JPH0455749A - Ｃｏガス濃度の連続測定装置 - Google Patents
Ｃｏガス濃度の連続測定装置Info
- Publication number
- JPH0455749A JPH0455749A JP2166506A JP16650690A JPH0455749A JP H0455749 A JPH0455749 A JP H0455749A JP 2166506 A JP2166506 A JP 2166506A JP 16650690 A JP16650690 A JP 16650690A JP H0455749 A JPH0455749 A JP H0455749A
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- zirconia
- electromotive force
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は、ＣＯガス濃度の連続測定装置に関し、更に詳
しくは、検出器の構造を改善して測定ガスに含まれるＣ
Ｏガスの濃度を連続的かつ正確に測定できるようにした
ＣＯガス１１度の連続測定装置に閏する。
しくは、検出器の構造を改善して測定ガスに含まれるＣ
Ｏガスの濃度を連続的かつ正確に測定できるようにした
ＣＯガス１１度の連続測定装置に閏する。
〈従来の技術〉
一般に、燃焼プロセスにおいては省エネルギーや公害防
止の観点から煙道を流れる燃焼排ガスに含まれる酸素と
可燃ガスの１１度を常時監視し、燃焼炉が最適状態で運
転されるように燃焼制御される。このような煙道を流れ
る燃焼排ガスに含まれるＣＯガスのｉｌｌを連続的に測
定するには従来法のような装置が用いられていた。即ち
、！！素イオン伝導体からなるジルコニア固体電解質で
構成されたジルコニア管に内側電極と外側ｊ！極を設け
、測定ガスの入る該内側電極を非触媒性の電極で構成す
ると共に比較ガスが入る外側ＴＩｉ極を触蝶能の強い電
極で構成し、ジルコニアセンサの起電力から前記測定ガ
ス中のＣＯガスＳ度を求めるようになっていた。また、
ジルコニアセンサーの先端部には、ダストがセル内に入
らないようにするためステンレス製またはアルミナ製の
金網が使用されていた。
止の観点から煙道を流れる燃焼排ガスに含まれる酸素と
可燃ガスの１１度を常時監視し、燃焼炉が最適状態で運
転されるように燃焼制御される。このような煙道を流れ
る燃焼排ガスに含まれるＣＯガスのｉｌｌを連続的に測
定するには従来法のような装置が用いられていた。即ち
、！！素イオン伝導体からなるジルコニア固体電解質で
構成されたジルコニア管に内側電極と外側ｊ！極を設け
、測定ガスの入る該内側電極を非触媒性の電極で構成す
ると共に比較ガスが入る外側ＴＩｉ極を触蝶能の強い電
極で構成し、ジルコニアセンサの起電力から前記測定ガ
ス中のＣＯガスＳ度を求めるようになっていた。また、
ジルコニアセンサーの先端部には、ダストがセル内に入
らないようにするためステンレス製またはアルミナ製の
金網が使用されていた。
然しながら、このような従来例においては、内測定ガス
が触媒能の強いステンレスの酸化膜やアルミナと接触す
るため、これが触媒となって測定ガス中のＣＯガスが下
式（１）のように酸化され、結果的にジルコニアセンサ
の起電力が低下して大きな測定誤差を生ずるという欠点
があった。
が触媒能の強いステンレスの酸化膜やアルミナと接触す
るため、これが触媒となって測定ガス中のＣＯガスが下
式（１）のように酸化され、結果的にジルコニアセンサ
の起電力が低下して大きな測定誤差を生ずるという欠点
があった。
ｃｏ＋ （１／２）Ｏｘ→ＣＯ２・・・・・・（１）ま
た、フィルタを用いない場合は煙道中のダストがセル内
に入り、このダストが触媒となっていた。
た、フィルタを用いない場合は煙道中のダストがセル内
に入り、このダストが触媒となっていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その解決しようとする技術的課題は、検出器の指
示が実測時と校正時で一致すると共に長期間安定して被
測定成分を測定できるＣ０ガス濃度の連続測定ｉ！キを
提供することにある。
あり、その解決しようとする技術的課題は、検出器の指
示が実測時と校正時で一致すると共に長期間安定して被
測定成分を測定できるＣ０ガス濃度の連続測定ｉ！キを
提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉
上述のような問題点（技術的課題）を解決する本発明は
、ジルコニアセルと測定ガスが接触する部分にＣＯガス
の酸化触媒となる材料を使用しないことによって前記問
