JPH1019835A - センサ保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料中のスラッジ等が摺動部分の隙間に入り
込み、測定モードと洗浄／校正モードの切替時に円滑な
摺動動作の妨げとなる。 【解決手段】 測定時に試料に接触する電極等のセンサ
を下端部に保持し、かつ、隔離体が下降してセンサを包
囲した状態でセンサの洗浄／校正を行うセンサ保持装置
に関する。隔離体としてのシリンダ７００の下端部内周
面と、電極保護筒８０２の底板８０９、Ｏリング８０
６，８０７等により、電極８０８の周囲に試料液とは隔
離された洗浄／校正用の空間を形成する。ここで、底板
８０９は本発明における遮蔽部材を構成している。ま
た、シリンダ７００の下端部に保護リング７０５を配置
し、シリンダ７００の下降時に底板８０９の外周面に付
着したスラッジを保護リング７０５の内周縁で削ぎ落と
すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ｐＨ計等に
使用される電極等のセンサを保持するセンサ保持装置に
関し、特に、センサの洗浄／校正時における洗浄液、校
正液の流路の形成手段を改良したセンサ保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】発明者は、先に実開平６−７８８５９号
として、図５、図６に示すようなセンサ保持装置を提案
した。これらの図に示すセンサ保持装置は、例えば配管
中を流動する試料液のｐＨを測定する工業用ｐＨ計の電
極保持装置を構成している。

【０００３】すなわち図５において、１００は円筒状の
第１外筒、１０５は試料入口、１０６は試料出口、１０
７は洗浄／校正液出入口である。２００は、第１外筒１
００の下端部に連結された同径の第２外筒であり、２０
１，２０２はエア出入口を示す。

【０００４】３００は電極ホルダであり、その下端部に
は有底円筒状の電極保護筒３０６が垂設されていると共
に、電極保護筒３０６の内部にはｐＨ測定用の電極３０
１が保持されている。なお、３０７，３０８は電極保護
筒３０６の窓部、３０９は底板である。

【０００５】更に、４００は上下方向に移動可能なシリ
ンダであり、前記電極保護筒３０６と第１外筒１００と
の間を摺動するシリンダ部４１０と、その下方の中間部
４０２と、ピストン支持部４０３及びピストン部４０６
とを備えている。なお、中間部４０２及びピストン支持
部４０３には中心にシリンダ部４１０へ連通する通孔が
形成され、ピストン支持部４０３の開口端部が洗浄／校
正液出入口４０７を形成している。５００，５０１は、
配管中を流動する試料液のｐＨ値を測定する場合に試料
液供給用の配管が接続される接続部である。

【０００６】この動作を略述すると、電極３０１による
ｐＨ測定モードでは、エア出入口２０１からエアを供給
してピストン部４０６を図５の位置に移動させ、シリン
ダ４００を下死点に到達させる。このとき、電極３０１
の周囲の空間は試料入口１０５、試料出口１０６と連通
し、かつ、シリンダ４００の内部空間と遮断されるた
め、電極３０１の周囲空間への試料液の流通により、そ
のｐＨ値が測定される。

【０００７】次に、電極３０１の洗浄または校正を行う
洗浄／校正モードにつき説明する。なお、洗浄／校正時
の機械的動作は同じであるため、以下では洗浄モードを
述べる。洗浄モードでは、エア出入口２０２からエアを
供給してピストン部４０６を上昇させ、シリンダ４００
を上死点に到達させる。

【０００８】図６はこの状態を示しており、電極３０１
の周囲の空間と試料入口１０５、試料出口１０６との間
はシリンダ部４１０によって遮断されている。このた
め、試料入口１０５から流入した試料はシリンダ部４１
０の外周面に沿って試料出口１０６に達し、外部へ排出
される。

