JPS5853750A - ガス検出装置 - Google Patents
ガス検出装置Info
- Publication number
- JPS5853750A JPS5853750A JP56150750A JP15075081A JPS5853750A JP S5853750 A JPS5853750 A JP S5853750A JP 56150750 A JP56150750 A JP 56150750A JP 15075081 A JP15075081 A JP 15075081A JP S5853750 A JPS5853750 A JP S5853750A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- zone
- gas detection
- catalyst
- detection device
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0011—Sample conditioning
- G01N33/0013—Sample conditioning by a chemical reaction
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
本発明はガス検出装−1更に詳しく社ブスの漏洩個所の
探索に用いて有効なガス検出装置EllするO 今日、冷媒ガス、可働性ガスなど各種のガスを取り扱う
多くの産業分IFKあっては、各種の装置、配管などか
ら微量に漏洩するガスを早期に検出し、かつ漏洩個所を
発見するためのガス検出装置の開発が望まれている。
探索に用いて有効なガス検出装置EllするO 今日、冷媒ガス、可働性ガスなど各種のガスを取り扱う
多くの産業分IFKあっては、各種の装置、配管などか
ら微量に漏洩するガスを早期に検出し、かつ漏洩個所を
発見するためのガス検出装置の開発が望まれている。
例えば、−酸化炭素、fwΔンガス1、都市ガスなど各
種可燃性ガスに感応するガス検知素子として、ZrO*
” YI Os、ZrO,−CaOなどの酸素イオン
導電性固体電解質の小さな板の表面に、互−に分離して
別々に2枚の電極を添着し、一方の電極を該可燃性ガス
に対して酸化能ト!する多孔質の酸化触媒で被覆して成
る構造のも゛のが知られている(特開1854−148
690号)。
種可燃性ガスに感応するガス検知素子として、ZrO*
” YI Os、ZrO,−CaOなどの酸素イオン
導電性固体電解質の小さな板の表面に、互−に分離して
別々に2枚の電極を添着し、一方の電極を該可燃性ガス
に対して酸化能ト!する多孔質の酸化触媒で被覆して成
る構造のも゛のが知られている(特開1854−148
690号)。
この検知素子金体を所定温度に加熱・制御した状態で蒙
雪子の酸化触媒の部分に可燃性ガスを接触せしTo為と
、酸化amの有無によって該素子の表裏Ell素濃度差
が生ずる。その結果、2枚の電極とその調KIF夜する
酸素イオン導電性固体電解質韓一種の濃淡電池を構成し
、該電極間に所定の起電力が発!!!疹るoしたがって
、該起電力を一定すしかし&から、このような検出素子
には次のようを問題が孕まれて−る。すなわち、一般に
酸素イオン導電性固体電解質における酸素イオンの易動
度鯰温度の関数であり、それは高温である程大自−値を
示す。したがりて、検出感度(起電力の大小で表現され
る)を高めるためには、該固体電解質の温度を高めるこ
とが好重しい。
雪子の酸化触媒の部分に可燃性ガスを接触せしTo為と
、酸化amの有無によって該素子の表裏Ell素濃度差
が生ずる。その結果、2枚の電極とその調KIF夜する
酸素イオン導電性固体電解質韓一種の濃淡電池を構成し
、該電極間に所定の起電力が発!!!疹るoしたがって
、該起電力を一定すしかし&から、このような検出素子
には次のようを問題が孕まれて−る。すなわち、一般に
酸素イオン導電性固体電解質における酸素イオンの易動
度鯰温度の関数であり、それは高温である程大自−値を
示す。したがりて、検出感度(起電力の大小で表現され
