JPH0518932A - 酸素センサ素子の保護層製造条件管理方法 - Google Patents
酸素センサ素子の保護層製造条件管理方法Info
- Publication number
- JPH0518932A JPH0518932A JP3168131A JP16813191A JPH0518932A JP H0518932 A JPH0518932 A JP H0518932A JP 3168131 A JP3168131 A JP 3168131A JP 16813191 A JP16813191 A JP 16813191A JP H0518932 A JPH0518932 A JP H0518932A
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- JP
- Japan
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- oxygen sensor
- sensor element
- time
- thermal spraying
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】酸素センサ素子の保護層製造における保護層形
成材料の溶射時間の決定を短時間で行えるようにする。 【構成】酸素センサ素子の固体電解質部材と同一規格の
ものに孔１ａを開口し、通気性材料２を充填して形成し
た試験素子部材１を、ホルダ３，パッキン４を介して溶
射装置のテーブル５にセットし、溶射ガン８から前記試
験素子部材１に保護層形成材料を溶射して保護層10を形
成しつつ素子部材１の内部空洞から孔３ａ，５ａを介し
てバキュームポンプ６から空気を吸引し、圧力測定器７
によって吸入負圧を測定する。該負圧が設定値になるま
での溶射時間を、実際の酸素センサ素子における溶射時
間として決定する。保護層10からの空気の透過抵抗によ
って溶射時間を決定する方法であり、決定時間を大幅に
短縮できる。
成材料の溶射時間の決定を短時間で行えるようにする。 【構成】酸素センサ素子の固体電解質部材と同一規格の
ものに孔１ａを開口し、通気性材料２を充填して形成し
た試験素子部材１を、ホルダ３，パッキン４を介して溶
射装置のテーブル５にセットし、溶射ガン８から前記試
験素子部材１に保護層形成材料を溶射して保護層10を形
成しつつ素子部材１の内部空洞から孔３ａ，５ａを介し
てバキュームポンプ６から空気を吸引し、圧力測定器７
によって吸入負圧を測定する。該負圧が設定値になるま
での溶射時間を、実際の酸素センサ素子における溶射時
間として決定する。保護層10からの空気の透過抵抗によ
って溶射時間を決定する方法であり、決定時間を大幅に
短縮できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気中の酸
素濃度等を検出する酸素センサのセンサ素子表面に設け
られる保護層の製造条件を管理する方法に関する。
素濃度等を検出する酸素センサのセンサ素子表面に設け
られる保護層の製造条件を管理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記排気中酸素濃度検出用の酸素センサ
のセンサ素子の構造としては、例えば、図３に示すよう
なものがある (特開昭５８−２０４３６５号公報等参
照) 。即ち、先端部を閉塞した円筒状の酸化ジルコニウ
ムに代表される酸素イオン導電性の濃淡電池用固体電解
質11の内外表面の各一部に白金電極12，13を形成し、そ
の外側に白金を蒸着して酸化触媒層14を形成し、更にそ
の上から溶射装置からマグネシウムスピネルを溶射して
保護層15を形成している。
のセンサ素子の構造としては、例えば、図３に示すよう
なものがある (特開昭５８−２０４３６５号公報等参
照) 。即ち、先端部を閉塞した円筒状の酸化ジルコニウ
ムに代表される酸素イオン導電性の濃淡電池用固体電解
質11の内外表面の各一部に白金電極12，13を形成し、そ
の外側に白金を蒸着して酸化触媒層14を形成し、更にそ
の上から溶射装置からマグネシウムスピネルを溶射して
保護層15を形成している。
【０００３】ここにおいて、固体電解質11の内側に基準
空気として大気が導かれるようにする一方、固体電解質
11の外側を機関排気通路に臨ませて排気と接触させ、内
表面に接触する大気中の酸素濃度との比に応じた電圧を
白金電極12，13間に発生させることにより、排気中の酸
素濃度を検出するようにしている。ところで、前記保護
層15は、該保護層15を透過して白金電極12に到る排気の
透過性が酸素センサの特性に大きく影響するため、該透
過性のバラツキを無くす必要がある。一般的に酸素セン
サ素子における前記のような保護層の被検出ガスの透過
性は、原料ロット，溶射装置の劣化等で変化するため、
溶射条件特に溶射重量の調整を必要とする。
空気として大気が導かれるようにする一方、固体電解質
11の外側を機関排気通路に臨ませて排気と接触させ、内
表面に接触する大気中の酸素濃度との比に応じた電圧を
白金電極12，13間に発生させることにより、排気中の酸
素濃度を検出するようにしている。ところで、前記保護
層15は、該保護層15を透過して白金電極12に到る排気の
透過性が酸素センサの特性に大きく影響するため、該透
過性のバラツキを無くす必要がある。一般的に酸素セン
サ素子における前記のような保護層の被検出ガスの透過
性は、原料ロット，溶射装置の劣化等で変化するため、
溶射条件特に溶射重量の調整を必要とする。
【０００４】従来行われる一つの調整方法としては、保
護層形成材料の溶射時間を変えて形成された酸素センサ
素子を組付けて酸素センサを形成し、この酸素センサの
特性検査を行って所望の特性が得られる溶射時間を決定
する方法がある。もう一つの調整方法は、保護層形成材
料の溶射時間を変えて形成された酸素センサ素子の保護
層の気孔率を水銀圧入法等によって調査し、最適な気孔
率が得られる溶射時間を決定する方法である。
護層形成材料の溶射時間を変えて形成された酸素センサ
素子を組付けて酸素センサを形成し、この酸素センサの
特性検査を行って所望の特性が得られる溶射時間を決定
する方法がある。もう一つの調整方法は、保護層形成材
料の溶射時間を変えて形成された酸素センサ素子の保護
層の気孔率を水銀圧入法等によって調査し、最適な気孔
率が得られる溶射時間を決定する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の調整方法では、溶射時間の決定に３日程度を要し、
第２の方法でも１日程度を要するものであり、決定に時
間が掛かり過ぎ、かつ、該決定に技術を要するという問
題があった。本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、保護層製造条件の決定を短時間で能率
よく行えるようにした酸素センサ素子の保護層製造条件
管理方法を提供するものである。
１の調整方法では、溶射時間の決定に３日程度を要し、
第２の方法でも１日程度を要するものであり、決定に時
間が掛かり過ぎ、かつ、該決定に技術を要するという問
題があった。本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、保護層製造条件の決定を短時間で能率
よく行えるようにした酸素センサ素子の保護層製造条件
管理方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明に係る酸
素センサ素子の保護層製造条件管理方法は、酸素センサ
素子の固体電解質部材と同一規格で形成した固体電解質
部材の表裏両面の一部を貫通して形成した孔に通気性材
料を充填した試験用素子部材を用意し、該試験用素子部
材の基準空気側の表面を密閉空間に臨ませ、被検出側表
面に前記保護層形成時と同一条件で溶射装置から保護層
形成材料を溶射する一方、前記密閉空間内の空気を一定
条件で吸引しつつ該密閉空間の負圧を測定し、保護層形
成材料を溶射してから前記負圧が設定値に至るまでの時
間によって当該酸素センサ素子の保護層製造時の保護層
形成材料の溶射時間を決定するようにした。
素センサ素子の保護層製造条件管理方法は、酸素センサ
素子の固体電解質部材と同一規格で形成した固体電解質
部材の表裏両面の一部を貫通して形成した孔に通気性材
料を充填した試験用素子部材を用意し、該試験用素子部
材の基準空気側の表面を密閉空間に臨ませ、被検出側表
面に前記保護層形成時と同一条件で溶射装置から保護層
形成材料を溶射する一方、前記密閉空間内の空気を一定
条件で吸引しつつ該密閉空間の負圧を測定し、保護層形
成材料を溶射してから前記負圧が設定値に至るまでの時
間によって当該酸素センサ素子の保護層製造時の保護層
形成材料の溶射時間を決定するようにした。
【０００７】
【作用】保護層形成材料の溶射により保護層の厚さが増
大するに従って吸引空気の透過抵抗が増大し、この結
果、密閉空間の負圧が増大する。ここで、保護層の空気
透過抵抗は、被検出ガスが固体電解質部材の表面電極へ
の到達時間を決定するパラメータであり、該到達時間を
一定にすることにより酸素センサ素子の特性のバラツキ
を無くすことができる。
大するに従って吸引空気の透過抵抗が増大し、この結
果、密閉空間の負圧が増大する。ここで、保護層の空気
透過抵抗は、被検出ガスが固体電解質部材の表面電極へ
の到達時間を決定するパラメータであり、該到達時間を
一定にすることにより酸素センサ素子の特性のバラツキ
を無くすことができる。
【０００８】したがって、前記保護層の空気透過抵抗が
酸素センサ素子の特性を満たす所定の値となるときの密
閉空間における負圧を予め設定しておけば、保護層形成
材料の溶射開始から負圧が該設定値に至るまでの時間
は、酸素センサ素子の所望の特性を満たす溶射時間とな
る。
酸素センサ素子の特性を満たす所定の値となるときの密
閉空間における負圧を予め設定しておけば、保護層形成
材料の溶射開始から負圧が該設定値に至るまでの時間
は、酸素センサ素子の所望の特性を満たす溶射時間とな
る。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は、本発明に係る管理方法を行うシステムを
示す。試験素子部材１は、保護層製造条件を決めようと
する酸素センサ素子の例えば酸化ジルコニウムで形成さ
れた固体電解質部材と同一規格で形成したものの先端部
に複数箇所表裏両面を貫通する孔１ａを形成し、各孔１
ａに例えば仮焼アルミナ等の通気性材料２を充填する。
前記各孔１ａの口径は試験素子部材１におけるガス透過
率は、保護層のガス透過率に比べて充分大きい値となる
ように設定しておく。
する。図１は、本発明に係る管理方法を行うシステムを
示す。試験素子部材１は、保護層製造条件を決めようと
する酸素センサ素子の例えば酸化ジルコニウムで形成さ
れた固体電解質部材と同一規格で形成したものの先端部
に複数箇所表裏両面を貫通する孔１ａを形成し、各孔１
ａに例えば仮焼アルミナ等の通気性材料２を充填する。
前記各孔１ａの口径は試験素子部材１におけるガス透過
率は、保護層のガス透過率に比べて充分大きい値となる
ように設定しておく。
【００１０】上記のようにして形成された試験素子部材
１をホルダ３内にパッキン４を介して固定し、先端部を
上方に向けて溶射装置のテーブル５上にホルダ３を介し
てセットする。前記テーブル５には、ホルダ３底壁に形
成された孔３ａを介して試験素子部材１の内部空洞と連
通する孔５ａが形成されており、該孔５ａの先端はバキ
ュームポンプ６の吸い込み口６ａに接続されている。該
吸い込み口６ａから試験素子部材１の内部空洞に至る部
分が密閉空間となる。また、前記密閉空間内の負圧を測
定する圧力測定器７を設ける。
１をホルダ３内にパッキン４を介して固定し、先端部を
上方に向けて溶射装置のテーブル５上にホルダ３を介し
てセットする。前記テーブル５には、ホルダ３底壁に形
成された孔３ａを介して試験素子部材１の内部空洞と連
通する孔５ａが形成されており、該孔５ａの先端はバキ
ュームポンプ６の吸い込み口６ａに接続されている。該
吸い込み口６ａから試験素子部材１の内部空洞に至る部
分が密閉空間となる。また、前記密閉空間内の負圧を測
定する圧力測定器７を設ける。
【００１１】かかる状態にセットした後、溶射装置の溶
射ガン８から酸素センサ素子において保護層形成材料を
溶射する時と同一の条件（電圧，電流）でマグネシウム
スピネル等の保護層形成材料９を試験素子部材１の外表
面に溶射し、保護層10を形成する。同時に前記バキュー
ムポンプ６を一定条件で駆動し、試験素子部材１の内部
空洞を負圧で吸引すると共に、該負圧を圧力測定器７に
よって測定する。
射ガン８から酸素センサ素子において保護層形成材料を
溶射する時と同一の条件（電圧，電流）でマグネシウム
スピネル等の保護層形成材料９を試験素子部材１の外表
面に溶射し、保護層10を形成する。同時に前記バキュー
ムポンプ６を一定条件で駆動し、試験素子部材１の内部
空洞を負圧で吸引すると共に、該負圧を圧力測定器７に
よって測定する。
【００１２】そして、測定された負圧が予め設定した管
理値に達するまでの溶射時間を測定すれば、該溶射時間
が当該管理対象の酸素センサ素子における保護層製造時
の溶射時間として決定される。即ち、前記したように密
閉空間内の負圧は保護層10における空気透過抵抗を決め
る値であり、したがって該負圧が所定の値であるときに
酸素センサ素子の特性をバラツキなく満たせるものであ
るから、該負圧が得られるまでの溶射時間を実際の酸素
センサ素子の保護層を製造する時の溶射時間として決定
することができる。
理値に達するまでの溶射時間を測定すれば、該溶射時間
が当該管理対象の酸素センサ素子における保護層製造時
の溶射時間として決定される。即ち、前記したように密
閉空間内の負圧は保護層10における空気透過抵抗を決め
る値であり、したがって該負圧が所定の値であるときに
酸素センサ素子の特性をバラツキなく満たせるものであ
るから、該負圧が得られるまでの溶射時間を実際の酸素
センサ素子の保護層を製造する時の溶射時間として決定
することができる。
【００１３】尚、実際には図２に示すように負圧の設定
値にある程度の幅を持たせてこの範囲内にある溶射時間
に幅を持たせて設定する。かかる方法によれば、溶射時
間の決定が、該決定された溶射時間に試験素子部材１を
溶射装置にセットする時間が加わる程度の時間で済み、
大幅な時間短縮となる。尚、試験素子部材１は実際の酸
素センサ素子の固体電解質部材に少し加工を加えるだけ
で容易に製作できるので、この製作時間を加えたとして
もやはり大幅な時間短縮となる。また、溶射時間を、負
圧を測定するだけで決定できるため誰にでも容易に行え
る。
値にある程度の幅を持たせてこの範囲内にある溶射時間
に幅を持たせて設定する。かかる方法によれば、溶射時
間の決定が、該決定された溶射時間に試験素子部材１を
溶射装置にセットする時間が加わる程度の時間で済み、
大幅な時間短縮となる。尚、試験素子部材１は実際の酸
素センサ素子の固体電解質部材に少し加工を加えるだけ
で容易に製作できるので、この製作時間を加えたとして
もやはり大幅な時間短縮となる。また、溶射時間を、負
圧を測定するだけで決定できるため誰にでも容易に行え
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば酸素センサ素子における保護層の製造に要する溶射時
間を、保護層形成材料を溶射して保護層を形成しなが
ら、保護層を介して空気を吸引しつつ該吸入負圧を測定
し、該測定値が設定値となるまでの溶射時間として決定
する方法としたため、決定に要する時間を大幅に短縮で
き、また、特別な技術を要することなく誰にでも容易に
決定できるものである。
ば酸素センサ素子における保護層の製造に要する溶射時
間を、保護層形成材料を溶射して保護層を形成しなが
ら、保護層を介して空気を吸引しつつ該吸入負圧を測定
し、該測定値が設定値となるまでの溶射時間として決定
する方法としたため、決定に要する時間を大幅に短縮で
き、また、特別な技術を要することなく誰にでも容易に
決定できるものである。
【図１】本発明に係る方法を実行するシステムを示す断
面図
面図
【図２】同上方法における溶射時間と吸入負圧との関係
を示す線図
を示す線図
【図３】内燃機関の排気中酸素濃度を検出する酸素セン
サの素子構造を示す断面図
サの素子構造を示す断面図
１ 試験素子部材 １ａ 孔 ２ 通気性材料 ３ａ 孔 ４ パッキン ５ａ 孔 ６ バキュームポンプ ７ 圧力測定器 ８ 溶射ガン ９ 保護層形成材料 10 保護層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】酸素イオン導電性を有する濃淡電池用固体
電解質部材の両面に電極を形成し、一方の面を基準空気
側，他方の面を酸素濃度の検出対象となる被検出ガス側
に配すると共に、前記固体電解質部材の被検出ガス側の
表面に溶射装置から保護層形成材料を溶射して保護層を
形成してなる酸素センサ素子の前記保護層の製造条件を
管理する方法において、酸素センサ素子の固体電解質部
材と同一規格で形成した固体電解質部材の表裏両面の一
部を貫通して形成した孔に通気性材料を充填した試験用
素子部材を用意し、該試験用素子部材の基準空気側の表
面を密閉空間に臨ませ、被検出側表面に前記保護層形成
時と同一条件で溶射装置から保護層形成材料を溶射する
一方、前記密閉空間内の空気を一定条件で吸引しつつ該
密閉空間の負圧を測定し、保護層形成材料を溶射してか
ら前記負圧が設定値に至るまでの時間によって当該酸素
センサ素子の保護層製造時の保護層形成材料の溶射時間
を決定するようにしたことを特徴とする酸素センサ素子
の保護層製造条件管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168131A JPH0518932A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 酸素センサ素子の保護層製造条件管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168131A JPH0518932A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 酸素センサ素子の保護層製造条件管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518932A true JPH0518932A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15862414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168131A Pending JPH0518932A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 酸素センサ素子の保護層製造条件管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120311128A (zh) * | 2025-06-17 | 2025-07-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种氧传感器保护层的制备方法及氧传感器 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3168131A patent/JPH0518932A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120311128A (zh) * | 2025-06-17 | 2025-07-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种氧传感器保护层的制备方法及氧传感器 |
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