JPH0321858A - 酸素センサのセンサエレメント - Google Patents
酸素センサのセンサエレメントInfo
- Publication number
- JPH0321858A JPH0321858A JP1155589A JP15558989A JPH0321858A JP H0321858 A JPH0321858 A JP H0321858A JP 1155589 A JP1155589 A JP 1155589A JP 15558989 A JP15558989 A JP 15558989A JP H0321858 A JPH0321858 A JP H0321858A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas diffusion
- sensor
- oxygen
- pellet
- crystallized glass
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、各種雰囲気中の酸素濃度の′Ａ−１定に使用
される酸素センサのセンサエレメントに関する。
される酸素センサのセンサエレメントに関する。
従来のセンサエレメントは、第２図に示すように、単一
のガス拡散孔１ａを穿設すると共に、両面に電極２を成
形した（例えば、白金のスクリーン印刷による）イオン
伝導性固体電解質のべレット１（例えば、安定化ジルコ
ニアよりなる）に、加熱用のヒータ３を成形した（例え
ば、スクリーン印刷による）カプセル４がガス反応室５
を介在して封止材６（例えば、ガラス）により封着され
ている。
のガス拡散孔１ａを穿設すると共に、両面に電極２を成
形した（例えば、白金のスクリーン印刷による）イオン
伝導性固体電解質のべレット１（例えば、安定化ジルコ
ニアよりなる）に、加熱用のヒータ３を成形した（例え
ば、スクリーン印刷による）カプセル４がガス反応室５
を介在して封止材６（例えば、ガラス）により封着され
ている。
また、第３図は従来の他のセンサエレメントを示すもの
で、電極２を戊形したべレット１に封止材６により封着
したカプセル４に、単一のガス拡散孔４ａが穿設され、
かつヒータ３が成形されている。
で、電極２を戊形したべレット１に封止材６により封着
したカプセル４に、単一のガス拡散孔４ａが穿設され、
かつヒータ３が成形されている。
そして、これらの各センサエレメントは、両電極２間及
びヒータ３に電圧を印加し、所定の加熱温度下のべレッ
ト１の酸素ボンビング作用によって酸素イオンをキャリ
アとする電流が電極２間に流れ、ガス拡散孔１ａ，４ａ
を通ってガス反応室５に入った酸素分子がペレット１を
介して排出される（矢印は酸素分子の移送を示す）。
びヒータ３に電圧を印加し、所定の加熱温度下のべレッ
ト１の酸素ボンビング作用によって酸素イオンをキャリ
アとする電流が電極２間に流れ、ガス拡散孔１ａ，４ａ
を通ってガス反応室５に入った酸素分子がペレット１を
介して排出される（矢印は酸素分子の移送を示す）。
而して、このときの電圧一電流特性の電圧の或る領域で
現われる電流のフラット域、即ち限界電流値と酸素濃度
とが一対一の関係にあることから、電極２及びヒータ３
に一定電圧を印加し、そのときのセンサエレメントの温
度と限界電流値から酸素濃度をδ１３定するものである
。
現われる電流のフラット域、即ち限界電流値と酸素濃度
とが一対一の関係にあることから、電極２及びヒータ３
に一定電圧を印加し、そのときのセンサエレメントの温
度と限界電流値から酸素濃度をδ１３定するものである
。
前記のように、従来のセンサエレメントは、ペレットｌ
或いはカプセル４に単一のガス拡散孔１ａ或いは４ａが
穿設されているので、次のような問題点があった。
或いはカプセル４に単一のガス拡散孔１ａ或いは４ａが
穿設されているので、次のような問題点があった。
（ａ） ペレット１、カプセル４と、ガス拡散孔ｌａ
，４ａとに、下記事由から高度な加工精度が要求され、
コスト高を招来すること。
，４ａとに、下記事由から高度な加工精度が要求され、
コスト高を招来すること。
（イ） ペレット１、カプセル４の成形厚みと、ガス拡
散孔１ａ，４ａの孔径とが互に関連するため、両者を厳
しく調整しないと、限界電流値にバラツキが発生する。
散孔１ａ，４ａの孔径とが互に関連するため、両者を厳
しく調整しないと、限界電流値にバラツキが発生する。
（ロ） ガス拡散孔１ａ，４ａの穿設位置に誤差がある
と、電極２、ペレット１への酸素分子の拡散にタイムラ
グが発生し、酸素イオンの伝導に支障を来たし、限界電
流値のバラツキ発生の要因となる。
と、電極２、ペレット１への酸素分子の拡散にタイムラ
グが発生し、酸素イオンの伝導に支障を来たし、限界電
流値のバラツキ発生の要因となる。
（ｂ） 上記加工性の問題は、センサエレメントの薄
形化、大量生産化の妨げになっていること。
形化、大量生産化の妨げになっていること。
（Ｃ） ペレット１にガス拡散孔１ａを有するもの（
第２図）は、電極２の成形に、またカプセル４にガス拡
散孔４ａを有するもの（第３図）は、ヒータ３の成形に
、夫々制約を受けること。
第２図）は、電極２の成形に、またカプセル４にガス拡
散孔４ａを有するもの（第３図）は、ヒータ３の成形に
、夫々制約を受けること。
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、その目
的は、高度な加工精度を要せず、薄形化及び大量生産化
を可能とし、かつ電極とヒータの形状を自由になし得る
酸素センサのセンサエレメントを提供することにある。
的は、高度な加工精度を要せず、薄形化及び大量生産化
を可能とし、かつ電極とヒータの形状を自由になし得る
酸素センサのセンサエレメントを提供することにある。
本発明は上記の目的を達成するために、両面に電極を成
形したイオン伝導性固体電解質のペレットと、加熱用の
ヒータを成形したカプセルとの封止材として、多孔性の
結晶化ガラスを用い、この多孔性結晶化ガラスをガス拡
散孔に兼用したことにある。
形したイオン伝導性固体電解質のペレットと、加熱用の
ヒータを成形したカプセルとの封止材として、多孔性の
結晶化ガラスを用い、この多孔性結晶化ガラスをガス拡
散孔に兼用したことにある。
酸素分子が封止材の多孔性の結晶化ガラス内に戊形され
たガス拡散孔を通ってガス反応室に拡散し、ベレットの
酸素ボンピング作用に伴って、電極間を流れる電流に限
界特性が現われる。
たガス拡散孔を通ってガス反応室に拡散し、ベレットの
酸素ボンピング作用に伴って、電極間を流れる電流に限
界特性が現われる。
本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
なお、従来例と同一部品には同一符号を付す。
第１図に示すように、両面に電極２を成形した（例えば
、白金のスクリーン印刷による）イオン伝導性固体電解
質のべレット１（例えば、安定化ジルコニアよりなる）
と、加熱用のヒータ３を成形した（例えば、スクリーン
印刷による）カプセル４とを多孔性の結晶化ガラスの封
止材７によって封着しており、この封止材７がガス拡散
孔及びペレット１とカプセル４との間に介在するガス反
応室５の形成間隔材を兼ねているものである（矢印は酸
素分子の移送を示す）。
、白金のスクリーン印刷による）イオン伝導性固体電解
質のべレット１（例えば、安定化ジルコニアよりなる）
と、加熱用のヒータ３を成形した（例えば、スクリーン
印刷による）カプセル４とを多孔性の結晶化ガラスの封
止材７によって封着しており、この封止材７がガス拡散
孔及びペレット１とカプセル４との間に介在するガス反
応室５の形成間隔材を兼ねているものである（矢印は酸
素分子の移送を示す）。
而して、上記封止材７としての多孔性の結晶化ガラスの
一実施態様を示すと、結晶化ガラス（例えば、旭硝子株
式会社製、Ｎｏｌ０１、結晶化温度約８５０℃）と、カ
ーボン（例えば、イビデン株式会社製、アセチレンブラ
ック）とを予めブレンドした（例えば、重量比５：２の
割合）環状のものを、ペレット１とカプセル４の周縁部
に介在し、約９００℃の温度で約３０分焼成することに
より、カーボンのガス化によって多数のガス拡散孔に兼
用することのできる多孔性の結晶化ガラスが成形される
。
一実施態様を示すと、結晶化ガラス（例えば、旭硝子株
式会社製、Ｎｏｌ０１、結晶化温度約８５０℃）と、カ
ーボン（例えば、イビデン株式会社製、アセチレンブラ
ック）とを予めブレンドした（例えば、重量比５：２の
割合）環状のものを、ペレット１とカプセル４の周縁部
に介在し、約９００℃の温度で約３０分焼成することに
より、カーボンのガス化によって多数のガス拡散孔に兼
用することのできる多孔性の結晶化ガラスが成形される
。
また、結晶化ガラスとカーボンは、予めブレンドした環
状のものに代え、５：２のブレンド比で塗布してもよい
。
状のものに代え、５：２のブレンド比で塗布してもよい
。
なお、結晶化ガラスとカーボンとのブレンド割合を変え
ることによって、多孔（ガス拡散孔）の状態を変えるこ
とができる。
ることによって、多孔（ガス拡散孔）の状態を変えるこ
とができる。
本発明は次の効果を有する。
（ａ） イオン伝導性固体電解質のペレットとカプセ
ルを封着した多孔性の結晶化ガラスがガス拡散孔を兼ね
るので、従来のようにペレット或いはカプセルにガス拡
散孔を設ける場合の高い加工精度が要求されないため、
大量生産が可能となり、またコストも大１１１に低減す
る。
ルを封着した多孔性の結晶化ガラスがガス拡散孔を兼ね
るので、従来のようにペレット或いはカプセルにガス拡
散孔を設ける場合の高い加工精度が要求されないため、
大量生産が可能となり、またコストも大１１１に低減す
る。
（ｂ） ベレットやカプセルにガス拡散孔がないので
、機械的強度の点からも薄形化が可能であると共に、電
極及び加熱用のヒータの成形に制約を受けることなく所
要のパターンに成形することができる。
、機械的強度の点からも薄形化が可能であると共に、電
極及び加熱用のヒータの成形に制約を受けることなく所
要のパターンに成形することができる。
（ｃ） ガス反応室へのガス拡散のレベルを結晶化ガ
ラスとカーボンとのブレンド割合により容易に変えるこ
とができ、しかも或る同一のブレンド割合の場合には再
現性のよい多孔性結晶化ガラスができる。
ラスとカーボンとのブレンド割合により容易に変えるこ
とができ、しかも或る同一のブレンド割合の場合には再
現性のよい多孔性結晶化ガラスができる。
１・・・ペレット、２・・・電極、３・・・ヒータ、４
・・・カプセル、７・・・封止材。
・・・カプセル、７・・・封止材。
Claims (1)
- 両面に電極が成形されたイオン伝導性固体電解質のペレ
ットと、加熱用のヒータが成形されたカプセルとの封止
部分が、ガス拡散孔を兼ねる多孔性結晶化ガラスからな
ることを特徴とする酸素センサのセンサエレメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155589A JPH0321858A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 酸素センサのセンサエレメント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155589A JPH0321858A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 酸素センサのセンサエレメント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321858A true JPH0321858A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15609342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155589A Pending JPH0321858A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 酸素センサのセンサエレメント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321858A (ja) |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1155589A patent/JPH0321858A/ja active Pending
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