JP2006284400A - Electrochemical measuring instrument of gas concentration - Google Patents
Electrochemical measuring instrument of gas concentration Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006284400A JP2006284400A JP2005105671A JP2005105671A JP2006284400A JP 2006284400 A JP2006284400 A JP 2006284400A JP 2005105671 A JP2005105671 A JP 2005105671A JP 2005105671 A JP2005105671 A JP 2005105671A JP 2006284400 A JP2006284400 A JP 2006284400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- electrochemical sensor
- gas
- measurement
- switching valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 125
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 130
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は,電気化学式ガス濃度測定装置に関するものである。 The present invention relates to an electrochemical gas concentration measuring apparatus.
電気化学式ガス濃度測定装置は,電気化学式センサと,この電気化学式センサで生成された電子を電流信号として取り出し,増幅することで測定ガスのガス濃度に応じた電圧または電流信号に変換する電気回路とを有する検知部を備えた装置である。 The electrochemical gas concentration measuring apparatus includes an electrochemical sensor, an electric circuit that takes out electrons generated by the electrochemical sensor as a current signal and amplifies it to convert it into a voltage or current signal corresponding to the gas concentration of the measurement gas. It is an apparatus provided with the detection part which has.
図2(a)は電気化学式センサ(定電位電解のセンサ)の原理図,(b)は同センサを用いた検知部の回路図である。
図2(a)に示すように,電気化学式センサ(以下単にセンサともいう)11は,感知極S,対極C,参照極R,電解液E,および隔膜Mを有している。このセンサ11に対し,測定ガスGを,隔膜Mに接触させるように導入すると,感知極S(または対極C)では,隔膜Mを透過し電解液Eに溶け込んだ測定ガスGによる酸化反応による電子の生成がおこり,対極C(または感知極S)では逆の還元反応による電子の吸収がおこる。
これを硫化水素の場合を例にとれば下記の式で表せる。
感知極Sでの反応:H2S+4H2O→H2SO4+8H++8e−
対極Cでの反応:2O2+8H++8e−→4H2O
なお,感知極での酸化反応,対極での還元反応は測定ガスによっては逆になることがある。
このような電子の生成を,例えば図2(b)に示すような電気回路を有する検知部10を用いて電流信号として取り出し,増幅することで測定ガスGのガス濃度に応じた電圧または電流信号に変換し,メーター(図示せず)により濃度を表示させることができる。
FIG. 2A is a principle diagram of an electrochemical sensor (constant potential electrolysis sensor), and FIG. 2B is a circuit diagram of a detector using the sensor.
As shown in FIG. 2A, the electrochemical sensor (hereinafter also simply referred to as a sensor) 11 has a sensing electrode S, a counter electrode C, a reference electrode R, an electrolytic solution E, and a diaphragm M. When the measurement gas G is introduced into the
Taking this case of hydrogen sulfide as an example, it can be expressed by the following equation.
Reaction at sensing pole S: H 2 S + 4H 2 O → H 2 SO 4 + 8H + + 8e −
Reaction at counter electrode C: 2O 2 + 8H + + 8e − → 4H 2 O
Note that the oxidation reaction at the sensing electrode and the reduction reaction at the counter electrode may be reversed depending on the measurement gas.
A voltage or current signal corresponding to the gas concentration of the measurement gas G is obtained by extracting and amplifying the generation of such electrons as a current signal using a
電気化学式ガス濃度測定装置のうち,例えば硫化水素濃度計はJIS T 8205(非特許文献1)に規定されているように下水管等の環境を監視する目的で使用されるが,センサとしてはその原理が選択性に優れた電気化学式(定電位電解式)のセンサを用いることが一般的であるとされ,測定範囲も0〜30ppmが一般的であるとされている。
例えば,下水管内部でのガス(硫化水素)の濃度は時に数百ppmを超えることから,上述した一般的な測定範囲の測定器を用いると,センサが高濃度ガスに暴露され,短時間でセンサの寿命が尽きてしまうという問題がある。寿命が尽きる原因は,電気化学式センサの電解液に測定ガスが溶け込むことで電解液の性質が変化することによる。
電解液の量を無限にする,あるいは常に新鮮な電解液を補給する等の手段を講ずればセンサの寿命延長を図ることはできると考えられるが,そのような手段を講ずることは実用的ではない。電解液の量を無限にすることは不可能であるし,電解液の量を大幅に増量するにしてもその場合にはセンサが大型化してしまうからである。また,常に新鮮な電解液を補給しようとすれば,装置が著しく複雑化するばかりでなく,電解液が流動することによって,ガス濃度測定の精度が低下するおそれも生じるからである。
この発明の目的は,以上のような問題を解決し,電気化学式センサの寿命を延長することができる,電気化学式ガス濃度測定装置を提供することにある。
For example, since the concentration of gas (hydrogen sulfide) inside the sewer pipe sometimes exceeds several hundred ppm, using the measuring instrument in the general measurement range described above exposes the sensor to high-concentration gas and takes a short time. There is a problem that the lifetime of the sensor is exhausted. The reason for the end of the service life is that the properties of the electrolyte change as the measurement gas dissolves in the electrolyte of the electrochemical sensor.
