JPH0452682Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えばエチルアルコールなどの揮発
性成分が含まれる水溶液中の揮発性成分の濃度を
測定することができる水溶液中の揮発性成分の濃
度測定装置に係り、詳しくは装置本体内にガスセ
ンサを配置し、装置本体の外壁の一部又は全部に
設けたガス透過隔壁を介して液中の揮発性成分を
装置本体内に透過させるとともに、キヤリアガス
を装置本体内に流入して揮発性成分とキヤリアガ
スとを混合させ、しかる後この混合ガスをガスセ
ンサへ導いて揮発性成分の濃度を測定するように
した水溶液中の揮発性成分の濃度測定装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、かかる測定装置としては、例えば特開昭
58−139054号公報に開示されたものが提案されて
いる。この構成は、下面にキヤリアガスの流通溝
を形成したブロツク部材を装置本体の下部にガス
透過隔壁と接する状態で配置し、流入路を通つて
送られてくるキヤリアガスが前記流通溝を通過す
る際に、ガス透過隔壁を透過した揮発性成分をキ
ヤリアガスとともにセンサ室へ導くように構成し
たものであるが、上記のように構造が複雑なブロ
ツク部材を装置本体下部に配置する必要があつ
て、コスト高になる欠点がある。

そこで、例えば実開昭61−206860号公報に開示
されているように、前記ブロツク部材の替わりに
比較的構造が簡単な筒部材を用いたものが提案さ
れた。この装置の構成は、有底筒状の装置本体内
に内筒を配置して装置本体と内筒との間及び内筒
内にキヤリアガスの流入路と流出路をそれぞれ形
成し、また装置本体の底部に設けたガス透過隔壁
と内筒下端との間に流路を形成して、前記装置本
体と内筒との間から送られたキヤリアガスがガス
透過隔壁上面の流路を通過する際に、この部分で
キヤリアガスと揮発性成分とが混合されるように
し、それから前記内筒内の流出路を介して混合ガ
スをガスセンサ側へ導いて測定するように構成し
たものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記構成によれば、外側の流入
路からガス透過隔壁の上面を通つて内側の流出路
へガスが流れる際に、外側の流入路から直ぐ内筒
下端をまたいで内側の流出路へ流れるものと、外
側の流入路からガス透過隔壁の上面を通過して流
出路へ流れるものとがあり、センサへ導かれる混
合ガスの濃度にばらつきを生じ易く、つまりガス
の混合が不十分なために同一濃度の水溶液であり
ながら、測定結果がばらつくことがあり、再現性
に劣る欠点があつた。しかも、上記構成にあつ
て、ガスの混合性を上げるために、前記公報に示
されているように、前記内筒の寸法を長いもので
構成した場合には、この内筒を通過するガスの流
通時間が長くなつて応答性にも劣ることになり、
また内筒内面に揮発性成分が結露する場合があ
り、測定結果に誤差を生じるおそれがあつた。

本考案は上記の実情に着目してなされたもので
あつて、構造が簡単で安価であり、また再現性が
良く、且つ応答性及び信頼性に優れた水溶液中の
揮発性成分の濃度測定装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本考案の特徴構成は、キヤリアガス
が流入路を介して送られるガス混合室と、前記ガ
ス混合室内のガスが流出路を介して送られるセン
サ室とを装置本体内に形成し、前記ガス混合室の
壁部に装置本体の外部に露出するガス透過隔壁を
設けるとともに、前記センサ室に揮発性成分の濃
度を検出するガスセンサを配置してある水溶液中
の揮発性成分の濃度測定装置であつて、前記ガス
混合室の有効流路断面積を、前記流入路及び流出
路の各有効流路断面積より大きく形成してある点
にあり、その作用及び効果は次の通りである。

〔作用〕

ガス透過隔壁を透過してガス混合室内へ流入し
た揮発性成分の蒸気と流入路からガス混合室へ流
入してきたキヤリアガスとがガス混合室において
混合されるにあたつて、上記構成のように、ガス
混合室の有効流路断面積を、前記流入路及び流出
路の各有効流路断面積より大きく形成しているの
で、流入路から流入したキヤリアガスはそのまま
流出路へ流れることはなく、容量の大きいガス混
合室内に充満されているガスと混合され、またこ
の混合ガスが有効流路断面積の小さい流出路側へ
流出するにあたつては、流出路側のガス混合室側
壁部分に流れが阻害されて乱流を生じ、その結果
ガス混合室内で混合されることになつて、充分混
合されたガスだけが流出路を介してセンサ室へ供
給されることになる。

また、前記センサ室における混合ガスの濃度
は、水溶液の濃度の他に、例えば水温、キヤリア
ガスの流量、ガス透過隔壁における内外の圧力差
等に影響されるが、前記ガス混合室での有効流路
断面積が大きいので、上記各要因が少々変動した
としても、ガス混合室が各要因のばらつきを吸収
することができ、センサ出力を安定化させること
ができる。

〔考案の効果〕

その結果、センサ出力が安定化して再現性を良
くすることができ、しかも流出路を長く形成する
必要などなく、以下の実施例で示すように、ガス
混合室とセンサ室とを隔壁を介して近接配置する
ことができて、応答性も良く、また揮発性成分の
結露を生じることもない信頼性の高い濃度測定装
置が得られる効果を奏するものである。しかも、
従来のように構造が複雑なブロツク部材や内筒を
設ける必要がなく、板状の隔壁を装置本体内に配
置するだけで良いから、作製コストも低減でき、
また測定寿命も長い効果がある。

〔実施例 １〕 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、円筒状に形成される装置
本体１の下端開口にはポリエチレンの焼結体で形
成されるガス透過隔壁６が配設され、Ｏリング１
０を介して固着具１１により気密的に取付けられ
ており、装置本体１の上端は大気中へ開放してい
る。この装置本体１の下部には前記ガス透過隔壁
６と間隔を介して隔壁２が装着され、装置本体１
の周側壁、ガス透過隔壁６及び前記隔壁２との間
でガス混合室３が形成されている。そして、ガス
混合室３の上側にはセンサ４の基板９が間隔をお
いて前記装置本体１に装着されており、装置本体
１の周側壁と、センサ基板９と、前記隔壁２との
間でセンサ４を収容配置するセンサ室５が形成さ
れている。

そして、装置本体１内には空気などのキヤリア
ガスが前記混合室３内に送られる流入管７ａが配
置され、流入管７ａの先端が前記センサ基板９及
び隔壁２に穿設された孔部１２，１３を貫通して
混合室３内に配置されている。この流入管７ａの
他端部側はポンプ（図示せず）に接続され、一定
流量で安定してガス混合室３内へキヤリアガスを
送るようになつている。さらに、前記隔壁２には
混合室３からセンサ室５へガスを送る流出路８が
穿設されているとともに、センサ基板９には装置
本体１の外側にガスを放出する排出口１４が穿設
されている。そして、前記ガス混合室３の有効流
路断面積、すなわちガス混合室３内を移動するガ
スの流路の断面積は、前記流入管７ａの流入路７
及び流出路８の各有効流路断面積より大きく形成
されている。

前記ガス透過隔壁６は撥水性を有し、且つ多孔
質なものであつて、水はこのガス透過隔壁６を透
過することができないが、水に溶解あるいは分散
する揮発性成分はガス状分子となつて透過するこ
とができるものである。

次に、上記のようにして構成された濃度測定装
置Ａを揮発性成分としてエチルアルコールが含ま
れるビール、ウイスキー、清酒などの醸造タンク
１８内のアルコール濃度を測定する際の操作方法
について説明する。

第２図中１９は補助タンクであつて、該補助タ
ンク１９は循環ポンプ１５を備えた供給管１６と
返送管１７とで醸造タンク１８に接続され、醸造
タンク１８内のアルコール水溶液が補助タンク１
９との間で循環するようになつている。この補助
タンク１９内に上記構成の濃度測定装置Ａの下部
が浸漬されている。

前記ガス透過隔壁６をアルコール水溶液に接触
させると、前記ガス透過隔壁６の作用によりアル
コールガスがガス透過隔壁６を透過して混合室３
内に入つてくる。そして、このアルコールガスは
前記流入管７ａから混合室３へ送られてくるキヤ
リアガスと混合され、キヤリアガスによつて前記
流出路８を通つてセンサ室５へ送られ、ガスセン
サ４によつて混合ガス中のアルコールガスが検出
され、アルコール水溶液中に含まれるアルコール
濃度が測定できるのである。つまり、アルコール
ガスがガス透過隔壁６透過してガス混合室３へ入
り、一方キヤリアガスがガス混合室３へ流入して
いる平衡状態において、混合ガス中のアルコール
ガス濃度と前記水溶液中のアルコール濃度は比例
関係にあることから、混合ガス中のアルコールガ
スをセンサ室５へ導いて測定することにより、水
溶液中のアルコール濃度を短時間で、且つ連続し
て測定することができるのである。

また、前記センサ室５は、前記装置本体１の周
側壁と、センサ４が取付けられた基板９と、前記
隔壁２との間で囲まれて形成されており、センサ
室４がガス混合室３から送られた混合ガスで満た
されるようになつているので、外部空気の影響を
受けることもなく、さらに安定した濃度測定が行
えるとともに、混合室３から混合ガスが直ぐセン
サ室４へ送られてくるので、応答性も良く、結露
を生じることもないものである。さらに、前記ガ
スセンサ４は接触燃焼式ガスセンサから成り、ア
ルコールガス濃度の増大に対してその出力がほぼ
比例するため、水溶液中のアルコール濃度の増減
にかかわらず正確な濃度測定が行える利点も有す
る。加えて、上記構成によれば、ガス透過隔壁６
と広い面積でキヤリアガスが接触する構造になつ
ており、低濃度のアルコール水溶液に対しても高
感度検出が可能なものである。

尚、図中２０は外部の液温を測定してセンサ出
力値を補正するためのサーミスタであり、装置本
体１の側壁に穿設した開口部２１にシール性良く
嵌着され、このサーミスタ２０のリード線２２は
前記センサ基板９に取付けられている。従つて、
サーミスタ用の取付板を装置本体１に特別に取付
ける必要はなく、装置本体１の構造を簡略化し、
また小型化することができる上に、サーミスタ２
０の装置本体１への取付けがセンサ４の組み込み
と同時に行え、生産性を向上し、コストを低減で
きるものである。

また、前記ガス透過隔壁６の材料としては、撥
水性を有し、且つ多孔質なものであれば種々のも
のを使用することができ、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、シリコン樹脂、ふつ素樹脂など
の多孔質や、ポリプロピレンの焼結多孔体、シリ
コン樹脂、ふつ素樹脂などの多孔体、または中空
多孔体を使用することができる。さらに、揮発性
成分としては、液中に存在するガス状態の成分の
ほか、液中に溶解又は分散する液状態の成分を含
めるものとし、前記ガス透過隔壁６を介して混合
室３にガス状態で透過するものである。従つて、
揮発性成分としては、上記したアルコールの他
に、例えばケトン類、エーテル類、芳香族炭化水
素類などの有機材料や、硫化水素、炭酸ガス、塩
素等の無機成分を含めることができる。さらに、
ガスセンサ４の種類としては何ら限定するもので
はなく、例えば半導体ガスセンサを使用すること
もできる。

〔実施例 ２〕 第３図に示すように、前記ガス混合室３内に、
例えばガラス繊維２３やガラスビーズ等の混合促
進部材を充填し、ガスの分散性を良くすることで
揮発性成分とキヤリアガスとの混合を促進させる
ようにしても良い。

〔実施例 ３〕 第４図に示すように、前記ガス混合室３とセン
サ室５との間に分離壁２５，２５を介して調整室
２４，２４を設け、流出路８から流出した混合し
た混合ガスを調整室２４でさらに混合させるよう
にしても良い。

〔実施例 ４〕 第５図に示すように、前記センサ基板９を隔壁
２に兼用しても良く、構成部品点数を減少できる
利点がある。

〔実施例 ５〕 第６図に示すように、前記流入管７ａの先端を
ラツパ状に形成してガス混合室３へ突出させても
良く、キヤリアガスを周側方へ拡散させて揮発性
成分との混合性を良くすることができる利点があ
る。

〔実施例 ６〕 第７図に示すように、前記流入管７ａの先端を
閉塞するとともに、該流入管７ａの先端部に多数
の小孔を穿孔しても良く、上記実施例５と同様な
利点がある。

尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対
照を便利にする為に符号を記すが、該記入により
本考案は添付図面の構造に限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る水溶液中の揮発性成分の濃
度測定装置の実施例を示し、第１図は濃度測定装
置の要部断面図、第２図はその測定方法を示す概
略図、第３図乃至第７図はそれぞれ別実施例の濃
度測定装置の要部断面図である。 １……装置本体、２……隔壁、３……ガス混合
室、４……ガスセンサ、５……センサ室、６……
ガス透過隔壁、７……流入路、８……流入路、９
……センサ基板、Ａ……濃度測定装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ キヤリアガスが流入路７を介して送られるガ
   ス混合室３と、前記ガス混合室３内のガスが流
   出路８を介して送られるセンサ室５とを装置本
   体１内に形成し、前記ガス混合室３の壁部に装
   置本体１の外部に露出するガス透過隔壁６を設
   けるとともに、前記センサ室５に揮発性成分の
   濃度を検出するガスセンサ４を配置してある水
   溶液中の揮発性成分の濃度測定装置であつて、
   前記ガス混合室３の有効流路断面積を、前記流
   入路７及び流出路８の各有効流路断面積より大
   きく形成してある水溶液中の揮発性成分の濃度
   測定装置。 ２ 前記装置本体１が有底筒状に形成されて、該
   装置本体１の底部に前記ガス透過隔壁６が配設
   され、前記ガス混合室３が前記装置本体１の周
   側壁と、前記ガス透過隔壁６と、装置本体１内
   に配設された隔壁２とで囲まれて形成されたも
   のである実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の水溶液中の揮発性成分の濃度測定装置。 ３ 前記センサ室５が、前記装置本体１の周側壁
   と、ガスセンサ４が取付けられた基板９と、前
   記隔壁２との間で囲まれて形成されたものであ
   る実用新案登録請求の範囲第２項に記載の水溶
   液中の揮発性成分の濃度測定装置。 ４ 前記ガス透過隔壁６が、撥水性多孔質材料で
   形成されている実用新案登録請求の範囲第１項
   乃至第３項のいずれかに記載の水溶液中の揮発
   性成分の濃度測定装置。 ５ 前記ガスセンサ４が、接触燃焼式ガスセンサ
   である実用新案登録請求の範囲第１項乃至第４
   項のいずれかに記載の水溶液中の揮発性成分の
   濃度測定装置。 ６ 前記揮発性成分が、エチルアルコールである
   実用新案登録請求の範囲第１項乃至第５項のい
   ずれかに記載の水溶液中の揮発性成分の濃度測
   定装置。