(57)【要約】【課題】可燃性ガスの有無にかかわらず、ガス中の酸素濃度を高精度で計測する。【解決手段】酸素濃度計測装置は、酸素イオン伝導性の固体電解質部材４０と、固体電解質部材４０をはさんで配置された第１の電極４１および第２の電極４２と、第１の電極４１を取り囲むガス検出室４３を形成して拡散孔４６が形成された検出室カバー４４と、第１の電極４１と第２の電極４２の間に電圧を印加する直流電源５０と、第１の電極４１と第２の電極４２との間を流れる電流を測定する電流計５１と、電流計５１の出力とガス中の水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求めるための酸素濃度換算データを保存する酸素濃度換算データ保存部と、電流計５１の出力と水素濃度とに基づいて、酸素濃度換算データを用いて測定対象ガスＧ中の酸素濃度を求める酸素濃度演算部と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象ガス中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測装置であって、
酸素イオン伝導性の第１の固体電解質部材と、
前記第１の固体電解質部材をはさんで前記第１の固体電解質部材に接して配置された第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極を取り囲むガス検出室を形成し、前記測定対象ガスと連通する拡散孔が形成された検出室カバーと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する直流電源と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流を測定する電流計と、
前記電流計の出力とガス中の水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求めるための酸素濃度換算データを保存する酸素濃度換算データ保存部と、
前記電流計の出力と、前記測定対象ガス中の水素濃度とに基づいて、前記酸素濃度換算データ保存部に保存された前記酸素濃度換算データを用いて前記測定対象ガス中の酸素濃度を求める酸素濃度演算部と、
を有することを特徴とする酸素濃度計測装置。
【請求項２】
前記第１の電極は酸化雰囲気に配置されるとともに、
前記直流電源は、前記第２の電極に対して前記第１の電極が負電圧になるように前記直流電圧を印加するように設けられること、を特徴とする請求項１に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項３】
前記第１の電極は還元雰囲気に配置されるとともに、
前記直流電源は、前記第１の電極に対して前記第２の電極が負電圧になるように前記直流電圧を印加するように設けられること、を特徴とする請求項１に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項４】
前記ガス検出室内の雰囲気が酸化雰囲気か還元雰囲気かを判断する雰囲気判定手段をさらに備え、
前記直流電源は、前記雰囲気判定手段による前記酸化雰囲気および前記還元雰囲気の判定に応じて前記第１の電極と前記第２の電極の間に印加する直流電圧の向きを切り替え可能に構成されること、を特徴とする請求項１に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項５】
前記酸素濃度換算データ保存部には、前記ガス検出室内が前記酸化雰囲気にある場合に前記電流計の出力と前記ガス中の前記水素濃度の関数として前記ガス中の前記酸素濃度を求めるための酸化雰囲気換算データと、前記ガス検出室内が前記還元雰囲気にある場合に前記電流計の出力と前記ガス中の前記水素濃度との関数として前記ガス中の前記酸素濃度を求めるための還元雰囲気換算データと、がそれぞれ前記酸素濃度換算データとして保存されてなり、かつ、
前記酸素濃度演算部は、前記雰囲気判定手段による前記酸化雰囲気および前記還元雰囲気の判定に応じ、前記酸化雰囲気換算データおよび前記還元雰囲気換算データの一方を前記酸素濃度換算データとして用いること、を特徴とする請求項４に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項６】
前記雰囲気判断手段は、
前記ガス検出室に接して配置された酸素イオン伝導性の第２の固体電解質部材と、
前記ガス検出室内で前記第２の固体電解質部材に接して配置された第３の電極と、
前記ガス検出室外で前記第２の固体電解質部材に接して配置された第４の電極と、
前記第４の電極を取り囲んで密閉されて所定の酸素濃度の基準ガスが封入された基準ガス室を形成する基準ガス室カバーと、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の電圧を測定する電圧計と、
を有すること、を特徴とする請求項４または請求項５に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項７】
前記酸素濃度換算データは、ガス中の酸素濃度が既知の複数の状態それぞれにおける前記電流計の出力とガス中の水素濃度の測定値とに基づいて作成されたものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項８】
前記直流電源によって前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する電圧は、前記測定対象ガス中の水蒸気の電気分解が発生する最小電解電圧よりも低いこと、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項９】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する電圧を複数種類に変えたときに得られる前記電流計の複数種類の出力に基づいて、前記測定対象ガス中の水蒸気濃度を演算する水蒸気濃度演算部をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項１０】
前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電圧が前記最小電解電圧を超えた所定の電圧範囲である場合に前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流から、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電圧が前記最小電解電圧以下でかつ前記最小電解電圧に近い所定の電圧範囲である場合に前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流を差し引いた電流差の関数としてガス中の水蒸気の濃度を求めるための水蒸気濃度換算データ保存部をさらに有し、