It may be possible to extend the life of the sensor by taking measures such as making the amount of electrolyte infinite or constantly replenishing fresh electrolyte, but it is impractical to take such measures. Absent. This is because it is impossible to make the amount of the electrolytic solution infinite, and even if the amount of the electrolytic solution is significantly increased, the sensor becomes large in that case. Moreover, if a fresh electrolyte solution is always replenished, the apparatus becomes not only very complicated, but also the accuracy of gas concentration measurement may decrease due to the flow of the electrolyte solution.
An object of the present invention is to provide an electrochemical gas concentration measuring apparatus that can solve the above problems and extend the lifetime of an electrochemical sensor.
上記目的を達成するために,本発明の電気化学式ガス濃度測定装置は,電気化学式センサに対し,間欠的に測定ガス(より正確には測定ガス(例えば硫化水素)を含むあるいは含むことのある空気)を導入し,他の時間は測定ガスを含まない空気を供給することにより,電気化学式センサの電解液に測定ガスが接触する総体時間を短縮することによって電気化学式センサの寿命を延長することを特徴とする。
より詳しくは,
請求項1記載の電気化学式ガス濃度測定装置は,感知極,対極,電解液,および隔膜を有し,測定ガスを隔膜を透過させて電解液に溶け込ませ,その溶け込んだ測定ガスによる酸化反応で生成された電子を感知極または対極での逆の還元反応で吸収させる電気化学式センサと,この電気化学式センサで生成された電子を電流信号として取り出し,増幅することで測定ガスのガス濃度に応じた電圧または電流信号に変換する電気回路とを有する検知部と,
ガス濃度測定対象である測定空間内の,前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を前記電気化学式センサへ導入する測定ガス導入管と,
前記電気化学式センサから排出された,前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を前記測定空間内へ戻す排気管と,
を備えた装置であって,
前記測定ガス供給管に対し切換弁を介して接続され,この切換弁がエア供給側に開かれているとき前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含まないエアを供給するエア供給管と,
前記切換弁を間欠的に作動させて,間欠的に所定時間のみ前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を導入させ,他の時間は前記測定ガスを含まないエアを前記電気化学式センサへ供給させる制御部と,
を備えていることを特徴とする。
このような構成によれば,制御部による切換弁の作動で,間欠的に所定時間のみ前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気が導入され,他の時間は前記測定ガスを含まないエアが前記電気化学式センサへ供給されることとなるので,電気化学式センサの電解液に測定ガスが接触する総体時間が短縮して,電気化学式センサの寿命が延びることとなる。
望ましくは,前記制御部は,前記検知部にて前記電気化学式センサによる測定可能範囲の上限値のガス濃度が検知されたとき,前記切換弁を強制的に切り換えて,前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含まないエアを供給させる構成とする。
このように構成すれば,高濃度ガスが電気化学式センサの電解液に接触する時間を極力短くすることができ,より確実に電気化学式センサの寿命を延ばすことができる。
また望ましくは,前記排気管には,前記切換弁とは別の第2切換弁を介してエア排出管を接続するとともに,前記制御部は,前記切換弁により前記測定ガスを含まないエアを前記電気化学式センサへ供給させるときには,前記第2切換弁を前記エア排出管側へ切り換えて電気化学式センサからのエアを,前記測定空間以外の箇所に排出させる構成とする。
このように構成すれば,前記測定空間内へ測定ガスを含まないエアが入り込むことによる当該測定空間内における測定ガス濃度低下を防止することができ,確実なガス濃度測定を行うことができる。
In order to achieve the above object, the electrochemical gas concentration measurement apparatus of the present invention intermittently contains a measurement gas (more precisely, a measurement gas (for example, hydrogen sulfide)) with respect to the electrochemical sensor. ) And supply the air that does not contain the measurement gas at other times, thereby extending the lifetime of the electrochemical sensor by shortening the total time for the measurement gas to contact the electrolyte of the electrochemical sensor. Features.
