JP2002022691A - 監視用濃度計のセンサー - Google Patents

監視用濃度計のセンサー

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章 柿元
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 牛乳等の充填配管系に使用する監視用濃度計
のセンサーを,迅速な異常検知を行なえるようにする。 【解決手段】 充填配管系Bに設置する監視用濃度計A
のセンサー10を,接地側電極のシリンダー状ホルダー
11と非設置側電極の感温スリーブ14によって構成
し、感温スリーブ14の薄肉にして感温素子17を内蔵
した突出感温部15及びその後端位置の張出フランジ1
6を正面側に露出するように絶縁断熱部材19を介して
ホルダー11に設置して、これらを被測液と速やかに熱
的平衡状態とすることによって導電率又は誘電率と温度
とによる被測液の測定を迅速化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は監視用濃度計に関
し,特に濃度異常の検知を行なう監視用濃度計のセンサ
ーに関する。
【0002】
【従来の技術】導電率又は誘電率と温度を測定しそれら
の結果から濃度を求め被測液の濃度異常を測定監視する
ようにした監視用濃度計が知られており,例えば多品種
の飲用液体を包装容器に充填する充填配管系にこれを用
いて被測液の飲用液体の濃度を連続的に測定することに
より,飲用液体の切換えやこれに伴うCIP洗浄に起因
する残存した他の飲用液体や洗浄水の混入可能性或いは
他の配管系との間のバルブ異常作動等に起因する他の飲
用液体の混入可能性等を濃度変化によって測定し,その
異常を検知した際に,該充填配管系のバルブ閉鎖,充填
機の停止等によって飲用液体の容器充填を停止するよう
に用いられるものとされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍らこの種の濃
度計のセンサーは,導電率又は誘電率の測定値から濃度
を求めるために必要な温度測定を必ずしも迅速になし得
ず,異常発生の検知とこれによるバルブ閉鎖等の誤作動
をすることがあり,この間に出荷不能の不良品生産が継
続するという問題点がある。
【0004】またセンサーは一般に被測液を導入する透
孔や貫通孔を長手方向中間位置に備えた比較的複雑な形
状とされるため,これを配管系に設置すると,CIP洗
浄を行なっても洗浄水の水圧が減衰されて,必ずしも充
分な洗浄をなし得ず,特に切換えスタート時等のエア混
入に起因して,上記透孔のエッジや貫通孔の内面等に付
着した微細の気泡の除去が困難であり更に誤作動の原因
となる。
【0005】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で,その解決課題とするところは,監視用濃度計として
導電率又は誘電率を測定しその結果から濃度を求めるの
に必要な温度の測定を可及的に迅速になし得て,配管系
における異常検知の高速応答性を確保するとともに上記
気泡の付着を可及的に抑制し,配管系内の気泡の残存可
能性を解消することができる監視用濃度計のセンサーを
提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題に沿って本発明
は,接地側の電極を兼用するシリンダー状ホルダーと,
非接地側の電極を兼用する感温スリーブを備えてセンサ
ーを形成することによって導電率又は誘電率の測定を行
ない,上記感温スリーブに感温素子を内蔵することによ
って温度の測定を行なうようにするとともに,該感温ス
リーブに薄肉中空の突出感温部とその後端位置の張出フ
ランジとを配置し,この突出感温部に上記感温素子を内
蔵するようにして,これら突出感温部及び張出フランジ
に対する,例えばシリンダー状ホルダー等の被測液以外
からの温度影響を可及的に排除して,これら突出感温部
と張出フランジを被測液と常時熱的平衡状態とすること
によって,被測液の温度変化に可及的速やかに追随して
感温スリーブの熱的平衡状態を確保し,感温素子による
温度測定を可及的迅速になし得るようにする一方,シリ
ンダー状ホルダーにおける正面の先端部分に上記突出感
温部と張出フランジを露出するように密封状態に配置し
て,被測液との接触部分を可及的に単純形状として空隙
や孔等が存在しない構造とすることによって,気泡の付
着を可及的に抑制するとともにCIP洗浄時の水圧を被
測液との接触部分が可及的直接に受けられるようにした
ものであって,即ち請求項1に記載の発明を,導電率又
は誘電率と温度を測定しそれらの結果から濃度を求め被
測液の濃度異常を測定監視するようにした監視用濃度計
のセンサーであって,上記導電率又は誘電率測定用の対
向電極における接地側の電極を兼用するシリンダー状ホ
ルダーと,該ホルダーに設置した上記導電率又は誘電率
測定用の対向電極における非接地側の電極を兼用する温
度測定用中空棒状の感温スリーブとを備え,該感温スリ
ーブに可及的に薄肉化した先端の突出感温部及びその後
端位置に外周方向に向けて一体に張出形成した小径の張
出フランジを配置してこれら突出感温部と張出フランジ
とによって上記非接地側の電極をなすようにするととも
に,上記シリンダー状ホルダーに対する該感温スリーブ
の設置を,該ホルダーに密嵌して配置した絶縁断熱部材
を前後に挿通し上記突出感温部と張出フランジをその正
面の先端部分に露出し且つ上記張出フランジを上記絶縁
断熱部材の前面に密着するように該絶縁断熱部材を介し
て上記シリンダー状ホルダーにおける径内の中心位置に
気密状態に保持することによって行なうとともに上記突
出感温部の内側中空部に温度測定用の感温素子を内蔵設
置してなることを特徴とする監視用濃度計のセンサーと
するものである。
【0007】請求項2に記載の発明は,上記に加えて,
更にシリンダー状のホルダーの上記正面先端部分の内面
に気泡が付着するのを防止するとともにCIP洗浄時に
該内面が可及的直接に水圧を受けて気泡が残存する可能
性を解消したものとするように,これを,上記シリンダ
ー状のホルダーが,上記絶縁断熱部材又はその直近前方
位置から正面の先端側に向けて拡開する拡開円錐面状の
テーパー面を備え且つ上記非接地側電極の一部を形成す
る感温スリーブの突出感温部を該テーパー面内に位置す
るように配置してなることを特徴とする請求項1に記載
の監視用濃度計のセンサーとするものである。
【0008】請求項3に記載の発明は,同じく上記に加
えて,好ましい使用の形態を示すように,これを,上記
被測液を,牛乳,清涼飲料等の飲用液体とし,該飲用液
体の充填配管系における供給タンクと充填機間に設置し
てなることを特徴とする請求項1に記載の監視用濃度計
のセンサーとするものである。
【0009】本発明は,これらをそれぞれ発明の要旨と
して上記課題解決の手段としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面の例に従って本発明を更
に具体的に説明すれば,Aは濃度計であり,該濃度計A
は,導電率又は誘電率を測定するとともに温度を測定
し,導電率又は誘電率と温度の測定結果から被測液Cの
濃度を求め連続的に監視するようにした監視用のものと
してあり,本例において該監視用濃度計Aは,上記被測
液Cを,牛乳,清涼飲料等の飲用液体として該飲用液体
の充填配管系Bにおける供給タンク乃至中間のサージタ
ンク1と充填機8乃至その前のフィラータンク2,本例
にあってはサージタンク1とフィラータンク2間に設置
したものとしてある。
【0011】即ち監視用濃度計Aは被測液Cの導電率又
は誘電率とともに温度を測定するものであって,導電率
又は誘電率の測定値と温度の測定値から濃度を求めるこ
とによって,可及的正確且つ迅速に濃度を検知して充填
配管系Bの監視を行うようにしてあり,特に牛乳,清涼
飲料等飲用液体である被測液Cは製品として特定の濃度
を有することから,該特定濃度の変化を検知して被測液
Cの異常,即ち飲用液体の切換えやこれに伴う洗浄,他
の配管系との間のバルブ異常作動等に起因する他の飲用
液体,水等の混入異常をチェックし,その異常発生と同
時に充填配管系Bのバルブ閉鎖や充填機8の稼働停止等
によって飲用液体の容器9への充填を緊急停止するもの
としてある。
【0012】このとき本例の監視用濃度計Aのセンサー
10は,上記充填配管系Bに設けたセンサー孔からその
系内に挿入するように設置して該系内の被測液Cに接触
するように配置してあり,本例にあって該センサー10
は,これを上記充填配管系Bに,例えばエルボを介設
し,該エルボにセンサー10を設置することによって被
測液Cの流速を直接に受ける位置に配置し,被測液Cと
の接触を可及的確実になし得るようにし,またCIP洗
浄に際して被測液と接触する部分に洗浄水の水圧が直接
に作用して,その洗浄を行なうようにしてある。
【0013】監視用濃度計Aのセンサー10は,導電率
又は誘電率測定用の対向電極における接地側の電極を兼
用するシリンダー状ホルダー11と,該ホルダー11に
設置した上記導電率又は誘電率測定用の対向電極におけ
る非接地側の電極を兼用する温度測定用中空棒状の感温
スリーブ14とを備え,該感温スリーブ14に可及的に
薄肉化した先端の突出感温部15及びその後端位置に外
周方向に向けて一体に張出形成した小径の張出フランジ
16を配置してこれら突出感温部15と張出フランジ1
6とによって上記非設置側の電極をなすようにするとと
もに,上記シリンダー状ホルダー11に対する該感温ス
リーブ14の設置を,該ホルダー11に密嵌して配置し
た絶縁断熱部材19を前後に挿通し上記突出感温部15
と張出フランジ16をその正面の先端部分に露出し且つ
上記張出フランジ16を上記絶縁断熱部材19に密着す
るように該絶縁断熱部材19を介して上記シリンダー状
ホルダー11における径内の中心位置に気密状態に保持
することによって行なうとともに上記突出感温部15の
内側中空部に温度測定用の感温素子17を内蔵設置した
ものとしてあり,このとき本例にあって上記シリンダー
状ホルダー11が,上記絶縁断熱部材19又はその直近
前方位置から正面の先端側に向けて拡開する拡開円錐面
状のテーパー面12を備え且つ上記感温スリーブ14の
突出感温部15を該テーパー面12内に位置するように
配置したものとしてある。
【0014】本例にあってセンサー10は,上記充填配
管系B内に配置するために飲用液体に対して耐蝕性を有
する,例えばステンレスによる金属製にして,金属ブロ
ックを切削加工して形成したものとしてあり,シリンダ
ー状のホルダー11は上記ステンレス製厚肉にして円筒
乃至方形の筒体とし,後端に取付フランジ13を備えた
側面T字状のものとしてあり,このとき本例の上記ホル
ダー11は,その正面先端部分のテーパー面12を,後
述のCIP洗浄に際して水圧を受けるに好ましい30°
乃至60°,本例にあっては例えば45°の角度で傾斜
した面としてある。
【0015】感温スリーブ14は,同じくステンレスに
よる金属製にして同様に金属バー材を切削加工して中空
棒状とし,その長手方向前端に断面U字状をなすように
中空部を内部に形成し,上記非接地側の電極をなす突出
感温部15及びその後端位置の張出フランジ16を一体
に備えることによって,これを長手方向後端を開口した
十字状円筒形をなす中空棒状の細筒体としてあり,この
とき突出感温部15の先端は,上記ステンレスを用いて
可及的に良好な熱伝導を確保し得るように,例えば0.
7mm程度以下,好ましくは0.5mm程度の肉厚とす
るように薄肉化し,その内部に形成される上記U字状の
中空部を感温素子17の収納部とし,その先端に,本例
にあって,例えば熱容量の小さな計測用サーミスタとし
た感温素子17が接触するようにこれを収納したものと
してある。
【0016】このとき感温スリーブ14は絶縁断熱部材
19を介してシリンダー状ホルダー11に設置してあ
り,絶縁断熱部材19は,例えば中心に感温スリーブ1
4受入用の透孔20を備えた樹脂製円形の厚肉プレート
乃至ブロック状のものとし,該絶縁断熱部材19はその
前面周端をホルダー11の上記テーパー面12内方の対
接面に圧着状にしてその固定を行なって,その密嵌配置
を行なうとともに上記透孔20に感温スリーブ14を密
嵌状に挿通して該感温スリーブ14をホルダー11径内
の中心位置に気密状態に保持したものとし,このとき感
温スリーブ14の上記張出フランジ16が絶縁断熱部材
19の前面に密着して,絶縁断熱部材19との間にCI
P洗浄の妨げの要因となる空隙,溝等を形成しないよう
に可及的に単純形状とし,また上記テーパー面12が絶
縁断熱部材19の前面乃至直近前方位置からその拡開状
の傾斜を行なうようにしてあり,更に感温スリーブ14
の突出感温部15が上記テーパー面12前端から幾分内
方の前後中間に位置するように配置し,これによって上
記単純形状を損なうことなく,センサー10をその正面
の先端側を下向きにして保管し得るようにするとともに
その薄肉の突出感温部15を保護し,突出感温部15が
衝撃等の外力を受けることによりこれにクラック等の破
損を生じるのを防止するようにしてある。
【0017】図中3は,上記監視用濃度計Aにおける表
示パネル4,制御回路5,濃度記録計6等を内蔵した濃
度計本体の制御盤,7はセンサー10と該制御盤3間及
び該制御盤3と充填機8間のリード線,18は感温素子
17のリード線,21はホルダー11と絶縁断熱部材1
9間に介設したパッキング,22はホルダー11に刻設
した図示省略の雌ネジに螺装して絶縁断熱部材19をホ
ルダー11の上記対接部に圧着するように押圧固定する
同じく後部に図示省略の雄ネジを有する後方の押え金
具,23は該押え金具22に設置する図示省略の電極を
押え金具22にネジ止め固定するに用いる端子設置用の
ネジ孔,24は該ネジ孔23へのネジ止めのためのネジ
回転操作を可能とするように設けたドライバー操作孔,
25は該押え金具23の螺装による捩れの影響を解消し
て絶縁断熱部材19を圧着するように絶縁断熱部材19
と押え金具22との間に介設した平ワッシャー,26は
絶縁断熱部材19に挿通した感温スリーブ14の後部に
刻設した図示省略の雄ネジに螺装して該感温スリーブ1
4を固定するナット,27及び28は感温スリーブ14
の固定を確実にするように絶縁断熱部材19との間に介
設した平ワッシャー及びスプリングワッシャーをそれぞ
れ示す。
【0018】本例のセンサー10を用いた監視用濃度計
Aにおいては,導電率又は誘電率と温度とを測定するこ
とによって被測液の濃度異常を測定して,その監視を行
なうことが可能になるとともに導電率又は誘電率測定用
の非接地側の電極をなし感温素子17を内蔵した感温ス
リーブ14を用い,その突出感温部15を薄肉とし且つ
これに一体の張出フランジ16を設置したことによっ
て,突出感温部15の表面積を可及的に拡大してその被
測液Cとの熱的平衡状態を速やかに確保し得るようにす
るとともに絶縁断熱部材19がシリンダー状ホルダー1
1との間の絶縁と断熱を同時に行なうから,配管系外の
温度の影響を受けるホルダー11と上記感温スリーブ1
4との熱伝導を遮断し,ホルダー11からの温度影響を
排除して,感温スリーブ14における被測液Cの温度測
定を可及的迅速且つ正確になし得るものとして異常検知
の高速応答性を確保するすることができ,例えば上記配
管系における異常による10乃至20°C程度の温度変
化を,例えば数秒,遅くとも10秒以内で確実に検知す
ることが可能となり,速やかな測定による濃度異常の検
知によって出荷不能の不良品の生産を可及的迅速に停止
することができる。
【0019】またシリンダー状ホルダー11における正
面の先端部分に感温スリーブ14の非接地側の電極をな
す突出感温部15と張出フランジ16を密封状態に配置
し,被測液Cとの接触部分を可及的に単純形状のものと
するとともに空隙や孔等が存在しない構造とし,気泡の
付着を可及的に抑制するとともにCIP洗浄時の水圧を
被測液Cとの接触部分が可及的直接に受けられるように
し,またシリンダー状ホルダー11の上記正面先端部分
の内面に気泡が付着するのを防止するとともにCIP洗
浄時に該内面が可及的直接に水圧を受けて洗浄性が向上
したものとすることによって,センサー10への気泡の
付着を可及的に抑制することができ,気泡が付着しても
被測液Cの流れによって容易に除去し得て,配管系B内
の気泡の残存可能性を解消し,特に牛乳,清涼飲料等飲
用液体を被測液Cとする充填配管系Bに使用する監視用
濃度計のセンサーとして最適なものとすることができ
る。
【0020】図示した例は以上のとおりとしたが,本発
明の実施に当って,監視用濃度計,センサー,シリンダ
ー状ホルダー,絶縁断熱部材,感温スリーブ,その突出
感温部,張出フランジ,感温素子等の具体的形状,構
造,材質,これらの関係,これらに対する付加,監視用
濃度計の用途等は上記発明の要旨に反しない限り様々の
形態のものとすることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上のとおりに構成したから,
請求項1に記載の発明は,突出感温部と張出フランジを
被測液と常時熱的平衡状態とするとともに被測液の温度
変化に可及的速やかに追随してこれと熱的平衡状態とす
ることが可能になり,監視用濃度計として導電率又は誘
電率の測定と共にその測定値から濃度を求めるのに必要
な被測液温度を可及的に迅速になし得て,配管系におけ
る異常検知の高速応答性を確保し,同時にシリンダー状
ホルダーにおける正面の先端部分に上記電極兼用の感温
スリーブにおける突出感温部を密封状態に配置し,被測
液との接触部分を可及的に単純形状のものとするととも
に空隙や孔等が存在しない構造とすることが可能にな
り,気泡の付着を可及的に抑制し,CIPによる洗浄性
を向上することができる監視用濃度計のセンサーを提供
することができる。
【0022】請求項2に記載の発明は,上記に加えて,
更にシリンダー状のホルダーの上記正面先端部分の内面
に気泡が付着するのを防止するとともにCIP洗浄時に
該内面が可及的直接に水圧を受けて洗浄性の向上したも
のとすることができ,請求項3に記載の発明は,同じく
上記に加えて,特に牛乳,清涼飲料等飲用液体を被測液
とする充填配管系に使用する監視用濃度計のセンサーと
して最適なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】監視用濃度計を設置した充填配管系を示す説明
図である。
【図2】監視用濃度計のセンサー設置状態の例を示すモ
デル断面図である。
【図3】監視用濃度計におけるセンサーの斜視図であ
る。
【図4】監視用濃度計におけるセンサーの縦断面図であ
る。
【符号の説明】
A 監視用濃度計 B 充填配管系 C 被測液 10 センサー 11 シリンダー状ホルダー 14 感温スリーブ 15 突出感温部 16 張出フランジ 17 感温素子 19 絶縁断熱部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 稔 東京都昭島市武蔵野2丁目14番1号 グリ コ乳業株式会社内 Fターム(参考) 2F056 CL02 QC03 QC04 QC05 QC11 2G060 AA06 AA20 AE17 AE33 AF08 AF11 FA15 HC03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電率又は誘電率と温度を測定しそれら
    の結果から濃度を求め被測液の濃度異常を測定監視する
    ようにした監視用濃度計のセンサーであって,上記導電
    率又は誘電率測定用の対向電極における接地側の電極を
    兼用するシリンダー状ホルダーと,該ホルダーに設置し
    た上記導電率又は誘電率測定用の対向電極における非接
    地側の電極を兼用する温度測定用中空棒状の感温スリー
    ブとを備え,該感温スリーブに可及的に薄肉化した先端
    の突出感温部及びその後端位置に外周方向に向けて一体
    に張出形成した小径の張出フランジを配置してこれら突
    出感温部と張出フランジとによって上記非接地側の電極
    をなすようにするとともに,上記シリンダー状ホルダー
    に対する該感温スリーブの設置を,該ホルダーに密嵌し
    て配置した絶縁断熱部材を前後に挿通し上記突出感温部
    と張出フランジをその正面の先端部分に露出し且つ上記
    張出フランジを上記絶縁断熱部材の前面に密着するよう
    に該絶縁断熱部材を介して上記シリンダー状ホルダーに
    おける径内の中心位置に気密状態に保持することによっ
    て行なうとともに上記突出感温部の内側中空部に温度測
    定用の感温素子を内蔵設置してなることを特徴とする監
    視用濃度計のセンサー。
  2. 【請求項2】 上記シリンダー状のホルダーが,上記絶
    縁断熱部材又はその直近前方位置から正面の先端側に向
    けて拡開する拡開円錐面状のテーパー面を備え且つ上記
    感温スリーブの突出感温部を該テーパー面内に位置する
    ように配置してなることを特徴とする請求項1に記載の
    監視用濃度計のセンサー。
  3. 【請求項3】 上記被測液を,牛乳,清涼飲料等の飲用
    液体とし,該飲用液体の充填配管系における供給タンク
    と充填機間に設置してなることを特徴とする請求項1に
    記載の監視用濃度計のセンサー。
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