JPS593252A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPS593252A JPS593252A JP57112796A JP11279682A JPS593252A JP S593252 A JPS593252 A JP S593252A JP 57112796 A JP57112796 A JP 57112796A JP 11279682 A JP11279682 A JP 11279682A JP S593252 A JPS593252 A JP S593252A
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- plate
- resistant metal
- hole
- oxygen sensor
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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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
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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】
本発明は排気ガスイ丁どの被測定ガス中の酸素濃度を測
定するための酸素センサに関する。更に詳しくは、本考
案は、空燃比むどを広範囲にかつ非常に精密に測定する
ことができる酸素センサに係わるものである。
定するための酸素センサに関する。更に詳しくは、本考
案は、空燃比むどを広範囲にかつ非常に精密に測定する
ことができる酸素センサに係わるものである。
自動車用二［ンジンの燃費改善及び排ガス浄化のため、
吸入混合気の空燃比を理論空燃比（空気過剰率λ−１）
より高いリーン側で運転Ｊる方法が提案され、空気過剰
率λ≧１における空燃比を正確に測定できる酸素センサ
が求められている。
吸入混合気の空燃比を理論空燃比（空気過剰率λ−１）
より高いリーン側で運転Ｊる方法が提案され、空気過剰
率λ≧１における空燃比を正確に測定できる酸素センサ
が求められている。
かかる用途の酸素セン月０１つとじて米国フ４− ３
− 一ドネ１ににって公表されたものがある（例えば特開昭
５６−１３０６４９ ）。
− 一ドネ１ににって公表されたものがある（例えば特開昭
５６−１３０６４９ ）。
このレンザは電極を両面に設けた２枚の板状酸素イオン
導電性固体電解質焼結体を、一方は１１累ポンプ素子に
、他方は酸素濃淡電池素子として、側壁に小さな孔を穿
った耐熱材料からなる円筒形スペーサを挾んで積層して
接着し、」二記２つの板状素子間に囲われた室と酸素拡
散孔とを形成してなるものである。しかして、酸素ポン
プ素子に通電し上記孔を通して外界雰囲気即ち被測定雰
囲気との間の拡散に」；る酸素の流通を許しながら上記
囲われた室内の酸素を、例えば酸素濃淡電池素子の出力
即ち室内と外との酸素濃度比が常に一定になるように仄
み出すことにより酸素汲み出し電流が被測定ガス雰（用
気申の酸素ｍ１良と対応することを利用して被測定ガス
中の酸素濃度を電気的に測定するというものである。か
かる方式のレンサは、酸素ポンプ索子と酸素濃淡電池素
子とをそれぞれ別々に設けるので雰囲気ガス温度に対す
るけンリ出力の温度依存性の点で有利となるものである
。
導電性固体電解質焼結体を、一方は１１累ポンプ素子に
、他方は酸素濃淡電池素子として、側壁に小さな孔を穿
