JPS6016579B2 - アルカリ金属蒸気圧測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルカリ金属蒸気圧測定装置の改量に関する
。

試料ガス中のアルカリ金属蒸気圧を測定する装置として
は、従来特公昭４９−７１９８号公報に示されている蒸
気検出器を応用したものが知られている。

この測定装置は、６ーアルミナ磁器を電解質として用い
たもので、基準蒸気と、被測定蒸気との間に８ーアルミ
ナ磁器を介在させ、両蒸気間の化学的ポテンシャルの差
に対応した電位差をＢ−アルミナ磁器の両面間から得る
ようにしている。すなわち、基準蒸気の蒸気圧をＰ，と
し、被測定蒸気の蒸気圧をＰ２とし、気体定数をＲとし
、フアラデー定数をＦとし、絶対温度をＴとすると電位
差Ｅは、Ｅ＝尊書 ．・・．・・（１’ で示される。

したがって、Ｅ、Ｒ、Ｔ、Ｆ、Ｐ，が判明するとＰ２が
判ることになる。そして、被測定蒸気の温度などから密
度を測定し、これらから蒸気濃度を測定するようにした
ものもある。しかしながら、従来のこの種の装置にあっ
ては、次のような問題があった。

すなわち、検出系に導かれるアルカリ金属蒸気は、通常
、完全な蒸気状態である場合が少なく、ミストとの混合
状態である場合が多い。このようにミスト分が含まれて
いると、このミストがセンサ−、つまり８ーアルミナ磁
器の表面に付着する。また、時によっては、Ｂ−アルミ
ナ磁器の表面にアルカリ金属蒸気が凝縮する。このよう
に８ーアルミナ磁器の一表面側にアルカリ金属が凝縮し
たり、あるいはそのミストが付着したりすると、被測定
側の蒸気圧が基準側の蒸気圧に近い値となる。この結果
、電位差の絶対値が見掛上減少し、正確な蒸気圧が測定
できない欠点があった。本発明は、このような事情に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、いわゆ
るセンサーの表面の一部にアルカリ金属が凝縮したり、
あるいはそのミストが付着した場合であっても蒸気圧を
正確に測定し得るアルカリ金属蒸気圧測定装置を提供す
ることにある。

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

図において、１は矢印２で示す方向へ試料ガスが通流す
るガス流路である。ガス流路１の上壁部には、孔３が設
けてあり、この孔３には有底筒状に形成された仕切筒４
が気密に挿着されている。上記仕切筒４は、組成が、た
とえばＮａ２０−１１１２０３の８−アルミナ磁器で形
成されており、その底壁側が流路１内に位置するように
挿着されている。そして、仕切筒４の外周面には、導電
線Ｚを、たとえばコイル状に巻回してなる電極５が密着
して取り付けてあり、この電極５はリード線６の一端側
に線続され、上記リード線６の他端側は流路１の上壁を
気密に貫通して設けられた絶縁部材７内を気密に貫通し
て外部端子８に接続されてＺいる。前記仕切筒４の流路
１外に位置する開□端は、蓋体９によって気密に閉塞さ
れており、上記蓋体９および仕切筒４によって囲まれた
部屋１０内には基準アルカリ液体金属１１が封入されて
いる。また、部屋１０内には上記基準アルカリ液体金属
１１内に浸潰される関係に加熱機構、たとえばシーズヒ
ーター２が配設されており、このシーズヒータ１２の両
端は前記蓋体９を気密に貫通して外部端子１３，１４に
接続されている。さらに、部屋１０内には、その一部が
基準アルカリ液体金属１１内を横切るように通風ダクト
１５が設けてあり、この通風ダクト１５の両端は前記蓋
体９を気密に貫通して部屋１０外へ突出している。そし
て、上記通風ダクト１５の部屋１０外に位置する一端は
送風機１６に接続されている。また、前記部屋１０内に
はシーズ形熱電対１７の温度接点が仕切筒４の底壁内面
に近い所まで挿し込まれており、この熱電対１７の出力
側は蓋体９を気密に貫通して外部端子１８，１９に接続
されている。同様に、部屋１０内には、棒状の電極２０
が、その先端を基準アルカリ液体金属１１中に挿込む関
係に設けてあり、この電極２０の池端側は、前記蓋体９
を気密に貫通して設けられた絶縁材２１中を気密に貫通
して外部端子２２に接続されている。しかして、前記シ
ーズヒータ１２および送風機１６の入力端はそれぞれ電
源装置３１の出力端に接続されている。

この電源装置３１は制御回路３２からの信号に基いてシ
ーズヒーー夕１２および送風機１６に所定期間ずつ交互
に入力を供給するように構成されている。一方、前記熱
電対１７の出力は温度検出回路３３に導入されている。
また、前記外部端子８，２２間に得られる出力電圧は極
性反転検出回路３４に導入されている。この極性反転検
出回路３４は、外部端子８と２２との間に現われる電圧
が端子８側をプラスにしている状態からマイナス状態に
切換ったとき出力信号を送出し、この世力信号はしコー
ダ３５に導入される。上記しコーダ３５は極性反転検出
回路３４から出力信号が送出される毎に前記温度検出回
路３４の出力を記録するように構成されている。なお、
上記しコーダ３５は、流路１内に設けられた温度検出器
および圧力検出器（何れも図示せず）の出力夕も記録す
るようにしている。次に上記のように構成された装置を
使ってナトリウム蒸気圧を測定する場合についてその作
用を説明する。

