JP3908438B2

JP3908438B2 - Continuous pH measurement device for container contents

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Publication number: JP3908438B2
Application number: JP2000124902A
Authority: JP
Inventors: 重弥川井; 裕一郎迫
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001305102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶や瓶あるいはペットボトル等の容器に充填された内容物のｐＨ値を連続して測定するための連続測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば無菌充填法によって製造された缶詰では、品質保証の一環として所定期間貯蔵した後に内容物の変敗の有無を検査している。その検査のための手段としては、例えばガラス電極ｐＨセンサが用いられており、缶詰の内容液であるコーヒーまたは果汁等にガラス電極ｐＨセンサを挿入させてｐＨ値を測定する。このような検査を多数個の缶体を対象にして行い、ｐＨ値の偏差が所定値以上であれば変敗が生じていると判定している。
【０００３】
ここでガラス電極ｐＨセンサの一例について簡単に説明すると、水素（Ｈ^＋）イオンのみを通し、かつ他のイオンを通しにくい性質の特殊ガラスからなる軸状のガラスケースの内部に塩化カリウム（ＫＣｌ）基準液を充填すると共に、ｐＨ測定電極としてＡｇ−ＡｇＣｌ電極棒（塩化銀で覆われた銀の線材）をその塩化カリウム基準液に挿入させた状態で収容した構造となっている。このガラス電極ｐＨセンサを被検査体に挿入すれば、ガラスケースに形成されている微細孔を通じて被検査体がＫＣｌ基準液と接触し、それによって生じる電流がＡｇ−ＡｇＣｌ電極棒を通じて外部のアンプに入力されてｐＨ値として換算される。すなわちこのガラス電極ｐＨセンサは、ガラスケースの外面に形成された電気２重層によって発生する電位差を、抵抗の大きいガラスケースを通過する電流として検出する様になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のガラス電極ｐＨセンサでは、以下に記すような問題があった。即ちｐＨ測定電極および標準電極等をＫＣｌ基準液と共にガラスケースの内部に封入する上記のガラス電極ｐＨセンサでは、高抵抗のガラスケースを被検査体が通過しなければ被検査体と各電極とが直接には接触しないので、容器内への挿入後、直ちには測定結果が出ず、必ずしも充分な測定速度を得ることができなかった。
【０００５】
また上記従来のガラス電極ｐＨセンサによれば、通常、被検査体に対して浸漬される端部の外面が比較的面積の大きい滑らかな曲面をなしていることから、特に乳脂肪分が含有されているなどして粘性の高い被検査体が前述の端部の外面に膜状に付着し易い。そしてこの種のセンサでは、被検査体中における電位差をガラスケースを通過する電流として検出するものであるから、前述の付着体が原因で誤測定を生じ易く、従って特に多数の被検査体を連続して測定する場合には、測定を終えて抜き出した後にガラスケースの外面を一回毎に洗浄して付着体を除去しなくては次回の測定を正確には行うことができなかった。つまり上記従来のガラス電極ｐＨセンサでは、安定した測定を連続的に行うことができないのが実情であった。
【０００６】
本発明は上記の事情を背景として成されたものであり、缶や瓶あるいはペットボトル等の容器に充填された内容物のｐＨ値を連続して測定するための連続測定装置であって、高粘性の内容物を被検査体とした場合であっても、迅速かつ安定した連続測定を行うことのできるｐＨ連続測定装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、内容物を収容している複数の容器を所定方向に搬送する搬送手段と、標準電極と前記内容物への挿入部位が外部に露出したｐＨ測定電極とを備えると共に、これらの電極の下端部が開口状態の保護カバー内に収容されており、該標準電極とｐＨ測定電極との間での電位差に基づいて内容物のｐＨ値を測定するｐＨセンサと、該ｐＨセンサを前記内容物中に挿入し、かつその内容物中から抜き出す制御機構とを有し、複数の容器に収容された内容物のｐＨ値を連続的に測定するための容器の内容物用ｐＨ連続測定装置において、前記ｐＨセンサが更に温度測定電極を備えており、前記容器が密封構造であると共に、その一部を開放させて前記ｐＨセンサの挿入用開口部を形成する開口手段を備え、前記内容物が、前記容器内に充填・密封されていた飲料であり、前記ｐＨ測定電極が、半導体から成り、かつ軸状に形成されており、前記ｐＨ測定電極の先端部と、前記標準電極の先端部及び前記温度測定電極の先端部とが、それぞれ間隔を保ちつつそれぞれが揺動可能となるように、各電極の他方の端部を保持した片持ち状とされ、各電極の先端部が前記保護カバーの下端部から外方に突出しない状態で外部に露出されていることを特徴とするものである。
【０００８】
従って請求項１に記載した発明によれば、搬送過程にある複数の容器のうち先頭の容器が所定の位置に達すると、その容器の内容物中にｐＨセンサが一旦挿入される。そしてそのｐＨセンサは、内容物及び容器から抜き出されると共に、次回の容器が到達するまで所期の位置に待機する。
【０００９】
ｐＨセンサが容器内に進入することにより、被覆されていない状態のｐＨ測定電極が内容物に対して直接接触するために、内容物への挿入直後にその表面にＨ^＋イオンが吸着し、従ってｐＨ値の測定が短時間で終了する。またそのｐＨセンサにおけるｐＨ測定電極が半導体からなっていて、その耐振動性と耐衝撃性と耐久性とが高いことに起因して、内容物への挿入速度を高めたりまたは振動を付加したりすることが可能であるから、挿入及び抜出動作に伴って内容物がｐＨ測定電極から離脱し易く、その結果、ｐＨ測定電極の挿入端が露出した状態に維持される。即ちｐＨ測定電極における挿入端の洗浄が不要であるから、連続測定が可能となる。
【００１１】
従って請求項１に記載した発明によれば、密封されている容器であっても、挿入用開口部を通じて内容物へのｐＨセンサの挿入及び抜出をスムースに行うことができ、それに伴って処理効率が向上する。
【００１２】
更に請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記ｐＨセンサに対して振動を付加する振動機構が、更に備えられていることを特徴とするものである。
【００１３】
従って請求項２に記載した発明によれば、ｐＨセンサが内容物から抜き出された際に、付着している内容液が振り落とされて標準電極の挿入端と温度測定電極の挿入端及びｐＨ測定電極の挿入端が露出した状態に維持される。即ち水等による洗浄が不要であるから、連続測定が可能となる。また内容液の測定中、つまりｐＨ測定電極が内容液に接触している状態で振動を加えることにより、内容液が攪拌されてｐＨの均一化が図られる。そのため精度が高く、かつ安定した測定が可能となる。
【００１４】
また更に請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記容器が金属製容器であり、かつそれらの容器が複数列および複数行に整列されて電気絶縁性のケースに収容されていることを特徴とするものである。
【００１５】
従って請求項３に記載した発明によれば、多数の容器をまとめた状態で安定して搬送させることができ、それに伴って装置としての処理効率が向上する。また請求項３に記載した発明によれば、缶体などの金属製容器と搬送手段との間に絶縁体が配置されていて、搬送手段側からの漏洩電流が金属製容器に流れないので、ｐＨセンサによる測定精度が向上する。
【００１６】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載の発明において、前記ケース内での最外周に位置する容器の内容物のｐＨ値と、内周側に位置する容器の内容物のｐＨ値との間での誤差を補正し、それらの補正済みのｐＨ値について良否判定すると共に、その判定結果を容器の配列に対応した行と列とで表示する判定・表示機構が、更に備えられていることを特徴とするものである。
【００１７】
従って請求項４に記載した発明によれば、ケース内での配置に伴うｐＨ値のバラツキを補正した状態でその変敗の有無を判定し、かつ表示するから、ケースに収容される容器全体のｐＨ値を正確に測定でき、また内容物の変敗している容器のケース内での位置を簡単に特定できる。
【００１８】
また請求項５に記載した発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記ｐＨセンサが、前記ケース内での前記容器における前記搬送手段の搬送方向と直交する方向での配列に対応して複数設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
従って請求項５に記載した発明によれば、搬送手段の搬送方向において先頭に位置する複数の容器を一度にまとめて測定ができ、それに伴って処理効率が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明の具体例を図面を参照して説明する。図１乃至図４は、カートンケース１に収容した缶体２を測定対象容器とした例を概略的に示すものであり、ここに示す連続測定装置３は、カートンケース搬送用コンベヤ４（以下、単に搬送コンベヤ４と記す）と開蓋カッター５とｐＨセンサ６と制御盤７とｐＨ用アンプ８とデータ収集用パソコン９（以下、単にパソコン９と記す）とを備えている。
【００２１】
この発明のケースに相当するカートンケース１は、内容液の充填された複数の缶体２を立てた姿勢で収容する電気絶縁性の容器であり、一例として平板状をなす底壁１０と、その底面の各辺から鉛直上方に立ち上がる平板状の側壁１２とを備えている。このカートンケース１は、その幅Ｗ方向に６列でかつ長さ方向に５行の配列で缶体２を３０本づつ収容する様になっている。
【００２２】
