JP3010376B2 - 固体酸素センサー - Google Patents
固体酸素センサーInfo
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- JP3010376B2 JP3010376B2 JP2513267A JP51326790A JP3010376B2 JP 3010376 B2 JP3010376 B2 JP 3010376B2 JP 2513267 A JP2513267 A JP 2513267A JP 51326790 A JP51326790 A JP 51326790A JP 3010376 B2 JP3010376 B2 JP 3010376B2
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- electrode
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、電池でなる固体酸素センサーに係り、該電
池は、その酸素分圧が測定対象である雰囲気にさらされ
る第１電極、参照雰囲気にさらされる第２電極及びこれ
ら両電極と接触する表面上に位置する固体電解質で構成
され、この電解質の材料は純粋なイオン伝導性を有する
セラミック酸化物又はガラス質相であり、少なくとも第
１電極は非化学量論的セラミック酸化物を含有する。非
化学量論的酸化物は熱的に安定な系であり、化学量論的
組成物とは明らかに異なる。これ以後の記載では、当該
用語は、亜化学量論的系及び過化学量論的系の両方を意
味するものである。
池は、その酸素分圧が測定対象である雰囲気にさらされ
る第１電極、参照雰囲気にさらされる第２電極及びこれ
ら両電極と接触する表面上に位置する固体電解質で構成
され、この電解質の材料は純粋なイオン伝導性を有する
セラミック酸化物又はガラス質相であり、少なくとも第
１電極は非化学量論的セラミック酸化物を含有する。非
化学量論的酸化物は熱的に安定な系であり、化学量論的
組成物とは明らかに異なる。これ以後の記載では、当該
用語は、亜化学量論的系及び過化学量論的系の両方を意
味するものである。
このような酸素センサーはドイツ国特許公開明細書第
32 29 931号から公知である。このセンサーの２つの電
極は、非化学量論的酸化物（たとえば、PrO2+x、Ce
O2-x、TbO2-x又はこれら化合物の混合物でなる。固体電
解質は、純粋なイオン伝導性を有するセラミック酸化物
又はガラス質相である。しかしながら、当該センサー
（酸化性雰囲気下の電極材料としてPrO2+xが使用され、
還元性雰囲気下においてはCeO2-x又はTbO2-xが使用され
る）は、限られた測定範囲でのみ適用可能である。
32 29 931号から公知である。このセンサーの２つの電
極は、非化学量論的酸化物（たとえば、PrO2+x、Ce
O2-x、TbO2-x又はこれら化合物の混合物でなる。固体電
解質は、純粋なイオン伝導性を有するセラミック酸化物
又はガラス質相である。しかしながら、当該センサー
（酸化性雰囲気下の電極材料としてPrO2+xが使用され、
還元性雰囲気下においてはCeO2-x又はTbO2-xが使用され
る）は、限られた測定範囲でのみ適用可能である。
さらに、特に一酸化炭素又は鉛による電極の毒作用を
考慮すると、かかるセンサーは、一酸化炭素を含有する
雰囲気又は排気ガスのコントロールのために使用される
際には、毒作用により限られた作動時間を有する。
考慮すると、かかるセンサーは、一酸化炭素を含有する
雰囲気又は排気ガスのコントロールのために使用される
際には、毒作用により限られた作動時間を有する。
このように、本発明の目的は、広範な酸素分圧の測定
を可能にし、非常な還元性の雰囲気又は非常な酸化性の
雰囲気においても感度の重大な低下又は許容できないほ
どの応答遅延の増大を招くことなく良好に測定できる固
体酸素センサーを提供することにある。作動時間の延長
は、突然に変動する酸素分圧（操作中に生ずる又は事故
によって生ずる変動）の測定に電極を使用することが可
能になるため、非常に重要な経済的利点を示す。
を可能にし、非常な還元性の雰囲気又は非常な酸化性の
雰囲気においても感度の重大な低下又は許容できないほ
どの応答遅延の増大を招くことなく良好に測定できる固
体酸素センサーを提供することにある。作動時間の延長
は、突然に変動する酸素分圧（操作中に生ずる又は事故
によって生ずる変動）の測定に電極を使用することが可
能になるため、非常に重要な経済的利点を示す。
本発明によれば、この目的は、第１電極を、少なくと
も１の非化学量論的セラミック酸化物及び金属（該金属
は、金、白金、ニッケル及びクロムでなる群から選ばれ
る）の混合物で構成することによって達成される。
も１の非化学量論的セラミック酸化物及び金属（該金属
は、金、白金、ニッケル及びクロムでなる群から選ばれ
る）の混合物で構成することによって達成される。
好ましくは、該第１電極における金属の量は、全体の
10ないし30重量％、特に20重量％である。
10ないし30重量％、特に20重量％である。
次に、いくつかの具体例によって本発明を詳述する。
固体酸素センサーは、本質的に２つの電極と、これら
の間に位置する固体電解質である。電極は測定回路に接
続され、２つの電極間の電位差は、２つの電極の各々に
及ぼす酸素分圧の差を意味する。
の間に位置する固体電解質である。電極は測定回路に接
続され、２つの電極間の電位差は、２つの電極の各々に
及ぼす酸素分圧の差を意味する。
センサーは、多くの場合、一方の側が閉止された管の
形状を有し、該管の内壁が参照電極を構成し、外壁が測
定電極を構成する。これらの壁の間の領域は、少なくと
もその一部に固体電解質が充填されている。管の内部に
は、特定の組成を有する参照ガス（たとえば、純粋な酸
素、空気又はCO/CO2又はH2/H2Oの如き公知のガス混合
物）が存在する。参照雰囲気は、金属及び金属酸化物の
混合物（たとえばFe/FeO又はNi/NiO）によっても構成さ
れる。
形状を有し、該管の内壁が参照電極を構成し、外壁が測
定電極を構成する。これらの壁の間の領域は、少なくと
もその一部に固体電解質が充填されている。管の内部に
は、特定の組成を有する参照ガス（たとえば、純粋な酸
素、空気又はCO/CO2又はH2/H2Oの如き公知のガス混合
物）が存在する。参照雰囲気は、金属及び金属酸化物の
混合物（たとえばFe/FeO又はNi/NiO）によっても構成さ
れる。
管の外側は、その酸素分圧が測定の対象である雰囲気
と接している。
と接している。
もちろん、本発明はこのセンサー形状に限定されな
い。センサーは２つのチャンバー（すなわち参照チャン
バー及び測定チャンバー）の間のパーティションを構成
する平ならプレート状であってもよい。
い。センサーは２つのチャンバー（すなわち参照チャン
バー及び測定チャンバー）の間のパーティションを構成
する平ならプレート状であってもよい。
参照電極は、上述の特許公開明細書の場合と同様に、
貴金属又はセラミック酸化物、又はこれらの混合物で構
成される。
貴金属又はセラミック酸化物、又はこれらの混合物で構
成される。
被分析雰囲気と接する電極は、本発明によれば、少な
くとも１の非化学量論的セラミック酸化物（該セラミッ
ク酸化物は、PrO2+x、CeO2-x、TbO2+x、LaCrO3、La1-xS
rxCrO3でなる群から選ばれる）及び金属（金、白金、ニ
ッケル及びクロムでなる群から選ばれる）の混合物によ
ってなる。また、２つの異なるセラミック酸化物（１つ
は過化学量論的なもの及び他は亜化学量論的なもの；た
とえばCeO2-x及びPrO2+x）を金属に混合できる。これ
は、高度に還元性の雰囲気と共に、高度に酸化性の雰囲
気を考慮したものである。さらに、これら酸化物の固溶
体（たとえばCeyPr1-yO2+x）を使用することも可能であ
る。ｘは０ないし0.2の数である。セラミックと金属と
の混合物は「サーメット（cermet）」と称される。
くとも１の非化学量論的セラミック酸化物（該セラミッ
ク酸化物は、PrO2+x、CeO2-x、TbO2+x、LaCrO3、La1-xS
rxCrO3でなる群から選ばれる）及び金属（金、白金、ニ
ッケル及びクロムでなる群から選ばれる）の混合物によ
ってなる。また、２つの異なるセラミック酸化物（１つ
は過化学量論的なもの及び他は亜化学量論的なもの；た
とえばCeO2-x及びPrO2+x）を金属に混合できる。これ
は、高度に還元性の雰囲気と共に、高度に酸化性の雰囲
気を考慮したものである。さらに、これら酸化物の固溶
体（たとえばCeyPr1-yO2+x）を使用することも可能であ
る。ｘは０ないし0.2の数である。セラミックと金属と
の混合物は「サーメット（cermet）」と称される。
本発明による酸素センサーは、治金操作の監視、各種
タービン及びオーブンの作動、自動車の排出ガスのコン
トロール及び空気の監視において広い利用分野を有す
る。酸素分圧の測定ガスは10-30ないし１気圧である。
タービン及びオーブンの作動、自動車の排出ガスのコン
トロール及び空気の監視において広い利用分野を有す
る。酸素分圧の測定ガスは10-30ないし１気圧である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−61550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−175251（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184457（ＪＰ，Ａ) 特表 昭60−500382（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/409
Claims (3)
- 【請求項１】酸素分圧が測定対象である雰囲気にさらさ
れると第１電極と、参照雰囲気にさらされる第２電極
と、これら両電極と接触する表面上に位置し、純粋なイ
オン伝導性を有するセラミック酸化物又はガラス質相で
なる固体電解質とを有し、少なくとも第１電極が非化学
量論的セラミック酸化物を含有する電池で構成される固
体酸素センサーにおいて、前記第１電極を、少なくとも
１の非化学量論的セラミック酸化物と、金、ニッケル及
びクロムでなる群から選ばれる金属との混合物（サーメ
ット）で構成したことを特徴とする、固体酸素センサ
ー。 - 【請求項２】前記セラミック酸化物が、PrO2+x、Tb
O2-x、CeO2-x、LaCrO3、La1-xSrxCrO3（０＜ｘ＜0.2）
でなる群から選ばれる化合物、又は亜化学量論的及び過
化学量論的酸化物の混合物又は両者の固溶体である、請
求項１記載の固体酸素センサー。 - 【請求項３】前記第１電極における金属の量が全体の10
ないし30重量％である、請求項１又は２記載の固体酸素
センサー。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87596 | 1989-09-25 | ||
| LU87596A LU87596A1 (de) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | Feststoff-sauerstoffsensor |
| PCT/EP1990/001615 WO1991004485A1 (de) | 1989-09-25 | 1990-09-24 | Feststoff-sauerstoffsensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06502910A JPH06502910A (ja) | 1994-03-31 |
| JP3010376B2 true JP3010376B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=19731187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2513267A Expired - Fee Related JP3010376B2 (ja) | 1989-09-25 | 1990-09-24 | 固体酸素センサー |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3010376B2 (ja) |
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| AU (1) | AU637147B2 (ja) |
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| DE (1) | DE59004598D1 (ja) |
| DK (1) | DK0420107T3 (ja) |
| ES (1) | ES2049882T5 (ja) |
| GR (1) | GR3025334T3 (ja) |
