JPH04102461U

JPH04102461U - ガス濃度センサ

Info

Publication number: JPH04102461U
Application number: JP2176891U
Authority: JP
Inventors: 政昭塩野; 光雄石毛
Original assignee: Chino Corp
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 1991-01-21
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1992-09-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】簡単な構成で、感度良く、酸素または湿度等の
検出ができるガス濃度センサを提供することである。【構成】酸素イオンを透過する固体電解質の一方の側に
第１の電極２１およびその外側に第２の電極２２を設
け、第２の電極２２の一部を切り欠いて第１の電極２１
の取出部を設けるようにし、電極間に電圧を印加し、両
電極間を流れる電流値から酸素濃度または湿度等のガス
濃度を検出するようにしたガス濃度センサ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、固体電解質を利用した、酸素ガスまたは湿度等のガス濃度を測定するガス濃度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、たとえば固体電解質を利用した酸素センサは、出願人が特開昭６３−２６５６８号公報で示すように、板状の固体電解質の一方の側に平行電極を形成し、電極間に電圧を印加するとともに、電極間を流れる電流値から酸素濃度を測定している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように、固体電解質に平行電極を設けた構造では、電極間の電界強度が不均一となり、高精度測定が困難である面がある。

【０００４】この考案の目的は、以上の点に鑑み、簡単な構成で、感度良く、酸素その他のガス濃度の検出ができるガス濃度センサを提供することである。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】

この考案は、酸素イオンを透過する固体電解質の一方の側に第１の電極およびその外周に第２の電極を設け、この１対の電極の一方に律速手段を設け、第２の電極の一部を切り欠いて第１の電極の取出部を設けるようにし、電極間に電圧を印加し、電極間を流れる電流値から酸素濃度または湿度等のガス濃度を検出するようにしたガス濃度センサである。

【０００６】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例を示す平面説明図、図２は断面説明図である。

【０００７】図において、１は、酸化ジルコニウム等に酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃等を固溶させた酸素イオンを透過する基板状の固体電解質で、この固体電解質１の一方の側にＰｔ、Ａｇ等よりなる円状の第１の電極２１、およびその外周に円環状の第２の電極２２が互いに等間隔とされ、蒸着、スパッタリングその他で形成され、この一方の電極２１には、内部に空間を有し適当な穴径の拡散孔が設けられた有孔キャップまたは多孔質材等よりなる律速手段３が設けられている。

【０００８】また、円環状の第２の電極２２は一部が切り欠かれており、第１の電極２１の取出部２１０が外側に延出し、この取出部２１０および第２の電極２２の一端の取出部２２０にリード線４１、４２が接続されている。また、たとえば固体電解質１の他方の側には、絶縁層５０を介してＰｔ等のヒータ５が形成されている。また、第１、第２の電極２１、２２の円環状の間隔よりも、取出部２１０、２２０の間隔の方が広くなっているので、取出部での測定誤差の発生は少い。また、ガラス質の気密層６で取出部２１０をおおって酸素を流入をなくすとともに、補強を兼ねている。

【０００９】そして、内側の第１の電極２１、外側の第２の電極２２間には回示しない直流の電圧源から電極２１を陰極、電極２２を陽極として所定の電圧が印加され、電流測定手段で電極２１、２２間を流れる電流値が測定される。また、ヒータ５には、たとえば定電流源より電流が供給され、必要に応じ電圧測定手段でヒータ５の抵抗値を測定する。

【００１０】つまり、酸素ガス濃度を測定する場合、ヒータ５に通電加熱する等して固体電解質１をたとえば約３５０℃以上に加熱し、そのイオン導電率を高める。そして、電圧源より電極２１、２２に電圧を印加し、固体電解質１を酸素ポンプとして機能させる。

【００１１】酸素Ｏ₂は電極２１で電子を受けとってＯ^2-とイオン化し、この酸素イオンＯ ^2- が固体電解質１を透過して電極２２に達し、再び酸素Ｏ₂となって外気へ排出される。このとき律速手段３を介して酸素Ｏ₂等を含む外気が固体電解質１の酸素ポンプの酸素送出能力を越えない程度に拡散・流入し、この酸素分圧に応じ電流が電極２１、２２間に流れ、この電流値を電流測定手段で測定することにより、空気中の酸素濃度を検出できる。

【００１２】つまり、電圧源の電圧を所定の値とし、酸素濃度が変わると電流値が変化し、この電流値から酸素濃度を検出できる。

【００１３】また、空気中に水分が存在すると、ある電圧範囲では電極２１で水分Ｈ₂Ｏは電気分解して酸素イオンができ、この酸素イオンが電極２２に移動し、電流が発生する。これにより水分率を検出することができる。

【００１４】なお、測定系、特性等は、出願人が提案の特開昭６３−２６５６８号公報と同様である。

【００１５】

【考案の効果】

以上述べたように、この発明は、固体電解質の一方の側に１対の電極を円環状に設けるようにしたので、両電極の距離は等しく、高精度測定ができる。外側の電極を切って内側の電極を取り出しているので、リード線等の配線処理が容易なものとなる。さらに、取出部の間隔を電極間の間隔より広くすると、イオンに対する抵抗が大きくなり、測定精度が向上し、高精度測定が可能となる。そして気密層でおおうようにすれば、リード線取出部からの酸素の流入はなくなるとともに、リード線の接続の補強にも良好となる。このように、この考案では、簡単な構成で、酸素、または湿度等の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す平面説明図である。

【図２】この考案の一実施例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１固体電解質２１、２２電極３律速手段４１、４２リード線５ヒータ６気密層２１０、２２０取出部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】酸素イオンを透過する固体電解質と、この
固体電解質の一方の側に設けられた第１の電極および第
１の電極の外周に設けられた第２の電極と、各電極のい
ずれか一方に設けられた律速手段と、第２の電極の一部
を切り欠いて第１の電極から延出する取出部とを備え、
各電極間に電圧を印加して電極間を流れる電流値から酸
素濃度または湿度等のガス濃度を測定するガス濃度セン
サ。