JP3105959B2 - ガス濃度センサ - Google Patents
ガス濃度センサInfo
- Publication number
- JP3105959B2 JP3105959B2 JP03244882A JP24488291A JP3105959B2 JP 3105959 B2 JP3105959 B2 JP 3105959B2 JP 03244882 A JP03244882 A JP 03244882A JP 24488291 A JP24488291 A JP 24488291A JP 3105959 B2 JP3105959 B2 JP 3105959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas concentration
- concentration sensor
- pair
- electrodes
- current
- 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 - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体電解質を利用し
て酸素ガス等のガス濃度を測定するセンサに関するもの
である。
て酸素ガス等のガス濃度を測定するセンサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば固体電解質を利用した、
限界電流式の酸素センサは、出願人が特開昭６３−２６
５６８号公報で提案している。そして限界電流式の酸素
センサは、濃淡電池式の酸素センサと比較して動作範囲
が狭いため、ｐｐｍのオーダーから１００％Ｏ2 近傍ま
で１個のセンサでカバーすることは困難である。このた
め低濃度用、高濃度用の２種以上のセンサを必要として
いた。
限界電流式の酸素センサは、出願人が特開昭６３−２６
５６８号公報で提案している。そして限界電流式の酸素
センサは、濃淡電池式の酸素センサと比較して動作範囲
が狭いため、ｐｐｍのオーダーから１００％Ｏ2 近傍ま
で１個のセンサでカバーすることは困難である。このた
め低濃度用、高濃度用の２種以上のセンサを必要として
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のもの
は、装置のスペースを多く必要とし、全体的に形状が大
きくなる等の問題点があった。
は、装置のスペースを多く必要とし、全体的に形状が大
きくなる等の問題点があった。
【０００４】この発明の目的は、以上の点に鑑み、小
型、高性能に、広範囲の酸素濃度を測定することができ
るガス濃度センサを提供することである。
型、高性能に、広範囲の酸素濃度を測定することができ
るガス濃度センサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、酸素イオン
を透過する固体電解質の一方の側に設けられた２対以上
の電極と、この各対の一方の電極に設けられた互いに律
速性能を異にする律速手段と、各対の電極間に電圧を印
加する電圧源と、前記固体電解質の他方の側に共通に設
けられたヒータと、このヒータに通電したときに各対の
各電極間を流れる電流値を測定する電流測定手段とを備
え、この電流測定手段の電流値から複数のガス濃度を測
定するガス濃度センサである。
を透過する固体電解質の一方の側に設けられた２対以上
の電極と、この各対の一方の電極に設けられた互いに律
速性能を異にする律速手段と、各対の電極間に電圧を印
加する電圧源と、前記固体電解質の他方の側に共通に設
けられたヒータと、このヒータに通電したときに各対の
各電極間を流れる電流値を測定する電流測定手段とを備
え、この電流測定手段の電流値から複数のガス濃度を測
定するガス濃度センサである。
【０００６】
【実施例】図１、２は、この発明の一実施例を示す構成
説明図である。
説明図である。
【０００７】図において、１は酸化ジルコニウムＺｒＯ
2 等に酸化イットリウムＹ2 Ｏ3 等を固溶させた酸素イ
オンを透過する基板状の固体電解質で、この固体電解質
１の一方の側にＰｔ、Ａｇ等よりなる２対の電極２１、
２２、３１、３２が蒸着スパッタリング等で形成され、
この各対の一方の電極３１、３２、には律速手段として
の拡散孔４１０、４２０を有する有孔キャップ４１、４
２が設けられている。
2 等に酸化イットリウムＹ2 Ｏ3 等を固溶させた酸素イ
オンを透過する基板状の固体電解質で、この固体電解質
１の一方の側にＰｔ、Ａｇ等よりなる２対の電極２１、
２２、３１、３２が蒸着スパッタリング等で形成され、
この各対の一方の電極３１、３２、には律速手段として
の拡散孔４１０、４２０を有する有孔キャップ４１、４
２が設けられている。
【０００８】つまり、電極３１、３２上には固体電解質
と同一材料の無機質粉末からなる多孔質の無機質層５
１、５２が設けられて、この無機質層５１、５２の上に
有孔キャップ４１１、４２１が設けられている。この各
有孔キャップの拡散孔４１０、４２０の大きさは、ほぼ
φ０．４ｍｍ、φ２０μｍで、各々０〜１０００ＰＰｍ
Ｏ2 、０〜９９％Ｏ2 の低濃度、高濃度測定に対応して
いる。低濃度の方は拡散孔が大とされ、高感度化を図っ
ている。そして、側面にはガラス質の気密層６１、６２
が設けられている。有孔キャップ４１１、４１２は各々
１ｍｍ程度の同一厚みのものとされ、棒状のものをスラ
イスして容易に製造できるものである。、無機質層５
１、５２は、気密層６１、６２を溶融形成するとき、同
時に焼成される。この無機質層５１、５２を設けること
により、気密層６１、６２が直接電極３１、３２をおお
