JPH06503887A

JPH06503887A - 水分に敏感な装置あるいは手法に使用される汚染材料の負インパクトを減少するための対向流装置および方法

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Publication number: JPH06503887A
Application number: JP4502856A
Authority: JP
Inventors: メッツ、ジェイコブ
Original assignee: ミーコ・インコーポレイテッド
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1994-04-28
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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。

Description

【発明の詳細な説明】水分に敏感な装置あるいは手法に使用される汚染材料の負インパクトを減少するための対向流装置および方法技術の分野本発明はある汚染材料の負インパクトを減少するための方法および装置に関する。か＼る材料はガス中に湿度として含有される水分に敏感なカスを使用する装置あるいは手法に含まれる。本発明は例えばガス中の水分濃度を測定する装置あるいは方法に応用することができる。特に本発明は短い応答時間内に容積比数ＰＰ　Ｂ（ｐａｒｔｓ　ｐｅｒ　ｂｉｌｌｉｏｎ）もの低い水分濃度を検出する方法および装置に関する。

発明の背景多くの工業的手続きにおいて流動するガス流れの水分濃度は高度の速さおよび精度で測定・分析されねばならない。か＼る測定・分析は水分濃度が製造される製品の品質にとって、極めて重要であるから要求される。従って多くの複雑・精巧な装置がガス中の水分測定に利用可能である。

此等の装置はその他の原理に基く池のタイプの湿度計も存在するが典型的にはファラディの法則の原理の下に作動する電解槽を有している。基本的に電解槽は少なくとも２本の電気的に隔離された電極（ワイヤー）をその内部に螺旋状に並列に巻き吸湿性のフィルムでカバーされた１本の中空ガラスチューブよりなっている。電極は槽の内壁の表面面積の約半分をカバーしている。分析されるべきガスは既知の流速で槽に入り、フィルムがガス流中に存在するあらゆる水分分子を吸収する。電極間に電圧がかけられフィルム中の水分を電解する。発生された電流は水分分子か電解される速度を測定する。一旦平衡状態が達成されると水分分子が電解槽に入る速度がか＼る分子が電解される速度に正確にマツチする。その結果、ガス中の水分濃度が更に校正を要することなく知られる。

しかし乍ら、か＼る装置は極度に低い水分濃度を多くの応用を収用するのに充分短い応答時間で測定することは一般に不可能である。

例えばこの明細書に整脈のために包含される米国特許Ｎｏ、４，８００，０００（対り、　Ａ、　Ｚ　ａｔｋｏ）に記載された電解槽は容積比的２，０００〜５　ｐｐｌｌのオーダーの水分ａ度に対して敏感である。この電解槽は流入する水分濃度の変化に続いて１゜５　ｐｐｍもの小さい変化に対しても約５分で最終平衡値の約９０％に到達する。が＼る敏感性および応答時間のレベルは印象的ではあるが改良が望ましい。

特に、既知の電解装置は検出セルを定位置に機械的に固定するためにエポキシフィラーの様なバッキング材料を使用している。エポキシ材料は電極に対する電気的絶縁材として作用し又典型的に櫂の中空ガラスチューブである現実の検出器の入口・出口間の漏洩阻止障壁として機能する。このエポキシ障壁はサンプルガスが電解槽のガラスチューブの周りでなく此を通ってのみ流れることを保証する。

究極的にエポキシは電極槽本体の金属ケースを電気的結線が貫通した場所で漏洩阻止障壁を提供している。

その多くの機能の結果、バッキング材料は検出槽の入口・出口の両方の近傍に存在する。か＼る材料は比較的多孔質でありガス流れから水分を吸収しあるいは此に水分を放出することが知られている。プラスチック・エポキシ等のバッキング材料の脱気・吸収・放出性は高純度ガスシステムにおける低水分濃度到達に対して障害を形成することが知られている。

数個の起り得るメカニズムがか＼る汚染材料の存在を通じてか＼る湿度計の性能を制限する。か＼るメカニズムの１つ脱気はバッキング材料に含有される残留水分が材料から外へ移動してテスト中の流動ガス流についに合流する時に発生する。この汚染は計器をより低い検出限界に到達することを阻止する。

