JPH05322733A - 炭酸ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液相中の炭酸ガスの濃度を簡単に、短時間で
検知し、小型化できる炭酸ガスセンサ。 【構成】 密閉可能なセル１０に収容された液相中に溶
解した炭酸ガスが液相の上に構成される気相に放出され
る際の、気相にある圧力センサ７０が検出する気相の圧
力変動から液相中の炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガス
センサであって、検知する液相の体積量を検知液量と
し、セル１０の側面に、液供給弁２２付きの液供給口２
０と、検知液量まで水位を降下させる為の液排出弁３２
付きの液排出口３０とを備え、この液排出口３０の位置
より低い位置に検知液量の全量を排出する為の液排出弁
４２付きの液供給口４０と、この液排出口３０の位置よ
り高い位置に空気を供給と排出する弁５２付きの空気出
入口５０を備え、さらに検知液量で満たされる液相内に
超音波振動子６０を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液相中に溶解している
炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガスセンサに関し、具体
的には液相中に溶解した炭酸ガスが気相に放出される際
の気相の圧力変動から液相中の炭酸ガスの濃度を検知す
る炭酸ガスセンサであって、例えば炭酸飲料や炭酸泉等
における炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガスセンサに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液相中の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガ
スセンサとしては、液相に薬品を添加して液相のｐＨ
を調製し、電気化学的に炭酸ガスの濃度を検知するも
の、液相に薬品を添加して、溶解している炭酸ガスを
放出させ、炭酸ガスが放出された気相の熱伝導から炭酸
ガスの濃度を検知するもの、液相の赤外線吸収より炭
酸ガス濃度を検知するもの等が知られている。

【０００３】しかし、上記のようなガスセンサは、操作
が非常に複雑であり、使用に際して多大の時間と労力を
要する問題があり、もっと簡単な操作で液相中の炭酸ガ
スの濃度を検知できる炭酸ガスセンサが求められてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
発明は液相中の炭酸ガスの濃度を簡単に、短時間で検知
し、小型化できる炭酸ガスセンサを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る炭酸ガス
センサは、密閉可能なセル１０に収容された液相中に溶
解した炭酸ガスが液相の上に形成される気相に放出され
る際の、気相にある圧力センサ７０が検出する気相の圧
力変動から液相中の炭酸ガスの濃度を検知する炭酸ガス
センサであって、検知する上記液相の体積量を検知液量
とし、前記セル１０の側面に、液供給弁２２を有する液
供給口２０と、検知液量まで水位を降下させる為の液排
出弁３２を有する液排出口３０を備えると共に、この液
排出口３０の位置より低い位置に、液排出口３０によっ
て一定に保たれた検知液量の全量を排出する為の液排出
弁４２を有する液排出口４０を備え、この液排出口３０
の位置より高い位置に、空気を供給と排出する弁５２を
有する空気出入口５０を備え、さらに検知液量で満たさ
れる液相内に超音波振動子６０を備えていることを特徴
とする。

【０００６】

【作用】本発明におけるセル１０では液供給口２０から
液が供給され、空気出入口５０から空気が供給または排
出され、液排出口３０および液排出口４０からは液が排
出される。セル１０はこの液排出口３０が設けられてい
る高さと同一の高さまでセル１０内に液相を収容し、上
位に位置する空間に気相を収容し、一定の体積の液相と
気相とを収容したセル１０内を密閉状態にする。従って
本発明のセル１０は一定の体積の液相と気相を持つ密閉
状態を形成する。すなわち液排出口３０は検知液量を一
定とする働きをし、液排出口４０は一定に保たれた検知
液量の全量を排出する働きをする。そして本発明におけ
る超音波振動子６０は液相中に溶解した炭酸ガスを気相
に放出する働きをし、圧力センサ７０は気相の圧力変動
を検知する働きをし、これらの働きにより本発明の炭酸
ガスセンサは液相中の炭酸ガスの濃度を検知することが
できるものである。また液の供給ならびに排出等にポン
プモータ等の駆動部品を使用することなしにできる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を実施例に係る図面に基づいて
詳しく説明する。図１は本発明の一実施例に係る炭酸ガ
スセンサの全体構造を示す断面図である。

【０００８】図１において、セル１０は炭酸ガスの放出
による、セル内の圧力変動に耐えるだけの強度を持つ金
属あるいはアクリル樹脂の如き樹脂で作られればよく、
使用する材質に特に制約はない。セル１０の形状につい
ても縦断面、又は横断面が円筒形でも、角形でもいずれ
でもよい。このセル１０の側面中央部に、検知する炭酸
ガスが溶解されている液相の一定体積である検知液量ま
で水位を降下させる為の液排出口３０が設けられてい
る。さらにセル１０の側面にセル１０の底面を同一底面
とする液排出口４０を設けて上記検知液量を排出する。
この液排出口３０と対面するセル１０の側面に液供給口
２０が設けられている。この液供給口２０の位置は図示
のとおり液排出口３０より高い位置でもよいし、セル中
の液相が液供給口２０に逆流を生じ一定の検知液量が減
量しない限り液排出口３０より低い位置でもよい。一例
を挙げると、液排出口３０よりも液の水位が高く貯えら
れたタンクに液供給口２０が接続された構成でも図示の
液供給口２０と機能上同一である。従って、液供給口２
０の高さ方法の位置は特に限定するものではない。さら
にセル１０の天井面には空気出入口５０が設けられてい
る。

【０００９】そして、本発明に係る炭酸ガスセンサは前
記の液供給口２０に液供給弁２２を、前記の液排出口３
０に液排出弁３２を、前記の液排出口４０に液排出弁４
２を、前記の空気出入口５０に空気を供給、排出する弁
５２をそれぞれ備え、これらの弁の開閉によってセル１
０への液や空気の出入りが制御されるようになってい
る。これらの弁としては電磁弁が好ましいが、液や空気
の出入りを制御できればその他の種類の弁でもよい。

【００１０】そして、セル１０の底面には超音波振動子
６０が取り付けられており、セル１０の天井面には圧力
センサ７０が取り付けられている。この圧力センサ７０
は液に接触しても差支えのないタイプが好ましく、この
タイプのものとしては例えばコパル社製の「拡散型半導
体圧力センサＰＳ７」が用いられる。

【００１１】また、液排出口３０と空気出入口５０との
間に水位センサ８０を備えている。この水位センサ８０
はセル１０内に供給される液量が、液排出口３０より水
位が上位に位置していることを検知し水位を制御するた
めのものである。セル１０内に供給される液量の制御に
は、この水位センサ８０に代えて液供給口２０に流量計
を設置してもよいし、液供給弁２２にタイマーを設置し
てもいずれでもよく、水位センサに限定するものではな
い。。これらの弁２２、３２、４２、および５２の開
閉、超音波振動子６０の駆動、水位センサ８０の検知信
号は相互に連動する制御回路の付設により適宜行うこと
ができる。

【００１２】次に、本実施例の炭酸ガスセンサにおける
炭酸ガス濃度の検知の原理を図２〜図６を参照して説明
する。まず、液が供給されている状態を示す図２におい
て、液供給弁２２と空気を供給、排出する弁５２は開い
ており、液排出弁３２と４２は閉じている。従って液供
給口２０より液がセル１０内に供給されると、空気出入
口５０より空気が排出される。この時、超音波振動子６
０は停止している。

【００１３】そして図３に示すように、セル１０内の液
の水位が液排出口３０より上位に満たされると、水位セ
ンサ８０からの信号によって、液供給弁２２が閉じられ
る。次に、図３の液排出弁３２が閉じた状態から図４に
示すごとく液排出弁３２が開くと、セル１０内の液は液
排出口３０より排出され、代わりに空気が空気出入口５
０より供給される。

【００１４】そして、セル１０内の液が液排出口３０と
同一の位置に達すると、液の排出は止まる。従って液の
水位が液排出口３０の位置に保たれ、セル１０の液相の
体積量が一定となる。この一定となった液相の体積量を
もって前記検知液量と設定する。この状態で液排出弁３
２と空気を供給、排出する弁５２とを閉じる。セル１０
は密閉状態になる。すなわち図５に示すごとく、セル１
０の上位に一定体積の気相、下位に一定体積の液相が密
閉される。この時、超音波振動子６０を駆動すると、発
生する超音波の働きによって液相中に溶解している炭酸
ガスが気相中に短時間で放出され、気相に圧力変動が生
じ、この気相の圧力変動は圧力センサ７０の働きにより
簡単に検知することができ、液相中の炭酸ガスの濃度を
知ることができる。

【００１５】炭酸ガスの濃度検知が終われば超音波振動
子６０は停止し、液排出弁４２と空気を供給、排出する
弁５２とを開く。液排出口４０よりセル１０内の液が排
出されると、空気出入口５０より空気が供給され、やが
てセル１０内は空気のみの状態となり、そして、再び液
排出弁４２を閉じ、液供給弁２２を開けると図２に示し
た検知液量を採取する状態に戻る。この一連の動作を繰
り返せば、何度でも簡単に液相中の炭酸ガスの濃度を検
知することができる。

【００１６】これら図２〜図６の一連の動作、すなわち
弁２２、３２、４２、及び５２の開閉、超音波振動子６
０の駆動、水位センサ８０の検知信号はセル１０の外部
に前述のごとく制御回路を設けておき自動的に作動する
ことができる。

【００１７】また、上記実施例の記述から容易に推考さ
れるように、弁の開閉によりセル１０の上位に一定体積
の気相、下位に一定体積の液相が存在した状態で密閉さ
れればよい。従って、図７に示すようにセル１０の側面
に液排出口３０に代えて水位センサ８１を設けても、同
様に前述の検知液量を採取することができる。すなわ
ち、液供給口２０より供給された液の水位が検知液量に
達すると水位センサ８１からの信号により、液供給弁２
２が閉じられる構成を採用しても、前述実施例と同様に
液相中の炭酸ガスの濃度を検知することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の炭酸ガスセンサによれば弁の開
閉を制御するだけで液相中の炭酸ガスの濃度を検知でき
るので、液相中の炭酸ガスの検知を簡単に且つ短時間で
行うことができる。また液の排出等にポンプモータ等の
駆動部品を使用しないことにより、本発明の炭酸ガスセ
ンサは小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
断面図である。

【図２】図２は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理を示す断面図である。

【図３】図３は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理を示す断面図である。

【図４】図４は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理を示す断面図である。

【図５】図５は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理を示す断面図である。

【図６】図６は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
動作原理を示す断面図である。

【図７】図７は本発明の実施例に係る炭酸ガスセンサの
断面図である。

【符号の説明】

１０ セル ２０ 液供給口 ２２ 液供給弁 ３０ 液排出口 ３２ 液排出弁 ４０ 液排出口 ４２ 液排出弁 ５０ 空気出入口 ５２ 弁 ６０ 超音波振動子 ７０ 圧力センサ ８０ 水位センサ ８１ 水位センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 政則 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉可能なセル１０に収容された液相中
   に溶解した炭酸ガスが液相の上に形成される気相に放出
   される際の、気相にある圧力センサ７０が検出する気相
   の圧力変動から液相中の炭酸ガスの濃度を検知する炭酸
   ガスセンサであって、検知する上記液相の体積量を検知
   液量とし、前記セル１０の側面に、液供給弁２２を有す
   る液供給口２０と、検知液量まで水位を降下させる為の
   液排出弁３２を有する液排出口３０を備えると共に、こ
   の液排出口３０の位置より低い位置に、液排出口３０に
   よって一定に保たれた検知液量の全量を排出する為の液
   排出弁４２を有する液排出口４０を備え、この液排出口
   ３０の位置より高い位置に、空気を供給と排出する弁５
   ２を有する空気出入口５０を備え、さらに検知液量で満
   たされる液相内に超音波振動子６０を備えていることを
   特徴とする炭酸ガスセンサ。
2. 【請求項２】 前記セル１０が、液排出口３０と空気出
   入口５０との間の位置に、水位センサ８０を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の炭酸ガスセンサ。
3. 【請求項３】 請求項１において、液排出口３０の代わ
   りにセル１０内に検知液量に達したことを感知する水位
   センサ８１を有する炭酸ガスセンサ。