JPH02251090A

JPH02251090A - 還元雰囲気炉における炉気測定方法

Info

Publication number: JPH02251090A
Application number: JP6994689A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagashima; 永島　朗; Akinobu Hattori; 服部　秋信; Keishichi Nanba; 難波　恵七; Osamu Moriuchi; 森内　治
Original assignee: NGK Insulators Ltd; Tokyo Heat Treating Co; TOKYO NETSUSHORI KOGYO KK
Current assignee: NGK Insulators Ltd; Tokyo Heat Treating Co; TOKYO NETSUSHORI KOGYO KK
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1990-10-08
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2693209B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、酸素分圧計を用いて、浸炭炉や焼入炉等の還
元雰囲気炉における炉内雰囲気を測定する方法に係り、
特に測定時における酸素分圧計の出力特性を校正し、測
定誤差を有利に抑えることのできる還元雰囲気炉におけ
る炉気測定方法に関するものである。

（背景技術）従来から、浸炭炉や焼入炉などの還元性雰囲気炉におい
ては、例えば、浸炭炉の炉内雰囲気中のカーボンポテン
シャルが該炉内雰囲気中の酸素分圧に一定の対応関係を
有する如く、炉気中の酸素濃度が、炉気中の所定成分の
濃度に一定の対応関係を有していることを利用して、操
炉状態の制御等の目的のために、酸素分圧計を用いての
、直接的乃至は間接的な、炉内雰囲気の特性、即ち炉気
中における所定成分の濃度測定が、実施されている。

そして、この種の操作に用いられる酸素分圧計としては
、一般に、特開昭５５−１５９５号公報や特開昭６０−
２３３５４２号公報、オーストラリア特許第５１３５５
２号等に示されている如く、ジルコニア等の高温におい
て酸素イオン伝導性を有する有底円筒形状の固体電解質
体に対し、基準酸素分圧の標準比較ガスに接触せしめら
れる基準電極が閉端部の内面に、また測定対象ガスに接
触せしめられる測定電極が閉端部の外面に、それぞれ設
けられてなる構造を有し、それら基準電極と測定電極と
の間に惹起される、酸素分圧差に基づく起電力を検出す
ることにより、測定対象ガス中の酸素分圧を測定するよ
うにしたものが、用いられている。

ところで、このような酸素分圧計においては、その出力
特性、即ち測定対象ガス中の酸素分圧と検出される起電
力との関係は、理論上はネルンストの式に基づいて産出
することができるが、実際には、器械によって異なる誤
差を内在するものであり、またかかる出力特性が、炉内
雰囲気中に存在する炭化水素（Ｃｍ　Ｈｎ　）　、Ｃｏ
などによる電極の劣化やスーティング（すすの析出）に
起因して経時的に変化せしめられることとなる。そこで
、かかる酸素分圧計を用いて、前述の如き炉内雰囲気の
特性を測定するに際しては、酸素分圧計の交換時におい
て、また連続測定時でも定期的に、その出力特性を求め
、得られた出力特性に基づいて、該酸素分圧計の出力値
を補正する必要があるのである。

ところが、このような酸素分圧計が用いられる前記還元
性雰囲気炉にあっては、その炉内雰囲気中の酸素分圧が
１０−２°ａｔｍ程度と極めて低いために、該酸素分圧
計の出力特性を求めるべく、組成が既知の校正ガスを測
定電極に吹き付けても、その組成が測定対象ガス中のＣ
ＯやＣＯ２，Ｈ２等の各成分によって干渉され易く、か
かる校正ガスの組成だけによる起電力が得られ難いこと
から、そのような校正ガスによっては、出力特性を容易
には求めることが出来なかったのである。

それ故、従来、かかる酸素分圧計の出力特性を求めるに
際しては、別の分析計乃至は分析方法を用いて、該酸素
分圧計の出力値に含まれる誤差を推定する必要があり、
その保守が極めて面倒であったのである。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
酸素分圧計を用いて、浸炭炉や焼入炉等の還元雰囲気炉
における炉内雰囲気を測定するに際し、かかる酸素分圧
計の出力特性が、校正ガスを用いて容易に求められ得、
この出力特性に基づいて出力値を補正することにより、
測定誤差を有利に抑えることのできる炉内雰囲気の測定
方法を提供することにある。

