JP2001215212A - Instrument for measuring oxygen concentration, and plant applied therewith - Google Patents
Instrument for measuring oxygen concentration, and plant applied therewithInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素濃度測定装置
に係り、更に詳しくは、少なくとも鉛を含有した鉛系金
属に含まれる酸素濃度をオンラインで測定する酸素濃度
測定装置及びそれを適用したプラントに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen concentration measuring device, and more particularly, to an oxygen concentration measuring device for online measuring the concentration of oxygen contained in a lead-based metal containing at least lead, and a plant using the same. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】少なくとも鉛を含有した鉛系金属の循環
ループや、鉛系金属を取扱うプラント等の設計及び製作
を行なう場合、鉛系金属によって配管などの構造材（例
えばステンレス綱、クロム・モリブデン合金等）が腐食
される。この腐食の速度は、鉛系金属中のある酸素濃度
において、著しく速くなる場合がある。2. Description of the Related Art When designing and manufacturing a circulation loop of lead-based metal containing at least lead or a plant handling lead-based metal, structural materials such as pipes (for example, stainless steel, chromium-molybdenum) are made of lead-based metal. Alloys). The rate of this corrosion can be significantly faster at certain oxygen concentrations in the lead-based metal.
【０００３】このように、鉛系金属中の酸素濃度は、腐
食の進行に影響を与える重要な指標であるために、従来
は、鉛系金属を定期的にサンプリングし、サンプリング
した試料から、化学的方法等を用いた酸素濃度測定装置
により鉛系金属中の酸素濃度を測定している。[0003] As described above, the oxygen concentration in a lead-based metal is an important index that affects the progress of corrosion. Therefore, conventionally, a lead-based metal is periodically sampled, and a chemical sample is taken from a sampled sample. The oxygen concentration in the lead-based metal is measured by an oxygen concentration measuring device using a standard method or the like.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の酸素濃度測定装置では、以下のような問題が
ある。However, such a conventional oxygen concentration measuring device has the following problems.
【０００５】すなわち、従来の酸素濃度測定装置は、循
環ループやプラント等から鉛系金属を一旦サンプリング
し、サンプリングした試料に含まれる酸素濃度を測定す
る、いわゆるオフライン測定であった。このため、サン
プリング作業自体に手間を要するのみならず、測定結果
を取得するまでに時間がかかるために、その間の腐食の
進行を阻止することができないという問題があった。That is, the conventional oxygen concentration measuring apparatus is a so-called off-line measurement in which a lead-based metal is once sampled from a circulation loop or a plant, and the oxygen concentration contained in the sampled sample is measured. For this reason, there is a problem that not only the sampling operation itself takes time, but also it takes time to obtain a measurement result, and thus it is not possible to prevent the progress of corrosion during that time.
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その第１の目的は、鉛系金属中に溶存する
酸素濃度をオンラインで連続的に測定し、もって、鉛系
金属中の酸素濃度をリアルタイムで把握することによ
り、必要な場合には迅速なる腐食防止対策を講じること
が可能な酸素濃度測定装置を提供することにある。[0006] The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to continuously measure the concentration of oxygen dissolved in a lead-based metal on-line, and thereby to determine the concentration of oxygen in the lead-based metal. It is an object of the present invention to provide an oxygen concentration measuring device capable of taking quick measures to prevent corrosion when necessary by grasping the oxygen concentration of the sample in real time.
【０００７】また、第２の目的は、このような酸素濃度
測定装置を適用することによって、腐食の影響を低減
し、もって、配管や機器等の耐用年数を延ばすことが可
能なプラントを提供することにある。A second object of the present invention is to provide a plant capable of reducing the influence of corrosion by applying such an oxygen concentration measuring device and extending the useful life of piping and equipment. It is in.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
【０００９】すなわち、請求項１の発明では、内部に予
め定めた圧力で比較基準となる酸素ガスを充填すると共
に、外部に被検流体を流通させる流路を備え、流路内を
流通する被検流体に含まれる酸素ガスの圧力と比較基準
となる酸素ガスの圧力との差に応じて起電力を発生する
中空形状の固体電解質式センサと、固体電解質式センサ
により発生した起電力を測定し、測定された起電力と比
較基準となる酸素ガスの圧力とに基づいて、被検流体に
含まれる酸素ガスの濃度を演算する酸素濃度演算手段と
を備える。That is, according to the first aspect of the present invention, the inside is filled with an oxygen gas serving as a comparison reference at a predetermined pressure, and a flow path for flowing a test fluid to the outside is provided. A hollow solid electrolyte sensor that generates an electromotive force according to the difference between the pressure of the oxygen gas contained in the test fluid and the pressure of the oxygen gas that is a reference, and the electromotive force generated by the solid electrolyte sensor are measured. And oxygen concentration calculating means for calculating the concentration of oxygen gas contained in the test fluid based on the measured electromotive force and the pressure of the oxygen gas as a reference.
【００１０】従って、請求項１の発明の酸素濃度測定装
置においては、以上のような手段を講じることにより、
被検流体に含まれる酸素ガスの圧力と比較基準となる酸
素ガスの圧力との差に応じた起電力を取得し、更に、こ
の起電力から被検流体に含まれる酸素濃度を把握するこ
とが可能となる。Therefore, in the oxygen concentration measuring device according to the first aspect of the present invention, by taking the above measures,
It is possible to obtain an electromotive force corresponding to a difference between the pressure of the oxygen gas contained in the test fluid and the pressure of the oxygen gas serving as the comparison reference, and to further grasp the oxygen concentration contained in the test fluid from the electromotive force. It becomes possible.
【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明の酸
素濃度測定装置において、被検流体を、少なくとも鉛を
含有した鉛系金属とする。According to a second aspect of the present invention, in the oxygen concentration measuring apparatus of the first aspect, the test fluid is a lead-based metal containing at least lead.
【００１２】従って、請求項２の発明の酸素濃度測定装
置においては、以上のような手段を講じることにより、
特に鉛系金属に含まれる酸素ガスの圧力と比較基準とな
る酸素ガスの圧力との差に応じた起電力を得ることがで
き、更にこの起電力から、鉛系金属に含まれる酸素濃度
を把握することが可能となる。Therefore, in the oxygen concentration measuring apparatus according to the second aspect of the present invention, by taking the above means,
In particular, it is possible to obtain an electromotive force corresponding to the difference between the pressure of the oxygen gas contained in the lead-based metal and the pressure of the oxygen gas serving as the comparison standard, and from this electromotive force, grasp the oxygen concentration contained in the lead-based metal It is possible to do.
【００１３】請求項３の発明では、請求項１の発明の酸
素濃度測定装置において、少なくとも鉛を含有した鉛系
金属をその内部に流通させる配管に備えられ、流路によ
って配管の一部を形成するようにするとともに、固体電
解質式センサは、起電力を連続的に測定する。According to a third aspect of the present invention, in the oxygen concentration measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the pipe is provided with a lead-based metal containing at least lead therein, and a part of the pipe is formed by the flow path. In addition, the solid electrolyte sensor continuously measures the electromotive force.
【００１４】従って、請求項３の発明の酸素濃度測定装
置においては、以上のような手段を講じることにより、
配管内を流通する鉛系金属に含まれる酸素ガスの圧力と
比較基準となる酸素ガスの圧力との差に応じた起電力を
連続的に取得し、更に、この起電力から、被検流体に含
まれる酸素濃度を連続的に把握することが可能となる。Therefore, in the oxygen concentration measuring apparatus according to the third aspect of the present invention, by taking the above means,
Continuously obtain an electromotive force corresponding to the difference between the pressure of the oxygen gas contained in the lead-based metal flowing through the pipe and the pressure of the oxygen gas as a reference, and further, from this electromotive force, It is possible to continuously grasp the concentration of oxygen contained.
【００１５】請求項４の発明では、請求項１乃至３のう
ちいずれか１項の発明の酸素濃度測定装置を適用する。According to a fourth aspect of the present invention, the oxygen concentration measuring device according to the first aspect of the present invention is applied.
【００１６】従って、請求項４の発明のプラントにおい
ては、以上のような手段を講じることにより、配管等を
流通する鉛系金属に含まれる酸素濃度をリアルタイムで
把握することができる。Therefore, in the plant according to the fourth aspect of the present invention, by taking the above measures, it is possible to grasp in real time the concentration of oxygen contained in the lead-based metal flowing through the piping and the like.
【００１７】その結果、必要な場合には迅速なる腐食防
止対策を講じることが可能なプラントを実現することが
可能となる。As a result, it is possible to realize a plant that can take quick measures to prevent corrosion when necessary.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００２０】図１は、第１の実施の形態に係る酸素濃度
測定装置の全体構成の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the entire configuration of the oxygen concentration measuring device according to the first embodiment.
