JPH0629736Y2

JPH0629736Y2 - 酸素濃度検出器

Info

Publication number: JPH0629736Y2
Application number: JP1985172213U
Authority: JP
Inventors: 諄宇佐美; 秋信服部; 成美小倉
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1985-11-11
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2000-11-11
Also published as: JPS6281054U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、例えば、炉内または排ガス処理装置内のガス
中の酸素濃度を測定する酸素濃度検出器に関するもので
ある。

（従来の技術）従来の酸素濃度検出器としては、例えば、特公昭57-518
98号や特公昭57-51899号に示されるものがある。例え
ば、後者の公報に示されている酸素濃度検出器は、第２
図に示すような構成になっている。

すなわち、有底円筒状の固体電解質11の内外面にそれぞ
れ外面電極12および内面電極13を固着する。なお内面電
極13は前記固体電解質11の開口端で折返して固体電解質
11の開口端外面に露出して固着する。そして固体電解質
11の有底円筒内部には空気などの基準ガスを炉外から導
入するための基準ガス導入管14が設けられており、該基
準ガス導入管14内に固体電解質11の温度を測定する例え
ば白金−白金ロジウム(PR)熱電対のような測温素子15が
内設されている。さらに固体電解質11の外面電極12に校
正ガスを噴出接触させる校正ガス吹出口16を先端部に有
する耐熱性の校正ガス導管17を保護管18中に挿入設置し
て、該校正ガス導管17の端部に前記固体電解質11を固着
することなく並設し、該固体電解質11を前記校正ガス導
管17に白金線19,20を用いて緊縛して、前記保護管18と
の隙間にアルミナ、シリカなどの金属酸化物の繊維より
なるセラミック繊維21を緻密に充填してスペーサとす
る。なお前記固体電解質11の開口端付近の前記保護管18
に基準ガス排出孔22を設け、さらに、前記固体電解質11
の先端外周付近の保護管18に、被測定ガス中の塵埃の流
入を防止するため、アルミナ、シリカ、マグネシアなど
のセラミックを素材とした三角、四角、六角または円形
の多数の細い穴を有するハニカム構造体からなる除塵用
スクリーン23を嵌着した被測定ガスの流入孔24が設けら
れ、そして、保護管18の先端部が着脱自在な蓋25で覆わ
れている。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来の酸素濃度検出器は、固体電解
質11内部に設けられた基準ガス導入管14の先端より挿入
される基準ガスが、固体電解質11の開放端より放出され
て、基準ガス排出孔22より排出される構造になってはい
るのであるが、上記基準ガス排出孔22より排出されるべ
き基準ガスの一部は、セラミック繊維21を経て被測定ガ
ス側の第１室26に流れ込み（図中破線矢印で示す）、こ
のため、測定値は基準ガスの影響を少なからず受けるこ
とになる。

この理由は、(1)セラミック繊維21がポーラスで、ガス
流通が容易であること、(2)基準ガス排出孔22と被測定
ガス流入孔24とが同一圧力下にあり、基準ガスを送入す
ることにより第２室27のガス圧力が第１室26より大きく
なり、第２室27内のガス、すなわち基準ガスが第１室26
へ流れ込み易くなるためである。

このように、従来の酸素濃度検出器は、基準ガスが測定
ガス側へ若干流入するため、測定誤差が、例えば、真の
酸素濃度１％に対して測定値は1.29%,5%に対して5.31%
生じ、操炉上、問題であった。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本考案は、保護管中に、
内外面にそれぞれ外面電極および内面電極を固着した酸
素イオン伝導性を有する有底円筒形状の固体電解質を収
納し、かつ固体電解質の内部に基準ガス導入管を設けた
酸素濃度検出器において、保護管と固体電解質との間隙
に、セラミック繊維およびセラミック繊維を密に充填し
て、被測定ガスを保護管内に導入して外面電極と接触さ
せるための、保護管に設けた被測定ガス流入孔と連通す
る第１室と、基準ガス導入管から供給され内面電極と接
触した基準ガスを保護管外へ排出するための、保護管に
設けた基準ガス排出孔と連通する第２室と、第２室から
セラミック繊維を介して漏出する基準ガスを保護管外へ
排出するための、保護管に設けたガス緩衝口と連通する
第３室とに各々分離区別して、固体電解質を保護管内に
収縮自在に保持したものである。

（作用）本考案は、上記のように、測定ガス流出口と基準ガス流
出口との間にガス緩衝口を設けるとともに、相互間にセ
ラミック繊維を充填することにより、基準ガスの測定ガ
スへの流入を防止し、測定精度の向上を図ることができ
る。

（実施例）本考案の一実施例を第１図を用いて説明する。

なお、第１図に示す本実施例の酸素濃度検出器の構成要
素のうち、前記第２図に示した従来例と同一構成部分に
は、同一符号を付して、それらの説明は省略する。

本実施例の酸素濃度検出器は、第２図に示した従来例の
構成に加えて、保護管18の、基準ガス排出孔22と被測定
ガス流入孔24の間に、ガス緩衝口32を設け、さらに、第
２図中のセラミック繊維21を、前記ガス緩衝口32の部分
で二分して第３室31を形成したものである。

従って、第３室と第２室は、セラミック繊維21aによっ
て隔離され、第３室と第１室は、セラミック繊維21bに
よって隔離されることになる。

なお、ガス緩衝口32は、被測定ガス流入孔24と基準ガス
排出孔22の間のセンター位置より基準ガス排出孔22側に
位置し、その口径は、被測定ガス流入孔24より大きいこ
とが望ましい。

これは被測定ガス側へ流入する基準ガスを効果的にガス
緩衝口32より放出させるためである。

このような構成にしたことにより、本実施例では、有底
円筒固体電解質11内部に設置された基準ガス導入管14の
先端より送入される基準ガスは、固体電解質11の開放端
より放出され、一部分は、基準ガス排出孔22より排出さ
れる。また残りの一部はセラミック繊維21aを経て第２
室から第３室へ至る。第３室へ至った基準ガスはその大
半が、ガス緩衝口32より放出されてしまうため、被測定
ガス側の第１室へは、殆んど基準ガスが流れ込まない
（基準ガスの流れを破線矢印で示してある）。この結
果、酸素濃度検出器の測定値は基準ガスに殆んど影響を
受けないで、正確なものとなる。

参考のため、本実施例の酸素濃度検出器と第２図に示し
た従来の酸素濃度検出器の指示を比較したものを表１に
示す。

この表１から明らかなように、本実施例の酸素濃度検出
器は、従来のものに比して、検出精度が極めて高くなっ
ている。

（考案の効果）以上詳細に説明したように、本考案は、測定ガス流出口
と基準ガス流出口との間にガス緩衝口を設けるととも
に、相互間にセラミック繊維を充填することにより、基
準ガスの測定ガスへの流入を防止し、測定精度の向上を
図ることができる。

そして、炉内または排ガス処理装置内のガス中の酸素濃
度を測定する酸素濃度計等に広く使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す断面図、第２図は従来の酸素濃度検出器の構成を示す断面図であ
る。 11……固体電解質、12……外面電極 13……内面電極、14……基準ガス導入管 15……測温素子、16……校正ガス吹出口 17……校正ガス導管、18……保護管 19,20……白金線、19a,20a……リード線 21a,21b……セラミック繊維 22……基準ガス排出孔、23……除塵用スクリーン 24……被測定ガスの流入孔 25……蓋、26……第１室 27……第２室、31……第３室 32……ガス緩衝口

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】保護管（１８）中に、内外面にそれぞれ外
面電極（１２）および内面電極（１３）を固着した酸素
イオン伝導性を有する有底円筒形状の固体電解質（１
１）を収納し、かつ固体電解質（１１）の内部に基準ガ
ス導入管（１４）を設けた酸素濃度検出器において、保護管（１８）と固体電解質（１１）との間隙に、セラ
ミック繊維（２１ａ）およびセラミック繊維（２１ｂ）
を密に充填して、被測定ガスを保護管（１８）内に導入
して外面電極（１２）と接触させるための、保護管（１
８）に設けた被測定ガス流入孔（２４）と連通する第１
室（２６）と、基準ガス導入管（１４）から供給され内
面電極（１３）と接触した基準ガスを保護管（１８）外
へ排出するための、保護管（１８）に設けた基準ガス排
出孔（２２）と連通する第２室（２７）と、第２室（２
７）からセラミック繊維（２１ａ）を介して漏出する基
準ガスを保護管（１８）外へ排出するための、保護管
（１８）に設けたガス緩衝口（３２）と連通する第３室
（３１）とに各々分離区別して、固体電解質（１１）を
保護管（１８）内に収縮自在に保持したことを特徴とす
る酸素濃度検出器。