応答時間を制限する２番目のメカニズムはバッキング材料によるガス流れ中に存在する水分の吸収および該材料からガス流れ中への放出である。一方においてこのメカニズムは湿ったガスから乾燥ガスへの変化に際して以前に吸収された水分のガス流れ中への再放出を許容する。分析ガスが比較的に乾燥しておりかつ比較的長時間分析された後では、バッキング材料の表面は乾燥状態となり得る。その結果、材料はガス中に存在する水分が実在の検知器に到達し得るより少し前に入口においてガスから水分を吸収しくそして電解槽におけるガラスチューブに流入しうる。両ケースにおいて、槽の水分測定は変更された条件の下では平衡状態に到達するのに長時間を要することとなる。

電解槽に対しては檜の入口側におけるエポキシの存在の負影響は直接に見られる。しかし出口側におけるエポキシの存在も悪影響を及ぼす。出口側における汚染はガラスチューブから出る小さいサンプルガス流れに対する水分の逆拡散を通じて発生する。

一般に、従来の装置の形態は脱気・吸収・放出の不都合なメカニズムに貢献する。此等のメカニズムは湿度計の場合においては検出時間を増大し、非常に低濃度の検出を制限する。更に此等のメカニズムは温度および圧力に依存する。

発明の概要従って本発明の１目的はある汚染材料の負インパクトを減少するための方法および装置を提供することにある。か＼る材料はガスを使用し且つそのガス中に含有される水分に敏感である装置あるいは手続きに含有されうる。本発明の今一つの目的はガス位相の水分の迅速な決定のための改良された方法および装置を提供することにある。本発明の更に１つの目的は低い検出限界を持ち容積比１　ｐｐｍのオーダーで水分濃度を分析し得る方法および装置を提供することにある。本発明の更に今一つの目的は湿度計の応答時間を減少することにある。

此等の目的は湿度計の主要部品を対向流配設に形成することによって本発明において達成される。対向流は水分の移動を制御するのに非常に効果がある。水分分子が乾燥ガスの流れに逆って拡散することは困難である。ＭＥＥＣＯ，Ｔｎｃにおける実験は１／４インチ直径の中の毎分１００ｃｃの乾燥ガス流れにおいて１６００　ｎｇ／創ｎｕｔｅの水分源の２インチ上流の水分濃度に対するインパクトは２　ｐｐｍより小さかったことを示した。

此の挙動の説明は水分分子の粘着性に存在する。か＼る分子は例えばパイプラインの内壁との地域的な吸収・脱着平衡を連続的に確立することによってパイプライン中を伝搬する。２〜３気圧の通常の作動ガス圧力においては、ガス分子の平均自由行路（衝突をすることなく１分子によってカバーされる距離）は極端に小さい。１分子は毎秒何百万回もの衝突、その若干はパイプ壁との衝突を行う。１水分分子が内壁との衝突後内壁に付着する確率は既に内壁に付着したあるいは内壁に吸収された水分分子の数に依存する。かくして１分子が付着する確率は乾燥壁に対しては高く湿った壁に対しては比較的低い。水分分子のこの挙動を非付着性分子と対比すれば後者が付着する確率は非常に低く壁の表面によって既に吸収された同様の分子の数に殆んと依存しない。

上述の理由によって、対向流配設は水分の移動を制御において非常に効果的である。か＼る配設は亦例えば窒素中の微量酸素等のガス流中のその他の微量成分の含有量を測定する検出装置に対して有用である。水分分子と異ってガス位相の成分は付着性がないために此等の成分は汚染源゛から対向流に逆って水分分子よりもよく測定装置の方へ移動する。それにも拘らず、特にもＩ７より長い径の小さい形状を通過するより大きい対向流が与えられるならばより非付着性のガス位相成分による、あるいは粒子にさえよるガス流れの汚染は防止し得る。

