JPS58193453A - 固体電解質酸素センサ− - Google Patents
固体電解質酸素センサ−Info
- Publication number
- JPS58193453A JPS58193453A JP57077052A JP7705282A JPS58193453A JP S58193453 A JPS58193453 A JP S58193453A JP 57077052 A JP57077052 A JP 57077052A JP 7705282 A JP7705282 A JP 7705282A JP S58193453 A JPS58193453 A JP S58193453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- partial pressure
- oxygen partial
- solid electrolyte
- tip
- molten metal
- 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.)
- Pending
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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/411—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing of liquid metals
- G01N27/4115—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
- G01N27/4117—Reference electrodes or reference mixtures
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
(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】
本発明は、尋融金属中の活性酸素を測定するための固体
電解質酸素センサーに関する。
電解質酸素センサーに関する。
例えば鋼中の酸素量は鋼の特性に大きな影響を及ぼすの
で正確な測定が必要でめり、このことは溶鋼中の酸素量
？調整するための脱酸剤の役人量を正確て決定するため
にも重要なことで得ることは簡単ではない。
で正確な測定が必要でめり、このことは溶鋼中の酸素量
？調整するための脱酸剤の役人量を正確て決定するため
にも重要なことで得ることは簡単ではない。
酸素量の測定は浸漬型プローブの先端に温度計などと共
に固定された固体電解質酸素センサーによって行なわれ
る。固体電解質酸素センサーの形状は袋管、Ｕ字管など
がおる。第１図は公知の袋管の一例金示し、プローブを
溶融金属中に浸漬すると１袋管状の固体１を解質１を介
して袋管内の標準酸素分圧物質２の示す酸素分圧Ｐｏ１
（１１と溶融金属中の活性酸素分圧Ｐｏｚｆｌｌ）によ
り虐素濃淡′電池が形成され、尋融金属ｇ８電極（図示
せず）と一端が標準酸素分圧物質２中に埋設されている
酸素分圧標準険用のリード線４とを起電力測定装＃（図
示せず）に接続すると次の（１）式により起電力（Ｅｌ
が現わ几る。
に固定された固体電解質酸素センサーによって行なわれ
る。固体電解質酸素センサーの形状は袋管、Ｕ字管など
がおる。第１図は公知の袋管の一例金示し、プローブを
溶融金属中に浸漬すると１袋管状の固体１を解質１を介
して袋管内の標準酸素分圧物質２の示す酸素分圧Ｐｏ１
（１１と溶融金属中の活性酸素分圧Ｐｏｚｆｌｌ）によ
り虐素濃淡′電池が形成され、尋融金属ｇ８電極（図示
せず）と一端が標準酸素分圧物質２中に埋設されている
酸素分圧標準険用のリード線４とを起電力測定装＃（図
示せず）に接続すると次の（１）式により起電力（Ｅｌ
が現わ几る。
ここにＲ：気体定数、 Ｔ ： １１１１１定温度（０
Ｋ）、 Ｆ ：ファラデ一定数である。
Ｋ）、 Ｆ ：ファラデ一定数である。
ｌ＠融金属中の酸素分圧Ｐｏ＊［Ｕｌは（１）式の起−
力Ｅを測定しは知の＊＊＃素分圧Ｐｏｚｉｌｌおよび定
数Ｒ１Ｆならびに測定温度Ｔｆ’Ｋ）を（１）式に代入
することによって求めることができる。
力Ｅを測定しは知の＊＊＃素分圧Ｐｏｚｉｌｌおよび定
数Ｒ１Ｆならびに測定温度Ｔｆ’Ｋ）を（１）式に代入
することによって求めることができる。
４１図の固体電解質酸素センサーは袋管状固外気を１断
するための１断物３および礒準＃１ｉ１ｉ１１１リード
＠４から成っている。また、固体電解質１の外側にはコ
ーティング層５が形成されている。このコーティング層
５の役目は固体電解質が溶融金属に接触するときの熱＃
ｉｉ撃を緩和し固体電解質の破ＩＩＫを防止することに
ある。さらに固体電解質が直接溶融金−に接触すると溶
融金属中のスラグが付着したり、ｌ＠融金属中のガス発
生や６融金属流によって、固体鴫＠４と４融金属の接触
界面が不安定になり、起電力指示値が不安定になるのを
