JP3154862B2 - Output correction method for oxygen analyzer - Google Patents
Output correction method for oxygen analyzerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は酸素分析装置の出力補正方法に係
り、特に自動車の内燃機関や各種の工業炉において、燃
焼排ガス中の過剰酸素濃度および不足酸素濃度等を酸素
分析装置を用いて測定して、燃焼混合ガスの空燃費等を
求める測定系乃至は制御系に好適に適用され得て、測定
精度を有利に向上せしめ得る、酸素分析装置の出力補正
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for correcting the output of an oxygen analyzer, and more particularly to measuring the excess oxygen concentration and the insufficient oxygen concentration in combustion exhaust gas using an oxygen analyzer in an internal combustion engine of an automobile or various industrial furnaces. In addition, the present invention relates to a method for correcting the output of an oxygen analyzer, which can be suitably applied to a measurement system or a control system for determining the air-fuel efficiency or the like of a combustion mixed gas and can advantageously improve the measurement accuracy.
【０００２】[0002]
【背景技術】従来より、自動車用内燃機関や各種工業炉
等の燃焼混合ガスの空燃費：Ａ／Ｆを計測する装置の一
種として、酸素濃淡電池方式の電気化学的セルと酸素ポ
ンプ方式の電気化学的セルとを組み合わせ、燃焼混合ガ
スの燃焼後の排ガス成分と装置出力（酸素ポンプ電流）
との対応関係に基づいて、燃焼混合ガスの空燃費を計測
するようにした、所謂ダブルセルタイプの酸素分析装置
が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as one type of a device for measuring the air / fuel ratio of an air-fuel mixture of an internal combustion engine for automobiles, various industrial furnaces, and the like, an electrochemical cell of an oxygen concentration cell type and an electric power of an oxygen pump type have been used as a type of device for measuring A / F. Combined with a chemical cell, the exhaust gas component after combustion of the combustion mixed gas and the device output (oxygen pump current)
There is known a so-called double-cell type oxygen analyzer that measures the air-fuel efficiency of a combustion mixed gas based on the correspondence between the two.
【０００３】かかる酸素分析装置は、酸素イオン伝導性
の固体電解質体に少なくとも一対の電極を設けてなる電
気化学的セルの二つを用いて構成されていると共に、そ
れら二つのセル間に、燃焼排ガスが所定の拡散抵抗下に
導かれる内部空間が形成されている。そして、第一のセ
ル（酸素濃淡電池方式のセルで、以下「センサセル」と
いう）によって内部空間の酸素分圧に応じたネルンスト
の式に基づく起電力を得る一方、該センサセルの起電力
が酸素過剰率：λ＝１に相当する一定の発生電圧になる
ように、第二のセル（酸素ポンプ方式のセルで、以下
「ポンプセル」という）における酸素ポンピング作用に
よって、内部空間の酸素分圧を調節することにより、燃
焼排ガスの成分に応じた出力が、ポンプセルにおけるポ
ンプ電流値として得られるようになっている。[0003] Such an oxygen analyzer is constituted by using two electrochemical cells in which at least a pair of electrodes are provided on an oxygen ion-conductive solid electrolyte body, and a combustion chamber is provided between the two cells. An internal space through which the exhaust gas is guided under a predetermined diffusion resistance is formed. Then, an electromotive force based on the Nernst equation according to the oxygen partial pressure of the internal space is obtained by a first cell (an oxygen concentration cell type cell, hereinafter referred to as a “sensor cell”), while the electromotive force of the sensor cell is excessive oxygen. The oxygen partial pressure in the internal space is adjusted by an oxygen pumping action in a second cell (oxygen pump type cell, hereinafter, referred to as “pump cell”) so that a constant generated voltage corresponding to the rate: λ = 1 is obtained. Thus, an output corresponding to the component of the combustion exhaust gas is obtained as a pump current value in the pump cell.
【０００４】すなわち、このようなダブルセルタイプの
酸素分析装置（ＴｉＯ2 等の半導体型センサによってリ
ーン，リッチを判別して、ポンプセルに供給する電圧の
極性を変える方式のものも含む）にあっては、下記（式
１）に示される関係に基づいて、燃焼排ガス中の酸素分
圧やＣＯ，Ｈ2 分圧に応じた出力：Ｉp を与える。 Ｉp ＝Ｋo2・Ｐo2(II)−Ｋco・Ｐco−ＫH2・ＰH2 ・・・（式１） Ｋo2：酸素濃度電流感度係数 Ｐo2(II)：内部空間における燃焼排ガス中のＯ2 分圧 Ｋco：ＣＯ濃度電流感度係数 Ｐco：燃焼排ガス中のＣＯ分圧 ＫH2：Ｈ2 濃度電流感度係数 ＰH2：燃焼排ガス中のＨ2 分圧That is, in such a double cell type oxygen analyzer (including a type in which the polarity of the voltage supplied to the pump cell is changed by determining lean or rich by a semiconductor type sensor such as TiO 2 ). Gives an output: Ip according to the partial pressure of oxygen in the combustion exhaust gas and the partial pressure of CO and H 2 based on the relationship shown in the following (Equation 1). Ip = Ko 2 · Po 2 ( II) -Kco · Pco-KH 2 · PH 2 ··· ( Equation 1) Ko 2: oxygen concentration current sensitivity coefficient Po 2 (II): O 2 in the combustion exhaust gas in the interior space the partial pressure Kco: CO concentration current sensitivity coefficient Pco: CO partial pressure in the flue gas KH 2: H 2 concentration current sensitivity coefficient PH 2: H 2 partial pressure in the combustion exhaust gas
【０００５】また、燃焼排ガス成分は、下記（式２），
（式３）に示される、燃焼前と燃焼後の反応モル数比較
によって得ることができる。 （イ）燃焼前 Ｃm Ｈn ＋λ・｛Ｏ2 ＋（ｍ＋ｎ）／４｝・（79.05 ／20.95)・Ｎ2 ・・・（式２） （ロ）燃焼後 Ａ1 ・ＣＯ＋Ａ2 ・ＣＯ2 ＋Ａ3 ・Ｈ2 ＋Ａ4 ・Ｈ2 Ｏ＋Ａ5 ・Ｏ2 ＋Ａ6 ・Ｎ2 ・・・（式３） Ｃm Ｈn ：炭素，水素系燃料 ｍ ：１モル中の燃料の炭素成分数 ｎ ：１モル中の燃料の水素成分数 λ ：空気過剰率 Ａ1 〜Ａ6 ：燃焼排ガス中の各成分の数[0005] The combustion exhaust gas component is represented by the following (Equation 2),
It can be obtained by comparing the number of moles of reaction before and after combustion as shown in (Equation 3). (B) Before combustion Cm Hn + λ · {O 2 + (m + n) / 4} · (79.05 / 20.95) · N 2 (Equation 2) (b) After combustion A 1 · CO + A 2 · CO 2 + A 3 · H 2 + A 4 · H 2 O + A 5 · O 2 + A 6 · N 2 ··· (Formula 3) Cm Hn: Carbon, hydrogen-based fuel m: Number of carbon components of fuel in 1 mol n: 1 mol Number of hydrogen components in fuel λ: excess air ratio A 1 to A 6 : number of components in combustion exhaust gas
【０００６】従って、下記（式４）に示される水性ガス
反応係数：Ｋ(t) を入れて、上記燃焼前後の方程式を解
くことによって、酸素分析装置出力と燃焼排ガス中の酸
素濃度、酸素分析装置出力と過剰空気率、或いは酸素分
析装置出力と燃焼混合ガスの空燃費との関係を、直接実
験結果や近似計算結果を利用して求めることができるの
である。 Ｋ(t) ＝ Ｐco・ＰH2O ／Ｐco2 ・ＰH2 ・・・（式４）[0006] Therefore, the water gas reaction coefficient: K (t) shown in the following (Equation 4) is inserted, and the equation before and after the combustion is solved to obtain the output of the oxygen analyzer, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, and the oxygen analysis. The relationship between the output of the device and the excess air ratio, or the output of the oxygen analyzer and the air-fuel efficiency of the combustion gas mixture can be obtained directly using experimental results and approximate calculation results. K (t) = Pco · PH 2 O / Pco 2 · PH 2 ··· ( Equation 4)
【０００７】しかしながら、このようにして酸素分析装
置の出力から燃焼混合ガスの空燃費等を求めるに際して
は、装置に及ぼされる燃焼排ガス圧力の変化によって、
測定値に誤差が生ずるという問題があった。However, when the air-fuel efficiency of the combustion mixed gas is determined from the output of the oxygen analyzer in this manner, the change in the pressure of the combustion exhaust gas exerted on the apparatus may cause a problem.
There is a problem that an error occurs in the measured value.
【０００８】そこで、本出願人は、先に、特開平４−２
０４２４６号公報において、燃焼排ガスの圧力を検出
し、酸素分析装置の出力：Ｉp に対して、下記（式５）
に従う圧力補正を加えることにより、ガス圧力補正出
力：Ｉp ′を得るようにした酸素分析装置の出力補正方
法を提案した。 Ｉp ′＝ Ｉp × ＫB ・・・（式５） ＫB ＝（Ｐ0 ／Ｐ）B Ｐ0 ：燃焼排ガスにおける測定基準圧力 Ｂ ：酸素分析装置個体のガス圧力変動指数Accordingly, the applicant of the present invention has disclosed in
No. 04246, the pressure of the combustion exhaust gas is detected, and the output of the oxygen analyzer: Ip is expressed by the following (Equation 5).
A method of correcting the output of the oxygen analyzer was proposed in which a gas pressure corrected output: Ip 'was obtained by applying a pressure correction according to the following. Ip '= Ip × K B ··· ( Equation 5) K B = (P 0 / P) B P 0: measurement in the flue gas reference pressure B: Gas pressure fluctuation index of oxygen analyzer individuals
【０００９】かかる補正方法に従えば、酸素分析装置個
体について、予め、ガス圧力変動指数：Ｂを実測して求
めておけば、燃焼排ガス圧力が変化した場合にも、容易
且つ迅速に酸素分析装置の出力補正を行なうことができ
るのである。According to such a correction method, if the gas pressure fluctuation index: B is measured and obtained in advance for each oxygen analyzer, the oxygen analyzer can be easily and quickly obtained even when the exhaust gas pressure changes. Output correction can be performed.
【００１０】ところが、このような補正方法について、
本発明者らが更なる検討を加えたところ、燃焼排ガス圧
力の変動幅が特に大きい場合には、酸素分析装置の出力
補正精度が大幅に低下してしまうことが明らかとなっ
た。However, regarding such a correction method,
The present inventors have made further studies and found that when the fluctuation width of the combustion exhaust gas pressure is particularly large, the output correction accuracy of the oxygen analyzer is greatly reduced.
【００１１】[0011]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、燃焼排ガス圧力の変動幅が大きい場合に
も、酸素分析装置の出力に対して高精度な補正を加える
ことのできる、改善された酸素分析装置の出力補正方法
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide an oxygen analyzer which can be used even when the fluctuation range of the combustion exhaust gas pressure is large. It is an object of the present invention to provide an improved oxygen analyzer output correction method capable of performing a highly accurate correction on the output.
【００１２】[0012]
【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明の特徴とするところは、酸素イオン伝導性の固体電
解質体と少なくとも一対の電極とからなる第一及び第二
の電気化学的セルを設けて、該第一の電気化学的セルに
おける酸素濃淡電池作用により、燃焼排ガスが所定の拡
散抵抗下に導かれる内部空間における酸素分圧に応じた
起電力を得る一方、前記第二の電気化学的セルにおける
酸素ポンピング作用により、該第一の電気化学的セルの
起電力が略一定となるように、前記内部空間の酸素分圧
を調節することにより、該燃焼排ガス中の酸素濃度に応
じた出力を、かかる第二の電気化学的セルにおけるポン
プ電流値として得るようにした酸素分析装置において、
前記燃焼排ガスの圧力：Ｐを検出し、前記酸素分析装置
の出力：Ｉp に、下式： Ｉp ′＝ Ｉp × ＫB ＫB ＝（Ｐ0 ／Ｐ）B Ｐ0 ：燃焼排ガスにおける測定基準圧力 Ｂ ：酸素分析装置個体のガス圧力変動指数 に従う圧力補正を加えることにより、ガス圧力補正出
力：Ｉp ′を得るに際して、前記燃焼排ガスの圧力：Ｐ
の変化に伴う前記ガス圧力変動指数：Ｂの変化を実測
し、それら燃焼排ガスの圧力：Ｐとガス圧力変動指数：
Ｂとの回帰関数を求めて、かかる回帰関数に従い、前記
ガス圧力変動指数：Ｂを決定するようにした酸素分析装
置の出力補正方法にある。In order to solve such a problem, a feature of the present invention is to provide first and second electrochemical cells each including an oxygen ion conductive solid electrolyte and at least a pair of electrodes. The first electrochemical cell provides an electromotive force corresponding to the oxygen partial pressure in the internal space in which the combustion exhaust gas is guided under a predetermined diffusion resistance by the oxygen concentration cell function in the first electrochemical cell, while the second electrochemical cell By adjusting the oxygen partial pressure in the internal space so that the electromotive force of the first electrochemical cell becomes substantially constant by the oxygen pumping action in the target cell, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas is adjusted. In an oxygen analyzer configured to obtain an output as a pump current value in the second electrochemical cell,
The pressure of the flue gas: detecting a P, an output of the oxygen analyzer: the Ip, the following equation: Ip '= Ip × K B K B = (P 0 / P) B P 0: measuring a reference pressure in the combustion exhaust gas B: When a gas pressure correction output: Ip 'is obtained by applying a pressure correction according to the gas pressure fluctuation index of the oxygen analyzer itself, the pressure of the combustion exhaust gas: P
The change in the gas pressure fluctuation index: B with the change in the pressure was actually measured, and the pressure of the combustion exhaust gas: P and the gas pressure fluctuation index:
A regression function with B is obtained, and the gas pressure fluctuation index: B is determined according to the regression function.