缶体２としては、例えば３ピース缶が採用されている。即ちこの缶体２は、円筒状をなす缶胴１３と、缶胴１３の上部開口端に巻き締めることにより固着された缶上蓋１４と、缶胴１３の下部開口端に巻き締めることにより固着された図示しない缶底蓋とを備えている。またこの缶体２の内部には、例えばミルク入りコーヒーあるいは緑茶等の内容液が充填されている。より詳細には缶胴１３は、厚さが０．１５ｍｍ〜０．２３ｍｍ程度の金属薄板を円筒状に形成すると共に、その重ね合わされた縁部同士を溶接又は接着して一体に接合したものである。缶胴１３の素材となる金属板としては、例えばティンフリースチールなどの表面処理鋼板、錫めっき鋼板、クロムメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、その他の各種合金メッキ鋼板が挙げられる。また缶胴１３の内面には、合成樹脂から成る内面被膜１１（図示せず）が形成されている。この内面被膜１１は、保護塗膜または樹脂フィルムから形成されている。また缶胴１３の外面には、印刷及び塗装が施された樹脂フィルム、または印刷及び塗膜から成る外面被膜が形成されている。
【００２３】
これに対して缶上蓋１４は、従来知られた構造のステイオンタブ（ＳＯＴ）式のものであり、例えば厚さが０．２０ｍｍ〜０．３５ｍｍの３００４系、５０５２系でかつ内外面に塗装または樹脂フィルムをラミネートしたアルミニウム合金板、または両面に樹脂フィルムをラミネートした表面処理鋼板などからなっている。そしてこのいずれの場合でも、その表面のうち缶体２における内面となる面には、内面被膜（図示せず）が施されている。更に缶底蓋は、缶胴１３と同じ素材の金属板からなると共に、その内面および外面には塗膜又は樹脂フィルムによる内面被膜及び外面被膜（共に図示せず）が施されている。
【００２４】
上記の通り、缶体２の内面及び外面には、腐食防止のためにフィルムあるいは塗膜から成る被膜が備えられていて、実質的には電流の流れない構成となっているが、高インピーダンスでの電流測定においてはｎＡ〜ｐＡ以下の微小電流が検出されてしまう。この微小電流は、隣接する他の缶体２との接触面積によって異なる。そこで便宜上、３０本の缶体２のうちカートンケース１の側壁１２に沿う様に配置された１８本の缶体２を外側缶体１６として設定し、更にこれらの外側缶体１６に囲まれる様に内側に配置された１２本の缶体２を内側缶体１７として設定して、カートンケース１ごとの測定が完了した後に、パソコン９に搭載される図示しないＣＰＵにおいて外側缶体１６と内側缶体１７とのｐＨ値の補正をおこなう。
【００２５】
連続測定装置３における搬送コンベヤ４は、上記のカートンケース１を載せて一定方向に搬送するものであって、設置基準面（床面）に対して水平状態に配置されている。一例として搬送コンベヤ４は、搬送対象とするカートンケース１の幅Ｗよりも若干大きい幅のゴムベルトあるいは外面を絶縁被覆した鋼製ベルトをスプロケット１８に巻き掛けた構成のベルトコンベヤが採用されている。このようにカートンの底壁１０を支持するベース部分を絶縁することにより、高インピーダンスでの電流測定におけるｎＡ〜ｐＡ以下の微小電流の検出を回避できる。なおこの搬送コンベヤ４には、行として配置された５本の缶体２が搬送コンベヤ４の長さ方向（送り方向）と直交する状態、換言すれば、列として配置された６本の缶体２が搬送コンベヤ４の送り方向に沿う状態となる様にカートンケース１が載置される。この搬送コンベヤ４は、図示しないサーボモータによって、カートンケース１を１列分づつピッチ送りする様になっている。なお隣接するカートンケース１同士の間には、例えば缶体１列分に相当する間隔が設けられている。
【００２６】
他方、この発明の開口手段に相当する開蓋カッター５は、搬送コンベヤ４における送り方向でのほぼ中間部の上方に機枠１９から吊り下げられた状態で配置されている。一例として開蓋カッター５は、缶体２の配列に対応する様に搬送コンベヤ４を幅方向に横切る状態で６基設けられている。即ちこれらの開蓋カッター５は、全体として直線状に配列されている。各開蓋カッター５としては、下端部に形成された鋭利部分によって缶体２の缶上蓋１４（又は缶底蓋）を上面側から突き破ると共に、缶体２の内部に押し下げて開蓋させる従来知られた構成のものが採用されている。
【００２７】
具体的には、各開蓋カッター５の上端部が支持板２０に一体に取り付けられている。この支持板２０は、搬送コンベヤ４の上面と平行に配置されている。この支持板２０の上面部における両端部には、一対のガイドロッド２１の下端部が固定されており、それらのガイドロッド２１の上端部は、支持板２０と平行に対向する機枠１９を貫通して上方に突出している。一方、支持板２０の上面部における中央部、つまり一対のガイドロッド２１，２１の間にはプッシングロッド２２の下端部が連結されている。このプッシングロッド２２の上端部は、機枠１９を貫通して上方に突出すると共に、プッシング機構２３に連結されている。即ち一列（６基）の開蓋カッター５が、プッシングロッド２２及び支持板２０と共に下降して缶体２の缶上蓋１４（又は缶底蓋）を突き破って開口させた後、上昇して缶体２の内側から取り出される構成となっている。このような缶体２に対する突入速度及び缶体２からの抜出速度、更に缶体２に対する挿入深度などは制御盤７によって制御される。なお搬送コンベヤ４の長さ方向における開封カッター５の直下箇所が、開蓋位置２４となっている。なおプッシングロッド２２及び支持板２０が下降する場合に、図示しないダンパーにより減衰力を調整できるようになっている。
【００２８】
更に開蓋位置２４よりも送り方向には、ｐＨセンサ６が６基配置されている。これらのｐＨセンサ６は、搬送コンベヤ４の幅方向を横切る状態で搬送コンベヤ４の上方に直線状に配置されている。即ち各ｐＨセンサ６が搬送コンベヤ４の長さ方向で各開蓋カッター５と対向している。なおコンベヤ４の長さ方向での各ｐＨセンサ６の直下箇所が、ｐＨ測定位置２５となっている。
【００２９】
ここで単体のｐＨセンサ６の構成について説明する。ｐＨセンサ６は、円形断面の軸状を成すケース２６を備えている。このケース２６は、非導電性の合成樹脂からなるものであり、円柱状に形成された保持部２７と、その保持部２７の一端面から軸線方向に突出した状態で一体に形成される円筒状の保護カバー部２８とを備えている。つまり保護カバー部２８における図３での下端部は、開放された開口端となっていて、ここが被検査体である内容液Ｌに挿入される部分となっている。この保護カバー部２８には、内容液Ｌの付着を抑制するための化学処理あるいは研磨等のいわゆる表面処理が必要に応じて施されている。なお一例として保持部２７と保護カバー部２８との長さが、ほぼ同じ長さに設定されている。
【００３０】
このケース２６の内部には、半導体（ＩＳＦＥＴ）電極２９と標準電極３０と温度測定電極３１とが軸線方向をケース２６の軸線に揃えた状態でそれぞれ収容されている。より詳細には、この発明のｐＨ測定電極に相当する半導体電極２９は、従来知られた半導体からなる薄板を全体として軸状に形成したものであり、その下端部のみが幅広に形成されている。この半導体電極２９における上端部は、保持部２７に挿入されて保持されることによってケース２６と一体に組み付けられている。この半導体電極２９の内部には、ソースＳおよびドレインＤが形成されており、更に特には図示しないがそのソースＳとドレインＤとの間には空乏層が形成されている。また半導体電極２９の表面には、絶縁被膜１１が備えられている（図４参照）。
【００３１】
半導体電極２９における上端部には、浮遊磁場（ノイズ）対策としての絶縁被覆が施されたリード線３２が接続されていて、更にこのリード線３２の他端部は、ケース２６における保持部２７の端部から外部に引き出されている。これに対して半導体電極２９の図３での下端部は、保護カバー部２８の内周面と非接触状態でその保護カバー部２８の開口端の近傍に配置されている。つまり半導体電極２９のうち内容液Ｌへの挿入端となる部分が、保護カバー部２８の開口端から出ない状態で保持部２７の端面から軸線方向に沿って突出した構造となっている。即ち半導体電極２９における下端部、つまり保護カバー部２８に収められた端部は、固定されていない状態で外部に露出しており、いわゆる自由端となっている。このように半導体電極２９の全体としては、その下端部が揺動する様に上端部のみを保持した片持ち状態となっている。半導体電極２９の保持部２７の端面から下端部までの長さとしては、１０ｍｍ以上が好ましい。また適度な振動をセンサー部に加えるためには、１０〜３０ｍｍの範囲が特に好ましい。
【００３２】
他方、標準電極３０としては、例えば有底円筒状に形成されたガラス容器の内部にＫＣｌ基準液を充填すると共に、塩化銀の被膜を施した銀からなる電極棒をガラス容器の軸線に沿って設け、更にガラス容器の開口部を適宜のキャップ（いずれも図示せず）で密閉した構造となっている。この標準電極３０は、キャップ側の端部を保持部２７に挿入させた状態でケース２６に組み付けられている。なおこの端部は、半導体電極２９と非接触状態となっている。この標準電極３０における電極棒の上端部には、絶縁被覆の施されたリード線３３が接続されている。このリード線３３の他端部は、ケース２６における保持部２７の端部から外部に引き出されている。これに対して標準電極３０の他端部は、保護カバー部２８の内周面と非接触状態でその保護カバー部２８の開口端の近傍に配置されている。
【００３３】
つまり標準電極３０の一端部は、保護カバー部２８の開口端から出ない状態で、保持部２７の端面から軸線方向に沿って突出した構造となっている。即ち標準電極３０における下端部、つまり保護カバー部２８に収められた端部は、固定されていない状態で外部に露出した自由端となっている。このように標準電極３０の全体としては、その下端部が揺動する様に上端部のみを保持した片持ち状態となっている。
【００３４】
更に温度測定電極３１は、一例として軸状に形成された熱電対であって、その一端部が保持部２７に挿入されて保持されている。なおこの端部は、半導体電極２９と非接触状態となっている。標準電極３０における保持部２７側の端部には、絶縁被覆の施されたリード線３４が接続されている。このリード線３４の他端部は、保持部２７の端部から外部に引き出されている。
【００３５】
これに対して温度測定電極３１の下端部（測温接点）は、保護カバー部２８の内周面と非接触状態でその保護カバー部２８の開口端の近傍に配置されている。つまり温度測定電極３１の一端部は、保護カバー部２８の開口端から出ない状態で、保持部２７の端面から軸線方向に沿って突出している。即ち温度測定電極３１における図３での下端部、つまり保護カバー部２８に収められた端部は、固定されていない状態で外部に露出した自由端となっている。このように温度測定電極３１の全体としては、その下端部が揺動する様に上端部のみを固定して片持ち状態に保持されている。
【００３６】