本発明においては、上記の目的および利点は実際の検出器等の水分汚染に敏感な構成部品を起り得る汚染源に対してガス流の上流に置くことによって達成される。センサーから離れて流れるガスは棄却されるので検出に必要な構成部品の下流のガスの汚染は測定に悪いインパクトを与えない。汚染は水分の脱気および水分の吸収・脱着の同様に不都合なメカニズムを包含する。起り得るか＼る汚染源は一般に軟い非金属性材料、多孔質材料あるいは比較的大きな表面積を持つ材料である。“死”容量（ガス流のない容１ｉ）もまた汚染し得る。

今述べた様に汚染源は分析器あるいはテスト装置に到達する前にサンプル流れによって通過される地域あるいは地点を包含する。か＼る地域による今一つの可能な汚染形式は例えば従来の“冷却鏡”湿度計によって例証される。か＼る計器においては、水分濃度は鏡の温度を監視しつつ冷却される鏡の表面に（その露点に到達した）水分の凝縮の始りを観測することによって測定される。鏡は冷却装置のトップに置かれる。サンプルガスに直接接触している冷却装置上のある地域あるいは地点は冷却装置によって冷却される鏡の表面よりも低温となりつる。従って水分は分析器の実際のセンサーである鏡上で凝縮する以前に冷却装置上のか＼る地域上で凝縮することもあり得る。この意味において、か＼る地域は“汚染” の源泉となる。

冷却装置の方に向けられ鏡の表面から離れた流出ガスの対向流はサンプルガス流れ中の水分の早過きる凝縮を防止する。この状境においては、サンプルガス流れからのガス分子が潜在的な汚染領域の近傍に到達するや否や流出する対向流に引き入れられる。従ってかかる分子はセンサーに到達するサンプルガス流れから除かれる。センサーに到達するサンプルガス流れは従って汚染領域との接触を回避してしまう。

電解槽に対しては、特定の汚染源は検出器を機械的に位置付けるために使用される材料を包含する。此等の材料は漏洩気密の障壁を創りガスを槽を通すために使用される材料、電極を検出器に対して遮断し電気的に検出器から隔離する材料である。電解槽においては、本発明の対向流配置は測定サンプル流の汚染を防止するためにバイパスガス流れおよび検出槽から流出するサンプルガス流れを使用する。汚染物はか＼る配設では測定に悪影響を与えるためには流出流れに抗して流れなければならない。

本発明の今一つの様式ではバッキング材料は溶接あるいは半田付は可能な電気的、漏洩気密な電極に対するセラミイック・フードスルーと結合された圧縮タイプのガラス−金属結線（柔軟なフェルール等）で置き換えられている。か＼る結線およびフィードスルーはＪ　ａｃｏｂＭｅｔｔｅｓにより１９９０年１０月３日出願の“無エポキシ低しベル水分測定システムおよび方法”と題する出願中の米国特許出願に記載されている。この出願はその全部を鼓に包含されている。ここに開示された汚染減少の対向流配設はか＼る結線およびフィードスルーを包含する装置に適用可能であり、柔軟材料・セラミイ、り材料および死領域による起り得る汚染のインパクトを減少することができる。

図面の解説本発明の前記およびその他の様層・特色および利点は次の記述および図面から明らかになる。

第１図は対向流配設を組み込んだ電解槽の一般化された模式図である。

第２ａ図は入口における対向流配役の一実施例をハイライトする本発明の電解槽の横断面である。

第２ｂ図は出口における対向流配設をハイライトする本発明による電解槽の横断面である。

第３図は検出ユニットが第２ａ図および第２ｂ図における様に配設されている時電極ワイヤーか検出ユニットの出口から出る状態を示す。

第４図は柔軟なフェルール・ガラスに一金属シールおよび溶接セラミイックフィードスルーを組み込んだ無エボキ７配設を有する電解槽に適用される対向流配置を示す。

第５図は電極に対する溶接あるいは半田付は可能な電気的、漏洩気密なセラミイックフィードスルーをハイライトする第４図に示された電解槽の横断面である。

実施例第１図において、本発明の分析器あるいは装置１０は中空の電解検出ユニット即ちセンサー２０を通ってサンプルガスを通しユニット２０の内表面上の水分吸収コーティング（図示せず）にガスを接触させる。吸収された水分は電解され、ファラデー法則に従って使用される電流を測定することによって水分ａ度が決定される。その決定結果は例えば１０億分の部分（ｐｐｂ）等適当な出力表示を作成する様望み通りに操作される。

装置」Ｏは一般に入口１２．出口１４．バイパス出口１６．電極１８．および適当なハウジング２２に容れられた検出ユニット２ｏよりなる。電解検出ユニ、ト２０はエポキ／２４あるいは別のバッキング材料で定位置に典型的に保接され、エポキシあるいはバッキング材料は水分の脱気、吸収／脱着に対する不都合な性質を持ち、装置１０のより高度の検出限界を制限し応答時間を遅（する。本発明においては、検出ユニット２０の入口および出口はバッキング材料のレベルからかなりの距離でガス流れの上流に位置しており、これにより水分がバッキング材料かう検出ユニットの入口あるいは出口のいづれかに移動する可能性を最小限にしている。

矢印２６で示されるガス流れはバッキング材料２４から逃げる水分が検出ユニ。

ト２０の入口に到達するためにはガス流の流れに逆って流されねばならない様になっている。同様に、矢印２８で示される出口ガスは離脱前にバッキング材料の方へ流れる。この対向流配設はバッキング材料からあるいはサンプル流出口１４等のその他の源泉から逃避する水分が検出ユニット２０の出口に入る確率を最小限にする。吸収／脱着に関する限り、ユニット２０に入るガスはバッキング材料２４と接触しておらずか＼る接触の結果として生じる遅い応答時間を回避する。

第２ａ、２ｂ図において本発明に基づく電解槽の１実施例が示されている。

中央の開口６２はエポキシ４４を入れるためにハウジング３４に設けられている。開口６２はハウジング３４を水平に半分以上しかし完全ではなく通る様に形成されている。開口６２の大きさはハウジング３４の高さか検出ユニット２０の長さのいづれかより実質的に小さい。エポキシ４４は槽６０の製造中に開口６２に入れられ、ユニット２０とハウジング３４との間の空間６４を部分的に満たす。

エポキシ４４の中央への挿入によってエポキシ４４はユニｙ　ト２０の中心を囲んでハウジング３４の中心に実質的に制限されることが可能となり、これによりエポキシ４４はユニット２０の入口３６および出口３８からかなり隔離される。

更にエポキシ４４の非常に小さい表面積のみが実際にガスに接触し、エポキシ４４による汚染を減少する。

本発明は外からの水分あるいはその他の不純物が検出ユニット２０に入るのを除去するために流れるガス流に依存する。対向流配置を提供している。

中空のチューブあるいはスリーブ７０好ましくは電解研磨されたステンレス製でユニット２ｏの外径よりも大きい内径を膏する中空チューブ７０がユニット２０の上端部を取り囲んでいる。チューブ７０とユニ・ノド２０との間の関係が次に記述される対向流（第２８図中に矢印りで示される）を創造する。

第２ａ図に矢印Ａで示されるサンプルされるべきガスは、まずチューブ７０に入る。ガスＡがチューブ７ｏを下るに従ってユニット２０の入口３６に遭遇する。

ガスＡはユニ、ト２０中に移動して分析されるサンプルカスＢとカスＤに分かれる。ユニット２０に入らないでガスＤはユニット２ｏとチューブ７０との間を移動して空洞に入る。チューブ７０の終端においてカスＤはカスケアドア４、ハウ／フグ３４およびエポキシ４４か別の開口をシールしているのでバイパス流出口５８に向って上方に強制される。ガスＤは次にバイパスカスＣとして’１解４１６０を出る。サンプルガスＢを形成しないでユニット２０をバイパスしたガスＡの部分であるのでそう呼ばれている。

エポキシ４４から漏洩するかも知れぬ水分は入口３６に到達サンプルガスＢを汚染するためにはガスＤの力に抗して空洞において上方に移動しなければならない。説明された通り、ガスＤの如き対向流はが＼る移動を不可能でないにしても困難にする。かくしてサンプルガスＢの汚染は事実上除去される。

