(57)【要約】【課題】  従来は、水質の汚染、劣化状態の調査や、工場廃液、水溶性油剤等生産現場にて使用する各種水溶液の管理には、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値の測定や、化学分析、機器分析による含有物質の検出等それなりの専門知識、手間、時間が必要で、現場における日常的な対応は出来なかった。これを専門知識のない現場の作業員が日常的に行うことを可能にする。【解決手段】  図２に示すような、外部表面を絶縁皮膜で被覆したコンデンサ型センサーを測定する水溶液に浸漬した時、センサーの静電容量は水に含有する物質の成分性状に対応して変化する。その静電容量の数値によって用水の汚染、劣化度、水溶液の濃度を判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板を挿んで、互いに接着固定した電極板の外部表面を絶縁皮膜で被覆したコンデンサ型の電極対をセンサーとし、このセンサー電極を水（溶液，懸濁液）に浸漬すると、水の成分，性状の違いにより、センサー電極に誘起する静電容量に変化が生ずる。この静電容量を計測し，水質の変化度を判定することが出来る。このような実験事実を踏まえ、前記構造のセンサー電極を用いたことを特徴とする用水の劣化・汚染度、水溶液の濃度等を判定する測定方法及び測定器。
【請求項２】
測定水溶液に極性の高い物質が含まれる場合、それがセンサー表面に強く吸着し、以後の測定にその影響が現われるので、この場合、センサー電極を更新する必要がある。そのため，簡単に着脱できることを特徴とする使い捨て方式のセンサー電極
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水の成分性状の変化の状態を検出する方法および機器に係り、形，面積の等しい２枚の導体板を電気的絶縁板を挿んで接着した電極の外側表面を絶縁皮膜で被覆した構造のセンサーを用い、工場廃液，家庭排水等の汚染，劣化度の判定、水溶性切削油等水溶性金属油剤等の汚染、劣化度の判定及び濃度管理に極めて簡単にリアルタイムに対応する測定方法および機器に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、水質汚染、劣化度の測定には一般にＣＯＤ値、ＢＯＤ値の検出が用いられている。また、水質検査としては、一般的には特定の溶存物質の含有量を測定するのが目的で，専用の測定器や分析器、又は化学分析による方法が用いられている。
また、光工学的に水質を簡単にリアルタイムに測定するものもある。（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】  しかしこれらは、水の汚染、劣化度を総合的に判定し、又工場現場で誰もが簡単に実施する方法ではない。また静電容量を利用する本発明のような水質測定器は現在はない。
【特許文献１】    特開平１１−３７９４０  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  物質文明の進む現代では、大量生産、大量消費は至上命題である．しかしその裏側には自然破壊と環境汚染が同時に並行して起こる。両者はまさに表裏一体である。中でも水質汚染は我々に最も身近な環境問題である。【０００６】  そして、その対策は水を汚さないことと、汚水を再生することに尽きる．水を汚さないためには、水を使用する者が、常に水の汚染度を観察し、コントロールする必要がある．【０００７】  ところが、現状は、用水を管理するには、それなりの知識や、特殊な機器が必要で、誰にでも手軽に出来るものではない。従って、現在生産現場では、作業員が直接，迅速適切に使用水溶液に関する濃度管理や廃液処理を行うことが出来ない状態である。【０００８】  製造現場では種々の水溶性の溶液が使用されているが、それには、適切な濃度管理、性能維持のための劣化度の判定が必要である．ところが現状は、現場的に簡便に行う適切な手段がなく、ＰＨメーターや屈折計等が便法として一部で使用されているむきもあるが、問題が多く、広く使用されるには至っていない．即ちＰＨメーターは酸、アルカリ度を判定の対象とするが、汚染度はＰＨ値以外の要因の影響が大きく、汚染、劣化を対象とする場合は、測定の分解能が低く不正確である。