この場合には、基準アルカリ液体金属１１と０し、液体
ナトリウムが用いられる。

しかして、制御回路３２を作動させると、電源装置３１
は、まず、ヒーター２に入力を供給する。

したがって、部屋１０内の液体ナトリウムは加熱され、
この結果、仕切筒４も十分高温とな；り、この仕切筒４
の外表面には付着しているナトリウムミストなどが蒸発
して消滅する。また、部屋１０内にはナトリウム蒸気が
充満し、その蒸気圧はＰ，となる。なお、Ｐ，は流路１
内のナトリウム蒸気圧Ｐ２より高く設定されるものとす
る。０ この場合、蒸気圧Ｐ，，Ｐ２の差により、外
部端子８側がプラスとなる極性の電圧が端子８と２２と
の間に発生する。

しかして、所定期間経過すると、電源装置３１は、ヒー
タ１２への入力供給を断ち、こんどは送夕風機１６へ入
力を供給する。

このため、通風ダクト１５内に冷却風が遠流し、この結
果、部屋１０内の液体ナトリウムは急速に冷却される。
したがって、部屋１０内のナトリウム蒸気圧も急速に低
下する。そして、部屋１０内のナトリウム蒸気圧０が流
路１内のナトリウム蒸気圧より低くなると、外部端子８
，２２間に現われる電圧は今までとは極性が逆になる。
この切換わり時に極性反転検出回路３４から出力信号が
送出され、この送出された時点の温度がレコーダ３５に
記録される。上記温度が判明すると予め求められている
飽和蒸気圧曲線から部屋１０内の蒸気圧が判明し、この
蒸気圧が流路１内のナトリウム蒸気圧Ｐ２となる。以後
、上述した動作が繰返し行なわれる。したがって流路１
内のナトリウム蒸気圧が間欠的に測定されることになる
。なお、流路１内のナトリウム蒸気圧が判ると、流路１
内のガス温度、圧力等から流路１内のナトリウム蒸気濃
度を求めることができる。

このように、８ーアルミナ磁器で形成された仕Ｚ切筒４
の両表面間の電位差から試料ガス中のナトリウム蒸気圧
を測定するのではなく、仕切筒４の一方の表面に接触す
る基準液体ナトリウムの蒸気圧を変化させ上記電位差の
極性が反転するときの蒸気圧から試料ガス中のナトリウ
ム蒸気圧を測定するようにしているので、仕切筒４の上
記試料ガスに接触する面にナトリウムミストや凝縮物が
多少付着した場合でも電位差の極性が反転するときの蒸
気圧には何ら変りがないので、結局、試料ガス中のナト
リウム蒸気圧を常に正確に測定できることになる。

なお、送風機で冷却するとき、徐々に冷却すると、辻切
筒４の外表面全体に凝縮物が付着し、良好な測定を阻害
する隠れがあるので、急冷することが望ましい。

また、送風機の代りに他の冷却機構を用いてもよい。ま
た、本発明はナトリウム蒸気圧の測定に限らず、他のア
ルカリ金属の蒸気圧測定にも適用できる。以上詳述した
ように、本発明によれば、いわゆるセンサーの表面にミ
ストなどが多少付着した場合であって正確な測定を行な
い得、たとえばアルカリ金属を冷却材として用いる原子
力設備などの安全運転に十分寄与できるアルカリ金属蒸
気圧測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の構成説明図である。 １・・・・・・試料ガス流路、４・・・・・・８−アル
ミナ磁器製の仕切筒、５，２０・・・・・・電極、１１
・・・・・・基準アルカリ液体金属、１２・・・…シー
ズヒータ、１５・・・・・・通風ダクト、１６・・・・
・・送風機、１７・・・…熱電対。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料ガスに一表面が接触するように配置されたβ−
   アルミナ磁器製の仕切壁と、この仕切壁の他表面側に設
   けられた部屋と、この部屋内に封入された基準アルカリ
   液体金属と、前記仕切壁の両面間電位差を取り出す手段
   と、前記基準アルカリ液体金属を選択的に加熱する加熱
   機構と、前記基準アルカリ液体金属を選択的に冷却する
   冷却機構と、前記基準アルカリ液体金属の温度を検出す
   る温度検出器と、前記加熱機構を付勢して前記仕切壁の
   一表面側に付着しているミストが消滅し得る温度まで昇
   温させた後、前記冷却機構を付勢し、この冷却で前記電
   位差が極性反転したときの前記温度検出器の出力を読取
   る手段とを具備したことを特徴とするアルカリ金属蒸気
   圧測定装置。