JP4165652B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
NO→(1/2)N2+(1/2)O2
として分解され、そのとき発生するO2が前記ポンプ電極18a、18bによって室外に汲み出される。そのとき発生する電流値を電流計30によって検出することにより、被測定ガスG中に含まれるNOの濃度が測定される。
1/R=ρ・S/L
ρ:気孔率
S:リード線の断面積
L:リード線の長さ
としたとき、前記リード線に対するO2の侵入し易さは、(1/R)≦6.0×10-6であり、
前記電流検出手段にて検出されたポンプ電流に基づいて前記被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定することを特徴とする。
物質に対するO2の侵入し易さを1/Rとし、
1/R=ρ・S/L
ρ:気孔率
S:リード線の断面積
L:リード線の長さ
としたとき、前記リード線に対するO2の侵入し易さは、(1/R)≦6.0×10-6であり、
前記電圧検出手段にて検出された前記起電力に基づいて被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定することを特徴とする。
V1=RT/4F・ln(P1(O2)/P0(O2))
R:気体定数
T:絶対温度
F:ファラデー数
P1(O2):第1室60内の酸素分圧
P0(O2):基準ガスの酸素分圧
の関係を有している。そこで、前記ネルンストの式に基づく電圧V1を電圧計78によって測定することで、第1室60内の酸素分圧を検出することができる。
1/R=ρ・S/L
ρ:気孔率(−)
S:リード線の断面積(mm2)
L:リード線の長さ(mm)
の関係で表される。
56…第1の拡散律速部 58…第2の拡散律速部
60…第1室 62…第2室
64…内側ポンプ電極 66…外側ポンプ電極
68…主ポンプセル 70…可変電源
74…基準電極 76…制御用酸素分圧検出セル
82、132…検出電極 84…測定用ポンプセル
90…補助ポンプ電極 92…補助ポンプセル
100a〜100c…コネクタ電極
102a〜102c、112a、112d…リード線
104a〜104c、116a、118d…スルーホール
106、108、124、126…絶縁層
110a〜110d…コネクタ電極
130…測定用酸素分圧検出セル
Claims (12)
- 酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極を有し、かつ、外部空間から導入された被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極間に印加される制御電圧に基づいてポンピング処理する主ポンプ手段と、
酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側検出電極及び外側検出電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含まれる所定ガス成分を触媒作用及び/又は電気分解により分解させ、該分解によって発生した酸素を、前記内側検出電極及び外側検出電極間に印加される測定用ポンプ電圧に基づいてポンピング処理する測定用ポンプ手段と、
前記測定用ポンプ手段によりポンピング処理される前記酸素の量に応じて生じるポンプ電流を検出する電流検出手段とを具備し、
固体電解質グリーンシート上に絶縁層及び導体層を形成し、更に、複数のグリーンシートを積層一体化して焼成してなるガスセンサであって、
少なくとも前記被測定ガスに曝される前記測定用ポンプ手段の前記内側検出電極に接続されるリード線が緻密化され、
物質に対するO2の侵入し易さを1/Rとし、
1/R=ρ・S/L
ρ:気孔率
S:リード線の断面積
L:リード線の長さ
としたとき、前記リード線に対するO2の侵入し易さは、(1/R)≦6.0×10-6であり、
前記電流検出手段にて検出されたポンプ電流に基づいて前記被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定することを特徴とするガスセンサ。 - 酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極を有し、かつ、外部空間から導入された被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極間に印加される制御電圧に基づいてポンピング処理する主ポンプ手段と、
酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側検出電極及び外側検出電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含まれる所定ガス成分を触媒作用により分解させ、該分解によって発生した酸素の量と前記外側検出電極側のガスに含まれる酸素の量との差に応じた起電力を発生する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により発生する前記起電力を検出する電圧検出手段とを具備し、
固体電解質グリーンシート上に絶縁層及び導体層を形成し、更に、複数のグリーンシートを積層一体化して焼成してなるガスセンサであって、
少なくとも前記被測定ガスに曝される前記濃度検出手段の前記内側検出電極に接続されるリード線が緻密化され、
物質に対するO2の侵入し易さを1/Rとし、
1/R=ρ・S/L
ρ:気孔率
S:リード線の断面積
L:リード線の長さ
としたとき、前記リード線に対するO2の侵入し易さは、(1/R)≦6.0×10-6であり、
前記電圧検出手段にて検出された前記起電力に基づいて被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定することを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1又は2記載のガスセンサにおいて、
前記リード線が、白金族金属とセラミックスからなるサーメットで構成され、
