JPH0271151A - 金属溶湯中の水素濃度測定装置 - Google Patents
金属溶湯中の水素濃度測定装置Info
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- JPH0271151A JPH0271151A JP63223912A JP22391288A JPH0271151A JP H0271151 A JPH0271151 A JP H0271151A JP 63223912 A JP63223912 A JP 63223912A JP 22391288 A JP22391288 A JP 22391288A JP H0271151 A JPH0271151 A JP H0271151A
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Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は金属溶湯中の水素濃度測定装置に係り、特に装
置の作動状態の異常を検知するモニター機能を備えた金
属溶湯中の水素濃度測定装置に関するものである。
置の作動状態の異常を検知するモニター機能を備えた金
属溶湯中の水素濃度測定装置に関するものである。
(従来技術)
アルミニウムやアルミニウム合金等では、その溶湯中に
水素ガスが溶解乃至は溶存していると、かかる溶湯の凝
固の際に、その水素ガスが金属内部に気孔を発生せしめ
、得られる鋳造金属の品質を低下させる。このため、そ
れらアルミニウムやアルミニウム合金等の金属では、そ
の溶湯中の溶存水素を除去する、所謂脱水素操作が一般
に行なわれている。しかし、この脱水素操作には時間が
かかり、また必要以上の脱水素操作は製品のコストアッ
プを招くため、一般には、その操作に先立って、予め金
属溶湯中の水素濃度を測定し、その測定結果に基づいて
必要最小限の脱水素操作を施すことが行なわれている。
水素ガスが溶解乃至は溶存していると、かかる溶湯の凝
固の際に、その水素ガスが金属内部に気孔を発生せしめ
、得られる鋳造金属の品質を低下させる。このため、そ
れらアルミニウムやアルミニウム合金等の金属では、そ
の溶湯中の溶存水素を除去する、所謂脱水素操作が一般
に行なわれている。しかし、この脱水素操作には時間が
かかり、また必要以上の脱水素操作は製品のコストアッ
プを招くため、一般には、その操作に先立って、予め金
属溶湯中の水素濃度を測定し、その測定結果に基づいて
必要最小限の脱水素操作を施すことが行なわれている。
そして、この脱水素操作に先立って行なわれる金属溶湯
中の水素濃度の測定には、金属溶湯中の水素濃度を溶湯
状態のまま直接測定でき、測定に要する時間が短くて済
むことから、一般に、英国特許第684865号明細書
や米国特許筒2861450号明細書等に示されている
如き、被測定物たる金属溶湯に対して所定の不活性ガス
を接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水素を不活性ガス
中に拡散移行せしめた後、かかる不活性ガス中に含まれ
る水素ガス濃度を検出することにより水素濃度を測定す
る、所謂テレガス(Telegas)法が、好適に用い
られることとなる。
中の水素濃度の測定には、金属溶湯中の水素濃度を溶湯
状態のまま直接測定でき、測定に要する時間が短くて済
むことから、一般に、英国特許第684865号明細書
や米国特許筒2861450号明細書等に示されている
如き、被測定物たる金属溶湯に対して所定の不活性ガス
を接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水素を不活性ガス
中に拡散移行せしめた後、かかる不活性ガス中に含まれ
る水素ガス濃度を検出することにより水素濃度を測定す
る、所謂テレガス(Telegas)法が、好適に用い
られることとなる。
また、このテレガス法にて金属溶湯中の水素濃度を測定
するに際しては、特開昭59−12348号公報等に示
されているように、通常、金属溶湯中に浸漬せしめられ
る浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す流路
を備え、該流路内を循環流通せしめられる所定の不活性
ガスが、浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せしめられ
る構造の水素濃度測定装置が用いられることとなる。か
かる装置において、不活性ガスは、浸漬ヘッドの内部流
路から、該浸漬ヘッドに設けられた吐出口を通じて溶湯
中に微細気泡状に吹き出され、溶湯に接触せしめられた
後、上方で集められ、フィルター等を介して、再び浸漬
ヘッドに設けられた吸入口から内部流路に回収されるこ
ととなるのである。
するに際しては、特開昭59−12348号公報等に示
されているように、通常、金属溶湯中に浸漬せしめられ
る浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す流路
を備え、該流路内を循環流通せしめられる所定の不活性
ガスが、浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せしめられ
る構造の水素濃度測定装置が用いられることとなる。か
かる装置において、不活性ガスは、浸漬ヘッドの内部流
路から、該浸漬ヘッドに設けられた吐出口を通じて溶湯
中に微細気泡状に吹き出され、溶湯に接触せしめられた
後、上方で集められ、フィルター等を介して、再び浸漬
ヘッドに設けられた吸入口から内部流路に回収されるこ
ととなるのである。
ところで、このような不活性ガスの流路構造を有する水
素濃度測定装置にあっては、流路内を循環させられる不
活性ガスを媒体として、溶湯中の水素濃度を測定するも
のであることから、該不活性ガスの循環流路系に異常が
発生すると、それが直接測定値に影響することとなる。
素濃度測定装置にあっては、流路内を循環させられる不
