JPS5948339B2 - 気体流の成分を監視する方法並びに装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体監視方法並びに装置に係り、特に気体流
の純度または百分純度の測定並びに連続監視のための方
法及び装置に関する。

特に推奨される一実施例に於ては、本発明は気体流の水
素または酸素含量を監視するための方法並びに装置に係
る。混合気体の成分の探知または測定において、或る気
体流の熱伝導率を、既知組成の気体またはいわゆる”゜
標準’゛即ち゜’基準゜’気体のそれと比較することは
従来知られている。

そのような比較を行うに当つて、２個の電気的に加熱さ
れた感熱要素、例えば、ホイートストーン・ブリツジの
アームに接続された、温度に反応する抵抗器、を使用す
ることは一般に行われている。抵抗要素の一つは監視さ
るべき気体と接触し、他の一つは基準または標準気体の
密閉された容器内に位置される。そのような方法は完全
には満足されていない。前記感熱要素によつて達せられ
る平衡温度は、各要素の熱損失率と、各要素を包囲する
気体の熱伝導能力とに主として依存する；該温度は、前
記気体が高い熱伝導率を有するときは、より低く、前記
気体が、低い熱伝導率を有するときは、より高い。もし
感熱要素が電気抵抗の高温度係数を有するならば、この
電気抵抗は気体伝熱導率に依つて定まる値を有するであ
ろう。したがつて、もし２個の事実上同じ感熱抵抗要素
が、異る熱伝導率を有する気体に対して露出されるなら
ば、前記各要素の放散する熱の量即ち熱損失率は異なる
。

この差異の結果として、前記抵抗要素の１個は、他の１
個よりも高い温度に維持される。さらに、この温度差の
結果として、前記２個の要素の抵抗に差が生レ これに
よつて、プリツジ回路に配された検流計に偏差が生ぜし
められ、平衡状態を得るには前記プリツジの調整が必要
になる。言う迄もなく、調整の大きさは、２種の気体の
熱伝導率間の差によつて決定される。基準気体の必要が
無くされた気体分析装置の一例は、米国特許第２２９６
０３０号に示されている。該特許に開示されている装置
に依ると、２個の感熱装置は、分析中の気体内に互いに
離された関係を保つて浸される。多孔の遮板または阻板
部材が、２個の感熱装置間に取付けられて以て放射を減
じるようにされている。熱は感熱装置の１個に供給され
る。この場合、給熱は、前記２装置間の温度差が気体の
熱伝導率の関数であるごとき条件下で行われる。前記温
度の比は任意の好適な装置、例えば水銀温度計またはブ
リツジ回路に接続された感熱抵抗要素、によつて測定さ
れる。熱伝導率装置は完全には満足されていない。その
ような装置の信頼度と精度は多くの変数、例えば気体流
の流量、圧力、存在する水蒸気濃度などの変化及び気体
組成におけるその他の変化（それらの全ては気体の熱伝
導率に影響を及ぼす）、によつて影響される。従つて、
そのような装置の精度は−般的に劣つており、前記変数
の全てを補正する仕組みに必要とされる電気回路はきわ
めて複雑である。米国特許第３５６７３９４号には気体
中の不純物濃度を測定するためのシステムが図示されて
いる。

既知の不純気体流と不明の不純気体流は、別別の変換生
成物の流れを生じさせるように、平行した変換区域を通
過せしめられる。次いで、前記別々の変換生成物の流れ
は探知装置を通過せしめられ、そのような探知装置によ
つて発生された信号は前記不明の気体流の不純物含量と
量的に相関せしめられる。この特許に開示されたシステ
ムの欠点は、それが既知不純度を有する気体流を必要と
するとともに、さらに、複雑な複式流路を使用している
ことである。米国特許第３０５７６９３号には混合気体
流を監視するためのさらにもう一つの方法と装置が開示
されている。

この特許に開示された装置においては、内部にサーミス
タ・ボロメータの片が装架されている容器は、監視さる
べき気体流の小流を受けるための吸込−吐出ポートを設
けられている。一方または双方の前記片は薄いダイヤフ
ラムによつて被覆されている。該ダイヤフラムは好適な
電気絶縁物を配された小形のカツプの形式にされている
。２個のダイヤフラムの１個（もしただ１個のダイヤフ
ラムが使用されているならば、該１個のダイヤフラム）
には、監視さるべき気体流の成分と反応する細かに砕か
れた固体の少量または前記成分のそれ自体との反応また
は気体流の他成分との反応のための触媒である少量の細
かく砕かれた固体が配置される。

