JPH0723233U

JPH0723233U - 容積測定装置

Info

Publication number: JPH0723233U
Application number: JP5306993U
Authority: JP
Inventors: 胞雄伏見; 啓介清水; 邦男長谷川; 秀彦木下
Original assignee: 雪印乳業株式会社
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複雑な形状をもつ容器の容積測定が可能で、
かつ外圧に影響され易い容器の容積測定をも可能とする
測定装置をうることを目的とするものである。【構成】水槽２と測定物チャンバー１と容積測定チャ
ンバー３からなり、これらの水槽チャンバーは、出入口
にコックを持った気密性のある導管で互いに連結され、
その測定物チャンバー１には開閉可能な蓋体が取り付け
られており、又容積測定チャンバー３は気密性があり、
上部には内圧測定用マノメータ８、下部にはメスシリン
ダー１６さらに底部に排水用のコックが取り付けられて
いることを特徴とする密封容器等の容積測定装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本案は、外圧によって変形しやすい密封容器の容積を正確に、ばらつきを少なく、非破壊的に、測定するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、包装容器などの容積測定は、外寸法を測定し、算出する方法と、複雑な形状の物体等は大きなチャンバーの中に水を満たし、測定物を水中に沈め、溢れでる水の量を測定する方法によっていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の外寸法を測定し、算出する方法は複雑な形状の算出は難しい。又、測定物を水中に沈める装置を用いた方法は外圧によって変形する密封容器等は水圧の影響を受けるため正確な容積の測定は不可能である。後者の方法を具体的に説明すると、図７において測定槽（２２）に水を満たし、吐出口（２３）から水を溢れさす。次に測定物（１１）をおもり（２７）と共に測定槽（２２）に入れ、吐出口（２３）から溢れた水をメスシリンダー（２４）に取り秤量する。この秤量値が測定物（１１）の容積である。しかしこの方法は測定物（１１）の出し入れのため測定槽（２２）の上部開口部（２５）を広くする必要があり、水の表面張力により水面（２６）の位置が僅かにずれると溢れる水の量にばらつきが生じやすい。更に、この方法は測定物が軟質フィルムで構成された袋のような外圧で容積が変化するものの場合、水圧で変形するため正確な測定が行えない。更に測定物を水に沈ませ、その浮力を測定することにより体積を求める方法も考えられるが、この方法も測定物が水圧で変形するため正確な測定が行えない。したがって本案は複雑な形状をもつ容器の容積の測定が可能でかつ、外圧に影響され易い容器の容積測定をも可能とする容積測定装置をうることを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本案は以上のような目的を達成するため次のような測定装置を提供するものである。すなわち、水槽と測定物チャンバーと容積測定チャンバーからなり、これらの水槽とチャンバーは出入口にコックを持った気密性のある導管で互いに連結されその測定物チャンバーには開閉可能な蓋が取り付けられており、又容積測定チャンバーは気密性があり、上部には内圧測定用マノメータ、下部にはメスシリンダー、さらに底部に排水用のコックが取り付けられている容積測定装置である。そして容積測定チャンバーには容積測定用の目盛りを有していることを特徴とするものである。かかる手段を用いることにより変形しやすい密封容器の容積を水圧等の外圧や水などの表面張力に影響されずに、正確に、ばらつきを少なく、非破壊的に測定することができる。

【０００５】

【作用】

水槽から測定物チャンバーに脱気した純水又は水を入れて測定物チャンバー内の気体を容積測定チャンバーに排出してその気体の容量を測定する。次に測定物チャンバーに測定する物体を入れ、次いで脱気した純水又は水を入れて測定物チャンバー内の測定物を除く気体を容積測定チャンバーに排出してその気体の容量を測定する。これら気体の容量の差を求めて軟質で複雑な測定物の容積を正確に測定する。以上のような測定は大気圧で行い、測定物が変形しないようにする。