活性ガスを媒体として、溶湯中の水素濃度を測定するも
のであることから、該不活性ガスの循環流路系に異常が
発生すると、それが直接測定値に影響することとなる。
より具体的には、例えば浸漬ヘッドの吐出口や吸入口、
フィルター等に詰まりが生じ、流路が狭窄乃至は遮断さ
れると、不活性ガスの循環が阻害されるために、該不活
性ガス中への溶湯中の溶存水素の拡散が充分に為されず
、正しい測定ができなくなる。そして、そのような流路
の詰まりが、測定開始前に生じていた場合には、測定結
果(水素濃度)が殆ど零の値を維持するので、比較的容
易に異常を検知できるが、測定開始後に生じた場合、か
かる装置では不活性ガスと金属溶湯との水素濃度が平衡
に達するまでに数秒を要するため、その測定結果として
、詰まり発生時の低い水素濃度が得られることとなるの
であり、その異常の検知は極めて難しく、専ら測定者の
経験に頬っているのが現状であったのである。
フィルター等に詰まりが生じ、流路が狭窄乃至は遮断さ
れると、不活性ガスの循環が阻害されるために、該不活
性ガス中への溶湯中の溶存水素の拡散が充分に為されず
、正しい測定ができなくなる。そして、そのような流路
の詰まりが、測定開始前に生じていた場合には、測定結
果(水素濃度)が殆ど零の値を維持するので、比較的容
易に異常を検知できるが、測定開始後に生じた場合、か
かる装置では不活性ガスと金属溶湯との水素濃度が平衡
に達するまでに数秒を要するため、その測定結果として
、詰まり発生時の低い水素濃度が得られることとなるの
であり、その異常の検知は極めて難しく、専ら測定者の
経験に頬っているのが現状であったのである。
また、上述の如き水素濃度測定装置において、流路の一
部に亀裂等が発生してリークが生じると、流路内の循環
ガスが混入空気によって希釈されるために、正しい測定
ができなくなる。そして、そのような流路のリークが甚
だしい場合には、測定結果が殆ど零の値を示すので、比
較的容易に異常を検知できるが、リークが小さい場合に
は、混入空気によって希釈される水素濃度と溶湯中から
拡散移行する水素濃度とが平衡状態となり、その測定結
果として、かかる平衡状態における低い水素濃度が得ら
れることとなるのであり、その異常の検知は、上記流路
の詰まりの場合と同様、極めて難しかったのである。
部に亀裂等が発生してリークが生じると、流路内の循環
ガスが混入空気によって希釈されるために、正しい測定
ができなくなる。そして、そのような流路のリークが甚
だしい場合には、測定結果が殆ど零の値を示すので、比
較的容易に異常を検知できるが、リークが小さい場合に
は、混入空気によって希釈される水素濃度と溶湯中から
拡散移行する水素濃度とが平衡状態となり、その測定結
果として、かかる平衡状態における低い水素濃度が得ら
れることとなるのであり、その異常の検知は、上記流路
の詰まりの場合と同様、極めて難しかったのである。
ところで、従来の水素濃度測定装置にあっては、装置の
作動状態の異常を検知するモニター機構を何等有してお
らず、ガス流路の詰まりゃリークの発見が遅れ勝ちであ
ったのであり、装置及び測定値の信頼性が充分ではなか
ったのである。
作動状態の異常を検知するモニター機構を何等有してお
らず、ガス流路の詰まりゃリークの発見が遅れ勝ちであ
ったのであり、装置及び測定値の信頼性が充分ではなか
ったのである。
また、かかる装置においては、測定値の異常に気付いた
場合にも、それがガス流路の詰まりとリークとの何れに
よるものかの判断も困難で、その補修、解決にも時間を
要するといった不具合を有していたのである。
場合にも、それがガス流路の詰まりとリークとの何れに
よるものかの判断も困難で、その補修、解決にも時間を
要するといった不具合を有していたのである。
(解決課題)
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
ガス流路の詰まりゃリークによる装置の作動状態の異常
を検知するモニター機能を備えた金属溶湯中の水素濃度
測定装置を提供することにある。
為されたものであって、その解決課題とするところは、
ガス流路の詰まりゃリークによる装置の作動状態の異常
を検知するモニター機能を備えた金属溶湯中の水素濃度
測定装置を提供することにある。
(解決手段)
そして、かかる課題を解決すべく、本発明は、金属溶湯
中に浸漬せしめられる浸漬ヘッドを含んで構成された、
閉状回路を為す流路内に、所定の不活性ガスを循環流通
せしめると共に、該流路内を流通する不活性ガスを、前
記浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せしめて、該金属
溶湯中の溶存水素を不活性ガス中に拡散移行させた後、
かかる不活性ガス中に含まれる水素ガス濃度を検出する
ことにより、前記金属溶湯中の水素濃度を測定するよう
にした水素濃度測定装置において、前記流路上に、該流
路内のガス圧を検出する圧力センサを設けてなる水素濃
度測定装置を、その特徴とするものである。
中に浸漬せしめられる浸漬ヘッドを含んで構成された、
閉状回路を為す流路内に、所定の不活性ガスを循環流通
せしめると共に、該流路内を流通する不活性ガスを、前
記浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せしめて、該金属
溶湯中の溶存水素を不活性ガス中に拡散移行させた後、
かかる不活性ガス中に含まれる水素ガス濃度を検出する
ことにより、前記金属溶湯中の水素濃度を測定するよう
にした水素濃度測定装置において、前記流路上に、該流
路内のガス圧を検出する圧力センサを設けてなる水素濃
度測定装置を、その特徴とするものである。
また、本発明にあっては、金属溶湯中に浸漬せしめられ
る浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す流路
内に、所定の不活性ガスを循環流通せしめると共に、該
流路内を流通する不活性ガスを、前記浸漬ヘッドにおい
