專利名稱：多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備多個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特別是，涉及能夠高精度地測(cè)定水溶液等被測(cè)定物質(zhì)在某個(gè)處理系統(tǒng)中不同的位置或者不同時(shí)刻的導(dǎo)電率的差異或者變化的多元電導(dǎo)率測(cè)定裝置。
作為以往的使用導(dǎo)電率測(cè)定裝置的方法，對(duì)預(yù)定的測(cè)定點(diǎn)設(shè)置導(dǎo)電率測(cè)定裝置，或者從預(yù)定的特定點(diǎn)向?qū)щ娐蕼y(cè)定裝置引入試樣水，把在該裝置中測(cè)定的導(dǎo)電率利用在各種領(lǐng)域中的水溶液的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，水質(zhì)管理等中。在由該導(dǎo)電率測(cè)定裝置進(jìn)行的導(dǎo)電率測(cè)定中，通常，根據(jù)被測(cè)定物質(zhì)的狀態(tài)或者電極的狀態(tài)，測(cè)定時(shí)的周圍條件(例如環(huán)境溫度或者來自周圍設(shè)備的噪音的狀況等)等，把其導(dǎo)電率測(cè)定裝置的測(cè)定范圍調(diào)整了以后，進(jìn)行測(cè)定。另外，在該測(cè)定中，很多時(shí)候在導(dǎo)電率測(cè)定裝置的電極上粘著或者吸附被測(cè)定物質(zhì)中的有機(jī)物等，電極面的表面狀態(tài)隨著時(shí)間發(fā)生變化。因此，在測(cè)定中或多或少地將發(fā)生從所希望的測(cè)定基準(zhǔn)點(diǎn)的偏移。從而，當(dāng)前的狀況是由導(dǎo)電率測(cè)定裝置進(jìn)行的導(dǎo)電率的測(cè)定數(shù)據(jù)作為管理或者控制使用的數(shù)據(jù)，只能處理為可靠性比較低的數(shù)據(jù)，只能滿足于這樣的二次數(shù)據(jù)的位置關(guān)系。
特別是，在從多個(gè)測(cè)定點(diǎn)采取導(dǎo)電率的測(cè)定數(shù)據(jù)，例如測(cè)定它們之間的水溶液的處理進(jìn)行程度或者它們中間的水質(zhì)的變化時(shí)，進(jìn)而，實(shí)質(zhì)上在相同的測(cè)定位置測(cè)定導(dǎo)電率隨時(shí)間的變化時(shí)，如上所述需要在各個(gè)測(cè)定裝置中調(diào)整測(cè)定范圍，或者在時(shí)間上將產(chǎn)生偏移，因此當(dāng)前難以進(jìn)行高精度的測(cè)定。另外，在要測(cè)定導(dǎo)電率的變化或者多個(gè)測(cè)定位置的導(dǎo)電率的差異時(shí)，當(dāng)其變化或者差異與所測(cè)定的導(dǎo)電率的絕對(duì)值相比較極其微小時(shí)，由于對(duì)于測(cè)定范圍比較大的導(dǎo)電率的絕對(duì)值進(jìn)行調(diào)整，因此非常難以進(jìn)行微小的變化或者差異的測(cè)定，或者其測(cè)定數(shù)據(jù)的可靠性很低。但是當(dāng)前，希望測(cè)定這種位置上或者時(shí)間上不同的2個(gè)或者多個(gè)測(cè)定點(diǎn)之間的微小差異或者變化的要求非常多，如果能夠以高可靠性，高精度而且高靈敏度測(cè)定這樣微小的差異和的變化，則其用途將非常廣泛。但是，當(dāng)前并沒有見到能夠滿足這樣要求的導(dǎo)電率測(cè)定裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的特征在于，具有至少2個(gè)包含有與被測(cè)定物質(zhì)接觸的至少2個(gè)電極的導(dǎo)電率測(cè)定單元，把該導(dǎo)電率測(cè)定單元進(jìn)行電連接使得至少能夠把來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身進(jìn)行加法、減法運(yùn)算的某種處理。
即，以往的導(dǎo)電率測(cè)定裝置使用放大器等把來自一個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)放大，作為導(dǎo)電率的測(cè)定輸出信號(hào)整形為適宜大小的信號(hào)，在設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定裝置時(shí)，需要對(duì)于各個(gè)裝置進(jìn)行測(cè)定范圍的調(diào)整。但是，在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，在該裝置內(nèi)，對(duì)于來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身進(jìn)行加法、減法等電運(yùn)算處理，處理后的信號(hào)根據(jù)需要被放大，輸出為各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元之間的測(cè)定導(dǎo)電率的差異或者變化部分。從而，本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置與簡(jiǎn)單地設(shè)置多個(gè)以往的導(dǎo)電率測(cè)定裝置，得到來自這些裝置的測(cè)定數(shù)據(jù)的差異或者變化部分的結(jié)構(gòu)明顯的不同。
本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元中的上述至少2個(gè)電極能夠由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極和電流供給用電極構(gòu)成。把電極構(gòu)成為2極這一點(diǎn)從以往的裝置就已經(jīng)明確。在電流供給用電極上，例如供給交流電流。在配置多個(gè)電流供給用電極時(shí)，在至少一個(gè)電流供給用電極上，也可以供給被放大或者縮小了的交流電流。如果把供給到電流供給用電極上前面的交流電流放大，則實(shí)際上與在該供給電流上以預(yù)定倍率進(jìn)行乘法運(yùn)算相同，可以得到在從該導(dǎo)電率測(cè)定單元得到的檢測(cè)信號(hào)上也實(shí)施了乘法運(yùn)算相同的效果。如果把在交流供給用電極上供給的前面的交流電流縮小，則實(shí)質(zhì)上與在該供給電流上以一定比例實(shí)施除法運(yùn)算相同，可以得到在從該導(dǎo)電率測(cè)量單元得到的檢測(cè)信號(hào)上也實(shí)施了除法運(yùn)算相同的效果。如果把這樣得到的檢測(cè)信號(hào)自身進(jìn)行加法或者減法運(yùn)算，則在其加法或者減法運(yùn)算中也包括乘法或者除法運(yùn)算，在處理檢測(cè)信號(hào)自身時(shí)，能夠根據(jù)需要，實(shí)質(zhì)上采用加法、減法、乘法、除法的任意組合。而且，把來自各個(gè)導(dǎo)電率檢測(cè)單元的檢測(cè)信號(hào)自身像上述那樣處理了以后的信號(hào)能夠根據(jù)需要進(jìn)行放大使得輸出信號(hào)成為最佳的大小，這種情況下，由于上述處理后的一個(gè)信號(hào)成為對(duì)象，因此可以只設(shè)置一個(gè)放大器。
