JPH026361Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH026361Y2 JPH026361Y2 JP1981063472U JP6347281U JPH026361Y2 JP H026361 Y2 JPH026361 Y2 JP H026361Y2 JP 1981063472 U JP1981063472 U JP 1981063472U JP 6347281 U JP6347281 U JP 6347281U JP H026361 Y2 JPH026361 Y2 JP H026361Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor element
- heater
- bobbin
- ring
- main body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、燃焼排ガスのような被測定ガス中
のO2濃度を検出するために使用される酸素濃度
検出器、とくにジルコニアのセンサエレメントを
有する酸素濃度検出器に関するもので、センサエ
レメントを加熱するためのヒータの断線事故を起
り難くして、耐久性および信頼性を向上させた酸
素濃度検出器を提供することを目的としている。
のO2濃度を検出するために使用される酸素濃度
検出器、とくにジルコニアのセンサエレメントを
有する酸素濃度検出器に関するもので、センサエ
レメントを加熱するためのヒータの断線事故を起
り難くして、耐久性および信頼性を向上させた酸
素濃度検出器を提供することを目的としている。
つぎにこの考案の一実施例について図面を参照
して説明する。図中の符号１は本体、２は本体１
に取付けられたセンサ、３はこのセンサ２を覆う
ように本体１に着脱可能に取付けられた保護ケー
スをそれぞれ示す。
して説明する。図中の符号１は本体、２は本体１
に取付けられたセンサ、３はこのセンサ２を覆う
ように本体１に着脱可能に取付けられた保護ケー
スをそれぞれ示す。
保護ケース３は、一端が閉じられ、周壁に任意
の大きさの窓が形成された金属の円筒からなる外
筒１１と、この外筒１１の内周面に沿つて配置さ
れた網筒１２と、この網筒１２内に挿入された複
数のリング１３とからなり、網筒１２は外筒１１
とリング１３との間ではさみつけられることによ
つて所定の位置に保持されている。この例では、
網筒１２は、約70メツシユの金属網を２重に巻い
た構造を有し、したがつてその目開きは、最も大
きい部分でも可燃ガスの消炎距離よりも充分に小
さくなつている。すなわち網筒１２は、外部の被
測定ガスがセンサ２に向けて流通するのは許容す
るが、火炎の流出は阻止するような機能を有して
いる。そして円筒１１の基端部は、本体１の一方
の端面に形成された孔内に着脱可能に挿入され、
必要に応じて設けられた止ネジ１４によつて固定
されている。
の大きさの窓が形成された金属の円筒からなる外
筒１１と、この外筒１１の内周面に沿つて配置さ
れた網筒１２と、この網筒１２内に挿入された複
数のリング１３とからなり、網筒１２は外筒１１
とリング１３との間ではさみつけられることによ
つて所定の位置に保持されている。この例では、
網筒１２は、約70メツシユの金属網を２重に巻い
た構造を有し、したがつてその目開きは、最も大
きい部分でも可燃ガスの消炎距離よりも充分に小
さくなつている。すなわち網筒１２は、外部の被
測定ガスがセンサ２に向けて流通するのは許容す
るが、火炎の流出は阻止するような機能を有して
いる。そして円筒１１の基端部は、本体１の一方
の端面に形成された孔内に着脱可能に挿入され、
必要に応じて設けられた止ネジ１４によつて固定
されている。
またセンサ２は、一端が封止された円筒状をな
すセンサエレメント１５と、このセンサエレメン
ト１５内に挿入されたヒータエレメント１６とか
らなつている。センサエレメント１５は、ジルコ
ニアを主体とする材料で構成されたもので、その
内面および外面にはそれぞれ金属の電極１７およ
び１８が設けられ、その各々の一端はセンサエレ
メント１５の開放端部に達している。このセンサ
エレメント１５は、従来のものと同等であるので
その詳細な説明は省略するが、O2を含有するガ
スと接触したとき、その酸素分圧に対応した起電
力を電極１７および１８間に発生し、したがつて
この起電力の大きさを測定することによつて、被
測定ガスのO2濃度を測定することができる。
すセンサエレメント１５と、このセンサエレメン
ト１５内に挿入されたヒータエレメント１６とか
らなつている。センサエレメント１５は、ジルコ
ニアを主体とする材料で構成されたもので、その
内面および外面にはそれぞれ金属の電極１７およ
び１８が設けられ、その各々の一端はセンサエレ
メント１５の開放端部に達している。このセンサ
エレメント１５は、従来のものと同等であるので
その詳細な説明は省略するが、O2を含有するガ
スと接触したとき、その酸素分圧に対応した起電
力を電極１７および１８間に発生し、したがつて
この起電力の大きさを測定することによつて、被
測定ガスのO2濃度を測定することができる。
センサエレメント１５の起電力はその温度に依
存して変化するので、測定にあたつてセンサエレ
メント１５を所望の一定温度、たとえば700℃に
安定に保持することが必要である。このセンサエ
レメント１５の加熱は、その内部に挿入されたヒ
ータエレメント１６によつて行われる。ヒータエ
レメント１６は、セラミツクの円筒で構成された
ボビン１９の外周にヒータ２０をらせん状に巻く
とともに、先端にボビン１９の温度を検出するた
めの温度検出素子、たとえば熱電対２１を配置す
ることによつて構成され、さらにボビン１９の外
周面上には、たとえばセラミツクの粉末を塗布し
たのち焼成することによつて形成された絶縁層２
２が設けられている。この絶縁層２２は、ヒータ
２０がセンサエレメント１５の内側電極１７と電
気的に接触するのを防止するためのもので、ヒー
タ２０の外側に位置する絶縁性のパイプによつて
構成することもできる。
存して変化するので、測定にあたつてセンサエレ
メント１５を所望の一定温度、たとえば700℃に
安定に保持することが必要である。このセンサエ
レメント１５の加熱は、その内部に挿入されたヒ
ータエレメント１６によつて行われる。ヒータエ
レメント１６は、セラミツクの円筒で構成された
ボビン１９の外周にヒータ２０をらせん状に巻く
とともに、先端にボビン１９の温度を検出するた
めの温度検出素子、たとえば熱電対２１を配置す
ることによつて構成され、さらにボビン１９の外
周面上には、たとえばセラミツクの粉末を塗布し
たのち焼成することによつて形成された絶縁層２
２が設けられている。この絶縁層２２は、ヒータ
２０がセンサエレメント１５の内側電極１７と電
気的に接触するのを防止するためのもので、ヒー
タ２０の外側に位置する絶縁性のパイプによつて
構成することもできる。
さらにヒータエレメント１６は、適当な間隔で
配置されたリング２３を有している。このリング
２３は、ヒータ２０が形成しているらせんの外側
に嵌着されたもので、したがつてヒータエレメン
ト１６がセンサエレメント１５の中心孔内に挿入
された状態で、ヒータ２０の最外端とセンサエレ
メント１５の内面との間に、少なくともリング２
３の肉厚に相当する間隙が形成される。この間隙
は、センサエレメント１５の軸心が水平になるよ
うな姿勢で使用された場合でも、ボビン１９の自
重でヒータ２０がセンサエレメント１５の内面に
押しつけられるという状態が生じるのを防止する
のに役立ち、この状態で起るヒータ２０の断線が
有効に防止される。
配置されたリング２３を有している。このリング
２３は、ヒータ２０が形成しているらせんの外側
に嵌着されたもので、したがつてヒータエレメン
ト１６がセンサエレメント１５の中心孔内に挿入
された状態で、ヒータ２０の最外端とセンサエレ
メント１５の内面との間に、少なくともリング２
３の肉厚に相当する間隙が形成される。この間隙
は、センサエレメント１５の軸心が水平になるよ
うな姿勢で使用された場合でも、ボビン１９の自
重でヒータ２０がセンサエレメント１５の内面に
押しつけられるという状態が生じるのを防止する
のに役立ち、この状態で起るヒータ２０の断線が
有効に防止される。
熱電対２１は、この例ではボビン１９の先端か
ら突出した位置に設けられ、ボビン１９には接触
していないが、センサエレメント１５の封止端に
位置し、そしてセンサエレメント１５には接触し
ていないため、対流による冷却の影響はなく、高
温側であるボビン１９の温度を正確に検出する。
ら突出した位置に設けられ、ボビン１９には接触
していないが、センサエレメント１５の封止端に
位置し、そしてセンサエレメント１５には接触し
ていないため、対流による冷却の影響はなく、高
温側であるボビン１９の温度を正確に検出する。
一方、センサエレメント１５の基端部は、円筒
状をなす支持ケース２４内に同軸的に突入し、こ
の両者間に注入されたセメント２５によつて支持
ケース２４に固定されている。この支持ケース２
４は、本体１に形成された孔内にその後端から挿
入され、この孔の段部にガスケツト２６を介して
当接している。本体１に対する支持ケース２４の
固定は、後で述べる端子板２８との間に設けられ
たスプリング２７の押圧力によつてなされる。
状をなす支持ケース２４内に同軸的に突入し、こ
の両者間に注入されたセメント２５によつて支持
ケース２４に固定されている。この支持ケース２
４は、本体１に形成された孔内にその後端から挿
入され、この孔の段部にガスケツト２６を介して
当接している。本体１に対する支持ケース２４の
固定は、後で述べる端子板２８との間に設けられ
たスプリング２７の押圧力によつてなされる。
端子板２８は、セラミツクなどで構成された円
板状のもので、この例では６本のピン２９が植設
されている。各ピン２９には、センサエレメント
２の電極１７および１８にそれぞれ接続されたリ
ード線３０，３１と、ヒータ２０の両端と、熱電
対２１の２本のリード線とがそれぞれ接続されて
いる。端子板２８は、これらの接続が完了したの
ち、本体１の孔内にその後端から段部と接触する
まで挿入され、本体１に取付ネジ３２によつて固
定されたキヤツプ３３との間でＯリング３４を介
して保持される。キヤツプ３３には、図示しない
コネクタを挿入するための開口３５が形成され、
このコネクタを介して各ピン２９が外部回路と接
続されるようになつている。
板状のもので、この例では６本のピン２９が植設
されている。各ピン２９には、センサエレメント
２の電極１７および１８にそれぞれ接続されたリ
ード線３０，３１と、ヒータ２０の両端と、熱電
対２１の２本のリード線とがそれぞれ接続されて
いる。端子板２８は、これらの接続が完了したの
ち、本体１の孔内にその後端から段部と接触する
まで挿入され、本体１に取付ネジ３２によつて固
定されたキヤツプ３３との間でＯリング３４を介
して保持される。キヤツプ３３には、図示しない
コネクタを挿入するための開口３５が形成され、
このコネクタを介して各ピン２９が外部回路と接
続されるようになつている。
さらに本体１の前端部外周面には、たとえば
PT1と呼称されている規格のテーパーネジ３６が
設けられている。このテーパーネジ３６は、ボイ
ラや炉の測定点に設けられた取付孔に本体１をね
じ込むことによつて取付けるために使用されるも
ので、この操作を容易にするために、好ましくは
本体１の後端部周面に、レンチとの係合のための
レンチ溝（図示せず）が形成される。なお符号３
７は、本体１の中心に設けた孔の内部を外部に連
通させるために放射方向に延びるように形成され
た複数、この例では４個の通気孔を示す。この通
気孔３７は、センサエレメント１５内の高温の空
気を対流によつて外部に排出するためのものであ
る。
PT1と呼称されている規格のテーパーネジ３６が
設けられている。このテーパーネジ３６は、ボイ
ラや炉の測定点に設けられた取付孔に本体１をね
じ込むことによつて取付けるために使用されるも
ので、この操作を容易にするために、好ましくは
本体１の後端部周面に、レンチとの係合のための
レンチ溝（図示せず）が形成される。なお符号３
７は、本体１の中心に設けた孔の内部を外部に連
通させるために放射方向に延びるように形成され
た複数、この例では４個の通気孔を示す。この通
気孔３７は、センサエレメント１５内の高温の空
気を対流によつて外部に排出するためのものであ
る。
以上のようにこの考案の酸素濃度検出器におい
ては、センサエレメント１５を加熱するためにそ
の中心孔内に挿入されたヒータエレメント１６
は、アルミナのようなセラミツクの円筒からなる
ボビン１９の外周面上にヒータ２０をらせん状に
巻いた構造になつているので、センサエレメント
１５を均一な温度分布で加熱できるとともに、熱
容量が小さいのでヒートアツプ時間が短かくてす
む。さらにボビン１９に取付けられたリング２３
は、ヒータ２０が形成しているらせんの外径より
も大きい外径を有しているので、ヒータエレメン
ト１６をセンサエレメント１５の中心孔内の所定
の位置に保持するとともに、センサ２の軸心が水
平あるいは他の任意の方向に向いた状態で使用さ
れても、ボビン１９の外周面とセンサエレメント
１５の内周面との間には常にヒータ２０の線径よ
りも大きい間隙が形成され、ヒータ２０がその直
径方向に圧迫されることがない。したがつてヒー
タ２０が圧迫されたときに起る横断面の変形、お
よびこれに起因する抵抗の局部的な増大が起るこ
とはなく、この局部的な抵抗の増大による過熱が
断線をもたらすという危険は生じない。
ては、センサエレメント１５を加熱するためにそ
の中心孔内に挿入されたヒータエレメント１６
は、アルミナのようなセラミツクの円筒からなる
ボビン１９の外周面上にヒータ２０をらせん状に
巻いた構造になつているので、センサエレメント
１５を均一な温度分布で加熱できるとともに、熱
容量が小さいのでヒートアツプ時間が短かくてす
む。さらにボビン１９に取付けられたリング２３
は、ヒータ２０が形成しているらせんの外径より
も大きい外径を有しているので、ヒータエレメン
ト１６をセンサエレメント１５の中心孔内の所定
の位置に保持するとともに、センサ２の軸心が水
平あるいは他の任意の方向に向いた状態で使用さ
れても、ボビン１９の外周面とセンサエレメント
１５の内周面との間には常にヒータ２０の線径よ
りも大きい間隙が形成され、ヒータ２０がその直
径方向に圧迫されることがない。したがつてヒー
タ２０が圧迫されたときに起る横断面の変形、お
よびこれに起因する抵抗の局部的な増大が起るこ
とはなく、この局部的な抵抗の増大による過熱が
断線をもたらすという危険は生じない。
図はこの考案の一実施例による酸素濃度検出器
の縦断面図である。 １……本体、２……センサ、３……保護ケー
ス、１１……外筒、１２……網筒、１３……リン
グ、１５……センサエレメント、１６……ヒータ
エレメント、１７，１８……電極、１９……ボビ
ン、２０……ヒータ、２１……熱電対、２２……
絶縁層、２３……リング、２４……支持ケース、
２５……セメント、２６……ガスケツト、２７…
…スプリング、２８……端子板、２９……ピン、
３０，３１……リード線、３３……キヤツプ、３
４……Ｏリング、３６……テーパーネジ、３７…
…通気孔。
の縦断面図である。 １……本体、２……センサ、３……保護ケー
ス、１１……外筒、１２……網筒、１３……リン
グ、１５……センサエレメント、１６……ヒータ
エレメント、１７，１８……電極、１９……ボビ
ン、２０……ヒータ、２１……熱電対、２２……
絶縁層、２３……リング、２４……支持ケース、
２５……セメント、２６……ガスケツト、２７…
…スプリング、２８……端子板、２９……ピン、
３０，３１……リード線、３３……キヤツプ、３
４……Ｏリング、３６……テーパーネジ、３７…
…通気孔。
Claims (1)
- 先端が封止されたパイプ状をなし、かつ内面お
よび外面にそれぞれ電極を設けたジルコニアから
なるセンサエレメントと、このセンサエレメント
の中心孔内に挿入され、上記センサエレメントの
内径よりも小さい外径を有するヒータエレメント
とを備え、上記ヒータエレメントは、筒状をなす
ボビンと、このボビンの外周面上にコイル状に巻
かれたヒータと、このヒータの巻径よりも大きい
外径を有するリングとからなり、このリングは上
記ボビンの１または複数の個所で上記ボビンに取
付けられていることを特徴とする酸素濃度検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981063472U JPH026361Y2 (ja) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981063472U JPH026361Y2 (ja) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57175052U JPS57175052U (ja) | 1982-11-05 |
| JPH026361Y2 true JPH026361Y2 (ja) | 1990-02-15 |
Family
ID=29859593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981063472U Expired JPH026361Y2 (ja) | 1981-04-30 | 1981-04-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026361Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2841771A1 (de) * | 1978-09-26 | 1980-04-03 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP1981063472U patent/JPH026361Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57175052U (ja) | 1982-11-05 |
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