【００１３】[0013]
【作用・効果】本発明者が、前記公報に開示されている
従来の補正方法によっても、なお、燃焼排ガス圧力の変
化によって測定値に誤差が生ずる原因について検討した
ところ、かかる従来の補正方法では、前記（式５）にお
ける補正係数：ＫB 中の「Ｂ」（ガス圧力変動指数）の
値を定数として扱っていたが、実際には、この「Ｂ」自
体も圧力依存性を有していることが、新たに見いだされ
た。The present inventor has studied the cause of an error in the measured value due to the change in the pressure of the combustion exhaust gas even with the conventional correction method disclosed in the above publication. , the correction coefficient in the (formula 5): had dealt with the value of "B" in the K B (gas pressure variation index) as a constant, in practice, the "B" itself has a pressure-dependent Has been found anew.
【００１４】さらに、「Ｂ」の値の変化が、酸素分析装
置の出力値：Ｉp に及ぼす影響を算出したところ、図１
に示される如き結果が得られた。なお、図中、「ａ」
は、Ｐ／Ｐ0 の値で、圧力の変化幅を表す。かかる図か
ら、特に、圧力の変化幅が大きい場合には、酸素分析装
置の出力値に及ぼす「Ｂ」の変化幅の影響が極めて大き
いことが明らかである。The effect of the change in the value of "B" on the output value Ip of the oxygen analyzer was calculated.
The result as shown in was obtained. In the figure, "a"
Is the value of P / P 0 and represents the range of pressure change. From this figure, it is clear that the influence of the change width of “B” on the output value of the oxygen analyzer is extremely large, particularly when the pressure change width is large.
【００１５】ここにおいて、本発明方法においては、ガ
ス圧力変動指数：Ｂの圧力依存性が予め測定され、
「Ｂ」自体の値に対しても、燃焼排ガスの圧力変化によ
る補正が加えられる。Here, in the method of the present invention, the pressure dependency of the gas pressure fluctuation index: B is measured in advance,
The value of “B” itself is also corrected by the change in the pressure of the combustion exhaust gas.
【００１６】なお、かかる「Ｂ」に対する補正は、予め
実測した燃焼排ガスの圧力：Ｐとガス圧力変動指数：Ｂ
との関係から求めた回帰関数に基づいて行われるが、一
般に、かかる回帰関数は、下記（式６）の如き多項式で
表される。 Ｂ＝ａn ( Ｐ−Ｐ0)n ＋ａn-1(Ｐ−Ｐ0)n-1 ＋・・・＋ａ1(Ｐ−Ｐ0)＋Ｂ0 ・・・（式６）The correction for "B" is performed by measuring the combustion exhaust gas pressure: P and the gas pressure fluctuation index: B
Is performed based on a regression function obtained from the relationship with the following equation. In general, such a regression function is represented by a polynomial such as the following (Equation 6). B = a n (P-P 0) n + a n-1 (P-P 0) n-1 + ··· + a 1 (P-P 0) + B 0 ··· ( Equation 6)
【００１７】それ故、本発明に係る酸素分析装置の補正
方法に従えば、燃焼排ガスの圧力変化幅が大きい場合に
も、酸素分析装置の出力に対する圧力補正を極めて高精
度に行なうことができ、それによって、燃焼排ガスの圧
力変化によって影響されない高精度な出力値が得られ
る。Therefore, according to the correction method of the oxygen analyzer according to the present invention, even when the pressure variation width of the combustion exhaust gas is large, the pressure correction for the output of the oxygen analyzer can be performed with extremely high accuracy. As a result, a highly accurate output value which is not affected by the change in the pressure of the combustion exhaust gas can be obtained.
【００１８】しかも、本発明に係る酸素分析装置の補正
方法においては、装置個体について、予め求められた燃
焼排ガス圧力：Ｐとガス圧力変動指数：Ｂとの関係に基
づいて、燃焼排ガス圧力に対応した「Ｂ」の値が決定さ
れることから、かかる「Ｂ」に対する燃焼排ガスの圧力
補正、ひいては酸素分析装置の出力値に対する燃焼排ガ
スの圧力補正が、容易且つ迅速に為され得る。Further, in the correction method of the oxygen analyzer according to the present invention, the apparatus is adapted to correspond to the combustion exhaust gas pressure based on the previously determined relationship between the combustion exhaust gas pressure: P and the gas pressure fluctuation index: B. Since the value of “B” is determined, the pressure correction of the flue gas with respect to the “B” and the pressure correction of the flue gas with respect to the output value of the oxygen analyzer can be easily and quickly performed.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２０】先ず、図２には、本実施例で使用した酸素
分析装置８の構造が、概略的に示されている。かかる酸
素分析装置８は、第一の固体電解質体１０に第一の電極
１２および第二の電極１４が接して設けられたセンサセ
ル１６と、第二の固体電解質体１８に第三の電極２０お
よび第四の電極２２が接して設けられたポンプセル２４
とを備えている。また、センサセル１６とポンプセル２
４の間には、燃焼排ガスが所定の拡散抵抗下に導かれる
内部空間２６が形成されており、この内部空間２６に、
第一の電極１２と第四の電極２２が露呈されている。更
に、第二の電極１４の周りには、多孔質層によって基準
酸素室が形成されている一方、第三の電極２０は、外部
空間に露呈されている。First, FIG. 2 schematically shows the structure of the oxygen analyzer 8 used in this embodiment. The oxygen analyzer 8 includes a sensor cell 16 in which the first electrode 12 and the second electrode 14 are provided in contact with the first solid electrolyte member 10, a third electrode 20 and a second solid electrolyte member 18. Pump cell 24 provided in contact with fourth electrode 22
And Further, the sensor cell 16 and the pump cell 2
4, an internal space 26 through which the combustion exhaust gas is guided under a predetermined diffusion resistance is formed.
The first electrode 12 and the fourth electrode 22 are exposed. Further, a reference oxygen chamber is formed around the second electrode 14 by a porous layer, while the third electrode 20 is exposed to an external space.
【００２１】そして、第一の電極１２と第二の電極１４
の間に微小電流：Ｉb を通電して基準酸素室を高酸素濃
度して、センサセル１６にて得られた起電力を、比較器
２８で基準電圧と比較し、増幅器３０を通じて比較値に
応じたポンプ電流を第三の電極２０と第四の電極２２の
間に通電せしめ、かかる起電力が所定の値になるよう
に、ポンプセル２４の酸素ポンピング作用により内部空
間２６の酸素分圧を調節することによって、燃焼排ガス
の成分に応じた出力が、ポンプセル２４に通電する電流
値：Ｉp として得られるようになっている。Then, the first electrode 12 and the second electrode 14
During this period, a very small current: Ib is supplied to cause a high oxygen concentration in the reference oxygen chamber. Energizing a pump current between the third electrode 20 and the fourth electrode 22 and adjusting the partial pressure of oxygen in the internal space 26 by the oxygen pumping action of the pump cell 24 so that the electromotive force becomes a predetermined value. As a result, an output corresponding to the component of the combustion exhaust gas is obtained as a current value: Ip for energizing the pump cell 24.
【００２２】そして、かくの如き酸素分析装置８を用
い、成分既知のサンプルガスについて、種々のガス圧
力：Ｐの条件下に酸素分析装置の出力：Ｉp を実測し、
得られた値から、各ガス圧力下での酸素分析装置個体の
ガス圧力変動指数：Ｂを算出した。得られた結果が、図
３に示されている。かかる図３からも、ガス圧力の変化
に伴って「Ｂ」の値が変化していることが、明らかに認
められる。Then, using the oxygen analyzer 8 as described above, the output: Ip of the oxygen analyzer is actually measured under the conditions of various gas pressures: P with respect to the sample gas having a known component.
From the obtained values, the gas pressure fluctuation index: B of the oxygen analyzer at each gas pressure was calculated. The results obtained are shown in FIG. It can be clearly seen from FIG. 3 that the value of “B” changes with the change of the gas pressure.
【００２３】そこで、この「Ｂ」の値と、ガス圧力：Ｐ
の値との回帰関数を、１次関数にて近似することによ
り、下記（式７）を得た。 Ｂ＝−０．０４５（Ｐ−Ｐ0)＋０．５２５ ・・・（式７） ∵Ｐ0 ＝１kg/cm2ＧTherefore, the value of "B" and the gas pressure: P
The following (Equation 7) was obtained by approximating the regression function with the value of? B = −0.045 (P−P 0 ) +0.525 (Formula 7) ∵P 0 = 1 kg / cm 2 G
【００２４】そして、成分一定のサンプルガスを、ガス
圧力を変化させて実測し、得られた出力：Ｉp に、上記
（式７）にて決定される「Ｂ」の値を採用して、前記
（式５）に従う補正を加えることにより、ガス圧力補正
出力（Ｏ2 ％）を求めた。その結果が、図４に示されて
いる。なお、この図４は、空気中の酸素濃度を、圧力を
変化させて測定した結果である。また、かかる図４に
は、従来方法に従い、Ｂ＝０．５２５の固定定数として
ガス圧力補正出力（Ｏ2 ％）を求めた結果も、比較例と
して併せ示されている。Then, a sample gas having a constant component is measured by changing the gas pressure, and the value of “B” determined by the above (Equation 7) is adopted as the obtained output: Ip. The gas pressure corrected output (O 2 %) was obtained by adding a correction according to (Equation 5). The result is shown in FIG. FIG. 4 shows the result of measuring the oxygen concentration in the air while changing the pressure. FIG. 4 also shows, as a comparative example, the result of obtaining the gas pressure correction output (O 2 %) as a fixed constant of B = 0.525 according to the conventional method.
【００２５】かかる図４に示された結果から、本実施例
の補正方法に従えば、ガス圧力変化が２kg/cm2Ｇ以下の
場合には、圧力変動に起因する測定誤差の発生を略完全
に防止することが可能であり、ガス圧力変化が３kg/cm2
Ｇの場合でも、誤差の発生量が有効に抑えられること
が、明らかである。From the results shown in FIG. 4, according to the correction method of the present embodiment, when the gas pressure change is 2 kg / cm 2 G or less, the occurrence of the measurement error due to the pressure fluctuation is almost completely eliminated. Gas pressure change is 3kg / cm 2
It is clear that even in the case of G, the amount of error generation can be effectively suppressed.
【００２６】因みに、本発明者が検討したところ、ガス
圧力の変動量が４kg/cm2以下の場合には、１次の回帰関
数によって、十分に満足できる補正を行なうことが可能
であることが確認された。By the way, the present inventor has examined that when the variation of the gas pressure is 4 kg / cm 2 or less, it is possible to perform a sufficiently satisfactory correction by the linear regression function. confirmed.
【００２７】さらに、別の実施例として、前述の如き酸
素分析装置８を用いた実測結果から算出されたガス圧力
変動指数：Ｂの値と、ガス圧力：Ｐの値との回帰関数
を、２次関数にて近似することにより、下記（式８）を
得た。 Ｂ＝−０．００１５（Ｐ−Ｐ0)2 −０．０４３５（Ｐ−Ｐ0)＋０．５２５ ・・・（式８） ∵Ｐ0 ＝１kg/cm2ＧFurther, as another embodiment, the regression function between the value of the gas pressure fluctuation index: B and the value of the gas pressure: P calculated from the result of actual measurement using the oxygen analyzer 8 as described above is expressed as 2 The following (Equation 8) was obtained by approximation using the following function. B = −0.0015 (P−P 0 ) 2 −0.0435 (P−P 0 ) +0.525 (Equation 8) ∵P 0 = 1 kg / cm 2 G
【００２８】そして、成分一定のサンプルガスを、ガス
圧力を変化させて実測し、得られた出力：Ｉp に、上記
（式８）にて決定される「Ｂ」の値を採用して、前記
（式５）に従う補正を加えることにより、ガス圧力補正
出力（Ｏ2 ％）を求めた。その結果が、図６に示されて
いる。なお、この図６は、図４と同様、空気中の酸素濃
度を、圧力を変化させて測定した結果である。また、か
かる図６には、比較のため、図４と同一の比較例結果
が、併せ示されている。Then, a sample gas having a constant component was measured by changing the gas pressure, and the value of “B” determined by the above (Equation 8) was adopted as the obtained output: Ip. The gas pressure corrected output (O 2 %) was obtained by adding a correction according to (Equation 5). The result is shown in FIG. FIG. 6 shows the result of measuring the oxygen concentration in the air while changing the pressure, as in FIG. FIG. 6 also shows the same comparative example result as FIG. 4 for comparison.
【００２９】かかる図６に示された結果から、本実施例
の補正方法に従えば、ガス圧力変化が３kg/cm2Ｇ以下の
場合には、圧力変動に起因する測定誤差の発生を略完全
に防止できることが、明らかである。From the results shown in FIG. 6, according to the correction method of the present embodiment, when the gas pressure change is 3 kg / cm 2 G or less, the occurrence of the measurement error caused by the pressure fluctuation is almost completely eliminated. It is clear that this can be prevented.
【００３０】以上、本発明の実施例について詳述した
が、これらは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。Although the embodiments of the present invention have been described above in detail, these are literal examples, and the present invention is not construed as being limited to such specific examples.
【００３１】例えば、前記実施例では、ガス圧力変動指
数：Ｂの値とガス圧力：Ｐの値との回帰関数を、１次関
数または２次関数で近似した場合について具体例を挙げ
たが、かかる回帰関数としては、回帰線の形態等に応
じ、前記（式６）に従って３次以上の回帰関数を採用す
ることも、勿論可能であり、特に、圧力変動幅が大きい
場合には、３次以上の回帰関数を採用することにより、
補正精度の一層の向上が図られ得る。For example, in the above-described embodiment, a specific example was given in which the regression function between the value of the gas pressure fluctuation index: B and the value of the gas pressure: P was approximated by a linear function or a quadratic function. As such a regression function, it is of course possible to adopt a third-order or higher regression function according to the above (Equation 6), depending on the form of the regression line. By adopting the above regression function,
The correction accuracy can be further improved.
【００３２】なお、このような回帰関数は、電子計算機
を用いることによって容易に求めることができ、特に高
次回帰関数となる場合には、マトリックス計算を採用す
ることによって、容易に求めることができる。Such a regression function can be easily obtained by using an electronic computer. In particular, when a high-order regression function is used, it can be easily obtained by employing a matrix calculation. .
【００３３】また、かかる回帰関数として、所定のガス
圧力範囲毎に傾きが変化する折れ線状の回帰線を採用す
ることも可能である。As the regression function, it is also possible to employ a polygonal regression line whose slope changes for each predetermined gas pressure range.
【００３４】更にまた、本発明の実施に際して使用され
る酸素分析装置の具体的構造は、前記実施例のものに限
定されるものでは決してなく、ダブルセルタイプの酸素
分析装置であれば、いずれも有利に採用され得る。Further, the specific structure of the oxygen analyzer used in carrying out the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and any oxygen analyzer of a double cell type can be used. It can be advantageously employed.
【００３５】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を
加えた態様において実施され得るものであり、また、そ
のような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、
いずれも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。In addition, although not enumerated one by one, the present invention
Various changes, modifications, improvements, etc. can be made based on the knowledge of those skilled in the art, and unless such embodiments depart from the spirit of the present invention.
It goes without saying that both are included in the scope of the present invention.
【図１】ガス圧力変動指数：Ｂの値の変化が、酸素分析
装置の出力値：Ｉp に及ぼす影響を算出した結果を示す
グラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of calculating the effect of a change in the value of the gas pressure fluctuation index: B on the output value: Ip of the oxygen analyzer.
【図２】本発明の実施例において使用した酸素分析装置
の概略構造を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a schematic structure of an oxygen analyzer used in an example of the present invention.
【図３】図２に示された酸素分析装置を用いた実測値か
ら各ガス圧力下での酸素分析装置個体のガス圧力変動指
数：Ｂを算出した結果と、ガス圧力：Ｐとガス圧力変動
指数：Ｂの回帰関数を１次関数で近似した結果を示すグ
ラフである。FIG. 3 shows a result of calculating a gas pressure fluctuation index: B of each oxygen analyzer under each gas pressure from an actual measurement value using the oxygen analyzer shown in FIG. 2, a gas pressure: P, and a gas pressure fluctuation. It is a graph which shows the result which approximated the regression function of the index: B with a linear function.
【図４】本発明に従い、１次の回帰関数により決定され
たガス圧力変動指数：Ｂを採用して得られたガス圧力補
正出力（Ｏ2 ％）を、比較例と共に示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a gas pressure correction output (O 2 %) obtained by employing a gas pressure fluctuation index: B determined by a first-order regression function according to the present invention, together with a comparative example.
【図５】図２に示された酸素分析装置を用いた実測値か
ら各ガス圧力下での酸素分析装置個体のガス圧力変動指
数：Ｂを算出した結果と、ガス圧力：Ｐとガス圧力変動
指数：Ｂの回帰関数を２次関数で近似した結果を示すグ
ラフである。FIG. 5 shows a result of calculating a gas pressure fluctuation index: B of each oxygen analyzer at each gas pressure from actual measurement values using the oxygen analyzer shown in FIG. 2, and gas pressure: P and gas pressure fluctuation. It is a graph which shows the result of approximating the regression function of index: B with a quadratic function.
【図６】本発明に従い、２次の回帰関数により決定され
たガス圧力変動指数：Ｂを採用して得られたガス圧力補
正出力（Ｏ2 ％）を、比較例と共に示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a gas pressure correction output (O 2 %) obtained by employing a gas pressure fluctuation index: B determined by a quadratic regression function according to the present invention, together with a comparative example.
８：酸素分析装置 １０：第一の固体電解質体 １２：第一の電極 １４：第二の電極 １６：センサセル １８：第二の固体電解質体 ２０：第三の電極 ２２：第四の電極 ２４：ポンプセル ２６：内部空間 8: Oxygen analyzer 10: First solid electrolyte body 12: First electrode 14: Second electrode 16: Sensor cell 18: Second solid electrolyte body 20: Third electrode 22: Fourth electrode 24: Pump cell 26: Internal space
Claims (1)
くとも一対の電極とからなる第一及び第二の電気化学的
セルを設けて、該第一の電気化学的セルにおける酸素濃
淡電池作用により、燃焼排ガスが所定の拡散抵抗下に導
かれる内部空間における酸素分圧に応じた起電力を得る
一方、前記第二の電気化学的セルにおける酸素ポンピン
グ作用により、該第一の電気化学的セルの起電力が略一
定となるように、前記内部空間の酸素分圧を調節するこ
とにより、該燃焼排ガス中の酸素濃度に応じた出力を、
かかる第二の電気化学的セルにおけるポンプ電流値とし
て得るようにした酸素分析装置において、前記燃焼排ガ
スの圧力：Ｐを検出し、前記酸素分析装置の出力：Ｉp
に、下式： Ｉp ′＝ Ｉp × ＫB ＫB ＝（Ｐ0 ／Ｐ）B Ｐ0 ：燃焼排ガスにおける測定基準圧力 Ｂ ：酸素分析装置個体のガス圧力変動指数 に従う圧力補正を加えることにより、ガス圧力補正出
力：Ｉp ′を得るに際して、 前記燃焼排ガスの圧力：Ｐの変化に伴う前記ガス圧力変
動指数：Ｂの変化を実測し、それら燃焼排ガスの圧力：
Ｐとガス圧力変動指数：Ｂとの回帰関数を求めて、かか
る回帰関数に従い、前記ガス圧力変動指数：Ｂを決定す
ることを特徴とする酸素分析装置の出力補正方法。A first and a second electrochemical cell comprising an oxygen ion conductive solid electrolyte body and at least a pair of electrodes are provided, and the first electrochemical cell performs an oxygen concentration cell operation. While obtaining an electromotive force corresponding to the oxygen partial pressure in the internal space where the combustion exhaust gas is guided under a predetermined diffusion resistance, the oxygen pumping action in the second electrochemical cell causes the electromotive force of the first electrochemical cell to start. By adjusting the partial pressure of oxygen in the internal space so that the electric power becomes substantially constant, an output according to the oxygen concentration in the combustion exhaust gas is obtained.
In the oxygen analyzer obtained as a pump current value in the second electrochemical cell, the pressure: P of the combustion exhaust gas is detected, and the output of the oxygen analyzer: Ip
To the following equation: Ip '= Ip × K B K B = (P 0 / P) B P 0: by applying pressure correction according to the gas pressure difference index of oxygen analyzer individuals: measuring a reference pressure B in the flue gas In obtaining the gas pressure correction output: Ip ', a change in the gas pressure fluctuation index: B with a change in the pressure of the combustion exhaust gas: P is actually measured.
An output correction method for an oxygen analyzer, wherein a regression function of P and a gas pressure fluctuation index: B is obtained, and the gas pressure fluctuation index: B is determined according to the regression function.
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ID=13927393
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- 1993-03-23 JP JP08788793A patent/JP3154862B2/en not_active Expired - Lifetime
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