上記構造の各ｐＨセンサ６は、鉛直方向に自在に上昇及び下降できる様になっている。各ｐＨセンサ６の上端部が、バイブレータ等の振動子Ｂを介して支持板３５に連結されている。この振動子Ｂは、一例として５０Ｈｚの振動を各ｐＨセンサ６に付加する様に制御盤７によって制御されている。前記支持板３５は、搬送コンベヤ４の上面と平行に配置されたものであり、その上面部における両端部には、一対のガイドロッド３６の下端部が固定されており、それらのガイドロッド３６の上端部は、支持板３５と平行に対向する機枠１９を貫通して上方に突出している。
【００３７】
一方、支持板３５の上面部における中央部、つまり一対のガイドロッド３６，３６の間にはプッシングロッド３７の下端部が連結されている。このプッシングロッド３７の上端部は、機枠１９を貫通して上方に突出すると共に、プッシング機構５０に連結されている。即ち６基のｐＨセンサ６が、プッシングロッド３７及び支持板３５と共に下降して缶体２の上部開口からその内部に進入すると共に、内容液Ｌ中に浸漬された後、上昇して缶体２から抜け出る構成となっている。即ちこの連続測定装置３では、６缶毎に同時にｐＨ値を測定する様になっている。なおｐＨセンサ６における缶体２に対する突入速度及び缶体２からの抜出速度は、一例として秒速１〜１０ｍに設定されている。また各ｐＨセンサ６の缶体２に対する挿入深度は、缶底蓋に接触しない値に制御盤７又はストッパ（図示せず）によって制御される。
【００３８】
他方、前述の３本のリード線３２，３３，３４は、互いに一体に撚り合わされていて、１本の電気信号入出力線３８を形成している。この電気信号入出力線３８の他端部は、搬送コンベヤ４の近傍に設置されたｐＨ用アンプ８に接続されている。ｐＨ用アンプ８は、増幅機能に加えて温度補正、０点補正、スパン補正をおこなう機能を備えており、更には被検査体のｐＨ値を随時表示できる様になっている。またこのｐＨ用アンプ８には、ｐＨセンサ６との組み合わせによる感度の補正するための図示しない第２段バッファアンプが組み込まれていて、これによりｐＨセンサ６のみを交換する際に簡単に０点補正、スパン調整を行うことができる。またｐＨ用アンプ８は、良否を判定するための回路、データをパソコン９に自動転送する回路及びソフト（いずれも図示せず）を備えている。なお特には図示しないが、ｐＨ用アンプ８の内部における各配線が、シールド線処理されている。
【００３９】
他方、パソコン９に搭載されるＣＰＵには、変敗の良否判定基準となるｐＨ上限値及びｐＨ下限値が予め設定されている。またこのパソコン９では、ｐＨ用アンプ８から供給されたデータに対して外側缶体１６と内側缶体１７とによるｐＨ値の補正を施し、その補正データに基づいて３０本の缶体２のｐＨ情報をディスプレイ部３９にいわゆる行列マトリックス表示する様になっている。つまりこのパソコン９では、カートンケース１内における不良箇所（内容液Ｌの変敗した缶体２の位置）をディスプレイ部３９において特定することができる。なおこのパソコン９が、この発明の判定・表示機構に相当する。また良否判定・表示機構をｐＨ用アンプ８に装備することも可能であり、データを保持することも可能である。
【００４０】
つぎに上記のように構成されたこの発明の作用について説明する。上記の配列で３０本の缶体２を収容した複数のカートンケース１が、搬送コンベヤ４に載せられて一定方向に搬送される。まずカートンケース１内における１行目の缶体２（６本）が開蓋位置２４に達すると、６基の開蓋カッター５が同時に下降してその直下に位置する缶体２の缶上蓋１４（又は缶底蓋）に対して当接すると共に、その缶上蓋１４を突き破った後、上昇して所期の位置に待機する。その結果、各缶上蓋１４（又は缶底蓋）が円周方向での一部をヒンジとして缶胴１３の内面に沿う状態に缶体２の内部に押し下げられる。つまり６本の缶体２の上面が一斉に開口し、その開口部からのｐＨセンサ６の進入を許容した状態とされる。
【００４１】
このような一連の開蓋動作が完了すると、搬送コンベヤ４が１行分だけピッチ送りされ、それに伴って同じカートン内での２行目の缶体２が開蓋位置２４に送り出されると共に、そこで開蓋カッター５によって開蓋される。以降、同様の開蓋動作がおこなわれる。
【００４２】
他方、既に開蓋された１行目の缶体２がｐＨ測定位置２５に送られると、６基のｐＨセンサ６が同時に下降してその直下に位置する缶体２の内部に進入すると共に、内容液Ｌ中に約３秒間浸漬された後、同時に上昇して所期の位置に待機する。なお各ｐＨセンサ６には継続して振動が付加されていて、半導体電極２９、標準電極３０、温度測定電極３１の各下端部がその半径方向に１〜３ｍｍ程度振幅しているから、内容液Ｌが攪拌されて各下端部への付着が抑制される。
【００４３】
各缶体２の内部に各ｐＨセンサ６が入り込むことによって、各半導体電極２９と各標準電極３０と各温度測定電極３１とが各内容液Ｌに対してのみ直接接触し、つまり缶体２の内側に押し下げられた缶上蓋１４（又は缶底蓋）に対しては接触しない。これによりＨ^＋イオン４０が、半導体電極２９における絶縁皮膜１１にそれぞれ吸着してＨ^＋イオン層４１が形成される。そして各Ｈ^＋イオン層４１が電界を生じる。半導体電極２９においては、電界強度（Ｈ^＋イオン層４０の厚さ）に対応して空乏層が変化し、それに伴ってソースＳからドレインＤに流れる電流が増減する。そしてその電流が、ｐＨ用アンプ８に入力される。
【００４４】
これに対して標準電極３０では、ほぼ一定の電流がｐＨ用アンプ８に入力される。その結果、半導体電極２９と標準電極３０との間での電位差が、電界効果トランジスターのゲート電圧として検出される。また前述のようなｐＨの測定とほぼ同時に、温度測定電極３１を通じる電流がｐＨ用アンプ８に入力され、その電流値に基づいて内容液Ｌの温度が検出される。このｐＨセンサ６によれば、電気絶縁性の保護カバー部２８によって缶体２の内周側からの漏洩電流が半導体電極２９、標準電極３０、温度測定電極３１に対して回り込まないため、誤検出が生じにくく測定精度が高い。その結果、温度補正の施された１行分の内容液ＬのｐＨ値がｐＨ用アンプ８の表示部に表示される。なおこのデータは、カートンケース１毎の測定が完了した後、パソコン９に転送される。
【００４５】
上記のｐＨセンサ６によれば、その挿入速度が速いから、半導体電極２９、標準電極３０、温度測定電極３１の各下端部に付着する乳脂肪分を挿入時の衝撃によって強制的に離脱させることが可能であり、先行する行の缶体２の測定において乳脂肪分が付着したとしても、その付着液が次の行の測定における挿入時には確実に離脱する。また一方、上記のｐＨセンサ６によれば、その抜出速度が速いので、半導体電極２９、標準電極３０、温度測定電極３１、保護カバー部２８におけるそれぞれ表面と内容液Ｌとのいわゆる液切れ性が良好になり、ｐＨセンサ６に付着して液面上に取り出される内容液Ｌの量が減少する。更に上記のｐＨセンサ６によれば、半導体電極２９の下端部、標準電極３０の下端部、温度測定電極３１の下端部が振動しているので、液面から抜き取られた時点で乳脂肪分が付着していてもその付着体が振り落とされる。つまり行ごとの測定が開始される時点において半導体電極２９、標準電極３０、温度測定電極３１の各下端部がＨ^＋イオンの無い露出した状態となる。
【００４６】
前述のような１行ごと６本づつの缶体２のｐＨ値の測定が５回おこなわれて、１個のカートンケース１に収容される３０本の缶体２を対象とした測定が完了すると、そのデータがパソコン９に転送される。更にそのデータは、パソコン９のＣＰＵにおいて補正される。即ち内側缶体１７のｐＨ値に対して一様に０．０５がプラスされる。その理由は、図２参照して缶体２と缶体２とが接触した状態でｐＨ測定を行う場合には、互いの漏洩電流の影響を受け、外側缶体１６の方が内側缶体１７よりも見掛け上、ｐＨ値が０．０５程度高くなるからである。その内側缶体１７の補正データ及び補正されていない外側缶体１６のデータに対して良否判定がおこなわれると共に、３０本の缶体２のｐＨ値情報がパソコン９のディスプレイ部３９に行列マトリックス表示される。つまり缶体２の配列に対応した６列×５行でｐＨ値情報が表示される。その場合、内容液Ｌの変敗している缶体２があれば、例えばその缶体２に対応した部位が点滅したり、あるいはそこだけ異なる色に点灯する。従ってカートンケース１の内部での不良箇所を簡単に特定することができる。なお測定の完了したカートンケース１は、そのまま搬送コンベヤ４によって前方に送られる。
【００４７】
このように上記の連続測定装置３によれば、カートンケース１に収容された状態で一定方向に搬送される缶体２を６本づつ同時に開蓋すると共に、その内容液ＬのｐＨ値を測定し、これを５回繰り返した時点で、変敗の有無を行列マトリックス表示するから、内容液ＬのｐＨ値を迅速にかつ高い精度で連続して測定することができ、しかも不良缶体を簡単に特定することができる。また特に上記の連続測定装置３によれば、ｐＨ測定電極が半導体からなっていて、その耐振動性と耐衝撃性と耐久性とが高いことに起因して、ｐＨセンサ６の挿入速度及び抜出速度を共に高く設定でき、しかも振動によって各電極から内容液Ｌが振り落とされる様になっているから、先行する行の測定が終了した時点で各電極に内容液Ｌが殆ど付着せず、そのまま後続する行の測定が可能であり、この点からも多数の缶体２の連続測定を行うことができる。
【００４８】
なお上記具体例では、容器として３ピース缶を挙げると共に、開口機構として缶上蓋を突き破る構成の開蓋カッターを例示したが、この発明は上記具体例に限定されるものではなく、容器の他の例としては２ピース缶あるいはペットボトルを挙げることができ、また開口機構としてはペットボトルの口頸部に係止されるキャップを回転させて取り外す構成でもよい。更に上記具体例では、搬送コンベヤの上方に設置した回蓋カッター及びｐＨセンサを上下動させる構成としたが、これには限定されず、例えばカートンケース（缶体）を上下動させることにより開蓋及びｐＨセンサの挿入及び抜出をおこなう構成としてもよい。またパソコン９にデータを転送して良否判定とｐＨ値情報とを表示する方法に代えて、ｐＨアンプ８でパソコン９と同様な処理を行っても良い。
【００４９】
つぎに、この発明による効果を確認するためにおこなったテスト例を以下に示す。
【テスト例】
図３に示す構成のｐＨセンサ６と一般的なガラス電極センサとの連続測定におけるｐＨ変化量に対する測定速度の違いを３万缶を対象に調査した。また両センサにおけるｐＨ値の安定精度について調査した。なお各センサは洗浄をおこなわなずに連続使用した。ここで内容液Ｌとしては、ミルク入りコーヒーとブラックコーヒーとの２種類を対象とし、それぞれｐＨ値が１．００低下した場合と３．００低下した場合との２段階について調べた。その評価結果を表１、表２に示してある。
【表１】

