JP2772330B2 - Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device - Google Patents

Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device

Info

Publication number
JP2772330B2
JP2772330B2 JP4241804A JP24180492A JP2772330B2 JP 2772330 B2 JP2772330 B2 JP 2772330B2 JP 4241804 A JP4241804 A JP 4241804A JP 24180492 A JP24180492 A JP 24180492A JP 2772330 B2 JP2772330 B2 JP 2772330B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
sensor
solid electrolyte
electrode
electrolyte type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4241804A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0694674A (en
Inventor
穂積 二田
隆之 鈴木
秀作 山岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Sogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Sogyo KK filed Critical Yazaki Sogyo KK
Priority to JP4241804A priority Critical patent/JP2772330B2/en
Publication of JPH0694674A publication Critical patent/JPH0694674A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2772330B2 publication Critical patent/JP2772330B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型炭酸ガスセ
ンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an initial stabilization method for a solid oxide carbon dioxide sensor and a solid oxide carbon dioxide detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、雰囲気中に存在するガス成分を検
出するセンサの一つとして固体電解質型センサがある。
このセンサはガス検知部とそれを動作温度に加熱するヒ
ータ部とで構成されている。ガス検知部1は、図3の模
式図に示すように、通常、イオン伝導体11である固体
電解質を挟んだ形で検知電極12aと基準電極12bと
を有するセンサ電極12を備えている。この伝導体11
としては特定のイオンを移動するイオン伝導体を用い、
検知電極12aと基準電極12bには白金などの金属を
用いている。そして、検知電極に、上記特定のイオンと
検知目的のガス成分との両者を含む化合物13を被覆し
て、一方だけが被検ガスに接触するようにして加熱し、
両電極間に生じる起電力を計測してガス濃度を検出して
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a solid electrolyte type sensor as one of sensors for detecting a gas component existing in an atmosphere.
This sensor comprises a gas detecting section and a heater section for heating the gas detecting section to an operating temperature. As shown in the schematic diagram of FIG. 3, the gas detection unit 1 generally includes a sensor electrode 12 having a detection electrode 12 a and a reference electrode 12 b with a solid electrolyte serving as an ion conductor 11 interposed therebetween. This conductor 11
As an ion conductor that moves specific ions,
Metal such as platinum is used for the detection electrode 12a and the reference electrode 12b. Then, the detection electrode is coated with the compound 13 containing both the specific ion and the gas component to be detected, and heated so that only one of them contacts the test gas,
The gas concentration is detected by measuring the electromotive force generated between both electrodes.

【0003】被検ガスが炭酸ガスの場合の固体電解質型
炭酸ガスセンサでは通常、イオン伝導体11に固体電解
質からなるアルカリ金属イオン伝導体を用いている。ま
た、このイオン伝導体11を挟んでいる検知電極12a
としては白金の網などを用いてアルカリ金属炭酸塩から
なる化合物13で被覆し、基準電極12bとしては白金
のみからなる空気または炭酸ガスの中に密封したものが
用いられている。このため、被検ガスは検知電極12a
には接触できるが、基準電極12bには接触できないよ
うになっている。
In a solid electrolyte type carbon dioxide sensor in which the gas to be detected is carbon dioxide, an alkali metal ion conductor made of a solid electrolyte is usually used for the ion conductor 11. Also, the detection electrode 12a sandwiching the ion conductor 11
Is coated with a compound 13 composed of an alkali metal carbonate using a platinum net or the like, and the reference electrode 12b is sealed in air or carbon dioxide gas composed only of platinum. Therefore, the test gas is the detection electrode 12a.
, But not with the reference electrode 12b.

【0004】そして、このセンサ電極12を図示しない
ヒータ部によって被検ガスである炭酸ガス雰囲気中で約
400℃から600℃程度に加熱すると、検知電極12
aのアルカリ金属炭酸塩が雰囲気中の炭酸ガスと解離平
衡に達し両電極間に起電力が発生する。両電極間に負荷
LDを接続することによって、起電力に応じた電流が負
荷LDに流れるようになる。この起電力は炭酸ガス濃度
に応じて変化するため、その変化量により雰囲気中の炭
酸ガスの濃度を検出することができる。
When the sensor electrode 12 is heated from about 400 ° C. to 600 ° C. in a carbon dioxide gas atmosphere as a test gas by a heater (not shown), the detection electrode 12 is heated.
The alkali metal carbonate a reaches dissociation equilibrium with carbon dioxide in the atmosphere, and an electromotive force is generated between both electrodes. By connecting the load LD between both electrodes, a current corresponding to the electromotive force flows through the load LD. Since this electromotive force changes according to the concentration of carbon dioxide, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere can be detected from the amount of change.

