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ジルコニア方式酸素センサーの長所は何でしょうか?
ジルコニア方式の酸素センサーはジルコニアが持っている物理化学的特性(高い耐化学性、耐腐食性)のため、様々な条件のガス雰囲気で安定的な測定が可能であり、一般的に実現できる全ての酸素分圧を測定することができ、多様な分野に適用が可能です。
In-situ(直接式) / Ex-situ(抽出式) 測定方法の違いは?
この方法はセンサーの感知部周辺の酸素濃度を直接測定することができるために、反応路内部の酸素分圧を測定する最も理想的な方法と言えます。しかし、ジルコニア方式の酸素センサーが然るべく作動するためには少なくとも摂氏 700度以上の温度に到逹しなければなりませんが、測定しようとする場所の温度がこれに及ばない場合には正確な測定が不可能です。こういう時に使用できる方法が Ex-situ(抽出式)測定方法です。
ジルコニア方式酸素センサーで測定が可能な範囲は?
ジルコニア方式の酸素センサーで測定が可能な酸素濃度の範囲は対象ガスの温度条件によって3種類に区分できます。まず第一に、対象ガスの温度が摂氏 400度以下の時: 測定可能な酸素濃度範囲は 100% から 1ppm; 第二に、対象ガスの温度が摂氏700度以上の時: 測定可能な酸素濃度範囲は 100%~10-25atm; 第三に、対象ガスの温度が摂氏 400~700度の時: 測定可能な酸素濃度範囲は対象ガスの温度以外の条件も考慮しなければならないので弊社にお問い合わせ下さい。
温度によってセンサーの出力が変わりますか?
ジルコニア方式酸素センサーの出力は 1次的に電圧信号として現われます。この電圧信号は温度に比例する特性を持っており、同じ酸素濃度であっても温度が増加すれば一緒に増加します。かかる理由からセンサー内部に温度センサーが一緒に構成されています。酸素センサーあるいは濃度測定器で表示される酸素濃度はセンサーの電圧信号とセンサーの温度をベースに正確に計算されます。
使用環境 / 設備によって酸素センサー / 分析機を選択する基準は?
対象ガスの温度が充分に高くて(摂氏700度以上) 設備内部にセンサーを挿入できる空間があれば OP-B series あるいは OP-P series、対象ガスの温度が低ければ OM-P series あるいは OM-10S、設備に常時連結せずに必要時に移動して使用するなら C-100/CP-100を選択することが勧められます。
水素と水蒸気によって酸素分圧がどのように変わりますか?
水素と水蒸気を含むガスの酸素分圧は相互間の化学反応が起きない時と化学反応が円滑に起きる時を基準に分けることができます。化学反応が起きない低い温度では水素や水蒸気は酸素分圧に影響を与えることができませんが、化学反応が起き得る高い温度では水素が酸素と反応して水蒸気を形成したり水蒸気が水素と酸素に分解されてガス内の酸素分圧に影響を与えるようになります。基本的にジルコニア方式酸素センサーの作動温度は化学反応が円滑に起き得る条件であり、水素の濃度が増加すれば酸素分圧が低くなり、水蒸気の濃度が増加すれば酸素分圧が高くなります。増加あるいは減少する酸素分圧は各ガス種の濃度と温度によって熱力学的に決定されます。
測定ガスに水分が含まれている時は水分を除去して測定しなければなりませんか?
測定ガスに多量の水分が存在する場合には水分が凝結して液体状態でセンサーに到逹するようになるとセンサーが破損する危険があり、このような問題のために測定ガスの水分を除去して測定する場合があります。しかし Q6に記述したように、ジルコニア方式酸素センサーの作動温度でガスに水分が存在すると化学反応によって分解され酸素分圧を高めます。水素が存在しない時にはその程度が微々たるもので水蒸気を除去して測定しても構いませんが、水素が存在する時には水蒸気を除去すると実際の酸素分圧よりはるかに小さな値が測定されます。したがって正確な測定のためには水分を除去するよりも水分が凝結しないようにするのが勧められます。
酸素センサーの検定/矯正方法は?
精密測定が必要な酸素センサー/分析機の場合には標準ガスを利用した精密検矯正が必要です。Air 基準点を利用して零点調整を行い、3種類以上の標準ガスを利用して酸素濃度による出力を理論値と比較することによって精密な精密検矯正が遂行されます(検矯正に使われる標準ガスの種類: 100% O2、Air、N2 balance 1000ppm O2、高純度 N2、N2 balance 1%H2、N2 balance 0.1%H2 等)。 弊社では国内最高水準のセンサーの検矯正システムを構築し、製品出荷時に標準ガスを利用した精密検査を実施し試験成績書を発給しています。また使用中の製品に対しても依頼を受けて精密検矯正を遂行しており、現場点検プログラムも実施中です。
分析機内部に水が入った時の措置方法は?
分析機内部に液体状態の水が入ると酸素センサーが破損する危険があります。水が流入したら直ちに測定ガスの供給を止め乾燥した空気を流して分析機内部を乾燥させてください。弊社にお送りいただいて状態点検を受けることをお勧め致します。
酸素センサー/分析機はどのように管理すればいいですか?
ジルコニア酸素センサーは破損や深刻な電極汚染などの問題が発生しなければ周期的な管理を通じて半永久的に使用できる製品です。一般的な環境で使用する場合は、約年1回定期検査でセンサーの状態を点検して、必要な場合は校正を実施すれば、センサーの優秀な精度/正確度を長期間維持することができます。しかし、使用温度や汚染物質の有無によって、感知電極の劣化(degradation)が進行する程度が異なるため、下記のような使用環境ではより短い周期で点検管理や検定を行うことが望まれます。
 - 1300℃以上の超高温や高還元性の空気(水素)で長期間使用する場合
 - ハロゲン、硫黄(S)、シアン化物(CN-)及びB、As、Pb、P、Biなど白金との反応性の強い元素成分が存在する場合
 - 揮発性有機化合物(VOC)がたくさん含まれている場合


弊社では最高レベルの検査及び較正システムを構築しており、専門家による現場点検プログラムも実施しています。
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