（解決手段）そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、有底円筒形状の固体電解質体に対して、基準酸素分
圧の標準比較ガスに接触せしめられる基準電極が閉端部
の内面に、また測定対象ガスに接触せしめられる測定電
極が閉端部の外面に、それぞれ設けられてなる酸素分圧
計を用いて、還元雰囲気炉における炉内雰囲気を測定す
るに際して、前記酸素分圧計の固体電解質体を有底円筒
形状の外套管にて被い、それら固体電解質体と外套管と
の間に、前記測定電極が露呈されるガス収容空間を画成
すると共に、該外套管における前記測定電極に近接する
部位にガス流通孔を設け、該ガス流通孔を通じて前記炉
内雰囲気が該ガス収容空間内に導入されることにより、
該炉内雰囲気に対応した出力値が得られるようにする一
方、該外套管の開口端側にガス供給孔を設けて、かかる
ガス供給孔を通じて前記ガス収容空間内に外部から所定
の校正ガスを供給することにより、該ガス収容空間内の
雰囲気が、この外部からの校正ガスに置換せしめられ得
るように為すと共に、該校正ガスとして、ｃｏ、ｃｏ□
、■］２及びＮ２を少なくとも含む前記炉内雰囲気の組
成に略対応した組成を有し、且つ前記測定電極に接触せ
しめられることによって前記標準比較ガスとの間におい
て所定の出力を発生する既知特性のガスを含む、少なく
とも１種のガスを用いて、該校正ガスを前記ガス供給孔
から前記ガス収容空間内に供給せしめて、その校正ガス
供給時における前記酸素分圧計の出力値を測定すること
により得られる実測出力値と、かかる校正ガス供給時に
おける該酸素分圧計の理論上の出力値との関係を求め、
そしてその関係に基づいて、前記炉内雰囲気に応じて酸
素分圧計より出力される出力値から、該炉内雰囲気を評
価することを、その特徴とするものである。

（実施例）以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。なお、本実施例においては、浸炭炉にお
ける炉内雰囲気中のカーボンポテンシャルを測定するに
際して、本発明を適用した場合について、説明すること
とする。

先ず、第１図には、本実施例において好適に用いられる
酸素分圧計２が示されている。かかる酸素分圧計２は、
ジルコニアにカルシア、イツトリアを固溶させたものや
トリアにイツトリアを固溶させたもの、或いは酸化セリ
ウムに酸化ランタンを固溶させたもの等の、高温におい
て酸素イオン伝導性のある公知の固体電解質からなる有
底円筒形状の固体電解質体３を備えている。

また、かかる固体電解質体３の底部の内面には、基準電
極として、白金等からなる内側電極６が設けられており
、更に該固体電解質体３の内部には、該内側電極６に対
して先端開口部が当接する状態で、筒状のエアー送入管
８が、挿入、配置せしめられている。そして、内側電極
６に接続されて、該内側電極６の信号（起電力）を取り
出すリード線（＋側）１０が、かかるエアー送入管８内
を通って外部に導かれていると共に、かかるエアー送入
管８の基部側に装着された空気導入パイプ１１を通じて
、基準ガスとしての空気が該エアー送入管８内に導かれ
て、その先端に位置する内側電極６に接触せしめられる
ようになっている。

一方、かかる固体電解質体３における底部の外面には、
測定電極として、白金等からなる外側電極４が配されて
おり、更に該固体電解質体３の外側には、それよりも径
の大きな有底円筒形状を呈する外套管としての金属管１
２が、該固体電解質体３の底部側から、その外表面を覆
うようにして外挿せしめられている。なお、かがる金属
管１２にあっては、高温の炉内に挿入され、また脆弱な
固体電解質体３の保護管としても機能′させられるもの
であるところから、インコネル等の耐熱鋼や耐熱合金よ
り作製されたものが好適に用いられることとなる。

そして、かかる金属管１２の底部と固体電解質体３の底
部との間で挟圧された状態で、外側電極４が配されてい
るのであり、またそれら金属管１２の筒部と固体電解質
体３の筒部との間において、所定間隙の空間が画成され
、且つ該空間の開口側が０リング２４にてシールされる
ことにより、そこに外側電極４が露呈されたガス収容空
間１４が形成せしめられているのである。