More specifically,
The electrochemical gas concentration measuring apparatus according to claim 1 has a sensing electrode, a counter electrode, an electrolytic solution, and a diaphragm, and allows the measurement gas to pass through the diaphragm and be dissolved in the electrolytic solution, and the oxidation reaction by the dissolved measurement gas is performed. Electrochemical sensor that absorbs the generated electrons by the reverse reduction reaction at the sensing electrode or counter electrode, and the electrons generated by this electrochemical sensor are taken out as current signals and amplified according to the gas concentration of the measurement gas A detector having an electrical circuit for converting to a voltage or current signal;
A measurement gas introduction pipe for introducing into the electrochemical sensor air that contains or may contain the measurement gas in a measurement space that is a gas concentration measurement target;
An exhaust pipe for returning the air exhausted from the electrochemical sensor and containing or possibly containing the measurement gas into the measurement space;
A device comprising:
An air supply pipe that is connected to the measurement gas supply pipe via a switching valve, and supplies the air that does not contain the measurement gas to the electrochemical sensor when the switching valve is open to the air supply side;
The switching valve is operated intermittently, and air containing or containing the measurement gas is intermittently introduced into the electrochemical sensor only for a predetermined time, and air that does not contain the measurement gas is introduced at other times. A control unit for feeding to the electrochemical sensor;
It is characterized by having.
According to such a configuration, the operation of the switching valve by the control unit intermittently introduces air that contains or may contain the measurement gas into the electrochemical sensor only for a predetermined time, and the measurement gas at other times. Since air that does not contain oxygen is supplied to the electrochemical sensor, the total time for which the measurement gas contacts the electrolyte of the electrochemical sensor is shortened, and the lifetime of the electrochemical sensor is extended.
Preferably, the control unit forcibly switches the switching valve to detect the measurement to the electrochemical sensor when the detection unit detects the gas concentration of the upper limit of the measurable range by the electrochemical sensor. It is set as the structure which supplies the air which does not contain gas.
If comprised in this way, the time which high concentration gas contacts the electrolyte solution of an electrochemical sensor can be shortened as much as possible, and the lifetime of an electrochemical sensor can be extended more reliably.
Preferably, an air discharge pipe is connected to the exhaust pipe via a second switching valve that is different from the switching valve, and the control unit uses the switching valve to supply air that does not include the measurement gas to the exhaust pipe. When supplying to the electrochemical sensor, the second switching valve is switched to the air discharge pipe side so that air from the electrochemical sensor is discharged to a place other than the measurement space.
If comprised in this way, the measurement gas concentration fall in the said measurement space by the air which does not contain measurement gas entering into the said measurement space can be prevented, and reliable gas concentration measurement can be performed.
以下本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は,本発明に係る電気化学式ガス濃度測定装置の一実施の形態を示す配管及び回路図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a piping and circuit diagram showing an embodiment of an electrochemical gas concentration measuring apparatus according to the present invention.
同図に示すように,この電気化学式ガス濃度測定装置1は,電気化学式センサ11と,この電気化学式センサ11で生成された電子を電流信号として取り出し,増幅することで測定ガスGのガス濃度に応じた電圧または電流信号に変換する電気回路とを有する検知部10と,
ガス濃度測定対象である測定空間SP内の,前記測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)を前記電気化学式センサ11へ導入する測定ガス導入管20と,
前記電気化学式センサ11から排出された,前記測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気を前記測定空間SP内へ戻す排気管30と,
前記測定ガス供給管20に対し第1切換弁SV1を介して接続され,この第1切換弁SV1がエア供給側に開かれているとき前記電気化学式センサ11へ前記測定ガスGを含まないエアAを供給するエア供給管22と,
前記第1切換弁SV1を間欠的に作動させて,間欠的に所定時間のみ前記電気化学式センサ11へ前記測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)を導入させ,他の時間は前記測定ガスGを含まないエアAを前記電気化学式センサ11へ供給させる制御部40とを備えている。
As shown in the figure, the electrochemical gas concentration measuring apparatus 1 takes out an
A measurement
An
When the first switching valve SV1 is connected to the measurement
The first switching valve SV1 is operated intermittently, and air (G) containing or containing the measurement gas G is intermittently introduced into the
この実施の形態の電気化学式ガス濃度測定装置1は測定ガスとして硫化水素の濃度を測定する装置であり,電気化学式センサ11は,図2(a)を参照して先に説明したセンサで構成されている。また,検知部10も図2(b)に示した電気回路を有している。
The electrochemical gas concentration measuring apparatus 1 of this embodiment is an apparatus for measuring the concentration of hydrogen sulfide as a measurement gas, and the
測定ガス導入管20は,その一端が電気化学式センサ11に接続され(図2(b)参照),他端には,上記第1切換弁SV1を介してガス取り入れ管23と上記エア供給管22とが接続されている。
ガス取り入れ管23のガス取り入れ口23aは,上記測定空間(例えば下水管)SP内に開口している。エア供給管22のエア取り入れ口22aは,測定空間SPとは隔絶されていて測定ガスGを含まない空間に開口している。
第1切換弁SV1は三方電磁弁で構成されている。
したがって,第1切換弁SV1がガス取り入れ管23側に切り替わっているとき,後述するポンプPの吸引作用で,電気化学式センサ11には,測定空間SPからの,測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)(以下単に測定ガスGともいう)が導入され,第1切換弁SV1がエア供給管22側に切り替わっているときには,電気化学式センサ11には,測定ガスGを含まないエアAが供給される。
One end of the measurement
A
The first switching valve SV1 is a three-way solenoid valve.