【００２１】すなわち、本実施の形態に係る酸素濃度測
定装置は、固体電解質式センサ１と、一対の電極２と、
レファレンスガス充填部３と、レファレンスガス側電極
リード線４と、鉛系金属側電極リード線５と、起電力測
定器６と、レファレンスガス注入装置８と、レファレン
スガス注入ノズル１０と、熱電対１２と、温度測定器１
４と、センサホルダ１５と、取付け座１６と、蓋１７
と、封着用セラミックス１８と、取付けボルト２０とを
備えており、循環ループやプラント等の鉛系金属配管２
２の一部に直接挿入されることにより設置され、鉛系金
属配管２２内を流通する鉛系金属中に溶存する酸素濃度
を取得する機能を備えている。That is, the oxygen concentration measuring apparatus according to the present embodiment comprises a solid electrolyte sensor 1, a pair of electrodes 2,
Reference gas filling section 3, reference gas side electrode lead wire 4, lead-based metal side electrode lead wire 5, electromotive force measuring device 6, reference gas injection device 8, reference gas injection nozzle 10, thermocouple 12 And a temperature measuring device 1
4, sensor holder 15, mounting seat 16, lid 17
, A ceramic 18 for sealing, and a mounting bolt 20.
2 is installed by being directly inserted into a part of the lead metal 2 and has a function of acquiring the concentration of oxygen dissolved in the lead metal flowing through the lead metal pipe 22.
【００２２】この機能は、予め定めた圧力で、比較基準
となる酸素ガスが充填されたレファレンスガス充填部３
を備え、レファレンスガス充填部３に充填された酸素ガ
スと、鉛系金属中に含まれる酸素ガスの圧力との差に応
じた起電力を発生する固体電解質式センサ１と、その起
電力を測定し、測定された起電力から鉛系金属中に溶存
する酸素濃度を算出する起電力測定器６によって実現さ
れる。This function is performed by a reference gas filling section 3 filled with oxygen gas serving as a comparison reference at a predetermined pressure.
And a solid electrolyte sensor 1 that generates an electromotive force according to the difference between the oxygen gas filled in the reference gas filling unit 3 and the pressure of the oxygen gas contained in the lead-based metal, and measures the electromotive force. This is realized by an electromotive force measuring device 6 that calculates the concentration of oxygen dissolved in the lead-based metal from the measured electromotive force.
【００２３】固体電解質式センサ１は、その内部に、後
述するレファレンスガス注入装置８により予め定めた圧
力で酸素ガスが注入されたレファレンスガス充填部３を
備えている。また、固体電解質式センサ１の下端部は、
多孔質構造を有する電極２でコーティングしている。そ
して、図中の矢印に示すとおり、鉛系金属配管２２内を
流通する鉛系金属が、固体電解式センサ１の外部と接触
する。The solid electrolyte type sensor 1 includes a reference gas filling section 3 into which oxygen gas is injected at a predetermined pressure by a reference gas injection device 8 described later. The lower end of the solid electrolyte sensor 1 is
It is coated with an electrode 2 having a porous structure. Then, as indicated by the arrow in the figure, the lead-based metal flowing in the lead-based metal pipe 22 comes into contact with the outside of the solid electrolytic sensor 1.
【００２４】固体電解質式センサ１の材質は、ＺｒＯ２
（酸化ジルコニウム）を主成分とし、第２成分としてＭ
ｇＯ（酸化マグネシウム）、ＣａＯ（酸化カルシウ
ム）、Ｙ ２Ｏ３（酸化イットリウム）等を添加したもの
とする。The material of the solid electrolyte type sensor 1 is ZrO2
(Zirconium oxide) as a main component and M as a second component.
gO (magnesium oxide), CaO (calcium oxide)
M), Y 2O3(Yttrium oxide)
And
【００２５】固体電解質式センサ１は、鉛系金属配管２
２から導入された鉛系金属に含まれる酸素ガスの圧力
と、固体電解質式センサ１の内部のレファレンスガス充
填部３に充填された酸素ガスの圧力との差に応じて、固
体電解質式センサ１を隔壁とした濃淡電池を形成し、下
記に示すネルンストの原理に従って、起電力を発生させ
る。The solid electrolyte type sensor 1 includes a lead-based metal pipe 2
In accordance with the difference between the pressure of the oxygen gas contained in the lead-based metal introduced from 2 and the pressure of the oxygen gas filled in the reference gas filling portion 3 inside the solid electrolyte sensor 1, the solid electrolyte sensor 1 Is formed, and an electromotive force is generated according to the Nernst principle shown below.
【００２６】ネルンストの原理は、以下に示す式（１）
で表される。 Ｅ＝（Ｒ×Ｔ）／（４×Ｆ）×ｌｎ（Ｐ（基準）／Ｐ）…（１） ここで、Ｅ：起電力（Ｖ）、Ｒ：ガス定数、Ｔ：絶対温
度（Ｋ）、Ｆ：ファラデー定数（Ｃ／ｍｏｌ）、Ｐ（基
準）：レファレンスガスの酸素ガス分圧（ａｔｍ）、
Ｐ：鉛系金属に含まれる酸素ガス分圧（ａｔｍ）。The principle of Nernst is expressed by the following equation (1).