った耐熱材料からなる円筒形スペーサを挾んで積層して
接着し、」二記２つの板状素子間に囲われた室と酸素拡
散孔とを形成してなるものである。しかして、酸素ポン
プ素子に通電し上記孔を通して外界雰囲気即ち被測定雰
囲気との間の拡散に」；る酸素の流通を許しながら上記
囲われた室内の酸素を、例えば酸素濃淡電池素子の出力
即ち室内と外との酸素濃度比が常に一定になるように仄
み出すことにより酸素汲み出し電流が被測定ガス雰（用
気申の酸素ｍ１良と対応することを利用して被測定ガス
中の酸素濃度を電気的に測定するというものである。か
かる方式のレンサは、酸素ポンプ索子と酸素濃淡電池素
子とをそれぞれ別々に設けるので雰囲気ガス温度に対す
るけンリ出力の温度依存性の点で有利となるものである
。
−４−
しかしながら、スペーサの材質が画素子のそれとは異な
ること、又、画素子をスペーサに接着する際ガラス系接
着剤もしくはヒラミック接着剤を用いるために、接着面
が熱衝撃に弱く、剥れ易くて囲われた室の気密性が保ち
にくいなどのガ点があり製作」−１及び構造上において
、充分満足できるものどは言えない。
ること、又、画素子をスペーサに接着する際ガラス系接
着剤もしくはヒラミック接着剤を用いるために、接着面
が熱衝撃に弱く、剥れ易くて囲われた室の気密性が保ち
にくいなどのガ点があり製作」−１及び構造上において
、充分満足できるものどは言えない。
本発明は製作が容易で耐久的に優れ、しかも酸素の拡散
孔を大ぎくとれて目詰りをなくすことができ、更に消費
電力も少なくてずむ酸素センサを提供づるものである。
孔を大ぎくとれて目詰りをなくすことができ、更に消費
電力も少なくてずむ酸素センサを提供づるものである。
ずなわらこの発明の酸素センサはそれぞれ両面に電極用
とでの引出線用の耐熱金属層を厚膜技術を用いて設Ｕｌ
こ酸化ポンプ素子用および酸素濃淡電池素子用の２つの
酸素イオン導電性固体電解質板状体を、Ｉシみ方向の比
較的大きい孔と該孔の側方でこれと連通Ｊる同じく厚み
方向の１個または複数個の比較的小さい孔とを具えたセ
ラミック月からなる中間板状体を挾／υで積層一体化焼
結し、しかして先側と元側とを区別し、上記先側に偏平
−５− な囲われた案と、識字の厚みの大ぎさの縦幅を持ちかつ
識字を外界に連通させる連通孔とを形成するとともに上
記室の厚み方向の両壁にそれぞれ元側から引出線を介し
て電圧の印加もしくは取り出しがなされる酸素ポンプ素
子もしくは酸素濃淡電池素子の酸素透過壁を形成したこ
とを特徴とするものである。
とでの引出線用の耐熱金属層を厚膜技術を用いて設Ｕｌ
こ酸化ポンプ素子用および酸素濃淡電池素子用の２つの
酸素イオン導電性固体電解質板状体を、Ｉシみ方向の比
較的大きい孔と該孔の側方でこれと連通Ｊる同じく厚み
方向の１個または複数個の比較的小さい孔とを具えたセ
ラミック月からなる中間板状体を挾／υで積層一体化焼
結し、しかして先側と元側とを区別し、上記先側に偏平
−５− な囲われた案と、識字の厚みの大ぎさの縦幅を持ちかつ
識字を外界に連通させる連通孔とを形成するとともに上
記室の厚み方向の両壁にそれぞれ元側から引出線を介し
て電圧の印加もしくは取り出しがなされる酸素ポンプ素
子もしくは酸素濃淡電池素子の酸素透過壁を形成したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明を一実施例を承り図面に基づいて説明する
。
。
第１図は、本発明の酸素センｌすの第１の実施例を説明
するための分解斜視図である。
するための分解斜視図である。
図において、２は酸素ポンプ素子１用の板状体で、気孔