る)を高めるためには、該固体電解質の温度を高めるこ
とが好重しい。
一方1酸化触媒の触媒能も温度の関数であるが、 1゜
a*ii”eあ、。・<&あ、。1□、5,1な(、該
酸化触媒の組成・製法等によ′)Cv1定されc4It
j1の温度で最亀効果を発揮”するものである。
a*ii”eあ、。・<&あ、。1□、5,1な(、該
酸化触媒の組成・製法等によ′)Cv1定されc4It
j1の温度で最亀効果を発揮”するものである。
すなわち、鹸媒能表の関係で最適温度を有するものであ
る。
る。
したがって、上記し先検出素子を全体として均一に加熱
し【用いた場合、その温度が該固体電解質と酸化触媒の
両者の機能を共に満足姥しぬる濃度であるとは限もな−
のである。
し【用いた場合、その温度が該固体電解質と酸化触媒の
両者の機能を共に満足姥しぬる濃度であるとは限もな−
のである。
また、このような形状(板状)の検出素子社、ある空間
のW囲気中のガスを検知するために社適しているが、目
視又は拡大鏡等では発見し得tkv%程微小な穴である
漏洩個所を特定するには適した形状ではな−。なぜなら
、検知すぺ自ガスの漏洩社極めて微量であり、検出感度
を高めるためWit、この微量ガスを集中的に触媒に接
触させる仁とが必要となるからである。触媒部分が外部
空調に向って開放した状態の板状素子で社微量ガスを集
中することは困−であるO 本発明者らは、酸素イオン導電性固体電解質を用ψたガ
ス検出素子における上記のような岡一点を解消するため
鋭意研究を重ねた結果、全体の拳状を筒体とすれと微量
の漏洩ガスを集中し得ること、電極部分と鎗fI&部分
七を分−しそれぞれな最適温度に制御すれば両者の機能
を満足−(状態で発IIJtシめ得るとの着想を得、該
着想に基づ―た新気な構造のガス検知装置を開発すゐに
到った。
のW囲気中のガスを検知するために社適しているが、目
視又は拡大鏡等では発見し得tkv%程微小な穴である
漏洩個所を特定するには適した形状ではな−。なぜなら
、検知すぺ自ガスの漏洩社極めて微量であり、検出感度
を高めるためWit、この微量ガスを集中的に触媒に接
触させる仁とが必要となるからである。触媒部分が外部
空調に向って開放した状態の板状素子で社微量ガスを集
中することは困−であるO 本発明者らは、酸素イオン導電性固体電解質を用ψたガ
ス検出素子における上記のような岡一点を解消するため
鋭意研究を重ねた結果、全体の拳状を筒体とすれと微量
の漏洩ガスを集中し得ること、電極部分と鎗fI&部分
七を分−しそれぞれな最適温度に制御すれば両者の機能
を満足−(状態で発IIJtシめ得るとの着想を得、該
着想に基づ―た新気な構造のガス検知装置を開発すゐに
到った。
本発明状、ガス漏洩個所を特定するのに適し、検出感度
が高く小型で安価なガス検量装置の提供を目的とする。
が高く小型で安価なガス検量装置の提供を目的とする。
本発明のガス換物装置社、両端に開口部を有し、一端は
ガス導入口で他端はガス導出口である酸素イオン導電性
−停電解質の筒;該ガス導入口に触媒を充填して溶成さ
れた多孔質の触媒帯域;腋部の内外両1iK互いに対向
して添着された一対の電極及び蒙電極に付設置れた一対
のリード線とから威〉、譲ガス*出口側Icl1lI[
触媒帯域と所定の開隔を置いて設けられたガス検知帯域
;蒙触媒帯域及び譲ガス検知帯域、叉韓譲ガス検知帯域
の外周に巻■して設けられた加熱手段とを備えることを
構造上の轡徽とする。
ガス導入口で他端はガス導出口である酸素イオン導電性
−停電解質の筒;該ガス導入口に触媒を充填して溶成さ
れた多孔質の触媒帯域;腋部の内外両1iK互いに対向
して添着された一対の電極及び蒙電極に付設置れた一対
のリード線とから威〉、譲ガス*出口側Icl1lI[
触媒帯域と所定の開隔を置いて設けられたガス検知帯域
;蒙触媒帯域及び譲ガス検知帯域、叉韓譲ガス検知帯域
の外周に巻■して設けられた加熱手段とを備えることを
構造上の轡徽とする。
本発明検出装置の一例を縦断面図として模式的に示した
第1閣に基づ−て説明する0 1iKお−て、1#i酸素イオン導電性画体電解質(例
えばs ZrO!−Yt Os 5zro、 −cao
、Zr01− WO)の内部中空な筒で、その両端(ム
、B)が開口し一端(図ではム)はガス導入口、他端(
図でFlll)はガス導出口を構成する◎検出すべきガ
ス(漏洩ガス)は、ムから導入されて中空部を通流しB
から導出畜れる。漏洩ガスを効果的K111人するため
に〜ガス導出口(B)には吸引fンl、スポイトなどの
適宜なガス吸引機構(図示しない)を付設することが好
重しい〇 ガス導入口(ム)kは、該ガスに感応する触媒が適宜な
厚みの層を成して充填され触媒帯域2を構成する・触媒
帯域2杜、導入するガスが透過可能&程度に多孔質でな
けれdなら1に%/h・触媒帯域2と祉所定の間隔を置
−て、ガス導出口(B)傭に、すなわStス流の下流方
向r:鯰、筒1の内外両画の屑11KII体電解質を挾
んで互−に対向した位置に外側電極3及び内側電極3′
から成る一対の電極が例えけ焼付は法によつ【添着畜れ
る。それぞれの電極#IC紘一対のリード線4.4′が
付設され、電位差計sk接続宴れる。か(して、電極s
、s’、リード線4.4’、該電極で挾まれた履体電解
質によってガス検知帯域6が構成1れる@7.7′紘加
熱手段で、それぞれ状触媒帯域2%ガス検知1域6の外
周をそれぞれ別々に4111して駿けられ、各帯域を最
適温度に加熱する・各帯域の温度を最適温度に維持する
ために1それぞれの加熱手12には適宜な温度制御機構
(図示しない)を配蒙することが好まし−。
第1閣に基づ−て説明する0 1iKお−て、1#i酸素イオン導電性画体電解質(例
えばs ZrO!−Yt Os 5zro、 −cao
、Zr01− WO)の内部中空な筒で、その両端(ム
、B)が開口し一端(図ではム)はガス導入口、他端(
図でFlll)はガス導出口を構成する◎検出すべきガ
ス(漏洩ガス)は、ムから導入されて中空部を通流しB
から導出畜れる。漏洩ガスを効果的K111人するため
に〜ガス導出口(B)には吸引fンl、スポイトなどの
適宜なガス吸引機構(図示しない)を付設することが好
重しい〇 ガス導入口(ム)kは、該ガスに感応する触媒が適宜な
厚みの層を成して充填され触媒帯域2を構成する・触媒
帯域2杜、導入するガスが透過可能&程度に多孔質でな
けれdなら1に%/h・触媒帯域2と祉所定の間隔を置
−て、ガス導出口(B)傭に、すなわStス流の下流方
向r:鯰、筒1の内外両画の屑11KII体電解質を挾
んで互−に対向した位置に外側電極3及び内側電極3′
から成る一対の電極が例えけ焼付は法によつ【添着畜れ
る。それぞれの電極#IC紘一対のリード線4.4′が
付設され、電位差計sk接続宴れる。か(して、電極s
、s’、リード線4.4’、該電極で挾まれた履体電解
質によってガス検知帯域6が構成1れる@7.7′紘加
熱手段で、それぞれ状触媒帯域2%ガス検知1域6の外
周をそれぞれ別々に4111して駿けられ、各帯域を最
適温度に加熱する・各帯域の温度を最適温度に維持する
ために1それぞれの加熱手12には適宜な温度制御機構
(図示しない)を配蒙することが好まし−。
加熱手段として杜、通常、ニク胃五纏のような抵抗導線
を必要回数巻回して成る電熱ヒータが好んでN−もれる
。 ゛ 加熱手段を設けるkあたって、例えけ第2図に示したよ
うK s 111 へ、8101などの無機質熱絶縁体
8で触媒帯域2及びガス検知帯域6を被覆し、この中に
1M!加熱手段を埋設すると、該加熱手段が外気にSら
されて−る場合に比べて、加熱手段の使用寿命を永くす
ることができ(約2倍)、かつ例え社電熱加熱の場合K
Fiその使用電力を軽減することができて(約201!
滅)実用上有用である。
を必要回数巻回して成る電熱ヒータが好んでN−もれる
。 ゛ 加熱手段を設けるkあたって、例えけ第2図に示したよ
うK s 111 へ、8101などの無機質熱絶縁体
8で触媒帯域2及びガス検知帯域6を被覆し、この中に
1M!加熱手段を埋設すると、該加熱手段が外気にSら
されて−る場合に比べて、加熱手段の使用寿命を永くす
ることができ(約2倍)、かつ例え社電熱加熱の場合K
Fiその使用電力を軽減することができて(約201!
滅)実用上有用である。
第1閣の検出装置にお−て、まず、各帯域な最IN1度
に11TIIL、ついでガス導入口(A)をガス漏洩個
所に当接し、ガス導出口(B)K付設したガス吸引機構
(図示しない)を作動して漏洩ガスを簡l内に@引する
0漏洩ガスは図中の矢印Pで示したように触媒帯域2を
通過して筒l内を通流する。仁のと自、漏洩ガスは触媒
帯域2の触媒能によって分解される。分解時には、漏洩
ガスと一緒に@引された酸素又は該帯域K11llされ
′C−た醗禦が消費される。したがって、筒1の外側と
内11&では酸素分圧の差が生ずる0このため、外側電
極3、内側電極3′及びそれら忙挾まれた固体電解質に
よって一種の濃淡電池が構成され、両電極間にVi酸素
分圧の差に対応する起電力が発生する。
に11TIIL、ついでガス導入口(A)をガス漏洩個
所に当接し、ガス導出口(B)K付設したガス吸引機構
(図示しない)を作動して漏洩ガスを簡l内に@引する
0漏洩ガスは図中の矢印Pで示したように触媒帯域2を
通過して筒l内を通流する。仁のと自、漏洩ガスは触媒
帯域2の触媒能によって分解される。分解時には、漏洩
ガスと一緒に@引された酸素又は該帯域K11llされ
′C−た醗禦が消費される。したがって、筒1の外側と
内11&では酸素分圧の差が生ずる0このため、外側電
極3、内側電極3′及びそれら忙挾まれた固体電解質に
よって一種の濃淡電池が構成され、両電極間にVi酸素
分圧の差に対応する起電力が発生する。
この起電力はリード線4.4’によって引き出され電位
差計5で測定される。かくして、この起電力を測定する
ことによって漏洩ガスの有無を検知することが可能とな
る。
差計5で測定される。かくして、この起電力を測定する
ことによって漏洩ガスの有無を検知することが可能とな
る。
また、第1図、第2図では、2つの加熱手段はそれぞれ
別個に独立して触媒帯域2及びガス検知帯域6を最適温
度にするように制御する事例を示したが一本発明韓これ
に限らず次のような態様も包含し得る。すなわち、各帯
域にはそれぞれ加熱手段を設け1例え社それが前述した
ような電熱とm−の場合に鯰、加熱手段7における抵抗
導線の411自歌と加熱手段7′における抵抗導線の巻
き数との関係を、両者に岡−電流を通電したとIIK同
時に最適温度となるようr:構成することもで自ゐOl
た、一般に、固体電解質の最適温度の方が蝕謀の最適温
度よ如も高−ので、加熱手段紘ガス検知W域・にのみ設
け、触媒帯域2Kt!設け1に−ようkすることもで禽
る(第311)。ただし、このと亀、ガス検知帯域′6
と触媒帯域2との間隔は、該ガス検知帯域Gが最適温度
になって−ると自に、その熱伝導等の影響を受けて該触
媒帯域もまた最適温度IIC壕で加熱されるような関係
を結ぶ間隔であることが必要である。
別個に独立して触媒帯域2及びガス検知帯域6を最適温
度にするように制御する事例を示したが一本発明韓これ
に限らず次のような態様も包含し得る。すなわち、各帯
域にはそれぞれ加熱手段を設け1例え社それが前述した
ような電熱とm−の場合に鯰、加熱手段7における抵抗
導線の411自歌と加熱手段7′における抵抗導線の巻
き数との関係を、両者に岡−電流を通電したとIIK同
時に最適温度となるようr:構成することもで自ゐOl
た、一般に、固体電解質の最適温度の方が蝕謀の最適温
度よ如も高−ので、加熱手段紘ガス検知W域・にのみ設
け、触媒帯域2Kt!設け1に−ようkすることもで禽
る(第311)。ただし、このと亀、ガス検知帯域′6
と触媒帯域2との間隔は、該ガス検知帯域Gが最適温度
になって−ると自に、その熱伝導等の影響を受けて該触
媒帯域もまた最適温度IIC壕で加熱されるような関係
を結ぶ間隔であることが必要である。
本発明の検出装置は以上のように構成されるので、触媒
帯域とガス検知帯域をそれぞれ別個に最適温度E制御で
自、各蕾域韓その機能を充分に発揮することがで會る。
帯域とガス検知帯域をそれぞれ別個に最適温度E制御で
自、各蕾域韓その機能を充分に発揮することがで會る。
したがって装置の検出感度を高めることができる。また
、全体の形状が筒体であるのでガス導入口(fス検出端
)を細くすることがで書、微小な穴である漏洩個所の4
H2!には適すると同一に、ガス導入口から集中的に漏
洩ガスを吸引し得るので検出感度の向上にも資する1゜
、全体の形状が筒体であるのでガス導入口(fス検出端
)を細くすることがで書、微小な穴である漏洩個所の4
H2!には適すると同一に、ガス導入口から集中的に漏
洩ガスを吸引し得るので検出感度の向上にも資する1゜
第1図社本発明検出装置の一例を縦断面図として模式的
に示したもの、第2図、第3図はそれぞ、れ他の態様を
示すものである。 1・・・酸素イオン導電性固体電解質の篩、2・・・触
媒帯域、3・・・外側電極、3′・・・内側電極、4=
4’・・・リード線、5・・・電位差針、6・・・ガス
検知帯域、7.7′・・・加熱手段、8・・・無機質熱
絶縁体、ム・・・ガス導入口、B・・・ガス導出口、P
・・・ガスの流れ・
に示したもの、第2図、第3図はそれぞ、れ他の態様を
示すものである。 1・・・酸素イオン導電性固体電解質の篩、2・・・触
媒帯域、3・・・外側電極、3′・・・内側電極、4=
4’・・・リード線、5・・・電位差針、6・・・ガス
検知帯域、7.7′・・・加熱手段、8・・・無機質熱
絶縁体、ム・・・ガス導入口、B・・・ガス導出口、P
