JPH02126150A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
- Publication number
- JPH02126150A JPH02126150A JP63278654A JP27865488A JPH02126150A JP H02126150 A JPH02126150 A JP H02126150A JP 63278654 A JP63278654 A JP 63278654A JP 27865488 A JP27865488 A JP 27865488A JP H02126150 A JPH02126150 A JP H02126150A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen sensor
- oxygen
- ionic conductor
- current value
- ionic
- Prior art date
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- Pending
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、セラミックキャップを必要としない限界電
流式酸素センサの構造に関する技術である。
流式酸素センサの構造に関する技術である。
「従来の技術」
近年、安定化ジルコニアからなる固体電解質を用いた限
界電流式の酸素センサが実用化されつつある。
界電流式の酸素センサが実用化されつつある。
この酸素センサは、第３図に符号１で示す安定化・ノル
フェアによって構成されるイオン導電体の両面に、所定
電圧が印加される電極２Ａ・２Ｂを設け、前記イオン導
電体ｌの一方側の面に、前記電極２Ａ・２Ｂのマイナス
極（つまり、電極２Ａ）を覆うべく、中央部に気体拡散
孔３Ａが形成されたセラミックキャップ３を接合したも
のであって、前記イオン導電体１内では、酸素ボンピン
グ作用により酸素イオンをキャリアとするイオン電流が
流れ、このイオン電流の電流値から周囲の酸素濃度が測
定されるようになっている。
フェアによって構成されるイオン導電体の両面に、所定
電圧が印加される電極２Ａ・２Ｂを設け、前記イオン導
電体ｌの一方側の面に、前記電極２Ａ・２Ｂのマイナス
極（つまり、電極２Ａ）を覆うべく、中央部に気体拡散
孔３Ａが形成されたセラミックキャップ３を接合したも
のであって、前記イオン導電体１内では、酸素ボンピン
グ作用により酸素イオンをキャリアとするイオン電流が
流れ、このイオン電流の電流値から周囲の酸素濃度が測
定されるようになっている。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上記のように構成されｔ；酸素センサでは、
イオン導電体ｌの上面に接合した、気体拡散孔３Ａが形
成されてなるセラミックキャップ３を製造する場合に、
多くの製造工程が必要であるが、実用的な酸素センサを
考えた場合に、できるだけ製造工程数を減らしコストダ
ウンを図ることが必要である。
イオン導電体ｌの上面に接合した、気体拡散孔３Ａが形
成されてなるセラミックキャップ３を製造する場合に、
多くの製造工程が必要であるが、実用的な酸素センサを
考えた場合に、できるだけ製造工程数を減らしコストダ
ウンを図ることが必要である。
つまり、前記セラミックキャップ３は、その気体拡散孔
３Ａをミクロン単位で形成する必要から、該気体拡散孔
３Ａの位置ｆこテフロン糸を設けて焼成するといった工
程を経て作成されるものであり、酸素センサの製造にあ
たって、このような工程を可能な限り減少させることが
望まれていた。
３Ａをミクロン単位で形成する必要から、該気体拡散孔
３Ａの位置ｆこテフロン糸を設けて焼成するといった工
程を経て作成されるものであり、酸素センサの製造にあ
たって、このような工程を可能な限り減少させることが
望まれていた。
この発明は、」−２の事情に鑑みてなされたものであっ
て、セラミンクキャンプ３を特に使用することなく限界
電流を生じさせることができて、その製造工程の全体的
な簡略化を図り、かつ、コストダウンを実現した酸素セ
ンサの提供を目的とする。
て、セラミンクキャンプ３を特に使用することなく限界
電流を生じさせることができて、その製造工程の全体的
な簡略化を図り、かつ、コストダウンを実現した酸素セ
ンサの提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」
上記の目的を達成するために、本発明では、固体電解質
からなるイオン導電体の両面に所定電圧が印加される多
孔質の電極を設けて、前記固体電解質に生ずるイオン電
流の電流値から酸素濃度を測定するようにした酸素セン
サにおいて、前記イオン導電体を多孔質体によって形成
し、かつ、前記イオン導電体の一方の上面に、前記電極
のマイナス極側を蕃う封止材を設けるようにしている。
からなるイオン導電体の両面に所定電圧が印加される多
孔質の電極を設けて、前記固体電解質に生ずるイオン電
流の電流値から酸素濃度を測定するようにした酸素セン
サにおいて、前記イオン導電体を多孔質体によって形成
し、かつ、前記イオン導電体の一方の上面に、前記電極
のマイナス極側を蕃う封止材を設けるようにしている。
「作用」
この発明によれば、イオン導電体を多孔質体によって形
成し、かつ、該イオン導電体の一方の上面にマイナス側
の電極を覆う封止材を設けることによって、酸素ガスが
イオン導電体の孔内をマイナス側の電極に向けて移動し
、更に、マイナス側の電極に到達した酸素ガスがイオン
となって、同イオン導電体中をプラスの電極側に向（）
て移動する。そして、この場合、前記イオン導電体の孔
が、酸素ガスの流れ込みを制限する気体拡散孔の役割を
果たすことになる。
成し、かつ、該イオン導電体の一方の上面にマイナス側
の電極を覆う封止材を設けることによって、酸素ガスが
イオン導電体の孔内をマイナス側の電極に向けて移動し
、更に、マイナス側の電極に到達した酸素ガスがイオン
となって、同イオン導電体中をプラスの電極側に向（）
て移動する。そして、この場合、前記イオン導電体の孔
が、酸素ガスの流れ込みを制限する気体拡散孔の役割を
果たすことになる。
「実施例」
第１図及び第２図を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図に符号１０で示すものはイオン導電体である。こ
のイオン導電体１０は、安定化ジルコニア（例えば、Ｚ
ｒｏ 、 −８ａｎａ１％ＹｚＯｓ）等の固体電解質
を材料どし、気孔率（ｐｏｒｏｓ口ｙ）約２０％、厚さ
２３０μｍの多孔質体で構成されている。
のイオン導電体１０は、安定化ジルコニア（例えば、Ｚ
ｒｏ 、 −８ａｎａ１％ＹｚＯｓ）等の固体電解質
を材料どし、気孔率（ｐｏｒｏｓ口ｙ）約２０％、厚さ
２３０μｍの多孔質体で構成されている。
前記イオン導電体１０の各面には、白金ペーストを塗布
することにより形成されて、所定電圧が印加される多孔
質の電極１１Ａ−１１Ｂが設けられ、また、前記イオン
導電体１０の一方の面には、ポリイミド膜によって形成
されて、前記マイナス側の電極１１Ａを全面的に覆う封
止材料１２が設けらねでいる。
することにより形成されて、所定電圧が印加される多孔
質の電極１１Ａ−１１Ｂが設けられ、また、前記イオン
導電体１０の一方の面には、ポリイミド膜によって形成
されて、前記マイナス側の電極１１Ａを全面的に覆う封
止材料１２が設けらねでいる。
次に、上記のように構成された酸素センサの作用につい
て説明する。
て説明する。
まず、電極１１Ａ−１１Ｂに所定電圧を印加すると、周
囲に存在する酸素ガスが矢印で示すように、イオン導電
体１０の孔内をマイナス側の電極１１ Ａに向けて移動
した後、更に、マイナス側のｆ極１１Ａに到達した酸素
ガスがイオンとなって、同イオン導電体１０中をプラス
の電極１１Ｂ側に向けて移動する。
囲に存在する酸素ガスが矢印で示すように、イオン導電
体１０の孔内をマイナス側の電極１１ Ａに向けて移動
した後、更に、マイナス側のｆ極１１Ａに到達した酸素
ガスがイオンとなって、同イオン導電体１０中をプラス
の電極１１Ｂ側に向けて移動する。
ここで、上記のように構成された酸素センサの電圧と電
流値との関係を測定し、その結果を第２図に示す。
流値との関係を測定し、その結果を第２図に示す。
そし、て、第２図を参照【７て判るように、電極１１Ａ
−１１Ｂに印加される電圧値を徐々に上昇させてゆくと
、電流値が約６０μＡの所で一定となり、限界電流値が
得られることが判る。
−１１Ｂに印加される電圧値を徐々に上昇させてゆくと
、電流値が約６０μＡの所で一定となり、限界電流値が
得られることが判る。
これは、この酸素センサに設けられた封止材料１２とイ
オン導電体１０に形成された孔（このイオン導電体は多
孔質体である）とによって、周囲ｔこ存在する酸素の取
り込み量が制限され、その結果として、拡散律速を得る
ことができたからであり、これにより、該限界電流値の
大きさから周囲の酸素濃度が測定できるようになってい
る。
オン導電体１０に形成された孔（このイオン導電体は多
孔質体である）とによって、周囲ｔこ存在する酸素の取
り込み量が制限され、その結果として、拡散律速を得る
ことができたからであり、これにより、該限界電流値の
大きさから周囲の酸素濃度が測定できるようになってい
る。
つまり、イオン導電体１０中の酸素イオンの移動量を電
流値として検出することにより、酸素の濃度が測定でき
るようになっている。
流値として検出することにより、酸素の濃度が測定でき
るようになっている。
以上説明したように、この酸素センサでは、イオン導電
体ＩＯの孔が、酸素ガスの流れ込みを制限する気体拡散
孔の役割を果たすことによって、限界電流値を得て周囲
の酸素濃度を検出することができる。つまり、上記の酸
素センサでは、特に気体拡散孔を形成してなるセラミッ
クキャップを接合するといった複雑な工程を経て作製し
た酸素センサと同様に、限界電流値を得てその酸素濃度
を測定することが可能であるので、結果として、従来の
もの比較して、その製造工程が簡略化され、コストダウ
ンを図ることができるという効果が得られる。
体ＩＯの孔が、酸素ガスの流れ込みを制限する気体拡散
孔の役割を果たすことによって、限界電流値を得て周囲
の酸素濃度を検出することができる。つまり、上記の酸
素センサでは、特に気体拡散孔を形成してなるセラミッ
クキャップを接合するといった複雑な工程を経て作製し
た酸素センサと同様に、限界電流値を得てその酸素濃度
を測定することが可能であるので、結果として、従来の
もの比較して、その製造工程が簡略化され、コストダウ
ンを図ることができるという効果が得られる。
なお、本実施例では、封止材１２にポリイミド膜を使用
したが、これに限定されず、溶融したガラスを被せて封
止材１２としても良い。
したが、これに限定されず、溶融したガラスを被せて封
止材１２としても良い。
「発明の効果」
以上詳細に説明したように、この発明によれば、イオン
導電体を多孔質体によって形成し、かつ、該イオン導電
体の一方の上面にマイナス側の電極を覆う封止材を設け
ることによって、従来のように、気体拡散孔を形成して
なるセラミックキャップ全接合してなる酸素センサと同
様に、限界電流値を得てその酸素濃度を測定することが
可能であり、結果として、従来の酸素センサと比較して
、その製造工程を簡略化することができ、かつ、コスト
ダウンを図ることかできるという効果が得られる。
導電体を多孔質体によって形成し、かつ、該イオン導電
体の一方の上面にマイナス側の電極を覆う封止材を設け
ることによって、従来のように、気体拡散孔を形成して
なるセラミックキャップ全接合してなる酸素センサと同
様に、限界電流値を得てその酸素濃度を測定することが
可能であり、結果として、従来の酸素センサと比較して
、その製造工程を簡略化することができ、かつ、コスト
ダウンを図ることかできるという効果が得られる。
第１図及び第２図は酸素センサの一実施例を示す図であ
って、第１図は全体の概略構成を示す図、第２図は電圧
と電流との関係を示す図、第３図は従来の酸素センサの
構成を示す図である。 １０・・・・・・イオン導電体（固体電解質）、１１Ａ
・・・・・マイナスの電極、１１Ｂ・・・・・・電極、
１２・・・・・・封止材。
って、第１図は全体の概略構成を示す図、第２図は電圧
と電流との関係を示す図、第３図は従来の酸素センサの
構成を示す図である。 １０・・・・・・イオン導電体（固体電解質）、１１Ａ
・・・・・マイナスの電極、１１Ｂ・・・・・・電極、
１２・・・・・・封止材。
Claims (1)
- 固体電解質からなるイオン導電体の両面に所定電圧が印
加される多孔質の電極を設けて、前記固体電解質に生ず
るイオン電流の電流値から酸素濃度を測定するようにし
た酸素センサにおいて、前記イオン導電体（１０）を多
孔質体によって形成し、かつ、前記イオン導電体の一方
の上面に、前記電極（１１Ａ・１１Ｂ）のマイナス極を
覆う封止材（１２）を設けたことを特徴とする酸素セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278654A JPH02126150A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278654A JPH02126150A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126150A true JPH02126150A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17600297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278654A Pending JPH02126150A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02126150A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000057167A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Hitachi, Ltd. | Gas components measuring device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59136651A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-06 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 自動車用空燃比計 |
| JPS60259952A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的素子 |
| JPS61233355A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-17 | Hitachi Ltd | 自動車用空燃比センサ |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63278654A patent/JPH02126150A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59136651A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-06 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 自動車用空燃比計 |
| JPS60259952A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的素子 |
| JPS61233355A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-17 | Hitachi Ltd | 自動車用空燃比センサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000057167A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Hitachi, Ltd. | Gas components measuring device |
| KR100368716B1 (ko) * | 1999-03-23 | 2003-01-24 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 가스성분측정장치 |
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