JP2014002116A - Dissolved gas concentration measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体中の溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定器に関し、特に、業務用銭湯や家庭風呂用の炭酸泉(湯)およびヘッドスパ用炭酸湯の溶存炭酸ガス濃度測定器に関する。 The present invention relates to a dissolved gas concentration measuring device for measuring a dissolved gas concentration in a liquid, and more particularly, to a dissolved carbon dioxide concentration measuring device for carbonated hot water for business baths and home baths and carbonated hot water for head spas.
一般に、炭酸泉において、炭酸ガスは、容易に皮膚から体内に吸収され、血液の循環をよくする。これにより、生活習慣病、疲労回復、高血圧、冷え性、肩こり等の緩和ができ、動脈硬化や心臓病等の循環器系疾患の症状が緩和される他、神経痛、リウマチの疼痛緩和、血行障害の改善等の幅広い効能があることが医学的に証明されている。 In general, in a carbonated spring, carbon dioxide gas is easily absorbed from the skin into the body, improving blood circulation. This can relieve lifestyle-related diseases, fatigue recovery, high blood pressure, coldness, stiff shoulders, and alleviate symptoms of cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and heart disease, as well as relief of neuralgia, rheumatic pain, and It has been medically proven to have a wide range of effects such as improvement.
厚生労働省の基準では、医療機械としての認可対象になる炭酸ガス溶存濃度レベルは、1000ppm以上とされており、炭酸ガス濃度が400ppmあれば、医療効果を有するとされ、800〜1000ppmあれば、医療効果に関し、申し分のないレベルとされている。 According to the standards of the Ministry of Health, Labor and Welfare, the carbon dioxide dissolved concentration level to be approved as a medical machine is 1000 ppm or more. If the carbon dioxide concentration is 400 ppm, it is considered to have a medical effect. It is considered to be a satisfactory level of effectiveness.
従来、溶存ガス濃度測定器は、容器内に、所定容積の空間部を残し、被測定液体としての脱気水を収容し、容器を密閉した後、容器内を撹拌手段により撹拌し、被測定液体の溶存気体濃度に応じて、空間部の気体が飽和溶存状態になるまで、当該気体を被測定液体中に溶解させる。 Conventionally, a dissolved gas concentration measuring device leaves a predetermined volume of space in a container, accommodates deaerated water as a liquid to be measured, seals the container, and then stirs the inside of the container with stirring means to measure Depending on the dissolved gas concentration of the liquid, the gas is dissolved in the liquid to be measured until the gas in the space is saturated and dissolved.
これにより、空間部の気圧が負圧の状態になり、その負圧の度合いを圧力検出手段により検出することにより、空間部の気体がどのくらい被測定液体中に溶解したか、即ち被測定液体の溶存気体濃度がどのくらいであるかを算出する(例えば、特許文献1参照)。 As a result, the atmospheric pressure in the space portion becomes a negative pressure state, and the degree of the negative pressure is detected by the pressure detection means, so that how much the gas in the space portion is dissolved in the liquid to be measured, that is, It is calculated how much the dissolved gas concentration is (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の濃度測定装置は、容器に撹拌手段を備えた構造なので、装置構成が複雑大型化し、設置スペースを必要とするうえ、高価になるという事情がある。
また、容器や撹拌手段の設置スペースと定期的なメンテナンスを必要とし、被測定液体の注入や撹拌手段の作動に時間を要し、測定時間が掛かるという事情がある。
However, since the conventional concentration measuring apparatus has a structure provided with a stirring means in the container, the apparatus configuration is complicated and large, requires installation space, and is expensive.
