JPH0515221B2 - - Google Patents
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- JPH0515221B2 JPH0515221B2 JP60503094A JP50309485A JPH0515221B2 JP H0515221 B2 JPH0515221 B2 JP H0515221B2 JP 60503094 A JP60503094 A JP 60503094A JP 50309485 A JP50309485 A JP 50309485A JP H0515221 B2 JPH0515221 B2 JP H0515221B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- tube
- measuring
- protective tube
- gas
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
請求の範囲
１ 固体物質のみからなる測定要素を有し、この
要素が一部管状金属ケーシングによつて気密に包
囲され、その測定ガスにさらされる部分がコツプ
状の保護管を備え、この保護管がその１つの端部
で金属ケーシングに固定され、その他の範囲で測
定要素の金属ケーシングから測定ガス側に突出す
る部分を離れて包囲し、測定ガスのため測定ガス
側底部に１つの孔および側壁に迂回装置を備える
多数の孔を有する、ガスとくに内燃機関の排ガス
中の酸素含量を測定するセンサにおいて、保護管
の測定ガス側端部が凸のキヤツプとして形成さ
れ、そのもつとも遠くへ突出する範囲に乳頭状隆
起２２を有し、この隆起２２に測定ガス入口とし
て設けた孔２３を有し、かつ測定ガス出口として
設けた多数の孔２５が設置され、その迂回装置２
６が保護管１８を縦方向に貫流するガスを保護管
１８の縦軸に対し鋭角的に外側へ循環案内するよ
うに向いていることを特徴とするガス中の酸素含
量を測定するセンサ。
要素が一部管状金属ケーシングによつて気密に包
囲され、その測定ガスにさらされる部分がコツプ
状の保護管を備え、この保護管がその１つの端部
で金属ケーシングに固定され、その他の範囲で測
定要素の金属ケーシングから測定ガス側に突出す
る部分を離れて包囲し、測定ガスのため測定ガス
側底部に１つの孔および側壁に迂回装置を備える
多数の孔を有する、ガスとくに内燃機関の排ガス
中の酸素含量を測定するセンサにおいて、保護管
の測定ガス側端部が凸のキヤツプとして形成さ
れ、そのもつとも遠くへ突出する範囲に乳頭状隆
起２２を有し、この隆起２２に測定ガス入口とし
て設けた孔２３を有し、かつ測定ガス出口として
設けた多数の孔２５が設置され、その迂回装置２
６が保護管１８を縦方向に貫流するガスを保護管
１８の縦軸に対し鋭角的に外側へ循環案内するよ
うに向いていることを特徴とするガス中の酸素含
量を測定するセンサ。
２ 保護管１８の孔２５が金属ケーシング１４の
測定ガス側端部近くに存在することを特徴とする
請求の範囲第１項記載のセンサ。
測定ガス側端部近くに存在することを特徴とする
請求の範囲第１項記載のセンサ。
３ 保護管１８が金属からなることを特徴とする
請求の範囲第１項または第２項記載のセンサ。
請求の範囲第１項または第２項記載のセンサ。
４ 保護管１８が12〜30mmとくに18〜25mmの全長
を有することを特徴とする請求の範囲第１項から
第３項までの１項に記載のセンサ。
を有することを特徴とする請求の範囲第１項から
第３項までの１項に記載のセンサ。
５ 保護管１８の底部２１の測定ガス入口として
設けた孔２３が１〜４mm、とくに２〜３mmの直径
を有することを特徴とする請求の範囲第１項から
第４項までの１項に記載のセンサ。
設けた孔２３が１〜４mm、とくに２〜３mmの直径
を有することを特徴とする請求の範囲第１項から
第４項までの１項に記載のセンサ。
６ 保護管１８の乳頭状隆起２２が0.3〜２mm、
とくに0.4〜1.5mmの高さを有することを特徴とす
る請求の範囲第１項から第５項までの１項に記載
のセンサ。
とくに0.4〜1.5mmの高さを有することを特徴とす
る請求の範囲第１項から第５項までの１項に記載
のセンサ。
７ 保護管１８の隆起２２が凸であることを特徴
とする請求の範囲第６項記載のセンサ。
とする請求の範囲第６項記載のセンサ。
８ 保護管１８のキヤツプ状底部２１の隆起２２
が円錐台形に形成されていることを特徴とする請
求の範囲第６項記載のセンサ。