| IE (1) | IE64606B1 (ja) |
| LU (1) | LU87596A1 (ja) |
| PT (1) | PT95406B (ja) |
| WO (1) | WO1991004485A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102225917B1 (ko) * | 2018-08-22 | 2021-03-10 | 곽태영 | 자세 교정 장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2738756A1 (de) * | 1977-08-27 | 1979-03-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Elektrochemische messzelle |
| EP0006989B1 (en) * | 1978-06-12 | 1983-06-15 | Corning Glass Works | Hot gas measuring device |
| DE2837118C2 (de) * | 1978-08-25 | 1982-05-19 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Poröse Oxidelektroden für elektrochemische Hochtemperaturzellen |
| IT1149039B (it) * | 1981-08-10 | 1986-12-03 | Euratom | Sensore di ossogeno allo stato solido |
| US4562124A (en) * | 1985-01-22 | 1985-12-31 | Westinghouse Electric Corp. | Air electrode material for high temperature electrochemical cells |
| DE3611291A1 (de) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Dornier System Gmbh | Herstellung von langzeitbestaendigen sauerstoffelektroden fuer elektrolysezellen mit festelektrolyt |
-
1989
- 1989-09-25 LU LU87596A patent/LU87596A1/de unknown
-
1990
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- 1990-09-24 PT PT95406A patent/PT95406B/pt active IP Right Grant
- 1990-09-24 AT AT90118314T patent/ATE101719T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-09-24 CA CA002066273A patent/CA2066273C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1990-09-24 ES ES90118314T patent/ES2049882T5/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-24 WO PCT/EP1990/001615 patent/WO1991004485A1/de active Application Filing
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- 1990-09-24 DK DK90118314.5T patent/DK0420107T3/da active
- 1990-09-24 DE DE90118314T patent/DE59004598D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-11 GR GR970402976T patent/GR3025334T3/el unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102225917B1 (ko) * | 2018-08-22 | 2021-03-10 | 곽태영 | 자세 교정 장치 |
Also Published As
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|---|---|
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| DK0420107T3 (da) | 1994-05-24 |
| WO1991004485A1 (de) | 1991-04-04 |
| CA2066273C (en) | 2001-06-12 |
| AU6415590A (en) | 1991-04-18 |
| EP0420107A1 (de) | 1991-04-03 |
| AU637147B2 (en) | 1993-05-20 |
| PT95406B (pt) | 1998-06-30 |
| ATE101719T1 (de) | 1994-03-15 |
| PT95406A (pt) | 1992-06-30 |
| LU87596A1 (de) | 1991-05-07 |
| ES2049882T3 (es) | 1994-05-01 |
| EP0420107B1 (de) | 1994-02-16 |
| EP0420107B2 (de) | 1997-10-22 |
| IE903288A1 (en) | 1991-04-10 |
| JPH06502910A (ja) | 1994-03-31 |
| DE59004598D1 (de) | 1994-03-24 |
| ES2049882T5 (es) | 1998-01-01 |
| GR3025334T3 (en) | 1998-02-27 |
| IE64606B1 (en) | 1995-08-23 |
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