JP2589664Y2 - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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JP2589664Y2
JP2589664Y2 JP1992057792U JP5779292U JP2589664Y2 JP 2589664 Y2 JP2589664 Y2 JP 2589664Y2 JP 1992057792 U JP1992057792 U JP 1992057792U JP 5779292 U JP5779292 U JP 5779292U JP 2589664 Y2 JP2589664 Y2 JP 2589664Y2
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sealing member
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oxygen sensor
electrolyte substrate
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秀行 黒澤
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は酸素イオン伝導性のジル
コニア系固体電解質基板を用いた限界電流式酸素センサ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a limiting current type oxygen sensor using a zirconia-based solid electrolyte substrate having oxygen ion conductivity.

【0002】[0002]

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】ジルコ
ニア系固体電解質基板を用いた酸素センサは、その作動
原理の違いにより、酸素濃淡電池式と限界電流式とに分
類される。酸素濃淡電池式の酸素センサでは、酸素濃度
が既知の基準ガス(たとえば空気)を一方の電極に接触
させるとともに他方の電極に被測定ガスを接触させ、酸
素濃度の違いにより発生する起電力を測定することによ
り被測定ガス中の酸素濃度を検出する。
2. Description of the Related Art Oxygen sensors using a zirconia-based solid electrolyte substrate are classified into an oxygen concentration cell type and a limiting current type according to the difference in operation principle. In an oxygen concentration cell type oxygen sensor, a reference gas having a known oxygen concentration (for example, air) is brought into contact with one electrode and a gas to be measured is brought into contact with the other electrode to measure an electromotive force generated due to a difference in oxygen concentration. By doing so, the oxygen concentration in the gas to be measured is detected.

【0003】一方、限界電流式の酸素センサでは、酸素
イオン伝導性の固体電解質基板の表面に一対の電極を形
成しておくとともに、被測定ガス中の酸素ガスが一方の
電極に到達するのを構造的に抑制しておき(酸素ガス分
子の拡散律速状態を生じさせ)、電極間に電圧を印加
し、酸素分子をイオン化して固体電解質基板中を移動さ
せ(イオン電流を生じさせ)、電極間に流れる電流値
(限界電流値)を測定することにより酸素ガスの濃度を
測定する。この限界電流式の酸素センサは、濃淡電池式
センサで必要な基準ガスが不要であるので使用しやす
く、近年では、家電製品等にも装着されるようになって
きた。
On the other hand, in a limiting current type oxygen sensor, a pair of electrodes is formed on the surface of an oxygen ion conductive solid electrolyte substrate, and the oxygen gas in the gas to be measured reaches one of the electrodes. Structurally suppressed (producing a diffusion-controlled state of oxygen gas molecules), a voltage is applied between the electrodes, and the oxygen molecules are ionized and moved through the solid electrolyte substrate (producing an ionic current). The concentration of oxygen gas is measured by measuring a current value (limit current value) flowing therebetween. This limiting current type oxygen sensor is easy to use because it does not require a reference gas required for a concentration cell type sensor, and has recently been mounted on home electric appliances and the like.

【0004】限界電流式の酸素センサの一例を図3に示
す。この酸素センサ10においては、固体電解質基板2の
両面に多孔質の電極3a、3bが設けられており、電極
3aを陰極とするように電源が接続されている。陰極3
a側には、上記の固体電解質基板2と密閉部材4とスペ
ーサ40とにより内部室5が形成されており、この内部室
5は、多孔質の電極3a、3bの孔部、及び固体電解質
基板2に設けられた微小の拡散孔6によりのみ外部に連
通している。
FIG. 3 shows an example of a limiting current type oxygen sensor. In this oxygen sensor 10, porous electrodes 3a and 3b are provided on both surfaces of the solid electrolyte substrate 2, and a power supply is connected so that the electrode 3a is used as a cathode. Cathode 3
On the side a, an internal chamber 5 is formed by the solid electrolyte substrate 2, the sealing member 4, and the spacer 40. The internal chamber 5 is formed by the holes of the porous electrodes 3a and 3b and the solid electrolyte substrate. 2 communicates with the outside only through the minute diffusion holes 6.