【0005】図4は上述した固体電解質型炭酸ガスセン
サを使用した固体電解質型炭酸ガス検出装置の電気回路
を示し、装置は、固体電解質型炭酸ガスセンサと、この
センサの加熱手段であるヒータ部2のためのヒータ用電
源3と、この電源3からヒータ部2への電源供給をオン
・オフする電源スイッチ4と、内部インピーダンスが極
めて大きなセンサの出力インピーダンスを下げるための
高入力インピーダンス回路5とを有する。上記ヒータ部
2の加熱は電源スイッチ4を投入することによって、ヒ
ータ用電源3の電圧をヒータ部2に印加することにより
行われる。
FIG. 4 shows an electric circuit of a solid electrolyte type carbon dioxide gas detection device using the above-mentioned solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor. The device is composed of a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor and a heater section 2 which is a heating means of the sensor. And a power switch 4 for turning on / off the power supply from the power supply 3 to the heater section 2 and a high input impedance circuit 5 for lowering the output impedance of a sensor having an extremely large internal impedance. . The heating of the heater section 2 is performed by turning on a power switch 4 and applying a voltage of a heater power supply 3 to the heater section 2.

【0006】図3について上述したセンサ部1の模式図
において、起電力の発生原理を以下説明する。加熱され
た金属炭酸塩からなる化合物13では、下式(1)のよ
うな化学的反応によいて解離平衡に達していると考えら
れる。また、このときイオン伝導体11がNASICO
N(ナトリウムイオン伝導性セラミック)からなる場
合、下式(2)のような平衡が成立していると考えられ
る。
The principle of generation of electromotive force will be described below with reference to the schematic diagram of the sensor section 1 described above with reference to FIG. It is considered that the compound 13 composed of the heated metal carbonate has reached a dissociation equilibrium by a chemical reaction represented by the following formula (1). At this time, the ion conductor 11
In the case of N (sodium ion conductive ceramic), it is considered that the equilibrium as in the following equation (2) is established.

【0007】[0007]

【化1】 Embedded image

【0008】このセンサ部1の両電極12a,12bに
負荷LDをつなぐと、CO2 分圧が小さい状態では、式
(1)では左に促進され炭酸塩の分解が進む。それに伴
ってNASICONからなるイオン伝導体11の基準電
極12b側にNa2 Oの生成が起こると考えられる。ま
た、両電極12a,12b間にCO2 濃度に応じた起電
力が発生する。次に検知電極12a側でCO2 分圧が増
加すると、この反応が抑えられてNa2 CO3 の分解が
小さくなるかあるいは増加する方向に転じ、この結果と
しそのCO2 分圧に応じて起電力は減少する。
When a load LD is connected to both electrodes 12a and 12b of the sensor section 1, in a state where the partial pressure of CO 2 is small, the left side is promoted in the equation (1) and decomposition of the carbonate proceeds. Accordingly, it is considered that Na 2 O is generated on the reference electrode 12b side of the ion conductor 11 made of NASICON. Further, an electromotive force is generated between the two electrodes 12a and 12b according to the CO 2 concentration. Next, when the partial pressure of CO 2 increases on the side of the detection electrode 12a, this reaction is suppressed, and the decomposition of Na 2 CO 3 is reduced or increased, and as a result, the decomposition is caused according to the partial pressure of CO 2. Power is reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の炭酸ガ
スセンサは未動作で放置した状態からセンサ電極を加熱
して動作状態とするときに、アルカリ金属炭酸塩が雰囲
気中の炭酸ガスと解離平衡に達するまでに要する時間が
長く、雰囲気中の炭酸ガスが高濃度であれば発生する起
電力は小さいが、通常の大気中のように炭酸ガス濃度が
350ppm程度の低濃度では解離が大きく起電力も大
きい。
However, when the conventional carbon dioxide gas sensor is heated from the non-operated state to the sensor electrode and brought into the operating state, the alkali metal carbonate dissociates with carbon dioxide in the atmosphere and dissociates. The time it takes to reach is long, and if the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is high, the generated electromotive force is small, but if the concentration of carbon dioxide is as low as about 350 ppm as in normal atmosphere, the dissociation is large and the electromotive force is also large. large.

【0010】このため、使用開始時に上述した最初の平
衡状態(大気中CO2 濃度)に達するのに時間が長くか
かることがある。この安定するまでの時間は、通電加熱
しないで放置しておいた日数や放置環境の温度、湿度の
影響などによって大きくなる。テストサンプルを例えば
1日放置した場合には、図5に示すように徐々に起電力
が上昇して略安定するまでに30分以上の時間を要し、
1ヶ月放置した場合には数時間から1日程度の時間を要
するようになる。
For this reason, it may take a long time to reach the above-mentioned first equilibrium state (atmospheric CO 2 concentration) at the start of use. The time until this stabilization increases depending on the number of days left without energizing and heating, the temperature and humidity of the leaving environment, and the like. When the test sample is left for one day, for example, as shown in FIG. 5, it takes 30 minutes or more for the electromotive force to gradually rise and become substantially stable,
If left for one month, it takes several hours to one day.

【0011】このため、短時間に測定を終わらせる必要
の多い携帯用の測定器とした場合には測定値の精度が上
げられないという問題がある。また、濃度計とした場合
に、起電力が小から大(濃度表示では高から低)への変
化が遅いと、起電力が小さいとき表示がメータ設定を越
え、トラブルを生じているのか否かの判断ができないな
どの問題がある。
For this reason, there is a problem that the accuracy of the measured value cannot be increased in the case of a portable measuring instrument which needs to complete the measurement in a short time. If the electromotive force changes slowly from low to high (high to low in the density display) when using a densitometer, the display will exceed the meter setting when the electromotive force is low, and whether a trouble has occurred. There is a problem that the judgment cannot be made.

【0012】この欠点を解消して初期安定化を図る方法
として、使用開始時に色々なガスセンサで行われている
一時的に加熱電圧を高くするヒートアップ方法、センサ
に直接外部より電圧を一時的に加えて安定起電力に達す
るのを助ける方法(特願平3−29638号)、放置中
に時々加熱して変化するのを防ぐ方法(特開平4−22
861号公報)などの案が考えられているが、これらの
何れの方法もまだ十分とは言えなかった。
As a method of resolving this drawback and achieving an initial stabilization, a heat-up method for temporarily increasing a heating voltage performed by various gas sensors at the start of use, and a method for temporarily applying a voltage directly to the sensor from outside. In addition, a method of helping to reach a stable electromotive force (Japanese Patent Application No. 3-29638) and a method of preventing heating and occasional change during standing (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-22)
No. 861) has been considered, but none of these methods has been satisfactory yet.

【0013】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、固体電解質からなるアルカリ金属イオン伝導体を
有する固体電解質型炭酸ガスセンサにおいて、センサ電
極を加熱してから安定して使用できる安定動作状態にな
るまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃度の測定
精度を向上できるようにする初期安定化方法を提供する
ことを第1の目的としている。
[0013] Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides an alkali metal ion conductor comprising a solid electrolyte.
In the solid electrolyte type carbon dioxide sensor having to shorten the initial stabilization time from the heated sensor electrode until stable steady operating state which can be used, initial that enable and improve the accuracy of measurement of the carbon dioxide concentration It is a first object to provide a stabilization method.