前記水蒸気濃度演算部は、前記電流差に基づいて、前記水蒸気濃度換算データ保存部に保存された前記水蒸気濃度換算データを用いて前記測定対象ガス中の水蒸気濃度を演算するものであること、
を特徴とする請求項９に記載の酸素濃度計測装置。
【請求項１１】
酸素濃度計測装置を用いて測定対象ガス中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測方法であって、
前記酸素濃度計測装置は、
酸素イオン伝導性の固体電解質部材と、
前記固体電解質部材をはさんで前記固体電解質部材に接して配置された第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極を取り囲むガス検出室を形成し、前記測定対象ガスと連通する拡散孔が形成された検出室カバーと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する直流電源と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流を測定する電流計と、
を有し、
当該酸素濃度計測方法は、
ガス中の酸素濃度および水素濃度が既知の場合に、複数種類の酸素濃度および複数種類の水素濃度の組合せのそれぞれの場合における前記電流計の出力を測定して、ガス中の酸素濃度と水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求めるための酸素濃度換算データを取得して保存する酸素濃度換算データ保存ステップと、
前記拡散孔を通して前記測定対象ガスを前記ガス検出室に拡散させて、前記電流計により前記電流を測定する電流測定ステップと、
前記測定対象ガス中の水素濃度を計測する水素濃度計測ステップと、
前記電流測定ステップで得られた前記電流の測定値と前記水素濃度計測ステップで得られた前記水素濃度とに基づいて、前記酸素濃度換算データ保存ステップで保存された前記酸素濃度換算データを用いて前記測定対象ガス中の酸素濃度を求める酸素濃度演算ステップと、
を有することを特徴とする酸素濃度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス中の酸素濃度を計測する計測装置および計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば原子力発電所には、事故の未然防止および過酷事故発生時の事故拡大防止等の観点から、原子炉格納容器内の酸素濃度を計測するシステムが導入されている。一般に原子炉格納容器内の酸素濃度計測システムでは、サンプリング装置により原子炉格納容器内のガスを原子炉格納容器外へ吸引しサンプリングした後、サンプリングガスを冷却器で冷却し、除湿器で除湿したうえで、酸素ガス分析計に導入し酸素濃度を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記酸素濃度計測システムは、原子炉格納容器内のガスを原子炉格納容器外へ吸引してサンプリングするサンプリング装置と、サンプリングガスを冷却するための冷却器と、サンプリングガスを除湿するための除湿器とを備えている。そのため、サンプリング装置、冷却器および除湿器にトラブルが発生すると原子炉格納容器内の酸素濃度計測が困難になる。
【０００５】
サンプリング装置のトラブルの例としては、サンプリング配管の破損や、交流電源喪失による吸引用ポンプの停止が挙げられる。また、サンプリング配管に付設されている結露防止用ヒータが交流電源喪失により停止して、サンプリング配管内に結露水が充満し、配管内が閉止されてしまうことも考えられる。また、冷却器および除湿器は冷却水を必要とするため、冷却水源を喪失した場合には、サンプリングガスの冷却および除湿ができなくなる。上記のようなトラブルが発生した場合は、サンプリングガスの酸素濃度計測が困難な状態に陥ってしまう。
【０００６】
一方、原子炉格納容器内のガスのサンプリングが不要な酸素濃度計として、水素と酸素の燃焼反応より酸素濃度を測定する方法が提案されている。しかし、そのような技術を用いた場合は、水素共存下の酸素濃度計測は可能であるものの、水素が共存していない環境では計測することができない。
【０００７】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、水素などの可燃性ガスの有無にかかわらず、ガス中の酸素濃度を高精度で計測する計測装置および計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施形態によれば、測定対象ガス中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測装置は、酸素イオン伝導性の第１の固体電解質部材と、前記第１の固体電解質部材をはさんで前記第１の固体電解質部材に接して配置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極を取り囲むガス検出室を形成し、前記測定対象ガスと連通する拡散孔が形成された検出室カバーと、前記第１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する直流電源と、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流を測定する電流計と、前記電流計の出力とガス中の水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求めるための酸素濃度換算データを保存する酸素濃度換算データ保存部と、前記電流計の出力と、前記測定対象ガス中の水素濃度とに基づいて、前記酸素濃度換算データ保存部に保存された前記酸素濃度換算データを用いて前記測定対象ガス中の酸素濃度を求める酸素濃度演算部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、一つの実施形態によれば、酸素濃度計測方法は、酸素濃度計測装置を用いて測定対象ガス中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測方法であって、前記酸素濃度計測装置は、酸素イオン伝導性の固体電解質部材と、前記固体電解質部材をはさんで前記固体電解質部材に接して配置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極を取り囲むガス検出室を形成し、前記測定対象ガスと連通する拡散孔が形成された検出室カバーと、前記第１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する直流電源と、