同様に、本発明はサンプルガスＢの汚染を防止するために出口３８の近くで対向流配設を提供する。口、ドア６は望ましくは電解研磨されたステンレスからなりその頂部に円筒形の切欠き７７を形成している。切欠き部７７はユニット２０の外径よりも大きい内径を有しており、ユニット２０の外側（第３図参照）に沿って拡がった２つの電極ワイヤー８２．８４（第２ｂ図に図示せず）が隣接の構成部品に接触することを避ける様に充分な空間を残している。電極ワイヤー８２．８４についての詳細は第３図を参照して下記に説明する。更にロッド７６は切欠き部７７にユニット２０の出口３８を含む下端部を取囲ませる様に通路４８内に充分深く伸びている。ロッド７６とユニット２０との関係は次に記述される対向１ｆｔＥを創造するタムを形成する。

分析に続いてサンプルガスＢは出口３８においてユニット２０を出る。その後、ガスＢはユニ７　ト２０と切欠き７７の側壁との間に形成された溝部７８に入り対向流Ｅを形成する。対向流Ｅは溝部７８を上に移動し流出ガスＦとして槽６０を去る。

明らかに、エポキシ４４から漏出するかも知れぬ水分は出口３已に到達するためには対向流Ｅの流れに逆って溝部７日内で下方に移動しなければならない。それからこの水分は検出されるためにはサンプルがス流Ｂに逆って拡散しなければならない。対向流Ｅの存在は不可能でないにしてもか＼る移動を困難にし、サンプルガスＢの汚染は減少される。

究極的に現存の製作工程にか＼わる困難はワイヤー８２．８４を槽６０の外部の電気部品に接続する方法の改良によって本発明に基いて減少し得る。第３図に示す様に電極ワイヤー８２．８４はエポキシ４４を充填するために直接中央開口６２に引き込まれる。エポキシ４４が注入セットされた後、エポキシ４４はワイヤー８２．８４を定位置に固定する。かくしてワイヤー８２．８４はユニット２０に入る時に此等のワイヤーに加えられる力のリスクを負うことなく装置１０の電気ターミナルに安全に接続されうる。

第４図に示す様に、本発明の対向流配設は溶接のセラミイックフィードスルーと組合された柔軟なフェルール、ガラス−金属シールを組み込んだ無エポキシの電解槽に適用され得る。柔軟なフェルール、ガラス−金属シールおよび溶接のセラミイックフィードスルーについての詳細は上記の“無エポキシの低レベル水分測定システムおよび方法”と題する出願中の米国特許出願に記載されている。

第４図において、矢印Ａで示されるサンプルされるべきガスはチューブ１０４によって形成される流路１０２に入る。チューブ１０４はナツト１１４を使用てＣａｊｏｎ会社によりＶＣＲ”の開襟の下に製造され得る接手によってハウジング１０２内に保持される。ガスＡが流路１０２を下るにつれて検出ユニット９５の入口９４に遭遇する。入口９４において、ガスＡはユニット９５内に入って分析されるガスＢとガスＤに分離する。ユニット９５に入るよりもむしろ、ガスＤはユニット９５とチューブ１０４との間を通って入口９４を汚染から防止する対流を形成する。ＶＣＲ”ガスケット１０６はハウジング９８に対してチューブ１０４をシールする。ガスケット１０Ｂの中央開口およびプラグ１２４（以下に解説）を接続するのに使用されるガスケットの中央開口はガスケットの狭い通路を通る局部的な高速流を創り出す様に極小化された直径を有している。か＼る流れは対向流の有効性を増大する。ガスケットの直径はしかし乍ら検出ユニット９５を通し容易な取付を許すには充分大きく設定されている。

ガスＤはユニ、ト９５とガスケット１０６との間を通り、圧縮シール１０８で阻止されてチューブ１１８によって形成された流路１１６を通ってバイパスガスＣとして槽１００を出る。チューブ１１８はナツト１２０を使用するＶＣＲＲ接手によってハウジング９８内に保持される。シール１０Ｂから漏洩するかも知れぬ水分は人口９４に到達してサンプルガスＢを汚染するためにはガスＤの流れに抗して上方に移動しなければならない。ガスＤによって提供される前述の効果はか＼る対向流を不可能でないにしても困難にする。かくしてサンプルガスＢの汚染は著しく減少される。

