(57)【要約】      （修正有）【課題】小型コンパクトで低価格かつ短時間で測定結果が得られ、メンテナンスも容易な溶存ガス濃度測定器を提供する。【解決手段】所定容積の液相部と気相部に分割され、気体を溶存した被測定液体が液相部に注入される容器２０と、容器２０に着脱自在に装着され、容器２０を把持し手動により振動した後、気相部の圧力を測定する圧力検出部１０とを有し、液相部と気相部の気体の分圧が平衡状態のときの気相部の圧力値に基づいて、被測定液体の溶存気体濃度が検出される。【選択図】図１
2014002116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定容積の液相部と気相部に分割され、気体を溶存した被測定液体が前記液相部に注入される容器と、前記容器に着脱自在に装着され、前記容器を把持し手動により振動した後、前記気相部の圧力を測定する圧力検出部とを有し、前記液相部と前記気相部の気体の分圧が平衡状態のときの前記気相部の圧力値に基づいて、前記被測定液体の溶存気体濃度を検出することを特徴とする溶存ガス濃度測定器。
【請求項２】
前記容器の上部に、前記被測定液体が注入される口部が突設され、前記圧力検出部は、前記口部に螺着されたことを特徴とする請求項１に記載の溶存ガス濃度測定器。
【請求項３】
前記圧力検出部にキャップが固定され、前記容器の上部に突設された口部に、前記キャップを螺着することで、前記圧力検出部が前記容器に装着されたことを特徴とする請求項１に記載の溶存ガス濃度測定器。
【請求項４】
前記容器の口部に、前記口部を開閉する開閉弁が装着され、前記開閉弁は、チューブを介して前記圧力検出部に接続されたことを特徴とする請求項３に記載の溶存ガス濃度測定器。
【請求項５】
前記被測定液体は、二酸化炭素を溶存することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の溶存ガス濃度測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の溶存ガス濃度を測定する溶存ガス濃度測定器に関し、特に、業務用銭湯や家庭風呂用の炭酸泉（湯）およびヘッドスパ用炭酸湯の溶存炭酸ガス濃度測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、炭酸泉において、炭酸ガスは、容易に皮膚から体内に吸収され、血液の循環をよくする。これにより、生活習慣病、疲労回復、高血圧、冷え性、肩こり等の緩和ができ、動脈硬化や心臓病等の循環器系疾患の症状が緩和される他、神経痛、リウマチの疼痛緩和、血行障害の改善等の幅広い効能があることが医学的に証明されている。
【０００３】
厚生労働省の基準では、医療機械としての認可対象になる炭酸ガス溶存濃度レベルは、１０００ｐｐｍ以上とされており、炭酸ガス濃度が４００ｐｐｍあれば、医療効果を有するとされ、８００〜１０００ｐｐｍあれば、医療効果に関し、申し分のないレベルとされている。
【０００４】
従来、溶存ガス濃度測定器は、容器内に、所定容積の空間部を残し、被測定液体としての脱気水を収容し、容器を密閉した後、容器内を撹拌手段により撹拌し、被測定液体の溶存気体濃度に応じて、空間部の気体が飽和溶存状態になるまで、当該気体を被測定液体中に溶解させる。
【０００５】
これにより、空間部の気圧が負圧の状態になり、その負圧の度合いを圧力検出手段により検出することにより、空間部の気体がどのくらい被測定液体中に溶解したか、即ち被測定液体の溶存気体濃度がどのくらいであるかを算出する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２１８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の濃度測定装置は、容器に撹拌手段を備えた構造なので、装置構成が複雑大型化し、設置スペースを必要とするうえ、高価になるという事情がある。
また、容器や撹拌手段の設置スペースと定期的なメンテナンスを必要とし、被測定液体の注入や撹拌手段の作動に時間を要し、測定時間が掛かるという事情がある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小型コンパクトで低価格かつ短時間で測定結果が得られ、メンテナンスも容易な溶存ガス濃度測定器を提供することにある。
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明は、所定容積の液相部（５０）と気相部（４０）に分割され、気体を溶存した被測定液体が前記液相部（５０）に注入される容器（２０）と、前記容器（２０）に着脱自在に装着され、前記容器（２０）を把持し手動により振動した後、前記気相部（４０）の圧力を測定する圧力検出部（１０）とを有し、前記液相部（５０）と前記気相部（４０）の気体の分圧が平衡状態のときの前記気相部（４０）の圧力値に基づいて、前記被測定液体の溶存気体濃度を検出することを特徴とする。
【００１０】
これにより、容器（２０）と圧力検出部（１０）からなる小型コンパクトで安価な測定器が得られる。また、メンテナンスが容易になり、容器（２０）を把持し、被測定液体を手動により振動するだけで、被測定液体中の溶存ガス濃度を簡便かつ迅速に測定することができる。
【００１１】
好ましい態様としては、前記容器（２０）の上部に、前記被測定液体が注入される口部（２２）が突設され、前記圧力検出部（１０）は、前記口部（２２）に螺着される。
これにより、圧力検出部（１０）は、容器（２０）にねじ込むだけで装着される。
【００１２】
上記態様では、前記圧力検出部（６０）にキャップ（８０）が固定され、前記容器（７０）の上部に突設された口部（７１）に、前記キャップ（８０）を螺着することで、前記圧力検出部（６０）が前記容器（７０）に装着される。
これにより、圧力検出部（６０）は、キャップ（８０）をねじ込むだけで容器（７０）に装着される。
【００１３】
上記態様では、前記容器（１００）の口部（１０１）に、前記口部（１０１）を開閉する開閉弁が装着され、前記開閉弁は、チューブ（１３０）を介して前記圧力検出部（９０）に接続される。
これにより、圧力検出部（９０）の別置きが可能になり、圧力検出部（９０）の転倒や落下が回避される。
【００１４】
上記態様では、前記被測定液体は、二酸化炭素を溶存する。
これにより、炭酸泉の溶存炭酸ガス濃度が簡便かつ短時間で測定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、容器と圧力検出部からなる小型コンパクトな装置構成なので、安価になり、メンテナンスも容易になる。また、容器内の被測定液体を手動による振動だけで、被測定液体中の溶存ガス濃度が簡便かつ迅速に測定可能となり、測定時間の短縮が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る溶存ガス濃度測定器の分解斜視図である。
【図２】図１の溶存ガス濃度測定器の振動時の説明図である。
【図３】図２の容器内の状態を示す一部断面斜視図である。
【図４】（ａ）は、溶存炭酸ガス濃度と気相部の圧力との特性図、（ｂ）は、炭酸泉の温度と気相部の圧力との関係を示す図、（ｃ）は、溶存酸素ガス濃度と圧力検出部の圧力指示値との特性図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る溶存ガス濃度測定器の一部断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る溶存ガス濃度測定器の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の溶存ガス濃度測定器に係る一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、溶存ガス濃度測定器の分解斜視図を示す。また、図２は、溶存ガス濃度測定器の振動時の説明図、図３は、振動後の容器内の状態を示す一部断面斜視図である。なお、実施の形態を説明するに当たって、同一機能を奏するものは同じ符号を付して説明する。
【００１８】
図１から図３に示す溶存ガス濃度測定器は、ブルドン管式の圧力検出部１０と、被測定液体が注入されるプラスチック製の容器２０とから構成されている。圧力検出部１０は、表示盤１２を有し、この表示盤１２の中央部には、目盛１２ａを指し示す指針１３が設けられている。
【００１９】
表示盤１２の下部には、円筒形を呈し、この円筒形の外周面にネジ部１４が螺設された支持脚１１が設けられ、ネジ部１４の上端部には、リング状のガスケット１６が装着され、支持脚１１の下部には、ダイヤフラム等が組み込まれたセンサ部１５が突設されている。
【００２０】
