JPH11248672A - 測定ガス中の酸素含有量の測定方法及び装置 - Google Patents
測定ガス中の酸素含有量の測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH11248672A JPH11248672A JP10368804A JP36880498A JPH11248672A JP H11248672 A JPH11248672 A JP H11248672A JP 10368804 A JP10368804 A JP 10368804A JP 36880498 A JP36880498 A JP 36880498A JP H11248672 A JPH11248672 A JP H11248672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current pulse
- measurement
- pulse
- electrode
- pumping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
った値となることが低減され又は完全に解消されるよう
に測定ガス中の酸素含有量の測定方法及び装置を改善す
る。 【解決手段】 測定ガスと結合している測定電極と、基
準ガス容積と結合し且つ固体電解質を介して測定電極と
結合している基準電極とを備え、この場合、基準電極と
測定電極との間に好ましくは周期的にポンピング電流パ
ルスが加えられる、ネルンストの原理に基づいて作動す
る少なくとも1つの濃淡電池による測定ガス中の酸素含
有量の測定方法及び装置において、各ポンピング電流パ
ルスの終了直後に、基準電極と測定電極との間で電流の
流れがパルス状に反転される。
Description
結合している測定電極と、基準ガス容積(室)と結合し
且つ固体電解質を介して測定電極と結合している基準電
極とを備え、この場合、基準電極と測定電極との間に好
ましくは周期的なポンピング電流パルスが加えられる、
ネルンストの原理に基づいて作動する少なくとも1つの
濃淡電池による測定ガス中の酸素含有量の測定方法に関
するものである。
95/24643号から既知である。好ましくは周期的
なポンピング電流パルスを基準電極及び測定電極に加え
ることは、これにより2つの切換状態が発生し、その第
1の切換状態において電流源が濃淡電池と結合され、そ
してその第2の切換状態において電流源が濃淡電池から
切り離され、従って測定信号として働く測定電極と基準
電極との間の電圧がこの切離し状態において電流源によ
る影響を受けないという利点を有している。従って、電
流を流したとき一方で固体電解質の内部抵抗が温度の関
数であるために測定信号の外乱を示すことになる測定信
号の加算的電圧成分は回避される。
方法及び測定装置においては、時間手段を介して濃淡電
池内に十分な酸素分圧を形成するために、周期的なポン
ピング基準においては周期的でないポンピング基準にお
いてよりも基準ポンピング電流がより高く選択されなけ
ればならないということが問題である。
ンピング電流により、特に濃淡電池が低温状態におい
て、強い分極効果が発生し、従って本来のセンサ信号が
この分極効果により誤った値となることがある。即ち、
分極効果により本来の測定信号に加算的電圧成分が発生
し、この加算的電圧成分がポンピング電流パルスの後に
存在する信号シフトを発生させることになる。
果により測定信号が誤った値となることが低減され又は
完全に解消されるようにこの種の測定ガス中の酸素含有
量の測定方法及び装置を改善することが本発明の課題で
ある。
タイプの測定ガス中の酸素含有量の測定方法において、
本発明により、各ポンピング電流パルスの終了直後に、
基準電極と測定電極との間の電流の流れがパルス状に反
転されることにより解決される。基準電極と測定電極と
の間を流れる電流のこのパルス状反転により、濃淡電池
内の分極の極めて急速な低減が可能となることは特に有
利である。
電流の流れをパルス状に反転するために種々の方法が存
在する。
の間に、ポンピング電流パルスに対して逆に流れる、設
定可能な時間長さ及び設定可能な電流強さの電流パルス
が加えられるように形成されている。この逆電流パルス
により、分極効果により形成されるセンサ電圧のシフト
は著しく低減される。
逆電流パルスにより発生される充電がポンピング電流パ
ルスにより発生される充電より明らかに小さいように選
択されることは有利である。
においては、基準電極と測定電極との間に短い時間長さ
の短絡(短絡パルス)が形成されるように設計されてい
る。このような短絡パルスによってもまた、分極効果に
より濃淡電池内に形成されるセンサ電圧のシフトが著し
く低減される。
定電極と、基準ガス容積と結合し且つ固体電解質を介し
て測定電極と結合している基準電極と、当該基準電極と
測定電極との間に好ましくは周期的なポンピング電流パ
ルスを加えることが可能なポンピング電流源とを備え
た、ネルンストの原理に基づいて作動する少なくとも1
つの濃淡電池を含む測定ガス中の酸素含有量の測定装置
に関するものである。
内に形成される測定電圧の変化の極めて急速な低減が実
行可能なように上記の測定ガス中の酸素含有量の測定装
置を改良することが本発明の課題である。
電流パルスに続いて、基準電極と測定電極との間に、ポ
