JPH07117512B2 - 混合溶液の濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、アルコール水溶液中のアルコール濃度など、
混合溶液の成分濃度を検出する装置に係り、特に、オフ
セツト印刷における湿し水中のアルコール濃度の検出と
制御に好適な混合溶液の濃度測定装置に関する。

〔発明の背景〕

周知のとおり、オフセツト印刷では版面に湿し水を与え
る必要がある。そして、この湿し水を版面に与える装
置、すなわち湿し水装置としては、版面への水付けロー
ラとしてモルトン（保水性の布）を用いた、いわゆるモ
ルトン方式のものが従来から広く用いられていた。

しかして、近年、安定した画質を保ち易いこと、操作や
メインテナンスが容易であることなどの理由により、版
面に対する水の供給にモルトンローラを用いない、いわ
ゆるアルコールダンプニングシステムが上記したモルト
ン方式に代つて広く普及してきている。

第９図はこのアルコールダンプニングシステムの一例を
示したもので、この図において、１は湿し水タンクであ
り、一般に定温装置を備えていて内部の湿し水を15℃程
度の温度に保つようになつている。このタンク１の中の
湿し水はポンプ２によつてくみ上げられ、印刷機の水舟
３に送られるが、この水舟３の中には湿し水装置のロー
ラ群４の一部が設けられ、湿し水に浸されるようになつ
ている。そこで、水舟３の中の湿し水はローラ群４によ
つて取り出され、版胴５に巻付けられている版６の表面
に供給されてゆくことになる。

一方、水舟３の中に余分に供給された湿し水は戻しパイ
プ７を経由して湿し水タンク１に戻される。

ところで、このアルコールダンプニングシステムでは、
版面への水付けローラ自体は、モルトンローラの様な強
力な保水性を持たないので、版面に充分な湿し水を供給
するためには、アルコール等の界面活性剤を湿し水に加
え、表面張力を小さくし、インク中に水が分散しやすい
ようにする必要があるとされている。

ここで、現在、界面活性剤として、最もよく使用されて
いるのが、アルコール類のうちでも特に、イソプロピー
ルアルコールであり、このときの湿し水中でのアルコー
ル濃度は、通常５％〜20％程度であるが、このアルコー
ル濃度の変化は、インキング装置に供給される水の量つ
まり版面に供給される水の量、さらには、印刷物の品質
に非常に大きな影響を及ぼす。

従つて、このようなアルコールダンプニングシステムで
は、湿し水中のアルコール濃度を所定値に保つことが不
可欠の要素となつており、このためにはアルコール濃度
の測定が必要である。

ところが、このようなアルコール濃度の測定方法として
は、従来から、アルコールの比重が水より小さいことを
利用し、比重ビンを用いて、湿し水の比重を測定し、ア
ルコール濃度を求める方法が主として用いられていた。

しかして、上記したアルコールダンプニングシステムな
どでは、湿し水は通常、ポンプにて印刷機上の水舟と、
湿し水のタンク間を循環させられているため、湿し水中
には微細な気泡が多くまざつており、これが比重ビンに
付着するなどして、正しい濃度測定が困難であつた。ま
た、湿し水中のインクや汚れ等の比重ビンへの付着も測
定誤差の原因となり、ひんぱんに清掃してやる必要があ
り、取扱いが煩雑であつた。

また、上記した湿し水以外の一般の混合溶液において
も、溶液に直接センサーを差し込み濃度を測定する方法
では、センサーの汚れ等により検出値が不正確で、また
溶液の種類を変更する際は、そのつどセンサーの洗浄が
必要である等、取扱いも不便で改善が強く望まれてい
た。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した背景のもとでなされたもので、その
目的とするところは、混合溶液中の各成分の濃度を溶液
に混入する汚れ等に左右されず、常に高精度で連続的に
測定でき、しかも取扱いが容易な混合溶液の濃度測定装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、混合溶液の液面に
接して区画された所定の空間内での各成分のガス濃度を
検出し、このガス濃度に基づいて混合溶液の各成分濃度
を測定する装置において、上記した所定の空間内を連続
的に流通する外気の流れを作り、この外気の流れの中で
上記したガス濃度の検出を行なうようにしたものであ
り、このため、混合溶液が供給される所定の容器からな
る測定部と、この測定部内に設置され、該容器内での混
合溶液の液面を一定の高さに保つ戻りパイプと、上記混
合溶液の液面を上部から覆うようにして設置され、上記
所定空間を区画している樋状の部材と、この樋状の部材
により区画された上記空間内に外気を流通させる気体流
通手段と、上記空間内からの外気の排出側の通路内に設
置したガス検知手段とを設け、このガス検知手段の検出
結果に基づいて連続的に上記混合溶液の成分濃度の検出
を行なうようにした点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による混合溶液の濃度制御装置につき、図
示の実施例により詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例をオフセツト印刷機のアルコ
ールダンプニングシステムに適用したもので、８は本装
置の検出部であり、ポンプ２から水舟３に向つて送り出
された湿し水の一部を、バイパスパイプ９を通じて採取
し、測定後、パイプ10を通じて湿し水タンク１へ戻すよ
うになつている。