【表２】

（評価結果）
▲１▼ ｐＨセンサ６では、内容液Ｌの種類及びｐＨ変化量に拘わらず短時間で測定できることが確認された。またｐＨセンサ６は、ガラス電極センサに対してｐＨ値の安定精度が高いことが確認された。
▲２▼ ガラス電極センサでは、また特に乳脂肪分を含むミルク入りコーヒーの測定に時間を要し、しかも内容液Ｌの種類に拘わらずｐＨ変化量が大きい場合に大幅に時間を要することが確認された。またガラス電極センサでは、ｐＨセンサ６に対して測定値のバラツキが大きいことが確認された。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した発明によれば、複数の容器を所定方向に搬送する搬送手段と、標準電極と内容物への挿入部位が外部に露出した半導体からなるｐＨ測定電極とを備えると共に、両電極間での電位差に基づいて内容物のｐＨ値を測定するｐＨセンサと、そのｐＨセンサを内容物中に挿入し、かつ内容物中から抜き出す制御機構とを有していて、ｐＨセンサの挿入直後にｐＨ測定電極の表面にＨ^＋イオンを吸着させることが可能であり、個々の容器の測定に要する時間が短いから、迅速かつ安定した連続測定をおこなうことができる。
【００５１】
また請求項１に記載した発明によれば、ｐＨセンサにおけるｐＨ測定電極が半導体からなっていて、その耐振動性と耐衝撃性と耐久性とが高いことに起因して、内容物への挿入速度及び抜出速度を高めることが可能であるから、挿入及び抜出動作に伴って内容物がｐＨ測定電極から離脱し易く水等による洗浄が不要であり、この点からも迅速な連続測定を可能とすることができる。
【００５２】
また請求項１に記載した発明によれば、密封構造の容器の一部を開放させてｐＨセンサの挿入用開口部を形成する開口手段が備えられていて、缶体またはペットボトル等の様に開放部分が備えられていない構成の容器であっても、内容物へのｐＨセンサの挿入及び抜出をスムースにおこなわせることが可能であり、それに伴って処理効率をより一層向上させることができる。
【００５３】
更に請求項２に記載した発明によれば、ｐＨセンサに対して振動を付加する振動機構が備えられていて、内容物から抜き取った際に、付着している内容液が振り落とされて各電極の挿入端が露出した状態に維持され、水等による洗浄が不要であるから、内容物が粘性の高いものであっても連続測定を支障なく行うことができる。
【００５４】
また更に請求項３に記載した発明によれば、容器が金属製容器であり、かつそれらの容器が複数列および複数行に整列されて電気絶縁性のケースに収容されていて、多数の容器をまとめた状態で安定して搬送させることができ、それに伴って装置としての処理効率をより一層向上させることができる。また請求項３に記載した発明によれば、容器と搬送手段側との間に絶縁体が配置されていて、搬送手段側からの漏洩電流が容器に流れないので、ｐＨセンサによる測定精度を更に向上させることができる。
【００５５】
請求項４に記載した発明によれば、ケース内での最外周に位置する容器の内容物のｐＨ値と、内周側に位置する容器の内容物のｐＨ値との間での誤差を補正し、それらの補正済みのｐＨ値について良否判定すると共に、その判定結果を容器の配列に対応した行と列とで表示する判定・表示機構が備えられていて、ケース内での配置に伴うｐＨのバラツキを補正した状態で変敗の有無を判定し、かつ表示するから、ケースに収容される容器全体のｐＨ値を正確に測定することができ、また内容物の変敗している容器のケース内での位置を簡単に特定することができる。
【００５６】
請求項５に記載した発明によれば、ケース内での容器における搬送手段の搬送方向と直交する方向での配列に対応してｐＨセンサが複数設けられていて、搬送手段の搬送方向において先頭に位置する複数の容器を一度にまとめて測定することが可能であり、それに伴って処理効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一具体例を示す概略図である。
【図２】カートンケースとそこに収容された缶体とを示す模式図である。
【図３】ｐＨセンサを一部切り欠いて示す概略図である。
【図４】半導体電極とそこに吸着するＨ^＋イオンを示す概略図である。
【符号の説明】
１…カートンケース、２…缶体、３…連続測定装置、４…搬送コンベヤ、５…開蓋カッター、６…ｐＨセンサ、７…制御盤、８…ｐＨ用アンプ、９…パソコン、１６…外側缶体、１７…内側缶体、２４…開蓋位置、２５…ｐＨ測定位置、２９…半導体電極、３０…標準電極、３１…温度電極、３８…電気信号入出力線、Ｂ…振動子、Ｌ…内容液。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous measurement apparatus for continuously measuring the pH value of contents filled in a container such as a can, a bottle, or a PET bottle.
[0002]
[Prior art]
For example, in canned goods manufactured by the aseptic filling method, the contents are inspected for deterioration after being stored for a predetermined period as part of quality assurance. As a means for the inspection, for example, a glass electrode pH sensor is used, and the pH value is measured by inserting the glass electrode pH sensor into coffee or fruit juice or the like which is a canned content liquid. Such an inspection is performed on a large number of cans, and it is determined that deterioration has occurred if the deviation of the pH value is equal to or greater than a predetermined value.
[0003]
Here, an example of a glass electrode pH sensor will be briefly described. Hydrogen (H ⁺ ) Potassium chloride (KCl) reference solution is filled inside a shaft-shaped glass case made of special glass having a property of passing only ions and difficult to pass other ions, and an Ag-AgCl electrode rod (salt chloride) as a pH measurement electrode The silver wire covered with silver) is housed in a state of being inserted into the potassium chloride reference solution. When this glass electrode pH sensor is inserted into the object to be inspected, the object to be inspected comes into contact with the KCl reference solution through the fine hole formed in the glass case, and the current generated thereby passes to the external amplifier through the Ag-AgCl electrode rod. Input and converted as pH value. That is, this glass electrode pH sensor detects the potential difference generated by the electric double layer formed on the outer surface of the glass case as a current passing through the glass case having a large resistance.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional glass electrode pH sensor has the following problems. That is, in the above glass electrode pH sensor in which the pH measurement electrode and the standard electrode are enclosed in the glass case together with the KCl reference solution, the object to be inspected and each electrode are in contact unless the object to be inspected passes through the high resistance glass case. Since it was not in direct contact, a measurement result was not obtained immediately after insertion into the container, and a sufficient measurement speed could not always be obtained.
[0005]
In addition, according to the above conventional glass electrode pH sensor, the outer surface of the end part immersed in the object to be inspected usually has a smooth curved surface with a relatively large area, and thus particularly contains milk fat. For example, a highly viscous object to be inspected tends to adhere to the outer surface of the end portion in the form of a film. In this type of sensor, the potential difference in the object to be inspected is detected as a current passing through the glass case. Therefore, erroneous measurement is likely to occur due to the above-mentioned adherent, and thus a large number of objects to be inspected are continuously connected. In the case of measurement, the next measurement could not be accurately performed unless the outer surface of the glass case was washed each time after the measurement was taken out and the adherent was removed. That is, in the above conventional glass electrode pH sensor, it was a fact that stable measurement could not be performed continuously.
[0006]
The present invention has been made against the background described above. A continuous measuring device for continuously measuring the pH value of the contents filled in a container such as a can, a bottle or a plastic bottle, High viscosity The contents of Inspection Body and if you did this Even An object of the present invention is to provide a pH continuous measuring apparatus capable of performing quick and stable continuous measurement.
[0007]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 And a transport means for transporting a plurality of containers containing contents in a predetermined direction, a standard electrode, and a pH measurement electrode having an insertion site for the contents exposed to the outside, and lower ends of these electrodes Is housed in an open protective cover, and a pH sensor for measuring the pH value of the content based on a potential difference between the standard electrode and the pH measurement electrode, and the pH sensor in the content A control mechanism for inserting and extracting from its contents. In a continuous pH measuring device for the contents of a container for continuously measuring the pH value of the contents contained in a number of containers The pH sensor further includes a temperature measuring electrode, the container has a sealed structure, and includes an opening means for opening a part thereof to form an opening for insertion of the pH sensor, and the contents are A beverage filled and sealed in the container, wherein the pH measurement electrode is made of a semiconductor and formed in an axial shape, and the tip of the pH measurement electrode, the tip of the standard electrode, and The tip of each temperature measurement electrode is cantilevered so as to be swingable while maintaining a distance from each other, and the tip of each electrode is held in the protective cover. It is exposed to the outside without protruding outward from the lower end of the It is characterized by this.
[0008]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when the leading container among the plurality of containers in the conveying process reaches a predetermined position, the pH sensor is once inserted into the contents of the container. The pH sensor is extracted from the contents and the container, and waits at a predetermined position until the next container arrives.
[0009]
When the pH sensor enters the container, the unmeasured pH measurement electrode directly contacts the contents. ⁺ Ions are adsorbed, and the measurement of the pH value is completed in a short time. In addition, the pH measurement electrode in the pH sensor is made of a semiconductor, and due to its high vibration resistance, impact resistance and durability, the insertion speed into the contents is increased or vibration is added. Therefore, the contents are easily detached from the pH measurement electrode along with the insertion and extraction operations, and as a result, the insertion end of the pH measurement electrode is maintained in an exposed state. That is, since it is not necessary to clean the insertion end of the pH measurement electrode, continuous measurement is possible.
[0011]
Therefore request In item 1 According to the described invention, even in a sealed container, the pH sensor can be smoothly inserted into and extracted from the contents through the insertion opening, and the processing efficiency is improved accordingly.
[0012]
Further charge In item 2 The described invention is described in claim 1. Departure In the light, a vibration mechanism for adding vibration to the pH sensor is further provided.
[0013]
