JPH0726694Y2 - ガス濃度分析計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、限界電流式ガス濃度センサを用いたガス濃
度分析計において、電源を投入した後、センサエレメン
トをその駆動温度に加熱されるまでは測定作業を開始で
きない、という待ち時間をなくすべく、分析計の駆動加
熱回路に予備加熱回路を接続したガス濃度分析計に関す
る。

［従来の技術］ 限界電流式と呼ばれるガス濃度センサは、測定すべきガ
ス濃度の範囲を広くとることができるように、すなわち
測定すべきガスの濃度に対応する限界電流領域として十
分広い領域が得られるように、所定ガスのイオン伝導性
を有する固体電解質をある温度に加熱してセンサを駆動
している。

酸素濃度センサの固体電解質としてよく知られている安
定化ジルコニアでは、例えば350℃以下では十分な限界
電流領域が得られないか、または全く限界電流領域がな
くなるため、通常400℃以上に加熱してセンサを駆動し
ている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記のようなセンサを用いたガス濃度分析計では、電源
スイツチを入れて駆動を開始させても、センサエレメン
トが測定可能となる所定の駆動温度に加熱されるまでに
は、５〜10分またはそれ以上のウオームアツプ時間が必
要で、その間は測定ができず待機していなければならな
い。

特に、ある時間ごとにガス濃度の測定をする必要がある
場合、上記の待機時間の人−時間の損失の積み重ねは軽
視できないものとなるばかりでなく、分析計の寿命をも
ガス濃度を測定できない待機時間のために磨り減らして
いることとなる。

［課題を解決するための手段］ この考案は、上記のガス濃度測定開始までの待機時間を
なくすべくなされたもので、ガス濃度分析計のガス濃度
測定回路と駆動加熱回路とを含む電子回路の中の駆動加
熱回路に、ガス濃度測定回路の電源の開閉とは別の電源
の開閉をする予備加熱回路を接続したものである。

［作用］ 上記のように、この考案のガス濃度分析計ではガス濃度
測定回路を含む電子回路の電源の開閉とは別の電源の開
閉を行う予備加熱回路を、その電子回路の中の駆動加熱
回路に接続してあるので、ガス濃度を測定しようとする
場合、ガス濃度測定回路に電源を投入する前に、予め予
備加熱回路の電源を投入して、駆動加熱回路のみを作動
させることにより、センサエレメントは所定ガスの濃度
に対応した限界電流領域の出力電流値を得るに必要なポ
ンピング作用を行う温度、すなわちセンサの駆動温度に
まで加熱され、その状態が維持される。その後、ガス濃
度の測定を行なう際には、電源回路の電源スイッチを投
入すると、上記電源スイッチと連動して反対に開閉する
予備加熱回路側のスイッチは遮断されるので、上記電源
スイッチと連動しない側の電源スイッチの開閉に係わら
ず、予備加熱回路は機能しない状態となる。そして、電
源回路の電源スイッチを投入している間、電源回路によ
ってガス濃度測定回路と駆動加熱回路の双方を含む電子
回路が駆動される。

［実施例］ つぎに、図面を参照してこの考案のガス濃度分析計の実
施例を説明すれば、１は限界電流式ガス濃度センサのセ
ンサエレメントに所定の電圧を印加して、その出力電流
を読み取るガス濃度測定回路、２は上記センサの出力電
流値が所定のガス濃度に対応する十分に広い限界電流領
域の電流値となるような温度すなわちセンサの駆動温度
にセンサエレメントを加熱する駆動加熱回路、３は上記
ガス濃度測定回路１および駆動加熱回路２を含む電子回
路、４は上記ガス濃度測定回路１のセンサに監視電圧を
与え、かつ駆動加熱回路２の中のヒータに上記センサエ
レメントを駆動温度にまで加熱する電圧を与える、それ
ぞれの電圧を作り出す電源回路、５は商用電源、６は上
記電源回路４と電源５との間に設けられた電源スイツチ
である。７は上記駆動加熱回路２に接続された予備加熱
回路で、８はその電源、９はその電源スイツチ、10はも
う１つのスイツチで、これは上記商用電源５の電源スイ
ツチ６と連動してそれとは反対に開閉するようにしてあ
る。

いま、ある時間ごとに所定のガス濃度を測定しようとす
る場合、電源回路４の電源５を投入する前に予備加熱回
路７の電源スイツチ９を閉じて電源８を入れると、この
ときスイツチ10は閉じられているから、電源８によつて
駆動加熱回路２に電圧が印加される。こうしてセンサエ
レメントが駆動温度に達した後に商用電源５の電源スイ
ツチ６を閉じれば、電源回路４によつてガス濃度測定回
路１のセンサエレメントを駆動させる電圧が作られ、一
方センサエレメントを駆動温度に加熱するに必要なヒー
タの発熱が得られるような電圧が作られて、それぞれガ
ス濃度測定回路１および駆動加熱回路２に印加される。
と同時に、予備加熱回路７のスイツチ10は開となり、そ
の電源８は遮断される。このときは、予備加熱回路７の
電源８によつてすでにセンサエレメントは駆動温度に達
しているので、ガス濃度測定を直ちに開始することがで
きる。かくしてガス濃度を測定した後、つぎに電源回路
４の電源スイツチ６を開とすれば、電子回路３に対して
は電源５は遮断されるが、予備加熱回路７のスイツチ10
が閉となつて、駆動加熱回路２には電源８が入れられ、
センサエレメントを駆動温度に保持する状態が維持され
る。こうして、電源５を投入しさえすれば、従来のよう
な駆動温度までのウオームアツプのための待ち時間なし
に、直ちにガス濃度の測定開始が可能となる。また、本
実施例のガス濃度分析計において、予備加熱回路７は予
備加熱のみに専念するものであるから、その電圧や回路
構成等に対しては予備加熱にとって最適な条件となるよ
うに適宜設計することができる。このように予備加熱回
路７を適切に設計したうえで、上記のように、本実施例
のガス濃度分析計では、測定と次の測定との間にセンサ
エレメントの駆動温度を維持しながらも電源回路４側の
電源５を一旦遮断することができるため、測定待ち時間
中の消費電力を節減することが可能となる。

なお、上記実施例では、予備加熱回路７の電源８として
直流電源を図示したが、これは電源回路４の電源５と同
じ商用電源であつても差し支えない。また、予備加熱回
路７の電源８として蓄電池を使用するときは、それが遮
断されている間に自動的に充電できるように回路を構成
しておくとよい。さらにまた、上記実施例の説明では、
電源回路４の電源５を投入していない間は予備加熱回路
７によりセンサエレメントを駆動温度に維持する、とし
たが、節電の面から加熱温度は駆動温度よりも低めにし
ておいてもよい。

［考案の効果］ この考案のガス濃度分析計によれば、ガス濃度測定回路
と駆動加熱回路とを含む電子回路に必要な電圧を与える
電源回路の電源の開閉とは別個の開閉を行うことができ
る電源により、電源回路に電源が投入されていない間に
予備加熱回路の電源から駆動加熱回路に電圧を印加して
おくことができるので、センサエレメントだけを駆動温
度に維持させることができ、したがつて、一旦電源回路
の電源を切つて、分析計をガス濃度の測定をしない状態
に置いても、再び電源回路の電源を投入すれば、ウオー
ムアツプのための待ち時間なしに直ちにガス濃度の測定
を開始することができる。ところが、予備加熱を行なう
場合、すなわちガス濃度の検出を行なわずに駆動加熱回
路のみを作動させようとする場合には、電源回路から駆
動加熱回路へ通電し、ガス濃度測定回路への通電のみを
遮断する手段を採ることも一般には考えられる。しかし
ながら、本考案のガス濃度分析計は電源回路とは別系統
の予備加熱回路を設けたことで、電源回路が駆動加熱回
路とガス濃度測定回路との間で通電を切り替えるための
切り替え機構を有する必要がなく、電源回路の構成を簡
略化することができる。

さらに、本考案のガス濃度分析計において、予備加熱回
路は予備加熱のみに専念するものであるから、その電圧
や回路構成等に対しては予備加熱にとって最適な条件と
なるように適宜設計することができる。このように予備
加熱回路を適切に設計したうえで、測定と次の測定との
間にセンサエレメントの駆動温度を維持しながらも電源
回路側の電源を一旦遮断することができるため、測定待
ち時間中の消費電力を節減することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案のガス濃度分析計の実施例を示す回路図
である。 1;ガス濃度測定回路、2;駆動加熱回路、3;電子回路、4;
電源回路、5;商用電源、6;電源スイツチ、7;予備加熱回
路、8;電源、9;電源スイツチ、10;スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス濃度測定回路と駆動加熱回路とを含む
   電子回路とその電子回路を駆動するための電圧を作る電
   源回路とからなるガス濃度分析計において、上記駆動加
   熱回路に、上記電源回路の電源スイツチと連動してそれ
   とは反対に開閉するスイツチと、上記電源スイツチとは
   連動しない別の電源スイツチとを有する予備加熱回路を
   接続してなるガス濃度分析計。