JP2001183331A - Detector - Google Patents

Detector

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JP2001183331A
JP2001183331A JP36501899A JP36501899A JP2001183331A JP 2001183331 A JP2001183331 A JP 2001183331A JP 36501899 A JP36501899 A JP 36501899A JP 36501899 A JP36501899 A JP 36501899A JP 2001183331 A JP2001183331 A JP 2001183331A
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JP
Japan
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heating
detection electrode
electrode
heat generating
cylindrical
Prior art date
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Pending
Application number
JP36501899A
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Japanese (ja)
Inventor
Suehiro Imaizumi
末広 今泉
Kazumasa Marutani
和正 丸谷
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JP2001183331A publication Critical patent/JP2001183331A/en
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detector comprising a heating element and a detection electrode which eliminated high heat stress caused by local heat generation along with shorter temperature rise time in the detector. SOLUTION: In the detector in which a detection electrode 4 is formed on the external surface of or inside a cylindrical base body 2 while heating element 7 for heating the detection electrode 4 is buried in the perimeter of the detection electrode 4, heating generating sections 7 are arranged in the front and rear of a base body 2 of the detection electrode 4 in the axial direction thereof and the respective heat generating sections 7a and 7b before and after the detection electrode 4 are constructed with heating patterns serially connected having a plurality of bent parts. The front and the rear heat generating sections 7a and 7b are connected in parallel and the length of each of the heating patterns from one parallel connection point 11a to the other parallel connection point 11b are made the same in substance in the front and rear heat generating sections 7a and 7b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状セラミック
基体に、検知電極とそれを加熱するための発熱体とを具
備する検知素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensing element having a cylindrical ceramic substrate and a sensing electrode and a heating element for heating the sensing electrode.

【0002】[0002]

【従来技術】従来から、自動車の空燃比を間接的に測定
する手段として、排気ガス中の酸素濃度を測定するため
の酸素濃度検知素子が使われている。この酸素濃度検知
素子において、検知機能を発揮させるには、検知素子の
温度を活性温度以上に保持する必要がある。排気ガス温
度が活性温度より低いエンジン始動時は、酸素濃度検知
素子を活性温度以上に加熱するために、鞘(さや)状の
酸素濃度検知素子の内部の空洞部に、セラミックスなど
の絶縁棒中に発熱体を埋設した棒状ヒータを挿入して検
知電極を所定温度に発熱する方法がとられていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as means for indirectly measuring the air-fuel ratio of an automobile, an oxygen concentration detecting element for measuring the oxygen concentration in exhaust gas has been used. In this oxygen concentration detecting element, it is necessary to maintain the temperature of the detecting element at or above the activation temperature in order to perform the detecting function. At the start of the engine when the exhaust gas temperature is lower than the activation temperature, in order to heat the oxygen concentration detection element to the activation temperature or higher, a hollow inside the sheath-shaped oxygen concentration detection element is inserted into an insulating rod such as ceramics. A method has been adopted in which a rod-shaped heater having a heat-generating element embedded therein is inserted to heat the detection electrode to a predetermined temperature.

【0003】しかしながら、上記の方法では、棒状ヒー
タによる酸素濃度検知素子による加熱は間接的加熱であ
るために、棒状ヒータの加熱温度を酸素濃度検知素子の
検知電極における設定温度よりも十分高く設定する必要
があった。このため、棒状ヒータには高い熱応力が発生
し、セラミック絶縁基体にクラックが発生し、そのクラ
ックによって発熱体の断線や棒状ヒータそのものが破壊
すると言った問題があった。また、酸素濃度検知素子の
動作が安定する温度まで昇温するための所要時間も長く
必要であった。
However, in the above method, since the heating by the oxygen concentration detecting element by the rod-shaped heater is indirect heating, the heating temperature of the rod-shaped heater is set sufficiently higher than the set temperature of the detection electrode of the oxygen concentration detecting element. Needed. For this reason, there has been a problem that high heat stress is generated in the rod-shaped heater, cracks are generated in the ceramic insulating substrate, and the cracks cause disconnection of the heating element and breakage of the rod-shaped heater itself. In addition, a long time is required for raising the temperature to a temperature at which the operation of the oxygen concentration detecting element is stabilized.

【0004】一方、近年の排ガス規制の強化に伴って、
エンジン始動直後から酸素濃度の検出が必要になってき
た。そこで、このような問題を解決する為に、箱型の酸
素濃度検知素子の内部に平板形抵抗発熱体を埋設したセ
ンサ/ヒータ一体型の酸素濃度検知素子が実用化されて
いる。
On the other hand, with the recent tightening of exhaust gas regulations,
It became necessary to detect the oxygen concentration immediately after starting the engine. In order to solve such a problem, a sensor / heater integrated oxygen concentration detecting element in which a flat-type resistance heating element is embedded inside a box-shaped oxygen concentration detecting element has been put to practical use.

【0005】また固体電解質からなる円筒管の内面及び
外面に基準電極、測定電極が設けられ、測定電極の表面
に、ガス透過性の多孔性の絶縁層を設けてなる円筒状の
ヒータ一体型の酸素濃度検知素子も提案されている。こ
れらのヒータ一体型の検知素子は従来の間接加熱型と異
なり、直接加熱方式であるために急速昇温が可能であ
り、検知電極を活性化する温度に加熱するまでの所要時
間(以下、活性化時間という。)が早いという利点を有
する。
[0005] A cylindrical heater-integrated type in which a reference electrode and a measurement electrode are provided on the inner and outer surfaces of a cylindrical tube made of a solid electrolyte, and a gas-permeable porous insulating layer is provided on the surface of the measurement electrode. An oxygen concentration detecting element has also been proposed. Unlike the conventional indirect heating type, these heater-integrated detection elements are of a direct heating type, so that the temperature can be rapidly raised, and the time required to heat the detection electrode to a temperature for activating the detection electrode (hereinafter referred to as activation). (Referred to as the aging time).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】 ところが、上述の箱
型の酸素濃度検知素子は平板形状であるために、過酷な
条件下での熱応力上のバランスが悪く、その結果、耐久
性、耐熱性が悪いために、作動時において検知素子が破
壊しやすいという問題があった。
However, since the box-shaped oxygen concentration detecting element described above has a flat plate shape, it has poor thermal stress balance under severe conditions, resulting in durability and heat resistance. Therefore, there is a problem that the sensing element is easily broken during operation.

