JPH05312774A - 改良された低温用酸素センサー - Google Patents
改良された低温用酸素センサーInfo
- Publication number
- JPH05312774A JPH05312774A JP4140945A JP14094592A JPH05312774A JP H05312774 A JPH05312774 A JP H05312774A JP 4140945 A JP4140945 A JP 4140945A JP 14094592 A JP14094592 A JP 14094592A JP H05312774 A JPH05312774 A JP H05312774A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- standard electrode
- oxygen
- oxygen sensor
- electrode material
- oxygen potential
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- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確な酸素ポテンシャルを長時間維持できる
低温用酸素センサーの提供。 【構成】 ３５０℃〜５５０℃の低融点の溶融金属また
は合金の酸素ポテンシャルの測定において端閉管型の電
解質容器の閉鎖端の内側にＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系、Ｚｎ−Ｚ
ｎＯ系、Ｂｉ−Ｂｉ2Ｏ3系のいずれかの系である標準極
物質を配設するとともに、先端が前記標準極物質内に延
出するリード線を設けており、前記電解質容器の閉口し
た後端を、低融点溶融ガラスからなるシール材によりシ
ールする構成の酸素プローブであって、標準極物質と密
封部材の間に活性炭の粉末を充填してなる酸素ポテンシ
ャルを長時間正確に測定できることを特徴とする低温用
酸素センサー。 【効果】 標準極物質の酸化による劣化が防止でき、正
確な酸素ポテンシャルを長時間維持できる。
低温用酸素センサーの提供。 【構成】 ３５０℃〜５５０℃の低融点の溶融金属また
は合金の酸素ポテンシャルの測定において端閉管型の電
解質容器の閉鎖端の内側にＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系、Ｚｎ−Ｚ
ｎＯ系、Ｂｉ−Ｂｉ2Ｏ3系のいずれかの系である標準極
物質を配設するとともに、先端が前記標準極物質内に延
出するリード線を設けており、前記電解質容器の閉口し
た後端を、低融点溶融ガラスからなるシール材によりシ
ールする構成の酸素プローブであって、標準極物質と密
封部材の間に活性炭の粉末を充填してなる酸素ポテンシ
ャルを長時間正確に測定できることを特徴とする低温用
酸素センサー。 【効果】 標準極物質の酸化による劣化が防止でき、正
確な酸素ポテンシャルを長時間維持できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素イオン導電性固体
電解質を利用して３５０℃〜５５０℃の低融点の溶融金
属または合金浴の酸素ポテンシャルを測定するための酸
素センサーの改良に関する。
電解質を利用して３５０℃〜５５０℃の低融点の溶融金
属または合金浴の酸素ポテンシャルを測定するための酸
素センサーの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】３５０℃〜５５０℃の低溶
融金属または合金浴の酸素ポテンシャルを測定するため
の、金属と金属酸化物粒子よりなる系（通常Ｉｎ−Ｉｎ
2Ｏ3系、Ｚｎ−ＺｎＯ系、Ｂｉ2Ｏ3が使用される）であ
る標準電極と、該系を容れて溶融金属または合金浴に接
触させられる酸素イオン導電性固体電解質の容器と、標
準電極と溶融金属または合金浴のそれぞれに接続される
リード線からなる酸素センサーを用いて、該リード線間
の電位差を起電力によって測定し、溶融金属または合金
浴の酸素ポテンシャルを測定する場合、標準極物質の酸
化による劣化が防止でき、正確な酸素ポテンシャルを長
時間維持できることが必要である。とくに最近亜鉛めっ
き工程で亜鉛浴に微量のＡｌを添加することが行われて
おり、亜鉛浴中のＡｌの濃度を厳しく制御することが必
要とされる。上述のように酸素センサーにより浴中の溶
存酸素を測定し、この溶存酸素と平衡するＡｌの濃度を
測定する場合、正確な酸素ポテンシャルを長時間測定維
持できないと、Ａｌ濃度を正確に測定できず亜鉛めっき
の品質を保持できなくなる。従って酸素ポテンシャルを
長時間正確に測定維持できる手段が望まれる。
融金属または合金浴の酸素ポテンシャルを測定するため
の、金属と金属酸化物粒子よりなる系（通常Ｉｎ−Ｉｎ
2Ｏ3系、Ｚｎ−ＺｎＯ系、Ｂｉ2Ｏ3が使用される）であ
る標準電極と、該系を容れて溶融金属または合金浴に接
触させられる酸素イオン導電性固体電解質の容器と、標
準電極と溶融金属または合金浴のそれぞれに接続される
リード線からなる酸素センサーを用いて、該リード線間
の電位差を起電力によって測定し、溶融金属または合金
浴の酸素ポテンシャルを測定する場合、標準極物質の酸
化による劣化が防止でき、正確な酸素ポテンシャルを長