另外，在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，能夠采用各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元分別具有3個(gè)電極，該3個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極和隔開間隔分別配置在該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極兩側(cè)的2個(gè)交流電流供給用電極構(gòu)成，在該2個(gè)交流電流供給用電極上供給同相的交流電流的結(jié)構(gòu)?；蛘咭材軌虿捎酶鱾€(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元分別具有3個(gè)電極，該3個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極，隔開間隔配置在該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極一側(cè)的交流電流供給用電極，隔開間隔配置在上述導(dǎo)電率檢測(cè)用電極相反一側(cè)的接地電極構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。通過采用這樣的3電極結(jié)構(gòu)，如后所述，能夠進(jìn)行抑制了來自周圍的噪聲等的惡劣影響的高精度測(cè)定。
另外，在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元中的上述至少2個(gè)電極最好采用分別在由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極本體的表面上，通過氧化鈦層形成了電極面構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。如果依據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，則在被測(cè)定物質(zhì)中包括有機(jī)物的情況下，為了去除該有機(jī)物等向電極面粘著或者吸附引起的對(duì)導(dǎo)電率測(cè)定的影響，能夠有效地利用基于氧化鈦的光催化活性的有機(jī)物分解性能或者超親水性。為了在氧化鈦層中發(fā)揮光催化活性，最好對(duì)于該氧化鈦層配置光照射裝置。例如，能夠采用各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元具有在上述至少2個(gè)電極的電極面之間形成的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間和在各個(gè)電極面上照射光的光照射裝置的結(jié)構(gòu)。
在該多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，由上述光照射裝置照射的光最好具有引起上述氧化鈦層的光催化活性的波長(zhǎng)。例如，能夠使用300～400nm左右的波長(zhǎng)的光。作為光照射裝置，既可以直接使用構(gòu)成不可見光等的紫外線照射裝置的光源，也可以使用把來自作為光照射裝置的光源的光導(dǎo)入的導(dǎo)光體(例如光纖或者由導(dǎo)光性材料構(gòu)成的管)。另外，在直接照射來自光源的光的同時(shí)，還可以添加來自導(dǎo)光體的光。
另外，還可以構(gòu)成為使得由透光體形成上述被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間，來自光照射裝置的光通過導(dǎo)光體(例如玻璃)照射到電極面上。這種情況下，在透光體的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間一側(cè)的表面(切液面)上，如果像可透光那樣實(shí)施氧化鈦噴涂，則根據(jù)氧化鈦噴涂層的超親水性或者有機(jī)物分解性能，還能夠防止有機(jī)物向該透光體表面的粘著。
另外，上述電極例如能夠用以下的方法制造。即，在由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極本體的表面上通過濺射、電鍍等表面處理設(shè)置氧化鈦層形成電極面的方法，或者，用鈦金屬構(gòu)成電極本體，在由鈦金屬構(gòu)成的電極本體的表面上提供氧氣形成由氧化鈦層構(gòu)成的電極面的方法。作為提供氧氣形成氧化鈦層的方法，除去基于電解的方法以外，還能夠使用基于空氣氧化的方法。
在上述那樣的本發(fā)明的多元的導(dǎo)電率測(cè)定裝置中，在該裝置內(nèi)，在來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身上至少進(jìn)行加法、減法運(yùn)算的某一種處理，該處理后的信號(hào)輸出為個(gè)檢測(cè)信號(hào)。在該信號(hào)上根據(jù)需要加入放大等處理。這樣輸出的檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)于在各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元設(shè)置位置的檢測(cè)導(dǎo)電率之間的差異或者各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元設(shè)置位置的檢測(cè)導(dǎo)電率之間的變化部分。2個(gè)檢測(cè)導(dǎo)電率實(shí)質(zhì)上能夠以相同的條件或者在相同的測(cè)定范圍進(jìn)行測(cè)定，該條件或者測(cè)定范圍不需要根據(jù)導(dǎo)電率絕對(duì)值的大小進(jìn)行調(diào)整，可以根據(jù)上述差異或者變化部分的大小進(jìn)行調(diào)整。從而，對(duì)于導(dǎo)電率絕對(duì)值的大小，即使上述差異或者變化部分的大小微小的情況下，也能夠以高精度而且高靈敏度取出其微小的差異或者變化部分。而且，如上述，在電運(yùn)算處理差分或者變化部分時(shí)的來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身，在一個(gè)裝置內(nèi)由于實(shí)質(zhì)上是以相同的調(diào)整條件取出的信號(hào)，因此在成為來自運(yùn)算處理源的各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身之間將不發(fā)生因測(cè)定范圍調(diào)整的影響的差異。從而，在這一方面，也能夠保證高精度地取出上述差分或者變化部分，成為可靠性非常高的數(shù)據(jù)。
