【手続補正書】
【提出日】平成16年2月16日(2004.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】金属溶融物またはスラグ溶融物中の酸素活量を決定するための測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】キャリアー管の端に配置された測定ヘッド及び、測定ヘッドに配置された電気化学測定セルを備えた金属溶融物またはスラグ溶融物の酸素活量の測定のための測定装置であって、
前記電気化学測定セルが一方の端が閉じられた固体電解質管（１）及び、前記固体電解質管の前記閉じた端及び周辺部分の少なくとも一部を覆っている、一方の端が閉じられた鋼管（２）を備え、
前記固体電解質管の閉じた端の内側には基準物質及び基準物質に隣接して充填物質が配置され、
前記固体電解質管には、一方の端が前記基準物質に接触し、もう一方の端が前記固体電解質管の開いた端から外側に突き出す様式で前記固体電解質管に沿って金属ロッドが配置され、
前記固体電解質管の開いた端には閉鎖物（７）が備えられ、
前記閉鎖物が前記鋼管または前記固体電解質管の外側にフィットするキャップ状に構成され、前記閉鎖物が気体に対して浸透性であることを特徴とする測定装置。
【請求項２】閉鎖物（７）が固体電解質管（１）の内部と周囲との気体の間に浸透性を持つために開口（１１）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】開口（１１）が全ての開口において、０．０１ｍｍ2以上の大きさを持つことを特徴とする、請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】閉鎖物（７）がプラスチック製であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の測定装置。
【請求項５】閉鎖物（７）がポリオレフィン、特にポリプロピレン製であることを特徴とする、請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】閉鎖物（７）が多孔性であることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項７】複数の開口（１１）、特に３から５個の開口（１１）が固体電解質管（１）の周りに均一に分布されていることを特徴とする、請求項２から６のいずれかに記載の測定装置。
【請求項８】閉鎖物（７）が液体に対して気密状に、鋼管（２）または固体電解質管（１）の外側に固定されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の測定装置。
【請求項９】閉鎖物（７）がラッチデバイス（８；９）の手段によって、鋼管（２）または固体電解質管（１）の外側に固定されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１０】閉鎖物（７）がそれの中央に、電極（５）を囲むブッシングを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１１】閉鎖物（７）が電極（５）に沿って拡張し、電極（５）をきつく囲む、ブッシングが配置された管状部分（１３）を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１２】閉鎖物（７）が前記ブッシングと鋼管（２）または固体電解質管（１）の外部にフィットする部分との間に円錐状部分（１２）を備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１３】閉鎖物（７）の鋼管（２）または固体電解質管（１）の外部にフィットする部分上で、固体電解質管（１）の縦軸に直角に方向付けられた平面部分（１０）が固体電解質管（１）の開いた端に配置されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の測定装置。
【請求項１４】開口（１１）が固体電解質管（１）の縦軸に直角に方向付けられた前記平面部分（１０）に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属溶融物、特に、鉄、鋼、鋳鉄溶融物、またはスラグ溶融物中の酸素活量（oxygen activity）の決定のための測定装置に関する。装置はキャリアー管の端に配置された測定ヘッドを備え、電気化学測定セルがそこに配置される。電気化学測定セルは一方の端が閉じた固体の電解質管（以後、固体電解質管と呼ぶ）を備え、それは閉じた端及び、それの少なくとも周辺部分で、同様に一方の端が閉じた鋼管により囲まれている。固体電解質管の閉じた端の内側には基準物質及び基準物質に隣接して充填物質（または、充填材料）が配置される。固体電解質管には、一方の端が基準物質に接触し、もう一方の端が固体電解質管の開いた端から外側に突き出すような様式で固体電解質管に沿って金属ロッドが配置される。固体電解質管の開いた端には閉鎖物が備えられる。
【０００２】
【従来の技術】
このタイプの測定装置は独国特許DE3021949A1に開示されている。この測定装置は、それの開いた端がゴム製のストッパーによって気密状に閉じられる固体電解質管を備える。ゴム製のストッパーは固体電解質管の中に拡張し、それの内部の壁に押さえつけられる。それゆえ、封止の程度（または、封止力の大きさ）は（他の物にも依存するが）固体電解質管の接触面の大きさに依存する。測定中、この装置は鋼溶融物の中に浸漬される。次に、そこにおいて、非常に急激で極度の温度変化を受ける。固体電解質管の内部に閉じ込められた気体により、内部の圧力は非常に増加する。したがって、固体電解質管またはそれの金属のケーシングには強度が要求される。
【０００３】
石英ガラス管に対する同様な問題を解決するために、英国特許GB1473761には、不活性材料からの気体を排気管を介して外部に誘導することが提案されている。金属溶融物の酸素活性（oxygen activity）を決定するための他の測定装置は独国特許DE2842136A1に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の基本的な目的は従来技術の既知の解決方法を改善することである。すなわち、本発明の目的は比較的製造が容易で、温度変化による内部の圧力上昇を防ぐことが可能な測定ヘッド及び、それを使用する測定装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は本発明の独特な特徴によって達成される。すなわち、本発明の閉鎖物は鋼管または固体電解質管の外側にフィットするキャップとして構成されるので、閉鎖物の気体浸透性は実質的に張力無しで達成することができ、全体として画定される閉鎖物の気体の浸透性の特性を改善することができる。好まれるものとして、閉鎖物は開口を備える。開口は固体電解質管の開いた端（以後、開端と呼ぶ）の領域に配置されるので、固体電解質管とそれの周囲との間で気体の交換が行われ得る。この方法により、温度変化中の固体電解質管の内部の圧力の増加は少なくとも大半は防ぐことができ、同時に、電気化学要素の内部への湿気（または、水分）の浸透が防がれる。この目的のために、開口はそれらのサイズが制限される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好まれる実施例の特徴を説明する。閉鎖物をプラスチック、特にポリプロピレンのキャップとして構成することが好都合であることが判った。プラスチックは弾力性を持つので、固体電解質管または鋼管の外側にフィットすることを可能にする。プラスチックキャップは好まれるものとして、スナップロック（snap lock）、すなわち、ラッチ式（または、掛け金式）の要素を使用することによって、鋼管または固体電解質管に取り付けられる。閉鎖物はそれの中央に、ブッシングを備え、それは組立の前に、それを通して挿入される電極よりやや小さめの径を持つ。この方法により、閉鎖物の電極への気密状のフィットはストレッチング（または、伸張）により確実にされる。好都合なことに、閉鎖物は、特にこの伸張により、鋼管または固体電解質管に対して液体に対しても封止力を持つ。閉鎖物は気体に対して浸透性（または、侵入性）を持つために多孔性にすることもできる。
【０００７】
好まれるものとして、複数の開口、すなわち、３から５個の開口が固体電解質管の縦軸の周りに均等に配置される。開口は好まれるものとして、固体電解質管の軸に対してほぼ直角に方向付けられた、閉鎖物の平面部分に配置される。閉鎖物は好まれるものとして、電極にフィットする管状の部分を持つ。管状部分と閉鎖物の鋼管または固体電解質管の外側へのフィッティング部分との間には円錐状の部分が配置される。付加的に、または選択的に、開口をこの部分に配置することもできる。
【０００８】
【実施例】
図１に示されている電気化学測定セルは、例えばDE3021949A1やDE2842136A1に開示されている、既知の方法で支持管によって保持される測定ヘッドに配置される。
【０００９】
二酸化ジルコニウムから作製される固体電解質管１は一方の端が閉じられ、同様に一方の端が閉じられた鋼管２によって囲まれる（または、覆われる）。固体電解質管１の先端には、クロムと二酸化クロムの混合物（または、化合物）が基準物質３として配置される。例えば酸化アルミニウム等の、充填物質（または、充填材料）４はこの上に配置される。充填物質４の上には、気体に対して浸透性を有するセメント（または、接合材）６が配置され、固体電解質管１の開いた領域を閉じている。固体電解質管１には、その中央に電極５として、モリブデンのロッドが配置される。
【００１０】
鋼管の開いた端はポリプロピレン製のプラスチックキャップ７で閉じられる。プラスチックキャップ７は伸張（または、ストレッチング）により鋼管２の外側に緊密にフィットし、溝９の内側のラッチ用ナブ８の手段によって、そこに固定される。プラスチックキャップ７の鋼管２の周囲にフィットする部分には、固体電解質管の軸に対して直角に方向付けられた（または、直角方向に配置された）部分１０が接続され、開口がそこに配置される。この平面部分１０は円錐状の部分１２によって、電極５の側が境界付けられており、円錐状部分１２は管状部分１３と接続している。この管状部分１３は電極に密接にフィットしている。組立前の状態において、管状部分１３の開口は電極５の断面よりわずかに小さめである。組立時、管状部分１３は拡大（または、伸張）されてから、電極５と密接にフィットさせられる。
【００１１】
開口１１は電極５の周りに均等に分布（または、配置）される。実施例においては、全体として４つの開口１１が備えられ、全ての開口の断面は０．０１ｍｍ2よりわずかに大きい。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は上述の特徴により、改善された測定ヘッド及び、それを使用する測定装置を提供する。すなわち、閉鎖物が鋼管または固体電解質管の外側にフィットするキャップとして構成されるという特徴により、本発明に従って備えられる閉鎖物は張力無しで構成することができ。さらに、本発明の測定ヘッドの閉鎖物は開口を備えることができ、（そのサイズにより）電気化学要素の内部への湿気（または、水分）の浸透を防ぎながら、温度変化による固体電解質管の内部の圧力の増加を大幅に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラッチ（または、掛け金）デバイスの詳細と共に、本発明の測定セルの断面図を示している。
【図２】測定セルの平面図である。
【符号の説明】
１      固体電解質管
２      鋼管
３      基準物質
４      充填物質
５      電極
６      接合材
７      閉鎖物（プラスチックキャップ）
８      ラッチ用のナブ
９      ラッチ用の溝
１０    平面部分
１１    開口
１２    円錐状部分
１３    管状部分