【０００９】一方、洗浄／校正液出入口４０７から塩酸
等の洗浄液を圧送すると、洗浄液はピストン支持部４０
３及び中間部４０２の通孔を経てシリンダ部４１０の内
部に達し、底板３０９の周囲を上方に回り込んで電極３
０１を洗浄する。ここで、シリンダ部４１０は二重円筒
状に形成されるか、もしくは側壁に形成された軸方向の
通孔を備えており、洗浄液は外筒及び内筒の間または通
孔を通って下方に流れ、洗浄／校正液出入口１０７から
外部に排出される。洗浄液は、出入口１０７から圧送し
て出入口４０７から排出させる場合もある。

【００１０】上記のように、この従来技術では、シリン
ダ４００を上下動させることで電極３０１の周囲空間を
試料液の流路と連通または遮断させ、これにより測定モ
ード、洗浄／校正モードを切り替えている。この場合、
測定モード、洗浄／校正モードの切り替えに当たって駆
動部分はシリンダ４００のみであるため、駆動源にとっ
ての負荷が小さくて済み、装置全体の小形軽量化、低コ
スト化を可能にしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術では、接
続部５００，５０１を取り外して全体を試料液中に浸漬
すれば、例えば図５の状態で電極３０１を試料液中に浸
漬させることができるため、いわゆる浸漬形の電極保持
装置としても使用することができる。しかるに、試料液
中には種々の不純物が混在しており、それらがスラッジ
となって、シリンダ部４１０と第１外筒１００との隙間
や電極保護筒３０６の底板３０９の上などに沈降する場
合がある。

【００１２】これらのスラッジは、測定モードと洗浄／
校正モードとを切り替えるためにシリンダ４００を上下
動させるに伴い、主としてシリンダ部４１０と第１外筒
１００との隙間等に入り込み、蓄積されていく。このた
め、長期間使用しているとシリンダ４００の円滑な移動
が困難になり、頻繁なメンテナンスを必要としたり製品
の寿命を縮める原因になると共に、洗浄液や校正液の流
路にスラッジが回り込んで洗浄／校正作業の妨げになる
等の問題を生じていた。

【００１３】そこで本発明は、摺動部分や洗浄液、校正
液の流路へのスラッジの混入を防ぎ、円滑な切替動作を
保証すると共に、電極等のセンサの洗浄／校正作業に支
障なきようにしたセンサ保持装置を提供しようとするも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、例えばｐＨ測定用電極のご
とく試料との接触部分であるセンサの周囲に試料とは隔
離された洗浄／校正用の空間を形成するための部材とし
て、センサを包囲するように下降した隔離体と、センサ
の下方位置において隔離体と嵌合する遮蔽部材とを有す
る。ここで、本発明におけるセンサはｐＨ測定用電極に
限定されないのは言うまでもなく、試料と接触して測定
を行うものであれば、酸化還元電位や溶存酸素濃度等の
測定用電極、圧力センサ、ガスセンサの各検出部、温度
計の感温部等でも良い。また、測定対象である試料は液
体、気体を問わない。前記隔離体は、少なくとも鉛直成
分を持つ方向へ移動すれば良く、同様に遮蔽部材は、セ
ンサを基準として鉛直成分を持つ方向で隔離体に嵌合す
ればよい。従って、全体が斜めに設置されて隔離体が斜
め方向に移動するようなセンサ保持装置も、本発明の技
術的範囲に含まれる。

【００１５】本発明では、洗浄／校正時に隔離体がセン
サ方向へ下降してくる位置関係にあるため、試料中のス
ラッジ等の不純物が沈降しにくい構造とすることができ
る。また、測定時に試料に接触していた遮蔽部材の内面
に不純物が沈降または付着していたとしても、これらを
洗浄液や校正液により除去することが可能である。