うことがなく、性能が向上する。また、固体電解質１の
他方の側には、絶縁層７を介してＰｔ等のヒータ８が形
成されている。この絶縁層７は、ヒータ８への電流が固
体電解質１を流れ、測定誤差を招くのを防止する。
と同一材料の無機質粉末からなる多孔質の無機質層５
１、５２が設けられて、この無機質層５１、５２の上に
有孔キャップ４１１、４２１が設けられている。この各
有孔キャップの拡散孔４１０、４２０の大きさは、ほぼ
φ０．４ｍｍ、φ２０μｍで、各々０〜１０００ＰＰｍ
Ｏ2 、０〜９９％Ｏ2 の低濃度、高濃度測定に対応して
いる。低濃度の方は拡散孔が大とされ、高感度化を図っ
ている。そして、側面にはガラス質の気密層６１、６２
が設けられている。有孔キャップ４１１、４１２は各々
１ｍｍ程度の同一厚みのものとされ、棒状のものをスラ
イスして容易に製造できるものである。、無機質層５
１、５２は、気密層６１、６２を溶融形成するとき、同
時に焼成される。この無機質層５１、５２を設けること
により、気密層６１、６２が直接電極３１、３２をおお
うことがなく、性能が向上する。また、固体電解質１の
他方の側には、絶縁層７を介してＰｔ等のヒータ８が形
成されている。この絶縁層７は、ヒータ８への電流が固
体電解質１を流れ、測定誤差を招くのを防止する。
【０００９】そして、図３でも概略示すように、低濃度
検出部Ｄ１の各対の電極２１、３１間および、高濃度検
出部Ｄ２の電極２２、３２間には直流の電圧源Ｖ１、Ｖ
２から電極２１、２２を陽極、電極３１、３２を陰極と
して所定の電圧が印加され、測定手段Ｍ１、Ｍ２で電極
２１、３１間および電極２２、３２間を流れる電流値が
測定される。またヒータ８には図示しない電圧源より電
流が供給される。
検出部Ｄ１の各対の電極２１、３１間および、高濃度検
出部Ｄ２の電極２２、３２間には直流の電圧源Ｖ１、Ｖ
２から電極２１、２２を陽極、電極３１、３２を陰極と
して所定の電圧が印加され、測定手段Ｍ１、Ｍ２で電極
２１、３１間および電極２２、３２間を流れる電流値が
測定される。またヒータ８には図示しない電圧源より電
流が供給される。
【００１０】つまり、低濃度または高濃度の酸素ガス濃
度を測定する場合、ヒータ８に通電加熱し、測定手段Ｍ
１、Ｍ２の出力を判別手段Ｃ１、Ｃ２で判別し、低濃度
のときはスイッチ手段Ｓ１１をオン、スイッチ手段１０
をＡ側とし、検出部Ｄ１を作動させて低濃度測定を行
い、高濃度のときは、スイッチ手段Ｓ１２をオン、スイ
ッチ手段Ｓ１０をＢ側として高濃度測定を行い、各々表
示手段Ｅに表示等を行う。 低濃度の酸素濃度測定の場
合の特性図を図４、高濃度の場合の特性図を図５に示
す。このように、同一固体電解質の複数対の電極の各律
速手段の律速性能を異にすることで、高感度に広いダイ
ナミックレンジで酸素濃度等の測定ができる。
度を測定する場合、ヒータ８に通電加熱し、測定手段Ｍ
１、Ｍ２の出力を判別手段Ｃ１、Ｃ２で判別し、低濃度
のときはスイッチ手段Ｓ１１をオン、スイッチ手段１０
をＡ側とし、検出部Ｄ１を作動させて低濃度測定を行
い、高濃度のときは、スイッチ手段Ｓ１２をオン、スイ
ッチ手段Ｓ１０をＢ側として高濃度測定を行い、各々表
示手段Ｅに表示等を行う。 低濃度の酸素濃度測定の場
合の特性図を図４、高濃度の場合の特性図を図５に示
す。このように、同一固体電解質の複数対の電極の各律
速手段の律速性能を異にすることで、高感度に広いダイ
ナミックレンジで酸素濃度等の測定ができる。
【００１１】
【発明の効果】固体電解質の一方の側に複数対の電極を
形成しその律速手段の律速性能を異にしたガス濃度セン
サで、小型、安価に、広範囲の濃度の酸素等のガス濃度
の測定ができ、ヒータも他方の側に共通化でき、各種の
回路の簡素化も図れる。
形成しその律速手段の律速性能を異にしたガス濃度セン
サで、小型、安価に、広範囲の濃度の酸素等のガス濃度
の測定ができ、ヒータも他方の側に共通化でき、各種の
回路の簡素化も図れる。
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図。
【図２】この発明の一実施例を示す構成説明図。
【図３】この発明の一実施例を示す測定回路の説明図。
【図４】この発明の一実施例を示す特性説明図。
【図５】この発明の一実施例を示す特性説明図。
１ 固体電解質 ２１、２２、３１、３２ 電極 ４１、４２ 律速手段 ５１、５２ 無機質層 ６１、６２ 気密層 ７ 絶縁層 ８ ヒータ
Claims (5)
- 【請求項１】酸素イオンを透過する固体電解質の一方の
側に設けられた２対以上の電極と、この各対の一方の電
極に設けられた互いに律速性能を異にする律速手段と、
各対の電極間に電圧を印加する電圧源と、前記固体電解
質の他方の側に共通に設けられたヒータと、このヒータ
に通電したときに各対の各電極間を流れる電流値を測定
する電流測定手段とを備え、この電流測定手段の電流値
から複数のガス濃度を測定するガス濃度センサ。 - 【請求項２】前記律速手段として有孔キャップを用い、
その拡散孔の大きさを異にした請求項１記載のガス濃度
センサ。 - 【請求項３】無機質層を介して前記有孔キャップを設
け、側面を気密層とした請求項２記載のガス濃度セン
サ。 - 【請求項４】前記有孔キャップは、ほぼ同一厚さのもの
とされた請求項２または請求項３記載のガス濃度セン
サ。 - 【請求項５】前記有孔キャップは棒状のものをスライス
して形成してなる請求項２から請求項４いずれかに記載