In addition, the installation space for the container and the agitation means and regular maintenance are required, and it takes time to inject the liquid to be measured and the operation of the agitation means.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小型コンパクトで低価格かつ短時間で測定結果が得られ、メンテナンスも容易な溶存ガス濃度測定器を提供することにある。
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the object of the present invention is a dissolved gas concentration measuring instrument that is small and compact, can obtain measurement results in a short time, and can be easily maintained. Is to provide.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
上記目的を達成すべく、本発明は、所定容積の液相部(50)と気相部(40)に分割され、気体を溶存した被測定液体が前記液相部(50)に注入される容器(20)と、前記容器(20)に着脱自在に装着され、前記容器(20)を把持し手動により振動した後、前記気相部(40)の圧力を測定する圧力検出部(10)とを有し、前記液相部(50)と前記気相部(40)の気体の分圧が平衡状態のときの前記気相部(40)の圧力値に基づいて、前記被測定液体の溶存気体濃度を検出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is divided into a liquid phase part (50) and a gas phase part (40) having a predetermined volume, and a liquid to be measured in which a gas is dissolved is injected into the liquid phase part (50). A container (20) and a pressure detector (10) that is detachably attached to the container (20), grips the container (20) and manually vibrates, and then measures the pressure of the gas phase part (40) Based on the pressure value of the gas phase portion (40) when the partial pressure of the gas in the liquid phase portion (50) and the gas phase portion (40) is in an equilibrium state. The dissolved gas concentration is detected.
これにより、容器(20)と圧力検出部(10)からなる小型コンパクトで安価な測定器が得られる。また、メンテナンスが容易になり、容器(20)を把持し、被測定液体を手動により振動するだけで、被測定液体中の溶存ガス濃度を簡便かつ迅速に測定することができる。 Thereby, a small, compact and inexpensive measuring instrument comprising the container (20) and the pressure detector (10) can be obtained. In addition, the maintenance is facilitated, and the dissolved gas concentration in the liquid to be measured can be measured simply and quickly by simply grasping the container (20) and manually vibrating the liquid to be measured.
好ましい態様としては、前記容器(20)の上部に、前記被測定液体が注入される口部(22)が突設され、前記圧力検出部(10)は、前記口部(22)に螺着される。
これにより、圧力検出部(10)は、容器(20)にねじ込むだけで装着される。
As a preferred embodiment, a mouth portion (22) into which the liquid to be measured is injected projects from the upper portion of the container (20), and the pressure detection portion (10) is screwed to the mouth portion (22). Is done.
Thereby, a pressure detection part (10) is mounted | worn only by screwing in a container (20).
上記態様では、前記圧力検出部(60)にキャップ(80)が固定され、前記容器(70)の上部に突設された口部(71)に、前記キャップ(80)を螺着することで、前記圧力検出部(60)が前記容器(70)に装着される。
これにより、圧力検出部(60)は、キャップ(80)をねじ込むだけで容器(70)に装着される。
In the said aspect, a cap (80) is fixed to the said pressure detection part (60), and the said cap (80) is screwed by the opening part (71) protrudingly provided by the upper part of the said container (70). The pressure detector (60) is attached to the container (70).
Thereby, the pressure detection part (60) is attached to the container (70) only by screwing the cap (80).
上記態様では、前記容器(100)の口部(101)に、前記口部(101)を開閉する開閉弁が装着され、前記開閉弁は、チューブ(130)を介して前記圧力検出部(90)に接続される。
これにより、圧力検出部(90)の別置きが可能になり、圧力検出部(90)の転倒や落下が回避される。
In the said aspect, the opening / closing valve which opens and closes the said mouth part (101) is mounted | worn with the opening | mouth part (101) of the said container (100), and the said opening / closing valve is the said pressure detection part (90) via a tube (130). ).
As a result, the pressure detector (90) can be placed separately, and the pressure detector (90) can be prevented from being overturned or dropped.
上記態様では、前記被測定液体は、二酸化炭素を溶存する。
これにより、炭酸泉の溶存炭酸ガス濃度が簡便かつ短時間で測定される。
In the above aspect, the liquid to be measured dissolves carbon dioxide.
Thereby, the dissolved carbon dioxide gas concentration of carbonated spring is measured easily and in a short time.
本発明によれば、容器と圧力検出部からなる小型コンパクトな装置構成なので、安価になり、メンテナンスも容易になる。また、容器内の被測定液体を手動による振動だけで、被測定液体中の溶存ガス濃度が簡便かつ迅速に測定可能となり、測定時間の短縮が図られる。 According to the present invention, since it is a compact and compact device configuration comprising a container and a pressure detection unit, it is inexpensive and easy to maintain. In addition, the dissolved gas concentration in the liquid to be measured can be measured easily and quickly only by manually vibrating the liquid to be measured in the container, and the measurement time can be shortened.
