(57)【要約】【課題】気液分離装置を用いずにセンサにより液体の液物性を高い安定性で測定できるようにするセンサ用カバーを提供する。【解決手段】本発明のセンサ用カバー１は、液体の液物性を測定するセンサに取り付けられ、２つ以上の筒状体１０，２０が多重に配置された多重構造を有し、各筒状体１０，２０の一端には、センサを挿入するためのセンサ挿入孔１１ａが形成され、少なくとも１つの筒状体２０の他端が密閉され、各筒状体１０，２０の側面には、液体を通すための流通孔１２ａ，２２ａが形成され、最外の筒状体１０の流通孔１２ａの少なくとも一部が、他の筒状体２０の側面２４によって遮られている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の液物性を測定するセンサに取り付けられるセンサ用カバーであって、
２つ以上の筒状体が多重に配置された多重構造を有し、
各筒状体の一端には、センサを挿入するためのセンサ挿入孔が形成され、
少なくとも１つの筒状体の他端が密閉され、
各筒状体の側面には、液体を通すための流通孔が形成され、最外の筒状体の流通孔の少なくとも一部が、他の筒状体の側面によって遮られていることを特徴とするセンサ用カバー。
【請求項２】
各筒状体の流通孔は、最外の筒状体の外部から最内の筒状体の内部までが直線的に連通しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ用カバー。
【請求項３】
最内の筒状体以外の筒状体が、前記センサ挿入孔側に向かうにつれて漸次細くなる部分を有し、その部分に気泡排出孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ用カバー。
【請求項４】
センサが液膜型のイオン電極であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ用カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体内に設置される各種センサの周囲に取り付けられるセンサ用カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水のピット、水処理タンク、配管などにおいては、液体内のイオン濃度等の液物性を測定するために、電極等のセンサを設置することがある。
ところで、液体が激しく流動する場合には、空気を巻き込んで気泡を含むようになる。気泡を含んだ液体の液物性をセンサにより測定すると、センサに気泡が付着するため、測定の安定性が低くなることがあった。
そこで、特許文献１，２では、気液分離装置により気泡を分離した液体を測定に供する方法が提案されている。また、特許文献３では、センサに気泡が付着しにくいように液体を接触させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１４６４４号公報
【特許文献２】特開２００５−８１８３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１，２に記載の方法では、気液分離装置および気液分離装置に接続するための配管を設置するための場所が必要になる上に、設備費が上昇するという問題を有していた。
また、特許文献３に記載の方法では、センサへの気泡の付着を充分に抑制できないため、測定の安定性が充分に向上するものではなかった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、気液分離装置を用いずにセンサにより液体の液物性を高い安定性で測定できるようにするセンサ用カバー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】
【０００４】
［１］  液体の液物性を測定するセンサに取り付けられるセンサ用カバーであって、
２つ以上の筒状体が多重に配置された多重構造を有し、
各筒状体の一端には、センサを挿入するためのセンサ挿入孔が形成され、
少なくとも１つの筒状体の他端が密閉され、