さらに、かかる金属管１２の底部および筒部には、第２
図にも示されているように、上記外側電極４を囲むよう
にして、該外側電極４に近接した位置に、複数個のガス
流通孔１６が設けられている。そして、これらのガス流
通孔１６を通じて、測定対象ガスがガス収容空間１４内
に導き入れられ、以て上記外側電極４に対して接触せし
められるようになっている。

また一方、かかる金属管１２の開口端側には、筒壁部を
内外に貫通し、その開口部に対してガス管路１５が接続
せしめられたガス供給孔１７が設けられている。そして
、このガス供給孔１７を通じて、ガス管路１５にて外部
から供給される所定の校正ガスが、上記ガス収容空間１
４内に供給され得るようになっている。また、そこにお
いて、かかるガス収容空間１４にあっては、該ガス供給
孔１７とは反対側端部に位置する、外側電極４近傍に、
前記複数のガス流通孔１６が設けられていることから、
該ガス供給孔１７を通じての外部からの校正ガスの供給
に伴って、その内部に存在するガスがガス流通孔１６か
ら排出され、以て該ガス収容空間１４内の測定対象ガス
が、かかる校正ガスに効果的に置換せしめられ得るよう
になっているのである。

更にまた、上記金属管１２の開口側端部には、取付金具
２６が螺着されていると共に、該取付金具２６と固体電
解質体３との間にスプリング２８が配されており、以て
該スプリング２８にて、かかる固体電解質体３が、その
底部が金属管１２の底部に向かって押し付けられる方向
に付勢されている。また、かかる取付金具２６とエアー
送入管８の基部に設けられたフランジ部３２との間にも
、スプリング３４が介装されており、そしてこのスプリ
ング３４の付勢力によって、かかるエアー送入管８が、
前述の如き、内側電極６に対する当接状態下に保持せし
められているのである。

なお、かかる取付金具２６の外周面には、リード線（−
例）３０が接続されており、外側電極４に対して電気的
に接続せしめられた金属管１２、取付金具２６を通じて
、かかる外側電極４の信号（起電力）が外部に取り出さ
れるようになっている。

そして、このような構造とされた酸素分圧計２にあって
は、その金属管１２の基部（開口部）側に近接した外周
面に形成されたフランジ部３６において、浸炭炉の炉壁
３８に対してボルト等にて固定されることによって、該
金属管１２の底部側が炉内雰囲気中に晒される状態で、
かかる浸炭炉に装着せしめられることとなるのである。

すなわち、それによって、金属管１２に設けられたガス
流通孔１６を通じて、炉内ガスがガス収容空間１４内に
導き入れられ、外側電極４に接触せしめら耗ることとな
り、以て基準ガスとしての空気に接触せしめられている
内側電極６との間において、それらの酸素分圧の差に基
づく起電力が発生し、リード線１０．３０を通じて出力
せしめられることとなる。そこにおいて、公知の如く、
浸炭炉の炉気中のカーボンポテンシャルは、かかる炉内
雰囲気中の酸素分圧および炉内温度に応じて算出され得
るところから、かかる酸素分圧計２における起電力の大
きさに基づいて、間接的に若しくは直接的に、炉気中の
カーボンポテンシャルが検知され得るのである。

また一方、かかる酸素分圧計２にあっては、前記金属管
１２のガス供給孔１７に対して、ガス管路１５を介して
、校正ガス供給手段４０が接続されており、そして、該
ガス管路１５上に配された開閉弁４２の操作に従って、
所定の校正ガスが、かかるガス供給孔１７からガス収容
空間１４内に供給せしめられ得るようになっている。な
お、ガス管路１５上には、校正ガスの供給量測定用の流
量計４３が配設されている。

ところで、この校正ガス供給手段４０としては、その特
性が既知である、即ち所定温度下での酸素分圧が算出可
能であるガスであって、且つ少なくともＣｏ、Ｃｏｇ　
、Ｎ２及びＮ２を有し、炉内雰囲気組成に略対応した組
成、好ましくは、炉内雰囲気を構成する各ガス成分の組
成割合に対して、前記ｃｏ、ｃｏ□、Ｈ２及びＮ２の組
成割合が、それぞれ、±３０％の範囲内で対応せしめら
れてなる組成を有するガスを含む、少なくとも１種以上
の構成ガスを供給せしめ得るものが用いられることとな
る。