防止することにある。しかし、浴槽金属中では、ガス発
生や浴融金輌流のため、このコーチイブ層５は固体電解
質１からＩＩ離しやすい。とくに袋管先端部におけるコ
ーティング層の剥離は激しく前述のコーティングｌ−の
役目を十分に発揮できず起電力の指示値が安定しないた
め正確な酸素濃度が求められない欠点がある。とくに、
低酸素濃度域では固体電解質と溶融金属接触界面のわず
かな変化が、起電力の安定性に大きな影響を及ぼす。
するための１断物３および礒準＃１ｉ１ｉ１１１リード
＠４から成っている。また、固体電解質１の外側にはコ
ーティング層５が形成されている。このコーティング層
５の役目は固体電解質が溶融金属に接触するときの熱＃
ｉｉ撃を緩和し固体電解質の破ＩＩＫを防止することに
ある。さらに固体電解質が直接溶融金−に接触すると溶
融金属中のスラグが付着したり、ｌ＠融金属中のガス発
生や６融金属流によって、固体鴫＠４と４融金属の接触
界面が不安定になり、起電力指示値が不安定になるのを
防止することにある。しかし、浴槽金属中では、ガス発
生や浴融金輌流のため、このコーチイブ層５は固体電解
質１からＩＩ離しやすい。とくに袋管先端部におけるコ
ーティング層の剥離は激しく前述のコーティングｌ−の
役目を十分に発揮できず起電力の指示値が安定しないた
め正確な酸素濃度が求められない欠点がある。とくに、
低酸素濃度域では固体電解質と溶融金属接触界面のわず
かな変化が、起電力の安定性に大きな影響を及ぼす。
本発明は、上記の欠点を改善するためになされたもので
ある。プローブを溶融金属中に浸漬したときの起電力波
形が安定しない原因は袋管状の固体電解・ｆｌの外側表
面に塗布するコーティング１１５が、固体電解′１の先
端部でとくに剥離し２丁いためである。これは４融金属
中に浸漬したとき、浴融金属から発生Ｖるガスや激しく
流動する金Ｎ流にざらされる九めであり、この剥＃ｌを
防止することは困−であつ友。発明者寺はコーティング
層が剥離してもその影響全最少限にくい止める丸めの対
策を見出し友。
ある。プローブを溶融金属中に浸漬したときの起電力波
形が安定しない原因は袋管状の固体電解・ｆｌの外側表
面に塗布するコーティング１１５が、固体電解′１の先
端部でとくに剥離し２丁いためである。これは４融金属
中に浸漬したとき、浴融金属から発生Ｖるガスや激しく
流動する金Ｎ流にざらされる九めであり、この剥＃ｌを
防止することは困−であつ友。発明者寺はコーティング
層が剥離してもその影響全最少限にくい止める丸めの対
策を見出し友。
本発明は袋ｇ内光端部に標準酸素分圧物質よりも小さい
ｍ素分圧を有する物質全充填したのち標準酸素分圧物質
を充填してなる固体戒解質酸素センサーに関する。
ｍ素分圧を有する物質全充填したのち標準酸素分圧物質
を充填してなる固体戒解質酸素センサーに関する。
： １
本発明の内容はＡ２図に示したように袋管状一体醒解實
１の先端部のコーチ１フフ層が剥離して固体電解質と溶
融金属が直接接触し、その接触界面の状態が平衡状！Ｉ
ＶＣならない場合でもこの部分では、（１）式に示し九
起電力が生じないようにしたものである。すなわち９袋
管１２の先端部に標準酸素分圧物質の酸素分圧Ｐｏ＊ｔ
ｌｌＫ影響を及ぼさない標準酸素分圧物質よりも小さい
酸素分圧を有する物質（以下緩衝物と呼ぶ）を充填した
ものである。標準酸素分圧物質には。
１の先端部のコーチ１フフ層が剥離して固体電解質と溶
融金属が直接接触し、その接触界面の状態が平衡状！Ｉ
ＶＣならない場合でもこの部分では、（１）式に示し九
起電力が生じないようにしたものである。すなわち９袋
管１２の先端部に標準酸素分圧物質の酸素分圧Ｐｏ＊ｔ
ｌｌＫ影響を及ぼさない標準酸素分圧物質よりも小さい
酸素分圧を有する物質（以下緩衝物と呼ぶ）を充填した
ものである。標準酸素分圧物質には。
Ｃｕ−Ｃｕ５ｐ、 Ｃｏ −Ｃｏｏ、 Ｆｅ−Ｆｅｄ、
Ｃｒ−ＣｒｘＯｓＮｉ−Ｎｉｐ、Ｍｏ−Ｍｏ０ｚなど
の金属とその醗化物の粉末が一般に用いられている。
Ｃｒ−ＣｒｘＯｓＮｉ−Ｎｉｐ、Ｍｏ−Ｍｏ０ｚなど
の金属とその醗化物の粉末が一般に用いられている。
本発明に用いた緩衝物６は、前記標準ａ素分圧物質より
も小さい酸素分圧をもち、高温で安定な物質であれば制
限はない。アルミナ、マグネノア。カルシア、シルコニ
てなどが好マシい。
も小さい酸素分圧をもち、高温で安定な物質であれば制
限はない。アルミナ、マグネノア。カルシア、シルコニ
てなどが好マシい。
緩衝物６は粒径が数μｍ以下で１袋管先端半径部から直
管部分にほぼ達するまで充填する。充填は粉体を入れ−
Ｆ部から棒で突きかためて標準− 酸素分圧物質を充填し次ときに、撃ｉい混合す△ ることがないようにする。その他の構成は公知のものを
用いることができる。
管部分にほぼ達するまで充填する。充填は粉体を入れ−
Ｆ部から棒で突きかためて標準− 酸素分圧物質を充填し次ときに、撃ｉい混合す△ ることがないようにする。その他の構成は公知のものを
用いることができる。
固体電解質はＺｒＯ２を主成分とする部分安定化ジルコ