【００１６】請求項２記載の発明は、隔離体の下降時に
遮蔽部材の外周面に対し摺動する硬質のリング部材を隔
離体側に備えたものである。前記遮蔽部材としては、例
えばセンサを包囲して外力等から保護する保護筒の底板
が考えられる。測定モードから洗浄／校正モードへの移
行時に隔離体が下降すると、上記リング部材が底板の外
周面に対し摺動するので、この面に付着したスラッジ等
を削ぎ落とし、隔離体との嵌合を確実にして洗浄／校正
空間の形成を容易にする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。この実施形態は、本発明を工業用ｐＨ計
の電極保持装置に適用した場合のものであり、特に試料
液中に電極を浸漬して測定する浸漬形の実施形態であ
る。図１は、電極を試料に接触させてそのｐＨ値を測定
する測定モードを示している。この図１において、５０
０，６００はほぼ円筒形の第１外筒、第２外筒であり、
これらの両者は同軸上に連結されている。第１外筒５０
０の側面及び第２外筒６００の反対側側面には、エア出
入口５０１，６０１が各々設けられている。

【００１８】第１外筒５００及び第２外筒６００の内部
には、隔離体としてのほぼ円筒形のシリンダ７００が上
下動可能に収納されている。シリンダ７００の上端部か
らほぼ１／３くらいの高さにはフランジ７０１が周設さ
れており、このフランジ７０１の外周面と第２外筒６０
０の内周面との間にはＯリング７０２が配置されてい
る。また、第２外筒６００の下端部内周面とシリンダ７
００の外周面との間にはＯリング６０２が配置されてい
る。

【００１９】シリンダ７００の下端部両側面には、洗浄
液または校正液が供給、排出される洗浄／校正液出入口
７０３，７０４が段違いに設けられている。図２はこれ
らの出入口７０３，７０４の平面的な位置関係を示すＡ
−Ａ断面図であり、出入口７０３，７０４双方を結ぶ線
はシリンダ７００の中心から若干ずれている。これによ
り、一方の出入口、例えば７０３から圧送された洗浄液
等が他方の出入口７０４から排出される際に、シリンダ
７００の内部に渦流を生じさせ、洗浄等を効果的に行う
ように配慮されている。

【００２０】再び、図１において、８００はほぼ円筒状
の電極ホルダであり、この電極ホルダ８００は一体的に
固定された固定リング８０１により、Ｏリング８１２を
介して第１外筒５００の上端部内周縁に保持されてい
る。なお、５０２は固定リング８０１を押さえ付けるよ
うに第１外筒５００の上端部外周縁にネジ止めされる上
キャップである。

【００２１】電極ホルダ８００の下端部には、側面がほ
ぼ逆凸形で二段円筒状の電極保護筒８０２がネジ止めさ
れており、この電極保護筒８０２は、その小径の円筒部
分がシリンダ７００の下端部にＯリング８０６，８０７
を介して挿通されている。電極ホルダ８００及び電極保
護筒８０２の中心部には、ほぼ円筒状の電極保持部８０
３が配置されている。この電極保持部８０３は、電極保
護筒８０２に対しＯリング８１３を介して密に挿通され
ていると共に、電極ホルダ８００の下端部に嵌着された
パッキン８０４の作用によって電極ホルダ８００に緊密
に保持されている。なお、パッキン８０４の下方には平
座金８０５が配置されている。

【００２２】電極保持部８０３の下端部には、下方に露
出するようにしてｐＨ測定用の電極８０８が保持されて
いる。電極８０８の下方には、電極保護筒８０２の底板
８０９が配置されている。この底板８０９は、洗浄／校
正モードにおいてシリンダ７００が下降した際にシリン
ダ７００の下端部に嵌合することにより、電極８０８の
周囲の空間を試料液から遮蔽する遮蔽部材として機能し
ている。

【００２３】図３は電極保護筒８０２の下端部付近を示
した斜視図であり、この下端部には、電極８０８を露出
させるための窓部８１０が底板８０９及びアーム部８１
１により形成されている。この窓部８１０の存在によ
り、測定モードにおいて電極８０８の周囲に試料液が充
満し、また、洗浄／校正モードにおいて洗浄液や校正液
が電極８０８の周囲に充満することになる。