同様に対向流配設がサンプルガスＢの汚染を防止するために出口９６の近くで設けられている。ＶＣＲ”プラグ１２４中に形成された空洞１２２はサンプルガスが出口９６を出る時方向を変え矢印Ｅで示される流れを創り出す。この流れは汚染が出口９６に入ることを防止する。プラグ１２４を接続するために使用されるガスケットの中央開口の直径は検出ユニ・ノド９５を通過させ且つ検出ユニット９５の外部に沿って拡がった２本の電極ワイヤー（第４図に図示せず）がガスケットに接触しないで通るのに充分なスペースを与える様に充分に大きい。拡がった電極ワイヤーの詳細は第５図の説明中で与えられる。

対向′ａ、Ｅは続いてチューブ１２８によって形成された流路１２６を通って離脱ガスＦとして槽１００を出る。チューブ１２８はナツト１３０を使用するＶＣＲＲ接手によってハウジング９８内に保持される。／−ル１０８から漏洩するかも知れぬ水分は出口９６に到達してサンプルガスＢを汚染するためにはガスＥの流れに抗して下方に移動しなければならない。ガス流Ｅの存在はか＼る対自流を不可能でないにしても困難にする。かくしてサンプルガスＢの汚染は著しく減少される。

シール１０８は柔軟な圧縮性材料から形成された円錐形フェルールであることが望ましい。シール１０日のこの形状はハウジング９８内の円錐台状のテーパー１１０に係合することを可能にする。特に細いねじれを有するねじ切りロックスクリュー１１２はハウジング９８上の雌ねじと係合する。スクリュー１１２がハウジング９８内にねじ込まれるにつれてシール１０８に接触し／−ル１０８上に下向きの力を及ぼしシール１０８をテーパー１１０に逆ってシール受けに押し付ける。水平分力がそれによって発生し、検出ユニット９５の中心の近くに置かれこれを取り囲むシール１０８をユニット９８をハウジング９８の内部で共心的に固定する様強制する。ユニット９５およびテーパー１１０に対して押し付けられて、シール１０８も槽１００の入口８８．出口９ｏとの間のガスの漏洩を防止する。か＼る漏洩はさもなければ槽１００のユニット９５を通るサンプル流をバイパスしそのサンプル流における水分１変の誤った計算を引き起すことになるだろう。

スクリュー１１２とテーパー１１０の組み合せにより発生される力を有用に適用するために、シール１０８は圧縮性でなければならない。シール１０８は通常ガラスである検出ユニット９５を安全に保持する様に柔軟でなければならない。

従ってシール１０８に対する適当な材料はテフロン等のプラスチック材料を包含する。高純度のガスシステムからすべてのプラスチック材料を除去することが理想的であろう。プラスチ１クシール１ｏ８．スクリ、−１１２およびテーパー１１０を対向流配設と組み合わせることは実際のシステムにおいてその理想に近づく。

電極ワイヤーを電解槽１ｏＯの外部の他の電気接点（図示せず）に運搬するための電気絶縁材を提供し、電極リードが槽１００を通過する場所で漏洩障壁を提供するために、一対の電気絶縁アセンブリー１４０が気密にハウジング９８に固定されている（第５図参Ｉ）ｉｌり。絶縁アセンブリー１４０は第４図で円１３５で示される軸方向位置にハウジング９８内に水平に配置し得る。

第５図は電気絶縁体アセンブリー１４０をハイライトする第４図に示される電解槽の横断面図である。アセンブＩＪ−１４０は漏洩気密の電気絶縁体および溶接可能のセラミックフィードスルーを提供する。第５図は電気絶縁アセンブリー１４ｏを詳細に示している。対照的に、絶縁体アセンブリー１４０は第４図の平面に垂直に配置されており従って第４図には詳細に示されていない。

