(57)【要約】【課題】装置コストの低減化を図りながら補助ガス、或いは測定ガスの流量変動に強く、周囲温度の変化にも強い磁気式酸素分析計を提供する。【解決手段】第１補助ガス流入口６側の補助ガス流路９及び第２補助ガス流入口７側の補助ガス流路１０を連通するバイパス流路１１と、バイパス流路の中間位置に流路を拡大して設けたバッファ流路２４と、バッファ流路より第１補助ガス流入口側のバイパス流路に配置した第１流量センサ２１と、バッファ流路より第２補助ガス流入口側のバイパス流路に配置した第２流量センサ２２と、第１流量センサが検出した第１流量と第２流量センサが検出した第２流量との差に基づいて前記測定ガスに含まれる酸素濃度を演算する酸素濃度演算部２３とを備えている。そして、第１流量センサ及び第２流量センサは、４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路２９で形成されている。【選択図】図２
2015049219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル流路と、このサンプル流路の両端に形成された測定ガス入口及び測定ガス出口と、前記測定ガス出口側の前記サンプル流路に互いに対向して設けられた第１補助ガス流入口及び第２補助ガス流入口と、前記第１及び第２補助ガス流入口に接続された補助ガス流路と、を備え、前記補助ガス流路の中間位置から前記補助ガスを供給し、前記第１補助ガス流入口の近くの前記サンプル流路に磁界をかけることにより生じる前記補助ガス流路の流量変化を検出することによって、前記測定ガスに含まれる酸素濃度を演算する磁気式酸素分析計において、
前記第１補助ガス流入口側の前記補助ガス流路及び前記第２補助ガス流入口側の前記補助ガス流路を連通するバイパス流路と、
このバイパス流路の中間位置に流路を拡大して設けたバッファ流路と、
このバッファ流路より前記第１補助ガス流入口側の前記バイパス流路に配置した第１流量センサと、
前記バッファ流路より前記第２補助ガス流入口側のバイパス流路に配置した第２流量センサと、
前記第１流量センサが検出した前記第１補助ガス流入口から流れてきた補助ガスの第１流量と、前記第２流量センサが検出した前記バッファ流路を通過して前記第２補助ガス流入側のバイパス流路に流れる補助ガスの第２流量との差に基づいて、前記測定ガスに含まれる酸素濃度を演算する酸素濃度演算部と、を備え、
前記第１流量センサ及び前記第２流量センサを、４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路で形成したことを特徴とする磁気式酸素分析計。
【請求項２】
前記第１流量センサ及び前記第２流量センサは、前記バッファ流路から等距離の位置の前記バイパス流路に配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁気式酸素分析計。
【請求項３】
前記フルブリッジ回路は、第１熱線センサ及び第２熱線センサが定電源側からグランドに向かって順に直列接続された第１のハーフブリッジ回路と、第３熱線センサ２７及び第４熱線センサ２８が前記定電源側から前記グランドに向かって順に直列接続された第２のハーフブリッジ回路とで構成され、
前記第１流量センサは、補助ガス流れの上流側に配置された前記第４熱線センサと、下流側に配置された前記第２熱線センサとで構成され、
前記第２流量センサは、補助ガス流れの上流側に配置された前記第１熱線センサと、下流側に配置された前記第３熱線センサとで構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気式酸素分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気式酸素分析計に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気式酸素分析計の測定原理について、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する（例えば特許文献１を参照）。
図４（Ａ）は、酸素を含むガス中に磁界を発生させる手段（磁石）を配置したときの酸素分子と磁界の関係を示したものである。図４（Ｂ）に示すように、磁界が強く、且つその強さが変化しているところ（不均一の磁界になっている磁極の端部）に酸素を引き付ける力が作用し、磁極の端部で右向きの力と左向きの力が押し合ってバランスし、酸素分子は磁界の影響を受けて引き付けられ、磁界（磁石のギャップ）内へ移動する。これにより、図４（Ｃ）に示すように、磁界内では、引き付けられた酸素の圧力（濃度）が磁界の外と比較して高くなる。
【０００３】
上述した測定原理を採用した磁気式酸素分析計として、図５に示す装置が知られている。この磁気式酸素分析計は、測定ガスを流す流路を備えたサンプルセル１と、測定ガスに含まれている酸素濃度を検出する検出回路２と、を備えている。検出回路２は、サンプルセル１内に設置した熱線センサで構成した流量センサ１２からの信号に基づいて、測定ガス中の酸素濃度を検出する。
【０００４】
サンプルセル１は、断面が矩形形状のサンプル流路３と、このサンプル流路３の軸方向の一端側に連通して設けた測定ガス導入口４と、サンプル流路３の軸方向の他端側に連通して設けた測定ガス導出口５と、測定ガス導出口５側のサンプル流路３に連通し、このサンプル流路３の軸方向に直交する径方向から互いに対向して設けた第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７と、補助ガス供給流路８に流れてきた補助ガスを第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７からサンプル流路３に同一流量で供給する第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０と、サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆの領域を形成するポールピース（不図示）と、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に連通するバイパス流路１１と、を備えている。
【０００５】
また、バイパス流路１１の中間位置に流量センサ１２が配置され、この流量センサ１２に検出回路２が接続している。検出回路２は、流量センサ１２の信号を受信して増幅することで、測定ガスに含まれている酸素濃度を検出する。
上記構成の磁気式酸素分析計は、サンプルセル１の測定ガス導入口４から導入された測定ガスが測定ガス導出口５に向けて流れる。また、補助ガス供給流路８から供給された補助ガスは、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分流し、第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７からサンプル流路３に流入し、測定ガスと合流して測定ガス導出口５に流れる。また、補助ガス供給流路８から第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分流した補助ガスの一部は、第１補助ガス分岐流路９に接続するバイパス流路１１から流量センサ１２に向けて流れるとともに、第２補助ガス分岐流路１０に接続するバイパス流路１１から流量センサ１２に向けて流れる。
【０００６】
そして、測定ガス中に酸素分子が含まれていない場合、サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆを印加しても、酸素分子が引き寄せられず、その部分の圧力は上昇しない。これにより、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０のそれぞれからサンプル流路３に補助ガスが流出する際の流体抵抗が同じになり、第１補助ガス分岐流路９からバイパス流路１１内の流量センサ１２を経由する補助ガスの流量と、第２補助ガス分岐流路１０からバイパス流路１１内の流量センサ１２を経由する補助ガスの流量が同じとなる。これにより、流量センサ１２の信号が得られず、検出回路２は酸素濃度を検出しない。
【０００７】
一方、測定ガス中に酸素分子が含まれている場合、サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆが印加されると、その部分に酸素分子が引き付けられ（図４（Ｃ）参照）、酸素の凝集圧により圧力が上昇する。そのため、第１補助ガス分岐流路９からサンプル流路３に補助ガスが流出する際の流体抵抗が増大し、流出量が減少する。逆に、サンプル流路３の第２補助ガス流入口７が連通する付近では磁界Ｍｆが印加されていないため流体抵抗は増大せず、第１補助ガス流入口６側との比較により補助ガスの流出量が増加する。
【０００８】
これにより、補助ガス供給流路８から第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分岐する地点Ｐ０（以下、分岐点Ｐ０と称する）で、補助ガスが第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分岐する際の分流比が変化し、第１補助ガス分岐流路９からバイパス流路１１内の流量センサ１２を経由する補助ガスの流量と、第２補助ガス分岐流路１０からバイパス流路１１内の流量センサ１２を経由する補助ガスの流量に差が生じ、流量センサ１２が補助ガスの流量変化の信号を得ることで、検出回路２が測定ガスの酸素濃度に応じた信号を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３２５０９８号公報の図３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した従来の磁気式酸素分析計は、周囲に配置されているプラントなどから受ける振動などによって補助ガス、或いは測定ガスの流量が変動すると、測定ガス中の酸素濃度を正確に測定できない場合がある。
すなわち、測定ガス中に酸素分子が含まれている場合、第１補助ガス分岐流路９及びバイパス流路１１から流量センサ１２に酸素の凝集圧により上昇した圧力が通過し、流量センサ１２がその圧力に応じた電気信号に変換する。ここで、補助ガス供給流路８から供給される補助ガスに流量変動が生じると、バイパス流路１１に補助ガスの流量変動による脈流が発生し、この脈流が流量センサの電気信号に重畳する形でノイズ成分となり、測定ガス中の酸素濃度を正確に測定することができない。
【００１１】
また、補助ガスの流量変動と同様に、測定ガス導入口４から供給される測定ガスの流量が変動する場合にも、バイパス流路１１に測定ガスの流量変動による脈流が発生し、その脈流が流量センサの電気信号に重畳する形でノイズ成分となる。
さらに、流量センサ１２を構成している熱線センサは、周囲の温度変化に応じて補助ガス流量の信号が変動してしまい、測定ガス中の酸素濃度を正確に測定できない。このため、従来の磁気式酸素分析計は、周囲温度の変化による流量変動に起因した温度ドリフトの面で問題がある。
【００１２】
そこで、補助ガス、或いは測定ガスの流量を一定に保つため、補助ガス及び測定ガスの供給側に精密な圧力制御弁を接続、或いは、圧力制御弁や各流路の温度変動の回避のために必要機器を恒温槽の中に配置するなど、補助ガス及び測定ガスの流量変動を起きにくくし、周囲の温度を変動させない対策が考えられるが、そのような対策は、機構や部品の増大、コスト上昇などの面で問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置コストの低減化を図りながら補助ガス、或いは測定ガスの流量変動に強く、周囲温度の変化にも強い磁気式酸素分析計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る磁気式酸素分析計は、サンプル流路と、このサンプル流路の両端に形成された測定ガス入口及び測定ガス出口と、前記測定ガス出口側の前記サンプル流路に互いに対向して設けられた第１補助ガス流入口及び第２補助ガス流入口と、前記第１及び第２補助ガス流入口に接続された補助ガス流路と、を備え、前記補助ガス流路の中間位置から前記補助ガスを供給し、前記第１補助ガス流入口の近くの前記サンプル流路に磁界をかけることにより生じる前記補助ガス流路の流量変化を検出することによって、前記測定ガスに含まれる酸素濃度を演算する磁気式酸素分析計において、前記第１補助ガス流入口側の前記補助ガス流路及び前記第２補助ガス流入口側の前記補助ガス流路を連通するバイパス流路と、このバイパス流路の中間位置に流路を拡大して設けたバッファ流路と、このバッファ流路より前記第１補助ガス流入口側の前記バイパス流路に配置した第１流量センサと、前記バッファ流路より前記第２補助ガス流入口側のバイパス流路に配置した第２流量センサと、前記第１流量センサが検出した前記第１補助ガス流入口から流れてきた補助ガスの第１流量と、前記第２流量センサが検出した前記バッファ流路を通過して前記第２補助ガス流入側のバイパス流路に流れる補助ガスの第２流量との差に基づいて、前記測定ガスに含まれる酸素濃度を演算する酸素濃度演算部と、を備え、前記第１流量センサ及び前記第２流量センサを、４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路で形成した。
【００１４】
この発明の一態様に係る磁気式酸素分析計によると、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じている場合であっても、測定値である第１流量と、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じたときの圧力変化に伴う流量を含んだ補正値である第２流量との差分により測定ガスの酸素濃度を演算しているので、測定ガス或いは補助ガスの流量変動による影響を除去して高精度の測定ガスの酸素濃度を測定することができる。
【００１５】
また、第１流量センサ及び第２流量センサを、４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路で形成したことから、周囲温度の変化による流量変動に起因した温度ドリフトを抑制することができる。
また、この発明の一態様に係る磁気式酸素分析計は、前記第１流量センサ及び前記第２流量センサが、前記バッファ流路から等距離の位置の前記バイパス流路に配置されている。
この発明の一態様に係る磁気式酸素分析計によると、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じたときの脈流発生によるノイズ成分を第１流量センサ及び第２流量センサが検出しても、バッファ流路から等距離の位置に第１流量センサ及び第２流量センサが配置されており、同一レベルのノイズ成分が測定値及び補正値に含まれることから、測定値及び補正値の差分によりノイズ成分が相殺され、測定ガスの測定精度を高めることができる。
【００１６】
また、この発明の一態様に係る磁気式酸素分析計は、前記フルブリッジ回路は、第１熱線センサ及び第２熱線センサが定電源側からグランドに向かって順に直列接続された第１のハーフブリッジ回路と、第３熱線センサ２７及び第４熱線センサ２８が前記定電源側から前記グランドに向かって順に直列接続された第２のハーフブリッジ回路とで構成され、前記第１流量センサは、補助ガス流れの上流側に配置された前記第４熱線センサと、下流側に配置された前記第２熱線センサとで構成され、前記第２流量センサは、補助ガス流れの上流側に配置された前記第１熱線センサと、下流側に配置された前記第３熱線センサとで構成されている。