具体的には、本実施例における校正ガス供給手段４０に
あっては、既知組成の構成ガスがそれぞれ収容されたガ
スボンベ４４と４６とが、それぞれ開閉弁４８．５０を
介して、ガス管路１５に接続されてなる構造とされてお
り、かかる開閉弁４８．５０を択一的に開操作すること
によって、かかるガスボンへ４４に収容された第一の校
正ガスと、ガスボンへ４６に収容された第二の校正ガス
とが、択一的に供給され得るようになっている。

また、そこにおいて、かかる第−及び第二の校正ガスと
しては、何れも、」二連の如く、炉内雰囲気を校正する
ガスの主成分を為ずＣ○、ＣＯ２，Ｎ２及びＮ２から成
り、且つそれら各ガス成分の組成割合が、炉内雰囲気組
成に略対応したものが用いられている。なお、図中、５
２．５４は、それぞれ、ボンベ用減圧弁である。

そして、開閉弁４２を開操作せしめて、上述の如く調製
された既知組成の第−及び第二の校正ガスを、ガス供給
孔１７を通じて、前記酸素分圧計２のガス収容空間１４
内に、それぞれ、択一的に供給せしめることによって、
かかるガス収容空間１４内に存在するガスが、それら第
−万全は第二の校正ガスにて置換せしめられるのであり
、以てこれらの校正ガスが外側電極４に接触せしめられ
ることによって、かかる酸素分圧計２において、それぞ
れの校正ガスの特性（酸素分圧）に対応した出力値が得
られることとなる。

また、そこにおいて、かかる校正ガスは、前述の如く、
炉内雰囲気組成と略同様な組成をもって構成されている
ところから、その組成の炉気による干渉が可及的に回避
され得るのであり、それ故かかる校正ガスの供給時にお
ける酸素分圧計２の出力値は、それぞれの校正ガスにお
ける本来の特性に対応する値を、良好に且つ安定して示
すこととなる。

そころで、このようにして求められた酸素分圧計２の実
測出力値は、本来、各校正ガスの組成から、公知のネル
ンストの弐に基づいて算出される理論上の出力値に一致
するべきであるが、実際には、機械誤差や或いは電極劣
化等による経時的変化によって、通常は一致しないこと
は、良く知られているところである。

そこで、それら酸素分圧計２の実測出力値と理給出力値
との関係、即ち該酸素分圧計２の出力特性を測定するた
めに、本発明者が種々なる検削を加えたところ、上述の
如く、炉内雰囲気組成と略同様な組成を有する既知特性
の校正ガスを用いることによって、炉気による影響が可
及的に回避され得ることから、そのような校正ガスを供
給せしめた際の実測出力値を計測して、その実測出力値
を、該校正ガスの組成から理論的に求められる理論出力
値と比較し、対応づけることによって、かかる酸素分圧
計２の出力特性を有利に測定できることが明らかとなっ
たのである。

そして、それ故、酸素分圧計２の出力に基づいて、炉気
中のカーボンポテンシャルを求めるに際して、上述の如
くして求まる実測出力値と理論出力値との関係（出力特
性）に基づいて、該酸素分圧計２の出力値に対して補正
したり、或いは該酸素分圧計２の出力値とカーボンポテ
ンシャルとの対応関係に補正を加えることによって、該
酸素分圧計２の出力値に含まれる誤差の影響を、有効に
除去することができるのである。

従って、前述の如き酸素分圧計２を用いて炉内のカーボ
ンポテンシャルを測定するに際し、その測定前或いは測
定後に、上述の如き手法にて、該酸素分圧計２の出力特
性を求め、そしてかかる出力特性に基づいて、炉内雰囲
気中のカーボンポテンシャル測定時におりる出力値を評
価するようにすることによって、該酸素分圧計２におけ
る器械的な誤差が極めて有効に除去され得るのである。

そして、それ故、炉内雰囲気中のカーボンポテンシャル
の継続的な測定に際して、そのような酸素分圧計２の出
力特性の評価を、例えば１力月毎等、定期的に行なうこ
とによって、電極劣化やスーティング等に起因する酸素
分圧計の特性変化による測定誤差が極めて効果的に解消
され得るのであり、また、酸素分圧計２を交換するに際
しても、その出力特性の評価を行なう、ことによって、
器械間の特性の違いに起因する測定誤差が、同様に、解
消され得るのである。