這樣，如果依據(jù)本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，則在該裝置內(nèi)，由于能夠把來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身至少進(jìn)行加法、減法運(yùn)算的某一種處理，因此能夠以高精度而且高靈敏度測(cè)定位置或者時(shí)間不同的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)之間的導(dǎo)電率的微小的差異或者變化，對(duì)于導(dǎo)電率測(cè)定能夠得到可靠性極高的數(shù)據(jù)。
圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施形態(tài)的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的電路圖。
圖3是適用了本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的水處理系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖4是示出在圖3的水處理系統(tǒng)的測(cè)定中能夠使用的本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置一例的電路圖。
圖5是示出使用時(shí)間延遲柱管的本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖6是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元的另一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖8是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元的又一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖9是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)例的分解斜視圖。
圖10是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元的電極的結(jié)構(gòu)例的斜視圖。
圖11是示出在本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置中能夠使用的導(dǎo)電率測(cè)定單元部分的另一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)例的分解斜視圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的理想實(shí)施形態(tài)。
圖1示出本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的電路結(jié)構(gòu)。圖1中，多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置1至少具有2個(gè)包含有與被測(cè)定物質(zhì)接觸的至少2個(gè)電極(在本實(shí)施形態(tài)中以3電極結(jié)構(gòu)示出)的導(dǎo)電率測(cè)定單元(在本實(shí)施形態(tài)中以2個(gè)單元結(jié)構(gòu)示出)。各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3(在圖1中，表示為單元1、單元2)在本實(shí)施形態(tài)中，進(jìn)行電連接使得來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3的檢測(cè)信號(hào)自身被進(jìn)行加法處理。
各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3電氣上并聯(lián)連接，在各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3的電流供給用電極2a、3a上，供給來自作為電源的交流振蕩器4的同相的交流電流。各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3的導(dǎo)電率檢測(cè)用電極2b、3b相互電連接，來自2個(gè)檢測(cè)用電極2b、3b的檢測(cè)信號(hào)自身的值進(jìn)行相加。而且在本實(shí)施形態(tài)中，在一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元2的電流供給用電極2a的前面，設(shè)置把被供給的交流電流的值以預(yù)定的倍率進(jìn)行乘法運(yùn)算或者以預(yù)定的倍率進(jìn)行除法運(yùn)算的乘法器或者除法器5，能夠使在導(dǎo)電率測(cè)定單元2中成為檢測(cè)對(duì)象的被測(cè)定物質(zhì)的導(dǎo)電率的等級(jí)與導(dǎo)電率測(cè)定單元3的等級(jí)不同。即，把向電流供給用電極2a供給之前的交流電流以預(yù)定的倍率放大或者減小。如果這樣做，則如后面所述，在某個(gè)處理系統(tǒng)中，對(duì)于處理前和處理后(例如濃縮后或者稀釋后)的各個(gè)檢測(cè)位置，能夠分別以最佳靈敏度進(jìn)行檢測(cè)。
實(shí)施了上述電運(yùn)算處理的信號(hào)，即，從導(dǎo)電率檢測(cè)用電極2b、3b的連接點(diǎn)得到的信號(hào)通過一個(gè)放大器6作為輸出信號(hào)放大為適當(dāng)?shù)碾娖健＿@時(shí)，在測(cè)定范圍切換器7中，能夠根據(jù)測(cè)定對(duì)象選擇最佳的測(cè)定范圍。
