(57)【要約】      （修正有）【課題】１〜２ヶ月或いはそれ以上の長期間に亘る継続的な気中塩分測定を行う。【解決手段】一定量の純水２を封入した密閉容器１に、外気導入管３の先端に備えられたノズル３ａから射出される外気と純水吸引管４により吸い上げられた容器内の純水とにより容器内で霧１０を発生させる霧吹装置５を備え、容器を負圧として外気導入管から被測定外気を容器内に導入すると共に純水吸引管により容器内の純水を吸い上げ、ノズルの前方の壁７に衝突するように霧吹装置から霧を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器内の純水に溶解させ、容器内の純水中の電気伝導度の測定値から被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定システムにおいて、容器内の純水の量を監視するセンサ１１と、外気導入管を介して容器内に純水を補給する純水補給手段８と、センサからの信号に応じて純水補給手段を作動させる制御装置９とを備える。【選択図】図１
2010112722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定量の純水を封入した密閉容器に、外気を前記容器内に導入するための外気導入管と前記容器内の純水を吸い上げるための純水吸引管とを有し且つ前記外気導入管の先端に備えられたノズルから射出される前記外気と前記純水吸引管により吸い上げられた前記容器内の純水とにより前記容器内で霧を発生させる霧吹装置を備え、前記容器内を負圧として前記外気導入管から被測定外気を前記容器内に導入すると共に前記純水吸引管により前記容器内の純水を吸い上げ、前記ノズルの前方の壁に衝突するように前記霧吹装置から霧を発生させて前記被測定外気に含まれる塩分を前記容器内の純水に溶解させ、前記容器内の純水の電気伝導度の測定値から前記被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定方法において、前記容器内の純水の量が低下したときに、前記外気導入管を介して前記容器内に純水を補給することを特徴とする気中塩分測定方法。
【請求項２】
一定量の純水を封入した密閉容器に、外気を前記容器内に導入するための外気導入管と前記容器内の純水を吸い上げるための純水吸引管とを有し且つ前記外気導入管の先端に備えられたノズルから射出される前記外気と前記純水吸引管により吸い上げられた前記容器内の純水とにより前記容器内で霧を発生させる霧吹装置を備え、前記容器内を負圧として前記外気導入管から被測定外気を前記容器内に導入すると共に前記純水吸引管により前記容器内の純水を吸い上げ、前記ノズルの前方の壁に衝突するように前記霧吹装置から霧を発生させて前記被測定外気に含まれる塩分を前記容器内の純水に溶解させ、前記容器内の純水中の電気伝導度の測定値から前記被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定システムにおいて、前記容器内の純水の量を監視するセンサと、前記外気導入管を介して前記容器内に純水を補給する純水補給手段と、前記センサからの信号に応じて前記純水補給手段の作動を制御する制御装置とを備えることを特徴とする気中塩分測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気中塩分測定方法及びシステムに関する。さらに詳述すると、本発明は、大気中の塩分を純水に溶解させ、この純水の電気伝導度の測定値から大気中の塩分を測定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中の塩分を測定する従来技術として、特許文献１記載の気中塩分測定方法が知られている。この気中塩分測定方法は、図３に示す気中塩分計を用いて実施される。具体的には、一定量の純水１０２を封入した密閉容器１０１に、外気を容器１０１内に導入するための外気導入管１０３と容器１０１内の純水１０２を吸い上げるための純水吸引管１０４とを有し且つ外気導入管１０３の先端に備えられたノズル１０３ａから射出される外気と純水吸引管１０４により吸い上げられた容器１０１内の純水１０２とにより容器１０１内で霧１１０を発生させる霧吹装置１０５を備えておく。そして、容器１０１に設けた排気口１０６から排気ポンプによって容器１０１内の空気を排除することで容器１０１を負圧とし、外気導入管１０３から被測定外気を容器１０１内に導入すると共に純水吸引管１０４により容器内の純水１０２を吸い上げ、容器１０１の内壁に衝突するように霧吹装置１０５から霧１１０を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器１０１内の純水１０２に溶解させ、容器１０１内の純水１０２中の電気伝導度の測定値（電極１１２により測定）から被測定外気の塩分を測定するものである。また、図３に示す気中塩分計には、一定時間毎に容器１０１内の純水１０２を交換するための機構として、純水タンク１０７、吸水電磁弁１０８、排水電磁弁１０９及び純水を一定量に定めるための水位センサ１１１が備えられている。
【０００３】
【特許文献１】特公平５−８９８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の気中塩分測定方法は、一定時間毎に容器１０１内の純水１０２の交換を行って測定毎に容器１０１内の純水を全量入れ替えることを前提とするものである。近年、１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間に亘って継続的に気中塩分測定を行うことが要求されており、このような長期間に亘って継続的に塩分測定を行うことのできる手法の確立が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間に亘って継続的に塩分測定を行うことのできる気中塩分測定方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本願発明者等は、特許文献１記載の気中塩分測定方法によって、１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間に亘って継続的に塩分測定を行うことができないか検討を行ったところ、一定時間毎、例えば５〜６時間毎に容器１０１内の純水１０２の交換を行って測定毎に容器１０１内の純水１０２を全量入れ替えることを前提としていた場合には生じ得なかった問題が明らかとなった。即ち、測定期間が一日を超えると、容器１０１内の純水１０２が蒸発することによりその量が大幅に低下し、霧１１０を発生させることができなくなることが判明した。
【０００７】
そこで、本願発明者等は、一定時間毎に容器１０１内の純水１０２を交換するための機構である純水タンク１０７、吸水電磁弁１０８及び純水を一定量に定めるための水位センサ１１１を利用することによって、容器１０１内の純水１０２の量が低下したことを水位センサ１１１で検知させ、吸水電磁弁１０８を作動させて純水タンク１０７から純水１０２を補給することで、長期間に亘る継続的な塩分計測を実施できるのではないかと考え、実験を行った。ところが、この場合にも霧１１０の発生に問題が生じることが明らかとなった。即ち、外気導入管１０３のノズル１０３ａに土埃や塩分の結晶による詰まりが生じ、ノズル１０３ａからの外気の射出が阻害されて、霧１１０を発生させ難くなることが判明した。
【０００８】
そこで、本願発明者等は、これらの問題点を解決すべく鋭意検討し、容器１０１内の純水１０２の量が低下したときに、外気導入管１０３を介して容器１０１内に純水１０２を補給することで、容器１０１内への純水１０２の補給と同時に、外気導入管１０３のノズル１０３ａの詰まりを解消することができることを知見し、本願発明に至った。
【０００９】
かかる知見に基づく本発明の気中塩分測定方法は、一定量の純水を封入した密閉容器に、外気を容器内に導入するための外気導入管と容器内の純水を吸い上げるための純水吸引管とを有し且つ外気導入管の先端に備えられたノズルから射出される外気と純水吸引管により吸い上げられた容器内の純水とにより容器内で霧を発生させる霧吹装置を備え、容器内を負圧として外気導入管から被測定外気を容器内に導入すると共に純水吸引管により容器内の純水を吸い上げ、外気導入管のノズルの前方の壁に衝突するように霧吹装置から霧を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器内の純水に溶解させ、容器内の純水の電気伝導度の測定値から被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定方法において、容器内の純水の量が低下したときに、外気導入管を介して容器内に純水を補給するようにしている。
【００１０】
また、かかる知見に基づく本発明の気中塩分測定システムは、一定量の純水を封入した密閉容器に、外気を容器内に導入するための外気導入管と容器内の純水を吸い上げるための純水吸引管とを有し且つ外気導入管の先端に備えられたノズルから射出される外気と純水吸引管により吸い上げられた容器内の純水とにより容器内で霧を発生させる霧吹装置を備え、容器内を負圧として外気導入管から被測定外気を容器内に導入すると共に純水吸引管により容器内の純水を吸い上げ、外気導入管のノズルの前方の壁に衝突するように霧吹装置から霧を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器内の純水に溶解させ、容器内の純水中の電気伝導度の測定値から被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定システムにおいて、容器内の純水の量を監視するセンサと、外気導入管を介して容器内に純水を補給する純水補給手段と、センサからの信号に応じて純水補給手段の作動を制御する制御装置とを備えるものである。