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流を測定する電流計と、を有し、当該酸素濃度計測方法は、ガス中の酸素濃度および水素濃度が既知の場合に、複数種類の酸素濃度および複数種類の水素濃度の組合せのそれぞれの場合における前記電流計の出力を測定して、ガス中の酸素濃度と水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求めるための酸素濃度換算データを取得して保存する酸素濃度換算データ保存ステップと、前記拡散孔を通して前記測定対象ガスを前記ガス検出室に拡散させて、前記電流計により前記電流を測定する電流測定ステップと、前記測定対象ガス中の水素濃度を計測する水素濃度計測ステップと、前記電流測定ステップで得られた前記電流の測定値と前記水素濃度計測ステップで得られた前記水素濃度とに基づいて、前記酸素濃度換算データ保存ステップで保存された前記酸素濃度換算データを用いて前記測定対象ガス中の酸素濃度を求める酸素濃度演算ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、ガス中の酸素濃度を高精度で計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置の基本的な構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図。
【図３】図２の酸素濃度換算データ保存部に保存される酸素濃度換算データを模式的に示すグラフ。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る酸素濃度計測方法の手順を示す流れ図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図であって、酸化雰囲気接続状態を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図であって、還元雰囲気接続状態を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置のデータ処理部の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置における還元雰囲気換算データ保存部に保存される還元雰囲気換算データを模式的に示すグラフ。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測方法の手順を示す流れ図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る酸素濃度計測装置のデータ処理部の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る酸素濃度計測方法における電極間電流と電極間印加電圧の関係を模式的に示すグラフ。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る酸素濃度計測方法で用いられる水蒸気濃度と電流差との関係を模式的に示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１３】
ここで説明する実施形態は、原子炉格納容器内のガス中の酸素濃度を計測するためのものを例として示すが、本発明の計測対象は、原子炉格納容器内のガスに限られない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る酸素濃度計測装置の基本的な構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図である。
【００１５】
図１に示すように、酸素濃度計測装置１０は、酸素センサ１１と、酸素検出信号計測部１２と、ヒータ制御部１３と、データ処理部１４と、監視部１５と、水素濃度計測部２０とを有する。データ処理部１４は、酸素濃度演算部１７と、酸素濃度換算データ保存部１８とを備えている。水素濃度計測部２０は、水素センサ２１と、水素センサ制御部２２と、水素検出信号計測部２３と、水素濃度演算部２４とを備えている。
【００１６】
酸素センサ１１および水素センサ２１は原子炉格納容器３０内に配置されている。その他の部分、すなわち、酸素検出信号計測部１２、ヒータ制御部１３、データ処理部１４、監視部１５、水素センサ制御部２２、水素検出信号計測部２３および水素濃度演算部２４は、原子炉格納容器３０外のたとえば中央制御室（図示せず）内に配置されている。
【００１７】
酸素センサ１１と酸素検出信号計測部１２とはケーブル３１ａで接続され、酸素センサ１１とヒータ制御部１３とはケーブル３１ｂで接続され、これらのケーブル３１ａ、３１ｂは、ペネトレーション部３３で原子炉格納容器３０の壁を貫通している。また、水素センサ２１と水素検出信号計測部２３とはケーブル３２ａで接続され、水素センサ２１と水素センサ制御部２２とはケーブル３２ｂで接続され、これらのケーブル３２ａおよび３２ｂは、ペネトレーション部３４で原子炉格納容器３０の壁を貫通している。ペネトレーション部３３、３４は、気密を保持して、原子炉格納容器３０の圧力バウンダリを構成する。
【００１８】
水素センサ２１としては、既知の水素センサを利用すればよく、たとえば、水素吸蔵材料が水素を吸収することによって電気抵抗が変化する性質を利用するものが使用される。この水素センサ２１は、水素吸蔵材料（たとえばパラジウム）とヒータから構成される（図示せず）。水素センサ制御部２２には、水素センサ２１を加熱するヒータ用の直流定電圧電源（図示せず）が含まれる。また、水素センサ制御部２２には、たとえば４端子法などの抵抗計（図示せず）が含まれる。
【００１９】
図２に示すように、酸素センサ１１は、固体電解質部材４０と、固体電解質部材４０をはさんで配置された陰極（第１の電極）４１および陽極（第２の電極）４２と、陰極４１を取り囲んでガス検出室４３を形成する検出室カバー４４と、固体電解質部材４０を加熱するためのヒータ４５と、を有する。この酸素センサ１１は、原子炉格納容器３０内に十分な酸素が含まれ、ガス検出室４３において、陰極（第１の電極）４１に用いられている貴金属の触媒作用により水素が酸素と化学反応を起こした後でも酸素が残留している状態、すなわち陰極（第１の電極）４１が酸化雰囲気にある場合に適用することを想定したものである。
【００２０】
検出室カバー４４には拡散孔４６が形成されている。拡散孔４６は、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧが拡散によりガス検出室４３内へ流入するようにするものであり、直径の小さな孔や多孔質材料が用いられる。
【００２１】
固体電解質部材４０は、たとえば板状または膜状であって、その両面に密着するように陰極４１および陽極４２が配置されている。固体電解質部材４０には、酸素イオンを伝導するジルコニアなどが使用される。陰極４１および陽極には、たとえば、プラチナや金などの貴金属材料が用いられる。
【００２２】
酸素検出信号計測部１２は、出力電圧を調整可能な可変直流電源５０と、電流計５１と、印加電圧計５２とを備えている。酸素センサ１１と酸素検出信号計測部１２とを連絡するケーブル３１ａは、ケーブル３１ａ１とケーブル３１ａ２とからなる。ケーブル３１ａ１によって、可変直流電源５０の負側に陰極４１が接続され、可変直流電源５０の正側に陽極４２が接続されている。このケーブル３１ａ１を流れる電流を測定するように、電流計５１が接続されている。印加電圧計５２は、ケーブル３１ａ２によって、陰極４１と陽極４２との間の電圧を測定できるように接続されている。電流計５１の出力は、データ処理部１４に出力される。
【００２３】
ヒータ制御部１３は、たとえば、直流定電圧電源５５を備えている。
【００２４】
図３は、図２の酸素濃度換算データ保存部１８に保存される酸素濃度換算データを模式的に示すグラフである。図３に示すように、ガス中の水素濃度を一定とすると、ガス中の酸素濃度と電流計５１の出力（電流）はほぼ比例する。また、ガス中の酸素濃度を一定とすると、水素濃度が大きいほど電流計５１の電流は小さくなる。
【００２５】
データ処理部１４の酸素濃度換算データ保存部１８には、電流計５１の出力とガス中の水素濃度との関数としてガス中の酸素濃度を求める酸素濃度換算データを保存しておく。データ処理部１４の酸素濃度演算部１７は、酸素濃度換算データ保存部１８に保存された酸素濃度換算データを用い、電流計５１の出力とガス中の水素濃度との関数として測定対象ガスＧ中の酸素濃度を求めるものである。
【００２６】
次に、この実施形態の作用と効果を説明する。
【００２７】
水素センサ制御部２２の直流定電圧電源（図示せず）から水素センサ２１のヒータ（図示せず）に電流が供給され、水素センサ２１の水素吸蔵材料（図示せず）は加熱され一定の温度に保持される。水素吸蔵材料は、加熱されることにより水素の吸収および放出を可逆的に継続することができる。たとえば、パラジウムの場合は約３００℃に保持する。
【００２８】
水素検出信号計測部２３の抵抗計（図示せず）で水素センサ２１の水素吸蔵材料の電気抵抗を測定し、その測定信号を水素濃度演算部２４へ出力する。水素濃度の変化に応じて水素吸蔵材料の抵抗が変化する特性に基づき、あらかじめ、水素濃度と抵抗値との関係式が求められており、この関係式を用いて水素濃度演算部２４で原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの水素濃度を計算し、その信号を監視部１５とデータ処理部１４へ出力する。
【００２９】
酸素センサ１１の検出室カバー４４に設けられた拡散孔４６から、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧがガス検出室４３へ拡散して流入する。測定対象ガスＧに含まれる酸素は、陰極４１に用いられている貴金属の触媒作用により酸素イオンａと電子に解離される。
【００３０】
ヒータ制御部１３の直流定電圧電源５５から酸素センサ１１のヒータ４５に電流が供給され、酸素センサ１１の固体電解質部材４０は加熱され一定の温度に保持される。固体電解質部材４０は、加熱されることにより酸素イオンａを容易に伝導することができる。たとえば、ジルコニアの場合は通常、５００℃〜８００℃に加熱され、酸素イオン伝導体として使用される。
【００３１】
酸素検出信号計測部１２の可変直流電源５０によって、固体電解質部材４０に取り付けられた陰極４１と陽極４２との間に電圧が印加される。酸素検出信号計測部１２の印加電圧計５２の計測値を用いてフィードバック制御することにより、陰極４１と陽極４２との間の印加電圧は一定になるように調整される。なお、陰極４１と陽極４２との間の電圧計測に関わる電気回路（３１ａ２を含む）は、陰極４１と陽極４２との間に電圧を印加する電気回路（３１ａ１を含む）とは別の回路になっており、かつ、印加電圧計５２には一般に内部抵抗が十分大きな計測器を適用する。これにより、ケーブル３１ａ１、３１ａ２の抵抗に関係なく陰極４１と陽極４２との間にかかる電圧を正確に計測することができる。
【００３２】
加熱された固体電解質部材４０に電圧を印加することにより、酸素イオンａは陰極４１側から陽極４２側へ輸送され、陰極４１と陽極４２との間に電流が流れる。陰極４１と陽極４２との間の印加電圧を適切に設定し、固体電解質部材４０に酸素イオンａが十分に流れるようにすることにより、酸素分子の流れは拡散孔４６の拡散過程が律速となる。この場合、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの酸素濃度の変化に応じて、陰極４１と陽極４２との間に流れる電流が変化する特性をもつようになる。これにより、酸素センサ１１は、限界電流式酸素センサを構成している。
【００３３】
ここで、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧに水素が共存する場合は、陰極４１に用いられている貴金属の触媒作用により酸素と水素が化学反応を起こし酸素が消費されてしまう。上述の通り、本実施形態においては、陰極（第１の電極）４１は酸化雰囲気、すなわち原子炉格納容器３０内に十分な酸素が含まれており、ガス検出室４３において陰極（第１の電極）４１に用いられている貴金属の触媒作用により水素が酸素と化学反応を起こした後でも酸素が残留している状態、となっているため、陰極（第１の電極）４１と陽極（第２の電極）４２の間で電流が流れるが、その電流値は上記の酸素濃度による影響を受ける。また、測定対象ガスＧに含まれる水蒸気の影響を回避するために、陰極４１と陽極４２との間の印加電圧は、水蒸気の電気分解が発生する最小の電圧である最小電解電圧Ｖｃ未満に設定される。
【００３４】
陰極４１と陽極４２との間に流れる電流を酸素検出信号計測部１２の電流計５１で計測し、その計測信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００３５】
データ処理部１４の酸素濃度換算データ保存部１８には、あらかじめ、異なる水素濃度ごとに、酸素濃度と陰極４１と陽極４２との間に流れる電流値との相関を調べた酸素濃度換算データが収納されている。データ処理部１４の酸素濃度演算部１７は、酸素濃度換算データ保存部１８に保存された酸素濃度換算データを参照して、水素濃度演算部２４から入力された水素濃度の信号と、酸素検出信号計測部１２の電流計５１から入力された電流計測の信号から、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの酸素濃度を求め、その信号を監視部１５へ出力する。監視部１５は、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧに含まれる酸素濃度と水素濃度とを表示する。
【００３６】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る酸素濃度計測方法の手順を示す流れ図である。あらかじめ、ガス中の酸素濃度を、この実施形態の酸素濃度計測方法とは別の計測方法によって計測し、さらに水素濃度を計測し、そのときの電流計５１の出力を得る。複数種類の酸素濃度と複数種類の水素濃度との組合せを種々に設定してそのときの電流計５１の出力を得ることにより、図３に模式的に示すような酸素濃度換算データを酸素濃度換算データ保存部１８に保存する（ステップＳ１）。なお、このときの酸素濃度および水素濃度は校正のために人為的に設定されるものであって、既知の値であると言える。
【００３７】
つぎに、酸素センサ１１および水素センサ２１を実際の原子炉格納容器３０内に設置して、電流計５１による電流値を得る（ステップＳ２）。また、水素濃度計測部２０により、そのときの原子炉格納容器３０内の水素濃度を測定する（ステップＳ３）。
【００３８】
つぎに、酸素濃度演算部１７は、酸素濃度換算データ保存部１８に保存された酸素濃度換算データを用い、電流計５１の出力と測定対象ガスＧ中の水素濃度との関数として測定対象ガスＧ中の酸素濃度を求める（ステップＳ４）。
【００３９】
上記のように本実施形態によれば、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスを原子炉格納容器３０外にサンプリングせず、水素の共存の有無に関係なく、酸素濃度を精度よく計測することができる。
【００４０】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図であって、酸化雰囲気接続状態を示す図である。図６は、第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置における図１のＡ部の詳細を示す構成図であって、還元雰囲気接続状態を示す図である。前述の図１に示す酸素濃度計測装置の基本的な構成は、本発明の第１の実施形態と第２の実施形態で共通である。
【００４１】
図５に示す酸化雰囲気接続状態と図６に示す還元雰囲気接続状態では、可変直流電源５０の接続の向きが逆である。その他の構成は同じである。
【００４２】
はじめに、図５に示す酸化雰囲気接続状態の構成を説明する。このとき、第１の実施形態と同様に、酸素センサ１１は、第１の固体電解質部材４０と、第１の固体電解質部材４０をはさんで配置された第１の電極４１および第２の電極４２と、第１の電極４１を取り囲んでガス検出室４３を形成する検出室カバー４４と、固体電解質部材４０を加熱するためのヒータ４５と、を有する。第１の固体電解質部材４０は第１の実施形態の固体電解質部材４０に相当するものである。
【００４３】
この第２の実施形態では、酸化雰囲気接続状態と還元雰囲気接続状態とで第１の電極４１に印加される電圧と第２の電極４２に印加される電圧との関係が逆転するので、「陰極」、「陽極」の表現は用いない。
【００４４】
この第２の実施形態では、第１の固体電解質部材４０と平行に広がる第２の固体電解質部材４０ａが配置されている。第２の固体電解質部材４０ａ、第１の固体電解質部材４０と同様に、たとえば板状または膜状であって、酸素イオンを伝導するジルコニアなどが使用される。
【００４５】
ガス検出室４３は、第１の固体電解質部材４０、第２の固体電解質部材４０ａおよび検出室カバー４４に囲まれている。検出室カバー４４には拡散孔４６が形成されている。拡散孔４６は、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧが拡散によりガス検出室４３内へ流入するようにするものであり、直径の小さな孔や多孔質材料が用いられる。
【００４６】
この第２の実施形態では、第２の固体電解質部材４０ａをはさんでガス検出室４３の反対側に基準ガス室６０を形成する基準ガス室カバー６１が配置されている。基準ガス室６０内には、既知の高濃度（たとえば１００％）の酸素を含有する基準ガスが封入されている。
【００４７】
ガス検出室４３内に第３の電極６２が配置され、基準ガス室６０内に第４の電極６３が配置されている。第３の電極６２および第４の電極６３は第２の固体電解質部材４０ａをはさんで、第２の固体電解質部材４０ａに密着して取り付けられている。第３の電極６２および第４の電極６３には、第１の電極４１および第２の電極４２と同様に、たとえばプラチナや金などの貴金属材料が用いられる。
【００４８】
この第２の実施形態では、酸素検出信号計測部１２は、出力電圧を調整可能な可変直流電源５０と、電流計５１と、印加電圧計５２に加えて、濃淡電池電圧計６５と酸素濃度判定部８０とを備えている。
【００４９】
酸素センサ１１と酸素検出信号計測部１２とを連絡するケーブル３１ａは、ケーブル３１ａ１とケーブル３１ａ２と、ケーブル３１ａ３とからなる。図５では、ケーブル３１ａ１によって、可変直流電源５０の負側に第１の電極４１が接続され、可変直流電源５０の正側に第２の電極４２が接続されている。このケーブル３１ａ１を流れる電流を測定するように、電流計５１が接続されている。印加電圧計５２は、ケーブル３１ａ２によって、第１の電極４１と第２の電極４２との間の電圧を測定できるように接続されている。電流計５１の出力は、データ処理部１４に出力される。
【００５０】
濃淡電池電圧計６５は、ケーブル３１ａ３によって第３の電極６２および第４の電極６３に接続されている。第３の電極６２と第４の電極６３との間に発生する電圧を濃淡電池電圧計６５で測定できる。後述するように、第２の固体電解質部材４０ａ、第３の電極６２および第４の電極６３などにより濃淡電池が構成され、濃淡電池電圧計６５によって、ガス検出室４３内の酸素濃度を測定することができる。また、酸素濃度判定部８０は、濃淡電池電圧計６５の出力に基づいて、ガス検出室４３内の雰囲気が酸化雰囲気にあるか還元雰囲気にあるかを判定する雰囲気判定手段である。
【００５１】
図６に示す還元雰囲気接続状態では、可変直流電源５０の極性が図５の酸化雰囲気接続状態と逆になるように接続されている。すなわち、この接続状態では、第１の電極４１に正の電圧、第２の電極４２に負の電圧が印加される。したがって、第１の固体電解質部材４０内の酸素イオンａの移動方向は、第２の電極４２から第１の電極４１へ向かう方向となり、図５の酸化雰囲気接続状態とは逆になる。また、電流計５１および印加電圧系５２の極性も図５の酸化雰囲気接続状態とは逆になる。すなわち、本実施の形態において、可変直流電源５０は第１の電極４１と第２の電極４２の間に印加する直流電圧の向きを切り替え可能に構成される。
【００５２】
図７は、第２の実施形態に係る酸素濃度計測装置のデータ処理部の構成を示すブロック図である。図７に示すように、データ処理部１４は、酸素濃度演算部１７と、酸素濃度換算データ保存部１８とを有している。酸素濃度換算データ保存部１８は、酸化雰囲気換算データ保存部１８ａと還元雰囲気換算データ保存部１８ｂとを含んでいる。
【００５３】
酸化雰囲気換算データ保存部１８ａには、酸化雰囲気換算データが保存されている。この酸化雰囲気換算データは、第１の実施形態における酸素濃度換算データ保存部１８に保存される酸素濃度換算データ（図３参照）と同様のものである。
【００５４】
還元雰囲気換算データ保存部１８ｂには、ガス検出室４３内が還元雰囲気にある場合に用いられる還元雰囲気換算データが保存されている。図８は、還元雰囲気換算データ保存部１８ｂに保存される還元雰囲気換算データを模式的に示すグラフである。還元雰囲気換算データについては後に詳述する。
【００５５】
第２の実施形態の上述以外の部分は第１の実施形態と同様である。
【００５６】
次に、この第２の実施形態の作用と効果を説明する。
【００５７】
酸素センサ１１の検出室カバー４４に設けられた拡散孔４６から、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧがガス検出室４３へ流入する。ヒータ制御部１３の直流定電圧電源５５から酸素センサ１１のヒータ４５に電流が供給され、酸素センサ１１の２つの固体電解質部材４０，４０ａは加熱され一定の温度に保持される。固体電解質部材４０，４０ａは加熱されることにより酸素イオンａを容易に伝導することができる。たとえば、ジルコニアの場合は通常、５００℃〜８００℃に加熱され、酸素イオン伝導体として使用される。
【００５８】
第２の固体電解質部材４０ａは濃淡電池式センサとして作用し、ガス検出室４３と基準ガス室６０の酸素濃度により、第３の電極６２と第４の電極６３との間にネルンストの式に従った起電力が生じる。基準ガス室６０内の酸素濃度は一定に保たれているので、上記の起電力はガス検出室４３の酸素濃度に依存することになる。したがって、第３の電極６２と第４の電極６３との間の電圧を酸素検出信号計測部１２の濃淡電池電圧計６５で計測することにより、ガス検出室４３の酸素濃度Ｃｍを計測することができる。
【００５９】
あらかじめ、酸素濃度の基準値である基準濃度Ｃｓを決めておく。ＣｍがＣｓよりも大きい場合は、原子炉格納容器３０内に十分な酸素が含まれ、ガス検出室４３において、第１の電極４１および第３の電極６２に用いられている貴金属の触媒作用により水素が酸素と化学反応を起こした後でも酸素が残留している状態（酸化雰囲気）にあると判断される。一方、ＣｍがＣｓ以下の場合は、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧに過多の水素が共存し、ガス検出室４３において、第１の電極４１および第３の電極６２に用いられている貴金属の触媒作用により酸素と水素が化学反応を起こしほとんどの酸素が消費された状態（還元雰囲気）にあると判断される。
【００６０】
酸素濃度判定部８０は、上述の原理に基づき、濃淡電池電圧計６５の出力に応じて、酸化雰囲気と還元雰囲気のどちらに属するかを判定し、その判定結果を表す信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００６１】
酸化雰囲気と還元雰囲気とでは、酸素検出信号計測部１２の可変直流電源５０の接続の向きが逆になり、酸素検出信号計測部１２の動作が異なる。すなわち、可変直流電源５０は、雰囲判定手段である酸素濃度判定部８０の出力（判定）に応じて第１の電極４１と第２の電極４２の間に印加する直流電圧の向きを切り替え可能に構成される。
【００６２】
酸化雰囲気（Ｃｍ＞Ｃｓ）の場合、可変直流電源５０は、図５に示す酸化雰囲気接続状態で使用する。この場合の第１の固体電解質部材４０、第１の電極４１、第２の電極４２、可変直流電源５０、電流計５１、印加電圧計５２に係る動作は第１の実施形態と同様である。このとき、ガス検出室４３のガスに含まれる酸素は、第１の電極４１に用いられている貴金属の触媒作用により酸素イオンａと電子に解離される。酸素検出信号計測部１２の可変直流電源５０によって第１の固体電解質部材４０に取り付けられた第１の電極４１と第２の電極４２との間に電圧が印加され、酸素検出信号計測部１２の印加電圧計５２の計測値を用いてフィードバック制御することにより、上記の印加電圧は一定になるように調整される。
【００６３】
加熱された第１の固体電解質部材４０に電圧を印加することにより、酸素イオンａは第１の電極４１側から第２の電極４２側へ輸送され、第１の電極４１と第２の電極４２との間に電流が流れる。第１の電極４１と第２の電極４２との間の印加電圧を適切に設定し、第１の固体電解質部材４０に酸素イオンａが十分に流れるようにすることにより、酸素分子の流れは拡散孔４６の拡散過程が律速となる。この場合、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの酸素濃度の変化に応じて、第１の固体電解質部材４０に取り付けられた第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流が変化する特性をもつようになる。
【００６４】
第１の実施形態と同様に、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧに水素が共存する場合は、第１の電極４１および第３の電極６２に用いられている貴金属の触媒作用により酸素と水素が化学反応を起こし酸素が消費されてしまうため、上記の酸素濃度と電流との相関は影響を受ける。
【００６５】
また、第１の実施形態と同様に、測定対象ガスＧに含まれる水蒸気の影響を回避するために、第１の電極４１と第２の電極４２との間の印加電圧は、水蒸気の電気分解が発生する最小電解電圧Ｖｃ未満に設定される。第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流を酸素検出信号計測部１２の電流計５１で計測する。その電流の測定信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００６６】
一方、還元雰囲気（Ｃｍ＜Ｃｓ）の場合は、図６に示すように、可変直流電源５０は、還元雰囲気接続状態、すなわち、図５に示された向きと逆向き（第１の電極４１にプラスを印加する向き）にする。過酷事故時において、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧには多量の水蒸気が含まれると想定されている。第２の電極４２において印加電圧の作用により水蒸気は電気分解され酸素イオンａが発生する。加熱された第１の固体電解質部材４０をはさむ第１の電極４１と第２の電極４２のうちの第２の電極４２に負の電圧を印加することにより、酸素イオンａは第２の電極４２側から第１の電極４１側へ輸送され、第１の電極４１と第２の電極４２との間に電流が流れる。
【００６７】
可変直流電源５０の電圧をゼロから増加させながら、第３の電極６２と第４の電極６３との間の電圧を酸素検出信号計測部１２の濃淡電池電圧計６５で計測し、ネルンストの式を用いてガス検出室４３の酸素濃度へ換算する。
【００６８】
第２の電極４２側から第１の電極４１側へ供給された酸素イオンａはガス検出室４３内の水素と化学反応する。可変直流電源５０の電圧を増大させると、供給される酸素イオンａの量が増加し、やがてガス検出室４３内の還元雰囲気が解消され、ガス検出室４３の酸素濃度が増大して基準濃度Ｃｓに到達する。その際、第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流はガス検出室４３の水素濃度に依存し、ガス検出室４３内の水素濃度は原子炉格納容器３０内の水素濃度と酸素濃度に依存する。そのため、あらかじめ、還元雰囲気において、異なる水素濃度ごとに、酸素濃度と、第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流値との相関を調べておけば、水素濃度と電流値から酸素濃度を求めることができる。上記の電流の測定信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００６９】
データ処理部１４の酸化雰囲気換算データ保存部１８ａには、あらかじめ、酸化雰囲気について、異なる水素濃度ごとに、酸素濃度と第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流値との相関を調べた酸化雰囲気換算データが収納されている。同様に、還元雰囲気換算データ保存部１８ｂには、あらかじめ、還元雰囲気について、異なる水素濃度ごとに、酸素濃度と第１の電極４１と第２の電極４２との間に流れる電流値との相関を調べた還元雰囲気換算データが収納されている。
【００７０】
酸素濃度演算部１７は、酸化雰囲気換算データおよび還元雰囲気換算データに基づき、水素濃度演算部２４から入力された水素濃度の信号と、酸素濃度判定部８０から入力された酸化雰囲気と還元雰囲気のどちらに属するかの信号と、電流計測の信号とから、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの酸素濃度を求め、その出力信号を監視部１５へ出力する。すなわち、酸素濃度演算部１７は、雰囲気判定手段である酸素濃度判定部８０による酸化雰囲気または前記還元雰囲気の判定に応じ、酸化雰囲気換算データ保存部１８ａに保存された酸化雰囲気換算データおよび還元雰囲気換算データ保存部１８ｂに保存された前記還元雰囲気換算データの一方を酸素濃度換算データとして用いる。監視部１５は、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧに含まれる酸素濃度と水素濃度を表示する。
【００７１】
図５に示す酸化雰囲気接続状態と図６に示す還元雰囲気接続状態との切替えは、酸素濃度判定部８０の出力によって自動で行うようにしてもよいし、また、作業員が酸素濃度判定部８０の出力を監視して、人手で切り替えるようにしてもよい。
【００７２】
図９は、第２の実施形態に係る酸素濃度計測方法の手順を示す流れ図である。
【００７３】
あらかじめ、酸化雰囲気の中で、ガス中の酸素濃度を、この実施形態の酸素濃度計測方法とは別の計測方法によって計測し、さらに水素濃度を計測し、そのときの電流計５１の出力を得る。複数種類の酸素濃度と複数種類の水素濃度との組合せを種々に設定してそのときの電流計５１の出力を得ることにより、図３に模式的に示すような酸化雰囲気換算データを酸化雰囲気換算データ保存部１８ａに保存する（ステップＳ１１）。
【００７４】
同様に、還元雰囲気の中で、ガス中の酸素濃度を、この実施形態の酸素濃度計測方法とは別の計測方法によって計測し、さらに水素濃度を計測し、そのときの電流計５１の出力を得る。複数種類の酸素濃度と複数種類の水素濃度との組合せを種々に設定してそのときの電流計５１の出力を得ることにより、図８に模式的に示すような還元雰囲気換算データを還元雰囲気換算データ保存部１８ｂに保存する（ステップＳ１２）。
【００７５】
図８に示すように、還元雰囲気において、水素濃度を一定とすると、酸素濃度が増えるほど、電流計５１の出力である電流は小さくなる。また、酸素濃度を一定とすると、水素濃度が増えるほど電流が大きくなる。
【００７６】
つぎに、酸素センサ１１を実際の原子炉格納容器３０内に設置して、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧを拡散孔４６からガス検出室４３内に拡散させ、濃淡電池電圧計６５による電圧測定を行う（ステップＳ２１）。
【００７７】
つぎに、酸素濃度判定部８０は、濃淡電池電圧計６５の測定結果に基づいて、測定された酸素濃度Ｃｍが基準濃度Ｃｓより大きいかどうかを判定する（ステップＳ２２）。酸素濃度Ｃｍが基準濃度Ｃｓより大きい場合（ステップＳ２２でＹＥＳの場合）は、可変直流電源５０の接続を、図５に示す酸化雰囲気接続状態にする（ステップＳ２３）。
【００７８】
つぎに、電流計５１による電流値を得る（ステップＳ２４）。また、水素濃度計測部２０により、そのときの原子炉格納容器３０内の水素濃度を測定する（ステップＳ２５）。
【００７９】
つぎに、酸素濃度演算部１７は、酸化雰囲気換算データ保存部１８ａに保存された酸化雰囲気換算データを用い、電流計５１の出力と測定対象ガスＧ中の水素濃度との関数として測定対象ガスＧ中の酸素濃度を求める（ステップＳ２６）。
【００８０】
ステップＳ２２で、酸素濃度Ｃｍが基準濃度Ｃｓ以下であると判定された場合（ステップＳ２２でＮＯの場合）は、可変直流電源５０の接続を、図６に示す還元雰囲気接続状態にする（ステップＳ３０）。
【００８１】
つぎに、電流計５１による電流値を得る（ステップＳ３１）。また、水素濃度計測部２０により、そのときの原子炉格納容器３０内の測定対象ガスの水素濃度を測定する（ステップＳ２５）。
【００８２】
つぎに、酸素濃度演算部１７は、還元雰囲気換算データ保存部１８ｂに保存された還元雰囲気換算データを用い、電流計５１の出力とガス中の水素濃度との関数として測定対象ガスＧ中の酸素濃度を求める（ステップＳ３２）。
【００８３】
上記のようにこの第２の実施形態によれば、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧを原子炉格納容器３０外にサンプリングせず、水素の共存の有無に関係なく、酸化雰囲気においても還元雰囲気においても、酸素濃度を精度よく計測することができる。
【００８４】
上記説明では酸素濃度判定部８０が酸素検出信号計測部１２に含まれるものとしたが、他の例として、酸素濃度判定部８０がデータ処理部１４に含まれるようにしてもよい。また、上記説明ではガス検出室４３内の雰囲気が酸化雰囲気か還元雰囲気かわからない場合に雰囲気判定手段である酸素濃度判定部８０により判定する例を説明したが、ガス検出室４３内（第１の電極４１）が還元雰囲気となることが明らかである場合、図６の基準ガス室６０、基準ガス室カバー６１、第３の電極６２、第４の電極６３、濃淡電池電圧計６５や酸素濃度判定部８０を設けない形、すなわち、図２において可変直流電源５０の印加する電圧の向きを反対とした形態とすることも可能である。
【００８５】
［第３の実施形態］
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る酸素濃度計測装置のデータ処理部の構成を示すブロック図である。
【００８６】
この第３の実施形態は第１の実施形態の変形である。図１０に示すように、データ処理部１４は、酸素濃度演算部１７と酸素濃度換算データ保存部１８のほかに、水蒸気濃度演算部７１と、水蒸気濃度換算データ保存部７２とを備えている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。この第３の実施形態は、第１の実施形態の作用・効果が得られることに加えて、測定対象ガスＧ中の水蒸気濃度をも計測できるようにしたものである。
【００８７】
図１１は、第３の実施形態に係る酸素濃度計測方法における電極間電流と電極間印加電圧の関係を模式的に示すグラフである。図１２は、第３の実施形態に係る酸素濃度計測方法で用いられる水蒸気濃度と電流差との関係を模式的に示すグラフである。
【００８８】
まず、酸素センサ１１の固体電解質部材４０に取り付けられた陰極４１および陽極４２に、第１の実施形態と同様に、水蒸気の電気分解が発生する最小電解電圧Ｖｃ未満で、かつ、固体電解質部材４０に酸素イオンａが十分に流れ酸素分子の流れが拡散孔の拡散過程で律速となる電圧Ｖ１を印加する。そしてそのときの陰極４１と陽極４２との間に流れる電流Ｉ１を酸素検出信号計測部１２の電流計５１で計測し、その計測信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００８９】
つぎに、可変直流電源５０を調整して、陰極４１および陽極４２に、最小電解電圧Ｖｃを超える電圧Ｖ２を印加する。そしてそのときの陰極４１と陽極４２との間に流れる電流Ｉ２を酸素検出信号計測部１２の電流計５１で計測し、その計測信号をデータ処理部１４へ出力する。
【００９０】
図１１は、水蒸気が共存する場合において、陰極４１と陽極４２との間の印加電圧と陰極４１と陽極４２との間を流れる電流の典型的な相関を示すグラフである。
【００９１】
図１１に示すように、印加電圧をゼロから上昇していくと、はじめは印加電圧の上昇に伴って電極間電流が増大するが、最小電解電圧Ｖｃ以下の電圧で、電圧を上昇させても電極間電流が増大せず、ほぼ一定の電流Ｉ１となる。このときの印加電圧をＶ１とする。最小電解電圧Ｖｃを超える電圧に印加電圧を上昇させると、電極間電流は再び増大する。印加電圧をさらに増大させると、電極間電流が再び増大を止める。このときの印加電圧をＶ２とし、電極間電流をＩ２とする。Ｉ２がＩ１より大きくなるのは水蒸気の電気分解により生じた酸素イオンａの影響であり、電流差（Ｉ２−Ｉ１）は水蒸気濃度と相関がある。
【００９２】
データ処理部１４の酸素濃度換算データ保存部１８には、第１の実施形態と同じく、あらかじめ、異なる水素濃度ごとに、酸素濃度と、陰極４１と陽極４２との間に流れる電流値との相関を調べた酸素濃度換算データ（図３）が収納されている。この酸素濃度換算データを参照して、水素濃度演算部２４から入力された水素濃度の信号と、酸素検出信号計測部１２の電流計５１から入力された電流計測の信号から、原子炉格納容器３０内の測定対象ガスＧの酸素濃度を求める。
【００９３】
これに加えて、データ処理部１４の水蒸気濃度換算データ保存部７２には、あらかじめ、水蒸気濃度と電流差（Ｉ２−Ｉ１）との相関を調べたデータ（図１２）が収納されており、これを参照して、電流差（Ｉ２−Ｉ１）から測定対象ガスＧの水蒸気濃度を求める。
【００９４】
上記の水素濃度と酸素濃度と水蒸気濃度との総和を計算し、これが許容範囲内（たとえば７０〜１２０％）にある場合は、それぞれの濃度信号を監視部１５へ出力する。また、許容範囲外の場合は、エラー信号を監視部１５へ出力する。上記のように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、水蒸気濃度の計測結果を用いて、酸素濃度の計測結果の妥当性を確認できるので、より精度よく酸素濃度を計測することができる。
【００９５】
［他の実施形態］
上記第３の実施形態は、第１の実施形態の変形として、図１に示すデータ処理部１４が水蒸気濃度演算部７１および水蒸気濃度換算データ保存部７２を備えるように変更するものとした。さらに他の変形として、上記第２の実施形態の変形として、図７に示すデータ処理部１４が水蒸気濃度演算部７１および水蒸気濃度換算データ保存部７２をさらに備えるように変更するものとしてもよい。
【００９６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９７】
１０…酸素濃度計測装置、  １１…酸素センサ、  １２…酸素検出信号計測部、  １３…ヒータ制御部、  １４…データ処理部、  １５…監視部、  １７…酸素濃度演算部、  １８…酸素濃度換算データ保存部、  １８ａ…酸化雰囲気換算データ保存部、  １８ｂ…還元雰囲気換算データ保存部、  ２０…水素濃度計測部、  ２１…水素センサ、  ２２…水素センサ制御部、  ２３…水素検出信号計測部、  ２４…水素濃度演算部、  ３０…原子炉格納容器、  ３１，３１ａ，３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ…ケーブル、  ３３，３４…ペネトレーション部、  ４０，４０ａ…固体電解質部材、  ４１…陰極（第１の電極）、  ４２…陽極（第２の電極）、  ４３…ガス検出室、  ４４…検出室カバー、  ４５…ヒータ、  ４６…拡散孔、  ５０…可変直流電源（直流電源）、  ５１…電流計、  ５２…印加電圧計、  ５５…直流定電圧電源、  ６０…基準ガス室、  ６１…基準ガス室カバー、  ６２…第３の電極、  ６３…第４の電極、  ６５…濃淡電池電圧計（電圧計）、  ７１…水蒸気濃度演算部、  ７２…水蒸気濃度換算データ保存部、  ８０…酸素濃度判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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