Therefore request In item 2 According to the described invention, when the pH sensor is extracted from the contents, the attached content liquid is shaken off and the standard electrode is inserted. End and insertion end of temperature measuring electrode In addition, the insertion end of the pH measuring electrode is kept exposed. That is, continuous measurement is possible because washing with water or the like is unnecessary. Further, during the measurement of the content liquid, that is, in the state where the pH measurement electrode is in contact with the content liquid, the content liquid is agitated and the pH is made uniform. Therefore, high accuracy and stable measurement are possible.
[0014]
Still more billing Item 3 The invention described is claimed. 1 or 2 Record Departure In the light, the container is a metal container, and these containers are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows and are accommodated in an electrically insulating case.
[0015]
Therefore request Item 3 According to the described invention, it is possible to stably convey a large number of containers together, and accordingly, the processing efficiency as an apparatus is improved. Also charge Item 3 According to the described invention, since the insulator is arranged between the metal container such as a can and the transport means, and the leakage current from the transport means side does not flow into the metal container, the measurement accuracy by the pH sensor Will improve.
[0016]
Claim In item 4 The described invention is claimed. Item 3 Record Departure In the light, the error between the pH value of the contents of the container located on the outermost circumference in the case and the pH value of the contents of the container located on the inner circumference side is corrected, and those corrected A determination / display mechanism for determining pass / fail of the pH value and displaying the determination result in rows and columns corresponding to the arrangement of the containers is further provided.
[0017]
Therefore request In item 4 According to the described invention, since the presence or absence of the deterioration is determined and displayed in a state in which the variation in the pH value due to the arrangement in the case is corrected, the pH value of the entire container accommodated in the case is accurately determined. It can be measured and the position of the container in which the contents are damaged can be easily identified.
[0018]
Also charge Item 5 The described invention is claimed. Item 3 or 4 Recorded in Departure In the light, a plurality of the pH sensors are provided corresponding to the arrangement in the direction perpendicular to the transport direction of the transport means in the container in the case.
[0019]
Therefore request Item 5 According to the described invention, it is possible to measure a plurality of containers positioned at the head in the transport direction of the transport means at once, and accordingly, the processing efficiency is improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 schematically show an example in which a can body 2 accommodated in a carton case 1 is used as a container to be measured, and a continuous measuring device 3 shown here includes a carton case conveyor 4 (hereinafter, And a lid opening cutter 5, a pH sensor 6, a control panel 7, a pH amplifier 8, and a data collection personal computer 9 (hereinafter simply referred to as a personal computer 9).
[0021]
A carton case 1 corresponding to the case of the present invention is an electrically insulating container that accommodates a plurality of cans 2 filled with a content liquid in an upright posture, and as an example, a flat bottom wall 10 and its And a flat side wall 12 rising vertically upward from each side of the bottom surface. This carton case 1 accommodates 30 cans 2 in an array of 6 rows in the width W direction and 5 rows in the length direction.
[0022]
As the can body 2, for example, a three-piece can is adopted. That is, the can body 2 is fixed by tightening the can body 13 having a cylindrical shape, the can top lid 14 fixed by being wound around the upper opening end of the can body 13, and the lower opening end of the can body 13. And a can bottom lid (not shown). Further, the inside of the can 2 is filled with a content liquid such as coffee with milk or green tea. More specifically, the can body 13 is formed by forming a thin metal plate having a thickness of about 0.15 mm to 0.23 mm in a cylindrical shape and welding or adhering the overlapped edges to each other. is there. Examples of the metal plate used as the material of the can body 13 include surface-treated steel plates such as tin-free steel, tin-plated steel plates, chrome-plated steel plates, nickel-plated steel plates, and other various alloy-plated steel plates. An inner surface film 11 (not shown) made of synthetic resin is formed on the inner surface of the can body 13. This inner surface film 11 is formed from a protective coating film or a resin film. Further, on the outer surface of the can body 13, a resin film that has been printed and painted, or an outer surface film that is formed by printing and a coating film is formed.
[0023]
On the other hand, the can top lid 14 is a steion tub (SOT) type having a conventionally known structure, for example, 3004 series or 5052 series having a thickness of 0.20 mm to 0.35 mm and coated on the inner and outer surfaces. Or it consists of the aluminum alloy board which laminated the resin film, or the surface treatment steel plate which laminated the resin film on both surfaces. In any of these cases, an inner surface coating (not shown) is applied to the surface of the surface which is the inner surface of the can body 2. Further, the can bottom cover is made of a metal plate made of the same material as that of the can body 13, and an inner surface coating and an outer surface coating (both not shown) are applied to the inner surface and the outer surface by a coating film or a resin film.
[0024]
As described above, the inner surface and the outer surface of the can body 2 are provided with a film made of a film or a coating film to prevent corrosion, and a structure in which current does not flow substantially is high impedance. In this current measurement, a minute current of nA to pA or less is detected. This minute current varies depending on the contact area with other adjacent can bodies 2. Therefore, for convenience, the 18 can bodies 2 arranged along the side wall 12 of the carton case 1 out of the 30 can bodies 2 are set as the outer can bodies 16 and are further surrounded by the outer can bodies 16. 12 cans 2 arranged on the inside are set as inner cans 17, and after the measurement for each carton case 1 is completed, the outer can 16 and the inner cans are installed in a CPU (not shown) mounted on the personal computer 9. Correction of the pH value with the body 17 is performed.
[0025]
The conveyor 4 in the continuous measuring apparatus 3 is configured to carry the carton case 1 and convey it in a certain direction, and is arranged in a horizontal state with respect to the installation reference plane (floor surface). As an example, the conveyor 4 employs a belt conveyor having a structure in which a rubber belt having a width slightly larger than the width W of the carton case 1 to be conveyed or a steel belt having an insulation coating on the outer surface is wound around the sprocket 18. Insulating the base portion that supports the bottom wall 10 of the carton in this manner can avoid detection of a minute current of nA to pA or less in current measurement at high impedance. In addition, in this conveyance conveyor 4, the five can bodies 2 arrange | positioned as a row are orthogonal to the length direction (feeding direction) of the conveyance conveyor 4, in other words, six can bodies arranged as a row. The carton case 1 is placed so that 2 is in a state along the feeding direction of the conveyor 4. The conveyor 4 feeds the carton cases 1 pitch by row by a servo motor (not shown). An interval corresponding to, for example, one row of can bodies is provided between adjacent carton cases 1.
[0026]
On the other hand, the opening cutter 5 corresponding to the opening means of the present invention is arranged in a state of being hung from the machine frame 19 almost above the intermediate portion in the feeding direction of the conveyor 4. As an example, six open-cutters 5 are provided so as to cross the conveyor 4 in the width direction so as to correspond to the arrangement of the cans 2. That is, these opening cutters 5 are arranged linearly as a whole. As each opener cutter 5, a conventional technique is known in which a can upper lid 14 (or a can bottom lid) of a can body 2 is pierced from the upper surface side by a sharp portion formed at a lower end portion, and is pushed down into the can body 2 to open the lid. The thing of the composition which was made is adopted.
[0027]
Specifically, the upper end of each open cutter 5 is integrally attached to the support plate 20. The support plate 20 is disposed in parallel with the upper surface of the conveyor 4. The lower end portions of a pair of guide rods 21 are fixed to both end portions of the upper surface portion of the support plate 20, and the upper end portions of the guide rods 21 pass through the machine frame 19 facing the support plate 20 in parallel. Projecting upward. On the other hand, a lower end portion of the pushing rod 22 is connected to a central portion of the upper surface portion of the support plate 20, that is, between the pair of

