JPH0112191Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0112191Y2 JPH0112191Y2 JP1981148688U JP14868881U JPH0112191Y2 JP H0112191 Y2 JPH0112191 Y2 JP H0112191Y2 JP 1981148688 U JP1981148688 U JP 1981148688U JP 14868881 U JP14868881 U JP 14868881U JP H0112191 Y2 JPH0112191 Y2 JP H0112191Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- measured
- tube
- filled
- detection element
- 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.)
- Expired
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UVTGXFAWNQTDBG-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Pb] Chemical compound [Fe].[Pb] UVTGXFAWNQTDBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
本案は酸素測定プローブ、即ち溶融金属又はガ
ス等の被測定物質中の酸素濃度を、酸素検出素子
と被測定物質側電極とからなる酸素濃淡電池によ
つて生ずる起電力値を測定し、もつて酸素濃度を
電気化学的に計算するようになした酸素測定プロ
ーブにおいて酸素検出素子の改良により測定の応
答性を迅速になすようにしたものである。 従来の酸素測定プローブにおける検出素子は支
持管の先端快口に固体電解質を密閉したタブレツ
ト型若しくは先端閉止の固体電解質支持管となし
たタンマン管型の何れの場合も支持管内先端部に
充填した標準極物質上に充填される充填材をアル
ミナ等の熱伝導性の良好な物質となしていた為に
測定時に被測定物質中に浸漬すれば被測定物質か
らの熱は充填材を通じて素子全体を取付け支持す
るハウジングへ容易に伝導されるので熱損失とな
り、ひいては標準極物質が熱平衡に達するまでに
数秒間を要し、結果的に酸素測定プローブの応答
性が悪くなるという欠点が残されていた。 本案は上記の如き従来欠点の除去即ち応答性を
高めるようになしたもので、以下添付の実施図例
にて詳説すれば、第１図はタブレツト型、第２図
はタンマン管型となした本案の酸素検出素子１の
実施例であり、先端開口にZrO2・CaO又は
ZrO2・MgOからなる固体電解質２を密嵌した
SiO2からなるタブレツト支持管３若しくは
ZrO2・CaO又はZrO2・MgOからなるタンマン管
型の固体電解質管２内の先端部にCr・Cr2O3又は
Mo・MoO2等の金属―金属酸化物の混合粉末か
らなる標準極４を充填するとともに当該標準極の
上に熱伝導度の小さい物質例えばZrO2，TiO2，
Mg2SiO4等の粉体を単体で又はこれらから選ん
だ２種以上の混合物を充填して充填材５となし、
かつMo，Pt等からなる標準極側リード線６を先
端を標準極４内に位置させて挿通固定してなる。
而してこのようになる酸素検出素子１は第３図に
示すように測温用熱電対７とともにハウジング８
内に挿入し当該ハウジング内に充填した耐火セメ
ント９によつて固定されるのである。尚第３図中
１０は被測定物質側リング電極、１１は被測定物
質側リード線、１２はコネクター、１３は耐火モ
ルタル、１４はキヤツプを示す。 以上のようになる本案によれば酸素検出素子１
において標準極４の上に充填される充填材５を熱
伝導度の小さい物質例えば下記の表１）に列記し
たように少なくとも従来用いられていたAl2O3よ
りも熱伝導度が格段に小さいZrO2，TiO2，
Mg2SiO4の単体又はこれ等から選んだ２以上の
混合粉末となしたことによつて酸素測定プローブ
を被測定物質中に浸漬して測定する被測定物質か
らの熱は充填材５を介してハウジング８への伝導
が極めて遅くなり、従つて標準極４が熱的平衡状
態に達する時間が短縮され酸素濃度測定の応答性
を高めることができるのである。 表２）は充填材としてZrO2，TiO2，Mg2SiO4
を用いて作成した酸素測定プローブの効果を確か
める為に行つた実験結果である。 本実験は次の手順で行つた。筒状の保護材先端
に充填材としてZrO2，TiO2，Mg2SiO4を用いた
テスト品タンマン管を立設し、該テスト品タンマ
ン管の側部に充填材としてAl2O3を用いた従来品
タンマン管を一定距離離間して並設して試験用プ
ローブを作成するとともに該試験用プローブを試
験炉に浸漬してテスト品タンマン管と従来品タン
マン管により同時に酸素濃度を測定して、この測
定値が平衡値に達するまでの時間、即ち応答時間
を測定した。表２中、従来品と記された列には従
来品の応答時間T1（秒）が、又テスト品と記され
た列にはテスト品の応答時間T2（秒）が記載さ
れ、更にΔTと記された列には両者の差（T1−
T2）が記載されている。試験炉としては50Kg高
周波炉を用い、測定対象である溶鋼は電解鉄を母
材とするとともにその温度は1600±５℃に設定し
たものを用いた。又、酸素濃度は高濃度なものと
低濃度なものとの二種類につての測定結果を得る
為にに、ピツチコークスを用いて調整し、
300ppm〜400ppmのものと50ppm〜100ppmの二
通り状態を設定した。テスト品の溶鋼側リードと
してはφ3の軟鉄リード線を試験用プローブの側
部に位置づけ、該軟鉄リード線を試験用プローブ
の浸漬と同時に溶鋼に浸漬することとした。測定
に際しては、酸素測定の前後で熱電対による測温
を行い、溶鋼温度に変動がないことを確認して測
定値の精度を高めた。 本実験の結果、ZrO2，Mg2SiO4を使用した場
合には応答時間は2.3秒〜３秒短縮させることが