題点を解決したものである。
、ジルコニアセルと測定ガスが接触する部分にＣＯガス
の酸化触媒となる材料を使用しないことによって前記問
題点を解決したものである。
即も、本発明の特徴は、酸素イオン伝導体からなるジル
コニア固体電解質で構成されたジルコニアセンサの起電
力から前記測定ガス中の可燃ガス濃度を求めるＣＯガス
濃度の連続測定装置において、プローブの先端にシリコ
ーンカーバイドの焼結材料でなるフィルタを設けること
によって前記課題を解決したものである。また、同様に
して、本発明は、ＣＯガスｌｆｉの連続測定装置におい
て、非触媒性の石英管または他のガラス管を、校正ガス
導入管として用いることによって前記ｖＲ１１を解決し
たものである。
コニア固体電解質で構成されたジルコニアセンサの起電
力から前記測定ガス中の可燃ガス濃度を求めるＣＯガス
濃度の連続測定装置において、プローブの先端にシリコ
ーンカーバイドの焼結材料でなるフィルタを設けること
によって前記課題を解決したものである。また、同様に
して、本発明は、ＣＯガスｌｆｉの連続測定装置におい
て、非触媒性の石英管または他のガラス管を、校正ガス
導入管として用いることによって前記ｖＲ１１を解決し
たものである。
〈実施例〉
以下、図面を用いて本発明実施例について詳しく説明す
る。第１図は本発明実施例の構成断面図であり、図中、
１は例えば１ｌｌＡイオン伝導体からなるジルコニア固
体電解質で構成されている試験管形のジルコニア管、２
は後述の内Ｉｌｌ極１６ａの電極リードと接触するリン
グ状の正側コンタクト、３は後述の外側電極１６ｂの電
極リードと接触するリング状の負側コンタクト、４はカ
バープレート、５はＯリング、６はプローブパイプ、７
゜７−は非触媒性の石英管または他のガラス管でなる校
正ガス導入管、８は比較ガス導入管、９は熱電対、１０
はジルコニア管１を加熱するためのヒータ、１１は仕切
板、１２は燃焼排ガスなどでなる測定ガスＭＧが流れる
煙道の！！！（図示せず）等に装置を固定するためのフ
ランジ、１３は端子箱、１４はバッキング、１５は校正
ガス導入口、１６ａはジルコニア管１５の底部に￥７Ａ
Ｉｆされた非触媒性（触媒能が極めて少ない）物質であ
る例えば２γＭＯ２０［１（モリブデンジルコニウムオ
キサイド）でなる内側電極、１６ｂはジルコニア管１が
基準ガスＲＧと接触する面（外側面）に装着され白金粉
末などを焼結した多孔質白金触媒でなる外側電極、１７
はプローブパイプ６の先端に装着されたシリコーンカー
バイドの焼結材料でなるフィルターである。
る。第１図は本発明実施例の構成断面図であり、図中、
１は例えば１ｌｌＡイオン伝導体からなるジルコニア固
体電解質で構成されている試験管形のジルコニア管、２
は後述の内Ｉｌｌ極１６ａの電極リードと接触するリン
グ状の正側コンタクト、３は後述の外側電極１６ｂの電
極リードと接触するリング状の負側コンタクト、４はカ
バープレート、５はＯリング、６はプローブパイプ、７
゜７−は非触媒性の石英管または他のガラス管でなる校
正ガス導入管、８は比較ガス導入管、９は熱電対、１０
はジルコニア管１を加熱するためのヒータ、１１は仕切
板、１２は燃焼排ガスなどでなる測定ガスＭＧが流れる
煙道の！！！（図示せず）等に装置を固定するためのフ
ランジ、１３は端子箱、１４はバッキング、１５は校正
ガス導入口、１６ａはジルコニア管１５の底部に￥７Ａ
Ｉｆされた非触媒性（触媒能が極めて少ない）物質であ
る例えば２γＭＯ２０［１（モリブデンジルコニウムオ
キサイド）でなる内側電極、１６ｂはジルコニア管１が
基準ガスＲＧと接触する面（外側面）に装着され白金粉
末などを焼結した多孔質白金触媒でなる外側電極、１７
はプローブパイプ６の先端に装着されたシリコーンカー
バイドの焼結材料でなるフィルターである。
このような構成からなる本発明の実施例において、測定
ガスＭＧはフィルタ１７を透過して含有する触媒性物質
が除去されてのちジルコニア管１の内側に導かれ、内側
電極１６ａに供給される。
ガスＭＧはフィルタ１７を透過して含有する触媒性物質
が除去されてのちジルコニア管１の内側に導かれ、内側
電極１６ａに供給される。
また、比較ガス導入管８から導入された比較ガスＲＧは
ジルコニア管１の外側に供給されている。
ジルコニア管１の外側に供給されている。
この状態で、ヒータ９によりジルコニア管１を酸素イオ
ン訳導体となる温度まで（通常、５００’Ｃ）加熱する
と、測定ガスＭＧに含まれているＣＯは内側電極１６ａ
に接触し前記（１）式のような触媒反応を起こす。 こ
の結果、ジルコニアセンサーの外側電極１６ｂと負側コ
ンタクト３との間には、反応によって消費されるＣＯガ
スの量に対応する起電力が発生する。