時間維持できることが必要である。とくに最近亜鉛めっ
き工程で亜鉛浴に微量のＡｌを添加することが行われて
おり、亜鉛浴中のＡｌの濃度を厳しく制御することが必
要とされる。上述のように酸素センサーにより浴中の溶
存酸素を測定し、この溶存酸素と平衡するＡｌの濃度を
測定する場合、正確な酸素ポテンシャルを長時間測定維
持できないと、Ａｌ濃度を正確に測定できず亜鉛めっき
の品質を保持できなくなる。従って酸素ポテンシャルを
長時間正確に測定維持できる手段が望まれる。
【０００３】
【問題解決の手段】上記酸素センサーにおける電解質容
器に標準極物質を配設してなる酸素センサーにおいて、
標準極物質の上に低融点溶融ガラスからなるシール材を
配設し、標準極物質とシール材の間に炭素物質、例え
ば、活性炭の粉末を充填することにより、シール材を通
して酸素が拡散することによる標準極物質の酸化による
劣化が活性炭粉末により防止でき、酸素ポテンシャルを
長時間正確に維持できることを知見した。
器に標準極物質を配設してなる酸素センサーにおいて、
標準極物質の上に低融点溶融ガラスからなるシール材を
配設し、標準極物質とシール材の間に炭素物質、例え
ば、活性炭の粉末を充填することにより、シール材を通
して酸素が拡散することによる標準極物質の酸化による
劣化が活性炭粉末により防止でき、酸素ポテンシャルを
長時間正確に維持できることを知見した。
【０００４】
【発明の構成】本発明によれば３５０℃〜５５０℃の低
融点の溶融金属または合金浴の酸素ポテンシャルの測定
において、固体電解質の開放容器と、そのなかに収容さ
れた金属と該金属の酸化物粒子からなる標準極系と、該
標準極系を電圧計を介して該容器系が浸漬される金属浴
とを電気的に接続するリード線からなる低融点の金属浴
中の酸素ポテンシャルを測定する装置であって、標準電
極系の上に炭素物質を充填し、その上にガラスシール層
を設けたことを特徴とする改良された低温用酸素センサ
ーが提供される。
融点の溶融金属または合金浴の酸素ポテンシャルの測定
において、固体電解質の開放容器と、そのなかに収容さ
れた金属と該金属の酸化物粒子からなる標準極系と、該
標準極系を電圧計を介して該容器系が浸漬される金属浴
とを電気的に接続するリード線からなる低融点の金属浴
中の酸素ポテンシャルを測定する装置であって、標準電
極系の上に炭素物質を充填し、その上にガラスシール層
を設けたことを特徴とする改良された低温用酸素センサ
ーが提供される。
【０００５】
【発明の具体的開示】本発明に得る酸素センサーについ
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
【０００６】
【実施例】図１に示すような固体電解質容器１、標準極
２、リード線３、４、ポテンシオメーター６からなるジ
ルコニア酸素センサーを低融点の亜鉛浴５に浸漬し、亜
鉛浴中の溶存酸素ポテンシャルをポテンシオメーターに
より起電力を測定する。固体電解質容器１は５〜１０ｍ
ｏｌ％のＹ2Ｏ3を安定化剤としたジルコニア固体電解質
よりなり、標準極はＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3の金属粒子および金
属酸化物粒子よりなる系が用いられ、リード線はＣ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｏｓまたはステンレス鋼
が用いられる。上記図１の酸素センサーを用いて起電力
を測定した結果を図３に示す。図３は起電力と測定時間
との関係を示すが、図３の比較例に示すように長時間測
定すると標準極物質に空気中の酸素が拡散して劣化し起
電力が時間とともに低下して正確に測定維持できない。
そこで酸素センサーの標準極物質の上に低融点溶融ガラ
スからなるシール材を配設したが、シール材とＩｎ−Ｉ
ｎ2Ｏ3系とが反応して不安定な酸素ポテンシャルを示
し、またシール材を通して酸素が拡散した。本発明者ら
は、図２に示すように酸素センサーを標準極物質Ｉｎ−
Ｉｎ2Ｏ3系の上に低融点溶融ガラスからなるシール材８
を配設しシール材とＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3の間に活性炭の粉末
７を充填して、起電力を長時間測定した結果、図３の実
施例に示すように酸素ポテンシャルを長時間正確に測定
できた。このように改善できたのは、シール材とＩｎ−
Ｉｎ2Ｏ3系の間に活性炭の粉末を充填することによっ
て、シール材とＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系の直接接触を防止し、
シール材を通して拡散してくる酸素を充填した活性炭と
反応させてＣＯ−ＣＯ2 雰囲気を保つことによる。一方
Ｉｎ−Ｉｎ2Ｏ3系中の酸素はＣＯ−ＣＯ2雰囲気により
拡散排出されない。標準極物質としてＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系
の代りにＺｎ−ＺｎＯ系およびＢｉ−Ｂｉ2Ｏ3系を用い
た酸素センサーについても同様に、酸素ポテンシャルを
長時間正確に測定できた。
２、リード線３、４、ポテンシオメーター６からなるジ
ルコニア酸素センサーを低融点の亜鉛浴５に浸漬し、亜
鉛浴中の溶存酸素ポテンシャルをポテンシオメーターに
より起電力を測定する。固体電解質容器１は５〜１０ｍ
ｏｌ％のＹ2Ｏ3を安定化剤としたジルコニア固体電解質
よりなり、標準極はＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3の金属粒子および金
属酸化物粒子よりなる系が用いられ、リード線はＣ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｏｓまたはステンレス鋼
が用いられる。上記図１の酸素センサーを用いて起電力
を測定した結果を図３に示す。図３は起電力と測定時間
との関係を示すが、図３の比較例に示すように長時間測
定すると標準極物質に空気中の酸素が拡散して劣化し起
電力が時間とともに低下して正確に測定維持できない。
そこで酸素センサーの標準極物質の上に低融点溶融ガラ
スからなるシール材を配設したが、シール材とＩｎ−Ｉ
ｎ2Ｏ3系とが反応して不安定な酸素ポテンシャルを示
し、またシール材を通して酸素が拡散した。本発明者ら
は、図２に示すように酸素センサーを標準極物質Ｉｎ−
Ｉｎ2Ｏ3系の上に低融点溶融ガラスからなるシール材８
を配設しシール材とＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3の間に活性炭の粉末
７を充填して、起電力を長時間測定した結果、図３の実
施例に示すように酸素ポテンシャルを長時間正確に測定
できた。このように改善できたのは、シール材とＩｎ−
Ｉｎ2Ｏ3系の間に活性炭の粉末を充填することによっ
て、シール材とＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系の直接接触を防止し、
シール材を通して拡散してくる酸素を充填した活性炭と
反応させてＣＯ−ＣＯ2 雰囲気を保つことによる。一方
Ｉｎ−Ｉｎ2Ｏ3系中の酸素はＣＯ−ＣＯ2雰囲気により
拡散排出されない。標準極物質としてＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系
の代りにＺｎ−ＺｎＯ系およびＢｉ−Ｂｉ2Ｏ3系を用い
た酸素センサーについても同様に、酸素ポテンシャルを
長時間正確に測定できた。
【０００７】
【発明の効果】標準極物質の酸化による劣化が防止で
き、正確な酸素ポテンシャルを長時間維持できる。
き、正確な酸素ポテンシャルを長時間維持できる。
【０００８】
【図１】酸素センサーの使用態様を示す模式図。
【図２】本発明による酸素センサーを示す模式図。
【図３】実施例と比較例について起電力と測定時間との
関係を示すグラフ。
関係を示すグラフ。
１…固体電解質容器 ２…標準極 ３、４…リード線 ５…溶融金属 ６…ポテンシオメーター ７…活性炭粉末 ８…シール材
フロントページの続き (72)発明者 中本 一成 兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会 社加工技術研究所内 (72)発明者 片山 巖 大阪府高槻市日吉台１丁目10番56号
Claims (2)
- 【請求項１】 固体電解質の開放容器と、そのなかに収
容された金属と該金属の酸化物粒子からなる標準極系
と、該標準極系を電圧計を介して該容器系が浸漬される
金属浴とを電気的に接続するリード線からなる低融点の
金属浴中の酸素ポテンシャルを測定する装置であって、
標準電極系の上に炭素物質を充填し、その上にガラスシ
ール層を設けたことを特徴とする改良された低温用酸素
センサー。 - 【請求項２】 標準極物質がＩｎ−Ｉｎ2Ｏ3系、Ｚｎ−
ＺｎＯ系、Ｂｉ−Ｂｉ2Ｏ3系のいずれかの系である請求
項１に記載の酸素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140945A JPH05312774A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 改良された低温用酸素センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140945A JPH05312774A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 改良された低温用酸素センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312774A true JPH05312774A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15280471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140945A Withdrawn JPH05312774A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 改良された低温用酸素センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312774A (ja) |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP4140945A patent/JPH05312774A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |