(57)【要約】【課題】携帯型器具を用いてワンプッシュでサンプリングと濃度検知を簡単迅速自動で行うことを可能とする。【解決手段】  本発明は、少なくとも一端が閉じた中空のシリンダと、シリンダ内で気密に摺動可能なピストンと、弾性力によりピストンに力を加えるスプリングと、シリンダに設けられたサンプリング弁とを有し、サンプリング弁を通してシリンダの閉じた側とピストンとの間の空間に試料溶液を流入させ、スプリングの弾性力によりピストンに力を加えて該空間を減圧し、減圧により試料溶液中の溶存ガスを析出させ、析出した溶存ガスの体積により変動するピストンの停止位置を読み取ることにより、該試料溶液中の溶存ガス濃度を計測することができることを特徴とする、携帯型溶存ガス濃度検知器を提供する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端が閉じた中空のシリンダと、シリンダ内で気密に摺動可能なピストンと、弾性力によりピストンに力を加えるスプリングと、シリンダに設けられたサンプリング弁とを有し、サンプリング弁を通してシリンダの閉じた側とピストンとの間の空間に試料溶液を流入させ、スプリングの弾性力によりピストンに力を加えて該空間を減圧し、減圧により試料溶液中の溶存ガスを析出させ、析出した溶存ガスの体積により変動するピストンの停止位置を読み取ることにより、該試料溶液中の溶存ガス濃度を計測することができることを特徴とする、携帯型溶存ガス濃度検知器。
【請求項２】
前記ピストンが中空でピストン上蓋とピストン下蓋を有するピストンであり、該ピストン下蓋と気密に摺動可能で該ピストンに収納される弁シャフトをさらに有し、該弁シャフトの一端がスプリング（Ｂ）で該ピストン下蓋と連結され、該弁シャフトの他端がサンプリング弁と連結されていることにより、前記ピストンをシリンダに押し込み戻すときに試料溶液のサンプリングが可能なことを特徴とする、請求項１に記載の携帯型溶存ガス濃度検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶存ガス濃度を現場で簡単短時間に検知し１０００ｐｐｍ前後の濃度を１００ｐｐｍ誤差で測定する器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶存ガス濃度測定器は東亜ディーケーケー株式会社の販売するポータブル機から紀本電子工業株式会社が製造する装置まで幅広く市場に出ている。
実用の装置としては何ら問題がないが、現場で即座に大まかな溶存ガス濃度を知りたい場合には市販器具装置の精度が高すぎイコール価格も高額なものである。
【０００３】
しかも、応答時間が長く市販品には問題があり、現場で短時間に濃度が変化する場合は相当な作業負担が生じることが多分にある。そこで短時間に２桁程度の精度で溶存ガスを検知するハンデー器具の出現が望まれている。
【０００４】
本発明は、現場で短時間に大まかな溶存ガス濃度をワンプッシュ操作で自動的に検知する器具を低価格で提供するものである。
【０００５】
ワンプッシュ操作で溶存ガス液を密閉容器に定量サンプリングし、しかる後に真空に近い状態から徐々に大気圧まで減圧圧力を減じ、減圧力がバネとバランスするところの位置を読むことによって溶存ガス容積を知ることができる。
【０００６】
溶存ガスを減圧によって析出する方法で且つ減圧初期に真空に近い状態から減圧を開始するので、短時間に溶存ガス濃度を知ることができることを特徴とする溶存ガス濃度検知器である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１９３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、現場で２桁程度の大まかな溶存ガス濃度を簡単・短時間に検知する安価な検知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究した結果、スプリングの弾性力を利用して減圧する簡易な構造の検知器により、試料溶液の大まかな溶存ガス濃度を測定できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（３）の携帯型溶存ガス濃度検知器を提供する。
（１）少なくとも一端が閉じた中空のシリンダと、シリンダ内で気密に摺動可能なピストンと、弾性力によりピストンに力を加えるスプリングと、シリンダに設けられたサンプリング弁とを有し、サンプリング弁を通してシリンダの閉じた側とピストンとの間の空間に試料溶液を流入させ、スプリングの弾性力によりピストンに力を加えて該空間を減圧し、減圧により試料溶液中の溶存ガスを析出させ、析出した溶存ガスの体積により変動するピストンの停止位置を読み取ることにより、該試料溶液中の溶存ガス濃度を計測することができることを特徴とする、携帯型溶存ガス濃度検知器。
【発明の効果】
【００１０】
（２）前記ピストンが中空でピストン上蓋とピストン下蓋を有するピストンであり、該ピストン下蓋と気密に摺動可能で該ピストンに収納される弁シャフトをさらに有し、該弁シャフトの一端がスプリング（Ｂ）で該ピストン下蓋と連結され、該弁シャフトの他端がサンプリング弁と連結されていることにより、前記ピストンをシリンダに押し込み戻すときに試料溶液のサンプリングが可能なことを特徴とする、上記（１）に記載の携帯型溶存ガス濃度検知器。
（３）さらに、ピストン上蓋とピストンシャフトを介して連結した押しボタンと、シリンダ上に設けられた目盛りとを有することを特徴とする、上記（２）に記載の携帯型溶存ガス濃度検知器。
【００１１】
本発明の携帯型溶存ガス濃度検知器は、少なくともシリンダとピストンとスプリングとサンプリング弁とを有する簡易な構造であることから、安価に製造でき、しかも、試料溶液中の溶存ガス濃度の検出・測定を素早く行うことができる。
