JPH02122252A - 限界電流式ガス濃度センサ - Google Patents
限界電流式ガス濃度センサInfo
- Publication number
- JPH02122252A JPH02122252A JP63275719A JP27571988A JPH02122252A JP H02122252 A JPH02122252 A JP H02122252A JP 63275719 A JP63275719 A JP 63275719A JP 27571988 A JP27571988 A JP 27571988A JP H02122252 A JPH02122252 A JP H02122252A
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- JP
- Japan
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- solid electrolyte
- electrolyte plate
- protective cap
- gas diffusion
- gas
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｕ産業−１−の利用分！Ｉ！／］
この発明は、限界電流式ガス濃度センサの改良に関する
ものてあり、特にセンサのガス拡散空間と外部雰囲気と
を連通ずるガス拡散孔の位置の改良に関４”るムのであ
る。
ものてあり、特にセンサのガス拡散空間と外部雰囲気と
を連通ずるガス拡散孔の位置の改良に関４”るムのであ
る。
［従来の技術１
従来から、酸素、水素、水等のガス濃度センサとして、
所定のガスのイオン伝導性を何才ろ固体電解質を用いた
限界電流式ガス濃度センサが知られている。
所定のガスのイオン伝導性を何才ろ固体電解質を用いた
限界電流式ガス濃度センサが知られている。
その構造は、第３図に示さイ１ろように、所定ガス例え
ば酸素ガスのイオン伝導性をγＩ−する安定化ノルコニ
アからなる固体電解質板３１の両面に白金からなる多孔
質電極３２Δ、３２Ｉ３が形成され、その片面に一方の
電極３２Ａを覆って保護キャップ３３が封着４Ａ３５に
より封着されて、保護キャップ３３と固体電解質板３１
．１！：の間にガス拡散空間３６か形成され、保護キャ
ップ３３には、ガス拡散空間３６と外部雰囲気とを連通
ずるガス拡散孔３４が設置Ｊられたものである。なお、
図中３７Ａ、３７ Ｆ３は一］−記電極３２△、３２Ｂ
にそれぞれ接続されたリート線である。
ば酸素ガスのイオン伝導性をγＩ−する安定化ノルコニ
アからなる固体電解質板３１の両面に白金からなる多孔
質電極３２Δ、３２Ｉ３が形成され、その片面に一方の
電極３２Ａを覆って保護キャップ３３が封着４Ａ３５に
より封着されて、保護キャップ３３と固体電解質板３１
．１！：の間にガス拡散空間３６か形成され、保護キャ
ップ３３には、ガス拡散空間３６と外部雰囲気とを連通
ずるガス拡散孔３４が設置Ｊられたものである。なお、
図中３７Ａ、３７ Ｆ３は一］−記電極３２△、３２Ｂ
にそれぞれ接続されたリート線である。
また、」二記の構造にお１ノる保護キャップ３３の成形
加工性と、保護キャップ３３と固体電解質板３１ａの接
着外表を改詐したものとして、第４図に示す構造のもの
か提案されている。４−なわち、固体電解質板４１の両
面に多孔質電極４２Δ、４２Ｂか形成され、それらの保
護およびガス拡散空間形成のために、多孔質焼成体４３
がその片面または両面に、固体電解質板４Ｉの焼成と共
に焼成され一体に接合されて設（）られ、さらにその片
面の表面に、微細クラックを何するカラス塗布層４４か
設けられたものである。ここで、」−記の多孔質焼成体
４３は第３図の保護キャップ３３に、多孔質焼成体４３
の多数の孔は第３図のガス拡散空ｒｆｉｌ ３ａに、ま
たカラス塗布層４４の微細クラックは第３図のガス拡散
孔３４に、それぞれ相当している。なお、図中４５Ａ、
４５ＲｉＪ上記電極４２Δ、４２Ｂにそれぞれ接続され
たリード線である。
加工性と、保護キャップ３３と固体電解質板３１ａの接
着外表を改詐したものとして、第４図に示す構造のもの
か提案されている。４−なわち、固体電解質板４１の両
面に多孔質電極４２Δ、４２Ｂか形成され、それらの保
護およびガス拡散空間形成のために、多孔質焼成体４３
がその片面または両面に、固体電解質板４Ｉの焼成と共
に焼成され一体に接合されて設（）られ、さらにその片
面の表面に、微細クラックを何するカラス塗布層４４か
設けられたものである。ここで、」−記の多孔質焼成体
４３は第３図の保護キャップ３３に、多孔質焼成体４３
の多数の孔は第３図のガス拡散空ｒｆｉｌ ３ａに、ま
たカラス塗布層４４の微細クラックは第３図のガス拡散
孔３４に、それぞれ相当している。なお、図中４５Ａ、
４５ＲｉＪ上記電極４２Δ、４２Ｂにそれぞれ接続され
たリード線である。
この限界電流式ガス濃度センサては、ガス拡散孔の大き
さかセンサの感度に重大な影響を及ばす乙のの１つであ
る。
さかセンサの感度に重大な影響を及ばす乙のの１つであ
る。
［発明が解決しよう表する課題１
上記の従来のガス濃度センサは、いずれも外部雰囲気を
取り込むガス拡散孔かイオン伝導体である固体電解質板
を保護−４−る保護キャップに設けられだものであって
、第３図に示される保護キャップ３３にあっては、セラ
ミック粉末を円柱状に、その中心軸にプラスデックの極
細繊組を通しておいて、圧縮成形し、これを円板状ペレ
ットに切断した後焼成することに、にり作られる。この
時、ガス拡散孔３４は、−］−記のセラミック粉末の円
板状ペレットか焼成される際、予め通しであるプラスチ
ックの極細繊維が燃焼されることにより除去されて形成
されるが、焼成の際に孔の形状の変形か微少であっても
、微細な孔径に比し孔の長さか長いために、ガス拡散抵
抗のバラツキが大きくなり、所望の範囲内のガス拡散孔
を存する製品の歩留りか悪くなる。
取り込むガス拡散孔かイオン伝導体である固体電解質板
を保護−４−る保護キャップに設けられだものであって
、第３図に示される保護キャップ３３にあっては、セラ
ミック粉末を円柱状に、その中心軸にプラスデックの極
細繊組を通しておいて、圧縮成形し、これを円板状ペレ
ットに切断した後焼成することに、にり作られる。この
時、ガス拡散孔３４は、−］−記のセラミック粉末の円
板状ペレットか焼成される際、予め通しであるプラスチ
ックの極細繊維が燃焼されることにより除去されて形成
されるが、焼成の際に孔の形状の変形か微少であっても
、微細な孔径に比し孔の長さか長いために、ガス拡散抵
抗のバラツキが大きくなり、所望の範囲内のガス拡散孔
を存する製品の歩留りか悪くなる。
また第４図に示されるセンサの保護キャップであるカラ
ス塗布層４４が表面に設置）られた多孔質焼成体４３の
多数の孔は、面記したように主としてガス拡散空間の役
割をするムのであって、ガス拡散孔としての役割に（ｊ
少しく孔径か人きいので、ガス拡散孔として、ガラス塗
布層４／Ｉにその層の内外を貫通ずる微細なりラックを
形成さ■なければならないか、その形成に当たってクラ
ックの大きさおよび数をコントロールすることは非常に
困難である。
ス塗布層４４が表面に設置）られた多孔質焼成体４３の
多数の孔は、面記したように主としてガス拡散空間の役
割をするムのであって、ガス拡散孔としての役割に（ｊ
少しく孔径か人きいので、ガス拡散孔として、ガラス塗
布層４／Ｉにその層の内外を貫通ずる微細なりラックを
形成さ■なければならないか、その形成に当たってクラ
ックの大きさおよび数をコントロールすることは非常に
困難である。
［課題を解決するための手段１
この発明は、これらの問題点を解決したものであって、
ガス拡散孔を保護キャップ側に設置）ずに、センサエレ
メントであるイオン伝導性を有する固体電解質板に設（
Ｊたものである。
ガス拡散孔を保護キャップ側に設置）ずに、センサエレ
メントであるイオン伝導性を有する固体電解質板に設（
Ｊたものである。
１作用］
上記の構成としたことにより、保護キャップにはガス拡
散孔を設ζＪなくてもよくなり、また固体電解質板は、
第３図の保護キャップに比へてその厚さは１／１０程度
に薄いので、焼成の際に多少の変形があったとしても、
ガス拡散孔の孔径に対する影響は極めて少ない。
散孔を設ζＪなくてもよくなり、また固体電解質板は、
第３図の保護キャップに比へてその厚さは１／１０程度
に薄いので、焼成の際に多少の変形があったとしても、
ガス拡散孔の孔径に対する影響は極めて少ない。
［実施例］
図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
まず第１図において、１１は所定のガスのイオン伝導性
を有する固体電解質板、１２Δ、１２Ｂは固体電解質板
ＩＩの両面に形成された例えば白金からなる多孔質電極
、Ｉ３は固体電解質板１１を貫通して設（）られたガス
拡散孔、１４は固体７ｕ解質板１１の片面の多孔質電極
Ｉ２Δの側に置かれた保護キャップ、１５は固体電解質
板ＩＩと保護キャップ１４との間をそれらの周縁部で封
着している封着材、１６は固体電解質板１１および多孔
質電極１２Ａと保護キャップ１４との間に封着祠１５に
よって作られたガス拡散空間、＋７Ａ、７Ｂは多孔質電
極１２Ａ、＋２ｆ３にそれぞれ接続されたリード線であ
る。
を有する固体電解質板、１２Δ、１２Ｂは固体電解質板
ＩＩの両面に形成された例えば白金からなる多孔質電極
、Ｉ３は固体電解質板１１を貫通して設（）られたガス
拡散孔、１４は固体７ｕ解質板１１の片面の多孔質電極
Ｉ２Δの側に置かれた保護キャップ、１５は固体電解質
板ＩＩと保護キャップ１４との間をそれらの周縁部で封
着している封着材、１６は固体電解質板１１および多孔
質電極１２Ａと保護キャップ１４との間に封着祠１５に
よって作られたガス拡散空間、＋７Ａ、７Ｂは多孔質電
極１２Ａ、＋２ｆ３にそれぞれ接続されたリード線であ
る。
つぎに、第２図を参照してこの発明のもう１つの実施例
を説明する。２■は所定のガスのイオン伝導性を有する
固体電解質板、２２Ａ、２２Ｂは固体電解質板２１の両
面に形成された白金からなる多孔質電極、２３は固体電
解質板２１を貫通して設置プられたガス拡散孔、２４は
固体電解質板２１の片面に一方の電極２２Ａを覆って設
けられた多孔質焼成体、２５はその多孔質焼成体２４の
表面全体を覆って形成されたガラス塗布層、２６Δ、２
６Ｂは多孔質電極２２Ａ、２２１３にそれぞれ接続され
たリード線である。
を説明する。２■は所定のガスのイオン伝導性を有する
固体電解質板、２２Ａ、２２Ｂは固体電解質板２１の両
面に形成された白金からなる多孔質電極、２３は固体電
解質板２１を貫通して設置プられたガス拡散孔、２４は
固体電解質板２１の片面に一方の電極２２Ａを覆って設
けられた多孔質焼成体、２５はその多孔質焼成体２４の
表面全体を覆って形成されたガラス塗布層、２６Δ、２
６Ｂは多孔質電極２２Ａ、２２１３にそれぞれ接続され
たリード線である。
［発明の効果］
ごの発明の限界電流式ガス濃度センサによれば、ガス拡
散孔は固体電解質仮に設（Ｊられでいるので、その固体
電解質板は、従来の第３図に示されるガス拡散孔３４を
存する保護キャップ１４の厚さに比へて１／ｌＯ程度に
薄いことから、もし固体電解質板の焼成によって僅かの
変形が生じたとしても、ガス拡散孔の孔径にはほとんと
影響せず、所望の範囲内の孔径のガス拡散孔を一層歩留
りよく形成さｌることかできる。
散孔は固体電解質仮に設（Ｊられでいるので、その固体
電解質板は、従来の第３図に示されるガス拡散孔３４を
存する保護キャップ１４の厚さに比へて１／ｌＯ程度に
薄いことから、もし固体電解質板の焼成によって僅かの
変形が生じたとしても、ガス拡散孔の孔径にはほとんと
影響せず、所望の範囲内の孔径のガス拡散孔を一層歩留
りよく形成さｌることかできる。
また、従来の第４図の保護；Ｖヤツプである多孔質焼成
体７Ｉ３の表面に形成した微細クラックを有するガラス
塗布層４４と比較して、この発明ではカラス塗布層に、
大きさや数をコントロールしにくい微細クラックを設け
るこきはなく、固体電解質仮に所望の範囲内にあるガス
拡散孔を歩留りよく形成させることかできる。
体７Ｉ３の表面に形成した微細クラックを有するガラス
塗布層４４と比較して、この発明ではカラス塗布層に、
大きさや数をコントロールしにくい微細クラックを設け
るこきはなく、固体電解質仮に所望の範囲内にあるガス
拡散孔を歩留りよく形成させることかできる。
さらに、この発明では保護キャップにはガス拡散孔を設
【ｊないので、従来はセンサの作動に必要なヒータ回路
パターンをガス拡散孔をよｊ）で保護キャップの上に形
成するという制限を受１ノでいたのを、この発明では保
護キャップにはガス拡散孔を設けないので、ヒータ回路
パターンに何等の制限も受けることなく形成させること
がてきる。
【ｊないので、従来はセンサの作動に必要なヒータ回路
パターンをガス拡散孔をよｊ）で保護キャップの上に形
成するという制限を受１ノでいたのを、この発明では保
護キャップにはガス拡散孔を設けないので、ヒータ回路
パターンに何等の制限も受けることなく形成させること
がてきる。
第１図および第２図はこの発明の限界電流式ガス濃度セ
ンサの異なる実施例を示す側面断面図、第３図および第
４図は従来の限界電流式ガス濃度センサの異なる実施例
を示す側面断面図である。 １１、２，１．３ ＋、４＋、固体電解質板、＋２Ａ。 １２Ｂ、２２Δ、２２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４
２Ｂ、多孔質電極、１３．２３．３４．ガス拡散孔、１
４．３３．保護キャップ、Ｉ５．３５；封着材、１６．
３６；ガス拡散空間、２４．４３、多孔質焼成体、２５
．ガラス塗布層、４イ微細クラツクを有するガラス塗布
層。
ンサの異なる実施例を示す側面断面図、第３図および第
４図は従来の限界電流式ガス濃度センサの異なる実施例
を示す側面断面図である。 １１、２，１．３ ＋、４＋、固体電解質板、＋２Ａ。 １２Ｂ、２２Δ、２２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４
２Ｂ、多孔質電極、１３．２３．３４．ガス拡散孔、１
４．３３．保護キャップ、Ｉ５．３５；封着材、１６．
３６；ガス拡散空間、２４．４３、多孔質焼成体、２５
．ガラス塗布層、４イ微細クラツクを有するガラス塗布
層。
Claims (1)
- 所定ガスのイオン伝導性を有する固体電解質板の両面に
多孔質電極が形成され、その片面に上記電極を覆つて、
ガス拡散空間を有する保護キャップが封着されてなる限
界電流式ガス濃度センサにおいて、センサの外部雰囲気
と上記ガス拡散空間とを連通するガス拡散孔が上記固体
電解質板に設けられてなることを特徴とする限界電流式
ガス濃度センサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275719A JPH0814566B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 限界電流式ガス濃度センサ |
| EP89111786A EP0366863B1 (en) | 1988-10-31 | 1989-06-28 | An oxygen sensor device |
| DE68917856T DE68917856T2 (de) | 1988-10-31 | 1989-06-28 | Sauerstoffsensorvorrichtung. |
| AU37144/89A AU614392B2 (en) | 1988-10-31 | 1989-06-28 | An oxygen sensor device |
| CA000604647A CA1308781C (en) | 1988-10-31 | 1989-07-04 | Oxygen sensor device |
| US07/747,411 US5178744A (en) | 1988-10-31 | 1991-08-19 | Oxygen sensor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275719A JPH0814566B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 限界電流式ガス濃度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122252A true JPH02122252A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0814566B2 JPH0814566B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=17559425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63275719A Expired - Lifetime JPH0814566B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 限界電流式ガス濃度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814566B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294957A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸素センサ素子 |
| JPS6478148A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Riken Kk | Oxygen sensor |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63275719A patent/JPH0814566B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294957A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸素センサ素子 |
| JPS6478148A (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-23 | Riken Kk | Oxygen sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0814566B2 (ja) | 1996-02-14 |
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