JPH0640091B2 - 工業用ガス濃度測定装置 - Google Patents
工業用ガス濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH0640091B2 JPH0640091B2 JP61230127A JP23012786A JPH0640091B2 JP H0640091 B2 JPH0640091 B2 JP H0640091B2 JP 61230127 A JP61230127 A JP 61230127A JP 23012786 A JP23012786 A JP 23012786A JP H0640091 B2 JPH0640091 B2 JP H0640091B2
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- JP
- Japan
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- gas
- detection cell
- probe
- calibration gas
- calibration
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工業用ガス濃度測定装置に関し、より詳しく
は、工業炉、ボイラー等の各種燃料炉の炉壁または排ガ
ス通路壁に設置して、炉内または排ガス通路内の燃焼排
ガス中あるいは雰囲気中のガス濃度を測定する工業用ガ
ス濃度測定装置に関するものである。
は、工業炉、ボイラー等の各種燃料炉の炉壁または排ガ
ス通路壁に設置して、炉内または排ガス通路内の燃焼排
ガス中あるいは雰囲気中のガス濃度を測定する工業用ガ
ス濃度測定装置に関するものである。
（従来の技術） 従来、この種の工業用ガス濃度測定装置としては、例え
ば、第２図に示されるように、各種燃焼炉内に挿入され
た排ガスすなわち被測定ガスを採取する円筒状プローブ
と、このプローブ内に設けられて排ガスに一部分が晒さ
れる有底円筒状の酸素検出素子と、被測定ガス中の煤塵
を除去するフィルタとから構成される。酸素検出素子
は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質、例えば酸
化カルシウムや酸化イットリウムを添加した安定化ジル
コニア磁器等を隔壁とし、その隔壁の両面に各々測定電
極層および基準電極層を設けたものを酸素検知部とし、
それら電極の一方を基準雰囲気、また他方の電極を被測
定ガスに晒し、酸素濃淡電池の原理によって生ずる起電
力を検出信号としている。
ば、第２図に示されるように、各種燃焼炉内に挿入され
た排ガスすなわち被測定ガスを採取する円筒状プローブ
と、このプローブ内に設けられて排ガスに一部分が晒さ
れる有底円筒状の酸素検出素子と、被測定ガス中の煤塵
を除去するフィルタとから構成される。酸素検出素子
は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質、例えば酸
化カルシウムや酸化イットリウムを添加した安定化ジル
コニア磁器等を隔壁とし、その隔壁の両面に各々測定電
極層および基準電極層を設けたものを酸素検知部とし、
それら電極の一方を基準雰囲気、また他方の電極を被測
定ガスに晒し、酸素濃淡電池の原理によって生ずる起電
力を検出信号としている。
さらに、この装置には、一般に、有底円筒状の酸素検出
素子に向けて校正ガスを吹出す校正ガス導入管と、その
周囲に酸素検出素子を一定温度に保つ加熱器とが組込ま
れている。
素子に向けて校正ガスを吹出す校正ガス導入管と、その
周囲に酸素検出素子を一定温度に保つ加熱器とが組込ま
れている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような酸素濃度測定装置におい
て、構成部分はその大部分がプローブに固定されている
か、或いは脱着可能なものも限られており、検出セルユ
ニットおよび加熱器の交換が容易ではなかった。
て、構成部分はその大部分がプローブに固定されている
か、或いは脱着可能なものも限られており、検出セルユ
ニットおよび加熱器の交換が容易ではなかった。
また、校正ガスの導入において、外部から冷たい（炉内
温度に比べて）校正ガスが一瞬のうちに検出セル近傍に
吹出されるため、検出セルが急冷され、そのため温度調
節の外乱が発生する不具合もあった。
温度に比べて）校正ガスが一瞬のうちに検出セル近傍に
吹出されるため、検出セルが急冷され、そのため温度調
節の外乱が発生する不具合もあった。
本発明は、従来のこのような不便さおよび不具合を解消
するものであって、検出部およびヒータ部劣化時にそれ
らを容易に交換し得る構造を有するとともに炉内の被測
定ガス温度との温度差の少ない校正ガスを導入する機構
をも有する工業用ガス濃度測定装置を提供せんとするに
ある。
するものであって、検出部およびヒータ部劣化時にそれ
らを容易に交換し得る構造を有するとともに炉内の被測
定ガス温度との温度差の少ない校正ガスを導入する機構
をも有する工業用ガス濃度測定装置を提供せんとするに
ある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の工業用ガス濃度測定装置は、燃焼炉の炉壁また
は排ガス通路壁を貫通して挿入され、校正ガス導入管を
有するプローブと、該プローブの外方から挿入されて前
記プローブに着脱自在に取付けられた検出セルユニット
と、該検出セルユニットの外方から挿入され前記プロー
ブおよび前記検出セルユニットに着脱自在に取付けられ
る被測定ガス導入管と、前記プローブの内方に抜け得る
ヒータユニットと、該ヒータユニットの近傍を通る校正
ガス管とを具えている工業用ガス濃度測定装置におい
て、前記被測定ガス導入管と検出セルユニットとの間
に、前記校正ガス管につながる校正ガス導入通路を形成
する間隙を設け、この間隙を前記ヒータユニットの近傍
に位置させて前記校正ガスを再加熱できるよう構成する
とともに、前記間隙の校正ガス吹き出し口側を前記検出
セルユニット外周を囲むように検出セルユニットの基部
近傍に位置させて、前記再加熱した校正ガスを前記校正
ガス吹き出し口より吹き出すよう構成したことを特徴と
するものである。
は排ガス通路壁を貫通して挿入され、校正ガス導入管を
有するプローブと、該プローブの外方から挿入されて前
記プローブに着脱自在に取付けられた検出セルユニット
と、該検出セルユニットの外方から挿入され前記プロー
ブおよび前記検出セルユニットに着脱自在に取付けられ
る被測定ガス導入管と、前記プローブの内方に抜け得る
ヒータユニットと、該ヒータユニットの近傍を通る校正
ガス管とを具えている工業用ガス濃度測定装置におい
て、前記被測定ガス導入管と検出セルユニットとの間
に、前記校正ガス管につながる校正ガス導入通路を形成
する間隙を設け、この間隙を前記ヒータユニットの近傍
に位置させて前記校正ガスを再加熱できるよう構成する
とともに、前記間隙の校正ガス吹き出し口側を前記検出
セルユニット外周を囲むように検出セルユニットの基部
近傍に位置させて、前記再加熱した校正ガスを前記校正
ガス吹き出し口より吹き出すよう構成したことを特徴と
するものである。
（作 用） プローブに、検出セルユニットおよびヒータユニットを
夫々別々に脱着自在に取り付けているため、検出セルお
よびヒータの夫々の交換が容易である。また、全構成部
品の取付後において、被測定ガス導入管および検出セル
ユニットの間に形成される隙間が校正ガスを導入する通
路となり、しかもガス流量を調節する役目も果たし、校
正ガスが効率良く検出セルに吹き付けられる。校正ガス
の検出セルへの吹付けは、隙間が形成するガス通路が、
検出セルの全周を囲むとともにその隙間端部のガス吹出
口が検出セルの基端側に位置しているため、検出セルの
基端側から先端側にその全周にわたり吹き付けられ、被
測定ガスを有効に排除し、校正を迅速に行なうことがで
きる。
夫々別々に脱着自在に取り付けているため、検出セルお
よびヒータの夫々の交換が容易である。また、全構成部
品の取付後において、被測定ガス導入管および検出セル
ユニットの間に形成される隙間が校正ガスを導入する通
路となり、しかもガス流量を調節する役目も果たし、校
正ガスが効率良く検出セルに吹き付けられる。校正ガス
の検出セルへの吹付けは、隙間が形成するガス通路が、
検出セルの全周を囲むとともにその隙間端部のガス吹出
口が検出セルの基端側に位置しているため、検出セルの
基端側から先端側にその全周にわたり吹き付けられ、被
測定ガスを有効に排除し、校正を迅速に行なうことがで
きる。
さらに、ヒータを前記隙間近傍に配置しているため、校
正ガスを加熱する時間が、校正ガスを校正ガス導入管か
ら直接吹き付ける場合に比べて長くなり、かつ、加熱面
積が増大されることにより校正ガスを被測定ガス温度に
近づけることができる。
正ガスを加熱する時間が、校正ガスを校正ガス導入管か
ら直接吹き付ける場合に比べて長くなり、かつ、加熱面
積が増大されることにより校正ガスを被測定ガス温度に
近づけることができる。
（実施例） 本発明の工業用ガス濃度測定装置の具体的一実施例とし
て、工業用酸素濃度測定装置に適用した場合につき、図
面を参照しつつ説明する。
て、工業用酸素濃度測定装置に適用した場合につき、図
面を参照しつつ説明する。
第１図はこの装置の要部断面図であり、１は金属製、例
えばステンレスより成る円筒状のプローブであり、この
プローブ１は内向きフランジ３を有し、この内向きフラ
ンジ３にはプローブ内を延在するとともにフランジ３を
貫通して突出する校正ガス導入管４が設けられている。
このプローブ１にその外方から金属製の円筒状のセル支
持管５を挿入する。このセル支持管５は、校正ガス導入
管４が挿通し得る孔６を有する外向きフランジ７と、有
底円筒状の検出セル11が嵌合し得る開口10を有する載頭
円錐状の部分９とを具える。
えばステンレスより成る円筒状のプローブであり、この
プローブ１は内向きフランジ３を有し、この内向きフラ
ンジ３にはプローブ内を延在するとともにフランジ３を
貫通して突出する校正ガス導入管４が設けられている。
このプローブ１にその外方から金属製の円筒状のセル支
持管５を挿入する。このセル支持管５は、校正ガス導入
管４が挿通し得る孔６を有する外向きフランジ７と、有
底円筒状の検出セル11が嵌合し得る開口10を有する載頭
円錐状の部分９とを具える。
この載頭円錐状の部分９に、安定化または部分安定化ジ
ルコニア磁器により構成される有底円筒状の検出セル11
が、その底部をそのフランジ側に向けて嵌合されてい
る。ところで、このセル支持管５と検出セル11とは、セ
ル支持管５の接着表面にプラズマコーティングによって
セラミックスを被覆する前処理の後に、高温無機接着
剤、例えば水ガラス、ホウロウ等を溶融して気密に接着
されている。好ましくは、水ガラス等に発泡剤を少量混
入させて、金属とセラミックスの熱膨張差を吸収させる
ことができる。
ルコニア磁器により構成される有底円筒状の検出セル11
が、その底部をそのフランジ側に向けて嵌合されてい
る。ところで、このセル支持管５と検出セル11とは、セ
ル支持管５の接着表面にプラズマコーティングによって
セラミックスを被覆する前処理の後に、高温無機接着
剤、例えば水ガラス、ホウロウ等を溶融して気密に接着
されている。好ましくは、水ガラス等に発泡剤を少量混
入させて、金属とセラミックスの熱膨張差を吸収させる
ことができる。
次に、プローブ１に挿入されたセル支持管５の内部に外
向きフランジ13を有する円筒状の被測定ガス導入管15を
外方から挿入する。このように挿入されたセル支持管５
およびガス導入管15を、それらのフランジ７および13で
プローブ１のフランジ３に、同芯状にボルトによりねじ
止めして、それら支持管５および導入管15がプローブ１
に着脱自在となるようにすることができる。なお、前記
被測定ガス導入管15のフランジ側開口17に、除塵用の多
孔質製のセラミックフィルタ10をアルミナセメント等の
手段により接着する。
向きフランジ13を有する円筒状の被測定ガス導入管15を
外方から挿入する。このように挿入されたセル支持管５
およびガス導入管15を、それらのフランジ７および13で
プローブ１のフランジ３に、同芯状にボルトによりねじ
止めして、それら支持管５および導入管15がプローブ１
に着脱自在となるようにすることができる。なお、前記
被測定ガス導入管15のフランジ側開口17に、除塵用の多
孔質製のセラミックフィルタ10をアルミナセメント等の
手段により接着する。
プローブの内部には、プローブの基端側から挿入された
ステンレス製の支持金具21がプローブと同芯状に延在す
る。この支持金具21とプローブ１との間を基準ガスが拡
散により流入されるような構造を有している。また、こ
の支持金具21には検出セル近傍の温度を計測する温度検
知手段23、例えば熱電対等が取付金具25により取り付け
られている。
ステンレス製の支持金具21がプローブと同芯状に延在す
る。この支持金具21とプローブ１との間を基準ガスが拡
散により流入されるような構造を有している。また、こ
の支持金具21には検出セル近傍の温度を計測する温度検
知手段23、例えば熱電対等が取付金具25により取り付け
られている。
さらに支持金具21の先端には外向きフランジ27が設けら
れており、これに衝合する接合フランジ29がボルトおよ
びナット等によりねじ止めされている。この接合フラン
ジ29の内側開口31には、環状のヒータ33が外周部に固着
されたヒータ支持管35が嵌合され、高温用無機接着剤に
よって接着されている。
れており、これに衝合する接合フランジ29がボルトおよ
びナット等によりねじ止めされている。この接合フラン
ジ29の内側開口31には、環状のヒータ33が外周部に固着
されたヒータ支持管35が嵌合され、高温用無機接着剤に
よって接着されている。
なお、外向きフランジ27および接合フランジ29には、そ
れらの接合状態において、校正ガス導入管４が挿通し得
る孔28，30が設けられている。
れらの接合状態において、校正ガス導入管４が挿通し得
る孔28，30が設けられている。
このヒータ支持管35の内壁には、ドーナツ状の電気的接
触子37が絶縁碍子38を介して設けられており、この接触
子37は、例えば、ステンレス線をコイル状に巻いたもの
をドーナツ状に接続した接触端子と、それを保持する断
面が凹状のリングとから構成することができる。このよ
うに構成してなる接触子37は、接触子37に検出セルが挿
入されて検出セルの所定の外表面に設けられた正極の接
点と、電気的に接続される。また、接触子37には絶縁管
22および豆絶縁管39の内部を通って延在するリード線41
に接続される。このリード線41の材質は、耐熱性を考慮
して、例えばステンレスとする。なお検出セルの負極
は、検出セルの底部近傍の側壁に設けられた電極端子43
から白金リード線45にて被測定ガス導入管内を通り、セ
ラミックフィルタ19を経て取り出され接地される。さら
に、ヒータ支持管35の外壁およびプローブ１の内壁の間
には断熱材47を充填する。この断熱材47は、例えば、細
いセラミックファイバ繊維（例えば商品名では「カオウ
ール」など）を、例えば真空成形によってブロック状に
成形し、焼結されている。
触子37が絶縁碍子38を介して設けられており、この接触
子37は、例えば、ステンレス線をコイル状に巻いたもの
をドーナツ状に接続した接触端子と、それを保持する断
面が凹状のリングとから構成することができる。このよ
うに構成してなる接触子37は、接触子37に検出セルが挿
入されて検出セルの所定の外表面に設けられた正極の接
点と、電気的に接続される。また、接触子37には絶縁管
22および豆絶縁管39の内部を通って延在するリード線41
に接続される。このリード線41の材質は、耐熱性を考慮
して、例えばステンレスとする。なお検出セルの負極
は、検出セルの底部近傍の側壁に設けられた電極端子43
から白金リード線45にて被測定ガス導入管内を通り、セ
ラミックフィルタ19を経て取り出され接地される。さら
に、ヒータ支持管35の外壁およびプローブ１の内壁の間
には断熱材47を充填する。この断熱材47は、例えば、細
いセラミックファイバ繊維（例えば商品名では「カオウ
ール」など）を、例えば真空成形によってブロック状に
成形し、焼結されている。
斯様に構成された装置は、その全部品が取り付けられた
状態において、被測定ガス導入管15とセル支持管５との
間に円筒状の隙間が形成され、この隙間が、セル支持管
５を貫通してこの隙間に延在する校正ガス導入管４のガ
ス吹出口からのガスを案内し、検出セルの基部側にその
外周からガスの先端側に吹出させる。さらにこの隙間
は、隙間自体の表面積が大なることから、その近傍にセ
ル支持管５およびヒータ支持管35の管壁を隔てて位置す
るヒータ33から校正ガスに熱を効率良く伝達する。した
がって、被測定ガスとの温度差が大きい校正ガスを、検
出セルに吹付けることによる検出セルの急冷即ち温度調
節の乱れを少なくすることができる。さらに、隙間の幅
を狭くすることにより、校正ガスの吹出し量を少なくし
ても、ガス流速が大きいため、検出セルの校正を十分行
なうことができる。例えば、従来では校正ガスを3000cc
／分消費したが、本発明では 500cc／分消費するだけで
ある。
状態において、被測定ガス導入管15とセル支持管５との
間に円筒状の隙間が形成され、この隙間が、セル支持管
５を貫通してこの隙間に延在する校正ガス導入管４のガ
ス吹出口からのガスを案内し、検出セルの基部側にその
外周からガスの先端側に吹出させる。さらにこの隙間
は、隙間自体の表面積が大なることから、その近傍にセ
ル支持管５およびヒータ支持管35の管壁を隔てて位置す
るヒータ33から校正ガスに熱を効率良く伝達する。した
がって、被測定ガスとの温度差が大きい校正ガスを、検
出セルに吹付けることによる検出セルの急冷即ち温度調
節の乱れを少なくすることができる。さらに、隙間の幅
を狭くすることにより、校正ガスの吹出し量を少なくし
ても、ガス流速が大きいため、検出セルの校正を十分行
なうことができる。例えば、従来では校正ガスを3000cc
／分消費したが、本発明では 500cc／分消費するだけで
ある。
以上、本発明の工業用ガス濃度測定装置の一実施例を説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。例えば、隙間は、円筒状に限らず、細長い細隙が円
周上に複数個形成されるように、被測定ガス導入管の外
壁の形状を歯車の歯のようにすることもできる。さら
に、ガス導入管の外壁とセル支持管の内壁を指合形状に
することにより、円筒状に蛇行する隙間を形成すること
もできる。これらは熱伝達性を良くするため、隙間が作
る空間が小さな体積を維持しつつ、表面積を大きくする
ような構造が望ましい。
明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。例えば、隙間は、円筒状に限らず、細長い細隙が円
周上に複数個形成されるように、被測定ガス導入管の外
壁の形状を歯車の歯のようにすることもできる。さら
に、ガス導入管の外壁とセル支持管の内壁を指合形状に
することにより、円筒状に蛇行する隙間を形成すること
もできる。これらは熱伝達性を良くするため、隙間が作
る空間が小さな体積を維持しつつ、表面積を大きくする
ような構造が望ましい。
（発明の効果） 本発明の工業用ガス測定装置では、検出セルユニットお
よびヒータユニットの交換が容易であり、校正ガスを有
効に加熱し、しかも校正ガスを従来に比べて少量にする
ことができる。
よびヒータユニットの交換が容易であり、校正ガスを有
効に加熱し、しかも校正ガスを従来に比べて少量にする
ことができる。
第１図は本発明の工業用酸素濃度測定装置を示す要部断
面図、 第２図は従来例を示す要部断面図である。 １……円筒状プローブ、５……セル支持管 11……検出セル、15……被測定ガス導入管 21……支持金具、23……温度検知手段 33……ヒータ、35……ヒータ支持管 37……接触子
面図、 第２図は従来例を示す要部断面図である。 １……円筒状プローブ、５……セル支持管 11……検出セル、15……被測定ガス導入管 21……支持金具、23……温度検知手段 33……ヒータ、35……ヒータ支持管 37……接触子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 博 愛知県名古屋市緑区鳴海町字鶴ヶ沢49番地 の３ (56)参考文献 特開 昭55−85247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−204448（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】燃焼炉の炉壁または排ガス通路壁を貫通し
て挿入され、校正ガス導入管を有するプローブと、該プ
ローブの外方から挿入されて前記プローブに着脱自在に
取付けられた検出セルユニットと、該検出セルユニット
の外方から挿入され前記プローブおよび前記検出セルユ
ニットに着脱自在に取付けられる被測定ガス導入管と、
前記プローブの内方に抜け得るヒータユニットと、該ヒ
ータユニットの近傍を通る校正ガス管とを具えている工
業用ガス濃度測定装置において、 前記被測定ガス導入管と検出セルユニットとの間に、前
記校正ガス管につながる校正ガス導入通路を形成する間
隙を設け、この間隙を前記ヒータユニットの近傍に位置
させて前記校正ガスを再加熱できるよう構成するととも
に、前記間隙の校正ガス吹き出し口側を前記検出セルユ
ニット外周を囲むように検出セルユニットの基部近傍に
位置させて、前記再加熱した校正ガスを前記校正ガス吹
き出し口より吹き出すよう構成したことを特徴とする工
業用ガス濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230127A JPH0640091B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 工業用ガス濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230127A JPH0640091B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 工業用ガス濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385352A JPS6385352A (ja) | 1988-04-15 |
| JPH0640091B2 true JPH0640091B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=16902994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61230127A Expired - Lifetime JPH0640091B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 工業用ガス濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640091B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005109A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加熱調理器 |
| JP4809160B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2011-11-09 | 株式会社小松製作所 | 鋳造型およびその製造方法 |
| US8342019B2 (en) | 2009-05-29 | 2013-01-01 | Horiba, Ltd. | Exhaust gas analyzer and probe unit |
| JP5302778B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-10-02 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析装置及びプローブユニット |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585247A (en) * | 1978-10-13 | 1980-06-27 | Milton Roy Co | Probe for oxygen estimation meter |
| JPS5779444A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Fuji Electric Co Ltd | Gaseous oxygen analyzer |
| JPS57204448A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-15 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Solid electrolyte oxygen meter |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61230127A patent/JPH0640091B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6385352A (ja) | 1988-04-15 |
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