JPS5960252A - 気体の1成分を監視および/または測定するための電気化学装置 - Google Patents

気体の1成分を監視および/または測定するための電気化学装置

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JPS5960252A
JPS5960252A JP58153989A JP15398983A JPS5960252A JP S5960252 A JPS5960252 A JP S5960252A JP 58153989 A JP58153989 A JP 58153989A JP 15398983 A JP15398983 A JP 15398983A JP S5960252 A JPS5960252 A JP S5960252A
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JP
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monitoring
electrolyte
atmosphere
gas
probe head
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JP58153989A
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アンドリユ−・シヨ−ラ−・クラ−クソン
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Sellafield Ltd
British Nuclear Fuels Ltd
Original Assignee
British Nuclear Fuels PLC
British Nuclear Fuels Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
    • G01N27/4045Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors for gases other than oxygen

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明i−,i、周囲雰囲気中あるいけ気流中の気体の
1成分を’l:コ1.視訃よび/または611j定する
ための電気化学」υ1?′1″に1夕、1する。
流体の1成分を検出ふ・よび/または監視するための1
1・、気化学的装(6゛は英国性r「第L 552e 
620号明細書から公知であり、該明細病においては、
該装置の電極に対して静的な関係にある薬剤は潮解性物
′Ilrの水浴液から成っている。適尚な薬剤の1例は
具化カルシウムであり、この場合に検出される気体は塩
素の如き・・ロク′ンである。潮解性物ψ)の効JA′
:は、そilが水を失って装置の乾燥を防止することで
あり、上i妃の失われた水は流体、例えば大気の如き被
監視気体から水を吸収することにより備わtする。この
ような薬剤の使用することによって、下記の反応に従っ
て臭化カルシウムの溶液から臭素が発生するので塩4’
Eを検出することができる。
Cjz  + 28r−・・・・・・・・・・・・ B
r2  +  2Cノーしかしながら、ハロダン化水累
例えばフッ化水素(HF)IIま上記の薬剤には作用し
ない。J、モo −(Morrow)、 l5AAI0
72408 (51〜36)USA、 1972の「エ
レクトロメトリック・rイエクション・オブ・コロシブ
・ガスズ(Electro−metrlc 5lete
ctlon of Corrosive Ga5es)
 Jには、HFの如き酸性気体の危険な濃度の検出には
臭化物/臭素酸塩電解液を使用すべきことが示されてい
るが、そわ以上の正揶な開示は為さり、てい外いO本発
明により周囲雰囲気あるいけ勿」れ中の1成分を監視す
る、潮解骨箱解質を使用するタイプの1F5.気化学装
置の特徴は、フッ(li水素(HF)の検出、監視釦よ
び/またけ分析に適L7ていること、臭化物/奨累酸塩
電解液を使用することおよび電解液/2(囲気(!たは
気流)と杉触する面イ′(、が1揚極に比較して大であ
る陰極を使JT’lすることである・賜棲は、雰囲気ま
たは気流とのねC触から隔離または実iII的に隔離さ
れているのが好捷しい。
制御計装および電源は、装置のプローブヘッドと一体化
していてもよいし、あるいはグローブヘッドから離れて
プローブヘッドと連結していてもよく、また、フッ化水
素を使用あるいは製造しているプラントのmt曳1堵視
器としてグローブヘッドが手ηi++で使用できる4、
1 [yi?−タプルとすることもできる。
水ブlt明の電気化学的装置4tよ特化カルシウムおよ
び匹*酸カリウムの水hi液を使用することができ、そ
の外269 ’+Wの1.1.は臭化物に比して少量で
ある。
本発明の装に+−1は安定で急速に応答し且つ気流中ま
たl、f周囲空気中のフッ化水素をvpmレベルで定量
的に測定するのに特に適している。
水溶液中のフッ化水素は大きな程度に会合しているが、
弘化l吻/臭崇+’tM塩の存在によって下記式(2)
によるH イオンの引抜きにより式(1)の平衡は右に
+多i1+力する。
H「・・・・・・・・・ H+F−・・・・・・・・・
(1)61−1+ +5 Or−十〇r 03−−38
r 2 +3820 ・= (2)従って、H「と電x
+g ’l’7との間の全反応は下記式4式% (3) 値も簡単な形式のf、[1合せる電流計ト装置は慣用の
ものであり、且つ電池/?ラックもよいその電源が装置
の70ローブの電極に小さい電圧を供給し2て陰極で水
シZを生じさせる。次に電流の流れがプローブ知7極の
分極により止凍る。グローブ中の[層液がHFにさC)
されると、溜液中のHイオンが臭化l吻/臭素1シρ塩
と反応[2、且つ式(2)の如く臭素を薪、止させる。
この更素が同時に水素がスと反応して臭化水二ヒをノド
a広し且つ’(ij、 Jifiiを復極シ2、電極が
流れ始める。この′電流は監視すべき気流中の1」F4
度に比ff1Jし、回路中にあZ1ミリアン−?ア計で
測定す用することにより動的に検量する。この装置で一
定の結果を得るためには吸着材巻型(以下に説明する)
としてそれ自体の重潰の少なくとも3倍の電解液を吸収
できる材料を使用せねばならない。
本発明者tよ、陽極に比較して電解液と接融する面積が
より大であり、且つ被監視気体をアクセスできる陰極を
使用すべきことおよびそれが本発明において欠くことの
できないことであることを見い出した。こノ1.に対し
て、本発明者が知っているすべてのll(気化学的装置
、イは同一の接触面積の陰極と119・1ケとを有して
いる。また本発明においては、陽極は本質的にIILM
液と接触しているが、陰極面積を♂:之大とするときは
被監視気体と全く接触していなくてもよい。より大きな
面積の陰極を有しているという主たる利点の1つけ、電
解により生じた分解生成物を接触面4Jrが小さい場合
よりも史に迅速に分1)シさせることができることであ
る。接触面積が小さいり^イヤは応答時間が遅く且つ感
度が低いことが判明した。
本・jう明の装btに使/TJするプローブヘッドの実
施態様を、垂18断面図である添付1凹面を4照して以
下に説明する。
周囲4′を囲気中あるいは気流中のHFを定計的に分析
し並びに検出すなわち監視するのに適した装f!’は、
雰囲気捷たは気流中に通常の方法で露出することができ
るプローブヘッドから成っている。
このグローブヘッドは、ノ・ウノング2′に固定された
支持ロッド2上にある吸収材巻型1から成つて訃り、ハ
ウジング2′それ1廿はコネクター3を有し、該コネク
ター3によってグローブを気流用のダクト(図示なし)
中の適当な1ボ日中に封止することができる。また雰囲
気の監視には、グローブをハウジング2′により手で保
持することができ、あるいは制御計装およびパワー・!
ツクと1体化し得る適当なスタンド中に増付ることかで
きる。・や−スペックス(pθrspex) (商標)
の如き適当なプラスチックス材料から成る基部4はネ・
ゾにより巻型1に設けられて、巻型lの低端と基部の蓋
5との間の貯槽を形成できるようになっている。
・・ウジング2′と基部4との間には巻型lの露出部分
があり、この給板には白金ワイヤーが間隔を卦いて吸収
材巻型上に巻かれて、陰極6の延長した表面すなわち接
触領域を形成している。陽椋7けある長さの白金ワイヤ
から成ってかり、該ワイヤはハウジング2′から下方の
貯槽に走っているが、吸収材巻M1の内側jと接触して
いる。買って南極7vよ破監視雰囲気/気体と接触しな
いように保持されている。1場極と比較した陰極の接触
面積のΔ1】型面な比け16:1である。訓電イ:メす
なわち1矩榛と11>、> 4:χの自由々端部1.t
 ノ・ウジフグ2′内で絶縁さ11月つコネクター3に
延び、そこからか1びるリー)” 8 ;X>’ 1b
ll (a(I計装/4’:? K ミリ77メーター
およびパワーノやツク(図示なし)に連結シフ、喝、t
ρを遮閉している。
臭化物/具素岬jぶ’7t?、解液は、水利臭化カルシ
ウム水溶液とその中に溶解【7た臭紫酸カリウムから作
られて卦す、核具累酸塩は周囲d1具度で最大量溶解さ
ね、従って安定な飽和が液と々っている。朋型的な例は
、65?の水利臭化カルシウムを27m/!の水中に周
囲温度で等湯面に溶解し、その飽和’78液中に1yの
妓紫0カルシウムを溶解したものである。この゛電解液
は蓋5中の充填ダクト9を通して皮下注射器を用いて貯
槽に供給する。巻型lが吸土器とし7て作用し、且つ貯
槽からの知;廃液で1和される。ノや一ス被ツクスの如
き透明なプラスチックスを貯槽に使用した場合は液のし
々ルがみえるので有利である。
延長した表面t+’tの1鍋極に使用した白金ワイヤ巻
きの代わりに、細い白金r−ノのスリーブから成るもの
(図示なし)を使用し、間隔のある支持体上の巻型1」
二に設け、各々のリードに連結することができる。これ
は装置の感度を高めるがそのコストが有意に高くなる。
1!i制御計装訃よひ電池パワーノ!ツクは小さく、且
つポータプルに韓作することができ、コンセントf ツ
Irjて人がプローブヘッドを手!ll11で使用し例
えばプラントの)IFの漏洩を監視することができる0
個人的および4シ2帯用監況器とするために、本づ6明
のグローブヘッドは制御計装および電池パック川のハウ
ジングに取伺けることができる0
【図面の簡単な説明】
添+1V面は本発明の装置のプローブヘッドの例の雉直
肪面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)1M囲雰囲気寸たtよ気vit中の1成分を監視
    するための、ρI ’r:Jr(件の電7Il/I!質
    を使用する種類の?「気化学市2置において、フッ化水
    素(HF)を検出、監視および/オたけ分析するのに適
    していること、具化!Iiり/具素酸塩電解液(それ自
    体は公知)を使用すること」すよび1揚椋と比較して電
    解液/雰囲気また(・よ包流との接触面積がより大であ
    る陰極を使用1することをl時機とする上バピの電気化
    学ボニ11す。 (211/4に、叫イゐを赤)!Ti乞寸たは気流との
    直接接触からj四+’ifp fi)るい&、1実質的
    に隔雅している特許請求の範u■第(1)項に記載の装
    置ff。 (3)  臭化物/穴素酸塩電解液が臭化カルシウムと
    臭素酸カリウノ、の水溶液からなる特許flt’J求の
    範囲1Xtl+およびWE (21項のいずれかに記載
    の装置。 (4)  電解液が水利臭化カルシウムおよびρ素1貸
    カリウムを実質的に65:1の比率で含有する飽和溶液
    から成る特許請求の範囲印(1)〜(3)項のいずれか
    に記載の装置。 (5)装置のプローブヘッドが制御計装および電源と一
    体化して、上記装置が、フッ化水素を使用または製造し
    ているプラントの近くの周囲で使用するための個人的で
    携帯7ftの漏洩検出器/監視器として使用できるよう
    になっている特許請求のh・1)、囲第(り〜(4)項
    のいずれかに記載の装置ii7゜(6)林i4のプロー
    ブヘッドが制御計装および市、源から離れているが、そ
    hらに連結しており、必要に応じてプローブが移動可能
    と々つてbるかあるいけプラントに永久的に設置されて
    いる特許F+?J求のHの囲第(1)〜(4)項のいず
    れかに記1kZの装置。 (7)周U5 雰囲気廿たは気流中のフッ化水素を特t
    ′F請求の範囲第(1)〜(6)項のいずノ1かに61
    1載の電気化学装置C?で検出、監視および/lたけ定
    謂分析する方法。
JP58153989A 1982-08-23 1983-08-23 気体の1成分を監視および/または測定するための電気化学装置 Pending JPS5960252A (ja)

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CA (1) CA1200841A (ja)
DE (1) DE3330281A1 (ja)
ES (1) ES8406735A1 (ja)
FR (1) FR2532054B1 (ja)
GB (1) GB2129562B (ja)
IT (1) IT1200969B (ja)
NL (1) NL8302946A (ja)
SE (1) SE8304489L (ja)
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