guide rods

21 and 21. The upper end of the pushing rod 22 penetrates the machine frame 19 and protrudes upward, and is connected to the pushing mechanism 23. That is, one row (six) of the lid opening cutters 5 descends together with the pushing rod 22 and the support plate 20 to break through and open the can top lid 14 (or can bottom lid) of the can body 2 and then rises to the can body. 2 is taken out from the inside. The control panel 7 controls the entry speed with respect to the can body 2 and the extraction speed from the can body 2 and the insertion depth with respect to the can body 2. Note that a position directly below the opening cutter 5 in the length direction of the conveyor 4 is an opening position 24. When the pushing rod 22 and the support plate 20 are lowered, the damping force can be adjusted by a damper (not shown).
[0028]
Further, six pH sensors 6 are arranged in the feed direction from the lid opening position 24. These pH sensors 6 are linearly arranged above the conveyor 4 so as to cross the width direction of the conveyor 4. That is, each pH sensor 6 is opposed to each open cutter 5 in the length direction of the conveyor 4. Note that a position immediately below each pH sensor 6 in the length direction of the conveyor 4 is a pH measurement position 25.
[0029]
Here, the configuration of the single pH sensor 6 will be described. The pH sensor 6 includes a case 26 having an axial shape with a circular cross section. The case 26 is made of a non-conductive synthetic resin, and is formed integrally with a holding part 27 formed in a columnar shape and an axially protruding state from one end surface of the holding part 27. Protective cover 28. That is, the lower end portion in FIG. 3 of the protective cover portion 28 is an open opening end, which is a portion to be inserted into the content liquid L that is an object to be inspected. The protective cover 28 is subjected to a so-called surface treatment such as chemical treatment or polishing for suppressing the adhesion of the content liquid L as necessary. As an example, the lengths of the holding portion 27 and the protective cover portion 28 are set to substantially the same length.
[0030]
Inside the case 26, a semiconductor (ISFET) electrode 29, a standard electrode 30, and a temperature measurement electrode 31 are accommodated in a state where the axial direction is aligned with the axis of the case 26. More specifically, the semiconductor electrode 29 corresponding to the pH measurement electrode of the present invention is a thin plate made of a conventionally known semiconductor formed as a whole in a shaft shape, and only its lower end is formed wide. . The upper end portion of the semiconductor electrode 29 is assembled integrally with the case 26 by being inserted and held in the holding portion 27. Inside the semiconductor electrode 29, a source S and a drain D are formed, and although not particularly shown, a depletion layer is formed between the source S and the drain D. The surface of the semiconductor electrode 29 is provided with an insulating coating 11 (see FIG. 4).
[0031]
A lead wire 32 with an insulation coating as a countermeasure against stray magnetic field (noise) is connected to the upper end portion of the semiconductor electrode 29, and the other end portion of the lead wire 32 is connected to the holding portion 27 of the case 26. It is pulled out from the end. On the other hand, the lower end portion of the semiconductor electrode 29 in FIG. 3 is disposed in the vicinity of the opening end of the protective cover portion 28 in a non-contact state with the inner peripheral surface of the protective cover portion 28. That is, the semiconductor electrode 29 has a structure in which a portion serving as an insertion end into the content liquid L protrudes from the end surface of the holding portion 27 along the axial direction without protruding from the opening end of the protective cover portion 28. That is, the lower end portion of the semiconductor electrode 29, that is, the end portion accommodated in the protective cover portion 28 is exposed to the outside in an unfixed state, and is a so-called free end. As described above, the entire semiconductor electrode 29 is in a cantilever state in which only the upper end portion is held so that the lower end portion thereof swings. The length from the end face of the holding part 27 of the semiconductor electrode 29 to the lower end part is preferably 10 mm or more. Moreover, in order to apply a moderate vibration to a sensor part, the range of 10-30 mm is especially preferable.
[0032]
On the other hand, as the standard electrode 30, for example, a glass container formed in a bottomed cylindrical shape is filled with a KCl reference solution, and an electrode rod made of silver with a silver chloride coating is provided along the axis of the glass container. Furthermore, it has a structure in which the opening of the glass container is sealed with an appropriate cap (none of which is shown). The standard electrode 30 is assembled to the case 26 with the end on the cap side inserted into the holding portion 27. This end is not in contact with the semiconductor electrode 29. A lead wire 33 with an insulating coating is connected to the upper end of the electrode rod of the standard electrode 30. The other end of the lead wire 33 is drawn out from the end of the holding portion 27 in the case 26. On the other hand, the other end portion of the standard electrode 30 is disposed in the vicinity of the opening end of the protective cover portion 28 in a non-contact state with the inner peripheral surface of the protective cover portion 28.
[0033]
That is, one end portion of the standard electrode 30 has a structure protruding along the axial direction from the end surface of the holding portion 27 without protruding from the opening end of the protective cover portion 28. That is, the lower end portion of the standard electrode 30, that is, the end portion accommodated in the protective cover portion 28 is a free end exposed to the outside in an unfixed state. As described above, the standard electrode 30 as a whole is in a cantilever state in which only the upper end portion is held such that the lower end portion thereof swings.
[0034]
Further, the temperature measuring electrode 31 is a thermocouple formed in an axial shape as an example, and one end portion thereof is inserted into the holding portion 27 and held. This end is not in contact with the semiconductor electrode 29. A lead wire 34 with an insulating coating is connected to the end of the standard electrode 30 on the holding portion 27 side. The other end portion of the lead wire 34 is pulled out from the end portion of the holding portion 27.
[0035]
On the other hand, the lower end portion (temperature measuring contact) of the temperature measurement electrode 31 is disposed in the vicinity of the opening end of the protective cover portion 28 in a non-contact state with the inner peripheral surface of the protective cover portion 28. That is, one end portion of the temperature measuring electrode 31 protrudes along the axial direction from the end surface of the holding portion 27 in a state where it does not protrude from the opening end of the protective cover portion 28. That is, the lower end portion in FIG. 3 of the temperature measuring electrode 31, that is, the end portion accommodated in the protective cover portion 28 is a free end exposed to the outside in an unfixed state. Thus, as a whole, the temperature measuring electrode 31 is held in a cantilever state by fixing only the upper end portion so that the lower end portion swings.
[0036]
Each pH sensor 6 having the above structure can be raised and lowered freely in the vertical direction. The upper end of each pH sensor 6 is connected to the support plate 35 via a vibrator B such as a vibrator. As an example, the vibrator B is controlled by the control panel 7 so as to add vibration of 50 Hz to each pH sensor 6. The support plate 35 is disposed in parallel with the upper surface of the conveyor 4, and the lower end portions of a pair of guide rods 36 are fixed to both ends of the upper surface portion of each of the guide rods 36. The upper end portion protrudes upward through the machine frame 19 facing the support plate 35 in parallel.
[0037]
On the other hand, the lower end portion of the pushing rod 37 is connected to the central portion of the upper surface portion of the support plate 35, that is, between the pair of

guide rods

36 and 36. The upper end portion of the pushing rod 37 penetrates the machine frame 19 and protrudes upward, and is connected to the pushing mechanism 50. That is, the six pH sensors 6 are moved down together with the pushing rod 37 and the support plate 35 and enter the inside of the can body 2 through the upper opening, and after being immersed in the content liquid L, the pH sensor 6 is lifted and moved up to the can body 2. It is configured to escape from. That is, in this continuous measuring device 3, the pH value is measured simultaneously for every six cans. In addition, the rush speed with respect to the can body 2 in the pH sensor 6 and the extraction speed from the can body 2 are set to 1 to 10 m per second as an example. Further, the insertion depth of each pH sensor 6 into the can body 2 is controlled by a control panel 7 or a stopper (not shown) so as not to contact the can bottom cover.
[0038]
On the other hand, the above-described three

lead wires

32, 33, and 34 are twisted together to form one electric signal input / output line 38. The other end of the electric signal input / output line 38 is connected to a pH amplifier 8 installed in the vicinity of the transport conveyor 4. The pH amplifier 8 has a function of performing temperature correction, zero point correction, and span correction in addition to the amplification function, and can display the pH value of the object to be inspected at any time. Further, the pH amplifier 8 incorporates a second-stage buffer amplifier (not shown) for correcting the sensitivity in combination with the pH sensor 6, which makes it easy to replace the pH sensor 6 with zero points. Correction and span adjustment can be performed. The pH amplifier 8 includes a circuit for determining pass / fail, a circuit for automatically transferring data to the personal computer 9, and software (none of which are shown). Although not particularly illustrated, each wiring in the pH amplifier 8 is shielded.
[0039]
On the other hand, a pH upper limit value and a pH lower limit value, which are criteria for determining the quality of deterioration, are set in advance in the CPU mounted on the personal computer 9. Further, the personal computer 9 corrects the pH value of the data supplied from the pH amplifier 8 by the outer can body 16 and the inner can body 17, and the pH of the 30 can bodies 2 based on the correction data. Information is displayed in a so-called matrix matrix on the display unit 39. That is, in the personal computer 9, the defective portion (the position of the can body 2 in which the content liquid L has deteriorated) in the carton case 1 can be specified on the display unit 39. The personal computer 9 corresponds to the determination / display mechanism of the present invention. It is also possible to equip the pH amplifier 8 with a pass / fail judgment / display mechanism, and it is possible to hold data.
[0040]
Next, the operation of the present invention configured as described above will be described. A plurality of carton cases 1 containing 30 cans 2 in the above arrangement are placed on a conveyor 4 and conveyed in a certain direction. First, when the cans 2 (six) in the first row in the carton case 1 reach the opening position 24, the six opening cutters 5 are simultaneously lowered and the can upper lid 14 of the can 2 located immediately below the cans 2 is opened. (A can bottom cover is contact | abutted.) After breaking through the can top cover 14, it raises and waits in the expected position. As a result, each can top lid 14 (or can bottom lid) is pushed down into the can body 2 in a state along the inner surface of the can body 13 with a part in the circumferential direction as a hinge. That is, the upper surfaces of the six cans 2 are opened simultaneously, and the pH sensor 6 is allowed to enter from the openings.
[0041]
When such a series of opening operations is completed, the transport conveyor 4 is pitch-fed by one row, and the second row of cans 2 in the same carton is sent out to the opening position 24 and there. The lid is opened by the opening cutter 5. Thereafter, the same lid opening operation is performed.
[0042]
On the other hand, when the can body 2 in the first row that has already been opened is sent to the pH measurement position 25, the six pH sensors 6 descend simultaneously and enter the inside of the can body 2 located immediately below, After being immersed in the content liquid L for about 3 seconds, it rises at the same time and waits at the intended position. Since each pH sensor 6 is continuously vibrated, the lower end portions of the semiconductor electrode 29, the standard electrode 30, and the temperature measuring electrode 31 have an amplitude of about 1 to 3 mm in the radial direction. L is stirred and adhesion to each lower end part is suppressed.
[0043]
When each pH sensor 6 enters the inside of each can body 2, each semiconductor electrode 29, each standard electrode 30, and each temperature measurement electrode 31 are in direct contact only with each content liquid L, that is, There is no contact with the can top lid 14 (or can bottom lid) pushed inward. As a result, H ⁺ The ions 40 are respectively adsorbed on the insulating film 11 in the semiconductor electrode 29 and H ⁺ An ion layer 41 is formed. And each H ⁺ The ion layer 41 generates an electric field. In the semiconductor electrode 29, the electric field strength (H ⁺ The depletion layer changes corresponding to the thickness of the ion layer 40, and the current flowing from the source S to the drain D increases or decreases accordingly. The current is input to the pH amplifier 8.
[0044]
In contrast, in the standard electrode 30, a substantially constant current is input to the pH amplifier 8. As a result, the potential difference between the semiconductor electrode 29 and the standard electrode 30 is detected as the gate voltage of the field effect transistor. Almost simultaneously with the pH measurement as described above, a current passing through the temperature measurement electrode 31 is input to the pH amplifier 8, and the temperature of the content liquid L is detected based on the current value. According to the pH sensor 6, the leakage current from the inner peripheral side of the can body 2 does not enter the semiconductor electrode 29, the standard electrode 30, and the temperature measurement electrode 31 by the electrically insulating protective cover 28, so that false detection is performed. Measurement accuracy is high. As a result, the pH value of the content liquid L for one row subjected to temperature correction is displayed on the display unit of the pH amplifier 8. This data is transferred to the personal computer 9 after the measurement for each carton case 1 is completed.
[0045]
According to the pH sensor 6 described above, since the insertion speed is high, the milk fat content adhering to the lower ends of the semiconductor electrode 29, the standard electrode 30, and the temperature measurement electrode 31 is forcibly separated by an impact at the time of insertion. Even if milk fat content adheres in the measurement of the cans 2 in the preceding row, the adhering liquid is surely removed when inserted in the measurement in the next row. On the other hand, according to the pH sensor 6 described above, since the extraction speed is high, so-called liquid breakage between the surface of each of the semiconductor electrode 29, the standard electrode 30, the temperature measurement electrode 31, and the protective cover 28 and the content liquid L is achieved. The amount of the content liquid L attached to the pH sensor 6 and taken out on the liquid surface is reduced. Further, according to the pH sensor 6 described above, since the lower end of the semiconductor electrode 29, the lower end of the standard electrode 30, and the lower end of the temperature measuring electrode 31 are oscillating, the milk fat content is removed at the time of extraction from the liquid surface. Even if it is attached, the attached body is shaken off. That is, at the time when the measurement for each row is started, the lower ends of the semiconductor electrode 29, the standard electrode 30, and the temperature measurement electrode 31 are H. ⁺ The exposed state without ions.
[0046]
When the measurement of the pH value of the six cans 2 per line as described above is performed five times and the measurement for 30 cans 2 accommodated in one carton case 1 is completed, The data is transferred to the personal computer 9. Further, the data is corrected by the CPU of the personal computer 9. That is, 0.05 is uniformly added to the pH value of the inner can body 17. The reason is that, when pH measurement is performed in a state where the can body 2 and the can body 2 are in contact with each other with reference to FIG. This is because the pH value is apparently increased by about 0.05. Pass / fail judgment is performed on the correction data of the inner can body 17 and the uncorrected data of the outer can body 16, and pH value information of the 30 can bodies 2 is displayed in a matrix matrix on the display unit 39 of the personal computer 9. Is done. That is, the pH value information is displayed in 6 columns × 5 rows corresponding to the arrangement of the cans 2. In this case, if there is a can body 2 in which the content liquid L has deteriorated, for example, a portion corresponding to the can body 2 blinks or lights up in a different color. Therefore, the defective part in the carton case 1 can be easily identified. The carton case 1 for which the measurement has been completed is sent forward by the conveyor 4 as it is.
[0047]
As described above, according to the continuous measurement device 3 described above, six cans 2 conveyed in a certain direction while being accommodated in the carton case 1 are simultaneously opened, and the pH value of the content liquid L is measured. When this is repeated 5 times, the presence or absence of deterioration is displayed in a matrix matrix, so that the pH value of the content liquid L can be measured quickly and continuously with high accuracy, and a defective can body can be easily obtained. Can be specified. In particular, according to the continuous measuring apparatus 3 described above, the pH measuring electrode is made of a semiconductor and has high vibration resistance, impact resistance, and durability. Since both the discharge speed can be set high, and the content liquid L is shaken off from each electrode by vibration, the content liquid L hardly adheres to each electrode when the measurement of the preceding row is completed. Subsequent rows can be measured as they are, and from this point as well, a large number of cans 2 can be continuously measured.
[0048]
In the above specific example, a three-piece can is cited as the container, and the opening cutter configured to break through the can top cover is illustrated as the opening mechanism. However, the present invention is not limited to the above specific example, As an example, a two-piece can or a plastic bottle can be mentioned, and the opening mechanism may be configured to rotate and remove a cap locked to the mouth and neck of the plastic bottle. Further, in the above specific example, the rotary cutter and the pH sensor installed above the conveyor are moved up and down, but the present invention is not limited to this. For example, the lid is opened by moving the carton case (can body) up and down. And it is good also as a structure which performs insertion and extraction of a pH sensor. Further, instead of the method of transferring the data to the personal computer 9 and displaying the pass / fail judgment and the pH value information, the pH amplifier 8 may perform the same processing as the personal computer 9.
[0049]
Next, test examples conducted for confirming the effects of the present invention are shown below.
[Test example]
The difference in measurement speed with respect to the amount of change in pH in continuous measurement between the pH sensor 6 having the configuration shown in FIG. 3 and a general glass electrode sensor was investigated for 30,000 cans. In addition, the stability of pH value in both sensors was investigated. Each sensor was used continuously without cleaning. Here, as the content liquid L, two types, coffee with milk and black coffee, were examined, and the two stages of cases where the pH value decreased by 1.00 and when the pH value decreased by 3.00 were examined. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
[Table 1]

