特許 5701961 電気伝導度測定方法及びそれを用いた電気伝導度計測システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5701961

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】電気伝導度測定方法及びそれを用いた電気伝導度計測システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/06 20060101AFI20150326BHJP

   G01R 27/22 20060101ALI20150326BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/06 Z

   G01R27/22 Z

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-234706(P2013-234706)

(22)【出願日】2013年11月13日

(65)【公開番号】特開2014-98699(P2014-98699A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2013年11月13日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0128352

(32)【優先日】2012年11月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500002490

【氏名又は名称】コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュート

(73)【特許権者】

【識別番号】502043352

【氏名又は名称】コリア ハイドロ アンド ニュークリア パワー カンパニー リミティッド

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100087505

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100167025

【弁理士】

【氏名又は名称】池本 理絵

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100114591

【弁理士】

【氏名又は名称】河村 英文

(72)【発明者】

【氏名】ジョン ユン キム

(72)【発明者】

【氏名】ユン スク チョイ

(72)【発明者】

【氏名】サン ウン ベ

(72)【発明者】

【氏名】ジ ウォン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】キュンソク ソン

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１９８６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４１１９９０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７４８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０９２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０９７２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５０７４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２７７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１８５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３８２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４８０８９３０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０、２７／１４−２７／２４

Ｇ０１Ｒ ２７／００−２７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伝導度標準溶液を用いて電気伝導度測定セルのセル定数を求める段階と、
測定する溶液を前記電気伝導度測定セルに入れ、前記電気伝導度測定セルに備えられた電極に所定直流電圧を所定時間（ｔ）毎に段階的に増加又は減少させて印加する段階と、
前記電圧毎に測定されたピーク電流を用いて、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記溶液の抵抗値を取得する段階と、
前記セル定数及び前記溶液の抵抗値を用いて前記溶液の電気伝導度を算出する段階と
を含み、
前記所定時間は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間である、電気伝導度測定方法。

【請求項2】

前記ピーク電流は、前記所定直流電圧が印加される瞬間に測定される電流である、請求項１に記載の電気伝導度測定方法。

【請求項3】

前記セル定数を求める段階は、
前記電極に所定直流電圧を所定時間（Ｔ）毎に段階的に変化させて印加する段階と、
前記電圧毎に測定されたピーク電流を用いて、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記伝導度標準溶液の抵抗値を取得する段階と
を含む、請求項１に記載の電気伝導度測定方法。

【請求項4】

前記セル定数を求める段階のうち、前記所定直流電圧を段階的に変化させて印加する段階は、
前記電圧を前記所定時間毎に段階的に増加又は減少させて印加する段階である、請求項３に記載の電気伝導度測定方法。

【請求項5】

前記所定時間は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間である、請求項３に記載の電気伝導度測定方法。

【請求項6】

電極を備えて特定のセル定数を有する電気伝導度測定セルと、
前記電極に所定直流電圧を所定時間毎に段階的に変化させて印加するように形成される電圧印加部と、
前記電圧毎にピーク電流を測定する電流測定部と、
前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記溶液の抵抗値を取得し、前記セル定数及び前記溶液の抵抗値を用いて前記溶液の電気伝導度を算出する制御部と
を含み、
前記電圧印加部は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間毎に、前記電圧を段階的に増加又は減少させる、電気伝導度計測システム。

【請求項7】

前記電流測定部は、
前記所定直流電圧が印加される瞬間の電流を測定する、請求項６に記載の電気伝導度計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶液の電気伝導度測定方法及びそれを用いた電気伝導度計測システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電気伝導度とは、電場が加わったときに電流を流す物質の能力をいい、電気の通りやすさを示す値である。このような電気伝導度は、溶液固有の物性の１つであって、溶液の化学的構造の解明に有用な情報を提供し、その特性の産業上の利用可能性の面で非常に重要である。

【0003】

溶液の電気伝導度を測定する方法は、直流を用いる方法と交流を用いる方法に大きく分けられる。直流を用いる方法は、主に電気伝導度の高い溶液に対して用いることが知られているが、電極表面での分極による測定誤差が生じることがあるという欠点があるため、現在はほとんど交流を用いる方法により電気伝導度を測定している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、交流を用いる方法は、電極表面での分極を減少させることはできるが、周囲の電磁気擾乱に影響されやすく、リアルタイム分析が困難であるという欠点があった。

