JPH0228444Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、水分を含有した状態のガス中の酸素
濃度と、前記ガス中の水分を除去した状態の酸素
濃度との差を求めることにより水分を測定する水
分測定装置に関する。

空気中の酸素濃度が一定であるにもかかわらず
酸素濃度検出器の出力は空気中の含有水分量に応
じて変化するから、空気中の水分量を酸素濃度検
出器を用いて測定することができる。ところが、
含有水分と関係なく酸素濃度が時間的に変化する
際には、酸素濃度検出器の含湿状態での検出信号
と、乾燥状態での検出信号との差は、酸素濃度の
時間的変化を考慮に入れて、同一酸素濃度の時点
に調整しなければ、正しい水分濃度が得られな
い。このために考慮される次の測定方法が提案さ
れている。２個の酸素濃度検出器が使用され、一
方の酸素濃度検出器には、水分を含む測定ガスを
導入し、他方の酸素濃度検出器には水分が除去さ
れたガスを導入し、この２個の酸素濃度検出器の
それぞれに到達するそれぞれのガスの速さに差異
があるとき、早い方のガスの酸素濃度検出器の検
出信号を遅延回路を経て遅らせて、２個の酸素濃
度検出器の検出信号を同期させる。このような同
期演算処理により、酸素濃度の変動に影響されな
い正確な水分濃度信号を得ることができる。しか
しながら、２個の酸素濃度検出器および１個の信
号遅延回路を必要とし、その装置が複雑化して、
高価格になる。

本考案は、上述の点に鑑み、従来技術の欠点を
除きその構成が簡単で、しかも安定した正確な水
分測定が可能な水分測定装置を提供することを目
的とする。

このような目的は本考案によれば、１台の固体
電解質式酸素濃度検出器と、この酸素濃度検出器
の外部に設けられ先端部が延長されこの先端部に
測定ガス採取口を有するガス採取管と、前記ガス
採取口に近接して開口されたガス導入口を有しこ
のガス導入口を介して前記測定ガスを取入れて除
湿した後、前記固体電解質式酸素濃度検出器の比
較電極側に供給する除湿器と、前記ガス採取管の
前記酸素濃度検出器に近接して開口され前記ガス
採取管に採取された前記測定ガスを吸引して前記
固体電解質式酸素濃度検出器の測定電極に接触さ
せるためのガス取出口と、前記固体電解質式酸素
濃度検出器の測定電極に到達する水分を含む前記
測定ガスとその比較電極に到達する水分を除去し
た前記ガスとの時間的ずれを調整する時間的ずれ
調整手段とを備えることにより達成される。

次に、本考案の実施例を図面に基づき、詳細に
説明する。

第１図は本考案の一実施例の概略構成図を示
す。図において固体電解質式酸素濃度検出器１
は、先端が閉鎖され円筒状に形成された固定電解
素子、例えばジルコニアエレメント２を有する。
このジルコニアエレメント２の外面には測定電極
３が設けられ、ダストを除去する多孔質フイルタ
５および採取管６を経て侵入する測定ガスに接触
する。他方、ジルコニアエレメント２の内面には
比較電極４が設けられる。ガス採取管６はジルコ
ニアエレメント２の外部に設けられ、円筒状に形
成されその延長された先端部に測定ガスを導入す
るガス採取口７が開口する。比較電極４はこのガ
ス採取口７に近接して開口するガス導入口８、吸
気ポンプ９、除湿器１０およびジルコニアエレメ
ント２の内部に挿入された挿入管１１を経て導入
される除湿ガスに接触する。この接触により、両
電極３，４間に発生する起電力が測定ガス中の水
分濃度を表わす。１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ
はガス導入口８、吸気ポンプ９、除湿器１０およ
び挿入管１１をそれぞれ連結する連結管である。
また、１３，１３Ａは連結管１２Ｃに設けられた
流量調節弁および流量計である。なお、ガス採取
管６のジルコニアエレメント２側にはガス取出口
１４が設けられ、連結管１５により吸気ポンプ１
６に連結される。さらに、１７，１７Ａはこの連
結管１５に設けられた流量調節弁および流量計で
ある。

上述の構成により、ガス採取管６のガス導入口
８を経て吸気ポンプ９により吸引される除湿ガス
と、ガス取出口１４を経て吸気ポンプ１６により
吸引される測定ガスとが、同時にジルコニアエレ
メント２の両電極３，４に到達するように、それ
ぞれのガス吸引流量を選定する。すなわち、吸気
ポンプ１６は、ガス採取管６のガス導入口８と、
ガス取出口１４との間の大容積の測定ガス量を吸
引することにより、できる限り測定ガスの測定電
極３への到達時間遅れを大きくするように、流量
調節弁１７により測定ガス吸引量を調節する。こ
れに対して、吸引ポンプ９は、除湿器１０におけ
る除湿ガスの時間遅れを補うために、ガス採取管
６の先端部に設けられたガス導入口８より、測定
ガスを導入する。さらに、流量調節弁１３はこの
除湿ガスの比較電極４への到達時間遅れを小さく
するように、除湿ガス吸引量を調節する。従つ
て、測定ガスの測定電極３への到達と、除湿ガス
の比較電極４への到達との時間的ずれを除き、同
時に到達するように選定することにより、測定ガ
ス中の酸素濃度の変動の水分量検出への影響を防
止する。すなわち、時間的ずれ調節手段は、本実
施例では延長されたガス採取管６のガス導入口８
とガス取出口１４との間の容積であり、連結管１
２Ｃに設けられた流量調節弁１３および流量計１
３Ａ，連結管１５に設けられた流量調節弁１７お
よび流量計１７Ａである。なお、多孔質フイルタ
５は測定ガス中のダストの除去と共に、ガス採取
口７の近くの測定ガスの乱流の発生を防止する。

次に、第２図は測定ガス中の酸素濃度変化状態
図を示し、(A)は含湿状態の酸素濃度線図、(B)は時
間調整された除湿後の酸素濃度線図、(C)は時間調
整されない除湿後の酸素濃度線図である。図にお
いて曲線は含湿状態の酸素濃度曲線で、曲線
は乾燥状態の酸素濃度曲線、斜線で示すＷ部が水
分濃度を示す。曲線Ａは時間調整された除湿後
の酸素濃度曲線で、曲線と同一時間帯の同一曲
線である。従つて、曲線Ａの酸素濃度から曲線
の酸素濃度を減算すれば、水分濃度Ｗが得られ
る。ところが、曲線は時間調整されない除湿後
の酸素濃度曲線である。すなわち、時間toに対し
て時間t₁の遅れを有する。従つて、曲線の酸素
濃度から曲線の酸素濃度を減算しても、正確な
水分濃度Ｗを得ることができない。

次に、第３図は本考案の他の実施例の概略構成
図を示す。図において第１図と同一の機能を有す
る部分には同一の符号が付されている。ガス採取
管１８の先端部には、ガス採取口１９が設けられ
ている。このガス採取口１９は、ガス採取管１８
内でガスの乱流によりガス濃度に変化を与えない
ように絞られている。なお、この実施例において
は、ガス採取管１８の先端部には、測定ガス中に
ダストが含まれないものとして、第１図に示す多
孔質フイルタ５が付属されていない。さらに、炉
壁２０が厚いと検出器１まで測定ガスを導入する
際に、測定ガス温度が露点温度以下に低下しない
ように、ヒータ２１が設けられている。

以上に説明するように本考案は、１台の固体電
解質式酸素濃度検出器と、延長された先端部に測
定ガスが導入されるガス採取口を有するガス採取
管と、前記ガス採取口に近接して設けられたガス
導入口を有し、このガス導入口より前記測定ガス
を導入し除湿する除湿器と、前記ガス採取管の前
記酸素濃度検出器側に開口するガス取出口と、前
記酸素濃度検出器に到達する水分を含む測定ガス
に対する水分を除去したガスの時間的ずれを調整
する時間ずれ調整手段とを設けたことにより、従
来２台の酸素濃度検出器が１台となり、しかも固
体電解質式酸素濃度検出器の測定電極および比較
電極に到達するガス中の酸素濃度の時間的変動を
マツチングさせることができ、従つて時間的に酸
素濃度が変動する測定ガスの安定した正確な水分
含有量が測定可能であるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の概略構成図、第２
図は測定ガス中の酸素濃度変化状態図を示し、(A)
は含湿状態の酸素濃度線図、(B)は時間調整された
除湿後の酸素濃度線図、(C)は時間調整されない除
湿後の酸素濃度線図、第３図は本考案の他の実施
例の概略構成図である。 １：酸素濃度検出器、６，１８：ガス採取管、
７，１９：ガス採取口、８：ガス導入口、１０：
除湿器、１４：ガス取出口、１３，１７：流量調
節弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １台の固体電解質式酸素濃度検出器と、この酸
   素濃度検出器の外部に設けられ先端部が延長され
   てこの先端部に測定ガス採取口を有するガス採取
   管と、前記ガス採取口に近接して開口されたガス
   導入口を有しこのガス導入口を介して前記測定ガ
   スを取入れて除湿した後、前記固体電解質式酸素
   濃度検出器の比較電極側に供給する除湿器と、前
   記ガス採取管の前記酸素濃度検出器に近接して開
   口し前記ガス採取管に採取された前記測定ガスを
   吸引して前記固体電解質式酸素濃度検出器の測定
   電極に接触させるためのガス取出口と、前記固体
   電解質式酸素濃度検出器の測定電極に到達する水
   分を含む前記測定ガスとその比較電極に到達する
   水分を除去した前記ガスとの時間的ずれを調整す
   る時間的ずれ調整手段とを備えたことを特徴とす
   る水分測定装置。