ンピング電流パルスに対して逆方向の、設定可能な時間
長さ及び設定可能な電流強さの電流パルス(逆電流パル
ス)を加えることが可能な少なくとも1つの逆向きの電
流源が設けられていることにより解決される。
ング電流パルスに続いて、基準電極と測定電極との間
に、設定可能な時間長さにわたる短絡又は低抵抗結合
(短絡パルス)を形成可能な切換手段が設けられている
ことによってもまた解決される。
ては、以上においてはまだ詳細な実施形態が与えられて
いなかった。逆電流パルス又は短絡パルスはポンピング
電流パルスより短いように設計されていることが有利で
ある。このようにして、分極効果を低減した後に酸素が
濃淡電池の基準室から逆に排出されることが回避され
る。
ポンピング電流パルスの時間長さのほぼ1/20ないし
1/10の大きさであることが有利である。
さは、逆電流パルスにより発生される充電がポンピング
電流パルスにより発生される充電より明らかに小さいよ
うに与えられることは有利である。
明並びに実施形態の図面による説明から明らかである。
酸素含有量の測定装置の一実施形態は、それ自身既知の
センサSO、例えばλセンサを含み、このλセンサは、
測定ガスと結合している測定電極と、基準ガス容積
(室)と結合している基準電極とを備えている。基準電
極は、固定電解質を介して測定電極と結合されている。
基準ガス容積は、測定ガスから分離され、従って基準ガ
ス容積と測定ガスとの間の粒子の交換は明らかに困難で
ある。センサを介して測定可能なセンサ電圧USは、測
定ガスの酸素含有量に対する尺度である。このようなセ
ンサは、例えば国際特許出願第95/24643号に詳
細に記載され、その全文が本明細書において参照され
る。
USは、切換手段、例えばスイッチS3を介して測定さ
れてもよい。更に、スイッチS3の下流側に抵抗R2及
びコンデンサCから構成されるRCフィルタ、図示の場
合においては低域通過フィルタが設けられていてもよ
い。測定過程の間はスイッチS3が閉じられ、従ってセ
ンサSOを介して降下するセンサ電圧USを測定するこ
とができる。基準ガス容積内に十分に高い酸素分圧が確
実に形成されるように、更に他の切換手段、例えばスイ
ッチS1が設けられ、このスイッチS1を介してセンサ
にポンピング基準電流を供給可能である。図1に示すよ
うに、スイッチS1を閉じた状態においては抵抗R1を
介して電流が流れ、この電流は測定センサSO内に流入
する。この場合、電流は後に更に詳細に説明するように
周期的に且つパルス状に供給される。
向きの電流源Gは、切換手段、例えばスイッチS2を介
してセンサに並列に挿入可能である。この逆向きの電流
源Gの代わりに短絡ラインKが設けられていてもよく、
この短絡ラインKは同様にスイッチS2を介してセンサ
SOに並列に挿入可能である。スイッチS2は、スイッ
チS1が開いた直後に操作される。このようにして、セ
ンサSOにポンピング電流パルスが供給された直後に逆
電流パルスないし短絡パルスが測定電極とセンサ電極と
の間に確実に加えられる。この逆電流パルスないし短絡
パルスにより、ポンピング電流パルスに基づいて形成さ
れる分極効果の低減が達成される。
に図1により及び特に図2により詳細に説明する。
2、S3、並びにセンサSOを介して測定可能なセンサ
電圧USOの制御シーケンスが時間tに関して略図で示
されている。
ング電流パルス、逆電流パルスのみに対するスイッチ状
態、並びにこれらから得られるセンサ電圧信号線図のそ
れぞれのみが示されている。これらのスイッチ状態及び
センサ電圧信号線図が周期的に反復されることは明らか
である。
ことによりセンサSOにポンピング電流パルスが加えら
れるが、センサSOにポンピング電流パルスが加えられ
た直後にスイッチS2を閉じることにより、センサSO
に逆電流パルスないし短絡パルスが加えられる。
センサSOの減極が達成される。逆電流パルスないし短
絡パルスはポンピング電流パルスより短い。逆電流パル
スの電流強さは同様に設定可能である。逆電流パルスの
時間積分は、センサSOのできるだけ最適な減極が形成
されるように決定される。逆電流パルスは特に、ポンピ
ング電流パルスにより形成されるポンピング過程を妨害
する分極が発生しないように選択される。むしろ減極の
みが行われるべきである。ポンピング電流パルスの時間
積分は、本質的に、図2においてハッチングと符号Aで
示した分極効果により形成されたセンサ電圧USの時間
積分に対応している。逆電流パルス又は短絡パルスの時
間長さはポンピング電流パルスの時間長さのほぼ1/2
0ないし1/10に対応していることがわかった。
逆電流パルスにより発生される充電QGEGがポンピン
グ電流パルスにより発生される充電QPUMPより小さ
いように選択される。即ち、 QGEG << QPUMP
間を示し、即ちこの時間内ではセンサ電圧信号が測定さ
れない。図2から明らかなように、スイッチS3の遮断
時間長さは、センサ電圧の誤った値が発生しないよう
に、即ちポンピング電流パルスにより並びに逆電流パル
スないし短絡パルスにより形成されるセンサ電圧のシフ
ト量が本来のセンサ電圧信号に重ねられないように決定
される。
1、S2、S3に基づいて説明してきた。本発明は決し
てこのようなスイッチに限定されないで、これらのスイ
ッチはそれぞれのタイプ及び方式で形成可能であること