率Ｏ〜１０％で例えばＹｚＯａ、ＣａＯ。
率Ｏ〜１０％で例えばＹｚＯａ、ＣａＯ。
ＭｇＯなどで安定化もしくは部分安定化した７ｒＯｚ、
ＴｈＯ２からなる最終厚みはおよそ０．１〜２．０ｍｍ
の範囲、ここではＱ、５ｍｍとした板状の酸素イオン導
電性固体電解質であり、その両面には耐熱性金属例えば
ｐｔ 、 Ｒｕ 、Ｐｄ 、Ｒ１＋、Ｉｒ、ΔＬｌ、Ａ
！］等（ここではＰｔ）の層３が電極用３ａどその引出
線用３ｂ及び引出線の取り出−６− し部用３ｃ 、３ｄどｔノて厚膜技術を用いて設【ノら
れる。取り出し部用の耐熱性金属層３ｄは板状体２の図
示しないスルーホール内に充填された白金ペース１〜に
Ｊ：り板状体２の央部の耐熱性金属層に導通されでいる
。５は酸素Ｉｉ１度測定用電池索子４川の板状体で、前
記酸素ポンプ素子１の場合ど同−組成形状の酸素イＡン
導電性固体電解質でありイの両面には電極用６ａ、その
引出線用６ｂ及び引出線の取り出し部用の耐熱金属層６
Ｇが同じく厚膜技術を用いて設【プられる。なお、上記
耐熱金属層は厚みｂ・〜・２０μｍ１気孔率１０〜４０
％とづるのが電極層に平行な方向への電気的導通性を確
実にすると同時に、固体電解質表面への酸素ガスの通気
孔を１分に含ｌυでおり好ましい。尚、気孔率の測定は
く水銀圧入式）ポロシメーターを用いた。７は中間板状
体でここでは前記酸素濃淡電池素子４や酸素ポンプ素子
１と同一材質とした板状の最終厚みがおよそ０．１〜２
．Ｑｍｍの範囲、ここでは０．５ｍｍどしたものから４
丁っている。これには電極【、１．設けられないが、前
記酸素濃淡電池−７− 素子４や酸素ポンプ索子１に設りられる電極３ａ、６ａ
の設置位冒に対応ηる部位に厚み方向に打ち抜いた比較
的大きい孔８が設【ノられるど共にこれと側方で通ずる
如くする同じ＜ １９み方向に打ち抜いた比較的小さい
孔９が複数個ここては３ノア段【ノられている３、この
比較的小さい孔９の而に沿う方向からみた形状は縦幅が
厚みの大ぎさにされて応答性の点と排ガス中の燃焼残渣
による目ｔ１１まりににる性能劣化を生じないようにす
ることにおいて有利に働くが、更にＲ終値で連通孔の総
断面積を１ ｍｍ”以上より好ましくは３ ｍｍ”以上
に人込−＜とることが望ましい。１ ｍｍ２より小さい
と、応答性が著しく低下し、また目詰まりが生じ易り４
Ｉ：る。
ＴｈＯ２からなる最終厚みはおよそ０．１〜２．０ｍｍ
の範囲、ここではＱ、５ｍｍとした板状の酸素イオン導
電性固体電解質であり、その両面には耐熱性金属例えば
ｐｔ 、 Ｒｕ 、Ｐｄ 、Ｒ１＋、Ｉｒ、ΔＬｌ、Ａ
！］等（ここではＰｔ）の層３が電極用３ａどその引出
線用３ｂ及び引出線の取り出−６− し部用３ｃ 、３ｄどｔノて厚膜技術を用いて設【ノら
れる。取り出し部用の耐熱性金属層３ｄは板状体２の図
示しないスルーホール内に充填された白金ペース１〜に
Ｊ：り板状体２の央部の耐熱性金属層に導通されでいる
。５は酸素Ｉｉ１度測定用電池索子４川の板状体で、前
記酸素ポンプ素子１の場合ど同−組成形状の酸素イＡン
導電性固体電解質でありイの両面には電極用６ａ、その
引出線用６ｂ及び引出線の取り出し部用の耐熱金属層６
Ｇが同じく厚膜技術を用いて設【プられる。なお、上記
耐熱金属層は厚みｂ・〜・２０μｍ１気孔率１０〜４０
％とづるのが電極層に平行な方向への電気的導通性を確
実にすると同時に、固体電解質表面への酸素ガスの通気
孔を１分に含ｌυでおり好ましい。尚、気孔率の測定は
く水銀圧入式）ポロシメーターを用いた。７は中間板状
体でここでは前記酸素濃淡電池素子４や酸素ポンプ素子
１と同一材質とした板状の最終厚みがおよそ０．１〜２
．Ｑｍｍの範囲、ここでは０．５ｍｍどしたものから４
丁っている。これには電極【、１．設けられないが、前
記酸素濃淡電池−７− 素子４や酸素ポンプ索子１に設りられる電極３ａ、６ａ
の設置位冒に対応ηる部位に厚み方向に打ち抜いた比較
的大きい孔８が設【ノられるど共にこれと側方で通ずる
如くする同じ＜ １９み方向に打ち抜いた比較的小さい
孔９が複数個ここては３ノア段【ノられている３、この
比較的小さい孔９の而に沿う方向からみた形状は縦幅が
厚みの大ぎさにされて応答性の点と排ガス中の燃焼残渣
による目ｔ１１まりににる性能劣化を生じないようにす
ることにおいて有利に働くが、更にＲ終値で連通孔の総
断面積を１ ｍｍ”以上より好ましくは３ ｍｍ”以上
に人込−＜とることが望ましい。１ ｍｍ２より小さい
と、応答性が著しく低下し、また目詰まりが生じ易り４
Ｉ：る。
ここではＲ終ス」法で０．５ｍｍｘ２ｍｍｘ３ケ（孔の
長さは１＋ｎｏ＋）とした。第２図はこれらが積層一体
化されたあとの本実施例の酸素センサを斜視図で示した
ものである。この図で９は最終的に本発明センサの連通
孔を形成している中間板状体の比較的小さい孔を示す。
長さは１＋ｎｏ＋）とした。第２図はこれらが積層一体
化されたあとの本実施例の酸素センサを斜視図で示した
ものである。この図で９は最終的に本発明センサの連通
孔を形成している中間板状体の比較的小さい孔を示す。
１０は引出線の取り出し部にろう付けされたリード線、
１１はゼン（Ｊ−の先側、−８− １２はセンサの元側である。
１１はゼン（Ｊ−の先側、−８− １２はセンサの元側である。
本発明のＭ索しン１）は例えば次のようにして製作され
る。叩ら、例えば、Ｙ２０８ 、Ｃａ Ｏ，Ｍ（１０粉
末等の安定化剤を４〜１５モル％混合した固体電解質の
粉末をドクターブレード用バインダーと混練し、公知の
押し出し方法ににす、所定の厚みの未焼成板状体を成形
する。次にそれぞれの未焼成板状体を打１５抜き約８Ｏ
ｎ＋ｍｘ約６０ｍｍのカード形状品１３．１３′とし、
その上部、下部には３ケづつ位ＩＮ決めのための固定孔
１４も同時に打ち抜く。更に、内側電極引出線用取り出
し部にスルーホールを打１う抜く。その後第４図のＪ、
うに１個のカード形状品１３には４個分の耐熱金属層３
を例えば、白金ｌ）末に対して共素地粉末を５〜３０外
ｍ吊％、ここでは２０外重量％加えた耐熱金属層のペー
ス１〜を印刷して電極等３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設置
Ｊ、別のカード形状品１３′には第５図のように比較的
大きい孔８と、該孔８の側方ｊ：り延びる３ケの比較的
小さい孔９どを４個分同時に打ノう抜く。イして孔８．
９を打ち扱いたカー ９ − 一ド形状品１３″を両側から耐熱金属層３を印刷したカ
ード形状品１３で挾み、成形するどさに用いたバインダ
ー用溶剤を塗布して第６図のように貼り合わせ１．：の
ちカットライン１５に沿って切断し４個の３層＠造板状
体とし、バインダー抜きを行って１４００〜１６００℃
で約４時間焼成し、第２図に斜視図で示すにうな形態の
ものに１１上げる。なお外側になる電極表面のみあるい
は、場合によっては内外両電極表面に前記板状体月利と
同一あるいはアルミナ、スピネルなどからなる多孔質セ
ラミック保護膜を必要に応じて印刷する。このレラミッ
ク保護層は外側になる電極表面に設（）る場合は焼成後
溶射にまり設（）ることもできる。
る。叩ら、例えば、Ｙ２０８ 、Ｃａ Ｏ，Ｍ（１０粉
末等の安定化剤を４〜１５モル％混合した固体電解質の
粉末をドクターブレード用バインダーと混練し、公知の
押し出し方法ににす、所定の厚みの未焼成板状体を成形
