JPH0552802A - Ｃｏガスの連続測定装置 - Google Patents
Ｃｏガスの連続測定装置Info
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- JPH0552802A JPH0552802A JP3218958A JP21895891A JPH0552802A JP H0552802 A JPH0552802 A JP H0552802A JP 3218958 A JP3218958 A JP 3218958A JP 21895891 A JP21895891 A JP 21895891A JP H0552802 A JPH0552802 A JP H0552802A
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- Japan
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- electrode
- zirconia
- catalytic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】動作が安定しており信頼性も高く且つ測定ガス
中のＣＯガスを連続的かつ正確に測定できるＣＯガス濃
度の連続測定装置を提供する。 【構成】非触媒性電極でなり測定ガス中のＣＯガスを検
出する内側電極と、ジルコニア管の外側に装着された多
孔質白金触媒でなり比較ガスが供給される外側電極と、
内側電極のリ―ド線と接触するリング状の正側コンタク
トと、外側電極のリ―ド線と接触する非触媒性金線でな
るリング状の負側コンタクトなどを設け内側電極と外側
電極の間に生ずる起電力から測定ガス中のＣＯガスの濃
度を求めるようにしたもの。
中のＣＯガスを連続的かつ正確に測定できるＣＯガス濃
度の連続測定装置を提供する。 【構成】非触媒性電極でなり測定ガス中のＣＯガスを検
出する内側電極と、ジルコニア管の外側に装着された多
孔質白金触媒でなり比較ガスが供給される外側電極と、
内側電極のリ―ド線と接触するリング状の正側コンタク
トと、外側電極のリ―ド線と接触する非触媒性金線でな
るリング状の負側コンタクトなどを設け内側電極と外側
電極の間に生ずる起電力から測定ガス中のＣＯガスの濃
度を求めるようにしたもの。
Description
【０００１】
【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、測定ガスに含まれるＣＯ
ガスの濃度を連続的かつ正確に測定できるようにしたＣ
Ｏガス濃度の連続測定装置に関する。
定装置に関し、更に詳しくは、測定ガスに含まれるＣＯ
ガスの濃度を連続的かつ正確に測定できるようにしたＣ
Ｏガス濃度の連続測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃焼プロセスにおいては省エネ
ルギ―や公害防止の観点から煙道を流れる燃焼排ガスに
含まれる可燃ガス（ＣＯなど）と酸素の濃度を常時監視
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。
ルギ―や公害防止の観点から煙道を流れる燃焼排ガスに
含まれる可燃ガス（ＣＯなど）と酸素の濃度を常時監視
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。
【０００３】このような煙道を流れる燃焼排ガスに含ま
れるＣＯガスの濃度を連続的に測定するには従来次のよ
うな装置が用いられていた。即ち、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管
に内側電極と外側電極を設け、測定ガスの入る内側電極
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
電極を触媒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ガス濃度を求めるよう
になっていた。また、ジルコニアセンサの先端部には、
ステンレス性の金網が電極用コンタクトとして使用され
ていた。
れるＣＯガスの濃度を連続的に測定するには従来次のよ
うな装置が用いられていた。即ち、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管
に内側電極と外側電極を設け、測定ガスの入る内側電極
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
電極を触媒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ガス濃度を求めるよう
になっていた。また、ジルコニアセンサの先端部には、
ステンレス性の金網が電極用コンタクトとして使用され
ていた。
【０００４】然しながら、このような従来例において
は、測定ガスが触媒能の強いステンレスの酸化膜と接触
するため、これが触媒となって測定ガス中のＣＯガスが
酸化され、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。
は、測定ガスが触媒能の強いステンレスの酸化膜と接触