は明らかである。特にトランジスタ又はその他の半導体
素子の形の電子式スイッチを上記の装置に使用すること
もまた考えられる。
装置の2つの実施形態の略回路図である。
これから得られるセンサ電圧の略時間線図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 測定ガスと結合している測定電極と、基
準ガス容積と結合し且つ固体電解質を介して測定電極と
結合している基準電極とを備え、この場合、前記基準電
極と前記測定電極との間に好ましくは周期的なポンピン
グ電流パルスが加えられる、ネルンストの原理に基づい
て作動する少なくとも1つの濃淡電池による測定ガス中
の酸素含有量の測定方法において、 各ポンピング電流パルスの終了直後に、前記基準電極と
前記測定電極との間の電流の流れがパルス状に反転され
ることを特徴とする測定ガス中の酸素含有量の測定方
法。 - 【請求項2】 前記基準電極と前記測定電極との間に、
ポンピング電流パルスとは逆に流れる、設定可能な時間
長さ及び設定可能な電流強さの電流パルス(逆電流パル
ス)が加えられることを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項3】 逆電流パルスの時間長さ及び電流強さ
は、逆電流パルスにより発生される充電がポンピング電
流パルスにより発生される充電より明らかに小さいよう
に選択されることを特徴とする請求項1又は2記載の方
法。 - 【請求項4】 前記基準電極と前記測定電極との間に所
定の時間長さの短絡(短絡パルス)が形成されることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 測定ガスと結合している測定電極と、基
準ガス容積と結合し且つ固体電解質を介して測定電極と
結合している基準電極と、前記基準電極と前記測定電極
との間に好ましくは周期的なポンピング電流パルスを加
えることが可能なポンピング電流源とを備えた、ネルン
ストの原理に基づいて作動する少なくとも1つの濃淡電
池を含む測定ガス中の酸素含有量の測定装置において、 各ポンピング電流パルスに続いて、前記基準電極と前記
測定電極との間に、ポンピング電流パルスとは逆方向
の、設定可能な時間長さ及び設定可能な電流強さの電流
パルス(逆電流パルス)を加えることが可能な少なくと
も1つの逆向きの電流源が設けられていることを特徴と
する測定ガス中の酸素含有量の測定装置。 - 【請求項6】 測定ガスと結合している測定電極と、基
準ガス容積と結合し且つ固体電解質を介して測定電極と
結合している基準電極と、前記基準電極と前記測定電極
との間に好ましくは周期的なポンピング電流パルスを加
えることが可能なポンピング電流源とを備えた、ネルン
ストの原理に基づいて作動する少なくとも1つの濃淡電
池を含む測定ガス中の酸素含有量の測定装置において、 各ポンピング電流パルスに続いて、前記基準電極と前記
測定電極との間に、設定可能な時間長さにわたる短絡又
は低抵抗結合(短絡パルス)を形成可能な切換手段が設
けられていることを特徴とする測定ガス中の酸素含有量
の測定装置。 - 【請求項7】 逆電流パルスのみでなく短絡パルスもま
たポンピング電流パルスより短いことを特徴とする請求
項5又は6記載の装置。 - 【請求項8】 逆電流パルス又は短絡パルスの時間長さ
がポンピング電流パルスの時間長さのほぼ1/20ない
し1/10の大きさであることを特徴とする請求項7記
載の装置。 - 【請求項9】 逆電流パルスの時間長さ及び電流強さ
は、逆電流パルスにより発生される充電がポンピング電
流パルスにより発生される充電より明らかに小さいよう
に設定されていることを特徴とする請求項5ないし7の
いずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19800027.8 | 1998-01-02 | ||
DE19800027A DE19800027B4 (de) | 1998-01-02 | 1998-01-02 | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Sauerstoffgehalts in einem Meßgas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11248672A true JPH11248672A (ja) | 1999-09-17 |
JP4260957B2 JP4260957B2 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=7853936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36880498A Expired - Lifetime JP4260957B2 (ja) | 1998-01-02 | 1998-12-25 | 測定ガス中の酸素含有量の測定方法及び装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6200458B1 (ja) |
JP (1) | JP4260957B2 (ja) |