する。次にそれぞれの未焼成板状体を打１５抜き約８Ｏ
ｎ＋ｍｘ約６０ｍｍのカード形状品１３．１３′とし、
その上部、下部には３ケづつ位ＩＮ決めのための固定孔
１４も同時に打ち抜く。更に、内側電極引出線用取り出
し部にスルーホールを打１う抜く。その後第４図のＪ、
うに１個のカード形状品１３には４個分の耐熱金属層３
を例えば、白金ｌ）末に対して共素地粉末を５〜３０外
ｍ吊％、ここでは２０外重量％加えた耐熱金属層のペー
ス１〜を印刷して電極等３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設置
Ｊ、別のカード形状品１３′には第５図のように比較的
大きい孔８と、該孔８の側方ｊ：り延びる３ケの比較的
小さい孔９どを４個分同時に打ノう抜く。イして孔８．
９を打ち扱いたカー ９ − 一ド形状品１３″を両側から耐熱金属層３を印刷したカ
ード形状品１３で挾み、成形するどさに用いたバインダ
ー用溶剤を塗布して第６図のように貼り合わせ１．：の
ちカットライン１５に沿って切断し４個の３層＠造板状
体とし、バインダー抜きを行って１４００〜１６００℃
で約４時間焼成し、第２図に斜視図で示すにうな形態の
ものに１１上げる。なお外側になる電極表面のみあるい
は、場合によっては内外両電極表面に前記板状体月利と
同一あるいはアルミナ、スピネルなどからなる多孔質セ
ラミック保護膜を必要に応じて印刷する。このレラミッ
ク保護層は外側になる電極表面に設（）る場合は焼成後
溶射にまり設（）ることもできる。
第３図はυ１気ガス管（図示せず）内に設置された本発
明の酸素［ンリの使用状態を説明するための配置図であ
る１、この使用状（ｍで、−］二記実施例のセンサ、リ
イ°１わち囲われた室の厚みを０．５＋ｎｎ＋。
明の酸素［ンリの使用状態を説明するための配置図であ
る１、この使用状（ｍで、−］二記実施例のセンサ、リ
イ°１わち囲われた室の厚みを０．５＋ｎｎ＋。
厚み方向からみた上記室の断面積（はぼ酸素ポンプ素子
並びに酸素濃淡電池素子の電極面積に相当する乙の）を
１００ ｍｍ２、酸素拡散孔の断面をＯ−１０− ５１１１１１１Ｘ ２ ｍｍｘ ３ケ（孔の長さ１ｍｍ
）、厚み１５μｍ１気孔率３０％の白金の多孔）イ１−
電極をもちＹ２Ｏ３で部分安定化したジルコニアの酸素
秦専無−弁ポンプ素子及び酸素Ｊ寺奉冊南電池素子の厚
みを０．５ｍｍとしたセン４ノを使用して、可変抵抗Ｒ
を介【ノて酸素ポンプ索子１の電極間に、１０ポル１−
の直流電圧を印加し、該素子１に流れる電流ＩをＯ，（
’）５ｍＡから１０ｍＡまで変化させて囲われた室内の
雰囲気ガス中から酸素を汲み出したどきにもう一方の酸
素濃淡電池索子４の出力電圧を２０ミリボルド一定とＪ
る条件下で対応した外界の被測定ガス中の酸素ｌ１ｌａ
は、約０．０５から１０％まであつＩこ。両者の対応関
係は両対数目盛で１白線的であった３□尚センリ−の温
度は８００℃に保持された。
並びに酸素濃淡電池素子の電極面積に相当する乙の）を
１００ ｍｍ２、酸素拡散孔の断面をＯ−１０− ５１１１１１１Ｘ ２ ｍｍｘ ３ケ（孔の長さ１ｍｍ
）、厚み１５μｍ１気孔率３０％の白金の多孔）イ１−
電極をもちＹ２Ｏ３で部分安定化したジルコニアの酸素
秦専無−弁ポンプ素子及び酸素Ｊ寺奉冊南電池素子の厚
みを０．５ｍｍとしたセン４ノを使用して、可変抵抗Ｒ
を介【ノて酸素ポンプ索子１の電極間に、１０ポル１−
の直流電圧を印加し、該素子１に流れる電流ＩをＯ，（
’）５ｍＡから１０ｍＡまで変化させて囲われた室内の
雰囲気ガス中から酸素を汲み出したどきにもう一方の酸
素濃淡電池索子４の出力電圧を２０ミリボルド一定とＪ
