JP3539034B2 - 高炉送風空気用湿分センサ - Google Patents
高炉送風空気用湿分センサInfo
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- JP3539034B2 JP3539034B2 JP01606896A JP1606896A JP3539034B2 JP 3539034 B2 JP3539034 B2 JP 3539034B2 JP 01606896 A JP01606896 A JP 01606896A JP 1606896 A JP1606896 A JP 1606896A JP 3539034 B2 JP3539034 B2 JP 3539034B2
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- blast
- blast furnace
- moisture sensor
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉送風空気用湿
分センサに関する。
分センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉に送風される空気は、高炉中でコー
クスを燃焼させるための酸素を供給することがその主要
な役割であるが、空気中に含まれる湿分は高炉内で分解
して水素ガスになるため、鉄鉱石を還元するための還元
材の役割を果たす。また、湿分の分解反応は吸熱反応で
あるため燃焼温度を下げる作用があり、送風によって高
炉に与えられる熱に影響を及ぼす。
クスを燃焼させるための酸素を供給することがその主要
な役割であるが、空気中に含まれる湿分は高炉内で分解
して水素ガスになるため、鉄鉱石を還元するための還元
材の役割を果たす。また、湿分の分解反応は吸熱反応で
あるため燃焼温度を下げる作用があり、送風によって高
炉に与えられる熱に影響を及ぼす。
【０００３】そのため、高炉送風空気中に含まれる湿分
は高炉の操業において非常に重要な管理指標であり、蒸
気や水を送風空気中に吹き込むことによって任意の湿分
に調整されるとともに、安定に管理されている。したが
って、高炉の送風湿分は重要な測定対象となっており、
その測定器についても十分な保守と精度管理が要求され
ている。
は高炉の操業において非常に重要な管理指標であり、蒸
気や水を送風空気中に吹き込むことによって任意の湿分
に調整されるとともに、安定に管理されている。したが
って、高炉の送風湿分は重要な測定対象となっており、
その測定器についても十分な保守と精度管理が要求され
ている。
【０００４】ところで、高炉の送風湿分の測定には、一
般的にデューセルと呼ばれる湿分センサが使用されてい
る（たとえば、特開昭56− 214号公報参照）。この湿分
センサは抵抗体のうえに塩化リチウムを塗布し、塩化リ
チウムの飽和蒸気圧と周囲の水蒸気分圧が等しくなるま
で加熱し、センサの周囲の気体の湿分を分圧平衡時の温
度によって測定しようとするものである。
般的にデューセルと呼ばれる湿分センサが使用されてい
る（たとえば、特開昭56− 214号公報参照）。この湿分
センサは抵抗体のうえに塩化リチウムを塗布し、塩化リ
チウムの飽和蒸気圧と周囲の水蒸気分圧が等しくなるま
で加熱し、センサの周囲の気体の湿分を分圧平衡時の温
度によって測定しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の湿分センサ（デューセル）を用いて精度よく気
体中の湿分を測定しようとする場合、次のような問題が
ある。すなわち、 塩化リチウムをたとえば１箇月に１回程度定期的に塗
布し直す必要があり、そのメンテナンスに多くの負荷を
要すること、 また、塗布する場合は湿分センサを測定箇所から取り
外す必要があるから、その間の測定不能状態を解消する
ためには複数の湿分センサを設置する必要があり、コス
ト高になること、などである。
た従来の湿分センサ（デューセル）を用いて精度よく気
体中の湿分を測定しようとする場合、次のような問題が
ある。すなわち、 塩化リチウムをたとえば１箇月に１回程度定期的に塗
布し直す必要があり、そのメンテナンスに多くの負荷を
要すること、 また、塗布する場合は湿分センサを測定箇所から取り
外す必要があるから、その間の測定不能状態を解消する
ためには複数の湿分センサを設置する必要があり、コス
ト高になること、などである。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決するためになされたもので、メンテナンスフ
リーでかつ精度のよい高炉送風空気用湿分センサを提供
することを目的とする。
課題を解決するためになされたもので、メンテナンスフ
リーでかつ精度のよい高炉送風空気用湿分センサを提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、２本の電極の
間に白金ワイヤを介して結合されるサーミスタを収納し
て送風空気が供給される測定セルと、２本の電極の間に
白金ワイヤを介して結合されるサーミスタを収納して乾
燥気体が封入される基準セルとを円筒部材に一体的に固
定し、該サーミスタを用いてブリッジ回路を構成し、該
ブリッジ回路の不平衡電流を検出する検出回路を設けた
湿分センサで高炉送風空気の湿分を測定すると共に、高
炉に送り込む送風空気流量と、同時に吹き込む富化酸素
流量を基に前記湿分センサの湿分測定値を補正すること
を特徴とする高炉送風空気用湿分センサである。
間に白金ワイヤを介して結合されるサーミスタを収納し
て送風空気が供給される測定セルと、２本の電極の間に
白金ワイヤを介して結合されるサーミスタを収納して乾
燥気体が封入される基準セルとを円筒部材に一体的に固
定し、該サーミスタを用いてブリッジ回路を構成し、該
ブリッジ回路の不平衡電流を検出する検出回路を設けた
湿分センサで高炉送風空気の湿分を測定すると共に、高
炉に送り込む送風空気流量と、同時に吹き込む富化酸素
流量を基に前記湿分センサの湿分測定値を補正すること
を特徴とする高炉送風空気用湿分センサである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明によれば、サーミスタは気
体の熱伝導率が気体中の湿分によって変化することを利
用して絶対湿分を測定することが可能であることから、
２個のサーミスタをブリッジに組み合わせて、一方のサ
ーミスタを基準となる乾燥気体中に置き、他方のサーミ
スタを測定対象の送風空気中に置いてブリッジ回路を構
成するようにしたので、それぞれの気体の熱伝導率の違
いによって生じる不平衡電流を検出することにより、送
風空気中の湿分の量を測定することができる。
体の熱伝導率が気体中の湿分によって変化することを利
用して絶対湿分を測定することが可能であることから、
２個のサーミスタをブリッジに組み合わせて、一方のサ
ーミスタを基準となる乾燥気体中に置き、他方のサーミ
スタを測定対象の送風空気中に置いてブリッジ回路を構
成するようにしたので、それぞれの気体の熱伝導率の違
いによって生じる不平衡電流を検出することにより、送
風空気中の湿分の量を測定することができる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図１は本発明の湿分センサの実施
例を示す概要図であり、図２は湿分センサの具体的構成
を示す断面図、図３は湿分センサの測定回路図である。
図１において、１は湿分センサ、２はこの湿分センサ１
を保持する恒温槽、３は高炉送風空気管４から送風空気
をサンプリングして恒温槽２に導くサンプリング配管、
５はサンプリングされた送風空気を大気中に放散する放
散管、６は演算器、７はサンプリング配管３の保温材で
ある。
して詳しく説明する。図１は本発明の湿分センサの実施
例を示す概要図であり、図２は湿分センサの具体的構成
を示す断面図、図３は湿分センサの測定回路図である。
図１において、１は湿分センサ、２はこの湿分センサ１
を保持する恒温槽、３は高炉送風空気管４から送風空気
をサンプリングして恒温槽２に導くサンプリング配管、
５はサンプリングされた送風空気を大気中に放散する放
散管、６は演算器、７はサンプリング配管３の保温材で
ある。
【００１０】このようにして、サンプリング配管３と放
散管５との間に接続した恒温槽２に湿分センサ１をセッ
トすることにより、送風空気の圧力変動や温度変動を受
けずに高い精度で湿分を測定することができる。ここ
で、この湿分センサ１の構成について詳しく説明する
と、図２に示すように、内径Ｄが4.0mm で長さＬが15mm
程度の円筒部材11内に測定セル12と基準セル13を装着
し、それぞれの２本の電極14ａ, 14ｂと15ａ, 15ｂとの
間にガラスコーティングされたサーミスタ16ａ, 16ｂが
白金ワイヤ17によって結合されて保持される。測定セル
12の内部は通気孔18ａを介してサンプリングされた送風
空気が充満され、その後排気孔18ｂから排気される。ま
た、基準セル13には乾燥気体が封入される。
散管５との間に接続した恒温槽２に湿分センサ１をセッ
トすることにより、送風空気の圧力変動や温度変動を受
けずに高い精度で湿分を測定することができる。ここ
で、この湿分センサ１の構成について詳しく説明する
と、図２に示すように、内径Ｄが4.0mm で長さＬが15mm
程度の円筒部材11内に測定セル12と基準セル13を装着
し、それぞれの２本の電極14ａ, 14ｂと15ａ, 15ｂとの
間にガラスコーティングされたサーミスタ16ａ, 16ｂが
白金ワイヤ17によって結合されて保持される。測定セル
12の内部は通気孔18ａを介してサンプリングされた送風
空気が充満され、その後排気孔18ｂから排気される。ま
た、基準セル13には乾燥気体が封入される。
【００１１】これらの測定セル12と基準セル13の２個の
サーミスタ16ａ, 16ｂの抵抗値をそれぞれＲ1 * , Ｒ2
* として、図３に示すようにブリッジ回路を形成し、電
源Ｅからそれぞれに電流を流して加熱する。そうする
と、乾燥気体と湿分を含む送風空気とでは熱伝導率が異
なることから、それぞれに流れる不平衡電流を出力端子
Ａ，Ｂに接続した電流計（図示せず）を用いて測定する
ことによって、送風空気中の湿分の量が測定される。
サーミスタ16ａ, 16ｂの抵抗値をそれぞれＲ1 * , Ｒ2
* として、図３に示すようにブリッジ回路を形成し、電
源Ｅからそれぞれに電流を流して加熱する。そうする
と、乾燥気体と湿分を含む送風空気とでは熱伝導率が異
なることから、それぞれに流れる不平衡電流を出力端子
Ａ，Ｂに接続した電流計（図示せず）を用いて測定する
ことによって、送風空気中の湿分の量が測定される。
【００１２】たとえば、送風空気中の湿分が０〜130g/N
m3の範囲である場合は、各サーミスタとしてそれぞれＲ
1 * ； 100Ω，Ｒ2 * ； 100Ωの抵抗値を有するものを
用い、ブリッジ回路の各抵抗値はＲ1 ； 100Ω，Ｒ2 ；
100Ω，Ｒ3 ； 100Ω，Ｒ4；50Ωとし、また電源Ｅ；1
5Ｖとして構成すればよい。一方、演算器６に、あらか
じめ求めておいた酸素濃度の変化に対する送風空気中の
熱伝導率の変化と湿分測定値に与える影響の度合いを設
定しておき、高炉に送り込む送風空気流量の信号と、同
時に吹き込む富化酸素流量の信号とを入力することによ
って、湿分センサ１の湿分測定値を補正することができ
るから、送風空気の成分変動による測定誤差を補正する
ことが可能である。なお、酸素富化を行わない場合や富
化酸素流量の変動が少なく、湿分に与える影響が無視で
きるような場合は酸素濃度による補正機能を省いてもよ
い。
m3の範囲である場合は、各サーミスタとしてそれぞれＲ
1 * ； 100Ω，Ｒ2 * ； 100Ωの抵抗値を有するものを
用い、ブリッジ回路の各抵抗値はＲ1 ； 100Ω，Ｒ2 ；
100Ω，Ｒ3 ； 100Ω，Ｒ4；50Ωとし、また電源Ｅ；1
5Ｖとして構成すればよい。一方、演算器６に、あらか
じめ求めておいた酸素濃度の変化に対する送風空気中の
熱伝導率の変化と湿分測定値に与える影響の度合いを設
定しておき、高炉に送り込む送風空気流量の信号と、同
時に吹き込む富化酸素流量の信号とを入力することによ
って、湿分センサ１の湿分測定値を補正することができ
るから、送風空気の成分変動による測定誤差を補正する
ことが可能である。なお、酸素富化を行わない場合や富
化酸素流量の変動が少なく、湿分に与える影響が無視で
きるような場合は酸素濃度による補正機能を省いてもよ