また、上記（２）及び（３）の携帯型溶存ガス濃度検知器は、サンプリング弁と一端が連結した弁シャフトがピストンに収納される構造を有することから、ピストンをシリンダに押し込み戻すときに試料溶液のサンプリングが可能であり、シリンダ内への試料溶液のサンプリング、試料溶液の減圧、溶存ガス濃度の測定という一連の操作が、ワンプッシュで可能になるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は携帯型溶存ガス濃度検知器の動作を検証するための実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図２】図２は携帯型溶存ガス濃度検知器の大気圧中の溶存ガス体積と減圧時の体積のグラフである。（実施例１）
【図３】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態上面図、正面図、底面図である。（実施例２）
【図４】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態の側面図である。（実施例２）
【図５】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態の側面断面図である。（実施例２）
【図６】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態の正面断面図である。（実施例２）
【図７】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引準備（１）図である。（実施例３）
【図８】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引準備（２）図である。（実施例４）
【図９】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引５０％図である。（実施例５）
【図１０】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引１００％図である。（実施例６）
【図１１】図は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面減圧測定図である。（実施例７）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の携帯型溶存ガス濃度検知器は、検知精度を損なわないようにボタンガイドとシリンダを一体化した構造とし、また押ボタンは親指で容易に操作できるようにボタンガイド側に傾斜した上面を形成し安定したボタン操作が出来るような構造とした。
本発明の携帯型溶存ガス濃度検知器は、溶存ガスの析出を素早く行え、さらにバネ圧をサンプリングと減圧の両方に利用していることから、検知器押ボタンを下いっぱいに押し込んだ後、溶存ガス液面に携帯型溶存ガス濃度検知器下端を３０ｍｍ程度水没させ徐々に押ボタンから力を抜いていくとサンプリング吸入口から溶存ガス液を吸入し定量吸入後自動的に弁が閉まり密閉容器となる。
次にいきなり真空減圧に入り高速で溶存ガスが析出し、やがて徐々に減圧が緩やかになり溶存ガス量に応じて減圧圧力とバネの力がバランスするところで押ボタンが停止する。このように押ボタンをワンプッシュするだけで一連の動作が速やかに行われ溶存ガスの量、つまり溶存ガス濃度を簡単に大まかに検知できるという利点がある。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明装置の動作を検証するための方法を示した説明図である。以下検証を容易にするため分かりやすい数値を当てはめている。
【００１５】
Ｄｄは器具固定台でバネ秤Ｄｓ、気密自由ピストン容器目盛付きＣａ、気密自由ピストン容器目盛付きＣｂをそれぞれ固定している。
気密自由ピストン容器目盛付きＣａと気密自由ピストン容器目盛付きＣｂのノズルは互いに大気圧に耐える接続チューブＰｐで接続され気密自由ピストン容器目盛付きＣａ直近にバルブＭｖが設けられている。
【００１６】
気密自由ピストン容器目盛付きＣａ、気密自由ピストン容器目盛付きＣｂのシリンダ断面積Ｓａ，Ｓｂはともに１平方センチとし目盛は１立方センチ毎に１０まであるものとする。
【００１７】
気密自由ピストン容器目盛付きＣａのピストンＣＰａの位置ｈａをゼロにしてから手動弁Ｍｖを接続し閉位置にする。
気密自由ピストン容器目盛付きＣｂのピストンＣＰｂの位置ｈｂを１０にしてから接続チューブＰｐを接続する。
【００１８】
バネ秤Ｄｓは気密自由ピストン容器目盛付きＣａのピストンＣＰａの位置ｈａをゼロの状態でバネ秤Ｄｓの指示値が１キログラムを指示するように調整保持する。
気密自由ピストン容器目盛付きＣａのピストンＣＰａ位置ｈａが１０になった時、バネ秤Ｄｓの目盛がゼロキログラムを表示する機種を選定する。
【００１９】
一般に、このようなバネ秤は市販されていないので読み取り値を換算する必要があるが、ここでは説明を簡潔にするため上記条件で図示する。
ピストンＣＰａ位置ｈａがゼロであれば上記条件では気密自由ピストン容器目盛付きＣａのシリンダ内圧力Ｐａがゼロでほぼ真空状態である。
【００２０】
ここで、手動弁Ｍｖを慎重に操作し、気密自由ピストン容器目盛付きＣｂのピストンＣＰｂの位置ｈｂを１０から１目盛、つまり９になるまで気密自由ピストン容器目盛付きＣａに送り込む。このときの気密自由ピストン容器目盛付きＣａのピストンＣＰａの位置ｈａとバネ秤Ｄｓの指示値を読み取る。
【００２１】
同様に手動弁Ｍｖを慎重に操作し、気密自由ピストン容器目盛付きＣｂのピストンＣＰｂの位置ｈｂの目盛８からゼロまで読み取ると図２の通りとなる。