【００２４】更に、図１において、シリンダ７００下端
部のＯリング８０７の下方には、電極保護筒８０２の外
周面に密着して硬質の保護リング７０５が配置され、こ
の保護リング７０５を押さえ付けるように袋ナット状の
下キャップ７０６がシリンダ７００の下端部にネジ止め
されている。前記保護リング７０５は、金属または硬質
樹脂により形成されている。

【００２５】次に、この実施形態の測定モードにおける
動作を説明する。なお、図１に示した電極保持装置の全
体は、測定するべき試料液中に浸漬された状態であると
する。まず、測定モードでは、エア出入口６０１からエ
アを圧送することにより、シリンダ７００を図１に示す
ごとく上死点まで移動させる。ここで、シリンダ７００
の上死点は、そのフランジ７０１が第１外筒５００の下
端面に当接する位置である。この間、フランジ７０１の
上昇により圧縮されるエアは、エア出入口５０１から外
部に排出される。

【００２６】図１では、電極８０８がシリンダ７００の
外部に露出していて試料液中に浸漬されているため、こ
の状態で試料液のｐＨ値を測定することができる。ここ
で、電極８０８により得られた電気信号は、リード線８
１４を介して外部のｐＨ計本体に送られる。この測定モ
ードでは、洗浄／校正液出入口７０３，７０４側の空間
は、Ｏリング８０７及び保護リング７０５により電極８
０８側の試料液と隔離されている。

【００２７】次いで、洗浄／校正モードにおける動作を
図４を参照しつつ説明する。洗浄／校正時の機械的動作
は同じであるため、以下では洗浄モードにつき述べる。
洗浄モードでは、図１の状態で第１外筒５００のエア出
入口５０１からエアを圧送し、隔離体としてのシリンダ
７００をその下死点まで下降させる。

【００２８】図４はシリンダ７００が下死点に到達した
状態を示しており、電極８０８の周囲空間は洗浄／校正
液出入口７０３，７０４と連通している。このとき、電
極８０８の周囲には、シリンダ７００の内周面、底板８
０９及びＯリング８０６，８０７等により、試料液から
隔離された洗浄空間が形成される。

【００２９】従って、出入口７０３，７０４の一方から
洗浄液を圧送し他方から排出させて電極８０８を洗浄す
る際に、この洗浄液の流路は外部と完全に隔離され、洗
浄液が試料液中やシリンダ７００の内部に漏れ出すこと
がない。同時に、試料液が洗浄空間内に混入するおそれ
もない。

【００３０】なお、図１に示した測定モードでは、底板
８０９及びアーム部８１１を含む電極保護筒８０２の下
端部、電極保持部８０３の下端部及び電極８０８が試料
液中に浸漬されているので、これらの表面には試料液中
のスラッジ等の不純物が付着したり沈降する可能性があ
る。しかるにこの実施形態では、電極８０８が保持装置
の下端部に配置されており、スラッジが沈降するおそれ
があるのは主に底板８０９の表面であって、この底板８
０９の表面は洗浄空間を形成する他の周辺部材の表面と
共に図４の洗浄モードで洗浄される。

【００３１】また、測定モードから洗浄モードに移行す
る過程では、保護リング７０５の内周縁が前記底板８０
９の外周面に対し摺動するため、この外周面に付着した
スラッジを保護リング７０５の内周縁により削ぎ落とす
ことができる。同時に、保護リング７０５によりＯリン
グ８０７周辺へのスラッジの侵入を防止できるので、Ｏ
リング８０７の保護、長寿命化も可能になる。

【００３２】つまりこの実施形態では、電極保護筒８０
２の外周面とシリンダ７００の下端部内周面との隙間に
不純物が入り込むおそれがなく、シリンダ７００の円滑
な摺動が長期にわたって保証される。なお、底板８０９
の外周面等との摺動によってＯリング８０７が磨耗した
場合には、下キャップ７０６及び保護リング７０５を順
次取り外してＯリング８０７を簡単に交換することがで
きる。

