JPH0121903B2 - - Google Patents
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- JPH0121903B2 JPH0121903B2 JP8328980A JP8328980A JPH0121903B2 JP H0121903 B2 JPH0121903 B2 JP H0121903B2 JP 8328980 A JP8328980 A JP 8328980A JP 8328980 A JP8328980 A JP 8328980A JP H0121903 B2 JPH0121903 B2 JP H0121903B2
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 34
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
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- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/74—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables of fluids
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素特有の磁気的性質（常磁性）を測
定原理に利用した磁気式酸素濃度測定装置に関す
る。
定原理に利用した磁気式酸素濃度測定装置に関す
る。
磁気式酸素濃度測定装置には、熱磁気式及びダ
ンベルを使つた磁気力式や磁気圧式がある。これ
らの各方式は、優れた長所を有するが、短所もあ
る。例えば、熱磁気式は被測定ガスに含まれる可
燃性成分の影響や設置姿勢の影響を受ける。ダン
ベルを使用したものには、ダンベルを吊る部材の
断線事故が付随する。磁気圧式は、微少な磁気圧
変化を検出する方式なので、高精度測定には難点
がある。
ンベルを使つた磁気力式や磁気圧式がある。これ
らの各方式は、優れた長所を有するが、短所もあ
る。例えば、熱磁気式は被測定ガスに含まれる可
燃性成分の影響や設置姿勢の影響を受ける。ダン
ベルを使用したものには、ダンベルを吊る部材の
断線事故が付随する。磁気圧式は、微少な磁気圧
変化を検出する方式なので、高精度測定には難点
がある。
本発明は、かゝる従来の磁気式酸素濃度測定装
置の欠点に鑑みてなされたものである。
置の欠点に鑑みてなされたものである。
本発明は、被測定ガスの熱伝導率の変化による
影響や保守工数を軽減するために、熱線及び可動
部をもたない構成の簡単な磁気式酸素濃度測定装
置を実現した。
影響や保守工数を軽減するために、熱線及び可動
部をもたない構成の簡単な磁気式酸素濃度測定装
置を実現した。
即ち、本発明は、磁束密度に対応した信号を検
出するセンサと、このセンサに差動的に磁束を与
える第１及び第２の磁石と、第１の磁石による磁
場内に、又は、その磁場を含んで配設する被測定
ガスを満たした第１の室と、第２の磁石による磁
場内に、若しくは、その磁場を含んで配設する標
準ガスを満たした第２の室、又は、第２の磁石に
よる磁場内に配設する磁性体とを有している。
出するセンサと、このセンサに差動的に磁束を与
える第１及び第２の磁石と、第１の磁石による磁
場内に、又は、その磁場を含んで配設する被測定
ガスを満たした第１の室と、第２の磁石による磁
場内に、若しくは、その磁場を含んで配設する標
準ガスを満たした第２の室、又は、第２の磁石に
よる磁場内に配設する磁性体とを有している。
以下、図面を参照し、本発明について詳しく説
明する。
明する。
第１図は、本発明の原理を説明するための図で
ある。第１図において、極性の異なる磁極Ｎ極及
びＳ極を適当な間隔Ｘを設けて、対向配設した場
合、漏れ磁束φlが両磁極間に生ずる。そして、漏
れ磁束φlと磁極周囲の酸素濃度Ｃとの間に(1)式が
成立つ。
ある。第１図において、極性の異なる磁極Ｎ極及
びＳ極を適当な間隔Ｘを設けて、対向配設した場
合、漏れ磁束φlが両磁極間に生ずる。そして、漏
れ磁束φlと磁極周囲の酸素濃度Ｃとの間に(1)式が
成立つ。
φl＝Kc（１−Ｃ） (1)
但し、Kc……定数
酸素濃度Ｃの変化に伴う漏れ磁束φlの変化分を
Δφとおけば、(1)式より、変化分Δφと酸素濃度Ｃ
との関係は、第２図の直線イのように、直線的な
ものとなる。また、磁束センサによる検出信号を
Epとおけば、信号Epと変化分Δφとの間に(2)式が
成立ち、第２図の直線ロのような線形的なものと
なる。
Δφとおけば、(1)式より、変化分Δφと酸素濃度Ｃ
との関係は、第２図の直線イのように、直線的な
ものとなる。また、磁束センサによる検出信号を
Epとおけば、信号Epと変化分Δφとの間に(2)式が
成立ち、第２図の直線ロのような線形的なものと
なる。
Ep＝KsΔφ (2)
但し、Ks……定数
したがつて、被測定ガスの中に、Ｎ極とＳ極が
対向する磁石と、その磁石の漏れ磁束を検出する
センサを配設し、センサの検出信号から被測定ガ
スの酸素濃度を測定することができる。
対向する磁石と、その磁石の漏れ磁束を検出する