【0007】このような欠点を補うために、本出願人
は、図5のように、円筒型セラミック基体21の表面に
検知電極22が形成されており、その検知電極22の周
囲に発熱体を埋設して、特に発熱部を検知電極22の円
筒軸方向に対して直角となる検知電極22の側部に発熱
体23を配置したヒータ一体型酸素濃度検知素子を提案
した。
In order to compensate for such a drawback, the present applicant has formed a detection electrode 22 on the surface of a cylindrical ceramic base 21 as shown in FIG. 5, and provided a heating element around the detection electrode 22. A heater-integrated oxygen concentration detecting element has been proposed in which a heating element 23 is disposed buried, and in particular, a heat generating portion is disposed on a side portion of the detecting electrode 22 which is perpendicular to the cylindrical axis direction of the detecting electrode 22.

【0008】しかしながら、かかる構造によって検知電
極22を発熱体23によって加熱すると、円筒型セラミ
ック基体21にクラックが発生し正常に機能しない場合
があるといった問題があった。
However, when the detection electrode 22 is heated by the heating element 23 with such a structure, there is a problem that cracks may occur in the cylindrical ceramic base 21 and malfunction may occur.

【0009】つまり、円筒型の基体の限られた容積の中
で、昇温に必要な発熱量を確保する必要があるために、
発熱体の配置やパターンによっては、局所的な発熱を招
きその結果、高い熱応力が部分的に発生したり、正負電
極間の距離が短くなり電圧を負荷した時にCaやSi等
のマイグレーションの発生によって円筒型セラミック基
体がポーラス状になり劣化するなどの問題があった。
That is, since it is necessary to secure the heat generation required for raising the temperature within the limited volume of the cylindrical base,
Depending on the arrangement and pattern of the heating element, local heating is caused, resulting in high thermal stress being partially generated, and the distance between the positive and negative electrodes being shortened and migration of Ca, Si, etc. occurring when voltage is applied. Accordingly, there is a problem that the cylindrical ceramic substrate becomes porous and deteriorates.

【0010】従って、本発明は、発熱体と検知電極とを
具備する検知素子において、局所的な発熱によって高い
熱応力が発生することがなく、且つ所定の温度まで加熱
までの昇温時間の短い検知素子を提供することを目的と
するものである。
Therefore, according to the present invention, in a sensing element having a heating element and a sensing electrode, a high heat stress is not generated due to local heat generation, and a heating time until heating to a predetermined temperature is short. It is an object to provide a sensing element.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】 そこで、本発明者ら
は、上記の円筒型の検知素子において、検知電極を効果
的に加熱し、局所的な発熱をきたすことがなく、熱応力
を低減することのできる発熱体の配置、パターンについ
て検討を重ねた結果、円筒状基体の外表面または内部に
形成された検知電極を加熱するための発熱体を、十分な
検知面積を確保された検知電極の円筒軸方向の前後に配
置するとともに、その発熱体の有効長さを所定長さに制
御することによって、局所発熱による高熱応力発生やマ
イグレーションよるセラミック基体の劣化が回避でき、
急昇温可能で高精度で検知可能な検知素子を得ることが
できることを見出し、本発明に到った。
Means for Solving the Problems In view of the above, the present inventors have found that, in the above-mentioned cylindrical sensing element, the sensing electrode is effectively heated to reduce thermal stress without causing local heat generation. As a result of repeated investigations on the arrangement and pattern of the heating elements that can be used, the heating elements for heating the detection electrodes formed on the outer surface or inside of the cylindrical base were replaced with a detection electrode with a sufficient detection area. By arranging the heating element at the front and back in the axial direction of the cylinder and controlling the effective length of the heating element to a predetermined length, high thermal stress generation due to local heat generation and deterioration of the ceramic base due to migration can be avoided,
The present inventors have found that it is possible to obtain a sensing element capable of rapidly increasing the temperature and capable of detecting with high accuracy, and arrived at the present invention.

【0012】即ち、本発明の検知素子は、円筒状基体の
外表面または内部に検知電極が形成され、且つ該検知電
極の周囲に前記検知電極を加熱するための発熱体が埋設
されてなる検知素子において、前記発熱体が、前記検知
電極の前記基体の円筒軸方向における前後に配置したこ
とを特徴とするものである。
That is, the detection element of the present invention has a detection electrode formed on the outer surface or inside of a cylindrical base, and a heating element for heating the detection electrode is buried around the detection electrode. The element is characterized in that the heating element is disposed before and after the detection electrode in the cylindrical axis direction of the base.

【0013】通常、円筒状セラミック基体に対して、検
知電極と、検知電極を加熱するための発熱部を形成する
場合、これらを円筒状基体の周方向に配設すると、周方
向の面積が限られているために、それぞれの領域に制約
を受けやすく、その結果、検知電極として必要な起電力
が発生できない、又は発熱体パターン間に生じた電位差
によるマイグレーションの発生などの問題が発生する。
Normally, when a detection electrode and a heat generating portion for heating the detection electrode are formed on the cylindrical ceramic substrate, if these are arranged in the circumferential direction of the cylindrical substrate, the area in the circumferential direction is limited. Therefore, each region is easily restricted, and as a result, there arises a problem that an electromotive force required as a sensing electrode cannot be generated or migration occurs due to a potential difference generated between the heating element patterns.

【0014】これに対して、上記本発明によれば、検知
電極の円筒軸方向における前方と後方に発熱ヒータパタ
ーンを埋設して発熱部を設けることによって、検知電極
および発熱部の形成領域を広く確保することができる。
その結果、加熱時に局所的な温度勾配がつきにくく、熱
応力の発生を抑制しつつ高速昇温が可能となる。
On the other hand, according to the present invention, by forming a heating portion by embedding a heating heater pattern in front and rear in the cylindrical axis direction of the detection electrode, a formation region of the detection electrode and the heating portion is widened. Can be secured.
As a result, a local temperature gradient is less likely to occur during heating, and high-speed temperature rise can be achieved while suppressing generation of thermal stress.