が円錐台形に形成されていることを特徴とする請
求の範囲第６項記載のセンサ。
９ 保護管１８のキヤツプ状底部２１が2.5〜６
mmとくに３〜５mmの高さを有することを特徴とす
る請求の範囲第１項から第８項までの１項に記載
のセンサ。
mmとくに３〜５mmの高さを有することを特徴とす
る請求の範囲第１項から第８項までの１項に記載
のセンサ。
１０ 保護管１８の側壁２４にある測定ガスの出
口として役立つ孔２５が金属ケーシング１４の測
定ガス側端部から５mmより小さいとくに1.5〜３
mmの距離を有することを特徴とする請求の範囲第
１項から第９項までの１項に記載のセンサ。
口として役立つ孔２５が金属ケーシング１４の測
定ガス側端部から５mmより小さいとくに1.5〜３
mmの距離を有することを特徴とする請求の範囲第
１項から第９項までの１項に記載のセンサ。
１１ 保護管１８の側壁２４にある測定ガスの出
口として役立つ孔２５が0.3〜１mm（高さ）×１〜
３mm（幅）とくに0.5mm（高さ）×２mm（幅）の自
由断面を有することを特徴とする請求の範囲第１
項から第１０項までの１項に記載のセンサ。
口として役立つ孔２５が0.3〜１mm（高さ）×１〜
３mm（幅）とくに0.5mm（高さ）×２mm（幅）の自
由断面を有することを特徴とする請求の範囲第１
項から第１０項までの１項に記載のセンサ。
１２ 測定ガスの出口として設けた孔２５の迂回
装置２６が保護管１８の側壁２４へ切込んで曲げ
た舌状片として形成され、その自由端が保護管１
８内へ突入し、センサ１０の測定ガスに遠い端部
を向いていることを特徴とする請求の範囲第１項
から第１１項までの１項に記載のセンサ。
装置２６が保護管１８の側壁２４へ切込んで曲げ
た舌状片として形成され、その自由端が保護管１
８内へ突入し、センサ１０の測定ガスに遠い端部
を向いていることを特徴とする請求の範囲第１項
から第１１項までの１項に記載のセンサ。
１３ 保護管１８がその側壁２４に測定ガスの出
口として設けた３〜９とくに４〜６の孔２５を有
し、この孔がとくに保護管１８の縦軸に対し直角
のただ１つの平面内に配置されていることを特徴
とする請求の範囲第１項から第１２項までの１項
に記載のセンサ。
口として設けた３〜９とくに４〜６の孔２５を有
し、この孔がとくに保護管１８の縦軸に対し直角
のただ１つの平面内に配置されていることを特徴
とする請求の範囲第１項から第１２項までの１項
に記載のセンサ。
１４ 保護管１８の開いた端部が外側へ向く固定
フランジ１９を備え、このフランジがとくに波形
ワツシヤのプロフイルを有することを特徴とする
請求の範囲第１項から第１３項までの１項に記載
のセンサ。
フランジ１９を備え、このフランジがとくに波形
ワツシヤのプロフイルを有することを特徴とする
請求の範囲第１項から第１３項までの１項に記載
のセンサ。
技術水準
本発明は請求の範囲第１項の概念によるガス中
の酸素含量を測定するセンサに関する。この種の
センサはすでに公知であり（西独特許第2338536
号明細書）、このセンサはほぼセラミツク材料か
らなる測定要素（固体電解質管）の管状金属ケー
シングから測定ガス側に突出する部分を離れて包
囲する保護管を有する。この保護管はその側壁に
測定ガスの入口として多数の孔を有し、測定ガス
側底部に測定ガスの出口として小直径の孔を有す
る。保護管の側壁管にある孔は、測定ガスを保護
管の内面に対しほぼ接線方向に導き、それによつ
て測定要素を測定ガスに含まれる固体粒子による
衝撃から十分保護するように、保護管に形成され
る。
の酸素含量を測定するセンサに関する。この種の
センサはすでに公知であり（西独特許第2338536
号明細書）、このセンサはほぼセラミツク材料か
らなる測定要素（固体電解質管）の管状金属ケー
シングから測定ガス側に突出する部分を離れて包
囲する保護管を有する。この保護管はその側壁に
測定ガスの入口として多数の孔を有し、測定ガス
側底部に測定ガスの出口として小直径の孔を有す
る。保護管の側壁管にある孔は、測定ガスを保護
管の内面に対しほぼ接線方向に導き、それによつ
て測定要素を測定ガスに含まれる固体粒子による
衝撃から十分保護するように、保護管に形成され
る。
請求の範囲第１項の特徴を有する本発明のセン
サはこれに反し測定ガスの測定要素に対する案内
が異なるため、かつ保護管の特殊な形成により測
定要素の汚染または中毒（オイルアツシ、鉛の反
応生成物、エンジンの弁等の金属ダスト）が著し
く減少し、これが著しい寿命延長に貢献する利点
を有する。他の利点として保護管が前記性質のた
め代表的でない測定ガスピークの際の誤制御を防
ぎ、かつ高い酸素含量から低い酸素含量の方向お
よびその逆の応答時間が同じ長さであることを可
能にし、それによつて電子評価回路の簡単化をも
たらすことが挙げられる。測定要素が抵抗加熱要
素を備える場合、この保護管のためさらにエネル
ギー節約が生ずる。
サはこれに反し測定ガスの測定要素に対する案内
が異なるため、かつ保護管の特殊な形成により測
定要素の汚染または中毒（オイルアツシ、鉛の反
応生成物、エンジンの弁等の金属ダスト）が著し
く減少し、これが著しい寿命延長に貢献する利点
を有する。他の利点として保護管が前記性質のた
め代表的でない測定ガスピークの際の誤制御を防
ぎ、かつ高い酸素含量から低い酸素含量の方向お
よびその逆の応答時間が同じ長さであることを可
能にし、それによつて電子評価回路の簡単化をも
たらすことが挙げられる。測定要素が抵抗加熱要
素を備える場合、この保護管のためさらにエネル
ギー節約が生ずる。
図 面
本発明の実施例を図面に示し、以下の記載で詳
細に説明する。図面はセンサの側面を拡大して示
し、センサの測定ガス側端部は縦断面として示さ
れる。
細に説明する。図面はセンサの側面を拡大して示
し、センサの測定ガス側端部は縦断面として示さ
れる。
実施例の記載
ガス中の酸素含量を測定する図示のセンサ１０
はとくに内燃機関の排ガス中で使用することが予
期される；このようなセンサ１０の原理的構造は
すでに西独実用新案第8101584号明細書から公知
である。このセンサ１０はイオン電導性固体電解
質を有する酸素濃淡電池の公知原理により動作す
る；固体電解質としてはとくに安定化した立方晶
系２酸化ジルコニウムが使用される。固体電解質
はこの例では測定ガス側に底部１２を有する固体
電解質管１１として形成される。この固体電解質
管１１の外面および内面の層状電極の表示および
測定ガスにさらされる電極の保護層は省略した；
これらの電極はとくに多孔性の層として固体電解
質管１１に被覆され、公知法で電気的接続部と接
続し、その少なくとも１つは接続側ケーブル１３
に通ずる；通常固体電解質管１１の外面にある触
媒作用を有する電極は電気的にアースした金属ケ
ーシング１４と接続している。固体電解質管１１
の内部空間１５へ棒状の抵抗加熱要素１６が突入
し、この要素は内部空間１５をほぼ充てんし、固
体電解質管１１の底部１２近くまで達する；しか
しこのセンサ１０の多くの使用の場合、抵抗加熱
要素１６の配置は省略することができる。固体電
解質管１１の内部空間１５は参照ガス（たとえば
空気）にさらされ、このガスは前記の図示されて
いない対極と接触している。このセンサ１０のそ
の他の構造は西独実用新案第8101584号明細書に
記載のセンサの構造にほぼ相当する；金属ケーシ
ング１４に失われないように固定したシールリン
グ１７のみが付加的に示される。
はとくに内燃機関の排ガス中で使用することが予
期される；このようなセンサ１０の原理的構造は
すでに西独実用新案第8101584号明細書から公知
である。このセンサ１０はイオン電導性固体電解
質を有する酸素濃淡電池の公知原理により動作す
る；固体電解質としてはとくに安定化した立方晶
系２酸化ジルコニウムが使用される。固体電解質
はこの例では測定ガス側に底部１２を有する固体
電解質管１１として形成される。この固体電解質
管１１の外面および内面の層状電極の表示および
測定ガスにさらされる電極の保護層は省略した；
これらの電極はとくに多孔性の層として固体電解
質管１１に被覆され、公知法で電気的接続部と接
続し、その少なくとも１つは接続側ケーブル１３
に通ずる；通常固体電解質管１１の外面にある触
媒作用を有する電極は電気的にアースした金属ケ
ーシング１４と接続している。固体電解質管１１
の内部空間１５へ棒状の抵抗加熱要素１６が突入
し、この要素は内部空間１５をほぼ充てんし、固
体電解質管１１の底部１２近くまで達する；しか
しこのセンサ１０の多くの使用の場合、抵抗加熱
要素１６の配置は省略することができる。固体電
解質管１１の内部空間１５は参照ガス（たとえば
空気）にさらされ、このガスは前記の図示されて
いない対極と接触している。このセンサ１０のそ
の他の構造は西独実用新案第8101584号明細書に
記載のセンサの構造にほぼ相当する；金属ケーシ
ング１４に失われないように固定したシールリン
グ１７のみが付加的に示される。
固体電解質管１１の金属ケーシング１４から測
