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JPH0584853U - Zirconia gas analyzer - Google Patents

Zirconia gas analyzer

Info

Publication number
JPH0584853U
JPH0584853U JP2520092U JP2520092U JPH0584853U JP H0584853 U JPH0584853 U JP H0584853U JP 2520092 U JP2520092 U JP 2520092U JP 2520092 U JP2520092 U JP 2520092U JP H0584853 U JPH0584853 U JP H0584853U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zirconia
gas
tube
calibration
measurement
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.)
Withdrawn
Application number
JP2520092U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
俊也 長尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2520092U priority Critical patent/JPH0584853U/en
Publication of JPH0584853U publication Critical patent/JPH0584853U/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 校正時における内部電極の冷却を防止するこ
とにより校正時と測定時の誤差のないジルコニアガス分
析計を提供する。 【構成】 酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体電
解質で構成されたジルコニアセンサの起電力から測定ガ
ス中の濃度を求めるジルコニアガス分析計において,前
記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管1中に挿入
される管体20と,この管体の外周とジルコニア管の内
周で形成される空間に校正ガスを導入するガス導入管7
からなり,前記校正ガスは前記ジルコニア管1の測定ガ
ス導入口側の前記管体20とジルコニア管1の空間に導
入されて,ジルコニア管の底部に配置された内部電極1
6aに当たって測定ガス中に排出されるように構成する
と共に前記空間には気体流速遅延手段を設ける。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a zirconia gas analyzer which prevents the internal electrode from being cooled during calibration and has no error between calibration and measurement. [Structure] In a zirconia gas analyzer for determining the concentration in a measurement gas from an electromotive force of a zirconia sensor composed of a zirconia solid electrolyte composed of an oxygen ion conductor, a tube inserted into a zirconia tube 1 constituting the zirconia sensor. Body 20 and gas introduction pipe 7 for introducing a calibration gas into the space formed by the outer circumference of this tube and the inner circumference of the zirconia tube
The calibration gas is introduced into the space between the zirconia tube 1 and the tube body 20 on the measurement gas inlet side of the zirconia tube 1, and the internal electrode 1 is arranged at the bottom of the zirconia tube.
It is configured to be discharged into the measurement gas by hitting 6a, and a gas flow velocity delay means is provided in the space.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は,O2ガスの濃度を測定するためのジルコニアガス分析計に関し,校 正時と測定時の温度差に起因する測定誤差を防止したジルコニアガス分析計に関 すものである。The present invention relates to a zirconia gas analyzer for measuring the concentration of O 2 gas, and relates to a zirconia gas analyzer which prevents a measurement error caused by a temperature difference between calibration time and measurement time.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

図2はジルコニアガス分析計の一般的な構造と校正手段を示す断面図である。 図において1は酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体電解質で構成されてい る試験管形のジルコニア管,2は後述の外部電極16bの電極リードと接続する リング状の正側コンタクト,3は後述の内部電極16aの電極リードと接続する リング状の負側コンタクト,4はカバープレート,5はOリング,6はプローブ パイプ,7,7’は非触媒性の石英管または他のガラス管でなる校正ガス導入管 ,8は比較ガス導入管,9は熱電対,10はジルコニア管1を加熱するためのヒ ータ,11は仕切り板,12は燃焼排ガス等でなる測定ガスMGが流れる煙道の 壁(図示せず)等に装置を固定するためのフランジ,13は端子箱,14はパッ キング,15は校正ガス導入口、16aはジルコニア管1の底部に装着された多 孔質白金からなる内部電極,16bはジルコニア管1が基準ガスRGと接触する 面(外側面)に装着された多孔質白金でなる外側電極である。 FIG. 2 is a sectional view showing a general structure of a zirconia gas analyzer and a calibration means. In the figure, 1 is a test tube type zirconia tube composed of a zirconia solid electrolyte made of an oxygen ion conductor, 2 is a ring-shaped positive side contact to be connected to an electrode lead of an external electrode 16b described later, and 3 is an internal section described later. A ring-shaped negative contact connected to the electrode lead of the electrode 16a, 4 is a cover plate, 5 is an O-ring, 6 is a probe pipe, and 7 and 7'are non-catalytic quartz tubes or other glass tubes. Introducing pipe, 8 is a comparative gas introducing pipe, 9 is a thermocouple, 10 is a heater for heating the zirconia pipe 1, 11 is a partition plate, 12 is a wall of a flue through which the measurement gas MG such as combustion exhaust gas flows. A flange for fixing the device to a device (not shown), 13 is a terminal box, 14 is a packing, 15 is a calibration gas inlet, and 16a is a multi-porous platinum attached to the bottom of the zirconia tube 1. Internal electrodes that, 16b is an outer electrode made of a loaded porous platinum on the surface (outer surface) of the zirconia tube 1 is in contact with a reference gas RG.

【0003】 上記構成のジルコニアガス分析計において,MGはジルコニア管1の内側に導 かれ,内側電極16aに供給される。また,比較ガス導入管8から導入された比 較ガスRGはジルコニア管の外側に供給されている。このような状態で,ヒータ 10によりジルコニア管1を酸素イオン誘電体となる温度まで(通常,750℃ 程度)加熱すると,測定ガスMGは内部電極16aに接触して比較ガスとの間に 酸素濃淡電池の作用を起こす。この結果ジルコニアセンサの外側電極16bと負 側コンタクト3との間には,酸素分圧によって異なる起電力が発生する。この起 電力に対応した検出信号は図示しない信号処理器で信号処理することにより,測 定ガス中の酸素濃度を測定することができる。In the zirconia gas analyzer having the above structure, MG is guided inside the zirconia tube 1 and supplied to the inner electrode 16a. Further, the comparative gas RG introduced from the comparative gas introduction pipe 8 is supplied to the outside of the zirconia pipe. In such a state, when the zirconia tube 1 is heated by the heater 10 to a temperature at which it becomes an oxygen ion dielectric (usually about 750 ° C.), the measurement gas MG comes into contact with the internal electrode 16a and has an oxygen concentration Causes battery action. As a result, different electromotive force is generated between the outer electrode 16b of the zirconia sensor and the negative contact 3 depending on the oxygen partial pressure. The oxygen concentration in the measured gas can be measured by processing the detection signal corresponding to this electromotive force with a signal processor (not shown).

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで上記従来例において,校正時には校正ガス導入口15,校正ガス導入 管7,7’を介してジルコニア管内1に校正ガスを直接吹き込んでいるので,セ ンサ内の測定ガスと校正ガスを確実に置換させることが出来る。しかしながら, 校正ガスが内側電極に直接当たるので内側電極16aが冷却される。そのため測 定時とは電極の温度が異なるため測定誤差が発生するという問題がある。また, 測定ガスラインにドレンインが混入している場合は,そのドレインが直接電極に 吹き付けられるので電極16aが急冷され損傷する。等の問題があった。図3は 図2の改良例を示す要部断面図である。 By the way, in the above-mentioned conventional example, the calibration gas is directly blown into the zirconia pipe 1 through the calibration gas inlet 15 and the calibration gas inlet pipes 7 and 7'during calibration, so that the measurement gas and the calibration gas in the sensor can be reliably discharged. Can be replaced. However, since the calibration gas directly hits the inner electrode, the inner electrode 16a is cooled. Therefore, there is a problem that a measurement error occurs because the electrode temperature is different from that at the time of measurement. Further, when drain-in is mixed in the measurement gas line, its drain is directly blown onto the electrode, so that the electrode 16a is rapidly cooled and damaged. There was a problem such as. FIG. 3 is a sectional view of an essential part showing an improved example of FIG.

【0005】 図3において図2と同一部品には同一符号を付して重複する説明は省略するが ,17はプローブパイプの先端に装着されたフィルタであり,例えば非触媒性部 材であるシリコーンカーバイドの焼結材料で構成されている。このフィルタ17 は測定ガス中に含まれるダストのプロテクタとしても機能する。In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and the duplicated description is omitted, but 17 is a filter attached to the tip of the probe pipe, for example, silicone which is a non-catalytic member. It is composed of a sintered material of carbide. The filter 17 also functions as a protector for dust contained in the measurement gas.

【0006】 そしてこの場合,校正ガスはフィルタ17内に放出され,ジルコニア管1内に 拡散して内部電極に達する。この従来例においては校正ガスが直接内部電極に向 き合っていないため,校正ガスが内部電極16aを冷却することがなく測定時の 誤差を少なくすることが出来る。In this case, the calibration gas is discharged into the filter 17, diffuses into the zirconia tube 1 and reaches the internal electrode. In this conventional example, since the calibration gas does not directly face the internal electrode, the calibration gas does not cool the internal electrode 16a, and the error during measurement can be reduced.

【0007】 しかしながら,この場合には校正ガスが多量に必要となり,ジルコニア管1内 のガスが置換されにくく,測定ガスがジルコニア管1内に取り込まれにくいとい う問題がある。 本考案は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので,校正ガスを十 分に加熱した後内部電極に導いて,校正時における内部電極の冷却を防止するこ とにより校正時と測定時の誤差のないジルコニアガス分析計を提供することを目 的とする。However, in this case, a large amount of calibration gas is required, the gas in the zirconia tube 1 is difficult to be replaced, and the measurement gas is difficult to be taken into the zirconia tube 1. The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The calibration gas is sufficiently heated and then guided to the internal electrodes to prevent cooling of the internal electrodes during the calibration, thereby performing measurement during calibration. The aim is to provide a zirconia gas analyzer with no time error.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決する為に本考案は,酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体 電解質で構成されたジルコニアセンサの起電力から測定ガス中の濃度を求めるジ ルコニアガス分析計において,前記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管中 に挿入される管体と,この管体の外周とジルコニア管の内周で形成される空間に 校正ガスを導入するガス導入管からなり,前記校正ガスは前記ジルコニア管の測 定ガス導入口側の前記管体とジルコニア管の空間に導入されて,ジルコニア管の 底部に配置された内部電極に当たって測定ガス中に排出されるように構成すると 共に前記空間には気体流速遅延手段を設けたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a zirconia gas analyzer for determining the concentration in a measurement gas from the electromotive force of a zirconia sensor composed of a zirconia solid electrolyte made of an oxygen ion conductor. It consists of a tube inserted into the tube and a gas introduction tube that introduces a calibration gas into the space formed by the outer circumference of this tube and the inner circumference of the zirconia tube. It is configured so that it is introduced into the space of the tube body and the zirconia tube on the mouth side, hits the internal electrode located at the bottom of the zirconia tube, and is discharged into the measurement gas. At the same time, a gas flow velocity delay means is provided in the space. It is characterized by that.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

校正ガスは管体の外周とジルコニア管の内周で形成される空間に導入され,ジ ルコニア管の底部に配置された内部電極に当たって測定ガス中に排出される。校 正ガスは空間に設けられた気体流速遅延手段を通る間に十分に加熱される。 The calibration gas is introduced into the space formed by the outer circumference of the tube and the inner circumference of the zirconia tube, and strikes the internal electrode located at the bottom of the zirconia tube and is discharged into the measurement gas. The calibration gas is sufficiently heated while passing through the gas flow velocity delay means provided in the space.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

図1は本考案によるジルコニアガス分析計の一実施例を示す要部断面図である 。図において図2と同一部品には同一符号を付して重複する説明は省略するが, 20は管体であり,折り返し部20aと外周にねじ部20bが形成された筒部2 0cを有している。4aはプローブパイプ6の先端に溶接により固定された第1 カバープレートであり,このカバープレートの中央付近に管体20の折り返し部 20aの外周が気密に固定されている。4bは第1カバープレートにねじ止めさ れた第2カバープレートである。このように固定された状態でジルコニア管1の 底部と筒体20cの先端はわずかなすき間aを残して対峙している。また,折り 返し部20aの内周とジルコニア管1の外周は気密に固定されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a zirconia gas analyzer according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and the duplicated description is omitted, but reference numeral 20 denotes a tubular body having a folded portion 20a and a cylindrical portion 20c having a threaded portion 20b formed on the outer periphery thereof. ing. Reference numeral 4a is a first cover plate fixed to the tip of the probe pipe 6 by welding, and the outer periphery of the folded portion 20a of the tubular body 20 is airtightly fixed near the center of the cover plate. Reference numeral 4b is a second cover plate screwed to the first cover plate. In this fixed state, the bottom of the zirconia tube 1 and the tip of the tubular body 20c face each other with a slight gap a left therebetween. The inner circumference of the folded portion 20a and the outer circumference of the zirconia tube 1 are airtightly fixed.

【0011】 上記の構成において,校正ガスは図2に示すように炉外から供給され,校正ガ ス導入管7,7’を通る間にヒータ10により予熱される。次に校正ガスはジル コニア管1と筒部20cの空間に導かれる。そして校正ガスはねじ部20bと筒 体20cで形成されるすき間を回転しながら流れ,この間にヒータ10により十 分に加熱され,ドレインがある場合は気化される。加熱されたガスはジルコニア 管1の底部と筒体20cの先端から噴出し,内部電極に接触した後測定ガス側に 流出する。そしてジルコニア管に充満していた測定ガスを排除する。In the above configuration, the calibration gas is supplied from outside the furnace as shown in FIG. 2 and is preheated by the heater 10 while passing through the calibration gas introduction pipes 7 and 7 ′. Next, the calibration gas is introduced into the space between the zirconia tube 1 and the cylindrical portion 20c. Then, the calibration gas flows while rotating in a gap formed by the screw portion 20b and the cylindrical body 20c, is sufficiently heated by the heater 10 during this time, and is vaporized when there is a drain. The heated gas is ejected from the bottom of the zirconia tube 1 and the tip of the cylindrical body 20c, comes into contact with the internal electrode, and then flows out to the measurement gas side. Then, the measurement gas filled in the zirconia tube is removed.

【0012】 なお,上記実施例においては気体流速遅延手段としてねじ状の空間を形成した が,この例に限るものではない。例えば筒体の外周に所定の距離を隔てて凸状の リングを形成し,そのリングのそれぞれの一部に切り欠きを設けて校正ガスが筒 体20cの先端まで進む速度を遅延させるようにしてもよく,要は導入管7’を 出た校正ガスが長い経路を経て先端に達する様な形状であればよい。Although the screw-shaped space is formed as the gas flow velocity delay means in the above embodiment, the invention is not limited to this example. For example, a convex ring is formed on the outer periphery of the cylinder at a predetermined distance, and a notch is provided in each part of the ring to delay the speed at which the calibration gas travels to the tip of the cylinder 20c. The point is that the shape is such that the calibration gas exiting the inlet tube 7 ′ reaches the tip via a long path.

【0013】[0013]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上実施例とともに具体的に説明した様に,本考案のによれば,校正ガスがジ ルコニア管と筒部20cの間を進行する間に気体流速遅延手段を設けたので校正 ガスを十分に加熱することができる。そのため,校正ガスを電極に接触させても 電極が冷されることがない。従って校正時と測定時の電極の温度差がないので誤 差のないジルコニアガス分析計を実現することができる。 According to the present invention, as described in detail in connection with the above embodiments, the gas flow velocity delay means is provided while the calibration gas travels between the zirconia tube and the cylindrical portion 20c, so that the calibration gas is sufficiently heated. can do. Therefore, even if the calibration gas is brought into contact with the electrode, the electrode is not cooled. Therefore, since there is no temperature difference between the electrodes during calibration and measurement, a zirconia gas analyzer with no error can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例を示すジルコニアガス分析計
の要部構成断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the essential parts of a zirconia gas analyzer showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来例を示すジルコニアガス分析計の構成断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a zirconia gas analyzer showing a conventional example.

【図3】他の従来例を示すジルコニアガス分析計の要部
構成断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the essential parts of a zirconia gas analyzer showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ジルコニア管 4a,4b カバープレート 6 プローバパイプ 7,7’ 校正ガス導入管 10 ヒータ 16a 内部電極 16b 外部電極 20 管体 1 zirconia tube 4a, 4b cover plate 6 prober pipe 7, 7'calibration gas introduction tube 10 heater 16a internal electrode 16b external electrode 20 tube body

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】酸素イオン伝導体からなるジルコニア固体
電解質で構成されたジルコニアセンサの起電力から測定
ガス中の濃度を求めるジルコニアガス分析計において,
前記ジルコニアセンサを構成するジルコニア管中に挿入
される管体と,この管体の外周とジルコニア管の内周で
形成される空間に校正ガスを導入するガス導入管からな
り,前記校正ガスは前記ジルコニア管の測定ガス導入口
側の前記管体とジルコニア管の空間に導入されて,ジル
コニア管の底部に配置された内部電極に当たって測定ガ
ス中に排出されるように構成すると共に前記空間には気
体流速遅延手段を設けたことを特徴とするジルコニアガ
ス分析計。
1. A zirconia gas analyzer for determining the concentration in a measurement gas from the electromotive force of a zirconia sensor composed of a zirconia solid electrolyte composed of an oxygen ion conductor,
The zirconia sensor is composed of a tube body inserted into a zirconia tube and a gas introduction tube for introducing a calibration gas into a space formed by the outer circumference of the zirconia tube and the inner circumference of the zirconia tube. The gas is introduced into the space between the zirconia tube and the zirconia tube on the side of the measurement gas inlet of the zirconia tube, hits an internal electrode arranged at the bottom of the zirconia tube, and is discharged into the measurement gas. A zirconia gas analyzer characterized in that a flow velocity delay means is provided.
JP2520092U 1992-04-20 1992-04-20 Zirconia gas analyzer Withdrawn JPH0584853U (en)

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JP2520092U JPH0584853U (en) 1992-04-20 1992-04-20 Zirconia gas analyzer

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JP2520092U JPH0584853U (en) 1992-04-20 1992-04-20 Zirconia gas analyzer

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JPH0584853U true JPH0584853U (en) 1993-11-16

Family

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JP2520092U Withdrawn JPH0584853U (en) 1992-04-20 1992-04-20 Zirconia gas analyzer

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151557A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Denso Corp Gas sensor element and gas sensor using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

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Effective date: 19960801