JPH041485Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ たとえば、食品のパツクに不活性ガスを充填す
る工程において、残存酸素の濃度測定のサンプリ
ングを行う場合がある。

この考案は、上記のような、微量な被検ガス中
に存在する特定気体の濃度を測定する装置に関す
るものである。

［従来の技術とその問題点］ (1) たとえば第４図のように、注射器などのガス
採取管３４で被検ガスを採集し、それをセンサ
３３の収容部に導入する。

・その問題点： この方式は、少量の被検ガスで測定できるが、
次の欠点がある。

１ 被検ガスの採集操作と導入操作の二つがあ
り、煩雑である。

２ 上記の二つの操作の際に大気が混入し、誤
差を生じやすい。

３ 測定の結果がでるまで、時間がかかる。

(2) センサの収容部に被検ガスをポンプなどで吸
引する、という別の方式もある。

・その問題点： １ ポンプは連続で作動しているので、被検ガ
ス量が多く必要である。

２ ポンプを使つて微量のガスを安定して連続
的に吸引することは困難。

［ガスセンサについて］ ここで、第４図に例示する酸素センサについ
て、簡単に説明しておく。

１０がセンサエレメントの全体で、固体電界質
からなる酸素イオン透過体１２の両側に電極１
４，１６（白金など）を形成し、その片側に、拡
散孔１８のついたキヤツプ２０を接合し、その上
面にヒータ２２を一体に形成したものである。

電極１４，１６間に電圧を印加すると、ポンピ
ング作用により、酸素イオンをキヤリアとする電
流が流れ、キヤツプ２０内の酸素分子が排出され
る。

そのときの電圧−電流特性は、第５図のように
なり、電圧のある領域で電流のフラツト域Ａが観
察され、その電流（限界電流）は酸素濃度に比例
する。したがつて、その関係をセンサに利用する
ことができる。

なお、センサエレメント１０は、一般にステム
２４と金網２６とによつて形成される閉じた空間
２７内に収容される。

２８はターミナルのポスト、３０はリード線で
あり、空間２７内の全体に、ガラス繊維などから
なる断熱材３２が充填され、以上でセンサ３３を
構成する。

ただし、本考案は、この方式の酸素センサだけ
でなく、他の方式の酸素センサ、および酸素以外
のガスを対象とするガスセンサを使用する場合に
も、適用できるものである。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、第１図のように、 (1) 入口４８、出口５０、排出口５２を有し、入
口４８から入るガスは出口５０から出、出口５
０から入るガスは排出口５２から出る構造の自
動切換弁４４を、 シリンダチユーブ６０と内部にセンサ３３を
収容するセンサ室３６との間にとりつけ、 自動切換弁４４の入口４８とセンサ室３６の
上端との間および出口５０とシリンダチユーブ
６０の先端との間をそれぞれ連通させ、またセ
ンサ室３６の下端を注射針４０に連通させ、 (2) 前記シリンダチユーブ６０のピストン６２を
自動的に後退させるバネ７０を設け、バネ７０
の力に抗してピストン６２を前進させるときロ
ツク手段７６が作動してピストン６２の動きを
ロツクし、そのロツクを解除するときピストン
６２は自動的に後退するようにする、 という構成をとることにより、以上の欠点の解消
を図つたものである。

［実施例］ 上記の酸素センサ３３を使用する場合の例につ
いて述べる。第１図において、 ３６はセンサ室で、内部に上記のセンサ３３を
収容し、それ自体が外箱３８内に収容されてい
る。

外箱３８の前面に注射針４０を突出させ、それ
とセンサ室３６の下部とを管４２で連通させる。

外箱３８の外壁面に、自動切換弁４４を固定す
る。これは公知のもので、第２、第３図のよう
に、本体４６に入口４８、出口５０、排出口５２
があり、またダイヤフラム５４を有し、その作用
により、自動的に、入口４８からガスを入れると
出口５０から出（第２図）、また出口５０からガ
スを送りこむと排出口５２から出る（第３図）よ
うになつている。

その入口４８とセンサ室３６の上部とを管５６
によつて連通させる。

上記外箱３８の後部に、ガス採取管５８を連結
する。

ガス採取管５８の内部にシリンダチユーブ６０
を固定して設け、その前端部を上記自動切換弁４
４の出口５０に連通させる。６２はピストン、６
４はビストンロツド、６６はつまみを示す。

ピストンロツド６４にバネ受け６８を固定し、
シリンダチユーブ６０との間にバネ７０を入れ
て、ピストン６２を後方に付勢する。

バネ受け６８にロツク板７２の後端を固定す
る。ロツク板７２は細長いストリツプ状のもの
で、前端に孔７４を有し、ピストンロツド６４の
前進後退にともなつて、シリンダチユーブ６０の
外面上を前後に移動する。

７６はロツク手段である。これはピストン６２
の動きをロツクするためのもので、公知の任意の
機構を利用することができるが、この場合は一例
として次のようものを使用している。

すなわち、釦７８（ロツク解除用）から下方に
伸びる部分８０をストツプ板８２（先端をガス採
取管５８に固定されて水平になつている）を貫通
させ、それに続く横向きＵ字形の部分８４の先端
に爪８６を設ける。この爪８６は上記ロツク板７
２の孔７４にはまつて係合する。また全体をバネ
８８により上方に付勢しておく。

ロツク手段の他の実施例としては、たとえばピ
ストンの先端部を半径方向から挟み込むよう開口
部を有するリング状の弾性体をガス採取管の内部
に装着しておき、ピストンを前進させたとき、こ
のリング体の内部にピストンが嵌入するようにし
てピストンを前進状態でロツクし、次に吸引時に
はロツクボタンを押し、前記開口部を押広げるよ
うにして、前記ロツク状態を解除し、バネによつ
てピストンを後方に付勢させるようにしてもよ
い。

測定時には、センサ室を上向きにした状態で使
用した方が、微量ガスの測定が精度良く行なえ
る。つまり熱せられた気体の対流作用が下から上
に発生するから、センサ室下部より導入された気
体を効率良くセンサエレメント周囲に導くには、
この対流気体の経路内にセンサエレメントを配置
させる構造が最も精度の良い測定ができるわけで
ある。

［作用］ (1) 第１図の状態から、つまみ６６を押して、ピ
ストン６２を前進させる。すると、ピストン６
２の前方に入つていたガスは自動切換弁４４の
排出口５２から排出される。

(2) 同時に、上記のようにロツク板７２も前進
し、孔７４がロツク手段７６の爪８６に係合
し、ピストン６２の動きをロツクする。

(3) 注射針４０を食品パツクなどにさしこみ、釦
７８を押す。すると爪８６が孔７４から外れて
ロツクが解除され、バネ７０の作用でピストン
６２は後退し、ガスを吸引する。

ガスはセンサ室３６、自動切換弁４４を通
り、その出口５０からシリンダチユーブ６０内
に入るが、その際センサ３３のステム２４に接
触し、ステムを回り込むようにしてセンサエレ
メント１０に到達し、上記のように濃度が測定
される。

なお、この装置は第１図のような状態、すな
わちセンサ室３６の下部からガスが入り、上部
から出るような状態で使用する。この状態で
は、加熱されたセンサエレメント周囲の気体対
流の影響を受け、微量の被測定ガスが容易にセ
ンサエレメント周囲に到達することができる。

(4) バネ板６８のロツド６４に対する取付け位置
を変えることにより、ガス吸引量を調整するこ
とができる。

(5) センサ室の後にバルブを設ける構造の気体経
路であるため、注射針より吸入されたガスがセ
ンサ室に導かれるまでのパスによるガスの無駄
がないから、測定ガス量が少なくてすむ。

［考案の効果］ (1) 注射針４０とセンサ室３６とが近くしかもセ
ンサ室の下部から上部への気体流通経路がある
ため、被検ガス量が少なくてすみ、ムダがな
い。

(2) ワンタツチでOK。

(3) 吸引量、吸引スピードが一定であるため、正
確な測定ができる。

(4) 自動切換弁４４の使用により、軽量、小型化
され、またシリンダのピストンロツドを戻して
も指示値に変化のないことから、作業性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の説明図、第２図と第３
図は自動切換弁４４の説明図、第４図はセンサ３
３の説明図、第５図はセンサの電圧−電流特性図
である。 １０……センサエレメント、３３……センサ、
３６……センサ室、３８……外箱、４０……注射
針、４４……自動切換弁、５８……ガス採取管、
６０……シリンダチユーブ、６２……ピストン、
６４……ピストンロツド、６６……つまみ、６８
……バネ受け、７０……バネ、７２……ロツク
板、７４……孔、７６……ロツク手段、７８……
釦、８６……爪、８８……バネ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入口４８、出口５０、排出口５２を有し、入口
   ４８から入るガスは出口５０から出、出口５０か
   ら入るガスは排出口５２から出る構造の自動切換
   弁４４を、内部にセンサ３３を収容するセンサ室
   ３６とシリンダチユーブ６０との間にとりつけ、
   自動切換弁４４の入口４８とセンサ室３６の上
   端、および出口５０とシリンダチユーブ６０の先
   端との各間をそれぞれ連通させ、またセンサ室３
   ６の下端を注射針４０に連通させるとともに、前
   記シリンダチユーブ６０のピストン６２を自動的
   に後退させるバネ７０を設け、バネ７０の力に抗
   してピストン６２を前進させるときロツク手段７
   ６が作動してピストン６２の動きをロツクし、そ
   のロツクを解除するときピストン６２は自動的に
   後退するようにしてあることを特徴とする、微量
   ガスの測定器。