【0005】

本発明は、溶液の電気伝導度をより正確に測定できる電気伝導度測定方法、及びそれを用いた電気伝導度計測システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様による電気伝導度測定方法は、伝導度標準溶液を用いて電気伝導度測定セル（conductance cell）のセル定数（cell constant）を求める段階と、測定する溶液を前記電気伝導度測定セルに入れ、前記電気伝導度測定セルに備えられた電極に所定直流電圧を所定時間（ｔ）毎に段階的に変化させて印加する段階と、前記電圧毎に測定されたピーク電流を用いて、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記溶液の抵抗値を取得する段階と、前記セル定数及び前記溶液の抵抗値を用いて前記溶液の電気伝導度を算出する段階とを含む。

【0007】

本発明の一例によれば、前記所定直流電圧を段階的に変化させて印加する段階は、前記電圧を前記所定時間毎に段階的に増加又は減少させて印加する段階であってもよい。

【0008】

本発明の他の例によれば、前記所定時間は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間であることが好ましい。

【0009】

前記所定時間は、前記電極表面での分極を防止するように、０に収斂する（ｔ→０）時間であってもよい。

【0010】

本発明のさらに他の例によれば、前記ピーク電流は、前記所定直流電圧が印加される瞬間に測定される電流であってもよい。

【0011】

本発明のさらに他の例によれば、前記セル定数を求める段階は、前記電極に所定直流電圧を所定時間（Ｔ）毎に段階的に変化させて印加する段階と、前記電圧毎に測定されたピーク電流を用いて、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記伝導度標準溶液の抵抗値を取得する段階とを含む。

【0012】

前記セル定数を求める段階のうち、前記所定直流電圧を段階的に変化させて印加する段階は、前記電圧を前記所定時間毎に段階的に増加又は減少させて印加する段階であってもよい。

【0013】

前記所定時間は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間であることが好ましい。

【0014】

前記所定時間は、前記電極表面での分極を防止するように、０に収斂する（Ｔ→０）時間であってもよい。

【0015】

そして、上記課題を解決するために、本発明の他の態様による電気伝導度計測システムは、電極を備えて特定のセル定数を有する電気伝導度測定セルと、前記電極に所定直流電圧を所定時間毎に段階的に変化させて印加するように形成される電圧印加部と、前記電圧毎にピーク電流を測定する電流測定部と、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記溶液の抵抗値を取得し、前記セル定数及び前記溶液の抵抗値を用いて前記溶液の電気伝導度を算出する制御部とを含む。

【0016】

本発明の一例によれば、前記電圧印加部は、前記電極表面で分極が生じ始める時間より短い時間毎に、前記電圧を段階的に増加又は減少させるようにしてもよい。

【0017】

本発明の他の例によれば、前記電流測定部は、前記所定直流電圧が印加される瞬間の電流を測定するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明においては、所定直流電圧を所定時間毎に段階的に変化させて印加し、各電圧毎に測定されたピーク電流を用いて溶液の抵抗値を測定することにより、分極による測定誤差を最小限に抑え、セル定数の電気伝導度依存性（いわゆるパーカー効果）を除去し、溶液の電気伝導度をより正確に測定することができる。

【0019】

本発明においては、直流電圧を用いるため、交流電圧を用いると測定が困難な高濃度のイオンを含む溶液の電気伝導度の分析における測定誤差を最小限に抑えることができ、周辺の電子機器による影響を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一態様による電気伝導度測定方法を示すフローチャートである。

【図2】直流電圧を段階的に増加させて各電圧毎に測定した電流値を示すグラフである。

【図3】図２の電圧及びピーク電流値を用いて取得した溶液の抵抗値を示すグラフである。

【図4】本発明の他の態様による電気伝導度計測システムの一例を示す概念図である。

【図5A】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．００１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図5B】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．０１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図5C】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図5D】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図5E】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：１０秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図5F】０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：１００秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6A】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．００００１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6B】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．０００１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6C】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．００１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6D】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．０１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6E】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：０．１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6F】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：１秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図6G】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電圧（電圧印加時間：１０秒）と電流の関係を示すグラフである。