【００１１】
したがって、本発明の気中塩分測定方法及びシステムによると、容器内の純水の量が低下したときに、外気導入管を介して容器内に純水を補給するようにしているので、容器内の純水の量が一定量に維持されると共に、外気導入管のノズルの詰まりの原因となる土埃や塩分の結晶が除去される。さらには、外気導入管の内面に付着している水分を洗い流すこともできる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明の気中塩分測定方法及びシステムによれば、容器内の純水の量が低下したときに、外気導入管を介して容器内に純水を補給するようにしているので、容器内の純水の量を一定量に維持することができると共に、外気導入管のノズルの詰まりの原因となる土埃や塩分の結晶を除去することができる。したがって、近年要求されている１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間にわたる継続的な塩分測定を行うことが可能となる。しかも、外気導入管を介して容器内に純水を補給することによって、外気導入管の内面に付着した塩分を洗い流すこともできるので、導入された外気に含まれている塩分の全量を容器内の純水に溶け込ませて、高精度に気中塩分測定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の気中塩分測定システムの実施の一形態を示す。この気中塩分測定システムは、一定量の純水２を封入した密閉容器１に、外気を容器１内に導入するための外気導入管３と容器１内の純水２を吸い上げるための純水吸引管４とを有し且つ外気導入管３の先端に備えられたノズル３ａから射出される外気と純水吸引管４により吸い上げられた容器１内の純水２とにより容器１内で霧１０を発生させる霧吹装置５を備え、容器１内を負圧として外気導入管３から被測定外気を容器１内に導入すると共に純水吸引管４により容器１内の純水２を吸い上げ、外気導入管３のノズル３ａの前方の壁７に衝突するように霧吹装置５から霧１０を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器１内の純水２に溶解させ、容器１内の純水２中の電気伝導度の測定値から被測定外気の塩分を測定する気中塩分測定システムにおいて、容器１内の純水２の量を監視するセンサ１１と、外気導入管３を介して容器１内に純水２を補給する純水補給手段８と、センサ１１からの信号に応じて純水補給手段８の作動を制御する制御装置９とを備えるものである。尚、容器１内の純水２中の電気伝導度の測定値は、純水２中に電極１２を浸漬して電気伝導度を測定する電気伝導度測定装置１３により得られる。
【００１５】
この気中塩分測定システムにおいて、一定量の純水２を封入した密閉容器１に、外気を容器１内に導入するための外気導入管３と容器１内の純水２を吸い上げるための純水吸引管４とを有し且つ外気導入管３の先端に備えられたノズル３ａから射出される外気と純水吸引管４により吸い上げられた容器１内の純水２とにより容器１内で霧１０を発生させる霧吹装置５を備え、容器１内を負圧として外気導入管３から被測定外気を容器１内に導入すると共に純水吸引管４により容器１内の純水２を吸い上げ、外気導入管３のノズル３ａの壁７に衝突するように霧吹装置５から霧１０を発生させて被測定外気に含まれる塩分を容器１内の純水２に溶解させ、容器１内の純水２中の電気伝導度の測定値から被測定外気の塩分を測定する構成については、特公平５−８９８２号に記載されている気中塩分計と共通している。この構成について以下に簡単に説明する。
【００１６】
密閉容器１は例えばガラス製の容器であり、被測定外気の塩分を溶解させるための純水２が一定量封入されている。尚、純水２は、塩分の測定に影響を与える量の金属イオン等を実質的に含まない水であり、例えば蒸留水等である。
【００１７】
容器１に備えられている霧吹装置５は、容器１内に導入した外気と容器１内の純水２とによって霧を発生させる装置である。容器１内の排気口６から例えば排気ポンプ６ａにより容器１内の空気を排除すると、霧吹装置５の外気導入管３から被測定外気が取り込まれると共に外気導入管３の先端のノズル３ａから被測定外気が射出される。尚、図１中の符号６ｂは流量計であり、排気ポンプ６ａにより排気される容器１内の空気の流量を測定可能としている。また、霧吹装置５の純水吸引管４により容器１内の純水２が吸い上げられる。そして、外気導入管３の先端のノズル３ａから射出された被測定外気と、純水吸引管４により吸い上げられた容器１内の純水２とによって霧１０が発生する。この霧１０は、外気導入管３のノズル３ａの前方の壁７に衝突させるようにする。
【００１８】
ここで、外気導入管３のノズル３ａの前方の壁７は、例えば図１に示すように外気導入管３の先端付近に部材を接続して設けるようにしてもよいし、あるいは容器１の内壁近傍で霧１０を発生させ、壁７を容器１の内壁として、霧１０を衝突させるようにしてもよい。