【0015】また、かかる検知素子において、発熱パタ
ーンとして複数の折り返し部を有する直列接続された発
熱パターンによって構成し、前記折り返し部が、円筒軸
方向における検知電極側端部および該検知電極側端部の
反対側端部にそれぞれ存在することによって、折り返し
部の存在による発熱部を検知電極近傍に設けることがで
きるために検知素子の加熱効率を高めることができる。
[0015] Further, in such a sensing element, the heating element is constituted by a series-connected heating pattern having a plurality of folded portions as a heating pattern, wherein the folded portion has a sensing electrode side end portion and a sensing electrode side end portion in a cylindrical axis direction. Are provided at the opposite end portions, a heating portion due to the presence of the folded portion can be provided in the vicinity of the detection electrode, so that the heating efficiency of the detection element can be increased.

【0016】さらに、前記検知電極の前部に配置された
前部発熱部と、前記検知電極の後部に配置された後部発
熱部とが並列接続され、同一電源から給電されること、
また、前記一方の並列接続点から他方の並列接続点まで
の前部発熱部と後部発熱部との各発熱パターンの長さを
実質的に同一とすることにより、発熱部分の温度勾配を
小さくでき、結果として円筒状セラミック基体に発生す
る熱応力を低くできる。
Further, a front heating section disposed in front of the detection electrode and a rear heating section disposed in rear of the detection electrode are connected in parallel, and are supplied with power from the same power source.
Further, by making the lengths of the heat generating patterns of the front heat generating portion and the rear heat generating portion from the one parallel connection point to the other parallel connection point substantially the same, the temperature gradient of the heat generation portion can be reduced. As a result, the thermal stress generated in the cylindrical ceramic substrate can be reduced.

【0017】さらに、前記発熱部の円筒軸方向の有効長
さを前記検知電極の有効長さの1.2〜2倍となるよう
に長さを形成することにより、熱応力を低減しつつ、加
熱効率を高めることができる。
Furthermore, by forming the effective length of the heat generating portion in the cylindrical axis direction to be 1.2 to 2 times the effective length of the detection electrode, the thermal stress can be reduced. Heating efficiency can be increased.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の検知素子として
酸素濃度検知素子を例として図1に(a)概略斜視図
と、(b)図1のx1−x1の概略断面図を示し、図2
は、図1の検知素子における検知電極と発熱パターンと
を説明するための概略平面図である。
FIG. 1A is a schematic perspective view and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line x1-x1 of FIG. 1, taking an oxygen concentration detecting element as an example of the detecting element of the present invention. 2
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a detection electrode and a heat generation pattern in the detection element of FIG. 1.

【0019】図1の酸素センサ素子1は、酸素イオン導
電性を有するセラミック固体電解質からなり、先端が封
止された円筒状セラミック基体2、即ち断面がU字状の
円筒管2の内面に、空気などの基準ガスと接触される基
準電極3が被着形成され、また、円筒管2の基準電極3
と対向する外面には、排気ガスなどの被測定ガスと接触
する測定電極4が被着形成されている。
The oxygen sensor element 1 shown in FIG. 1 is made of a ceramic solid electrolyte having oxygen ion conductivity, and has a cylindrical ceramic base 2 having a sealed end, that is, an inner surface of a cylindrical tube 2 having a U-shaped cross section. A reference electrode 3 which is in contact with a reference gas such as air is formed on the reference electrode 3 of the cylindrical tube 2.
A measurement electrode 4 that is in contact with a gas to be measured, such as exhaust gas, is formed on the outer surface opposite to the above.

【0020】また、本発明によれば、先端が封止された
円筒管2の外面に形成された測定電極4の表面またはそ
の近傍にはセラミック絶縁層5が被着形成されている。
そして、このセラミック絶縁層5には、測定電極4の一
部または全部が露出するように所定の開口部6が形成さ
れており、開口部6の近傍のセラミック絶縁層5中には
発熱体7が埋設されている。また、発熱体7は、引き出
し線8を経由して端子電極9と接続されており、端子電
極9は電源(図示せず)と接続される。そして、電源か
ら端子電極9、引き出し線8を経由して発熱体7に電流
が印加されて発熱体7が発熱し、測定電極4、および円
筒管2および基準電極3からなるセンシング部を所定の
温度に急速昇温できるように構成されている。 (発熱体パターン)本発明によれば、発熱体7が、上記
測定電極4の円筒管2の円筒軸方向における前後に埋設
配置されており、それによって前部発熱部7aと後部発
熱部7bを構成している。
Further, according to the present invention, the ceramic insulating layer 5 is formed on the surface of the measuring electrode 4 formed on the outer surface of the cylindrical tube 2 whose end is sealed or in the vicinity thereof.
A predetermined opening 6 is formed in the ceramic insulating layer 5 so that a part or the whole of the measurement electrode 4 is exposed, and a heating element 7 is provided in the ceramic insulating layer 5 near the opening 6. Is buried. The heating element 7 is connected to a terminal electrode 9 via a lead wire 8, and the terminal electrode 9 is connected to a power supply (not shown). Then, a current is applied to the heating element 7 from the power supply via the terminal electrode 9 and the lead wire 8, and the heating element 7 generates heat, and the measurement electrode 4, and the sensing portion including the cylindrical tube 2 and the reference electrode 3 are moved to a predetermined position. It is configured so that the temperature can be rapidly raised. (Heating Element Pattern) According to the present invention, the heating element 7 is buried before and after in the cylindrical axis direction of the cylindrical tube 2 of the measurement electrode 4, whereby the front heating part 7a and the rear heating part 7b are formed. Make up.

【0021】本発明によれば、この発熱部7a、7bの
円筒軸方向の有効長さL2が測定電極4の有効長さL1
に対して1.2〜2倍であることが望ましい。これは、
発熱部7a,7bの有効長さL2が上記よりも短いと、
局所的に温度が高く成る場合があり、それによって熱応
力が発生しやすくなる。また上記よりも長いと広い領域
から熱が散逸してしまい検知電極の活性化時間が長くな
ってしまうためである。
According to the present invention, the effective length L2 of the heat generating portions 7a and 7b in the cylindrical axis direction is equal to the effective length L1 of the measuring electrode 4.
Is preferably 1.2 to 2 times. this is,
If the effective length L2 of the heat generating parts 7a, 7b is shorter than the above,
In some cases, the temperature may be locally high, which tends to cause thermal stress. Further, if the length is longer than the above, heat is dissipated from a wide area, and the activation time of the detection electrode becomes longer.

【0022】この前部発熱部7aおよび後部発熱部7b
における発熱パターンとしては、図1、図2に示される
ように、複数の屈曲部10を有する直列接続されたパタ
ーンによってそれぞれ構成されており、この屈曲部10
は、円筒軸方向における測定電極4側の端部およびこれ
と反対側の端部にそれぞれ存在している。
The front heating section 7a and the rear heating section 7b
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the heat generating patterns is formed by a series-connected pattern having a plurality of bent portions 10.
Are present at the end on the measurement electrode 4 side and the end on the opposite side in the cylindrical axis direction, respectively.

【0023】かかる構成によれば、屈曲部10での発熱
量が直線部分よりも発熱量が多いことから、測定電極4
側の端部での発熱密度を高くでき、これによって測定電
極4を含むセンシング部の加熱効率を高め、その結果、
センシング部の昇温時間、言い換えれば活性化時間を短
縮できる。
According to this configuration, since the amount of heat generated at the bent portion 10 is larger than that of the straight portion, the measurement electrode 4
The heat generation density at the side end can be increased, thereby increasing the heating efficiency of the sensing section including the measurement electrode 4, and as a result,
The time for raising the temperature of the sensing unit, in other words, the activation time can be shortened.

【0024】また、上記の前部発熱部7aと、後部発熱
部7bは、測定電極4の対向する側部に並列接続点11
a、11bが設けられ、この並列接続点11は、引き出
し線8を経由して、端子電極9と接続されている。
The front heat generating portion 7a and the rear heat generating portion 7b are connected to the parallel connection points 11 on opposite sides of the measuring electrode 4.
a, 11 b are provided, and the parallel connection point 11 is connected to the terminal electrode 9 via the lead wire 8.

【0025】その結果、前部発熱部7aと、後部発熱部
7bとは、いずれも同一の電源から給電されることにな
る。
As a result, the front heating section 7a and the rear heating section 7b are both supplied from the same power supply.

【0026】本発明によれば、測定電極4への加熱を均
熱化するために、並列接続点11aから他方の並列接続
点11bまでの前部発熱部7aと後部発熱部7bとの各
発熱パターンの長さを実質的に同一になるように設定さ
れている。その結果、測定電極4を含むセンシング部に
おける温度勾配を小さくでき、結果として円筒状セラミ
ック基体に発生する熱応力を小さくすることができる。 (固体電解質)図1の酸素センサ素子において用いられ
るセラミック固体電解質は、ZrO2を含有するセラミ
ックスからなり、具体的には、Y23およびYb23
Sc23、Sm23、Nd23、Dy23等の希土類酸
化物を酸化物換算で1〜30モル%、好ましくは3〜1
5モル%含有する部分安定化ZrO2あるいは安定化Z
rO2が用いられている。
According to the present invention, in order to equalize the heating of the measurement electrode 4, the heat generation of the front heating section 7a and the rear heating section 7b from the parallel connection point 11a to the other parallel connection point 11b is performed. The lengths of the patterns are set to be substantially the same. As a result, the temperature gradient in the sensing section including the measurement electrode 4 can be reduced, and as a result, the thermal stress generated in the cylindrical ceramic base can be reduced. (Solid Electrolyte) The ceramic solid electrolyte used in the oxygen sensor element of FIG. 1 is made of a ceramic containing ZrO 2 , specifically, Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 ,
Rare earth oxides such as Sc 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Dy 2 O 3 are 1 to 30 mol%, preferably 3 to 1 mol% in terms of oxides.
Partially stabilized ZrO 2 or stabilized Z containing 5 mol%
rO 2 is used.

【0027】また、ZrO2中のZrを1〜20原子%
をCeで置換したZrO2を用いることにより、電子伝
導性が大きくなり、応答性がさらに改善されるといった
効果がある。さらに、焼結性を改善する目的で、上記Z
rO2に対して、Al23やSiO2を添加含有させるこ
とができるが、多量に含有させると、高温におけるクリ
ープ特性が悪くなることから、Al23およびSiO2
の添加量は総量で5重量%以下、特に2重量%以下であ
ることが望ましい。 (電極)円筒管2の表面に被着形成される基準電極3、
測定電極4は、いずれも白金、ロジウム、パラジウム、
ルテニウムおよび金の群から選ばれる1種、または2種
以上の合金が用いられる。また、センサ動作時の電極中
の金属の粒成長を防止する目的と、応答性に係わる金属
粒子と固体電解質と気体との、いわゆる3相界面の接点
を増大する目的で、上述のセラミック固体電解質成分を
1〜50体積%、特に10〜30体積%の割合で上記電
極中に混合してもよい。 (セラミック絶縁層)一方、発熱体7を埋設するセラミ
ック絶縁層5としては、アルミナ、スピネル、フォルス
テライト、ジルコニア、ガラス等のセラミック材料が好
適に用いられる。この時、セラミック絶縁層としてジル
コニアを用いる場合には、ジルコニア自体が固体電解質
であり、発熱体7からのもれ電流が酸素濃度検知に影響
を及ぼすことがないように、円筒管2との間に、アルミ
ナ、スピネル、フォルステライトなどの中間層を形成す
ることが望ましい。さらに、セラミック絶縁層5として
ガラス絶縁層にはガラスを用いることができるが、この
場合は耐熱性の観点から、BaO、PbO、SrO、C
aO、CdOのうちの少なくとも1種を5重量%以上含
有するガラス、特に、結晶化ガラスであることが望まし
い。
Further, Zr in ZrO 2 is 1 to 20 atomic%.
The use of ZrO 2 in which is substituted by Ce has the effect of increasing the electron conductivity and further improving the responsiveness. Further, in order to improve sinterability, the above Z
Al 2 O 3 or SiO 2 can be added to and contained in rO 2 , but if it is contained in a large amount, the creep characteristics at high temperatures deteriorate, so that Al 2 O 3 and SiO 2
Is preferably 5% by weight or less, particularly 2% by weight or less. (Electrode) a reference electrode 3 formed on the surface of the cylindrical tube 2;
The measurement electrodes 4 are all platinum, rhodium, palladium,
One or more alloys selected from the group consisting of ruthenium and gold are used. The ceramic solid electrolyte described above is used for the purpose of preventing grain growth of the metal in the electrode during operation of the sensor and to increase the so-called three-phase interface contact between the metal particles, the solid electrolyte, and the gas related to the response. The components may be mixed in the electrode at a ratio of 1 to 50% by volume, particularly 10 to 30% by volume. (Ceramic insulating layer) On the other hand, as the ceramic insulating layer 5 in which the heating element 7 is embedded, a ceramic material such as alumina, spinel, forsterite, zirconia, or glass is preferably used. At this time, when zirconia is used as the ceramic insulating layer, the zirconia itself is a solid electrolyte, and the zirconia is connected to the cylindrical tube 2 so that the leakage current from the heating element 7 does not affect the oxygen concentration detection. It is desirable to form an intermediate layer of alumina, spinel, forsterite, or the like. Further, glass can be used for the glass insulating layer as the ceramic insulating layer 5, but in this case, BaO, PbO, SrO, Cr
A glass containing at least one of aO and CdO in an amount of 5% by weight or more, particularly, a crystallized glass is desirable.