探知さるべき気体の成分の反応は熱を発生し、または熱
を奪い、従つて、それが熱伝導接触しているサーミスタ
片の温度を変化させ、他方のサーミスタ片は気体流の平
均温度にそれ自体を調整する。

もし気体流中に監視さるべき成分が存在するならば、サ
ーミスタ片の１個は他の１個よりも熱くなつて信号が発
生し、該信号は従来の電子的処理に従つて、表示、記録
、警報または制御手段のために使用され得る。そのよう
なシステムの欠点は、それが流れの規正を必要とし、本
質的に遅反応高偏差の装置と考えられることである。米
国特許第２９１６３５８号には、一酸化炭素を検出する
装置が開示されている。

該装置は検査さるべき気体が通る導管を有する。また、
該導管部材内には酸化剤と並置されたサーミスタと、不
活性物質と並置された第２のサーミスタが配置されてい
る。該不活性物質と酸化剤は検査さるべき気体と順次に
接触される。２個のサーミスタは、それらの間の温度差
、従つて、前記気体中の一酸化炭素の量を示す信号を生
じるようにされた電気回路に接続されている。

開示された本装置の本質的部分は前記導管部材に外接し
てそれに対して熱交換関係に配置されているコイルであ
り、これによつて、検査さるべき気体は前記コイルを通
過するとともに酸化剤区域から熱を吸収したのち、導管
部材内に進入する。そのような仕組みによつて、両サー
ミスタの温度は反応物の濃度が増加するに従つて増加す
る。次いで、この結果として、反応が遅くなり、従つて
装置は変化する反応物濃度の精密な定量測定を可能にす
るとは考えられない。多くの化学反応または物理的分離
においては、混合気体成分の連続した流れが生じ、気体
流中に比較的小さい量で存在する一成分の量を測定する
ことがしばしば希望され、または必要とされることすら
ある。そのような用途のための装置は依然として要求さ
れている。さらに、そのような装置は精密な連続的反応
を提供し得ることが要求される。気体流中において、ど
ちらがより少量の理論成分であるにせよ、両方とも存在
する場合、酸素または水素の存在を連続的に且つ信頼的
に監視する方法並びに装置がとくに要求されている。そ
のような装置の使用は、例えば、金属と水との反応並び
に冷却水の分解が生じて遊離水素並びに酸素を作る水冷
型の原子炉の分野に存在する。水素と酸素は、水素濃度
が可燃限度、即ち空気中に約４％の水素が存在する状態
に達するのを防ぐため、回集されて原子炉格納容器へ戻
されるか、または捨てられるべく再び化合されなくては
ならない。したがつて、格納容器内の空気中に存在する
水素の量を精密に表示するため信頼される水素・酸素分
析装置を使用することが必要である。本発明に従えば、
気体流の成分を連続的且つ信頼的に監視するための方法
と装置が提供される。

便宜上、本発明は気体流中の酸素または水素の存在を監
視することに関連して説明される。しかし、本発明の方
法はその他の気体流例えば気体流の一酸化炭素成分の監
視に関連して等しく使用され得ることは当業界の技術に
精通する者には明らかに理解されるであろう。概括的に
言えば、本発明の装置は、一端に隣接する気体入口装置
と、他端に隣接する気体出口装置とを設けられた導管部
材を有する。

気体入口温度感知器が、導管部材に進入する気体流の温
度を感知するため気体入口装置に隣接して配置される。
気体出口温度感知器が導管部材の気体出口装置に隣接し
て配置され以てそれを通過する気体流の温度を感知する
。前記２個の温度感知器の中間において前記導管部材内
には粒状の触媒物質の一団が配置される。該触媒物質は
、白金、バラジウム、またはそれらの組合わせである。
また、前記気体入口温度感知器と前記一団の粒状触媒物
質との中間において前記導管部材内には、少くとも１個
の多孔遮熱要素であつて前記一団の粒状触媒物質から前
記気体入口温度感知器への放射熱エネルギの伝達を減じ
るものが配置されている。本発明の装置は、さらに、監
視さるべき気体流を、それが前記気体入口温度感知器に
接触する前に所望の温度にまで加熱するための装置を有
する。好ましくは、前記導管部材は断熱材から形成され
、または断熱材によつて包囲され、選択的に、さらに、
金属ハウジングによつて包囲され、以て前記断熱材に対
して構造的支持並びに保護を提供するようにされる。使
用時、本発明の方法に従つて、監視さるべき気体流は、
まず、過剰の水蒸気を除くために冷却され、次いで、気
体を乾燥させるため、またはその相対湿度を減じさせる
ため、好ましくは周囲温度よりも相当高い所望温度にま
で加熱される。

次いで、前記加熱された気体流は前記導管部材の断熱さ
れた気体通路内へ導入され、該通路内においＪて、該気
体流の温度を測定する、または感知する、ための前記気
体入口温度感知器と先ず接触する。次いで、前記気体流
は前記多孔金属遮熱要素を通過して粒状触媒の層と接触
する。該触媒は、言うまでもなく、監視さるべき気体流
の特定成分に応１じて、所望の反応を生じるように選択
されている。前記触媒は反応を生じ、該反応によつて気
体温度は変化する。前記粒状触媒の層を離れ去る気体流
は気体出口の温度感知器と接触し、次いで、前記断熱さ
れた気体通路から吐出される。 ２前記入口気体流と前
記気体通路に存在する気体流との間の温度差は、該気体
流の成分の濃度に対して直接に相関する。

これをさらに明細に説明すると、各種の二原子気体の熱
容量は、体積を基準とする場合、全て事実上同じである
（即ち、約 ２１５８７ｃａ１／一／２０′Ｃ〜１６１
０ｃａ１／／７ｎＳ／２０゜Ｃ）（約０．１７９〜 ０
．１８１ＢＴＵ／Ｆｔ３・’Ｆ／６８Ｔ）であるから、
そのような気体の混在による温度上昇は、供給された熱
の量に正比例する。前記供給された熱の量は例えば化合
のために使用３される水素と酸素の量に正比例する。さ
らに、本発明の方法と装置の総合精度は実際の使用条件
下で較正を行うことと、任意の特定成分の濃度に対し監
視される実際の気体温度の修正を行うこととによつて向
上され得る。理論値に対する測定偏差３が小さく、従つ
て、高い精度が容易に得られることは本発明の利点であ
る。水素と酸素は一般式に従つて反応する： 明らかに、もし水素と酸素が上記の正確な理論組ψ成比
率で存在するならば、温度上昇は水素と酸素の濃度に相
関する。

しかし、一般的に、一方の成分は事実上過剰に存在し、
希望されるのは、他方の成分の濃度を監視することであ
る。そのような場合においては、より少ない量の成分が
完全に反応され、発生された熱の量はその濃度を表示す
る温度を上昇させる。本発明の方法と装置は、信頼され
且つ精密な作用を得るのにきわめて重要な、いくつかの
特徴を有する。

特徴の一つは、気体が気体入口の温度感知器に接触する
に先だつて該気体を予熱することによつて、周囲温度の
変動が測定の総合感度並びに精度に事実上何らの影響も
及ぼさないことである。したがつて、周囲諸条件に対す
る複雑な制御装置を設ける必要はなく、また、温度の変
動を測定し、次いで、何らかの方法で、本発明装置を通
過する気体において観察される温度差に対して前記変動
を相関させるように試みることによつて温度変動に対す
る補正を行う必要もない。このことは、本発明による方
法並びに装置が、使用プラント例えば原子炉施設、の不
利な環境において実施されうることを意味する。本発明
のもう一つの重要な特徴は、気体入口の温度感知器と粒
状触媒の層との中間に配置される多孔遮熱要素を気体が
通過することである。

該遮熱要素は、前記触媒から前記気体入口温度感知器へ
の放射熱エネルギの伝達の結果として監視中の気体成分
の濃度が非信頼的に、または非精密的に示されるのを防
ぐ、または実質的に減じるのに役立つ。前記遮熱要素に
よつて吸収される放熱熱エネルギは伝導と対流とによつ
て前記気体流に伝達され、以て該気体の温度上昇を適切
に増す。本発明による方法と装置は比較的大きい流量と
小さい流量とにおいて使用され得る。