It is represented by E = (R × T) / (4 × F) × ln (P (reference) / P) (1) where E: electromotive force (V), R: gas constant, T: absolute temperature (K) , F: Faraday constant (C / mol), P (reference): oxygen gas partial pressure of reference gas (atm),
P: oxygen gas partial pressure (atm) contained in the lead-based metal.
【００２７】一対の電極２は、それぞれ固体電解質式セ
ンサ１のレファレンスガス充填部３および鉛系金属配管
２２側とに接続しており、上述したネルンストの原理に
従って固体電解質式センサ１により発生した起電力に応
じた電位が、レファレンスガス充填部３側と鉛系金属配
管２２側との電極２にそれぞれ生じる。一対の電極２に
は、レファレンスガス充填部３側にレファレンスガス側
電極リード線４を、鉛系金属配管２２側に鉛系金属側電
極リード線５をそれぞれ接続している。The pair of electrodes 2 are connected to the reference gas filling portion 3 and the lead-based metal pipe 22 side of the solid electrolyte sensor 1 respectively, and the electrodes generated by the solid electrolyte sensor 1 in accordance with the Nernst principle described above. A potential corresponding to the electric power is generated on the electrodes 2 on the reference gas filling portion 3 side and the lead-based metal pipe 22 side, respectively. The pair of electrodes 2 are connected to a reference gas side electrode lead wire 4 on the reference gas filling portion 3 side and a lead type metal side electrode lead wire 5 to the lead type metal pipe 22 side.
【００２８】レファレンスガス充填部３は、後述するレ
ファレンスガス注入装置８により注入された酸素ガスを
リファレンスガスとして保持する。The reference gas filling section 3 holds oxygen gas injected by a reference gas injection device 8 described later as a reference gas.
【００２９】レファレンスガス側電極リード線４は、固
体電解質式センサ１の内部にあるレファレンスガス充填
部３側の電極２と、後述する起電力測定器６とを接続し
ている。また、鉛系金属側電極リード線５は、鉛系金属
配管２２側の電極２と、後述する起電力測定器６とを接
続している。The reference gas side electrode lead wire 4 connects the electrode 2 on the side of the reference gas filling section 3 inside the solid electrolyte type sensor 1 and an electromotive force measuring device 6 described later. Further, the lead-based metal-side electrode lead wire 5 connects the electrode 2 on the lead-based metal pipe 22 side to an electromotive force measuring device 6 described later.
【００３０】起電力測定器６は、レファレンスガス側電
極リード線４と鉛系金属側電極リード線５とを介して、
固体電解質式センサ１のレファレンスガス充填部３側の
電位と鉛系金属配管２２側の電位とをそれぞれ取得し、
それらの電位差を起電力として取得する。そして、この
ように取得された起電力と、後述する温度測定器１４に
よって測定された固体電解質式センサ１の温度の値とか
ら、上述した（１）式に基づいて、鉛系金属に含まれて
いる酸素ガス分圧Ｐを算出する。更に、この圧力Ｐを濃
度に換算することによって、鉛系金属に含まれる酸素濃
度を演算する。The electromotive force measuring device 6 is connected via the reference gas side electrode lead wire 4 and the lead-based metal side electrode lead wire 5 to each other.
The potential on the reference gas filling portion 3 side and the potential on the lead-based metal pipe 22 side of the solid electrolyte sensor 1 are obtained, respectively.
The potential difference between them is obtained as an electromotive force. Then, based on the electromotive force obtained in this manner and the temperature value of the solid electrolyte sensor 1 measured by the temperature measuring device 14 described later, it is included in the lead-based metal based on the above-described equation (1). The calculated oxygen gas partial pressure P is calculated. Further, by converting this pressure P into a concentration, the concentration of oxygen contained in the lead-based metal is calculated.
【００３１】レファレンスガス注入装置８は、後述する
レファレンスガス注入ノズル１０を介して、予め定めた
圧力で、レファレンスガス充填部３に、レファレンスガ
スである酸素ガスを注入する。The reference gas injection device 8 injects an oxygen gas as a reference gas into the reference gas filling section 3 at a predetermined pressure through a reference gas injection nozzle 10 described later.
【００３２】レファレンスガス注入ノズル１０は、レフ
ァレンスガス注入装置８から注入されるレファレンスガ
スである酸素ガスをレファレンスガス充填部３に導入す
るためのノズルである。The reference gas injection nozzle 10 is a nozzle for introducing oxygen gas, which is a reference gas injected from the reference gas injection device 8, into the reference gas filling section 3.
