JP3481905B2 - 配管系監視用濃度計センサー - Google Patents

配管系監視用濃度計センサー

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JP3481905B2 JP2000203467A JP2000203467A JP3481905B2 JP 3481905 B2 JP3481905 B2 JP 3481905B2 JP 2000203467 A JP2000203467 A JP 2000203467A JP 2000203467 A JP2000203467 A JP 2000203467A JP 3481905 B2 JP3481905 B2 JP 3481905B2
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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配管系監視用濃度計セ
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
るようにした配管系の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，配管系の監視用濃
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配管系監視用濃
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し正面に先端側に向けて拡開
円錐面状のテーパー面を配置したシリンダー状ホルダー
と，これに絶縁断熱部材を介して配置した非接地側の電
極を兼用する中空棒状の感温スリーブとを備えてセンサ
ーを形成し，これを配管系内のセンサー孔から挿入設置
して被測液の流速を直接に受ける位置に配置して導電率
又は誘電率の測定を行なうようにする一方，上記感温ス
リーブを上記テーパー面内に位置して正面先端部分に露
出する感温素子内蔵の突出感温部とその後端位置の小径
の張出フランジを備えたものとして，被測液との確実な
接触を確保し，テーパー面内の感温スリーブと張出フラ
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配管系の被測液と常時熱的平衡状
態とすることによって，被測液に温度変化があった場合
に感温スリーブが可及的速やかにこれに追随して熱的平
衡状態を確保し得るようにするとともに，上記テーパー
面と該テーパー面内に位置する突出感温部及び張出フラ
ンジによる正面の先端部分を可及的に単純形状にして空
隙や孔等が存在しない構造とすることによって，該正面
先端部分に気泡が付着するのを防止し，その被測液との
接触部分がＣＩＰ洗浄時の水圧を直接に受けてその洗浄
性を向上す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
ようにし且つ配管系のセンサー孔からその系内に挿入設
置して該系内の被測液を直接受ける位置に配置すること
によって被測液の確実な接触と該被測液接触部分への洗
浄水の水圧による直接の洗浄を行なうようにした配管系
設置の監視用濃度計センサーであって，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し
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
面を形成したシリンダー状ホルダーと，該シリンダー状
ホルダーに密嵌して配置した絶縁断熱部材を介して配置
し上記対向電極の非接地側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且つ該感温スリーブを上
記絶縁断熱部材を前後に挿通し径内中心位置に気密に保
持することによって上記シリンダー状ホルダーにおける
テーパー面内に位置して正面先端部分に露出してその内
側中空部に温度測定用の感温素子を内蔵した突出感温部
と該突出感温部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とを備えて形成してなる
ことを特徴とする配管系監視用濃度計センサーとしたも
のである。
【０００７】 請求項２に記載の発明は，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
の充填配管系の供給タンクと充填機間に配置してなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の配管系監視用濃度計セ
ンサーとしたものである。
【０００８】 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。
【０００９】
【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は配管系監視用濃度計であ
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間，本例にあってはサージタンク１とフィラータ
ンク２間に配置したものとしてある。
【００１０】即ち監視用濃度計Ａは被測液Ｃの導電率又
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Ｃの濃度異常を測定監視するようにし且つ配管系の
センサー孔からその系内に設置して該系内の被測液を直
接受ける位置に配置することによって被測液に確実な接
触と該被測液接触部分への洗浄水の水圧による直接の洗
浄を行なうようにすることによって，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。
【００１１】即ち監視用濃度計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，このとき該センサー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上記被測液Ｃ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。
【００１２】 監視用濃度計Ａのセンサー１０は，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
極を兼用し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を形成したシリンダー状ホルダー１１
と，該シリンダー状ホルダー１１に密嵌して配置した絶
縁断熱部材１９を介して配置し上記対向電極の非接地側
電極を兼用する温度測定用中空棒状の感温スリーブ１４
とを備え且つ該感温スリーブ１４を上記絶縁断熱部材１
９を前後に挿通し径内中心位置に気密に保持することに
よって上記シリンダー状ホルダー１１におけるテーパー
面１２内に位置して正面先端部分に露出してその内側中
空部に温度測定用の感温素子１７を内蔵した突出感温部
１５と該突出感温部１５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とを備えて
形成してある。
【００１３】 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。
【００１４】 本例にあって感温スリーブ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。
【００１５】 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。
【００１６】 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
１９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。
【００１７】 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。
【００１８】 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。
【００１９】 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。
【００２０】
【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，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。
【００２１】請求項２に記載の発明は，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 (56)参考文献 特開 昭63−243743（ＪＰ，Ａ) 特開2000−162168（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−163862（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−136557（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−14061（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/24

Claims (2)

    (57)【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
    ようにし且つ配管系のセンサー孔からその系内に挿入設
    置して該系内の被測液を直接受ける位置に配置すること
    によって被測液の確実な接触と該被測液接触部分への洗
    浄水の水圧による直接の洗浄を行なうようにした配管系
    設置の監視用濃度計センサーであって，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し
    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
    面を形成したシリンダー状ホルダーと，該シリンダー状
    ホルダーに密嵌して配置した絶縁断熱部材を介して配置
    し上記対向電極の非接地側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且つ該感温スリーブを上
    記絶縁断熱部材を前後に挿通し径内中心位置に気密に保
    持することによって上記シリンダー状ホルダーにおける
    テーパー面内に位置して正面先端部分に露出してその内
    側中空部に温度測定用の感温素子を内蔵した突出感温部
    と該突出感温部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とを備えて形成してなる
    ことを特徴とする配管系監視用濃度計センサー。
  2. 【請求項２】 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の供給タンクと充填
    機間に配置してなることを特徴とする請求項１に記載の
    配管系監視用濃度計センサー。
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