【００２２】
図１において、気密自由ピストン容器目盛付きCaの断面積が１[cm^2]でピストンＣＰｂの位置ｈａがゼロの時バネ秤の指示値が１「Ｋｇ」で釣り合っているものとすると数１の式が成立する。
【００２３】
【数１】
2012237690.tif 000003
【００２４】
数１の式から表２が計算され、結果を図２に示す。
このことから、予め溶存ガス溶液を気密自由ピストン容器目盛付きＣａに定量サンプリングして置き上記条件で溶存ガスを減圧析出することにより、その体積を知ることができる。
【００２５】
図２のグラフから分かる通り、減圧析出した溶存ガス容積を知ることによって単一の溶存ガスであれば溶存ガス濃度を計算することが出来、さらに混合ガスの場合は溶存ガス成分が分かれば各々のガス濃度も計算できる。  
【００２６】
【表１】
2012237690.tif 000004
【００２７】
表１は本発明装置の動作を検証するための方法を示した図１の機能説明一覧である。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
数１の式において、表２に示したように図２では減圧圧力０．３気圧以上では著しく線形比例からずれるので実用範囲とはみなされないが０．３気圧未満の範囲では十分実用に耐え得るデータを示している。
【実施例２】
【００３０】
図３、図４は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態の外面図で、上面図、正面図、底面図、側面図である。
【００３１】
図５、図６は携帯型溶存ガス濃度検知器の保管状態の側面断面図、正面断面図であり、いずれの場合も４：スプリング（Ａ）で持ち上げられている１：サンプリングボタンは５：ピストンシャフトで結合されている１３：ピストンが２５：シリンダ内に６：ボタンストッパー下部によって保持されている。
【実施例３】
【００３２】
図７は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引準備（１）図で１：サンプリングボタンが押しこまれ、連結されている５：ピストンシャフトを介して１３：ピストンも同時に下降し１８：弁シャフト頂部に当たり、サンプリング弁を押し下げる寸前の状態である。
【実施例４】
【００３３】
図８は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引準備（２）図で３：サンプリングボタンが下いっぱいに押しこまれ、連結されている１３：ピストンが２５：シリンダ内下端まで押し下げられ、同時に２０：サンプリング弁も下いっぱいに押し下げられ２５：シリンダ下の２６：リング形吸入口が外部に開放されている。
【００３４】
次に溶存ガス濃度検知器本体を２０：サンプリング弁を下に溶存ガス含有液２２：液中に２１：液面から２０〜３０ミリ水没させます、この時水面に濃度検知器本体を垂直にすることが望ましいが本発明品の場合はその構造上、２６：リング吸入口が水没していればサンプリング可能であることから水面から４５度以上の角度があれば問題なくその性能を発揮するので現場計器として望ましい性能であることは言うまでもありません。
【実施例５】
【００３５】
図９は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引５０％図で、３：サンプリングボタンから徐々に押す力を減じた結果４：スプリング（Ａ）の力で１３：ピストンが上昇し２６：リング形吸入口から溶存ガス含有液を吸入する。
【実施例６】
【００３６】
図１０は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面吸引１００％図である。規定量のサンプリングを終了した時点で２０：サンプリング弁が閉じ、直ちに５：スプリング（Ａ）の力によって真空状態に近い減圧を受ける。
【実施例７】
【００３７】
図１１は携帯型溶存ガス濃度検知器の正面断面減圧測定図である。２４：析出気体が５：スプリング（Ａ）の力で減圧され図の通り、析出気体容積と５：スプリング（Ａ）の力がバランスする位置で３：サンプリングボタンが停止しその位置から溶存ガス濃度を計算できる。
上記一連の動作を確保するためには数１式の条件が必要である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の携帯型溶存ガス検知器によれば、瞬時に溶存ガス濃度の検知が出来、更にバネ定数とシリンダ断面積及びサンプリング容積の選択により溶存ガス濃度レンジを自由に選択できる。
【符号の説明】
【００３９】
１    サンプリングボタン
２    ホーローセット（Ａ）
３    ボタンガイド
４    スプリング（Ａ）
５    ピストンシャフト
６    ボタンストッパー
７    ホーローセット（Ｂ）
８    スプリングストッパー
９    穴用スナップリング
１０  ピストン上蓋
１１  オーリング
１２  通気口（Ａ）
１３  ピストン
１４  弁ガイド
１５  通気口（Ｂ）
１６  スプリング（Ｂ）
１７  ピストン下蓋
１８  弁シャフト
１９  キャップ
２０  サンプリング弁
２１  液面
２２  液中
２３  サンプリング液
２４  析出気体
２５  シリンダ
２６  リング吸入口
【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】
2012237690.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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