JPS63238458A - ジルコニア式分析計 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ジルコニア弐酌累計やジルコニア式湿度計等
として使用され被測定ガスの圧力が変化しても測定誤差
が生じないようにしたジルコニア式分析計に関する。

〈従来の技術〉 周知の如く、ジルコニア式分析計の測定原理は下式の所
謂ネルンストの式（１）で表わされ、鎖式で求められた
発生起電力Ｅから被測定ガス中の測定成分濃度等が求め
られていた。

ここに、Ｒ：ガス定数 Ｔ：セル定数 ｎ：定数（例えば４） ｆ：ファラデ一定数 Ｐｘ＝被測定ガスの測定成分分圧 Ｐａ：比較ガスの測定成分分圧 ΦＸ：被測定ガスの圧力 Ｃｘ：被測定ガス中の測定成分濃度 Φａ：ミニ比較ガス力 Ｃａ：比較ガス中の測定成分濃度 〈発明が解決しようとする問題点〉 然し乍ら、従来のジルコニア式分析計においては、上記
被測定ガス中の測定成分分圧Ｐｘが被測定ガスの圧力変
化の影響を受けるのに対し、比較ガス側が大気に開放さ
れているため上記比較ガス中の測定成分分圧Ｐａが被測
定ガスの圧力変化には追従しないようになっていた。こ
のため、上記発生起電力Ｅは被測定ガス中の測定成分濃
度Ｃｘ（Ｖｏｌ。

％）と被測定ガスの圧力との関数となっていた。

従って、被測定ガス中の測定成分濃度Ｃｘが一定であっ
ても、被測定ガスの圧力ΦＸが変化して発生起電力Ｅも
変化するように入っていた。このため、被測定ガスの圧
力ΦＸの変化に対応して上記測定成分濃度Ｃｘを示す濃
度指示値も変化し、究極的に大きな測定誤差を与えるよ
うになっていた。

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その
目的は、被測定ガスの圧力Φχが変動しても測定誤差を
生じないようなジルコニア式分析計を提供することにあ
る。

く問題点を解決するための具体的な手段〉上述のような
問題点を解決する本発明の特徴は、ジルコニア式分析計
において、ジルコニア素子を、第１および第２の電極で
挟着し、該第１電極側に形成される被測定ガス室に略大
気圧の被測定ガスを導入すると共に、第２？！！極側に
形成される比較ガス室に略大気圧に調節された比較ガス
を導入し、第１および第２の電極間に生ずる起電力から
演算によって被測定ガス中の測定成分濃度を求めること
にある。

〈実施例〉 以下、本発明について図を用いて詳しく説明する１図は
本発明実施例の構成説明図であり１１図中、１は両側に
電極２ａ、　２ｂが装着されたジルコニア素子、３はジ
ルコニア素子１を中央部に挟み込むように配置され図示
しない制御部の指令で温度制御されているヒータ、４は
ジルコニア素子１を支持し被測定ガス室６と比較ガス室
７を形成しているプローブ、５はプローブ４の胴部に設
けられたフランジ、８ａはチェックガスを被測定ガス室
６に導びく導入管、８ｂは比較ガスを比較ガス室７に導
びく導入管、９はプローブ４内の比較ガスを被測定ガス
雰囲気中に導びくピータである。尚、リピータ９の内径
は導入管８ｂの内径に比して十分な太きさを有しており
、導入管８ｂから比較ガス室７に供電 給される比較ガスの流量に対して圧力損失が十分小さく
なるようになっている。

このような構成からなる本発明の実施例において、導入
口８’　ａから導入されたチェックガス（濃度既知の標
準ガス等）は導入管８ａを通り、導出口８″ａから被測
定ガス室６内に供給される。

また、図示しない流量調節部であらかじめ流量調節され
た比較ガス（例えば計装用空気等）導入口８°ａから導
入され導入管８ｂを通り、導出口８”ｂから比較ガス室
７内に供給される。この状態で、被測定ガス室６内の圧
力、被測定ガス中の測定成分濃度、比較ガス室７内の圧
力、および比較ガス中の測定成分濃度を夫々Φｘ、Ｃχ
、Φａ。

およびＣａとすると、前記（１）式の場合と同様、電極
２ｔｈ、　２ｂの間に下式（２）で示すような起電力Ｅ
が得られるようになる。

ここで、上述の如く比較ガス室７に供給される比較ガス
は圧力損失を生ずることなくリピータ９を通って被測定
ガス雰囲気中に放出される構成であるため、該比較ガス
の圧力損失は殆んどが上記流量調節部で生じようになっ
ている。このため、被測定ガス室６内の圧力ΦＸと比較
ガス室７内の圧力Φａは非常に近似しており、大略ΦＸ
−Φａが成立し、上式（２）から下式（３）が導びかれ
る。

ここで、Ｒ，ｎ、およびｆは前述の如く全て定数二 Ｃｘ＝　ＣａＸ　ｅｋ′ｒ（５） この（５）式は、被測定ガス中の測定成分濃度Ｃｘが、
被測定ガスの圧力ΦＸに影ｑＩされないことを示してい
る。尚、本発明は上述の実施例に限定されることなく種
々の変形が可能であり、被測定ガスの圧力ΦＫが大気圧
に近くガスリーク等の影響を無視できるかガスリークが
非常に小さいジルコニア式分析計に適用できる。また、
被測定ガス室に被測定ガスを導入する機構を変形し、図
の所謂直接挿入塁ジルコニア式分析計のみならず所謂サ
ンプリング型ジルコニア式分析計にも適用できる。更に
、上記測定成分を水分とし次のような２種類の湿度計へ
適用することもできる。即ち、被測定ガス中にドライ空
気と水分が含まれている所謂空気ベースガス用の湿度計
と被測定ガス中に燃焼排ガス等と水分が含まれている所
謂非空気ベースガス用の湿度計とに適用できる。後者の
場合、外部に被測定ガスの吸引機構と除湿機構を設け、
除湿された被測定ガスを流量調節部を通して比較ガスと
して導入する等の変形も必要となる。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したような本発明によれば、被測定ガス
の圧力が変動しても測定成分（酷素や水分等）濃度の測
定誤差を生じないジルコニア式分析計が実現する。また
、被測定ガスの圧力変動を生じさせる所謂負荷変動の大
きなファーネスや乾燥炉等で炉内圧力が変化しても、被
測定ガス中の測定成分を正確に測定できるようになる。

特に、火力発電所のＤ　Ｓ　Ｓ　（Ｄａｉｌｙ　５ｔａ
ｒｔ−ｕｐ　ａｎｄ　５ｔｏｐ　）運転の場合、本発明
の効果は甚大なものがある。

更に、本発明によれば、排ガス再循環を行なう場合にお
いてボイラ等の風箱内酸素濃度を正確に測定できるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明実施例の構成説明図である。 １・・・ジルコニアセンサ、２ａ、　２ｂ・・・電極、
３・・・ヒータ、４・・・プローブ、８ａ、　８ｂ・・
・導入管、９・・・リピータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジルコニア素子を第１および第２の電極で挟着し
   、該第１電極側に形成される被測定ガス室に略大気圧の
   被測定ガスを導入すると共に、前記第２電極側に形成さ
   れる比較ガス室に略大気圧に調節された比較ガスを導入
   し、前記第１および第２の電極間に生ずる起電力から演
   算によつて、前記被測定ガス中の測定成分濃度を求める
   ことを特徴とするジルコニア式分析計。
2. （２）前記測定成分は酸素である特許請求範囲第（１）
   項記載のジルコニア式分析計。
3. （３）前記測定成分は水分である特許請求範囲第（１）
   項記載のジルコニア式分析計。
4. （４）前記比較室への比較ガス導入は、流量調節部で流
   量調節された比較ガスが、前記比較室から比較ガスを外
   部へ排出させるリピータの内径よりも小さな内径の導入
   管を通じて圧力損失を生ずることなく行なわれることに
   より、前記比較室内で前記比較ガスが略大気圧に保たれ
   るように構成された特許請求範囲第（１）〜第（３）項
   のいずれかに記載のジルコニア式分析計。