JPS5853306B2 - ガス濃度検出装置 - Google Patents
ガス濃度検出装置Info
- Publication number
- JPS5853306B2 JPS5853306B2 JP51123855A JP12385576A JPS5853306B2 JP S5853306 B2 JPS5853306 B2 JP S5853306B2 JP 51123855 A JP51123855 A JP 51123855A JP 12385576 A JP12385576 A JP 12385576A JP S5853306 B2 JPS5853306 B2 JP S5853306B2
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- gas
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- concentration detection
- detection device
- electrode
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス濃度に対応した電気信号を得る装置に関す
る。
る。
従来のガス濃度検出器の一例として酸素濃度検出器を第
１図に示す。
１図に示す。
第１図において、１は袋管状のセンサ素子であり、例え
ば安定化ジルコニア磁器等の酸素イオン伝導性固体電解
質から出来ている。
ば安定化ジルコニア磁器等の酸素イオン伝導性固体電解
質から出来ている。
そしてその外表面すなわちガス管６を流れるガスに接す
る部分（以下ガス極と記す）には多孔性白金層のガス電
極２が設けられ、またその内表面すなわち測定の基準と
なる酸素濃度の気体（例えば大気）に接する部分（以下
基準極と記す）には多孔性白金層の基準電極３が設けら
れている。
る部分（以下ガス極と記す）には多孔性白金層のガス電
極２が設けられ、またその内表面すなわち測定の基準と
なる酸素濃度の気体（例えば大気）に接する部分（以下
基準極と記す）には多孔性白金層の基準電極３が設けら
れている。
また金属ホルダ４とセンサ素子１との間には、封止材５
（例えば銅リング）が設けられており、ガスの漏洩を防
止している。
（例えば銅リング）が設けられており、ガスの漏洩を防
止している。
上記のごとき従来の酸素濃度検出器においてはセンサ素
子の形状が袋管状で複雑であるため製造が困難で高価に
なり、また、実際に検出器として作動する部分は直接ガ
スに接触する先端部のみであるのに、高価な白金電極や
酸素イオン伝導性固体電解質を不必要な部分まで用いる
必要があり、無駄が多かった。
子の形状が袋管状で複雑であるため製造が困難で高価に
なり、また、実際に検出器として作動する部分は直接ガ
スに接触する先端部のみであるのに、高価な白金電極や
酸素イオン伝導性固体電解質を不必要な部分まで用いる
必要があり、無駄が多かった。
上記の欠点をなくすには、平板状のセンサ素子を用いる
ことが考えられるが、センサ素子を平板状にすると周辺
部分の気密性が悪いためセンサとしての検出精度が低下
し、また耐久性に乏しく、気密性を高めようとするとガ
スシールのためにかえって複雑な構造となり高度な加工
精度を要求されるので高価になる。
ことが考えられるが、センサ素子を平板状にすると周辺
部分の気密性が悪いためセンサとしての検出精度が低下
し、また耐久性に乏しく、気密性を高めようとするとガ
スシールのためにかえって複雑な構造となり高度な加工
精度を要求されるので高価になる。
そのためやむをえず第１図のごとき装置が用いられてい
る。
る。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、平板状
のセンサ素子を用い、かつガス極と基準極との間に中間
緩衝層を設けて漏洩ガスが濃い状態のままで基準極に達
するのを阻止することにより、シールの構造が簡単で済
み、安価で性能の良いガス濃度検出装置を提供すること
を目的とする。
のセンサ素子を用い、かつガス極と基準極との間に中間
緩衝層を設けて漏洩ガスが濃い状態のままで基準極に達
するのを阻止することにより、シールの構造が簡単で済
み、安価で性能の良いガス濃度検出装置を提供すること
を目的とする。
以下図に基づいて本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例の断面図である。
第２図において、７は平板状のセンサ素子であり、ガス
極（図の下面）にはガス電極８が、基準極（図の上面）
には基準電極９が設けられている。
極（図の下面）にはガス電極８が、基準極（図の上面）
には基準電極９が設けられている。
このセンサ素子７はセラミックのスリーブ１３及びパッ
ド１４によってホルダ１０に取付けられている。
ド１４によってホルダ１０に取付けられている。
またホルダ１０はボス１１を介してガス管１２に取付け
られている。
られている。
またホルダ１０とスリーブ１３及びパッド１４に囲まれ
た部分が中間緩衝層１６であり、この中には漏洩ガスを
吸着する物質（例えばキャニスタ等）、又は触媒作用を
もち漏洩ガスを基準極への影響がないように反応・変質
させる物質等が充填されている。
た部分が中間緩衝層１６であり、この中には漏洩ガスを
吸着する物質（例えばキャニスタ等）、又は触媒作用を
もち漏洩ガスを基準極への影響がないように反応・変質
させる物質等が充填されている。
またセンサ素子７の基準極側とスリーブ１３及びパッド
１４によって囲まれた部分には、一定の酸素分圧を与え
る酸素供給物質１７（例えばＮｉとＮ ｉ０２の粉を混
合したもの、又はこれらを焼結金属としたもの等）が充
填されており、基準極に一定の酸素分圧を与える。
１４によって囲まれた部分には、一定の酸素分圧を与え
る酸素供給物質１７（例えばＮｉとＮ ｉ０２の粉を混
合したもの、又はこれらを焼結金属としたもの等）が充
填されており、基準極に一定の酸素分圧を与える。