ニアを用いる。
ニアを用いる。
実施例
固体電解質としてＺｒＯｘ （９１モル係）およびＭｇ
０（９モル係）の部分安定化ジルコニアを合成し、／リ
カやアルミナなどの瞬結助剤を少１加えて焼結し、外ｆ
ｆ１５’Ｅ１ｍ、内径３＃Ｉ、長さ３５ ＋ａ 、先４
部半・ｐ ’ｌ、 ５ ａＪＩＩ 、肉ｉｉ ｌ ｔｍ
の袋イ？を常法により製造した。第Ｊ Ｊに示す構成に
２いて標準酸素分圧物に２にＣｒ ＋ Ｃｒ ｚ ０３
．１１ （１物６ｖＣ平均粒子１μｍの酸化アルミニウ
ム（ｋｌｘｏｓアルミナ）を用いた。
０（９モル係）の部分安定化ジルコニアを合成し、／リ
カやアルミナなどの瞬結助剤を少１加えて焼結し、外ｆ
ｆ１５’Ｅ１ｍ、内径３＃Ｉ、長さ３５ ＋ａ 、先４
部半・ｐ ’ｌ、 ５ ａＪＩＩ 、肉ｉｉ ｌ ｔｍ
の袋イ？を常法により製造した。第Ｊ Ｊに示す構成に
２いて標準酸素分圧物に２にＣｒ ＋ Ｃｒ ｚ ０３
．１１ （１物６ｖＣ平均粒子１μｍの酸化アルミニウ
ム（ｋｌｘｏｓアルミナ）を用いた。
高周波溶解Ｐｋ用いて、慣全溶解し金属アルミニウムを
脱酸剤として添力口した溶鋼中に本発明になるセンサー
を取り付けたプローブを浸漬したときの起電力波形を第
４図に示した。この実験に用いた４鋼の活性酸素ｌ！ｌ
はｌｐｐｍ以下の極めて低濃度にもかかわらず安定した
起−力波形を示した。−万、従来の第１図に示した構成
によるプローブを本発明によれば固体ｌ４ＣＩ＋４メの
袋管内に標準酸素分圧物質よりも小さい酸素分圧を有す
る物質を充填したので溶融金属に浸漬したときの起電力
が安定し、低酸素濃度域での再現性に優れる。
脱酸剤として添力口した溶鋼中に本発明になるセンサー
を取り付けたプローブを浸漬したときの起電力波形を第
４図に示した。この実験に用いた４鋼の活性酸素ｌ！ｌ
はｌｐｐｍ以下の極めて低濃度にもかかわらず安定した
起−力波形を示した。−万、従来の第１図に示した構成
によるプローブを本発明によれば固体ｌ４ＣＩ＋４メの
袋管内に標準酸素分圧物質よりも小さい酸素分圧を有す
る物質を充填したので溶融金属に浸漬したときの起電力
が安定し、低酸素濃度域での再現性に優れる。
第１図は従来の固体電解質酸素センサーの構造を示す縦
断面図、第２図は本発明の実施例になる固体電解Ｗ酸素
センサーの構造を示す縦断面図、第３図は従来の固体電
解質を用いたときの起電力波形を示すグラフおよび瀉４
図は本発明の！Ｍ体電解質ｌ￥Ｐ宏セ／サーを用いｔと
きの起電力波形を示すグラフである。 符号の説明 １・・・袋管状固体電解質 ２・・・標ｍ酸素分圧物質
３・・・１４断物 ４・・・リード線５・・
・コーティング層 ６・・・−衝物第 １ 回
第２０ 第 ３ 図 ＶＪ ４ 図 プローフ゛没１１今内（秒う 手続補正書（自発） 昭和６７年 ７ 月１２ ” 特許庁長官殿 事件の表示 昭和５７年特許願第７７０５２号 発明の名称 固体電解質酸素センサー 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ＋ｎｓ＋ 日立化成工業株式会社４代 理 人 日立化成工業株式会社内 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容
断面図、第２図は本発明の実施例になる固体電解Ｗ酸素
センサーの構造を示す縦断面図、第３図は従来の固体電
解質を用いたときの起電力波形を示すグラフおよび瀉４
図は本発明の！Ｍ体電解質ｌ￥Ｐ宏セ／サーを用いｔと
きの起電力波形を示すグラフである。 符号の説明 １・・・袋管状固体電解質 ２・・・標ｍ酸素分圧物質
３・・・１４断物 ４・・・リード線５・・
・コーティング層 ６・・・−衝物第 １ 回
第２０ 第 ３ 図 ＶＪ ４ 図 プローフ゛没１１今内（秒う 手続補正書（自発） 昭和６７年 ７ 月１２ ” 特許庁長官殿 事件の表示 昭和５７年特許願第７７０５２号 発明の名称 固体電解質酸素センサー 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ＋ｎｓ＋ 日立化成工業株式会社４代 理 人 日立化成工業株式会社内 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 補正の内容
Claims (1)
- １、袋管内光端部に標準酸素分圧物質よ）１４小さｒ酸
素分圧を有する物質を充填したのち標準酸素分圧物質を
充填してなる固体電解質要素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57077052A JPS58193453A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 固体電解質酸素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57077052A JPS58193453A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 固体電解質酸素センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58193453A true JPS58193453A (ja) | 1983-11-11 |
Family
ID=13623008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57077052A Pending JPS58193453A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 固体電解質酸素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58193453A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6077636B1 (ja) * | 2015-12-22 | 2017-02-08 | 宮川化成工業株式会社 | 酸素センサおよび酸素センサの製造方法 |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57077052A patent/JPS58193453A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6077636B1 (ja) * | 2015-12-22 | 2017-02-08 | 宮川化成工業株式会社 | 酸素センサおよび酸素センサの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3773641A (en) | Means for determining the oxygen content of liquid metals | |
| US3630874A (en) | Device for determining the activity of oxygen in molten metals | |
| US4964736A (en) | Immersion measuring probe for use in molten metals | |
| US3752753A (en) | Method of fabricating a sensor for the determination of the oxygen content of liquid metals | |
| KR930019306A (ko) | 산소 측정 탐침 | |
| JP4081375B2 (ja) | 流体内、特に溶融金属内の元素の濃度をモニタリングするための固体電解質センサ | |
| US3661749A (en) | Apparatus for measuring in a continuous manner the oxygen in a molten metal | |
| US4007106A (en) | Device for measuring oxygen concentration in molten-metal | |
| KR100797859B1 (ko) | 용금 중의 입자상 물질의 검출 및 측정 장치 | |
| JPS58193453A (ja) | 固体電解質酸素センサ− | |
| KR20010020319A (ko) | 용융 금속에 있는 다양한 성분의 농도 검출을 위한 탐침 | |
| JP4620503B2 (ja) | 酸素濃度センサ | |
| CA1208287A (en) | High speed oxygen sensor for molten metals | |
| US5656143A (en) | Sensors for the analysis of molten metals | |
| JPS63191056A (ja) | 溶融金属中のシリコン濃度測定装置 | |
| KR101837491B1 (ko) | 용융금속 내 가스센서의 가스밀봉 패키징 장치 | |
| JP7265007B2 (ja) | 固体基準物質及び水素ガスセンサ | |
| JP4030074B2 (ja) | 溶融金属における酸素量の連続測定方法及び装置 | |
| JPH06273374A (ja) | 溶融金属中の水素溶解量測定用センサプローブ及び水素濃度測定方法 | |
| JP2006226966A (ja) | 酸素センサ | |
| JP2878603B2 (ja) | 溶融金属中の水素溶解量測定用センサ | |
| JP2006098209A (ja) | 溶融金属用の固体電解質型センサプローブ | |
| JPH0829379A (ja) | 溶融金属中の水素溶解量測定用センサ | |
| SU894536A1 (ru) | Устройство дл измерени кислородного потенциала | |
| KR100484707B1 (ko) | 전기화학적측정을수행하기위한장치 |