電気化学式測定装置
【課題】広い範囲について高精度に簡単に測定し得る電気化学式測定装置を提供する。
【解決手段】抵抗Ｒ１（>Ｒ２）及びＲ６（<Ｒ７）を接続して検出した際における作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧が、所定の出力レベルを以上でない場合には、そのまま環境中の特定成分の正規値を演算し、所定の出力レベルを以上である場合には、抵抗Ｒ２及びＲ７の接続に切替えることによって、環境中の特定成分の正規値を演算する。
【解決手段】抵抗Ｒ１（>Ｒ２）及びＲ６（<Ｒ７）を接続して検出した際における作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧が、所定の出力レベルを以上でない場合には、そのまま環境中の特定成分の正規値を演算し、所定の出力レベルを以上である場合には、抵抗Ｒ２及びＲ７の接続に切替えることによって、環境中の特定成分の正規値を演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体等の環境中における特定成分を電気化学的に測定する電気化学式測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体や気体等の環境中における特定成分を電気化学的に測定する電気化学式測定装置の一種として、例えば、白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）などの貴金属からなる作用電極と、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）又は塩化カリウム（ＫＣｌ）などからなりゲル状又は液状である内部液に銀（Ａｇ）及び塩化銀（ＡｇＣｌ）からなる金属部が浸水してなる参照電極とを試料水に浸け、その際に、酸化還元反応によって発生する作用電極と参照電極の間の電圧を測定する酸化還元電位計が開示されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
かかる酸化還元電位計には、電極と試料水との反応の不安定さに拠るところから、測定値の非直線性が良くない（非直線の程度が大きい）といった問題があった。そして、かかる問題を解消するために、本発明者らは、作用電極と参照電極の間に、この間に生ずるインピーダンスを低減するための抵抗を設けることを発案していた。この発案によると、作用電極と参照電極との間にこの抵抗を介して電流が流れることによって、電極と試料水とが安定した反応をするために、非直線性が向上するようになった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６４２７５号公報
【特許文献２】特開平１１−９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の発案による解消法には、次のような問題が存在した。作用電極と参照電極の間に介する抵抗の値が小さい場合には、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）の非直線性が特に良くなる（非直線の程度が特に小さい）（図８参照）といった利点を有する一方で、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）が小さく（図８参照）、かつ電極と試料水との反応が鈍くなるために攪拌スピード（攪拌回転数）による影響を受ける（図９（ａ）参照）といった欠点を有する。また、作用電極と参照電極の間に介する抵抗の値が大きい場合には、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）が大きく（図８参照）、かつ電極と試料水との反応がすばやいために攪拌スピード（攪拌回転数）による影響を受けにくい（図９（ｂ）参照）といった利点を有する一方で、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）の非直線性があまり良くならない（非直線の程度が比較的大きい。ただし、比較的低い濃度（０から０.４ｍｇ／Ｌ程度まで）においては、非直線の程度が特に小さい。）（図８参照）といった欠点を有する。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて、広い範囲について高精度に簡単に測定し得る電気化学式測定装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電気化学式測定装置は、環境中の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と前記環境中において基準となる基準電極とを含み、前記作用電極による電気化学的な反応及び前記基準電極による基準に基づいた前記環境中の特定成分に係わる検出値を出力する電極群と、前記環境中における前記作用電極と前記基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減するインピーダンス低減手段と、前記インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された検出値に基づいて前記環境中の特定成分の正規値を求める正規値演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記インピーダンス低減手段は、前記作用電極と前記基準電極との間に複数の抵抗を段階的に接続するインピーダンス低減回路と、前記インピーダンス低減回路における複数の抵抗の接続段階を切替える低減回路切替部とから成り、前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による複数の抵抗の接続段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする。
【０００９】
また、前記インピーダンス低減手段は、電圧を段階的に生成する多段階電圧生成回路と、前記多段階電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、前記ポテンションスタットと前記作用電極との間に接続する出力抵抗とを有するインピーダンス低減回路と、前記多段階電圧生成回路における電圧の生成段階を切替える低減回路切替部とから成り、前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による電圧の生成段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気化学式測定装置は、インピーダンス低減手段（インピーダンス低減回路及び低減回路切替部）において、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減し、増幅手段（増幅回路及び増幅度切替部）において、この低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を所定の出力レベルに増幅し、正規値演算手段において、この増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求める。これは、対象とする環境中の特定成分の値に応じて、インピーダンスの低減及び電極群による検出値の増幅を適宜可能とする。したがって、広い範囲について高精度に簡単に測定し得るといった利点を有するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の電気化学式測定装置は、電極群、インピーダンス低減手段、増幅手段及び正規値演算手段を備えることにより構成する。
【００１２】
電極群は、環境中（液体、気体等）の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と、この環境中において基準となる基準電極とを含む。そして、作用電極による電気化学的な反応と基準電極による基準とに基づいた環境中の特定成分（残留塩素等）に係わる検出値を（電極間電圧等）出力する。
【００１３】
インピーダンス低減手段は、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減する。より具体的には、環境中の特定成分の値（濃度等）が小さい場合にはインピーダンスの低減が少なく、環境中の特定成分の値が大きい場合にはインピーダンスの低減が多くなるようにする。
【００１４】
増幅手段は、インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、電極群により出力される検出値を段階的に増幅する。換言すると、インピーダンス低減手段によりインピーダンスを低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を、所定の出力レベル（正規値演算手段により環境中の特定成分の正規値を要求される分解能にて演算するために必要な出力レベル）に増幅する。
【００１５】
正規値演算手段は、増幅手段により増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求める。
【００１６】
このように構成した電気化学式測定装置は、インピーダンス低減手段において、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減し、増幅手段において、この低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を所定の出力レベルに増幅し、正規値演算手段において、この増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求めることができる。これによると、対象とする環境中の特定成分の値に応じて、インピーダンスの低減及び電極群による検出値の増幅を適宜可能とすることから、広い範囲について高精度に簡単に測定し得るといった利点を有するものとなる。
【００１７】
以下、上述した実施形態について、電気化学式測定装置の一種であるところの液中残留塩素濃度計を実施例として、具体的に説明する。
【実施例】
【００１８】
まず、図１に示す外観図、図２に示すブロック図を用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の具体的な構成について説明する。
【００１９】
本発明に係わる液中残留塩素濃度装置は、正面に入力部４及び表示器５を有する本体１と、電極群６（作用電極６ａ及び参照電極（基準電極）６ｂ）を有するセンサー体２と、本体１とセンサー体２とを接続するケーブル３とを外見上に備え、増幅回路７、Ａ／Ｄ変換器８、インピーダンス低減回路９、低減回路切替部１３、増幅度切替部１４、ＥＥＰＲＯＭ１０及びマイクロコンピュータ１１を配設する電子基板と、電源部１２とを本体の内部に備えることにより、全体を大略構成する。
【００２０】
入力部４は、ＯＮキー４Ａ、スタートキー４ｂ、モードキー４ｃ、＋キー４ｄ及び−キー４ｅから成り、電力供給・測定開始・切替等をするための入力をする。ＯＮキー４Ａは、電源部１２から電気系統各部に電力の供給を開始するためものである。スタートキー４ｂは、測定を開始するためのである。モードキー４ｃは、校正モード又は測定モードに切替えるためのものである。＋キー４ｄ、−キー４ｅは、試料水の校正値の設定、表示項目・数値等の選択をするためのものである。
【００２１】
表示器５は、入力状況・測定結果・各種モード等を表示する。
【００２２】
センサー体２は、作用電極６ａと参照電極６ｂとを棒状の筐体２ａの先端に備え、液中の残留塩素を検出し電極間電圧（検出値）を生ずる。作用電極６ａは、白金（Ｐｔ）から成り、液中に浸けた際に残留塩素との反応の程度を示す電位が発生する。参照電極６ｂは、銀（Ａｇ）に塩化銀膜（ＡｇＣｌ）を被覆して成り、液中に浸けた際に基準となる電位が発生する。
【００２３】
ケーブル３は、その導線の一端側がセンサー体２の作用電極６ａと参照電極６ｂとに配線接続して、センサー体２と一体を成し、又、その導線の他端側が本体１内部の電子基板に配線接続可能なようにコネクタ３ａを有する。
【００２４】
電源部１２は、電気系統各部に電力を供給する。
【００２５】
増幅回路７は、オペアンプＡ１にフィードバック抵抗Ｒ６及びＲ７（Ｒ６<Ｒ７）を用いた非反転増幅回路から成り、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じる電極間電圧（アナログ信号）を段階的に増幅する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器８は、この増幅された電極間電圧をデジタル信号に変換する。
【００２７】
インピーダンス低減回路９は、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に接続する抵抗Ｒ１（例えば、１０ＭΩ）及び抵抗Ｒ２（例えば、２００ｋΩ）から成り、液中に浸けた際に作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生ずるインピーダンスを低減する。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ１０は、マイクロコンピュータ１１により演算した換算係数値、その他の各種データを書換え可能に記憶する。
【００２９】
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ、演算制御用プログラム（インピーダンス低減回路９の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との切替制御、増幅回路７の抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との切替制御、換算係数の演算、試料水の残留塩素濃度の演算その他の演算制御等）・換算係数を演算するための演算式・試料水の残留塩素濃度を演算するための演算式等を記憶するＲＯＭ、演算結果データ・入力データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、タイマー、ＩＯポート等を備え、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との切替制御、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との切替制御、換算係数の演算、試料水の残留塩素濃度の演算その他の各種情報についての演算制御等を行う。
【００３０】
なお、Ｓｗ１、Ｓｗ２及びマイクロコンピュータ１１にて低減回路切替部１３を構成する。また、Ｓｗ６、Ｓｗ７及びマイクロコンピュータ１１にて増幅度切替部１４を構成する。また、インピーダンス低減回路９及び低減回路切替部１３にてインピーダンス低減手段を構成する。また、増幅回路７及び増幅度切替部１４にて増幅手段を構成する。また、マイクロコンピュータ１１にて正規値演算手段を構成する。
【００３１】
次に、図３に示すメインフローチャートを用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の測定モードを主とした具体的な操作及び動作について説明する。
【００３２】
ＯＮキー４Ａが押されると電源部１２から電気系統各部に電力を供給し（ステップＳ１）、マイクロコンピュータ１１において、測定又は校正のいずれが選択されたかを判断する（ステップＳ２）。ここで、モードキー４ｃが押されると（ステップＳ２でモードキーのオン）、校正モードに入る（ステップＳ４）。なお、この校正モードについては、後に詳述する。
【００３３】
一方、センサー体２の電極群６が配置する先端部分が試料水に浸けられ、スタートキー４ｂが押されると（ステップＳ２でスタートキーのオン）、マイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオフし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオンし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が接続状態となる（ステップＳ３）。
【００３４】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ５）。
【００３５】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだ電極間電圧を増幅回路７における増幅度で除することにより作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧を演算し、この演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００３６】
ここで、演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上である場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ７）。
【００３７】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ８）。
【００３８】
続いて、ステップＳ６において演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上でない場合（ステップＳ６でＮＯ）、又はステップＳ８の後、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、試料水の残留塩素濃度を演算し（ステップＳ９）、表示器５において、この演算した試料水の残留塩素濃度（試料水の測定濃度値）を表示する（ステップＳ１０）。
【００３９】
なお、以降、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返すことが可能となる。
【００４０】
次に、図４に示すサブルーチンフローチャートを用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の校正モードを主とした具体的な操作及び動作について説明する。
【００４１】
まず、＋キー４ｄ及び−キー４ｅにて試料水の校正値（他の方法により正確に求めた試料水の残留塩素濃度）が入力されるとマイクロコンピュータ１１のＲＡＭにおいて試料水の校正値を一時記憶する（ステップＳ２１）。
【００４２】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００４３】
ここで、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上でない場合（ステップＳ２２でＮＯ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオフし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオンし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が接続状態となる（ステップＳ２３）。
【００４４】
一方、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ２４）。
【００４５】
続いて、ステップＳ２３又はステップＳ２４の後、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ２５）。
【００４６】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、先にＲＡＭにおいて一時記憶する試料水の校正値をＡ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧で除することにより、換算係数を演算し（ステップＳ２６）、この校正モードを抜ける（ステップＳ２７）。
【００４７】
以上が、液中残留塩素濃度計を実施例とした説明である。
【００４８】
上述した実施例において、ステップＳ６による作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧の判断を２００ｍＶ以上であるか否か、及びステップＳ２２による試料水の校正値の判断を０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かとした理由は、図５の電極間電圧と残留塩素濃度の関係グラフに示すように、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に抵抗Ｒ１を接続して残留塩素濃度を検出した際における作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生ずる電極間電圧が、０から２００ｍＶ（残留塩素濃度の０から０.４ｍｇ／Ｌに該当）程度までの範囲については非直線性が良く（非直線の程度が特に小さい）、これを超えた範囲については非直線性があまり良くない（非直線の程度が比較的大きい）からである。
【００４９】
なお、上述の実施例においては、インピーダンス低減回路は、抵抗（Ｒ６、Ｒ７）だけによって実現したが、図６のブロック図に示すように、電圧を生成する電圧生成回路（Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９）と、電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、ポテンションスタットと作用電極６ａとの間に接続する出力抵抗（Ｒ２０）とから成るようなインピーダンス低減回路２１にて実現してもよい。なお、この場合には、低減回路切替部１３は、マイクロコンピュータ１１だけにより構成する低減回路切替部２２となる。
【００５０】
また、インピーダンス低減回路は、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の２個によって実現したが、３個以上の複数個で実現しても同様に実施可能である。
【００５１】
また、電極群を作用電極及び参照電極により構成し、その電極間電圧を検出する検出系の態様としたが、電極群を作用電極、参照電極及び対照電極により構成し、作用電極と対照電極（基準電極）との間に生ずる電流を検出する検出系の態様としても同様に実施可能である。
【００５２】
また、図５に示す電極間電圧と残留塩素濃度との関係を示すグラフは、ある電極形状の際においてのデータ例であり、電極形状等が異なる場合には、特性の傾向は同様に示すが、値は異なる。例えば、Ｒ１の直線関係から非直線関係に移るポイント（２００ｍＶ、０.４ｍｇ／Ｌの箇所）は、電極形状等によって異なる。
【００５３】
また、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の測定モードを主とした具体的な操作及び動作については、図３に示すメインフローチャートを用いて説明したが、図７に示すメインフローチャートのような流れで行ってもよい。
【００５４】
図７に示すメインフローチャートによる測定モードを主とした具体的な操作及び動作について詳述する。Ｓ４１からＳ４５までは、図３に示すメインフローチャートのＳ１からＳ５までと同じであるので詳述を省略する。
【００５５】
ステップＳ４５に続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、試料水の残留塩素濃度を演算する（ステップＳ４６）。
【００５６】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、この演算した試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。
【００５７】
ここで、演算した試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上である場合（ステップＳ４７でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ４８）。
【００５８】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ４９）。
【００５９】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、切替後の試料水の残留塩素濃度を演算する（ステップＳ５０）。
【００６０】
続いて、ステップＳ４７において試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上でない場合（ステップＳ４７でＮＯ）、又はステップＳ５０の後、表示器５において、演算した試料水の残留塩素濃度（試料水の測定濃度値）を表示する（ステップＳ５１）。
【００６１】
なお、以降、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の外観図である。
【図２】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）のブロック図である。
【図３】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）メインフローチャートである。
【図４】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）のサブルーチンフローチャートである。
【図５】電極間電圧と残留塩素濃度との関係を示すグラフである
【図６】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の別のブロック図である。
【図７】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の別のメインフローチャートである。
【図８】出力（環境中の特定成分に係わる検出値）と濃度（環境中の特定成分の値）との関係を示すグラフである。（背景技術）
【図９】電極間出力の割合と攪拌回転数との関係を示すグラフである。（背景技術）
【符号の説明】
【００６３】
１ 本体
２ センサー体
２ａ 棒状の筐体
３ ケーブル
３ａ コネクタ
４ 入力部
４ａ ＯＮキー
４ｂ スタートキー
４ｃ モードキー
４ｄ ＋キー
４ｅ −キー
５ 表示器
６ 電極群
６ａ 作用電極
６ｂ 参照電極（基準電極）
７ 増幅回路
８ Ａ／Ｄ変換器
９、２１ インピーダンス低減回路
１０ ＥＥＰＲＯＭ
１１ マイクロコンピュータ
１２ 電源部
１３、２２ 低減回路切替部
１４ 増幅度切替部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体等の環境中における特定成分を電気化学的に測定する電気化学式測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体や気体等の環境中における特定成分を電気化学的に測定する電気化学式測定装置の一種として、例えば、白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）などの貴金属からなる作用電極と、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）又は塩化カリウム（ＫＣｌ）などからなりゲル状又は液状である内部液に銀（Ａｇ）及び塩化銀（ＡｇＣｌ）からなる金属部が浸水してなる参照電極とを試料水に浸け、その際に、酸化還元反応によって発生する作用電極と参照電極の間の電圧を測定する酸化還元電位計が開示されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
かかる酸化還元電位計には、電極と試料水との反応の不安定さに拠るところから、測定値の非直線性が良くない（非直線の程度が大きい）といった問題があった。そして、かかる問題を解消するために、本発明者らは、作用電極と参照電極の間に、この間に生ずるインピーダンスを低減するための抵抗を設けることを発案していた。この発案によると、作用電極と参照電極との間にこの抵抗を介して電流が流れることによって、電極と試料水とが安定した反応をするために、非直線性が向上するようになった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６４２７５号公報
【特許文献２】特開平１１−９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の発案による解消法には、次のような問題が存在した。作用電極と参照電極の間に介する抵抗の値が小さい場合には、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）の非直線性が特に良くなる（非直線の程度が特に小さい）（図８参照）といった利点を有する一方で、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）が小さく（図８参照）、かつ電極と試料水との反応が鈍くなるために攪拌スピード（攪拌回転数）による影響を受ける（図９（ａ）参照）といった欠点を有する。また、作用電極と参照電極の間に介する抵抗の値が大きい場合には、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）が大きく（図８参照）、かつ電極と試料水との反応がすばやいために攪拌スピード（攪拌回転数）による影響を受けにくい（図９（ｂ）参照）といった利点を有する一方で、作用電極と参照電極の間に生ずる出力（電圧）の非直線性があまり良くならない（非直線の程度が比較的大きい。ただし、比較的低い濃度（０から０.４ｍｇ／Ｌ程度まで）においては、非直線の程度が特に小さい。）（図８参照）といった欠点を有する。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて、広い範囲について高精度に簡単に測定し得る電気化学式測定装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電気化学式測定装置は、環境中の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と前記環境中において基準となる基準電極とを含み、前記作用電極による電気化学的な反応及び前記基準電極による基準に基づいた前記環境中の特定成分に係わる検出値を出力する電極群と、前記環境中における前記作用電極と前記基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減するインピーダンス低減手段と、前記インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された検出値に基づいて前記環境中の特定成分の正規値を求める正規値演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記インピーダンス低減手段は、前記作用電極と前記基準電極との間に複数の抵抗を段階的に接続するインピーダンス低減回路と、前記インピーダンス低減回路における複数の抵抗の接続段階を切替える低減回路切替部とから成り、前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による複数の抵抗の接続段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする。
【０００９】
また、前記インピーダンス低減手段は、電圧を段階的に生成する多段階電圧生成回路と、前記多段階電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、前記ポテンションスタットと前記作用電極との間に接続する出力抵抗とを有するインピーダンス低減回路と、前記多段階電圧生成回路における電圧の生成段階を切替える低減回路切替部とから成り、前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による電圧の生成段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気化学式測定装置は、インピーダンス低減手段（インピーダンス低減回路及び低減回路切替部）において、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減し、増幅手段（増幅回路及び増幅度切替部）において、この低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を所定の出力レベルに増幅し、正規値演算手段において、この増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求める。これは、対象とする環境中の特定成分の値に応じて、インピーダンスの低減及び電極群による検出値の増幅を適宜可能とする。したがって、広い範囲について高精度に簡単に測定し得るといった利点を有するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の電気化学式測定装置は、電極群、インピーダンス低減手段、増幅手段及び正規値演算手段を備えることにより構成する。
【００１２】
電極群は、環境中（液体、気体等）の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と、この環境中において基準となる基準電極とを含む。そして、作用電極による電気化学的な反応と基準電極による基準とに基づいた環境中の特定成分（残留塩素等）に係わる検出値を（電極間電圧等）出力する。
【００１３】
インピーダンス低減手段は、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減する。より具体的には、環境中の特定成分の値（濃度等）が小さい場合にはインピーダンスの低減が少なく、環境中の特定成分の値が大きい場合にはインピーダンスの低減が多くなるようにする。
【００１４】
増幅手段は、インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、電極群により出力される検出値を段階的に増幅する。換言すると、インピーダンス低減手段によりインピーダンスを低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を、所定の出力レベル（正規値演算手段により環境中の特定成分の正規値を要求される分解能にて演算するために必要な出力レベル）に増幅する。
【００１５】
正規値演算手段は、増幅手段により増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求める。
【００１６】
このように構成した電気化学式測定装置は、インピーダンス低減手段において、環境中における作用電極と基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減し、増幅手段において、この低減した段階に応じて電極群から出力される低減された検出値を所定の出力レベルに増幅し、正規値演算手段において、この増幅された検出値に基づいて環境中の特定成分の正規値を求めることができる。これによると、対象とする環境中の特定成分の値に応じて、インピーダンスの低減及び電極群による検出値の増幅を適宜可能とすることから、広い範囲について高精度に簡単に測定し得るといった利点を有するものとなる。
【００１７】
以下、上述した実施形態について、電気化学式測定装置の一種であるところの液中残留塩素濃度計を実施例として、具体的に説明する。
【実施例】
【００１８】
まず、図１に示す外観図、図２に示すブロック図を用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の具体的な構成について説明する。
【００１９】
本発明に係わる液中残留塩素濃度装置は、正面に入力部４及び表示器５を有する本体１と、電極群６（作用電極６ａ及び参照電極（基準電極）６ｂ）を有するセンサー体２と、本体１とセンサー体２とを接続するケーブル３とを外見上に備え、増幅回路７、Ａ／Ｄ変換器８、インピーダンス低減回路９、低減回路切替部１３、増幅度切替部１４、ＥＥＰＲＯＭ１０及びマイクロコンピュータ１１を配設する電子基板と、電源部１２とを本体の内部に備えることにより、全体を大略構成する。
【００２０】
入力部４は、ＯＮキー４Ａ、スタートキー４ｂ、モードキー４ｃ、＋キー４ｄ及び−キー４ｅから成り、電力供給・測定開始・切替等をするための入力をする。ＯＮキー４Ａは、電源部１２から電気系統各部に電力の供給を開始するためものである。スタートキー４ｂは、測定を開始するためのである。モードキー４ｃは、校正モード又は測定モードに切替えるためのものである。＋キー４ｄ、−キー４ｅは、試料水の校正値の設定、表示項目・数値等の選択をするためのものである。
【００２１】
表示器５は、入力状況・測定結果・各種モード等を表示する。
【００２２】
センサー体２は、作用電極６ａと参照電極６ｂとを棒状の筐体２ａの先端に備え、液中の残留塩素を検出し電極間電圧（検出値）を生ずる。作用電極６ａは、白金（Ｐｔ）から成り、液中に浸けた際に残留塩素との反応の程度を示す電位が発生する。参照電極６ｂは、銀（Ａｇ）に塩化銀膜（ＡｇＣｌ）を被覆して成り、液中に浸けた際に基準となる電位が発生する。
【００２３】
ケーブル３は、その導線の一端側がセンサー体２の作用電極６ａと参照電極６ｂとに配線接続して、センサー体２と一体を成し、又、その導線の他端側が本体１内部の電子基板に配線接続可能なようにコネクタ３ａを有する。
【００２４】
電源部１２は、電気系統各部に電力を供給する。
【００２５】
増幅回路７は、オペアンプＡ１にフィードバック抵抗Ｒ６及びＲ７（Ｒ６<Ｒ７）を用いた非反転増幅回路から成り、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じる電極間電圧（アナログ信号）を段階的に増幅する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器８は、この増幅された電極間電圧をデジタル信号に変換する。
【００２７】
インピーダンス低減回路９は、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に接続する抵抗Ｒ１（例えば、１０ＭΩ）及び抵抗Ｒ２（例えば、２００ｋΩ）から成り、液中に浸けた際に作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生ずるインピーダンスを低減する。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ１０は、マイクロコンピュータ１１により演算した換算係数値、その他の各種データを書換え可能に記憶する。
【００２９】
マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ、演算制御用プログラム（インピーダンス低減回路９の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との切替制御、増幅回路７の抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との切替制御、換算係数の演算、試料水の残留塩素濃度の演算その他の演算制御等）・換算係数を演算するための演算式・試料水の残留塩素濃度を演算するための演算式等を記憶するＲＯＭ、演算結果データ・入力データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、タイマー、ＩＯポート等を備え、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との切替制御、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との切替制御、換算係数の演算、試料水の残留塩素濃度の演算その他の各種情報についての演算制御等を行う。
【００３０】
なお、Ｓｗ１、Ｓｗ２及びマイクロコンピュータ１１にて低減回路切替部１３を構成する。また、Ｓｗ６、Ｓｗ７及びマイクロコンピュータ１１にて増幅度切替部１４を構成する。また、インピーダンス低減回路９及び低減回路切替部１３にてインピーダンス低減手段を構成する。また、増幅回路７及び増幅度切替部１４にて増幅手段を構成する。また、マイクロコンピュータ１１にて正規値演算手段を構成する。
【００３１】
次に、図３に示すメインフローチャートを用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の測定モードを主とした具体的な操作及び動作について説明する。
【００３２】
ＯＮキー４Ａが押されると電源部１２から電気系統各部に電力を供給し（ステップＳ１）、マイクロコンピュータ１１において、測定又は校正のいずれが選択されたかを判断する（ステップＳ２）。ここで、モードキー４ｃが押されると（ステップＳ２でモードキーのオン）、校正モードに入る（ステップＳ４）。なお、この校正モードについては、後に詳述する。
【００３３】
一方、センサー体２の電極群６が配置する先端部分が試料水に浸けられ、スタートキー４ｂが押されると（ステップＳ２でスタートキーのオン）、マイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオフし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオンし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が接続状態となる（ステップＳ３）。
【００３４】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ５）。
【００３５】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだ電極間電圧を増幅回路７における増幅度で除することにより作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧を演算し、この演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００３６】
ここで、演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上である場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ７）。
【００３７】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ８）。
【００３８】
続いて、ステップＳ６において演算した電極間電圧が２００ｍＶ以上でない場合（ステップＳ６でＮＯ）、又はステップＳ８の後、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、試料水の残留塩素濃度を演算し（ステップＳ９）、表示器５において、この演算した試料水の残留塩素濃度（試料水の測定濃度値）を表示する（ステップＳ１０）。
【００３９】
なお、以降、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返すことが可能となる。
【００４０】
次に、図４に示すサブルーチンフローチャートを用いて、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の校正モードを主とした具体的な操作及び動作について説明する。
【００４１】
まず、＋キー４ｄ及び−キー４ｅにて試料水の校正値（他の方法により正確に求めた試料水の残留塩素濃度）が入力されるとマイクロコンピュータ１１のＲＡＭにおいて試料水の校正値を一時記憶する（ステップＳ２１）。
【００４２】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００４３】
ここで、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上でない場合（ステップＳ２２でＮＯ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオフし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオンし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が接続状態となる（ステップＳ２３）。
【００４４】
一方、この入力された校正値が０.４ｍｇ／Ｌ以上である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ２４）。
【００４５】
続いて、ステップＳ２３又はステップＳ２４の後、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ２５）。
【００４６】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、先にＲＡＭにおいて一時記憶する試料水の校正値をＡ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧で除することにより、換算係数を演算し（ステップＳ２６）、この校正モードを抜ける（ステップＳ２７）。
【００４７】
以上が、液中残留塩素濃度計を実施例とした説明である。
【００４８】
上述した実施例において、ステップＳ６による作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生じた電極間電圧の判断を２００ｍＶ以上であるか否か、及びステップＳ２２による試料水の校正値の判断を０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かとした理由は、図５の電極間電圧と残留塩素濃度の関係グラフに示すように、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に抵抗Ｒ１を接続して残留塩素濃度を検出した際における作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に生ずる電極間電圧が、０から２００ｍＶ（残留塩素濃度の０から０.４ｍｇ／Ｌに該当）程度までの範囲については非直線性が良く（非直線の程度が特に小さい）、これを超えた範囲については非直線性があまり良くない（非直線の程度が比較的大きい）からである。
【００４９】
なお、上述の実施例においては、インピーダンス低減回路は、抵抗（Ｒ６、Ｒ７）だけによって実現したが、図６のブロック図に示すように、電圧を生成する電圧生成回路（Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９）と、電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、ポテンションスタットと作用電極６ａとの間に接続する出力抵抗（Ｒ２０）とから成るようなインピーダンス低減回路２１にて実現してもよい。なお、この場合には、低減回路切替部１３は、マイクロコンピュータ１１だけにより構成する低減回路切替部２２となる。
【００５０】
また、インピーダンス低減回路は、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の２個によって実現したが、３個以上の複数個で実現しても同様に実施可能である。
【００５１】
また、電極群を作用電極及び参照電極により構成し、その電極間電圧を検出する検出系の態様としたが、電極群を作用電極、参照電極及び対照電極により構成し、作用電極と対照電極（基準電極）との間に生ずる電流を検出する検出系の態様としても同様に実施可能である。
【００５２】
また、図５に示す電極間電圧と残留塩素濃度との関係を示すグラフは、ある電極形状の際においてのデータ例であり、電極形状等が異なる場合には、特性の傾向は同様に示すが、値は異なる。例えば、Ｒ１の直線関係から非直線関係に移るポイント（２００ｍＶ、０.４ｍｇ／Ｌの箇所）は、電極形状等によって異なる。
【００５３】
また、本発明に係わる液中残留塩素濃度装置の測定モードを主とした具体的な操作及び動作については、図３に示すメインフローチャートを用いて説明したが、図７に示すメインフローチャートのような流れで行ってもよい。
【００５４】
図７に示すメインフローチャートによる測定モードを主とした具体的な操作及び動作について詳述する。Ｓ４１からＳ４５までは、図３に示すメインフローチャートのＳ１からＳ５までと同じであるので詳述を省略する。
【００５５】
ステップＳ４５に続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、試料水の残留塩素濃度を演算する（ステップＳ４６）。
【００５６】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、この演算した試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。
【００５７】
ここで、演算した試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上である場合（ステップＳ４７でＹＥＳ）には、マイクロコンピュータ１１のポートＰ１、Ｐ６からのＯＦＦ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ１、Ｓｗ６がオフし、抵抗Ｒ１、Ｒ６が非接続状態となり、かつマイクロコンピュータ１１のポートＰ２、Ｐ７からのＯＮ制御信号に基づいて切替スイッチＳｗ２、Ｓｗ７がオンし、抵抗Ｒ２、Ｒ７が接続状態となる（ステップＳ４８）。
【００５８】
続いて、作用電極６ａと参照電極６ｂとの間に電極間電圧（アナログ信号）が発生すると、増幅回路７においてこの発生した電極間電圧（アナログ信号）を増幅し、Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１１において取り込む（ステップＳ４９）。