【0005】この種のセンサでは、固体電解質のイオン
伝導度を高める目的で酸素センサ自体を400 ℃程度に加
熱するのが好ましいが、このため、密閉部材4の外側の
表面上にヒータ7が形成されている。なお、固体電解質
基板2はジルコニア系の材料(たとえばジルコニア/イ
ットリア)から形成され、また電極3a、3bは、白金
系の材料から形成されるのが一般的である。
In this type of sensor, it is preferable to heat the oxygen sensor itself to about 400 ° C. in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte. For this reason, a heater 7 is formed on the outer surface of the sealing member 4. Have been. The solid electrolyte substrate 2 is generally formed of a zirconia-based material (for example, zirconia / yttria), and the electrodes 3a and 3b are generally formed of a platinum-based material.

【0006】上記したような断面構造を有する限界電流
式のセンサにおいて、従来は、図4に示すような長方形
の平面形状を有するセンサ10a が一般的であった。
In the limiting current type sensor having the above-described cross-sectional structure, a sensor 10a having a rectangular planar shape as shown in FIG. 4 has been generally used.

【0007】長方形の平面形状を有する密閉部材4及び
基板2からなるセンサ10a では、密閉部材4及び基板2
の角部が他の部分と比して低い温度となるので、均一に
加熱されにくく、密閉部材4及び基板2内に温度分布が
生じやすい。このような温度分布が生じると、特に密閉
部材4又は基板2の角部に熱応力が生じやすく、その結
果密閉部材4又は基板2、さらにはそれらに接触してい
るスペーサ40にクラックが発生することがあった。クラ
ックが発生すれば内部室の気密性が保たれなくなり、精
確な酸素濃度の検知は行えない。
In the sensor 10a including the sealing member 4 and the substrate 2 having a rectangular planar shape, the sealing member 4 and the substrate 2
Since the corners have a lower temperature than other parts, it is difficult to uniformly heat them, and a temperature distribution easily occurs in the sealing member 4 and the substrate 2. When such a temperature distribution occurs, thermal stress tends to be generated particularly at the corners of the sealing member 4 or the substrate 2, and as a result, cracks occur in the sealing member 4 or the substrate 2, and further, the spacer 40 in contact with them. There was something. If a crack occurs, the airtightness of the internal chamber cannot be maintained, and accurate detection of the oxygen concentration cannot be performed.

【0008】また、図5に示すように、円形の密閉部材
4(及び基板2)を用いて製造したセンサ10b も開発さ
れている。このセンサ10b においては、角部が形成され
ていないので密閉部材4又は基板2内に大きな温度差が
生じることは少なく、そのため特に熱応力が集中するよ
うな部分はない。したがって、図4に示したセンサ10a
に比べてクラックの発生は少なくなる。しかしながら、
密閉部材4及び基板2を円形としなくてはならないの
で、一枚の大きな部材から多数個の小さな基板(又は密
閉部材)を切り出すバッチプロセスを適用することは難
しい。換言すれば、このタイプのセンサは生産性、特に
量産性に劣る。
As shown in FIG. 5, a sensor 10b manufactured using a circular sealing member 4 (and the substrate 2) has also been developed. In this sensor 10b, since no corner is formed, a large temperature difference rarely occurs in the sealing member 4 or the substrate 2, and therefore, there is no portion where thermal stress is particularly concentrated. Therefore, the sensor 10a shown in FIG.
The occurrence of cracks is smaller than that of However,
Since the sealing member 4 and the substrate 2 must be circular, it is difficult to apply a batch process for cutting out many small substrates (or sealing members) from one large member. In other words, this type of sensor is inferior in productivity, especially in mass productivity.

【0009】したがって、本考案の目的は、上述した欠
点を克服し、生産性(量産性)が良く、高寿命の限界電
流式酸素センサを提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a limiting current type oxygen sensor which overcomes the above-mentioned disadvantages, has good productivity (mass productivity), and has a long service life.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本考案者は、長方形状の固体電解質基板と密閉
部材とを用いて内部室を形成する際、基板の角部と密閉
部材の角部とが重ならない(近づかない)ように基板と
密閉部材の対角線の向きをずらせば、基板と密閉部材の
それぞれの角部での熱応力が緩和されてクラックが発生
しにくくなることを発見し、本考案を完成した。
Means for Solving the Problems In view of the above object, as a result of intensive studies, the present inventor found that when forming an internal chamber using a rectangular solid electrolyte substrate and a sealing member, the corner of the substrate and the sealing member were formed. If the diagonal directions of the substrate and the sealing member are shifted so that the corners of the substrate do not overlap (or do not approach), the thermal stress at the respective corners of the substrate and the sealing member is reduced and cracks are less likely to occur. Discovered and completed the present invention.

【0011】すなわち、本考案の酸素センサは、 (a) 長方形状のジルコニア系固体電解質基板と、 (b) 前記基板の両面上に1つずつ形成された多孔質の電
極と、 (c) 長方形状の輪郭を有し、一方の電極上に内部室を形
成するように前記基板上に設けられた緻密な密閉部材
と、 (d) 前記密閉部材の表面に設けられたヒータとを有し、
前記内部室と外界を連通する拡散孔が前記基板又は前記
密閉部材に形成されている限界電流式の酸素センサであ
って、その平面図において、前記密閉部材の角部と前記
基板の角部とが交互に位置するように両者の対角線がず
れていることを特徴とする。
That is, the oxygen sensor of the present invention comprises: (a) a rectangular zirconia-based solid electrolyte substrate; (b) porous electrodes formed one on each side of the substrate; and (c) a rectangular electrode. A dense sealing member provided on the substrate so as to form an internal chamber on one of the electrodes, and (d) a heater provided on the surface of the sealing member,
A limiting current type oxygen sensor in which a diffusion hole communicating the internal chamber and the outside world is formed in the substrate or the sealing member, and in a plan view thereof, a corner of the sealing member and a corner of the substrate. There are no diagonal lines so that
It is characterized by having been done.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本考案を添付図面を参照して詳細に説
明する。図1は本考案の一実施例による酸素センサを示
す平面図であり、図2はそのA−A断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0013】まず、図2に示すように、酸素センサ1
は、酸素イオン伝導性を有する緻密な固体電解質基板2
と、この固体電解質基板2の両面上に設けられた多孔質
の電極3a、3bと、ヒータ7をその表面に形成した緻
密な密閉部材4と、密閉部材4と固体電解質基板2との
間に配置されたスペーサ40とを有する。図2から容易に
わかるように、固体電解質基板2と密閉部材4とスペー
サ40とにより電極3a上に内部室5が形成されている。
ここで、固体電解質基板2には酸素ガスの拡散律速状態
を生じさせるための拡散孔6が形成されており、多孔質
の電極3a、3bの孔部及び拡散孔6だけで(内部室5
は)外部に連通している。なお、拡散孔6は固体電解質
基板2に設ける必要はなく、密閉部材4に設けることも
できる。
First, as shown in FIG.
Is a dense solid electrolyte substrate 2 having oxygen ion conductivity
And porous electrodes 3a and 3b provided on both surfaces of the solid electrolyte substrate 2, a dense sealing member 4 having a heater 7 formed on the surface thereof, and between the sealing member 4 and the solid electrolyte substrate 2. And a spacer 40 arranged. As can be easily understood from FIG. 2, an internal chamber 5 is formed on the electrode 3a by the solid electrolyte substrate 2, the sealing member 4, and the spacer 40.
Here, diffusion holes 6 are formed in the solid electrolyte substrate 2 to cause a diffusion-controlled state of oxygen gas, and only the holes of the porous electrodes 3a and 3b and the diffusion holes 6 (the internal chamber 5) are formed.
A) communicates with the outside. In addition, the diffusion hole 6 does not need to be provided in the solid electrolyte substrate 2 and can be provided in the sealing member 4.

【0014】次に、図1に示す実施例では、固体電解質
基板2及び密閉部材4はともに正方形状に形成されてい
るが、本考案では正方形状に限定されず、二辺の長さが
異なる矩形状としてもよい。そこで、本明細書において
使用する用語「長方形」とは、正方形及び前記矩形の両
方を含むものとする。
Next, in the embodiment shown in FIG. 1, the solid electrolyte substrate 2 and the sealing member 4 are both formed in a square shape, but the present invention is not limited to a square shape, and the lengths of the two sides are different. It may be rectangular. Therefore, the term “rectangle” used in this specification includes both a square and the rectangle.

【0015】密閉部材4の表面には、ヒータ7が蛇行し
て形成されている。図1に示すように、等間隔に、かつ
縦方向と横方向になるべく均等になるようにヒータ7を
蛇行させ、多孔質電極が形成された固体電解質基板2の
部分が少なくとも均一に加熱されるようにするのが好ま
しい。なお、ヒータ7は図1に示すようなパターンに形
成する必要はなく、多孔質電極が形成された固体電解質
基板2の部分が少なくとも均一に加熱されるのであれば
どのようなパターンであってもよい。
On the surface of the sealing member 4, a heater 7 is formed in a meandering manner. As shown in FIG. 1, the heater 7 is meandered at equal intervals and as evenly as possible in the vertical and horizontal directions, so that the portion of the solid electrolyte substrate 2 on which the porous electrodes are formed is heated at least uniformly. It is preferable to do so. The heater 7 does not need to be formed in a pattern as shown in FIG. 1, and any pattern can be used as long as the portion of the solid electrolyte substrate 2 on which the porous electrode is formed is heated at least uniformly. Good.

【0016】本実施例のセンサ1では、密閉部材4の対
角線が固体電解質基板2の対角線と実質的に45°の角度
で交わるように、密閉部材4が固体電解質基板2に密着
している。換言すれば、図1に示す平面図において、固
体電解質基板2の角部と密閉部材4の角部とが交互に、
かつ等間隔に配置される。図1において、酸素センサ1
は左右対象形となる。
In the sensor 1 of this embodiment, the sealing member 4 is in close contact with the solid electrolyte substrate 2 such that the diagonal of the sealing member 4 intersects the diagonal of the solid electrolyte substrate 2 at substantially 45 °. In other words, in the plan view shown in FIG. 1, the corners of the solid electrolyte substrate 2 and the corners of the sealing member 4 alternately
And they are arranged at equal intervals. In FIG. 1, an oxygen sensor 1
Is symmetric.

【0017】このような構造とすれば、酸素センサ1に
おいて、温度が極端に低くなるような部分はできない。
というのは、基板2の中で最も温度が低くなるその角部
と、密閉部材4の中で最も温度が低くなるその角部とが
重ならず、それらが交互に、かつ等間隔に配置されてい
るからである。したがって、特に大きな熱応力がかかる
場所がなくなり、クラックの発生を防止することができ
る。
With such a structure, there is no portion in the oxygen sensor 1 where the temperature becomes extremely low.
That is, the corners of the substrate 2 where the temperature is the lowest and the corners of the sealing member 4 where the temperature is the lowest do not overlap, and they are arranged alternately and at equal intervals. Because it is. Therefore, there is no place where a particularly large thermal stress is applied, and the occurrence of cracks can be prevented.

【0018】本実施例のセンサ1においては、図1及び
図2からわかるように、スペーサ40は円筒状に形成され
ている。また、電極3aは円形状部分と帯状部分とから
なり、その円形状部分がスペーサ40内に配置されてい
る。また、電極3aの帯状部分の端部30はスペーサ40か
らはみ出して外部に現れている。このはみ出した端部30
でリード線11が接続している。このような構造とする
と、リード線11をスペーサ40内を貫通させる必要はな
く、センサの製造が容易である。なお、スペーサ40を越
えて外にはみ出た(実際には、スペーサ40と固体電解質
基板2との間から外側にはみ出る)電極3aの端部30
は、ガラス質の材料により封孔しておくので、センサの
外部のガスが電極3aの端部30から(電極3aの帯状部
分を通って)内部室5に入ることはない。なお、リード
線12は電極3b(図1には示さない)に接続している。
In the sensor 1 of this embodiment, as can be seen from FIGS. 1 and 2, the spacer 40 is formed in a cylindrical shape. Further, the electrode 3a includes a circular portion and a band-shaped portion, and the circular portion is disposed in the spacer 40. The end 30 of the strip portion of the electrode 3a protrudes from the spacer 40 and appears outside. This protruding end 30
And the lead wire 11 is connected. With such a structure, it is not necessary to penetrate the lead wire 11 through the inside of the spacer 40, and the manufacture of the sensor is easy. Note that the end 30 of the electrode 3a that protrudes beyond the spacer 40 (actually protrudes from the space between the spacer 40 and the solid electrolyte substrate 2).
Is sealed with a vitreous material, so that gas outside the sensor does not enter the internal chamber 5 from the end 30 of the electrode 3a (through the strip of the electrode 3a). The lead wire 12 is connected to the electrode 3b (not shown in FIG. 1).

【0019】電極3a及び3bにそれぞれ接続したリー
ド線11、12の間には、電源及び電流計あるいは抵抗等
(これらは図示せず)が直列に接続され、酸素イオンに
よって固体電解質基板中に流れる電流が検出される。
A power supply and an ammeter or a resistor (not shown) are connected in series between the lead wires 11 and 12 connected to the electrodes 3a and 3b, respectively, and flow into the solid electrolyte substrate by oxygen ions. Current is detected.

【0020】次に、酸素センサ1の各部材について説明
する。 (1) 固体電解質基板 固体電解質基板2としては、酸素イオンの伝導体である
ジルコニア系基板を用いる。このとき、ジルコニアに安
定化剤としてイットリア、カルシア、セリア等の少なく
とも1種を添加したものを用いるのが好ましい。
Next, each member of the oxygen sensor 1 will be described. (1) Solid Electrolyte Substrate As the solid electrolyte substrate 2, a zirconia-based substrate that is a conductor of oxygen ions is used. At this time, it is preferable to use zirconia to which at least one of yttria, calcia, ceria and the like is added as a stabilizer.

【0021】(2) 多孔質の電極 固体電解質基板2の表面上に形成された電極3a、3b
は、多孔質の導電性物質からなる。電極3a、3bは触
媒活性化電極として機能するため、Pt、Ag、Pd等の金属
又はこれらの合金、もしくは、Lax Sr(1-x) CoO3
Lax Sr(1-x) Coy Ni(1-y) 3 、 Lax Sr(1-x) Mn
3 、 Lax Sr(1-x) Coy Mn(1-y) 3 等のペロブスカ
イト構造の酸化物を用いて形成するのが好ましい。ま
た、これらの材料の混合物や、さらには、上記の各物質
とジルコニア等の難焼結材料との混合物を用いて形成し
てもよい。
(2) Porous electrode Electrodes 3a, 3b formed on the surface of solid electrolyte substrate 2
Is made of a porous conductive material. Since the electrodes 3a and 3b function as catalyst activation electrodes, metals such as Pt, Ag, and Pd or alloys thereof, or La x Sr (1-x) CoO 3 ,
La x Sr (1-x) Co y Ni (1-y) O 3 , La x Sr (1-x) Mn
It is preferable to use an oxide having a perovskite structure such as O 3 and La x Sr (1-x) Co y Mn (1-y) O 3 . Further, a mixture of these materials or a mixture of each of the above substances and a hardly sinterable material such as zirconia may be used.

【0022】多孔質の電極における多孔度は、少なくと
も電極において酸素ガスの拡散が律速されない程度であ
ればよく、固体電解質基板と電極との界面はできるだけ
大きいほどよい。
The porosity of the porous electrode only needs to be such that diffusion of oxygen gas is not limited at least in the electrode, and the interface between the solid electrolyte substrate and the electrode is preferably as large as possible.

【0023】(3) 密閉部材 密閉部材4は、酸化物セラミックス、炭化物セラミック
ス又は窒化物セラミックスを主成分とした部材から形成
するのが好ましい。少なくとも密閉部材は緻密であり、
ヒータによる加熱においても十分に安定で、固体電解質
基板やスペーサと熱膨張係数の近いものが好ましい。ま
た、使用時における落下等の衝撃に耐えるだけの十分な
強度を有するものが好ましい。
(3) Sealing Member The sealing member 4 is preferably formed from a member mainly composed of oxide ceramics, carbide ceramics or nitride ceramics. At least the sealing member is dense,
It is preferable that the material is sufficiently stable even when heated by a heater and has a thermal expansion coefficient close to that of the solid electrolyte substrate or the spacer. Further, a material having sufficient strength to withstand an impact such as a drop during use is preferable.

【0024】(4) スペーサ スペーサ40としては、固体電解質基板2と同程度の熱膨
張率を有する緻密な無機物質(ガラス質の物質)を用い
るのが好ましい。
(4) Spacer As the spacer 40, it is preferable to use a dense inorganic substance (a vitreous substance) having the same coefficient of thermal expansion as the solid electrolyte substrate 2.

【0025】なお、本実施例では、密閉部材4とスペー
サ40とを用い、これらと固体電解質基板2とで内部室5
を規定しているが、本考案はこれに限らず、縁部にスペ
ーサ部を一体的に形成してなる一つの密閉部材と、固体
電解質基板2とで内部室を形成する構造とすることもで
きる。
In the present embodiment, the sealing member 4 and the spacer 40 are used, and these and the solid electrolyte substrate 2
However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to adopt a structure in which an internal chamber is formed by one sealing member formed integrally with a spacer portion at an edge portion and the solid electrolyte substrate 2. it can.

【0026】(5) ヒータ 密閉部材4の表面上に形成されたヒータ7は、固体電解
質基板を所定温度まで加熱するためのものであり、ヒー
タとして機能するものであり、かつ安定な材料からな
る。ペーストを用いたスクリーン印刷法や化学蒸着法な
どによる膜をフォトリソグラフィー技術などを用いてヒ
ータパターンを形成することができる。
(5) Heater The heater 7 formed on the surface of the sealing member 4 is for heating the solid electrolyte substrate to a predetermined temperature, functions as a heater, and is made of a stable material. . A heater pattern can be formed on a film by a screen printing method or a chemical vapor deposition method using a paste by using a photolithography technique or the like.

【0027】図1及び図2に示す実施例では、密閉部材
4の外側の表面にヒータ7が形成されているが、本考案
はこれに限定されず、密閉部材4の内部室5側の表面に
ヒータ7を形成することもできる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the heater 7 is formed on the outer surface of the sealing member 4. However, the present invention is not limited to this. The heater 7 can also be formed.

【0028】(6) リード線 電極3a、3bに接続するリード線11、12としては
Pt、Au、Ag、Ni線等を用いることができる。なお、リー
ド線は溶接や融着あるいはペーストによる焼き付け等の
接続可能な方法で取付けることができる。
(6) Lead Wires The lead wires 11 and 12 connected to the electrodes 3a and 3b are as follows.
Pt, Au, Ag, Ni wire and the like can be used. The lead wire can be attached by a connectable method such as welding, fusion or baking with a paste.

【0029】以上本考案を添付図面を参照して説明した
が、本考案はこれに限定されず、本考案の思想を逸脱し
ない限り、種々の変更を施すことができる。
Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0030】たとえば、密閉部材4及び/又は固体電解
質基板2は必ずしも正方形状にする必要はなく、所望の
矩形形状に形成することができる。ただし、一方の辺が
他方の辺より極端に長いような矩形は望ましくない。
For example, the sealing member 4 and / or the solid electrolyte substrate 2 need not necessarily be formed in a square shape, but may be formed in a desired rectangular shape. However, a rectangle in which one side is extremely longer than the other side is not desirable.

【0031】[0031]

【考案の効果】以上説明した通り、本考案による酸素セ
ンサは、矩形形状(又は正方形状)の固体電解質基板及
び密閉部材を有し、かつそれぞれの対角線が同一方向を
向かず、基板と密閉部材との角部が重ならないようにな
っているので、それらの角部に生じやすい熱応力が緩和
され、クラック等の欠陥が生じにくい。したがって、本
考案による酸素センサは信頼性が高く、長寿命である。
As described above, the oxygen sensor according to the present invention has a rectangular (or square) solid electrolyte substrate and a sealing member, and their diagonals do not point in the same direction. Since the corners are not overlapped with each other, the thermal stress that tends to occur at those corners is reduced, and defects such as cracks are less likely to occur. Therefore, the oxygen sensor according to the present invention has high reliability and long life.

【0032】また、本考案による酸素センサでは、通常
用いているような正方形状、又は矩形形状の基板及び密
閉部材を使用するので、製造において、いわゆるバッチ
プロセスが適用でき、生産性(量産性)にも優れる。
Further, the oxygen sensor according to the present invention uses a square or rectangular substrate and a sealing member which are usually used, so that a so-called batch process can be applied to the production, and the productivity (mass productivity) can be improved. Also excellent.

【0033】本考案の酸素センサは、一般家庭用のルー
ムモニタから、工業用の酸欠モニタ、酸素濃度制御用の
酸素濃度検知装置等に幅広く用いることができる。
The oxygen sensor of the present invention can be widely used in room monitors for ordinary households, oxygen deficiency monitors for industrial use, oxygen concentration detecting devices for controlling oxygen concentration, and the like.

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

【図1】本考案の一実施例による酸素センサを示す平面
図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】従来の限界電流式酸素センサの一例を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional limiting current type oxygen sensor.

【図4】従来の限界電流式酸素センサの一例を示す平面
図である。
FIG. 4 is a plan view showing an example of a conventional limiting current type oxygen sensor.

【図5】従来の限界電流式酸素センサの別な例を示す平
面図である。
FIG. 5 is a plan view showing another example of a conventional limiting current type oxygen sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10 酸素センサ 2、 固体電解質基板 3a、3b 電極 4 密閉部材 5 内部室 6 拡散孔 7 ヒータ 11、12 リード線 40 スペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Oxygen sensor 2, Solid electrolyte board 3a, 3b Electrode 4 Sealing member 5 Inner chamber 6 Diffusion hole 7 Heater 11, 12 Lead wire 40 Spacer

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 (a) 長方形状のジルコニア系固体電解質
基板と、 (b) 前記基板の両面上に1つずつ形成された多孔質の電
極と、 (c) 長方形状の輪郭を有し、一方の電極上に内部室を形
成するように前記基板上に設けられた緻密な密閉部材
と、 (d) 前記密閉部材の表面に設けられたヒータとを有し、
前記内部室と外界を連通する拡散孔が前記基板又は前記
密閉部材に形成されている限界電流式の酸素センサであ
って、その平面図において、前記密閉部材の角部と前記
基板の角部とが交互に位置するように両者の対角線がず
れていることを特徴とする酸素センサ。
(A) a rectangular zirconia-based solid electrolyte substrate, (b) a porous electrode formed one on each side of the substrate, and (c) a rectangular contour, A dense sealing member provided on the substrate so as to form an internal chamber on one electrode, and (d) a heater provided on the surface of the sealing member,
A limiting current type oxygen sensor in which a diffusion hole communicating the internal chamber and the outside world is formed in the substrate or the sealing member, and in a plan view thereof, a corner of the sealing member and a corner of the substrate. There are no diagonal lines so that
Oxygen sensor, characterized by being.
【請求項2】 請求項1に記載の酸素センサにおいて、
前記基板と前記密閉部材とがともに正方形状であり、両
者の対角線のなす角度が実質的に45°であることを特
徴とする酸素センサ。
2. The oxygen sensor according to claim 1, wherein
An oxygen sensor, wherein the substrate and the sealing member are both square, and a diagonal between them is substantially 45 °.
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