DE (1) | DE19800027B4 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6978655B2 (en) | 2003-01-30 | 2005-12-27 | Innovate! Technology, Inc. | System, apparatus, and method for measuring an oxygen concentration of a gas |
US8029656B2 (en) * | 2003-01-30 | 2011-10-04 | Emisense Technologies Llc | System, apparatus, and method for measuring an ion concentration of a measured fluid |
US20080154481A1 (en) | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Stroia Bradlee J | Adaptive oxygen sensor methods, systems, and software |
US8713991B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-05-06 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter |
US8671736B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-03-18 | Emisense Technologies, Llc | Agglomeration and charge loss sensor for measuring particulate matter |
DE102011089383A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Korrektur von Messwerten eines Sensorelements |
DE102013103003A1 (de) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Sensore Electronic GmbH | Verfahren sowie Vorrichtung zur Messung des Sauerstoffgehaltes oder des Sauerstoffpartialdruckes in einem Messgas |
DE102014214413A1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb eines Gassensors zur Verbesserung der Langzeitstabilität des Gassensors |
DE102017210681A1 (de) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Sensorschaltungsanordnung |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5271293A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | Oxygen concentration meter |
NL7906833A (nl) * | 1979-09-13 | 1981-03-17 | Philips Nv | Gasanalyseapparaat. |
DE3809247A1 (de) * | 1988-03-18 | 1989-09-28 | Hagen Batterie Ag | Verfahren zur elektrischen messung der konzentration von saeuren |
US5389225A (en) * | 1989-01-24 | 1995-02-14 | Gas Research Institute | Solid-state oxygen microsensor and thin structure therefor |
US4902401A (en) * | 1989-01-25 | 1990-02-20 | Westinghouse Electric Corp. | Dual gas sensor having solid electrolyte contained in an oxide matrix |
JP2938514B2 (ja) * | 1990-04-25 | 1999-08-23 | 三菱電機株式会社 | ガスセンサー |
DE4408021A1 (de) | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Erfassung des Sauerstoffgehalts in Gasen |
DE4445947C2 (de) * | 1994-12-22 | 1998-03-12 | Draegerwerk Ag | Verfahren zur Erkennung von Fehlerquellen bei amperometrischen Meßzellen |
US5852228A (en) * | 1996-07-10 | 1998-12-22 | Denso Corporation | Apparatus and method for controlling oxygen sensor heating |
-
1998
- 1998-01-02 DE DE19800027A patent/DE19800027B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-25 JP JP36880498A patent/JP4260957B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-31 US US09/223,970 patent/US6200458B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19800027B4 (de) | 2004-01-29 |
JP4260957B2 (ja) | 2009-04-30 |
US6200458B1 (en) | 2001-03-13 |
DE19800027A1 (de) | 1999-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11248672A (ja) | 測定ガス中の酸素含有量の測定方法及び装置 | |
JP6214975B2 (ja) | 負荷駆動装置及びセンサ制御装置 | |
EP1806576A1 (en) | Gas detecting device provided with electochemical gas sensor and capable of self-diagnosis | |
JP2007240299A (ja) | フライングキャパシタ方式電圧測定装置 | |
JP4508123B2 (ja) | 素子インピーダンス検出装置 | |
EP2264893A1 (en) | Logic circuit | |
JPH11241977A (ja) | 流体濃度測定装置 | |
DE3627799A1 (de) | Verfahren zur regeneration von potentiometrischen festelektrolyt-messzellen und anordnung zum aufschalten auf eine messzelle | |
KR960702611A (ko) | 가스 내의 산소 함유량을 측정 기록하기 위한 장치(Device for Registering the Oxygen Content in Gases) | |
CN103633989A (zh) | 负载驱动装置 | |
JP2007101485A (ja) | ガスセンサの異常診断方法及び異常診断装置 | |
JPH10178737A (ja) | 負荷の制御方法および装置 | |
KR20190067569A (ko) | 탈이온 필터를 구비하는 정수기 및 이의 제어 방법 | |
JP3660963B2 (ja) | 電圧制御装置、温度制御装置、電圧制御方法及び温度制御方法 | |
CN106655961B (zh) | 一种正反转电机电路的安全保护电路 | |
JP3910321B2 (ja) | 突入電流抑制装置及び電源装置 | |
JPH09325058A (ja) | 電磁流量計 | |
JP4086108B2 (ja) | NOx測定装置 | |
JPS6225071B2 (ja) | ||
US20240029979A1 (en) | Method for detecting the switching state of a switching contact of an electromechanical switching device, the switching contact having at least one pair of contacts, and circuit assembly for detecting the switching state | |
JP2008304383A (ja) | ガス濃度検出装置 | |
RU88011U1 (ru) | Устройство для электрохимической обработки жидкости | |
DE19917214C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Parallelschaltung | |
CN109450250A (zh) | 一种周期性自检的开关电源及其控制方法 | |
US20040050696A1 (en) | NOx measurement apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080903 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090108 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090205 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |