JP2017223619A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
被測定ガスを導入するガス導入口を有し、該ガス導入口から内部に流入した該被測定ガスの所定のガス濃度を検出可能なセンサ素子と、
前記センサ素子の先端及び前記ガス導入口が内部に配置されるセンサ素子室を内側に有し、該センサ素子室への入口である1以上の素子室入口が配設された内側保護カバーと、
前記被測定ガスの外部からの入口である1以上の外側入口が配設され、前記内側保護カバーの外側に配設された外側保護カバーと、
を備え、
前記外側保護カバー及び前記内側保護カバーは、両者の間の空間として、前記外側入口と前記素子室入口との間の被測定ガスの流路の少なくとも一部である第1ガス室を形成しており、
前記内側保護カバーは、該素子室入口のうち前記第1ガス室側の開口部である第1外側開口部と、前記センサ素子の後端から前記先端に向かう方向を先端方向として、該素子室入口のうち前記センサ素子室側の開口部であり該第1外側開口部よりも該先端方向に位置する素子側開口部と、該素子室入口のうち該第1外側開口部から該素子側開口部までの前記被測定ガスの経路の途中と前記第1ガス室側とを連通させて前記外側入口から前記第1外側開口部を経由した前記ガス導入口までの被測定ガスの最短経路よりも短い経路が存在するように配設された第2外側開口部と、を有する前記素子室入口を形成している、
ものである。
図12,13に示したように外側入口144aが6個の横孔144bと6個の縦孔144cとを有し、外側出口147aが側部146aに形成された3個の横孔147b及び3個の縦孔147cを有する点、及び素子室入口127が第2外側開口部128bを備えない点以外は、図3〜7に示したガスセンサ100を実験例1とした。具体的には、内側保護カバー130の第1部材131は、板厚が0.3mm、軸方向長さが10.2mm、大径部132の軸方向長さが1.8mm、大径部132の外径が14.4mm、第1円筒部134の軸方向長さが8.4mm、第1円筒部134の内径が7.88mmとした。第2部材135は、板厚が0.3mm、軸方向長さが11.5mm、第2円筒部136の軸方向長さが4.5mm、第2円筒部136の内径が9.7mm、先端部138の軸方向長さが4.9mm、先端部138の底面の径が3.0mmとした。素子室入口127に関して、距離A1は0.59mm、距離A2は2.1mm、距離A3は3.1mm、距離A4,A5,A7はいずれも0.61mm、距離L1は4mmとした。素子室出口138aの径は1.5mmとした。外側保護カバー140は、板厚が0.4mm、軸方向長さが24.35mm、大径部142の軸方向長さが5.85mm、大径部142の外径が15.2mm、胴部143の軸方向長さが8.9mm(胴部143の上端から段差部143bの上面までの軸方向長さが8.5mm)、胴部143の外径が14.6mm、先端部146の軸方向長さが9.6mm、先端部146の外径が8.7mmとした。外側入口144aは、径1mmの横孔144bを6個、径1mmの縦孔144cを6個、それぞれ交互に等間隔(隣接する孔のなす角が30°)に形成した。外側出口147aは、径1mmの横孔147bを3個、径1mmの縦孔147cを3個、それぞれ交互に等間隔(隣接する孔のなす角が60°)に形成した。保護カバー120の材質は、SUS301Sとした。また、ガスセンサ100のセンサ素子110は、幅(図4における左右長さ)が4mm、厚さ(図4における上下長さ)が1.5mmとした。多孔質保護層110aはアルミナ多孔質体とし、厚さは400μmとした。第1最短経路長P1は11.7mmとした。
図3〜11に示したガスセンサ100を実験例2とした。実験例2では、外側入口144aは横孔144bを備えず、縦孔144cの径は実験例1と同じ1mmとした。実験例2では、外側出口147aは横孔147bを備えず、縦孔147cの径は実験例1と同じ1mmとした。第1外側開口部128aと縦孔144cとの距離A3は4.9mmとした。第2外側開口部128bと縦孔144cとの距離A6は1.1mmとした。距離L1は4.3mmとし、距離L2は0.5mmとした。それ以外は実験例2と同じ寸法とした。第1最短経路長P1は13.1mmとした。第2最短経路長P2は6.7mmとした。
実験例1,2のガスセンサについて、センサ素子のガス濃度検出の応答性を評価した。まず、実験例1のガスセンサを図1,2と同様に配管に取り付けた。なお、実験例1のガスセンサの取り付けの向きは、配管内の被測定ガスの流れの向きが図12における左から右方向となる向きとした。大気に酸素を混合して任意の酸素濃度に調節したガスを被測定ガスとし、この被測定ガスを配管内に流速V=8m/sで流した。そして、配管内に流す被測定ガスの酸素濃度を22.9%から20.2%に変化させた場合における、センサ素子の出力の時間変化を調べた。酸素濃度を変化させる直前のセンサ素子の出力値を0%、酸素濃度の変化後にセンサ素子の出力が変化して安定したときの出力値を100%として、出力値が10%を越えたときから90%を越えるまでの経過時間をガス濃度検出の応答時間(sec)とした。