[发明专利]含氧气体制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备含氧气体的含氧气体制备装置，该含氧气体在载气中含有预定浓度的氧气。

背景技术

在气体精制、半导体制备工艺、通过无氧化炉进行的钢铁·金属等的热处理、特殊金属焊接、食品包装等领域，使用高纯度气体。在氩气、氮气、氦气等高纯度气体中，需要以ppb的等级正确测定氧气浓度。在这种情况下，需要ppb水平的氧气浓度的校准气体。然而，氧气浓度小于1ppm的校准气体在市场上没有销售。因此，在现场，通过像日本专利第4406392号公报公开的那样的含氧气体制备装置制备气体。

日本专利第4406392号公报中公开的含氧气体制备装置构成为，使载气依次从载气主流路、除氧机构、流量控制机构通过后导入到氧气生成机构。根据在该文献中公开的含氧气体制备装置，存在于载气内的氧气被除氧机构去除，从而制备氧气浓度为零的载气。

然而，上述的含氧气体制备装置由于具备除氧机构，所以装置整体大型化、高重量化。另外，需要定期更换在除氧机构中填充的金属铜等。另一方面，含氧气体制备装置有时用于在发动机、锅炉、工业用炉等设备机器中设置的氧传感器的校准。因此，希望有一种小型、轻量、且便携的含氧气体制备装置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种小型且轻量的含氧气体制备装置。

为了解决上述课题，根据本发明的第一方式，提供一种含氧气体制备装置，制备在载气中含有预定浓度的氧气的含氧气体。含氧气体制备装置具备：载气流动的气体流路；被设置于气体流路、生成氧气的氧气生成部；相对于氧气生成部可切换地连接的电压仪和恒流电源；以及对氧气生成部进行控制的控制部。当向气体流路导入载气时，控制部将氧气生成部连接到电压仪，从而使氧气生成部作为氧传感器发挥作用，监视氧气生成部的单元电动势，由电压仪取得单元电动势的监视完成时的监视电压值，根据由监视电压值计算出的载气氧浓度与设定氧气浓度之差来设定泵浦电流。并且，控制部将氧气生成部的连接对象从电压仪切换到恒流电源，从而使氧气生成部作为氧气泵发挥作用，将通过泵浦电流而由氧气生成部生成的氧气混合到载气，从而制备被控制为设定氧气浓度的含氧气体。

附图说明

图1是表示将本发明的含氧气体制备装置应用于气体分析装置的校准的构成的示意图。

图2是表示含氧气体制备装置的概要结构的框图。

图3是表示含氧气体制备装置的显示部和操作部的示意图。

图4是表示通过含氧气体制备装置进行的暖机处理的流程图。

图5是表示通过含氧气体制备装置进行的校准处理的流程图。

图6是表示含氧气体制备装置的其他应用例的框图。

具体实施方式

参照图1～图5，说明含氧气体制备装置的一实施方式。

如图1所示，含氧气体制备装置20用于气体分析装置10的校准。气体分析装置10被安装到发动机、锅炉、工业用炉等的排气管。在排气管内的烟道K中流过作为被测定气体的排气G3。气体分析装置10对排气G3中含有的O₂气体等检测气体进行检测以及分析。

气体分析装置10具备检测部101和与检测部101电气连接的分析仪102。检测部101对排气G3中含有的检测气体的浓度进行检测。检测部101被插入以及固定到烟道K内。分析仪102被设置于烟道K的外部。分析仪102经由通信线100与含氧气体制备装置20连接。

在检测部101内固定有气体传感器41。在气体传感器41的顶端安装有供给含氧气体的校准气体供给用配管71。在气体传感器41的内部设置有高温作动型的气体传感器元件。气体传感器元件将氧离子传导性固体电解质形成为板状或棒状。在校准气体供给用配管71上连接有制备预定浓度的含氧气体G2的含氧气体制备装置20。含氧气体制备装置20经由压力调整阀80与氮气瓶81连接。作为载气G1的氮气从氮气瓶81供给到含氧气体制备装置20。

含氧气体制备装置20向从氮气瓶81供给的氮气G1内供给氧气，从而制备N₂-O₂的含氧气体G2。含氧气体G2从含氧气体制备装置20经由校准气体供给用配管71供给到气体传感器41的顶端，作为校准气体使用。