前記リード線における前記セラミックスの焼結性が、固体電解質基板の焼結性と同じか、それ以上であることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項3記載のガスセンサにおいて、
前記リード線が、白金族金属とZrO2からなるサーメットで構成され、
前記リード線における前記ZrO2の焼結性が、固体電解質基板におけるZrO2の焼結性と同じか、それ以上であることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスセンサにおいて、
前記リード線の気孔率が10%以下であることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスセンサにおいて、
酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側補助電極及び外側補助電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側補助電極及び外側補助電極間に印加される補助ポンプ電圧に基づいてポンピング処理する補助ポンプ手段が設けられていることを特徴とするガスセンサ。 - 酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極を有し、かつ、外部空間から導入された被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極間に印加される制御電圧に基づいてポンピング処理する主ポンプ手段と、
酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側検出電極及び外側検出電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含まれる所定ガス成分を触媒作用及び/又は電気分解により分解させ、該分解によって発生した酸素を、前記内側検出電極及び外側検出電極間に印加される測定用ポンプ電圧に基づいてポンピング処理する測定用ポンプ手段と、
前記測定用ポンプ手段によりポンピング処理される前記酸素の量に応じて生じるポンプ電流を検出する電流検出手段とを具備し、
固体電解質グリーンシート上に絶縁層及び導体層を形成し、更に、複数のグリーンシートを積層一体化して焼成してなり、
前記電流検出手段にて検出されたポンプ電流に基づいて前記被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定するガスセンサであって、
少なくとも前記被測定ガスに曝される前記測定用ポンプ手段の前記内側検出電極に接続されるリード線が緻密化され、
さらに、酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側補助電極及び外側補助電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側補助電極及び外側補助電極間に印加される補助ポンプ電圧に基づいてポンピング処理する補助ポンプ手段が設けられていることを特徴とするガスセンサ。 - 酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極を有し、かつ、外部空間から導入された被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側ポンプ電極及び外側ポンプ電極間に印加される制御電圧に基づいてポンピング処理する主ポンプ手段と、
酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側検出電極及び外側検出電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含まれる所定ガス成分を触媒作用により分解させ、該分解によって発生した酸素の量と前記外側検出電極側のガスに含まれる酸素の量との差に応じた起電力を発生する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により発生する前記起電力を検出する電圧検出手段とを具備し、
固体電解質グリーンシート上に絶縁層及び導体層を形成し、更に、複数のグリーンシートを積層一体化して焼成してなり、
前記電圧検出手段にて検出された前記起電力に基づいて被測定ガス中の前記所定ガス成分を測定するガスセンサであって、
少なくとも前記被測定ガスに曝される前記濃度検出手段の前記内側検出電極に接続されるリード線が緻密化され、
さらに、酸素イオン伝導性固体電解質からなる基体の内外に配設される内側補助電極及び外側補助電極を有し、かつ、前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガスに含まれる酸素を、前記内側補助電極及び外側補助電極間に印加される補助ポンプ電圧に基づいてポンピング処理する補助ポンプ手段が設けられていることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項7又は8記載のガスセンサにおいて、
前記リード線が、白金族金属とセラミックスからなるサーメットで構成され、
前記リード線における前記セラミックスの焼結性が、固体電解質基板の焼結性と同じか、それ以上であることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項9記載のガスセンサにおいて、
前記リード線が、白金族金属とZrO2からなるサーメットで構成され、
前記リード線における前記ZrO2の焼結性が、固体電解質基板におけるZrO2の焼結性と同じか、それ以上であることを特徴とするガスセンサ。 - 請求項7〜10のいずれか1項に記載のガスセンサにおいて、
前記基体に形成され、外部コネクタに接続されるスルーホールを更に有し、
前記絶縁層は、その一端が前記内側検出電極が形成された空間に露出され、他端がスルーホールから離れた位置に存在することを特徴とするガスセンサ。 - 請求項7〜11のいずれか1項に記載のガスセンサにおいて、
前記リード線の気孔率が10%以下であることを特徴とするガスセンサ。
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