JPH0584853U - ジルコニアガス分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 校正時における内部電極の冷却を防止するこ
とにより校正時と測定時の誤差のないジルコニアガス分
析計を提供する。 【構成】 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
ス中の濃度を求めるジルコニアガス分析計において，前
記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管１中に挿入
される管体２０と，この管体の外周とジルコニア管の内
周で形成される空間に校正ガスを導入するガス導入管７
からなり，前記校正ガスは前記ジルコニア管１の測定ガ
ス導入口側の前記管体２０とジルコニア管１の空間に導
入されて，ジルコニア管の底部に配置された内部電極１
６ａに当たって測定ガス中に排出されるように構成する
と共に前記空間には気体流速遅延手段を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，Ｏ₂ガスの濃度を測定するためのジルコニアガス分析計に関し，校 正時と測定時の温度差に起因する測定誤差を防止したジルコニアガス分析計に関 すものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２はジルコニアガス分析計の一般的な構造と校正手段を示す断面図である。 図において１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てい る試験管形のジルコニア管，２は後述の外部電極１６ｂの電極リードと接続する リング状の正側コンタクト，３は後述の内部電極１６ａの電極リードと接続する 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は仕切り板，１２は燃焼排ガス等でなる測定ガスＭＧが流れる煙道の 壁（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はパッ キング，１５は校正ガス導入口、１６ａはジルコニア管１の底部に装着された多 孔質白金からなる内部電極，１６ｂはジルコニア管１が基準ガスＲＧと接触する 面（外側面）に装着された多孔質白金でなる外側電極である。

【０００３】 上記構成のジルコニアガス分析計において，ＭＧはジルコニア管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はジルコニア管の外側に供給されている。このような状態で，ヒータ １０によりジルコニア管１を酸素イオン誘電体となる温度まで（通常，７５０℃ 程度）加熱すると，測定ガスＭＧは内部電極１６ａに接触して比較ガスとの間に 酸素濃淡電池の作用を起こす。この結果ジルコニアセンサの外側電極１６ｂと負 側コンタクト３との間には，酸素分圧によって異なる起電力が発生する。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号処理することにより，測 定ガス中の酸素濃度を測定することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで上記従来例において，校正時には校正ガス導入口１５，校正ガス導入 管７，７’を介してジルコニア管内１に校正ガスを直接吹き込んでいるので，セ ンサ内の測定ガスと校正ガスを確実に置換させることが出来る。しかしながら， 校正ガスが内側電極に直接当たるので内側電極１６ａが冷却される。そのため測 定時とは電極の温度が異なるため測定誤差が発生するという問題がある。また， 測定ガスラインにドレンインが混入している場合は，そのドレインが直接電極に 吹き付けられるので電極１６ａが急冷され損傷する。等の問題があった。図３は 図２の改良例を示す要部断面図である。

【０００５】 図３において図２と同一部品には同一符号を付して重複する説明は省略するが ，１７はプローブパイプの先端に装着されたフィルタであり，例えば非触媒性部 材であるシリコーンカーバイドの焼結材料で構成されている。このフィルタ１７ は測定ガス中に含まれるダストのプロテクタとしても機能する。

【０００６】 そしてこの場合，校正ガスはフィルタ１７内に放出され，ジルコニア管１内に 拡散して内部電極に達する。この従来例においては校正ガスが直接内部電極に向 き合っていないため，校正ガスが内部電極１６ａを冷却することがなく測定時の 誤差を少なくすることが出来る。

【０００７】 しかしながら，この場合には校正ガスが多量に必要となり，ジルコニア管１内 のガスが置換されにくく，測定ガスがジルコニア管１内に取り込まれにくいとい う問題がある。 本考案は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので，校正ガスを十 分に加熱した後内部電極に導いて，校正時における内部電極の冷却を防止するこ とにより校正時と測定時の誤差のないジルコニアガス分析計を提供することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する為に本考案は，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測定ガス中の濃度を求めるジ ルコニアガス分析計において，前記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管中 に挿入される管体と，この管体の外周とジルコニア管の内周で形成される空間に 校正ガスを導入するガス導入管からなり，前記校正ガスは前記ジルコニア管の測 定ガス導入口側の前記管体とジルコニア管の空間に導入されて，ジルコニア管の 底部に配置された内部電極に当たって測定ガス中に排出されるように構成すると 共に前記空間には気体流速遅延手段を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

