JPS6134621B2 - - Google Patents
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- JPS6134621B2 JPS6134621B2 JP54039711A JP3971179A JPS6134621B2 JP S6134621 B2 JPS6134621 B2 JP S6134621B2 JP 54039711 A JP54039711 A JP 54039711A JP 3971179 A JP3971179 A JP 3971179A JP S6134621 B2 JPS6134621 B2 JP S6134621B2
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- halogen gas
- halogen
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
本発明は、ジルコニアよりなる固体電解質を用
いた空気中に含まれるハロゲンガス濃度の検出法
およびその装置に関するものである。 従来、フツ素（Ｆ）、塩素（Cl）、臭素（Br）
およびヨウ素（Ｉ）などのハロゲンまたは六フツ
化イオウ（SF6）、フツ化臭素（BrF）および五
フツ化ヨウ素IF5などのハロゲン化合物を検出す
るには、試薬を用いて定性的または定量的に化学
分析を行う方法が一般に採用されているが、この
化学分析法は操作が煩わしく、分析結果が出ずま
でに比較的長い時間を要するなどの欠点があり、
万一空気中にハロゲンが漏洩した場合、その検出
が迅速に行えないため、その漏洩対策処理が遅れ
てしまうなどの問題点があつた。 本発明のハロゲンガス検出法およびその装置は
従来のこのような欠点や問題点を解決するために
なされたもので、内外面に貴金属よりなる電極を
有する酸素イオン伝導性固体電解質の一方の電極
面に基準ガスとしての空気を、他方の電極面に被
測定ガスとしてのハロゲンガスを含んだ空気をそ
れぞれ接触させ、被測定ガス側電極を正とし、基
準ガス側電極を負とする両電極間に発生するハロ
ゲンガス濃度に対応した起電力より、空気中に含
まれるハロゲンガスを検出するハロゲンガス濃度
検出法およびその検出法に用いる内外面に貴金属
よりなる電極を有したジルコニアよりなる酸素イ
オン伝導性固体電解質と、該固体電解質を所定温
度に加熱する加熱手段と、ハロゲンガスを含んだ
空気を採取して固体電解質の被測定ガス側電極に
送るガス採取手段と、固体電解質の内外両電極間
に発生したハロゲンガス濃度に対応した起電力に
もとづいて指示又は警報を行う表示手段とより少
なくとも構成されるハロゲンガス濃度検出装置で
ある。 次に本発明の構成を一具体例を示す第１図にも
とずいて詳しく説明すれば、ジルコニアよりなる
管状の固体電解質１の外側に貴金属よりなる基準
ガス側電極２を、内側に白金等の貴金属よりなる
被測定ガス側電極３をそれぞれ設け、これを加熱
手段によつて400℃〜900℃の間の一定の温度に加
熱し、基準ガス側電極２に基準ガスとしての空気
を接触させ、一方の被測定ガス側電極３に被測定
ガスとしてのハロゲンガスを含む空気をガス採取
手段によつて採取して接触させる。このようにす
ると、被測定ガス側電極３を正とし、基準ガス側
電極２を負として、内外両電極２，３間にはハロ
ゲンガス濃度に対応した起電力、例えば空気中に
SF6ガスが含まれている場合は第２図に示すよう
な起電力が発生する。この起電力は、通常知られ
ている酸素濃度電池の逆の極性を有するものであ
るが、何故このような逆の極性の大きな起電力が
発生するかは明確ではないが、おそらく固体電解
質１と被測定ガス側電極３との間において電気化
学的電池が形成されるために発生するものと考え
られる。第２図において、E0はSF6ガスが空気中
に混入することによつて、空気中の酸素濃度（約
21容量％）が相対容積変化で低くなるために発生
する酸素濃度の減少に対応した、いわゆる酸素濃
淡電池としての固体電解質１に発生する起電力で
ある。この起電力は、基準ガス側電極２が正で、
被測定ガス側電極３が負の電圧となる。こに対
し、ＥHはハロゲンガスすなわち、SF6が含まれ
ることによつて発生した起電力で、前述の通り被
測定ガス側電極３が正で基準ガス側電極２が負の
電圧となる。すなわち、理論上は二つの起電力
E0とＥHとが発生することになるが起電力E0と起
電力ＥHを比較した場合、ＥHがE0よりはるかに
大であるので、例えばメータ等に表示されるのは
反対の起電力E0を打消した後のＥHが表示検出さ
れる。したがつて、前記固体電解質１の内外両電
極２，３間に発生する起電力は、ハロゲンガスの
みによるものとみなしても実用上さしつかえない
ものである。 したがつて、この起電力ＥHを求めることによ
り、空気中に含まれるハロゲンガス濃度を検出で
きるものである。 次にこのハロゲンガス濃度検出法にもとずく検
出装置の一具体例を第３図にもとずいて説明す
る。第２図に示すような固体電解質１は、加熱手
段４によつて約400℃〜900℃の間一定の温度に加
熱されている。そして被測定ガスのガス採取手段
５は、プローグ６，延長チユーブ７，吸引ポンプ
８，流量計９等より構成され、通常箱中にコンパ
クトに収納されている。一方、前記固体電解質１
の内外面電極２，３はリード線１０で、指示計１
１および／または警報器１２などからなる表示手
段１３に電気的に接続されている。 したがつて被測定室１４内の被測定ガスは、採
取手段５によつて採取され、固体電解質１の被測
定ガス側電極３の部分へ流入さる。被測定ガス側
中に、例えばSF6ガスのようなハロゲンガスが含
まれている場合は、第２図に示すような、内外両
電極２，３間に起電力ＥHが生じる。このときの
状態を分りやすく図示すると、第４図のようにな
る。第４図でＡの部分はハロゲンガス濃度が比較
的低い場合、A′の部分はハロゲンガス濃度が比
較的高い場合をそれぞれ示している。Ａおよび
A′の状態では、指示計１１が０％目盛より高い
濃度目盛を指示し、また同時に警報器１２等が作
動し、赤ランプが点灯したりまたはブザー等が鳴
つて警報を発するようになつている。 このようなハロゲンガス濃度検出装置において
は、ハロゲンガスによる固体電解質１の劣化がど
うしてもさけられないので固体電解質１の劣化を
できるだけ少なくするためには、被測定ガスを連
続的に流すのではなく、断続的に流すようにする
とよい。そのような装置の一具体例を第５図に示
す。ここで被測定ガスは時限回路１５の出力信号
によつて断続的に開閉動作する三方向電磁弁１６
を経由して、固体電解質１に断続的に流れる。こ
こで、被測定ガスを流していない時間は、清浄な
空気を流しておき、被測定ガス側電極３部分に残
留しているハロゲンガスを取り除くようにすると
よい。この場合、固体電解質１の内外両電極２，
３間に発生する起電力の状態は第６図の説明図の
ＢおよびB′の示すような断続的なものになる。こ
のような起電力をピークホールド回路１７にて、
連続信号に変換して、表示手段１３に入力する。 次に本発明のハロゲンガス濃度検出法およびそ
の装置を用いた実施例について説明する。SF6ガ
スと空気とを混合して７種類の濃度のテストガス
を作成し、このガスを本発明の装置にて検出した
場合の指示値を第１表に、次に10分間づつ繰返し
流したときの指示値の再現性を第２表に示す。こ
のように、指示値はテストガスの濃度値と非常に
よく一致しており、また再現性もよいこと、さら
にテストガス濃度を0.5％SF6から7.8％SF6に切
替えた場合の応答時間は約15秒という比較的速い
応答時間が得られた。
いた空気中に含まれるハロゲンガス濃度の検出法
およびその装置に関するものである。 従来、フツ素（Ｆ）、塩素（Cl）、臭素（Br）
およびヨウ素（Ｉ）などのハロゲンまたは六フツ
化イオウ（SF6）、フツ化臭素（BrF）および五
フツ化ヨウ素IF5などのハロゲン化合物を検出す
るには、試薬を用いて定性的または定量的に化学
分析を行う方法が一般に採用されているが、この
化学分析法は操作が煩わしく、分析結果が出ずま
でに比較的長い時間を要するなどの欠点があり、
万一空気中にハロゲンが漏洩した場合、その検出
が迅速に行えないため、その漏洩対策処理が遅れ
てしまうなどの問題点があつた。 本発明のハロゲンガス検出法およびその装置は
従来のこのような欠点や問題点を解決するために
なされたもので、内外面に貴金属よりなる電極を
有する酸素イオン伝導性固体電解質の一方の電極
面に基準ガスとしての空気を、他方の電極面に被
測定ガスとしてのハロゲンガスを含んだ空気をそ
れぞれ接触させ、被測定ガス側電極を正とし、基
準ガス側電極を負とする両電極間に発生するハロ
ゲンガス濃度に対応した起電力より、空気中に含
まれるハロゲンガスを検出するハロゲンガス濃度
検出法およびその検出法に用いる内外面に貴金属
よりなる電極を有したジルコニアよりなる酸素イ
オン伝導性固体電解質と、該固体電解質を所定温
度に加熱する加熱手段と、ハロゲンガスを含んだ
空気を採取して固体電解質の被測定ガス側電極に
送るガス採取手段と、固体電解質の内外両電極間
に発生したハロゲンガス濃度に対応した起電力に
もとづいて指示又は警報を行う表示手段とより少
なくとも構成されるハロゲンガス濃度検出装置で
ある。 次に本発明の構成を一具体例を示す第１図にも
とずいて詳しく説明すれば、ジルコニアよりなる
管状の固体電解質１の外側に貴金属よりなる基準
ガス側電極２を、内側に白金等の貴金属よりなる
被測定ガス側電極３をそれぞれ設け、これを加熱
手段によつて400℃〜900℃の間の一定の温度に加
熱し、基準ガス側電極２に基準ガスとしての空気
を接触させ、一方の被測定ガス側電極３に被測定
ガスとしてのハロゲンガスを含む空気をガス採取
手段によつて採取して接触させる。このようにす
ると、被測定ガス側電極３を正とし、基準ガス側
電極２を負として、内外両電極２，３間にはハロ
ゲンガス濃度に対応した起電力、例えば空気中に
SF6ガスが含まれている場合は第２図に示すよう
な起電力が発生する。この起電力は、通常知られ
ている酸素濃度電池の逆の極性を有するものであ
るが、何故このような逆の極性の大きな起電力が
発生するかは明確ではないが、おそらく固体電解
質１と被測定ガス側電極３との間において電気化
学的電池が形成されるために発生するものと考え
られる。第２図において、E0はSF6ガスが空気中
に混入することによつて、空気中の酸素濃度（約
21容量％）が相対容積変化で低くなるために発生
する酸素濃度の減少に対応した、いわゆる酸素濃
淡電池としての固体電解質１に発生する起電力で
ある。この起電力は、基準ガス側電極２が正で、
被測定ガス側電極３が負の電圧となる。こに対
し、ＥHはハロゲンガスすなわち、SF6が含まれ
ることによつて発生した起電力で、前述の通り被
測定ガス側電極３が正で基準ガス側電極２が負の
電圧となる。すなわち、理論上は二つの起電力
E0とＥHとが発生することになるが起電力E0と起
電力ＥHを比較した場合、ＥHがE0よりはるかに
大であるので、例えばメータ等に表示されるのは
反対の起電力E0を打消した後のＥHが表示検出さ
れる。したがつて、前記固体電解質１の内外両電
極２，３間に発生する起電力は、ハロゲンガスの
みによるものとみなしても実用上さしつかえない
ものである。 したがつて、この起電力ＥHを求めることによ
り、空気中に含まれるハロゲンガス濃度を検出で
きるものである。 次にこのハロゲンガス濃度検出法にもとずく検
出装置の一具体例を第３図にもとずいて説明す
る。第２図に示すような固体電解質１は、加熱手
段４によつて約400℃〜900℃の間一定の温度に加
熱されている。そして被測定ガスのガス採取手段
５は、プローグ６，延長チユーブ７，吸引ポンプ
８，流量計９等より構成され、通常箱中にコンパ
クトに収納されている。一方、前記固体電解質１
の内外面電極２，３はリード線１０で、指示計１
１および／または警報器１２などからなる表示手
段１３に電気的に接続されている。 したがつて被測定室１４内の被測定ガスは、採
取手段５によつて採取され、固体電解質１の被測
定ガス側電極３の部分へ流入さる。被測定ガス側
中に、例えばSF6ガスのようなハロゲンガスが含
まれている場合は、第２図に示すような、内外両
電極２，３間に起電力ＥHが生じる。このときの
状態を分りやすく図示すると、第４図のようにな
る。第４図でＡの部分はハロゲンガス濃度が比較
的低い場合、A′の部分はハロゲンガス濃度が比
較的高い場合をそれぞれ示している。Ａおよび
A′の状態では、指示計１１が０％目盛より高い
濃度目盛を指示し、また同時に警報器１２等が作
動し、赤ランプが点灯したりまたはブザー等が鳴
つて警報を発するようになつている。 このようなハロゲンガス濃度検出装置において
は、ハロゲンガスによる固体電解質１の劣化がど
うしてもさけられないので固体電解質１の劣化を
できるだけ少なくするためには、被測定ガスを連
続的に流すのではなく、断続的に流すようにする
とよい。そのような装置の一具体例を第５図に示
す。ここで被測定ガスは時限回路１５の出力信号
によつて断続的に開閉動作する三方向電磁弁１６
を経由して、固体電解質１に断続的に流れる。こ
こで、被測定ガスを流していない時間は、清浄な
空気を流しておき、被測定ガス側電極３部分に残
