JPH10185650A

JPH10185650A - 気体吸収体の気体吸収量測定方法およびその装置

Info

Publication number: JPH10185650A
Application number: JP8342145A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirose; 修廣瀬; Takeshi Yamada; 武山田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストの構成により、時間の経過に伴う気
体吸収体の気体吸収機能の推移を測定することができる
ようにする。【解決手段】メスシリンダ１を、水３を収容した水槽
４内に開口部を下にして倒立状に配し、メスシリンダ１
内における水３上の試料収容空間５内に空気を収容する
とともに、酸素吸収体２を試料収容空間５内に配し、こ
の酸素吸収体２の酸素吸収動作に伴うメスシリンダ１内
の水面の変位を測定することにより、酸素吸収体２の酸
素吸収量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば酸素吸収体
による酸素吸収量の測定に適用される気体吸収体の気体
吸収量測定方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばある密閉された容器内にお
いて特定の気体を吸収することを目的として、気体吸収
体が使用されている。このような気体吸収体としては、
例えば食品を密封した袋内の酸素を吸収する酸素吸収体
が知られている。この酸素吸収体は、食品の酸素による
変質等を抑制するものである。このような気体吸収体は
一定時間以上に渡って気体吸収機能を維持する必要があ
る。また、一定量以上の気体の吸収能力を有する必要が
ある。このために、製造された気体吸収体については酸
素吸収機能の測定が適宜行われている。

【０００３】上記のような気体吸収体の気体吸収機能を
測定する方法としては、従来、測定対象の気体を収容し
た密閉容器内に気体吸収体を配し、密閉容器内の気体濃
度を酸素濃度計等の気体濃度計により測定し、この測定
結果により気体吸収機能を求める方法が採用されてい
る。また、他の方法としては、同様に測定対象の気体を
収容した密閉容器内に気体吸収体を配する一方、気体を
吸収することによる前記気体収容体の重量変化に基づい
て、気体吸収機能を求める方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
気体濃度計を使用する方法では、吸収する気体が異なる
気体吸収体毎に異なる気体濃度計を用意しなければなら
ず、汎用性に欠けるものとなっている。この結果、コス
トアップを招来することになる。さらにこの方法では、
測定の度にサンプリングした気体が系外にでてロスする
ため、測定回数が多くとれず、結果として気体吸収機能
の詳細な経時変化を示すデータを得ることができないと
いった問題点を有する。

【０００５】また、気体吸収体の重量変化を利用する方
法では、この重量変化が微小であるため、気体吸収体の
正確な気体吸収機能の測定が困難である。さらに、時間
の経過に伴う気体吸収体の気体吸収機能の推移を測定す
ることが困難であるという問題点を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
気体吸収体の気体吸収量測定方法は、一端部に開口部を
有する容器、例えばメスシリンダを、液体、例えば水を
収容した液槽内に前記開口部を下にして倒立状に配し、
前記容器内における前記液体上の空間に気体、例えば空
気を収容するとともに、前記気体についての吸収機能を
有する気体吸収体、例えば酸素吸収体を前記空間内に配
し、この気体吸収体の気体吸収動作に伴う前記容器内の
液面の変位を測定することにより、前記気体吸収体の気
体吸収量を求めることを特徴としている。

【０００７】請求項１に記載の構成によれば、気体吸収
体における気体吸収量を容器内における液位の変化によ
って知ることができるので、前記気体吸収量の測定を容
易に行うことができる。また、この方法を実施するため
の装置は、異なる種類の気体を吸収する各種の気体吸収
体に対してもそのまま適用可能であり、高い汎用性を有
するものとなる。さらに、時間の経過に伴う気体吸収機
能の推移を容易に測定することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、下端部が開放された筒状部を下部に
有するとともに、この筒状部内の空間とつながった試料
収容空間を上部に有する複数個の測定用容器と、これら
測定用容器の下方位置に設けられ、液体を収容し、この
液体中に前記測定用容器における筒状部の下端部を浸す
ための液槽と、前記試料収容空間に配された気体吸収体
が前記筒状部内の液面上方の空間の気体を吸収する動作
に伴って変位する前記液面の位置を検出する液位検出手
段と、この液位検出手段から逐次得られる液位情報を時
間情報と共に記憶する記憶手段と、前記液位情報と時間
情報とに基づいて、前記気体吸収体における気体吸収量
の推移を求める演算手段とを備えていることを特徴とし
ている。

【０００９】請求項２に記載の発明の構成によれば、複
数の気体吸収体の気体吸収量を測定する際には、測定用
容器の筒状部の下端部を液槽内の液体に浸し、試料収容
空間および筒状部の液体上の空間に所定の気体を充填す
るとともに、試料収容空間に気体吸収体を配する。この
ような状態を複数の測定用容器において設定する。この
ような設定により、各気体吸収体の気体吸収動作が開始
される。

【００１０】気体吸収体が気体を吸収すると、それに伴
って液面、即ち液位が上昇していく。この液位の変位は
液位検出手段により逐次検出される。これによって得ら
れる液位情報は、各液位情報が検出されたときの時間を
示す時間情報と共に記憶手段に記憶される。演算手段
は、前記液位情報と時間情報とに基づいて前記気体吸収
体における気体吸収量の推移を求める。

【００１１】本気体吸収量測定装置では、上記の動作に
より気体吸収体の気体吸収量の推移を示すデータを自動
的に得ることができる。したがって、例えば測定時刻が
深夜にまでに達するような長時間の測定作業が必要な場
合であっても、オペレータに大きな負担を強いることな
く、測定データを容易に得ることができる。また、気体
吸収量の詳細な経時変化を示すデータを得ることができ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項２に記載の発明の装置におい
て、前記液位検出手段を複数個の前記測定用容器にて共
用するために、前記液位検出手段を各測定用容器の筒状
部との対応位置へ順次移動させる移動手段を備えている
ことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の構成によれば、液位検出
手段を複数個の測定用容器にて共用しているので、低コ
ストの構成とすることができる。

【００１４】請求項４に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項２に記載の発明の装置におい
て、前記測定用容器における筒状部は透明であり、前記
液位検出手段は、前記筒状部の画像を撮像する撮像手段
と、この撮像手段にて撮像された画像について下方側か
ら上方側へ明度の変化を走査していき、この変化量が所
定値以上となった最初の位置を液位と判定する判定手段
とを備えていることを特徴としている。

【００１５】請求項４に記載の構成によれば、判定手段
は、筒状部における液体が存在する部分である暗部と筒
状部における液体が存在しない部分である明部との境界
の位置を液位の位置と判定している。このとき、判定手
段は、撮像手段にて撮像された画像について下方側から
上方側へ明度の変化を走査していき、この変化量が所定
値以上となった最初の位置を液位と判定している。この
ような方法にて液位を判定していることにより、撮像手
段と液位との上下方向の位置関係、およびメニスカス等
に影響されることなく、正確な液位の判定が可能であ
る。

【００１６】請求項５に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項４に記載の発明の装置におい
て、前記の撮像手段が、前記走査を３本以上の仮想ライ
ンに沿って行い、各ラインでの液位の判定値同士を比較
し、類似している判定値のみに基づいて液位を決定する
ものであることを特徴としている。

【００１７】請求項５に記載の構成によれば、液面に異
物や気泡が存在すること、あるいは測定用容器における
筒状部の内壁面に水滴が付着していること等により何れ
かのラインでの液位の判定値が異常値となった場合であ
っても、それによる影響が抑制され、正確な液位の判定
が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図２６に基づいて以下に説明する。本実施の形態にお
いては、本発明が酸素を吸収する酸素吸収体の酸素吸収
量測定方法に適用された構成となっている。先ず、この
酸素吸収量測定方法の原理を図１および図２により説明
する。

【００１９】酸素吸収量の測定においては、図１に示す
ように、一端が開放された細長い容器、例えばメスシリ
ンダ１の中に酸素吸収体（気体吸収体）２を配し、メス
シリンダ１を倒立状態で、水（液体）３を張った水槽
（液槽）４内に載置する。この状態においては、メスシ
リンダ１内の上部には空気（気体）が満たされた試料収
容空間５が形成される。この試料収容空間５内に上記酸
素吸収体２が収容され、この酸素吸収体２は、例えばワ
イヤによって水３と接しないように保持される。

【００２０】上記の状態において、酸素吸収体２により
試料収容空間５内の酸素が吸収されると、吸収された酸
素の容積分だけメスシリンダ１の水位が上昇する。した
がって、測定開始時点から一定時間毎にメスシリンダ１
内の水位を測定し、測定結果をグラフに記録していけ
ば、図２に示すように、酸素吸収体２の時間の経過に伴
う酸素吸収機能の推移を知ることができる。同図の測定
では、２４時間の測定を行っている。

【００２１】上記の方法は、吸収する気体が異なる気体
吸収体の測定においても、水３に代えてその気体が溶け
ない液体を適宜使用しさえすれば、同様に行うことがで
きる。したがって、上記方法は、汎用性が高く、低コス
トにて多種の気体吸収体に対応可能な方法である。ま
た、上記方法では、気体吸収体による気体吸収量が水位
の変化として現れるので、これを読み取ることにより気
体吸収体における気体吸収機能の推移を容易に測定する
ことができる。

【００２２】次に、上記の方法を利用した気体吸収量測
定装置について説明する。本気体吸収量測定装置は、図
３および図４に示す測定機構部１１を備えている。測定
機構部１１は、測定セル（測定用容器）１２、撮像部１
３、バックライト部１４、水槽（液槽）１５、およびこ
れら各部を保持する筐体部１６を備えている。

【００２３】測定セル１２は、その複数個が、測定機構
部１１の一端側位置において、測定機構部１１の長手方
向に配設されている。

【００２４】各測定セル１２は、筐体部１６の上面側に
試料ボックス２１を有し、下面側にシリンダ２２を有し
ている。試料ボックス２１は、図５（ａ）（ｂ）にも示
すように、筐体部１６上に固定された固定部２３と、こ
の固定部２３に対して開閉自在の蓋部２４とを有してい
る。蓋部２４を閉じた状態において、試料ボックス２１
内には、試料すなわち酸素吸収体２を配置するための試
料室（試料収容空間）２５が形成される。

【００２５】蓋部２４を開閉可能とするため、蓋部２４
はヒンジ２６により固定部２３に連結されている。この
ヒンジ２６の配設部と反対側位置には、蓋部２４を固定
部２３上にロック状態とするためのアジャストファスナ
２７が設けられている。また、試料室２５のシール性を
確保するため、固定部２３の上面には、２重にＯリング
２８・２８が設けられている。

【００２６】蓋部２４の上壁部には気体注入口２５ａが
形成され、この気体注入口２５ａには、気体注入口２５
ａを塞ぐためのゴム栓２９が設けられている。ゴム栓２
９の周りにおける試料ボックス２１の天壁上には、ゴム
栓ホルダ３０が固定されており、このゴム栓ホルダ３０
内には、ゴム栓２９を固定するためのゴム栓キャップ３
１が嵌合されている。ゴム栓２９上におけるゴム栓キャ
ップ３１内の部分は空間となっている。また、ゴム栓ホ
ルダ３０の外側には、このゴム栓ホルダ３０およびゴム
栓キャップ３１の外面を覆うように、シールキャップ３
２が嵌合されている。さらにこのシールキャップ３２と
蓋部２４の上面との間は、Ｏリング３３によってシール
されている。

【００２７】シリンダ２２は、透明な素材、例えばガラ
スによって形成され、試料ボックス２１における固定部
２３の下面に垂下状に設けられている。シリンダ２２の
上端部にはフランジ形状の接続部３４が設けられ、この
接続部３４が図示しないＯリングを介して固定部２３の
下面に固定されている。固定部２３の下壁部および接続
部３４には貫通孔３５が形成され、この貫通孔３５によ
ってシリンダ２２内の空間と試料室２５とが連通してい
る。

【００２８】水槽１５は、筐体部１６内における測定セ
ル１２の下方位置に設けられ、酸素吸収体２が吸収する
気体に適する液体として水３を収容している。この水３
は、水位の判定を容易にするため、着色されている。

【００２９】水槽１５は、図４（ｂ）に示すハンドル１
７を回転操作することにより、所定の上昇位置と降下位
置とに昇降可能となっている。水槽１５が上昇位置に配
されたとき、シリンダ２２の下端部は水槽１５内の水３
に浸される。一方、水槽１５が降下位置に配されたと
き、水槽１５の上端部はシリンダ２２の下端部より下方
に位置する。これにより、水槽１５あるいは測定セル１
２を横方向へスライドさせて、測定機構部１１から取り
出し可能となる。

【００３０】撮像部１３は、筐体部１６内におけるシリ
ンダ２２との対向位置に設けられ、ＣＣＤカメラ（撮像
手段）４１とこのＣＣＤカメラ４１を測定機構部１１の
並設方向へ移動させるためのカメラ移動部（移動手段）
４２とを備えている。ＣＣＤカメラ４１は一定の視野角
を有しており、この視野角内に存在する画像を撮像して
電気信号に変換し、画像データを生成するものである。

【００３１】カメラ移動部４２は、上面側にＣＣＤカメ
ラ４１が設けられた移動ベース４３を有し、この移動ベ
ース４３の下方に、筐体部１６に固定された固定ベース
４４を有している。移動ベース４３と固定ベース４４と
の間には、移動ベース４３を支持するとともに、固定ベ
ース４４に対して移動ベース４３を円滑に移動させるた
めのスライド機構４５が設けられている。また、移動ベ
ース４３には、移動ベース４３の駆動源となるステップ
モータ４６が設けられている。このステップモータ４６
の駆動軸にはピニオン４７が設けられ、このピニオン４
７は固定ベース４４に設けられたラック４８と噛み合っ
ている。また、固定ベース４４に設けられた案内部材４
９の案内溝４９ａには、移動ベース４３に設けられた案
内レール５０が挿入されている。この構造によりて移動
ベース４３すなわちＣＣＤカメラ４１の移動方向が適正
となるように案内されている。さらに、ＣＣＤカメラ４
１に接続されているケーブル５１は、筐体部１６に取り
付けられたケーブル保持部材５２上に保持されている。

【００３２】バックライト部１４は、ＣＣＤカメラ４１
によるシリンダ２２の画像についての撮像動作を補助す
るために、シリンダ２２を介して撮像部１３と対向する
位置に設けられている。バックライト部１４は、棒状を
なす上下２本の例えば蛍光灯からなるバックライト１４
ａ・１４ｂを備えている。これらバックライト１４ａ・
１４ｂは、図４（ｂ）に示すように、測定セル１２…の
配設範囲に渡る長さを有している。

【００３３】また、本気体吸収量測定装置は、図６に示
す測定データ処理部６１を備えている。この測定データ
処理部６１は、パーソナルコンピュータ（以下、パソコ
ンと称する）６２、表示装置６３およびプリンタ６４を
備えている。パソコン６２は、ＣＰＵ(Central Process
ing Unit) ６５、記憶手段としてのＲＯＭ(Read OnlyMe
mory)６６、ＲＡＭ(Random Access Memory)６７、記憶
手段としてのハードディスク装置（以下、ＨＤＤと称す
る）６８およびキーボード６９を備えている。

【００３４】ＣＰＵ６５は、演算手段を構成し、またＣ
ＣＤカメラ４１と共に液位検出手段を構成する。各測定
セル１２におけるシリンダ２２の画像が撮像部１３にお
けるＣＣＤカメラ４１によって順次撮像されていくよう
に、ステップモータ４６を制御する。また、ＣＰＵ６５
は、ＣＣＤカメラ４１によって撮像されたシリンダ２２
の画像を表示装置６３に表示させるとともに、前記画像
に基づいて、酸素吸収体２の酸素吸収動作に応じて変化
する、シリンダ２２中における水位を判定する。そし
て、時間の経過に伴う上記水位の変化をデータとしてＨ
ＤＤ６８に記憶させる。さらに、このデータに基づいて
酸素吸収体２の酸素吸収量を求めるとともに、オペレー
タの要求に応じて上記水位の変化、即ち酸素吸収量の変
化を示すデータを例えばグラフとして、表示装置６３に
より表示させ、あるいはプリンタ６４によりプリントア
ウトさせる。

【００３５】ＲＡＭ６７は制御プログラムを記憶する領
域とＣＰＵ６５が各種制御動作を行う際の記憶領域とか
らなる。ＨＤＤ６８は、ＲＡＭ６７に対する外部記憶装
置であり、各種データの記憶領域として機能する。キー
ボード６９は、オペレータが各種の指令を入力するため
のものである。

【００３６】ＣＰＵ６５による上記の水位判定動作は、
以下の順序で行われる。尚、図７には下記の動作（２）
〜（５）をこの番号を付して示している。（１）ＣＣＤカメラ４１から得られたアナログの画像信
号（ＮＴＳＣ方式電圧信号，１Ｖ_P-P）を濃淡画像デー
タ（８ｂｉｔ，２５６階調）に変換する。（２）上記濃淡画像データにおいて、スタート水位より
も低い位置で画像を水平方向に走査してシリンダ２２の
位置を検出する。（３）シリンダ２２の画像における水平方向の位置に所
定個数の点を設定し、これらの点を通る垂直方向の仮想
の検索ラインＬを設定する。

【００３７】（４）上記の各検索ラインＬに沿ってシリ
ンダ２２の画像を走査し、所定個数分の水位の値を検出
する。（５）上記所定個数分の水位の値から異常な値を除去
し、残った数値の平均値から最終的な水位を得る。上記（１）の動作は、ＣＣＤカメラ４１から画像データ
を８ｂｉｔ，２５６階調の画像データに変換（Ａ／Ｄ変
換；アナログ−デジタル変換）するものである。尚、画
像の明暗が不十分な場合には、さらに画像データの一次
微分、二次微分あるいはテンプレートマッチング等の強
調処理が適宜行われる。尚、上記のように水３が着色さ
れて画像の明暗が明確な場合、この処理は不要である。

【００３８】上記（２）の動作において、スタート水位
とは酸素吸収体２の酸素吸収量測定開始時の水位であ
り、この水位は試料ボックス２１の試料室２５への空気
注入量によって設定される。

【００３９】上記（３）の動作においては、シリンダ２
２の中央部、例えばシリンダ２２の全幅の１／３の領域
を等間隔に（ｎ−１）個に分割し、ｎ本の検索ラインＬ
を設定する。ここでは、ｎをｎ＝５としている。

【００４０】上記（４）の動作においては、濃淡画像に
処理されたシリンダ２２の画像をその下方の一定位置か
ら上方位置へ各検索ラインＬに沿って走査し、明度を調
べていく。そして、明度の変化量が設定値を最初に越え
たときの変化の始端位置を水面、即ち水位と判定する。

【００４１】上記明度の変化は、図８に示すように、
（ａ）に示すシリンダ２２に対して、（ｂ）に示す状
態、あるいは（ｃ）示す状態になる。同中のＡは暗部領
域、Ｃは明部領域、そしてＢは暗部から明部への変化領
域、即ち明度変化領域をそれぞれ示す。また、（ａ）
は、水３の色や照明の強度により、バックライト部１４
の光に対しての水３による遮光が十分でない場合であ
り、（ｂ）は十分な場合である。また、上記遮光とは別
に、メニスカスの違いによっても、（ｂ）または（ｃ）
の状態となる。（ｂ）は、シリンダ２２の内壁面に対し
て濡れ易い液体を使用した場合、即ち（ａ）の場合のも
のであり、（ｃ）は、シリンダ２２の内壁面に対して濡
れ難い液体を使用した場合のものである。

【００４２】また、明度の変化が例えば図８の（ｂ）に
示す場合において、上記明度変化領域Ｂでは、図９ない
し図１１に示すように、水面とＣＣＤカメラ４１との上
下方向の位置関係によって明度の変化形態が異なる。
尚、図９ないし図１１において、（ａ）はＣＣＤカメラ
４１によるシリンダ２２の撮影画像を模式的に示したも
の、（ｂ）は（ａ）の場合の水面の位置、（ｃ）は水面
とＣＣＤカメラ４１との位置関係、そして（ｄ）は
（ａ）の画像を下方の一定位置から上方位置へ走査した
場合の明度の変化をそれぞれ示している。

【００４３】即ち、図９は、ＣＣＤカメラ４１が水３の
水面よりも高い位置（図１０の場合よりも高い位置）に
ある場合を示している。このＣＣＤカメラ４１の位置で
は、ＣＣＤカメラ４１によって水面が撮像されるため、
（ｄ）において明度変化領域Ｂ₁と明度変化領域Ｂ₂と
が生じる。

【００４４】図１０は、ＣＣＤカメラ４１が水面近傍か
つ水面よりも僅かに高い位置にある場合を示している。
この場合にも、図９の場合と同様、明度変化領域Ｂ₁・
Ｂ₂が生じる。ただし、これら明度変化領域Ｂ₁・Ｂ₂
での明度変化は、ＣＣＤカメラ４１が水面と接近してい
るため、前記明度変化領域Ｂ₁・Ｂ₂での明度変化とは
異なった形態となる。

【００４５】図１１は、ＣＣＤカメラ４１が水面と同じ
位置あるいは水面よりも低い位置にある場合を示してい
る。この場合には、１個のみの明度変化領域Ｂ（図９の
領域Ｂ₂、図１０の領域Ｂ₁、または図１０の領域Ｂ₂
に対応）が生じる。

【００４６】したがって、ＣＰＵ６５は、図９および図
１０の場合においては明度変化領域Ｂ₁によって、また
図１１の場合においては明度変化領域Ｂによって、水位
を検出する。

【００４７】上記（５）の動作は、水面における異物や
気泡の存在、あるいはシリンダ２２の内壁面への水滴の
付着等による水位の誤検出を防止するためのものであ
る。上記の異常値の除去は、ＣＰＵ６５において次のよ
うにして行われる。

【００４８】例えば、図７に示したように、５本の検索
ラインＬが設定され、こられ各検索ラインＬでの検索に
よってそれぞれ水位を示す数値として数値ａ〜ｅが得ら
れたものとする。この場合、５個の各数値について他の
４個の各数値と類似しているか否かを判定し、５個の数
値について他の数値との一致度を求める。数値同士の類
似の判定は、異物や水滴等の妨害が無い場合の水面のう
ねりの量が画像中での何画素に相当するかを予め測定し
ておき、比較する２個の数値の差が前記画素数以下であ
る場合に類似とする。図７の例では、数値ｄが異常値と
なっているので、判定結果は下記のようになる。尚、○
は水位を求める数値として採用可であることを示し、×
は採用不可、即ち異常値であることを示している。

【００４９】ａ：ａ≒ｂａ≒ｃａ≠ｄａ≒ｅ：一致度３→○ ｂ：ｂ≒ａｂ≒ｃｂ≠ｄｂ≒ｅ：一致度３→○ ｃ：ｃ≒ａｃ≒ｂｃ≠ｄｃ≒ｅ：一致度３→○ ｄ：ｄ≠ａｄ≠ｂｄ≠ｃｄ≠ｅ：一致度０→× ｅ：ｅ≒ａｅ≒ｂｅ≒ｃｅ≠ｄ：一致度３→○ したがって、上記の例では、数値ｄを除く数値ａ、ｂ、
ｃ、ｅを使用して水位を求める。

【００５０】上記のように５個の数値により水位を求め
る場合、各数値同士の類似に基づいて水位を求めること
ができるのは、図１２（ａ）に示すように５個の数値が
何れも類似する場合、同図（ｂ）に示すように４個の数
値が類似する場合、および同図（ｃ）（ｄ）に示すよう
に３個の数値が類似する場合である。同図（ｅ）（ｆ）
に示すように２個の数値のみが類似する場合は、同図
（ｆ）場合に判定不能となる。したがって、類似する数
値が２個以下の場合は、水位の判定が不可となる。

【００５１】上記の構成において、本気体吸収量測定装
置の動作を以下に説明する。酸素吸収体２の酸素吸収量
を測定する際には、水槽１５を上昇位置に配し、シリン
ダ２２の下端部が水槽１５の水３内に浸された状態とす
る。この状態において、酸素吸収体２を測定セル１２に
おける試料ボックス２１の試料室２５に配する。この場
合、試料ボックス２１の蓋部２４を開き、酸素吸収体２
を試料室２５に配した後、蓋部２４を閉じ、アジャスト
ファスナ２７によって蓋を固定する。これにより、試料
室２５と貫通孔３５内とシリンダ２２内の水３上とのつ
ながった空間は、密閉された状態となる。

【００５２】本実施の形態において、酸素吸収体２は、
円形のシート状に形成されており、試料室２５において
立てた状態で保持されている。また、本気体吸収量測定
装置は、２０個の試料ボックス２１…を備えているの
で、同時に２０個の酸素吸収体２についての測定が可能
である。

【００５３】次に、試料室２５から余剰吸気を吸出、ま
たは不足の場合は空気を注入してシリンダ２２内におけ
る水位を所定の測定開始水位にほぼ調整する。試料室２
５の空気量の調整は、図１３に示すように、注射器７２
により行う。即ち、試料ボックス２１の上面のシールキ
ャップ３２を外し、ゴム栓２９を貫通して試料室２５に
注射針７２ａを射し込むことにより、空気量を調整す
る。このとき、オペレータは、ＣＣＤカメラ４１によっ
て撮像され、表示装置６３によって表示されるシリンダ
２２の画像を観察しながら上記の処理を行う。したがっ
て、この処理は容易に行うことができる。

【００５４】また、ＣＣＤカメラ４１は視野角が一定で
あり、かつ上下方向位置が固定となっている。したがっ
て、上記測定開始水位は、ＣＣＤカメラ４１による撮像
可能範囲と酸素吸収体２の酸素吸収に伴う水位の上昇分
とを考慮して設定されている。

【００５５】その後、オペレータによりキーボード６９
の開始キーがＯＮされると、気体吸収量測定装置は各酸
素吸収体２についての酸素吸収量の測定を開始する。こ
の測定において、ＣＣＤカメラ４１は、カメラ移動部４
２に駆動されて各シリンダ２２との対向位置に順次移動
し、各シリンダ２２の画像を順次撮像していく。例え
ば、１個のシリンダ２２についての撮像周期は１０分に
設定され、最長４日間の測定が可能である。

【００５６】各シリンダ２２における各撮像周期毎の画
像データは順次ＨＤＤ６８に蓄積され、ＣＰＵ６５は上
記画像データに基づき前述のようにしてそれぞれの場合
の水位を判定していく。これにより、図１４に示すよう
に、各酸素吸収体２毎の、時間経過に伴う酸素吸収量の
推移を示すデータＤ₁が得られる。なお、データＤ
₂は、データＤ₁の推移のうち、指定値以上の変化量を
示す範囲で直線近似した近似データである。

【００５７】さらに、ＣＰＵ６５は、データＤ₁，Ｄ₂
に基づき、酸素吸収体２についての、（ａ）酸素吸収動作開始までの所要時間（ｂ）酸素濃度ゼロに到達するまでの所要時間（ｃ）酸素吸収速度を求め、その結果により酸素吸収体２の良不良を判定す
る。

【００５８】ここで、（ａ），（ｂ）の求め方として
は、例えば次のような方法がある。直線近似データＤ₂と、０ccライン、含有酸素量ライ
ンとの交点をそれぞれの時間とする方法指定時間内での吸収量の変化量が指定値を初めて越え
た時刻を吸収開始時刻とし、同様に、指定時間内での吸
収量の変化量が指定値を初めて下回った時刻を吸収終
了、すなわち酸素濃度がゼロに到達した時刻として、そ
れぞれの所要時間を求める方法図１４の結果では、上記（ａ），（ｂ）はそれぞれ以下
のようになった。

【００５９】方法：（ａ）３時間４６分、（ｂ）１６時間００分方法：（ａ）２時間３０分、（ｂ）１７時間５０分また、（ｃ）は、近似データＤ₂の傾きから求める。図
１４の結果では、３．２(cc/ｈ) となった。

【００６０】また、本気体吸収量測定装置による水位判
定動作を良否を確認するため、変化させた各水位につい
て本気体吸収量測定装置による読み取り結果とオペレー
タの目視による読み取り結果とを比較したところ、ほぼ
同一の読み取り結果が得られた。これにより、本気体吸
収量測定装置の高い信頼性を確認することができた。以
上のように、本気体吸収量測定装置においては、多数の
酸素吸収体２…についての気体吸収量の測定を自動的に
行うことができるので、例えば測定時刻が深夜にまでに
達するような長時間の測定作業が必要な場合であって
も、オペレータに負担を強いることなく、測定データを
容易に得ることができる。

【００６１】また、撮像部１３を複数個の測定セル１２
にて共用しているので、低コストの構成とすることがで
きる。また、シリンダ２２における水位の判定は、ＣＣ
Ｄカメラ４１による撮像画像を下方側から上方側へ明度
の変化を走査していき、この変化量が所定値以上となっ
た最初の位置を液位と判定しているので、ＣＣＤカメラ
４１と水位との上下方向の位置関係、およびメニスカス
等に影響されることなく、正確な水位の判定が可能であ
る。

【００６２】また、上記判定を複数の検索ラインにおい
て行っているので、液面に異物や気泡が存在すること、
あるいは測定用容器における筒状部の内壁面に水滴が付
着していること等により何れかの検索ラインでの液位の
判定値が異常値となって場合であっても、それによる影
響が抑制され、正確な液位の判定が可能となっている。
尚、本実施の形態においては、５本の検索ラインを設定
しているが、３本以上の検索ラインを設定すれば、上記
判定動作が可能である。

【００６３】また、上記の説明では、酸素吸収体２によ
る酸素吸収量を水位の変化により検出する方法におい
て、ＣＣＤカメラ４１にて水位を示すシリンダ２２の画
像を直接撮像することにより水位を検出する方法につい
て説明した。しかしながら、水位の検出方法としては、
その他、下記の方法を採用することができる。

【００６４】その方法の一つは、シリンダ２２を介して
発光器と受光器とを対向配置させ、受光器での受光量、
即ち水３による遮光量が水位の変化に伴って変化するこ
とを利用したものである。具体的には、図１５に示すよ
うに、シリンダ２２の一方側にレーザ発光源８１とコリ
メータレンズ８２とを配し、シリンダ２２を介して反対
側に集光レンズ８３と受光素子８４とを配した構成とな
る。この構成では、レーザ発光源８１から出射したレー
ザ光がコリメータレンズ８２によって平行光とされてシ
リンダ２２に照射される。そして、水３によって遮光さ
れていない、幅Ｗで示す光が集光レンズ８３によって受
光素子８４上に集光される。この場合、受光素子８４の
出力信号の強度は、受光量、即ち幅Ｗを決定する水位に
応じて変化する。したがって、受光素子８４の出力信号
の強度により、水位を検出することができる。

【００６５】水位の変化による遮光量の変化を利用した
上記構成の他の例としては、図１６に示すように、シリ
ンダ２２を介して線状光源８５と線状受光器８６とを対
向配置させたものがある。線状光源８５としては、蛍光
灯あるいはＬＥＤアレイ等を使用することができる。ま
た、線状受光器８６としては、ＣＣＤラインセンサある
いはフォトダイオードアレイ等を使用することができ
る。

【００６６】水位を検出する他の方法は、図１７に示す
ように、シリンダ２２に対して図示しない光束出射手段
から出射された光束８７を入射させ、この光束８７によ
ってシリンダ２２の壁面に生じる光スポット８８の位置
が水位によって変化することを利用したものがある。上
記光スポット８８の位置は、図１８に示すように、例え
ばＣＣＤカメラ４１等の撮像装置によって検出すること
ができる。あるいは、図１９に示すように、受光素子ア
レイ８９によって検出することができる。この受光素子
アレイ８９は、各々独立した受光素子８９ａ…が線状に
配されたものであり、光束８７が入射した位置の受光素
子８９ａから信号が出力される。

【００６７】水位を検出するさらに他の方法は、図２０
に示すように、シリンダ２２に対応する矩形筒９０の壁
面に水位を読み取るためのスケール９１を取り付け、こ
のスケール９１を例えばＣＣＤカメラ４１等の撮像装置
によって撮像することにより水位を検出するものがあ
る。尚、上記矩形筒９０としてはシリンダ２２も勿論使
用可能であるが、ＣＣＤカメラ４１によるスケール９１
の撮像をより良好に行い得るという点から、矩形筒９０
を使用している。

【００６８】以上に示した水位の検出方法において、そ
の方法を実施するための構成、即ち液位検出手段は、何
れも図３に示した構成と同様、移動手段によって各シリ
ンダ２２との対応位置に移動させることにより、各シリ
ンダ２２毎に設けることなく、共通に使用することがで
きる。また、以上に示した水位の検出方法は、何れも図
３に示した測定セル１２に適合するものであるが、この
測定セル１２の変更を前提とすれば、図２１ないし図２
６に示す各方法も採用可能である。

【００６９】図２１に示す方法は、例えば試料室２５内
にレーザ式あるいは超音波式の変位計１０１を設け、こ
の変位計１０１により水位の変化を読み取るものであ
る。変位計１０１としては市販品を使用することができ
る。

【００７０】図２２に示す方法は、シリンダ２２の外壁
面に対向する一対の電極１０２・１０２を設け、これら
電極１０２・１０２間における水位の変化による静電容
量の変化に基づいて水位を検出するものである。

【００７１】図２３に示す方法は、シリンダ２２内にフ
ロート式レベル計１０３を配し、水位の変化をフロート
１０３ａの位置の変化により検出するものである。

【００７２】図２４に示す方法は、電気抵抗式レベル計
１０４により水位を検出するものである。この電気抵抗
式レベル計１０４では、シリンダ２２内に配された抵抗
回路１０４ａにおいて、水３に浸っている電極部分が水
圧にて接触し、水位の上昇に応じて抵抗値が減少してい
くことにより、水位を検出することができる。

【００７３】図２５に示す方法は、光ファイバープロー
ブ１０５により水位を検出するものである。同図（ａ）
に示すように、光ファイバープローブ１０５では、先端
部が水３に浸っていなければ、光が先端部で反射されて
出射側に戻る。一方、先端部が水３に浸っていれば、光
が反射されることなく水３の中に透過される。この構成
では、単一の光ファイバープローブ１０５のみをシリン
ダ２２内に配した場合、所定位置への水位の到達を検出
することができる。また、複数の光ファイバープローブ
１０５をその先端部が上下方向に段階的に位置するよう
に配した場合、水位の変化を検出することができる。

【００７４】図２６に示す方法は、図２３に示したもの
に類似した方法であり、シリンダ２２内の水３に浮かべ
たフロート１０６に指針１０７を取り付けるとともに、
シリンダ２２の平面にスケール１０８を取り付け、水位
をスケール１０８上の指針１０７の位置によって読み取
るものである。

【００７５】また、本気体吸収量測定方法および気体吸
収量測定装置は、上記の例に示した酸素吸収体２ばかり
でなく、他の気体吸収体による気体吸収量の測定にも同
様に適用可能である。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明の
気体吸収体の気体吸収量測定方法は、一端部に開口部を
有する容器を、液体を収容した液槽内に前記開口部を下
にして倒立状に配し、前記容器内における前記液体上の
空間に気体を収容するとともに、前記気体についての吸
収機能を有する気体吸収体を前記空間内に配し、この気
体吸収体の気体吸収動作に伴う前記容器内の液面の変位
を測定することにより、前記気体吸収体の気体吸収量を
求める構成である。

【００７７】これにより、気体吸収体の気体吸収量の測
定を容易に行うことができる。また、この方法を実施す
るための装置は、異なる種類の気体を吸収する各種の気
体吸収体に対してもそのまま適用可能であり、高い汎用
性を有するものとなる。さらに、時間の経過に伴う気体
吸収機能の推移を容易に測定することができるといった
効果を奏する。

【００７８】請求項２に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、下端部が開放された筒状部を下部に
有するとともに、この筒状部内の空間とつながった試料
収容空間を上部に有する複数個の測定用容器と、これら
測定用容器の下方位置に設けられ、液体を収容し、この
液体中に前記測定用容器における筒状部の下端部を浸す
ための液槽と、前記試料収容空間に配された気体吸収体
が前記筒状部内の液面上方の空間の気体を吸収する動作
に伴って変位する前記液面の位置を検出する液位検出手
段と、この液位検出手段から逐次得られる液位情報を時
間情報と共に記憶する記憶手段と、前記液位情報と時間
情報とに基づいて、前記気体吸収体における気体吸収量
の推移を求める演算手段とを備えている構成である。

【００７９】これにより、気体吸収体の気体吸収量の推
移を示すデータを自動的に得ることができる。したがっ
て、例えば測定時刻が深夜にまでに達するような長時間
の測定作業が必要な場合であっても、オペレータに大き
な負担を強いることなく、測定データを容易に得ること
ができる。また、気体吸収量の詳細な経時変化を示すデ
ータを得ることができるという効果を奏する。

【００８０】請求項３に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項２に記載の発明の装置におい
て、前記液位検出手段を複数個の前記測定用容器にて共
用するために、前記液位検出手段を各測定用容器の筒状
部との対応位置へ順次移動させる移動手段を備えている
構成である。

【００８１】これにより、請求項２に記載の発明の効果
に加えて、液位検出手段を複数個の測定用容器にて共用
しているので、低コストの構成とすることができるとい
う効果を奏する。

【００８２】請求項４に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項２に記載の発明の装置におい
て、前記測定用容器における筒状部は透明であり、前記
液位検出手段は、前記筒状部の画像を撮像する撮像手段
と、この撮像手段にて撮像された画像について下方側か
ら上方側へ明度の変化を走査していき、この変化量が所
定値以上となった最初の位置を液位と判定する判定手段
とを備えている構成である。

【００８３】これにより、請求項２に記載の発明の効果
に加えて、撮像手段と液位との上下方向の位置関係およ
びメニスカス等に影響されることなく、正確な液位の判
定が可能であるという効果を奏する。

【００８４】請求項５に記載の発明の気体吸収体の気体
吸収量測定装置は、請求項４に記載の発明の装置におい
て、前記の撮像手段が、前記走査を３本以上の仮想ライ
ンに沿って行い、各ラインでの液位の判定値同士を比較
し、類似している判定値のみに基づいて液位を決定する
構成である。

【００８５】これにより、液面に異物や気泡が存在する
こと、あるいは測定用容器における筒状部の内壁面に水
滴が付着していること等により最終的な液位の判定値が
異常になる事態を抑制し、正確な液位の判定が可能であ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気体吸収体の気体吸収量測定方法の原
理を示す斜視図である。

【図２】図１に示した方法によって測定される酸素吸収
体の酸素吸収量の推移を示すグラフである。

【図３】本発明の実施の一形態の気体吸収量測定装置に
おける測定機構部を示す縦断面図である。

【図４】図４（ａ）は図３に示した測定機構部の概略の
平面図、図４（ｂ）は図３に示した測定機構部の概略の
側面図である。

【図５】図５（ａ）は、図３に示した測定セルの試料ボ
ックスの縦断面図、図５（ｂ）は試料ボックスの蓋部を
除去した状態を示す平面図である。

【図６】本発明の実施の一形態の気体吸収量測定装置に
おける測定データ処理部を示すブロック図である。

【図７】図６に示した測定データ処理部による水位判定
動作の説明図である。

【図８】図３に示したシリンダ内における水位の位置
と、シリンダの濃淡画像を走査して得られる明度の変化
との関係を示す説明図である。

【図９】図３に示したＣＣＤカメラが水面よりも高い位
置にある場合における、ＣＣＤカメラによるシリンダの
撮影画像、水面の位置、水面とＣＣＤカメラとの位置関
係、およびシリンダの画像を走査した場合の明度の変化
を示す説明図である。

【図１０】図３に示したＣＣＤカメラが水面近傍かつ水
面よりも僅かに高い位置にある場合における、ＣＣＤカ
メラによるシリンダの撮影画像、水面の位置、水面とＣ
ＣＤカメラとの位置関係、およびシリンダの画像を走査
した場合の明度の変化を示す説明図である。

【図１１】図３に示したＣＣＤカメラが水面と同じ位置
あるいは水面よりも低い位置にある場合における、ＣＣ
Ｄカメラによるシリンダの撮影画像、水面の位置、水面
とＣＣＤカメラとの位置関係、およびシリンダの画像を
走査した場合の明度の変化を示す説明図である。

【図１２】図１２（ａ）は、図６に示した測定データ処
理部における水位の判定動作において、検索動作によっ
て得られた水位を示す５個の数値のうちの何れもが類似
する場合の説明図、図１２（ｂ）は同４個の数値が類似
する場合の説明図、図１２（ｃ）は同３個が類似する場
合の説明図、図１２（ｄ）は同３個が類似する場合の他
の例の説明図、図１２（ｅ）は同２個が類似する場合の
説明図、図１２（ｆ）は同２個が類似する場合の他の例
の説明図である。

【図１３】図３に示したシリンダ中における水位調整の
ために、試料室に空気を注入する動作の説明図である。

【図１４】図３に示した酸素吸収体の酸素吸収量の測定
結果を示すデータであって、酸素吸収体の時間経過に伴
う酸素吸収量の推移を示すグラフである。

【図１５】図３に示した方法に代わる、水位の変化に伴
う遮光量の変化を利用して水位を検出する方法の説明図
である。

【図１６】図１５に示した方法による他の例を示す説明
図である。

【図１７】図３に示した方法に代わる、水位の変化に伴
う光束の光スポット位置の変化を利用して水位を検出す
る方法の説明図である。

【図１８】図１７に示した方法において、光スポット位
置を検出する方法の説明図である。

【図１９】図１７に示した方法において、光スポット位
置を検出する他の方法の説明図である。

【図２０】図３に示した方法に代わる、水位の変化をス
ケールで読み取る方法の説明図である。

【図２１】図３に示した方法に代わる、水位の変化をレ
ーザ式あるいは超音波式の変位計により検出する方法の
説明図である。

【図２２】図３に示した方法に代わる、水位の変化を静
電容量の変化により検出する方法の説明図である。

【図２３】図３に示した方法に代わる、水位の変化をフ
ロート式レベル計により検出する方法の説明図である。

【図２４】図３に示した方法に代わる、水位の変化を電
気抵抗式レベル計により検出する方法の説明図である。

【図２５】図２５（ａ）は、図３に示した方法に代わ
る、水位の変化を光ファイバープローブにより検出する
方法において、このプローブを水に浸す前の状態を示す
説明図、図２５（ｂ）は、上記プローブを水に浸した後
の状態を示す説明図である。

【図２６】図３に示した方法に代わる、水位の変化をフ
ロートとスケールとにより検出する方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１メスシリンダ（容器）２酸素吸収体（気体吸収体）３水（液体）４水槽（液槽）５試料収容空間１１測定機構部１２測定セル（測定用容器）１３撮像部１４バックライト部１５水槽（液槽）２１試料ボックス２２シリンダ（筒状部）２５試料室（試料収容空間）２９ゴム栓３５貫通孔４１ＣＣＤカメラ（撮像手段、液位検出手段）４２カメラ移動部（移動手段）６５ＣＰＵ（演算手段、液位検出手段）６７ＲＡＭ（記憶手段）６８ハードディスク装置（記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端部に開口部を有する容器を、液体を収
容した液槽内に前記開口部を下にして倒立状に配し、前
記容器内における前記液体上の空間に気体を収容すると
ともに、前記気体についての吸収機能を有する気体吸収
体を前記空間内に配し、この気体吸収体の気体吸収動作
に伴う前記容器内の液面の変位を測定することにより、
前記気体吸収体の気体吸収量を求めることを特徴とする
気体吸収体の気体吸収量測定方法。
【請求項２】下端部が開放された筒状部を下部に有する
とともに、この筒状部内の空間とつながった試料収容空
間を上部に有する複数個の測定用容器と、これら測定用容器の下方位置に設けられ、液体を収容
し、この液体中に前記測定用容器における筒状部の下端
部を浸すための液槽と、前記試料収容空間に配された気体吸収体が前記筒状部内
の液面上方の空間の気体を吸収する動作に伴って変位す
る前記液面の位置を検出する液位検出手段と、この液位検出手段から逐次得られる液位情報を時間情報
と共に記憶する記憶手段と、前記液位情報と時間情報とに基づいて、前記気体吸収体
における気体吸収量の推移を求める演算手段とを備えて
いることを特徴とする気体吸収体の気体吸収量測定装
置。
【請求項３】前記液位検出手段を複数個の前記測定用容
器にて共用するために、前記液位検出手段を各測定用容
器の筒状部との対応位置へ順次移動させる移動手段を備
えていることを特徴とする請求項２に記載の気体吸収体
の気体吸収量測定装置。
【請求項４】前記測定用容器における筒状部は透明であ
り、前記液位検出手段は、前記筒状部の画像を撮像する
撮像手段と、この撮像手段にて撮像された画像について
下方側から上方側へ明度の変化を走査していき、この変
化量が所定値以上となった最初の位置を液位と判定する
判定手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記
載の気体吸収体の気体吸収量測定装置。
【請求項５】前記の撮像手段は、前記走査を３本以上の
仮想ラインに沿って行い、各ラインでの液位の判定値同
士を比較し、類似している判定値のみに基づいて液位を
決定するものであることを特徴とする請求項４に記載の
気体吸収体の気体吸収量測定装置。