【００３３】熱電対１２は、固体電解質式センサ１の内
側に接触するように設けられ、固体電解質式センサ１の
温度に応じて電位を発生し、その電位を後述する温度測
定器１４に出力する。The thermocouple 12 is provided so as to be in contact with the inside of the solid electrolyte type sensor 1, generates a potential according to the temperature of the solid electrolyte type sensor 1, and outputs the potential to a temperature measuring device 14 described later. .
【００３４】温度測定器１４は、熱電対１２から出力さ
れた電位を演算して、固体電解質式センサ１の温度を取
得する。The temperature measuring device 14 calculates the potential output from the thermocouple 12 to obtain the temperature of the solid electrolyte sensor 1.
【００３５】センサホルダ１５は、鉛系金属配管２２の
一部に設けられた取付け座１６（後述する）に装着され
た固体電解質式センサ１の周りを囲むように設けたメッ
シュ状の部材であり、固体電解質式センサ１を保護する
とともに、鉛系金属配管２２内を流通する鉛系金属を固
体電解質式センサ１の外側に接触可能としている。The sensor holder 15 is a mesh-shaped member provided so as to surround the solid electrolyte sensor 1 mounted on a mounting seat 16 (described later) provided on a part of the lead-based metal pipe 22. In addition, the solid electrolyte sensor 1 is protected, and the lead metal flowing in the lead metal pipe 22 can be brought into contact with the outside of the solid electrolyte sensor 1.
【００３６】取付け座１６は、鉛系金属配管２２の一部
に設けられ、固体電解質式センサ１を挿入し取付けるた
めの開口部である。The mounting seat 16 is provided in a part of the lead-based metal pipe 22 and is an opening for inserting and mounting the solid electrolyte type sensor 1.
【００３７】蓋１７は、取付け座１６の上部開口部を塞
ぐためのものであり、蓋１７の下面と固体電解質式セン
サ１の上端部とが接続されるようにしており、固体電解
質式センサ１と一体化した構成としている。これによっ
て、蓋１７で取付け座１６の上部開口部を塞ぐことによ
って、固体電解質式センサ１が取付け座１６に装着され
るようにしている。なお、蓋１７には熱電対１２、レフ
ァレンスガス注入ノズル１０、レファレンスガス側電極
リード線４、鉛系金属側電極リード線５のための貫通孔
を適宜設けた構成としている。The lid 17 is for closing the upper opening of the mounting seat 16, and the lower surface of the lid 17 is connected to the upper end of the solid electrolyte sensor 1. And integrated. Thus, the solid electrolyte type sensor 1 is mounted on the mounting seat 16 by closing the upper opening of the mounting seat 16 with the lid 17. The lid 17 is provided with through holes for the thermocouple 12, the reference gas injection nozzle 10, the reference gas side electrode lead wire 4, and the lead-based metal side electrode lead wire 5 as appropriate.
【００３８】封着用セラミックス１８は、固体電解質式
センサ１を蓋１７に固定するために固体電解質式センサ
１の上部外周に設け、蓋１７に固設した固定材であり、
これにより、固体電解質式センサ１が、鉛系金属の流れ
により生じる流体応力を受けても振動しないようにして
いる。The ceramics 18 for sealing is a fixing material provided on the outer periphery of the upper part of the solid electrolyte type sensor 1 for fixing the solid electrolyte type sensor 1 to the lid 17 and fixed to the lid 17.
This prevents the solid electrolyte sensor 1 from vibrating even if it receives fluid stress generated by the flow of the lead-based metal.
【００３９】取付けボルト２０は、蓋１７を取付け座１
６に固定する。The mounting bolt 20 connects the lid 17 to the mounting seat 1.
Fix to 6.
【００４０】このように、本実施の形態に係る酸素濃度
測定装置は、鉛系金属配管２２に設けられ、鉛系金属配
管２２内を流通する鉛系金属を直接的かつ連続的に固体
電解質式センサ１の外部に接触させる構成としている。As described above, the oxygen concentration measuring apparatus according to the present embodiment is provided on the lead-based metal pipe 22 and directly and continuously converts the lead-based metal flowing through the lead-based metal pipe 22 into a solid electrolyte type. It is configured to be in contact with the outside of the sensor 1.
【００４１】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る酸素濃度測定装置の作用について説明する。Next, the operation of the oxygen concentration measuring apparatus according to this embodiment configured as described above will be described.
【００４２】鉛系金属配管２２の一部に備えられた取付
け座１６に挿入されることによって、鉛系金属配管２２
に直接設けられた本実施の形態に係る酸素濃度測定装置
は、固体電解質式センサ１の外表面が、鉛系金属配管２
２内を流通する鉛系金属によって接触される。By being inserted into the mounting seat 16 provided in a part of the lead-based metal pipe 22, the lead-based metal pipe 22
The oxygen concentration measuring device according to the present embodiment provided directly on the solid electrolyte type sensor 1 has a lead-based metal pipe 2
2 is contacted by the lead-based metal flowing through the inside.
【００４３】一方、固体電解質式センサ１の内部のレフ
ァレンスガス充填部３には、レファレンスガス注入装置
８によって、所定の圧力で注入されたレファレンスガス
である酸素ガスが充填されている。On the other hand, the reference gas filling section 3 inside the solid electrolyte type sensor 1 is filled with an oxygen gas which is a reference gas injected at a predetermined pressure by a reference gas injection device 8.
【００４４】鉛系金属が固体電解質式センサ１の外側に
接触したときに、固体電解質式センサ１では、レファレ
ンスガス充填部３に充填されている酸素ガスの圧力と、
鉛系金属に含まれる酸素ガスの圧力との差に応じて、ネ
ルンストの原理に基づいて一対の電極２に起電力が発生
し、レファレンスガス側電極リード線４と鉛系金属側電
極リード線５を介して起電力測定器６によって起電力が
計測される。When the lead-based metal comes into contact with the outside of the solid electrolyte type sensor 1, the solid electrolyte type sensor 1 detects the pressure of the oxygen gas filled in the reference gas filling portion 3,
An electromotive force is generated in the pair of electrodes 2 based on the Nernst principle according to the difference between the pressure of oxygen gas contained in the lead-based metal and the reference gas-side electrode lead 4 and the lead-based metal-side electrode lead 5. The electromotive force is measured by the electromotive force measuring device 6 via the.
【００４５】一方、熱電対１２によって固体電解質式セ
ンサ１の温度に応じた電位が温度測定器１４に出力さ
れ、更に温度測定器１４では、出力された電位から、固
体電解質式センサ１の温度に換算される。On the other hand, a potential corresponding to the temperature of the solid electrolyte sensor 1 is output to the temperature measuring device 14 by the thermocouple 12, and the temperature measuring device 14 converts the output potential to the temperature of the solid electrolyte sensor 1. Converted.
【００４６】上述したようにして測定された起電力と、
固体電解質式センサ１の温度の値とから、上述した
（１）式を用いて、鉛系金属に含まれる酸素ガス分圧Ｐ
が算出される。更に、この圧力Ｐが濃度に換算すること
によって、鉛系金属に含まれる酸素濃度が算出される。The electromotive force measured as described above,
From the value of the temperature of the solid electrolyte sensor 1, the partial pressure P of oxygen gas contained in the lead-based metal is calculated using the above equation (1).
Is calculated. Further, by converting the pressure P into a concentration, the concentration of oxygen contained in the lead-based metal is calculated.
【００４７】すなわち、鉛系金属の流れに応じて得られ
る起電力を常時測定することによって、鉛系金属に含ま
れる酸素濃度が連続的に算出される。That is, by constantly measuring the electromotive force obtained according to the flow of the lead-based metal, the concentration of oxygen contained in the lead-based metal is continuously calculated.
【００４８】上述したように、本実施の形態に係る酸素
濃度測定装置においては、上記のような作用により、鉛
系金属中の酸素濃度を直接的かつ連続的に取得すること
ができる。As described above, in the oxygen concentration measuring device according to the present embodiment, the oxygen concentration in the lead-based metal can be obtained directly and continuously by the above operation.
【００４９】その結果、鉛系金属中の酸素濃度をリアル
タイムで把握することが可能な酸素濃度測定装置を実現
することが可能となる。As a result, it is possible to realize an oxygen concentration measuring device capable of grasping the oxygen concentration in the lead-based metal in real time.
【００５０】鉛系金属中の酸素濃度は、配管等の腐食の
進行速度に大きな影響を与える指標であることから、こ
のように鉛系金属中の酸素濃度をリアルタイムで把握す
ることが可能な酸素濃度測定装置を適用することによっ
て、腐食の進行速度が速い酸素濃度に至った場合など必
要な場合には、迅速なる腐食防止対策を講じることが可
能となる。Since the oxygen concentration in the lead-based metal is an index that has a great effect on the rate of progress of corrosion of piping and the like, the oxygen concentration in which the oxygen concentration in the lead-based metal can be grasped in real time as described above. By applying the concentration measuring device, when necessary, for example, when the progress rate of corrosion reaches a high oxygen concentration, it is possible to take quick measures to prevent corrosion.
【００５１】また、このような酸素濃度測定装置を適用
することによって、腐食の影響を低減し、配管や機器等
の耐用年数を延ばすことができるプラントを実現するこ
とが可能となる。Further, by applying such an oxygen concentration measuring device, it is possible to realize a plant capable of reducing the influence of corrosion and extending the useful life of piping and equipment.