【0014】また本発明は、上述した従来の問題点に鑑
み、固体電解質からなるアルカリ金属イオン伝導体を有
する固体電解質型炭酸ガスセンサをもった固体電解質型
炭酸ガス検出装置において、電源投入後、安定動作状態
になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃度の
測定精度を向上できるようにした固体電解質型炭酸ガス
検出装置を提供することを第2の目的としている。
Further, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention has an alkali metal ion conductor comprising a solid electrolyte.
Electrolyte type with a solid electrolyte type carbon dioxide sensor
A second object of the present invention is to provide a solid electrolyte type carbon dioxide gas detection device capable of shortening an initial stabilization time until a stable operation state after turning on a power supply and improving measurement accuracy of a carbon dioxide gas concentration. It has two purposes.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため本発明により成された固体電解質型炭酸ガスセン
サの初期安定化方法は、固体電解質からなるアルカリ金
イオン伝導体と、該イオン伝導体を挟んで対向され、
接触する炭酸ガスの濃度に対応して起電力を発生する検
知電極及び基準電極からなるセンサ電極と、前記検知電
極を被覆するアルカリ金属炭酸塩と、前記センサ電極及
び前記アルカリ金属炭酸塩を加熱する加熱手段とを備え
る固体電解質型炭酸ガスセンサにおいて、前記加熱手段
によって前記センサ電極及び前記アルカリ金属炭酸塩を
加熱していない期間の間、前記センサ電極間に発生する
起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加し続け
ことを特徴としている。
Means for Solving the Problems] initial stabilization method for a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor was made by the present invention for achieving the above first object, an alkali metal consisting of a solid electrolyte
A metal ion conductor, opposed to each other across the ion conductor,
A sensor electrode including a detection electrode and a reference electrode that generate an electromotive force corresponding to the concentration of the contacting carbon dioxide gas, an alkali metal carbonate covering the detection electrode, and heating the sensor electrode and the alkali metal carbonate. A solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor comprising a heating unit, wherein during the period in which the heating unit does not heat the sensor electrode and the alkali metal carbonate, a constant voltage having an opposite polarity to an electromotive force generated between the sensor electrodes is applied. continuously applied between the sensor electrodes
It is characterized in that that.

【0016】上記第2の目的を達成するため本発明によ
り成された固体電解質型炭酸ガス検出装置は、固体電解
質からなるアルカリ金属イオン伝導体と、該イオン伝導
体を挟んで対向され、接触する炭酸ガスの濃度に対応し
て起電力を発生する検知電極乃び基準電極からなるセン
サ電極と、前記検地電極を被覆するアルカリ金属炭酸塩
と、電源スイッチのオンによって前記センサ電極及び前
アルカリ金属炭酸塩を加熱する加熱手段とを備える固
体電解質型炭酸ガスセンサを有する固体電解質型炭酸ガ
ス検出装置において、前記加熱手段によって前記センサ
電極及び前記アルカリ金属炭酸塩を加熱していない期間
の間、前記センサ電極間に発生する起電力と逆極性の一
定電圧を前記センサ電極間に印加し続ける初期安定化手
段を有することを特徴としている。
In order to achieve the second object, the solid electrolyte type carbon dioxide detection device according to the present invention is opposed to and contacts an alkali metal ion conductor made of a solid electrolyte with the ion conductor interposed therebetween. A sensor electrode composed of a detection electrode and a reference electrode for generating an electromotive force corresponding to the concentration of carbon dioxide gas, an alkali metal carbonate covering the detection electrode, and a power switch that is turned on, the sensor electrode and the alkali metal carbonate are turned on. A solid electrolyte type carbon dioxide gas detection device having a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor having a heating means for heating a salt, wherein the heating means does not heat the sensor electrode and the alkali metal carbonate.
In the meantime, there is provided an initial stabilizing means for continuously applying a constant voltage having a polarity opposite to that of the electromotive force generated between the sensor electrodes between the sensor electrodes.

【0017】前記初期安定化手段が、前記加熱手段への
電源供給をオン・オフする前記電源スイッチに連動して
オフ・オンされるスイッチと、前記加熱手段への電源供
給をオフしたとき前記スイッチを通じて前記センサ電極
間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ電
極間に印加する電圧印加回路とからなることを特徴とし
ている。
[0017] The initial stabilization means, in conjunction with the power switch for turning on and off the power supply to the heating means
A switch that is turned on and off, and a voltage application circuit that applies a constant voltage having a polarity opposite to that of an electromotive force generated between the sensor electrodes through the switch when the power supply to the heating unit is turned off. It is characterized by becoming.

【0018】[0018]

【作用】上記方法により、加熱手段によってセンサ電極
及びアルカリ金属炭酸塩を加熱していない期間の間、セ
ンサ電極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセン
サ電極間に印加し続けているので、放置中のアルカリ金
炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
According to the above method, a constant voltage having a polarity opposite to that of the electromotive force generated between the sensor electrodes is continuously applied between the sensor electrodes while the heating means is not heating the sensor electrodes and the alkali metal carbonate. So alkali gold left unattended
The progress of decomposition of the genus carbonate can be suppressed.