なお、本実施例で説明に使用する混合溶液は、前述した
湿し水（アルコールと水の混合溶液）であるが、その他
混合溶液にも適用できることは言うまでもない。

11は制御部で、検出部８からのアルコールガス濃度検出
信号に基づき、湿し水中のアルコール濃度を算出すると
ともに、あらかじめデジスイツチ等で設定した濃度にな
るように制御信号を出力する働きをする。すなわち、ア
ルコール濃度が設定値より低くなつた場合には電磁弁12
をひらき、湿し水タンク１内に所定量のアルコールを供
給する働きをするのである。

13は表示部であり、測定されたアルコール濃度をデジタ
ル表示し、印刷機オペレータの適宜をはかつている。

第１図は測定部８の拡大断面図で、バイパスパイプ９を
介して採取された湿し水は、測定部８内に入ると遮蔽板
14の下をくぐる。この遮蔽板14は測定部８の中で水面に
波がおこるのを防止する働きをする。

もどりのパイプ10は、その上端が測定部８の中で上方に
つき出た形となつており、測定部８内の水面の高さを常
に一定に保ちつつ、余分になつた湿し水を湿し水タンク
１に戻す働きをする。

16は測定部８のフタで、これには温度センサー17、ガス
センサー18、それに樋状の部分19などが取り付けられて
いる。

樋状の部分19は、第３図（ａ），（ｂ）に示すように湿
し水21の液面を区画して所定の密閉空間20を形成するた
めのもので、センサー18は、この測定部８の中に抽入さ
れた湿し水21から気化し、密閉空間20内に充満したアル
コールガスの濃度を検知する働きをする。

この密閉空間20内には、定量エアポンプ22を常時作働さ
せることにより、パイプ23を通して外部から吸込んだア
ルコールガスを含まない新鮮な空気が流通されるように
なっているが、このとき、樋状の部分19は、その中を通
過する空気が湿し水21の水面に充分に接近し、その表面
に沿って接触した状態で流通させるガイドとして働くよ
うになり、この結果、この樋状の部分19を通過する空気
は、短時間の間に充分に湿し水21から気化してくるアル
コールガスを含んだ状態にされる。

そして、このようにして樋状の部分19を通過する間に、
湿し水の表面より気化してきたアルコールガスを含んだ
空気中のアルコールガス濃度が測定室24内のセンサー18
によつて測定されるようになつている。

なお、このときのポンプ22による空気の流量は、測定室
24内の空気からアルコール濃度が検出されるのに必要な
充分な時間、この測定室24内に同一空気がとどまる程度
に少なく設定する必要がある。

また、樋状部分19の大きさは、エアポンプ22の吸引量に
あわせて、その中を通過中の空気にアルコールガスが充
分に充満する程度に長く、しかして湿し水中のアルコー
ル濃度変化をすばやくセンサー18で検知するためにはで
きるだけ短くする必要があり、従つてこれらを勘案して
所定の寸法を定める必要がある。

センサー18は第４図に示すような周知の接触燃焼式のガ
スセンサーで、第５図に示すように測定素子18aとダミ
ー18bからなり、ブリツジ回路により検出信号を得るよ
うになつている。なお、本発明で使用するセンサーとし
ては、このような接触燃焼式のものに限らず所定のガス
に対して必要とする検出特性を示すものならどのような
センサーでもよく、例えば半導体式センサー、赤外線吸
収式センサー，熱伝導式センサー、あるいは光波干渉計
センサーなどどのようなセンサーを用いてもよい。樋状
の部分19は着脱容易に作られ、汚れなどによる影響のお
それを生じた時には、容易に清掃や交換ができるように
なつている。

第６図は装置全体の動作の概略フローを示したものであ
る。以下、各ステツプ毎に説明する。

ステツプ１（Ｓ−１）ガス濃度の測定 エアポンプ22により新鮮な空気を外部から吸い込み、こ
の空気が樋状の部分19を通過する間に含む、湿し水面よ
り気化してきたアルコールガス濃度をセンサーで測定す
る。

ステツプ２（Ｓ−２）液温の測定 湿し水タンク１内に取付けられた温度センサー17により
液温を測定する。

ステツプ３（Ｓ−３）湿し水中のアルコール濃度の演算 このステツプでは、ステツプ1,2にて取り込んだ、ガス
センサー出力値と液温値により湿し水中のアルコール濃
度を、以下の様にして算出する。

液温Ｔとガスセンサー出力値Ｇは、第７図に示すような
関係にあるため、基本的にはこの関係を必要な温度範囲
と、ガスセンサー出力範囲にわたつてテーブルとして記
憶しておき、測定の際には、ガスセンサー出力値Ｇと、
温度Ｔによりこのテーブルを参照して濃度を求めるよう
にすればよい。ただし、このような方法をとると、大量
の記憶容量を必要とするため、本実施例では次の様な方
法をとつている。

第７図に示すように、温度Ｔとガスセンサー出力値Ｇの
関係をある一定濃度ごとに、たとえば10％では Ｇ＝f_10(T) T:温度 G:ガスセンサー値 10:10％を示す添字 というように近似式として記憶する。

実際には、０％,5％,10％,15％の各濃度について、それ
ぞれ上記のような近似式の形で記憶させておく。

測定の際には、たとえばガスセンサー出力値Ｇがａで温
度測定値Ｔがｂであつたとすれば、これから求められる
点Ｃが、この第７図の場合、10％と５％の各近似式の3/
5の位置にあることから、このときの濃度は８％である
と比例的に算出できる。なお、この例では５％おきの記
憶であるが、さらに、たとえば１％おきにするなどすれ
ば、さらに精度をあげることが可能である。

ステツプ４（Ｓ−４） こうして得たアルコール濃度測定値は％表示で表示部13
に設けてあるデジタル表示器37に表示するようにして、
オペレータの便をはかつている。また同時に温度もデジ
タル表示している。

ステツプ５（Ｓ−５） 設定濃度との比較 このステツプでは、ステツプ３で既に計算された湿し水
中のアルコール濃度を表示部13のデジタルスイツチ36に
よつて予め設定されている濃度と比較し、測定値が設定
値より低い場合は電磁弁12を開き、アルコールを添加し
（ステツプ５）設定値より高い場合、及び設定値を中心
にあらかじめ定められた許容幅以内に納まつている場合
は、とくになにもしない。

なお、本実施例においては、湿し水タンク１の容量が限
られているため、アルコール濃度が高すぎる場合にアル
コール未添加の湿し水を加えて、濃度を下げるような制
御を行うと、湿し水がタンク１から溢れでる虞れがある
ため、このような制御は行つていない。しかして、この
ような虞れがない場合は、湿し水アルコール濃度が高す
ぎる場合にアルコール未添加の湿し水を加える様に構成
してもよい。なお、循環している湿し水は、かなり量が
あるため、アルコールを添加しても、アルコールが均一
にまざるには数分以上かかる。そのため、この実施例で
はアルコールの添加量は、測定値と設定値の差に見合つ
た量とし、一旦アルコールを添加した後は、数分間は、
湿し水のアルコール濃度が低すぎることを検知しても、
アルコール添加を行なわないなどして、アルコールの入
れすぎを防ぐようになつている。

ステツプ６（Ｓ−６） アルコールの添加 このステツプは電磁弁12を開くことにより、アルコール
を添加する処理である。添加の方法としては、必要な量
を一度に入れてもよいが、均一にまぜる目的で、数回に
分けて入れるようにしてもよい。ステツプ６が終わつた
後は、ステツプ１にもどり処理を繰り返す。

第８図は装置全体のブロツク図で、第６のフローチヤー
トを参照しながら各部の動作を解説する。

すべての動作計算は、CPU28がコントロールしており、
センサー感度等のデータ及びプログラムを記憶している
ROM26及びプログラムを実行するためのRAM27がデータバ
ス29に接続されている。尚、RAM27はバツテリーにより
バツクアツプされている。

まず、ステツプ1,2では、CPU28は高温センサー17の信号
及びガスセンサー18の信号を各々図示しないアンプを経
て、A/D変換器30でA/D変換して取り込む。

ステツプ３では、CUP28はステツプ1,2において取り込ま
れた温度，ガス濃度信号より、アルコール濃度をROM26,
RAM27に記憶されているデータに従つて演算する。ステ
ツプ４では、ステツプ３で算出したアルコール濃度及び
温度をI/F31を介してデジタル表示器37に与え、アルコ
ール濃度及び温度を表示する。

ステツプ５においては、デジスイツチ36により設定され
ている目標値をI/F33を介して読み、ステツプ３におけ
る算出アルコール温度と比較し、高低及びデジタルスイ
ツチ24によつて設定されている許容範囲内にあるか否か
を判定する。

ステツプ６においては、アルコール濃度が設定値より低
い場合に、I/F32を介して電磁弁12を必要回数、または
必要時間開閉させ、必要量のアルコールを添加する。

ところで以上の実施例では制御系としてマイクロコンピ
ユータを中心とした構成を用いたが、本発明ではアナロ
グ回路或いはハードワイヤードロジツク回路で同様の機
能を果すようにしてもよい。

特に湿し水タンク１の中の湿し水が精度よく所定の一定
温度に保たれるように構成しておけば、温度を遂一測定
し、補正する必要はなく、センサー出力から直接湿し水
中のアルコール濃度を測定できるため、温度計は不要と
なり、構成を簡略化できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、混合溶液中の各
成分の濃度を周知のガスセンサーにより精度よく検出で
きるため、溶液中に混入する汚れ等に左右されず、取扱
いが容易で連続的に濃度測定が可能な混合溶液の濃度測
定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による混合溶液の濃度測定装置の一実施
例における検出部の拡大断面図、第２図は本発明の一実
施例を示す全体構成図、第３図（ａ）は密閉空間の説明
図で、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ′による断面図、第４図
はガスセンサーの一例を示す外観図、第５図はガスセン
サーの測定用回路図、第６図は動作説明用のフローチヤ
ート、第７図は濃度検出動作説明用の特性図、第８図は
本発明の一実施例における制御部を中心として示したブ
ロツク図、第９図はオフセツト印刷におけるアルコール
ダンプニングシステムの一例を示す説明図である。 １……湿し水タンク、２……ポンプ、３……水舟、４…
…ローラ群、５……版胴、６……版、８……検出部、９
……バイパスパイプ、10……戻りのパイプ、11……制御
部、12……電磁弁、13……表示部、14……遮蔽板、16…
…フタ、17……温度センサー、18……ガスセンサー、19
……樋状の部分、20……密閉空間、21……湿し水、22…
…エアポンプ、23……パイプ、24……測定室、25……セ
ンサーキヤツプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】濃度を検出すべき混合溶液の液面を含む所
   定空間を区画し、この所定空間内に液面から蒸発してく
   る成分ガス濃度の検出結果に基づいて上記混合溶液中の
   成分濃度を検出する方式の濃度測定装置において、 上記混合溶液が供給される所定の容器からなる測定部
   と、 この測定部内に設置され、該測定部内での混合溶液の液
   面を一定の高さに保つ戻りパイプと、 上記混合溶液の液面を上部から覆うようにして設置さ
   れ、上記所定空間を区画している樋状の部材と、 この樋状の部材により区画された上記空間内に外気を流
   通させる気体流通手段と、 上記空間内からの外気の排出側の通路内に設置したガス
   検知手段とを設け、 このガス検知手段の検出結果に基づいて連続的に上記混
   合溶液の成分濃度の検出を行なうように構成したことを
   特徴とする混合溶液の濃度測定装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 上記成分濃度の検出結果に基づいて上記混合溶液の濃度
   制御を行なうように構成したことを特徴とする混合溶液
   の濃度測定装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項におい
   て、上記混合溶液がオフセット印刷における湿し水であ
   ることを特徴とする混合溶液の濃度測定装置。