JP2010054294A - 酸素濃度測定ユニット及び酸素濃度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸素濃度測定ユニット1は、ヒータ電圧検出部31aとガス種判別部31bとを有し、ガス種判別部31bはヒータ電圧検出部31aにより検出されたヒータ抵抗21への印加電圧に基づいてバランスガスのガス種を判別する。第2演算部42は補正部42bを有し、補正部42bは、ガス種判別部31bにより判別されたバランスガスのガス種に応じて、電流検出部42aにより検出された限界電流の値を補正する。これにより、濃度算出部42cは、補正された限界電流の値に基づいて、酸素濃度を算出することができる。
【選択図】図1
Description
Q=a・ΔT・S・t (1)
なお、aは熱伝達率(Kcal/m2hr℃)であり、ΔTは材料表面と流体間の温度差であり、Sは材料面積であり、tは時間(hr)である。
I=4F・D(O2−B)kn・Sc/L・CO2 (2)
なお、Fは、ファラデー定数であり、D(O2−B)knはバランスガス下での酸素の拡散係数である。また、Scは陽極層12の面積であり、Lはガス拡散律速用拡散層14の厚さであり、CO2は酸素分圧である。
D(O2−B)kn=DO2kn(1−CB・DBkn) (3)
ここで、DO2knは酸素の拡散係数であり、CBはバランスガスの分圧であり、DBknはバランスガスの拡散係数である。
IBco=α・IB (4)
ここで、αはバランスガスのガス種に応じた補正係数である。なお、式(4)はバランスガスが窒素である場合を基準としているため、バランスガスが窒素である場合にαの値は「1」となる。
10…限界電流式酸素センサ
11…陰極層
12…陽極層
13…固体電解質層
14…ガス拡散律速用拡散層
20…加熱部
21…ヒータ抵抗
22…電源
23…定抵抗回路
30…判別部
31…第1演算部
31a…ヒータ電圧検出部(ヒータ電圧検出手段)
31b…ガス種判別部(ガス種判別手段)
31c…記憶部
32…風速センサ(風速検出手段)
33…温度センサ(温度検出手段)
40…酸素濃度測定部
41…電源
42…第2演算部
42a…電流検出部(電流検出手段)
42b…補正部(補正手段)
42c…濃度算出部(酸素濃度算出手段)
42d…記憶部
Claims (10)
- 不活性ガス中の酸素濃度に応じて陰極層と陽極層との間に限界電流が流れる限界電流式酸素センサと、
前記限界電流式酸素センサを加熱するヒータ抵抗と、
前記ヒータ抵抗により加熱された前記限界電流式酸素センサの温度を略一定に保つ定抵抗回路と、
前記定抵抗回路が前記限界電流式酸素センサの温度を略一定に保つ際に変化する前記ヒータ抵抗への印加電圧を検出するヒータ電圧検出手段と、
前記ヒータ電圧検出手段により検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧に基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別するガス種判別手段と、
前記限界電流の値を検出する電流検出手段と、
前記ガス種判別手段によって判別されたガス種に応じて、前記電流検出手段により検出された電流値を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された電流値に基づいて、酸素濃度を算出する酸素濃度算出手段と、
を備えることを特徴とする酸素濃度測定ユニット。 - 前記ガス種判別手段は、前記ヒータ電圧検出手段により検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧が上昇したか下降したかに基づいて、ガス種を判別する
ことを特徴とする請求項1に記載の酸素濃度測定ユニット。 - 前記ガス種判別手段は、前記ヒータ電圧検出手段により検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧の値に基づいて、ガス種を判別する
ことを特徴とする請求項1に記載の酸素濃度測定ユニット。 - 限界電流式酸素センサの周囲風速を検出する風速検出手段をさらに備え、
前記ガス種判別手段は、前記ヒータ電圧検出手段により検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧と、前記風速検出手段により検出された周囲風速とに基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の酸素濃度測定ユニット。 - 限界電流式酸素センサの周囲温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記ガス種判別手段は、前記ヒータ電圧検出手段により検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧と、前記温度検出手段により検出された周囲温度とに基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の酸素濃度測定ユニット。 - 不活性ガス中の酸素濃度に応じて陰極層と陽極層との間に限界電流が流れる限界電流式酸素センサと、前記限界電流式酸素センサを加熱するヒータ抵抗と、前記ヒータ抵抗により加熱される前記限界電流式酸素センサの温度を略一定に保つ定抵抗回路と、を備えた酸素濃度測定ユニットの酸素濃度測定方法であって、
前記定抵抗回路が前記限界電流式酸素センサの温度を略一定に保つ際に変化する前記ヒータ抵抗への印加電圧を検出するヒータ電圧検出工程と、
前記ヒータ電圧検出工程において検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧に基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別するガス種判別工程と、
前記限界電流の値を検出する電流検出工程と、
前記ガス種判別工程において判別されたガス種に応じて、前記電流検出工程にて検出された電流値を補正する補正工程と、
前記補正工程により補正された電流値に基づいて、酸素濃度を算出する酸素濃度算出工程と、
を有することを特徴とする酸素濃度測定方法。 - 前記ガス種判別工程では、前記ヒータ電圧検出工程において検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧が上昇したか下降したかに基づいて、ガス種を判別する
ことを特徴とする請求項6に記載の酸素濃度測定方法。 - 前記ガス種判別工程では、前記ヒータ電圧検出工程において検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧の値に基づいて、ガス種を判別する
ことを特徴とする請求項6に記載の酸素濃度測定方法。 - 限界電流式酸素センサの周囲風速を検出する風速検出工程をさらに有し、
前記ガス種判別工程では、前記ヒータ電圧検出工程において検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧と、前記風速検出工程において検出された周囲風速とに基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別する
ことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の酸素濃度測定方法。 - 限界電流式酸素センサの周囲温度を検出する温度検出工程をさらに有し、
前記ガス種判別工程では、前記ヒータ電圧検出工程において検出された前記ヒータ抵抗への印加電圧と、前記温度検出工程において検出された周囲温度とに基づいて、前記不活性ガスのガス種を判別する
ことを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の酸素濃度測定方法。
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JP2008218538A JP5143672B2 (ja) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | 酸素濃度測定ユニット及び酸素濃度測定方法 |
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JP2010054295A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Yazaki Corp | 酸素濃度測定ユニット及び酸素濃度測定方法 |
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JPH07151728A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスセンサ |
JP2002310976A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Iwatani Internatl Corp | 超微量酸素連続モニター方法及びその装置 |
JP2007108019A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Energy Support Corp | 酸素含有ガス製造装置 |
JP2010054295A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Yazaki Corp | 酸素濃度測定ユニット及び酸素濃度測定方法 |
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- 2008-08-27 JP JP2008218538A patent/JP5143672B2/ja active Active
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