JPS6239321Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、酸素イオン伝導性を示す試験管状の
固体電解質素子の内外両面に電極を取付け、前記
固体電解質素子を、ヒータエレメントを埋設した
磁性管内に同心的に配設し、前記両電極の一方に
酸素標準媒体を接触させ、他方の電極に測定ガス
を接触させ、前記ヒータエレメントにより前記固
体電解質素子を高温に加熱したときに前記両電極
間に生ずる起電力により前記測定ガス中の酸素濃
度を測定する酸素ガス分析計に関するものであ
る。

この種の原理の酸素ガス分析計は周知である。
この種の酸素ガス分析計における固体電解質素子
と磁性管との結合を接着剤によつて行うことも公
知である。接着剤としては、セラミツク接着剤、
ガラスフリツト接着剤、あるいはセメント接着剤
などが用いられている。互いに同心的に配置され
た磁性管と固体電解質素子とを接着剤によつて結
合する場合、従来は、磁性管と固体電解質との間
の隙間に接着剤を施すことによつて行うのが普通
であり、まれに磁性管及び固体電解質素子の端面
にまで接着剤を盛上げることもあつた。ところ
で、前述のごとく、この種の酸素ガス分析計は高
温で使用される。しかるに、通常、接着剤の熱膨
張係数は磁性管及び固体電解質素子のそれとは大
きく異なつている。そのため、三者の間には熱膨
張度の差に起因する機械的応力が作用することに
なる。このほかに磁性管には外部からの機械的応
力も作用する。これらの機械的応力には、磁性管
と固体電解質素子とを相対的に引離す方向に作用
するものと、両者を互いに近づける方向に作用す
るものとが存在する。後者の方向の応力は接着剤
を圧縮する方向に作用するので大した問題にはな
らないが、前者の方向の応力は磁性管ないし固体
電解質素子から接着剤を剥離させる方向に作用す
るので問題になる。接着剤の剥離というのは即ち
磁性管と固体電解質素子との間の結合が不完全に
なつたことであり、結合部の気密が不完全になつ
て測定精度が低下する原因となる。

従つて本考案の目的は、磁性管ないし固体電解
質から、両者を結合している接着剤が剥離しにく
い構造の酸素ガス分析計を提供することにある。

この目的を達成するため本考案は、初めに述べ
た型の酸素ガス分析計において、固体電解質素子
と磁性管とを、固体電解質素子及び磁性管の開口
端部で、固体電解質素子の内壁面及び端面、固体
電解質素子と磁性管との間の隙間、並びに磁性管
の端面及び外壁面にまたがつて施した接着剤によ
つて結合したことを特徴とするものである。

次に図面を参照して本考案を更に詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示すものである。
この実施例の酸素ガス分析計は、試験管状に形成
された固体電解質素子１、例えばジルコニア素子
と、これを包囲するように同心的に配設された磁
性管４、例えばアルミナ磁性管とを主要構成部材
として備えている。固体電解質素子１の底部すな
わち反開口端部の内外両面には電極２，３が取付
けられている。磁性管４には、固体電解質素子１
の少なくとも電極取付部分を高温に加熱するため
のヒータエレメント５が埋設されている。電極
２，３からはそれぞれ検出用リード線が導出され
るが、その図示は省略されている。

固体電解質素子１と磁性管４との結合は固体電
解質素子１及び磁性管４の開口端をほぼ揃えてそ
こに施された無機接着剤６によつて行われてい
る。無機接着剤６は固体電解質素子１及び磁性管
４の開口端部において、第２図に拡大して示すよ
うに、固体電解質素子１の内壁面１１及び端面１
２、固体電解質素子１の外壁面１３と磁性管４の
内壁面４１との間の隙間、並びに磁性管４の端面
４２及び外壁面４３にまたがつて施されている。
無機接着剤６としては、例えばアルミナ系接着
剤、シリカ系接着剤、ジルコニア系接着剤、マグ
ネシア系接着剤などを用いることができる。

第１図及び第２図に示す接着結合構造によれ
ば、固体電解質素子１と磁性管４とを引離すよう
なP₁方向の応力については、たとえ面１３，４１
と接着剤６との間に剥離を生じても面１１，４３
と接着剤６との結合は良好に保たれており、固体
電解質素子１と磁性管４とは結果的に接着剤６を
介して良好な結合状態及び気密状態を維持するこ
とができる。固体電解質素子１と磁性管４とを近
づけるようなP₂方向の応力が生じた場合は、面１
３，４１に対しては圧縮する方向の力となるの
で、固体電解質素子１と磁性管４との間の結合状
態ないしは気密状態を損うことはない。

無機接着剤６は相対的に多孔質であるため、厳
密には磁性管４と固体電解質素子１との間を完全
に気密接着することは困難である。そのため、測
定ガス又は酸素標準媒体が接着剤６を透過してし
まうことがあり得る。このような気密性の不完全
さは測定精度の低下につながるので避けなければ
ならない。一般に測定ガスの気圧が酸素標準媒体
の気圧よりも高いので、透過ガスとしては測定ガ
スが問題となる。このような接着結合部のガス透
過対策を施した実施例を第３図及び第４図に示
す。

第３図及び第４図の実施例の酸素ガス分析計と
しての基本構造は第１図及び第２図のものと同様
である。しかし、この実施例における接着結合部
においては、固体電解質素子１の開口端が磁性管
４の開口端よりも長さＬだけ外方に突出している
のが特徴である。こうすることにより、接着結合
の機能を損うことなく、磁性管４の反結合端側か
ら矢印Ｑに示すように固体電解質素子１の外表面
側に導かれた測定ガスが接着剤６を透過してしま
つた場合でもそれを固体電解質素子１の中に回り
込ませないで外部に放出させるようにすることが
できる。距離Ｌは実用上高々数mmで十分であり、
接着結合強度を損うことはない。かくして、測定
ガスと酸素標準媒体との混合を防止し、測定精度
の低下を免れることができる。

気密性保持の点では無機接着剤よりも有機接着
剤の方が優れている。そこで、接着力の強い無機
接着剤と気密性の優れた有機接着剤の各長所を有
効に利用した実施例を第５図に示す。

第５図の実施例は、接着結合部において固体電
解質素子１と磁性管４との間の隙間には無機接着
剤６を施し、他の部分には有機接着剤７を施した
ものである。有機接着剤７としては、例えばエポ
キシ接着剤やシリコン接着剤を用いることができ
る。

以上、特に第１図及び第２図の実施例に即して
述べたように、本考案によれば、固体電解質素子
や磁性管ないしは接着剤に熱的応力又は機械的応
力がかかつても接着剤が剥離することがなく、良
好な気密状態を維持して高精度の酸素濃度測定を
継続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例の縦断面図、第
２図はその要部の拡大図、第３図は本考案の第２
の実施例の縦断面図、第４図はその要部の拡大
図、第５図は本考案の第３の実施例の縦断面図で
ある。 １……固体電解質素子、２，３……電極、４…
…磁性管、５……ヒータエレメント、６……無機
接着剤、７……有機接着剤。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 酸素イオン伝導性を示す試験管状の固体電解
   質素子の内外両面に電極を取付け、前記固体電
   解質素子を、ヒータエレメントを埋設した磁性
   管内に同心的に配設し、前記両電極の一方に酸
   素標準媒体を接触させ、他方の電極に測定ガス
   を接触させ、前記ヒータエレメントにより前記
   固体電解質素子を高温に加熱したときに前記両
   電極間に生ずる起電力により前記測定ガス中の
   酸素濃度を測定する酸素ガス分析計において、
   前記固体電解質素子と前記磁性管とを、固体電
   解質素子及び磁性管の開口端部で、固体電解質
   素子の内壁面及び端面、固体電解質素子と磁性
   管との間の隙間、並びに磁性管の端面及び外壁
   面にまたがつて施した接着剤によつて結合した
   ことを特徴とする酸素ガス分析計。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の酸素ガ
   ス分析計において、接着剤により結合された前
   記開口端部において前記固体電解質素子が前記
   磁性管から外方に突出していることを特徴とす
   る酸素ガス分析計。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記
   載の酸素ガス分析計において、前記接着剤とし
   て、前記固体電解質素子と前記磁性管との間の
   隙間には無機接着剤を施し、前記固体電解質素
   子の内壁面及び端面から前記無機接着剤を覆つ
   て前記磁性管の端面及び外壁面にまたがるよう
   に有機接着剤を施したことを特徴とする酸素ガ
   ス分析計。