JP2008128750A - アルコール濃度計 - Google Patents
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Abstract
【課題】
現在まで、焼酎製造過程に於いての「アルコール濃度測定」は、ガラスで出来た浮ひょうなる「浮き」と「温度換算表」による酒精計が主たる測定であった。手軽に濃度を測定する事は出来なかった。小型で軽く、安価で、再現性の良い、一般の人でも手軽に操作出来る、アルコール濃度計を提供すること。
【解決手段】
重さを調整した錘(ガラス製)−ロードセル−増幅器−マイコン−表示部から構成され、部品材料は特別なものではなく一般流通品で製作できる濃度による比重変化(重さ変化)をロードセルでとらえ、電気信号に変換します。その信号をマイコンで処理して濃度表示をさせたり、ある濃度に達したらブザーアラームでお知らせしたりします。
【選択図】 図1
Description
本発明は、アルコール溶液に浸漬された錘が溶液の密度と錘の体積で定まる浮力を受けることを利用して溶液の濃度を測定するもので、アルコール溶液に浸漬される錘、この錘の浮力をロードセルに伝達するアーム、この浮力を測定するロードセル及びロードセルからの信号を増幅、デジタル変換した信号を内蔵されているコンピュータで処理し、濃度に変換して表示するものである。アルコール溶液の密度は溶液の濃度だけではなく、温度によっても変化するので温度も測定し、前記コンピュータで処理し、温度変化を含めた濃度の測定値を常時出力し表示できる。
本発明は、測定結果を、モニター出力で溶液濃度を表示させ事が出来、又外部周辺機器、パソコン・シーケンサー・自動機械などにも信号を渡し、復数台の測定器を集中的にしかも遠隔管理運用が出来るので、自動化省力化に適している。
従来アルコール溶液例えば焼酎の濃度を測定するには、溶液の比重と同程度の浮標を測定されるアルコール溶液に浸漬して、予めその浮標に付与された目盛りを読むことでアルコール濃度を測定していた。また別の測定方法として定まった容積を持つ容器の中に溶液を入れて、その重さを天秤等で測定して溶液の比重を知り、その比重から溶液の濃度を知る方法も用いられている。しかしこれらの方法では連続的に変化する濃度をリアルタイムで捕らえることが困難であるために生産装置のモニターとして使うことが出来ない。
焼酎工場における自動化には刻々と生産される焼酎の濃度をリアルタイムに知り、自動化ラインにフィードバックさせることが不可欠である。従来の方法ではこれを行うことが出来ていない欠点があった。
本発明の主な目的とするところは刻々と変化する濃度をリアルタイム測定し、これを自動化ラインのセンサーとして活用し、工場の省人化を実現することにある。
本発明の主な目的とするところは刻々と変化する濃度をリアルタイム測定し、これを自動化ラインのセンサーとして活用し、工場の省人化を実現することにある。
アルコール溶液の比重より大きな比重の錘をアルコール溶液に浸漬しこの錘が受ける浮力、その浮力を測定する測定部に伝達する手段と、伝達された浮力を測定する手段と、測定された浮力をアルコール濃度に変換する手段を持ち、連続的に変化するアルコール溶液の濃度をリアルタイムに測定し、数値として表示する手段を持つと同時に、その情報を他の装置に伝えるようにしてアルコール溶液の蒸留システムの実現したものである。
本発明によれば、錘としてガラス管に金属片を入れることにより任意の比重を作り出すことが出来、錘で得た浮力の測定には小型ロードセルを使用し、浮力とアルコール濃度との変換には演算素子を使用することによって、小型で高い信頼性と精度を有し且つ連続的に変化する濃度を測定できるアルコール濃度計が得られる。
本発明を、図面を参照して詳細に説明する。図1は構造の模式図である。1は浮力を検知する錘でガラス管11から作られその中に小さなステンレス片12が入れられ密閉された物である。2はステンレス線で錘1をアーム3に接続して、錘1の浮力をアーム3に伝える。アーム3はロードセル4に直接ネジ5で接続されている。ロードセル4は本体架台7にネジ6で止められている。アルコール溶液容器の8には容器の下入口9からアルコール溶液が入れ溶液の出口10から出すことが出来るようにする。これにより連続的に変化するアルコール溶液の濃度を錘1の浮力として検知し、それをロードセルで測定することが出来る。
図2は本発明に使われるロードセルの信号を処理する電気回路のブロック図示した物である。図2の21はロードセル内に形成されている回路で、ロードセルに加わる力の大きさでロードセルが歪を起こしせんの抵抗変わることを利用して信号を取り出す。これらは微弱信号であるために一般的にはホイストンブリッジ形に形成される。回路22は回路21で作られた信号をオペアンプ等、リニアー回路で重に信号の増幅を行う。回路23は回路22で充分大きな値まで増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、コンピュータ24に送る。コンピュータ24ではコンピュータ24に送り込まれるデジタル信号とアルコール濃度との関係をコンピュータ内のロムに予め書き込んでおき、送られてくるデジタル信号にあった数値を選んで表示器25と外部機器と接合する部分26に送る。
図3はアルコール濃度とデジタル信号との関係の測定結果をしめした。
繰り返し精度を含め、全測定精度は0.5%以内に収まる事が確認されている。
繰り返し精度を含め、全測定精度は0.5%以内に収まる事が確認されている。
図4は図3と同様にアルコール濃度とデジタル信号との関係を示したものであるが錘1にアルミ製を使うと表面のアルコールの塗れ性が変化し、測定値にバラツキが生ずる。表面がガラス管のようには安定しない。
次に本発明の実施例についてのべる。
図5は実際に試作した連続測定型のアルコール濃度計で先に述べた錘、ロードセル、種々の電気回路から構成されている。アルコール溶液の中に浸漬しその浮力感知する錘51は、直径30ミリガラス管で長さが約15センチでその体積は約100ミリリットル、水の比重はおよそ1、アルコールの比重約0.8であるので、この錘を水に浸漬した場合とアルコールに浸漬した場合浮力の差はやく20グラムになる。50%のアルコールでは10グラム、25%では5グラム浮力が発生する。1%のアルコール濃度の違いにより0.2グラムの浮力の変化が生じる。錘51は水アルコールに沈む必要があるので、その平均比重は1よりも大きいこと必要であり、この実施例では、此れを満たすためにガラス管の中にはステンレルの箇片をいれ比重がやく1.1になる様に調整されている。このようにして得た錘51にかかる浮力を吊り線52と梁53でロードセル54に伝え測定する。ロードセルには測定する重さによって最適なものがあり、最適なものを選ぶ必要があります。この実施例では錘51の重さは100グラム、錘の変化は最大10グラムであるので、ロードセルの測定範囲は100グラム以上あればよい。本実験で使われたロードセルは測定範囲最大300グラムで感度0.1グラムのものが用いられた。最大感度でも溶液のアルコール分0.5%が最大感度となる。さらに感度を上げるには液の浮力による変化量20グラムを測定の最大値とするロードセルにすれば最大感度は0.01グラムにすることが出来るので、アルコール分0.05%まで測定できる。錘から伝えられた浮力はロードセルで電気信号に変換され、ホイストンブリッジで取り出された信号はオペアンプ55で10000倍程度に増幅されて0.2ボルトにされて、アナログデジタル変換56に送られてデジタル信号にかわる。予め測定精度の高い酒精計を用いてこのデジタル信号とアルコール濃度との関係を測定し、コンピュータ56内のロムに書き込んでおけば、デジタル信号からアルコール濃度を得ることが出来る。此の様にして得た濃度をデスプレイ57に表示することも、外部へインターフェース回路を介して送り出すこともできる。
図5は実際に試作した連続測定型のアルコール濃度計で先に述べた錘、ロードセル、種々の電気回路から構成されている。アルコール溶液の中に浸漬しその浮力感知する錘51は、直径30ミリガラス管で長さが約15センチでその体積は約100ミリリットル、水の比重はおよそ1、アルコールの比重約0.8であるので、この錘を水に浸漬した場合とアルコールに浸漬した場合浮力の差はやく20グラムになる。50%のアルコールでは10グラム、25%では5グラム浮力が発生する。1%のアルコール濃度の違いにより0.2グラムの浮力の変化が生じる。錘51は水アルコールに沈む必要があるので、その平均比重は1よりも大きいこと必要であり、この実施例では、此れを満たすためにガラス管の中にはステンレルの箇片をいれ比重がやく1.1になる様に調整されている。このようにして得た錘51にかかる浮力を吊り線52と梁53でロードセル54に伝え測定する。ロードセルには測定する重さによって最適なものがあり、最適なものを選ぶ必要があります。この実施例では錘51の重さは100グラム、錘の変化は最大10グラムであるので、ロードセルの測定範囲は100グラム以上あればよい。本実験で使われたロードセルは測定範囲最大300グラムで感度0.1グラムのものが用いられた。最大感度でも溶液のアルコール分0.5%が最大感度となる。さらに感度を上げるには液の浮力による変化量20グラムを測定の最大値とするロードセルにすれば最大感度は0.01グラムにすることが出来るので、アルコール分0.05%まで測定できる。錘から伝えられた浮力はロードセルで電気信号に変換され、ホイストンブリッジで取り出された信号はオペアンプ55で10000倍程度に増幅されて0.2ボルトにされて、アナログデジタル変換56に送られてデジタル信号にかわる。予め測定精度の高い酒精計を用いてこのデジタル信号とアルコール濃度との関係を測定し、コンピュータ56内のロムに書き込んでおけば、デジタル信号からアルコール濃度を得ることが出来る。此の様にして得た濃度をデスプレイ57に表示することも、外部へインターフェース回路を介して送り出すこともできる。
アルコールの濃度は液の比重と液の温度によってきまる。同じ浮力を示すものでも温度が異なると濃度は異なるものとなる。即ちアルコール濃度は比重と温度の関数で液温測定は必修である。錘と同時に液中に熱伝対等温度測定用の器具を入れて測定した値をコンピュータ送り、前述同様に温度とデジタル信号とアルコール濃度との関係を予め求めロムに書き込んでおけば、任意の温度におけるアルコール濃度得ることが出来る。
此れまで述べてきたことは一つの濃度計のことであったが、この濃度計を使って焼酎工場等の管理を行うには複数の蒸留塔を集中管理することが好ましい。この場合複数の濃度計からのデジタル信号を一つのパソコンに取り込みデスプレイに同時に表示することにより集中管理、遠隔操作がかのうとなる。
またアルコール濃度任意の値でアラームを出せるようにしておくと、デスプレイを監視しなくてもブザー当で情報を伝えることが出来るので、他の動作を行っていても対応が取れる利点がある。
1 錘
2 ステンレス線
3 アーム
4 ロードセル
5 アーム止めボルト
6 ロードセル止めボルト
7 本体架台
8 アルコール溶液容器
9 溶液入口
10 溶液出口
11 ガラス管
12 ステンレス片
21 ロードセル内部回路
22 増幅回路
23 A/D変換器
24 コンピュータ(マイコン)
25 表示器
26 外部接続器
51 錘
52 吊り線
53 梁
54 ロードセル
55 オペアンプ
56 デスプレイ
2 ステンレス線
3 アーム
4 ロードセル
5 アーム止めボルト
6 ロードセル止めボルト
7 本体架台
8 アルコール溶液容器
9 溶液入口
10 溶液出口
11 ガラス管
12 ステンレス片
21 ロードセル内部回路
22 増幅回路
23 A/D変換器
24 コンピュータ(マイコン)
25 表示器
26 外部接続器
51 錘
52 吊り線
53 梁
54 ロードセル
55 オペアンプ
56 デスプレイ
Claims (3)
- アルコール溶液に浸漬しアルコール溶液の浮力を感知する錘と、その浮力を測定部に伝達する手段と、伝達された浮力を測定する手段とを有し、浮力とアルコール濃度との関係を変換する手段を持ち連続的に変化するアルコール溶液の濃度を連続的に測定出来、しかもその濃度をリアルタイムに数値として表示できる手段を持つことを特徴としたアルコール濃度計。
- 請求項1において、浮力を感知する錘は表面がアルコールとの濡れ性の高い硬質ガラスで、測定部にはロードセルが使われていることを特徴としたアルコール濃度計。
- 請求項2において、測定部のロードセルが2つのロードセルからなり、1つは錘からの浮力を感知し直接アルコール溶液の濃度を測定し、他のロードセルは測定部のロードセル温度変化に対する変動を補正することに使われていることを特徴としたアルコール濃度計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006312367A JP2008128750A (ja) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | アルコール濃度計 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006312367A JP2008128750A (ja) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | アルコール濃度計 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008128750A true JP2008128750A (ja) | 2008-06-05 |
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Family Applications (1)
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JP2006312367A Pending JP2008128750A (ja) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | アルコール濃度計 |
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JP (1) | JP2008128750A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011007756A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Japan Atomic Energy Agency | 液体密度測定子 |
JP2011242693A (ja) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Kyocera Mita Corp | 濃度検出装置およびそれを備えた画像形成装置 |
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CN104101558A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 贵州国台酒庄有限公司 | 一种在线检测酒精度的装置及检测方法 |
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KR20190023709A (ko) * | 2017-08-30 | 2019-03-08 | 주식회사 이노켐텍 | 연속측정 비중계 및 비중 연속측정 방법 |
ES2940733A1 (es) * | 2022-06-09 | 2023-05-10 | Global Olive Consulting S L | Contenedor permeable para medir la densidad de la solución donde se encuentra sumergido, a partir de datos de presión, longitud o la combinación de ambos |
-
2006
- 2006-11-20 JP JP2006312367A patent/JP2008128750A/ja active Pending
Cited By (10)
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