JPH0361848A - 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ｌ
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−・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を設けると共じ、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１．、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、特になんらかの原因によって水分が侵入した場合
であっても、ガスセンサに損傷が生じないようなアルコ
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
センサとから形成すると共に、ガスセンサを、空気を通
過させるものの水分を通過させず、かつ耐熱性に優れた
多孔質膜にて覆っ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
よりで、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ど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。

このように検体中を気泡が上昇することから、アルコー
ル濃度検出装置の周囲に水分が存在することとなり、な
んらかの原因によってアルコール濃度検出装置中に検体
あるいは他の水分が侵入することも考えられるが、本発
明では、ガスセンサを、空気を通過させるものの水分を
通過させず、かつ耐熱性に優れた多孔質膜にて覆っであ
る。

従って、この多孔質膜は、耐熱性に優れ・（いるのでガ
スセンサを加熱しても損傷しないだけでなく、空気を通
過させるものの水分を通過させないので、ガスセンサに
水分が達することがすく。

長期間安定してフルコール濃度の検出が行なえるもので
ある。

［実施例］ 以下本発明の〜実施例を１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（、本発明に係るアルコ−・ル濃度検出装置は
、外筒１０　）：、この外筒ｔｏ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３０中に吹き出して気泡となった空気を外筒１０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ｌＯ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１０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。

内筒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ｌＯ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１１１０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ｌＯの内部に開口された捕獲口４１と外部に連
通Ｌ７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ｌＯを差し込む、また
このとき外筒ＩＯ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ｉｏ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ｌ
Ｏ中を上昇することとなる。

このようにして外筒ｌＯ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５ｏ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１０を検体３ｏ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、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
分に相当する空気を、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、ｌ　＋　５！Ｌ／ｍｉ　ｎの性能の送風ポン
プ２１を用い、この風量を０．５ＪＬ／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ｌＯ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
を有するフィルタ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を配して形成しである。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〜
５ｇｍ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１０外部に設けることもできるが、外筒１０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ｌＯ
内の検体３０温度を湿度センサ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ｌＯの外部の
検体３０温度に比べて、外筒ｌＯ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
定温度に送風を維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、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Ｏ：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、特になんらかの原因によって水分
が侵入した場合であっても、ガスセンサに損傷が生じな
いものである。

【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いたア
ルコール濃度検出装置を示す概略図である。

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すると共に、 ガスセンサを、空気を通過させるものの水分を通過させ
   ず、かつ耐熱性に優れた多孔質膜にて覆ったことを特徴
   とするアルコール濃度検出装置。