JPH057570Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ たとえば、食品のパツクに不活性ガスを充填す
る工程において、残存酸素の濃度測定のサンプリ
ングを行う場合がある。

この考案は、上記のような、微量なサンプルガ
ス中に存在する特定気体の濃度を測定する装置に
関するものであり、特にヒーターを備えていて高
温状態で使用するセンサを用いている微量サンプ
ルガスの測定器に関するものである。

［ガスセンサについて］ ここで、上記の高温状態で使用するセンサの一
例として、第５図に示す酸素センサについて、簡
単に説明しておく、 １０がセンサエレメントの全体で、固体電界質
からなる酸素イオン透過体１２の両側に電極１
４，１６（白金など）を形成し、その片側に、拡
散孔１８のついたキヤツプ２０を接合し、その上
面にヒータ２２を一体に形成したものである。

電極１４，１６間に電圧を印加すると、ポンピ
ング作用により、酸素イオンをキヤリアとする電
流が流れ、キヤツプ２０内の酸素分子が排出され
る。

そのときの電圧−電流特性は、第６図のように
なり、電圧のある領域で電流のフラツト域Ａが観
察され、その電流（限界電流）は酸素濃度に比例
する。したがつて、その関係をセンサに利用する
ことができる。

なお、センサエレメント１０は、一般にステム
２４と金網２６とによつて形成される閉じた空間
２７内に収容される。

２８はターミナルのポスト、３０はリード線で
あり、空間２７内の全体に、ガラス繊維などから
なる断熱材３２が充填され、以上でセンサ３３を
構成する。

なお、本考案は、この方式の酸素センサだけで
なく、他の方式の酸素センサ、および酸素以外の
ガスを対象とするガスセンサを使用する場合に
も、適用できるものである。

［従来の技術とその問題点］ （その１） たとえば第５図のように、注射器などのガス採
取管３４で被検ガスを採集し、それをセンサ３３
の収容部に導入する。

その問題点： この方式は、少量の被検ガスで測定できるが、
次の欠点がある。

１ 被検ガスの採集操作と導入操作の二つがあ
り、煩雑である。

２ 上記の二つの操作の際に大気が混入し、誤差
を生じやすい。

３ 測定の結果がでるまで、時間がかかる。

（その２） 第７図のように、外箱３８の内部にはセンサ室
３６が収容してあり、その内部には、センサ３３
が収容してあり、また外箱３８の後方には細長い
ガス採取管５８が連結されていて、その内部にエ
アシリンダ６０が収容してあり、外箱３８の前面
には注射針４０がとりつけてあつて、シリンダ６
０のピストン６２を後退させると、サンプルガス
が注射針４０から入り、センサ３３の中を通つて
シリンダ６０内に入るようにしたものが提案され
ている（実願昭60−175821号など参照）。

その問題点： ところで、上記のようなヒーター２２を有して
いて、高温で使用するセンサの場合は、測定時に
は、センサ室と上向き（上下は第１、第５、第７
図についていう）にした状態で使用した方が、微
量ガスの測定が精度良く行なえる。つまり熱せら
れた気体の対流作用が下から上に発生するから、
センサ室下部より導入された気体を効率良くセン
サエレメント周囲に導くには、この対流気体の経
路内にセンサエレメントを配置させる構造も最も
精度の良い測定ができるわけである。

そのためには、第７図のように、センサ室３６
に下からガスを入れ上から出すようにすればよ
い。

しかしながら、実際の製品では、外箱３８内は
外からは見えないから、上下の別が明確でない。

そのためにセンサ室３６が横向きや、あるいは
上下反対の状態で使用されたりする恐れがある。

［目的］ 本考案においては、微量なサンプルガスの測定
を可能にするとともに、測定時にセンサ室３６の
上下を間違う心配のない、サンプルガスの測定器
を提供できるようにしたものである。

［実施例］ 上記の酸素センサ３３を使用する場合の例につ
いて述べる。

第１図において、３６はセンサ室で、内部に上
記のセンサ３３を収容し、それ自体が外箱３８内
に収容されている。

外箱３８の前面に注射針４０を突出させ、それ
とセンサ室３６の下部とを管４２で連通させる。

外箱３８の外壁面に、自動切換弁４４を固定す
る。これは公知のもので、第２、第３図のよう
に、本体４６に入口４８、出口５０、排出口５２
があり、またダイヤフラム５４を有し、その作用
により、自動的に、入口４８からガスを入れると
出口５０から出（第２図）、また出口５０からガ
スを送りこむと排出口５２から出る（第３図）よ
うになつている。

その入口４８とセンサ室３６の上部とを管５６
によつて連通させる。

上記外箱３８の後部に、ガス採取管５８を連結
する。このとき、従来のようにガス採取管５８を
横長にとりつけるのではなく、縦方向にとりつけ
る。そして、外箱３８より下側に、手で握ること
のできる程度の長さができるようにして、ピスト
ルの形状にする。

ガス採取管５８の内部にシリンダチユーブ６０
を固定して設け、その下端部を上記自動切換弁４
４の出口５０に管６１により連通させる。６２は
ピストン、６４はピストンロツド、６６はつまみ
を示す。

ガス採取管５８の内部にロツク筒６８を設け
る。これは、シリンダ６０にゆるくはまる程度の
太さの円筒体で、その上部７０だけがふさがつて
いて、その部分をピストンロツド６４に固定して
いる。上部７０とシリンダ６０との間に圧縮バネ
７２を入れる。

ガス採取管５８とロツク筒６８との間に押え板
７４を適当手段（図示せず）で固定して設ける。
これは、バネ材料で作つた円筒体で、第４図のよ
うに、ロツク筒６８に密着して、その動きを制限
する。また一部分に割り７６が設けてある。

その割り７６に対向する位置に、くさび７８
が、ガス採取管５８に脱出しないようにとりつけ
てあり、その釦８０との間にバネ８２が入れてあ
る。

［作用］ (1) 第１図の状態から、つまみ６６を押して、ピ
ストン６２を下げる。すると、ピストン６２の
下方に入つていたガスは自動切換弁４４の排出
口５２から排出される。

(2) 同時に、ロツク筒６８も押え板７４の力に抗
して押下げられ、押下げられた位置で押え板７
４の締めつけ力により停止し（押え板７４のバ
ネ力の方がバネ７２のバネ力よりも大にしてあ
る）、ピストン６２の動きにロツクがかかる。

(3) ガス採取管５８を握つて全体をピストルのよ
うに構え、注射針４０を食品パツクなどにさし
こみ、釦８０を押す。

するとくさび７８が割り７６を押広げるた
め、押え板７４によるロツクが解除され、バネ
７２の作用でピストン６２は上昇し、ガスを吸
引する。

ガスはセンサ室３６、自動切換弁４４を通
り、その出口５０からシリンダチユーブ６０内
に入るが、その際センサエレメント１０に到達
し、上記のように濃度が測定される。

(4) ロツク筒６８のロツド６４に対する取付け位
置を変えることにより、ガス吸引量を調整する
ことができる。

［考案の効果］ ガス採取管５８を外箱３８に対して、縦方向に
とりつけ、かつ少なくとも外箱３８の下方に手で
握ることのできるだけの長さをもたせたので、ピ
ストルを持つようにすれば、上下を間違える心配
がなく、センサの上下方向も正規の状態に確実に
保たれ、サンプルガスが非常に微量の場合でも測
定可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の説明図、第２図と第３
図は自動切換弁４４の説明図、第４図は第１図の
−の断面図、第５図はセンサ３３の説明図、
第６図はセンサの電圧−電流特性図である。第７
図は従来技術の一例の説明図。 １０……センサエレメント、３３……センサ、
３６……センサ室、３８……外箱、４０……注射
針、４４……自動切換弁、５８……ガス採取管、
６０……シリンダチユーブ、６２……ピストン、
６４……ピストンロツド、６６……つまみ、６８
……ロツク筒、７０……上部、７２……バネ、７
４……押え板、７６……割り、７８……くさび、
８０……釦、８２……バネ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 外箱３８の内部にはセンサ室３６が収容してあ
   り、その内部には、高温状態で使用するセンサエ
   レメント１０が収容してあり、また外箱３８の後
   方には細長いガス採取管５８が連結されていて、
   その内部にエアシリンダ６０が収容してあり、外
   箱３８の前面には注射針４０がとりつけてあつ
   て、それと前記センサ室３６の下部とが連通して
   おり、またセンサ室３６の上部とエアシリンダ６
   ０とが連通している微量サンプルガスの測定器に
   おいて、 前記ガス採取管５８を外箱３８に対して、縦方
   向にとりつけ、かつ外箱３８の下方に、少なくと
   も手で握ることのできるだけの長さをもたせたこ
   とを特徴とする、微量サンプルガスの測定器。