ン訳導体となる温度まで（通常、５００’Ｃ）加熱する
と、測定ガスＭＧに含まれているＣＯは内側電極１６ａ
に接触し前記（１）式のような触媒反応を起こす。 こ
の結果、ジルコニアセンサーの外側電極１６ｂと負側コ
ンタクト３との間には、反応によって消費されるＣＯガ
スの量に対応する起電力が発生する。
ところで、測定ガスＭＧのＯｚ１度をχ％、ＣＯガス濃
度を１％、比較ガスＲＧの０２１度を２０．６％とした
場合、起電力Ｅ＾は次の式に従い下式（２）のように表
すことができる。
度を１％、比較ガスＲＧの０２１度を２０．６％とした
場合、起電力Ｅ＾は次の式に従い下式（２）のように表
すことができる。
Ｅ＾＝に＾・（ＲＴ＾／４Ｆ）・１Ｔ１（ｙ／χ）＋Ｃ
＾ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ （２）但し、Ｆ：ファラデ一定数、Ｒ：ガス
定数、Ｔ＾：動作温度、Ｋ＾、ＣＡ：定数。
＾ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ （２）但し、Ｆ：ファラデ一定数、Ｒ：ガス
定数、Ｔ＾：動作温度、Ｋ＾、ＣＡ：定数。
また、内側電極１６８は触媒能が極めて少ない電極材料
で構成されており、しかも、ジルコニア管１内に触媒性
物質は存在しない。このため、測定ガスＭＧ中の酸素ガ
スとＣＯガスが一緒に内側電極１６ａに到達しても、該
ＣＯガスだけが、上記ネルンストの式に従い、測定ガス
ＭＧ中のＣＯガス濃度に対応した起電力を発生させる。
で構成されており、しかも、ジルコニア管１内に触媒性
物質は存在しない。このため、測定ガスＭＧ中の酸素ガ
スとＣＯガスが一緒に内側電極１６ａに到達しても、該
ＣＯガスだけが、上記ネルンストの式に従い、測定ガス
ＭＧ中のＣＯガス濃度に対応した起電力を発生させる。
即ち、ＣＯガスはジルコニア管１内部のＱ−２イオンと
、ＣＯ＋ Ｏ’ →ＣＯ２＋ ２ ｅ−−
（３）の如く反応し、起電力を発生する。また、この起
電力に対応した検出信号は図示しない信号処理器で信＠
処理することにより、測定ガス中の酸素とＣＯガスを連
続かつ正確に測定できるようになる。
、ＣＯ＋ Ｏ’ →ＣＯ２＋ ２ ｅ−−
（３）の如く反応し、起電力を発生する。また、この起
電力に対応した検出信号は図示しない信号処理器で信＠
処理することにより、測定ガス中の酸素とＣＯガスを連
続かつ正確に測定できるようになる。
一方、第２図は前記従来例の場合と本発明実施例の場合
についてジルコニアセンサから生ずるセル起電力を比較
した実験結彎を示すセル起電力の特性曲線図である。こ
の図において、横軸は第１図の内側電極１６ａに供給さ
れるＣＯガス激度と酸素ガス濃度が一定の校正ガスの流
１（ｍｌ／ｍｎ、）を示し、縦軸はジルコニアセンサの
電極間に発生する起電力（ｍＶ）を示している。また、
第２図の特性−１ｉ１Ｂから明らかなように、前記従来
例の場合は校正ガス流量の減少に伴なってセル起電力が
斬減しているが、本発明実施例＠例の４合は特性曲線Ａ
で示すように校正ガス流量の変化に係わらずセル起電力
が一定となっている。これは次のような理由によるもの
である。
についてジルコニアセンサから生ずるセル起電力を比較
した実験結彎を示すセル起電力の特性曲線図である。こ
の図において、横軸は第１図の内側電極１６ａに供給さ
れるＣＯガス激度と酸素ガス濃度が一定の校正ガスの流
１（ｍｌ／ｍｎ、）を示し、縦軸はジルコニアセンサの
電極間に発生する起電力（ｍＶ）を示している。また、
第２図の特性−１ｉ１Ｂから明らかなように、前記従来
例の場合は校正ガス流量の減少に伴なってセル起電力が
斬減しているが、本発明実施例＠例の４合は特性曲線Ａ
で示すように校正ガス流量の変化に係わらずセル起電力
が一定となっている。これは次のような理由によるもの
である。
即ち、前記従来例のように第１図のジルコニアセンサに
触媒性物質が存在する場合にはの場合には、該触媒によ
って測定ガス中のＣＯガスが酸化されてＣＯ２となり、
その結果、ジルコニアセンサの起電力が低下するように
なる。これに対し、本発明実施例のように第１図のジル
コニア１１１内に触媒性物質が存在しない場合には、ジ
ルコニア管１内で前記従来例のような触媒作用がないた
め、測定ガス中のＣＯガスが酸化されることはなくジル
コニアセンサの起電力が低下するようなこともない。
触媒性物質が存在する場合にはの場合には、該触媒によ
って測定ガス中のＣＯガスが酸化されてＣＯ２となり、
その結果、ジルコニアセンサの起電力が低下するように
なる。これに対し、本発明実施例のように第１図のジル
コニア１１１内に触媒性物質が存在しない場合には、ジ
ルコニア管１内で前記従来例のような触媒作用がないた
め、測定ガス中のＣＯガスが酸化されることはなくジル
コニアセンサの起電力が低下するようなこともない。
尚、測定ガスを実際に測定する場合には、測定ガスが第
１図のジルコニア管１内に拡散や対流で供給され該供給
ガス流量が少ないため、第３図の特性曲線図で示した現
象がより顕茗に現われるようになる。
１図のジルコニア管１内に拡散や対流で供給され該供給
ガス流量が少ないため、第３図の特性曲線図で示した現
象がより顕茗に現われるようになる。
〈発明の効果〉
以上詳しく説明したような本発明によれば、次の■〜■
のような効果が得られる。即ち、■７０−ブパイプの先
端にシリコーンカーバイドの焼結材料でなるフィルタを
装着したため、測定ガス中のダストがジルコニア管内に
入らなくなり、その結果、該ダストの中に触媒性物質が
含まれている場合であってもジルコニア管の高温部分に
触媒性物質が到達せず触媒による感度低下も回避できる
。
のような効果が得られる。即ち、■７０−ブパイプの先
端にシリコーンカーバイドの焼結材料でなるフィルタを
装着したため、測定ガス中のダストがジルコニア管内に
入らなくなり、その結果、該ダストの中に触媒性物質が
含まれている場合であってもジルコニア管の高温部分に
触媒性物質が到達せず触媒による感度低下も回避できる
。
■シリコーンカーバイドの焼結材料でなるフィルタは常
温ないし５００” Ｃの間で殆ど触媒性を持たないため
、該フィルタ自体が触媒になることはない。
温ないし５００” Ｃの間で殆ど触媒性を持たないため
、該フィルタ自体が触媒になることはない。
■非触媒性の石英管または他のガラス管を校正ガス導入
管として用いているため、表面に形成される酸化膜が触
媒となることもなく、このような触媒に起因して前記従
来例で生じていた感度低下や校正時と実測時の測定値の
ずれなどを回避できる。
管として用いているため、表面に形成される酸化膜が触
媒となることもなく、このような触媒に起因して前記従
来例で生じていた感度低下や校正時と実測時の測定値の
ずれなどを回避できる。
第１図は本発明実施例の構成断面図、第２図はジルコニ
アのセル起電力特性曲線図である。
アのセル起電力特性曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体電解質で
構成されたジルコニアセンサの起電力から測定ガス中の
ＣＯガス濃度を求めるＣＯガス濃度の連続測定装置にお
いて、プローブの先端にシリコーンカーバイドの焼結材
料でなるフィルタを設けたことを特徴とするＣＯガス濃
度の連続測定装置。 ２）酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体電解質で
構成されたジルコニアセンサの起電力から測定ガス中の
ＣＯガス濃度を求めるＣＯガス濃度の連続測定装置にお
いて、非触媒性の石英管または他のガラス管を、校正ガ
ス導入管として用いたことを特徴とするＣＯガス濃度の
連続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166506A JPH0455749A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Ｃｏガス濃度の連続測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166506A JPH0455749A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Ｃｏガス濃度の連続測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455749A true JPH0455749A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15832616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2166506A Pending JPH0455749A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Ｃｏガス濃度の連続測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455749A (ja) |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2166506A patent/JPH0455749A/ja active Pending
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