のガス濃度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244882A JP3105959B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ガス濃度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244882A JP3105959B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ガス濃度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560725A JPH0560725A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3105959B2 true JP3105959B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17125393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03244882A Expired - Lifetime JP3105959B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ガス濃度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105959B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5388900A (en) * | 1992-07-15 | 1995-02-14 | Kabushiki Kaisha Suzuki Shoji | Crawler pad |
| JP2781861B2 (ja) * | 1993-10-04 | 1998-07-30 | 正則 佐藤 | 歯ブラシおよび電動歯ブラシ |
| JP3534612B2 (ja) | 1998-05-18 | 2004-06-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 平面型限界電流式センサ |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP03244882A patent/JP3105959B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0560725A (ja) | 1993-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4292158A (en) | Oxygen sensor of the polarographic type, particularly for use with internal combustion engines | |
| US5516410A (en) | Planar sensor element having a solid electrolyte substrate | |
| US6007697A (en) | Method for cleaning a limiting current type gas sensor | |
| JP2000321238A (ja) | ガスセンサ | |
| JP2009244117A (ja) | ガスセンサおよびＮＯｘセンサ | |
| US5302275A (en) | Sensor element for an oxygen limiting current probe in order to determine the λ value of gas mixtures | |
| JPH08122287A (ja) | ガス成分の濃度の測定装置および方法 | |
| JP3105959B2 (ja) | ガス濃度センサ | |
| EP0371774B1 (en) | A humidity measurement device by use of an electrochemical cell | |
| JP2857229B2 (ja) | 酸素センサを用いた湿度測定方法 | |
| JP2805811B2 (ja) | 燃焼制御用センサ | |
| JP3943262B2 (ja) | ＮＯｘガス濃度測定装置及びＮＯｘガス濃度測定方法 | |
| JP2788640B2 (ja) | 気体濃度検出用センサ | |
| US4790924A (en) | Method of fabrication of air/fuel sensors based on electrochemical pumping and sensors made thereby | |
| JPH0648409Y2 (ja) | 低濃度用ガス分析計 | |
| JPH07167833A (ja) | ガスセンサ | |
| JPH03120456A (ja) | 酸素センサ | |
| JPH05164729A (ja) | 限界電流式酸素センサ | |
| JP3073523B2 (ja) | ガス分圧測定用限界電流センサ | |
| JP2883092B2 (ja) | 酸素センサのセンサエレメントの製造方法 | |
| JP2000039419A (ja) | 窒素酸化物センサ | |
| JPH06265516A (ja) | 酸素湿度センサ | |
| JPH0682418A (ja) | 酸素センサ | |
| JPH05164730A (ja) | 限界電流式酸素センサ | |
| JPH07167832A (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |