JP2015125138A - 水素酸素濃度計測装置、水素酸素濃度計測システム、および水素酸素濃度計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素酸素濃度計測装置10は、被計測ガス1に含まれる水素と酸素とを検出する水素酸素検出手段11と、水素検出信号と水素濃度との関係を示す水素濃度計測用データ12を参照し、得られる水素検出信号の信号レベルと対応する水素濃度を求めることで水素濃度を計測する水素濃度計測手段13と、酸素検出信号と水素濃度計測手段から被計測ガスの水素濃度とを取得する一方、異なる複数の水素濃度毎の酸素検出信号と酸素濃度との関係を示す酸素濃度計測用データ14を参照して計測に使用する水素濃度におけるデータを取得し、取得した酸素検出信号の信号レベルと対応する酸素濃度を求めることで酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段15を具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態に係る水素酸素濃度計測方法は、例えば、本発明の実施形態に係る水素酸素濃度計測装置の一例である水素酸素濃度計測装置10(図1)や水素酸素濃度計測装置10を具備する水素酸素濃度計測システム50(図5)が、水素酸素濃度計測手順を実行することによって行われる。
Claims (14)
- 第1の電極が配設され、比較ガスが導入される比較ガス導入部と、第2の電極と第3の電極とが配設され、水素濃度および酸素濃度が計測される被計測ガスが導入される被計測ガス導入部と、前記第1の電極および前記第2の電極との間に接触した状態で介在する酸素イオン伝導部とを備え、前記第1の電極、前記第2の電極、および前記第3の電極から第1の電気的物理量と第2の電気的物理量とを検出することによって、前記被計測ガスに含まれる水素および酸素を検出する水素酸素検出手段と、
予め与えられる前記第1の電気的物理量と水素濃度との関係を示すデータである水素濃度計測用データを参照し、前記水素酸素検出手段から得られる前記第1の電気的物理量の値と対応する前記水素濃度の値を前記被計測ガスの水素濃度の計測値として得る水素濃度計測手段と、
予め与えられる前記被計測ガスの異なる複数の水素濃度毎の前記第2の電気的物理量と前記被計測ガスの酸素濃度との関係を示すデータを有する酸素濃度計測用データを参照し、前記水素濃度計測手段が得る前記被計測ガスの水素濃度の前記酸素濃度計測用データにおける前記水素酸素検出手段から取得する前記第2の電気的物理量の値と対応する前記被計測ガスの酸素濃度の値を前記被計測ガスの酸素濃度の計測値として得る酸素濃度計測手段と、を具備することを特徴とする水素酸素濃度計測装置。 - 前記第2の電極は、前記被計測ガスに曝される面に水素ガスによる燃焼を防止するコーティング処理が未実施である一方、前記第3の電極は、前記コーティング処理が実施されており、
前記水素濃度計測手段が検出する前記第1の電気的物理量は、前記比較ガスが前記比較ガス導入部に導入されるとともに前記被計測ガスが前記被計測ガス導入部に導入される場合に、導入の前後における前記第2の電極の抵抗値の変化量を示す電気的物理量であり、
前記水素濃度計測手段が検出する前記第2の電気的物理量は、前記酸素イオン伝導部に生じる起電力を示す電気的物理量であることを特徴とする請求項1記載の水素酸素濃度計測装置。 - 前記水素酸素検出手段は、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電圧を計測する電圧計が接続された電圧計測回路を備え、
前記第2の電気的物理量の値は、前記電圧計の指示値で与えられることを特徴とする請求項1または2記載の水素酸素濃度計測装置。 - 前記水素酸素検出手段は、抵抗値がそれぞれ既知である第1の抵抗素子および第2の抵抗素子を直列に接続したものと、抵抗値がそれぞれ既知である前記第2の電極および前記第3の電極とを直列に接続したものとを並列に接続して構成されるブリッジ部と、前記第1の抵抗素子と前記第2の電極との接点と前記第2の抵抗素子と前記第3の電極との接点との間に電圧を印加する定電圧回路と、前記1の抵抗素子と前記第2の抵抗素子との接点と前記第2の電極と前記第3の電極との接点との間を流れる電流を計測する電流計とを接続して構成される電流計測回路を備え、
前記第1の電気的物理量の値は、前記電流計の指示値で与えられることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の水素酸素濃度計測装置。 - 前記酸素濃度計測手段は、前記水素酸素検出手段から取得される前記被計測ガスの水素濃度が、前記酸素濃度計測用データの前記異なる複数の水素濃度の何れとも合致しない場合、前記異なる複数の水素濃度の少なくとも2個の前記第2の電気的物理量と前記被計測ガスの酸素濃度との関係を示すデータを補間することによって、前記水素酸素検出手段から取得される前記被計測ガスの水素濃度の前記第2の電気的物理量と前記被計測ガスの酸素濃度との関係を示すデータを生成して取得することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の水素酸素濃度計測装置。
- 前記被計測ガスを加熱するヒータと、このヒータの入り切りを制御するヒータ制御手段とをさらに具備することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の水素酸素濃度計測装置。
- 前記被計測ガスの温度を検出する温度検出部から出力される温度情報が示す前記被計測ガスの温度と設定される温度とを比べ、その結果に応じた信号を前記ヒータ制御手段に出力する温度監視手段をさらに具備することを特徴とする請求項6に記載の水素酸素濃度計測装置。
- 前記ヒータ制御手段は、前記被計測ガスの温度が一定に維持されるように前記ヒータの入り切りを制御するように構成されることを特徴とする請求項7に記載の水素酸素濃度計測装置。
- 前記設定される温度は、前記被計測ガスの露点温度以上の温度であり、
前記ヒータ制御手段は、前記被計測ガスの温度が前記被計測ガスの露点温度以上の温度に維持されるように前記ヒータの入り切りを制御するように構成されることを特徴とする請求項7または8に記載の水素酸素濃度計測装置。 - 請求項1から9の何れか1項に記載の水素酸素濃度計測装置を備えるシステムであって、
前記被計測ガスが封入される容器内の圧力を計測する圧力計から出力される圧力情報が示す前記容器内の圧力に基づいて、前記水素濃度計測手段が計測した前記被計測ガス中の水素濃度および前記酸素濃度計測手段が計測した前記被計測ガス中の酸素濃度の少なくとも一方を、前記容器内の全圧に対する濃度に換算する換算手段を具備することを特徴とする水素酸素濃度計測システム。 - 前記換算手段が、換算して得る前記容器内の全圧に対する濃度が設定される範囲外にある場合に異常と判断して警報器を発報させる発報手段をさらに具備することを特徴とする請求項10記載の水素酸素濃度計測システム。
- 前記水素酸素検出手段は、被計測ガスが通気可能な防爆容器内に収容されて、原子炉格納容器内に配設されることを特徴とする請求項10または11記載の水素酸素濃度計測システム。
- 請求項6から9の何れか1項に記載の水素酸素濃度計測装置を備えるシステムであって、
原子炉の事故を検知した場合に前記事故を検知したことを示す信号を出力する事故監視装置から前記事故を検知したことを示す信号を受け取ると、前記ヒータ制御手段へ前記ヒータの制御動作を開始する指令を与える事故時起動手段を具備することを特徴とする水素酸素濃度計測システム。 - 第1の電極が配設され、比較ガスが導入される比較ガス導入部と、第2の電極と第3の電極とが配設され、水素濃度および酸素濃度が計測される被計測ガスが導入される被計測ガス導入部と、前記第1の電極および前記第2の電極との間に接触した状態で介在する酸素イオン伝導部とを備え、前記第1の電極、前記第2の電極、および前記第3の電極から第1の電気的物理量と第2の電気的物理量とを検出することによって、前記被計測ガスに含まれる水素および酸素を検出する水素酸素検出手段と、予め与えられる前記第1の電気的物理量と水素濃度との関係を示すデータである水素濃度計測用データを参照し、前記水素酸素検出手段から得られる前記第1の電気的物理量の値と対応する前記水素濃度の値を前記被計測ガスの水素濃度の計測値として得る水素濃度計測手段と、予め与えられる前記被計測ガスの異なる複数の水素濃度毎の前記第2の電気的物理量と前記被計測ガスの酸素濃度との関係を示すデータを有する酸素濃度計測用データを参照し、前記水素濃度計測手段が得る前記被計測ガスの水素濃度の前記酸素濃度計測用データにおける前記水素酸素検出手段から取得する前記第2の電気的物理量の値と対応する前記被計測ガスの酸素濃度の値を前記被計測ガスの酸素濃度の計測値として得る酸素濃度計測手段とを具備する装置を用いて行う水素酸素濃度計測方法であり、
前記水素酸素検出手段が、前記比較ガスが前記比較ガス導入部に導入されるとともに前記被計測ガスが前記被計測ガス導入部に導入される場合に前記第1の電気的物理量と前記第2の電気的物理量とを検出するステップと、
前記水素濃度計測手段が、前記水素濃度計測用データを参照し、前記水素酸素検出手段から得られる前記第1の電気的物理量の値と対応する前記水素濃度の値を前記被計測ガスの水素濃度の計測値として得るステップと、
前記酸素濃度計測手段が、前記酸素濃度計測用データを参照し、前記水素濃度計測手段が得る前記被計測ガスの水素濃度の前記酸素濃度計測用データにおける前記水素酸素検出手段から取得する前記第2の電気的物理量の値と対応する前記被計測ガスの酸素濃度の値を前記被計測ガスの酸素濃度の計測値として得るステップと、を備えることを特徴とする水素酸素濃度計測方法。
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