Therefore, when the first switching valve SV1 is switched to the
排気管30は,その一端が電気化学式センサ11に接続され(図2(b)参照),他端には,上記第1切換弁SV1とは別の第2切換弁SV2を介してガス排出管33とエア排出管32とが接続されている。排気管30にはポンプPが介装されている。
ガス排出管33のガス排出口33aは,上記測定空間(例えば下水管)SP内に開口している。エア排出管32のエア排出口32aは,測定空間SPとは隔絶された空間に開口している。
第2切換弁SV2は三方電磁弁で構成されている。
したがって,第2切換弁SV2がガス排出管33側に切り替わっているとき,ポンプPの作用で,電気化学式センサ11からの測定ガスGは測定空間SPへ排出され,第2切換弁SV2がエア排出管32側に切り替わっているときには,電気化学式センサ11からのエアAは,測定空間SPと隔絶された空間へ排出される。
One end of the
The
The second switching valve SV2 is a three-way solenoid valve.
Therefore, when the second switching valve SV2 is switched to the
なお,図中,「Bypass N.V」は,所定流量よりも大きな吸引流量を有するポンプPにて吸引するときに電気化学式センサ11へ所定流量を通気し,過大な分をバイパスさせるためのバイパスニードル弁,「N.V」および「F/M」は,電気化学式センサ11への通気流量を調整・確認するための二一ドル弁及び流量計,「A/F」はエアフィルタである。
In the figure, “Bypass NV” is a bypass for passing a predetermined flow rate to the
検知部10は,伝送ループ信号線12でデジタル指示警報計50に接続されており,検知部10にて検知されたガス濃度は,検知部10で伝送ループ信号に変換され,デジタル指示警報計50にて濃度表示並びに警報表示・出力が行われる。
The
より詳しくは,デジタル指示警報計50は,検知部10から得られるガス濃度値に応じてそれぞれ作動する第1,第2スイッチ51,52を有している。
第1スイッチ51は,ガス濃度値が5ppm以上になったときにONするスイッチであり,この第1スイッチ51がONすると,第1アラーム信号AL1が出力される。
第2スイッチ52は,ガス濃度値が10ppm以上になったときにONするスイッチであり,この第2スイッチ52がONすると,第2アラーム信号AL2が出力される。
この実施の形態の電気化学式ガス濃度測定装置1には,例えば図示しない遠隔操作パネル(遠隔監視パネル)が接続されており,上記第1アラーム信号AL1が出力されると,遠隔操作パネルにおける,例えば第1アラームランプが点灯あるいは点滅し,および/または第1警報音が発せられる。また,上記第2アラーム信号AL2が出力されると,遠隔操作パネルにおける,例えば第2アラームランプが点灯あるいは点滅し,および/または第2警報音が発せられる。
More specifically, the digital indicator /
The
The
For example, a remote operation panel (remote monitoring panel) (not shown) is connected to the electrochemical gas concentration measuring apparatus 1 of this embodiment, and when the first alarm signal AL1 is output, for example, The first alarm lamp is turned on or blinks and / or a first alarm sound is emitted. When the second alarm signal AL2 is output, for example, a second alarm lamp on the remote control panel is turned on or blinks and / or a second alarm sound is emitted.