容器２０は、有底筒状の容器本体２１を有し、この容器本体２１の上部には、小径の口部２２が突設され、口部２２の内面には、ネジ部２３が螺設されている。そして、支持脚１１を口部２２内にねじ込むことで、圧力検出部１０は、容器２０に着脱自在に装着され、ガスケット１６を口部２２の開口端に密着させることで、容器２０内を密閉するようになっている。
【００２１】
また、容器２０は、サンプルとなる炭酸泉（被測定液体）を入れた状態でも、片手で把持でき、上下左右に強振することができる、例えば容積が１００ｃｃ程度の大きさと重量のものが使用される（図２参照）。
【００２２】
容器２０の内部は、所定の容積を占有する気相部４０と炭酸泉が注入される液相部５０とに二分され（図３参照）、圧力検出部１０が容器２０に螺着されたとき、ネジ部１４とネジ部２３の螺合部からのガス漏れを防止するため、ネジ部１４には、シール材（図示略す）を咬ませている。なお、容器本体２１には、目盛２１ａが刻設され、炭酸泉の注入量が確認できるようになっている。
【００２３】
かかる構成の溶存ガス濃度測定器を用いて炭酸泉の溶存ガス濃度を測定する場合は、先ず容器２０の気相部４０を残して、液相部５０に炭酸泉を注入する。そして、圧力検出部１０を容器２０の口部２２にねじ込み、最終的にはガスケット１６を口部２２の開口端に密着させることで、容器２０内を密閉状態にする。
【００２４】
なお、炭酸泉の注入量は、溶存炭酸ガス濃度に応じて、適宜変更される。例えば、溶存炭酸ガス濃度が高濃度の場合は、炭酸泉の注入量を減量し、気相部４０の容積を大きくし、溶存炭酸ガス濃度が低濃度の場合は、炭酸泉の注入量を増量して、気相部４０の容積を小さくする。
【００２５】
容器２０内の炭酸泉に溶存されている炭酸ガスは、放置しておくと、気相部４０中に徐々に自然放出され、気相部４０の圧力は、気相部４０の炭酸ガスの分圧と、炭酸泉中の炭酸ガスの分圧とが平衡状態になるまで上昇する。
【００２６】
平衡状態になった時点での気相部４０の炭酸ガスの分圧、即ち気相部４０の上昇圧力分を、圧力検出部１０により測定する。そして、この測定結果から図４（ａ）に示す溶存炭酸ガス濃度と気相部４０の圧力との特性図を参照して溶存炭酸ガス濃度を求める。なお、図４（ａ）は、水温２１℃の清浄炭酸水濃度と気相部４０の圧力との関係を示す。
【００２７】
ところで、溶存炭酸ガスを気相部４０に自然放出し、気相部４０と液相部５０の炭酸ガスの分圧が平衡状態になるまでには長時間を要する。そこで、炭酸ガス分圧を短時間で平衡状態にするため、容器２０を片手で把持し、例えば４〜５秒間に２０回程度、上下左右に素早く強振する（図２参照）。
【００２８】
即ち、炭酸泉が強振されると、炭酸泉中の溶存炭酸ガスの活動が活発になり、溶存炭酸ガスの気相部４０中への放出が促進され、炭酸ガスの分圧を短時間で平衡状態にすることができる。
【００２９】
また、炭酸泉（湯）の温度変化が溶存炭酸ガスの圧力に与える影響は、炭酸泉が１０℃程度の温度変化に対して、３％弱程度である。例えば、溶存炭酸ガス濃度が１０００ｐｐｍで、炭酸泉の温度が３６〜４２℃の範囲での圧力検出部１０の測定結果（気相部４０の圧力）を図４（ｂ）に示す。即ち、圧力検出部１０の測定結果は、炭酸泉の温度変化に殆ど影響されないことが分かる。
【００３０】
なお、かかる測定器は、溶存炭酸ガスの濃度だけでなく、例えば溶存酸素ガスの濃度の測定にも用いられる。図４（ｃ）に清水の溶存酸素ガス濃度と圧力検出部１０の圧力指示値との特性図を示す。即ち、圧力検出部１０の測定値が分かれば、図４（ｃ）に基づいて、
溶存酸素ガス濃度も求めることができる。
【００３１】
また、気相部４０の容積は、大き過ぎると、圧力測定の際の圧力変化が小さくなり、高精度の圧力検出部１０を用いなければならなくなるので、気相部４０の容積は、容器２０の全容積の約１〜１０％に設定し、望ましくは、約５％前後に設定するとよい。
【００３２】
また、容器２０は、プラスチック製には限定されず、ガラス製、金属製でもよく、飲料用のペットボトルを代用してもよい。圧力検出部１０は、ブルドン管式は勿論、デジタル式を採用してもよく、表示をｐｐｍ単位としてもよい。
【００３３】
このように、本実施の形態の測定器は、容器２０および圧力検出部１０により小型コンパクトに構成され、炭酸泉の溶存濃度が容器２０内の炭酸泉に対して手動による振動を加えるだけの簡便な操作で短時間かつ低コストで測定することができる。また、持ち運びに便利で使い勝手がよく、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態の溶存気体濃度の測定器について詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載の溶存気体濃度の測定器に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００３５】