【００３３】この実施形態によれば、構成部材の大部分
が比較的簡単な構造の円筒状部材であり、図５、図６の
従来技術のように洗浄／校正液の流路を確保するために
シリンダ４００等に複雑な加工を施す必要がないため、
製造コストの低減が可能である。同時に、本実施形態で
は洗浄／校正液の流路が単純な構造で済み、洗浄後の洗
浄液を最短経路で直ちに排出させることができるので、
洗浄液により溶解されずに残った不純物等が流路内に残
留するおそれもない。

【００３４】なお、上記実施形態では遮蔽部材としての
底板８０９が電極保護筒８０２の一部をなしているが、
この底板８０９を設けずに測定モードでは電極８０８の
下方を開放しておき、シリンダ７００の下降時に保護筒
８０２とは別体の遮蔽部材をスライドさせる等の方法に
より、洗浄／校正空間を形成しても良い。また、シリン
ダ７００の駆動源としては、空圧駆動源ばかりでなく油
圧駆動源やモータ等による駆動源であっても良い。

【００３５】上記実施形態ではもっぱら浸漬形の電極保
持装置につき説明したが、試料液の流れる配管上部に取
り付けたフランジからこの保持装置を挿入し、図１の状
態で電極８０８が試料液に接触するようにすれば、いわ
ゆる流液形すなわち配管中を流動する試料液の測定を行
う電極保持装置としても使用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明は、下
降する隔離体とこれに嵌合する遮蔽部材等によって試料
とは隔離された洗浄／校正用の空間が形成されるため、
清浄な空間内でのセンサの洗浄や校正が可能である。ま
た、センサ、隔離体及び遮蔽部材等の位置関係により、
スラッジが沈降しにくい構造を実現できるので、洗浄／
校正用の空間へのスラッジの混入も未然に防止すること
ができる。このため、センサの洗浄／校正作業を支障な
く行え、ひいては測定精度の向上にも寄与する。

【００３７】更に、請求項２記載の発明によれば、遮蔽
部材の外周面とリング部材内周縁とが摺動する結果、前
記外周面に付着したスラッジ等がリング部材により削ぎ
落とされて除去される。よって、これらの不純物が隔離
体の摺動面に入り込むおそれがなく、隔離体の円滑な上
下動を長期にわたって維持するとともに、上記リング部
材に隣設されるＯリング等を保護することができる。こ
れにより、メンテナンスを容易にし、製品の寿命を延ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の測定モードにおける縦断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の電極保護筒の下端部付近を示した斜視図
である。

【図４】本発明の実施形態の洗浄／校正モードにおける
縦断面図である。

【図５】従来技術の測定モードにおける縦断面図であ
る。

【図６】従来技術の洗浄／校正モードにおける縦断面図
である。

【符号の説明】

５００ 第１外筒 ５０１，６０１ エア出入口 ５０２ 上キャップ ６００ 第２外筒 ６０２，７０２，８０６，８０７，８１２，８１３ Ｏ
リング ７００ シリンダ ７０１ フランジ ７０３，７０４ 洗浄／校正液出入口 ７０５ 保護リング ７０６ 下キャップ ８００ 電極ホルダ ８０１ 固定リング ８０２ 電極保護筒 ８０３ 電極保持部 ８０４ パッキン ８０５ 平座金 ８０８ 電極 ８０９ 底板 ８１０ 窓部 ８１１ アーム部 ８１４ リード線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定時に試料に接触するセンサを下端部
   に保持し、かつ、隔離体が下降してセンサを包囲した状
   態でセンサの洗浄／校正を行うセンサ保持装置におい
   て、 前記センサの周囲に試料とは隔離された洗浄／校正用の
   空間を形成するための部材として、下降した隔離体と、
   センサの下方位置において前記隔離体と嵌合する遮蔽部
   材とを有することを特徴とするセンサ保持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセンサ保持装置におい
   て、 前記隔離体の下降時に前記遮蔽部材の外周面に対し摺動
   する硬質のリング部材を、前記隔離体側に備えたことを
   特徴とするセンサ保持装置。