JPH0361847A - アルコール濃度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアルコール濃度検出装置、更に詳しくは細かい
不純物と共に、アルコール、例えばエチルアルコール、
イソプロピルアルコール等を含んだ検体中のアルコール
濃度を測定するための装置であって、特に印刷時に使用
するしめし液中のアルコール濃度の測定に適したアルコ
ール濃度検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、酒、ミリンの製造工程におけるアルコール濃
度の検出、あるいはオフセット印刷等に用いるしめし液
中のアルコール濃度の検出が行なわれていた。

このような従来行なわれていたアルコール濃度の検出は
、一般に、アルコールを含有した検体を汲みだして、そ
の水溶液の比重によってアルコール濃度を検出するもの
であった。

しかしながら、従来のような検出方法を取っていたので
は、検出の度にアルコールを含有した検体を汲みだす必
要があり、極めて面倒なこととなっていた。

そこで第４図に示すように、アルコールを含んだ検体１
にパイプ２を設けた箱体３をかぶせ、この箱体３中に蒸
発するアルコール濃度を箱体３に設けたガスセンサ６に
よって測定することによって検体ｌ中のアルコール濃度
を測定するような手段が提供されるに至った。

ただこのような測定にあっては、一方のパイプ２から箱
体３中に空気を送入させ、かつ他方のパイプ２から箱体
３中の空気を排出して、箱体３中にアルコールがない状
態とした後、一定時間が経過した時の箱体３中のアルコ
ール濃度を測定することによって、アルコールを含んだ
検体中のアルコール濃度を測定するものであった。

従って、依然としてアルコールの連続濃度測定が行なえ
ないこととなっていた。

また同時にアルコール蒸気圧は、検体１の温度に依存す
ることから、蒸発したアルコールの濃度によって、直接
アルコールを含んだ検体ｌ中のアルコール濃度を検出す
ることはできないこととなっていた。

そこでアルコールを含んだ検体から蒸発するアルコール
濃度をガスセンサで連続検出すると共に、アルコールを
含んだ検体の温度を測定して温度補正を行なうことによ
って、アルコールを含んだ水溶液のアルコール濃度を測
定することが行なわれるに至っている。

このような測定手段としては、第５図に示したように、
通風ポンプ４に連結した送風管５の一部にガスセンサ６
を設け、このガスセンサ６よりも送風側の通風管５に、
アルコールを含んだ検体ｌ中に位置させる気液分離膜に
よって形成した気体採取管７を設けると共に、検体１中
には温度センサ８を位置させ、かつ温度センサ８からの
検体温度出力によって、ガスセンサ６からのアルコール
濃度出力に温度補正を与えて最終出力するように形成し
た測定手段があった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら前述したような従来の手段によると、不純
物をあまり含んでいないアルコール、例えば飲料用のア
ルコールの濃度測定には向いているものの、印刷に用い
るしめし液のように、水とアルコールとの中に、インク
カスあるいはｐＨ調整用のＨ液等の不溶分が存在する検
体中のアルコール濃度を測定しようとすると、これら不
溶分が気液分離膜につまってしまい、実験の結果による
と、約４０日の使用によって、同一アルコール濃度であ
っても測定値が約１割程度低下することとなっていた。

そこで本発明は、アルコールを含んだ検体中に空気を吹
き込み、気泡となって上昇した空気中のアルコール濃度
を測定することによって、不溶物が存在する場合であっ
ても、検体からの直接測定及び連続測定を可能にすると
共に、特に気泡の破裂による脈流をフィルタによって層
流に変化させてガスセンサに至るようにして常に均一な
状態で測定可能としたアルコール濃度検出装置を提供す
ることを目的とする。

【問題点を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、外筒と、こ
の外筒の筒内の位置させる送気管としての内筒と、外筒
及び内筒をアルコールを含んだ検体中に位置させて、内
筒から検体中に吹き出して気泡となった空気を外筒内部
で捕獲し、その空気中のアルコール濃度を測定するガス
センサとから形成し、アルコールを含んだ空気が、外筒
からガスセンサに至る途中に目の粗いフィルタを位置さ
せたことを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るアルコール濃度検出装置は、外筒を検体で
あるアルコールを含んだ水溶液中に入れる。