例えば、図５に示す溶存気体濃度の測定器は、片手で把持可能で、上部に炭酸泉の注入口となる口部７１が突設され、炭酸泉を入れた状態でも、手動により上下左右に強振することができ、炭酸泉の注入量を目視で確認するための目盛７２が高さ方向に刻設された容器７０と、容器７０内の溶存炭酸ガス分圧を測定する圧力検出部６０と、キャップ８０とから構成されている。
【００３６】
圧力検出部６０は、下方に突出された支持脚６１を有し、支持脚６１は、キャップ８０の中央部に穿設された孔部８１を嵌通し、ナット６４によりキャップ８０に固定されている。また、孔部８１上には、ガスケット６２が装着され、キャップ８０内には、孔部８１と同軸状のＯリング６３が装着されている。
【００３７】
容器７０内の気圧測定時は、キャップ８０が口部７１の外周部にねじ込められることで、圧力検出部６０は、容器７０に着脱自在に装着され、孔部８１と支持脚６１がガスケット６２によりシールされ、キャップ８０と口部７１がＯリング６３によってシールされることで、容器７０が密閉され、その気密性が維持されている。
【００３８】
また、図６に示す溶存気体濃度の測定器は、片手で把持可能な容器１００と、圧力検出部９０と、キャップ１１０と、中継ユニット１２０とを有して構成され、中継ユニット１２０と圧力検出部９０とは、チューブ１３０を介して接続されている。なお、図中、９１および１２２は、チューブ１３０を圧力検出部９０および中継ユニット１２０にそれぞれ接続するコネクタである。
【００３９】
中継ユニット１２０は、手動弁（図示略す）と、この手動弁の開閉を行うバルブ開閉レバー１２１とを有し、手動弁を全開にしたとき、圧力検出部９０が容器１００内の気圧を検出するようになっている。
【００４０】
キャップ１１０の中央部には、孔部（図示略す）が穿設され、中継ユニット１２０は、孔部を嵌通して、キャップ１１０に固定され、キャップ１１０を容器１００の上部に突設された口部１０１に螺着することで、中継ユニット１２０を容器１００に着脱自在に装着している。
【００４１】
また、容器１００内は、キャップ１１０上に装着されたガスケット１２３と、キャップ８０内に装着されたＯリング（図示略す）とにより、密閉状態になるようにシールされている。
【００４２】
溶存炭酸ガス濃度を測定する際は、容器１００内に所定量の炭酸泉を注入し、バルブ開閉レバー１２１を全閉にした状態で、キャップ１１０を容器１００の口部１０１にねじ込むことにより、中継ユニット１２０を容器１００に固定し、容器１００内を密閉状態にする。そして、容器１００を手動で強振する。
【００４３】
次に、圧力検出部９０と中継ユニット１２０とをチューブ１３０を介して接続した後、バルブ開閉レバー１２１を全開にし、容器１００内の気圧を測定する。
かかる測定器は、容器１００と圧力検出部９０とを別置きにした、所謂セパレートタイプに構成されたので、測定中に圧力検出部９０を誤って転倒や落下する等して壊す危険性を軽減することができる。
【００４４】
本実施の形態の測定器は、炭酸ガス、酸素ガスだけでなく、液中に溶存し、手振りによって放出する溶存気体の濃度測定に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る溶存ガス濃度測定器は、炭酸泉等の溶存気体濃度の簡易測定器として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、６０、９０  圧力検出部
１１、６１  支持脚
１２  表示盤
１２ａ、２１ａ、７２  目盛
１３  指針
１４、２３  ネジ部
１５  センサ部
１６、６２、１２３  ガスケット
２０、７０、１００  容器
２１  容器本体
２２、７１、１０１  口部
４０  気相部
５０  液相部
６３  Ｏリング
６４  ナット
８０、１１０  キャップ
８１  孔部
９１、１２２  コネクタ
１２０  中継ユニット
１２１  バルブ開閉レバー
１３０  チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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