また、それによって、酸素分圧計２の保守が極めて容易
となると共に、該酸素分圧計２の出力に基づく浸炭炉の
雰囲気コントロールが、優れた精度をもって実施され得
ることとなるのである。

更にまた、本実施例においては、校正ガスとして、それ
ぞれ、炉内雰囲気組成に略対応した組成を有するものが
用いられていることから、上述の如き酸素分圧計２の出
力特性の測定に際し、かかる校正ガスを炉内に供給する
ことによる、該炉内雰囲気への影響が、有利に抑えられ
得るといった効果をも、有しているのである。

因みに、上述の如き構造とされた酸素分圧計２を用いて
、実際に、連続浸炭焼入炉の炉内雰囲気中におけるカー
ボンポテンシャルを測定、制御した場合の、具体的な実
施結果を、以下に示すこととする。なお、かかる浸炭焼
入炉においては、雰囲気ガスを構成するキャリヤガスと
してブタン変成ガスを、エンリッチガスとしてブタンガ
スをそれぞれ用い、炉温を８８０°Ｃ一定として、連続
操業した。

先ず、ガスボンベ４４内に収容された第一の校正ガスと
して、ＣＯ：２０．３％、ＣＯ□　：１．９Ｅ１％、Ｈ
２：２１．２％で残部がＮ２からなる組成のものを、ま
たガスボンベ４６内に収容された第二の校正ガスとして
は、ＣＯ：１９．２％、ＣＯ２：０、３９６％、Ｈｚ：
２０．１％で残部がＮ２からなる組成のものを、それぞ
れ用いた。

そして、開閉弁４８．５０を択一的に開操作することに
よって、それら第−及び第二の校正ガスを択一的に、酸
素分圧計２のガス収容空間１４内に供給せしめて、かか
る供給時における酸素分圧計２の出力値を測定した。ま
た一方、それら第−及び第二の校正ガスを、８８０°Ｃ
の炉内に供給せしめた際における、酸素分圧計２の出力
値を理論的に求めた。

その結果、第一の校正ガスがガス収容空間１４内に導入
された際の酸素分圧計２の実測出力値が１０６０ｍＶで
ある一方、第二の校正ガスを供給せしめた際の酸素分圧
計２の実測出力値が１０１０４Ｏであった。また、８８
０°Ｃの雰囲気下では、第一の校正ガスが、Ｃ０１１，
３３％、ＣＯ□　：０．９５％、Ｈｚ：２０．１８％、
Ｎ２０：１．０７３％で残部がＮ２からなる組成に、第
二の校正ガスが、ＣＯ：１９．４８％、ＣＯ□　：　０
．１７３％、Ｈ２４２０，０５％、Ｈ，０：０．２１３
％で残部がＮ２からなる組成に、それぞれ組成変化する
ことから、第一の校正ガスの理論出力値は１０５９．７
２ｍＶ、第二の校正ガスの理論出力値は１１３９．６３
ｍＶとなる。

そして、この測定および計算結果から、かかる酸素分圧
計２の実測出力値と理論出力値との関係を表す出力特性
を求めた結果が、第３図に示されている。即ち、かかる
第３図から、この酸素分圧計２における初期の実測出力
値には、理論出力値との誤差が殆ど存在せず、理想的な
出力特性を有していることが確認された。

そこで、先ず、かかる酸素分圧計２における初期の出力
特性のみに基づいて、それを補正することなく（出力特
性の経時的変化を考慮することなり）、炉気中のカーボ
ンポテンシャルを０．８５％Ｃに保持するために、該酸
素分圧計２の出力値が１１２２ｍＶとなるように、炉内
雰囲気を調節したところ、炉気中のカーボンポテンシャ
ル（鋼箔分析値）には、第４図に示されているように、
時間の経過と共に大きくなる傾向の誤差が発生しており
、炉内雰囲気が目標値に充分にコントロールされていな
いことが認められた。