【0028】また、このセラミック絶縁層5は、相対密
度が80%以上、開気孔率が5%以下の緻密質なセラミ
ックスによって構成されていることが望ましい。これ
は、セラミック絶縁層5が緻密質であることにより絶縁
層の強度が高くなる結果、酸素センサ素子1自体の機械
的な強度を高めることができるためである。 (発熱体)また、上記セラミック絶縁層5の内部に埋設
される発熱体7としては、白金、ロジウム、パラジウ
ム、ルテニウムの群から選ばれる1種の金属、または2
種以上の合金からなることが望ましく、特に、セラミッ
ク絶縁層5との同時焼結性の点で、そのセラミック絶縁
層5の焼成温度よりも融点の高い金属または合金を選択
することが望ましい。
The ceramic insulating layer 5 is desirably made of dense ceramic having a relative density of 80% or more and an open porosity of 5% or less. This is because the mechanical strength of the oxygen sensor element 1 itself can be increased as a result of the strength of the insulating layer being increased when the ceramic insulating layer 5 is dense. (Heating Element) The heating element 7 embedded in the ceramic insulating layer 5 may be a metal selected from the group consisting of platinum, rhodium, palladium and ruthenium, or
It is desirable to be made of more than one kind of alloy, and it is particularly desirable to select a metal or an alloy having a melting point higher than the firing temperature of the ceramic insulating layer 5 in terms of co-sintering with the ceramic insulating layer 5.

【0029】なお、セラミック絶縁層5の内部に発熱体
7を埋設してなるヒータ部の構造は、図1(b)の断面
図に示すように、固体電解質からなる円筒管2の表面に
内部に発熱体7が埋設されたセラミック絶縁層5を積層
した構造の他に、図3の要部断面図(a)に示すよう
に、円筒管2の外面に、内部に発熱体7が埋設されたア
ルミナ、スピネル、フォルステライト等のセラミック絶
縁層5を形成し、さらにそのセラミック絶縁層5の外面
に、ジルコニア層10を形成することができる。このジ
ルコニア層10は、固体電解質とセラミック絶縁層5間
の熱膨張差や焼成収縮差等に起因する応力を緩和させ、
熱応力をできる限り小さくしたり、セラミック絶縁層5
内に埋設されている発熱体7による熱を保温し、酸素セ
ンサ素子全体の急激な温度の変化を防止するためのもの
である。
The structure of the heater section in which the heating element 7 is buried inside the ceramic insulating layer 5 is, as shown in the sectional view of FIG. 1B, formed inside the surface of the cylindrical tube 2 made of a solid electrolyte. In addition to the structure in which the ceramic insulating layer 5 having the heating element 7 embedded therein is laminated, the heating element 7 is embedded inside the outer surface of the cylindrical tube 2 as shown in FIG. A ceramic insulating layer 5 of alumina, spinel, forsterite, or the like is formed, and a zirconia layer 10 can be formed on the outer surface of the ceramic insulating layer 5. The zirconia layer 10 relieves stress caused by a difference in thermal expansion and a difference in firing shrinkage between the solid electrolyte and the ceramic insulating layer 5,
To minimize the thermal stress as much as possible,
This is for keeping the heat generated by the heating element 7 buried therein to prevent a sudden change in temperature of the entire oxygen sensor element.

【0030】なお、かかる構成において、発熱体7は、
図3(a)のように、セラミック絶縁層5内部に埋設で
きる他、図3(b)に示すように、ジルコニア層10中
に埋設したり、図3(c)に示すように、セラミック絶
縁層5とジルコニア層10との間に配設することもでき
る。
In this configuration, the heating element 7 is
As shown in FIG. 3A, it can be buried inside the ceramic insulating layer 5; as shown in FIG. 3B, it can be buried in the zirconia layer 10, or as shown in FIG. It can be disposed between the layer 5 and the zirconia layer 10.

【0031】いずれの場合においても、発熱体7は、円
筒管2や電極に対して直接接することなく、アルミナな
どの固体電解質性能を有さないセラミック絶縁層5を介
して配設されていることがのぞましく、円筒管2と発熱
体7間のセラミック絶縁層5の厚みは少なくとも2μm
以上であることが望ましい。
In any case, the heating element 7 is provided without being in direct contact with the cylindrical tube 2 or the electrode via the ceramic insulating layer 5 having no solid electrolyte performance such as alumina. Preferably, the thickness of the ceramic insulating layer 5 between the cylindrical tube 2 and the heating element 7 is at least 2 μm.
It is desirable that this is the case.

【0032】また、本発明においては、上記発熱体7
は、セラミック絶縁層5に設けられた開口部6の近傍に
埋設されているものであるが、この開口部6の形状とし
ては、図1では、円筒管2の側面において測定電極4が
露出するように、縦長の開口部6が設けられているが、
開口部6の形状は、円形状あるいは四角形状のいずれで
あっても構わない。
In the present invention, the heating element 7
Is buried in the vicinity of an opening 6 provided in the ceramic insulating layer 5. The shape of the opening 6 is such that the measurement electrode 4 is exposed on the side surface of the cylindrical tube 2 in FIG. As described above, the vertically long opening 6 is provided,
The shape of the opening 6 may be any of a circular shape and a square shape.