定ガス側に突出する部分はとくに耐食性鋼板から
なるコツプ状保護管１８によつて包囲される。こ
の保護管１８はその開放端部に外向きのフランジ
１９を有し、このフランジは波形ワツシヤ状に形
成され、金属ケーシング１４の端面で折返し縁２
０により固定される。保護管１８は固体電解質管
１１を離れて包囲し、測定ガス側に凸のキヤツプ
として形成した底部２１を有する。このキヤツプ
状底部２１のもつとも遠く突出する範囲に乳頭状
の凸の隆起２２が配置され、この隆起はとくに円
錐台状に形成され、測定ガス側に細くなる。この
隆起２２は測定ガスの入口として設けた孔２３を
含む。この孔２３は2.5mmの直径を有するけれど、
適用の場合に応じて１〜４mmとくに２〜３mmの直
径を有する。孔２３を包囲する隆起２２はこの場
合１mmの高さを有するけれど、適用の場合に応じ
て0.3〜２mm、とくに0.4〜1.5mmの高さを有する。
キヤツプ状底部２１の高さは４mmであるけれど、
適用の場合に応じて2.5〜６mm、とくに３〜５mm
である。このような保護管１８の全長は20mmであ
るけれども、適用の場合に応じて12〜30mm、とく
に18〜25mmである。
定ガス側に突出する部分はとくに耐食性鋼板から
なるコツプ状保護管１８によつて包囲される。こ
の保護管１８はその開放端部に外向きのフランジ
１９を有し、このフランジは波形ワツシヤ状に形
成され、金属ケーシング１４の端面で折返し縁２
０により固定される。保護管１８は固体電解質管
１１を離れて包囲し、測定ガス側に凸のキヤツプ
として形成した底部２１を有する。このキヤツプ
状底部２１のもつとも遠く突出する範囲に乳頭状
の凸の隆起２２が配置され、この隆起はとくに円
錐台状に形成され、測定ガス側に細くなる。この
隆起２２は測定ガスの入口として設けた孔２３を
含む。この孔２３は2.5mmの直径を有するけれど、
適用の場合に応じて１〜４mmとくに２〜３mmの直
径を有する。孔２３を包囲する隆起２２はこの場
合１mmの高さを有するけれど、適用の場合に応じ
て0.3〜２mm、とくに0.4〜1.5mmの高さを有する。
キヤツプ状底部２１の高さは４mmであるけれど、
適用の場合に応じて2.5〜６mm、とくに３〜５mm
である。このような保護管１８の全長は20mmであ
るけれども、適用の場合に応じて12〜30mm、とく
に18〜25mmである。
保護管１８の内部空間からの測定ガスの出口と
して保護管１８の側壁２４に６つの孔２５が配置
され、この孔は金属ケーシング１４の測定ガス側
端部の近くに存在し、この場合金属ケーシング１
４のこの端部から５mmより小さいとくに1.5〜３
mmの距離を有する。この例ではこの距離は２mmで
ある。保護管１８の側壁２４内のこの孔２５の自
由断面はとくにその高さが0.5mm、その幅が２mm
であるように選択される；使用の場合に応じてこ
の孔はその自由断面を高さ0.3〜１mm×幅１〜３
mmの間で変化することができる。この孔２５の数
は使用の場合に応じて３〜９、しかしとくに４〜
６である。有利にこの孔２５は保護管１８の側壁
２４に保護管１８の縦軸に対し直角方向のただ１
つの平面内に配置される。
して保護管１８の側壁２４に６つの孔２５が配置
され、この孔は金属ケーシング１４の測定ガス側
端部の近くに存在し、この場合金属ケーシング１
４のこの端部から５mmより小さいとくに1.5〜３
mmの距離を有する。この例ではこの距離は２mmで
ある。保護管１８の側壁２４内のこの孔２５の自
由断面はとくにその高さが0.5mm、その幅が２mm
であるように選択される；使用の場合に応じてこ
の孔はその自由断面を高さ0.3〜１mm×幅１〜３
mmの間で変化することができる。この孔２５の数
は使用の場合に応じて３〜９、しかしとくに４〜
６である。有利にこの孔２５は保護管１８の側壁
２４に保護管１８の縦軸に対し直角方向のただ１
つの平面内に配置される。
中心にガス入口としての孔２３を含む隆起２２
とともにこの保護管１８の有利な作用には迂回装
置２６の配置および形成が重要であり、この迂回
装置は孔２５から出る測定ガスを保護管１８の縦
軸に対し鋭角的に循環するように案内する。この
迂回装置２６はとくに保護管１８の側壁２４へ切
込んで曲げてある。この舌状迂回装置２６はその
自由端が保護管１８の内部空間へ突入し、その際
ほぼセンサ１０の測定ガスと反対側の端部を向
く。保護管１８の底部２１にある隆起２２は測定
ガス中にある固体粒子が保護管１８の内部空間へ
まつたく入らないために役立つけれども、ガス流
出に役立つ孔２５のこの迂回装置２６は隆起２２
の利点を支持するとともにとくに誤制御の回避お
よび電子評価回路の簡単化に関する前記利点に作
用する；孔２３および２５の小さい断面ならびに
それによつて達成される保護管１８を貫流する小
さい測定ガス量は固体電解質管１１の内部空間２
５に抵抗加熱要素１６を含むセンサ１０の場合さ
らに加熱能力の減少に役立つ。
とともにこの保護管１８の有利な作用には迂回装
置２６の配置および形成が重要であり、この迂回
装置は孔２５から出る測定ガスを保護管１８の縦
軸に対し鋭角的に循環するように案内する。この
迂回装置２６はとくに保護管１８の側壁２４へ切
込んで曲げてある。この舌状迂回装置２６はその
自由端が保護管１８の内部空間へ突入し、その際
ほぼセンサ１０の測定ガスと反対側の端部を向
く。保護管１８の底部２１にある隆起２２は測定
ガス中にある固体粒子が保護管１８の内部空間へ
まつたく入らないために役立つけれども、ガス流
出に役立つ孔２５のこの迂回装置２６は隆起２２
の利点を支持するとともにとくに誤制御の回避お
よび電子評価回路の簡単化に関する前記利点に作
用する；孔２３および２５の小さい断面ならびに
それによつて達成される保護管１８を貫流する小
さい測定ガス量は固体電解質管１１の内部空間２
５に抵抗加熱要素１６を含むセンサ１０の場合さ
らに加熱能力の減少に役立つ。
本発明のセンサ１０の測定要素としては底部１
２等を有する前記固体電解質管１１のみならず、
他の形態（たとえば米国特許第4011655号、第
4283261号明細書に記載の小板状）または他の機
能（たとえば米国特許第4007435号、第4011655号
明細書に記載の抵抗または導電性変化）の測定要
素を使用することもできる；しかしこれらすべて
の測定要素は固体である。
２等を有する前記固体電解質管１１のみならず、
他の形態（たとえば米国特許第4011655号、第
4283261号明細書に記載の小板状）または他の機
能（たとえば米国特許第4007435号、第4011655号
明細書に記載の抵抗または導電性変化）の測定要
素を使用することもできる；しかしこれらすべて
の測定要素は固体である。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8420216.5 | 1984-07-06 | ||
| DE19848420216 DE8420216U1 (de) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
| DE3511730.3 | 1985-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61502702A JPS61502702A (ja) | 1986-11-20 |
| JPH0515221B2 true JPH0515221B2 (ja) | 1993-03-01 |
Family
ID=6768582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60503094A Granted JPS61502702A (ja) | 1984-07-06 | 1985-07-04 | ガス中の酸素含量を測定するセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61502702A (ja) |
| DE (1) | DE8420216U1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4387277B2 (ja) | 2004-09-28 | 2009-12-16 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
-
1984
- 1984-07-06 DE DE19848420216 patent/DE8420216U1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-07-04 JP JP60503094A patent/JPS61502702A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE8420216U1 (de) | 1984-09-27 |
| JPS61502702A (ja) | 1986-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |