JPS60247152A - 燃焼センサ - Google Patents
燃焼センサInfo
- Publication number
- JPS60247152A JPS60247152A JP59102911A JP10291184A JPS60247152A JP S60247152 A JPS60247152 A JP S60247152A JP 59102911 A JP59102911 A JP 59102911A JP 10291184 A JP10291184 A JP 10291184A JP S60247152 A JPS60247152 A JP S60247152A
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- JP
- Japan
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- electrode
- tubular body
- case
- lead
- metal spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は、酸素イオン伝導性のジルコニア固体電解質を
用いて、ガス、石油機器等の燃焼雰囲気中の酸素濃度を
検出する燃焼センサに関するものである。
用いて、ガス、石油機器等の燃焼雰囲気中の酸素濃度を
検出する燃焼センサに関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、この種の燃焼センサは、第１図に示したように構
成されている。第１図において、１は筒状ジルコニア固
体電解質よりなる管体、２はメッキによシ管体１の外面
に設けられた外面電極（白金電極）で、測定ガス側電極
となるものである。
成されている。第１図において、１は筒状ジルコニア固
体電解質よりなる管体、２はメッキによシ管体１の外面
に設けられた外面電極（白金電極）で、測定ガス側電極
となるものである。
３はメッキにより管体１の内面に設けられた内面電極（
白金電極）で、大気を標準ガスとして用いる参照側電極
となり、管体１の一端から外面にその一部が導出されて
いる。４は機器への取付用フランジであり、有底金属ケ
ース５とスポット溶接されている。この有底金鵡ケース
６は、内面電極３の導出部と外面電極２の一部を取り巻
くように前記管体１の一端部に設けられ、管体１の外面
電極２とこのケース６内に充填された導電性粉体６を介
して導通が取られている。そして、粉体６は耐熱性無機
質接着剤（以下上メントと記す）７で密封固定され、大
気に直接触れない構成となっている。８は内面電極３の
導出部に高温ノ・：／ダ９により接続された外部引出用
のリード線で、その接続部の周囲は前記セメント７で固
着、保護されている。また、化メン）７ａは外側の測定
雰囲気ガスが管体１の内孔に流入しないように、燃焼雰
囲気中の管体１の先端部を封止、密閉している。
白金電極）で、大気を標準ガスとして用いる参照側電極
となり、管体１の一端から外面にその一部が導出されて
いる。４は機器への取付用フランジであり、有底金属ケ
ース５とスポット溶接されている。この有底金鵡ケース
６は、内面電極３の導出部と外面電極２の一部を取り巻
くように前記管体１の一端部に設けられ、管体１の外面
電極２とこのケース６内に充填された導電性粉体６を介
して導通が取られている。そして、粉体６は耐熱性無機
質接着剤（以下上メントと記す）７で密封固定され、大
気に直接触れない構成となっている。８は内面電極３の
導出部に高温ノ・：／ダ９により接続された外部引出用
のリード線で、その接続部の周囲は前記セメント７で固
着、保護されている。また、化メン）７ａは外側の測定
雰囲気ガスが管体１の内孔に流入しないように、燃焼雰
囲気中の管体１の先端部を封止、密閉している。
このように構成された燃焼センサは、燃焼機器に取付け
られ、管体１は高温（８ｏＯ°Ｃ以上）の燃焼雰囲気中
に置かれ、大気側の金属ケース５内部の粉本６付近は３
００′Ｃ近いものとなる。このため、粉体６の表面部は
酸化消耗が発生し易く、重量減少となり、粉体６を圧縮
している圧力の低下を招く恐れがある。その結果、粉体
６の粒子間接触が雑になシ、導通性が不安定になる問題
があった。また、高温ハンダ９部も同様に高温状態とな
り、高温用ハンダ（融点２６０°Ｃ）を使用しても燃焼
条件によっては溶融温度をオーバーすることもある。こ
のことから、金属ケース６部を冷却するファンの設置や
、燃焼センサの取付位置を低温側にする等の工夫を行っ
ている。しかし、この燃焼センサは高温（４ｏＯ°Ｃ以
上）程、特性が安定するが、一方で金属ケース５部を冷
却することによシ、管体１の全長において急激な温度勾
配が発生することになる。この結果、熱衝撃により管体
１が破損する恐れがあるものであった。
られ、管体１は高温（８ｏＯ°Ｃ以上）の燃焼雰囲気中
に置かれ、大気側の金属ケース５内部の粉本６付近は３
００′Ｃ近いものとなる。このため、粉体６の表面部は
酸化消耗が発生し易く、重量減少となり、粉体６を圧縮
している圧力の低下を招く恐れがある。その結果、粉体
６の粒子間接触が雑になシ、導通性が不安定になる問題
があった。また、高温ハンダ９部も同様に高温状態とな
り、高温用ハンダ（融点２６０°Ｃ）を使用しても燃焼
条件によっては溶融温度をオーバーすることもある。こ
のことから、金属ケース６部を冷却するファンの設置や
、燃焼センサの取付位置を低温側にする等の工夫を行っ
ている。しかし、この燃焼センサは高温（４ｏＯ°Ｃ以
上）程、特性が安定するが、一方で金属ケース５部を冷
却することによシ、管体１の全長において急激な温度勾
配が発生することになる。この結果、熱衝撃により管体
１が破損する恐れがあるものであった。
このように、従来の燃焼センサは、低コストかつ高信相
性という要求に十分応えることができなかった。
性という要求に十分応えることができなかった。
発明の目的
本発明は、前記従来例の欠点を除去するもので。
高温の燃焼雰囲気状態であっても優れた導通性を保持す
る信頼性の高い燃焼センサを提供しようとするものであ
る。
る信頼性の高い燃焼センサを提供しようとするものであ
る。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の燃焼センサば、筒状
ジルコニア固体電解質からなり、内、外面にそれぞれ電
極を有する両端開放の管体と、この管体の一端部の内、
外面電極を外周に有する部分を覆う有底金属ケースと、
前記管体の外面電極と前記有底金属ケースの導通を取る
外周が一部欠けた薄板のリング状金属バネと２この金属
バネを前記有底金属ケースに圧接させる耐熱絶縁体とか
ら構成され、かつ前記金属ケースの開口部を絞ることに
よシ前記耐熱絶縁体を介して前記薄板リング状金属バネ
を圧縮、固定することを特徴とするものである。
ジルコニア固体電解質からなり、内、外面にそれぞれ電
極を有する両端開放の管体と、この管体の一端部の内、
外面電極を外周に有する部分を覆う有底金属ケースと、
前記管体の外面電極と前記有底金属ケースの導通を取る
外周が一部欠けた薄板のリング状金属バネと２この金属
バネを前記有底金属ケースに圧接させる耐熱絶縁体とか
ら構成され、かつ前記金属ケースの開口部を絞ることに
よシ前記耐熱絶縁体を介して前記薄板リング状金属バネ
を圧縮、固定することを特徴とするものである。
実施例の説明
以下１本発明の燃焼センサに関する一実施例を第２図、
第３図を用いて説明する。なお、第１図と同一符号のも
のは同一のものを示している。
第３図を用いて説明する。なお、第１図と同一符号のも
のは同一のものを示している。
まず、筒状ジルコニア固体電解質からなる管体１の内面
に内面電極３が形成され、その一部が管体１の一端を経
て外面に導出されている。前記管体１の外面には内面電
極３の導出部とはある間隙を介して外面電極２が形成さ
れている。この外面電極２の一部と内面電極３の導出部
を取り巻くように、管体１の一端部に有底金属ケース５
が設けられている。この有底金属ケース６と機器への取
付用フランジ４がスポット溶接されている。また。
に内面電極３が形成され、その一部が管体１の一端を経
て外面に導出されている。前記管体１の外面には内面電
極３の導出部とはある間隙を介して外面電極２が形成さ
れている。この外面電極２の一部と内面電極３の導出部
を取り巻くように、管体１の一端部に有底金属ケース５
が設けられている。この有底金属ケース６と機器への取
付用フランジ４がスポット溶接されている。また。
内面電極３はその導出部にリード線８が高温ハンダ９に
よ多接合され、その周シは無機質接着剤（セメント）７
で固められている。前記管体１の他端部はセメント了ａ
により封止されている。そして、管体１の一端部に設け
られた有底金属ケース６の内面底部に外周部の一部が欠
けた薄板のリング状金属バネ１０が配置され、この金属
バネ１０は第３図（ａ） 、 （ｂ）に示すように内周
部に複数個の接触部を有し、その接触部が外面電極２に
圧接された状態で有底金属ケース６と接している。さら
に、この薄板リング状金属バネ１１の上方の前記管体１
と有底金属ケース６との間には耐熱絶縁体１１が設置さ
れ、管体１の外面に導出された内面電極３と、外面電極
２と導通された有底金属ケース６間の絶縁性の向上を課
している。そして。
よ多接合され、その周シは無機質接着剤（セメント）７
で固められている。前記管体１の他端部はセメント了ａ
により封止されている。そして、管体１の一端部に設け
られた有底金属ケース６の内面底部に外周部の一部が欠
けた薄板のリング状金属バネ１０が配置され、この金属
バネ１０は第３図（ａ） 、 （ｂ）に示すように内周
部に複数個の接触部を有し、その接触部が外面電極２に
圧接された状態で有底金属ケース６と接している。さら
に、この薄板リング状金属バネ１１の上方の前記管体１
と有底金属ケース６との間には耐熱絶縁体１１が設置さ
れ、管体１の外面に導出された内面電極３と、外面電極
２と導通された有底金属ケース６間の絶縁性の向上を課
している。そして。
有底金属ケース５の開口部円周を鮫ることにより。
薄板リング状金属バネ１０は耐熱絶縁体１１を介して有
底金属ケース５の底部に圧接されている。
底金属ケース５の底部に圧接されている。
従って、外面電極２と有底金属ケース５は薄板リング状
金属バネ１０を通じて良好な導通状態を維持することが
できる構成となっている。
金属バネ１０を通じて良好な導通状態を維持することが
できる構成となっている。
発明の効果
この燃焼センサの構成によると、管体１は燃焼雰囲気中
に挿入されるのでその先端部が８００ ’Ｃ以上、薄板
リすグ状金属バネ１０部は約３００’Ｃ。
に挿入されるのでその先端部が８００ ’Ｃ以上、薄板
リすグ状金属バネ１０部は約３００’Ｃ。
リード線８の接合部は約１６Ｑ０〜２００ °Ｃの温度
分布となる。そして、薄板リング状金属バネ１ｏに例え
ば５ＵＳ６３１ （ｔ＝ｏ−２ｍｍ）を採用した場合、
高温放置テス）（３５０’Ｃ）にても１５００時間後の
応力は’Ｏｋｇ／ｍａｒ以上であり。
分布となる。そして、薄板リング状金属バネ１ｏに例え
ば５ＵＳ６３１ （ｔ＝ｏ−２ｍｍ）を採用した場合、
高温放置テス）（３５０’Ｃ）にても１５００時間後の
応力は’Ｏｋｇ／ｍａｒ以上であり。
バネ圧では約ｆ５０９の圧接力があり、しかも外面電極
２部との接点は複数個であることから信頼性としては充
分である。また、耐熱絶縁体１１の介在によってハンダ
９部の温度は熱伝導の低下が図られ、リード線８接合部
の温度は２００°Ｃ以下となり、高温ハンダ９の溶融は
考えられない。さらに、薄板リング状金属バネ１０の採
用によって組立工程の簡素化が図られ、従来の導電性粉
体を圧縮する工程と比較して、約３０先のコストダウン
が図られる。この結果、燃焼センサは組立てが容易とな
り、信頼性に優れ、かつ低コスト化を有する効果が得ら
れることとなる。
２部との接点は複数個であることから信頼性としては充
分である。また、耐熱絶縁体１１の介在によってハンダ
９部の温度は熱伝導の低下が図られ、リード線８接合部
の温度は２００°Ｃ以下となり、高温ハンダ９の溶融は
考えられない。さらに、薄板リング状金属バネ１０の採
用によって組立工程の簡素化が図られ、従来の導電性粉
体を圧縮する工程と比較して、約３０先のコストダウン
が図られる。この結果、燃焼センサは組立てが容易とな
り、信頼性に優れ、かつ低コスト化を有する効果が得ら
れることとなる。
第１図は従来の燃焼センサを示す断面図、第２図は本発
明の一実施例による燃焼センサの断面図。 第３図（ａ）、Φ）は同燃焼センサを構成する薄板リン
グ扶余病バネの上面図と正面図である。 １・・・・・・筒状ジルコニア固体電解質からなる管体
。 ２・・・・・外面電極、３・・・・・・内面電極、５・
・・・・・有底金属ケース、１０・・・・・・薄板のリ
ング状金属バネ、１１・・・・・・耐熱絶縁体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 （（ｌＩ （ｂ）
明の一実施例による燃焼センサの断面図。 第３図（ａ）、Φ）は同燃焼センサを構成する薄板リン
グ扶余病バネの上面図と正面図である。 １・・・・・・筒状ジルコニア固体電解質からなる管体
。 ２・・・・・外面電極、３・・・・・・内面電極、５・
・・・・・有底金属ケース、１０・・・・・・薄板のリ
ング状金属バネ、１１・・・・・・耐熱絶縁体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 （（ｌＩ （ｂ）
Claims (1)
- 筒状ジルコニア固体電解質からなり、内、外面にそれぞ
れ電極を有する両端開放の管体と、この管体の一端部の
内、外面電極を外周に有する部分を覆う有底金属ケース
と、前記管体の外面電極と前記有底金属ケースの導通を
取る外周が一部欠けた薄板のリング状金属バネと、この
金属バネを前記有底金属ケースに圧接させる耐熱絶縁体
とから構成され、かつ前記金属ケースの開口部を絞るこ
とにより前記耐熱絶縁体を介して前記薄板リング状金属
バネを圧縮、固定することを特徴とする燃焼センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102911A JPS60247152A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 燃焼センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59102911A JPS60247152A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 燃焼センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247152A true JPS60247152A (ja) | 1985-12-06 |
Family
ID=14340035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59102911A Pending JPS60247152A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 燃焼センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017058A1 (de) * | 2002-07-27 | 2004-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Abgasmessfühler, bei dem mittels eines eine nut aufweisenden federrings kontaktteile auf das sensorelement gepresst werden |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP59102911A patent/JPS60247152A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017058A1 (de) * | 2002-07-27 | 2004-02-26 | Robert Bosch Gmbh | Abgasmessfühler, bei dem mittels eines eine nut aufweisenden federrings kontaktteile auf das sensorelement gepresst werden |
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