するため、これが触媒となって測定ガス中のＣＯガスが
酸化され、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】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、動作が安定しており信頼性も高く
且つ測定ガス中のＣＯガスを連続的かつ正確に測定でき
るＣＯガス濃度の連続測定装置を提供することにある。
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、動作が安定しており信頼性も高く
且つ測定ガス中のＣＯガスを連続的かつ正確に測定でき
るＣＯガス濃度の連続測定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述のような問題点（技
術的課題）を解決する本発明の特徴は、ＣＯガス濃度の
連続測定装置において、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試験管形のジルコニア管
と、該ジルコニア管の内部空間を二室に仕切る仕切板
と、非触媒性電極でなり測定ガス中のＣＯガスを検出す
る内側電極と、前記ジルコニア管の外側に装着された多
孔質白金触媒でなり比較ガスが供給される外側電極と、
前記内側電極のリ―ド線と接触するリング状の正側コン
タクトと、前記外側電極のリ―ド線と接触する非触媒性
金線でなるリング状の負側コンタクトとを具備し、前記
内側電極と外側電極の間に生ずる起電力から前記測定ガ
ス中のＣＯガスの濃度を求めるようにしたことにある。
術的課題）を解決する本発明の特徴は、ＣＯガス濃度の
連続測定装置において、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試験管形のジルコニア管
と、該ジルコニア管の内部空間を二室に仕切る仕切板
と、非触媒性電極でなり測定ガス中のＣＯガスを検出す
る内側電極と、前記ジルコニア管の外側に装着された多
孔質白金触媒でなり比較ガスが供給される外側電極と、
前記内側電極のリ―ド線と接触するリング状の正側コン
タクトと、前記外側電極のリ―ド線と接触する非触媒性
金線でなるリング状の負側コンタクトとを具備し、前記
内側電極と外側電極の間に生ずる起電力から前記測定ガ
ス中のＣＯガスの濃度を求めるようにしたことにある。
【０００７】
【作用】本発明は次のように作用する。即ち、内側電極
は触媒能が極めて少ない電極材料で構成されており、測
定ガス中の酸素ガスとＣＯガスが一緒に到達しても、Ｃ
Ｏガスだけが、ネルンストの式に従い、測定ガス中のＣ
Ｏガス濃度に対応した起電力を発生させる。また、この
起電力に対応した検出信号を信号処理器で信号処理する
ことにより、測定ガス中のＣＯガスを連続かつ正確に測
定できる。
は触媒能が極めて少ない電極材料で構成されており、測
定ガス中の酸素ガスとＣＯガスが一緒に到達しても、Ｃ
Ｏガスだけが、ネルンストの式に従い、測定ガス中のＣ
Ｏガス濃度に対応した起電力を発生させる。また、この
起電力に対応した検出信号を信号処理器で信号処理する
ことにより、測定ガス中のＣＯガスを連続かつ正確に測
定できる。
【０００８】
【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。図１は本発明実施例の構成断面図であ
り、図中、１は安定化ジルコニアなどの酸素伝導体でな
るジルコニア固体電解質で構成された試験管形のジルコ
ニア管、２は後述の内側電極１６ａのリ―ド線と接触す
るリング状の正側コンタクト、３は後述の外側電極１６
ｂのリ―ド線と接触する非触媒性金線でなるリング状の
負側コンタクト、４はカバ―プレ―ト、５はＯ−リング
である。
しく説明する。図１は本発明実施例の構成断面図であ
り、図中、１は安定化ジルコニアなどの酸素伝導体でな
るジルコニア固体電解質で構成された試験管形のジルコ
ニア管、２は後述の内側電極１６ａのリ―ド線と接触す
るリング状の正側コンタクト、３は後述の外側電極１６
ｂのリ―ド線と接触する非触媒性金線でなるリング状の
負側コンタクト、４はカバ―プレ―ト、５はＯ−リング
である。
【０００９】また、１６ａはジルコニア管１の底部に装
着された非触媒性物質でなる内側電極、１６ｂはジルコ
ニア管１が比較ガスと接触する面（いわゆる外側面）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、７，７´は校正ガス導入管、８は比較ガス導
入管、９はジルコニア管１周辺の温度を検出する熱電
対、１０はジルコニア管１を加熱するためのヒ―タ、１
１は仕切板、１２はカバ―プレ―ト４にジルコニア管１
を固定するフランジ、１３は端子箱、１４はパッキン、
１５は校正ガス導入口、１６ａは内側電極、１６ｂは外
側電極である。
着された非触媒性物質でなる内側電極、１６ｂはジルコ
ニア管１が比較ガスと接触する面（いわゆる外側面）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、７，７´は校正ガス導入管、８は比較ガス導
入管、９はジルコニア管１周辺の温度を検出する熱電
対、１０はジルコニア管１を加熱するためのヒ―タ、１