でき、又TiO2を用いた場合には1.7秒〜2.0秒短縮
させることができることを知見した。ZrO2と
Mg2SiO4がほぼ同一の結果となつたのは、表１
に示す如く両者の熱伝導度が共に1.80Kcal／mh
℃である為と推測される。本考案にかかる酸素測
定プローブを用いれば応答時間は従来品に比べて
２割〜３割程度短縮させることが可能となる為、
本プローブを外装する紙管等の外装材は薄肉化す
ることができ、この結果プローブの軽量化が可能
となつて、プローブの取扱が容易となるとともに
製造原価の低減も可能となるものである。
ス等の被測定物質中の酸素濃度を、酸素検出素子
と被測定物質側電極とからなる酸素濃淡電池によ
つて生ずる起電力値を測定し、もつて酸素濃度を
電気化学的に計算するようになした酸素測定プロ
ーブにおいて酸素検出素子の改良により測定の応
答性を迅速になすようにしたものである。 従来の酸素測定プローブにおける検出素子は支
持管の先端快口に固体電解質を密閉したタブレツ
ト型若しくは先端閉止の固体電解質支持管となし
たタンマン管型の何れの場合も支持管内先端部に
充填した標準極物質上に充填される充填材をアル
ミナ等の熱伝導性の良好な物質となしていた為に
測定時に被測定物質中に浸漬すれば被測定物質か
らの熱は充填材を通じて素子全体を取付け支持す
るハウジングへ容易に伝導されるので熱損失とな
り、ひいては標準極物質が熱平衡に達するまでに
数秒間を要し、結果的に酸素測定プローブの応答
性が悪くなるという欠点が残されていた。 本案は上記の如き従来欠点の除去即ち応答性を
高めるようになしたもので、以下添付の実施図例
にて詳説すれば、第１図はタブレツト型、第２図
はタンマン管型となした本案の酸素検出素子１の
実施例であり、先端開口にZrO2・CaO又は
ZrO2・MgOからなる固体電解質２を密嵌した
SiO2からなるタブレツト支持管３若しくは
ZrO2・CaO又はZrO2・MgOからなるタンマン管
型の固体電解質管２内の先端部にCr・Cr2O3又は
Mo・MoO2等の金属―金属酸化物の混合粉末か
らなる標準極４を充填するとともに当該標準極の
上に熱伝導度の小さい物質例えばZrO2，TiO2，
Mg2SiO4等の粉体を単体で又はこれらから選ん
だ２種以上の混合物を充填して充填材５となし、
かつMo，Pt等からなる標準極側リード線６を先
端を標準極４内に位置させて挿通固定してなる。
而してこのようになる酸素検出素子１は第３図に
示すように測温用熱電対７とともにハウジング８
内に挿入し当該ハウジング内に充填した耐火セメ
ント９によつて固定されるのである。尚第３図中
１０は被測定物質側リング電極、１１は被測定物
質側リード線、１２はコネクター、１３は耐火モ
ルタル、１４はキヤツプを示す。 以上のようになる本案によれば酸素検出素子１
において標準極４の上に充填される充填材５を熱
伝導度の小さい物質例えば下記の表１）に列記し
たように少なくとも従来用いられていたAl2O3よ
りも熱伝導度が格段に小さいZrO2，TiO2，
Mg2SiO4の単体又はこれ等から選んだ２以上の
混合粉末となしたことによつて酸素測定プローブ
を被測定物質中に浸漬して測定する被測定物質か
らの熱は充填材５を介してハウジング８への伝導
が極めて遅くなり、従つて標準極４が熱的平衡状
態に達する時間が短縮され酸素濃度測定の応答性
を高めることができるのである。 表２）は充填材としてZrO2，TiO2，Mg2SiO4
を用いて作成した酸素測定プローブの効果を確か
める為に行つた実験結果である。 本実験は次の手順で行つた。筒状の保護材先端
に充填材としてZrO2，TiO2，Mg2SiO4を用いた
テスト品タンマン管を立設し、該テスト品タンマ
ン管の側部に充填材としてAl2O3を用いた従来品
タンマン管を一定距離離間して並設して試験用プ
ローブを作成するとともに該試験用プローブを試
験炉に浸漬してテスト品タンマン管と従来品タン
マン管により同時に酸素濃度を測定して、この測
定値が平衡値に達するまでの時間、即ち応答時間
を測定した。表２中、従来品と記された列には従
来品の応答時間T1（秒）が、又テスト品と記され
た列にはテスト品の応答時間T2（秒）が記載さ
れ、更にΔTと記された列には両者の差（T1−
T2）が記載されている。試験炉としては50Kg高
周波炉を用い、測定対象である溶鋼は電解鉄を母
材とするとともにその温度は1600±５℃に設定し
たものを用いた。又、酸素濃度は高濃度なものと
低濃度なものとの二種類につての測定結果を得る
為にに、ピツチコークスを用いて調整し、
300ppm〜400ppmのものと50ppm〜100ppmの二
通り状態を設定した。テスト品の溶鋼側リードと
してはφ3の軟鉄リード線を試験用プローブの側
部に位置づけ、該軟鉄リード線を試験用プローブ
の浸漬と同時に溶鋼に浸漬することとした。測定
に際しては、酸素測定の前後で熱電対による測温
を行い、溶鋼温度に変動がないことを確認して測
定値の精度を高めた。 本実験の結果、ZrO2，Mg2SiO4を使用した場
合には応答時間は2.3秒〜３秒短縮させることが
でき、又TiO2を用いた場合には1.7秒〜2.0秒短縮
させることができることを知見した。ZrO2と
Mg2SiO4がほぼ同一の結果となつたのは、表１
に示す如く両者の熱伝導度が共に1.80Kcal／mh
℃である為と推測される。本考案にかかる酸素測
定プローブを用いれば応答時間は従来品に比べて
２割〜３割程度短縮させることが可能となる為、
本プローブを外装する紙管等の外装材は薄肉化す
ることができ、この結果プローブの軽量化が可能
となつて、プローブの取扱が容易となるとともに
製造原価の低減も可能となるものである。
【表】
【表】
第１図、第２図は本案の実施例を示す酸素検出
素子の断面図であり、第１図はタブレツト型、第
２図はタンマン管型を示す。第３図は同じく本案
の実施例を示す酸素測定プローブの要部断面図で
ある。 １……酸素検出素子、２……固体電解質管、３
……支持管、４……標準極、５……充填材、６…
…標準極側リード線、７……熱電対、８……ハウ
ジング。
素子の断面図であり、第１図はタブレツト型、第
２図はタンマン管型を示す。第３図は同じく本案
の実施例を示す酸素測定プローブの要部断面図で
ある。 １……酸素検出素子、２……固体電解質管、３
……支持管、４……標準極、５……充填材、６…
…標準極側リード線、７……熱電対、８……ハウ
ジング。
Claims (1)
- 酸素検出素子１と被測定物質側電極１０をハウ
ジング８に取付けてなる酸素測定プローブにおい
て、酸素検出素子１を先端開口に固体電解質を密
嵌したタブレツト支持管３又はタンマン管型とな
した固体電解質管２内先端部に金属−金属酸化物
の混合物からなる標準極４を充填し、該標準極４
の上には、ZrO2，TiO2，Mg2SiO4の単体若しく
はこれらから選んだ２種以上の混合物からなる充
填剤を充填してハウジング方向への熱伝導を阻止
したことを特徴とする酸素測定プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868881U JPS5857749U (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 酸素測定プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14868881U JPS5857749U (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 酸素測定プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857749U JPS5857749U (ja) | 1983-04-19 |
| JPH0112191Y2 true JPH0112191Y2 (ja) | 1989-04-10 |
Family
ID=29941494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14868881U Granted JPS5857749U (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 酸素測定プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857749U (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4976588A (ja) * | 1972-11-25 | 1974-07-24 |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP14868881U patent/JPS5857749U/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4976588A (ja) * | 1972-11-25 | 1974-07-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5857749U (ja) | 1983-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1165726A (en) | Method and apparatus for controlling the heat balance in aluminum reduction cells | |
| US3773641A (en) | Means for determining the oxygen content of liquid metals | |
| US3630874A (en) | Device for determining the activity of oxygen in molten metals | |
| US3403090A (en) | Vessel for measuring oxygen content of a molten metal | |
| US4964736A (en) | Immersion measuring probe for use in molten metals | |
| JPS5927861B2 (ja) | 酸素検出器 | |
| US7335287B2 (en) | Solid electrolyte sensor for monitoring the concentration of an element in a fluid particularly molten metal | |
| US4007106A (en) | Device for measuring oxygen concentration in molten-metal | |
| JPH0112191Y2 (ja) | ||
| JPS5935805Y2 (ja) | 溶融金属中の酸素濃度検出素子 | |
| JPS63191056A (ja) | 溶融金属中のシリコン濃度測定装置 | |
| JPH0628687Y2 (ja) | 連続酸素濃度測定装置 | |
| JPH0339701Y2 (ja) | ||
| JPS6311646Y2 (ja) | ||
| JPH0241580Y2 (ja) | ||
| JPH0234606Y2 (ja) | ||
| JPH0472183B2 (ja) | ||
| JP4030074B2 (ja) | 溶融金属における酸素量の連続測定方法及び装置 | |
| JPH032850Y2 (ja) | ||
| JPH1062382A (ja) | ガラスまたは塩融解物内で電気化学的測定を遂行するための装置 | |
| JPH044212Y2 (ja) | ||
| JPS55129715A (en) | Temperature measuring sensor | |
| JPH0246103B2 (ja) | ||
| RU2111429C1 (ru) | Устройство для контроля полноты сжигания топлива и обезуглероживания | |
| JPH0446206Y2 (ja) |