この発明の一態様に係る磁気式酸素分析計によると、第１熱線センサ〜第４熱線センサは熱的影響が等しくなるように配置される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る磁気式酸素分析計によれば、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じている場合であっても、測定値である第１流量と、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じたときの圧力変化に伴う流量を含んだ補正値である第２流量との差分により測定ガスの酸素濃度を演算しているので、測定ガス或いは補助ガスの流量変動による影響を除去して高精度の測定ガスの酸素濃度を測定することができる。
また、第１流量センサ及び第２流量センサを４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路で形成したことから、周囲温度の変化による流量変動に起因した温度ドリフトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る一実施形態の磁気式酸素分析計を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の磁気式酸素分析計を構成する４つの熱線センサからなるフルブリッジ回路を示す図である。
【図３】本発明に係る一実施形態において流量変動が発生し、且つ酸素分子が含まれている測定ガスの酸素濃度を分析する方法を説明するための図である。
【図４】磁気式酸素分析計の測定原理を示す図である。
【図５】従来の磁気式酸素分析計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図５で示した磁気式酸素分析計と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図１は、本発明に係る一実施形態の磁気式酸素分析計を示すものであり、サンプルセル２０と、このサンプルセル２０内に設置した第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２から得られる信号により測定ガスに含まれている酸素濃度を検出する差動増幅器２３とからなる。
【００２０】
サンプルセル２０は、断面が矩形形状のサンプル流路３と、このサンプル流路３の軸方向の一端側に連通して設けた測定ガス導入口４と、サンプル流路３の軸方向の他端側に連通して設けた測定ガス導出口５と、測定ガス導出口５側のサンプル流路３に連通し、このサンプル流路３の軸方向に直交する径方向から互いに対向して設けた第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７と、補助ガス供給流路８に流れてきた補助ガスを第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７からサンプル流路３に同一流量で供給する第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０と、サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆの領域を形成するポールピース（（不図示）と、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に連通するバイパス流路１１と、を備えている。
【００２１】
本実施形態のサンプルセル２０は、バイパス流路１１の中間位置に流路を拡大したバッファ流路２４が形成されている。このバッファ流路２４より第１補助ガス分岐流路９側のバイパス流路１１に第１流量センサ２１が配置され、バッファ流路２４より第２補助ガス分岐流路１０側のバイパス流路１１に第２流量センサ２２が配置されており、バッファ流路２４から等距離の位置に第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２が配置されている。
これら第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２は、それぞれ２つの熱線センサで形成されており、これら第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２を構成する４つの熱線センサでフルブリッジ回路が構成されている。
【００２２】
すなわち、図２に示すように、第１熱線センサ２５及び第２熱線センサ２６が、定電源側（ブリッジ電圧Ｖｂを入力する側）からグランドＧＮＤに向かって順に直列接続されて第１のハーフブリッジ回路が形成されているとともに、第３熱線センサ２７及び第４熱線センサ２８が定電源側からグランドＧＮＤに向かって順に直列接続されて第２のハーフブリッジ回路が形成されており、これら第１及び第２のハーフブリッジ回路によりフルブリッジ回路２９が構成されている。
