JP2895020B2 - Measurement method of outgas from solid surface - Google Patents
Measurement method of outgas from solid surfaceInfo
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、燃料電池
や水素吸蔵合金を利用した燃料体などの固体表層から放
出されるガス成分を測定するための、固体表層からの放
出ガス測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a gas component emitted from a solid surface layer, for example, for measuring a gas component emitted from a solid surface layer such as a fuel cell or a fuel body using a hydrogen storage alloy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料電池や水素吸蔵合金を利用した燃料
体などでは、その固体表層から放出される酸素（Ｏ2）
や水素（Ｈ2）などのガス成分を測定する必要がある。
ところで、従来、かかる固体表層から放出される酸素
（Ｏ2）や水素（Ｈ2）などのガス成分を測定する場合に
は、気層中の境界層を通してセンサ側に放出ガスが供給
され、この放出ガスの成分をセンサにより測定してい
た。2. Description of the Related Art In a fuel cell or a fuel body using a hydrogen storage alloy, oxygen (O 2 ) released from a solid surface layer is used.
It is necessary to measure gas components such as hydrogen and hydrogen (H 2 ).
By the way, conventionally, when measuring gas components such as oxygen (O 2 ) and hydrogen (H 2 ) released from the solid surface layer, the released gas is supplied to the sensor side through a boundary layer in the gas layer. The components of the released gas were measured by a sensor.
【０００３】かかる従来のガス成分の測定方法では、固
体表層から放出されるガス量が十分多く、そのため、放
出されるガスを流動させてセンサ側に供給することが出
来る場合には、その測定感度や応答性に問題はない。し
かしながら、上記燃料電池や水素吸蔵合金を利用した燃
料体などにおいて、密閉槽内で固体表層から放出される
ガス成分である酸素（Ｏ2）や水素（Ｈ2）を測定する場
合には、センサを固体近傍に近づけて測定しなければな
らなかった。In such a conventional method for measuring gas components, the amount of gas released from the solid surface layer is sufficiently large. Therefore, if the released gas can be flowed and supplied to the sensor side, the measurement sensitivity is high. There is no problem with responsiveness. However, when measuring oxygen (O 2 ) or hydrogen (H 2 ), which is a gas component released from a solid surface layer in a closed tank, in a fuel cell or a fuel body using a hydrogen storage alloy, a sensor is required. Had to be measured close to the solid.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した従
来技術では、固体表層から放出され境界層中を拡散して
供給される酸素（Ｏ2）や水素（Ｈ2）などのガス量は微
量なために不安定であり、測定感度やその応答性に不均
一性（いわゆるバラツキ）が生じ易いなどの問題があっ
た。That is, in the above-mentioned prior art, the amount of gas such as oxygen (O 2 ) and hydrogen (H 2 ) released from the solid surface layer and supplied in the boundary layer is diffused. Therefore, there is a problem that the measurement sensitivity and its response are likely to cause non-uniformity (so-called variation).
【０００５】特に、放出されるガスが酸素（Ｏ2）ガス
の場合、周囲の金属と反応（酸化）しやすく、そのた
め、センサ側に供給されるガスの酸素（Ｏ2）濃度が減
少してしまい、検出濃度が実際の値よりも低い測定結果
となってしまう。In particular, when the released gas is oxygen (O 2 ) gas, it easily reacts (oxidizes) with the surrounding metal, so that the oxygen (O 2 ) concentration of the gas supplied to the sensor decreases. As a result, a measurement result in which the detected concentration is lower than the actual value is obtained.
【０００６】また、放出されるガスが水素（Ｈ2）ガス
の場合にも、周囲の金属中に吸着・吸蔵され、あるい
は、化学反応してしまい、そのため、センサ側に供給さ
れるガスの水素（Ｈ2）濃度が減少してしまい、検出濃
度が実際の値よりも低い測定結果となってしまう。Also, when the released gas is a hydrogen (H 2 ) gas, it is adsorbed and occluded in the surrounding metal or undergoes a chemical reaction, so that the hydrogen of the gas supplied to the sensor side is removed. The (H 2 ) concentration is reduced, resulting in a measurement result in which the detected concentration is lower than the actual value.
