JP2006084335A - Concentration cell type oxygen sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、高純度の窒素雰囲気中の残存酸素濃度の監視用などに用いられる濃淡電池式酸素センサに関するものである。 The present invention relates to a concentration cell type oxygen sensor used, for example, for monitoring a residual oxygen concentration in a high purity nitrogen atmosphere.
従来、工業用窒素発生器から発生する高純度の窒素中に含まれる残存酸素濃度から窒素発生器の性能低下を常時監視する用途や、半導体露光装置で純窒素をパージした時の残存酸素濃度から露光性能の低下を常時監視する用途などに酸素センサが利用されている。高純度の窒素中の残存酸素濃度の監視用としては、大気を参照ガスとしたジルコニア濃淡電池式センサやジルコニア限界電流式酸素センサが用いられている。 Conventionally, from the residual oxygen concentration contained in the high-purity nitrogen generated from industrial nitrogen generators, the application of constantly monitoring the performance degradation of the nitrogen generator, and the residual oxygen concentration when purging pure nitrogen with a semiconductor exposure device Oxygen sensors are used for applications such as constantly monitoring for deterioration in exposure performance. For monitoring the residual oxygen concentration in high purity nitrogen, a zirconia concentration cell type sensor or a zirconia limit current type oxygen sensor using the atmosphere as a reference gas is used.
図2は、従来の濃淡電池式酸素センサを示す概略断面図である。
この濃淡電池式酸素センサ100では、円板状の固体電解質板101と、中央部に凹部103が形成された円板状の封止体102とが対向配置されている。また、固体電解質板101と封止体102との間は、円環状の封止材104によって気密に封止されている。そして、固体電解質板101および封止体102で形成される密封空間内には、参照電極105をなす金属−金属酸化物(以下、「M−MO」と略記することもある。)が充填されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a conventional concentration cell type oxygen sensor.
In this concentration cell
固体電解質板101の参照電極105と接する面とは反対の面には、電極106が設けられている。また、電極106には、リード線108が接続されている。一方、固体電解質板101の参照電極105と接する面にも、リード線109が接続されている。このリード線109は、封止材104を気密に貫通して、濃淡電池式酸素センサ100の内部から外部に引き出されている。また、封止体102の参照電極105と接する面とは反対の面には、ヒータ107がパターン形成されている。さらに、ヒータ107には、リード線110が接続されている(例えば、特許文献1参照。)。
An
この濃淡電池式酸素センサ100では、封止体102の厚みが厚すぎるため、熱伝導性に劣るので、ヒータ107からの熱が伝わり難く、ヒータ107の消費電力が大きくなるという欠点がある。また、濃淡電池式酸素センサ100全体の均熱性も悪く、参照電極105が均一に所定の温度にならないため、参照電極105の内部における標準酸素分圧を、精度良く所定の分圧に設定することができないので、酸素濃度を精度良く測定できないという欠点がある。
In this concentration cell
また、図3に示すように、封止体102の厚みが薄すぎると、凹部103も小さくなり、この凹部103内に充填されるM−MOの量が少なくなるので、濃淡電池式センサ100は早期に機能しなくなるおそれがある。なぜならば、M−MOの充填量が少ないと、M−MOのうちの金属の全てが早期に酸化して金属酸化物になってしまい、M−MOの平衡状態が損なわれてしまうからである。
In addition, as shown in FIG. 3, when the thickness of the
この濃淡電池式酸素センサ100では、図4に示すように、封止体102に形成された凹部103の内容積が大きすぎると、この凹部103内に充填されたM−MOからなる参照電極105の熱伝導性が悪くなり、参照電極105が均一に所定の温度にならない。よって、参照電極105の内部における標準酸素分圧を、精度良く所定の分圧に設定することができないので、酸素濃度を精度良く測定できないという欠点がある。
In this concentration cell
さらに、図5に示すように、封止体102に形成された凹部103の内容積が小さすぎると、この凹部103内に充填されるM−MOの量が少なくなるので、濃淡電池式センサ100は早期に機能しなくなるおそれがある。なぜならば、M−MOの充填量が少ないと、M−MOのうちの金属の全てが早期に酸化して金属酸化物になってしまい、M−MOの平衡状態が損なわれてしまうからである。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、小型化が可能、かつ、測定精度および長期安定性に優れた濃淡電池式酸素センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a concentration cell type oxygen sensor that can be miniaturized and has excellent measurement accuracy and long-term stability.