各筒状体の側面には、液体を通すための流通孔が形成され、最外の筒状体の流通孔の少なくとも一部が、他の筒状体の側面によって遮られていることを特徴とするセンサ用カバー。
［２］  各筒状体の流通孔は、最外の筒状体の外部から最内の筒状体の内部までが直線的に連通しないように配置されている［１］に記載のセンサ用カバー。
［３］  最内の筒状体以外の筒状体が、前記センサ挿入孔側に向かうにつれて漸次細くなる肩部を有し、該肩部に気泡排出孔が形成されている［１］または［２］に記載のセンサ用カバー。
［４］  センサが液膜型のイオン電極である［１］〜［３］のいずれかに記載のセンサ用カバー。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のセンサ用カバーを用いれば、気液分離装置を用いずにセンサにより液体の液物性を高い安定性で測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のセンサ用カバー（以下、カバーと略す。）の一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例のカバーを示す。本実施形態例のセンサ用カバー１は、第１の筒状体１０と、第１の筒状体１０の内側に配置された第２の筒状体２０とを有して、二重構造になっているものである。
【０００７】
（第１の筒状体）
本実施形態例における第１の筒状体１０は、センサを挿入するためのセンサ挿入孔１１ａが形成された円筒状の挿入部１１と、挿入部１１より太い円筒状の本体部１２と、本体部１２側から挿入部１１側に向かうにつれて漸次細くなる肩部１３とを有する。また、第１の筒状体１０の本体部１２は、挿入部１１と反対側の端部が開放されている。また、肩部１３には気泡排出孔１３ａが形成されている。
【０００８】
第１の筒状体１０全体の長さは、カバー１に取り付けられるセンサの寸法にもよるが、１４〜１８ｃｍであることが好ましい。第１の筒状体１０全体の長さが１４ｃｍ以上であれば、通常使用されるセンサと第２の筒状体２０とを容易に収容でき、１８ｃｍ以下であれば、カバー１を小型にできる。
第１の筒状体１０の本体部１２の内径は、カバー１に取り付けられるセンサの寸法にもよるが、４〜１０ｃｍであることが好ましい。本体部１２の内径が４ｃｍ以上であれば、通常使用されるセンサと第２の筒状体２０とを容易に収容でき、１０ｃｍ以下であれば、カバー１を小型にできる。
【０００９】
第１の筒状体１０の本体部１２の側面には、円形状の流通孔１２ａが形成されている。
第１の筒状体１０の流通孔１２ａの孔径は１０〜２０ｍｍであることが好ましい。流通孔１２ａの孔径が１０ｍｍ以上であれば、第１の筒状体１０の外部から内部に液体を容易に通すことができ、２０ｍｍ以下であれば、液体から気泡をより分離できる。
【００１０】
第１の筒状体１０の流通孔１２ａの開口面積の、本体部１２の側面全体の面積を１００質量％とした際の面積割合は３〜１０面積％であることが好ましい。流通孔１２ａの開口面積の面積割合が３面積％以上であれば、第１の筒状体１０の外部から内部に液体を容易に通すことができ、１０面積％以下であれば、液体から気泡をより分離できる。
【００１１】
第１の筒状体１０の気泡排出孔１３ａは円形状であり、その孔径は５〜１０ｍｍであることが好ましい。気泡排出孔１３ａの孔径が５ｍｍ以上であれば、第１の筒状体１０と第２の筒状体２０との間から気泡を第１の筒状体１０の外部に容易に排出できる。また、気泡排出孔１３ａの孔径が１０ｍｍ以下であれば、気泡排出孔１３ａからの液体の流入を抑制できる。
【００１２】
第１の筒状体１０の材質は特に制限されず、例えば、金属、ポリプロピレン等のプラスチック、セラミックスなどが挙げられる。これらのうち、第１の筒状体１０を金属製にした場合には、電気的なノイズを遮蔽できるため、測定の安定性がより向上する。また、第１の筒状体１０をプラスチック製にした場合には、所望の形状に容易に成形できる。
【００１３】
（第２の筒状体）