熱損失を除き、最小理論組成成分の全てと反応する触媒
層を通過する特定気体から生じる温度上昇は、該気体流
量から独立している。これは、反応物質を同伴する前記
気体はそれ自体の冷却材であるからである。したがつて
、もし触媒層が生じ得る最大流量に対して寸法を選ばれ
ており、且つ、較正によつて熱損失が補償されるならば
、本発明装置は広い範囲の流量に亘つてきわめて正確で
ある（反応時間は、流量が大きいほど、より短かいこと
は営う迄もない）。従つて、本発明は広い範囲の流量に
対して使用され、精密流量規正装置の必要性を無くする
。このことによつて、使用プラントにおいて普通に遭遇
される諸条件下において、容積形送風機または高価でな
い標準型の流量規正装置を用ｙいて作業することが可能
にされる。

本発明は添付図面に就ての以下の説明も参照することに
よつて、より明らかになるであろう。

これら諸図面は、単に図解の目的で説明されるものであ
り、本発明の範囲を限定するものとして解さるべきでな
い。第１図は本発明の概略図であり、本図においては本
発明の装置は参照番号１０によつて示されている。

本発明装置は、互いに対向した端部を有する細長いハウ
ジング１２であつてその軸方向に貫１いて通つた気体通
路１４を設けられたものを有する。本発明装置は、入口
温度感知器１６と出口温度感知器１８とを配設されてい
る。・入口温度感知器１６の下流には、気体通路１４に
多孔のヒート・シールド即ち遮熱部材２４が配置されて
いる。該，遮熱部材２４は、１個または複数個の多孔金
属板またはスクリーンであつて、気体がそれを通過する
ことを許すが、放射熱エネルギが入口温度感知器１６へ
向かつて上流へ伝達されることを事実上阻正するものの
形式であり得る。前記ヒート・シリールド２４は気体流
の成分による侵蝕に耐え且つ入口気体温度において構造
的に安定している任意の材料から作られうる。かくの如
き多孔性の材料の例としては、セラミツク、金属、石綿
、炭素などが挙げられる。ステンレス鋼の如き金属は、
特に推奨される。なぜならば、それらは比較的安価であ
り、且つ、所望の形状に容易に形づくられるからである
。また、ステンレス鋼の光沢ある表面は、放射エネルギ
を入口温度感知器１６から遠ざかるように下流へ反射す
ることを助ける。前記多孔のヒート・シールド２４と出
口温度感知器１８との中間には、粒状の触媒２２が配？
されている。

該触媒２２は多孔の触媒支持部材２０によつて適所に保
持されている。一般的に多孔の支持部材２０は金属の網
またはスクリーンであつて各個の触媒の粒子の寸法より
も小さい多数の孔を有するものを以て成る。好ましくは
、粒状の触媒は、通過する気体のために概ね４０％の空
隙体積を有する触媒粒層即ちベツドを構成する均等の寸
法並びに形状を有する。粒状の触媒層即ちベツドは、そ
の形状において円筒形であり、層体積対表面積比を最大
にし、これによつて、流れ容量対熱損失比を最大化する
ように、厚さ対直径比を約０．３：１〜１．２：１にさ
れることが有利である。推将される触媒材料は、白金、
パラジウム及びそれらの混合物である。水素一酸素反応
に特に推奨される触媒は白金とパラジウムとの混合物で
ある。該混合物は固体であるが、普通、それはアルミナ
の如き不活性多孔基材上に配される薄いコーテイングの
形式にされる。入口温度感知器の上流には、監視さるべ
き気体の流れを加熱して周囲温度以上の温度、好ましく
は周囲温度を相当程度超えた温度に迄達せしめ以て実質
的に乾燥した気体を生じる加熱装置２６が配設される。

かくの如き加熱が為されないときは、気体中の水分が本
発明装置の正確度と信頼度とに悪い効果を及ぼす。！１
実質的に乾燥した気体１と言う用語によつて、該気体は
、１０％以下の相対湿度を有する流出気体流を生じるの
に充分な高温度に迄加熱さるべきであることが意味され
る。特にすぐれた結果は、気体流が約１〜５％の相対湿
度を有するとき得られる。気体の加熱によつて得られる
もう一つの利益は、周囲温度の通常の変化による効果が
最小化されることである。加熱装置２６は、第１図にお
いては、電力給源に接続された電気抵抗ヒータとして図
示されている。しかし、間接または直接加熱であり得る
多数のその他の加熱装置も使用され得ること、これら加
熱装置は定常状態の諸条件下で実質的に均一の入口温度
を維持し得ることが要求されるに過ぎないことは、当業
界の技術に精通する者には明らかであろう。本発明装置
の使用時において、監視さるべき気体流は、該装置１０
内に導入されて軸線方向に気体通路１４を通過する。該
気体流は、先ず、加熱装置２６を通過し、そこにおいて
、該気体流の温度は好ましくは周囲温度を相当程度超え
た温度にまで上昇せしめられ、その結果として、周囲温
度における小変化は、装置１０の全感度並びに精度に実
質的に殆んど影響を及ぼさない。当業界の技術に精通す
る者に知られている無数の型式の任意の一つでありうる
前記加熱装置２６は、或る実質的に一定の点において所
望の温度を維持し得ることが要求される。即ち、加熱装
置２６を離れ去る気体の温度は実質的に均一の温度に維
持されなくではならない。加熱装置２６は約０．５６れ
（１゜Ｄ／分よりも大きい変化を生じることなしに所望
の温度を維持しうることを要求される。好ましくは約０
．０５６う（０．１Ｔ）以下の変化を以て所望の温度を
維持しうることが必要である。加熱されたのち、前記気
体流は、入口温度感知器１６に接触し、次いで、多孔金
属製のヒート・シールド２４を通過し、次いで、粒状の
触媒２２のベッドを収容した触媒支持部材即ちスクリー
ン２０を通過する。

粒状の触媒２２のベツドにおいて、前記気体流の水素と
酸素は発熱反応し、以て該気体流の温度を増加する。

かくの如き温度の増加は出口温度感知器１８によつて監
視される。粒状の触媒２２のベツド内で生じる発熱反応
によつて生じる熱増加は入口温度感知器１６へ向かつて
上流へ放射されることを、多孔金属のヒート・シールド
２４によつて阻止される。言う迄もなく、顕熱は前記気
体流によつて運び去られる。来入する気体は、熱を発生
し且つそのような熱を運び去る冷却材として働ら〈反応
物を包含する。したがつて、周囲環境に対する熱損失を
除き、前記感知器によつて監視される温度増加は流量と
は無関係である。従つて、本発明は高感度並びに高精度
を有する装置並びに方法であつて、周囲状態に亘つて精
巧な制御を必要とせず、また装置１０に進入する気体の
流量へ精密な測定も必要としないものを提供する。次ぎ
に、第２図を参照すると、本発明による装置の−推奨実
施例が図示されている。第２図に示される実施例におい
ては、加熱装置は分離されていて、図示の明瞭性を期す
るため、図面には示されていない。３０を以て示されて
いる装置は、細長くされた、概ね円筒形の金属製のハウ
ジング３２を有し、該ハウジング３２は、出口導管部材
．３６を密封係合関係を以て受入れるための開口３４を
有する。

前記装置３０は、さらに、端部材３８を有する。該端部
材３８は、ハウジング３２と密封係合しており、入口導
管部材４０を受入れるための開口を有する。ハウジング
３２の他端は ．端部材４２によつて閉じられている。
ハウジング３２内には、断熱材４４と中間導管部材４６
とが配設されている。これらは共同して気体通路４８を
形成し、該通路４８は入口導管部材４０と出口導管部材
３６とを互いに連結するとともにそれら 一の間に唯一
の流体連通源を提供する。中間導管部材４６は、制流兼
支持部材５０によつて適所に保持されている。支持部材
５０は、ハウジング３２と中間導管部材４６との間に、
長い屈曲した経路を画成している。その目的は、気体が
前記部材４６の周囲をまわつて流れるのを明上するとと
もに、通路４８内の気体と、周囲環境を含む金属ハウジ
ング３２との間の熱伝達を事実上最小化することである
。気体通路４８に設けた中間導管部材４６内部には、１
個または複数個の多孔金属ヒート・シールド５２が位置
されており、その下流には、１対の互いに離された多孔
の支持体５６であつてそれらの間に粒状の触媒物質５４
を保持するものが配置されている。

また、装置３０は、入口温度感知器と連結器との組立体
５８を配設されている。該組立体５８は気体通路４８の
上流部分内に延びている。さらに、装置３０は下流温度
感知器と連結器との組立体６０を配設され、該組立体６
０は、その感知器部分を粒状の触媒物質５４に隣接位置
させて以てそれを通過する気体の温度を感知し得るよう
にして端部材４２を貫いて延びている。前記各種の部材
が互いに密封係合関係に結合されて互いに固定される方
法は特に説明されないが、当業技術に精通する者には無
数の方法が容易に明らかに理解されるであろう。例えば
、前記各種の部材は溶接され得、あるいはまた、互いに
嵌合するねじ切りされた留め具によつて連結され得、ま
た、高温エボキシ樹脂などによつて接着され得る。さら
に、断熱材４４は固体成形物として形成され得ることと
、端部材４２と断熱材とは粒状の触媒物質への接近を可
能にするように取外し可能にされ、これによつて、もし
希望される場合、触媒の交換を容易ならしめられること
も明らかであろう。実施例本発明に従つて、ねじ切り管
取付物から、第２図に示されたそれと実質的に同じであ
る２個の装置が製作された。

気体加熱装置２６は好適に絶縁された電気抵抗型のヒー
タであつて、吸込まれる気体が通る管部分の周囲に巻付
けられたものから構成される。加熱装置２６への電力は
本実施例においては手動的に調整された。しかし、多数
の市販されている自動的に制御される加熱装置即ちヒー
タが当業技術に精通する者には知られている。入口温度
と出口温度とを測定するのに使用される熱電対５８，６
０は、直径約１．６ｍｍ（百吋）の金属さやを有するＫ
型クロメル・アルマル（ＣｈｒＯｍｅｌ−Ａｌｕｍａｌ
）である。５個のステンレス鋼１６メツシユ（米国ふる
い寸法）スクリーンが遮熱部材即ちヒート・シールドと
して使用された。

これと同じスクリーンが触媒をベツドに閉じ込めるのに
使用された。該ベツドは、直径約２．５４ｃＴｎ（１吋
）、長さ約２。５４ｃｍ．（１吋）であつた。

粒状の触媒は、直円筒の形にされており、その直径は約
３．２ｍｍ（＋寸）、長さは約３．２ｍｍ（｝吋）であ
つた。その外面は触媒物質として白金とパラジウムとの
混合物を以て構成された。各装置に対して、個別の較正
テストが行われた。

使用された気体（空気中の水素）の相対湿度は約３０％
であつた。気体は、所望の低い相対湿度を有する気体流
を得るべく、装置への進入に先だつて、約１２ＦＣ（２
５『Ｆ）の温度にまで加熱された。各較正テストに先だ
つて、前記加熱された気体流は、使用される特定気体流
量に対する本装置定数を決定するため、何らの水素を含
有することなしに装置を通過せしめられた。さらに明細
に説明すると、水素濃度が零の場合、装置によつて若干
の熱損失が生じ、その結果、下流温度は上流温度よりも
低くなる。かくの如き温度差は気体流量の増加に従つて
減少するが、任意の特定の装置に対する定数になる。次
ぎに、酸素のそれよりも大きい、変化する水素濃度を有
する気体流が装置を通過せしめられ、温度差が測定され
た。真水素濃度は、第１図のテストにおいてはガス・ク
ロマトグラフを用いて測定され、第２回のテストにおい
ては、水素及び空気流量計が使用された。第２回のテス
トにおける流量は、第１回のテストのそれの概ね２倍で
あつた。これらテストの結果は第３図に図示されている
。第３図から、両装置は、０．１％以下の水素濃度の変
化を示すのに十分敏感であることが理解されるであろう
。注意深い測定は僅かに０．０１％の水素濃度の小変化
をも示すであろう。これに加えて、本発明に従つて作ら
れる装置に依れば、高繰返し度が得られる。このことは
、２本の曲線が互いに一致する事実によつて証明される
。このことは、２個の異る装置と流量が使用される事実
に鑑みて特に重要であり、前記テストは実質的に異る時
点に行われた。本発明のもう一つの重要な利点は、測定
が流れの小変化によつて影響されないことである。この
ことをさらに明細に説明すると、本発明方法並びに装置
に依るときは、較正流量を２０％上回る、または下回る
、流量の変化は、水素０．０２％以下の誤差に結果する
。従つて、本発明の方法並びに装置は高価な流量計また
は流量計の必要無しに容積型送風機を用いて行われ得る
。以上において、本発明の若干の実施例が、水素並びに
酸素の探知並びにそのための推奨される触媒物質に関連
して説明されたが、本発明は、さらに、適切な触媒の選
択を通じて、気体流のその他の成分の監視または探知に
も使用され得ることは理解されるであろう。

さらに、添付図面に図示され、説明された装置の構造の
細部のきわめて多数の変更が、当業界の技術に精通する
者には明らかであろう。従つて、本発明を説明する添付
図面並びに実施例は、特定の構造物、気体、濃度、温度
などに関連して説明されたが、本発明は当業界の技術に
精通する者には容易に理解される如く、その他の態様に
おいても実施されうる。従つて、本発明は本明細書に開
示された説明のための特定の実施例によつて制限さるべ
きものではなく、その範囲は前記した特許請求の範囲に
基いて決定さるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の概略断面図、第２図は本発明に
従つて作られた装置の横断面図、第３図は本発明に従つ
て得られた典型的な較正曲線を示したグラフである。 図面上、１０は気体監視装置、１２はハウジング、１４
は気体通路、１６は入口温度感知器、１８は出口温度感
知器、２０は触媒支持部材、２４はヒート・シールド、
２６は加熱装置、３０は気体監視装置、３２はハウジン
グ、４４は断熱材、４８は気体通路、５６は支持体、５
２はヒート・シールド、５８，６０は組立体を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気体流の成分を監視する方法であつて、（ａ）気体
   流を所望温度に加熱する段階と、（ｂ）該気体流を、単
   一の、軸線方向に延びた、断熱された気体通路内に導入
   する段階と、（ｃ）前記加熱された気体流の温度を感知
   する段階と、（ｄ）前記気体流を少くとも１個の多孔遮
   熱板を通過させる段階と、（ｅ）前記多孔遮熱板から隔
   離して配置された粒状触媒の層を通して前記気体を通過
   させる段階と、（ｆ）前記触媒の層から出る該気体の温
   度を感知する段階と、（ｇ）前記段階（ｃ）と段階（ｆ
   ）とにおける温度間の差の関数として前記気体流の成分
   の濃度を決定する段階と、（ｈ）前記気体流を前記断熱
   された気体通路から排出させる段階と、を含む気体流の
   成分を監視する方法。 （２）水素または酸素の一方が他方よりも多量に存在す
   る気体流の水素含有量または酸素含有量を監視する装置
   において、（ａ）それを通つて軸線方向に延びる単一の
   気体通路を画成する細長い導管部材であつて、対向する
   両端と、これら両端の一方に隣接する気体入口と、これ
   ら両端の他方に隣接する気体出口とを有し、該単一の気
   体通路が前記気体入口と前記気体出口との間の唯一の流
   体連通手段を画成している、前記細長い導管部材と、（
   ｂ）前記導管部材の入口端に隣接して前記気体通路内に
   配置されていて、該気体通路を通過する気体の温度を感
   知するための、気体入口温度感知器と、（ｃ）前記導管
   部材の出口端に隣接して前記気体通路内に配置されてい
   て、該気体通路を通過する気体の温度を感知するための
   、気体出口温度感知器と、（ｄ）前記気体入口温度感知
   器と前記気体出口温度感知器との間において該気体通路
   内に配置された一団の粒状触媒物質であつて、該一団の
   粒状触媒物質は前記導管部材の気体出口端の近くに配置
   されており、パラジウム、白金及びそれらの組合わせか
   ら成る群から選択された露出面を有する、前記一団の粒
   状触媒物質と、（ｅ）前記一団の粒状触媒物質と前記気
   体入口温度感知器との間において前記導管部材の気体通
   路内に配置されていて、該一団の粒状触媒物質からの放
   射熱エネルギに対して前記気体入口温度感知器を遮熱す
   るための、多孔の金属遮熱板と、（ｆ）気体流が前記気
   体入口に入る前に、周囲温度よりも相当高い所望温度ま
   で該気体流を加熱するための、前記導管部材に組合わさ
   れた装置と、を具備する気体流の水素または酸素含有量
   を監視する装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   導管部材が金属ハウジングによつて包囲されていること
   を特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記導
   管部材が断熱材で作られていることを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記ハ
   ウジングが前記導管部材から離隔した関係に配置され、
   該ハウジングと該導管部材との間の空間に断熱バリヤ装
   置が配置されていることを特徴とする装置。