留しているハロゲンガスを取り除くようにすると
よい。この場合、固体電解質１の内外両電極２，
３間に発生する起電力の状態は第６図の説明図の
ＢおよびB′の示すような断続的なものになる。こ
のような起電力をピークホールド回路１７にて、
連続信号に変換して、表示手段１３に入力する。 次に本発明のハロゲンガス濃度検出法およびそ
の装置を用いた実施例について説明する。SF6ガ
スと空気とを混合して７種類の濃度のテストガス
を作成し、このガスを本発明の装置にて検出した
場合の指示値を第１表に、次に10分間づつ繰返し
流したときの指示値の再現性を第２表に示す。こ
のように、指示値はテストガスの濃度値と非常に
よく一致しており、また再現性もよいこと、さら
にテストガス濃度を0.5％SF6から7.8％SF6に切
替えた場合の応答時間は約15秒という比較的速い
応答時間が得られた。
【表】
【表】
なお、上記実施例はハロゲンとして、SF6ガス
を用いた場合の結果であるが、SF6ガス以外にも
Ｆ，Cl，Br，Ｉ，BrF，IF5などのガスを用いた
場合についても、ほぼ同様の結果が得られるもの
である。 以上述べたように本発明のハロゲンガス濃度検
出法およびその装置は空気中に含まれるハロゲン
ガス濃度を精度よく、かつ迅速に検出できるもの
で、例えば電気絶縁材として広く知られている
SF6ガスが万一トランス等から漏洩した場合、本
発明の装置が速やかに検出し、SF6ガス漏洩を早
期に検出でき、その結果、事故の対策処理を迅速
に構じることができるのである。また、各種の有
毒なハロゲンガスが空気中に漏れたときも、同様
に検出できるものであり、さらに各種のハロゲン
ガスと空気との混合気体を調整するときにも本発
明の方法および装置が使用できるものであつて工
業上きわめて有用なものである。
を用いた場合の結果であるが、SF6ガス以外にも
Ｆ，Cl，Br，Ｉ，BrF，IF5などのガスを用いた
場合についても、ほぼ同様の結果が得られるもの
である。 以上述べたように本発明のハロゲンガス濃度検
出法およびその装置は空気中に含まれるハロゲン
ガス濃度を精度よく、かつ迅速に検出できるもの
で、例えば電気絶縁材として広く知られている
SF6ガスが万一トランス等から漏洩した場合、本
発明の装置が速やかに検出し、SF6ガス漏洩を早
期に検出でき、その結果、事故の対策処理を迅速
に構じることができるのである。また、各種の有
毒なハロゲンガスが空気中に漏れたときも、同様
に検出できるものであり、さらに各種のハロゲン
ガスと空気との混合気体を調整するときにも本発
明の方法および装置が使用できるものであつて工
業上きわめて有用なものである。
第１図は本発明のハロゲンガス濃度検出法およ
びその装置に用いる固体電解質の一具体例の断面
を示す説明図、第２図はSF6ガスを含む空気につ
いての濃度と起電力との関係を示す説明図、第３
図は本発明の装置の一具体例の基本構成図、第４
図は第３図に示す装置より得られる起電力の発生
状況を模式的に示す特性説明図、第５図は本発明
の装置の他の一具体例を示す基本構成図、第６図
は第５図の装置より得られる起電力の発生状況を
模式的に示す特性説明図である。 １……固体電解質、２……基準ガス側電極、３
……被測定ガス側電極、４……加熱手段、５……
ガス採取手段、６……プローブ、７……チユー
ブ、８……吸引ポンプ、９……流量計、１０……
リード線、１１……指示計、１２……警報器、１
３……表示手段、１４……被測定室、１５……時
限回路、１６……三方向電磁弁、１７……ピーク
ホールダー回路。
びその装置に用いる固体電解質の一具体例の断面
を示す説明図、第２図はSF6ガスを含む空気につ
いての濃度と起電力との関係を示す説明図、第３
図は本発明の装置の一具体例の基本構成図、第４
図は第３図に示す装置より得られる起電力の発生
状況を模式的に示す特性説明図、第５図は本発明
の装置の他の一具体例を示す基本構成図、第６図
は第５図の装置より得られる起電力の発生状況を
模式的に示す特性説明図である。 １……固体電解質、２……基準ガス側電極、３
……被測定ガス側電極、４……加熱手段、５……
ガス採取手段、６……プローブ、７……チユー
ブ、８……吸引ポンプ、９……流量計、１０……
リード線、１１……指示計、１２……警報器、１
３……表示手段、１４……被測定室、１５……時
限回路、１６……三方向電磁弁、１７……ピーク