る条件下で対応した外界の被測定ガス中の酸素ｌ１ｌａ
は、約０．０５から１０％まであつＩこ。両者の対応関
係は両対数目盛で１白線的であった３□尚センリ−の温
度は８００℃に保持された。
上記の実ｌＡｌ１例では中間板状体の材質は酸素ポンプ
素子用１１３Ｊ：び耐索ｆｉｌｌ淡電池素子用の酸素イ
オン導電竹固体電解質祠をそのまま用いたが、焼結温度
がかＣ−ｔ ｔａｌｌれておらずかつ熱膨張係数がほぼ
類似１−る異種のゼラミック月利、例えばアルミナやス
ー １１ ＝ ピネルを用いることもできる。
素子用１１３Ｊ：び耐索ｆｉｌｌ淡電池素子用の酸素イ
オン導電竹固体電解質祠をそのまま用いたが、焼結温度
がかＣ−ｔ ｔａｌｌれておらずかつ熱膨張係数がほぼ
類似１−る異種のゼラミック月利、例えばアルミナやス
ー １１ ＝ ピネルを用いることもできる。
また、本発明の第２の実施例どして、前記第１の実施例
にお（Ｊる中間板状体の比較的小さい孔を１ケとしかつ
厚み方向に第７図、第８図に示Ｊように２層１３８′、
１３１＋−に分割してその重ね合わせ面上に、比較的大
ぎい孔８の囲りに配する発熱抵抗体用１６ａの白金など
の耐熱金属層１６と、それから元側へ延びる引出線用１
６１）の耐熱金属層１６を印刷し、これを重ね合わせて
一体化し、最終的に第９図に示す如き本発明センサを得
るようにすることができる。第９図で１７は引出線の取
り出し部１５ｃにろう付番ノした白金のリード線を示１
゜このＪ、うにすることによって酸素センサ°の使用濡
麿範囲を拡げることにより精密な温度依存性の補償を有
利に即ち少ない消費電力で行うことができる。
にお（Ｊる中間板状体の比較的小さい孔を１ケとしかつ
厚み方向に第７図、第８図に示Ｊように２層１３８′、
１３１＋−に分割してその重ね合わせ面上に、比較的大
ぎい孔８の囲りに配する発熱抵抗体用１６ａの白金など
の耐熱金属層１６と、それから元側へ延びる引出線用１
６１）の耐熱金属層１６を印刷し、これを重ね合わせて
一体化し、最終的に第９図に示す如き本発明センサを得
るようにすることができる。第９図で１７は引出線の取
り出し部１５ｃにろう付番ノした白金のリード線を示１
゜このＪ、うにすることによって酸素センサ°の使用濡
麿範囲を拡げることにより精密な温度依存性の補償を有
利に即ち少ない消費電力で行うことができる。
この発明の酸素センサは、センサのさらされる被測定雰
囲気の酸素分圧と、酸素ポンプ素子の汲み出し若しくは
汲み入れ電流（この電流は、囲われた室内から被測定雰
囲気へまたはその逆方向へ、＝ １２ − 酸素ポンプ水子を通して移送される酸素分子の吊に直接
関係づる犀である）と、被測定雰囲気とは、孔で連通Ｊ
る」−記聞われた室内の酸素分圧と上記被測定雰囲気中
の酸素分圧との比、従って周知のネルンストの式により
示される通り酸素瀧淡電池の出力とが定常状態下では関
数関係にあることを利用１ノで被測定雰囲気中の酸素分
圧を測定しようとするものであるので、−１：記実施例
で記した方法に限らず他の方法、例えば酸素ポンプ素子
の汲み出し電流を一定に制御Ｊ゛る条件下で被測定雰囲
気中の酸素分圧が酸素濃淡電池素子の出力ど対応するこ
とを利用覆る方法に供することもできる。
囲気の酸素分圧と、酸素ポンプ素子の汲み出し若しくは
汲み入れ電流（この電流は、囲われた室内から被測定雰
囲気へまたはその逆方向へ、＝ １２ − 酸素ポンプ水子を通して移送される酸素分子の吊に直接
関係づる犀である）と、被測定雰囲気とは、孔で連通Ｊ
る」−記聞われた室内の酸素分圧と上記被測定雰囲気中
の酸素分圧との比、従って周知のネルンストの式により
示される通り酸素瀧淡電池の出力とが定常状態下では関
数関係にあることを利用１ノで被測定雰囲気中の酸素分
圧を測定しようとするものであるので、−１：記実施例
で記した方法に限らず他の方法、例えば酸素ポンプ素子
の汲み出し電流を一定に制御Ｊ゛る条件下で被測定雰囲
気中の酸素分圧が酸素濃淡電池素子の出力ど対応するこ
とを利用覆る方法に供することもできる。
以上の通り、この発明の酸素センサは、セラミックシー
トの積層一体化焼結法で形成しかつその囲われた室の形
状を偏平としかつ識字の厚みの大ぎさの縦幅を有する連
通孔を設けたので、酸素拡散孔を目詰まりによる性能劣
化の心配のない断面積でしかも応答性を実用可能な範囲
（例えば応答時間が約０．５秒以下）に保ちつつ比較的
小さな酸素ポンプ素子の汲み出し電流で酸素濃度の測定
−１３＝ ができる外、製作も容易にし−Ｃ耐久性も優れるという
大助を秦−４る。
トの積層一体化焼結法で形成しかつその囲われた室の形
状を偏平としかつ識字の厚みの大ぎさの縦幅を有する連
通孔を設けたので、酸素拡散孔を目詰まりによる性能劣
化の心配のない断面積でしかも応答性を実用可能な範囲
（例えば応答時間が約０．５秒以下）に保ちつつ比較的
小さな酸素ポンプ素子の汲み出し電流で酸素濃度の測定
−１３＝ ができる外、製作も容易にし−Ｃ耐久性も優れるという
大助を秦−４る。
第１図は本発明の酸素センサの第１の実施例を構成する
各部分を示づ斜視図、第２図は第１の実施例の全体斜視
図、第３図はその使用状態を説明するための配置図、第
４．５図はその製造工程中米焼成板状体の状態を示す平
面図、第６図は未焼成板状体を重ね合わせた状態を示す
斜視図、第７、第８図は第２の実施例の製造］二程中の
未焼成板状体の状態を示で平面図、第９図は同側の全体
斜視図である。 １・・・酸素ポンプ素子 ２．５・・・酸素イオン導電性固体電解質板状体３．６
・・・耐熱金属層 ４・・・酸素濃淡電池素子 ７．１３′・・・中間板状体 ８・・・比較的大きい孔 ９・・・比較的小ざい孔 １１・・・先側 −１４− １２・・・元側 −１５− 第１図 第６図 第７図
各部分を示づ斜視図、第２図は第１の実施例の全体斜視
図、第３図はその使用状態を説明するための配置図、第
４．５図はその製造工程中米焼成板状体の状態を示す平
面図、第６図は未焼成板状体を重ね合わせた状態を示す
斜視図、第７、第８図は第２の実施例の製造］二程中の
未焼成板状体の状態を示で平面図、第９図は同側の全体
斜視図である。 １・・・酸素ポンプ素子 ２．５・・・酸素イオン導電性固体電解質板状体３．６
・・・耐熱金属層 ４・・・酸素濃淡電池素子 ７．１３′・・・中間板状体 ８・・・比較的大きい孔 ９・・・比較的小ざい孔 １１・・・先側 −１４− １２・・・元側 −１５− 第１図 第６図 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれの両面に電極用とその引出線用の耐熱金属
層を厚膜技術を用いて設けた酸素ポンプ素子用および酸
素濃淡電池素子用の２つの酸素イオン導電性固体電解質
板状体を、厚み方向の比較的大きい孔と該孔の側方でこ
れと連通ずる同じく厚み方向の１個または複数個の比較
的小さい孔とを具えたセラミック材からなる中間板状体
を狭んで積層一体化焼結し、しかして先側と元側とを区
別し、上記先側に偏平な囲われた室と、識字の厚みの大
きさの縦幅を持ちかつ識字を外界に連通させる連通孔と
を形成するとともに上記室の厚み方向の両壁にそれぞれ
元側から引出線を介して電圧の印加もしくは取り出しが
なされる酸素ポンプ素子もしくは酸素濃淡電池素子の酸
素透過壁を形成したことを特徴とする酸素センサ。 ２ 連通孔の総断面積が、１ ｍｍ２以上である特−１
− 許請求の範囲第１項記載の酸素はンサ。 ３ 連通孔が、厚み方向の１個又は複数個の孔である特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の酸素レンサ、。 ４ 連通孔の総断面積が、３ｍｍ 以上である特許請
求の範囲第１項ない１ノ第３項のいずれかに記載の酸素
センサ。 ５ 電極用耐熱金属層が、耐熱金属粉末に対１ノで共素
地粉末を５〜３０外重邑％加えたペーストを印刷し、素
子の焼結と同時に焼成し、しかして厚み５〜２０μｍ１
気孔率１０〜４０％の層とし１こ特許請求の範囲第１項
ないし第４項のいずれかに記載の酸素センサ。 ６ 中間板状体の材質が、酸素ポンプ素子用ａ５よび酸
素濃淡電池素子用の酸素イオン導電性固体電解質板状体
と同一のセラミック材料である特許請求の範囲第１項な
いし第５項のいずれかに記載の酸素センサ。 ７ 中間板状体の材質が、酸素ポンプ素子用および酸素
８Ｉ淡電池素子用の酸素イオン導電性固体−２＝ 電解質板状体と、焼結湿度がかけ離れておらずかつ熱膨
張係数がほぼ類似する巽種のレラミツク材判である特許
請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の醸索
廿ンリー。 ８ 中間板状体が、その比較的大ぎい孔の囲りに発熱抵
抗体用の耐熱金属層を設けたものである特許請求の範囲
第１項ないし第７項いずれかに記載の酸素セン１ノ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112796A JPS593252A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112796A JPS593252A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593252A true JPS593252A (ja) | 1984-01-09 |
| JPH0522178B2 JPH0522178B2 (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=14595729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57112796A Granted JPS593252A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02310459A (ja) * | 1989-05-25 | 1990-12-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比制御用酸素センサ素子及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP57112796A patent/JPS593252A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02310459A (ja) * | 1989-05-25 | 1990-12-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比制御用酸素センサ素子及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0522178B2 (ja) | 1993-03-26 |
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