在本實(shí)施形態(tài)中，來自放大器6的信號(hào)由溫度補(bǔ)償器8進(jìn)行了對(duì)于測(cè)定環(huán)境的溫度補(bǔ)償以后，由同步整流器9獲得與交流振蕩器4的輸出一側(cè)的同步。而且，該信號(hào)由帶范圍調(diào)整器10的放大器11進(jìn)行放大使得成為在各種控制或者輸出的顯示中最佳電平的信號(hào)，作為實(shí)際的輸出12取出。
圖2示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施形態(tài)的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置的電路結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施形態(tài)的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置21中，與圖1所示的形態(tài)相比較，在另一個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元3的電流供給用電極3a的前面預(yù)先設(shè)置把被供給的交流電流的值以預(yù)定的倍率進(jìn)行乘法或者以預(yù)定的比例進(jìn)行除法運(yùn)算的乘法器或者除法器22，使導(dǎo)電率測(cè)定單元3中成為檢測(cè)對(duì)象的被測(cè)定物質(zhì)的導(dǎo)電率的等級(jí)成為與導(dǎo)電率測(cè)定單元2的等級(jí)不同。而且，在該乘法器或者除法器22中提供相位翻轉(zhuǎn)功能。即，在把供給到電流供給用電極3a之前的交流電流以預(yù)定的倍率放大或者縮小的同時(shí)，還把該供給交流電流的相位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。如果這樣做，則來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元23的檢測(cè)信號(hào)自身實(shí)質(zhì)上進(jìn)行減法運(yùn)算，被進(jìn)行減法處理了的信號(hào)傳送到放大器6。其它的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同。
如上述那樣構(gòu)成的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，例如像圖3所示那樣使用。圖3示出某個(gè)水處理系統(tǒng)31。對(duì)于原水32，具有收容濃縮或者稀釋了的水的貯水罐33(例如，冷卻塔，稀釋容器等)。從貯水罐33，收容水34通過泵35傳送到下一個(gè)處理系統(tǒng)或者操作系統(tǒng)。在這樣的水處理系統(tǒng)31中，在想測(cè)定原水32與貯水罐33內(nèi)的濃縮水或者稀釋水(以下，稱為濃縮水等34)之間的電導(dǎo)率的差異，或者其之間的電導(dǎo)率的變化時(shí)，如圖3所示那樣，經(jīng)過吸收器36把原水32與濃縮水等34采樣為試樣水。被采樣的原水32與濃縮水等34經(jīng)過泵37、38，分別傳送到導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40(與上述的導(dǎo)電率測(cè)定單元2、3相當(dāng)，通道1(ch1)，通道2(ch2))，測(cè)定導(dǎo)電率。測(cè)定后的水被排放或者返回到適當(dāng)?shù)幕厥障到y(tǒng)中。
這時(shí)，能夠把來自各個(gè)導(dǎo)電率檢測(cè)單元39、40的檢測(cè)信號(hào)分別作為原水32或者濃縮水等34導(dǎo)電率的絕對(duì)值的值取出，而在本發(fā)明中，主要的是，來自兩個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的檢測(cè)信號(hào)(圖中的輸出1、輸出2)如上所述提供到電運(yùn)算處理，作為2個(gè)檢測(cè)位置中的導(dǎo)電率的差異或者變化部分進(jìn)行檢測(cè)。
在圖3所示的檢測(cè)系統(tǒng)中，例如構(gòu)成圖4所示的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置41。在圖4所示的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置41中，來自交流振蕩器42的交流電流供給到各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40。在一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元39中，供給在帶倍率設(shè)定器39的相位翻轉(zhuǎn)放大器44中以預(yù)定的倍率進(jìn)行放大，而且反轉(zhuǎn)了相位的交流電流。在另一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元40中，供給通過放大器45以一定的倍率放大但是相位沒有翻轉(zhuǎn)的交流電流。各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的輸出一側(cè)相連接，由于上述一方的供給交流電流的相位翻轉(zhuǎn)，因此進(jìn)行獲得來自兩個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的檢測(cè)信號(hào)之差的減法處理。該被減法處理了的信號(hào)由帶靈敏度(測(cè)定范圍)切換器46的放大器47放大，作為所測(cè)定的一個(gè)輸出信號(hào)48進(jìn)行輸出。從而，該輸出信號(hào)48成為表示兩個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的檢測(cè)電導(dǎo)率之間的差異或者變化部分。
這樣，因?yàn)椴皇菑挠筛鱾€(gè)單位測(cè)定裝置輸出的檢測(cè)值的絕對(duì)值運(yùn)算差異或者變化部分，而是在一個(gè)多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置41內(nèi)，對(duì)于來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的檢測(cè)信號(hào)自身進(jìn)行減法處理，因此能夠高精度的僅抽出2個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元39、40的檢測(cè)導(dǎo)電率之間的差異或者變化部分。另外，該測(cè)定時(shí)的測(cè)定范圍由于不是對(duì)于導(dǎo)電率的絕對(duì)值，而是可以對(duì)于要檢測(cè)的導(dǎo)電率的差異或者變化部分進(jìn)行調(diào)整，因此即使在相對(duì)于導(dǎo)電率的絕對(duì)值，差異或者變化部分微小的情況下，也能夠與導(dǎo)電率的絕對(duì)值無關(guān)，能夠調(diào)整到最佳的測(cè)定范圍，能夠進(jìn)行極其高精度而且高靈敏度的測(cè)定。
