JP2003501624A - 混合気中の水素濃度を測定する装置 - Google Patents

混合気中の水素濃度を測定する装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、閉じた空間の雰囲気を構成する混合気、特に空気中の水素濃度を測定する装置に関する。装置は、前記混合気と接触する検出器（１）を備え、それによって検出器（１）は計算および表示手段（２）に接続され、これによって前記検出器（１）は混合気に含まれる水素との発熱反応を引き起こすことができる触媒（１３）を備え、さらに前記反応によって生じた熱エネルギーを基本的には伝導によって触媒（１３）から低温点（１８）へと伝達するため、前記触媒に固定された伝導手段（１４）を備え、触媒の温度Ｔ１（Ｔ２１）および低温点（１８）の温度Ｔ２（２２）を測定する手段も備え、それによって前記測定手段は、測定温度（Ｔ１−Ｔ２）勾配に基づいて混合気中の水素分子濃度値を計算する手段に接続され、それによって前記計算手段が水素濃度値を前記表示手段に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、混合気中の、特に例えば閉じた構内で雰囲気を構成する空気中の水
素濃度を測定する装置に関する。
【０００２】 本発明の技術分野は、恐らく測定、つまり空気と水蒸気などの混合気内の水素
Ｈ2の濃度またはレベルの定量的評価として述べることができ、この雰囲気は事
故後にエアロゾルと埃で充填されることもあり得る。
【０００３】 混合気中の水素の定性的または定量的測定を確保することができる装置または
器具は、実際に、一方では非常に制限された値の範囲内で測定計器として校正す
ることが可能な検出器の中で、他方では、非常に複雑で様々な基準ガスを供給し
、専門的オペレータも必要とする研究室の器具の中で分類することができる。
【０００４】 現在は事故後の雰囲気では使用できず、不確実な範囲が非常に広い指標も存在
する。
【０００５】 最も単純な指標は、チャンバ内に含まれるガスの熱伝導率の測定に基づく原理
を有するカタロメータである。
【０００６】 このような器具は、概ね、タイプが分かっている雰囲気でのみ使用され、した
がってその目的で特別の校正される。これは、ガス・サンプリング、濃縮器およ
びフィルタを有する複雑な設備も必要とする。
【０００７】 最近、つまりこの約５年間に、水素レベルを知る必要があるまさにその箇所に
配置することができ、Ｈ2の０から３０％の範囲で水素レベル、つまり水素の点
火、燃焼および爆発閾値よりはるかに上を測定することができる測定計器に対す
る大きな需要が増大している。
【０００８】 これらの需要は、基本的に世界中の原子力発電所のオペレータからのものであ
る。炉心の核融合を引き起こす事故の場合、主要な危険の１つは、水素による爆
発の危険があることである。つまり各反応炉で数十の計器を操作する必要がある
。
【０００９】 したがって、上述した需要に応えようとする幾つかのタイプの測定計器が開発
され、販売されている。これらの測定計器は、水素の電気化学的特性または熱特
性を利用する。
【００１０】 これらの計器は全て、永久的な大量の電力供給を必要とするという根本的な不
都合があり、大事故の場合、その最初の結果は、まさに電力供給が全て失われる
ということである。
【００１１】 本発明の発明者は、さらに、現在入手可能な全測定計器に関する試験の間、そ
の中に許容可能であるものがないことを実証した。その基本的理由の１つは、事
故後の原子力発電所のドーム内の雰囲気は、非常に比率の高い水蒸気、および特
にエアロゾルおよび埃の形態の非常に高い放射能を備え、これが測定システムを
妨害するからである。
【００１２】 当技術分野の現状で知られている器具も、重量、寸法、および高いコストに悩
まされている。
【００１３】 結論として、これらの計器は全て、いかなるタイプでも、非常に高いコスト、
表明された需要に対する適応性のなさという不都合を有し、要するにほとんど、
または全く実用可能ではない。
【００１４】 したがって、要件の中でも特に単純で嵩張らず、軽量で信頼性も非常に高い、
混合気中の水素濃度を測定する装置に対する要求が存在する。
【００１５】 依然として、可能な全ての濃度範囲で、特に水素の点火、燃焼および爆発閾値
より上で、水素濃度を精密に測定することを可能にする装置に対する要求がある
。
【００１６】 また、この装置は、いかなる組成でも、例えば事故後の原子力発電所のドーム
内の雰囲気に存在するようなエアロゾルおよび埃、およびその放射能が存在する
可能性があっても、任意の混合気の水素濃度を測定するため、いかなる妨害も受
けずに使用することができなければならない。
【００１７】 本発明の目的は、特に上述した要求の基本的部分に応える、混合気の水素濃度
を測定する装置を提供することである。
【００１８】 本発明の目的は、先行技術の装置の不都合、制約、欠乏および欠点がなく、上
述した先行技術の問題を解決する装置も提供することである。
【００１９】 この目的は、本発明により、混合気の水素濃度を測定し、前記混合気に接触す
るセンサを備え、前記センサが計算および表示の手段に結合され、前記センサが
、混合気に含まれる水素との発熱反応を開始することができる触媒を備え、伝導
手段が前記触媒に固定され、生成された熱エネルギーを基本的に伝導によって前
記触媒から低温点まで伝達し、前記触媒の温度Ｔ１および前記低温点の温度Ｔ２
の温度を測定する手段が、測定された温度勾配Ｔ１−Ｔ２から混合気の水素分子
濃度の値を計算する手段に連結され、前記計算手段が前記水素濃度値を前記表示
手段に伝達する装置によって達成される。
【００２０】 本発明による装置は、上述した要件全てに応え、先行技術の問題に対する解決
策を提供する。
【００２１】 概して、本発明による装置は、知られている装置と比較すると、寸法がはるか
に小さく、はるかに軽量である。
【００２２】 また、一例として本発明による「センサ」装置は、１０から１５ｃｍの全体的
寸法および概ね１キログラム未満の重量を有することができる。
【００２３】 本発明による装置の軽量さと小さい寸法により、特に有利な方法で特にアクセ
スが困難な所定の位置に配置することが可能になり、これは現在提示されている
装置では可能ではない。
【００２４】 同じ意味で、本発明による装置は非常に単純であり、限られた数の要素しか備
えず、これは費用を削減し、製造および維持を単純化して、信頼性に寄与する。
【００２５】 本発明による装置のセンサは、永久的かつ大量の電源を必要とする先行技術の
装置とは異なり、電源を一切必要としない。
【００２６】 実際、センサは、それ自身が必要なエネルギーおよび電圧を生成する要素のみ
を備える。
【００２７】 このセンサの自律性により、特に事故後に原子力発電所のチャンバ内で作動す
るような構造になる。というのは、発電所の電源システムが故障しても作動し続
けることができるからである。
【００２８】 危険な領域の外側で動作することができる計算および表示手段のみが電気的に
供給されるが、その消費量は非常に低いままで、電源は発電所の全体的電源から
独立することができる。
【００２９】 したがって、本発明による装置のバッテリ寿命は、先行技術のものより１０倍
から１００倍大きくすることができる。
【００３０】 さらに、先行技術の装置のポンプおよび電磁弁の供給および／または遠隔制御
の必要性は、事故のシーケンスで要素の１つが非常に素早く故障する可能性を大
幅に高める。
【００３１】 また、本発明によると、Ｈ2の濃度を計算し表示する手段は、センサから任意
の距離に設定することができる。つまり例えば発電所の雰囲気の外側に配置し、
事故の状態の欠点を受けないようすることができる。
【００３２】 センサと計算および表示手段とは、寸法が小さく光源器に対する保護が非常に
単純化された１本のケーブルなど、知られている任意の手段によって連結される