【００５９】
続いて、マイクロコンピュータ１１において、Ａ／Ｄ変換器８から取り込んだこの電極間電圧にＥＥＰＲＯＭ１０に記憶している換算係数値を乗ずることにより、切替後の試料水の残留塩素濃度を演算する（ステップＳ５０）。
【００６０】
続いて、ステップＳ４７において試料水の残留塩素濃度が０.４ｍｇ／Ｌ以上でない場合（ステップＳ４７でＮＯ）、又はステップＳ５０の後、表示器５において、演算した試料水の残留塩素濃度（試料水の測定濃度値）を表示する（ステップＳ５１）。
【００６１】
なお、以降、ステップＳ２に戻り、処理を繰り返すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の外観図である。
【図２】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）のブロック図である。
【図３】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）メインフローチャートである。
【図４】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）のサブルーチンフローチャートである。
【図５】電極間電圧と残留塩素濃度との関係を示すグラフである
【図６】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の別のブロック図である。
【図７】液中残留塩素濃度装置（電気化学式測定装置）の別のメインフローチャートである。
【図８】出力（環境中の特定成分に係わる検出値）と濃度（環境中の特定成分の値）との関係を示すグラフである。（背景技術）
【図９】電極間出力の割合と攪拌回転数との関係を示すグラフである。（背景技術）
【符号の説明】
【００６３】
１ 本体
２ センサー体
２ａ 棒状の筐体
３ ケーブル
３ａ コネクタ
４ 入力部
４ａ ＯＮキー
４ｂ スタートキー
４ｃ モードキー
４ｄ ＋キー
４ｅ −キー
５ 表示器
６ 電極群
６ａ 作用電極
６ｂ 参照電極（基準電極）
７ 増幅回路
８ Ａ／Ｄ変換器
９、２１ インピーダンス低減回路
１０ ＥＥＰＲＯＭ
１１ マイクロコンピュータ
１２ 電源部
１３、２２ 低減回路切替部
１４ 増幅度切替部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境中の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と前記環境中において基準となる基準電極とを含み、前記作用電極による電気化学的な反応及び前記基準電極による基準に基づいた前記環境中の特定成分に係わる検出値を出力する電極群と、
前記環境中における前記作用電極と前記基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減するインピーダンス低減手段と、
前記インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された検出値に基づいて前記環境中の特定成分の正規値を求める正規値演算手段と、
を備えることを特徴とする電気化学式測定装置。
【請求項２】
前記インピーダンス低減手段は、前記作用電極と前記基準電極との間に複数の抵抗を段階的に接続するインピーダンス低減回路と、前記インピーダンス低減回路における複数の抵抗の接続段階を切替える低減回路切替部とから成り、
前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による複数の抵抗の接続段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする請求項１記載の電気化学式測定装置。
【請求項３】
前記インピーダンス低減手段は、電圧を段階的に生成する多段階電圧生成回路と、前記多段階電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、前記ポテンションスタットと前記作用電極との間に接続する出力抵抗とを有するインピーダンス低減回路と、前記多段階電圧生成回路における電圧の生成段階を切替える低減回路切替部とから成り、
前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による電圧の生成段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする請求項１記載の電気化学式測定装置。
【請求項１】
環境中の特定成分と電気化学的な反応をする作用電極と前記環境中において基準となる基準電極とを含み、前記作用電極による電気化学的な反応及び前記基準電極による基準に基づいた前記環境中の特定成分に係わる検出値を出力する電極群と、
前記環境中における前記作用電極と前記基準電極との間に生ずるインピーダンスを段階的に低減するインピーダンス低減手段と、
前記インピーダンス低減手段による各段階へのインピーダンスの低減に対応して、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された検出値に基づいて前記環境中の特定成分の正規値を求める正規値演算手段と、
を備えることを特徴とする電気化学式測定装置。
【請求項２】
前記インピーダンス低減手段は、前記作用電極と前記基準電極との間に複数の抵抗を段階的に接続するインピーダンス低減回路と、前記インピーダンス低減回路における複数の抵抗の接続段階を切替える低減回路切替部とから成り、
前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による複数の抵抗の接続段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする請求項１記載の電気化学式測定装置。
【請求項３】
前記インピーダンス低減手段は、電圧を段階的に生成する多段階電圧生成回路と、前記多段階電圧生成回路に接続するポテンションスタットと、前記ポテンションスタットと前記作用電極との間に接続する出力抵抗とを有するインピーダンス低減回路と、前記多段階電圧生成回路における電圧の生成段階を切替える低減回路切替部とから成り、
前記増幅手段は、前記電極群により出力される検出値を段階的に増幅する増幅回路と、前記低減回路切替部による電圧の生成段階への切替えに応じて、前記増幅回路における増幅段階を切替える増幅度切替部とから成ることを特徴とする請求項１記載の電気化学式測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−９０９８６（Ｐ２００６−９０９８６Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８０２５９（Ｐ２００４−２８０２５９）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
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