JP6788815B2 - 機能水濃度センサ、及び、算出方法 - Google Patents
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Description
[機能水濃度センサの概要]
まず、実施の形態1に係る機能水濃度センサの概要について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。
光源10は、紫外光11を発する。紫外光11は、例えば、ピーク波長が350nm以下の光である。紫外光11の詳細については、後で説明する。
容器20は、機能水90が入れられる容器である。容器20は、例えば有底円筒又は有底角筒などの有底筒状のセルであるが、特に限定されない。容器20は、紫外光11を透過させる2つの透過窓を備える。具体的には、容器20は、入射窓21と、出射窓22とを備える。
受光素子30は、出射窓22と対向する受光面30aを有し、出射窓22を通じて出射される紫外光11を受光面30aを通じて受光する。具体的には、受光素子30は、受光した紫外光11を光電変換することで、受光面30aへの入射光量に応じた出力信号を生成する。生成された出力信号は、信号処理部40に出力される。
信号処理部40は、受光素子30の出力信号を用いた信号処理を行い、機能水90中の次亜塩素酸の濃度を算出する。信号処理部40は、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。信号処理部40は、例えば、マイコン(マイクロコントローラ)などで実現される。次亜塩素酸の濃度の算出方法については後述される。
制御部50は、光源10を制御する制御回路である。制御部50は、例えば、光源10の点灯及び消灯を制御する。制御部50は、紫外光11の強度及び波長などを制御してもよい。また、制御部50は、信号処理部40から出力される機能水90の濃度の計測結果に基づいて光源10をフィードバック制御してもよい。例えば、受光素子30によって検出された受光量が小さすぎる場合、すなわち、機能水90中の次亜塩素酸イオンの濃度が低すぎる場合には、紫外光11の強度を強くする、又は、波長を異ならせてもよい。
次に、信号処理部40による機能水90中の次亜塩素酸の濃度の計測方法について説明する。図2は、信号処理部40による機能水90中の次亜塩素酸の濃度の計測方法のフローチャートである。
機能水90に含まれるpH調整剤について説明する。pH調整剤は、機能水90のpHを6以上9以下の一定値に制御するために機能水90に添加される。pH調整剤は、例えば、2種類以上の塩を含む水溶液である。例えば、pH調整剤の紫外光11の吸光度は、次亜塩素酸イオンの紫外光11の吸光度よりも小さい。これにより、上記ステップS11の次亜塩素酸イオンの濃度の算出において、pH調整剤の紫外光11の吸収の影響が小さくなるため、次亜塩素酸イオンの濃度の算出の精度を向上することができる。
[構成]
以下、実施の形態2に係る機能水濃度センサの構成について、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態2に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。なお、以下の実施の形態2では、実施の形態1との相違点を中心に説明が行われ、既出事項については適宜説明が省略される。
次に、機能水濃度センサ1aの動作例1について説明する。図5は、機能水濃度センサ1aの動作例1のフローチャートである。
次に、機能水濃度センサ1aの動作例2について説明する。図7は、機能水濃度センサ1aの動作例2のフローチャートである。
なお、動作例1及び動作例2は、組み合わされてもよい。つまり、信号処理部40は、機能水90の温度に基づいて、次亜塩素酸の解離定数pKa、及び、機能水90のpHの両方を補正し、補正された機能水90のpH、及び、補正された次亜塩素酸の解離定数pKaに基づいて、機能水90中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンの比率を算出してもよい。
[構成]
上記実施の形態1及び実施の形態2では、機能水90のpHは、pH調整剤によって制御されていたが、機能水90にpH調整剤が含まれることは必須ではない。上記実施の形態1及び実施の形態2で説明された次亜塩素酸の濃度の算出方法は、機能水90のpHが取得できれば実施可能である。例えば、機能水濃度センサ1は、さらに、機能水90のpHを計測するpH計測部を備えてもよい。図8は、このような実施の形態3に係る機能水濃度センサの構成を示す模式図である。
以上説明したように、機能水濃度センサ1は、紫外光11を発する光源10と、次亜塩素酸、及び、次亜塩素酸から解離した次亜塩素酸イオンを含むpHが6以上9以下の機能水90が入れられる容器であって、紫外光11が入射する入射窓21、及び、入射窓21から容器20内に入った紫外光11が出射する出射窓22を有する容器20と、出射窓22と対向する受光面30aを有し、受光面30aへの入射光量に応じて出力信号を出力する受光素子30と、信号処理部40とを備える。信号処理部40は、出力信号に基づいて機能水90中の次亜塩素酸イオンの濃度を算出し、機能水90のpH、及び、次亜塩素酸の解離定数pKaに基づいて機能水90中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンの比率を算出し、算出された次亜塩素酸イオンの濃度、及び、算出された比率に基づいて機能水90中の次亜塩素酸の濃度を算出する。
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
10 光源
11 紫外光
20 容器
21 入射窓
22 出射窓
30 受光素子
30a 受光面
40 信号処理部
60 温度計測部
70 pH計測部
90 機能水
Claims (7)
- 紫外光を発する光源と、
次亜塩素酸、及び、前記次亜塩素酸から解離した次亜塩素酸イオンを含むpHが6以上9以下の機能水が入れられる容器であって、前記紫外光が入射する入射窓、及び、前記入射窓から前記容器内に入った前記紫外光が出射する出射窓を有する容器と、
前記出射窓と対向する受光面を有し、前記受光面への入射光量に応じて出力信号を出力する受光素子と、
信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、
前記出力信号に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸イオンの濃度を算出し、
前記機能水のpH、及び、前記次亜塩素酸の解離定数に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸及び前記次亜塩素酸イオンの比率を算出し、
算出された前記次亜塩素酸イオンの濃度、及び、算出された前記比率に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸の濃度を算出し、
前記機能水のpHは、前記次亜塩素酸の解離定数の±1以内であり、
前記機能水は、pH調整剤を含む
機能水濃度センサ。 - さらに、前記機能水の温度を計測する温度計測部を備え、
前記信号処理部は、
前記次亜塩素酸の解離定数を、計測された前記機能水の温度に基づいて補正し、
前記機能水のpH、及び、補正された前記次亜塩素酸の解離定数に基づいて前記比率を算出する
請求項1に記載の機能水濃度センサ。 - さらに、前記機能水の温度を計測する温度計測部を備え、
前記信号処理部は、
前記機能水のpHを、計測された前記機能水の温度に基づいて補正し、
補正された前記機能水のpH、及び、前記次亜塩素酸の解離定数に基づいて前記比率を算出する
請求項1または2に記載の機能水濃度センサ。 - 前記pH調整剤の前記紫外光の吸光度は、前記次亜塩素酸イオンの前記紫外光の吸光度よりも小さい
請求項1〜3のいずれか1項に記載の機能水濃度センサ。 - 前記pH調整剤は、前記次亜塩素酸及び前記次亜塩素酸イオンのそれぞれとの反応性が低い
請求項1〜4のいずれか1項に記載の機能水濃度センサ。 - 前記pH調整剤は、リン酸系緩衝剤である
請求項4または5に記載の機能水濃度センサ。 - 機能水濃度センサを用いた機能水中の次亜塩素酸の濃度の算出方法であって、
前記機能水濃度センサは、
紫外光を発する光源と、
前記次亜塩素酸、及び、前記次亜塩素酸から解離した次亜塩素酸イオンを含むpHが6以上9以下の前記機能水が入れられる容器であって、前記紫外光が入射する入射窓、及び、前記入射窓から前記容器内に入った前記紫外光が出射する出射窓を有する容器と、
前記出射窓と対向する受光面を有し、前記受光面への入射光量に応じて出力信号を出力する受光素子とを備え、
前記算出方法は、
前記出力信号に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸イオンの濃度を算出し、
前記機能水のpH、及び、前記次亜塩素酸の解離定数に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸及び前記次亜塩素酸イオンの比率を算出し、
算出された前記次亜塩素酸イオンの濃度、及び、算出された前記比率に基づいて前記機能水中の前記次亜塩素酸の濃度を算出し、
前記機能水のpHは、前記次亜塩素酸の解離定数の±1以内であり、
前記機能水は、pH調整剤を含む
算出方法。
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