JP6203650B2 - ガスセンサ素子及びガスセンサ - Google Patents
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Description
このガスセンサ素子によれば、リーク部が測定室に面する位置に設けられているので、効果的に発振を抑制することが可能である。
この構成によれば、発振の抑制効果を更に高めることが可能である。
この構成によれば、発振の抑制効果を更に高めることが可能である。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば、リーク部148の形成位置や大きさは、上記実施形態や構成例において説明した位置に限定されるものではない。リーク部148は、酸素ポンプセル135と酸素濃度検知セル150とを互いに接続して、電気的に導通できる位置に形成されていれば良い。
上記実施形態のガスセンサ100では、リーク部148は、ガスセンサ素子120を積層方向に沿って見たときに、ヒータ素子160の発熱抵抗体163と重なり合う領域に設けられていた。しかし、リーク部148は、当該領域の外側に設けられるものとしても良い。ただし、リーク部148が、そうした領域に設けられることにより、リーク部148の温度制御を適切に行うことができるため好ましい。なお、リーク部148は、発熱抵抗体163によって加熱可能な、発熱抵抗体163の近傍領域に設けられるものとしても良い。
上記実施形態において、制御回路200は、PID素子210とオペアンプ211とを組み合わせて構成されていた。しかし、制御回路200は他の構成を有するものとしても良い。
上記実施形態において、酸素ポンプセル135及び酸素濃度検知セル150は、第1固体電解質体136または第2固体電解質体151のそれぞれの両面に、一対の電極137,138,152,153が配置されていた。しかし、酸素ポンプセル135及び酸素濃度検知セル150は、第1固体電解質体136または第2固体電解質体151のそれぞれの片面に、一対の電極137,138,152,153が配置されるものとしても良い。さらに、上記実施形態において、酸素ポンプセル135の一対の電極137,138と、酸素濃度検知セル150の一対の電極152,153とは、ガスセンサ素子120の長手方向(軸線AXに沿った方向)において、略同位置に配置されていた。しかし、酸素ポンプセル135の一対の電極137,138と、酸素濃度検知セル150の一対の電極152,153とは、長手方向にずれて配置されるものとしても良い。
上記実施形態では、ガスセンサ100は、酸素イオンを伝導可能な固体電解質体136,151を用いることにより、測定対象ガス中の酸素ガスの濃度を検出していた。しかし、ガスセンサ100は、酸素以外のガスの濃度を検出するものとしても良い。
21,22…ヒータ用スルーホール導体
100,100A,100B,100a…ガスセンサ
101…プロテクタ
101c…導入孔
103…外筒
110…主体金具
110c…貫通孔
110k…端部
111…段部
113…セラミックホルダ
113c…貫通孔
114…第1粉末充填層
115…第2粉末充填層
116…金属カップ
116c…貫通孔
117…加締リング
120…ガスセンサ素子
120a…第1の面
120b…第2の面
121…ガス検出部
125…第1の電極パッド(Ip電極パッド)
126…第2の電極パッド(COM電極パッド)
127…第3の電極パッド(Vs電極パッド)
128,129…ヒータ用電極パッド
130…検出素子
131…保護層
132…多孔質部
135…酸素ポンプセル
136…固体電解質体
136a,136b…第1の面、第2の面
137…電極
137L…リード部
137M…電極部
138…電極
138L…リード部
138M…電極部
139…アルミナ層
145…スペーサ
145c…ガス検出室
146…拡散律速部
148,148a〜148d…リーク部
150…酸素濃度検知セル
151…固体電解質体
151a,151b…第1の面、第2の面
152…電極
152L…リード部
152M…電極部
153…電極
153L…リード部
153M…電極部
154…アルミナ層
160…ヒータ素子
161,162…第1と第2の絶縁体
163…発熱抵抗体
164,165…ヒータリード部
170…セラミックスリーブ
170c…軸孔
181…セパレータ
181c…貫通孔
185〜186…接続端子
190…付勢金具
191…グロメット
193〜197…リード線
200,200a…制御回路
210…PID素子
211…オペアンプ
221〜223…抵抗
230…基準電源
240…ハイパスフィルタ
241…抵抗
242…コンデンサ
Claims (5)
- 測定ガスを導入できる測定室と、
板状の第1固体電解質体と、前記第1固体電解質体上にそれぞれ配置された一対の電極と、を備え、前記一対の電極のうちの一方の電極である第1の電極の少なくとも一部が前記測定室に露出し、前記測定室内の酸素濃度に応じた出力電圧を生じる酸素濃度検知セルと、
板状の第2固体電解質体と、前記第2固体電解質体上にそれぞれ配置された一対の電極と、を備え、前記一対の電極のうちの一方の電極である第2の電極の少なくとも一部が前記測定室に露出するように、前記測定室を隔てて前記酸素濃度検知セルに積層配置され、前記酸素濃度検知セルに生じる出力電圧が所定の目標電圧となるように入力されるポンプ電流に応じて、前記測定室内への酸素の汲み入れ、又は、汲み出しを行う酸素ポンプセルと、
内部に前記測定室を有し、前記第1固体電解質体と前記第2固体電解質体との間に配置され、前記酸素濃度検知セルと前記酸素ポンプセルとを絶縁する絶縁層と、
前記酸素濃度検知セルと前記酸素ポンプセルとを電気的に接続し、固体電解質体材料を主成分として形成されたリーク部と
を有するガスセンサ素子であって、
前記リーク部が、前記測定室に面する位置に設けられていることを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1記載のガスセンサ素子であって、
前記ガスセンサ素子の軸線方向に沿った両端のうち、前記測定室が設けられている側を先端側とし、その反対側を後端側としたとき、
前記リーク部が、前記測定室の先端側の壁面を構成する第1のリーク部と、前記測定室の後端側の壁面を構成する第2のリーク部と、の少なくとも一方を含むことを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1又は2に記載のガスセンサ素子であって、
前記リーク部が、前記第1固体電解質体と前記第2固体電解質体の後端よりも後端側まで延びて設けられていることを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載のガスセンサ素子であって、
前記ガスセンサ素子の前記リーク部が存在する領域における積層方向に垂直な任意の断面に前記絶縁層が存在し、当該断面において、前記リーク部の面積が、前記絶縁層と前記リーク部の面積の合計に対して50%未満である、ガスセンサ素子。 - 測定ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子を備えるガスセンサであって、
前記ガスセンサ素子として、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載のガスセンサ素子を備えることを特徴とするガスセンサ。
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