電気絶縁体アセンブリー１４０の一実施例においては、溶接リップ１４２かハウジング９８に接続されるために設けられている。接続１４２は典型的にセラミックスより作られた絶縁ブロック１４４を気密に保持する。電気ターミナル１４６が絶縁ブロック１４４の中心を通って配置されている。この場合中空の金属チューブの形状で、ターミナル１４６はハウジング９８の内部からハウジング９８上の接続１４２の外部へ伸ひている。ターミナル１４６の内部では、電極ワイヤー］、５６．１５８かハウジング９８の内部からハウジング９８の外部へ運搬される。

半田１４８か漏洩気密にターミナル１４６の端部を閉じず電極ワイヤー１５６゜１５８をこれらのターミナルに電気的に接続する。かくして電極ワイヤー１５６゜１５８は外部の電気的装置に更に電気的に接続することができる。

ワイヤー１５６，１５８は螺旋状にユニット９５の内部をカバーし遂にユニ。

［・９５の出口９６に到達する。一旦ユニ、ト９５の外部に出ると、ワイヤー１５６．１５８はターミナル１４６のそれぞれに入る様に進む。第５図に示す様に、ワイヤー１５６．１５８はターミナル１４６に到達するためにユニット９５の外部に沿って進む。小さい円筒形の収縮チューブ１５０がワイヤー１５６，１５８を保持しワイヤーとカスナツトとの間の接触を防止する。

流体中の水分含有量の測定のための本発明のシステムおよび方法は容積比５ＰＩ）ｂ　（］、　Ｏ億分の５部分）のオーダーの低レベル水分分析に有効であるか、本発明はより高い水分１度の測定にも適用可能であることが理解されるだろう。本発明の詳細は電解槽に関して上に記述されているけれども、対向流形態は他のタイプの水分測定装置および方法に適用され得ることは理解されるべきである。更により一般的には、本発明の対向流形態はガス中の水分あるいはその他の不純物を測定し、水分に敏感なあるいは上述した様にその他の不純物に敏感な構成部品を含有する分析器およびか＼る装置を使用する方法の両方に適用可能である。

本発明の上述の実施例は一例に過ぎないこと又各種の変更が添付の請求の範囲によって限定される本発明の範囲から逸脱することなくか＼る実施例の各種の変形を行い得ることか理解される。

ＦＩＧ、１ＦＩＧ、２ａＦＩＧ、２ｂＦＩＧ、３ＦＩＧ、５国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．ガス流を使用し前記ガス流中の１構成要素を測定する手段を含むセンサーを有する分析装置に対する対向流装置において、前記ガス流に対する入口，前記ガス流に対する出口，前記入口・前記出口の間に配置され不純物を放出する少くとも１つの要素、および少くとも前記ガス流の一部分を前記分析装置の前記センサーの前記測定手段に接触することなく対向流として前記の少くとも一つの不純分放出要素の方向および前記出口の外側へ振り向ける手段よりなる対向流装置。
２．前記の不純分が水分である請求の範囲第１項に記載の装置。
３．前記の分析装置が湿度計であり、前記のガス流の前記の測定要素が水分である請求の範囲第２項に記載の装置。
４．前記ガス流の前記の対向流を形成しない残余はサンプルガス流を形成し、前記のセンサーは前記のサンプルガス流に対する入口および出口を持ち、前記の少なくとも一つの水分放出要素は前記の対向流において前記のセンサーの前記の入口の下流に存在し、前記の対向流は前記のセンサーに入ることなく前記の分析装置の前記の出口を出る様に構成された請求の範囲第３項記載の装置。
５．前記のセンサーは入口および出口を持ち、前記のガス流の少なくとも一部分が前記のセンサーの入口に入りサンプルガス流を形成し、前記のサンプルガス流が前記のセンサーの出口を出るや否や前記の対向流を形成し、前記の少なくとも一つの水分放出要素は前記の対向流中において前記センサーの前記出口の下流に存在し、そして前記の対向流は前記のセンサーの前記の測定手段に更に接触することなく前記の分析装置の前記の出口を出る様に構成された請求の範囲第３項に記載された装置。
６．更に前記のセンサーに対するハウジング、および前記のハウジング中に前記のセンサーを保持するために部分的に前記のセンサーを取り囲む柔軟材料で前記の分析装置の前記の入口と前記の出口の間に置かれた不純分を放出する前記の少なくとも一つの要素を構成する柔軟材料よりなる請求の範囲第４項記載の装置。
７．更に前記のセンサーに対するハウジング、および前記のハウジング内に前記のセンサーを固定するために部分的に前記のセンサーを取り囲み、前記の分析装置の前記の入口および前記の出口の間に配置された不純分を放出する前記少なくとも一つの要素を構成する柔軟材料よりなる請求の範囲第５項に記載の装置。
８．前記の対向流を形成しない前記のガス流の残部はサンプルガス流を形成し、前記のセンサーは前記のサンプルガス流れに対する入口および出口を有する筒形導管、前記の導管の内面壁に螺旋状に並列に配置された電気的に隔離された一対のワイヤーで前記の入口・前記の出口の間で前記のサンプルガス流れにさらされた内壁の表面積の約半分をカバーする一対の電気的に隔離されたワイヤー、および前記のワイヤーの上の水分吸収被覆を包含する様に構成された請求の範囲第３項記載の装置。
９．更に前記のセンサーに対するハウジング；および前記のハウジング内に前記のセンサーを固定するために部分的に前記のセンサーを取り囲み前記の分析装置の前記の入口と前記の出口の間に置かれた不純分を放出する前記の少なくとも一つの要素を構成する柔軟材料よりなる請求の範囲第８項記載の装置。
１０．前記の柔軟材料が前記のセンサーの前記の導管と前記のハウジングとの間の圧縮タイプのシールを構成する請求の範囲第９項記載の装置。
１１．更に電気信号を前記のセンサーへ及びセンサーから搬送するための電極，および前記の電極を気密に前記センサーに対する前記のハウジングを通過させるための溶接可能な電気的フィードスルーよりなる請求の範囲第９項に記載の装置。
１２．前記の柔軟材料が前記の電極を埋め込むパッキング材料である請求の範囲第１１項に記載される装置。
１３．更に第１の出口通路；前記のセンサーの前記の導管の前記の入口に前記のサンプルガス流が振り向けられる様に構成され、前記のセンサーの前記の導管の出口は前記のサンプルガス流をそれが前記のセンサーを出る時に前記の柔軟材料に向って振り向ける様に構成され、前記のガス流の前記部分が前記のセンサーをバイパスし、前記の第１の出口を通って前記の分析装置を出る前に前記の柔軟材料を一面に蔽う対向流を形成する様構成された流入通路；および前記のセンサーを出る前記のサンプルガス流に対する出口を構成する２番目の出口流路よりなる請求の範囲第９項に記載される装置。
１４．前記の振り向け手段は前記の対向流を前記の柔軟材料上に導くための前記の導管と前記のハウジングとの間に設けられた導入スリーブで前記スリーブの外側と前記ハウジングとの間の前記の対向流を前記の出口に向って再振り向けするスリーブを包含する請求の範囲第９項に記載の装置。
１５．更に前記のサンプルガスが前記の出口に到達する前に前記のセンサーを去る前記のサンプルガス流を前記の柔軟材料の方へ再振り向けするための前記センサーの前記導管の前記出口の下に設けられたダムよりなる請求の範囲第９項に記載される装置。
１６．前記の導管はガラスであり、前記のハウジングは電気鍍金されたステンレススチールであり、そして前記の柔軟材料はエポキシ樹脂である請求の範囲第９項に記載される装置。
１７．前記のガス流を前記ガス流に含有される水分をセンサーのワイヤー上の被覆中に吸収するに充分な時間請求の範囲第９項の装置を通過させる、前記の水分を電気分解する、および水分の量を前記の電気分解を実施するに必要な電流の関数として記録することによりなるガス流中の水分濃度を決定するためのプロセス。
１８．前記の柔軟材料を対向流で一面に蔽うことよりなる請求の範囲第９項の装置におけるガスの脱離を減少するためのプロセス。