JP7157595B2 - センサ素子 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係るセンサ素子(ガスセンサ素子)10の概略的な外観斜視図である。また、図2は、センサ素子10の長手方向に沿った断面図を含むガスセンサ100の構成の概略図である。センサ素子10は、被測定ガス中の所定ガス成分を検知し、その濃度を測定するガスセンサ100の主たる構成要素である。センサ素子10は、いわゆる限界電流型のガスセンサ素子である。
センサ素子10においては、上述のような構成を有する素子基体1の一方端部E1側から所定範囲の最外周部に、純度99.0%以上のアルミナからなる多孔質層である先端保護層2が設けられてなる。
次に、上述のような構成および特徴を有するセンサ素子10を製造するプロセスの一例について説明する。図5は、センサ素子10を作製する際の処理の流れを示す図である。
上述の実施の形態においては、3つの内部空室を備えたセンサ素子を対象としているが、3室構造であることは必須ではない。すなわち、素子基体の一方端部側の端面および側面の所定範囲を囲繞する多孔質層である先端保護層に、ガス導入口の内部に延在する延在部を設ける態様は、内部空室が2つあるいは1つのセンサ素子にも適用可能である。
2 先端保護層
10 センサ素子
100 ガスセンサ
101 セラミックス体
101e (セラミックス体)先端面
101f 内壁面
102 第一の内部空室
103 第二の内部空室
104 第三の内部空室
105 ガス導入口
110 第一の拡散律速部
115 緩衝空間
120 第二の拡散律速部
130 第三の拡散律速部
140 第四の拡散律速部
141 外部ポンプ電極
142 内部ポンプ電極
143 補助ポンプ電極
145 測定電極
147 基準電極
150 ヒータ
170(170a、170b) 主面保護層
201 (先端保護層の)端面部
201a (先端保護層の)延在部
202 (先端保護層の)側面部
1000 溶射ガン
P1 主ポンプセル
P2 補助ポンプセル
P3 測定用ポンプセル
Claims (4)
- 被測定ガス中の所定ガス成分を検知するガスセンサに備わるセンサ素子であって、
酸素イオン伝導性の固体電解質からなり、一方端部にガス導入口を備える長尺板状のセラミックス体と、
前記セラミックス体の内部に備わり、前記ガス導入口と所定の拡散抵抗の下で連通する少なくとも1つの内部空室と、
前記セラミックス体の外面に形成された外側ポンプ電極と、前記少なくとも1つの内部空室に面して設けられた内側ポンプ電極と、前記外側ポンプ電極と前記内側ポンプ電極の間に存在する固体電解質からなり、前記少なくとも1つの内部空室と外部との間で酸素の汲み入れおよび汲み出しを行う、少なくとも1つの電気化学的ポンプセルと、
前記セラミックス体の前記一方端部側の所定範囲に埋設されてなるヒータと、
を有する素子基体と、
前記素子基体の前記一方端部側の所定範囲において先端面と4つの側面とを被覆する、多孔質の先端保護層と、
を備え、
前記先端保護層が、前記ガス導入口の一部範囲に延在する延在部を有し、前記延在部が、前記ガス導入口を区画する前記セラミックス体の内壁面と固着してなる、
ことを特徴とするセンサ素子。 - 請求項1に記載のセンサ素子であって、
前記セラミックス体の先端面から前記ガス導入口の最奥部までの距離をL0とし、前記センサ素子の長手方向における、前記先端面からの前記延在部の形成範囲をL1とするとき、
100μm≦L0≦500μm、
かつ、
0.08≦L1/L0≦0.75
である、
ことを特徴とするセンサ素子。 - 請求項2に記載のセンサ素子であって、
前記ガス導入口の開口幅wに対する開口高さtの比であるアスペクト比t/wが0.015~0.15であり、
前記ガス導入口の開口面積Sが0.1mm2~0.9mm2である、
ことを特徴とするセンサ素子。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のセンサ素子であって、
前記素子基体の前記4つの側面の外側に、前記先端保護層よりも気孔率が大きい多孔質からなる緩衝層、
をさらに備え、
前記緩衝層のさらに外側に前記先端保護層が形成されてなる、
ことを特徴とするセンサ素子。
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JP7230864B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-03-06 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP7230860B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-03-06 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP7230862B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-03-06 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP7230863B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-03-06 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP7230861B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2023-03-06 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP7351783B2 (ja) | 2020-03-27 | 2023-09-27 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ素子の製造方法 |
US20220236212A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Ngk Insulators, Ltd. | SENSOR ELEMENT OF NOx SENSOR |
DE102022000154A1 (de) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Ngk Insulators, Ltd. | SENSORELEMENT EINES NOx-SENSORS UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SENSORELEMENTS EINES NOx-SENSORS |
US20220236210A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor element of gas sensor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007139749A (ja) | 2005-10-17 | 2007-06-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
JP2009236834A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2011038958A (ja) | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2011158390A (ja) | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ及びその製造方法 |
JP2013104706A (ja) | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
JP2017187482A (ja) | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 日本碍子株式会社 | センサ素子及びガスセンサ |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07119739B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1995-12-20 | 日本碍子株式会社 | 空燃比測定装置における出力補正方法 |
JP3701124B2 (ja) * | 1998-07-08 | 2005-09-28 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ及び窒素酸化物センサ |
JP4568514B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2010-10-27 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
JP4583187B2 (ja) | 2005-01-27 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | セラミックヒータ素子及びそれを用いた検出素子 |
JPWO2007015366A1 (ja) * | 2005-08-02 | 2009-02-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ素子 |
EP2058652B1 (en) * | 2006-07-12 | 2017-03-15 | NGK Insulators, Ltd. | Gas sensor and nitrogen oxide sensor |
EP2105731B1 (en) * | 2008-03-28 | 2019-10-30 | NGK Insulators, Ltd. | Laminated solid electrolyte gas sensor |
JP5271944B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2013-08-21 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
JP5416757B2 (ja) * | 2011-02-22 | 2014-02-12 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
JP5533767B2 (ja) | 2011-04-07 | 2014-06-25 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子とその製造方法並びにガスセンサ |
JP2013064605A (ja) | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ及びセンサの製造方法 |
US10228346B2 (en) * | 2014-12-04 | 2019-03-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Gas sensor element and gas sensor |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007139749A (ja) | 2005-10-17 | 2007-06-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
JP2009236834A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2011038958A (ja) | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ |
JP2011158390A (ja) | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ及びその製造方法 |
JP2013104706A (ja) | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
JP2017187482A (ja) | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 日本碍子株式会社 | センサ素子及びガスセンサ |
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