またターミナル１５は上記の酸素供給物質１７を介して
基準電極９と電気的に接続されており、ここから電気信
号を取出す。
基準電極９と電気的に接続されており、ここから電気信
号を取出す。
なお、ガス電極８はホルダ１０を介して接地されている
。
。
上記のごとく中間緩衝層１６を設けておけば、センサ素
子７とホルダ１０の接面Ａからガスが多少漏洩しても、
その漏洩ガスが濃い状態でセンサ素子７の基準電極９に
達することはないので、接面Ａのシールをあまり厳重に
行なう必要がなくなる。
子７とホルダ１０の接面Ａからガスが多少漏洩しても、
その漏洩ガスが濃い状態でセンサ素子７の基準電極９に
達することはないので、接面Ａのシールをあまり厳重に
行なう必要がなくなる。
なお、この接面Ａは金属とセラミックとの接合面である
ため、機構的に予めシールを行なうことは難しく、マた
シールのための接着剤が高温の排気ガスで燃損するので
使用出来ないため、精密なシールは困難である。
ため、機構的に予めシールを行なうことは難しく、マた
シールのための接着剤が高温の排気ガスで燃損するので
使用出来ないため、精密なシールは困難である。
なお、センサ素子７とスリーブ１３との接面Ｂを封着剤
（ガラス質、セラミックセメント等）で封止すれば更に
安全である。
（ガラス質、セラミックセメント等）で封止すれば更に
安全である。
また、中間緩衝層１６内にヒータを設けて温度を上昇さ
せ、漏洩ガスに対する中間緩衝層１６の反応性を向上さ
せることも出来る。
せ、漏洩ガスに対する中間緩衝層１６の反応性を向上さ
せることも出来る。
次に、第３図は本発明の第２の実施例図であり、第２図
と同符号は同一物を示す。
と同符号は同一物を示す。
第３図の実施例は、中間緩衝層１６を空室のままにし、
ホルダ１０に孔１８を設けて漏洩ガスを外部に放出する
ようにしたものである。
ホルダ１０に孔１８を設けて漏洩ガスを外部に放出する
ようにしたものである。
また、第３図に示すごとくパッド１４に孔１９を設けて
空気を導入し、空気の酸素分圧を基準としてもよい。
空気を導入し、空気の酸素分圧を基準としてもよい。
この場合は基準電極９とターミナル１５とを電線２０で
接続するか、又はターミナル１５を基準電極９に直接接
触させる。
接続するか、又はターミナル１５を基準電極９に直接接
触させる。
なお、センサ素子７をガス管１２内に突出させたい場合
には、ホルダ１０とボス１１の形状を変えることによっ
て容易に実現することが出来る。
には、ホルダ１０とボス１１の形状を変えることによっ
て容易に実現することが出来る。
また第４図に示すごとく、スリーブ１３をなくし、ホル
ダ１０でセンサ素子７をはさむようにかしめ、該ホルダ
１０とセンサ素子７との間に中間緩衝層１６を構成し、
さらにホルダ１０に孔１８を設けて漏洩ガスを外部に放
出するように構成してもよい。
ダ１０でセンサ素子７をはさむようにかしめ、該ホルダ
１０とセンサ素子７との間に中間緩衝層１６を構成し、
さらにホルダ１０に孔１８を設けて漏洩ガスを外部に放
出するように構成してもよい。
なお第４図において、ガス電極８とホルダ１０とは鬼気
的に接続され、ホルダ１０と基準電極９とは電気的に絶
縁されるように構成しである。
的に接続され、ホルダ１０と基準電極９とは電気的に絶
縁されるように構成しである。
上記のごとく本発明によれば、平板状のセンサ素子を用
いるので、厚さの均一なセンサ素子を容易に作ることが
出来、性能が向上する。
いるので、厚さの均一なセンサ素子を容易に作ることが
出来、性能が向上する。
また高価なセンサ素子の材料のほとんど大部分を検出器
として有効に利用できるので、形状が小型になると共に
安価に出来る。
として有効に利用できるので、形状が小型になると共に
安価に出来る。
また中間緩衝層を設けることにより、気密性をそれほど
要求されないので、工作が容易になる等多くの効果があ
る。
要求されないので、工作が容易になる等多くの効果があ
る。
第１図は従来の酸素濃度検出器の一例図、第２図〜第４
図はそれぞれ本発明の実施例図である。 符号の説明、７・・・・・・センサ素子、８・・・・・
・ガス電極、９・・・・・・基準電極、１０・・・・・
・ホルダ、１１・・・・・・ボス、１２・・・・・・ガ
ス管、１３・・・・・・スリーブ、１４・・・・・・パ
ッド、１５・・・・・・ターミナル、１６・・・・・・
中間緩衝層、１７・・・・・−酸素供給物質、１８・・
・・・・孔、１９・・・・・・孔、２０・・・・・・電
線。
図はそれぞれ本発明の実施例図である。 符号の説明、７・・・・・・センサ素子、８・・・・・
・ガス電極、９・・・・・・基準電極、１０・・・・・
・ホルダ、１１・・・・・・ボス、１２・・・・・・ガ
ス管、１３・・・・・・スリーブ、１４・・・・・・パ
ッド、１５・・・・・・ターミナル、１６・・・・・・
中間緩衝層、１７・・・・・−酸素供給物質、１８・・
・・・・孔、１９・・・・・・孔、２０・・・・・・電
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス極と基準極とのガス濃度の比又は差に対応した
電気信号を出力するガス濃度検出装置において、平板状
のセンサ素子の一面にガス極、他の一面に基準極を設け
、ガス極を被検出ガスに接触させ、基準極側を基準ガス
分圧に保ち、かつガス極と基準極との間に上記両極を隔
てる中間緩衝層を設けて被検出ガスが漏洩して基準極へ
直接接触するのを防止したことを特徴とするガス濃度検
出装置。 ２ 上記中間緩衝層として、大気と連絡する孔をもった
空室をガス極と基準極との間に設け、上記孔を介して漏
洩ガスを大気中に放出することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のガス濃度検出装置ｅ ３ 上記中間緩衝層として、漏洩ガスを吸着する物質を
充填した室をガス極と基準極との間に設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のガス濃度検出装置。 ４ 上記中間緩衝層として、基準極に対して無害となる
ように漏洩ガスを反応・変質させる物質を充填した室を
ガス極と基準極との間に設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のガス濃度検出装置。 ５ 上記センサ素子として固体電解質を用いたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに
記載のガス濃度検出装置。 ６ 上記基準極を基準ガス分圧に保つ物質として大気を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
項のいずれかに記載のガス濃度検出装置。 ７ 上記基準極側を基準ガス分圧に保つ物質として金属
と金属酸化物との混合物を用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載のガス濃
度検出装置。 ８ 上記中間緩衝層にヒータを組込み、温度を上昇させ
て該中間緩衝層に充填した物質の漏洩ガスに対する反応
性を向上させることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載のガス濃度検出装置。 ９ 上記中間緩衝層と基準極との間をセラミック製のス
リーブで区分けしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第４項のいずれかに記載のガス濃度検出装置。 １０上記スリーブと基準極との接面を封着剤で封止した
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のガス濃度
検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51123855A JPS5853306B2 (ja) | 1976-10-18 | 1976-10-18 | ガス濃度検出装置 |
| US05/842,874 US4172247A (en) | 1976-10-18 | 1977-10-17 | Gas concentration sensing device |
| DE19772746786 DE2746786A1 (de) | 1976-10-18 | 1977-10-18 | Gaskonzentration-messeinrichtung |
| GB43346/77A GB1578199A (en) | 1976-10-18 | 1977-10-18 | Gas concentration sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51123855A JPS5853306B2 (ja) | 1976-10-18 | 1976-10-18 | ガス濃度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5349490A JPS5349490A (en) | 1978-05-04 |
| JPS5853306B2 true JPS5853306B2 (ja) | 1983-11-28 |
Family
ID=14871054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51123855A Expired JPS5853306B2 (ja) | 1976-10-18 | 1976-10-18 | ガス濃度検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4172247A (ja) |
| JP (1) | JPS5853306B2 (ja) |
| DE (1) | DE2746786A1 (ja) |
| GB (1) | GB1578199A (ja) |
Families Citing this family (21)
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| JPS5446391U (ja) * | 1977-09-06 | 1979-03-30 | ||
| DE3023337A1 (de) | 1980-06-21 | 1982-01-14 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen, insbesondere in abgasen von brennkraftmaschinen |
| US4502321A (en) * | 1981-02-27 | 1985-03-05 | Capital Controls | Apparatus and method for measuring the concentration of gases |
| US4423407A (en) * | 1981-02-27 | 1983-12-27 | Dart Industries Inc. | Apparatus and method for measuring the concentration of gases |
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| US4571285A (en) * | 1984-05-29 | 1986-02-18 | Fujikura Ltd. | Oxygen sensor for and method of determining concentration of oxygen |
| FR2575551B1 (fr) * | 1984-12-27 | 1987-03-06 | Brunel Gerald | Dispositif de sonde a oxygene et installation de regulation electronique de combustion equipee d'une telle sonde |
