JPH05249019A

JPH05249019A - 炭酸ガスセンサ

Info

Publication number: JPH05249019A
Application number: JP28676491A
Authority: JP
Inventors: Kaneyuki Doi; 謙之土井; Hajime Kojima; 肇児島; Shigekazu Kusanagi; 繁量草薙; Harumori Kawagoe; 治衛川越; Kunji Nakajima; 勲二中嶋; Toru Kuwata; 亨桑田; Toshiyuki Matsumae; 利幸松前; Shoichi Morii; 彰一森井; Shin Matsugi; 伸真継; Takashi Hatai; 崇幡井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-09-28

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を提供する。【構成】両端が開放されている円筒状のセル４０とこ
のセル４０に挿嵌され、一端が駆動装置と接続されてい
る円柱状のピストン１０を備え、上記セル４０の内壁１
には圧力センサ６０が付設されている窪み２を備え、こ
の窪み２が設けられている位置と同じ円周上の内壁１に
超音波振動子５０を備え、且つ、上記のピストン１０の
中間部には円周方向全面にわたる切込み２０を備え、セ
ル４０の内部の空間を貫通する液の流路３０を備え、駆
動装置により動作させたときに、切込み２０を流路３０
及び窪み２と連通し、切込み２０を窪み２と流路３０の
間に収容し、且つ切込み２０と窪み２とを連通したとき
に密閉空間を形成するピストン１０を備えることを特徴
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に関し、例えば炭酸飲料や炭
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、両端が開放されている円筒状のセル４０
とこのセル４０に挿嵌され、一端が駆動装置と接続され
ている円柱状のピストン１０を備え、上記セル４０の内
壁１には圧力センサ６０が付設されている窪み２を備
え、この窪み２が設けられている位置と同じ円周上の内
壁１に超音波振動子５０を備え、且つ、上記のピストン
１０の中間部には円周方向全面にわたる切込み２０を備
え、上記の駆動装置が設けられている側のセル４０の端
部と窪み２が設けられている位置と同じ円周上のセル４
０の位置との間においてセル４０の内部の空間を貫通す
る液の流路３０を備え、駆動装置により動作させたとき
に、切込み２０を流路３０及び窪み２と連通し、切込み
２０を窪み２と流路３０の間に収容し、且つ切込み２０
と窪み２とを連通したときに超音波振動子５０と接する
密閉空間を形成するピストン１０を備えることを特徴と
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は円筒状のセル４０と
このセル４０に挿嵌されているピストン１０と液の流路
３０を備えており、セル４０に設けられている窪み２と
ピストン１０に設けられている切込み２０とは連通でき
て、連通したときに形成される連通部分は密閉空間を形
成するよう構成されている。ピストン１０に設けられて
いる切込み２０は液の流路３０と連通できるので、流路
３０からの液を取り込んで、この液を切込み２０と窪み
２とで形成される密閉空間に供給する働きをする。ま
た、セル４０に設けられている窪み２はセル４０の開放
されている端部を経由して外の空気が流入できるように
なっていて、外の空気を切込み２０と窪み２とで形成さ
れる密閉空間に供給する働きをする。

【０００７】そして、液と空気が収容されている密閉空
間において、この密閉空間と接している、セル４０に備
えてある超音波振動子５０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
動は窪み２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、従って本発明の炭酸ガスセン
サによれば、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。

【０００８】また、液が流れている系内において、流れ
ている液を流路３０に導くように構成することも可能で
ある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を実施例図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る炭酸ガスセンサの断
面を示した模式図である。

【００１０】図１に示すように、本発明の炭酸ガスセン
サは両端が開放されている円筒状のセル４０と、このセ
ル４０に挿嵌されているピストン１０と、液の流路３０
を備えている。セル４０とピストン１０とは、炭酸ガス
放出による圧力変動で変形しない強度を有する素材で構
成されればよく、素材についてのその他の限定はない。

【００１１】そして、セル４０はその内壁１に圧力セン
サ６０を有する窪み２を有していて、この圧力センサ６
０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」等を使用することができ、また窪み２の形状
については特に限定はなく、円筒状をしたセル４０の内
壁１に凹状の部分を形成していればよい。この窪み２が
形成されている位置と同じ円周上のセル４０の内壁１に
は超音波振動子５０が設けられている。前記セル４０の
内側には、駆動装置（図示せず）と接続されている円柱
状のピストン１０が挿嵌されていて、駆動装置（図示せ
ず）によってピストン１０はセル４０の内側に摺動して
往復運動ができるよう構成されている。このピストン１
０の中間部の位置にはピストン１０の円周方向全面にわ
たる切込みがある切込み２０が形成されていて、この切
込み２０が形成されていない部分のピストン１０はセル
４０の内側に挿嵌されたときに、セル４０との間に液や
気体が漏れだしてくるような隙間を生じない構成になっ
ている。

【００１２】そして、前記のピストン１０と接続されて
いる駆動装置（図示せず）が設けられている側のセル４
０の端部と窪み２が設けられている位置と同じ円周上の
セル４０の位置との間においてセル４０の内部の空間を
貫通する液の流路３０が形成されている。そして、ピス
トン１０を前記駆動装置（図示せず）により動作させる
ことにより、ピストン１０の切込み２０は流路３０及び
窪み２と連通することができ、また切込み２０は流路３
０と窪み２との間に収容されるように構成されていて且
つ切込み２０と窪み２とが連通したときに形成される連
通部分が密閉空間を形成するように構成されている。そ
して、この密閉空間は超音波振動子５０と接するように
ピストン１０は構成されているので、密閉空間に収容さ
れる液と超音波振動子５０は接するようになる。なお、
このピストン１０の駆動装置（図示せず）としては例え
ばモーター、エアーシリンダーなどの外部回路の制御で
駆動できる装置を用いることができる。

【００１３】次に、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２〜図４を参照して説
明する。図２は、第１ステップである連続的に測定する
液が炭酸ガスセンサ内に供給されている状態を示す。図
２の状態では、ピストン１０の位置は切込み２０が流路
３０と連通する位置にあり、液は流路３０内を、入口３
１からピストン１０の切込み２０を通って出口３２に流
れている。そして、窪み２は、セル４０の開放されてい
る端部を経由して外の空気が流入する開放状態になって
いて、超音波振動子５０は停止している。

【００１４】次に、図２の状態から第２ステップの図３
の状態に移行する。図３は駆動装置（図示せず）を用い
てピストン１０を駆動させ、ピストン１０に備わる切込
み２０と窪み２とを連通し、且つ切込み２０と窪み２と
で形成される連通部分が密閉空間を形成する位置までピ
ストン１０が移動している状態である。図３の状態で
は、切込み２０と窪み２とで形成される連通部分は密閉
空間であり、切込み２０には液が、窪み２には空気が収
容されている。そして、この状態で超音波振動子５０を
駆動させると、発生する超音波により切込み２０の液相
中に振動が与えられ、液相中に溶解していた炭酸ガスが
窪み２の気相に急速に放出され、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窪み２に備わってい
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。

【００１５】そして、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、次の第３ステップの図
４の状態に移行する。図４は再び駆動装置（図示せず）
を用いてピストン１０を駆動させ、ピストン１０に備わ
る切込み２０を窪み２から切り離し、切込み２０を再び
流路３０と連通する位置まで戻している状態である。図
３から図４の状態になる途中において、ピストン１０に
備わる切込み２０は流路３０と窪み２との間に収容され
るように構成されているので、流路３０の液が切込み２
０及び窪み２を経由して外部に流出することはない。

【００１６】そして、さらにピストン１０を駆動させ、
第１ステップの図２の状態に戻すことにより一連の測定
の手順を終える。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。また、液が流れている系内に本発明の炭酸ガスセン
サを設置するときには、流れている液を流路３０に導く
ように構成すればよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の炭酸ガスセンサは、ピストン１
０を駆動装置により動作させることにより、切込み部２
０と窪み２とで液相と気相が収容されている密閉空間が
形成され、この密閉空間には超音波振動子６０、圧力セ
ンサ５０が備わっているのでこれらの働きによって液相
中の炭酸ガス濃度を検知することができる。即ち、本発
明の炭酸ガスセンサによれば、ピストン１０の駆動と超
音波振動子の駆動という簡単な操作により、液相中に溶
解している炭酸ガスの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は本発明の一実施例に係る炭酸ガスセンサ
の断面を示す模式図である。

【図２】図２は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理の第１ステップを示す模式図である。

【図３】図３は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理の第２ステップを示す模式図である。

【図４】図４は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理の第３ステップを示す模式図である。

【符号の説明】

１内壁２窪み１０ピストン２０切込み３０流路４０セル５０超音波振動子６０圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川越治衛大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者中嶋勲二大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者桑田亨大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者松前利幸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)発明者幡井崇大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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、両端が開
放されている円筒状のセル４０とこのセル４０に挿嵌さ
れ、一端が駆動装置と接続されている円柱状のピストン
１０を備え、上記セル４０の内壁１には圧力センサ６０
が付設されている窪み２を備え、この窪み２が設けられ
ている位置と同じ円周上の内壁１に超音波振動子５０を
備え、且つ、上記のピストン１０の中間部には円周方向
全面にわたる切込み２０を備え、上記の駆動装置が設け
られている側のセル４０の端部と窪み２が設けられてい
る位置と同じ円周上のセル４０の位置との間においてセ
ル４０の内部の空間を貫通する液の流路３０を備え、駆
動装置により動作させたときに、切込み２０を流路３０
及び窪み２と連通し、切込み２０を窪み２と流路３０の
間に収容し、且つ切込み２０と窪み２とを連通したとき
に超音波振動子５０と接する密閉空間を形成するピスト
ン１０を備えることを特徴とする炭酸ガスセンサ。