。
【００３３】 特に、本発明は、例えば混合気に含まれる空気中の酸素と水素との触媒発熱反
応など、水素の触媒発熱反応の驚くような予想外の使用法を利用して、この反応
によって生成されたエネルギーを、特に単純で信頼性が高く、電気エネルギーを
必要としないＨ2濃度測定要素に伝達する。
【００３４】 このような目的にこの触媒を使用することは全く予想外であり、本発明による
基本的測定原理は、Ｈ2レベルの測定が基本的に水素の電気化学的特性または熱
特性の変動を辿ることによって実行する先行技術の装置とは全く異なる。
【００３５】 センサが基本的に上述したタイプの触媒を備える本発明による装置は、空気な
ど、いかなる混合気の組成でも、いかなる水素の濃度でも、つまり高いレベルで
も確実かつ精密に測定できることが実証された。
【００３６】 特に有利な方法では、異なる原理に基づいて作動するセンサを備える先行技術
の装置とは異なり、本発明による装置は混合気に含まれるエアロゾル、埃または
水蒸気によって、またはその放射能によって妨害されない。
【００３７】 実際、本発明によるセンサの触媒は、エアロゾルおよび埃によって「毒される
」ことなく、それに伴う水蒸気は、往々にして大量にあり、その作動を妨害せず
、放射能も妨害しない。
【００３８】 本発明による測定装置は、その原理特性、つまり触媒の使用により、特に原子
力発電所の事故後の雰囲気に使用する装置の場合、先行技術の装置が遭遇する問
題の主要部分を克服する。
【００３９】 本発明による装置のセンサに使用される触媒は、「再結合」触媒と呼ばれる触
媒、つまり水素と酸素の再結合を誘発してＨ2Ｏを形成する触媒から選択するこ
とが好ましい。
【００４０】 測定装置の枠組内でこのような触媒を使用することは、先行技術では記載も示
唆もされていない。
【００４１】 前記再結合触媒は、プラチナおよびパラジウムから選択することが好ましい。
【００４２】 触媒の温度上昇につながるのは、例えば再結合反応など、触媒との反応により
生じる大量の発熱エネルギーであり、熱勾配Ｔ１−Ｔ２（ここでＴ２は概ね雰囲
気温度に近い）を水素濃度の測定に使用することができる。
【００４３】 本発明による装置は、上述した発熱反応によって生じた熱勾配に適応する制御
も提供し、これによって「再結合剤」触媒の場合のように触媒が水素の点火を開
始するのを防止する。
【００４４】 本発明によると、触媒反応によって生成される熱エネルギーは、一方では温度
が高くなりすぎるのを回避し、空気と水素の混合物に点火するあらゆる危険を回
避するような方法で、他方では放出されるエネルギーに比例するパラメータＴ１
−Ｔ２（Ｔ１は発熱反応による触媒の温度を表し、Ｔ２は低温点の温度を表す）
を使用するような方法で、低温点に導かれる。
【００４５】 本発明によると、触媒からのエネルギーが導かれる先の前記低温点は、任意の
適切な手段、好ましくは冷却フィンで構成され、その温度は概ね雰囲気温度に近
い。
【００４６】 さらに、本発明によるセンサは、一体となり混合気が循環するダクトまたは煙
突の中に配置すると有利である。センサは、例えば原子力発電所の事故後の雰囲
気など、攪拌した雰囲気中で測定する場合、空力的撹流、局所的不均質性、およ
び場合によっては触媒への水の直接噴霧から保護される。
【００４７】 概ね管状であるダクトまたは煙突内で、センサは、ある種のポンプとして挙動
することによって自身を制御する対流を確立する。
【００４８】 前記ダクトまたは煙突は小さい寸法、つまり例えば１０から１５ｃｍの長さお
よび２から３ｃｍの直径の管または円筒であることが好ましい。このダクトは、
例えば１．５×３ｃｍの寸法および例えば１０から１５ｃｍの長さの長方形断面
を有することもできる。したがって、ダクトまたは煙突は、センサに必要な空間
で小さい役割しか果たさず、センサは通常、他のセンサにアクセス可能な位置に
設定される。
【００４９】 本発明によると、センサの高温点（温度Ｔ１の触媒）と低温点（温度Ｔ２の冷
却フィン）との間のエネルギー伝達は、基本的に伝導によって実施される。
【００５０】 以下で与えられる伝導による熱交換の式（１）によると、熱勾配Ｔ１−Ｔ２と
放出されるエネルギーとの間の関係は直線的である。 Ｐ（Ｗ）＝（（λ＊Ｓ）／１）＊（Ｔ１−Ｔ２） （１） ここで、 −ｌはｃｍ単位の導体の長さ、 −Ｓはｃｍ2単位の導体の断面積、 −λはＷ・ｃｍ-1・ｃ-1単位の材料の伝導率である。
【００５１】 上述したように、装置の一部であり、最大寸法を有する煙突は、垂直で長方形
の断面であることが好ましい。
【００５２】 「センサ」部分は概ね煙突に対して垂直で、概ね外部が管状または円筒形であ
る。
【００５３】 伝導手段も、概ね管状または円筒状の形状である。
【００５４】 本発明によると、伝導による熱交換を促進するため、それ自身は直線的でない
放射および対流によって有利な方法で熱交換を減少させる。
【００５５】 したがって、本発明によると、対流により熱交換を減少させるため、前記伝導
手段をセンサ・エンベロープ内に封入し、例えば２から３ｍｍの十分に小さいあ
る厚さの空気などのガスによってそこから分離し、したがって伝導手段とエンベ
ロープ間に画定されたこの空間内に、対流による熱交換はない。
【００５６】 同じ方法で、本発明によると、触媒の表面は、触媒のエネルギー（したがって
導体の温度）が、（伝導による熱交換と比較して）放射による熱交換を無視でき
るものにするほど十分に小さい表面である。したがって、触媒の表面は、小さい
、つまり例えば約１ｃｍ2と言うことができる表面である。
【００５７】 本発明による装置は、触媒（高温点）の温度Ｔ１および低温点の温度Ｔ２を測
定する手段も備える。これらの手段は、概ね熱電対で構成され、これは概ね頭部
と尾部が接続され、温度勾配の比例測定を直接、冷間鑞付けなしで提供すること
が可能である。
【００５８】 本発明による装置は、分子水素濃度を計算し、表示する手段を備え、これは前
記温度測定手段に結合される。
【００５９】 これらの計算手段では、分子水素濃度の計算は、温度Ｔ１およびＴ２の測定か
ら決定される。
【００６０】 温度勾配（Ｔ１−Ｔ２）は、実際、水素分圧の画像である。
【００６１】 定義では、Ｈ2分子濃度は下式によって与えられる。 Ｃ（Ｈ2）分子＝（（Ｈ2分圧）／（周囲大気の全圧））＊１００ （２） これは次のように書くことができる。 Ｃ（Ｈ2）＝（Ｐ（Ｈ2）／Ｐｔ）＊１００ （３）
【００６２】 全圧Ｐｔは雰囲気圧力（Ｐａ）、水蒸気の分圧（Ｐ（Ｈ2Ｏ））、および式に
よる水素の分圧（Ｐ（Ｈ2））の合計と等しい。 Ｐｔ＝Ｐａ＋Ｐ（Ｈ2Ｏ）＋Ｐ（Ｈ2） （４） ここでＰａ＝１であり、Ｐ（Ｈ2）は直線である伝達関数の媒介によって（Ｔ１
−Ｔ２）の測定により与えられる（例えば図２参照）。
【００６３】 各センサについて、この伝達関数または校正曲線を獲得するために、概ね予備
校正を実施する必要がある。つまり各センサはこのように自身の校正曲線を伴う
。
【００６４】 にもかかわらず、この曲線は各タイプの触媒について同じである。したがって
、１タイプの触媒のみ維持することが興味深い。このケースでは、１つの製造業
者からの触媒プレートの仕入れ品で数年間供給するのに十分である。
【００６５】 この伝達関数を計算手段に導入する。
【００６６】 特定の用途では、水蒸気の分圧ＰＨ2Ｏを無視することができ、したがってＰ
（Ｈ2）およびＰｔを規定するには、温度Ｔ１およびＴ２を測定する２つの手段
で十分である。
【００６７】 例えば、原子力発電所の場合、周囲大気は事故がない場合は大気圧の空気であ
る。
【００６８】 ミリバールのオーダーの低下は無視することができ、２５℃で６０％飽和度、
つまり１０ミリバール未満のオーダーの水蒸気分圧も同様である。
【００６９】 したがって、元の雰囲気は１バールの乾燥空気に同化することができる。
