JPH0780458A - イオン水生成器 - Google Patents

イオン水生成器

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JPH0780458A
JPH0780458A JP24972193A JP24972193A JPH0780458A JP H0780458 A JPH0780458 A JP H0780458A JP 24972193 A JP24972193 A JP 24972193A JP 24972193 A JP24972193 A JP 24972193A JP H0780458 A JPH0780458 A JP H0780458A
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JP
Japan
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water
ion
stage
water purifier
sensor
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Pending
Application number
JP24972193A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Nonomura
々 村 和 幸 野
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Funai Electric Co Ltd
Original Assignee
Funai Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答時間の速いISFETを用いて、各種制
御データを迅速に採取して制御を行うイオン水生成器。 【構成】 水道水のCa- ,Ca2+を検出するISFE
T1と、その計測データをA/D変換するA/D変換部
4と、洗浄器53を通過後の流入水のCl- ,Ca2+
+ を検出するISFET2と、その計測データをA/
D変換するA/D変換部5と、電解槽54内で生成され
たイオン水のH+ を検出するISFET3と、そのデー
タのA/D変換部6と、ISFET1と2のデータを比
較判断してカルシューム添加表示10、浄水器寿命表示
9に表示を行い、ISFET2と3のPHデータを比較
判断して電解電源50を調節するPH補正制御を行う制
御部7で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン水生成器に関
し、イオンセンサ特に半導体イオンセンサISFET
(ion sensitive FET)を用いて検出
したイオン・データを基に各種の制御を行うイオン水生
成器に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のイオン水生成器の構成図で
あり、浄水器53に流入する水道水は活性炭による浄水
フィルターによって濾過され、カルシューム・タンクか
らカルシュームが添加されて電解槽54に給水される。
このカルシューム添加は電解槽54内のCa2+イオンを
増やし導電率を高めて電解を促進させるためである。制
御部(マイコン)58は電解on/offスイッチ55
をonにして、電解電源50からPH対応の電解レベル
を電解槽54に印加し電解を開始する。電解によって生
成されたアルカリイオン水のPHをPHセンサ56で計
測して、PH補正が必要な場合は電解電源50を再調節
して補正を行う。
【0003】PHセンサー56は水素イオンH+ 選択性
のガラス電極と、比較電極間との電位を計測する構造で
あり、検出回路57では、例えばガラス電極の電位変化
56mvを1PHの変化に換算して、生成水のPH検出
を行っている。なお、図3中極性反転スイッチ51は洗
浄時の切り換えスイッチであり、電流センサ52過電流
検出用である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示す従来技術においては、PHセンサ56にH+ 選択性
のガラス電極を使用しているので、その構造上からPH
検出に時間が掛かるという問題があった。また浄水器5
3も活性炭層の目詰まりなどにより浄水能力が低下した
ら、浄水フィルターを交換しなければばらばいが、従来
は一律に一定の使用流量、または一定の使用時間(例え
ば3ケ月等)が経過したら寿命として、交換するよう指
示しているのみであるという問題があった。また電解促
進用に浄水器53の上部等にカルシューム・タンクを設
置して、流入水にカルシューム添加を行っているが、カ
ルシューム量の残量がなくなっても、補給表示は全く行
われていないという問題があった。
【0005】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、MOS形FETである半導体イオンセンサI
SFETを使用して、浄水器の流入水の前段、および後
段のCa2+イオン(カルシューム量用)の有為差のない
ときは、カルシューム添加剤補給表示を出し、前段と後
段でCl- イオン(残留塩素用)の有意差のないときは
浄水器の寿命の表示を出すイオン水生成器を提供するこ
とを目的とする。またさらに電解槽の流入水の前段と後
段のH+ イオン(PH用)を迅速に検出して、前段と後
段での値によって電解電圧調節を行い、最適のPH値に
自動調整されるイオン水生成器を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、電解槽に給水される流入水に電解促
進用の添加剤添加を行い、電解槽の電極間に電解電源を
印加して電解によりイオン水を生成するイオン水生成器
において、浄水器の前段に設置して流入水に含まれる前
記添加剤と同種の添加物含有量を検出するための第一の
イオンセンサと、該第一のイオンセンサの出力を処理し
てA/D変換する第一のA/D変換部と、電解槽の前段
に設置して前記浄水器を通過した流入水の前記添加物含
有量を検出するための第二のイオンセンサと、該第二の
イオンセンサの出力を処理してA/D変換する第二のA
/D変換部と、前記浄水器の前記添加剤の補給表示を行
う表示部とを備え、前記第一および第二のイオンセンサ
による検出データを比較判断して浄水器の前記添加剤の
補給指示を前記表示部により表示することを特徴とする
イオン水生成器。
【0007】また、第2の発明は、電解槽の電極間に電
解電源を印加して電解によりイオン水を生成するイオン
水生成器において、浄水器の前段に設置して流入水の残
留塩素含有量を検出するための第一のイオンセンサと、
該第一のイオンセンサの出力を処理してA/D変換する
第一のA/D変換部と、電解槽の前段に設置して前記浄
水器を通過した流入水の残留塩素含有量を検出するため
の第二のイオンセンサと、該第二のイオンセンサの出力
を処理してA/D変換する第二のA/D変換部と、前記
浄水器の寿命表示表示部とを備え前記第一および第二の
イオンセンサによる検出データを比較判断して浄水器の
寿命を前記表示部により表示することを特徴とする。
【0008】また、第1の発明または第2の発明のイオ
ン水生成器において電解槽の前段に設置して浄水器を通
過した流入水のPHを検出する前段PHイオンセンサ
と、電解槽の後段に設置して生成イオン水のPHと検出
する後段PHイオンセンサと前記前段PHイオンセンサ
および前記後段PHイオンセンサによる検出データを比
較判断して電解電源調節によるPH制御を行う制御部と
を備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】第1の発明の構成によれば電解促進用添加剤を
例えばカルシュームとすれば、第1のイオンセンサによ
り浄水器前段の水道水のカルシューム含有データを検出
して、A/D変換部を介して制御部へそのデジタルデー
タ送り、一方、浄水器後段の流出水のカルシューム含有
データを検出して、A/D変換部を介して制御部へその
デジタルデータを送り、制御部ではそれらのデータを比
較して、その間に有意差がないときはカルシューム添加
剤の補給指示を表示する。
【0010】第2の発明の構成によれば、第1のイオン
センサにより浄水器前段の水道水の残留塩素含有量を検
出して、A/D変換部を介して制御部へそのデジタルデ
ータを送り、一方、浄水器後段の流出水の残留塩素含有
量を検出してA/D変換部を介して制御部へそのデジタ
ルデータを送り、一方浄水器後段の流出水の残留塩素含
有量を検出してA/D変換部を介して制御部へそのデジ
タルデータを送り、制御部ではそれらのデータを比較し
て、その間に有意差がないときは、残留塩素は殆ど濾過
されてないと見なして、浄水器のフィルタの寿命がきた
ことを表示する。
【0011】第3の発明の構成によれば、第1の発明で
得られた添加剤のイオン濃度データ、あるいは第2の発
明で得られた残留塩素イオン濃度データと、電解槽の前
段および後段のPHイオン濃度データとを制御部に入力
し、最適のPH調整が行われるような電解電圧の調節を
行う。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例による半導体イオンセン
サ(以後ISFETと呼ぶ)を用いたイオン水生成器の
構成図である。図2は図1に示すISFETによるCl
- イオン検出特性の一例を示す図である。
【0013】図1に示す本実施例は、浄水器53の前段
に設置して水道水のCl- イオン、Ca2+イオン検出に
より、水道水の残留塩素、カルシューム含有量を調べる
ための第一ISFET1と、ISFET1による電位変
化を計測して計測データをA/D変換する第一A/D変
換部4と、電解槽54の前段に設置して浄水器53で濾
過されカルシュームが添加された流入水の残留塩素、カ
ルシューム含有量と、H+ イオン検出によるPHとを調
べるための第二ISFET2と、ISFET2による電
位変化を計測して計測データをA/D変換する第二A/
D変換部5を備えて電解前のデータ採取を行う。なお、
図1では半導体イオンセンサーISFET1、2として
1個づつしか図示していないが、実際上それぞれISF
ETのイオン選択性は異なるので、Cl- とCa2+検出
の場合は2個、Cl- とCa2+とH+ 検出の場合は3個
のISFETを設けなければならない。
【0014】さらに、電解槽54で電解が行われ生成さ
れるイオン水のPHを検出するために、電解槽54の後
段に設置される第三ISFET3と、ISFET3によ
る電位変化を計測して計測データをA/D変換する第三
A/D変換部6と、各A/D変換部4、5、6より各採
取イオンデータを入力して、A/D変換部4と5のイオ
ンデータを比較し、浄水器の寿命とカルシューム添加を
判断して表示回路8、浄水器寿命表示器9、カルシュー
ム添加表示器10の表示部に表示する処理を行い、A/
D変換部5と6のPHデータを比較判断して、電解電源
50の出力を調整するPH制御を行う制御部7で構成さ
れる。
【0015】つぎに動作について説明する。ガラス電極
に代えて本実施例で用いる半導体イオンセンサISFE
Tは、MOSFETのゲートの金属電極を取り去り、代
わりにイオン選択性の感応膜を直接ゲート絶縁膜に接着
して、感応膜に発生する界面電位により直接FETのチ
ャンネル電流を制御できるようにしたものである。IS
FETの利点としてはセンサの応答時間がガラス電極型
に比較して格段に早くなること、実装技術によって信号
処理部分の回路との一体化、小形化等があげられる。I
SFETのセンサ応答時間は電気回路的なものと感応膜
自体の電気化学的なものによるが、当初感応膜厚が10
00Å程度で0.1s以下であったものが、最近では感
応膜厚が蒸着技術によって数十Åと薄くすることが可能
になり応答時間も速くなっている。
【0016】ISFET1のイオン濃度計測構成は、I
SFETの場合もガラス電極と同様に基準電位となる比
較電極が必要であり、感応膜に界面電位変化を生じない
完全固体型の比較電極用REFFETが用いられる。I
SFETとREFFETとを同一シリコン基板上に一体
型とした集積したデバイスもあるが、この場合はセパレ
ート型、一体型は問わない。REFFETとISFET
間の電位差を計測して目的のイオン濃度を検出するもの
である。
【0017】まず、ISFET1槽で水道水原水のCl
- イオン濃度、Ca2+イオン濃度を検出し、A/D変換
部4がREFFETとの電位差を計測して、A/D変換
後、計測データを制御部7へ送出する。水道水が浄水器
53内で濾過されカルシュームが添加された流入水は、
次のISFET2槽でCl- イオン濃度、Ca2+イオン
濃度とH+ イオン濃度の検出が行われ、A/D変換部5
が電位差を計測してA/D変換後、データを制御部7へ
送る。
【0018】ISFET1とISFET2のイオンデー
タを採取した制御部7は、ISFET1のCa2+イオン
濃度とISFET2のCa2+イオン濃度を比較して、差
が規定値以下になった場合はカルシュームの補充を指示
する、カルシューム添加表示を表示部に表示させる。
【0019】また、Cl- イオンの濃度差を比較して、
浄水器53の浄水フィルターの寿命検出データとして監
視していく。図2は横軸に動作時間、縦軸にCl- イオ
ン濃度をとって、ISFETの検出データをグラフとし
て表したものであり、ISFET1の場合は水道水の残
留塩素そのままの検出であるから、時間に対して殆ど変
化がなく水平方向に直線的である。対して、図2に示し
たISFET2の検出グラフは時間の経過とともに、浄
水フィルターのカルキ吸着能力が低下して、Cl- イオ
ン濃度が増加していく右上りのカーブになっている。
【0020】図2中の給水off点は蛇口が閉められ給
水が停止する点であり、ISFET2の検出データは当
初給水off点で、浄水フィルターの寿命ラインとして
設定した残留塩素のライン以下に急激に下がるが、段々
と能力が低下するとa点−b点のように寿命ライン以下
に戻らなくなる。制御部7はa点に達したら浄水器53
の寿命と判断して、浄水フィルターの交換を促す浄水器
寿命表示を表示部に表示させる。
【0021】続いて制御部7に記憶されている電解槽5
4の前段における流入水のCa2+イオン濃度およびCl
- イオン濃度をパラメータとして考慮し、電解槽54内
で生成されたイオン水のPHを、ISFET3によるH
+ イオン濃度検出によって計測し、A/D変換部6を介
して入力したデータと、電解を行う前のISFET2に
よる計測PHとを比較して、生成水PHの補正が必要な
場合は電解電源50の電解レベルを最適に調節して、自
動的にPHを調整する。その他電解槽54の電極洗浄動
作、電解槽54が稼働中の過電流保護処理等は従来例と
同様である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように第1の発明によれ
ば、電解促進用の添加剤の効力を常時検出して、その効
力が無くなれば直ちに、添加剤の補給指示を表示すると
かができる。
【0023】また、第2の発明によれば、浄水器の濾過
能力を常時検出して、濾過能力が無くなれば直ちに浄水
器のフィルタ、或いは浄水器の取換え指示を表示するこ
とができる。
【0024】また、第3の発明によれば、電解槽前段に
おける電解促進用の添加剤の濃度、あるいは流入水の残
留塩素の濃度もパラメータとして、電解槽前段および後
段のPHセンサの差のデータより、従来より合理的な電
解電圧調節を行い、PH調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるISFETを用いたイ
オン水生成器の構成図である。
【図2】図1に示すISFETによるCl- イオン検出
特性の一例を示す図である。
【図3】従来のイオン水生成器の構成図である。
【符号の説明】
1,2,3 ISFET 4,5,6 A/D変換部 7 制御部 8,9,10 表示部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解槽に給水される流入水に電解促進用
    の添加剤添加を行い、電解槽の電極間に電解電源を印加
    して電解によりイオン水を生成するイオン水生成器にお
    いて、 浄水器の前段に設置して流入水に含まれる前記添加剤と
    同種の添加物含有量を検出するための第一のイオンセン
    サと、該第一のイオンセンサの出力を処理してA/D変
    換する第一のA/D変換部と、電解槽の前段に設置して
    前記浄水器を通過した流入水の前記添加物含有量を検出
    するための第二のイオンセンサと、該第二のイオンセン
    サの出力を処理してA/D変換する第二のA/D変換部
    と、前記浄水器の前記添加剤の補給表示を行う表示部と
    を備え、前記第一および第二のイオンセンサによる検出
    データを比較判断して浄水器の前記添加剤の補給指示を
    前記表示部により表示することを特徴とするイオン水生
    成器。
  2. 【請求項2】 電解槽の電極間に電解電源を印加して電
    解によりイオン水を生成するイオン水生成器において、 浄水器の前段に設置して流入水の残留塩素含有量を検出
    するための第一のイオンセンサと、該第一のイオンセン
    サの出力を処理してA/D変換する第一のA/D変換部
    と、電解槽の前段に設置して前記浄水器を通過した流入
    水の残留塩素含有量を検出するための第二のイオンセン
    サと、該第二のイオンセンサの出力を処理してA/D変
    換する第二のA/D変換部と、前記浄水器の寿命表示表
    示部とを備え前記第一および第二のイオンセンサによる
    検出データを比較判断して浄水器の寿命を前記表示部に
    より表示することを特徴とするイオン水生成器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のイオン水生成器
    において、 電解槽の前段に設置して浄水器を通過した流入水のPH
    を検出する前段PHイオンセンサと、電解槽の後段に設
    置して生成イオン水のPHと検出する後段PHイオンセ
    ンサと、 前記前段PHイオンセンサおよび前記後段PHイオンセ
    ンサによる検出データを比較判断して電解電源調節によ
    るPH制御を行う制御部とを備えたことを特徴とするイ
    オン水生成器。
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