校正ガスは管体の外周とジルコニア管の内周で形成される空間に導入され，ジ ルコニア管の底部に配置された内部電極に当たって測定ガス中に排出される。校 正ガスは空間に設けられた気体流速遅延手段を通る間に十分に加熱される。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案によるジルコニアガス分析計の一実施例を示す要部断面図である 。図において図２と同一部品には同一符号を付して重複する説明は省略するが， ２０は管体であり，折り返し部２０ａと外周にねじ部２０ｂが形成された筒部２ ０ｃを有している。４ａはプローブパイプ６の先端に溶接により固定された第１ カバープレートであり，このカバープレートの中央付近に管体２０の折り返し部 ２０ａの外周が気密に固定されている。４ｂは第１カバープレートにねじ止めさ れた第２カバープレートである。このように固定された状態でジルコニア管１の 底部と筒体２０ｃの先端はわずかなすき間ａを残して対峙している。また，折り 返し部２０ａの内周とジルコニア管１の外周は気密に固定されている。

【００１１】 上記の構成において，校正ガスは図２に示すように炉外から供給され，校正ガ ス導入管７，７’を通る間にヒータ１０により予熱される。次に校正ガスはジル コニア管１と筒部２０ｃの空間に導かれる。そして校正ガスはねじ部２０ｂと筒 体２０ｃで形成されるすき間を回転しながら流れ，この間にヒータ１０により十 分に加熱され，ドレインがある場合は気化される。加熱されたガスはジルコニア 管１の底部と筒体２０ｃの先端から噴出し，内部電極に接触した後測定ガス側に 流出する。そしてジルコニア管に充満していた測定ガスを排除する。

【００１２】 なお，上記実施例においては気体流速遅延手段としてねじ状の空間を形成した が，この例に限るものではない。例えば筒体の外周に所定の距離を隔てて凸状の リングを形成し，そのリングのそれぞれの一部に切り欠きを設けて校正ガスが筒 体２０ｃの先端まで進む速度を遅延させるようにしてもよく，要は導入管７’を 出た校正ガスが長い経路を経て先端に達する様な形状であればよい。

【００１３】

【考案の効果】

以上実施例とともに具体的に説明した様に，本考案のによれば，校正ガスがジ ルコニア管と筒部２０ｃの間を進行する間に気体流速遅延手段を設けたので校正 ガスを十分に加熱することができる。そのため，校正ガスを電極に接触させても 電極が冷されることがない。従って校正時と測定時の電極の温度差がないので誤 差のないジルコニアガス分析計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すジルコニアガス分析計
の要部構成断面図である。

【図２】従来例を示すジルコニアガス分析計の構成断面
図である。

【図３】他の従来例を示すジルコニアガス分析計の要部
構成断面図である。

【符号の説明】

１ ジルコニア管 ４ａ，４ｂ カバープレート ６ プローバパイプ ７，７’ 校正ガス導入管 １０ ヒータ １６ａ 内部電極 １６ｂ 外部電極 ２０ 管体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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ジルコニアセンサの起電力から測定
   ガス中の濃度を求めるジルコニアガス分析計において，
   前記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管中に挿入
   される管体と，この管体の外周とジルコニア管の内周で
   形成される空間に校正ガスを導入するガス導入管からな
   り，前記校正ガスは前記ジルコニア管の測定ガス導入口
   側の前記管体とジルコニア管の空間に導入されて，ジル
   コニア管の底部に配置された内部電極に当たって測定ガ
   ス中に排出されるように構成すると共に前記空間には気
   体流速遅延手段を設けたことを特徴とするジルコニアガ
   ス分析計。