するとこの外筒中の内筒も検体中に位置することとなる
。

その後、検体中に位置する内筒に空気を送り込むことに
よって、この内筒に送り込んだ空気を検体中に吹き出す
。

するとこの空気が泡となって外筒を上昇し、その気泡が
破裂した後、ガスセンサによってアルコール濃度を測定
されながら大気中に放出されるものである。

このように気泡が破裂すると、その破裂に伴なって空気
の流れが脈流となり、ガスセンサでは測定時によってア
ルコール濃度が不均一な状悪で測定されることとなるも
のの、本発明では、アルコールを含んだ空気が、外筒か
らガスセンサに至る途中に目の粗いフィルタを位置させ
である。

従って、アルコールを含んだ脈流としての空気流が発生
しても、その空気流がフィルタを通過することによって
層流となり、常に安定したアルコール濃度の測定が行な
えるものである。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を、図示例に従って説明する。

第１図は本発明に係る装置を示す概略図である。

図において、本発明に係るアルコール濃度検出装置は、
外筒１０と、この外筒１０の筒内に位置させる送気管と
しての内筒２０と、外筒ｌＯ及び内筒２０をアルコール
を含んだ検体３０中に位置させて、内筒２０から検体３
０中に吹き出して気泡となった空気を外筒ｌＯ内部で捕
獲し、その空気中のアルコール濃度を測定するガスセン
サ４０とから形成されている。

外筒ｉｏは、内筒２０から検体３０中に吹き出されてア
ルコール蒸気を含んだ気泡となった空気を捕獲するため
のものであり、検体３０中に差し込まれて使用するもの
である。またこの外筒ｌＯの筒内には、内筒２０の他に
、温度センサ５０が位置させである。またこのまた温度
センサ５０は、検体３０であるアルコールを含んだ水溶
液の温度を検出できるものであれば、半導体を用いるか
否かに関わらず使用することができる。

円筒２０は、送風ポンプ２１からの空気を、吹き出し調
整弁２２によって適宜流量に調整して検体３０中に吹き
出すためのものであり、その先端の吹き出し口２３が外
筒１０の筒内に位置するような長さとなっている。また
送風ポンプ２１からの空気は、分岐部２４によって吹き
出し調整弁２２を介して内筒２０に送りこまれる空気と
、開放調整弁２５を介して開放口に送られて空気中に放
出される空気とに分けられている またここで外筒１０及び内筒２０の材質としては、錆び
にくく、かつアルコールによって劣化しないものである
ことが必要とされ ガスセンサ４０は、外筒１０内部のアルコールを含んだ
空気中のアルコール濃度を測定するためのものであって
、外筒１０の内部に開口された捕獲口４１と外部に連通
している送出口４２との間に位置させである。また捕獲
口４１とガスセンサ４０との間には、目の粗いフィルタ
４３、例えば連続気泡性のスポンジが位置させである。

更にここで使用するガスセンサ４０は、アルコール濃度
の測定を行なうために二重金網で覆った防爆構造となっ
ているだけでなく、内金網４４と外金網４５との間に目
の細かい多孔質膜４６が配しである。具体的にガスセン
サ４０としては、接触燃焼式ガスセンサ４０あるいは半
導体式ガスセンサ４０等を使用するものである。

次に本発明に関わるアルコール濃度検出装置の作動につ
いて説明する。

まず最初に、検体３０中に、外筒１０を差し込む、また
このとき外筒ｌＯ中の内筒２０及び温度センサ５０も同
時に検体３０中に位置させるものである。

その後、送風ポンプ２１から内筒２０に空気を吹き込む
。

この時、送風ポンプ２１から送られる空気は、吹き出し
調整弁２２と開放調整弁２５との調整によって、必要な
流量だけ吹き出し調整弁２２を介して吹き出し口２３か
ら検体３０中に吹き出され、残りの空気は開放調整弁２
５を介して空気中に直接放出されるものである。

するとこの空気が、内筒２０の吹き出し口２３から検体
３０中に吹き出され、吹き出された空気は気泡となって
外筒１０中を上昇することとなる。

このとき、外筒１０中には、外筒１０中の検体３０表面
から蒸発したアルコールが存在すると共に、検体３０中
を上昇してくる気泡中に溶けたアルコールが共に外筒１
０中を上昇することとなる。

このようにして外筒１０中を上昇してくるアルコールを
含んだ空気は、フィルタ４３を介してガスセンサ４０に
至ることとなる。

ここで内筒２０から検体３０中に送り出された空気は、
気泡となって外筒ｌＯの筒内に相当する検体３０中を上
昇し、やがて検体３０上面に達すると気泡が破裂した状
態で外筒１０内部に位置し、フィルタ４３を介してガス
センサ４０に達することとなる。従って気泡が破裂した
直後の空気は、気泡の破裂によるバブリングによって脈
流となるものの、ガスセンサ４０に達する空気は、フィ
ルタ４３によってこの脈流が押えられ、層流として測定
できることとなる。

このようにして、上昇してくる気体中のアルコール濃度
をガスセンサ４０によって測定することとなる 一方温度センサ５０からは、外筒ｌＯ中の検体３０の温
度情報が出力されることとなるので、出力された温度情
報のもとでのあらかじめ計測しておいたガスセンサ４０
からの出力テーブルを図示しない検索部によって検索し
、その結果とガスセンサ４０からの出力とを図示しない
比較部によって′比較し、検体３０のアルコール濃度を
図示しない出力部に出力するものである。なおこのよう
な手段をとらず、あらかじめ各温度に対応した係数を求
めておき、温度センサ５０による測定結果によって一定
の演算を行なって出力部に出力することもできる。

なおここにおける出力は、単に数値を表示するだけのも
のとして形成することもできるし、あらかじめ設定した
一定濃度範囲を外れた時に警報を発する、あるいはアル
コール追加の指示を出す等のようにすることもできる。

このような実施例に係るアルコール濃度検出装置は、検
体３０中に不溶物が存在したとしても、この不溶物によ
って故障する部分がないので、長期間安定して使用する
ことができるものである。

また単に検体３０表面からの蒸発アルコールによるアル
コール濃度測定に比べて、気泡中に溶けているアルコー
ルも測定に利用できるので、外筒ｌＯの直径が小さい場
合であっても充分連続測定が行なえるものである。

また外筒ｌＯを検体３０中に差し込むので、検体３０の
流れ等によって測定誤差が生じることもない。

この実施例では、送風ポンプ２１からの空気を５分岐部
２４によって吹き出し調整弁２２を介して内筒２０に送
りこまれる空気と、開放調整弁２５を介して開放口に送
られて空気中に放出される空気とに分けている。これは
送風ポンプ２１からの全送風量を、吹き出し調整弁２２
のみで絞って内筒２０に送り出そうとすると、吹き出し
調整弁２２のオリフィスをかなり絞らなければならない
ためにかゴミ等で詰まってしまうことから、不要な風量
骨に相当する空気を、外部に開放することによって、吹
き出し調整弁２２の詰まりを防止するためである。

具体的に、１．５１／ｍｉｎの性能の送風ポンプ２１を
用い、この風量を０．５Ｊ１／ｍｉｎに絞って検体３０
中に送り出す場合、第２図に示すように、同一の調整弁
を単独で使用した場合は、５日の使用で約２割の送風量
低下が測定されたものの、実施例のように吹き出し調整
弁２２の他に開放調整弁２５を設けた場合には２０日の
使用によってもほとんど送風量の低下はみちれず、２〜
３ケ月はメインテナンスフリーで使用できるものであっ
た。また更に、この実施例のようにすると、送風ポンプ
２１からの送風量を極端に絞ることがないので、送風ポ
ンプ２１にも負担がかからず、送風ポンプ２１の耐用年
数も長くできるものである。

またこの実施例では、外筒１０内部に設けた捕獲口４１
とガスセンサ４０−との間に、目の粗いフィルタ４３、
例えば連続気泡性のスポンジが位置させであるので気泡
の破裂によるバブリングによって脈流となった空気の流
れが、ガスセンサ４０に達するまでに、フィルタ４３に
よってこの脈流が押えられ、層流として測定できること
となる。従って脈流のままであるとアルコール濃度が不
均一に測定されるものの、測定時の流れを層流としたの
で常に均一の濃度として測定することができる。またこ
こで使用するフィルタ４３としては、脈流をおさえるこ
とができれば足りるものの、２０〜８０％程度の空孔率
を右するフィルタ４３であることが望ましい。

またこの実施例では、ガスセンサ４０を、アルコール濃
度の測定を行なうために二重金網で覆った防爆構造とし
ているだけでなく、内金網４４と外金網４５との間に目
の細かい多孔質膜４６を配して形威しである。従って仮
りに何等かの原因によってガスセンサ４０に水がかかっ
た場合であっても、この多孔質膜４６によって水が内部
に侵入することがない、またここで使用する多孔質膜４
６としては、アルコールを含んだ空気を通過させ、水の
通過を阻止できるものであれば足りるものの、０．５〜
５７ｚｍ程度の空孔率であり、かつガスセンサ４０を加
熱することから耐熱性に優れた材料、例えばテフロン樹
脂で作った多孔質膜４６を使用することが望ましい。

更にこの実施例では、外筒１０の筒内に温度補償用の温
度センサ５０が位置させである。この温度センサ５０は
、外筒ｌＯ外部に設けろこともできるが、外筒ｌＯ内部
では気泡が破裂し、その破裂に伴う気化熱による温度低
下があるので。

この実際に測定する場所である外筒１０内の検体３０温
度を温度センサ５０によって測定することが望ましい、
なお実測値によると、外筒１０の！Ｉト部の検体３０温
度に比べて、外筒１０の内部の検体３０温度が、約１〜
２℃低いことが測定された。

更に検体３０温度と送風ポンプ２１からの送風温度とが
異なる場合には、送気管あるいは外筒ｌＯに水滴が付着
し、この水滴に溶けるアルコールによって正しいアルコ
ール濃度の測定が行なえないこともあるが、検体３０温
度を温度センサ５０によって測定しているので、その測
定温度に送風を雑持することによって上記弊害は生じな
いものである。

なお第３図に示したグラフは１本発明に係るアルコール
濃度検出装置と第４図に示した従来のアルコール濃度検
出装置との特性の経時変化を比較したものである。

この実験は、 検体３０温度；１５±℃ 検体３０ＰＨ：５〜７ の条件で行なった結果を、 ０；本発明に係るアルコール濃度検出装置口；従来のア
ルコール濃度検出装置 として示したものである。

このグラフからは、従来のアルコール濃度検出装置では
４日の経過によって特性が約１割減少するのに対して、
本発明に係るアルコール濃度検出装置は、検出結果が経
時的にほとんど変化せず、長期間安定して用いることが
できることがわかる。

なお以上の説明において、検体３０中のアルコールとし
てエチルアルコール、イソプロピルアルコールを例とし
て説明したが、他のアルコールでも使用可能であること
はいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、アルコールを含んだ検
体中に空気を吹き込み、気泡となって上昇した空気中の
アルコール濃度を測定することによって、不溶物が存在
する場合であっても、検体からの直接測定及び連続測定
を可能にすると共に、特に気泡の破裂による脈流をフィ
ルタによって層流に変化させてガスセンサに至るように
して常に均一な状態で測定可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアルコール濃度検出装置を示す概
略図、第２図は送風ポンプに吹き出し調整弁と開放調整
弁とを設けた場合の経時特性を示すためのグラフ、第３
図は本発明に係るアルコール濃度検出装置の特性の経時
変化を従来のアルコール濃度検出装置と比較して示した
グラフ、第４図及び第５図は従来提案されていたアルコ
ール濃度検出装置を示す概略図である。 １０・・・外筒 ２１・・・送風ポンプ ２３・・・吹き出し口 ２５・・・開放調整弁 ４０・・・センサ ４２・・・送出口 ４４・・・内金網 ４６・・・多孔質膜 ２０・・・内筒 ２２・・・吹き出し調整弁 ２４・・・分岐部 ３０・・・検体 ４１・・・捕獲口 ４３・・・フィルタ ４５・・・外金網 ５０・・・温度センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外筒と、この外筒の筒内の位置させる送気管として
   の内筒と、外筒及び内筒をアルコールを含んだ検体中に
   位置させて、内筒から検体中に吹き出して気泡となった
   空気を外筒内部で捕獲し、その空気中のアルコール濃度
   を測定するガスセンサとから形成し、 アルコールを含んだ空気が、外筒からガスセンサに至る
   途中に目の粗いフィルタを位置させたことを特徴とする
   アルコール濃度検出装置。