【００１９】
霧１０は壁７に高速で衝突する。例えば、外気導入管３のノズル３ａの出口の直径を２ｍｍとし、容器１内からの空気の排気速度を１０Ｌ／ｍｉｎとした場合、霧１０の吹き出し速度は５０ｍ／ｓとなる。したがって、被測定外気中の塩分は、壁７に付着すると同時に霧１０で洗い流されて容器１内の純水２に溶解する。
【００２０】
容器１内の純水２の電気伝導度は、純水２に浸漬された電極１２を介して電気伝導度測定装置１３（例えば、東亜DKK株式会社社製の電気導電率計）により測定され、データロガー１３ａにより測定値が記録される。そして、電気伝導度の測定値から、純水２に溶解している塩分量と電気伝導度について予め求められた関係に基づいて、純水２の溶解塩分量、即ち被測定外気に含まれていた塩分量を求めることができる。
【００２１】
本発明の気中塩分測定システムでは、上記構成に加えて、容器１内の純水２の量を監視するセンサ１１と、外気導入管３を介して容器１内に純水２を補給する純水補給手段８と、センサ１１からの信号に応じて純水補給手段８の作動を制御する制御装置９とを備えるものとしている点に特徴がある。これらを備えることによって、容器１内の純水２の量を一定量以上に維持することができると共に、外気導入管３のノズル３ａに土埃や塩分の結晶が付着して詰まりが起こるのを防止することができる。したがって、近年要求されている１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間にわたる継続的な塩分測定を行うことが可能となる。
【００２２】
本実施形態では、図１に示すように、センサ１１としてレーザーを利用した液面センサ（例えば、株式会社旭製作所社製の液面コントローラー）を容器１内に備え、純水２の液面の位置を制御するようにしている。この液面センサは、先端部が空気に晒されているときには、先端部の素材と空気との屈折率の差が大きいため、光源からの光が全反射して受光部に戻り、先端部が液体に接触しているときには、先端部の素材と液体との屈折率の差が小さくなって、光源からの光が液体中に放射され受光部に戻らなくなることを利用したものである。つまり、先端部で液体の存在の有無を検出することができるセンサである。尚、本実施形態では、液面センサ１１を容器１内に二つ備え、液面センサ１１ａによって純水２の液面の位置を制御し、液面センサ１１ｂで液面センサ１１ａに故障等が生じて給水が止まらなくなった場合、純水２の液面の高さが液面センサ１１ｂの先端部まで達したときに給水ポンプを強制的に止めるためのものである。つまり、液面センサ１１ｂは言わば装置の安全性を保つためのセンサであり、純水２の液面の位置を制御するという意味では、必須の構成要素ではない。
【００２３】
具体的には、図１に示すように、純水２の液面の位置を、容器１内の一定の位置、好ましくは純水供給管４の上端から下端までの位置に制御可能に液面センサ１１ａを設置する。つまり、液面センサ１１ａの先端部が純水供給管４の上端から下端までの位置に配置されるように液面センサ１１ａを設置する。これにより、容器１内が負圧となったときに、純水供給管４からの純水２の吸い上げを常に生じさせて、霧１０の発生状態を常に良好なものとすることができる。
【００２４】
純水２の液面の位置が低下して液面センサ１１ａの先端部が純水２の液面と接触しなくなると、液面センサ１１ａから制御装置９に信号が送られ、この信号を受けた制御装置９が純水補給手段８を作動させて、容器１内に外気導入管３を介して純水２を補給する。そして、液面センサ１１ａの先端部が純水２の液面と接触すると、液面センサ１１ａから制御装置９に信号が送られ、この信号を受けた制御装置９が純水供給手段８の作動を停止させて、容器１内への純水２の補給を停止する。これにより、容器１内の純水２の液面は常に、液面センサ１１ａの先端部の位置付近に制御される。
【００２５】
本実施形態において、純水補給手段８は、純水貯留タンク８ａと、送液ポンプ８ｂとを備え、純水貯留タンク８ａに貯留されている純水２は、送液ポンプ８ｂにより外気導入管３に送液される。送液ポンプ８ｂの作動は制御装置９により制御される。即ち、制御装置９が純水２の液面の位置が低下して液面センサ１１ａの先端部が純水２の液面と接触しなくなったときの液面センサ１１ａからの信号を受信すると制御装置９は送液ポンプ８ｂを作動させ、純水２が容器１内に補給される。そして、制御装置９が液面センサ１１ａの先端部が純水２の液面と接触したときの液面センサ１１ａからの信号を受信すると制御装置９は送液ポンプ８ｂの作動を停止させ、純水２が容器１内に補給されるのを停止する。制御装置９は例えば、ＣＰＵまたはＭＰＵにより構成される。尚、図１では、外気導入管３の途中に分岐を設けて、当該分岐部に純水２を送液して純水２を外気導入管３に送液するようにしているが、外気導入管３の外気導入口３ｂに純水２を送液するようにしてもよい。
【００２６】
外気導入管３への純水２の送液量については、被測定外気の容器１内への継続的な導入を妨害しない量とすることが好ましい。即ち、外気導入管３の管内を純水２が流通するときに、同時に被測定外気も流通可能な程度の送液量とすることが好ましい。
【００２７】
ここで、本実施形態における容器１内への純水２の補給手順について、図２に示すフロー図を用いて説明する。容器１内の排気を開始（Ｓ１）すると、容器１内は負圧となる。これにより容器１内で霧１０が発生して導入された被測定外気の塩分が純水２に溶け込む。容器１内の純水２は蒸発して徐々にその液量が低下する。そして液面センサ１１ａが純水２の液面を検知しなくなると（Ｓ２）、液面センサ１１ａから制御装置９に信号が送信され（Ｓ３）、制御装置９が純水補給手段８を作動させる（Ｓ４）。これにより、容器１内への外気導入管３を介した純水２の補給が開始され、容器１内の純水２の液量が徐々に増加する。そして液面センサ１１ａが純水２の液面を検知すると（Ｓ５）、液面センサ１１ａから制御装置９に信号が送信され（Ｓ６）、制御装置９が純水補給手段８の作動を停止させる（Ｓ７）。制御装置９が純水補給手段８の作動を停止させると、容器１内の純水２は蒸発して徐々にその液量が低下するので、液面センサ１１ａが純水２の液面を検知しなくなったときに再度純水補給手段８を作動させて純水２を補給し、容器内の純水２の量を維持する（Ｓ２〜Ｓ７）。即ち、気中塩分を測定している間は、Ｓ２〜Ｓ７の工程を繰り返して容器２内の純水２の量を一定量以上に維持する。この一連の流れによって、気中塩分測定中の容器１内の純水２の液面は、容器１内の一定の位置、好適には純水供給管４の上端から下端までの位置に制御される。尚、液面センサ１１ｂの設置位置は、その先端部が液面センサ１１ａの先端部よりも高い位置で、且つ純水供給管４の上端よりも低い位置とすることが好適である。この場合には、液面センサ１１ａに故障等が生じて液面センサ１１ａの先端部よりも液面の位置が上昇しても、液面センサ１１ｂが液面を検知したときに純水ポンプの作動を止めて、気中塩分測定を継続することができる。
【００２８】
純水２を外気導入管３を介して補給することによって、外気導入管３のノズル３ａを純水２が通過し、その際にノズル３ａに付着している土埃や塩分の結晶が除去されて、ノズル３ａからの外気の射出状態を常に良好なものとすることができる。したがって、容器１内を負圧にしたときに常に霧１０を発生させることができ、１〜２ヶ月あるいはそれ以上の長期間に亘る継続的な気中塩分測定が可能となる。また、純水２を外気導入管３を介して補給することによって、外気導入管３の内面に付着した塩分を洗い流すこともできるので、導入された外気に含まれている塩分の全量を測定し、高精度に気中塩分測定を行うことが可能となる。
【００２９】
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、液面センサとしてレーザーを利用したものを用いるようにしていたが、本発明において使用できる液面センサはこれに限定されるものではなく、液面の検知が可能なセンサを各種用いることも可能である。
【００３０】
また、上述の実施形態では、容器１内の純水２の量が低下したときに、外気導入管３を介して純水２を供給するようにしていたが、純水２の供給タイミングはこれに限定されるものではない。即ち、外気導入管３のノズル３ａに土埃や塩分の結晶等による詰まりが発生したときに、あるいは発生する直前に、純水供給手段８より外気導入管３を介して純水２を供給して、土埃や塩分の結晶等によるノズル３ａの詰まりを解消しあるいは防止するようにしてもよい。または、純水供給手段８より外気導入管３を介して純水２を定期的に供給することにより、土埃や塩分の結晶等によるノズル３ａの詰まりを定期的に解消しあるいは防止するようにしてもよい。要するに、純水供給手段８より外気導入管３を介して純水２を供給するタイミングは、容器１内の純水２の量の低下に応じて決定するのではなく、土埃や塩分の結晶等によるノズル３ａの詰まりの発生に応じて決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の気中塩分測定システムの実施の一形態を示す図である。
【図２】容器内への純水補給手順を示すフロー図である。
【図３】従来の気中塩分測定システムを示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  容器
２  純水
３  外気導入管
３ａ  ノズル
４  純水吸引管
５  霧吹装置
７  壁
８  純水補給手段
９  制御装置
１０  霧
１１  センサ
１２  電極
１３  電気伝導度測定装置
【図１】
2010112722.tif 000003
【図２】
2010112722.tif 000004
【図３】
2010112722.tif 000005