デジタル指示警報計50は,第3スイッチ53を有している。第3スイッチ53はこの電気化学式ガス濃度測定装置1に何らかの異常が生じたときにONするスイッチであり,この第3スイッチ53がONすると,第3アラーム信号AL3が出力され,遠隔操作パネルにおける,例えば第3アラームランプが点灯あるいは点滅し,および/または第3警報音が発せられる。
なお,T2−1は後述する第2タイマT2と連動して作動するタイマスイッチであり,上記第1〜第3スイッチ51〜53の共通線に介装されている。また,55は濃度測定値を上記遠隔操作パネル上でアナログ表示させるためのアナログ出力部であり,このアナログ出力部にも,後述する第2タイマT2と連動して作動するタイマスイッチT2−2が介装されている。
The digital indicating
T2-1 is a timer switch that operates in conjunction with a second timer T2 described later, and is interposed in the common line of the first to
デジタル指示警報計50は,第4スイッチ54を有している。第4スイッチ54は,電気化学式センサ11による測定可能範囲の上限値(あるいはそれ以上)のガス濃度が検知されたときにONするスイッチであり,この第4スイッチ54がONすると,第4アラーム信号AL4が,制御部40へ出力される。
この実施の形態における電気化学式センサ11による測定可能範囲の上限値のガス濃度は30ppmである。
したがって,上記検知部10にて得られるガス濃度値が30ppmになったとき,第4スイッチ54がONして,第4アラーム信号AL4が制御部40へ出力されることとなる。
The digital indicating
The gas concentration of the upper limit of the measurable range by the
Therefore, when the gas concentration value obtained by the
制御部40は,第1タイマT1と,この第1タイマT1により作動させられるタイマスイッチTSとを有している。タイマスイッチTSのON側には,前述した第1切換弁SV1,第2切換弁SV2が接続されている。
第1切換弁SV1は,タイマスイッチTSがOFFのときエア供給管22側に切り替わった状態となっており,タイマスイッチTSがONするとガス取り入れ管23側に切り替わる。
第2切換弁SV2は,タイマスイッチTSがOFFのときエア排出管32側に切り替わった状態となっており,タイマスイッチTSがONするとガス排出管33側に切り替わる。
The
The first switching valve SV1 is switched to the
The second switching valve SV2 is switched to the
第1タイマT1の設定時間は任意であるが,この実施の形態では,1分間ONし(タイマスイッチTSをONの状態とし),その後14分間OFFし(タイマスイッチTSをOFFの状態とし),という動作を繰り返すように設定されている。
したがって,検知部10は,第1,第2切換弁SV1,SV2を間欠的に作動させて,間欠的に所定時間(この場合1分間)のみ電気化学式センサ11へ測定ガスGを導入させかつ電気化学式センサ11からの測定ガスGを測定空間SPへ排出させ,他の時間(この場合14分間)は測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給させかつ電気化学式センサ11からのエアAを測定空間SP以外の箇所に排出させる。
Although the set time of the first timer T1 is arbitrary, in this embodiment, the timer is turned on for 1 minute (the timer switch TS is turned on), and then turned off for 14 minutes (the timer switch TS is turned off). It is set to repeat the operation.
Therefore, the
前述したデジタル指示警報計50における第4スイッチ54がONすることで制御部40へ出力される第4アラーム信号AL4は,上記第1タイマT1を強制的にリセットすることでタイマスイッチTSをOFFにする信号である。
したがって,上記検知部10にて得られるガス濃度値が30ppmになったときには,第1タイマT1の上述したON/OFFのサイクルにかかわらず,タイマスイッチTSがOFFとなり,第1,第2切換弁SV1,SV2は上述した切換サイクルにかかわらず,強制的に,測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給させかつ電気化学式センサ11からのエアAを測定空間SP以外の箇所に排出させる側に切り換えられることとなる。
The fourth alarm signal AL4 output to the
Therefore, when the gas concentration value obtained by the
図1において,2はこの装置1の電源スイッチ,3は前記制御部40のための直流電源である。
T2は,制御部40に設けられた第2タイマであり,電源スイッチ2がONされた後,所定時間暖機運転をするためのタイマである。
第2タイマT2の設定時間は任意であるがこの実施の形態では1分間に設定してある。
電源スイッチ2がONされると,装置1が作動を開始し,デジタル指示警報計50を介して検知部10も作動し,電気化学式センサ11の各電極(S,R,C)に所定の電圧が印加させることとなるが,電気化学式センサ11の各電極の電位は,所定時間(この実施の形態では約30秒程度)不安定な状態となっているので,第2タイマT2の作動により,電源スイッチ2がONされた後1分間はアラーム信号が出力されないようにする。すなわち,第2タイマT2と連動する前述したタイマスイッチT2−1は,電源スイッチ2がONされても,その後1分間はOFFとなっており,第1〜第3アラーム信号AL1〜AL3は出力されない。また,電源スイッチ2がONされても,その後1分間は前述したタイマスイッチT2−2はOFFとなっており,アナログ出力部55からのアナログ信号も出力されない。
In FIG. 1, 2 is a power switch of the
T2 is a second timer provided in the
The set time of the second timer T2 is arbitrary, but is set to 1 minute in this embodiment.