【0019】また、上記装置構成により、初期安定化手
段が、加熱手段によってセンサ電極及びアルカリ金属
酸塩を加熱していない期間の間、センサ電極間に発生す
る起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印加
し続けているので、放置中にアルカリ金属炭酸塩の分解
の進行を抑えることができる。
Further, according to the above-described apparatus configuration, during a period in which the heating means does not heat the sensor electrode and the alkali metal carbonate by the heating means, the initial stabilizing means is opposite to the electromotive force generated between the sensor electrodes. Apply a constant voltage between the sensor electrodes
Continues to Runode, it is possible to suppress the progress of the decomposition of alkali metal carbonate during standing.

【0020】初期安定化手段において、加熱手段への電
源供給をオン・オフする電源スイッチが加熱手段への電
源供給をオフしたとき、この電源スイッチと連動された
スイッチを通じて電圧印加回路がセンサ電極間に発生す
る起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加し続
けているので、格別な操作を行うことなく、放置中に
ルカリ金属炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
In the initial stabilizing means, when a power switch for turning on / off the power supply to the heating means turns off the power supply to the heating means, a voltage application circuit is connected between the sensor electrodes through a switch interlocked with the power switch. a constant voltage of the electromotive force polarity opposite that occurs is applied between the sensor electrode connection
Ketei Runode, without performing any special operation, A in the left
The progress of the decomposition of the rukari metal carbonate can be suppressed.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明による方法によって初期安定化した
固体電解質型炭酸ガス検出装置の一実施例を示す電気回
路を示し、図4について上述した従来のものと同等の部
分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electric circuit showing an embodiment of a solid electrolyte type carbon dioxide gas detecting apparatus which is initially stabilized by the method according to the present invention, and the same parts as those of the conventional apparatus described above with reference to FIG. And a detailed description is omitted.

【0022】本発明による固体電解質型炭酸ガスセンサ
の初期安定化方法では、実際には大変複雑で明確には説
明できないが、センサの放置中に起き、初期安定化を阻
害する一因として、センサの放置中に進行する速度の大
変遅い炭酸塩の分解を考え、放置中に炭酸塩の分解が進
まない方向、すなわち、センサ電極及び炭酸塩を加熱し
ていない期間、センサ電極間に発生する起電力と逆極性
の一定電圧をセンサ電極間に擬似的に外部より加えるよ
うにしている。
Although the method for stabilizing the initial state of the solid electrolyte type carbon dioxide sensor according to the present invention is actually very complicated and cannot be clearly explained, one of the factors that occurs during the standing of the sensor and hinders the initial stabilization is as follows. Considering the decomposition of carbonate that proceeds very slowly during standing, the direction in which decomposition of carbonate does not proceed during standing, that is, the electromotive force generated between the sensor electrodes while the sensor electrode and the carbonate are not heated And a constant voltage having a polarity opposite to that of the sensor electrode is artificially applied between the sensor electrodes.

【0023】この方法を実施して初期安定化するため、
本発明による固体電解質型炭酸ガス検出装置は、図1に
示すように、ヒータ部2によってセンサ電極12及び図
示しない炭酸塩を加熱していない期間、センサ電極12
間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間
に印加する初期安定化手段としての初期安定化回路5を
有する。
In order to carry out this method for initial stabilization,
As shown in FIG. 1, the solid-electrolyte-type carbon dioxide detection device according to the present invention has a configuration in which the sensor electrode 12 and the carbonate (not shown) are not heated by the heater section 2.
An initial stabilizing circuit 5 is provided as initial stabilizing means for applying a constant voltage having a polarity opposite to that of an electromotive force generated between the sensor electrodes.

【0024】初期安定化回路5は、乾電池でよい直流電
源51と、この直流電源51の電圧を分圧する調整可能
な半固定抵抗VR1及びVR2と、ヒータ部2への電源
供給をオン・オフする電源スイッチ4に連動されてオフ
・オンされるスイッチ52と、直流電源51の+側をセ
ンサ電極12のうちの検知電極12aに接続する回路5
3と、半固定抵抗VR1及びVR2によって分圧した電
圧をセンサ電極12のうちの基準電極12bに接続する
回路54とを有する。上記回路53及び54は、ヒータ
部2への電源供給をオフしたときスイッチ52を通じて
センサ電極間12に発生する起電力と逆極性の一定電圧
をセンサ電極12間に印加する電圧印加回路を構成して
いる。
The initial stabilizing circuit 5 turns on / off a DC power supply 51 which may be a dry battery, adjustable semi-fixed resistors VR1 and VR2 for dividing the voltage of the DC power supply 51, and power supply to the heater section 2. A switch 52 that is turned on and off in conjunction with the power switch 4, and a circuit 5 that connects the + side of the DC power supply 51 to the detection electrode 12 a of the sensor electrodes 12.
3 and a circuit 54 for connecting the voltage divided by the semi-fixed resistors VR1 and VR2 to the reference electrode 12b of the sensor electrodes 12. The circuits 53 and 54 constitute a voltage application circuit that applies a constant voltage having a polarity opposite to that of the electromotive force generated between the sensor electrodes 12 through the switch 52 when the power supply to the heater unit 2 is turned off. ing.

【0025】この構成によって、電源スイッチ4のオフ
によってヒータ部2への電源供給をオフすると、初期安
定化手段5中のスイッチ52がオンして、ヒータ部2に
よってセンサ電極12及び図示しない炭酸塩を加熱して
いない期間、センサ電極12間に発生する起電力と逆極
性の一定電圧をセンサ電極間に印加する。
With this configuration, when the power supply to the heater section 2 is turned off by turning off the power switch 4, the switch 52 in the initial stabilizing means 5 is turned on, and the sensor section 12 and the carbonate (not shown) are turned on by the heater section 2. During a period in which is not heated, a constant voltage having a polarity opposite to that of the electromotive force generated between the sensor electrodes 12 is applied between the sensor electrodes.

【0026】今、加熱使用時に大気中のCO2 濃度にお
いて287mV程度の起電力を発生するテストサンプル
を1週間放置して再度使用開始したときの初期安定時間
について、上述した初期安定化手段5のない場合とある
場合を対比して示す図2のグラフから明らかなように、
点線で示す前者の場合では287mV程度に戻るのに1
時間程度要しているのに対し、実線で示す後者では約1
0分程度で安定域に到達していることが判る。
[0026] Now, the initial stabilization time when the test sample to generate an electromotive force of about 287mV was started again used to stand for 1 week in CO 2 concentration in the atmosphere during heating use, the initial stabilization means 5 described above As is clear from the graph of FIG.
In the former case shown by the dotted line, it takes 1 to return to about 287 mV.
It takes about one hour, while the latter shown by a solid line is about 1 hour.
It can be seen that the stable range was reached in about 0 minutes.

【0027】放置中に印加する電圧と電流はそのセンサ
が大気中で有する起電力よりは高いほうがよいが、あま
り高すぎると通電開始時に起電力の低下が起こって逆に
安定化が劣化することになる。
It is preferable that the voltage and current applied during the standing are higher than the electromotive force of the sensor in the atmosphere, but if it is too high, the electromotive force decreases at the start of energization, and conversely, the stability is deteriorated. become.

【0028】図示の例では、直流電源51に1.5 Vの単
3電池を使用し、各々略1MΩ程度半固定抵抗VR1,
VR2によって分圧された約0.75Vの電圧をセンサ電極
12に印加している。このようにかけた電圧及び電流は
分圧ための半固定抵抗VR1,VR2を個々のセンサに
よってある程度調整する必要があり、またセンサの放置
時間も考慮しておく必要がある。また、この電圧を印加
することによる感度、応答速度に与える影響はない。
In the illustrated example, a 1.5 V AA battery is used for the DC power supply 51, and each half-fixed resistor VR1, approximately 1 MΩ is used.
A voltage of about 0.75 V divided by VR2 is applied to the sensor electrode 12. The voltages and currents thus applied need to be adjusted to some extent by semi-fixed resistors VR1 and VR2 for voltage division by individual sensors, and it is also necessary to consider the sensor leaving time. The application of this voltage does not affect the sensitivity and the response speed.

【0029】なお、放置中に印加する電圧の極性を逆に
した場合には、顕著に感度、応答速度の劣化がもたらさ
れることが確認されている。
It has been confirmed that when the polarity of the voltage applied during the standing is reversed, the sensitivity and the response speed are remarkably deteriorated.

【0030】上述した実施例によれば、固体電解質型炭
酸ガスセンサの初期通電後の安定化するまでの時間が、
1ヶ月以上の長い時間放置されていても、実用的な計測
を開始するまでの待機時間の5〜10分以内にされるよ
うになる。
According to the above-described embodiment, the time until the solid electrolyte type carbon dioxide sensor is stabilized after the initial energization is equal to:
Even if it is left for a long time of one month or more, it will be within 5 to 10 minutes of the waiting time until practical measurement is started.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
置中のアルカリ金属炭酸塩の分解の進行を抑えることが
できるので、センサ電極を加熱してから安定して使用で
きる安定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮
し、炭酸ガス濃度の測定精度を向上できるようになる。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the progress of the decomposition of the alkali metal carbonate during standing, so that the sensor electrode can be stably used after heating the sensor electrode. It is possible to shorten the initial stabilization time and improve the measurement accuracy of the carbon dioxide concentration.

【0032】また、放置中に初期安定化手段がセンサ電
極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ
電極間に印加し続けて、放置中にアルカリ金属炭酸塩の
分解の進行を抑えることができるので、電源投入後、安
定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸
ガス濃度の測定精度を向上できる。特に、加熱を止めた
とき自動的にセンサ電極間に発生する起電力と逆極性の
一定電圧をセンサ電極間に印加し続けるようになる
で、格別な操作を行うことなく、放置中にアルカリ金属
炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
Further , the initial stabilizing means continues to apply a constant voltage having a polarity opposite to that of the electromotive force generated between the sensor electrodes during the standing, so that the decomposition of the alkali metal carbonate proceeds during the standing. Since it can be suppressed, the initial stabilization time until the operation becomes stable after the power is turned on can be shortened, and the measurement accuracy of the carbon dioxide concentration can be improved. In particular, a constant voltage of the opposite polarity to the electromotive force generated automatically between the sensor electrodes when the heating is stopped will continue to be applied between the sensor electrodes, so that no special operation is performed. The decomposition of the alkali metal carbonate during the standing can be suppressed.

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

【図1】本発明による方法を実施した炭酸ガス検出装置
の電気回路を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an electric circuit of a carbon dioxide gas detection device implementing a method according to the present invention.

【図2】本発明による方法及びこの方法を実施した炭酸
ガス検出装置によって得られる効果を説明するためのグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining the effect obtained by the method according to the present invention and the carbon dioxide gas detection apparatus implementing the method.

【図3】固体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ部の構造
を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a structure of a sensor unit of the solid electrolyte type carbon dioxide sensor.

【図4】従来の炭酸ガス検出装置の一例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional carbon dioxide gas detection device.

【図5】従来の方法及び装置の問題点を説明するための
グラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining a problem of a conventional method and apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ部 11 イオン伝導体 12 センサ電極 12a 検知電極 12b 基準電極 13 炭酸塩(化合物) 2 加熱手段(ヒータ部) 4 電源スイッチ 5 初期安定化手段(初期安定化回路) 52 スイッチ 53,54 電圧印加回路(回路) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor part of solid electrolyte type carbon dioxide sensor 11 Ion conductor 12 Sensor electrode 12a Detection electrode 12b Reference electrode 13 Carbonate (compound) 2 Heating means (Heater part) 4 Power switch 5 Initial stabilization means (Initial stabilization circuit) 52 Switches 53, 54 Voltage application circuit (circuit)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体電解質からなるアルカリ金属イオン
伝導体と、該イオン伝導体を挟んで対向され、接触する
炭酸ガスの濃度に対応して起電力を発生する検知電極及
び基準電極からなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆
するアルカリ金属炭酸塩と、前記センサ電極及び前記
ルカリ金属炭酸塩を加熱する加熱手段とを備える固体電
解質型炭酸ガスセンサにおいて、 前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記アルカリ
金属炭酸塩を加熱していない期間、前記センサ電極間に
発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印
加し続けることを特徴とする固体電解質型炭酸ガスセン
サの初期安定化方法。
1. A sensor electrode comprising a detection electrode and a reference electrode which are opposed to each other through an alkali metal ion conductor made of a solid electrolyte, and generate an electromotive force corresponding to the concentration of carbon dioxide gas in contact therewith. When the alkali metal carbonate to coat the sensing electrode, the sensor electrode and the a
A solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor comprising: a heating unit for heating the alkali metal carbonate, wherein the heating unit includes the sensor electrode and the alkali.
An initial stabilization method for a solid oxide carbon dioxide sensor, wherein a constant voltage having a polarity opposite to that of an electromotive force generated between the sensor electrodes is continuously applied between the sensor electrodes while the metal carbonate is not heated.
【請求項2】 固体電解質からなるアルカリ金属イオン
伝導体と、該イオン伝導体を挟んで対向され、接触する
炭酸ガスの濃度に対応して起電力を発生する検知電極及
び基準電極からなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆
するアルカリ金属炭酸塩と、電源スイッチのオンによっ
前記センサ電極及び前記アルカリ金属炭酸塩を加熱す
る加熱手段とを備える固体電解質型炭酸ガスセンサを有
する固体電解質型炭酸ガス検出装置において、 前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記アルカリ
金属炭酸塩を加熱していない期間の間、前記センサ電極
間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ電
極間に印加し続ける初期安定化手段を有することを特徴
とする固体電解質型炭酸ガス検出装置。
2. A sensor electrode comprising a detection electrode and a reference electrode which are opposed to each other with an alkali metal ion conductor made of a solid electrolyte therebetween and generate an electromotive force corresponding to the concentration of carbon dioxide gas in contact with the alkali metal ion conductor. And an alkali metal carbonate covering the sensing electrode, and turning on a power switch.
The sensor electrode and the alkali in the solid electrolyte type carbon dioxide gas detection device including a solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor and a heating means for heating the sensor electrode and the alkali metal carbonates, by the heating means Te
A solid electrolyte type having initial stabilizing means for continuously applying a constant voltage having a polarity opposite to that of an electromotive force generated between the sensor electrodes during a period in which the metal carbonate is not heated , between the sensor electrodes. Carbon dioxide detector.
【請求項3】 前記初期安定化手段が、前記加熱手段へ
の電源供給をオン・オフする前記電源スイッチに連動
てオフ・オンされるスイッチと、前記加熱手段への電源
供給をオフしたとき前記スイッチを通じて前記センサ電
極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ
電極間に印加する電圧印加回路とからなることを特徴と
する請求項2記載の固体電解質型炭酸ガス検出装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said initial stabilizing means is linked to said power switch for turning on / off a power supply to said heating means.
A switch that is turned on and off, and a voltage application circuit that applies a constant voltage having a polarity opposite to the electromotive force generated between the sensor electrodes through the switch when the power supply to the heating unit is turned off, between the sensor electrodes. The solid electrolyte type carbon dioxide detection device according to claim 2, comprising:
JP4241804A 1992-09-10 1992-09-10 Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device Expired - Fee Related JP2772330B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4241804A JP2772330B2 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4241804A JP2772330B2 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0694674A JPH0694674A (en) 1994-04-08
JP2772330B2 true JP2772330B2 (en) 1998-07-02

