JP3023452B2

JP3023452B2 - 使い捨てセンサ

Info

Publication number: JP3023452B2
Application number: JP2076790A
Authority: JP
Inventors: 和春村田
Original assignee: 株式会社エー・アンド・ディ
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JPH03277955A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は使い捨て型のセンサに関し、特にコンクリー
トが含有する塩分を測定するのに好適なセンサに関す
る。

〔従来の技術〕

コンクリートが含有する塩分の濃度はコンクリートの
強度や寿命に大きな影響を与えるため、コンクリートを
用いて特定の構造物を構成する場合には、使用するコン
クリートの含有塩分量が一定値以下となるよう義務づけ
られている。このため流し込み前の生コンクリートにつ
いては含有する塩分量を測定する必要がある。

従来は、生コンクリートの試料に対して試薬を用いて
測定する方法も行われていたが、この方法は複雑で熟練
を要し、作業現場で実施するには多くの制約がある。こ
のため、塩分の測定をより迅速、簡素化することを目的
とした装置、器具等が何種か提供されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

塩分の測定方法には何種類かあるが、このうち塩素イ
オンと、銀等の金属との反応（酸化還元反応）を利用す
ることによりコンクリート中の塩分濃度を測定する方法
（ボルタムメトリ法）がある。

第７図（Ａ）、（Ｂ）および第８図は従来例を示す。

先ず第７図（Ａ）、（Ｂ）は器具を用いて測定対象で
ある生コンクリートから溶液を抽出する方法を示す。先
ず（Ａ）において、上ケース54aと下ケース54bとが螺合
することにより形成された容器54の螺合状態を解除し、
容器内に生コンクリートを入れたのち再び上下のケース
54aと54bを螺合する。両ケースを締め込むことにより内
部の生コンクリート中の溶液はフィルタ55を介して上ケ
ース54aの溶液溜り56に滲み出し滞留する。この状態で
同（Ｂ）の如く溶液溜り56内にセンサを挿入して塩分の
測定を行う。この方法は測定精度が比較的高い反面次の
ような問題が指摘されている。

即ち、一回の測定毎に容器から生コンクリートを排出
して洗浄する必要があり、また同様に測定毎にセンサの
電極を研磨する必要があって手間がかかり、またこれら
洗浄や研磨が不十分であると特定結果の信頼性が低下し
てしまうという問題がある。また校正液による校正の必
要もある。

第８図は別の従来例であって、符号52は塩分測定具を
示す。この測定具は目盛りをふった透明板と、この透明
板に密着させたプラスチック板と、これらの板の間に挟
み込んだ反応材53とからなっている。この測定具52の下
端部分を生コンクリートＣに挿入すると、生コンクリー
トＣ中の溶液は測定具の下端部分から浸潤し、溶液中の
塩分は反応材53と反応し、反応材は変色する。反応部分
の最高位置を前記目盛りで読み取り、測定表を用いてこ
の目盛りの値に対応する塩分濃度を判定する。

この方法は特別の測定装置を用いる必要がなく、非常
に簡易な測定方法であるが、反面、測定精度はかなり低
く、かつ溶液が浸潤して反応材の最高位置を示すまでに
20〜30分という長時間を必要とするという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は従来の問題点を解決するために構成したもの
である。

即ち、本発明は、電極部分を有するセンサを測定装置本体から独立して
構成した使い捨て型とし、センサ本体内には一つまたは複数個の電極と、測定装
置本体と電気的に接続する接続部を形成した基板を有
し、センサ本体のうち、基板の電極が位置する部分には
この電極部分に対して溶液を濾過供給するフィルタを配
置した使い捨て型センサである。

〔作用〕

センサ本体の電極部分を生コンクリートに挿入した
り、または生コンクリート中の溶液を電極部分に滴下す
ることにより電極部分にこの溶液を接触させ、この状態
でセンサ本体を測定装置本体に接続することにより溶液
のClイオンと銀等の電極形成材料とを反応させ、発生し
た電流により塩分濃度を測定装置本体において測定す
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に説明す
る。

主として第１図において、符号１はプラスチックその
他同効材料により型成形された使い捨て型センサの本体
を示す。1aはこのセンサ本体の一部をなす蓋体部であ
り、折り曲げ部1bを中心として開閉可能に構成してあ
る。センサ本体１の表面のうち、矢印1cで示す部分はそ
の裏面において後述する基板の電極部分が位置する部分
（以下「電極位置部」と称する）であり、この部分には
浸潤した溶液が裏面の電極部分に対して良好に供給され
るような成形が施されている。

先ずこの部分1cは、細かい溝1eを並行に多数刻設した
溝形成ランド1j₁1、1j₂、1j₃、1j₄が形成され、これら
各溝形成ランドに対しては各々溶液ガイド溝1hをこれら
細かい溝1eを横断するように形成し、さらにこれら溶液
ガイド溝1hの各々に対しては溶液通過用の小孔1dがそれ
ぞれ穿設してある。

２はこのような成形を施された電極位置部1cに貼り付
けるフィルタであり、不織布、吸湿紙等により形成して
ある。また1fはセンサ本体１のほぼ中央部に形成した吸
水確認孔である。

