JPS58166253A - 成分濃度測定装置 - Google Patents
成分濃度測定装置Info
- Publication number
- JPS58166253A JPS58166253A JP57049270A JP4927082A JPS58166253A JP S58166253 A JPS58166253 A JP S58166253A JP 57049270 A JP57049270 A JP 57049270A JP 4927082 A JP4927082 A JP 4927082A JP S58166253 A JPS58166253 A JP S58166253A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dehumidified
- signal
- zirconia
- base oxygen
- oxygen concentration
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カルジャ（Ｃａｂ）、イツトリア（Ｙ２Ｏ３
＞等で安定化されたジルコニア磁器を用いて、測定ガス
中の酸素濃度及び水分濃醜を測定する成分濃度測定装置
に関する。
＞等で安定化されたジルコニア磁器を用いて、測定ガス
中の酸素濃度及び水分濃醜を測定する成分濃度測定装置
に関する。
従来から、第１図に示すような酸素濃ｒＩＬｉｔが知ら
れている。この図において、１はジルコニアパイプ、２
は金属製パイプ、３はパイプ２に固定されたと一′夕、
４は断熱材、５及び６はジルコニアパイプ１の両面に接
着された電極、７は信号処理部、８は受信計である。上
記パイプ２、ヒータ３、断熱材４及び図示しない温度セ
ンサや調節部は恒温槽を゛構成し、これによって、ジル
コニアパイプ１は−“定温度（約７００’Ｃ）に保たれ
ている。この濃度計において、ジルコニアパイプ１の内
部Ａ（測定ガス導入部）に測定ガスＧ×が導入され、ジ
ルコニアパイプ１とパイプ２で形′成される空ｆｌｌＢ
（基準ガス導入部）に基準ガスＧａ （通常は空気）
が導入されると、両ガス中の酸素濃゛度差に基づき、ネ
ルンストの式（後述の（１）弐′）で”知られる起電力
Ｅが、電極５及び６の間に生じ、これに対応した信号が
信号処理部７に送ら□れる。信号処理部７は、所定の演
算を行い、受信計８に酸素−”度［ｖ０１％１を積木・
記録させる。
れている。この図において、１はジルコニアパイプ、２
は金属製パイプ、３はパイプ２に固定されたと一′夕、
４は断熱材、５及び６はジルコニアパイプ１の両面に接
着された電極、７は信号処理部、８は受信計である。上
記パイプ２、ヒータ３、断熱材４及び図示しない温度セ
ンサや調節部は恒温槽を゛構成し、これによって、ジル
コニアパイプ１は−“定温度（約７００’Ｃ）に保たれ
ている。この濃度計において、ジルコニアパイプ１の内
部Ａ（測定ガス導入部）に測定ガスＧ×が導入され、ジ
ルコニアパイプ１とパイプ２で形′成される空ｆｌｌＢ
（基準ガス導入部）に基準ガスＧａ （通常は空気）
が導入されると、両ガス中の酸素濃゛度差に基づき、ネ
ルンストの式（後述の（１）弐′）で”知られる起電力
Ｅが、電極５及び６の間に生じ、これに対応した信号が
信号処理部７に送ら□れる。信号処理部７は、所定の演
算を行い、受信計８に酸素−”度［ｖ０１％１を積木・
記録させる。
Ｅ＝ （ＲＴ／ｎ Ｆ）Ｉｎ（Ｐｘ ／Ｐａ ）−（１
）但し、Ｒ・・・ガス定数 Ｔ・・・絶対温麿ｎ・・・
４ Ｆ・・・ファラデ一定数Ｐ×・・・測定ガス
中の酸素濃度 ［ｖ０１％Ｉ Ｐａ・・・基準ガス中の酸素濃度 ［ｖｏ１％］ ところで、工業分析の分野、例えば、煙過等の排ガス成
分測定では、ドライベース酸素濃度、ウェットベース酸
素濃度及び水分濃度の同時測定が強く望まれている。
）但し、Ｒ・・・ガス定数 Ｔ・・・絶対温麿ｎ・・・
４ Ｆ・・・ファラデ一定数Ｐ×・・・測定ガス
中の酸素濃度 ［ｖ０１％Ｉ Ｐａ・・・基準ガス中の酸素濃度 ［ｖｏ１％］ ところで、工業分析の分野、例えば、煙過等の排ガス成
分測定では、ドライベース酸素濃度、ウェットベース酸
素濃度及び水分濃度の同時測定が強く望まれている。
しかし、従来のジルコニア酸素計では、上述のように、
測定ガスの酸素濃度しか測定することができないので、
上聞要求に応えるには、他の分析計を同時に使用する必
要が生じ、楡めて煩雑であるという問題があった。
測定ガスの酸素濃度しか測定することができないので、
上聞要求に応えるには、他の分析計を同時に使用する必
要が生じ、楡めて煩雑であるという問題があった。
本発明は、この問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、ドライベース酸素濃度、ウェットベース酸素濃度及
び水分濃度の同時測定が可能な成分濃度測定装置を実現
することにある。
は、ドライベース酸素濃度、ウェットベース酸素濃度及
び水分濃度の同時測定が可能な成分濃度測定装置を実現
することにある。
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例を示す説明図である（第１図
と同一部分には同一符号を付した）。
と同一部分には同一符号を付した）。
この第２図において、１１及び１２はそれぞれ第１及び
第２の隔壁を形成する試験管形ジルコニア、１３乃至１
６は電極で、試験管形ジルコニア１１と１２は各先端同
士（電極の固定部）を対向させた状態でパイプ２内に配
設されている。１７は測定ガス採取箇所のフィルタ１８
とジルコニア１１の内部（測定ガス導入部）Ａ１を連通
する管路、１９はジルコニア１１の内部Ａ１とジルコニ
ア１２の内部（測定ガス導入部）Ａ２を除湿器２０を介
して連通する管路、２１はジルコニア１２の内部Ａ２と
排気先を連通ずる管路、２２は管路２１に設置されたエ
ジェクタである。尚、ジルコニア１１及び１２の開口部
は、蓋２３及び２４で閉塞されている。又、パイプ２と
ジルコニア１１及び１２で形成される９圓（基準ガス導
入部）Ｂには、強制的又は自然貫流により空気が導入さ
れる。
第２の隔壁を形成する試験管形ジルコニア、１３乃至１
６は電極で、試験管形ジルコニア１１と１２は各先端同
士（電極の固定部）を対向させた状態でパイプ２内に配
設されている。１７は測定ガス採取箇所のフィルタ１８
とジルコニア１１の内部（測定ガス導入部）Ａ１を連通
する管路、１９はジルコニア１１の内部Ａ１とジルコニ
ア１２の内部（測定ガス導入部）Ａ２を除湿器２０を介
して連通する管路、２１はジルコニア１２の内部Ａ２と
排気先を連通ずる管路、２２は管路２１に設置されたエ
ジェクタである。尚、ジルコニア１１及び１２の開口部
は、蓋２３及び２４で閉塞されている。又、パイプ２と
ジルコニア１１及び１２で形成される９圓（基準ガス導
入部）Ｂには、強制的又は自然貫流により空気が導入さ
れる。
２５及び２６は増幅器、２７は演算部である。
増幅器２５は電極１３と１４との間の起電ツノを増幅し
た信号Ｅ１を演舞部２７に出力し、増幅器２６は電極１
５と１６闇の起電りを増幅した信号Ｅ２を演算部２７に
出力するもので、演算部２７は、この信号Ｅ１及びＥｌ
をもとに後述する所定の演算を行い、受信計（図示せず
）にウェットベース酸素濃度信号Ｅ３、ドライベース酸
素濃度信号Ｅ４及び水分濃度信号Ｅ５を出力するもので
ある。
た信号Ｅ１を演舞部２７に出力し、増幅器２６は電極１
５と１６闇の起電りを増幅した信号Ｅ２を演算部２７に
出力するもので、演算部２７は、この信号Ｅ１及びＥｌ
をもとに後述する所定の演算を行い、受信計（図示せず
）にウェットベース酸素濃度信号Ｅ３、ドライベース酸
素濃度信号Ｅ４及び水分濃度信号Ｅ５を出力するもので
ある。
次に、上記構成の成分濃度測定装置の動作について説明
する。
する。
ヒータ３等で構成され、る恒温槽によって、ジルコニア
１１及び１２は一定（且つ同一）ａ！度に保持されてい
る。この状態で、■ジェクタ２２が駆動されると、測定
ガスは、採取箇所−÷フィルタ１８→管路１７→ジル」
ニア１１の内部Ａ１→管路１９→除湿器２ｏ→管路１９
−→ジルコニア１２の内部Ａ２→ニジｌクタ２２→排気
先の方向で流れる。このため、ジル」ニア１１の内部Ａ
１には、除湿しない生の測定ガスが導入され、ジルコニ
ア１２の内部Ａ２には、除湿器２０で除湿した測定ガス
が導入される。一方、ジルコニア１１及び１２の外、即
ち上記中１ｉ１Ｂには、空気が導入される。
１１及び１２は一定（且つ同一）ａ！度に保持されてい
る。この状態で、■ジェクタ２２が駆動されると、測定
ガスは、採取箇所−÷フィルタ１８→管路１７→ジル」
ニア１１の内部Ａ１→管路１９→除湿器２ｏ→管路１９
−→ジルコニア１２の内部Ａ２→ニジｌクタ２２→排気