屈折計は溶液に対しては一応の分解能はあるが、懸濁液や乳化液に対しては不適当である。【０００９】  本発明は、溶液，懸濁液、乳化液等、あらゆる溶液に適用出来、水質管理の現場的要求を充分に満たし、特別な知識を必要とせず、極めて簡単にリアルタイ厶に測定できるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  一般に異なった固体どうし、または固体と液体が接触すると、その接触面で一方から他方へ電荷の移動が起り、一方が正他方が負に帯電する．いま、形、面積の等しい２枚の導体板を絶縁板を挿んで接着すると両導体板には大きさが等しく極性の反対符号の電荷を誘起する．この間に誘電体を挟むと、一つのコンデンサとなり固有の静電容量を誘起する．【００１１】  形、面積の等しい２枚の導体板を絶縁板を挿んで接着し、その外部表面を絶縁皮膜で被覆しコンデンサ状にしたものをセンサーとし、これを水に浸漬すると、水に溶存或いは分散する物質の成分、性状に敏感に対応してセンサーに現われる静電容量が変化する（実験事実）。この静電容量の変化を検出器によって検出し、デジタル表示することによって，水質の違いの程度を検知することが出来る。【００１２】  このセンサーを用いて水溶液（乳化液、懸濁液）の濃度を測定する場合、その濃度とセンサーの指示知とは概ね正比例の関係にある事が実験によって確認されている。このことから、使用水溶液について、固有の変化率を測定しておけば任意の測定値から容易に対応する濃度を知ることが出来る。又廃液管理の場合は、予めこの測定器による廃棄基準値を定めておけば、廃液管理は適切に行うことが出来る。【００１３】  ところが、測定する水溶液に溶存する物質の極性が高い場合、その影響がセンサーに残留し、容易に基準値に復帰しない傾向がある。従って、極性の高い試料を測定した場合は、センサーを更新した方が合理的である。そのために、センサーを使い捨て方式とし簡単な着脱構造とする。
【発明の効果】
【００１４】  前述のように本発明によれば、水溶液の濃度の判定や、水（水溶液、乳化液、懸濁液）の微妙な違いもリアルタイムに且つ手軽に測定できる。以下その測定例を示す。図５は各種の水に関するもので、精製水、水道水、ミネラルウオーターの測定値である。硬度の異なるミネラルウオーターは勿論、水源の異なる水道水の微妙なな違いも検出している。【００１５】  図６、図７、図８、図９はそれぞれ水溶液、半透明水溶液、乳化液、懸濁液に関する測定値である。即ち図６はアスコルビン酸の濃度と測定値（センサー指示値）との関係を示す。図からも判るように、濃度とセンサー指示値とは正比例の関係にあることが実験によて確かめられている。従って検量線によって、容易に濃度の判定が出来る。図７は市販家庭用洗剤（シャンプー）についての濃度と測定値の関係を示す。図８は市販牛乳についての濃度と測定値との関係を示す。図９は粉乳（コーヒー用クリープ）の濃度と測定値との関係を示す。何れの場合も日本薬局方精製水を溶剤として使用した。【００１６】  このようにどの溶液も指示値は濃度に比例しているとみなすことができるので、使用液について検量線を作れば簡単に濃度の判定、用水の管理をすることが出来る。【００１７】  図９は、参考のため身近にある水溶液ついて測定した結果である。以上のようにあらゆる水溶液について、それぞれの特性の一面を数値化して表示することが出来るので測定器としての応用範囲は極めて広い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明の特徴はセンサーの構造にある。即ち、電導体よりなる大きさの等しい２枚の電極板を絶縁板（誘電体）を介して接着し、コンデンサー状の電極対とし、その外側全面を絶縁皮膜で被覆してセンサーとする。センサーは通常センサーホルダーにとりつけるが、その接続部は完全な防水構造とする。【００１９】  このセンサーを水に浸漬すると、水に含有する物質の成分性状に対応して静電容量が変化する。この変化を静電容量計測器により検知し、用水の汚染、劣化度の判定或いは水溶液の濃度管理を行う。センサーに現れる静電容量はセンサーが水との接触面積によって異なる。従って測定に当たってはセンサー電極部全体を水に浸漬して行う。【００２０】  請求項２の使い捨て型センサーを使用する場合、センサー全体を液に浸漬すると、計測部への挿着部から水が侵入し、測定不能となる。従って、水との接触面積を一定に保ちながらセンサーの一部を浸漬して測定を行う必要がある。しかしフリーハンドではセンサーと水の侵漬面積を一定に保つことは難しい。この場合、センサーに対応した一定の深さの測定用容器に試料を満たし、センサーの先端を容器の底面に着けて測定する。
【実施例】
【００２１】  図１は本発明全体の構成図である。図１において、符号１は、センサー電極で、液の成分性状の変化によって、その静電容量が変化する。２はセンサー電極を保持するホルダーである。４はセンサー電極に誘起する静電容量を検知する検知部で，表示部５と電源部６が一体構造となり、センサー電極ホルダーと接続ケーブル３で接続されている。【００２２】  図２はセンサー電極の平面図、図３はその断面図である。符号７は、導体板で、形大きさの等しい二枚の電極となり、絶縁板８を介して接着され、その外側表面は絶縁皮膜９により被覆され一体構造となり、コンデンサ状のセンサーを形成している。１０は電極接続のためのリードである。【００２３】  図４は、使い捨て型センサーを使用する場合の測定用の容器である。容器は二重構造になっている。符号１１は内カップで，外カップ１２と一体構造になっている。内カップはセンサーの面積に対応して設定した一定の深さの容器で、常に試料を満たして使用し液面を一定に保つ。外カップは内カップから溢れ出た液を一時溜め置くものである。このような構造の容器を使用して測定することによって、正確な測定値を期待することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】    金属加工現場における水溶性切削油、水グリコール系作動油等、水を含む加工液が広く使用されているが、その汚染、劣化が加工性能や機械の運転、保守に悪影響を及ぼす。従ってこれらの液は適時補充、更新する必要があるが、現状ではこれらの液の汚染劣化度の現場で手軽に判定出来る測定器がなく、工場現場では本発明のような、現場対応型の水質判定器に対する要望が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による測定器の構成図である。
【図２】センサー電極の断面図である。
【図３】センサー電極の平面図である。
【図４】測定用カップの構造図である。
【図５】精製水、水道水、自然水に関する測定値である。
【図６】アスコルビン酸の濃度とセンサー指示値との関係である。
【図７】洗剤の濃度とセンサー指示値との関係である。
【図８】市販牛乳の濃度とセンサー指示値との関係である。
【図９】粉乳の濃度とセンサー指示値との関係である。
【図１０】身近に存在する水溶液の測定値である。
【符号の説明】
【００２６】１  センサー電極
２  センサー電極ホルダー
３  接続ケーブル
４  検知部
５  表示部
６  電源
７  導体板
８  絶縁板
９  絶縁皮膜
１０  リード導線
１１  内カップ
１２  外カップ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月28日(2004.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板を挿んで、互いに接着固定した電極板の外部表面を絶縁皮膜で被覆したコンデンサ型の電極対をセンサーとし、このセンサー電極を水（溶液，懸濁液）に浸漬すると、水の成分，性状の違いにより、センサー電極に誘起する静電容量に変化が生ずる。この静電容量を計測し測定器が示す数値を尺度として水溶液の成分性状の変化度を比較判定する。また、溶液の濃度の判定には、本発明によって予め被測定溶液について検量線を作成しておき、それを基準として濃度の判定をすることが出来る。このような実験事実を踏まえ、絶縁板を挿んでその両面に接着固定した電極板の外部表面を絶縁皮膜で被覆した電極対よりなるセンサー部と、センサーの捕捉した電荷を静電容量として検出する検出部、これを表示する表示部、及び電源部より構成されることを特徴とする用水の変質度を判定する測定器。