【０００６】

【実施例】

以下図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は本案の容積測定装置である。本案は、図１に示すように水槽２と測定物チャンバー１と容積測定チャンバー３からなり、気密性のある導管（４〜６）で連結されている。さらに、水槽２と測定物チャンバー１と容積測定チャンバー３の各機器間にはコック（ａ〜ｆ）が取り付けられている。測定物チャンバー１は気密性があり、開閉可能な蓋７が取り付けられている。また、容積測定チャンバー３は気密性があり、上部には内圧測定用マノメータ−８があり、底部に排水用コックｇが取り付けられており、容積測定用の目盛り９を有している。本案はこれらの事を特徴とする。導管（４〜６）はそれぞれの管が連結されていてもよい。導管（４〜６）のコック（ａ〜ｆ）は、それぞれを開閉操作ができ、閉めた時は、水槽２と測定物チャンバー１と容積測定チャンバー３の各機器間を遮断し、開けた時は各機器間を導管（４〜６）を通して連通するようにつけられればよい。。内圧測定用マノメーター８は、容積測定用チャンバー３の内圧を測定するもので絶対圧力計でも外気との差圧を測定する差圧計でもよい。また、水銀や水等の液体を用いたものや歪みゲージを利用した電気式のもの等を使用してもよい。容積測定用の目盛り９は、容積測定チャンバー３の最上部１０から目盛り位置までの容積を示すものである。ただし、容器の絶対値を示す必要はなく、目盛り間隔の相対的な差が正確であればよい。また、この目盛り９は必要な部分にあればよく、必ずしも容積測定チャンバー３の底部から上部の全域にわたりつける必要はない。本案の測定装置を用いる場合、水槽２と容積測定チャンバー３にはあらかじめ水の様な液体で満たしておき、特に容積測定チャンバー３には気泡等の気体を入れないでおく。次に測定物１１を測定物チャンバー１内に入れて、チャンバーの蓋７を閉め密封する。この時、測定物チャンバー１の気体の圧力は大気圧であるしたがって、測定物１１の環境は、大気圧であり、測定物１１は変形していない。ここで、水の様な液体を水槽２より測定物チャンバー１に注入し、チャンバー内の測定物１１を除いた気体を容積測定チャンバー３に全量押し出し移動させる。水の様な液体の移動は導管（４〜６）のコック（ａ〜ｃ）を操作することによりおこなう。気体移動直後は、移動された容積測定チャンバー３内の気体は内圧が掛かっている。しかし、容積測定チャンバー３上部の内圧測定用マノメーター８が大気圧を示すように底部の排出バルブｇを操作し、液体を排出することにより容積測定チャンバー３内の気体を大気圧にする事ができる。ここで、容積測定チャンバー３に付けられた目盛り９により、気体の容積Ｖ₁を測定する。このＶ₁ は、大気圧における測定物チャンバー１の気体の容積から測定物１１の容積を差し引いたものである。したがって、同様な方法で、予め測定物１１を入れない測定物チャンバー１の気体の容積Ｖ₀を求めておけば以下の式により、大気圧での測定物１１の容積Ｖを求める事ができる。Ｖ＝Ｖ₀−Ｖ₁

【０００７】尚、Ｖ₀、Ｖ₁は絶対値として正しい必要はなく、Ｖ₀とＶ₁の差が正確であれば、Ｖは正しく求まる。したがって、容積測定チャンバー３に付けられた目盛り９は、目盛り間隔の相対的な差が正確であればよい。また、目盛り９で容積を読み取る際、液体のメニスカスの下側を読み取るようにすれば、液体の表面張力の影響を最小限にすることができる。さらに、測定物チャンバー１内の気体を容積測定チャンバー３へ移動する際にコック（ａ〜ｃとｇ）の操作をうまく行い、容積測定チャンバー３には気体のみを移動すれば、気体の容積Ｖ₀、Ｖ₁は、排出コックｇより排出された液体を計量する事により求められる。その場合は、目盛り９を用いることはない。このようにして、本案の容積測定装置を用いることにより、水圧等の外圧に影響され変形しやすい軟質で複雑な密封容器の容積を測定用液体の表面張力の影響を最小限にして、正確に、非破壊的に、測定できる。尚、測定用液体は水や水に界面活性剤を添加したものが考えられ、測定用に用いる気体を吸収しにくく、表面張力の少ないものが望ましい。また、測定用気体は空気や窒素・アルゴン等が考えられ、測定用に用いる液体に吸収されにくいものが望ましい。更に本案の容積測定装置は、装置の大きさを変えれば、１０ｃｃ以下の容積のものから１０リッター以上の容積のものまで測定することができる。測定物チャンバー１もガラス製が望ましく、測定物（１１）や測定用液体、測定用気体の挙動が良く見えるようにする。測定物チャンバー（１）には、測定物（１１）の入れ出しを容易にするために、開閉可能な蓋（７）が上部にとりつけられており、蓋（７）の接合部（１２）にワセリンを塗り、金具（１３）で抑える事により、閉めた時は測定物チャンバー（１）内の気密性は保たれる。ゴム管（２０）、（２１）が導管（６）に接合されているため、蓋（７）の開閉は自由に行える。測定物チャンバー（１）に取り付けられた蓋（７）は滑らかな曲面であり、測定用気体の溜まりが出来にくくしてあり、蓋（７）の最上部に容積測定チャンバー（３）への導管（６）がコックｅを介し取り付けられている。測定物チャンバー（１）へ入る導管（４）はコック（ｂ）を介し測定物チャンバー（１）の底部に取り付けられており、測定用液体の注入の際、気泡の発生がないように工夫してある。更に測定物チャンバー（１）の最底部には、測定用液体排出用のコック（ｈ）が取り付けられている。また、コック（ｉ）を介しＮ₂ボンベ（１４）が、コックｋを介しマノメーター（１５）が、測定物チャンバー（１）の上部にはコックｊを介し外部から空気の侵入を防ぐ逆止弁（１８）がそれぞれ取り付けられている。容積測定チャンバー（３）は測定物チャンバー（１）よりもやや大きめでありガラス製が望ましい。最上部（１０）にはコック（ｃ）を介し測定物チャンバー（１）への導管（６）が接続され、上部には、コック（１）を介しマノメーター（８）が、底部には測定用液体排出用のコック（ｇ）が取り付けられている。また、容積測定チャンバー（３）の下部はメスシリンダー（１６）となっており、容積測定チャンバー（３）の最上部（１０）から容積の相対値が測定できるように目盛り（９）が刻印されている。また、メスシリンダー（１６）は容積測定チャンバー（３）全体より細かくなっており、正確な容積測定ができる。以上の如く測定物チャンバー（１）や容積測定チャンバー（３）は水の流入状態やガスの滞留が一目で確認できる透明性のあるガラス製、又はポリカーボネート製がよく、チャンバー等は剛性のある透明な容器、例えばポリカーボネート容器がよい。

【０００８】図１は本実施例の容積測定装置図、図２〜５はそれぞれ測定操作の過程を示す図である。まず、図１より本実施例の容積測定装置の構成を説明する。図１に示すように本実施例の容積測定装置は水槽（２）と測定物チャンバー（１）と容積測定チャンバー（３）からなり、気密性のあるガラス製の導管（４〜６）にてそれぞれが連結されている。水槽（２）・測定物チャンバー（１）・容積測定チャンバー（３）、それぞれの機器の出入り口と導管（４〜６）の間には、６個のガラス製のコック（ａ〜ｆ）が取り付けられている。コック（ａ〜ｆ）には開閉の機能があり、またワセリンが塗られており気密性は保たれている。測定物チャンバー（１）の出入り口に取り付けられたコック（ｅ）および容積測定チャンバー（３）の出入り口に取り付けられたコックｃと導管６は、ゴム管（２０）、（２１）により接合されている。ゴム管（２０）、（２１）はコック（ｅ）、（ｃ）および導管６に密着しており、気密は保たれている。水槽（２）は測定物チャンバー（１）と容積測定チャンバー（３）に充分な測定液体を供給できるだけの容量を持つ。また、水槽２は測定物チャンバー（１）や容積測定チャンバー（３）より高い位置にあり、ポンプ等を用いずに測定用液体を供給できる。更に水槽（２）は温度コントローラー（１７）を持ち、測定用液体の温度を一定にすることができる。

【０００９】次に本装置を用いた操作手順の一例を図２〜５の測定操作の過程を示す図を用いて説明する。測定用液体として水を、測定用気体としてＮ₂ガスを用いた例を示す。操作手順は次の通りである。（イ）すべてのコック（ａ〜ｌ）を閉め、水槽（２）に水を入れ、温度コントローラー（１７）を用いて水を一定温度にする。（ロ）コックａ，ｂ，ｈを開け、導管（４）を水で満たし、コックａ，ｂ，ｈを閉める。（ハ）コックｆ，ｄ，ｃ，ｅ，ｊを開け、容積測定チャンバー（３）へ水を導き、容積測定チャンバー（３）と導管（６）内の空気溜まりがなくなった事を確認し、コックｅ，ｃ，ｄ，ｆをこの順に閉める。（図−２参照）（ニ）コックｉを開け、Ｎ₂ガスで測定物チャンバー（１）をＮ₂ガスで満たす。コックｉを閉め、コックｋを開ける。マノメーター（１５）により、測定物チャンバー（１）が大気圧になった事を確認したら、コックｋとｊを閉める。（ホ）コックａ，ｂ，ｅ，ｃ，ｇをこの順に開け、水槽（２）の水の圧力で測定物チャンバー（１）内のＮ₂ガスを容積測定チャンバー（３）へ送り込む。測定物チャンバー（１）内のＮ₂ガスが全て容積測定チャンバー（３）へ送り込まれたことを確認したら、コックｃ，ｇ，ｅ，ｂ，ａをこの順に閉める。（図−３参照）（ヘ）コック（１）を開け、マノメーター８で容積測定チャンバー（３）内の圧力が大気圧になるように、コックｇの開閉操作により水を排出する。大気圧になったら、コックｇ，ｌをこの順に閉める。（ト）水の水面の位置より、メスシリンダー（１６）の目盛り９を用いて、容積測定チャンバー（３）内のＮ₂ガスの容積を読み取り、測定物チャンバー（１）の容積Ｖ₀を求める。（チ）コックｉ，ｈを開け、Ｎ₂ガスで測定物チャンバー（１）にＮ₂ガスを送り込みコックｈより測定物チャンバー（１）内の水を排出する。（リ）蓋７を開け、チャンバー内の水分を拭き取り、測定物（１１）を測定物チャンバー（１）内に入れ、蓋７を閉める。更に全てのコックを閉める。（図４参照）（ヌ）（ハ）から（ト）まで同様の操作を行い、測定物チャンバーから測定物（１１）の容積を除いた容積Ｖ₁を求める。（図５参照）（ル）測定物（１１）の容積Ｖを以下の式より求める。Ｖ＝Ｖ₀−Ｖ₁ 次にこの操作手順を用いて測定した実験例を示す。測定物（１１）には、ポリエステルとポリエチレンでラミネートされた包材で幅２５mm、長さ１００mmのステック包装袋を用いた。内容物として空気を約８cc 入れた。測定結果を表１に示す。

【表１】比較例として実験例と同じ包装袋を図−７の装置を用い、測定した。この装置は一般的に容積測定に用いられる方法であり、測定物を水中に沈め、溢れる水の量を測定することにより、測定物の容積を求める方法である。この方法で求めた結果も表１に示す。表１に示すように、実験例による測定は比較例の方法と比べればばらつきがなく、また大きな値を示している。これは比較例の方法は水の表面張力により、溢れる水の量が一定でなく、また水圧等の外圧により測定物が変形し、正確な値が求まらないためである。一方、実験例による測定はこのような事が少なく、ばらつきの少ない正確な測定を行うことができる。表１からわかるように本案装置を使用して測定した容積は従来の方法と比較して水圧の影響を受けないから数値が真の値を示し、精度が高く良好であることがわかった。図６は変形実施例であって導管の接続方法を異にしているもので、導管（６）が水槽（２）とコック（ｎ），（ｍ）を介して接続され、導管（５）が省略されている。操作手順は水の誘導方法に相違があるが前記実施例と大きな変わりはない。何れにしても、本案装置のものは装置を大気圧にしてチャンバー内全体の気体の容量から測定物の容積を排除した気体の容量を差し引いて測定物の容積を求めることができるもので、測定に使用した気体が測定物の複雑な部分を充満し、どんな形状でも正確に測定できる。又流入する液体は容量測定装置に気体を誘導するのに使用するだけであり、測定物に水圧がかかっても気体の容積に関係なく正確に容積を測定することができる。

【００１０】

【考案の効果】

本案の装置によれば測定に使用した気体が測定物の複雑な部分に充填し、どんな形状でも正確に測定できる。又流入する液は容積測定チャンバーに気体を誘導するのに使用するだけであり、測定物に液圧がかかっても気体の容積に関係なく正確に測定物の容積を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案装置の測定前の状態図

【図２】導管と容積測定チャンバーに水を満たし、測定
物測定チャンバーに気体を満たした状態図

【図３】容積測定チャンバー内に測定物測定チャンバー
内の気体を移動させた状態図

【図４】測定物測定チャンバー内に測定物を入れた状態
図

【図５】測定物測定チャンバー内の気体を容積測定チャ
ンバーに入れて図３と同様に気体の容積を測定する状態
図

【図６】変形実施例図

【図７】従来の測定装置の説明図

【符号の説明】

１測定物チャンバー２水槽３容積測定チャンバー４導管５導管６導管７測定物チャンバーの蓋８容積測定チャンバーの内圧測定用マノメーター９容積測定チャンバーの目盛り 10 容積測定チャンバーの最上部 11 測定物 12 蓋７の接合部 13 蓋７の金具 14 Ｎ₂ガスボンベ 15 測定物チャンバーの内圧用マノメーター 16 メスシリンダー 17 水槽２の温度コントローラー 18 逆止弁 20 ゴム管 21 ゴム管 22 従来測定法の測定槽 23 測定槽２２の吐出口 24 メスシリンダー 25 測定槽２２の上部開口部 26 測定槽２２の水面 27 おもり a 〜n コック

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】水槽と測定物チャンバーと容積測定チャ
ンバーからなり、これらの水槽とチャンバーは、出入口
にコックを持った気密性のある導管で互いに連結され、
その測定物チャンバーには開閉可能な蓋が取り付けられ
ており、又容積測定チャンバーは気密性があり、上部に
は内圧測定用マノメータ、下部にはメスシリンダー、さ
らに底部に排水用のコックが取り付けられていることを
特徴とする容積測定装置。
【請求項２】前記容積測定チャンバーには容積測定用
の目盛りを有している事を特徴とする請求項１記載の容
積測定装置。