【００５２】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態を図２を用いて説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００５３】図２は、第２の実施の形態に係る酸素濃度
測定装置の全体構成の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of the entire configuration of the oxygen concentration measuring device according to the second embodiment.
【００５４】第２の実施の形態に係る酸素濃度測定装置
は、第１の実施の形態に係る酸素濃度測定装置の鉛系金
属側電極リード線５を省略し、鉛系金属側電極２４と、
鉛系金属側電極リード線２６とを付加した構成としてお
り、更に、取付け座１６を導電体で形成している。その
他の構成は第１の実施の形態と同一である。The oxygen concentration measuring apparatus according to the second embodiment is different from the oxygen concentration measuring apparatus according to the first embodiment in that the lead-based metal side electrode lead wire 5 is omitted, and the lead-based metal side electrode 24 and
A lead metal side electrode lead wire 26 is added, and the mounting seat 16 is formed of a conductor. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
【００５５】よって、ここでは、第１の実施の形態と同
一の部分については、図２において図１中の符号と同一
符号で示すとともにその説明を省略し、以下に異なる部
分についてのみ述べる。Therefore, the same parts as those in the first embodiment are indicated by the same reference numerals in FIG. 2 as those in FIG. 1 and the description thereof is omitted, and only different parts will be described below.
【００５６】鉛系金属側電極２４は、片端が取付け座１
６と、他端が鉛系金属側電極リード線２６とそれぞれ電
気的に接続している。One end of the lead-based metal side electrode 24 is attached to the mounting seat 1.
6 and the other end are electrically connected to the lead-based metal-side electrode lead wire 26, respectively.
【００５７】鉛系金属側電極リード線２６は、鉛系金属
側電極２４と起電力測定器６とを電気的に接続してお
り、鉛系金属側電極２４の電位を起電力測定器６に出力
する。The lead-based metal-side electrode lead wire 26 electrically connects the lead-based metal-side electrode 24 and the electromotive force measuring instrument 6, and the potential of the lead-based metal-side electrode 24 is connected to the electromotive force measuring instrument 6. Output.
【００５８】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る酸素濃度測定装置の作用について説明する。Next, the operation of the oxygen concentration measuring device according to the present embodiment configured as described above will be described.
【００５９】本実施の形態において、鉛系金属側電極２
４における電位は、固体電解質式センサ１の鉛系金属配
管２２側の電位と等しくなる。更に、鉛系金属側電極２
４における電位が、鉛系金属側電極リード線２６を介し
て起電力測定器６に出力される。In the present embodiment, the lead-based metal side electrode 2
The potential at 4 becomes equal to the potential on the lead-based metal pipe 22 side of the solid electrolyte sensor 1. Furthermore, the lead-based metal side electrode 2
The potential at 4 is output to the electromotive force measuring device 6 via the lead-based metal-side electrode lead wire 26.
【００６０】一方、起電力測定器６には、レファレンス
ガス側電極リード線４を介して、レファレンスガス充填
部３側の電位も出力され、レファレンスガス充填部３側
の電位と鉛系金属側電極２４における電位とから電位
差、すなわち、固体電解質式センサ１に発生した起電力
が算出される。On the other hand, the potential on the reference gas filling portion 3 side is also output to the electromotive force measuring device 6 via the reference gas side electrode lead wire 4, and the potential on the reference gas filling portion 3 side and the lead-based metal side electrode The potential difference from the potential at 24, that is, the electromotive force generated in the solid electrolyte sensor 1 is calculated.
【００６１】このように算出された起電力から、第１の
実施の形態で説明したものと同様の方法で、鉛系金属に
含まれる酸素ガスの濃度が算出される。From the calculated electromotive force, the concentration of oxygen gas contained in the lead-based metal is calculated in the same manner as described in the first embodiment.
【００６２】よって、第２の実施の形態においても、第
１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。Therefore, also in the second embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained.
【００６３】なお、第２の実施の形態において、一対の
電極２の鉛金属側を削除しても第１の実施の形態と同様
の作用効果を得ることができる。In the second embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained even if the lead metal side of the pair of electrodes 2 is omitted.
【００６４】以上、本発明の好適な実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such configurations. Within the scope of the technical idea described in the claims, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples, and these modified examples and modified examples are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉛系金属中に溶存する酸素濃度をオンラインで連続的に
測定することができる。As described above, according to the present invention,
The concentration of oxygen dissolved in a lead-based metal can be continuously measured online.
【００６６】以上により、鉛系金属中の酸素濃度をリア
ルタイムで把握するとともに、必要な場合には迅速なる
腐食防止対策を講じることが可能な酸素濃度測定装置を
実現することができる。また、このような酸素濃度測定
装置を適用することによって、腐食の影響を低減し、も
って、配管や機器等の耐用年数を延ばすことが可能なプ
ラントを実現することができる。As described above, it is possible to realize an oxygen concentration measuring apparatus capable of grasping the oxygen concentration in a lead-based metal in real time and taking quick measures to prevent corrosion if necessary. Further, by applying such an oxygen concentration measuring device, it is possible to realize a plant capable of reducing the influence of corrosion and extending the useful life of piping, equipment, and the like.
【図１】第１の実施の形態に係る酸素濃度測定装置の全
体構成の一例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the overall configuration of an oxygen concentration measuring device according to a first embodiment.
【図２】第２の実施の形態に係る酸素濃度測定装置の全
体構成の一例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an example of the overall configuration of an oxygen concentration measuring device according to a second embodiment.
１…固体電解質式センサ、 ２…電極、 ３…レファレンスガス充填部、 ４…レファレンスガス側電極リード線、 ５…鉛系金属側電極リード線、 ６…起電力測定器、 ８…レファレンスガス注入装置、 １０…レファレンスガス注入ノズル、 １２…熱電対、 １４…温度測定器、 １５…センサホルダ、 １６…取付け座、 １７…蓋、 １８…封着用セラミックス、 ２０…ボルト、 ２２…鉛系金属配管、 ２４…鉛系金属側電極、 ２６…鉛系金属側電極リード線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid electrolyte type sensor, 2 ... Electrode, 3 ... Reference gas filling part, 4 ... Reference gas side electrode lead wire, 5 ... Lead-based metal side electrode lead wire, 6 ... Electromotive force measuring device, 8 ... Reference gas injection device Reference numeral 10: Reference gas injection nozzle, 12: Thermocouple, 14: Temperature measuring device, 15: Sensor holder, 16: Mounting seat, 17: Lid, 18: Sealing ceramic, 20: Bolt, 22: Lead-based metal pipe, 24: Lead-based metal side electrode, 26: Lead-based metal side electrode lead wire.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 実 神奈川県川崎市高津区久末1561−１ ルッ クハイツ日吉２−504 Ｆターム(参考） 2G004 BB01 BC02 BD05 BF18 BG17 BH08 BK03 BK05 BL19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Minoru Takahashi 1561-1 Kusue, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 2-504 Hilux, Hiyoshi, F-term (reference) 2G004 BB01 BC02 BD05 BF18 BG17 BH08 BK03 BK05 BL19
Claims (4)
酸素ガスを充填すると共に、外部に被検流体を流通させ
る流路を備え、前記流路内を流通する被検流体に含まれ
る酸素ガスの圧力と前記比較基準となる酸素ガスの圧力
との差に応じて起電力を発生する中空形状の固体電解質
式センサと、 前記固体電解質式センサにより発生した起電力を測定
し、当該測定された起電力と前記比較基準となる酸素ガ
スの圧力とに基づいて、前記被検流体に含まれる酸素ガ
スの濃度を演算する酸素濃度演算手段とを備えたことを
特徴とする酸素濃度測定装置。An internal gas is filled with an oxygen gas serving as a comparison reference at a predetermined pressure, and a flow path for flowing a test fluid to the outside is provided, and oxygen contained in the test fluid flowing in the flow path is provided. A hollow solid electrolyte sensor that generates an electromotive force in accordance with the difference between the pressure of the gas and the pressure of the oxygen gas serving as the comparison reference, measuring the electromotive force generated by the solid electrolyte sensor, and An oxygen concentration calculating means for calculating the concentration of oxygen gas contained in the test fluid based on the generated electromotive force and the pressure of the oxygen gas serving as the comparison reference.
いて、 前記被検流体を、少なくとも鉛を含有した鉛系金属とし
たことを特徴とする酸素濃度測定装置。2. The oxygen concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the test fluid is a lead-based metal containing at least lead.
いて、 少なくとも鉛を含有した鉛系金属をその内部に流通させ
る配管に備えられ、前記流路によって前記配管の一部を
形成するようにするとともに、前記固体電解質式センサ
は、前記起電力を連続的に測定するようにしたことを特
徴とする酸素濃度測定装置。3. The oxygen concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the pipe is provided with a lead-based metal containing at least lead therein, and the flow path forms a part of the pipe. An oxygen concentration measuring device, wherein the solid electrolyte sensor continuously measures the electromotive force.
載の酸素濃度測定装置を適用したことを特徴とするプラ
ント。4. A plant to which the oxygen concentration measuring device according to claim 1 is applied.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000026520A JP3540701B2 (en) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Oxygen concentration measuring device and plant to which it is applied |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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