JPS6281560A - 溶融金属用水素センサ− - Google Patents
溶融金属用水素センサ−Info
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- JPS6281560A JPS6281560A JP60222387A JP22238785A JPS6281560A JP S6281560 A JPS6281560 A JP S6281560A JP 60222387 A JP60222387 A JP 60222387A JP 22238785 A JP22238785 A JP 22238785A JP S6281560 A JPS6281560 A JP S6281560A
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- JP
- Japan
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- metal
- lead wire
- molten metal
- electrode
- measured
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- Pending
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-
- 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
- G01N27/4112—Composition or fabrication of the solid electrolyte
- G01N27/4114—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、溶融金属中の水素含量の迅速な測定を可能
とした溶融金属用水射センサーに関するものである。
とした溶融金属用水射センサーに関するものである。
（従来技術）
従来、溶融金属中の水素量を測定する方法では、溶融金
属を適当量サンプリングし、固化させた後真空加熱法、
真空融解法等で加熱抽出を行ない、ガスクロマトグラフ
ィーで分析されていた。しかるにこの分析法では、サン
プリング試料が固化する際に伴うガス放出や表面変質な
どが起こり易く、分析値のばらつく原因となり、そのた
めこれの防止には、極めて複雑な処理を必要とした。ま
た水素含量値の決定は、分析時間に約１０時間という長
時間を要するものであった。
属を適当量サンプリングし、固化させた後真空加熱法、
真空融解法等で加熱抽出を行ない、ガスクロマトグラフ
ィーで分析されていた。しかるにこの分析法では、サン
プリング試料が固化する際に伴うガス放出や表面変質な
どが起こり易く、分析値のばらつく原因となり、そのた
めこれの防止には、極めて複雑な処理を必要とした。ま
た水素含量値の決定は、分析時間に約１０時間という長
時間を要するものであった。
しかして、何よりも溶融金属の精錬にとって迅速に値を
得ることが最善の制御を可能とするもので、この迅速型
水素センサーの出現が強く要求されていた。
得ることが最善の制御を可能とするもので、この迅速型
水素センサーの出現が強く要求されていた。
また一方、ガス中の水素または水蒸気量検出装置として
、ストロンチウム、セリウムを主成分とする固体電解質
を用いたセンサーが知られているが、この構成では、標
準物質にガスを使用しているため、この棟の電池の原理
としてネルンストの式を適用するには、被測定物の温度
と同一の温度であることが基本要件で、一方が溶融金属
という高温の場合は、ガス温度のコントロールが極めて
困難で、実用上不可能であった。
、ストロンチウム、セリウムを主成分とする固体電解質
を用いたセンサーが知られているが、この構成では、標
準物質にガスを使用しているため、この棟の電池の原理
としてネルンストの式を適用するには、被測定物の温度
と同一の温度であることが基本要件で、一方が溶融金属
という高温の場合は、ガス温度のコントロールが極めて
困難で、実用上不可能であった。
（技術的課題）
そこでこの発明は、溶融金属中の水素含量値の正確な測
定を極めて迅速に灯なえるようにすることを技術的課題
とするものである。
定を極めて迅速に灯なえるようにすることを技術的課題
とするものである。
（技術的手段）
この発明は、上記の技術的課題を解決するためになされ
たもので、この発明の溶融金属用水素センサーを、以下
図面実施例について詳しく説明する。
たもので、この発明の溶融金属用水素センサーを、以下
図面実施例について詳しく説明する。
先ずセンサー素子／は、図面、特に第、２図でわかるよ
うに、ガラスやアルミナ質、ムライト質などから選ばれ
る耐火チー一部２の先端部に、ストロンチウム、セリウ
ムなどの酸化物からなる固体電解質チップ３（特開昭５
ざ−ＳＯ≠Ｓｔ号で開示されたものと基本的に同じ酸化
物で、ＳｒＱｔｉ−ｘＭｈｏ、−ｄの一般式で示され、
ＭはＹ、 ＳＣ，Ｙｂ、 Ｎｄ。
うに、ガラスやアルミナ質、ムライト質などから選ばれ
る耐火チー一部２の先端部に、ストロンチウム、セリウ
ムなどの酸化物からなる固体電解質チップ３（特開昭５
ざ−ＳＯ≠Ｓｔ号で開示されたものと基本的に同じ酸化
物で、ＳｒＱｔｉ−ｘＭｈｏ、−ｄの一般式で示され、
ＭはＹ、 ＳＣ，Ｙｂ、 Ｎｄ。
Ｐｒ、ｆまたは７．ｎを示し、２はＯ８ｊ以下の数値で
、ｄはＯからａｊの数値である。）を嵌合し、次いで金
属リード線よと接続された標準接金ｆｉｌＡ（例えばア
ルミニウム、銅等で、水素含量が既知のものが用いられ
る。）を内部に挿入し、シリカ、アルミナ或いはマグネ
シアなどの耐火粒からなる絶縁ノ（ウダー乙を充填し、
耐火セメント入りの耐火材などで封止蓋７とし、リード
線５を外部に突出させた状態で固定させて成り立ってい
る。
、ｄはＯからａｊの数値である。）を嵌合し、次いで金
属リード線よと接続された標準接金ｆｉｌＡ（例えばア
ルミニウム、銅等で、水素含量が既知のものが用いられ
る。）を内部に挿入し、シリカ、アルミナ或いはマグネ
シアなどの耐火粒からなる絶縁ノ（ウダー乙を充填し、
耐火セメント入りの耐火材などで封止蓋７とし、リード
線５を外部に突出させた状態で固定させて成り立ってい
る。
そして、白金やモリブテン等が使用できる高融点金属を
外部電極にとし、前記のセンサー素子／のリード線５を
外部電極どのリード線ヲが電圧計ｌＯに接続されて電池
となした構成で、さらに、被測定溶融金属の温度を測定
できる熱電対温度計１１を備えていることを特徴とする
ものである。
外部電極にとし、前記のセンサー素子／のリード線５を
外部電極どのリード線ヲが電圧計ｌＯに接続されて電池
となした構成で、さらに、被測定溶融金属の温度を測定
できる熱電対温度計１１を備えていることを特徴とする
ものである。
（作用）
上記構成によるこの発明センサーを、被測定溶融金属中
に浸漬することによって、一定の水素分圧を有する標準
極金属ｔに溶融し、固体電解質チップ３と従触して一方
の電極となり、外部Ｍ、極了を他方の電極とし、これら
の両電極をプロトン伝導性をセーする固体ＸＦｌ［で接
続されることにより、電池を形成して両電極間に生じる
起電力を測定し、同時に溶融金属の温度を測定し、この
両側定値より前述のネルンストの式で溶融金属中の水素
含量が求められるものである。
に浸漬することによって、一定の水素分圧を有する標準
極金属ｔに溶融し、固体電解質チップ３と従触して一方
の電極となり、外部Ｍ、極了を他方の電極とし、これら
の両電極をプロトン伝導性をセーする固体ＸＦｌ［で接
続されることにより、電池を形成して両電極間に生じる
起電力を測定し、同時に溶融金属の温度を測定し、この
両側定値より前述のネルンストの式で溶融金属中の水素
含量が求められるものである。
実施例
固体電解質チップ３として、３ｒＣｏ３：ａｔｏ：ｒｅ
、ｏ。
、ｏ。
で、／：θｑｓ：ｏ、ｏｓのモル比の配合物を成形焼成
したものを用い、ガラス製耐火チューブーの先端内部に
焼はめによって嵌合させた。そして標準極金属弘として
、／ｊ戸ｐｍの水素を含有したアルミニウム金属を用い
、リード線５を接続して挿入をした。
したものを用い、ガラス製耐火チューブーの先端内部に
焼はめによって嵌合させた。そして標準極金属弘として
、／ｊ戸ｐｍの水素を含有したアルミニウム金属を用い
、リード線５を接続して挿入をした。
次にｆＯ〜１０Ｏメツシュの粒度のシリカ粉末を用いて
、リード線の白金線と標準極アルミニウム金属を固定す
るまで充填した。そして耐火セメント入り水硬性モルタ
ルによって、封止蓋７を形成したものと、外部電極にに
は白金を用いて、電圧計１０に結線させた。
、リード線の白金線と標準極アルミニウム金属を固定す
るまで充填した。そして耐火セメント入り水硬性モルタ
ルによって、封止蓋７を形成したものと、外部電極にに
は白金を用いて、電圧計１０に結線させた。
また、シリカチューブ内にＰｔ系熱電対／ｌを用い、リ
ード線を結線させた温度計とを、第１図の配置で耐熱ス
リーブ／２内に耐熱材１３で固定保持した。
ード線を結線させた温度計とを、第１図の配置で耐熱ス
リーブ／２内に耐熱材１３で固定保持した。
（発明の効果）
上記実施例の水素センサーを実用的に使用した。
被測定溶融金属は、アルミニウム（温度乙にＯＱｃ ）
を用いた。これは既に予め、従来のガスクロマトグラフ
ィーで分析されたもので、水素含量が夫々ｊ戸戸ｍ、
ｉｏｐ戸Ｍ、３０戸声で起電力を測定したところ、その
平均値が、−３０，！；ｍＶ、 −／２．３ｔｎＶ、
＋２０．０ｍＶと夫々求められた。これはネルンストの
理論値である一’１３．／ｍＶ、−７乙、６ｍＶ、 ＋
２に、！ｒｍＶの直線傾同と一致し、補正を加えること
によって正確な値を求めることが可能となり、充分に使
用できることが立証された。
を用いた。これは既に予め、従来のガスクロマトグラフ
ィーで分析されたもので、水素含量が夫々ｊ戸戸ｍ、
ｉｏｐ戸Ｍ、３０戸声で起電力を測定したところ、その
平均値が、−３０，！；ｍＶ、 −／２．３ｔｎＶ、
＋２０．０ｍＶと夫々求められた。これはネルンストの
理論値である一’１３．／ｍＶ、−７乙、６ｍＶ、 ＋
２に、！ｒｍＶの直線傾同と一致し、補正を加えること
によって正確な値を求めることが可能となり、充分に使
用できることが立証された。
さらに測定時間も約１０分前後の短時間操業を現実化さ
せ、溶融金属の精錬作業に極めて迅速な制御を可能とし
たものである。
せ、溶融金属の精錬作業に極めて迅速な制御を可能とし
たものである。
図面はこの発明溶融金Ｆ４月水素センサーの実施例を水
子もので、第１図は概略縦断面図、第２図はセンサー素
子の縦断面図である。 ／６．センサー素子、２１．耐火チューブ 、３３．固
体電解質チップ、弘１．標準極金属、ｊ６．リード線、
乙０．絶縁パウダー、７９．封止蓋、了０．外部電極、
ワ０．リード線、ＩＯ，。 電圧計、１１９．熱電対、／２５．耐熱スリーブ、／３
１．耐熱材、
子もので、第１図は概略縦断面図、第２図はセンサー素
子の縦断面図である。 ／６．センサー素子、２１．耐火チューブ 、３３．固
体電解質チップ、弘１．標準極金属、ｊ６．リード線、
乙０．絶縁パウダー、７９．封止蓋、了０．外部電極、
ワ０．リード線、ＩＯ，。 電圧計、１１９．熱電対、／２５．耐熱スリーブ、／３
１．耐熱材、
Claims (1)
- 耐火チューブ２内の先端部に固体電解質チップ３を嵌合
し、次いでリード線５が接続された標準極金属４を内挿
し、その後絶縁パウダー６を充填して、さらに封止蓋７
で耐火チューブ２の後端部を閉鎖した構成からなるセン
サー素子１と、このセンサー素子１のリード線５及び外
部電極８のリード線９を電圧計１０に接続して電池とし
たものと、温度測定用の熱電対１１とを備えたことを特
徴とする溶融金属用水素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222387A JPS6281560A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 溶融金属用水素センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222387A JPS6281560A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 溶融金属用水素センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281560A true JPS6281560A (ja) | 1987-04-15 |
Family
ID=16781562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222387A Pending JPS6281560A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 溶融金属用水素センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281560A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4923308A (en) * | 1988-04-13 | 1990-05-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for determining the distribution of temperatures at surfaces of high temperature members |
| JP2006513403A (ja) * | 2002-09-14 | 2006-04-20 | ケンブリッジ ユニバーシティ テクニカル サービシズ リミティド | 水素検出装置および方法 |
| JP2018025421A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 東京窯業株式会社 | センサプローブ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106091A (en) * | 1977-01-21 | 1978-09-14 | Nat Res Dev | Measuring method and apparatus for hydrogen concentration |
| JPS5724852A (en) * | 1980-06-12 | 1982-02-09 | Electro Nite | Apparatus for measuring active oxygen content of melted metal |
| JPS5850458A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-24 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | ガルバニ−電池式湿度センサ− |
| JPS5857749B2 (ja) * | 1980-03-21 | 1983-12-21 | 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 | 表示制御方式 |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60222387A patent/JPS6281560A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106091A (en) * | 1977-01-21 | 1978-09-14 | Nat Res Dev | Measuring method and apparatus for hydrogen concentration |
| JPS5857749B2 (ja) * | 1980-03-21 | 1983-12-21 | 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 | 表示制御方式 |
| JPS5724852A (en) * | 1980-06-12 | 1982-02-09 | Electro Nite | Apparatus for measuring active oxygen content of melted metal |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4923308A (en) * | 1988-04-13 | 1990-05-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for determining the distribution of temperatures at surfaces of high temperature members |
| JP2006513403A (ja) * | 2002-09-14 | 2006-04-20 | ケンブリッジ ユニバーシティ テクニカル サービシズ リミティド | 水素検出装置および方法 |
| JP4773094B2 (ja) * | 2002-09-14 | 2011-09-14 | ケンブリッジ エンタープライズ リミティド | 水素検出装置および方法 |
| JP2018025421A (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 東京窯業株式会社 | センサプローブ |
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