以下、本発明の溶存ガス濃度測定器に係る一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、溶存ガス濃度測定器の分解斜視図を示す。また、図2は、溶存ガス濃度測定器の振動時の説明図、図3は、振動後の容器内の状態を示す一部断面斜視図である。なお、実施の形態を説明するに当たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説明する。 Hereinafter, an embodiment according to a dissolved gas concentration measuring device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exploded perspective view of a dissolved gas concentration measuring device. FIG. 2 is an explanatory view of the dissolved gas concentration measuring device during vibration, and FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in the container after vibration. In the description of the embodiments, the same reference numerals are given to the same functions.
図1から図3に示す溶存ガス濃度測定器は、ブルドン管式の圧力検出部10と、被測定液体が注入されるプラスチック製の容器20とから構成されている。圧力検出部10は、表示盤12を有し、この表示盤12の中央部には、目盛12aを指し示す指針13が設けられている。
The dissolved gas concentration measuring device shown in FIGS. 1 to 3 includes a Bourdon tube type
表示盤12の下部には、円筒形を呈し、この円筒形の外周面にネジ部14が螺設された支持脚11が設けられ、ネジ部14の上端部には、リング状のガスケット16が装着され、支持脚11の下部には、ダイヤフラム等が組み込まれたセンサ部15が突設されている。
A lower portion of the
容器20は、有底筒状の容器本体21を有し、この容器本体21の上部には、小径の口部22が突設され、口部22の内面には、ネジ部23が螺設されている。そして、支持脚11を口部22内にねじ込むことで、圧力検出部10は、容器20に着脱自在に装着され、ガスケット16を口部22の開口端に密着させることで、容器20内を密閉するようになっている。
The
また、容器20は、サンプルとなる炭酸泉(被測定液体)を入れた状態でも、片手で把持でき、上下左右に強振することができる、例えば容積が100cc程度の大きさと重量のものが使用される(図2参照)。
The
容器20の内部は、所定の容積を占有する気相部40と炭酸泉が注入される液相部50とに二分され(図3参照)、圧力検出部10が容器20に螺着されたとき、ネジ部14とネジ部23の螺合部からのガス漏れを防止するため、ネジ部14には、シール材(図示略す)を咬ませている。なお、容器本体21には、目盛21aが刻設され、炭酸泉の注入量が確認できるようになっている。
The inside of the
かかる構成の溶存ガス濃度測定器を用いて炭酸泉の溶存ガス濃度を測定する場合は、先ず容器20の気相部40を残して、液相部50に炭酸泉を注入する。そして、圧力検出部10を容器20の口部22にねじ込み、最終的にはガスケット16を口部22の開口端に密着させることで、容器20内を密閉状態にする。
When measuring the dissolved gas concentration of the carbonated spring using the dissolved gas concentration measuring device having such a configuration, first, the carbonated spring is injected into the
なお、炭酸泉の注入量は、溶存炭酸ガス濃度に応じて、適宜変更される。例えば、溶存炭酸ガス濃度が高濃度の場合は、炭酸泉の注入量を減量し、気相部40の容積を大きくし、溶存炭酸ガス濃度が低濃度の場合は、炭酸泉の注入量を増量して、気相部40の容積を小さくする。
In addition, the injection amount of carbonated spring is appropriately changed according to the dissolved carbon dioxide gas concentration. For example, when the dissolved carbon dioxide gas concentration is high, the carbonated spring injection amount is reduced, and the volume of the
容器20内の炭酸泉に溶存されている炭酸ガスは、放置しておくと、気相部40中に徐々に自然放出され、気相部40の圧力は、気相部40の炭酸ガスの分圧と、炭酸泉中の炭酸ガスの分圧とが平衡状態になるまで上昇する。
The carbon dioxide dissolved in the carbonate spring in the
平衡状態になった時点での気相部40の炭酸ガスの分圧、即ち気相部40の上昇圧力分を、圧力検出部10により測定する。そして、この測定結果から図4(a)に示す溶存炭酸ガス濃度と気相部40の圧力との特性図を参照して溶存炭酸ガス濃度を求める。なお、図4(a)は、水温21℃の清浄炭酸水濃度と気相部40の圧力との関係を示す。
The partial pressure of carbon dioxide gas in the
ところで、溶存炭酸ガスを気相部40に自然放出し、気相部40と液相部50の炭酸ガスの分圧が平衡状態になるまでには長時間を要する。そこで、炭酸ガス分圧を短時間で平衡状態にするため、容器20を片手で把持し、例えば4〜5秒間に20回程度、上下左右に素早く強振する(図2参照)。
By the way, it takes a long time for the dissolved carbon dioxide gas to be spontaneously released into the
即ち、炭酸泉が強振されると、炭酸泉中の溶存炭酸ガスの活動が活発になり、溶存炭酸ガスの気相部40中への放出が促進され、炭酸ガスの分圧を短時間で平衡状態にすることができる。
That is, when the carbonated spring is vibrated, the activity of the dissolved carbon dioxide in the carbonated spring becomes active, the release of the dissolved carbon dioxide into the
また、炭酸泉(湯)の温度変化が溶存炭酸ガスの圧力に与える影響は、炭酸泉が10℃程度の温度変化に対して、3%弱程度である。例えば、溶存炭酸ガス濃度が1000ppmで、炭酸泉の温度が36〜42℃の範囲での圧力検出部10の測定結果(気相部40の圧力)を図4(b)に示す。即ち、圧力検出部10の測定結果は、炭酸泉の温度変化に殆ど影響されないことが分かる。
Moreover, the influence which the temperature change of carbonated spring (hot water) has on the pressure of dissolved carbon dioxide gas is about 3% or less with respect to the temperature change of about 10 ° C. of carbonated spring. For example, FIG. 4B shows the measurement result (pressure in the gas phase part 40) of the
なお、かかる測定器は、溶存炭酸ガスの濃度だけでなく、例えば溶存酸素ガスの濃度の測定にも用いられる。図4(c)に清水の溶存酸素ガス濃度と圧力検出部10の圧力指示値との特性図を示す。即ち、圧力検出部10の測定値が分かれば、図4(c)に基づいて、
溶存酸素ガス濃度も求めることができる。
Such a measuring device is used not only for measuring the concentration of dissolved carbon dioxide gas but also for measuring the concentration of dissolved oxygen gas, for example. FIG. 4C shows a characteristic diagram of the dissolved oxygen gas concentration of clean water and the pressure indication value of the
The dissolved oxygen gas concentration can also be determined.
また、気相部40の容積は、大き過ぎると、圧力測定の際の圧力変化が小さくなり、高精度の圧力検出部10を用いなければならなくなるので、気相部40の容積は、容器20の全容積の約1〜10%に設定し、望ましくは、約5%前後に設定するとよい。
In addition, if the volume of the
また、容器20は、プラスチック製には限定されず、ガラス製、金属製でもよく、飲料用のペットボトルを代用してもよい。圧力検出部10は、ブルドン管式は勿論、デジタル式を採用してもよく、表示をppm単位としてもよい。
The
このように、本実施の形態の測定器は、容器20および圧力検出部10により小型コンパクトに構成され、炭酸泉の溶存濃度が容器20内の炭酸泉に対して手動による振動を加えるだけの簡便な操作で短時間かつ低コストで測定することができる。また、持ち運びに便利で使い勝手がよく、メンテナンスを容易に行うことができる。
As described above, the measuring instrument according to the present embodiment is configured to be small and compact by the
以上、本発明の実施の形態の溶存気体濃度の測定器について詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載の溶存気体濃度の測定器に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。 The dissolved gas concentration measuring device according to the embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the dissolved gas concentration measuring device described in the above embodiment, and the claims of the present invention are provided. Various changes can be made in the design without departing from the spirit of the invention described in the above.
例えば、図5に示す溶存気体濃度の測定器は、片手で把持可能で、上部に炭酸泉の注入口となる口部71が突設され、炭酸泉を入れた状態でも、手動により上下左右に強振することができ、炭酸泉の注入量を目視で確認するための目盛72が高さ方向に刻設された容器70と、容器70内の溶存炭酸ガス分圧を測定する圧力検出部60と、キャップ80とから構成されている。
For example, the dissolved gas concentration measuring device shown in FIG. 5 can be grasped with one hand, and a
圧力検出部60は、下方に突出された支持脚61を有し、支持脚61は、キャップ80の中央部に穿設された孔部81を嵌通し、ナット64によりキャップ80に固定されている。また、孔部81上には、ガスケット62が装着され、キャップ80内には、孔部81と同軸状のOリング63が装着されている。
The
容器70内の気圧測定時は、キャップ80が口部71の外周部にねじ込められることで、圧力検出部60は、容器70に着脱自在に装着され、孔部81と支持脚61がガスケット62によりシールされ、キャップ80と口部71がOリング63によってシールされることで、容器70が密閉され、その気密性が維持されている。
When measuring the atmospheric pressure in the
また、図6に示す溶存気体濃度の測定器は、片手で把持可能な容器100と、圧力検出部90と、キャップ110と、中継ユニット120とを有して構成され、中継ユニット120と圧力検出部90とは、チューブ130を介して接続されている。なお、図中、91および122は、チューブ130を圧力検出部90および中継ユニット120にそれぞれ接続するコネクタである。
The dissolved gas concentration measuring instrument shown in FIG. 6 includes a
中継ユニット120は、手動弁(図示略す)と、この手動弁の開閉を行うバルブ開閉レバー121とを有し、手動弁を全開にしたとき、圧力検出部90が容器100内の気圧を検出するようになっている。
The
キャップ110の中央部には、孔部(図示略す)が穿設され、中継ユニット120は、孔部を嵌通して、キャップ110に固定され、キャップ110を容器100の上部に突設された口部101に螺着することで、中継ユニット120を容器100に着脱自在に装着している。
A hole (not shown) is formed in the center of the
また、容器100内は、キャップ110上に装着されたガスケット123と、キャップ80内に装着されたOリング(図示略す)とにより、密閉状態になるようにシールされている。
Further, the inside of the
溶存炭酸ガス濃度を測定する際は、容器100内に所定量の炭酸泉を注入し、バルブ開閉レバー121を全閉にした状態で、キャップ110を容器100の口部101にねじ込むことにより、中継ユニット120を容器100に固定し、容器100内を密閉状態にする。そして、容器100を手動で強振する。
When measuring the concentration of dissolved carbon dioxide, a predetermined amount of carbonated spring is injected into the
次に、圧力検出部90と中継ユニット120とをチューブ130を介して接続した後、バルブ開閉レバー121を全開にし、容器100内の気圧を測定する。
かかる測定器は、容器100と圧力検出部90とを別置きにした、所謂セパレートタイプに構成されたので、測定中に圧力検出部90を誤って転倒や落下する等して壊す危険性を軽減することができる。
Next, after connecting the
Since this measuring instrument is configured as a so-called separate type in which the
本実施の形態の測定器は、炭酸ガス、酸素ガスだけでなく、液中に溶存し、手振りによって放出する溶存気体の濃度測定に適用することができる。 The measuring device according to the present embodiment can be applied not only to carbon dioxide gas and oxygen gas, but also to measurement of the concentration of dissolved gas that is dissolved in a liquid and released by hand shaking.
本発明に係る溶存ガス濃度測定器は、炭酸泉等の溶存気体濃度の簡易測定器として有用である。 The dissolved gas concentration measuring device according to the present invention is useful as a simple measuring device of dissolved gas concentration such as carbonated spring.
10、60、90 圧力検出部
11、61 支持脚
12 表示盤
12a、21a、72 目盛
13 指針
14、23 ネジ部
15 センサ部
16、62、123 ガスケット
20、70、100 容器
21 容器本体
22、71、101 口部
40 気相部
50 液相部
63 Oリング
64 ナット
80、110 キャップ
81 孔部
91、122 コネクタ
120 中継ユニット
121 バルブ開閉レバー
130 チューブ
10, 60, 90
Claims (5)
The dissolved gas concentration measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid to be measured dissolves carbon dioxide.
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CN106383066A (en) * | 2016-09-08 | 2017-02-08 | 武汉杰生润滑科技有限公司 | Method and device for measuring solubility of refrigerant and refrigerating machine oil |
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