JPH05126712A - 炭酸ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液相中の炭酸ガスの濃度を簡単に、且つ短時
間で検知できる炭酸ガスセンサであって、液が流れてい
る系内において使用することも可能な炭酸ガスセンサを
提供する。 【構成】 液相中に溶解した炭酸ガスが密閉空間に放出
される際の密閉空間の圧力変動から液相中の炭酸ガスの
濃度を検知する炭酸ガスセンサであって、超音波振動子
４０を有する凹状の液相保持体３０と周辺部より中央部
の方が高い形状をし、液相保持体３０と嵌合し、天井面
に圧力センサ６０を有する蓋部５０を備えていて、蓋部
５０と液相保持体３０とを着脱させる着脱手段５１と液
相保持体３０に液を供給する液供給口１１と液相保持体
３０内の液を排出する液排出口１２と蓋部５０内に空気
を供給する空気供給口２０を備えていることを特徴とす
る炭酸ガスセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液相中に溶解している
炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガスセンサに関し、具体
的には炭酸飲料や炭酸泉等における炭酸ガスの濃度を検
知する炭酸ガスセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】液相中の炭酸ガスの濃度を検知する炭酸
ガスセンサとしては、 液相に薬品を添加して液相のｐＨを調整し、電気化学
的に炭酸ガスの濃度を検知するもの、 液相に薬品を添加して溶解している炭酸ガスを放出さ
せ、炭酸ガスが放出された気相の熱伝導から炭酸ガスの
濃度を検知するもの、 液相の赤外線吸収より炭酸ガスの濃度を検知するもの 等が知られている。

【０００３】しかし、上記のような炭酸ガスセンサは操
作が非常に複雑であり、使用に際し多大な時間と労力を
要するという問題があり、もっと簡便な操作で液相中の
炭酸ガスの濃度を検知できる炭酸ガスセンサが求められ
ている。特に、炭酸泉のような常時連続的に流れている
液中の炭酸ガスの濃度を、液が流れている系内において
測定する炭酸ガスセンサであって、且つ簡便な操作で炭
酸ガスの濃度を検知できる炭酸ガスセンサが求められて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
発明は液相中の炭酸ガスの濃度を簡単に、且つ短時間で
検知できる炭酸ガスセンサであって、液が流れている系
内において使用することも可能な炭酸ガスセンサを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は液相中に溶解し
た炭酸ガスが密閉空間に放出される際の密閉空間の圧力
変動から液相中の炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガスセ
ンサであって、超音波振動子４０を有する凹状の液相保
持体３０と周辺部より中央部の方が高い形状をし、液相
保持体３０と嵌合し、天井面に圧力センサ６０を有する
蓋部５０を備えていて、蓋部５０と液相保持体３０とを
着脱させる着脱手段５１と液相保持体３０に液を供給す
る液供給口１１と液相保持体３０内の液を排出する液排
出口１２と蓋部５０内に空気を供給する空気供給口２０
を備えていることを特徴とする炭酸ガスセンサである。

【０００６】

【作用】本発明の炭酸ガスセンサにおいて、液相保持体
３０と蓋部５０及び蓋部５０と液相保持体３０とを着脱
させる着脱手段５１とは密閉空間を形成する働きをし、
液供給口１１と液排出口１２は液相保持体３０内の液を
測定する液と置換する働きをし、空気供給口２０は密閉
状態となる蓋部５０内に空気を供給する働きをする。そ
して、液（液相）と空気（気相）が各々収容されている
液相保持体３０と蓋部５０とを着脱手段５１により密着
させて密閉状態にして密閉空間を形成した後、液相保持
体３０に備えてある超音波振動子４０を駆動すると、発
生する超音波の働きによって短時間で液相中に溶解して
いる炭酸ガスが気相中に放出され、液相中の炭酸ガス濃
度に依存した密閉空間の圧力変動が生じる。この密閉空
間の圧力変動は蓋部５０の天井面に備えてある圧力セン
サ６０の働きにより簡単に検知することができる。従っ
て本発明の炭酸ガスセンサによれば、着脱手段５１の駆
動と超音波振動子４０の駆動を行うだけで、簡単に且つ
短時間で液相中の炭酸ガスの濃度を検知することができ
る。

【０００７】また、本発明の炭酸ガスセンサは液が流れ
ている系内に設置して使用することも可能である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例図面を参照して説明す
る。

【０００９】（実施例１）図１は本発明の一実施例に係
る炭酸ガスセンサの断面図である。図１において、液の
供給口１１と液の排出口１２の間には凹状の液相保持体
３０が形成され、その底部には超音波振動子４０が備え
られている。そして、この液相保持体３０の上方には周
辺部より中央部の方が高い形状をし、液相保持体３０と
嵌合できる蓋部５０が備えられている。この蓋部５０の
天井面には圧力センサ６０が備えられているが、この圧
力センサとしては例えばコパル社製の「拡散型半導体圧
力センサＰＳ７」等が使用できる。そして、この蓋部５
０は着脱手段５１の駆動によって液相保持体３０と着脱
できるように構成されていて、この実施例においては着
脱手段５１としてはエアーシリンダー式上下装置が用い
られている。なお、この着脱手段５１は外部からの操作
で駆動する手段であればよく、例えばモーターによる着
脱手段５１であってもよい。この着脱手段５１によって
蓋部５０が液相支持体３０と密着させられると、蓋部５
０と液相支持体３０とで形成される空間は密閉状態とな
るように構成されている。

【００１０】そして、液相保持体３０と蓋部５０との間
から液の置換ができるように、外壁８０で囲まれている
液供給口１１と液排出口１２とが設けられている。そし
て、凹状の液相保持体３０の外から液供給口１１を貫い
て、液相保持体３０と蓋部５０との間から空気が蓋部５
０内に供給されるように、傾斜した形状の吹出口を有す
る空気供給口２０が設けられていて、液相保持体３０と
蓋部５０とが離れているときには、空気は蓋部５０内に
供給され、液相保持体３０と蓋部５０とが密着状態にあ
る時には空気は蓋部５０内に進入していかないようにな
っている。そして、この実施例ではこの空気供給口２０
を通して加圧された空気が供給されており、この空気供
給口２０を通して液が外に漏れ出すのは防止されてい
る。

【００１１】また、蓋部５０が着脱手段５１の駆動によ
り上下運動をしたときに、液供給口１１及び液排出口１
２を流れている液が外に飛散しないように液供給口１１
及び液排出口１２を囲んでいる外壁８０はフレキシブル
シート７０により蓋部５０と繋がれている。なお、この
実施例では液供給口１１と液排出口１２とは液相保持体
３０と蓋部５０との間から液の置換をするように設けら
れているが、弁付きの液供給口１１及び弁付きの液排出
口１２とを液相保持体３０に取り付ける構成をとっても
構わない。その場合には外壁８０と蓋部５０とをフレキ
シブルシート７０により繋ぐ必要はなくなるが、蓋部５
０と液相支持体３０とで形成される空間を密閉状態とす
る場合には液供給口１１及び液排出口１２に付属する弁
を閉じる必要が生じてくる。

【００１２】次に、上記の本実施例の炭酸ガスセンサに
おける炭酸ガスの濃度の検知の原理を図１と図２を参照
して説明する。まず、常時連続的に液が供給されている
系に本発明の炭酸ガスセンサを設置し、炭酸ガスの濃度
の検知を行っていない状態が図１の状態である。図１の
状態では蓋部５０は着脱手段５１によって引き上げら
れ、蓋部５０と液相保持体３０とは離れていて、液は液
供給口１１から液相保持体３０内に入り、液排出口１２
から排出されており、液相保持体３０内の液は絶えず置
換されている。そして、空気供給口２０からは蓋部５０
内に空気が供給され、蓋部５０内の空気も絶えず置換さ
れている。このとき、超音波振動子４０は駆動していな
い。

【００１３】次に、図１の状態から着脱手段５１によっ
て蓋部５０を押し下げ、蓋部５０と液相保持体３０とを
密着させ、超音波振動子４０を駆動させた状態が図２の
状態である。図２の状態では蓋部５０と液相保持体３０
とは密着し、密閉空間を形成しており、空気供給口２０
からの空気はこの密閉空間の中には入っていかないよう
になっている。そして、蓋部５０と液相保持体３０とで
形成されている密閉空間には液相と気相が収容されてい
て、この状態で超音波振動子４０を駆動させると、超音
波振動子４０によって発生する超音波の働きで液相中に
振動が与えられ、液相中に溶解していた炭酸ガスが気相
中に急速に放出され、密閉空間の圧力が上昇する。この
ときの圧力の上昇値を蓋部５０に設けられている圧力セ
ンサ６０で検知することにより液相中に溶解している炭
酸ガスの濃度を検知する。

【００１４】炭酸ガスの濃度の検知が終われば超音波振
動子４０の駆動を止め、再び着脱手段５１によって蓋部
５０を引き上げて図１の状態に戻す。

【００１５】この一連の動作を繰り返せば、何度でも簡
単に液相中の炭酸ガスの濃度を検知することができる。

【００１６】（実施例２）図３は本発明の他の実施例に
係る炭酸ガスセンサの断面図である。図３に示すよう
に、この実施例２では、空気の供給口２０は凹状の液相
保持体３０の内部に貫通して設けられ、空気の供給口２
０は弁２１を介して液相保持体３０の外部と繋がるよう
に構成されていて、この弁２１にはエアーポンプ（図示
せず）が接続されている。上記以外については実施例１
と同じ構成となっている。

【００１７】次に、上記の実施例２の炭酸ガスセンサに
おける炭酸ガスの濃度の検知の原理を図３と図４を参照
して説明する。まず、常時連続的に液が供給されている
系に本発明の炭酸ガスセンサを設置し、炭酸ガスの濃度
の検知を行っていない状態が図３の状態である。図３の
状態では弁２１は開いていて、エアーポンプ（図示せ
ず）により空気が弁２１及び空気供給口２０を経由して
液相保持体３０の上部にある蓋部５０に供給されてい
る。この弁２１としては外部回路によって開閉できる電
磁弁等の自動弁を用いて構成することができる。そし
て、この空気供給の方法が異なる他は、前記の図１の状
態と同じである。

【００１８】次に、図３の状態から着脱手段５１によっ
て蓋部５０を押し下げ、蓋部５０と液相保持体３０とを
密着させ、弁２１を閉じ、超音波振動子４０を駆動させ
た状態が図４の状態である。図４の状態では蓋部５０と
液相保持体３０とは密着し、密閉空間を形成している。
そして、蓋部５０と液相保持体３０とで形成されている
密閉空間には液相と気相が収容されていて、この状態で
超音波振動子４０を駆動させると、超音波振動子４０に
よって発生する超音波の働きで液相中に振動が与えら
れ、液相中に溶解していた炭酸ガスが気相中に急速に放
出され、密閉空間内の圧力が上昇する。このときの圧力
の上昇値を蓋部５０に設けられている圧力センサ６０で
検知することにより液相中に溶解している炭酸ガスの濃
度を検知する。

【００１９】炭酸ガスの濃度の検知が終われば超音波振
動子４０の駆動を止め、再び着脱手段５１によって蓋部
５０を引き上げ、弁２１を開き、図３の状態に戻す。

【００２０】この一連の動作を繰り返せば、何度でも簡
単に液相中の炭酸ガスの濃度を検知することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の炭酸ガスセンサによれば超音波
振動子４０の駆動及び着脱手段５１の駆動そして必要に
応じて弁２１の開閉を制御するだけで、液相中の炭酸ガ
ス濃度を検知できるので、炭酸ガス濃度の検知を簡単且
つ短時間で行うことができる。また、本発明の炭酸ガス
センサは常時液が流れている系の系内において使用する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例１の炭酸ガスセンサの断
面を示す模式図である。

【図２】図２は本発明の実施例１の炭酸ガスセンサの動
作原理を示す模式図である。

【図３】図３は本発明の実施例２の炭酸ガスセンサの断
面を示す模式図である。

【図４】図４は本発明の実施例２の炭酸ガスセンサの動
作原理を示す模式図である。

【符号の説明】

１１ 液供給口 １２ 液排出口 ２０ 空気供給口 ２１ 弁 ３０ 液相保持体 ４０ 超音波振動子 ５０ 蓋部 ５１ 着脱手段 ６０ 圧力センサ ７０ フレキシブルシート ８０ 外壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森井 彰一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 土井 謙之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 真継 伸 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 福井 政則 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 久門 直樹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岩田 秀雄 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液相中に溶解した炭酸ガスが密閉空間に
   放出される際の密閉空間の圧力変動から液相中の炭酸ガ
   スの濃度を検知する炭酸ガスセンサであって、超音波振
   動子４０を有する凹状の液相保持体３０と周辺部より中
   央部の方が高い形状をし、液相保持体３０と嵌合し、天
   井面に圧力センサ６０を有する蓋部５０を備えていて、
   蓋部５０と液相保持体３０とを着脱させる着脱手段５１
   と液相保持体３０に液を供給する液供給口１１と液相保
   持体３０内の液を排出する液排出口１２と蓋部５０内に
   空気を供給する空気供給口２０を備えていることを特徴
   とする炭酸ガスセンサ。