ホールダー回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内外面に貴金属よりなる電極を有する酸素イ
オン伝導性固体電解質の一方の電極面に基準ガス
としての空気を、他方の電極面に被測定ガスとし
てのハロゲンガスを含んだ空気をそれぞれ接触さ
せ、被測定ガス側電極を正とし基準ガス側電極を
負とする両電極間に発生するハロゲンガス濃度に
対応した起電力より、空気中に含まれるハロゲン
ガス濃度を検出することを特徴とするハロゲンガ
ス濃度検出法。 ２ 内外面に貴金属よりなる電極を有するジルコ
ニアよりなる酸素イオン伝導性固体電解質と、該
固体電解質を所定温度に加熱する加熱手段と、ハ
ロゲンガスを含んだ空気を採取して固体電解質の
被測定ガス電極面に送るガス採取手段と、固体電
解質の内外電極間に発生したハロゲンガス濃度に
対応した起電力にもとづいて指示又は警報を行う
表示手段とより少なくとも構成されることを特徴
とするハロゲンガス濃度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3971179A JPS55132947A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Detecting method of halogen gas density and device thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3971179A JPS55132947A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Detecting method of halogen gas density and device thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55132947A JPS55132947A (en) | 1980-10-16 |
| JPS6134621B2 true JPS6134621B2 (ja) | 1986-08-08 |
Family
ID=12560567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3971179A Granted JPS55132947A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Detecting method of halogen gas density and device thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55132947A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150722U (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-24 | ||
| USD469455S1 (en) | 2002-01-24 | 2003-01-28 | Nikon Corporation | Binoculars |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853752A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Toshiba Corp | ハロゲン化炭化水素ガス漏洩検知素子 |
-
1979
- 1979-04-04 JP JP3971179A patent/JPS55132947A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150722U (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-24 | ||
| USD469455S1 (en) | 2002-01-24 | 2003-01-28 | Nikon Corporation | Binoculars |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55132947A (en) | 1980-10-16 |
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