この応答時間が短いほどガス濃度検出の応答性が高いことを意味する。この応答時間の測定を、実験例1のガスセンサの取り付けの向きを変えて複数回測定した。具体的には、被測定ガスの流れの向きが図8における左から右方向となる取り付けの向きを0°として、ガスセンサを外側保護カバー140の中心軸を中心に回転させて取り付けの向きを0°〜360°まで30°ずつ変化させて、それぞれの取り付けの向きに対する応答時間を測定した。なお、0°と360°は、ガスセンサの取り付けの向きは同じ状態である。なお、同じ取り付けの向きについて応答時間の測定を複数回行った。さらに、配管内に流す被測定ガスの酸素濃度を20.2%から22.9%に変化(上述した酸素濃度の変化と逆の変化)させた場合についても、同様に取り付けの向きを0°〜360°まで変化させ且つ同じ取り付けの向きについても応答時間の測定を複数回行った。そして、全ての応答時間の平均値を実験例1における流速V=8m/sにおける応答時間とした。実験例2についても、同様に配管への取り付けの向き,酸素濃度の変化の方向を変えてそれぞれの場合について応答時間を複数回測定し、全ての応答時間の平均値を実験例2における流速V=8m/sにおける応答時間とした。なお、実験例2では、被測定ガスの流れの向きが図4における左から右方向となる取り付けの向きを0°とした。
Claims (8)
- 被測定ガスを導入するガス導入口を有し、該ガス導入口から内部に流入した該被測定ガスの所定のガス濃度を検出可能なセンサ素子と、
前記センサ素子の先端及び前記ガス導入口が内部に配置されるセンサ素子室を内側に有し、該センサ素子室への入口である1以上の素子室入口が配設された内側保護カバーと、
前記被測定ガスの外部からの入口である1以上の外側入口が配設され、前記内側保護カバーの外側に配設された外側保護カバーと、
を備え、
前記外側保護カバー及び前記内側保護カバーは、両者の間の空間として、前記外側入口と前記素子室入口との間の被測定ガスの流路の少なくとも一部である第1ガス室を形成しており、
前記内側保護カバーは、該素子室入口のうち前記第1ガス室側の開口部である第1外側開口部と、前記センサ素子の後端から前記先端に向かう方向を先端方向として、該素子室入口のうち前記センサ素子室側の開口部であり該第1外側開口部よりも該先端方向に位置する素子側開口部と、該素子室入口のうち該第1外側開口部から該素子側開口部までの前記被測定ガスの経路の途中と前記第1ガス室側とを連通させて前記外側入口から前記第1外側開口部を経由した前記ガス導入口までの被測定ガスの最短経路よりも短い経路が存在するように配設された第2外側開口部と、を有する前記素子室入口を形成している、
ガスセンサ。 - 前記第2外側開口部は、前記外側入口の延長上の領域に開口していない、
請求項1に記載のガスセンサ。 - 前記外側保護カバーは、側部と底部とを有する円筒状の胴部を有し、
前記外側入口は、前記外側保護カバーの前記胴部の底部に配設された縦孔を有し、
前記外側保護カバーの中心軸に垂直な平面に前記縦孔,前記第2外側開口部,及び該中心軸を投影し、該投影した中心軸から該外側保護カバーの径方向を見たときに、該投影した前記縦孔と前記第2外側開口部とが重複していない、
請求項1又は2に記載のガスセンサ。 - 前記外側保護カバーは、側部と底部とを有する円筒状の胴部を有し、該側部には前記外側入口が配設されていない、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記内側保護カバーは、前記素子側開口部が前記先端方向に向けて開口するように該素子室入口を形成している、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記内側保護カバーは、前記センサ素子を囲む第1円筒部と、該第1円筒部よりも大径の第2円筒部と、を有しており、
前記第1円筒部及び前記第2円筒部は、該第1円筒部の外周面と該第2円筒部の内周面との間の筒状の隙間のうち前記第1ガス室側の開口部として前記第1外側開口部を形成し、該筒状の隙間のうち前記センサ素子室側の開口部として前記素子側開口部を形成しており、
前記第2円筒部は、前記筒状の隙間と前記第1ガス室側とを連通させる前記第2外側開口部を有している、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記内側保護カバーは、前記センサ素子室からの出口である1以上の素子室出口を有しており、
前記外側保護カバーは、前記被測定ガスの外部への出口である1以上の外側出口を有しており、
前記外側保護カバー及び前記内側保護カバーは、両者の間の空間として、前記外側出口と前記素子室出口との間の被測定ガスの流路の少なくとも一部であり前記第1ガス室と直接には連通していない第2ガス室を形成している、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスセンサ。 - 前記外側保護カバーは、前記外側入口が配設された円筒状の胴部と、前記外側出口が配設され該胴部よりも内径の小さい有底筒状の先端部と、を有し、該先端部は該胴部よりも該先端方向側に位置しており、
前記外側保護カバー及び前記内側保護カバーは、該外側保護カバーの前記胴部と該内側保護カバーとの間の空間として前記第1ガス室を形成し、該外側保護カバーの前記先端部と該内側保護カバーとの間の空間として前記第2ガス室を形成している、
請求項7に記載のガスセンサ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021060217A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ及び保護カバー |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6984356B2 (ja) * | 2017-11-29 | 2021-12-17 | 株式会社デンソー | センサ装置 |
CN112611834B (zh) * | 2019-10-03 | 2023-05-09 | 日本碍子株式会社 | 气体传感器及保护罩 |
JP2023039141A (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-20 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサの製造方法、ガスセンサ及び保護カバー |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000304719A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2004245828A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-09-02 | Denso Corp | ガスセンサ |
US20080223110A1 (en) * | 2003-08-18 | 2008-09-18 | Helmut Weyl | Sensor |
JP2012018188A (ja) * | 2006-08-04 | 2012-01-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2013238584A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-11-28 | Denso Corp | ガスセンサ |
WO2014192945A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4262743B2 (ja) | 2006-12-28 | 2009-05-13 | 日本碍子株式会社 | NOx分解電極及びNOxセンサの製造方法 |
JP6276662B2 (ja) * | 2013-10-16 | 2018-02-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000304719A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2004245828A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-09-02 | Denso Corp | ガスセンサ |
US20080223110A1 (en) * | 2003-08-18 | 2008-09-18 | Helmut Weyl | Sensor |
JP2012018188A (ja) * | 2006-08-04 | 2012-01-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
JP2013238584A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-11-28 | Denso Corp | ガスセンサ |
WO2014192945A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021060217A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ及び保護カバー |
JP7239434B2 (ja) | 2019-10-03 | 2023-03-14 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ及び保護カバー |
DE102022000806A1 (de) | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor |
US11656151B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-05-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor |
Also Published As
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