１は仕切板、１２はカバ―プレ―ト４にジルコニア管１
を固定するフランジ、１３は端子箱、１４はパッキン、
１５は校正ガス導入口、１６ａは内側電極、１６ｂは外
側電極である。
【００１０】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は図示しないフィルタを透過して
含有する触媒性物質が除去されたのちジルコニア管１の
内側に導かれ、内側電極１６ａに供給されている。ま
た、比較ガス導入管８から導入された比較ガスＲＧがジ
ルコニア管１の外側に供給されている。
おいて、測定ガスＭＧは図示しないフィルタを透過して
含有する触媒性物質が除去されたのちジルコニア管１の
内側に導かれ、内側電極１６ａに供給されている。ま
た、比較ガス導入管８から導入された比較ガスＲＧがジ
ルコニア管１の外側に供給されている。
【００１１】この状態で、ヒ―タ１０によりジルコニア
管１を酸素イオン誘導体となる温度まで（通常、５００
゜Ｃ）加熱すると、測定ガスＭＧに含まれるＣＯは内側
電極１６ａに接触し下式（１）のような触媒反応を起こ
す。 ＣＯ＋（１／２）Ｏ2 →ＣＯ2 ………………（１）
管１を酸素イオン誘導体となる温度まで（通常、５００
゜Ｃ）加熱すると、測定ガスＭＧに含まれるＣＯは内側
電極１６ａに接触し下式（１）のような触媒反応を起こ
す。 ＣＯ＋（１／２）Ｏ2 →ＣＯ2 ………………（１）
【００１２】この結果、ジルコニア管１の外側電極１６
ｂ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。また、
該起電力に対応した検出信号が端子Ｅ1 ，Ｅ3 間にあら
われる。
ｂ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。また、
該起電力に対応した検出信号が端子Ｅ1 ，Ｅ3 間にあら
われる。
【００１３】一方、測定ガスＭＧのＯ2 濃度をｘ％，可
燃ガス濃度をｙ％，比較ガスＲＧのＯ2 濃度を２０．６
％とした場合、起電力Ｅａはネルンストの式に従い下式
（２）のように表すことができる。 Ｅａ＝Ｋａ・（ＲＴａ／４Ｆ）・ｌｎ（ｙ／ｘ）＋Ｃａ………（２） 但し、Ｆ：ファラデ―定数、Ｒ：ガス定数、Ｔａ：動作
温度、Ｋａ，Ｃａ：定数。
燃ガス濃度をｙ％，比較ガスＲＧのＯ2 濃度を２０．６
％とした場合、起電力Ｅａはネルンストの式に従い下式
（２）のように表すことができる。 Ｅａ＝Ｋａ・（ＲＴａ／４Ｆ）・ｌｎ（ｙ／ｘ）＋Ｃａ………（２） 但し、Ｆ：ファラデ―定数、Ｒ：ガス定数、Ｔａ：動作
温度、Ｋａ，Ｃａ：定数。
【００１４】また、内側電極１６ａは触媒能が極めて少
ない電極材料で構成されているため、測定ガスＭＧ中の
酸素ガスとＣＯガスが一緒に到達しても、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内部の酸素イオンと、 ＣＯ ＋ Ｏ-2 →ＣＯ2 ＋２ｅ……（３） の如く反応し、起電力を発生する。また、この起電力に
対応した検出信号を図示しない信号処理器で信号処理す
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。
ない電極材料で構成されているため、測定ガスＭＧ中の
酸素ガスとＣＯガスが一緒に到達しても、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内部の酸素イオンと、 ＣＯ ＋ Ｏ-2 →ＣＯ2 ＋２ｅ……（３） の如く反応し、起電力を発生する。また、この起電力に
対応した検出信号を図示しない信号処理器で信号処理す
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。
【００１５】一方、図２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
電力を比較したセル起電力の特性曲線図である。この図
において、横軸は図１の内側電極１６ａに供給されるＣ
Ｏガス濃度が一定の校正流量（ｍｌ／ｍｉｎ．）を示し
縦軸はジルコニア管１の電極１６ａ，１６ｂに発生する
起電力（ｍＶ）を示している。
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
電力を比較したセル起電力の特性曲線図である。この図
において、横軸は図１の内側電極１６ａに供給されるＣ
Ｏガス濃度が一定の校正流量（ｍｌ／ｍｉｎ．）を示し
縦軸はジルコニア管１の電極１６ａ，１６ｂに発生する
起電力（ｍＶ）を示している。
【００１６】また、図２の特性曲線Ｂ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い起
電力が減少している。しかし、本発明実施例の場合は、
特性曲線Ａで示すように、校正ガス流量の変化に拘らず
起電力が一定となっている。このような差が生ずるのは
以下のような理由による。即ち、図１のジルコニア管１
内に触媒性物質が存在する場合には、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。これに対