て金属溶湯と接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水素を
不活性ガス中に拡散移行させた後、かかる不活性ガス中
に含まれる水素ガス濃度を検出することにより、前記金
属溶湯中の水素濃度を測定するようにした水素濃度測定
装置において、前記流路上に、該流路内を流通せしめら
れる不活性ガス中に混入する酸素ガス濃度を検出する酸
素センサを設けてなる水素濃度測定装置をも、その特徴
とするものである。
る浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す流路
内に、所定の不活性ガスを循環流通せしめると共に、該
流路内を流通する不活性ガスを、前記浸漬ヘッドにおい
て金属溶湯と接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水素を
不活性ガス中に拡散移行させた後、かかる不活性ガス中
に含まれる水素ガス濃度を検出することにより、前記金
属溶湯中の水素濃度を測定するようにした水素濃度測定
装置において、前記流路上に、該流路内を流通せしめら
れる不活性ガス中に混入する酸素ガス濃度を検出する酸
素センサを設けてなる水素濃度測定装置をも、その特徴
とするものである。
更にまた、本発明においては、金属溶湯中に浸漬せしめ
られる浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す
流路内に、所定の不活性ガスを循環流通せしめると共に
、該流路内を流通する不活性ガスを、前記浸漬ヘッドに
おいて金属溶湯と接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水
素を不活性ガス中に拡散移行させた後、かかる不活性ガ
ス中に含まれる水素ガス潮間を検出することにより、前
記金属溶湯中の水素濃度を測定するようにした水素濃度
測定装置において、前記流路上に、該流路内のガス圧を
検出する圧力センサと、該流路内を流通せしめられる不
活性ガス中に混入する酸素ガス濃度を検出する酸素セン
サとを、それぞれ設けてなる水素濃度測定装置をも、そ
の特徴とするものである。
られる浸漬ヘッドを含んで構成された、閉状回路を為す
流路内に、所定の不活性ガスを循環流通せしめると共に
、該流路内を流通する不活性ガスを、前記浸漬ヘッドに
おいて金属溶湯と接触せしめて、該金属溶湯中の溶存水
素を不活性ガス中に拡散移行させた後、かかる不活性ガ
ス中に含まれる水素ガス潮間を検出することにより、前
記金属溶湯中の水素濃度を測定するようにした水素濃度
測定装置において、前記流路上に、該流路内のガス圧を
検出する圧力センサと、該流路内を流通せしめられる不
活性ガス中に混入する酸素ガス濃度を検出する酸素セン
サとを、それぞれ設けてなる水素濃度測定装置をも、そ
の特徴とするものである。
(作用・効果)
すなわち、上述の如き水素濃度測定装置においては、そ
の流路内を、不活性ガスが、ポンプ手段等によって循環
流通せしめられるところから、かかる流路に詰まりが発
生した場合には、ポンプ手段の吸引乃至は吐出力に基づ
く該流路内の圧力に、変化が惹起されることとなるので
ある。
の流路内を、不活性ガスが、ポンプ手段等によって循環
流通せしめられるところから、かかる流路に詰まりが発
生した場合には、ポンプ手段の吸引乃至は吐出力に基づ
く該流路内の圧力に、変化が惹起されることとなるので
ある。
そして、それ故、不活性ガスの流路上に圧力センサを設
けてなる、請求項(1)記載の水素濃度測定装置にあっ
ては、かかる流路内のガス圧の値またはその変化を圧力
センサにて検出し、監視することによって、流路の詰ま
りを迅速且つ的確に検知することが可能となるのである
。
けてなる、請求項(1)記載の水素濃度測定装置にあっ
ては、かかる流路内のガス圧の値またはその変化を圧力
センサにて検出し、監視することによって、流路の詰ま
りを迅速且つ的確に検知することが可能となるのである
。
また一方、上述の如き水素濃度測定装置において、その
流路にリークが発生した場合には、大気中に存在する各
種のガスが流路内に侵入して、混入することとなる。
流路にリークが発生した場合には、大気中に存在する各
種のガスが流路内に侵入して、混入することとなる。
そして、それ故、不活性ガスの流路上に酸素センサを設
けてなる、請求項(2)記載の水素濃度測定装置にあっ
ては、正常状態下では流路内に殆ど存在しないガス、即
ち酸素ガスの流路白濃度を測定することによって、リー
クの発生成いはその程度を迅速且つ的確に検知すること
が可能となるのである。
けてなる、請求項(2)記載の水素濃度測定装置にあっ
ては、正常状態下では流路内に殆ど存在しないガス、即
ち酸素ガスの流路白濃度を測定することによって、リー
クの発生成いはその程度を迅速且つ的確に検知すること
が可能となるのである。
更にまた、不活性ガスの流路上に、上記圧力センサと酸
素センサとを共に設けてなる、請求項(3)記載の水素
濃度測定装置にあっては、それらの併用によって、装置
の異常時における原因が、流路の詰まりによるものか或
いはリークによるものかの判断を、より一層的確に行な
うことができるのである。
素センサとを共に設けてなる、請求項(3)記載の水素
濃度測定装置にあっては、それらの併用によって、装置
の異常時における原因が、流路の詰まりによるものか或
いはリークによるものかの判断を、より一層的確に行な
うことができるのである。
(実施例)
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。
細に説明することとする。
先ず、第1図には、本発明の一実施例たる水素濃度測定
装置の系統図が示されている。かかる図において、10
は、アルミニウム或いはアルミニウム合金等の金属溶湯
12中に浸漬される2孔プローブ(浸漬ヘッド)であっ
て、内部を長手方向に貫通する吐出孔14及び吸入孔1
6を有していると共に、その先端部近傍において、逆カ