【図7A】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液に印加された電圧の測定範囲（−０．７Ｖ〜０．１Ｖ）内で電圧を段階的（９段階）に変化させて測定した結果を示すグラフである。

【図7B】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液に印加された電圧の測定範囲（−５Ｖ〜５Ｖ）内で電圧を段階的（１１段階）に変化させて測定した結果を示すグラフである。

【図7C】３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液に印加された電圧の測定範囲（−１０Ｖ〜１０Ｖ）内で電圧を段階的（２段階）に変化させて測定した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明による電気伝導度測定方法及びそれを用いた電気伝導度計測システムについて添付図面を参照して詳細に説明する。

【0022】

本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、その説明は省略する。本明細書で用いられる単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。

【0023】

図１は、本発明の一態様による電気伝導度測定方法を示すフローチャートであり、図２は、直流電圧を段階的に増加させて各電圧毎に測定した電流値を示すグラフである。図３は、図２の電圧及びピーク電流値を用いて取得した溶液の抵抗値を示すグラフである。図２及び図３に示す方法は、伝導度標準溶液の抵抗値の測定と測定対象溶液の抵抗値の測定の両方に適用することができる。

【0024】

溶液１０（図４参照）の電気伝導度を測定するためには、一対の通電用電極１１１（図４参照）を備えた電気伝導度測定セル１１０（図４参照）に溶液１０を入れ、実験により抵抗値を取得し、それに基づいて電気伝導度を算出する過程を経る。溶液１０の電気伝導度（Ｘ）は、電流が流れる電極１１１の表面積（Ａ）と溶液１０の抵抗値（Ｒ）との積に対する電極１１１間の距離（Ｌ）［Ｘ＝Ｌ／（Ａ×Ｒ）］により算出される。

【0025】

従って、抵抗値（Ｒ）に基づいて電気伝導度（Ｘ）を算出するためには、電極１１１の表面積（Ａ）及び電極１１１間の距離（Ｌ）によって決定される電気伝導度測定セル１１０固有の定数であるセル定数（Ｃ＝Ｌ／Ａ）が既知でなければならない。しかし、前記実験だけでセル定数を正確に推定することはほぼ不可能なので、比伝導度の正確な値が既知である伝導度標準溶液を、電気伝導度測定セル１１０に入れたときの抵抗値を測定してセル定数を求める。

【0026】

伝導度標準溶液を用いてセル定数を求めるためには、まず、電気伝導度測定セル１１０に伝導度標準溶液を入れ、直流電圧を所定時間（Ｔ）毎に段階的に変化させて印加する（Ｓ１０）。前記所定時間（Ｔ）とは、所定直流電圧が印加される時間を意味する。

【0027】

図２においては、電圧を所定時間毎に段階的に（階段状に）増加させること（ｖ１→ｖ２→ｖ３→ｖ４→ｖ５）を例示している。なお、電圧を所定時間毎に段階的に減少させるようにしてもよく、任意の異なる電圧を瞬間的に印加するようにしてもよい。

【0028】

その後、各電圧毎にピーク電流を測定する。図２に示すように、電流は、電圧を印加した時点から、電極１１１表面で生じる分極により曲線を描いて次第に減少する。従って、分極が生じる前のピーク電流値（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５）を測定すると、分極による測定誤差が除去され、より正確なセル定数の算出のための基礎データが得られる。

【0029】

ここで、所定直流電圧が印加される時間である前記所定時間は、電気伝導度測定セル１１０に備えられた電極１１１表面で分極が生じ始める時間より短い時間に設定することが好ましい。電圧を印加するとすぐに分極が生じるため、電極１１１表面での分極を防止するように、前記所定時間（Ｔ）は、０に収斂する時間であることが好ましい。

【0030】

つまり、第１電圧を瞬間的に印加してそのときの第１電流値（すなわち、第１ピーク電流）を測定し、その後、より高い第２電圧を瞬間的に印加してそのときの第２電流値（すなわち、第２ピーク電流）を測定する方法により、電圧とそれに対応するピーク電流のデータを取得することができる。

【0031】

次に、図３に示すように、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである前記伝導度標準溶液の抵抗値を取得する（Ｓ２０）。その結果、抵抗値に基づいてセル定数を算出することができる。

【0032】

セル定数が決定されると、電気伝導度測定セル１１０に入れた伝導度標準溶液を除去する（Ｓ３０）。このとき、電気伝導度測定セル１１０に伝導度標準溶液が残らないように、蒸留水などを用いて洗浄過程を行うことが好ましい。

【0033】

次に、電気伝導度測定セル１１０に測定する溶液１０を入れ、所定直流電圧を所定時間（ｔ）毎に段階的に変化させて印加し（Ｓ４０）、そのときの電圧毎に測定されたピーク電流を用いて、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである溶液１０の抵抗値を取得する（Ｓ５０）。前記所定時間（ｔ）とは、所定直流電圧が印加される時間を意味する。

【0034】

例えば、図２に示すように、電圧を所定時間（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５）毎に段階的に増加させ（ｖ１→ｖ２→ｖ３→ｖ４→ｖ５）、そのときのピーク電流値（ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５）を測定してもよい。逆に、電圧を所定時間毎に段階的に減少させ、そのときのピーク電流値を測定してもよい。抵抗は、電流に対する電圧を示すグラフにおいて直線の傾きで表されるので、異なる大きさの２つの電圧を印加してそのときのピーク電流値をそれぞれ測定することにより容易に取得することができる。もちろん、電圧を印加する回数が多くなるほどより多くのデータに基づいてより正確な抵抗値が得られるということは自明である。

【0035】

図２に示すように、電流は、電圧を印加した時点から、電極１１１表面で生じる分極により曲線を描いて次第に減少する。従って、分極が生じる前の電圧が印加されたときのピーク電流値を測定すると、分極による測定誤差が除去され、より正確な溶液１０の電気伝導度の取得のための基礎データである抵抗値が得られる。

【0036】

ここで、電圧を変化させる時間である前記所定時間は、電気伝導度測定セル１１０に備えられた電極１１１表面で分極が生じ始める時間より短い時間に設定することが好ましい。電圧を印加するとすぐに分極が生じるため、電極１１１表面での分極を防止するように、前記所定時間（ｔ）は、０に収斂する時間であることが好ましい。前記所定時間は、０に収斂する時間、例えばミリ秒、マイクロ秒、ナノ秒単位の短時間であってもよい。

【0037】

つまり、第１電圧を瞬間的に印加してそのときの第１電流値（すなわち、第１ピーク電流）を測定し、その後、より高い第２電圧を瞬間的に印加してそのときの第２電流値（すなわち、第２ピーク電流）を測定する方法により、電圧とそれに対応するピーク電流のデータを取得することができる。

【0038】

前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである溶液１０の抵抗値を取得した後、溶液１０の抵抗値及び前記伝導度標準溶液を用いて求めたセル定数に基づいて、溶液１０の電気伝導度を算出する（Ｓ６０）。

【0039】

図４は、本発明の他の態様による電気伝導度計測システムの一例を示す概念図である。

【0040】

図４に示すように、電気伝導度計測システム１００は、電気伝導度測定セル１１０、電圧印加部１２０、電流測定部１３０及び制御部１４０を含む。

【0041】

電気伝導度測定セル１１０は、電極１１１を備え、特定のセル定数を有する。ここで、セル定数は、電極１１１の表面積（Ａ）及び電極１１１間の距離（Ｌ）によって決定される電気伝導度測定セル１１０固有の定数であって、前述したように伝導度標準溶液を用いて求めることができる。

【0042】

電圧印加部１２０は、電極１１１に所定直流電圧を所定時間毎に段階的に変化させて印加するように構成される。電圧印加部１２０は、電極１１１表面で分極が生じ始める時間より短い時間毎に、電圧を段階的に増加又は減少させるように構成されることが好ましい。