次いで、炉気中のカーボンポテンシャルの測定のたびに
、上記第−及び第二の校正ガスをガス収容空間１４内に
供給せしめた際の、酸素分圧計２の出力値を測定し、そ
の測定結果に基づいて、それぞれ、第３図に示されてい
る如き、実測出力値と理論出力値との関係を示す酸素分
圧計２の出力特性を求めた。なお、第−及び第二の校正
ガスの供給時における酸素分圧計２の実測出力値の経時
的変化を、第５図（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示すこと
とする。また、上記第３図においては、１５０日経過時
および３００日経過時における出力特性のみを例示する
。

そして、各々の測定時において得られた出力特性に基づ
いて、カーボンポテンシャルが０．８５％Ｃに対応する
酸素分圧計２の出力値を求め、そして該出力値になるよ
うに、炉内雰囲気を調節するようにしたところ、第６図
に示されている如く、酸素分圧計２における出力特性の
変化の影響を受けることなく、炉気中のカーボンポテン
シャルを、目標値に極めて有利に調節することができた
。

以上、本発明の実施例について詳述してきたが、これは
文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例にの
み限定して解釈されるものではない。

例えば、前記実施例では、炉気中のカーボンポテンシャ
ルを測定するに際して酸素分圧計２を用いる場合であっ
て、且つ該酸素分圧計２の出力値によって、炉気中のカ
ーボンポテンシャルを直接的に制御する場合について説
明したが、炉気のその他の特性、例えばＮ２濃度やＣ０
２濃度等を測定する際にも、前記実施例と同様な測定手
法が良好に適用され得るものであり、そして、それによ
って酸素分圧計における器械誤差或いは経時的な出力特
性の変化による誤差が、容易に且つ有効に除去され得て
、信頬性の高い測定値を得ることができるのである。

また、前記実施例では、校正ガスとして２種類のものを
用いたが、３種類以上のものを用いることも勿論可能で
ある。そして、３種以上の校正ガスを用いた場合には、
酸素分圧計２の実測出力値と理論出力値との関係を示す
、第３回に示されている如きグラフを、曲線として表す
ことも可能であり、それによって誤差をより有効に補正
することが可能となるのである。

更にまた、それらの校正ガスとしては、何れも、ｃｏ、
ｃｏ。、Ｎ２及びＮ２を少なくとも含み且つ炉内雰囲気
の組成に略対応した組成を有するものを用いることが好
ましいが、酸素分圧計は、般に、標準比較ガスと測定対
象ガスとの酸素分圧差が極大乃至は極小になると感度が
低下するという特徴を有していることから、標準比較ガ
ス（空気）に対して極大乃至は極小の酸素分圧差を存す
る校正ガスを用いる場合等には、かかる校正ガスのうち
の少なくとも一つの校正ガスが、上記組成条件を満足し
ておれば良い。

そして、特に、標準比較ガスと同一組成のガス（空気）
を校正ガスとした場合、酸素分圧計の理論出力値は勿論
Ｏとなり、また実測出力値もほぼ０となることから、こ
の関係を利用することにより、第３回に示されている如
き、酸素分圧計の実測出力値と理論出力値との関係は、
何れも、略原点を通る直線としてみなし得るのであり、
それ故かかる関係直線を求めるに際して、原点以外の１
点だけを測定すれば良く、即ち校正ガスを１種だけ用い
ても、上述の如き出力特性の補正が可能となるのである
。尤も、上述の如く、校正ガスとして、実際上に問題と
なる炉内ガス組成に近似した組成のものを２種或いはそ
れ以上使用することによって、その補正はより正確とな
り、好ましいことは、勿論である。

また、本発明の実施に際して用いられる酸素分圧計２の
具体的構造としても、前記実施例のものに限定して解釈
されるものではなく、例えば、特開昭５５−１５９５号
公報に示されている如き、網状電極を用いたものや、特
開昭６０−２３３５４２号公報および特開昭６１−３１
９６０号公報に開示されている如き、外側電極４のリー
ド線を金属管１２内に備えたもの等、公知の構造が、何
れも適宜採用され得るものである。

加えて、本発明は、浸炭炉の他、焼入炉や浸炭窒化炉な
ど、各種の還元雰囲気炉における炉気特性の測定に際し
ても有利に適用され得るものである。

その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
において実施され得るものであり、またそのような実施
態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発明
の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない
ところである。

（発明の効果）上述の説明から明らかなように、本発明手法に従えば、
校正ガスを用いての酸素分圧計の出力特性の検定および
補正が可能となるのであり、それによって出力値の評価
が、各測定時における出力特性に基づいて為され得るこ
ととなるところから、電極劣化やスーティング等に起因
する酸素分圧計の経時的な特性変化による測定誤差や酸
素分圧計の器械間の特性の違いに起因する測定誤差など
が、極めて効果的に除去され得るのであり、以て目的と
する炉内雰囲気の特性を、充分な信頼性をもって安定し
て測定することができるのである。

そして、特に、本発明手法に従えば、そのような炉内雰
囲気特性の測定に際しての酸素分圧計の出力値の補正を
、鋼箔分析等の別の分析方法や別の分析器を用いての面
倒な操作を必要とすることなく、校正ガス供給という極
めて簡単な操作によって、且つ迅速に行なうことが可能
となるのであり、かかる点に、本発明の産業上の大きな
利点が存するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に際して好適に用いられる酸素
分圧計の一具体例を示す断面説明口であり、第２図は、
かかる酸素分圧計に用いられている金属管の要部を示す
斜視図である。また、第３図は、第１図に示されている
如き構造の酸素分圧計を用いて、浸炭焼入炉の炉気中の
カーボンポテンシャルを測定した場合の実測出力値から
求まる出力特性と理論上の出力特性との関係を示すグラ
フであり、第４図は、かかる酸素分圧計の初期の出力特
性のみに基づいて、炉内雰囲気をコントロールした場合
における炉気中のカーボンポテンシャル（鋼箔分析値）
の経時的変化を示すグラフであり、また、第５図（ａ）
及び（ｂ）は、それぞれかかる酸素分圧計に校正ガスＡ
及びＢを供給した際の出力値の経時的変化を示すグラフ
であり、更に、第６図は、かかる経時的変化を考慮した
酸素分圧計の出力特性に基づいて、炉内雰囲気をコント
ロールした場合における炉気中のカーボンポテンシャル
（鋼箔分析値）を示すグラフである。：酸素分圧計：外側電極：エアー送入管：金属管：ガス管路：ガス供給孔：固体電解質体：内側電極：空気導入パイプ；ガス収容空間：ガス流通孔：炉壁４０：校正ガス供給手段４４．４６：ガスボンベ４ｓ、ｓｏ：開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

　有底円筒形状の固体電解質体に対して、基準酸素分圧
の標準比較ガスに接触せしめられる基準電極が閉端部の
内面に、また測定対象ガスに接触せしめられる測定電極
が閉端部の外面に、それぞれ設けられてなる酸素分圧計
を用いて、還元雰囲気炉における炉内雰囲気を測定する
に際して、前記酸素分圧計の固体電解質体を有底円筒形
状の外套管にて被い、それら固体電解質体と外套管との
間に、前記測定電極が露呈されるガス収容空間を画成す
ると共に、該外套管における前記測定電極に近接する部
位にガス流通孔を設け、該ガス流通孔を通じて前記炉内
雰囲気が該ガス収容空間内に導入されることにより、該
炉内雰囲気に対応した出力値が得られるようにする一方
、該外套管の開口端側にガス供給孔を設けて、かかるガ
ス供給孔を通じて前記ガス収容空間内に外部から所定の
校正ガスを供給することにより、該ガス収容空間内の雰
囲気が、この外部からの校正ガスに置換せしめられ得る
ように為すと共に、該校正ガスとして、ＣＯ、ＣＯ＿２
、Ｈ＿２及びＮ＿２を少なくとも含む前記炉内雰囲気の
組成に略対応した組成を有し、且つ前記測定電極に接触
せしめられることによって前記標準比較ガスとの間にお
いて所定の出力を発生する既知特性のガスを含む、少な
くとも１種のガスを用いて、該校正ガスを前記ガス供給
孔から前記ガス収容空間内に供給せしめて、その校正ガ
ス供給時における前記酸素分圧計の出力値を測定するこ
とにより得られる実測出力値と、かかる校正ガス供給時
における該酸素分圧計の理論上の出力値との関係を求め
、そしてその関係に基づいて、前記炉内雰囲気に応じて
酸素分圧計より出力される出力値から、該炉内雰囲気を
評価することを特徴とする還元雰囲気炉における炉気測
定方法。