第２の筒状体２０も第１の筒状体１０と同様に、図２に示すように、センサを挿入するためのセンサ挿入孔２１ａが形成された円筒状の挿入部２１と、挿入部２１より太い円筒状の本体部２２と、本体部２２側から挿入部２１側に向かうにつれて漸次細くなる肩部２３とを有する。
ただし、第２の筒状体２０の本体部２２の外径は第１の筒状体１０の本体部１２の内径より小さい。また、第１の筒状体１０とは異なり、第２の筒状体２０の本体部２２の、挿入部２１と反対側の端部は密閉されており、肩部２３には気泡排出孔が形成されていない。なお、肩部２３にも気泡排出孔が形成されても構わない。
第２の筒状体２０の材質は、第１の筒状体１０の材質と同様のものが使用されるが、第１の筒状体１０の材質と同一である必要はない。
【００１４】
第２の筒状体２０全体の長さは、カバー１に取り付けられるセンサの寸法にもよるが、１２〜１６ｃｍであることが好ましい。第２の筒状体２０全体の長さが１２ｃｍ以上であれば、通常使用されるセンサを容易に収容でき、１６ｃｍ以下であれば、カバー１を小型にできる。
第２の筒状体２０の本体部２２の内径は、カバー１に取り付けられるセンサの寸法にもよるが、３〜８ｃｍであることが好ましい。本体部２２の内径が３ｃｍ以上であれば、通常使用されるセンサを容易に収容でき、８ｃｍ以下であれば、カバー１を小型にできる。
【００１５】
第２の筒状体２０の本体部２２の側面には、円形状の流通孔２２ａが形成されている。第２の筒状体２０の流通孔２２ａの孔径は１０〜２０ｍｍであることが好ましい。流通孔２２ａの孔径が１０ｍｍ以上であれば、第２の筒状体２０の外部から内部に液体を容易に通すことができ、２０ｍｍ以下であれば、液体から気泡をより分離できる。
【００１６】
第２の筒状体２０の流通孔２２ａの開口面積の、本体部２２の側面全体の面積を１００質量％とした際の面積割合は３〜１０面積％であることが好ましい。流通孔２２ａの開口面積の面積割合が３面積％以上であれば、第２の筒状体２０の外部から内部に液体を容易に通すことができ、１０面積％以下であれば、液体から気泡をより分離できる。
【００１７】
（各筒状体の配置）
第１の筒状体１０の本体部１２と第２の筒状体２０の本体部２２との間隔は５〜１０ｍｍであることが好ましい。該間隔が５ｍｍ以上であれば、第１の筒状体１０と第２の筒状体２０との間に充分な量の液体を流れ込ませることができ、１０ｍｍ以下であれば、液体から気泡をより分離できる。
【００１８】
本実施形態例では、第１の筒状体１０の流通孔１２ａおよび第２の筒状体２０の流通孔２２ａは、第１の筒状体１０の全ての流通孔１２ａの全体が第２の筒状体２０の側面２４によって遮られ、第１の筒状体１０の外部から第２の筒状体２０の内部までが直線的に連通しないように配置されている。
ここで、「第１の筒状体（最外の筒状体）１０の流通孔１２ａの全体が第２の筒状体（他の筒状体）２０の側面２４によって遮られ」とは、第１の筒状体１０の流通孔１２ａの正面視において、第１の筒状体１０の流通孔１２ａを通して視認できるものが第２の筒状体２０の側面２４のみのことである。
また、「第１の筒状体（最外の筒状体）１０の外部から第２の筒状体（最内の筒状体）２０の内部までが直線的に連通しない」とは、図３に示すように、第１の筒状体１０の流通孔１２ａをどのような方向（例えば、図３における矢印Ｓ１，Ｓ２の斜め方向）から見ても、流通孔１２ａ，２２ａ同士が重ならないことである。
なお、本実施形態例では第１の筒状体１０の流通孔１２ａと第２の筒状体２０の流通孔２２ａは同じ高さにはないが、図３では説明を容易にするために、同じ高さにあるように示してある。
【００１９】
（使用方法）
上記カバー１をセンサに取り付ける際には、図４および図５に示すように、センサ挿入孔１１ａおよびセンサ挿入孔２１ａにセンサ２を挿入して固定する。通常、センサ２にはセンサ本体２ａを保持する保持部２ｂを有しており、本実施形態例では、この保持部２ｂをセンサ挿入孔１１ａおよびセンサ挿入孔２１ａに嵌め込んでセンサ２を固定している。
そして、カバー１を取り付けたセンサ２を液体内に配置して測定に供する。
【００２０】
カバー１が取り付けられるセンサ２が測定する液物性としては、例えば、ｐＨ、イオン濃度、電気伝導率、酸化還元電位、溶存酸素濃度などが挙げられる。
特に、センサ２が測定する液物性がイオン濃度である場合、センサ２の種類は、固体膜型、液膜型、ガラス膜型、隔膜型等のイオン感応膜の材質によって分類され、それらのいずれであってもよいが、中でも、液膜型が適している。液膜型は表面が疎水性であり、気泡が付着しやすいため、本発明の効果がとりわけ発揮されるからである。
センサ２が配置される液体は水でも有機溶媒でもよいが、通常は水である。
センサ２が設置される場所としては、例えば、冷却塔、水処理設備、公衆浴場、湖沼、河川、プール等が挙げられる。
【００２１】
（作用効果）
上述したように、カバー１では、第１の筒状体１０の流通孔１２ａと第２の筒状体２０の流通孔２２ａは、第１の筒状体１０の流通孔１２ａの全体が第２の筒状体２０の側面２４によって遮られ、第１の筒状体１０の外部から第２の筒状体２０の内部までが直線的に連通しないように配置され、また、第２の筒状体２０の本体部２２の、挿入部２１と反対側の端部が密閉されている。そのため、流通孔１２ａから第１の筒状体１０の内部に入り込んだ液体を、第１の筒状体１０と第２の筒状体２０との間に一時的に滞留させて、第２の筒状体２０の内部に直接流入することを抑制できる。第１の筒状体１０と第２の筒状体２０との間では、第１の筒状体１０の外部の液体の流動が遮断されやすく、第１の筒状体１０の外部よりも液体の流動が穏やかになる。そのため、液体に含まれた気泡を浮上させて分離することができる。さらに、第１の筒状体１０の肩部１３に気泡排出孔１３ａが形成されているため、第１の筒状体１０と第２の筒状体２０との間から気泡を容易に排出できる。
この気泡が分離された液体が第２の筒状体２０の流通孔２２ａを通って、センサ２に接触するため、センサ２に気泡が付着しにくい。しかも、カバー１は多重の筒状体からなるため、センサ周囲の液体の温度が変動しにくい。
したがって、センサ２にカバー１を取り付けることにより、激しく流動する液体の液物性をセンサ２により測定する場合であっても、気液分離装置を用いずに高い安定性で測定できる。
【００２２】
（その他の形態）
なお、本発明のカバーは上述した実施形態例に限定されない。例えば、流通孔の形状は円形状でなくてもよく、例えば、楕円形状、三角形状、四角形状等の多角形状、スリット状であってもよい。
また、上記実施形態例では、挿入部１１，２１、本体部１２，２２は円筒状であったが、本発明では他の形状、例えば、断面が楕円形状、三角形状、四角形状等であってもよい。
また、上記実施形態例では、第１の筒状体１０および第２の筒状体２０が挿入部１１と本体部１２と肩部１３とを有するものであったが、これに限定されず、例えば、センサ挿入孔１１ａ，２１が頂部に形成された半球部と直胴部とを有するものであってもよい。
また、上記実施形態例では、第２の筒状体２０の本体部２２の、挿入部２１と反対側の端部が密閉されていたが、第１の筒状体１０の本体部１２の、挿入部１１と反対側の端部が密閉されていてもよい。また、第１の筒状体１０の本体部１２および第２の筒状体２０の本体部２２の両方が密閉されていてもよい。
また、第１の筒状体１０の流通孔１２ａと第２の筒状体２０の流通孔２２ａは、第１の筒状体１０の外部から第２の筒状体２０の内部までが直線的に連通しないように配置されていなくてもよい。しかし、気泡をより分離できる点では、上記実施形態例のように、第１の筒状体１０の外部から第２の筒状体２０の内部までが直線的に連通しないように配置されることが好ましい。
【００２３】
また、本発明では、第１の筒状体１０の流通孔１２ａの一部のみが第２の筒状体２０の側面２４によって遮られていてもよい（図６，７参照）。流通孔１２ａの一部のみが第２の筒状体２０の側面２４によって遮られている場合には、図６に示すように、全ての流通孔１２ａにおいて、その一部のみが第２の筒状体２０の側面２４によって遮られてもよい。また、図７に示すように、一部の流通孔１２ａにおいて、その一部のみが第２の筒状体２０の側面２４によって遮られ、残りの流通孔１２ｂにおいて、その全体が第２の筒状体２０の側面２４によって遮られてもよい。