Family

ID=17079759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4241804A Expired - Fee Related JP2772330B2 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2772330B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5065147B2 (en) * 2008-05-13 2012-10-31 理研計器株式会社 Semiconductor sensor type gas detector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0422861A (en) * 1990-05-17 1992-01-27 Matsushita Seiko Co Ltd Gaseous carbon dioxide detector
JP2526729B2 (en) * 1990-10-08 1996-08-21 三菱電機株式会社 Carbon dioxide sensor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0694674A (en) 1994-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3090479B2 (en) Gas sensor
US6082176A (en) NOx-concentration detecting apparatus
EP0841562B1 (en) Use of an NOx sensor for measuring nitrogen oxide concentration
US4543176A (en) Oxygen concentration detector under temperature control
US6120677A (en) Temperature control for all range oxygen sensor
JPS644145B2 (en)
JPS634660B2 (en)
JPS6310781B2 (en)
US7445698B2 (en) Gas concentration detecting apparatus
JPH0697220B2 (en) Air-fuel ratio detector
JPH1172478A (en) Oxide gas concentration detecting device and recording medium used therefor
JPH0113531B2 (en)
JPH1048180A (en) Method and apparatus for controlling temperature of total area oxygen sensor
JP2772330B2 (en) Initial stabilization method of solid electrolyte type carbon dioxide sensor and solid electrolyte type carbon dioxide detection device
JPH08201336A (en) Electrochemical gas sensor and driving method thereof
JP4224011B2 (en) Gas sensor and gas concentration measuring method
JP2508277Y2 (en) Solid electrolyte type carbon dioxide sensor
JP3587943B2 (en) Temperature control method and apparatus for full-range air-fuel ratio sensor
JP2002372514A (en) Gas concentration detection apparatus
JP3275939B2 (en) Cleaning method for carbon monoxide sensor
JP2019056673A (en) Sensor control device
JP2774100B2 (en) Oxygen concentration detector
JP2526729B2 (en) Carbon dioxide sensor device
JP2002257783A (en) Gas sensor
JPH02128155A (en) Oxygen sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19971216

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100424

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees