发明名称 熔融金属中之氢含量测定用测感器探头及氢浓度测定方法
摘要 在钙钛矿型质子导电性固体电解质所构成之一端闭塞式测感器元件之内表面上形成由多孔质电极所构成之基准电极,而在该测感器元件之外表面上形成由多孔质电极所构成之测定电极。继之藉密封材使基准电极与测定电极互相气密隔离,而将测感器元件外表面上之测定电极之至少一部份插通一呈杯状之陶瓷制测感器元件支座,以组合两者。然后,使该支座自其开口部起浸渍于熔融金属中,以将与熔融金属接触之空间封闭于该支座内。藉此,可防止其构成测感器元件之固体电解质之还原,不必使测感器元件直接浸渍于熔融金属中,即可实现熔融金属中之氢浓度之高精度测定,由此可长时间测定氢浓度,可提供有可能小型化之测感器探头及氢浓度测定方法。
申请公布号 TW207568 申请公布日期 1993.06.11
申请号 TW081109836 申请日期 1992.12.08
申请人 东京窑业股份有限公司 发明人 小出邦博;矢綦保
分类号 G01N27/27;G05D11/13;G05D21/00 主分类号 G01N27/27
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1﹒一种熔融金属中氢溶解量测定用测感器探头, 其具有:由钙钛矿(per ovskite)型质子导电性固体电解质所构成之一端闭 塞式测感器元 件,形成于此测感器元件内表面上之多孔质电极所 构成之基准电极,形成 于上述测感器元件外表面上之多孔质电极所构成 之测定电极,使上述基准 电极与测定电极气密隔离之密封材,以及以上述测 感器元件外表面上之上 述测定电极之至少一部份可突出于其内侧之方式 套嵌在上述测感器元件之 外侧之陶瓷所制之套筒或杯状支座者。 2﹒如申请专利范围第1项之测感器探头,其中具有 基准气体供给装置,以将 成为贾法尼电动势(galvanicelectromotivefo rce)之基准之基准气体供给至上述形成于测感器元 件内表面上之基准 电极者。 3﹒如申请专利范围第1项之测感器探头,其中在上 述测感器元件内以与上述 基准电极接触之方式填充有固体基准物质,以作为 贾法尼电动势之基准者 。 4﹒如申请专利范围第1项之测感器探头,其中在上 述套筒或杯状支座之开放 端部嵌入有通气性多孔质滤器,以阻止熔融金属之 侵入者。 5﹒如申请专利范围第1项之测感器探头,其中拥有 被填充于上述套筒或杯状 支座之自上述测感器元件突出之部份内之陶瓷纤 维,以阻止熔融金属之侵 入者。 6﹒如申请专利范围第1项之测感器探头,其中具有: 陶瓷纤维,被填充于上 述套筒或杯状支座之自上述测感器元件突出之部 份内,以阻止熔融金属之 侵入,及皮膜,被覆于上述套筒外用面之浸渍于熔 融金属之部份上,以使 该部份与上述熔融金属间之可湿性高于上述套筒 未设皮膜部份与熔融金属 间之可湿性者。 7﹒如申请专利范围第6项之测感器探头,其中该皮 膜为厚度3m以上之金 属皮膜者。 8﹒一种测定熔融金属中之氢溶解量之方法,乃使 申请专利范围第1项所载述 之氢溶解量测定用测感器探头之该套筒或支座自 其开口部起浸渍于熔融金 属中以将与熔融金属接触之空间封闭于该套筒或 支座内,而将与上述熔融 金属中之氢浓度达成平衡状态之上述空间内之气 体气氛中之氢浓度利用上 述氢溶解测定用测感器探头之该项基准电极与测 定电极之间产生之贾法尼 电动势来测定者。 9﹒一种熔融金属中之氢溶解量测定用测感器探头 ,其具有:由钙钛矿型质子 导电性固体电解质所构成之一端闭塞式测感器元 件,形成于此测感器元件 内表面上之多孔质电极所构成之基准电极,形成于 上述测感器元件外表面 上之多孔质电极所构成之测定电极,使上述基准电 极与测定电极气密隔离 之密封材,以及将上述测感器元件包围以与上述测 感器元件之间形空间之 不容许熔融金属透过而仅容许气体透过之多孔质 陶瓷所制之盖帽者。 10﹒如申请专利范围第9项之测感器探头,其中该多 孔质陶瓷所制之盖帽系 属碳化矽质者。 11﹒如申请专利范围第9项之测感器探头,其中该多 引质陶瓷所制之盖帽为 具有气孔直径30m以下者。 12﹒如申请专利范围第9项之测感器探头,其中具有 基准气体供给装置,以 将成为贾法尼电动势之基准之基准气体供给至上 述形成于测感器元件内 表面上之基准电极者。 13﹒如申请专利范围第9项之测感器探头,其中在上 述测感器元件内以与上 述基准电极接触之方式填充有固体基准物质,以作 为贾法尼电动势之基 准者。 14﹒一种熔融金属中之氢溶解量测定用测感器探 头,其具有:由钙钛矿型质 子导电性固体电解质所构成之一端闭塞式测感器 元件,形成于此测感器 元件外表面上之多孔质电极所构成之基准电极,形 成于上述测感器元件 内表面上之多孔质电极所构成之测定电极,以此测 感器元件之开放端可 控若干长度突出之方式套嵌在其外侧之保持构件 或套筒,以及使上述基 准电极与测定电极气密隔离之密封材者。 15﹒如申请专利范围第14项之测感器探头,其中具 有基准气体供给装置, 以将成为贾法尼电动势之基准之气体导入该套筒 内而将上述基准气体供 给至上述基准电极者。 16﹒如申请专利范围第14项之测感器探头,其中拥 有固体基准物质,系被 配置以于该套筒内与该基准电极接触而成为贾法 尼电动势之基准者。 17﹒如申请专利范围第14项之测感器探头,其中具 有一嵌入该测感器元件 之开放端部之通气性多孔质滤器,以阻止熔融金属 之侵入者。 18﹒如申请专利范围第14项之测感器探头,其中在 该测感器元件内填充有 陶瓷纤维,以阻止熔融金属之侵入者。 19﹒如申请专利范围第14项之测感器探头,其中具 有:陶瓷纤维,被填充 于该测感器元件内以阻止熔融金属之侵入,皮膜, 被覆于陶瓷管及测感 器元件之外周面之浸渍于熔融金属之部份上以使 该部份与上述熔融金属 间之可湿性高于上述陶瓷管及测感器元件与熔融 金属间之可湿性者。 20﹒如申请专利范围第19项之测感器探头,其中该 皮膜为具有厚度3m 以上之金属皮膜者。 21﹒一种测定熔融金属中之氢溶解量之方法,乃将 申请专利范围第14项有 关之测感器探头之测感器元件配置以使其开放端 侧端部之若干部份浸渍 于熔融金属中,以将与熔融金属接触之空间封闭于 上述元件内部,而将 与上述熔融金属中之氢浓度达成平衡状态之上述 空间内之气体气氛中之 氢浓度利用上述氢溶解量测定用测感器探头之上 述基准电极与测定电极 间产生之贾法尼电动势来测定者。图示简单说明 图1为显示本发明第一实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之测感器元件 之断面图。 图2为显示该第一实施例装设宥该测 感器元件之测感器探头之断面图。 图3为显示本实施例一变型例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之测感器元件 之断面图。 图4为显示本实施例之测感器探头之 测定精度试验装置之模式图。 图5为显示依照循环气体法之氢浓度 测定値与本实施例测感器元件之电动势之 关系的线图。 图6为显示依照循环气体法之氢浓度 测定値与本实施例测感器元件之电动势之 关系的线图。 图7为显示本发明第二实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图8为显示该第二实施例一变型例之 断面图。 图9为显示本发明第三实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图10为显示该第三实施例一变型例之 断面图。 图11为显示本发明第四实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图12为显示该第四实施例一变型例之 断面图。 图13为显示本发明第五实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图14为显示本发明第六实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图15为显示该第六实施例一变型例之 断面图。 图16为显示本发明第七实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图17为显示本发明第八实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图18为显示该第八实施例一变型例之 断面图。 图19为显示本说明第九实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图20为显示该第九实施例一变型例之 断面图。 图21为显示本发明第十实施例有关之 氢溶解量测定用测感器探头之断面图。 图22为显示该第十实施例一变型例之 断面图。
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