| DE3729164C2 (de) * | 1986-09-01 | 1997-09-11 | Denso Corp | Meßfühler zur Messung der Sauerstoffkonzentration in Gasen |
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| GB2335043B (en) * | 1998-03-04 | 2002-05-22 | Eev Ltd | Gas sensors |
| US6440283B1 (en) * | 1998-12-02 | 2002-08-27 | Georgia Tech Research Corporation | Oxygen sensor and emission control system |
| US7018673B2 (en) * | 1998-12-02 | 2006-03-28 | Georgia Tech Research Corporation | Oxygen sensor and emission control system |
| US6579030B2 (en) | 2001-05-15 | 2003-06-17 | Arvinmeritor, Inc. | Sensor mount assembly |
| JP4677884B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2011-04-27 | 日産自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| US7691329B2 (en) * | 2006-11-16 | 2010-04-06 | General Electric Company | Methods for detecting contaminants in a liquid |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2787903A (en) * | 1953-06-29 | 1957-04-09 | Honeywell Regulator Co | Measuring apparatus |
| US2787904A (en) * | 1953-06-29 | 1957-04-09 | Honeywell Regulator Co | Constituent potential measuring apparatus |
| US3738341A (en) * | 1969-03-22 | 1973-06-12 | Philips Corp | Device for controlling the air-fuel ratio {80 {11 in a combustion engine |
| US3768259A (en) * | 1971-07-06 | 1973-10-30 | Universal Oil Prod Co | Control for an engine system |
| BE795681A (fr) * | 1972-02-21 | 1973-08-20 | Philips Nv | Cellule de mesure permettant de determiner la concentration en oxygene dans un melange gazeux |
| US3869370A (en) * | 1973-05-07 | 1975-03-04 | Donald A Sayles | Method and apparatus for continuously sensing the condition of a gas stream |
| US3864628A (en) * | 1973-05-29 | 1975-02-04 | Inst Gas Technology | Selective solid-state gas sensors and method |
| JPS5033892A (ja) * | 1973-07-24 | 1975-04-01 | ||
| US3844920A (en) * | 1973-11-21 | 1974-10-29 | Gen Motors Corp | Air fuel ratio sensor |
| US4033170A (en) * | 1974-11-01 | 1977-07-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Apparatus for mounting exhaust gas sensor |
-
1976
- 1976-10-18 JP JP51123855A patent/JPS5853306B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-10-17 US US05/842,874 patent/US4172247A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-10-18 DE DE19772746786 patent/DE2746786A1/de not_active Withdrawn
- 1977-10-18 GB GB43346/77A patent/GB1578199A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5349490A (en) | 1978-05-04 |
| US4172247A (en) | 1979-10-23 |
| DE2746786A1 (de) | 1978-04-27 |
| GB1578199A (en) | 1980-11-05 |
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