先の方向で流れる。このため、ジル」ニア１１の内部Ａ
１には、除湿しない生の測定ガスが導入され、ジルコニ
ア１２の内部Ａ２には、除湿器２０で除湿した測定ガス
が導入される。一方、ジルコニア１１及び１２の外、即
ち上記中１ｉ１Ｂには、空気が導入される。
従って、電極１３と１４間の起電力に対応する信号Ｅｌ
及び電極１５と１６間の起電力に対応する信号Ｅ２は、
（２）式及び（３）式となる。
及び電極１５と１６間の起電力に対応する信号Ｅ２は、
（２）式及び（３）式となる。
Ｅｌ ＝Ｋｌｎ（Ｐｘ ｓ ’／２１ ＞−（２）Ｅｌ
＝Ｋｌｒｉ（ＰＸ ２／２１）”（３）但し、Ｋ＝Ｒ
Ｔ／ｎ Ｆ・・・定数 ＰＸｔ・・・除湿しない語定ガス中の酸素濃度［ｖ０１
％］ ＰＸ２・・・除湿した測定ガス中の酸素濃度［ｖ０１％
］ ところで、除湿しない測定ガスの体積Ｖ中に含まれる酸
素量及び水分量がＶＯ及びＶＷであるとすると、上記の
各酸素濃度Ｐｘ、及びＰｘ２、並びに水分濃度Ｈ［ｖｏ
１％］の関係は（４）式乃至（６）式となる。
＝Ｋｌｒｉ（ＰＸ ２／２１）”（３）但し、Ｋ＝Ｒ
Ｔ／ｎ Ｆ・・・定数 ＰＸｔ・・・除湿しない語定ガス中の酸素濃度［ｖ０１
％］ ＰＸ２・・・除湿した測定ガス中の酸素濃度［ｖ０１％
］ ところで、除湿しない測定ガスの体積Ｖ中に含まれる酸
素量及び水分量がＶＯ及びＶＷであるとすると、上記の
各酸素濃度Ｐｘ、及びＰｘ２、並びに水分濃度Ｈ［ｖｏ
１％］の関係は（４）式乃至（６）式となる。
ｐｘ １ ＝ｖｏ／Ｖ−（４）
ｐｘ ２ ＝ＶＯ／ Ｖ−ｖｖｔ−（５）Ｈ＝ ｖ
ｗ／ Ｖ・・・ （６） 又、（４）式乃至（６）式から（７）式が求められる。
ｗ／ Ｖ・・・ （６） 又、（４）式乃至（６）式から（７）式が求められる。
Ｈ＝１− （Ｐｘ １／Ｐｘ ２ ）−（７）このため
、演算部２７は、（２）式及び（３）式に基づき信号Ｅ
ｒ 、Ｅ２を直線化して、Ｐｘｌ、ＰＸ２に比例した信
号Ｅ３．Ｅ４を出力すると共に、この直線化した信号Ｅ
３．Ｅ４を用いて、（７）式からＨを求めこれに比例し
たｆ８号Ｅ５を出力する。従って、信号Ｅ３はウェット
ベース酸素濃度信号となり、信号Ｅ４はドライベース酸
素濃度信号とな″す、又、４ｉｓ号Ｅ５は水分濃度信号
となる。
、演算部２７は、（２）式及び（３）式に基づき信号Ｅ
ｒ 、Ｅ２を直線化して、Ｐｘｌ、ＰＸ２に比例した信
号Ｅ３．Ｅ４を出力すると共に、この直線化した信号Ｅ
３．Ｅ４を用いて、（７）式からＨを求めこれに比例し
たｆ８号Ｅ５を出力する。従って、信号Ｅ３はウェット
ベース酸素濃度信号となり、信号Ｅ４はドライベース酸
素濃度信号とな″す、又、４ｉｓ号Ｅ５は水分濃度信号
となる。
尚、上記実施例における測定ガスの導入路の代わりに、
例えば、ジルコニア′１１の内部Ａ＋に除湿しない測定
ガスを、ジルコニア１２の内部Ａｚに基準ガスを、ジル
コニア１１．１２とパイプ２で形成される空ｌ１ｌＢに
除湿した測定ガスをそれぞれ導くような導入路を構成し
てもよい。又、除湿しない測定ガスの導入路と除湿した
測定ガスの導入路が並列構成となるようにしてもよい。
例えば、ジルコニア′１１の内部Ａ＋に除湿しない測定
ガスを、ジルコニア１２の内部Ａｚに基準ガスを、ジル
コニア１１．１２とパイプ２で形成される空ｌ１ｌＢに
除湿した測定ガスをそれぞれ導くような導入路を構成し
てもよい。又、除湿しない測定ガスの導入路と除湿した
測定ガスの導入路が並列構成となるようにしてもよい。
更に、恒温槽については、上記実施例のように１個であ
る必要もなく、各ジルコニア毎に設けてもよい。又、水
分部１ｉＨを求める演算式を（７）式に限定する必要は
なく、次式に基づく演算を行ってもよい。
る必要もなく、各ジルコニア毎に設けてもよい。又、水
分部１ｉＨを求める演算式を（７）式に限定する必要は
なく、次式に基づく演算を行ってもよい。
２−Ｅｔ
＝Ｋ （ｌｎＰｘ ｚ −Ｉｎ２１−１ｎＰｘ １＋ｌ
ｎ２１ ）＝Ｋ （１ｎｐｘ ２−１ｎＰｘ Ｉ ）−
Ｋｉｎ（Ｐｘ ２ ／ＰＸ ｔ ） 、’、 Ｈ”１−ｅ （Ｅｔ Ｅｚ ／Ｋ）以上
説明したように、本発明による成分濃度測定装置は、第
ｉの隔壁に除湿しない測定ガスを導き、第２の隔壁に除
湿した測定ガスを導くように構成されているので、本発
明によれば、ドライベース酸素濃度信号、ウェットベー
ス酸素濃度信号及び水分濃度信号を同時に得ることがで
きる。
ｎ２１ ）＝Ｋ （１ｎｐｘ ２−１ｎＰｘ Ｉ ）−
Ｋｉｎ（Ｐｘ ２ ／ＰＸ ｔ ） 、’、 Ｈ”１−ｅ （Ｅｔ Ｅｚ ／Ｋ）以上
説明したように、本発明による成分濃度測定装置は、第
ｉの隔壁に除湿しない測定ガスを導き、第２の隔壁に除
湿した測定ガスを導くように構成されているので、本発
明によれば、ドライベース酸素濃度信号、ウェットベー
ス酸素濃度信号及び水分濃度信号を同時に得ることがで
きる。
第１図は従来のジルコニア酸素計の説明図、第２図は本
発明による成分濃度測定装置の一実施例を示す説明図で
ある。 ２・・・金属製パイプ ３・・・ヒータ４・・・断熱
材 １１・・・ジルコニア（第１の隔壁） １２・・・ジルコニア（第２の隔壁） １３．１４．１５．１６・・・電極 １７．１９．２１・・・管路
発明による成分濃度測定装置の一実施例を示す説明図で
ある。 ２・・・金属製パイプ ３・・・ヒータ４・・・断熱
材 １１・・・ジルコニア（第１の隔壁） １２・・・ジルコニア（第２の隔壁） １３．１４．１５．１６・・・電極 １７．１９．２１・・・管路
Claims (1)
- ジルコニア磁器の隔壁に該隔壁の両側の気体の酸素濃度
差に基づく起電がが生じることを利用した成分濃度測定
装置において、前記隔壁として第１及び第２の隔壁を設
け、−１記第１の隔壁の片側に除湿しない測定ガスを導
き、前記第２の隔壁の片側に除湿した測定ガスを導くよ
うに構成し、前記第１及び第２の隔壁での起電力から、
ドライベース酸素濃度信号、ウェットへ−ス酸素濃度信
号及び水分一度信号を求めるようにした成分濃度測定装
Ｗ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049270A JPS58166253A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 成分濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57049270A JPS58166253A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 成分濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166253A true JPS58166253A (ja) | 1983-10-01 |
Family
ID=12826143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57049270A Pending JPS58166253A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 成分濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166253A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231149A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-09 | Ebara Res Co Ltd | 排ガス中の水分濃度測定方法及びその装置 |
| JPS63292058A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Mitaka Kogyo Kk | 酸素および水分の連続測定方法 |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57049270A patent/JPS58166253A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231149A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-09 | Ebara Res Co Ltd | 排ガス中の水分濃度測定方法及びその装置 |
| JPS63292058A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Mitaka Kogyo Kk | 酸素および水分の連続測定方法 |
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