い。
【００１３】このように、単に気体の熱伝導率の違いを
測定し得る２個のサーミスタ16ａ,16ｂを用いて湿分セ
ンサを構成することにより、従来のデューセルのような
湿分の吸着などの化学的作用を利用するものではないか
ら、センサ部分の経時的な特性変化がなく、基本的にメ
ンテナンスが不要となる。
測定し得る２個のサーミスタ16ａ,16ｂを用いて湿分セ
ンサを構成することにより、従来のデューセルのような
湿分の吸着などの化学的作用を利用するものではないか
ら、センサ部分の経時的な特性変化がなく、基本的にメ
ンテナンスが不要となる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーミスタを用いて湿分センサを構成するようにしたの
で、高精度な湿分測定が可能となり、メンテナンスフリ
ーを実現することが可能である。また、従来２式必要と
していた湿分センサを１式のみでカバーし得るから、設
備費の節減が可能である。
サーミスタを用いて湿分センサを構成するようにしたの
で、高精度な湿分測定が可能となり、メンテナンスフリ
ーを実現することが可能である。また、従来２式必要と
していた湿分センサを１式のみでカバーし得るから、設
備費の節減が可能である。
【図１】本発明の湿分センサの実施例を示す概要図であ
る。
る。
【図２】湿分センサの具体的構成を示す断面図である。
【図３】湿分センサの測定回路図である。
【符号の説明】
１ 湿分センサ
２ 恒温槽
３ サンプリング配管
４ 高炉送風空気管
５ 放散管
６ 演算器
11 円筒部材
12, 13 セル
14ａ, 14ｂ，15ａ, 15ｂ 電極
16ａ, 16ｂ サーミスタ
17 白金ワイヤ
18ａ 通気孔
18ｂ 排気孔
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−14151（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−263426（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−214（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−325061（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−34110（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−2020（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−92304（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−103927（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−291141（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/00 - 27/24
C21B 7/00 - 9/16
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ２本の電極の間に白金ワイヤを介して
結合されるサーミスタを収納して送風空気が供給される
測定セルと、２本の電極の間に白金ワイヤを介して結合
されるサーミスタを収納して乾燥気体が封入される基準
セルとを円筒部材に一体的に固定し、該サーミスタを用
いてブリッジ回路を構成し、該ブリッジ回路の不平衡電
流を検出する検出回路を設けた湿分センサで高炉送風空
気の湿分を測定すると共に、高炉に送り込む送風空気流
量と、同時に吹き込む富化酸素流量を基に前記湿分セン
サの湿分測定値を補正することを特徴とする高炉送風空
気用湿分センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01606896A JP3539034B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 高炉送風空気用湿分センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01606896A JP3539034B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 高炉送風空気用湿分センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210945A JPH09210945A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3539034B2 true JP3539034B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=11906262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01606896A Expired - Fee Related JP3539034B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 高炉送風空気用湿分センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3539034B2 (ja) |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP01606896A patent/JP3539034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09210945A (ja) | 1997-08-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040129 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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