【0033】次に、図1に示した検知素子の製造方法を
図4をもとに説明する。図1の酸素センサ素子を作製す
るには、まず図4(a)に示すような円筒管12を作製
する。この円筒管12は、ジルコニア等の酸素イオン伝
導性を有するセラミック固体電解質粉末に対して、適
宜、成形用有機バインダーを添加して押出成形や、静水
圧成形(ラバープレス)あるいはプレス形成などの周知
の方法により一端が封止された直径1〜10mmの円筒
状成形体を作製することにより作製される。
Next, a method for manufacturing the sensing element shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. To manufacture the oxygen sensor element of FIG. 1, first, a cylindrical tube 12 as shown in FIG. This cylindrical tube 12 is formed by adding an organic binder for molding to a ceramic solid electrolyte powder having oxygen ion conductivity such as zirconia, etc., as appropriate, for example, extrusion molding, isostatic pressing (rubber pressing), or press forming. To produce a cylindrical molded body having a diameter of 1 to 10 mm, one end of which is sealed by the method described above.

【0034】この時、用いられる固体電解質粉末として
は、ジルコニア粉末に対して、前述したような希土類酸
化物粉末を酸化物換算で1〜30モル%の割合で添加し
た混合粉末、あるいはジルコニアと上記安定化剤との共
沈原料粉末が用いられる。
At this time, the solid electrolyte powder used may be a mixed powder obtained by adding the above-mentioned rare earth oxide powder to the zirconia powder at a ratio of 1 to 30 mol% in terms of oxide, or zirconia and the zirconia powder. Coprecipitated raw material powder with a stabilizer is used.

【0035】次に、上記固体電解質からなる円筒管12
の内面および外面に、基準電極および測定電極となるパ
ターン13、14を、白金等を含有する導電性ペースト
を用いてスラリーデッィプ法、あるいはスクリーン印
刷、パット印刷、ロール転写で形成する。この時、円筒
管12内面への印刷は、導体ペーストを充填して排出し
てして、内面全面に塗布形成してもよい。
Next, the cylindrical tube 12 made of the solid electrolyte is used.
On the inner and outer surfaces of the substrate, patterns 13 and 14 serving as reference electrodes and measurement electrodes are formed by a slurry dipping method using a conductive paste containing platinum or the like, or by screen printing, pad printing, or roll transfer. At this time, for printing on the inner surface of the cylindrical tube 12, the conductive paste may be filled and discharged, and may be applied and formed on the entire inner surface.

【0036】次に、図4(b)に示すように、開口部1
7を有し、開口部17の近傍に発熱体16が埋設された
絶縁性セラミックグリーンシート15を形成する。絶縁
性セラミックグリーンシート15は、まず、セラミック
絶縁層を形成するためのアルミナ、スピネル、フォルス
テライト、ジルコニア、ガラス等のセラミック粉末を用
いて、適宜成形用有機バインダーを添加してスラリーを
調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法、押
し出し成形法、プレス法などにより所定厚さのグリーン
シートを作製する。グリーンシートの厚みは、シートの
取り扱いの観点から50〜500μm、特に100〜3
00μmの範囲が特に好ましい。
Next, as shown in FIG.
7 and an insulating ceramic green sheet 15 in which a heating element 16 is buried near an opening 17 is formed. The insulating ceramic green sheet 15 is prepared by first using a ceramic powder such as alumina, spinel, forsterite, zirconia, or glass for forming a ceramic insulating layer, and appropriately adding a forming organic binder to prepare a slurry. Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness is produced by a doctor blade method, an extrusion molding method, a pressing method, or the like. The thickness of the green sheet is from 50 to 500 μm, especially from 100 to 3 from the viewpoint of handling of the sheet.
A range of 00 μm is particularly preferred.

【0037】その後、成形したグリーンシート表面に発
熱体16として白金粉末を含む導電性ペーストを発熱体
パターンにスクリーン印刷法、パット印刷法、ロール転
写法等により印刷した後、その上にさらにもう1枚の上
記グリーンシートを積層するか、またはセラミック粉末
のスラリーを印刷法あるいは転写法で塗布して、発熱体
16を埋設する。開口部17は、発熱体16形成後、あ
るいは形成前にパンチングなどによって形成することに
より作製される。
Then, a conductive paste containing platinum powder is printed as a heating element 16 on the surface of the formed green sheet on the heating element pattern by a screen printing method, a pad printing method, a roll transfer method, or the like, and another one is further placed thereon. The heating element 16 is embedded by stacking the above-mentioned green sheets or applying a slurry of ceramic powder by a printing method or a transfer method. The opening 17 is formed by punching or the like after or before the formation of the heating element 16.

【0038】次に、図4(c)に示すように、上記円筒
管12の表面に、上記絶縁性セラミックグリーンシート
15を巻き付けて円筒状積層体18を作製する。この
際、上記絶縁性セラミックグリーンシート15を上記円
筒管12の表面に巻き付けるには、上記絶縁性セラミッ
クグリーンシート15と円筒管12との間にアクリル樹
脂や有機溶媒などの接着剤を介在させて接着させたり、
あるいはローラ等で圧力を加えながら機械的に接着する
ことができる。
Next, as shown in FIG. 4C, the insulating ceramic green sheet 15 is wound around the surface of the cylindrical tube 12 to form a cylindrical laminate 18. At this time, in order to wind the insulating ceramic green sheet 15 around the surface of the cylindrical tube 12, an adhesive such as an acrylic resin or an organic solvent is interposed between the insulating ceramic green sheet 15 and the cylindrical tube 12. Glue it,
Alternatively, they can be mechanically bonded while applying pressure with a roller or the like.

【0039】この時、巻き付けされた絶縁性セラミック
グリーンシート15の合わせ目は、焼成時の収縮を考慮
し、シート端部同志を重ねるか、あるいは所定の間隔を
おいて接着してもよい。
At this time, the seams of the wound insulating ceramic green sheet 15 may be overlapped with each other at the end of the sheet or bonded at a predetermined interval in consideration of shrinkage during firing.

【0040】そして、上記円筒状積層体18を円筒管1
2を構成する固体電解質および絶縁性セラミックグリー
ンシート15とを同時に焼成することにより一体化する
ことができる。前記ヒータ素体15とセンサ素体12と
が一体化された焼結体を作製する。
Then, the cylindrical laminate 18 is transferred to the cylindrical tube 1.
The solid electrolyte and the insulating ceramic green sheet 15 constituting the two can be integrated by firing simultaneously. A sintered body in which the heater element 15 and the sensor element 12 are integrated is manufactured.

【0041】具体的には、固体電解質としてジルコニア
を用いた場合には、アルゴンガス等の不活性雰囲気中あ
るいは大気中1300〜1700℃で1〜10時間程度
焼成すればよい。
More specifically, when zirconia is used as the solid electrolyte, firing may be performed at 1300 to 1700 ° C. for about 1 to 10 hours in an inert atmosphere such as argon gas or the atmosphere.

【0042】なお、上記の製造方法においては、測定電
極および基準電極の形成を絶縁性セラミックグリーンシ
ート15を巻き付ける前の円筒管12に対して形成した
が、測定電極および基準電極の形成は、これに限られる
ことなく、円筒管12の表面に上記絶縁性セラミックグ
リーンシート15を巻き付けた円筒状積層体18に対し
て電極ペーストをデッィプ法、あるいはスクリーン印
刷、パット印刷、ロール転写で円筒管12の内面および
絶縁性セラミックグリーンシート15における開口部1
7内の円筒管12の表面に印刷した後、上記のような条
件で焼成してもよい。
In the above manufacturing method, the measurement electrode and the reference electrode are formed on the cylindrical tube 12 before the insulating ceramic green sheet 15 is wound. However, the present invention is not limited to this. The electrode paste is applied to the cylindrical laminate 18 by winding the insulating ceramic green sheet 15 around the surface of the cylindrical tube 12 by a dipping method, screen printing, pad printing, or roll transfer. Opening 1 in inner surface and insulating ceramic green sheet 15
After printing on the surface of the cylindrical tube 12 in 7, it may be fired under the above conditions.

【0043】さらには、測定電極および基準電極を形成
することなく、上記の方法に従い、円筒状積層体18を
作成し、これを焼成した後に、円筒管12の内面および
セラミック絶縁層における開口部17内に電極ペースト
を印刷して焼き付け処理するか、あるいはスパッタ法や
メッキ法などの薄膜法によって形成することもできる。
Further, without forming the measurement electrode and the reference electrode, a cylindrical laminated body 18 is formed according to the above-described method, and after firing, the opening 17 in the inner surface of the cylindrical tube 12 and the ceramic insulating layer is formed. The electrode paste may be printed and baked therein, or may be formed by a thin film method such as a sputtering method or a plating method.

【0044】[0044]

【実施例】本発明の検知素子の性能を確認するために以
下の実験を行なった。市販のスピネル粉末と、アルミナ
粉末と、5モル%Y23含有のジルコニア粉末と、白金
粉末をそれぞれ準備した。まず、5モル%Y23含有の
ジルコニア粉末にポリビニルアルコール溶液を添加して
坏土を作製し、押出成形により外径が約5mm、内径が
3mmの一端が封じた円筒状成形体を作製した。
EXAMPLES The following experiments were performed to confirm the performance of the sensing element of the present invention. Commercially available spinel powder, alumina powder, zirconia powder containing 5 mol% Y 2 O 3 , and platinum powder were prepared. First, a polyvinyl alcohol solution is added to zirconia powder containing 5 mol% Y 2 O 3 to prepare a kneaded material, and a cylindrical molded body having an outer diameter of about 5 mm and an inner diameter of 3 mm sealed at one end by extrusion molding. did.

【0045】また、スピネル粉末にポリビニルアルコー
ル溶液を加えてスラリーを作製し、約200μmのグリ
ーンシートを作製した。このスピネル粉末からなるグリ
ーンシートに開口部をパンチングによって形成した後、
その開口部の近傍に白金粉末を含む導体ペーストを発熱
体パターン状にスクリーン印刷した後、その上に、さら
にスピネル粉末を塗布し発熱体を埋設したヒータ素体を
作製した。
A slurry was prepared by adding a polyvinyl alcohol solution to the spinel powder, and a green sheet of about 200 μm was prepared. After forming an opening in a green sheet made of this spinel powder by punching,
A conductor paste containing platinum powder was screen-printed in the vicinity of the opening in the form of a heating element pattern, and then a spinel powder was further applied thereon to produce a heater element in which the heating element was embedded.

【0046】次に、上記の円筒状のセンサ素体の表面
に、接着剤としてアクリル系樹脂を用いて上記ヒータ素
体を巻き付け円筒状積層体を作製した。その後、この円
筒状積層体を大気中にて、1500℃で2時間焼成し、
焼成一体化した。
Next, the heater element was wound around the surface of the cylindrical sensor element using an acrylic resin as an adhesive to form a cylindrical laminate. Thereafter, the cylindrical laminate is fired in the air at 1500 ° C. for 2 hours,
Fired and integrated.

【0047】その後、円筒管の開口部内の表面と、円筒
管の内面全面に白金からなる多孔質の基準電極および測
定電極を無電解メッキによって2μmの厚さが形成し
た。
Thereafter, a porous reference electrode and a measuring electrode made of platinum were formed by electroless plating to a thickness of 2 μm on the surface inside the opening of the cylindrical tube and the entire inner surface of the cylindrical tube.

【0048】その後、開口部内の測定電極の表面に、プ
ラズマ溶射によりスピネルからなる気孔率が30%のセ
ラミック保護層を200μmの厚みで形成して図1に示
すような理論空燃比センサを作製した。
Then, a ceramic protective layer made of spinel and having a porosity of 30% and having a porosity of 200 μm was formed on the surface of the measurement electrode in the opening by plasma spraying to produce a stoichiometric air-fuel ratio sensor as shown in FIG. .

【0049】この実験例に使用する酸素センサ素子は外
径3.9mm、内径1.6mmの円筒形とした。なお、
測定電極の長手方向の長さL1は、4.3mm、幅は
7.0mmとした。そして発熱部は、測定電極の前後に
所定の有効長さL2で有効幅が7.0mmの範囲で異な
る複数の酸素センサ素子を作製した。また、比較例とし
て図5に示したように、発熱部を測定電極の両側面に形
成した酸素センサ素子も作製した。
The oxygen sensor element used in this experimental example was cylindrical with an outer diameter of 3.9 mm and an inner diameter of 1.6 mm. In addition,
The length L1 in the longitudinal direction of the measurement electrode was 4.3 mm, and the width was 7.0 mm. Then, a plurality of oxygen sensor elements having different effective widths within a range of 7.0 mm were prepared before and after the measurement electrode. Further, as a comparative example, as shown in FIG. 5, an oxygen sensor element in which heat generating portions were formed on both side surfaces of the measurement electrode was also manufactured.

【0050】各酸素センサ素子の発熱体に対して常温で
の端子電極間に一定電圧14Vを印加し、検知部の温度
が700℃に達するまでの昇温時間と、消費電力、並び
に検知素子に発生する熱応力を有限要素法によって求
め、結果を表1に示した。
A constant voltage of 14 V is applied to the heating element of each oxygen sensor element between the terminal electrodes at room temperature, and the temperature rise time until the temperature of the detecting section reaches 700 ° C., power consumption, and The generated thermal stress was determined by the finite element method, and the results are shown in Table 1.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】発熱部を電極の両側面に形成した試料N
o.6では、181MPaの熱応力が発生するのに対し
て、発熱部を電極前後に形成することによって、熱応力
を低減できることがわかる。特に、L2/L1比が大き
くなるほど発生熱応力が小さく成る反面、昇温時間が長
くなることがわかる。表1の結果ではL2/L1比が
1.2〜2の範囲で、消費電力10W、熱応力120M
Pa以下、昇温時間13sec以下の良好な結果が得ら
れた。
Sample N in which heating portions were formed on both sides of the electrode
o. In the case of No. 6, a thermal stress of 181 MPa is generated, but it can be seen that the thermal stress can be reduced by forming the heat generating portion before and after the electrode. In particular, it can be seen that the higher the L2 / L1 ratio, the lower the generated thermal stress, but the longer the temperature rise time. The results in Table 1 show that when the L2 / L1 ratio is in the range of 1.2 to 2, the power consumption is 10 W and the thermal stress is 120 M.
Good results were obtained with a temperature of not more than Pa and a temperature rise time of not more than 13 seconds.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上の様に、本発明のセンサ素子のヒー
タ構造によれば、上記ヒータパターンを測定電極の前後
に並列接続して配置したことによって、急速加熱時であ
っても、センサ素子の強度を維持した状態で、センシン
グ部の均熱性を保持し、正確に酸素濃度を検出できる。
As described above, according to the heater structure of the sensor element of the present invention, the above heater pattern is arranged in parallel before and after the measuring electrode, so that the sensor element can be heated even during rapid heating. In the state where the intensity is maintained, the temperature uniformity of the sensing unit is maintained, and the oxygen concentration can be accurately detected.

【0054】[0054]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の検知素子の一例として酸素センサ素子
の概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an oxygen sensor element as an example of a detection element of the present invention.

【図2】図1の酸素センサ素子における測定電極と発熱
部との関係を説明するための概略平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a relationship between a measurement electrode and a heating unit in the oxygen sensor element of FIG.

【図3】図1の酸素センサ素子における発熱部の種々の
配置構造を説明するための要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part for describing various arrangement structures of heat generating parts in the oxygen sensor element of FIG. 1;

【図4】図1の酸素センサ素子を製造するための工程図
である。
FIG. 4 is a process chart for manufacturing the oxygen sensor element of FIG.

【図5】従来のヒータ一体型の酸素センサ素子の全体構
造を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the overall structure of a conventional heater-integrated oxygen sensor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・酸素センサ素子(検知素子) 2・・・円筒状基体 3・・・基準電極 4・・・測定電極 5・・・セラミック絶縁層 6・・・開口部 7・・・発熱体 7a 前部発熱部 7b 後部発熱部 8 引き出し線 9 端子電極 10 折り返し部 11 並列接続点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oxygen sensor element (detection element) 2 ... Cylindrical base 3 ... Reference electrode 4 ... Measuring electrode 5 ... Ceramic insulating layer 6 ... Opening 7 ... Heating element 7a Front heating part 7b Rear heating part 8 Lead wire 9 Terminal electrode 10 Folding part 11 Parallel connection point

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】円筒状基体の外表面または内部に検知電極
が形成され、且つ該検知電極の周囲に前記検知電極を加
熱するための発熱体が埋設された発熱部を具備してなる
検知素子において、前記発熱部を前記検知電極の前記基
体の円筒軸方向における前後に配置したことを特徴とす
る検知素子。
1. A sensing element comprising: a detection electrode formed on an outer surface or inside of a cylindrical base; and a heating section having a heating element embedded around the detection electrode for heating the detection electrode. 3. The sensing element according to claim 1, wherein the heat generating portion is disposed before and after the sensing electrode in the cylinder axis direction of the base.
【請求項2】前記検知電極前後のそれぞれの発熱部が、
複数の折り返し部を有する直列接続された発熱パターン
によって構成されており、前記折り返し部が、円筒軸方
向における検知電極側端部および該検知電極側端部の反
対側端部にそれぞれ存在ことを特徴とする請求項1記載
の検知素子。
2. A heat generating part before and after the detection electrode,
It is constituted by a series-connected heating pattern having a plurality of folded portions, wherein the folded portions are respectively provided at a detection electrode side end in a cylindrical axis direction and an end opposite to the detection electrode side end. The sensing element according to claim 1, wherein
【請求項3】前記検知電極の前部に配置された前部発熱
部と、前記検知電極の後部に配置された後部発熱部と
が、並列接続され、同一電源から給電される請求項1記
載の検知素子。
3. A heat generating portion disposed in front of the detection electrode and a rear heat generating portion disposed in a rear portion of the detection electrode are connected in parallel and supplied with power from the same power supply. Sensing element.
【請求項4】前記一方の並列接続点から他方の並列接続
点までの前部発熱部と後部発熱部との各発熱パターンの
長さが実質的に同一であることを特徴とする請求項3記
載の検知素子。
4. The heating pattern of the front heating section and the rear heating section from the one parallel connection point to the other parallel connection point are substantially the same in length. The sensing element as described in the above.
【請求項5】前記発熱部の円筒軸方向の有効長さが前記
検知電極の有効長さの1.2〜2倍であることを特徴と
する請求項1記載の検知素子。
5. The sensing element according to claim 1, wherein the effective length of the heat generating portion in the cylindrical axis direction is 1.2 to 2 times the effective length of the sensing electrode.
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