し、本発明実施例のように図１のジルコニア管１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ことも
ない。
に、前記従来例の場合は校正ガス流量の減少に伴ない起
電力が減少している。しかし、本発明実施例の場合は、
特性曲線Ａで示すように、校正ガス流量の変化に拘らず
起電力が一定となっている。このような差が生ずるのは
以下のような理由による。即ち、図１のジルコニア管１
内に触媒性物質が存在する場合には、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。これに対
し、本発明実施例のように図１のジルコニア管１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ことも
ない。
【００１７】尚、本発明は上述の実施例に限定されるこ
となく種々の変形が可能であり、例えば、カバ―プレ―
ト４などを除去し自動車のエンジンコントロ―ルなどに
応用しても良い。
となく種々の変形が可能であり、例えば、カバ―プレ―
ト４などを除去し自動車のエンジンコントロ―ルなどに
応用しても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、非触媒性の金線製の金網をコンタクトとして用いて
いるため、表面に形成される酸化膜が触媒となることも
ない。従って、前記従来例でこのような触媒に起因し生
じていた感度低下や校正時と実測時の測定時のずれなど
がなくなるという利点がある。
ば、非触媒性の金線製の金網をコンタクトとして用いて
いるため、表面に形成される酸化膜が触媒となることも
ない。従って、前記従来例でこのような触媒に起因し生
じていた感度低下や校正時と実測時の測定時のずれなど
がなくなるという利点がある。
【図１】本発明実施例の構成説明図である。
【図２】特性曲線図である。
１ ジルコニア管 ２ 正側コンタクト ３ 負側コンタクト ４ カバ―プレ―ト ５ Ｏ−リング ７，７´ 校正ガス導入管 ８ 比較ガス導入管 ９ 熱電対 １０ ヒ―タ １１ 仕切板 １２ フランジ １６ａ 内側電極 １６ｂ 外側電極
Claims (1)
- 【請求項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試験管形のジルコニア管と、該ジル
コニア管の内部空間を二室に仕切る仕切板と、非触媒性
電極でなり測定ガス中のＣＯガスを検出する内側電極
と、前記ジルコニア管の外側に装着された多孔質白金触
媒でなり比較ガスが供給される外側電極と、前記内側電
極のリ―ド線と接触するリング状の正側コンタクトと、
前記外側電極のリ―ド線と接触する非触媒性金線でなる
リング状の負側コンタクトとを具備し、前記内側電極と
外側電極の間に生ずる起電力から前記測定ガス中のＣＯ
ガスの濃度を求めることを特徴とするＣＯガス濃度の連
続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218958A JPH0552802A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｃｏガスの連続測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218958A JPH0552802A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｃｏガスの連続測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552802A true JPH0552802A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16728013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3218958A Pending JPH0552802A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Ｃｏガスの連続測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552802A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10513446B2 (en) | 2014-10-10 | 2019-12-24 | EcoDesal, LLC | Depth exposed membrane for water extraction |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3218958A patent/JPH0552802A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10513446B2 (en) | 2014-10-10 | 2019-12-24 | EcoDesal, LLC | Depth exposed membrane for water extraction |
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