【０００７】そこで、本発明は、上記の従来技術におけ
る問題点に鑑み、すなわち、被測定ガスの境界層内での
ガス拡散による反応や濃度の減少をなくし、応答性が高
く、確実に、かつ、安定してその濃度を測定することが
出来る固体表層からの放出ガス測定方法を提供すること
をその目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, that is, eliminates a reaction or a decrease in concentration due to gas diffusion in a boundary layer of a gas to be measured, and has a high responsiveness and reliability. It is an object of the present invention to provide a method for measuring a gas emitted from a solid surface layer capable of stably measuring its concentration.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的を達成するため、固体表層から放出されるガス成分
を測定する方法であって、ガス成分を測定するセンサを
被測定固体の近傍に配置し、測定されるべきガスを選択
的に透過する選択的透過物質を前記センサと前記被測定
固体の表面との間の隙間に充填し、前記被測定固体の表
面から放出されるガスの成分を測定することを特徴とす
る固体表層からの放出ガス測定方法が提案される。According to the present invention, in order to achieve the above object, there is provided a method for measuring a gas component emitted from a solid surface layer. A gas that is disposed in the vicinity and fills a gap between the sensor and the surface of the solid to be measured with a selectively permeable substance that selectively permeates the gas to be measured, and is released from the surface of the solid to be measured. A method for measuring gas released from a solid surface layer characterized by measuring the following components is proposed.
【０００９】また、本発明によれば、前記の固体表層か
らの放出ガス測定方法において、前記センサと前記被測
定固体の表面との間の隙間に充填する前記選択的透過物
質は固体電解質である。According to the present invention, in the above-mentioned method for measuring gas emitted from a solid surface layer, the selectively permeable substance filling a gap between the sensor and the surface of the solid to be measured is a solid electrolyte. .
【００１０】さらに、本発明によれば、前記の固体表層
からの放出ガス測定方法において、前記固体表層から放
出されるガスは酸素ガスである場合には、前記センサと
前記被測定固体の表面との間の隙間に充填する前記選択
的透過物質は、ＺｒＯ2セラミック（安定化並びに部分
安定化したＺｒＯ2も含む）の粉末である。Further, according to the present invention, in the above-mentioned method for measuring gas released from a solid surface layer, when the gas released from the solid surface layer is oxygen gas, the sensor and the surface of the solid to be measured are separated. The selectively permeable material filling the interstices between is a powder of ZrO 2 ceramic (including stabilized as well as partially stabilized ZrO 2 ).
【００１１】そして、本発明によれば、前記の固体表層
からの放出ガス測定方法において、前記固体表層から放
出されるガスは水素ガスである場合には、前記センサと
前記被測定固体の表面との間の隙間に充填する前記選択
的透過物質は、Ｉｎドープトカルシウムジルコネートの
粉末である。According to the present invention, in the method for measuring gas released from the solid surface layer, when the gas released from the solid surface layer is a hydrogen gas, the sensor and the surface of the solid to be measured are separated. The selectively permeable material filling the interstices between is a powder of In-doped calcium zirconate.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら説明する。まず、図２に
は、本発明の固体表層からの放出ガス測定方法に使用す
る固体電解質ガスセンサの構造が示されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, FIG. 2 shows the structure of a solid electrolyte gas sensor used in the method for measuring gas emitted from a solid surface layer according to the present invention.
【００１３】図からも明らかなように、センサセル１０
は、酸素イオン導電体や水素イオン導電体などの固体電
解質を、その一端が閉じられた袋状（あるいは、一端が
閉じられた筒状）に形成して構成されている。具体的に
は、酸素（Ｏ2）センサの場合には、部分安定化あるい
は安定化したジルコニア（８％ｍｏｌＹ2Ｏ3・Ｚｒ
Ｏ2）から、また、一方、水素（Ｈ2）センサの場合に
は、Ｉｎドープトカルシウムジルコネート（ＣａＩｎ
0.1Ｚｒ0.9Ｏ3-α）から構成されている。この袋状セン
サセル１０の先端側外周面の一部及びその内周面には、
ガスが自由に通過できるようなポーラスな白金（Ｐｔ）
電極１１、１２が固体電解質を挟んで取り付けられてい
る。As is apparent from FIG.
Is formed by forming a solid electrolyte such as an oxygen ion conductor or a hydrogen ion conductor into a bag shape with one end closed (or a cylindrical shape with one end closed). Specifically, in the case of an oxygen (O 2 ) sensor, partially stabilized or stabilized zirconia (8% mol Y 2 O 3 .Zr
O 2 ), and in the case of a hydrogen (H 2 ) sensor, In-doped calcium zirconate (CaIn
0.1 Zr 0.9 O 3- α). A part of the outer peripheral surface on the distal end side of the bag-shaped sensor cell 10 and the inner peripheral surface thereof include:
Porous platinum (Pt) that allows gas to pass freely
Electrodes 11 and 12 are attached with a solid electrolyte interposed therebetween.
【００１４】そして、これらの白金（Ｐｔ）電極１１、
１２は、基台部２０へロー付けなどで固定された起電力
測定ＭＩケーブルから延びた白金（Ｐｔ）リード線１
３、１４へ接続されている。なお、この図では、上記白
金（Ｐｔ）リード線１３は、説明上、袋状センサセル１
０の外表面から離れて示されているが、実際には、袋状
センサセル１０の外表面上に帯状に形成されている。ま
た、この袋状センサセル１０の外表面には、表面に形成
した上記リードが他と接触することから保護するための
絶縁スリーブ（例えば、セラミック繊維など）を設ける
ことが好ましい。Then, these platinum (Pt) electrodes 11,
12 is a platinum (Pt) lead wire 1 extending from the electromotive force measurement MI cable fixed to the base 20 by brazing or the like.
3 and 14. Note that, in this figure, the platinum (Pt) lead wire 13 is,
Although it is shown apart from the outer surface of 0, it is actually formed in a strip shape on the outer surface of the bag-shaped sensor cell 10. In addition, it is preferable to provide an insulating sleeve (for example, ceramic fiber or the like) on the outer surface of the bag-shaped sensor cell 10 to protect the lead formed on the surface from being in contact with another.
【００１５】また、上記袋状のセンサセル１０の内部に
は、このセンサセルを規定以上（５００℃以上）の温度
に加熱するための棒状のセラミックヒータ１５が配置さ
れており、さらに、このセラミックヒータ１５へ加熱電
力を供給するための２本の電極線１６、１７が、やはり
基台部２０へロー付けなどで固定されたヒータ電力ＭＩ
ケーブルから延長されている。なお、この基台部２０に
は、さらに、ガス濃度検出の基準濃度となる基準濃度ガ
スを導くための導入管２１と、この導入されたガスを排
出するための排気管２２が、やはり、ロー付けなどによ
り固定されている。Further, inside the bag-shaped sensor cell 10, a rod-shaped ceramic heater 15 for heating the sensor cell to a specified temperature or higher (500 ° C. or higher) is arranged. The two electrode wires 16 and 17 for supplying heating power to the heater power MI which are also fixed to the base 20 by brazing or the like.
It is extended from the cable. The base 20 further includes an inlet pipe 21 for guiding a reference concentration gas serving as a reference concentration for gas concentration detection, and an exhaust pipe 22 for discharging the introduced gas. It is fixed by attaching.
【００１６】上記袋状のセンサセル１０と基台部２０と
の間には、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合金やコバール等の低熱
膨張合金から形成された略円筒形状の封着金属部材３０
がそれぞれロー付けなどにより固着されている。なお、
この封着金属部材３０の略中央部には、筒状のセラミッ
ク部材３１が挿入されており、やはり、ロー付けなどに
より固着されている。なお、これらロー付けのための材
料としては、高温部には金（Ａｕ）ロー材を、低温部に
は銀（Ａｇ）ロー材を用いることが好ましい。A substantially cylindrical sealing metal member 30 made of a low thermal expansion alloy such as a Ni—Fe alloy or Kovar is provided between the bag-shaped sensor cell 10 and the base 20.
Are fixed by brazing or the like. In addition,
A cylindrical ceramic member 31 is inserted into a substantially central portion of the sealing metal member 30, and is also fixed by brazing or the like. In addition, as a material for brazing, it is preferable to use a gold (Au) brazing material for the high-temperature portion and a silver (Ag) brazing material for the low-temperature portion.
【００１７】続いて、上記にその構成を説明した固体電
解質ガスセンサを利用して、固体表層からの放出ガスを
測定する方法について、添付の図１を参照して説明す
る。まず、図１（Ａ）は、かかるガス発生固体表面とし
て、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）の容器１００などの
金属材から透過してくる水素（Ｈ2）の濃度を測定する
方法を示している。なお、この図において、符号１２０
は、このステンレス容器１００の周囲に取り付けられた
保温材を、そして、符号１３０は、この保温材内に埋め
られ、上記ステンレス容器１００を所定の温度に保つた
めに加熱するヒータを示している。Next, a method for measuring the gas released from the solid surface layer using the solid electrolyte gas sensor having the above-described structure will be described with reference to FIG. First, FIG. 1A shows a method of measuring the concentration of hydrogen (H 2 ) that permeates a metal material such as a stainless steel (SUS) container 100 as such a gas generating solid surface. In FIG.
Denotes a heat insulating material attached around the stainless steel container 100, and reference numeral 130 denotes a heater buried in the heat insulating material and heating the stainless steel container 100 to maintain the stainless steel container 100 at a predetermined temperature.
【００１８】ここでは、ステンレスの容器１００には、
水素透過濃度測定のための凹部１１０が形成されてお
り、上記の固体電解質ガスセンサ、なお、この場合に
は、水素（Ｈ2）センサとして固体電解質ガスセンサの
袋状センサセル１０の先端部が、上記凹部１１０内に位
置するように配置する。なお、上記にも述べたが、この
時、上記袋状センサセル１０の外周に設けられた白金
（Ｐｔ）リード線１３が上記ステンレス容器１００に接
触しないように、絶縁スリーブで予め保護しておくこと
が好ましい。Here, the stainless steel container 100 includes:
A concave portion 110 for measuring the hydrogen permeation concentration is formed, and the tip of the solid electrolyte gas sensor described above, in this case, the bag-shaped sensor cell 10 of the solid electrolyte gas sensor as a hydrogen (H 2 ) sensor is formed as the concave portion. It is arranged so as to be located within 110. As described above, at this time, the platinum (Pt) lead wire 13 provided on the outer periphery of the bag-shaped sensor cell 10 should be protected by an insulating sleeve in advance so as not to contact the stainless steel container 100. Is preferred.
【００１９】そして、本発明になる、固体電解質ガスセ
ンサを利用して固体表層からの放出ガスを測定する方法
では、上記ステンレス容器１００の凹部１１０と、前記
固体電解質ガスセンサ、特に、その袋状センサセル１０
の白金（Ｐｔ）電極１１を含む先端部との間に形成され
る隙間には、測定すべきガス（この場合は、水素（Ｈ
２）ガス）を透過する物質、すなわち、水素イオン導電
体物質の粉体２００を充填する。なお、ここでは、水素
イオン導電体物質の粉体として、具体的には、上記袋状
センサセル１０を形成したと同じ材料である、Ｉｎドー
プトカルシウムジルコネート（ＣａＩｎ0.1Ｚｒ0.9Ｏ3-
α）の粉末を充填した。In the method for measuring the gas released from the solid surface layer using the solid electrolyte gas sensor according to the present invention, the concave portion 110 of the stainless steel container 100 and the solid electrolyte gas sensor, in particular, the bag-like sensor cell 10
The gas to be measured (in this case, hydrogen (H
2) Fill a substance that transmits gas, that is, a powder 200 of a hydrogen ion conductive substance. Here, as the powder of the hydrogen ion conductive material, specifically, In-doped calcium zirconate (CaIn 0.1 Zr 0.9 O 3− ), which is the same material as that used to form the bag-shaped sensor cell 10, is used.
α) was filled with the powder.