このように、第１の筒状体１０の流通孔１２ａの一部のみが第２の筒状体２０の側面２４によって遮られても、液体中の気泡を分離できるが、気泡をより分離できる点では、上記実施形態例のように、第１の筒状体１０の全ての流通孔１２ａの全体が第２の筒状体２０の側面２４によって遮られていることが好ましい。
【００２４】
また、上記実施形態例のカバーでは、筒状体を２つ有する二重構造であったが、筒状体を３つ有する三重構造、筒状体を４つ有する四重構造等の多重構造であってもよい。
【実施例】
【００２５】
保有水量１０トンの冷却塔のピットに、イオン選択性電極からなるセンサを設置した。冷却塔運転中に、センサ（オルガノ社製オルチェイサーIII）により、冷却水中のスケール付着防止用薬剤の濃度を測定した。なお、薬剤濃度は４００ｍｇ／Ｌで一定とした。
【００２６】
（実施例）
センサに、図１に示すカバー１を取り付けて薬剤濃度を測定した。薬剤濃度の測定結果を図８に示す。
カバー１の第１の筒状体１０と第２の筒状体２０としては、下記のものを使用した。
第１の筒状体１０の寸法：全体の長さ１８ｃｍ、本体部１２の内径９ｃｍ
第１の筒状体１０の流通孔１２ａの孔径：３．１４ｃｍ２
第１の筒状体１０の流通孔１２ａの合計数：１２個（長さ方向に流通孔が３個並んだ列が側面に等間隔に４列配置されている。）
第２の筒状体２０の寸法：全体の長さ１５ｃｍ、本体部２２の内径７．５ｃｍ
第２の筒状体２０の流通孔２２ａの孔径：３．１４ｃｍ２
第２の筒状体２０の流通孔２２ａの合計数：８個（長さ方向に流通孔が２個並んだ列が側面に等間隔に４列配置されている。）
第１の筒状体１０と第２の筒状体２０の材質：ポリプロピレン
第１の筒状体１０の流通孔１２ａおよび第２の筒状体２０の流通孔２２ａは、第１の筒状体１０の流通孔１２ａの全体が第２の筒状体２０の側面によって遮られ、第１の筒状体１０の外部から第２の筒状体２０の内部までが直線的に連通しないように配置されている。
【００２７】
（比較例）
センサにカバー１を取り付けなかったこと以外は実施例と同様にして薬剤濃度を測定した。薬剤濃度の測定結果を図８に示す。
【００２８】
図８に示す冷却水中のスケール付着防止用薬剤濃度の測定結果から明らかなように、センサに上述したカバー１を取り付けた場合には、気泡がセンサに付着しにくいため、測定値が安定していた。
一方、センサにカバー１を取り付けなかった場合には、測定値が安定しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のセンサ用カバーの一実施形態例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すセンサ用カバーを構成する第２の筒状体を示す斜視図である。
【図３】本実施形態例における流通孔の配置を示す図である。
【図４】図１に示すセンサ用カバーをセンサに取り付けた態様を示す斜視図である。
【図５】図１に示すセンサ用カバーをセンサに取り付けた態様を示す断面図である。
【図６】本発明のセンサ用カバーの他の実施形態例を示す側面図である。
【図７】本発明のセンサ用カバーの他の実施形態例を示す側面図である。
【図８】実施例および比較例におけるスケール付着防止用薬剤濃度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１  カバー
２  センサ
２ａ  センサ本体
２ｂ  保持部
１０  第１の筒状体
１１  挿入部
１１ａ  センサ挿入孔
１２  本体部
１２ａ，１２ｂ  流通孔
１３  肩部
１３ａ  気泡排出孔
２０  第２の筒状体
２１  挿入部
２１ａ  センサ挿入孔
２２  本体部
２２ａ  流通孔
２３  肩部
２４  側面
【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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