【００７０】 本発明によると、水蒸気の分圧を無視できない場合は、周囲温度Ｔ３を測定す
る手段を考えることも必要であることが有利であり、これは例えば熱電対の形態
をとることもでき、前記計算および表示装置に結合される。
【００７１】 このようにＴ３を測定するおかげで、飽和圧の表の助けにより分圧Ｐ（Ｈ2Ｏ
）を決定することができ、Ｐ（Ｈ2）は上述した通りに決定され、Ｐａ＝１バー
ルであるので、式（４）でＰｔを、したがって式（３）でＣ（Ｈ2）を簡単に導
き出すことができる。
【００７２】 Ｔ３の関数でＰ（Ｈ2Ｏ）を与える表も、計算手段に導入される。
【００７３】 例えば、再び原子力発電所における事故の状態の場合、発電所の雰囲気は非常
に迅速に水蒸気で充填され、そこからのエネルギーは、新しい周囲温度における
飽和圧と等しいＨ2Ｏの分圧を生じるようなエネルギーである。
【００７４】 それと同時に、前の２つの圧力に加わる分圧を有する凝縮不可能な水素が発生
し（事故状態を検出すると、外界に対して発電所の密封隔離が引き起こされるこ
とに留意されたい）、Ｐｔは上記の式（４）から決定され、ここで、 −Ｐ（Ｈ2）はＴ１−Ｔ２の測定によってセンサの応答曲線から与えられ、 −Ｐ（Ｈ2Ｏ）はＴ３の測定によって飽和圧の表から与えられ、 −Ｐ（ａｉｒ）は１バールと等しいとされる。
【００７５】 本発明による装置の他の利用では、使用者は元の雰囲気を規定しなければなら
ず、有利な方法で、本発明により混合気の全圧Ｐｔを結局は圧力センサで測定す
る。
【００７６】 これは、例えば使用者が、考慮に入れない他の凝縮不可能な気体の分圧を無視
したくない場合を含む。
【００７７】 本発明の特徴および利点は、以下の説明を読むとより明白になる。この説明は
例示的であるが非制限的な例として与えられ、添付図面に言及する。
【００７８】 図１では、本発明による測定装置が図示され、この装置は基本的に、測定およ
び表示装置２に結合されたセンサ１を備える。
【００７９】 図１に図示されたセンサは、ほぼ管状の形状であり、外部エンベロープ３はス
テンレス鋼などの材料の管で構成される。センサは、この外部エンベロープの媒
介により、ダクトまたは煙突６の横壁５に作成されたオリフィスまたは穴４に固
定され、これによってセンサを、特に空力的撹流、局所的不均質性および場合に
よってはセンサの感知器官への直接的水噴霧から保護することが可能である。
【００８０】 この煙突は、概ね長方形断面のダクトの形状を有し、小さい寸法、例えば１０
から１５ｃｍの長さおよび１．５から３ｃｍの断面を有する。
【００８１】 本発明による装置は、この煙突６内に独自に対流を生成し、ある種のポンプと
して動作することによって、これを制御する。
【００８２】 したがって、図１によると、混合気は煙突７に入り、出口８を通って出る。
【００８３】 煙突は概ねステンレス鋼などの材料で作成する。
【００８４】 煙突壁へのセンサ・エンベロープの固定は、フランジ９、ねじ１０およびナッ
ト１１を形成する部品の媒介で実施し、前記エンベロープ３と前記壁５の間に断
熱材１２を挿入する。
【００８５】 この断熱材を削除することが可能であり、その場合は煙突が冷却フィンの役割
を果たすことに留意されたい。
【００８６】 この断熱材は例えばテフロンTMであり、リングの形態をし、例えば内径２ｃｍ
、厚さ０．５ｃｍおよび幅１ｃｍである。
【００８７】 センサは基本的要素であり、触媒１３を備え、これは図１では例えば直径１２
ｍｍおよび厚さ０．１から０．２ｍｍの円盤の形状を有する。
【００８８】 触媒は別の形状、例えば１２ｍｍの辺を有する正方形などでもよい。
【００８９】 このようなサイズの触媒により、放射による熱交換を最小限に減少させること
が可能である。触媒を、内部で循環する混合気の流れに接触するような方法で、
煙突の壁の切欠き部またはオリフィスに配置する。
【００９０】 触媒は概ねＰｔおよび／またはＰｄで作成し、概ね酸化物Ａｌ2Ｏ3または別の
酸化物の不活性支持体上に設定する。