【００２０】これにより、隙間中の境界層内でのガス拡
散によるセンサ側（袋状センサセル１０）への被測定ガ
ス（水素（Ｈ2）ガス）の濃度差がなくなり、安定して
確実な濃度測定が可能になる。すなわち、水素イオン導
電体物質は、３００℃程度からそのガスイオン導電機能
し（Ｈ2であればＨ＋のプロトンの形で電解質内に溶け
た状態で存在する）、約５００℃以上になるとその機能
は１００％となる（一般に、輸率が１．０の状態にな
る）。そのため、この状態では、ステンレス容器１００
からの水素ガスは、この水素イオン導電体物質中へ非常
に早く溶け込み、均一で、応答性の良い測定が可能にな
る。As a result, the concentration difference of the gas to be measured (hydrogen (H 2 ) gas) on the sensor side (bag-like sensor cell 10) due to gas diffusion in the boundary layer in the gap is eliminated, and the concentration is stable and reliable. Measurement becomes possible. That is, the hydrogen ion conductive material has a gas ion conducting function from about 300 ° C. (if it is H 2 , it exists in a state of being dissolved in the electrolyte in the form of H + protons). Is 100% (generally, the transit number is 1.0). Therefore, in this state, the stainless steel container 100
Hydrogen gas dissolves into the hydrogen ion conductive material very quickly, enabling uniform and responsive measurement.
【００２１】一方、上記袋状センサセル１０では、その
隔壁の内外のガス濃度差によりガス濃淡電池作用が生
じ、その内外の電極、すなわち、白金（Ｐｔ）電極１
１、１２間に起電力が生じる。この濃淡電池作用が生じ
る起電力は、基本的にはネルンストの式で表わされ、輸
率が１．０の場合にはほぼ一致する。そこで、隔壁で隔
てられる片側を基準ガス濃度にしておけば、すなわち、
内側に基準となる濃度のガスを導入しておけば、電極１
１、１２間に発生する起電力を測定することによって、
ステンレス容器１００から透過する水素ガスの濃度を測
定することが可能になる。なお、上記の基準ガスとして
は、水素センサの場合には、不活性ガスと水素ガスの混
合ガス（例えば、１００ｐｐｍＨ２・Ｈｅベースガス）
を使用した。On the other hand, in the bag-shaped sensor cell 10, a gas concentration cell action occurs due to the gas concentration difference between the inside and outside of the partition wall, and the inside and outside electrodes, that is, the platinum (Pt) electrode 1
An electromotive force is generated between 1 and 12. The electromotive force at which this concentration cell action occurs is basically expressed by the Nernst equation, and almost coincides with each other when the transport number is 1.0. Therefore, if one side separated by the partition wall is set to the reference gas concentration, that is,
If a standard concentration gas is introduced inside, the electrode 1
By measuring the electromotive force generated between 1 and 12,
It becomes possible to measure the concentration of hydrogen gas permeating from the stainless steel container 100. In the case of a hydrogen sensor, a mixed gas of an inert gas and a hydrogen gas (for example, 100 ppm H2 · He base gas) is used as the reference gas.
It was used.
【００２２】このように、被測定ガス（水素（Ｈ2）ガ
ス）を選択的に透過する固体電解質（水素イオン導電体
物質であり、袋状センサセル１０と同一材質でもよい）
をセンサ（袋状センサセル１０の先端部）とガス発生物
質（ステンレス容器１００の凹部１１０）との間の空隙
に充填することによって、濃度差の付きやすい境界層に
煩わされることなく、この固体物質から発生するガスの
濃度を正確に測定することが可能になる。As described above, the solid electrolyte (a hydrogen ion conductive material, which may be the same material as the bag-like sensor cell 10) that selectively transmits the gas to be measured (hydrogen (H 2 ) gas).
Is filled in the gap between the sensor (the tip of the bag-shaped sensor cell 10) and the gas generating substance (the concave part 110 of the stainless steel container 100), so that the solid substance can be prevented from being disturbed by the boundary layer that tends to have a concentration difference. It is possible to accurately measure the concentration of gas generated from the gas.
【００２３】また、図１（Ｂ）には、例えば、ガス発生
固体表面として、ゼオライトなどのセラミック材１０
０’から放出されてくる酸素（Ｏ2）の濃度を測定する
方法を示している。この場合においても、このゼオライ
ト材１００’には凹部１１０が形成され、その内部に
は、酸素（Ｏ2）センサとして固体電解質ガスセンサの
袋状センサセル１０の先端部が配置される。なお、その
他の上記図１（Ａ）と同様の符号は、上記と同様の構成
要素を示している。FIG. 1B shows, for example, a ceramic material 10 such as zeolite as a gas generating solid surface.
A method for measuring the concentration of oxygen (O 2 ) released from 0 ′ is shown. Also in this case, a concave portion 110 is formed in the zeolite material 100 ', and the tip of the bag-shaped sensor cell 10 of the solid electrolyte gas sensor as an oxygen (O 2 ) sensor is disposed therein. Note that the same reference numerals as those in FIG. 1A indicate the same components as those described above.
【００２４】なお、この場合には、袋状センサセル１０
は、酸素（Ｏ2）センサを構成するため、上述のジルコ
ニア系セラミックから形成されている。また、上記ゼオ
ライト材１００’の凹部１１０と、袋状センサセル１０
の白金（Ｐｔ）電極１１を含む先端部との間に形成され
る隙間には、酸素（Ｏ2）ガスを選択的に透過する酸素
イオン導電体物質２００’、すなわち、ジルコニア系セ
ラミックの粉末を充填している。これにより、ゼオライ
ト材１００’から放出されてくる酸素（Ｏ2）ガスは、
約５００℃以上の高温下では、酸素イオン導電体物質で
あるジルコニア系セラミック中へイオンの形で非常に早
く溶け込み、隙間中の境界層内でのガス拡散によるセン
サ側への酸素（Ｏ2）ガスの濃度差がなくなり、均一
で、応答性が良く、安定して確実な濃度測定が可能にな
る。In this case, the bag-like sensor cell 10
Is formed from the above-mentioned zirconia ceramic to constitute an oxygen (O 2 ) sensor. Further, the recess 110 of the zeolite material 100 ′ and the bag-like sensor cell 10
In the gap formed between the tip portion including the platinum (Pt) electrode 11, an oxygen ion conductive material 200 ′ that selectively transmits oxygen (O 2 ) gas, that is, a powder of zirconia ceramic is used. Is filling. As a result, oxygen (O 2 ) gas released from the zeolite material 100 ′
At a high temperature of about 500 ° C. or more, it dissolves very quickly in the form of ions into the zirconia-based ceramic, which is an oxygen ion conductive material, and oxygen (O 2 ) on the sensor side due to gas diffusion in the boundary layer in the gap. There is no gas concentration difference, and uniform, good responsiveness, and stable and reliable concentration measurement is possible.
【００２５】なお、上記にも説明したように、上記袋状
センサセル１０とガス発生固体表層（被測定物）との間
の空隙に充填される固体電解質が十分なガスイオン導電
機能（水素や酸素をイオンの形で電解質中に溶けた状態
にする）を発揮するためには、５００℃程度に温度を上
昇しなければならず、従って、上記の本発明になる放出
ガス測定方法は、例えば、高温で使用される燃料電池内
の水素や酸素を測定したり、あるいは、高温で使用され
る水素吸蔵合金から発生するガス量を測定する場合に、
特に、好適に利用することが出来る。As described above, the solid electrolyte filled in the gap between the bag-shaped sensor cell 10 and the gas-generating solid surface layer (measured object) has a sufficient gas ion conductive function (hydrogen or oxygen). In the electrolyte in the form of ions), the temperature must be raised to about 500 ° C. Therefore, the above-described method for measuring the released gas according to the present invention includes, for example, When measuring hydrogen and oxygen in a fuel cell used at high temperature, or when measuring the amount of gas generated from a hydrogen storage alloy used at high temperature,
In particular, it can be suitably used.
【００２６】また、上記の実施の形態では、ガス発生固
体表面であるステンレス容器１００やゼオライト材１０
０’の表面には凹部１１０を形成するものとして説明し
たが、しかしながら、本発明はかかる構造に限定される
ことなく、ガス発生固体表面と袋状センサセル１０の先
端部との間の空隙に固体電解質を充填することによって
も、十分、その効果を発揮することは明らかであろう。In the above-described embodiment, the stainless steel container 100 or the zeolite material
However, the present invention is not limited to such a structure. However, the present invention is not limited to such a structure, and a solid is formed in a gap between the gas generating solid surface and the tip of the bag-shaped sensor cell 10. It will be apparent that the effect can be sufficiently exerted by filling the electrolyte.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になる固体表層からの放出ガス測定方法によ
れば、空隙に固体電解質を充填することによって、ガス
発生固体表面において、水素や酸素などの被測定ガスの
境界層内でのガス拡散による反応や減少をなくし、これ
により、センサの応答性を高くし、確実に、かつ、安定
してその濃度を測定することが出来るようにするという
優れた効果を発揮する。As is apparent from the above detailed description, according to the method for measuring gas released from a solid surface layer according to the present invention, by filling a void with a solid electrolyte, hydrogen is generated on the surface of a gas generating solid. Eliminates the reaction and decrease of gas to be measured such as oxygen and oxygen due to gas diffusion in the boundary layer, thereby increasing the responsiveness of the sensor and ensuring that its concentration can be measured reliably and stably. It has an excellent effect of
【図１】本発明の実施の形態になる固体表層からの放出
ガス測定方法を説明するための説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a method for measuring gas released from a solid surface layer according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記放出ガス測定方法に使用される固体電解質
ガスセンサの構造を示す側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a structure of a solid electrolyte gas sensor used in the above-mentioned method for measuring released gas.
１０ 袋状センサセル １１、１２ 白金（Ｐｔ）電極 １００ ステンレス容器（ガス発生固体表面） １００’ ゼオライト材（ガス発生固体表面） １１０ 凹部 ２００ 水素イオン導電体物質 ２００’ 酸素イオン導電体物質 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bag-shaped sensor cell 11, 12 Platinum (Pt) electrode 100 Stainless steel container (gas generating solid surface) 100 'Zeolite material (gas generating solid surface) 110 Recess 200 Hydrogen ion conductive material 200' Oxygen conductive material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/00 - 27/409 H01M 8/04 G01N 1/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 27/00-27/409 H01M 8/04 G01N 1/22
Claims (4)
する方法であって、ガス成分を測定するセンサを被測定
固体の近傍に配置し、測定されるべきガスを選択的に透
過する選択的透過物質を前記センサと前記被測定固体の
表面との間の隙間に充填し、前記被測定固体の表面から
放出されるガスの成分を測定することを特徴とする固体
表層からの放出ガス測定方法。1. A method for measuring a gas component emitted from a solid surface layer, wherein a sensor for measuring a gas component is disposed near a solid to be measured, and selectively transmits a gas to be measured. A method for measuring a gas emitted from a solid surface layer, comprising filling a gap between the sensor and the surface of the solid to be measured with a permeable substance and measuring a component of a gas emitted from the surface of the solid to be measured. .
出ガス測定方法において、前記センサと前記被測定固体
の表面との間の隙間に充填する前記選択的透過物質は、
固体電解質であることを特徴とする固体表層からの放出
ガス測定方法。2. The method for measuring gas emitted from a solid surface layer according to claim 1, wherein the selectively permeable substance filling a gap between the sensor and the surface of the solid to be measured includes:
A method for measuring gas released from a solid surface layer, which is a solid electrolyte.
出ガス測定方法において、前記固体表層から放出される
ガスは酸素ガスであり、かつ、前記センサと前記被測定
固体の表面との間の隙間に充填する前記選択的透過物質
は、ＺｒＯ2系セラミックの粉末であることを特徴とす
る固体表層からの放出ガス測定方法。3. The method for measuring gas released from a solid surface layer according to claim 2, wherein the gas released from the solid surface layer is an oxygen gas, and the gas between the sensor and the surface of the solid to be measured is provided. Wherein said selectively permeable substance filling said gap is a powder of ZrO 2 -based ceramics.
出ガス測定方法において、前記固体表層から放出される
ガスは水素ガスであり、かつ、前記センサと前記被測定
固体の表面との間の隙間に充填する前記選択的透過物質
は、Ｉｎドープトカルシウムジルコネートの粉末である
ことを特徴とする固体表層からの放出ガス測定方法。4. The method for measuring gas released from a solid surface layer according to claim 2, wherein the gas released from the solid surface layer is a hydrogen gas, and the gas between the sensor and the surface of the solid to be measured is provided. Wherein the selectively permeable substance filled in the gap is powder of In-doped calcium zirconate.
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