JP6470037B2 - 酸素センサ校正システム及び酸素センサの校正方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態に係る酸素センサ1aは、図1に示すように、鋼製のワークの浸炭処理を行う浸炭炉10で用いられ、測定ガス導入部3aが設けられた先端を、炉内雰囲気ガスの温度を制御する熱電対18の先端と同位置となるように、浸炭炉10の炉壁12に直接挿入され取り付けられている。酸素センサ1aの取付角度は炉壁12の壁面に対して垂直にすることが推奨されるが、水平に配置しても良い。
本発明の実施の形態に係る酸素濃度校正システムは、図1に示すように、酸素センサ1aと、図1中に破線囲みで示す、校正用のガスを供給するガス供給ユニット13aと、酸素センサ1aに接続された電圧変換器20と、を備える。尚、電圧変換器20の後段にCP変換器19を接続することによって、通常のガスを用いた処理中の炉内雰囲気ガスのCPを測定する炭素濃度測定システムを構成することができる。
バーンアウト処理の終了後、浸炭炉10に酸素センサ1aを直接挿入したまま、酸素センサ1aの校正を行う。酸素センサ1aの校正方法は、電圧変換器20に表示される起電力が本来ゼロとなるべきゼロ値を1点目に測定して調整するゼロ調整処理と、表示される起電力がゼロ以外の値であるスパン値を2点目に測定して調整するスパン調整処理とを含む。
例えば、本発明の他の実施の形態として、図8〜図10に示すような酸素センサ1b及びこの酸素センサ1bを用いた酸素濃度校正システムを構成して、酸素センサ1bを校正してもよい。また図8に示すように、酸素センサ1bに電圧変換器20及びCP変換器19を接続して、炭素濃度測定システムを構成できる。尚、図1〜図7に示した構成と共通する部分については説明を省略し、相違する部分を中心として、以下説明する。
2 センサ部
2a 固体電解質
2b 外部電極
2c 内部電極
3a,3b 測定ガス導入部
4 内管
5,5a,5b 第1のガス導入口
6 外筒
7 内筒
10 浸炭炉
12 炉壁
13a,13b ガス供給ユニット
15a,15b ガス誘導管
18 熱電対
19 CP変換機
20 電圧変換器(調整装置)
21 第2のガス導入口
23a 第1の電磁弁
23b 第2の電磁弁
23c 第3の電磁弁
23d 第4の電磁弁
16a,16b 流量計
L1 スパン調整用ガスライン
L2 清浄空気ライン
L3 保護ガスライン
S 隙間
Claims (8)
- ガスを用いた処理を行う炉の内側に挿入され、両端に接触するガスの酸素濃度差に応じて起電力を発生させる固体電解質を有し、酸素濃度検出時に、該固体電解質の一端に炉内雰囲気ガスが接触すると共に、該固体電解質の他端に基準ガスが接触する酸素センサと、
前記酸素センサに接続され、前記酸素センサの校正時に、前記固体電解質の一端に校正用の基準となる酸素濃度とされた基準ガスを供給すると共に、前記固体電解質の他端に前記基準ガスより低い酸素濃度とされたスパン調整用ガスを供給するガス供給ユニットと、
前記酸素センサに接続され、前記基準ガスと前記スパン調整用ガスとの接触により生じる起電力に、設定された補正量を加算して前記起電力の校正値を算出する調整装置と、
を備え、
前記ガス供給ユニットは、前記固体電解質の他端に供給するガスを、前記基準ガスと前記スパン調整用ガスとの間で切り替えると共に、前記固体電解質の一端に供給するガスを、前記基準ガスと前記固体電解質の一端に前記炉内雰囲気ガス中の異物が付着することを抑制する保護ガスとの間で切り替える切替機構を更に有し、前記切替機構によって、前記炉内へのワークの搬入時から実行される、炉内温度を昇温させる処理の際に、前記固体電解質の一端に前記保護ガスを供給することを特徴とする酸素センサ校正システム。 - 前記保護ガスは、不活性ガスであることを特徴とする請求項1に記載の酸素センサ校正システム。
- 前記保護ガスは、窒素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の酸素センサ校正システム。
- 前記スパン調整用ガスの酸素濃度は、10ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の酸素センサ校正システム。
- 前記酸素センサの炉外側には、前記基準ガスを導入する第1のガス導入口が設けられ、
該第1のガス導入口と前記固体電解質との間に架け渡されるように設けられると共に、前記固体電解質の近傍に開口するガス誘導管を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の酸素センサ校正システム。 - 前記ガス供給ユニットは、更に、前記固体電解質の一端に付着した前記炉内雰囲気ガス中の煤を燃焼させるバーンアウトエアーを供給することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の酸素センサ校正システム。
- 前記切替機構は、更に、前記固体電解質の一端に供給するガスを、前記基準ガスと前記保護ガスと前記バーンアウトエアーとの間で切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の酸素センサ校正システム。
- ガスを用いた処理を行う炉の内側に挿入され、両端に接触するガスの酸素濃度差に応じて起電力を発生させる固体電解質を内側に有し、酸素濃度検出時に、該固体電解質の一端に炉内雰囲気ガスが接触すると共に、該固体電解質の他端に基準ガスが接触する酸素センサの校正方法であって、
前記固体電解質の一端に、校正用の基準となる酸素濃度とされた基準ガスを接触させると共に、前記固体電解質の他端に、前記基準ガスより低い酸素濃度とされたスパン調整用ガスを接触させる工程と、
前記基準ガスと前記スパン調整用ガスとの接触により生じる起電力に、設定された補正量を加算して前記起電力の校正値を算出する工程と、を含み、
前記炉内へのワークの搬入時から実行される、炉内温度を昇温させる処理の際に、前記固体電解質の一端に前記炉内雰囲気ガス中の異物が付着することを抑制する保護ガスを供給することを特徴とする酸素センサの校正方法。
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