[Table 2]

(Evaluation results)
(1) It was confirmed that the pH sensor 6 can measure in a short time regardless of the type of the content liquid L and the amount of pH change. Moreover, it was confirmed that the pH sensor 6 has a higher pH value stability accuracy than the glass electrode sensor.
(2) It is confirmed that the glass electrode sensor takes a long time to measure milk-containing coffee including milk fat, and takes a long time when the pH change amount is large regardless of the type of the content liquid L. It was done. Further, it was confirmed that the glass electrode sensor had a large variation in measured values with respect to the pH sensor 6.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the transport means for transporting a plurality of containers in a predetermined direction, the standard electrode, and the pH measurement electrode made of a semiconductor in which the insertion site for the contents is exposed to the outside, A pH sensor that measures the pH value of the contents based on the potential difference between the two electrodes, and a control mechanism that inserts the pH sensor into the contents and extracts it from the contents. Immediately after the insertion of the pH sensor, H on the surface of the pH measurement electrode ⁺ Since ions can be adsorbed and the time required for measurement of individual containers is short, rapid and stable continuous measurement can be performed.
[0051]
According to the first aspect of the present invention, the pH measurement electrode in the pH sensor is made of a semiconductor, and its vibration resistance, impact resistance, and durability are high. Since it is possible to increase the speed and the extraction speed, the contents are easily detached from the pH measurement electrode with the insertion and extraction operations, and washing with water or the like is not necessary. Can be possible.
[0052]
Also charge In item 1 According to the described invention, there is provided opening means for opening a part of a sealed container to form an opening for insertion of a pH sensor, and an open part such as a can body or a plastic bottle is provided. Even if the container is not configured, the pH sensor can be smoothly inserted and removed from the contents. And can Accordingly, the processing efficiency can be further improved.
[0053]
Further charge In item 2 According to the described invention, the vibration mechanism for adding vibration to the pH sensor is provided, and the attached content liquid is shaken off when the pH sensor is extracted from the content. Each electric Since the insertion end of the pole is kept exposed and washing with water or the like is unnecessary, continuous measurement can be performed without any trouble even if the content is highly viscous.
[0054]
Still more billing Item 3 According to the described invention, the container is a metal container, and these containers are arranged in a plurality of rows and a plurality of rows and are accommodated in an electrically insulating case, and are stable in a state where a large number of containers are collected. Accordingly, the processing efficiency of the apparatus can be further improved. Also charge Item 3 According to the described invention, since the insulator is arranged between the container and the conveying means side and the leakage current from the conveying means side does not flow into the container, the measurement accuracy by the pH sensor can be further improved. .
[0055]
Claim In item 4 According to the described invention, the error between the pH value of the contents of the container located on the outermost periphery in the case and the pH value of the contents of the container located on the inner periphery side is corrected, and those Judgment is made on the corrected pH value, and a judgment / display mechanism that displays the judgment result in rows and columns corresponding to the arrangement of the containers is provided to compensate for variations in pH due to the arrangement in the case. In this state, the presence or absence of deterioration is determined and displayed, so that the pH value of the entire container accommodated in the case can be accurately measured, and the contents of the container in which the contents have deteriorated can be measured. The position can be easily specified.
[0056]
Claim Item 5 According to the described invention, a plurality of pH sensors are provided corresponding to the arrangement in the direction orthogonal to the transport direction of the transport means in the container in the case, and a plurality of pH sensors located at the head in the transport direction of the transport means are provided. It is possible to measure the containers all at once, and accordingly, the processing efficiency can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a specific example of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a carton case and a can housed therein.
FIG. 3 is a schematic view showing the pH sensor with a part cut away.
Fig. 4 Semiconductor electrode and H adsorbed on it ⁺ It is the schematic which shows ion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Carton case, 2 ... Can body, 3 ... Continuous measuring device, 4 ... Conveyor, 5 ... Opening cutter, 6 ... pH sensor, 7 ... Control panel, 8 ... Amplifier for pH, 9 ... Personal computer, 16 ... Outside Can body, 17 ... inner can body, 24 ... opening position, 25 ... pH measurement position, 29 ... semiconductor electrode, 30 ... standard electrode, 31 ... temperature electrode, 38 ... electric signal input / output line, B ... vibrator, L ... content liquid.

Claims

Conveying means for conveying a plurality of containers containing contents in a predetermined direction;
A standard electrode and a pH measurement electrode having an insertion site for the contents exposed to the outside are provided, and the lower ends of these electrodes are accommodated in an open protective cover, and the standard electrode, the pH measurement electrode, A pH sensor that measures the pH value of the contents based on the potential difference between
A control mechanism for inserting the pH sensor into the contents and extracting the pH sensor from the contents;
In pH continuous measurement system for the contents of the container for continuously measuring the pH value of the contents contained in the container of multiple,
The pH sensor further comprises a temperature measuring electrode;
The container has a sealing structure, and includes opening means for opening a part thereof to form an opening for insertion of the pH sensor,
The content is a beverage filled and sealed in the container,
The pH measuring electrode is made of a semiconductor and formed in an axial shape,
Hold the other end of each electrode so that the tip of the pH measurement electrode, the tip of the standard electrode, and the tip of the temperature measurement electrode can swing while maintaining a gap between them. A continuous pH measuring apparatus for container contents, wherein the container is exposed to the outside in a cantilevered manner, and the tip of each electrode is not exposed outward from the lower end of the protective cover .

Before SL against pH sensor, a vibration mechanism for adding vibration, further that provided content for pH continuous measurement apparatus container mounting serial to claim 1, wherein the.

Before SL container is a metal container, and claim 1 or container of the mounting serial 2 those of the container, characterized in that it is accommodated in a plurality of rows and are aligned in a plurality of rows of electrically insulating casing Continuous pH measuring device for contents.

Correcting the pH value of the contents of the container positioned in the outermost periphery in the previous SL case, the error between the pH value of the contents of the container to be positioned on the inner peripheral side, their corrected pH value for while the quality determination, determination and display mechanism for displaying in rows and columns corresponding the determination result to the array of containers, the container according to claim 3 in serial mounting, characterized in that further provided A continuous pH measuring device for contents.

The pH sensor is pre-SL corresponding to the array in a direction perpendicular to the conveying direction of the conveying means in the container in the case mounting serial to claim 3 or 4, characterized in that are plurality et al pH continuous measurement device for the container contents.