另外，由于設(shè)置倍率設(shè)定器43，能夠適宜地切換一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元39一側(cè)的供給電流的電平，因此對(duì)于濃縮系統(tǒng)或者稀釋系統(tǒng)的任一個(gè)都能夠進(jìn)行最佳的靈敏度調(diào)整。而且，在輸出一側(cè)由于設(shè)置靈敏度(測(cè)定范圍)切換器46，因此最終輸出的信號(hào)的電平也能夠調(diào)整到最佳電平，能夠以最佳的靈敏度測(cè)定導(dǎo)電率測(cè)定的差異或者變化部分。其結(jié)果，能夠以高精度而且高靈敏度獲得可靠性極高的導(dǎo)電率測(cè)定的差異或者變化部分的數(shù)據(jù)。
在圖3所示的測(cè)定系統(tǒng)中，測(cè)定夾持某個(gè)水處理系統(tǒng)的不同兩個(gè)位置之間的導(dǎo)電率測(cè)定的差異或變化部分，而本發(fā)明例如也能夠測(cè)定在某個(gè)被測(cè)定物質(zhì)的流動(dòng)方向中的導(dǎo)電率測(cè)定隨時(shí)間的變化。
例如如圖5所示，對(duì)于在流水管52內(nèi)流動(dòng)的水的流動(dòng)方向，要測(cè)定不同配置之間的導(dǎo)電率測(cè)定的變化時(shí)，可以配置多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置51使得在上游一側(cè)的位置53例如經(jīng)過汾丘里管54能夠采樣樣品水。首先在一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元55中檢測(cè)出該樣品水的導(dǎo)電率以后，把其樣品水通過時(shí)間延遲柱管56傳送到另一方的導(dǎo)電率測(cè)定單元57，在那里再次測(cè)定樣品水的導(dǎo)電率，把測(cè)定后的樣品水返回到流水管52的下游一側(cè)的位置58。時(shí)間延遲柱管56例如把細(xì)管卷成螺旋形，使得能夠調(diào)節(jié)從流入端到流出端的通水時(shí)間，在本實(shí)施形態(tài)中，實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于流水管52的上游一側(cè)的位置53到下游一側(cè)的位置58的通水時(shí)間。
通過設(shè)置這樣的時(shí)間延遲柱管56，把對(duì)于相同的樣品水的導(dǎo)電率的檢測(cè)定時(shí)在時(shí)間上錯(cuò)開，能夠觀測(cè)在其之間的導(dǎo)電率發(fā)生怎樣地變化。而且，通過使用本發(fā)明的多元導(dǎo)率測(cè)定裝置51，能夠以高可靠性，高精度而且高靈敏度地檢測(cè)導(dǎo)電率的變化部分。
在本發(fā)明中，各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元自身的構(gòu)造不特別限定，也可以是至少具有2個(gè)與被測(cè)定物質(zhì)接觸的電極的導(dǎo)電率測(cè)定單元。各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)單元中的至少2個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極和電流供給用電極構(gòu)成，在3電極結(jié)構(gòu)的情況下，還可以把一個(gè)作為接地電極。在電流供給用電極上最好供給交流電流，而也能夠是供給直流電流的結(jié)構(gòu)。
圖6示出能夠適用于本發(fā)明的2電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率測(cè)定單元的概略結(jié)構(gòu)。圖6所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元61對(duì)于在測(cè)定管62中流過的或者貯藏在測(cè)定管62的作為被測(cè)定物質(zhì)的被測(cè)定流體63，間隔設(shè)置電源電極64和導(dǎo)電率檢測(cè)用電極65。在電源電極64上例如從電源(省略圖示)經(jīng)過放大器66加入交流恒定電壓，來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極65的檢測(cè)電流提供給上述的加法或者減法處理。
在上述的2電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率測(cè)定單元61中，測(cè)定管62至少在上述導(dǎo)電率測(cè)定部位由絕緣體(例如氯乙烯管)構(gòu)成，通常，在延伸設(shè)置部位的某一個(gè)位置，大多實(shí)質(zhì)上成為接地狀態(tài)，因此，由于其接地狀態(tài)，有時(shí)將受到來自周圍環(huán)境的噪聲。
為了去除這種噪聲的影響，例如最好使用圖7或者是圖8所示的3級(jí)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率測(cè)定單元。在圖7所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元71中，對(duì)于在被絕緣的測(cè)定管72中流過，或者貯藏在測(cè)定管72中的作為被測(cè)定物質(zhì)的被測(cè)定流體73，設(shè)置與該被測(cè)定流體73接觸的3個(gè)電極74、75、76。3個(gè)電極由用于檢測(cè)導(dǎo)電率的導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74和隔開間隔配置該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極兩側(cè)的2個(gè)交流電流供給用電極75、76構(gòu)成。在2個(gè)交流電流供給用電極75、76上經(jīng)過放大器77，以等電位的恒定電壓供給同相的交流電流。來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74的檢測(cè)電流提供到上述加法或者減法運(yùn)算處理。
在圖7所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元71中，導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74通過配置在其兩側(cè)的被供給了同相的交流電流的2個(gè)交流電流供給用電極75、76，對(duì)于存在于測(cè)定管72的延伸設(shè)置部位的某一個(gè)部位的接地點(diǎn)，成為電絕緣。即，在2個(gè)交流電流供給用電極75、76上，以同相供給恒定電壓交流電流，導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74與交流電流供給用電極75、76之間的電位差始終保持預(yù)定的一定值，因此實(shí)質(zhì)上在導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74與外部接地點(diǎn)之間成為不存在電阻的狀態(tài)。從而，圖6所示的單元結(jié)構(gòu)中，由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極與外部接地點(diǎn)之間的電阻值或者其電阻值的變動(dòng)引起的對(duì)于來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極的輸出電流的影響實(shí)質(zhì)上完全不存在。換言之，完全不存在從導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74向外部接地點(diǎn)的漏電流。其結(jié)果，來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極74的輸出電流長(zhǎng)時(shí)以沒有干擾的狀態(tài)取出，防止由于干擾引起的分散或者變動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定地進(jìn)行高精度導(dǎo)電率檢測(cè)。
在圖8所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元81中，對(duì)于在被絕緣的測(cè)定管82中流過的，或者貯藏在測(cè)定管82中的作為被測(cè)定物質(zhì)的被測(cè)定流體83，設(shè)置與該被測(cè)定流體83接觸的3個(gè)電極84、85、86。3個(gè)電極由用于檢測(cè)導(dǎo)電率的導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84，隔開間隔配置在該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極一側(cè)的交流電流供給用電極85和隔開間隔配置在導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84另一側(cè)的接地電極86構(gòu)成。在交流電流供給用電極85上，經(jīng)過放大器87以恒定電壓供給預(yù)定的交流電流，來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84的輸出電流提供到上述的加法或者減法運(yùn)算處理。
在圖8所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元81中，僅對(duì)于交流電流供給用電極85以恒定電壓供給交流電流，接地電極86通過接地強(qiáng)制地成為電位0，這些電極85、86配置在導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84的兩側(cè)。從而，在電極85、86之間，通過導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84，在電路上成為所謂的電阻分割的狀況。在該電極85、86之間的電路中，在電極85上供給預(yù)定的恒定電壓交流電流，電極86通過接地其電位強(qiáng)制地長(zhǎng)時(shí)為0，該狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定。即，即使測(cè)定管82的某一個(gè)延伸設(shè)置部位處于被接地的狀態(tài)，在其接地點(diǎn)與導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84之間也沒有電阻等進(jìn)入的余地，由此從導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84取出的電流不會(huì)偏移或者變動(dòng)。從而，來自導(dǎo)電率檢測(cè)用電極84的輸出電流長(zhǎng)時(shí)以沒有干擾的狀態(tài)取出，防止由于干擾引起的分散或者變動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定地進(jìn)行高精度的導(dǎo)電率測(cè)定。
在本發(fā)明中，不特別限定導(dǎo)電率測(cè)定單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)，例如能夠采用圖9所示的構(gòu)造。在圖9所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元91中，例如最好使用在圖9所示的由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極本體92的表面上，通過氧化鈦層93形成了電極面的導(dǎo)電率測(cè)定用電極94。氧化鈦層93在由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極本體92的表面上，通過濺射、電鍍等表面處理形成，或者由鈦金屬構(gòu)成電極本體92，通過把其表面氧化形成。氧化通過電解或者空氣氧化進(jìn)行。
導(dǎo)電率測(cè)定用電極94用作為與圖6～圖8所示的3個(gè)電極相當(dāng)?shù)碾姌O，如圖9所示，在由絕緣體構(gòu)成的電極夾95上，在使電極面露出的狀態(tài)下埋設(shè)。在圖9所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元91中，3個(gè)電極94配置成一列，兩側(cè)的電極94a、電極94b構(gòu)成與電源相連接的交流電流供給用電極，中央的電極94c構(gòu)成起到導(dǎo)電率檢測(cè)用的傳感器功能的導(dǎo)電率檢測(cè)用電極。
電極夾95固定在基體96的預(yù)定位置。在基體96上，設(shè)置使被測(cè)定流體(例如水溶液)流入的流入口97以及流出的流出口98，導(dǎo)電率測(cè)定用的流通孔99以及流通孔100。在電極夾95上，設(shè)置流通孔101和流通孔102，配置成使得流通孔101與基體的流通孔99連接，流通孔102與基體的流通孔100連接。從流入口97流入的被測(cè)定流體通過基體96的內(nèi)部通路103，流通孔99，電極夾95的流通孔101，流入到形成在各個(gè)電極94的電極面一側(cè)的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104中。被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104形成被測(cè)定流體的導(dǎo)電率測(cè)定用的流通路徑。來自被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104的流體通過電極夾95的流通孔102，基體96的流通孔100，內(nèi)部通路105，從流出口98流出口。
在基體96上，在與各電極94a、94b、94c對(duì)應(yīng)的位置上穿設(shè)貫通孔106a、106b、106c，通過貫通孔106a、106b、106c引出所需要的電布線。
被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104在本實(shí)施形態(tài)中，由片形的填料107，在電極夾95上經(jīng)過填料107隔開間隔相對(duì)配置的作為透光體的透明玻璃板108形成。在該玻璃板108的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104一側(cè)的表面上，最好也以不損害透光性的程度實(shí)施氧化鈦噴涂。測(cè)定在該被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104內(nèi)流過的流體的導(dǎo)電率。
電極夾95、填料107以及玻璃板108用螺栓109通過殼體110固定在基體96的一個(gè)面一側(cè)。在殼體110上開設(shè)透光用的窗口111。通過該窗口111，照射來自配置在外部的光照射裝置112的光。所照射的光從窗口111通過玻璃板108，照射到形成各個(gè)電極94a、94b、94c的電極面的氧化鈦層93上。所照射的光選擇具有在氧化鈦層93中發(fā)揮光催化活性的波長(zhǎng)的光。例如，能夠使用特定波長(zhǎng)(例如300～400nm波長(zhǎng)的光)的紫外線，作為光照射裝置112，能夠使用例如發(fā)出紫外線的不可見光的裝置。
另外，如果依據(jù)這樣的導(dǎo)電率測(cè)定裝置91，則通過來自光照射裝置112的光照射，各個(gè)電極94a、94b、94c的表面上設(shè)置的氧化鈦層93發(fā)揮光催化活性，即使在流過被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104的被測(cè)定液體中包括有機(jī)物的情況下，由于該有機(jī)物根據(jù)光催化活性分解。從而，即使在導(dǎo)電率測(cè)定時(shí)在電極面進(jìn)行離子交換，也能夠防止非導(dǎo)電性的有機(jī)物粘著或者吸附在電極面上。其結(jié)果，不需要進(jìn)行電極面定期的清洗，即使不清洗，也能夠長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定地高精度的測(cè)定導(dǎo)電率。另外，還確保其高精度測(cè)定的再現(xiàn)性。
另外，如果在玻璃板108的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104一側(cè)的表面上實(shí)施氧化鈦噴涂，則在該面一側(cè)也防止有機(jī)物的粘著或者吸附，還防止有機(jī)物向被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間104內(nèi)的積蓄等，維持良好的測(cè)定精度。
導(dǎo)電率測(cè)定單元部分不限定于圖9所示的構(gòu)造，例如也能夠像圖11那樣構(gòu)成。在圖11所示的導(dǎo)電率測(cè)定單元中，設(shè)置3個(gè)電極122a、122b、122c，例如兩側(cè)的電極122a、122b構(gòu)成連接到電源的電源用電極，配置在其之間的電極122c構(gòu)成起到導(dǎo)電率檢測(cè)用的傳感器功能的檢測(cè)用電極。各電極122a、122b、122c的中央部分開設(shè)貫通孔123a、123b、123c，在各個(gè)孔123a、123b、123c的內(nèi)面上設(shè)置著氧化鈦層。在各個(gè)電極122a、122b、122c的兩側(cè)，配置由透光性的絕緣材料(例如四氟化乙烯)構(gòu)成的隔片124a、124b、124c、124d，各個(gè)電極與各個(gè)隔片交互疊層。在隔片124a、124b、124c、124d的中央部分也開設(shè)貫通孔125a、125b、125c、125d。在兩側(cè)隔片124a、124d的外側(cè)，配置著支撐體126a、126b，從兩側(cè)夾持電極122a、122b、122c與隔片124a、124b、124c、124d的疊層體。支撐體126a、126b的中央部分也開設(shè)貫通孔127a、127b，在各個(gè)孔127a、127b上，分別插入、固定導(dǎo)入被測(cè)定流體的管路128a的一端以導(dǎo)出被測(cè)定流體的管路128b的一端。
根據(jù)通過電極122a、122b、122c與隔片124a、124b、124c、124d的疊層連接的孔125a、123a、125b、123c、125c、123b、125d，形成被測(cè)定流體的流通路徑。通過管路128b導(dǎo)入的被測(cè)定流體沿著該流通路徑內(nèi)部流過以后，通過管路128b排出。這些管路128a、128b由透光性的材料(例如四氟化乙烯)構(gòu)成，從作為光照射裝置的不可見光129照射預(yù)定波長(zhǎng)的紫外光。照射的紫外光在通過管路128a、128b的同時(shí)由于在管路內(nèi)部反復(fù)進(jìn)行擴(kuò)散反射，因此沿著管路128a、128b導(dǎo)行紫外光，從兩側(cè)的孔127a、127b部分向由電極122a、122b、122c內(nèi)的氧化鈦層構(gòu)成的內(nèi)面導(dǎo)光。另外，由于各個(gè)隔片124a、124b、124c、124d也由透光性的材料構(gòu)成，因此來自不可見光129的紫外光通過各個(gè)隔片，利用其擴(kuò)散、反射的同時(shí)向電極122a、122b、122c的內(nèi)面照射。特別是比較薄地形成各電極或者各隔片(例如，把各電極的厚度取為0.2mm左右，把各隔片的厚度取為1mm左右)，通過由各個(gè)電極和各個(gè)隔片形成的流通路徑比較短，因此即使不使用光纖那樣特別的導(dǎo)光體，通過沿著上述那樣透光性的管路128a、128b進(jìn)行的導(dǎo)光，以及經(jīng)過透光性的隔片124a、124b、124c、124d的導(dǎo)光，在預(yù)定的電極面上照射用于測(cè)定的充分的光量。從而，在本實(shí)施形態(tài)中，能夠更簡(jiǎn)單地構(gòu)成小型的裝置。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如果依據(jù)本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，則能夠以高可靠性，高精度而且高靈敏度測(cè)定在位置上或者時(shí)間上不同的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)之間的導(dǎo)電率的微小差異或者變化。從而，本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置特別是在水處理系統(tǒng)中的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)之間的導(dǎo)電率的微小差異或者變化的測(cè)定方面極其有用，能夠以高精度而且高靈敏度得到可靠性高的測(cè)定值。
權(quán)利要求
1.一種多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于至少具有2個(gè)包含有與被測(cè)定物質(zhì)接觸的至少2個(gè)電極的導(dǎo)電率測(cè)定單元，把該導(dǎo)電率測(cè)定單元進(jìn)行電連接使得能夠至少把來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身進(jìn)行加法、減法運(yùn)算的某一種處理。
2.如權(quán)利要求1所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元中的上述至少2個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極和電流供給用電極構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于在電流供給用電極上供給交流電流。
4.如權(quán)利要求3所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于在至少1個(gè)電流供給用電極上供給被放大或者縮小了的交流電流。
5.如權(quán)利要求1所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)的上述處理后的信號(hào)由一個(gè)放大器放大。
6.如權(quán)利要求1所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元分別具有3個(gè)電極，該3個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極，隔開間隔分別配置在該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極兩側(cè)的2個(gè)交流電流供給用電極構(gòu)成，在該2個(gè)交流電流供給用電極上供給同相的交流電流。
7.如權(quán)利要求1所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元分別具有3個(gè)電極，該3個(gè)電極由導(dǎo)電率檢測(cè)用電極，隔開間隔配置在該導(dǎo)電率檢測(cè)用電極一側(cè)的交流電流供給用電極和隔開間隔配置在上述導(dǎo)電率檢測(cè)用電極另一側(cè)的接地電極構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元中的上述至少2個(gè)電極分別由在用導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極本體的表面上通過氧化鈦層形成了電極面的部分構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元具有形成在上述至少2個(gè)電極的電極面之間的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間和在各個(gè)電極面上照射光的光照射裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于由光照射裝置照射的光具有引起上述氧化鈦層的光催化活性的波長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求9所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于光照射裝置由光源構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求9所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于光照射裝置由導(dǎo)入來自光源的光的導(dǎo)光體構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求9所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于由透光體形成被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間，來自光照射裝置的光通過透光體照射在電極面上。
14.如權(quán)利要求13所述的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置，特征在于在透光體的被測(cè)定物質(zhì)貯藏空間一側(cè)的表面上實(shí)施可透光的氧化鈦噴涂。
全文摘要
本發(fā)明的多元導(dǎo)電率測(cè)定裝置至少具有2個(gè)包含有與被測(cè)定物質(zhì)接觸的至少2個(gè)電極的導(dǎo)電率測(cè)定單元,把該導(dǎo)電率測(cè)定單元進(jìn)行電連接,使得能夠把來自各個(gè)導(dǎo)電率測(cè)定單元的檢測(cè)信號(hào)自身至少進(jìn)行加法、減法運(yùn)算的某一種處理,依據(jù)該裝置,能夠高可靠性,高精度而且高靈敏度地測(cè)定位置上或者時(shí)間上不同的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)之間的導(dǎo)電率的微小差異或者變化。
文檔編號(hào)G01N27/07GK1366610SQ01801058
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月23日
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