・・・ガスの流れ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、両端に開口部を有し一一耀紘ガ鷹導入口で他端紘ガ
スWaS口でああ酸素イオン導電IIIII体電解質の
箇; 該ガス導入口に触媒を充填して形成宴れた多孔質の触媒
帯域; 験曽の内外両Ifk互いIIC対向して滲着宴れた一対
の電極及び該電極に付設された一対のリード線から威)
、該ガス1−偏に蒙触媒帯域と所定の間隔を置−て設け
られたガス検知帯域; 該触媒帯域及び該ガス検知帯域、又社瞭ガス検知帯域の
外周に春圃して設けられた加熱手段を倫えた仁とを特徴
とするガス検出装置。 4 該触媒帯域及び該ガス検知tm、又社蒙ガス検知帯
域の外周が伽機質の熱絶縁体で被覆され、譲熱絶縁体K
IIl[加熱手段がffi獣書れた特許請求の1111
111項記載のガス検出装置。 1 蒙細熱手段が1蒙触媒帯域及びガス検知帯域の外周
艦それぞれ別個に設けられ、各帯域をそれぞれ独立して
温度制御する特許請求の範lI館1項又鉱第2項記貌の
ガス検出装置・也 験加熱手段が、該触媒帯域及び該ガ
ス検知帯域の外周にそれぞれ別個に設けられ1一方の帯
域を最適温度に制御すると他の1城も最適温度に制御さ
れる特許請求の範[111i項又は1112項記載のガ
ス検出装置。 & 蒙加熱手段が該ガス検知帯域の外周にのみ設けられ
、該触媒帯域の外周には設けられず間該所定の聞IIが
該ガス検知帯域を温度制御したと龜、該触媒帯域が最適
温度に加熱畜れるようfkII隔である特許請求の範−
第1gX記載のガス検出装置◎ 収 酸ガス検知帯域の外周が無機質の熱絶縁体で被覆さ
れ、験熱總縁体に該加熱手Rが置設された特許請求の範
囲第5頂記載のガス検出装置。 7、 蒙ガス導出口にガス吸引機柳を有する特許請求の
範■第1〜館6項の−ずれかに記載のガス検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56150750A JPS5853750A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56150750A JPS5853750A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | ガス検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5853750A true JPS5853750A (ja) | 1983-03-30 |
Family
ID=15503595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56150750A Pending JPS5853750A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | ガス検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5853750A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0248891A1 (en) * | 1985-12-06 | 1987-12-16 | Ceramatec, Inc. | Leak detector |
JPH02190758A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-26 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的素子 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS495394A (ja) * | 1972-05-02 | 1974-01-18 | ||
JPS53103795A (en) * | 1977-02-22 | 1978-09-09 | Ngk Insulators Ltd | Measuring apparatus for airrfuel ratio and heat quantity of gaseous fuel |
-
1981
- 1981-09-25 JP JP56150750A patent/JPS5853750A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS495394A (ja) * | 1972-05-02 | 1974-01-18 | ||
JPS53103795A (en) * | 1977-02-22 | 1978-09-09 | Ngk Insulators Ltd | Measuring apparatus for airrfuel ratio and heat quantity of gaseous fuel |
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JPH02190758A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-26 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的素子 |
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