そして、第１流量センサ２１は、バッファ流路２４より第１補助ガス分岐流路９側のバイパス流路１１に配置された第２熱線センサ２６及び第４熱線センサ２８で構成されており、補助ガス流れの上流側に第４熱線センサ２８が配置され、下流側に第２熱線センサ２６が配置されており、上流側の第４熱線センサ２８の温度が下がり、下流側の第２熱線センサ２６の温度が上がるようになっている。
【００２３】
また、第２流量センサ２２は、バッファ流路２４より第２補助ガス分岐流路１０側のバイパス流路１１に配置された第１熱線センサ２５及び第３熱線センサ２７で構成されている。そして、補助ガス流れの上流側に第１熱線センサ２５が配置され、下流側に第３熱線センサ２７が配置されており、上流側の第１熱線センサ２５の温度が下がり、下流側の第１熱線センサ２５の温度が上がるようになっている。
そして、ブリッジ電圧Ｖｂを印加すると、第１熱線センサ２５及び第２熱線センサ２６の間の中点Ｐ１の中点電位Ｖ１が差動増幅器２３に入力、第３熱線センサ２７及び第４熱線センサ２８の間の中点Ｐ２の中点電位Ｖ２が差動増幅器２３に入力し、差動増幅器２３は、中点電位Ｖ１，Ｖ２の電位差を演算することで、測定ガスの濃度信号ＳＣを得るようにしている。
【００２４】
上記構成の磁気式酸素分析計は、サンプルセル２０の測定ガス導入口４から導入された測定ガスが測定ガス導出口５に向けて流れる。また、補助ガス流路８から供給された補助ガスは、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分流し、第１補助ガス流入口６及び第２補助ガス流入口７からサンプル流路３に流入し、測定ガスと合流して測定ガス導出口５に流れる。また、補助ガス供給流路８から第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に分流した補助ガスの一部は、第１補助ガス分岐流路９に接続するバイパス流路１１から第１流量センサ２１に向けて流れるとともに、第２補助ガス分岐流路１０に接続するバイパス流路１１から第２流量センサ２２に向けて流れる。
【００２５】
次に、本実施形態の磁気式酸素分析計の動作について説明する。
測定ガス導入口４から供給される測定ガス中に酸素分子が含まれていない場合、サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆを印加しても、酸素分子が引き寄せられず、その部分の圧力は上昇しない。これにより、第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０のそれぞれからサンプル流路３に補助ガスが流出する際の流体抵抗が同じになり、第１補助ガス分岐流路９からバイパス流路１１に流入する補助ガスと、第２補助ガス分岐流路１０からバイパス流路１１に流入する補助ガスが同量となる。
この場合、第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２を構成するフルブリッジ回路２９から中点電位Ｖ１，Ｖ２が差動増幅器２３に入力し、差動増幅器２３は、中点電位Ｖ１，Ｖ２の電位差がゼロ（０）、すなわち測定ガスの濃度信号ＳＣがゼロ（０）の演算結果を得る。
【００２６】
次に、測定ガスが流量変動を発生しながら測定ガス導入口４から供給されているとともに、測定ガス中に酸素分子が含まれている場合について、図３を参照して説明する。
サンプル流路３の第１補助ガス流入口６が連通する付近に磁界Ｍｆが印加されると、その部分に酸素分子が引き付けられ（図４（Ｃ）参照）、酸素の凝集圧により圧力が上昇する。そのため、第１補助ガス分岐流路９からサンプル流路３に補助ガスが流出する際の流体抵抗が増大し、流出量が減少して第１補助ガス分岐流路９の補助ガスの圧力がＰに上昇する。
ここで、測定ガスに流量変動が生じているため、バイパス流路１１に測定ガスの流量変動による脈流が発生すると、その脈流によるノイズ成分Ｓｎが測定ガスの濃度信号ＳＣに重畳されるおそれがある。
【００２７】
本実施形態は、バッファ流路２４から等距離の位置に配置されている第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２が同一レベルのノイズ成分Ｓｎを検出する。
第１流量センサ２１は、前述したノイズ成分Ｓｎと、圧力Ｐに伴う流量Ｑｐと、測定ガスの流量変動の圧力変化に伴う流量Ｑｆとを合わせた値を検出する。また、第１流量センサ２１を通過した補助ガスは、バッファ流路２４を通過することで圧力Ｐに伴う流量Ｑｐが減衰していくので、第２流量センサ２２は、前述したノイズ成分Ｓｎと、測定ガスの流量変動の圧力変化に伴う流量Ｑｆとを合わせた値を検出する。そして、中点電位Ｖ１，Ｖ２の電位差を演算する差動増幅器２３は、ノイズ成分Ｓｎ及び測定ガスの流量変動の圧力変化に伴う流量Ｑｆを相殺し、圧力Ｐに伴う流量Ｑｐ（測定ガスの濃度信号ＳＣ）に応じた演算結果を得る。
【００２８】
このように、本実施形態の磁気式酸素分析計は、測定ガスの流量変動により脈流が発生する場合であっても、ノイズ成分Ｓｎ及び流量変動による圧力変化に伴う流量Ｑｆを相殺した高精度の測定ガスの酸素濃度を測定する。
なお、図３では測定ガスに流量変動を発生している場合について説明したが、補助ガス供給路８から供給される補助ガスに流量変動が発生している場合にも、補助ガスの流量変動の脈流発生によるノイズ成分と、補助ガスの流量変動の圧力変化に伴う流量とを除いた測定ガスの酸素濃度の測定を高精度に行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態の第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２は、４つの熱線センサ（第１熱線センサ２５〜第４熱線センサ２８）からなるフルブリッジ回路２９で構成されている。そして、第１流量センサ２１を構成する第２熱線センサ２６及び第４熱線センサ２８は、補助ガス流れの上流側に第４熱線センサ２８が配置され、下流側に第２熱線センサ２６が配置されており、上流側の第４熱線センサ２８の温度が下がり、下流側の第２熱線センサ２６の温度が上がるようになっている。また、第２流量センサ２２を構成する第１熱線センサ２５及び第３熱線センサ２７は、補助ガス流れの上流側に第１熱線センサ２５が配置され、下流側に第３熱線センサ２７が配置されており、上流側の第１熱線センサ２５の温度が下がり、下流側の第１熱線センサ２５の温度が上がるようになっている。
【００３０】
このように、第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２を構成するフルブリッジ回路２９は、第１熱線センサ２５〜第４熱線センサ２８の熱的影響が等しくなるように配置されている。
ここで、本発明に係る測定ガス入口が測定ガス導入口４に対応し、本発明に係る測定ガス出口が測定ガス導出口５に対応し、本発明に係る補助ガス流路が第１補助ガス分岐流路９及び第２補助ガス分岐流路１０に対応し、本発明に係る第１流量が、第１流量センサ２１が検出する流量に対応し、本発明に係る第２流量が、第２流量センサ２２が検出する流量に対応し、本発明に係る酸素濃度演算部が差動増幅器２３に対応している。
【００３１】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によると、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じている場合に、バイパス流路１１の中間位置に設けたバッファ流路２４より第１補助ガス分岐流路９側で第１流量センサ２１が補助ガスの流量Ｑｐ及び流量変動による圧力変化に伴う流量Ｑｆ（測定値と称する）を測定し、バッファ流路２４より第２補助ガス分岐流路１０側で、第２流量センサ２２が測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じたときの圧力変化に伴う流量Ｑｆ（以下、補正値と称する）と、を測定し、差動増幅器２３が測定値及び補正値の差分により測定ガスの酸素濃度を演算しているので、測定ガス或いは補助ガスの流量変動による影響を除去して高精度の測定ガスの酸素濃度を測定することができる。
【００３２】
また、本実施形態によると、測定ガス或いは補助ガスに流量変動が生じたときの脈流発生によるノイズ成分を第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２が検出しても、バッファ流路２４から等距離の位置に第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２が配置されており、同一レベルのノイズ成分が測定値及び補正値に含まれることから、差動増幅器２３による測定値及び補正値の差分によりノイズ成分が相殺されるので、測定ガスの酸素濃度を高精度に測定することができる。
【００３３】
また、第１流量センサ２１及び第２流量センサ２２は、４本の熱線センサ（第１熱線センサ２５〜第４熱線センサ２８）からなるフルブリッジ回路２９で構成されており、第１熱線センサ２５〜第４熱線センサ２８は熱的影響が等しくなるように配置されているので、周囲温度の変化による流量変動に起因した温度ドリフトを抑制することができる。
また、本実施形態の磁気式酸素分析計は、測定ガス或いは補助ガスの流量や温度を一定に保つための機構や装置を使用しておらず、装置コストの低減化も図ることができる。
【符号の説明】
【００３４】
３…サンプル流路、４…測定ガス導入口、５…測定ガス導出口、６…第１補助ガス流入口、７…第２補助ガス流入口、８…補助ガス供給流路、９…第１補助ガス分岐流路、１０…第２補助ガス分岐流路、１１…バイパス流路、２０…サンプルセル、２１…第１流量センサ、２２…第２流量センサ、２３…差動増幅器、２４…バッファ流路、２５…第１熱線センサ、２６…第２熱線センサ、２７…第３熱線センサ、２８…第４熱線センサ、２９…フルブリッジ回路、Ｐ１，Ｐ２…中点、Ｖ１，Ｖ２…中点電位、Ｖｂ…ブリッジ電圧
【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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