次にこのセンサ本体に取り付ける基板構成の一例を第
４図（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。

図中３は基板であり、この基板に対してプリント配線
４が形成してある。4aは基板３の一端において、この配
線４に各々形成した外部接続端子である。また5a、5b、
5cは前記外部接続端子部と対向する側に形成した銀電極
であって、各電極は各々プリント配線と電気的に接続し
ている。また６は参照極であって、塩分測定時に標準電
極の役目を果たす。さらに７は対極であり、陰極の役目
を果たす。

なお、図示の構成では銀電極は３個形成してあるが、
原理的には一つの電極で測定は可能である。しかし、図
示のように複数の電極を形成すれば各電極で測定した結
果の比較や、平均値をとる等の方法で測定精度を高める
ことが可能となる。

次に第４図（Ｂ）はこの基板３に上に配置固定するカ
バー材であり、例えば両面を粘着面とした、いわゆる両
面テープ等が好適である。11aはこのカバー材11に形成
した開口部であり、カバー材11を基板３に貼り付けた場
合、この開口部11aを介して基板の電極部分たる5a、5
b、5cおよび参照極６が露出するようになっており、露
出部以外の基板の他の部分に溶液が侵入しないようにな
っている。

なおこのように予め成形したカバー材の外、基板３に
対して特定の樹脂等、溶液の侵入を防止する材料を塗布
することにより溶液侵入防止材層を形成するようにして
もよい。

続いて以上に示したセンサ本体１と基板３との取り合
わせ状態を第２図および第３図を用いて示す。

先ずセンサ本体１の内側部分のうち電極位置部1cに対
応する部分には、基板３の銀電極5a〜5cを収納する大き
さの電極収納溝部1gが形成してある。前記小孔1dはこの
電極収納溝部1gに連通する位置でセンサ本体１の内側に
開口している。またこの電極収納溝部1gに対しては吸水
確認孔1fと連通する吸水材収納溝1g′が形成してある。

前記基板３は回路および電極形成面をこのセンサ本体
内側の面（センサ裏面）と対向するようにし、かつ銀電
極部が電極収納溝1g側に位置するようにしてセンサ本体
１内に収納される。この際、基板３とセンサ本体１の内
面との間には両面に粘着面を有する前記カバー材11が介
在位置しているため、基板とセンサ本体の各々に形成し
たボスと、このボスに嵌挿される凸部（何れも図示せ
ず）等の固定手段に加えて、このカバー材11がセンサ本
体１と基板３を接続する強固な粘着固定手段としても作
用することになる。

なお電極収納溝1g、および基板３の電極形成部に対し
て界面活性層を形成しておき、溶液が電極部分に良好に
侵入しかつ拡散するようにしておくと電極に対する溶液
の供給をより効果的に行える。因に、界面活性層は界面
活性剤を塗布し、かつ乾燥させることにより容易に形成
することができる。

なお、基板３をセンサ本体１内に収納する際に、吸水
材収納溝1g′に対しては吸水材８を、吸水確認孔1fを閉
塞するように収納しておく。なおこの吸水材８は例えば
前記フィルタ２と同じ材料としておく。

以上のようにして使い捨て型のセンサを形成する。

次にこのセンサの使用状態について説明する。

第５図において、測定対象となてっいる生コンクリー
トＣを一部サンプル抽出し、容器９内に収納する。この
際、容器９内の生コンクリートＣの中央部をすり鉢体に
凹ませ、この部分にコンクリート中の溶液（ブリージン
グ液）が滲み出すようにしておく。この溶液部分にセン
サ１の先端部である電極位置部1cが位置するように静か
にセンサを入れる。これによりフィルタ２によって濾過
された溶液は前記溝形成ランド1j₁、1j₂、1j₃、1j₄に至
る（第１図参照）。フィルタ２の全体から浸潤した溶液
はこの各ランドの細かい溝1eを経て溶液ガイド溝1hに集
められ、更にこの溶液ガイド溝に形成した小孔1dを経て
センサ本体１の裏面に配置した基板３の電極5a〜ｃに供
給される。裏面に電極が位置する電極位置部1cをこのよ
うに溝形成することにより、フィルタの全面から浸潤し
た溶液は各小孔1dに効率良く集められ、溶液の採取時間
を短縮することができる。

さらに侵入した溶液は吸水材８に触れ、この吸水材８
により急速に吸収される。吸水材８の吸収作用によりさ
らに多くの溶液が電極部分に吸引、充填される。

吸水材収納溝1g′のうち、電極収納溝1gと対向する側
には吸水確認孔1fが形成してあるため、この部分の吸水
材８が溶液を吸収したことを確認することにより溶液が
電極部分に十分に浸潤していることを知ることができ
る。なお場合によっては、溶液に、例えば薄茶色等の色
がついている場合があるが、この場合には溶液の吸収に
よって吸水材８がやや変色するため溶液吸収の確認はよ
り容易になる。更に、吸水材８をpH試験紙等のような発
色性のものとすることにより吸水状態をより明瞭に確認
できるようにしてもよい。