センサを配設し、センサの検出信号から被測定ガ
スの酸素濃度を測定することができる。
第３図は、本発明の一実施例による酸素濃度測
定装置の構成説明図である。
定装置の構成説明図である。
酸素濃度測定装置は、磁束センサ３０と、セン
サ３０を挾んでほぼ対称的な構成をなす参照系１
０と測定系２０とを有する。参照系１０は、磁極
１２１と１２２が対向するコア１２、コア１２の
胴部１２３に巻回する励磁コイル１３及びコイル
１３に基準電流Irを流す電源１４で構成され、コ
イル１３に流れる電流Irによつて、磁極１２２が
Ｎ極、１２１がＳ極となる電磁石１１と、この電
磁石１１を内設すると共に、参照ガスを満たした
ケース１５とを有する。一方、測定系２０は、磁
極２２１と２２２が対向するコア２２、コア２０
の胴部２２３に巻回する励磁コイル２３及びコイ
ル２３に制御電流Icを流す可変機構２４１付き電
源２４で構成され、コイル２３に流れる電流Icに
よつて、磁極２２１がＮ極、２２２がＳ極となる
電磁石２１と、この電磁石１１を内設すると共
に、流入口２５１から流出口２５２へと流れる被
測定ガスを満たしたケース２５とを有する。ケー
ス１５と２５は、いずれも、センサ３０を含んで
構成され、各室は完全に独立した構造となつてい
る。また、ケース１５の流入口及び流出口は、図
において省略されている。さらに、センサ３０
は、市販の磁束密度測定装置のセンサ部であつ
て、磁束密度と検出信号とが直線関係にあるもの
が用いられている。なお、図において、磁束密度
測定装置の電源部、表示部等が省略されている。
サ３０を挾んでほぼ対称的な構成をなす参照系１
０と測定系２０とを有する。参照系１０は、磁極
１２１と１２２が対向するコア１２、コア１２の
胴部１２３に巻回する励磁コイル１３及びコイル
１３に基準電流Irを流す電源１４で構成され、コ
イル１３に流れる電流Irによつて、磁極１２２が
Ｎ極、１２１がＳ極となる電磁石１１と、この電
磁石１１を内設すると共に、参照ガスを満たした
ケース１５とを有する。一方、測定系２０は、磁
極２２１と２２２が対向するコア２２、コア２０
の胴部２２３に巻回する励磁コイル２３及びコイ
ル２３に制御電流Icを流す可変機構２４１付き電
源２４で構成され、コイル２３に流れる電流Icに
よつて、磁極２２１がＮ極、２２２がＳ極となる
電磁石２１と、この電磁石１１を内設すると共
に、流入口２５１から流出口２５２へと流れる被
測定ガスを満たしたケース２５とを有する。ケー
ス１５と２５は、いずれも、センサ３０を含んで
構成され、各室は完全に独立した構造となつてい
る。また、ケース１５の流入口及び流出口は、図
において省略されている。さらに、センサ３０
は、市販の磁束密度測定装置のセンサ部であつ
て、磁束密度と検出信号とが直線関係にあるもの
が用いられている。なお、図において、磁束密度
測定装置の電源部、表示部等が省略されている。
次に、上記構成をなす酸素濃度測定装置の動作
について説明する。
について説明する。
コイル１３に流れる電流Irによる電磁石１１の
漏れ磁束がφrで、コイル２３に流れる電流Icによ
る電磁石２１の漏れ磁束がφcであれば、これらの
漏れ磁束は、センサ３０によつて差動的に検出さ
れ、その出力Epは(3)式となる。
漏れ磁束がφrで、コイル２３に流れる電流Icによ
る電磁石２１の漏れ磁束がφcであれば、これらの
漏れ磁束は、センサ３０によつて差動的に検出さ
れ、その出力Epは(3)式となる。
Ep＝KsΔφ＝Ks（φr−φc） (3)
上記関係を磁気等価回路で示すと第４図とな
る。即ち、第４図において、R1はコア１２の鉄
心部の磁気抵抗、Rrはコア１２のギヤツプ部
（磁極１２１と１２２間）の磁気抵抗、R2はコア
２２の鉄心部の磁気抵抗、Rcはコア２２のギヤ
ツプ部（磁極２２１と２２２間）の磁気抵抗であ
つて、これらの各磁気抵抗でブリツジを構成し、
変化分Δφ＝φr−φcがセンサ３０によつて検出さ
れるように動作する。
る。即ち、第４図において、R1はコア１２の鉄
心部の磁気抵抗、Rrはコア１２のギヤツプ部
（磁極１２１と１２２間）の磁気抵抗、R2はコア
２２の鉄心部の磁気抵抗、Rcはコア２２のギヤ
ツプ部（磁極２２１と２２２間）の磁気抵抗であ
つて、これらの各磁気抵抗でブリツジを構成し、
変化分Δφ＝φr−φcがセンサ３０によつて検出さ
れるように動作する。
実際の測定にあたつて、ケース２５にも参照ガ
スを流して、センサ３０の検出信号Epが零となる
ように可変機構２４１を調整する。しかる後、ケ
ース２５に被測定ガスを流す。調整後のセンサ３
０の検出信号Epは、電磁石２１の漏れ磁束φc、即
ち、被測定ガスの酸素濃度に比例したものとな
る。第５図は、本発明者が実際で得たデータをグ
ラフにしたものである。実験データは、両磁極間
のギヤツプX1（第３図参照）を10mm、コア１２と
２１の間隔X2（第３図参照）を９mm、電磁石１１
の磁点密度Br及び電磁石２１の磁束密度Bcを0.5
ｍＴ（ニ5G）に設定し、センサ３０に市販のフラ
ツクスセンサを用いて得たものである。
スを流して、センサ３０の検出信号Epが零となる
ように可変機構２４１を調整する。しかる後、ケ
ース２５に被測定ガスを流す。調整後のセンサ３
０の検出信号Epは、電磁石２１の漏れ磁束φc、即
ち、被測定ガスの酸素濃度に比例したものとな
る。第５図は、本発明者が実際で得たデータをグ
ラフにしたものである。実験データは、両磁極間
のギヤツプX1（第３図参照）を10mm、コア１２と
２１の間隔X2（第３図参照）を９mm、電磁石１１
の磁点密度Br及び電磁石２１の磁束密度Bcを0.5
ｍＴ（ニ5G）に設定し、センサ３０に市販のフラ
ツクスセンサを用いて得たものである。
次に、本発明の第２の実施例について説明す
る。
る。
上記第３図で示した実施例において、参照系１
０を電磁石１１、参照ガスを満たしたケース１５
及びセンサ３０で構成したが、第２の実施例で
は、ケース１５に代えて、電磁石１１による磁場
内に磁性体ブロツクを配設する構成を特徴とす
る。磁性体ブロツクを配設することによつて、電
磁石１１による磁場内の透磁率を所望の値に設定
することができるので、第３図における参照系１
０と同様な作用効果を得ることができる。
０を電磁石１１、参照ガスを満たしたケース１５
及びセンサ３０で構成したが、第２の実施例で
は、ケース１５に代えて、電磁石１１による磁場
内に磁性体ブロツクを配設する構成を特徴とす
る。磁性体ブロツクを配設することによつて、電
磁石１１による磁場内の透磁率を所望の値に設定
することができるので、第３図における参照系１
０と同様な作用効果を得ることができる。
さらに、本発明の第３の実施例について説明す
る。上記第３図で示した実施例は、センサ３０の
検出信号を被測定ガスの酸素濃度に対応させる構
成となつている。第３の実施例では、電源２４の
可変機構２４１を作動して、センサ３０の検出信
号を、常時、あらかじめ定めた値にする手段を具
備することを特徴とする。即ち、零位法の測定系
を構成することを特徴とする装置である。この実
施例は、感度、安定性等の点で優れている。
る。上記第３図で示した実施例は、センサ３０の
検出信号を被測定ガスの酸素濃度に対応させる構
成となつている。第３の実施例では、電源２４の
可変機構２４１を作動して、センサ３０の検出信
号を、常時、あらかじめ定めた値にする手段を具
備することを特徴とする。即ち、零位法の測定系
を構成することを特徴とする装置である。この実
施例は、感度、安定性等の点で優れている。
次に、第６図を参照して、本発明の第４の実施
例について説明する。第６図において、第３図に
付した符号と同一のものは、同一意味をもたせて
あるので、ここでの説明を省略する。
例について説明する。第６図において、第３図に
付した符号と同一のものは、同一意味をもたせて
あるので、ここでの説明を省略する。
第６図における構成の特徴は、ケース１５と２
５とを、先端にセンサ３０を有するプローブ４０
を導入する非磁性体で構成するハウジグ５０に固
着した点にある。
５とを、先端にセンサ３０を有するプローブ４０
を導入する非磁性体で構成するハウジグ５０に固
着した点にある。
上記構成であれば、コア１１と２１の固定を堅
固にすることができるので、微小な振動に対して
安定した検出特性を得ることができる。
固にすることができるので、微小な振動に対して
安定した検出特性を得ることができる。
なお、上記各実施例において、参照系１０及び
測定系２０の磁場は、電磁石１１及び２１によつ
て作成される構成を示したが、本発明はこれに限
定するものではない。参照系１０及び測定系２０
の双方、若しくは、一方を永久磁石、又は、電磁
石と永久磁石の結合体で構成してもよい。
測定系２０の磁場は、電磁石１１及び２１によつ
て作成される構成を示したが、本発明はこれに限
定するものではない。参照系１０及び測定系２０
の双方、若しくは、一方を永久磁石、又は、電磁
石と永久磁石の結合体で構成してもよい。
以上詳しく説明したように、本発明の装置によ
れば、磁束密度検出手段で磁石の漏れ磁束を検出
し、被測定ガスの酸素濃度を測定するようにした
ため、被測定ガスの熱伝導率の変化による影響が
なく精度の良い測定ができる。また、ダンベル方
式ではないので、構成が簡単で設置姿勢による誤
差がなく、かつ、保守工数の軽減も実現できる。
れば、磁束密度検出手段で磁石の漏れ磁束を検出
し、被測定ガスの酸素濃度を測定するようにした
ため、被測定ガスの熱伝導率の変化による影響が
なく精度の良い測定ができる。また、ダンベル方
式ではないので、構成が簡単で設置姿勢による誤
差がなく、かつ、保守工数の軽減も実現できる。
第１図及び第２図は、本発明の測定原理説明
図、第３図は、本発明の一実施例による磁気式酸
素測定装置の構成説明図、第４図は、磁気等価回
路構成図、第５図は、出力特性図、第６図は、本
発明の他の実施例による磁気式酸素濃度測定装置
の構成説明図である。 １０……参照系、２０……測定系、３０……セ
ンサ、１１及び２１……電磁石、１２及び２２…
…コア、１３及び２３……コイル、１４及び２４
……電源、１５及び２５……ケース。
図、第３図は、本発明の一実施例による磁気式酸
素測定装置の構成説明図、第４図は、磁気等価回
路構成図、第５図は、出力特性図、第６図は、本
発明の他の実施例による磁気式酸素濃度測定装置
の構成説明図である。 １０……参照系、２０……測定系、３０……セ
ンサ、１１及び２１……電磁石、１２及び２２…
…コア、１３及び２３……コイル、１４及び２４
……電源、１５及び２５……ケース。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁束センサと、この磁束センサを挟んで対称
に配置されこの磁束センサ内に互いに逆向きの磁
束を形成する第１及び第２の磁石と、前記第１の
磁石を収容する第１のケースと、前記第２の磁石
を収容する第２のケースとを具備し、前記第１の
ケース内に被測定ガスを流し、前記第２のケース
内に参照ガスを流し、前記磁束センサで検出され
る前記第１及び第２の磁石の磁束差に対応した検
出信号に基づき前記被測定ガス中の酸素濃度を測
定することを特徴とする磁気式酸素濃度測定装
置。 ２ 磁束センサと、この磁束センサを挟んで対称
に配置されこの磁束センサ内に互いに逆向きの磁
束を形成する第１及び第２の磁石と、前記第１の
磁石を収容するケースと、前記第２の磁石の磁場
内に設けられた磁束調整用の磁性体ブロツクとを
具備し、前記第２の磁石によつて基準磁束を形成
し、前記ケース内に被測定ガスを流して、前記磁
束センサで検出される前記第１及び第２の磁石の
磁束差に対応した検出信号に基づき前記被測定ガ
ス中の酸素濃度を測定することを特徴とする磁気
式酸素濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328980A JPS578442A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Magnetic measuring apparatus for concentration of oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328980A JPS578442A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Magnetic measuring apparatus for concentration of oxygen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS578442A JPS578442A (en) | 1982-01-16 |
| JPH0121903B2 true JPH0121903B2 (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=13798223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8328980A Granted JPS578442A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Magnetic measuring apparatus for concentration of oxygen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS578442A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021070925A1 (ja) | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板及びその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4667157A (en) * | 1984-04-03 | 1987-05-19 | The Babcock & Wilcox Company | Linear Hall effect oxygen sensor with auxiliary coil magnetic field balancing |
| JP2002107345A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Showa Tansan Co Ltd | 充填フイラー等の酸素濃度測定装置 |
| JP5469660B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2014-04-16 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Ｇｍｒによる酸素濃度測定 |
| WO2010057764A1 (de) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | Elmos Semiconductor Ag | Störkompensierter sensor |
-
1980
- 1980-06-19 JP JP8328980A patent/JPS578442A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021070925A1 (ja) | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS578442A (en) | 1982-01-16 |
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