【0043】

電流測定部１３０は、電圧毎にピーク電流を測定するように構成される。電流は電圧が印加されたときに最大値（ピーク）を示すので、電流測定部１３０は、電圧印加部１２０により電圧が印加された瞬間の電流値を読み取るように構成されることが好ましい。

【0044】

制御部１４０は、前記ピーク電流に対する前記電圧の直線関係から傾きである溶液１０の抵抗値を取得し、その後前記セル定数及び溶液１０の抵抗値を用いて溶液１０の電気伝導度を算出するように構成される。

【0045】

一方、図４に示す電気伝導度計測システム１００は本発明による電気伝導度計測システムの一例に過ぎず、本発明による電気伝導度計測システムが前述した構成に限定されるものではない。電気伝導度計測システム１００は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば様々な形態に変形することができる。

【0046】

以下、実施例１〜４により本発明をより詳細に説明する。
なお、各実施例で使用された電気伝導度測定セルが異なるため、セル定数も実施例毎に異なる。ただし、実施例１と実施例２とでは同一の電気伝導度測定セルが使用され、セル定数も同一である。

【実施例1】

【0047】

０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液を用いた電気伝導度測定セルのセル定数の測定
実施例１は、電気伝導度測定セルのセル定数を求める過程に関する。

【0048】

まず、１８℃での電気伝導度が１２７．３（μＳ／ｃｍ）である０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液及び電極を電気伝導度測定セルに入れ、−５Ｖ〜５Ｖの電圧を１Ｖ間隔で０．００１秒ずつ電極に印加し、それぞれの電圧での電流値を測定した。その後、その値をグラフ化して直線の傾きを求めた。

【0049】

【表1】

【0050】

０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液での抵抗が１／傾き（傾きは電圧の変化量に対する電流の変化量）であるので、前記測定値を用いて前記傾きの値［１９４．３４（ｎＡ／Ｖ）］を求めると、溶液の抵抗値［５．１５×１０^６（Ω）］を取得することができる。

【0051】

溶液の抵抗値を用いて電気伝導度測定セルのセル定数を求める式は次の通りである。

【0052】

【数1】

【0053】

上記数式１に溶液の抵抗値と既知の電気伝導度値を代入して計算すると、次のようにセル定数が決定される。
セル定数＝１２７．３（μＳ／ｃｍ）×５．１５×１０^６（Ω）＝６５６ｃｍ^−１

【実施例2】

【0054】

０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電気伝導度の測定
実施例２は、実施例１で得られた電気伝導度測定セルのセル定数を用いて、０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電気伝導度を求める過程に関する。

【0055】

まず、０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液での抵抗を測定するために、０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液を電気伝導度測定セルに入れ、−５Ｖ〜５Ｖの電圧を１Ｖ間隔で０．０００１秒ずつ電極に印加し、それぞれの電圧での電流値を測定した。

【0056】

【表2】

【0057】

前記測定値を用いて求めた傾き（電圧の変化量に対する電流の変化量）の値は１７．０５２（μＡ／Ｖ）であり、０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の抵抗値は５．８６４４×１０^４（Ω）である。０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電気伝導度は、上記数式１の関係から、セル定数を抵抗値で割ることにより求めることができる。

【0058】

０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の電気伝導度＝セル定数／０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の抵抗値＝６５６ｃｍ^−１／５．８６４４×１０^４（Ω）＝１１，１８６（μＳ／ｃｍ）

【0059】

このような計算結果は、０．１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液の１８℃での電気伝導度が、既知の値［１１，１６７（μＳ／ｃｍ）］と比較すると、０．２％の誤差範囲内で一致することを示す。

【実施例3】

【0060】

電圧印加時間に対する電気伝導度の測定
実施例３は、電気伝導度測定セルのセル定数を決定したり、電気伝導度測定セルを用いて溶液の抵抗を測定する上で、電圧印加時間が短ければ短いほどより正確な値が得られることを示す。すなわち、電圧印加時間は、電極表面で分極が生じない程度に短い時間であることが好ましい。実験結果から分かるように、電圧印加時間が０に収斂するほどより正確な値が得られる。

【0061】

一方、電流は電圧印加時間内に測定しなければならない。従って、電流の測定時間は、電圧印加時間と同様に短くしなければならない。

【0062】

本実施例においては、低濃度の０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液と高濃度の３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液とで、電圧の印加による電極表面での分極が異なるため、溶液の濃度に応じて電圧印加時間を変更して設定することができ、また、高濃渡であるほど低濃度に比べて電圧印加時間を短くすることが好ましいことを示す。

【0063】

低濃度の０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液においては、電圧印加時間を０．００１秒、０．０１秒、０．１秒、１秒、１０秒、１００秒に設定し、電圧の変化に応じた電流の変化を図５Ａ〜図５Ｆのようにグラフ化して直線の傾きを計算し、次のようにセル定数を取得した。その結果、セル定数は電圧印加時間０．１秒以下の値で収斂することが分かる。

【0064】

【表3】

【0065】

高濃度の３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液においては、電圧印加時間を０．００００１秒、０．０００１秒、０．００１秒、０．０１秒、０．１秒、１秒、１０秒に設定し、電圧の変化に応じた電流の変化を図６Ａ〜図６Ｇのようにグラフ化した。次の結果から、電圧印加時間０．００００１秒以下で、低濃度の０．００１ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液におけるセル定数と類似したセル定数に収斂することが分かる。従って、電圧印加時間は、０．００００１秒以下にすることが適切である。

【0066】

【表4】

【0067】

このように、電圧印加時間（Ｔ又はｔ）は、０秒を超え、０．１秒以下であることが好ましい。もちろん、実験結果からも分かるように、電圧印加時間は濃度に応じて異なる。すなわち、高濃渡であるほど低濃度に比べて電圧印加時間を短くすることが好ましい。

【0068】

一方、実験の結果、現在の装置では電圧印加時間を０．０００００３３秒（すなわち、３．３μｓ）まで減少させることができ、このとき測定した伝導度標準溶液の電気伝導度の誤差が最も少なかった。電圧印加時間は、装置の技術発展によってさらに短くなり、電圧印加時間が短くなれば短くなるほどより正確な電気伝導度を取得できるものと予想される。

【実施例4】

【0069】

測定電圧の範囲及び測定資料の数に対する依存性
実施例４は、電気伝導度の測定のために電気伝導度計測システムに使用できる電圧の範囲に制限がなく、また、電圧の段階的変更もその段階数に制限がないことを示す。

【0070】

１つの電気伝導度測定セルを用い、電圧印加時間を０．０００１秒に設定し、３ＭのＫＣｌ伝導度標準溶液に対して測定された抵抗値及びセル定数を比較した。

【0071】

印加された電圧の測定範囲はそれぞれ−０．７Ｖ〜０．１Ｖ、−５Ｖ〜５Ｖ、−１０Ｖ〜１０Ｖ、電圧の段階的変更数はそれぞれ９段階、１１段階、２段階にして図７Ａ〜７Ｃに示し、それぞれの測定された抵抗値及びセル定数は次の通りである。その結果、電圧は最小２段階から適切に増加することが分かる。

【0072】

【表5】

【0073】

前述したように、本発明においては、所定直流電圧を所定時間毎に段階的に変化させて印加し、各電圧毎に測定されたピーク電流を用いて溶液の抵抗値を測定することにより、分極による測定誤差を最小限に抑え、セル定数の電気伝導度依存性（いわゆるパーカー効果）を除去し、溶液の電気伝導度をより正確に測定することができる。

【0074】

本発明は、環境分野の水質モニタリング、原子力分野の冷却水モニタリングなどの産業分野に加え、電気化学反応関連の技術分野、溶液中のイオン構造の解析分野などに広く活用することができる。

【0075】

本発明による電気伝導度測定方法及びそれを用いた電気伝導度計測システムは、上記実施形態（実施例）の構成と方法に限定されるものではない。本発明は、技術思想が保護される範囲内で様々に応用することができる。

【符号の説明】

【0076】

１０ 溶液
１００ 電気伝導度計測システム
１１０ 電気伝導度測定セル
１１１ 電極
１２０ 電圧印加部
１３０ 電流測定部
１４０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図7A】

【図7B】

【図7C】