【００９１】 触媒は伝導要素１４に固定し、これは概ね、触媒の同じ直径の概ね円盤形１５
の触媒支持体を形成する第１部分を備え、前記第１部分は、概ね長さ２から４ｃ
ｍで概ね円盤形の第１部分より小さい、例えば４から５ｍｍの直径の細長い管の
形態である要素の第２部分１６に接続される。
【００９２】 伝導要素は概ねステンレス鋼で作成する。
【００９３】 導体の前記第１部分への触媒の固定は、概ねロウ付け１７によって実施するが
、この繊細な作業を回避するため、完全に機械的な固定も考えられる。
【００９４】 触媒を支持する端部とは反対側の前記伝導管の端部１８は、本発明によるセン
サの「低温点」を構成する。
【００９５】 図１では、この低温点は、伝導管の前記端部１８に固定されてセンサ・エンベ
ロープに接続された冷却フィン１９によって、周囲温度に非常に近い温度に維持
される。
【００９６】 前記フィンの寸法は、例えば４から１０ｃｍであり、その温度Ｔ２は周囲温度
より５℃以上高くならないような寸法で、この温度は、触媒および導体の温度上
昇が大きくなりすぎないよう、および発熱反応からの熱が散逸するよう、十分低
くなくてはならない。導体の長さは２ｃｍと４ｃｍの間であり、これもこの目的
に留意して選択される。
【００９７】 また、対流交換を減少させるか、あるいは無効にさえするために、伝導要素１
４とセンサのエンベロープ３との間に空間があり、ある厚さの空気などのガス２
０によって分離され、これは可能な限り小さくしなければならず、例えば２から
３ｍｍである。
【００９８】 次に、本発明による装置は、触媒の温度Ｔ１、２１および低温点の温度Ｔ２、
２２、つまり冷却フィンの温度を測定する手段を備える。
【００９９】 これらの手段は、図１では直径１ｍｍのＫタイプの熱電対２１、２２で構成さ
れ、それぞれ触媒１３および冷却フィン１９の近傍に設ける。
【０１００】 触媒の温度Ｔ１を測定する熱電対を、触媒のすぐ近傍、例えば触媒円盤１３の
下でロウ付け部１７に当てて、管形の伝導要素の内腔２３に配置する。
【０１０１】 また、図１に示す装置は、周囲温度Ｔ３を測定する第３熱電対２４を備える。
【０１０２】 熱電対２１、２２、２４はケーブル２５、２６、２７によって計算および表示
装置２に結合される。３本のケーブル２５、２６、２７をまとめて、例えば直径
１０ｍｍ未満の１本の小径ケーブルを備えることができる。
【０１０３】 前記ケーブルの長さは制限されず、したがって表示および計算のための装置を
センサから遠い位置、例えば測定するチャンバ２８の外側の位置に設定すること
ができる。
【０１０４】 したがって、表示および測定装置２は、例えば事故後の原子力発電所の内側な
ど、センサが受ける攻撃的雰囲気に露出せず、その作動は自立的で、前記発電所
からの一般的電源を必要としない。
【０１０５】 表示および計算手段は、寸法が小さくコストが低い古典的な装置である。これ
には２２０Ｖの交流電流、または消費量を２０Ｗ程度に抑えるために２４Ｖの直
流電流を供給することができる。
【０１０６】 計算装置は、特に飽和水蒸気圧の表を保存するメモリを備え、これによって周
囲温度の値Ｔ３を導入することによりＰ（Ｈ2Ｏ）を計算することが可能である
。これらのメモリ手段は、温度勾配Ｔ１−Ｔ２の関数としてＨ2の分圧を与える
曲線も保存する。
【０１０７】 このような曲線は概ね直線であり、例えば図２のケースのように式Ｙ＝９．９
７５４×−４．７３６である。
【０１０８】 測定手段からのＴ１およびＴ２の値を計算装置に導入することにより、後者は
前記直線によってＴ１−Ｔ２、次にＰ（Ｈ2）を計算する。
【０１０９】 したがって、計算装置２はセンサのタイプごとに予備校正を必要とし、これに
よって各タイプのセンサ固有の伝達関数または直線を計算することができ、次に
これが前記計算装置のメモリに保存される。
【０１１０】 次に、計算装置はＣ（Ｈ2）の値を導きだし、この値は画面などの表示装置ま
たは他の視覚化手段に通信され、音声または発光アラームの装置も設けることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による測定装置の断面を略図で表す。
【図２】 Ｈ2の分圧（％）の関数としてＴ１−Ｔ２の温度（℃）を与える曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペレズ、クリスチャン フランス国 ビュヌーブ、シュマン ド ラ バスティ Ｆターム(参考） 2G040 AB12 BA23 BB10 CB02 DA02 DA15 GA05 GA07 HA15 HA16 ZA05

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 混合気の水素濃度を測定し、前記混合気に接触するセンサを
    備える装置であって、前記センサは計算および表示手段に結合され、前記センサ
    は、混合気に含まれる水素との発熱反応を開始することができる触媒と、前記反
    応によって生成された熱エネルギーを基本的に伝導によって前記触媒から低温点
    まで伝達するため、前記触媒に固定された伝導手段と、測定された温度勾配Ｔ１
    −Ｔ２から混合気の水素分子濃度の値を計算する手段に連結される前記触媒の温
    度Ｔ１および前記低温点の温度Ｔ２の温度を測定する手段とを備え、前記計算手
    段が前記水素濃度値を前記表示手段に伝達する装置。
  2. 【請求項２】 前記触媒が酸素と水素の再結合触媒から選択される、請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒がプラチナとパラジウムから選択される、請求項２
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記低温点が冷却フィンで構成される、請求項１から請求項
    ３までのいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記センサが、これと一体で混合気が循環するダクトまたは
    煙突の中に配置される、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置
    。
  6. 【請求項６】 センサの表面が、伝導による熱交換と比較して放射による熱
    交換が無視できるほど十分小さい、請求項１から請求項５までのいずれか一項に
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記伝導手段がセンサのエンベロープに囲まれ、十分に小さ
    い厚さのガスによってこれから分離され、したがってエンベロープと伝導手段の
    間に画定された空間内の対流による熱交換がない、請求項１から請求項６までの
    いずれか一項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 さらに周囲温度Ｔ３を測定する手段を備える、請求項１から
    請求項７までのいずれか一項に記載の装置。
  9. 【請求項９】 さらに、混合気の全圧Ｐｔを測定する圧力センサを備える、
    請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記温度Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を測定する手段が熱電対で
    構成される、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 触媒の温度Ｔ１および低温点の温度Ｔ２を測定する前記熱
    電対は、冷間溶接なしに頭部と尾部とが接続される、請求項１０に記載の装置。
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