ップ状のスカート18を備えている。そして、吐出孔1
4が、プローブ10の先端面に開口されている一方、吸
入孔16が、スカート18の内部に開口せしめられてい
る。また、かかるスカート18の内部には、金属溶湯1
2に対する濡れ性の悪いセラミックス等から成るフィル
タ20が配されており、吸入孔16が開口する、スカー
ト18内上部空間への金属溶湯12の侵入が阻止される
ようになっている。
装置の系統図が示されている。かかる図において、10
は、アルミニウム或いはアルミニウム合金等の金属溶湯
12中に浸漬される2孔プローブ(浸漬ヘッド)であっ
て、内部を長手方向に貫通する吐出孔14及び吸入孔1
6を有していると共に、その先端部近傍において、逆カ
ップ状のスカート18を備えている。そして、吐出孔1
4が、プローブ10の先端面に開口されている一方、吸
入孔16が、スカート18の内部に開口せしめられてい
る。また、かかるスカート18の内部には、金属溶湯1
2に対する濡れ性の悪いセラミックス等から成るフィル
タ20が配されており、吸入孔16が開口する、スカー
ト18内上部空間への金属溶湯12の侵入が阻止される
ようになっている。
さらに、このプローブ10における吐出孔14及び吸入
孔16は、それぞれ、ステンレス鋼管22及びテフロン
管24を通じて、循環・検出部25に導かれ、該循環・
検出部25において、ダイヤフラムポンプ26及び水素
ガス濃度検出器27を介して、互いに接続せしめられて
いる。そして、該ダイヤフラムポンプ26の作動によっ
て、プローブlOの吸入孔16から吸入側流路28を通
じて吸入されたガスが、吐出側流路30を通じて、プロ
ーブ10の吐出孔14から吐出されるようになっている
のである。
孔16は、それぞれ、ステンレス鋼管22及びテフロン
管24を通じて、循環・検出部25に導かれ、該循環・
検出部25において、ダイヤフラムポンプ26及び水素
ガス濃度検出器27を介して、互いに接続せしめられて
いる。そして、該ダイヤフラムポンプ26の作動によっ
て、プローブlOの吸入孔16から吸入側流路28を通
じて吸入されたガスが、吐出側流路30を通じて、プロ
ーブ10の吐出孔14から吐出されるようになっている
のである。
すなわち、かかる水素濃度測定装置にあっては、プロー
ブlOを金属溶湯12中に浸漬させた状態で、ダイヤフ
ラムポンプ26を作動させることにより、吐出側流路3
0を通じて吐出孔14から金属溶湯12中に吐出された
ガスが、その上方に開口位置せしめられたスカート18
によって、フィルタ20を通じて該スカート18内に集
められ、更に該スカー)1B内に開口する吸入孔16を
通じて、吸入側流路28から回収されて、再びダイヤフ
ラムポンプ26に供給されることとなるのであり、それ
によって閉状回路を為す循環流路が形成されるようにな
っているのである。
ブlOを金属溶湯12中に浸漬させた状態で、ダイヤフ
ラムポンプ26を作動させることにより、吐出側流路3
0を通じて吐出孔14から金属溶湯12中に吐出された
ガスが、その上方に開口位置せしめられたスカート18
によって、フィルタ20を通じて該スカート18内に集
められ、更に該スカー)1B内に開口する吸入孔16を
通じて、吸入側流路28から回収されて、再びダイヤフ
ラムポンプ26に供給されることとなるのであり、それ
によって閉状回路を為す循環流路が形成されるようにな
っているのである。
そして、測定に際して、バルブ32を開いてボンベ34
から、かかる循環流路内に窒素やアルゴン等の不活性ガ
スを供給、充填せしめた後、ダイヤフラムポンプ26を
作動させて、該不活性ガスを流路内に循環させることに
より、公知の如く、かかる不活性ガスの循環過程で、金
属溶湯12中の水素が該不活性ガス中に拡散、移行せし
められるのであり、以て該不活性ガス中の水素の分圧が
徐々に上昇して、ついには金属溶湯12中に溶存する水
素濃度と平衡する分圧にまで高められることとなる。
から、かかる循環流路内に窒素やアルゴン等の不活性ガ
スを供給、充填せしめた後、ダイヤフラムポンプ26を
作動させて、該不活性ガスを流路内に循環させることに
より、公知の如く、かかる不活性ガスの循環過程で、金
属溶湯12中の水素が該不活性ガス中に拡散、移行せし
められるのであり、以て該不活性ガス中の水素の分圧が
徐々に上昇して、ついには金属溶湯12中に溶存する水
素濃度と平衡する分圧にまで高められることとなる。
従って、このように金属溶湯12中の水素濃度に対して
平衡分圧に達した水素ガスを含む不活性ガスにおける水
素濃度を、前記不活性ガスの循環流路上に配された水素
ガス濃度検出器27によって検出することにより、金属
溶湯12中の水素濃度を測定することができるのである
。なお、かかる水素ガス濃度検出器27としては、通常
、不活性ガスの熱伝導度が、その中に含有される水素ガ
スの分圧に応じて変化することに基づいて、含有水素濃
度を検出するようにしたもの等が、好適に用いられるこ
ととなる。
平衡分圧に達した水素ガスを含む不活性ガスにおける水
素濃度を、前記不活性ガスの循環流路上に配された水素
ガス濃度検出器27によって検出することにより、金属
溶湯12中の水素濃度を測定することができるのである
。なお、かかる水素ガス濃度検出器27としては、通常
、不活性ガスの熱伝導度が、その中に含有される水素ガ
スの分圧に応じて変化することに基づいて、含有水素濃
度を検出するようにしたもの等が、好適に用いられるこ
ととなる。
ところで、上述の如き構造の水素濃度測定装置にあって
は、不活性ガスの循環流路が、その一部において金属溶
湯12中に露呈されているために、かかる露呈部位たる
吐出孔14の開口部やフィルタ20等に詰まりが発生し
易く、そして、そのような流路の詰まりが生じた場合に
は、正確な水素濃度の測定ができなくなるところから、
直ちに対処する必要がある。
は、不活性ガスの循環流路が、その一部において金属溶
湯12中に露呈されているために、かかる露呈部位たる
吐出孔14の開口部やフィルタ20等に詰まりが発生し
易く、そして、そのような流路の詰まりが生じた場合に
は、正確な水素濃度の測定ができなくなるところから、
直ちに対処する必要がある。
そこで、かかる水素濃度測定装置にあっては、吸入孔1
6から回収された不活性ガスをダイヤフラムポンプ26
に導く、面記吸入側流路28上において、圧力センサ3
6が配設されている。そして、該圧力センサ36にて検
出される吸入側流路28内のガス圧に基づいて、不活性
ガスの循環流路における詰まりの有無判断が為されるよ
うになっているのである。
6から回収された不活性ガスをダイヤフラムポンプ26
に導く、面記吸入側流路28上において、圧力センサ3
6が配設されている。そして、該圧力センサ36にて検
出される吸入側流路28内のガス圧に基づいて、不活性
ガスの循環流路における詰まりの有無判断が為されるよ
うになっているのである。
すなわち、かかる水素濃度測定装置において、正常な作
動状態下では、ダイヤフラムポンプ26によるガスの循
環流通作用によって、吸入側流路2日内に成る程度の負
圧が生ぜしめられることとなるが、フィルタ20等に詰
まりが生して、吸入側流路28が狭窄乃至は遮断された
場合には、該吸入側流路28のガス流通抵抗が増加する
結果、該吸入側流路28内の圧力が、更に低下せしめら
れることなるのである。また一方、吐出孔14に詰まり
が生じて、吐出側流路30が狭窄乃至は遮断された場合
にも、上記吸入側流路28が狭窄乃至は遮断された場合
と実質的に同じく、吸入側流路28を通じてのガス流通
抵抗が増加する結果、該吸入側流路28内の圧力が、更
に低下せしめられることとなるのである。
動状態下では、ダイヤフラムポンプ26によるガスの循
環流通作用によって、吸入側流路2日内に成る程度の負
圧が生ぜしめられることとなるが、フィルタ20等に詰
まりが生して、吸入側流路28が狭窄乃至は遮断された
場合には、該吸入側流路28のガス流通抵抗が増加する
結果、該吸入側流路28内の圧力が、更に低下せしめら
れることなるのである。また一方、吐出孔14に詰まり
が生じて、吐出側流路30が狭窄乃至は遮断された場合
にも、上記吸入側流路28が狭窄乃至は遮断された場合
と実質的に同じく、吸入側流路28を通じてのガス流通
抵抗が増加する結果、該吸入側流路28内の圧力が、更
に低下せしめられることとなるのである。
それ故、圧力センサ36の圧力信号に基づいて得られる
吸入側流路28内の圧力値を、プリンタやデイスプレィ
等の表示手段38によって表示せしめることにより、か
かる圧力値に基づいて、ガス循環流路における詰まりの
有無を判断し、またその発生を検知することができるの
である。
吸入側流路28内の圧力値を、プリンタやデイスプレィ
等の表示手段38によって表示せしめることにより、か
かる圧力値に基づいて、ガス循環流路における詰まりの
有無を判断し、またその発生を検知することができるの
である。
なお、かかる圧力センサ36としては、ダイヤフラムポ
ンプ26の能力等にもよるが、通常、±0.5〜1.0
気圧程度の圧力を長時間連続的に安定して測定できるも
のであって、且つ装置の応答性(測定所用時間)を低下
させ伺いために、内容量が小さいものが望ましく、例え
ば拡散型の半導体圧力センサ等が好適に用いられること
となる。
ンプ26の能力等にもよるが、通常、±0.5〜1.0
気圧程度の圧力を長時間連続的に安定して測定できるも
のであって、且つ装置の応答性(測定所用時間)を低下
させ伺いために、内容量が小さいものが望ましく、例え
ば拡散型の半導体圧力センサ等が好適に用いられること
となる。
因みに、上述の如き圧力センサ36を備えた水素濃度測
定装置を用いて金属溶湯12中の水素濃度を測定する場
合において、その測定中、プローブ10のフィルタ20
に詰まりが発生した際、かかる圧力センサ36によって
検出される、吸入側流路28内の圧力変化の一興体例が
、第2図に示されている。
定装置を用いて金属溶湯12中の水素濃度を測定する場
合において、その測定中、プローブ10のフィルタ20
に詰まりが発生した際、かかる圧力センサ36によって
検出される、吸入側流路28内の圧力変化の一興体例が
、第2図に示されている。
かかる図から明らかなように、圧力センサ36によって
測定される吸入側流路28内の圧力に基づいて、循環流
路内の詰まりの発生を、極めて容易に且つ迅速に検知す
ることが可能となることが、認められるのである。なお
、循環流路に詰まりが発生した場合における圧力変動量
は、使用するダイヤフラムポンプ26の性能等によって
決まることとなる。
測定される吸入側流路28内の圧力に基づいて、循環流
路内の詰まりの発生を、極めて容易に且つ迅速に検知す
ることが可能となることが、認められるのである。なお
、循環流路に詰まりが発生した場合における圧力変動量
は、使用するダイヤフラムポンプ26の性能等によって
決まることとなる。
また一方、上述の如き構造の水素濃度測定装置にあって
は、不活性ガスの循環流路の何れかの部位に亀裂等が生
じて、循環ガスのリークが発生した場合にも、正確な水
素濃度の測定ができなくなるところから、直ちに対処す
る必要がある。
は、不活性ガスの循環流路の何れかの部位に亀裂等が生
じて、循環ガスのリークが発生した場合にも、正確な水
素濃度の測定ができなくなるところから、直ちに対処す
る必要がある。
そこで、かかる水素濃度測定装置にあっては、不活性ガ
スをダイヤフラムポンプ26から吐出孔14に導く、前
記吐出側流路30上において、酸素センサ40が配設さ
れている。そして、該酸素センサ40にて検出される、
吐出側流路30内を流通される不活性ガス中の酸素ガス
濃度に基づいて、循環流路におけるリークの有無判断が
為されるようになっているのである。
スをダイヤフラムポンプ26から吐出孔14に導く、前
記吐出側流路30上において、酸素センサ40が配設さ
れている。そして、該酸素センサ40にて検出される、
吐出側流路30内を流通される不活性ガス中の酸素ガス
濃度に基づいて、循環流路におけるリークの有無判断が
為されるようになっているのである。
すなわち、かかる水素濃度測定装置において、正常な作
動状態下では、不活性ガスの循環流路が完全な閉状回路
にて構成されていることから、該循環流路内を流通され
るガスの組成は、当初に充填される窒素やアルゴン等の
不活性ガスと、金属溶湯12から拡散移行される水素ガ
スとが殆どであるが、かかる循環流路に亀裂が生じてリ
ークが発生すると、該循環流路内に大気が侵入して混入
する結果、その内部を流通されるガス中に、酸素が含ま
れることとなるのである。
動状態下では、不活性ガスの循環流路が完全な閉状回路
にて構成されていることから、該循環流路内を流通され
るガスの組成は、当初に充填される窒素やアルゴン等の
不活性ガスと、金属溶湯12から拡散移行される水素ガ
スとが殆どであるが、かかる循環流路に亀裂が生じてリ
ークが発生すると、該循環流路内に大気が侵入して混入
する結果、その内部を流通されるガス中に、酸素が含ま
れることとなるのである。
それ故、酸素センサ40の出力信号に基づいて得られる
循環ガス中の酸素ガス濃度を、プリンタやデイスプレィ
等の表示手段42によって表示せしめることにより、か
かる酸素ガス濃度に基づいて、循環流路におけるリーク
の有無を判断し、またその発生を検知することができる
のである。
循環ガス中の酸素ガス濃度を、プリンタやデイスプレィ
等の表示手段42によって表示せしめることにより、か
かる酸素ガス濃度に基づいて、循環流路におけるリーク
の有無を判断し、またその発生を検知することができる
のである。
なお、かかる酸素センサ40としては、循環流路内の密
閉性を確保し得るものであることは勿論、0.01%程
度の酸素ガス濃度を測定し得る能力を有し、且つ長時間
連続的に安定して測定できるものであるものが望ましく
、例えばガルバニ電池式酸素計や安定化ジルコニアセル
式酸素計等が、好適に用いられることとなる。
閉性を確保し得るものであることは勿論、0.01%程
度の酸素ガス濃度を測定し得る能力を有し、且つ長時間
連続的に安定して測定できるものであるものが望ましく
、例えばガルバニ電池式酸素計や安定化ジルコニアセル
式酸素計等が、好適に用いられることとなる。
因みに、かかる酸素センサ40としてガルバニ電池式酸
素計を用いた場合における、該酸素センサ40の循環流
路に対する具体的な取付例が、第3図に示されている。
素計を用いた場合における、該酸素センサ40の循環流
路に対する具体的な取付例が、第3図に示されている。
かかる図中、44.46は、互いに一体的に螺着された
支持ブロックであって、それら支持ブロック44.46
間に挟持されるセンサ固定治具48に対して、酸素セン
サ40が、接着剤50にて固定されている。また、図中
、52はセンサ隔膜部54が露呈された測定空間であり
、Oリング56によって気密に封止されている。
支持ブロックであって、それら支持ブロック44.46
間に挟持されるセンサ固定治具48に対して、酸素セン
サ40が、接着剤50にて固定されている。また、図中
、52はセンサ隔膜部54が露呈された測定空間であり
、Oリング56によって気密に封止されている。
そして、かかる測定空間52内が、テフロン管24によ
って吐出側流路30に連通されており、該測定空間52
内を不活性ガスが流通されるようになっているのである
。
って吐出側流路30に連通されており、該測定空間52
内を不活性ガスが流通されるようになっているのである
。
また、上述の如き酸素センサ40を備えた水素゛濃度測
定装置を用いて金属溶湯12中の水素濃度を測定した場
合に、測定中、ガス循環流路上にリークが発生した際、
かかる酸素センサ40によって検出される、該流路内の
ガス中の酸素ガス濃度の変化の一具体例が、第4図に示
されている。
定装置を用いて金属溶湯12中の水素濃度を測定した場
合に、測定中、ガス循環流路上にリークが発生した際、
かかる酸素センサ40によって検出される、該流路内の
ガス中の酸素ガス濃度の変化の一具体例が、第4図に示
されている。
かかる図からも、酸素センサ40によって測定される不
活性ガス中の酸素ガス濃度に基づいて、循環流路上にお
けるリークの発生を、極めて容易に且つ迅速に検知する
ことが可能であり、更にはかかる酸素ガス濃度の程度に
よって、リークの大きさを判断することも可能であるこ
とは、明らかなところである。
活性ガス中の酸素ガス濃度に基づいて、循環流路上にお
けるリークの発生を、極めて容易に且つ迅速に検知する
ことが可能であり、更にはかかる酸素ガス濃度の程度に
よって、リークの大きさを判断することも可能であるこ
とは、明らかなところである。
従って、上述の如き構造とされた金属溶湯中の水素濃度
測定装置にあっては、圧力センサ36によって測定され
る吸入側流路28内の圧力値に基づいて、測定中或いは
測定開始前における循環流路の詰まりを、迅速に且つ的
確に検知することができるのであり、また客観的な情報
によって判断することが可能であることから、その判断
に経験を要することもないのである。
測定装置にあっては、圧力センサ36によって測定され
る吸入側流路28内の圧力値に基づいて、測定中或いは
測定開始前における循環流路の詰まりを、迅速に且つ的
確に検知することができるのであり、また客観的な情報
によって判断することが可能であることから、その判断
に経験を要することもないのである。
また、かかる圧力センサ36の出力値の程度によって、
循環流路に発生した詰まりの程度を判断することも可能
であるのである。
循環流路に発生した詰まりの程度を判断することも可能
であるのである。
さらに、かかる水素濃度測定装置にあっては、酸素セン
サ40によって測定される不活性ガス中の酸素ガス濃度
に基づいて、循環流路上におけるリークの有無及び発生
を、迅速に且つ的確に検知することができるのであり、
また上記詰まりの判断と同様、客観的な情報によって判
断することが可能であることから、その判断に経験を要
することもないのである。
サ40によって測定される不活性ガス中の酸素ガス濃度
に基づいて、循環流路上におけるリークの有無及び発生
を、迅速に且つ的確に検知することができるのであり、
また上記詰まりの判断と同様、客観的な情報によって判
断することが可能であることから、その判断に経験を要
することもないのである。
そしてまた、特に、本実施例における水素濃度測定装置
にあっては、上述の如き、圧力センサ36と酸素センサ
40を共に備えていることから、それら両センサ36.
40にて得られる情報を相互的に判断することにより、
装置における異常の発生が、詰まりによるものか或いは
リークによるものかどうかを、より迅速、的確に判断す
ることが可能となるのである。即ち、例えば、循環流路
上におけるリークの発生によっても、流路内圧カーに変
化が生じ−る場合があるが、そのような場合には、圧力
センサ36のみならず、酸素センサ40の測定値をも参
酌することによって、より的確な判断をより迅速に行な
うことができるのである。
にあっては、上述の如き、圧力センサ36と酸素センサ
40を共に備えていることから、それら両センサ36.
40にて得られる情報を相互的に判断することにより、
装置における異常の発生が、詰まりによるものか或いは
リークによるものかどうかを、より迅速、的確に判断す
ることが可能となるのである。即ち、例えば、循環流路
上におけるリークの発生によっても、流路内圧カーに変
化が生じ−る場合があるが、そのような場合には、圧力
センサ36のみならず、酸素センサ40の測定値をも参
酌することによって、より的確な判断をより迅速に行な
うことができるのである。
、以上、本発明の一実施例について詳述してきたが、こ
れは文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例
にのみ限定して解釈されるものではない。
れは文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例
にのみ限定して解釈されるものではない。
例えば、圧力センサ36乃至は酸素センサ40のみを備
えた水素濃度測定装置にあっても、前述の如く、ガス循
環流路の詰まり乃至はリークの発生による装置異常を、
迅速に判断することが可能であり、目的に応じて、何れ
か一方のみを設けるようにすることが可能である。
えた水素濃度測定装置にあっても、前述の如く、ガス循
環流路の詰まり乃至はリークの発生による装置異常を、
迅速に判断することが可能であり、目的に応じて、何れ
か一方のみを設けるようにすることが可能である。
また、循環流路上における何れかの部位における詰まり
によって、吸入側流路28及び吐出側流路30内の圧力
が、それぞれ変化せしめられることとなるところから、
圧力センサ36を、吐出側流路30上に配することも可
能である。
によって、吸入側流路28及び吐出側流路30内の圧力
が、それぞれ変化せしめられることとなるところから、
圧力センサ36を、吐出側流路30上に配することも可
能である。
更に、循環流路は、閉状回路にて構成されていることか
ら、酸素センサ40の配設位置も限定されるものではな
く、吸入側流路2日上に設定することも可能である。
ら、酸素センサ40の配設位置も限定されるものではな
く、吸入側流路2日上に設定することも可能である。
その他、−々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
で実施され得るものであり、またそのような実施態様が
、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも本発
明の技術的範囲に含まれるものであることは、言うまで
もないところである。
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
で実施され得るものであり、またそのような実施態様が
、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも本発
明の技術的範囲に含まれるものであることは、言うまで
もないところである。
第1図は、本発明の一実施例たる金属溶湯中の水素濃度
測定装置の概略を示す系統図である。第2図は、かかる
装置を用いた金属溶湯中の水素濃度測定に際して、フィ
ルターに詰まりが発生した場合における吸入側流路内の
圧力変化の具体例を示すグラフである。また、第3図は
、第1図に示されている水素濃度測定装置における酸素
センサの具体的取付例を示す断面説明図である。更に、
第4図は、第1図に示されている水素濃度測定装置を用
いた金属溶湯中の水素濃度測定に際して、循環流路にリ
ークが発生した場合における循環ガス中の酸素ガス濃度
変化の具体例を示すグラフである。 10ニブローブ 12:金属溶湯14:吐出孔
16:吸入孔 18ニスカート 20:フィルタ26:ダイヤフ
ラムポンプ 27:水素ガス濃度検出器
測定装置の概略を示す系統図である。第2図は、かかる
装置を用いた金属溶湯中の水素濃度測定に際して、フィ
ルターに詰まりが発生した場合における吸入側流路内の
圧力変化の具体例を示すグラフである。また、第3図は
、第1図に示されている水素濃度測定装置における酸素
センサの具体的取付例を示す断面説明図である。更に、
第4図は、第1図に示されている水素濃度測定装置を用
いた金属溶湯中の水素濃度測定に際して、循環流路にリ
ークが発生した場合における循環ガス中の酸素ガス濃度
変化の具体例を示すグラフである。 10ニブローブ 12:金属溶湯14:吐出孔
16:吸入孔 18ニスカート 20:フィルタ26:ダイヤフ
ラムポンプ 27:水素ガス濃度検出器
Claims (3)
- (1)金属溶湯中に浸漬せしめられる浸漬ヘッドを含ん
で構成された、閉状回路を為す流路内に、所定の不活性
ガスを循環流通せしめると共に、該流路内を流通する不
活性ガスを、前記浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せ
しめて、該金属溶湯中の溶存水素を不活性ガス中に拡散
移行させた後、かかる不活性ガス中に含まれる水素ガス
濃度を検出することにより、前記金属溶湯中の水素濃度
を測定するようにした水素濃度測定装置において、 前記流路上に、該流路内のガス圧を検出する圧力センサ
を設けたことを特徴とする金属溶湯中の水素濃度測定装
置。 - (2)金属溶湯中に浸漬せしめられる浸漬ヘッドを含ん
で構成された、閉状回路を為す流路内に、所定の不活性
ガスを循環流通せしめると共に、該流路内を流通する不
活性ガスを、前記浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せ
しめて、該金属溶湯中の溶存水素を不活性ガス中に拡散
移行させた後、かかる不活性ガス中に含まれる水素ガス
濃度を検出することにより、前記金属溶湯中の水素濃度
を測定するようにした水素濃度測定装置において、 前記流路上に、該流路内を流通せしめられる不活性ガス
中に混入する酸素ガス濃度を検出する酸素センサを設け
たことを特徴とする金属溶湯中の水素濃度測定装置。 - (3)金属溶湯中に浸漬せしめられる浸漬ヘッドを含ん
で構成された、閉状回路を為す流路内に、所定の不活性
ガスを循環流通せしめると共に、該流路内を流通する不
活性ガスを、前記浸漬ヘッドにおいて金属溶湯と接触せ
しめて、該金属溶湯中の溶存水素を不活性ガス中に拡散
移行させた後、かかる不活性ガス中に含まれる水素ガス
濃度を検出することにより、前記金属溶湯中の水素濃度
を測定するようにした水素濃度測定装置において、 前記流路上に、該流路内のガス圧を検出する圧力センサ
と、該流路内を流通せしめられる不活性ガス中に混入す
る酸素ガス濃度を検出する酸素センサとを、それぞれ設
けたことを特徴とする金属溶湯中の水素濃度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63223912A JPH0271151A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 金属溶湯中の水素濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63223912A JPH0271151A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 金属溶湯中の水素濃度測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0271151A true JPH0271151A (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=16805658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63223912A Pending JPH0271151A (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 金属溶湯中の水素濃度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0271151A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007321959A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Toyota Industries Corp | ベルトテンショナ及びベルトテンショナの製造方法 |
Citations (6)
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---|---|---|---|---|
JPS5317387A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-17 | Hitachi Ltd | Calibrating method for hydrogen-in-sodium detector |
JPS5631642A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-31 | Nippon Steel Corp | Quantitative determination method of blow hole gas in metal and quantitative determination unit |
JPS5912348A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 金属溶湯中の水素ガス濃度測定装置 |
JPS6271839A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-02 | Toray Ind Inc | 酸素分析装置 |
JPH01213570A (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | Nippon Steel Corp | 溶鋼中の水素分析方法および装置 |
JPH01288765A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Nippon Steel Corp | 処理鍋内溶鋼中の水素分析装置 |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63223912A patent/JPH0271151A/ja active Pending
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JPS5912348A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 金属溶湯中の水素ガス濃度測定装置 |
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