本発明は、上記課題を解決するために、固体電解質板と、該固体電解質板と対向するように配置され、中央部に凹部が形成された封止体と、前記固体電解質板と前記封止体との間を封止する環状の封止材と、前記固体電解質板により前記封止体の凹部が密封されてなる密封空間内に充填された金属−金属酸化物からなる参照電極と、該参照電極から前記密封空間の外部に延びるリード線と、前記固体電解質板の前記参照電極と接する面とは反対の面に設けられた電極と、前記封止体の前記参照電極と接する面とは反対の面に設けられたヒータと、を備えた濃淡電池式酸素センサであって、前記凹部の内容積は1mm3以上、10mm3以下である濃淡電池式酸素センサを提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a solid electrolyte plate, a sealing body that is disposed so as to face the solid electrolyte plate, and has a recess formed in the center, the solid electrolyte plate, and the sealing An annular sealing material that seals between the body, a reference electrode made of a metal-metal oxide filled in a sealed space formed by sealing a concave portion of the sealing body with the solid electrolyte plate, A lead wire extending from the reference electrode to the outside of the sealed space, an electrode provided on a surface opposite to the surface in contact with the reference electrode of the solid electrolyte plate, and a surface in contact with the reference electrode of the sealing body A concentration cell type oxygen sensor comprising a heater provided on the opposite surface, wherein the inner volume of the recess is 1 mm 3 or more and 10 mm 3 or less.
上記構成の濃淡電池式酸素センサにおいて、前記凹部の深さは0.2mm以上、1mm以下であることが好ましい。
また、前記凹部の深さは0.5mm以上、0.8mm以下であることがより好ましい。
In the concentration cell oxygen sensor having the above configuration, the depth of the recess is preferably 0.2 mm or more and 1 mm or less.
The depth of the recess is more preferably 0.5 mm or more and 0.8 mm or less.
本発明の濃淡電池式酸素センサによれば、封止体に形成された凹部の内容積が1mm3以上、10mm3以下であるから、凹部内には適量の金属−金属酸化物が充填されるから、金属−金属酸化物の平衡状態が適正に保たれ、濃淡電池式センサは長期間安定に機能する。また、参照電極の均熱性が向上するから、参照電極の内部における標準酸素分圧を、精度良く所定の分圧に設定することができるようになり、酸素濃度の測定精度が向上する。
また、凹部の深さを0.2mm以上、1mm以下とすれば、凹部内に適量の金属−金属酸化物を充填することができるとともに、凹部内に充填された金属−金属酸化物からなる参照電極全体に熱が伝わり易くなるため、均熱性をより向上することができる。
したがって、本発明の濃淡電池式酸素センサによれば、酸素濃度の測定精度に優れ、長期安定性に優れるとともに、小型化、省電力化された濃淡電池式酸素センサを実現することができる。
According to the concentration cell type oxygen sensor of the present invention, since the internal volume of the recess formed in the sealing body is 1 mm 3 or more and 10 mm 3 or less, the recess is filled with an appropriate amount of metal-metal oxide. Therefore, the equilibrium state of the metal-metal oxide is maintained properly, and the concentration cell type sensor functions stably for a long time. In addition, since the temperature uniformity of the reference electrode is improved, the standard oxygen partial pressure inside the reference electrode can be accurately set to a predetermined partial pressure, and the measurement accuracy of the oxygen concentration is improved.
Further, when the depth of the recess is 0.2 mm or more and 1 mm or less, the recess can be filled with an appropriate amount of metal-metal oxide, and the reference is made of the metal-metal oxide filled in the recess. Since heat is easily transmitted to the entire electrode, the thermal uniformity can be further improved.
Therefore, according to the concentration cell type oxygen sensor of the present invention, it is possible to realize a concentration cell type oxygen sensor which is excellent in measuring accuracy of oxygen concentration, excellent in long-term stability, and reduced in size and power.
以下、本発明を実施した濃淡電池式酸素センサについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a concentration cell type oxygen sensor embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る濃淡電池式酸素センサの一実施形態を示す概略断面図である。
図1中、符号10は濃淡電池式酸素センサ、11は固体電解質板、12は封止体、13は凹部、14は封止材、15は参照電極、16は電極、17はヒータ、18は第一のリード線、19は第二のリード線、20は第三のリード線をそれぞれ表している。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a concentration cell oxygen sensor according to the present invention.
In FIG. 1,
この実施形態の濃淡電池式酸素センサ10は、固体電解質板11と、封止体12と、封止材14と、参照電極15と、電極16と、ヒータ17と、第一のリード線18と、第二のリード線19と、第三のリード線20とから概略構成されている。
The concentration cell
この濃淡電池式酸素センサ10では、円板状の固体電解質板11と、中央部に円形状の凹部13が形成された円板状の封止体12とが対向配置されている。また、固体電解質板11と封止体12との間は、円環状の封止材14によって気密に封止されている。そして、固体電解質板11および封止体12で形成される密封空間(凹部13)内には、参照電極15をなす金属−金属酸化物が充填されている。
In this concentration cell
固体電解質板11の参照電極15と接する面とは反対の面には、電極16が設けられている。また、電極16には、第一のリード線18が接続されている。一方、固体電解質板11の参照電極15と接する面にも、第二のリード線19が接続されている。この第二のリード線19は、封止材14を気密に貫通して、濃淡電池式酸素センサ10の内部から外部に引き出されている。また、封止体12の参照電極15と接する面とは反対の面には、ヒータ17がパターン形成されている。さらに、ヒータ17には、第三のリード線20が接続されている
An
この濃淡電池式酸素センサ10では、封止体12に形成された凹部13の内容積が1mm3以上、10mm3以下となっている。
凹部13の内容積が1mm3未満では、凹部13内に充填されるM−MOの量が少なくなり、M−MOのうちの金属の全てが早期に酸化して金属酸化物になってしまい、M−MOの平衡状態が損なわれてしまうので、濃淡電池式センサ10は早期に機能しなくなるおそれがある。一方、凹部13の内容積が10mm3を超えると、この凹部13内に充填されたM−MOからなる参照電極15が大きくなりすぎて、参照電極15の熱伝導性が悪くなり、均一に所定の温度にならない。したがって、参照電極15の内部における標準酸素分圧を、精度良く所定の分圧に設定することができないので、酸素濃度を精度良く測定することができないという欠点がある。また、参照電極15が大きくなりすぎると、濃淡電池式酸素センサ10を小型化することができない上に、省電力化することもできない。
In the concentration cell
If the inner volume of the
また、凹部13の深さは0.2mm以上、1mm以下が好ましく、0.5mm以上、0.8mm以下がより好ましい。
凹部13の深さが0.2mm未満では、凹部13内に充填されるM−MOの量が少なくなり、M−MOのうちの金属の全てが早期に酸化して金属酸化物になってしまい、M−MOの平衡状態が損なわれてしまうので、濃淡電池式センサ10は早期に機能しなくなるおそれがある。一方、凹部13の深さが1mmを超えると、この凹部13内に充填されたM−MOからなる参照電極15が大きくなりすぎて、参照電極15の熱伝導性が悪くなり、均一に所定の温度にならない。
The depth of the
If the depth of the
さらに、凹部13の形状が固体電解質板11と対向する面から見て円形状である場合、凹部13の直径は2.5mm以上、5mm以下であることが好ましい。
Furthermore, when the shape of the
また、濃淡電池式酸素センサ10を小型化、省電力化するためには、封止体12を出来る限り小さくすることが望ましいが、濃淡電池式酸素センサ10の均熱性を確保し、参照電極15をなすM−MOの凹部13への充填量を十分なものとするためには、封止体12の形状が円板状である場合、封止体12の外径は5mm以上、10mm以下が好ましく、封止体12の厚みは0.5mm以上、1.5mm以下が好ましい。
In order to reduce the size and power consumption of the concentration cell
固体電解質板11としては、円板状のジルコニア板が挙げられる。
固体電解質板11をなすジルコニアとしては、イオン伝導性に優れることから、イットリウム酸化物を8mol%含むジルコニア(ZrO2−8mol%Y2O3)からなるものが望ましい。なお、固体電解質板11としては、ジルコニアに酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)などの無機ドーパントを添加して、酸素イオン伝導のための空格子点を形成するようにしたものも用いることができる。
Examples of the
The zirconia forming the
封止体12としては、円板状のジルコニア板が挙げられる。
封止体12をなすジルコニアとしては、固体電解質板11と耐熱性および線膨張特性が概略等しく、かつ加工性に富む、イットリウム酸化物を2mol%〜4mol%含むジルコニア(ZrO2−2〜4mol%Y2O3)からなるものが望ましい。
Examples of the sealing
The zirconia forming the sealing
封止材14をなす材質としては、密封性と接着性を兼ね備えたガラスなどが挙げられる。
Examples of the material forming the sealing
参照電極15をなす材質としては、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)などの一部を酸化してなり、Pd−PdO、Cu−Cu2O、Pb−PbO、Ni−NiO、Co−CoOなどからなる金属−金属酸化物が挙げられる。
As a material forming the
電極16をなす材質としては、白金などの金属が挙げられる。
ヒータ17をなす材質としては、白金などの金属が挙げられる。
Examples of the material forming the
Examples of the material forming the
第一のリード線18、第二のリード線19および第三のリード線20としては、白金からなるリード線が挙げられる。
Examples of the
次に、図1を参照して、この実施形態の濃淡電池式酸素センサの製造方法について説明する。
まず、ジルコニアからなる固体電解質板11を作製する。
固体電解質板11は、例えば、ジルコニアからなる直径10mmの棒状体を、厚み約0.2mmに切断して円板状のジルコニア板とし、この円板状のジルコニア板を研磨によって厚みを調整することにより得られる。
Next, with reference to FIG. 1, the manufacturing method of the concentration cell type | mold oxygen sensor of this embodiment is demonstrated.
First, the
The
次いで、作製された固体電解質板11上に、例えば、白金ペーストを塗布し、この白金ペーストを所定の温度で焼成して、白金からなる電極16を形成する。
Next, for example, a platinum paste is applied onto the produced
次いで、電極16に白金などからなる第一のリード線18を接続する。
Next, a
次いで、固体電解質板11の電極16が形成された面とは反対の面に、第二のリード線19を接続する。
Next, the
また、上記一連の工程とは別に、円板状の封止体12の一方の面の中央部に、通常のセラミックスのざぐり加工に用いられる加工冶具により、所定の内容積および深さの凹部13を形成する。
In addition to the series of steps described above, a
次いで、封止体12の凹部13が形成された面とは反対の面に、白金からなるヒータ17をパターン形成する。ヒータ17は、封止体12の凹部13が形成された面とは反対の面に絶縁用ガラス膜を積層した後、例えば、白金ペーストを所定のパターン状に塗布し、焼成して形成する。
Next, a
次いで、封止体12の凹部13内に、参照電極15を形成するための金属粉末を充填する。金属粉末には、必要に応じて、安定化ジルコニアの粉末を配合してもよい。
Next, a metal powder for forming the
次いで、封止体12の凹部13が形成された面の周縁部に、ガラスからなる円環状の封止材14を、約1000℃の温度で融着することにより、封止体12上に封止材14を積層する。
Next, an
なお、この時、封止体12の側面または封止材14の側面に第二のリード線19を挿入することができる程度の溝を設けておき、第二のリード線19をこの溝に挿通した状態で、封止体12上に封止材14を積層する。
At this time, a groove is provided on the side surface of the sealing
次いで、固体電解質板11を、この封止材14が積層された封止体12に重ね合わせて、凹部13を封止して、金属粉末を密封することにより、固体電解質板11、封止体12、封止材14および参照電極用の金属粉末からなる積層体が得られる。この金属粉末の封止処理では、封止材14を約1000℃に加熱して、固体電解質板11を封止材14に融着する。
Next, the
次いで、白金などからなる第三のリード線21をヒータ17に接続する。
最後に、上記の積層体を、濃淡電池式酸素センサの作動温度まで加熱することにより、この積層体内に密封された金属粉末は、その一部が酸化してM−MOからなる参照電極15となり、一定の酸素分圧で安定し、濃淡電池式酸素センサ10が得られる。
Next, the third lead wire 21 made of platinum or the like is connected to the
Finally, by heating the above laminate to the operating temperature of the concentration cell type oxygen sensor, the metal powder sealed in the laminate is partially oxidized to become the
なお、参照電極用の金属粉末を濃淡電池式酸素センサの作動温度まで加熱することにより、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)などの金属粉末の一部が酸化して、Pd−PdO、Cu−Cu2O、Pb−PbO、Ni−NiO、Co−CoOなどからなる参照電極15が形成される。
In addition, metals such as palladium (Pd), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), cobalt (Co) are heated by heating the metal powder for the reference electrode to the operating temperature of the concentration cell type oxygen sensor. Part of the powder is oxidized to form a
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with experimental examples, but the present invention is not limited to the following experimental examples.
(実験例1)
図1に示すような濃淡電池式酸素センサを作製した。
この濃淡電池式酸素センサでは、円板状の封止体の外径を6mm、厚みを1.5mmとした。また、封止体に形成した凹部の直径を3mmとし、深さを0.1mmとした。
凹部内に充填した参照電極用の金属粉末をパラジウム粉末とした。
得られた濃淡電池式酸素センサにおいて、凹部の内容積を算出した。結果を表1に示す。
また、得られた濃淡電池式酸素センサを用いて、酸素濃度測定を1000時間行い、この間に固体電解質板に発生する起電力を測定した。この酸素濃度測定において温度を450℃に設定し、測定する酸素濃度を30ppmとした。結果を表1に示す。
さらに、酸素濃度測定において、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。酸素濃度30ppmを検知した際に、固体電解質板に生じる起電力の理論値は48.3mVである。そこで、評価の基準を、起電力が45mV以上、51mV以下の場合に○、起電力が42mV以上、54mV以下の場合に△、起電力が42mV未満、54mVを超える場合に×とした。結果を表1に示す。
(Experimental example 1)
A concentration cell type oxygen sensor as shown in FIG. 1 was produced.
In this concentration cell type oxygen sensor, the outer diameter of the disk-shaped sealing body was 6 mm and the thickness was 1.5 mm. Moreover, the diameter of the recessed part formed in the sealing body was 3 mm, and the depth was 0.1 mm.
The metal powder for the reference electrode filled in the recess was palladium powder.
In the obtained concentration cell type oxygen sensor, the internal volume of the recess was calculated. The results are shown in Table 1.
Moreover, using the obtained concentration cell type oxygen sensor, the oxygen concentration was measured for 1000 hours, and the electromotive force generated in the solid electrolyte plate during this time was measured. In this oxygen concentration measurement, the temperature was set to 450 ° C., and the measured oxygen concentration was 30 ppm. The results are shown in Table 1.
Furthermore, in the oxygen concentration measurement, the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. When an oxygen concentration of 30 ppm is detected, the theoretical value of the electromotive force generated in the solid electrolyte plate is 48.3 mV. Therefore, the evaluation criteria were “◯” when the electromotive force was 45 mV or more and 51 mV or less, “Δ” when the electromotive force was 42 mV or more and 54 mV or less, and “X” when the electromotive force was less than 42 mV or more than 54 mV. The results are shown in Table 1.
(実験例2)
封止体に形成した凹部の深さを0.2mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表1に示す。
(Experimental example 2)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the depth of the recess formed in the sealing body was 0.2 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 1.
(実験例3)
封止体に形成した凹部の深さを0.5mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表1に示す。
(Experimental example 3)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the depth of the recess formed in the sealing body was 0.5 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 1.
(実験例4)
封止体に形成した凹部の深さを1.0mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表1に示す。
(Experimental example 4)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the depth of the recess formed in the sealing body was 1.0 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 1.
(実験例5)
封止体に形成した凹部の深さを1.3mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表1に示す。
(Experimental example 5)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1, except that the depth of the recess formed in the sealing body was 1.3 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、凹部の深さを0.2mm〜1.0mmとし、かつ、凹部の内容積を1.4mm3〜7mm3とした濃淡電池式酸素センサにおいて、実用可能な測定精度を示すことが確認された。 The results in Table 1, the depth of the recess and 0.2 mm to 1.0 mm, and, in the concentration cell type oxygen sensor in which the internal volume of the recess and 1.4mm 3 ~7mm 3, showing a practical measuring accuracy It was confirmed.
(実験例6)
封止体に形成した凹部の直径を4mmとし、深さを0.5mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表2に示す。
(Experimental example 6)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the diameter of the recess formed in the sealing body was 4 mm and the depth was 0.5 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 2.
(実験例7)
封止体に形成した凹部の直径を4mmとし、深さを0.8mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表2に示す。
(Experimental example 7)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1, except that the diameter of the recess formed in the sealing body was 4 mm and the depth was 0.8 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 2.
(実験例8)
封止体に形成した凹部の直径を4mmとし、深さを1.0mmとした以外は実験例1と同様にして、濃淡電池式酸素センサを作製した。
また、実験例1と同様にして、凹部の内容積を算出し、固体電解質板に発生する起電力を測定し、濃淡電池式酸素センサの測定精度を評価した。結果を表2に示す。
(Experimental example 8)
A concentration cell type oxygen sensor was produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the diameter of the recess formed in the sealing body was 4 mm and the depth was 1.0 mm.
Further, in the same manner as in Experimental Example 1, the inner volume of the recess was calculated, the electromotive force generated in the solid electrolyte plate was measured, and the measurement accuracy of the concentration cell type oxygen sensor was evaluated. The results are shown in Table 2.
表2の結果から、凹部の深さを0.5mm〜0.8mmとし、かつ、凹部の内容積を6.3mm3〜10mm3とした濃淡電池式酸素センサにおいて、実用可能な測定精度を示すことが確認された。 The results in Table 2, the depth of the recess and 0.5 mm to 0.8 mm, and, in the concentration cell type oxygen sensor the internal volume of the recess was 6.3 mm 3 to 10 mm 3, showing a practical measuring accuracy It was confirmed.
本発明の濃淡電池式酸素センサは、工業用窒素発生装置から発生する高純度窒素中の酸素濃度の測定や、半導体露光装置の純窒素パージ後の残存酸素濃度の測定だけでなく、自動車の排ガス中の酸素濃度の測定や、燃焼装置の排ガス中の酸素濃度の測定など、幅広い分野における酸素濃度の測定に供される濃淡電池式酸素センサとしても適用可能である。 The concentration cell type oxygen sensor of the present invention is not only used for measuring oxygen concentration in high-purity nitrogen generated from industrial nitrogen generators or measuring residual oxygen concentration after pure nitrogen purge of semiconductor exposure equipment, but also for exhaust gas from automobiles. It can also be applied as a concentration cell type oxygen sensor used for measuring oxygen concentration in a wide range of fields, such as measurement of oxygen concentration in the exhaust gas and measurement of oxygen concentration in the exhaust gas of the combustion apparatus.
10・・・濃淡電池式酸素センサ、11・・・固体電解質板、12・・・封止体、13・・・凹部、14・・・封止材、15・・・参照電極、16・・・電極、17・・・ヒータ、18・・・第一のリード線、19・・・第二のリード線、20・・・第三のリード線。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記凹部の内容積は1mm3以上、10mm3以下であることを特徴とする濃淡電池式酸素センサ。 A solid electrolyte plate, a sealing body disposed so as to face the solid electrolyte plate and having a recess formed in the center thereof, and an annular seal that seals between the solid electrolyte plate and the sealing body A reference electrode made of a metal-metal oxide filled in a sealed space formed by sealing a recess of the sealing body with the solid electrolyte plate, and a lead wire extending from the reference electrode to the outside of the sealed space And an electrode provided on a surface opposite to the surface in contact with the reference electrode of the solid electrolyte plate, and a heater provided on a surface opposite to the surface in contact with the reference electrode of the sealing body. A concentration cell oxygen sensor,
The concentration cell-type oxygen sensor according to claim 1, wherein an inner volume of the recess is 1 mm 3 or more and 10 mm 3 or less.
The concentration cell type oxygen sensor according to claim 1, wherein the depth of the recess is 0.5 mm or more and 0.8 mm or less.
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JP2010054233A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Japan Atomic Energy Agency | Oxygen concentration sensor, method for forming the same and method for measuring concentration of oxygen in high-temperature and high-pressure water |
CN110088608A (en) * | 2016-12-15 | 2019-08-02 | 松下知识产权经营株式会社 | Hydrogen detection device, fuel cell car, hydrogen leakage monitoring self system, compound sensor module, hydrogen detection method and program |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010054233A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Japan Atomic Energy Agency | Oxygen concentration sensor, method for forming the same and method for measuring concentration of oxygen in high-temperature and high-pressure water |
CN110088608A (en) * | 2016-12-15 | 2019-08-02 | 松下知识产权经营株式会社 | Hydrogen detection device, fuel cell car, hydrogen leakage monitoring self system, compound sensor module, hydrogen detection method and program |
CN110088608B (en) * | 2016-12-15 | 2021-06-08 | 新唐科技日本株式会社 | Hydrogen detection device, fuel cell vehicle, hydrogen leakage monitoring system, composite sensor module, hydrogen detection method, and program recording medium |
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