When the
その他,図1において,L1は電源ランプ,L2は電気化学式センサ11へエアAが供給されていることを示すランプ,L3は電気化学式センサ11へ測定ガスGが供給されていることを示すランプ,R1は電気化学式センサ11へ測定ガスGが供給されていてガス濃度測定が行われていることを上記遠隔操作パネル上に表示させる示すリレーである。
In FIG. 1, L1 is a power lamp, L2 is a lamp indicating that air A is supplied to the
以上のような電気化学式ガス濃度測定装置1の全体としての主な作動は次の通りである。
電源スイッチ2が投入されると,装置1が作動を開始する。すなわち,ポンプP,検知部10,制御部40,デジタル指示警報計50がそれぞれ作動を開始する。ただし,上述したように,1分間は暖機運転がなされる。このとき第1タイマT1のタイマスイッチTSはOFFしており,電気化学式センサ11へはエアAが供給される。
電源スイッチ2が投入されて14分が経過すると,タイマスイッチTSがONし,第1,第2切換弁SV1,SV2が切り替わって電気化学式センサ11へ測定ガスGが導入され,測定空間SP内のガス濃度が測定される。
測定開始から1分経過すると,タイマスイッチTSがOFFし,第1,第2切換弁SV1,SV2が切り替わって電気化学式センサ11へエアAが供給され,電気化学式センサ11内に残留している測定ガスGが掃気される。
掃気(エアAの供給)開始から14分経過すると,タイマスイッチTSがONし,第1,第2切換弁SV1,SV2が切り替わって電気化学式センサ11へ測定ガスGが導入され,測定空間SP内のガス濃度が測定される。
以上のような動作,すなわち,第1,第2切換弁SV1,SV2が間欠的に作動し,間欠的に所定時間(この場合1分間)のみ電気化学式センサ11へ測定ガスGを導入しかつ電気化学式センサ11からの測定ガスGを測定空間SPへ排出し,他の時間(この場合14分間)は測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給しかつ電気化学式センサ11からのエアAを測定空間SP以外の箇所に排出する,という動作が繰り返される。
The main operation of the electrochemical gas concentration measuring apparatus 1 as described above is as follows.
When the
When the
When one minute has elapsed from the start of measurement, the timer switch TS is turned off, the first and second switching valves SV1 and SV2 are switched, air A is supplied to the
When 14 minutes have elapsed from the start of scavenging (air A supply), the timer switch TS is turned on, the first and second switching valves SV1, SV2 are switched, and the measurement gas G is introduced into the
The operation as described above, that is, the first and second switching valves SV1, SV2 are intermittently operated, and the measurement gas G is intermittently introduced into the
上記動作が繰り返される過程で,測定されたガス濃度値が5ppm以上になると,第1アラーム信号AL1が出力され,ガス濃度値が10ppm以上になると,第2アラーム信号AL2が出力される。
また,ガス濃度値が30ppmに達すると,第4スイッチ54がONして第4アラーム信号AL4が制御部40へ出力され,第1タイマT1が強制的にリセットされてタイマスイッチTSがOFFし,第1,第2切換弁SV1,SV2が上述した切換サイクルにかかわらず,強制的に,測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給させる側に切り替わって,電気化学式センサ11へはエアAが供給されることとなる。
なお,装置1が稼働しているときに,何らかの異常が発生すると,第3アラーム信号AL3が出力される。
In the process of repeating the above operation, the first alarm signal AL1 is output when the measured gas concentration value is 5 ppm or more, and the second alarm signal AL2 is output when the gas concentration value is 10 ppm or more.
When the gas concentration value reaches 30 ppm, the fourth switch 54 is turned on and the fourth alarm signal AL4 is output to the
If any abnormality occurs while the apparatus 1 is operating, the third alarm signal AL3 is output.
以上のような電気化学式ガス濃度測定装置1は,感知極S,対極C,電解液E,および隔膜Mを有し,測定ガスGを隔膜を透過させて電解液Eに溶け込ませ,その溶け込んだ測定ガスによる酸化反応で生成された電子を対極Cでの逆の還元反応で吸収させる電気化学式センサ11と,この電気化学式センサ11で生成された電子を電流信号として取り出し,増幅することで測定ガスGのガス濃度に応じた電圧または電流信号に変換する電気回路とを有する検知部10と,
ガス濃度測定対象である測定空間SP内の,測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)を電気化学式センサ11へ導入する測定ガス導入管20と,
電気化学式センサ11から排出された,測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)を測定空間SP内へ戻す排気管30と,
測定ガス供給管20に対し切換弁SV1を介して接続され,この切換弁SV1がエア供給側に開かれているとき電気化学式センサ11へ測定ガスを含まないエアAを供給するエア供給管22と,
切換弁SV1を間欠的に作動させて,間欠的に所定時間のみ電気化学式センサ11へ測定ガスGを含むあるいは含むことのある空気(G)を導入させ,他の時間は測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給させる制御部40と,
を備えているので,制御部40による切換弁SV1の作動で,間欠的に所定時間のみ電気化学式センサ11へ測定ガスを含むあるいは含むことのある空気(G)が導入され,他の時間は測定ガスを含まないエアAが電気化学式センサ11へ供給される。
したがって,電気化学式センサ11の電解液Eに測定ガスGが接触する総体時間が短縮して,電気化学式センサ11の寿命が延びることとなる。
なお,ポンプPの作動をON/OFFして電気化学式センサ11の電解液Eに測定ガスGが接触する総体時間を短くしようとする試みは,電気化学式センサ11内の測定ガスGがエアAで掃気されないので望ましいとはいえない。
The electrochemical gas concentration measuring apparatus 1 as described above has the sensing electrode S, the counter electrode C, the electrolytic solution E, and the diaphragm M, and the measurement gas G passes through the diaphragm and is dissolved in the electrolytic solution E. An
A measurement
An
An
The switching valve SV1 is operated intermittently, and air (G) that contains or may contain the measurement gas G is intermittently introduced into the
Therefore, the operation of the switching valve SV1 by the
Therefore, the total time for the measurement gas G to contact the electrolyte E of the
An attempt to shorten the total time in which the measurement gas G contacts the electrolyte E of the
また,制御部40は,検知部10にて電気化学式センサ11による測定可能範囲の上限値のガス濃度が検知されたとき,切換弁SV1を強制的に切り換えて,電気化学式センサ11へ測定ガスを含まないエアAを供給させる構成としてあるので,高濃度ガスが電気化学式センサ11の電解液Eに接触する時間を極力短くすることができる。
したがって,より確実に電気化学式センサ11の寿命を延ばすことができる。
Further, when the
Therefore, the lifetime of the
また,排気管30には,切換弁SV1とは別の第2切換弁SV2を介してエア排出管32を接続するとともに,制御部10は,前記切換弁SV1により測定ガスを含まないエアAを電気化学式センサ11へ供給させるときには,第2切換弁SV2をエア排出管側32へ切り換えて電気化学式センサ11からのエアAを,測定空間SP以外の箇所に排出させる構成としてあるので,測定空間SP内へ測定ガスを含まないエアAが入り込むことによる当該測定空間SP内における測定ガス濃度低下を防止することができ,確実なガス濃度測定を行うことができる。
In addition, an
以上,本発明の実施の形態について説明したが,本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく,本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
1 電気化学式ガス濃度測定装置
10 検知部
11 電気化学式センサ
S 感知極
C 対極
E 電解液
M 隔膜
SP 測定空間
20 測定ガス導入管
22 エア供給管
30 排気管
32 エア排出管
SV1 第1切換弁(切換弁)
SV2 第2切換弁
40 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrochemical type gas
SV2 second switching
Claims (3)
ガス濃度測定対象である測定空間内の,前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を前記電気化学式センサへ導入する測定ガス導入管と,
前記電気化学式センサから排出された,前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を前記測定空間内へ戻す排気管と,
を備えた装置であって,
前記測定ガス供給管に対し切換弁を介して接続され,この切換弁がエア供給側に開かれているとき前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含まないエアを供給するエア供給管と,
前記切換弁を間欠的に作動させて,間欠的に所定時間のみ前記電気化学式センサへ前記測定ガスを含むあるいは含むことのある空気を導入させ,他の時間は前記測定ガスを含まないエアを前記電気化学式センサへ供給させる制御部と,
を備えていることを特徴とする電気化学式ガス濃度測定装置。 It has a sensing electrode, a counter electrode, an electrolyte solution, and a diaphragm. The measurement gas passes through the diaphragm and is dissolved in the electrolyte solution. Electrons generated by the oxidation reaction by the dissolved measurement gas are reversed at the sensing electrode or the counter electrode. Detection having an electrochemical sensor to be absorbed by a reduction reaction, and an electric circuit that takes out electrons generated by the electrochemical sensor as a current signal and amplifies it to convert it into a voltage or current signal according to the gas concentration of the measurement gas Part,
A measurement gas introduction pipe for introducing into the electrochemical sensor air that contains or may contain the measurement gas in a measurement space that is a gas concentration measurement target;
An exhaust pipe for returning the air exhausted from the electrochemical sensor and containing or possibly containing the measurement gas into the measurement space;
A device comprising:
An air supply pipe that is connected to the measurement gas supply pipe via a switching valve, and supplies the air that does not contain the measurement gas to the electrochemical sensor when the switching valve is open to the air supply side;
The switching valve is operated intermittently, and air containing or containing the measurement gas is intermittently introduced into the electrochemical sensor only for a predetermined time, and air that does not contain the measurement gas is introduced at other times. A control unit for feeding to the electrochemical sensor;
An electrochemical gas concentration measuring device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005105671A JP4158930B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Electrochemical gas concentration measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005105671A JP4158930B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Electrochemical gas concentration measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006284400A true JP2006284400A (en) | 2006-10-19 |
JP4158930B2 JP4158930B2 (en) | 2008-10-01 |
Family
ID=37406478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005105671A Active JP4158930B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Electrochemical gas concentration measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4158930B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007082955A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-26 | Union Instruments Gmbh | Method and apparatus for measuring the concentration of a gas constituent in a gas mixture |
JP2017111110A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-22 | 富士電機株式会社 | Gas analyzing device |
CN113834864A (en) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for prolonging service life of electrochemical oxygen sensor for trace oxygen analyzer |
US11592416B2 (en) | 2016-07-15 | 2023-02-28 | Sulfilogger A/S | Electrochemical sensor with opening between solid elements |
-
2005
- 2005-04-01 JP JP2005105671A patent/JP4158930B2/en active Active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007082955A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-26 | Union Instruments Gmbh | Method and apparatus for measuring the concentration of a gas constituent in a gas mixture |
JP2017111110A (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-22 | 富士電機株式会社 | Gas analyzing device |
US11592416B2 (en) | 2016-07-15 | 2023-02-28 | Sulfilogger A/S | Electrochemical sensor with opening between solid elements |
US11604159B2 (en) | 2016-07-15 | 2023-03-14 | Sulfilogger A/S | Electrochemical sensor with small opening |
US11774397B2 (en) | 2016-07-15 | 2023-10-03 | Sulfilogger A/S | Electrochemical sensor with thin film guard electrode |
CN113834864A (en) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for prolonging service life of electrochemical oxygen sensor for trace oxygen analyzer |
CN113834864B (en) * | 2020-06-23 | 2024-04-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for prolonging service life of electrochemical oxygen sensor for trace oxygen analyzer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4158930B2 (en) | 2008-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6055777B2 (en) | Combustible sensor | |
JP4158930B2 (en) | Electrochemical gas concentration measuring device | |
WO2011005764A1 (en) | Electrochemical device and method for long-term measurement of hypohalites | |
JP2004279293A (en) | Self-diagnosis method for proton conductor gas sensor, and gas detector | |
JP5622352B2 (en) | Electrochemical sensor with zero calibration function and calibration method | |
EP2366995A1 (en) | Amperometric sensor | |
GB2582049A (en) | Method for operating an electrolysis system and electrolysis system | |
WO2013172868A1 (en) | Methods and apparatus for measuring the total organic content of aqueous streams | |
JP4481861B2 (en) | Fuel cell cartridge and fuel cell system | |
CN105699450A (en) | Intelligent electrochemical gas sensor module | |
JP2021009023A (en) | Gas concentration detection method, gas concentration detection device, and gas generation system | |
JP4573514B2 (en) | Constant potential electrolytic gas measurement method | |
US9379398B2 (en) | Apparatus and method of in situ catalyst degradation detection during fuel cell operation | |
JP2010185855A (en) | Method and apparatus for stabilizing constant-potential electrolytic gas sensor, manufacturing method of same, gas analyzer, and constant-potential electrolytic gas sensor | |
KR101115050B1 (en) | Method for measuring dissolved hydrogen in boiler water | |
JP5822566B2 (en) | Method of using electrochemical sensor and alarm device using electrochemical sensor | |
JP2008164305A (en) | Electrochemical sensor, target gas monitor device, and concentration detection method of electrochemical sensor | |
US8736274B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing electrochemical sensor | |
JP2005127927A (en) | Continuous exhaust gas analyzer equipped with controlled potential electrolysis type gas sensor | |
JP2006280505A (en) | Breakthrough detecting device for gas mask | |
JP4547603B2 (en) | Fuel cell deterioration judgment device | |
JP2010243452A (en) | Method and instrument for continuously measuring concentration of peracetic acid | |
JP2006118907A (en) | Suction type water quality meter | |
JP2009217695A (en) | Gas detecting device | |
WO2016084894A1 (en) | Liquid analyzer and liquid analysis system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080609 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080709 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080709 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4158930 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110725 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120725 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130725 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |