれば、液体容器は水フィルター装置の給水漏斗である。原則として、このような給水漏斗を用いて、液体は上方から取り入れられる。液体出口開口部は、フィルター素子、たとえば、フィルターカートリッジが配置されている給水漏斗の底壁に配置されている。流量は、フィルターカートリッジが交換の期限になっている時点を決定するために、したがって、フィルターカートリッジが用いられた体積的「負荷」を測定するために、測定装置の特化された利用中に決定される。
【００４７】
評価装置はディスプレイユニットに接続されることがある。測定装置をフィルターカートリッジ上の体積的負荷を測定する装置として使用する場合、このディスプレイユニットは、カートリッジを交換すべき時期であることをユーザへ指示するインジケータである。
【００４８】
好ましくは、少なくとも電圧源、評価装置、及び、少なくとも１個の測定素子がモジュール又は部分組立品に一体化されている。別の実施形態によれば、ディスプレイユニットが上記モジュールに一体化されることもある。外部電圧源の場合、好ましくは、評価装置及び少なくとも１個の測定素子はモジュールに一体化されている。これらの実施形態は、流量測定が実行されるべき容器内に装置が統一されて取り付けられているので、装置の容易な操作及び取り扱いと、迅速な交換を可能にさせる。
【００４９】
液体レベルに依存する導電性液体の測定値を決定する本発明の測定素子は、少なくとも１個の細長い電極を備え、電極の面積Ａが電極の第１の端部から第２の端部までの距離ｚの増加と共に指数的に増加するように構成されている。Ｂ（ｚ）がｚの関数として電極の幅を表しているとする。そのとき、
Ａ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡ１Ｖ（Ｚ）  かつ
【数２】
2009503464.tif 000005
【００５０】
である。したがって、Ｂ（ｚ）は指数関数：
Ａ（Ｖ（ｚ））〜Ａ（ｚ）≒Ｂ（ｚ）〜ｂＡ２Ｚ
である。
【００５１】
好ましくは、０＜ｂＡ２≦５、かつ、ｂＡ２≠１であり、特に、好ましくは、１＜ｂＡ２≦１．５である。これらの範囲は、ｚがｃｍ単位の寸法である場合に当てはまる。ｚがその他の単位で表される場合、基底ｂＡ２は、単位に応じて変更される必要がある。
【００５２】
好ましくは、電極の広がりは連続的である。しかし、代替的な実施形態によれば、電極の幅はステップ状に変化してもよく、ステップの包絡線は上述の指数依存性を有する。この実施形態は測定曲線に対応したステップをもたらし、測定素子に接続されている評価装置は、絶対液体レベルの決定値を提供するために、適切に構成され得る。
【００５３】
好ましくは、電極の第１の端部の幅Ｂ１は０．１ないし２０ｍｍの範囲に入り、電極の第２の端部の幅Ｂ２は５ないし３０ｍｍの範囲に入る。
【００５４】
電極の第１の端部には、電極の軸と垂直に延在する棒状に拡幅された領域が設けられている。この棒状に拡幅された領域は明確な初期測定値を提供するために役立つ。
【００５５】
接点素子が電極の一方の端部に設けられている。好ましくは、接点素子は電極の上端部に取り付けられているので、液体と接触しない。
【００５６】
電極は、金属、金属合金、導電性プラスチック、又は、別の導電性材料から構成されることがある。
【００５７】
１もしくは複数電極の取り扱いを容易にするために、少なくとも１個の電極は、サポート部材上に配置されている。
【００５８】
測定素子は、液体容器の壁に一体化されていてもよい。この場合、液体容器の壁はサポート部材を形成する。
【００５９】
サポート部材が独立したコンポーネントであるならば、好ましくは、サポート部材はプレートの形であり、電極はプレートの２つの反対側の側面の１つずつに取り付けられている。２個の電極間の電界は、このとき、サポート部材の周りに広がる。
【００６０】
好ましくは、２個の電極は同様に構成されている。
【００６１】
好ましくは、サポートプレートは、高安定性の利点があるダブルＴ型断面（Ｉビーム型断面）を有するので、測定素子の機械的応力の印加の場合に電極の破損への耐性を有する。
【００６２】
好ましくは、サポートプレートは、電極の第１の端部の近くに配置された２個の脚部を有し、これらの脚部は液体容器の底に対して画定した距離を設けるために役立つ。その結果として、測定素子の下に広がる初期電界が確立される。容器内の液体レベルが低いとき、上記初期電界は依然として液体のカラムの内側にある。
【００６３】
有利的には、両方の電極及びサポートプレートはプラスチック材料から構成され、導電性プラスチックが電極のため選択され、非導電性プラスチックがサポートプレートのため選択されている。
【００６４】
したがって、測定素子は、２コンポーネントの射出成形部品として経済的に製造される。
【００６５】
容器及び導電率を測定する装置を利用して、液体レベルが垂直方向（ｚ方向）で変化する容器の中を通る導電率ＬＦである導電性液体の総流量を決定する方法は、
・Ｖ（ｚ）に依存する少なくとも１つのパラメータ関数
ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））  （但し、ｌ＝１．．．ｍ）
によって記述できるように少なくとも容器及び／又は導電率測定装置を構成する工程と、
・導電性測定装置によって生じさせられた測定値に対して、
Ｍ（Ｖ（ｚ））〜ＬＦ・ｆＭ（Ｖ（ｚ））〜ｆ（ｆＰｌ（Ｖ（ｚ）））〜ｂＭＶ（ｚ）
であるように、少なくとも１つのパラメータ関数ｆＰｌ（Ｖ（ｚ））を案出又は適合させる工程と、
・基底ｂＭを決定するために測定を実行する工程と、
・時間間隔ｔｉ−ｔｉ−１（但し、ｉ＝１．．．ｎ）における測定値Ｍｔｉ（Ｖ（ｚ））を決定する工程と、
・ｄＶｉを決定するために、商Ｍｔｉ＋１／Ｍｔｉを決定し、このような商の対数を決定する工程と、
・貫流した総量ｄＶを決定するために、ｎ重の［このような］値ｄＶｉを一緒に加算する工程と、
を具備することよって特徴付けられている。
【００６６】
原則として、所与の特定のシステムに対する基底ｂＭを決定するために１回の初期測定だけが行われるべきであり、所定の液体量がこの初期測定に関連して使用され、初期測定は通常の測定値の決定前に実行される。よって、ｂＭの１個の値から始めて、測定値を計算する際にこの値が使用される。ｂＭの値は、ｄＶｉの値を計算する際に、商の対数を取るときに使用される。
【００６７】
好ましくは、測定装置が組み込まれている機器の動作中に、測定値Ｍｔｉが１−１００秒の時間間隔で決定される。時間間隔の選定は、特に、使用頻度、及び、所与の機器を通る流れの速度に依存する。機器が水フィルター装置であるならば、重要な要因はユーザが必要とする濾過水の量である。好ましい時間間隔は１ないし２０秒であり、特に、好ましくは、２ないし１０秒である。
【００６８】
本発明の有利な実施形態は、添付図面を参照して以下で詳述されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
図１は、液体容器５の内部に配置された測定素子２０を備える導電率測定装置１０ａから構成された測定装置１０の第１の実施形態を概略的に示している。前記容器５は、周壁６ａ及び底壁６ｂを有し、液体入口７ａは周壁６ａの上部領域に配置され、液体出口７ｂは周壁６ａの下部領域に配置されている。入口流速及び出口流速は、時間の経過と共に変化するので、容器５内の液体４１の液体表面レベル（高度）４０は（両方向矢印によって表されているように）連続的に変化する。測定装置１０は容器５内を流れる液体の量を測定する目的のため設けられている。
【００７０】
測定装置１０の測定素子２０は、前面及び後面のそれぞれに前側電極３０ａ及び後側電極３０ｂを有するサポートプレート２１を有する。電極３０ａ，３０ｂを担持するサポートプレート２１を配置する際に、容器が完全に充填されているとき、電極が完全には浸漬されず、電気接続部に液体が少しも接触しないことを保証する必要がある。最大許容液体レベルは破線４２によって示されている。図１では、前側電極３０ａだけが見える。見えない後側電極３０ｂは、測定素子の後側に同様に構成されている。電極（３０ａ，３０ｂ）はそれぞれが、上方への進行に伴って、電極の下端部（第１の端部）３１からの距離の指数関数で、増加する幅を有する。Ａ（Ｖ（ｚ））とｚとの間の関数関係は、原則的に、Ａ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡ１Ｖ（ｚ）によって与えられ、電極の指数的な広がり、すなわち、Ａ（Ｖ（ｚ））〜ｂＡ２Ｚ、又は、幅に関してＢ（ｚ）〜ｂＡ２ｚという結果になる。ｚ軸は図１の右部分に示され、ｚ軸の零点は電極３０ａ，３０ｂの下端部３１にある。底壁からそれぞれの電極３０ａ，３０ｂの下端部までの距離ａが示されている。
【００７１】
評価中、この領域内の液体の体積は一定（定数）として考慮されている。
【００７２】
２個の電極３０ａ，３０ｂは通信線１１を介して、ディスプレイユニット１３に接続された評価装置１２に接続されている。有利的には、導電率測定装置の全てのコンポーネントが、好ましくは、単一ハウジング内の、単一のモジュール（部分組立品）に配置されている（たとえば、図１４の構成を参照のこと）。これは容器５の備え付けを容易化する。導電率測定装置１０ａを容器内に取り付けるだけでよく、このようにして、セットアップを非常に容易にする。
【００７３】
測定装置１０は、液体４１の導電率を測定するために使用され、測定及び評価は連続的に実行されてもよく、又は、不連続的に実行されてもよい。２個の電極３０ａ，３０ｂの間の電界線が例示され、参照符号３６によって示されている。
【００７４】
図２は測定素子２０の拡大正面図である。測定素子２０は、サポートプレート２１と２個の測定電極３０ａ，３０ｂとから構成されている。サポートプレート２１（図３）は、２個のフランジ２５ａ，２５ｂを接続する中央ウェブ部材２４から構成され、サポートプレート２１のダブルＴ型（Ｉビーム型）断面をもたらしている。ウェブプレート２４は下端部に凹部２３を有し、Ｔ型フランジは、凹部によって下向きに引き延ばされ、脚部２２ａ，２２ｂを形成している。
【００７５】
同一の電極３０ａ，３０ｂがウェブ部材２４の両方の側面に配置され、これらの電極は、上端部の拡幅領域まであらゆるところで対称性がある。このような電極３０ａ，３０ｂはそれぞれが狭い第１の電極端部３１及び幅広い第２の電極端部３２を有し、電極の第１の端部３１は底部に配置され、電極の第２の端部３２は最大許容液体レベル４２の領域に配置されている。これに関連して、図１の液体容器５内に組み込まれた条件の状況が図２に示されている。
【００７６】
電極３０ａの幅Ｂは、距離ｚの増加と共に、第１の電極端部３１から第２の電極端部まで連続的に増大する。電極の第１の（下）端部３１から、電極の第２の（上）端部３２までの距離はＺｍａｘと呼ばれる。幅Ｂに対し、比例関係：  Ｂ（ｚ）〜ｂＡ２ｚが当てはまる。
【００７７】
第１の電極端部３１において、電極３０ａは、電極の長軸に対して垂直に延び、初期測定値の大きさを画定するために役立つ棒状拡幅領域３５を有する。電極３０ｂの場合も同様である。
【００７８】
第２の電極端部３２は隣接している接点素子３３を有し、接点素子は、たとえば、グラファイト入りのシリコーンから構成される接続金具（接点ピル）を担持する。接点素子３３は、接点ピル３４のサイズに調整され、電極固有の側面を越えて側方へ突出している。接点ピル３４は、評価装置１２につながる電気接続線１１のための接続素子としての役目を果たす（図１）。
【００７９】
図３は、図２に示された測定素子２０の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。電極３０ａ，３０ｂは、ウェブ部材２４の両側に１つずつ配置されていることがわかる。
【００８０】
図４は、図２に示された測定素子２０の線ＩＶ−ＩＶに沿った垂直断面図である。サポートプレート２１は、非導電性プラスチック材料から構成され、一方、電極３０ａ，３０ｂは導電性材料から構成されている。これは測定素子２０が２コンポーネントの射出成形部品として製造されることを可能にする。
【００８１】
図５ａは、直線的な境界線、及び、指数関数を描いている湾曲した境界線を有する各電極３０ａ，３０ｂが非対称である（反対側にある３０ｂは図示されていない）という点で図２による測定素子と相違している、測定素子２０の異なる実施形態を例示している。
【００８２】
図５ｂは、電極３０ａがステップ状構成を有する変形を例示している。個々のステップ３８の包絡曲線３７は、図５ａにおける電極３０ａの右側境界線に対応し、同様に指数関数を描いている。
【００８３】
図６は、電極３０ａ，３０ｂが液体容器５の対向壁素子上に配置されている点、及び、液体入口７ａが周壁ではなく上壁に配置されている点で図１による実施形態とは相違する測定装置１０の第２の実施形態を表している。本実施形態では、上記実施形態におけるサポートプレート２１の機能は周壁６ａによって行われている。最大許容液体レベル４２は、（接続部が設けられている）電極の接点素子３３に液体が接触しないように選ばれている。
【００８４】
図７は測定装置１０の別の（第３の）実施形態を例示している。関数Ｆ（Ｖ（ｚ））が直線を描く図１による液体容器の長方形形状とは違って、図７による容器５は上向きに進むに連れて狭くなる。側壁６ａは湾曲し、指数関数を描くので、液体容器５の境界（断面）を描く関数Ｆ（ｚ）は同様に指数関数である。以下の比例関係：Ｆ（Ｖ（ｚ））〜Ｆ（ｚ）〜ｂＦ−Ｚが当てはまる。この場合、測定素子２０は、ｚ方向への進行に伴って一定の幅を有する電極３０ａ，３０ｂを有してもよい。
【００８５】
図８は、ハンドル３及びカバー４付きの水差し型容器２と、容器２内に配置された給水漏斗５ａとを有する水フィルター機器１の垂直断面図である。フィルターカートリッジ５０は給水漏斗５ａの出口７ｂに配置されている。原水８は、カバー４の持ち上げ後、又は、カバー４の入口開口部７ａを通して、給水漏斗５ａに取り込まれ、水は給水漏斗からフィルターカートリッジ５０を介して容器２の中へ流れ、容器では濾過水９が底に集まる。
【００８６】
導電率測定装置１０ａは給水漏斗５ａに配置され、装置１０ａは電気線１１を介して評価装置１２に接続されている測定素子２０を有する。評価装置１２は固有の電流源を収容している。評価装置１２は、カバー４に配置され、周囲から見ることができるディスプレイユニット１３を支えている。導電率測定装置１０ａは図１４に示されているようにモジュール又は部分組立品の形でもよい。このモジュールは、たとえば、カバー又は容器に組み込まれている。
【００８７】
原水８が取り込まれるとき、液体レベル４０は上昇する。濾過中に、液体レベル４０は下降する。
【００８８】
充填の程度の差から、フィルターカートリッジ５０を貫流した液体の体積を決定することが可能である。この体積は、フィルターカートリッジ５０を交換するときを決定するためのパラメータである。
【００８９】
液体レベル４０の変化は、測定素子２０によって決定される。測定値から、評価装置１２は、給水漏斗５ａの寸法に基づいて、対応する体積を計算する。所与のフィルターカートリッジ５０に対する所定の体積を超えたとき、この事実は、ディスプレイ１３によってユーザへ知らされる。かくして、本実施形態では、測定装置１０はフィルターカートリッジ５０上の体積的負荷を測定する手段として利用されている。
【００９０】
図９は、電極３０ａ，３０ｂの配置の原理を説明している。ｄＶは、液体レベル４０が変化したときの液体の体積の変化である。上述の測定装置１０は異なる導電率を有する３つの液体の導電率測定を行うために利用された。この結果が図１０に示されている。
【００９１】
測定値Ｍｔｉは所定の時間間隔：Δｔ＝ｔｉ−ｔｉ−１で獲得される。次式：
【数３】
2009503464.tif 000006
【００９２】
が適用され、したがって、２個の連続した測定値に対して：
【数４】
2009503464.tif 000007
【００９３】
が適用され、２個の測定値の比に対して：
【数５】
2009503464.tif 000008
【００９４】
が適用され、式中：
Ｍ１は、Ｖ１、すなわち、時点ｔ１における測定値であり、
Ｍ２は、Ｖ２、すなわち、時点ｔ２における測定値であり、
Ｖ１は、体積変化前の絶対体積であり、
Ｖ２は、体積変化後の絶対体積であり、
ｄＶ＝Ｖ１−Ｖ２（差分体積）であり、
Ｋ＝比例定数であり、特に、ＬＦに依存する。Ｋに影響を与えるその他のパラメータは、セル定数、体積定数、及び、測定増幅器の比例定数であり、
ｂＭ＝指数関数の基数であり、基数は、導電率測定セルの幾何学的性質及び容器の寸法（体積変化に関連した測定値変化）によって決定される。
【００９５】
対数を適用することにより、
【数６】
2009503464.tif 000009
【００９６】
が得られる。
【００９７】
式から分かることは、定数Ｋが相殺されていることである。測定機器及び構成毎に、基数ｂＭは決定されなければならないが、１回の較正だけが必要とされ、その後直ぐに、基数は測定プロセス中に定数として作用する。その他の量を知ることにより、差分体積を容易に決定することが可能である。
【００９８】
図１０による例に関して、測定値Ｍ１＝２０及びＭ２＝１０と、基数ｂＭ＝２．５９３７の場合、（体積の単位がリットル、ｚの単位がセンチメートルとして）以下の計算結果が生じる。
【００９９】
（Ａ）低導電率：Ｋ＝１．８１８１；Ｍ１＝２０；Ｖ１＝２．５１６；Ｍ２＝１０；Ｖ２＝１．７８９；ｄＶ＝０．７２７
（Ｂ）中間導電率：Ｋ＝３．６３６３；Ｍ１＝２０；Ｖ１＝１．７８９；Ｍ２＝１０；Ｖ２＝１．０６１；ｄＶ＝０．７２７
（Ｃ）高導電率：Ｋ＝７．７２７２；Ｍ１＝２０；Ｖ１＝１．０６１；Ｍ２＝１０；Ｖ２＝０．３３４；ｄＶ＝０．７２７
同じ体積変化が、Ｋとは独立に、したがって、液体の導電率（ＬＦ）とは独立に、それぞれの場合で測定された。
【０１００】
指数測定原理は差分体積の決定に非常に適している。利点は、たとえば、液体の絶対導電率のような要因が測定量の決定に影響を与えないこと、及び、１個の差分体積のために２回の測定しか必要とされないことである。
【０１０１】
図１１ａ及び１１ｂは、さらに別の実施形態による測定素子２０の２つの側面図を示している。２個のストリップ状電極３０ａ，３０ｂは一定の幅を有し、サポートプレート２１上に並行して取り付けられている。非導電性材料から構成されるプレート２６の形をした遮断構造体が２個の電極３０ａ，３０ｂの間に配置されている。このプレート２６は、ｚの値の増加に伴って電界線３６の経路長を減少させる。この遮断構造体は、相互に隔離された電極間の差の対応した変動と同じ効果を引き起こす。プレート２６は、ｚの増加と共に減少する幅Ｂａ（ｚ）を有し、そのために、２個の電極３０ａ，３０ｂまでの電界線の経路長は上向きに進むに連れて減少する。サポートプレート２１上の２個の電極間の物理的距離が小さいという事実にもかかわらず、遮断プレート２６は、（電界線の経路長の指標として）２個の電極（３０ａ，３０ｂ）の間に、垂直上向きに進むに連れて指数的に減少する実効距離Ｄを提供する。
【０１０２】
ＢａとＶ（ｚ）との間のこの関数関係は、Ｂａ（Ｖ（ｚ））〜ｂａ１−Ｖ（ｚ）〜ｂａ２−ｚであり、プレート２６の指数曲線状の前方縁部２７を記述している。
【０１０３】
図１２ａないし１２ｃにおいて、本実施形態の変形例が示され、図１２ｂは図１２ａの線Ａ−Ａによる断面図である。２個の電極３０ａ，３０ｂはサポートプレート２１の反対側の面上に配置されている。ｚの値が増加させられるときに電界線３６のより短い経路長を提供するために、遮断プレート２６ａ，２６ｂ；２６ｃ，２６ｄが各電極３０ａ；３０ｂの両側に設けられている。電界線に関連した２個の電極３０ａ，３０ｂ間の距離の間の関数関係は、図１１ａ及び１１ｂに関連して説明された関数関係と類似している。
【０１０４】
図１３は、２個の電極３０ａ，３０ｂがサポートプレート２１の反対側の側面に配置されているさらに別の実施形態を示している。ｚが増加するときに電界線３６の経路長の減少を生じさせるように使用される２枚の遮断プレート２６ａ，２６ｂは、サポート部材２１の平面内に配置され、実際にはサポートプレート２１のコンポーネントでもよい。
【０１０５】
図１４は、評価装置１２及びディスプレイユニット１３が電流源と共に部分組立部品に組み込まれている、図１１ａによる測定素子の実施形態を示している。部分組立品は容器に挿入され、取り付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】測定装置の第１の実施形態の概略図である。
【図２】第１の実施形態による測定素子の正面図である。
【図３】図２に示された測定素子の線ＩＩＩ−ＩＩＩによる水平断面図である。
【図４】図２に示された測定素子の線ＩＶ−ＩＶによる垂直断面図である。
【図５ａ】さらなる実施形態による測定素子の正面図である。
【図５ｂ】さらなる実施形態による測定素子の正面図である。
【図６】一体化された電極を有する液体容器の図である。
【図７】第２の実施形態による測定装置の概略図である。
【図８】測定装置を有する水フィルター機器の垂直断面図である。
【図９】測定原理の概略図である。
【図１０】異なる導電率を有する３つの液体について、体積の関数としての測定値のプロットの例を表す図である。
【図１１ａ】さらに別の実施形態による測定素子の側面図である。
【図１１ｂ】さらに別の実施形態による測定素子の側面図である。
【図１２ａ】さらに別の実施形態による測定素子の側面図である。
【図１２ｂ】さらに別の実施形態による測定素子の側面図である。
【図１２ｃ】さらに別の実施形態による測定素子の平面図である。
【図１３】さらなる実施形態による測定素子の側面図である。
【図１４】一体構造部分組立品の形式の導電率測定装置の図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    水フィルター装置
２    水差し型容器
３    ハンドル
４    カバー
５    液体容器
５ａ    給水漏斗
６ａ    周壁
６ｂ    底壁
７ａ    入口
７ｂ    出口
８    原水
９    濾過水
１０    測定装置
１０ａ    導電率測定装置
１１    電気接続線
１２    評価装置
１３    ディスプレイユニット
２０    測定素子
２１    サポートプレート
２２ａ，２２ｂ    脚部
２３    凹部
２４    中央ウェブ部材プレート
２５ａ，２５ｂ    フランジ
２６    プレート
２６ａ，２６ｂ    プレート
２７    前方縁部
３０ａ，３０ｂ    測定電極
３１    第１の電極端部
３２    第２の電極端部
３３    接点素子
３４    接続金具（「接点ピル」）
３５    棒状拡幅領域
３６    電界線
３７    包絡曲線
３８    ステップ
４０    液体表面
４１    液体
４２    液体レベルの最大高度
５０    フィルターカートリッジ
【図１】
2009503464.tif 000010
【図２】
2009503464.tif 000011
【図３】
2009503464.tif 000012
【図４】
2009503464.tif 000013
【図５ａ】
2009503464.tif 000014
【図５ｂ】
2009503464.tif 000015
【図６】
2009503464.tif 000016
【図７】
2009503464.tif 000017
【図８】
2009503464.tif 000018
【図９】
2009503464.tif 000019
【図１０】
2009503464.tif 000020
【図１１ａ】
2009503464.tif 000021
【図１１ｂ】
2009503464.tif 000022
【図１２ａ】
2009503464.tif 000023
【図１２ｂ】
2009503464.tif 000024
【図１２ｃ】
2009503464.tif 000025
【図１３】
2009503464.tif 000026
【図１４】
2009503464.tif 000027
【国際調査報告】
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