なお、この吸水材８がないと電極部に一部侵入した溶
液により密閉されたセンサ内の気圧が高めとなり、以後
の溶液の侵入が急激に低下して電極に対する溶液の浸潤
が不十分となる虞れがある。これに対して吸水材８を入
れておけば、この吸水材８の吸水力により電極配置部は
逆に負圧となって、後続の溶液を十分に導入することが
できる。また、吸水材８が溶液を十分吸い上げ、吸水確
認孔1f部分も溶液で満たされた状態となると、電極収納
部はこの溶液により一種の密閉状態となるため、溶液採
取対象からセンサを引き抜いたり、センサを持ち運ぶ際
に吸収した溶液が電極配置部から抜け落ちる心配がな
い。

またさらに基板３及びセンサ本体内部の電極配置部分
に活性剤層を形成してあるため、溶液の表面張力を低減
させ、溶液の侵入および電極部の浸潤をより容易にして
いる。以上の方法により、通常は約１〜３分の短時間で
センサ内に溶液を十分に浸潤させることができる。

このようにして電極部に対して溶液を十分に浸潤させ
たセンサを引き抜き、測定装置本体に接続する。

また、水分含有量の少ない生コンクリートの場合に
は、溶液吸収までにやや時間がかかるが、コンクリート
部分に直接センサを差し込むようにしてもよい。

第６図は塩分計本体に対してセンサ本体を接続する状
態を示す。

先ずセンサの接続に当たってはセンサ本体１の蓋体部
1aを開け、基板３の外部接続端子部4aを露出させる。こ
の状態でセンサ本体１の外部接続端子部4aを塩分計本体
10のセンサ差し込み部10aに挿入することにより両者を
電気的に接続する。

センサ本体が接続されると塩分計本体10はセンサ本体
内の各電極5a〜5cにおける電流を順次測定し、この電流
値から含有塩分量を算出する。これら各塩分濃度のデー
タからこのセンサによる塩分濃度を判断する。因に、通
常は各電極の各々に対応する塩分濃度の平均値をこのセ
ンサによる測定塩分濃度とするが、例えば３つの値のう
ち、中間の値をこのセンサによる測定塩分濃度する等し
てもよい。測定結果は表示部10bに表示したり、またこ
れを用紙11にプリントアウトしてもよい。

以上本発明を溶液中の塩分を測定する場合を例に説明
したが、溶液中の他の要素を測定するためにも本発明を
利用し得ることは当業者において容易に想到し得るもの
である。

〔効果〕

本発明は以上具体的に示したように、電極部分を有す
るセンサを測定装置本体から独立して構成した使い捨て
型とし、センサ本体内には一つまたは複数個の電極と、
測定装置本体と電気的に接続する接続部を形成したセン
サであるので、測定装置本体と独立してセンサを取り扱
うことが可能となり、かつ取り扱いが非常に簡単で、さ
らに測定装置本体そのものはより安全な場所においてお
くことができる。

また使い捨てとしたことにより、校正の必要がなく、
かつ電極の洗浄（研磨）等の作業もなくなり、特に作業
現場での取り扱い性が向上し、しかも電極部の洗浄不良
による測定精度の低下等の問題も生じない。

【図面の簡単な説明】第１図は使い捨てセンサの斜視図、第２図はセンサの裏
面方向から見たセンサの分解斜視図、第３図は第１図の
Ｉ−Ｉ線による断面図、第４図（Ａ）は基板の平面図、
同（Ｂ）は基板に取り付けるカバー材の平面図、第５図
はセンサの使用状態を示す図、第６図は塩分測定装置本
体に対するセンサの取り付け状態を示す図、第７図
（Ａ）および（Ｂ）は従来方法による溶液抽出器及び同
抽出器から抽出した溶液の塩分を測定する塩分測定用セ
ンサの斜視図、第８図は別の従来型塩分測定センサの斜
視図である。１……センサ本体、1a……蓋体部 1c……電極位置部、1d……小孔 1g′……吸水材収納溝 1f……吸水確認孔 1g……電極収納溝２……フィルタ、３……基板４……配線、4a……外部接続端子 5a、5b、5c……銀電極８……吸水材、10……塩分測定装置本体Ｃ……生コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/22 G01N 33/24,33/38 G01N 27/28,27/416 G01N 27/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリートの塩分濃度を測定するセンサ
であって、一端に測定用電極を形成しかつ他端に測定装
置と電気的に接続する外部接続端子を形成した基板と、
この基板を取り付けるセンサ本体と、生コンクリート中
の溶液を濾過するためのフィルタとからなり、基板の電
極形成面とセンサ本体裏面とが対向するように前記基板
をセンサ本体に取り付けると共に、電極形成面が露出す
るようにしたカバー材をこのセンサ本体と基板との間に
介在配置させ、かつセンサ本体のうち電極が位置する部
分に対しては前記溶液を電極に供給する小孔を形成し、
さらにこの小孔を覆うようにセンサ本体表面にフィルタ
を配置するようにしたことを特徴とする使い捨てセン
サ。