JPH0114534B2 - - Google Patents
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- JPH0114534B2 JPH0114534B2 JP55153017A JP15301780A JPH0114534B2 JP H0114534 B2 JPH0114534 B2 JP H0114534B2 JP 55153017 A JP55153017 A JP 55153017A JP 15301780 A JP15301780 A JP 15301780A JP H0114534 B2 JPH0114534 B2 JP H0114534B2
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-
- G—PHYSICS
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Description
本発明は、固体電解質を用いた酸素濃度センサ
（以下酸素センサという）に関するもので、とり
わけ自動車排ガス中の酸素濃度を連続的に高精度
に検出することのできる酸素センサ素子に関す
る。 従来、気体中の酸素濃度の測定には、ジルコニ
ア電解質を用いた酸素濃淡電池による酸素センサ
が知られている。この装置は電解質にて一端が閉
止した筒状容器を形成しこの内外両面に白金電極
を形成し、容器の内側の電極に酸素濃度既知の標
準ガスを接触させ、他方の電極に被測定ガスを接
触させたとき、両極間に生ずる起電力差から被測
定ガス中の酸素濃度を測定するものである。 従来、自動車の排ガス処理は、上記濃淡電池型
酸素センサにより検出される酸素濃度信号に従つ
て行われていたが、省エネルギーの立場から、よ
り酸素濃度が高い領域でも検出できる酸素センサ
が強く望まれていた。 上記濃淡電池とは逆に、両面に電極を形成した
固体電解質の両電極間に電圧をかけてやると、一
方の極（陰極）から他方の極（陽極）に酸素が透
過することが知られている。この原理を利用して
一方の極の表面の一部を閉止してやるとその閉止
の度合いに応じ一定印加電圧にもかかわらず酸素
透過量が制限されているため電極間の電流量は被
測定部の酸素濃度により一定値を示すので、この
電流値の変化によつて酸素濃度を測定する方法が
開発され、限界電流型酸素センサと呼ばれてい
る。 本発明者らは、この限界電流型酸素センサにつ
いて種々研究した結果、板状例えば円板状の固体
電解質の両面に夫々れ電極層を形成せしめ、その
両電極上にガス透過性の異なる多孔性無機質コー
テイング層を形成すると両者の閉鎖状態に応じて
種々の酸素濃度を精度良く測定できる酸素センサ
が得られることを見出した。 この限界電流型酸素センサ素子は、基準ガスが
不要でかつ被測定ガス中の酸素濃度が非常に小さ
い領域から数10％の高濃度まで広範囲にわたつて
連続的に精度良く酸素濃度を測定することがで
き、従つて内燃機関の排ガス中の酸素濃度を測定
する場合に混合ガスの空燃比がリーン（Lean）
側でも作動しうるという利点を有するものであ
る。しかしながら、上記限界電流型酸素センサ素
子を用いて排ガス中の酸素濃度を測定する場合、
ガスが非平衡状態であると、排ガス中の未燃焼炭
化水素（HC）、水素（H2）、一酸化炭素（CO）
などを可燃性ガス及び窒素酸化物（NOx）の影
響を受け測定値に誤差が生じるという欠点があつ
た。 本発明は、センサ素子表面上に触媒層を設ける
ことにより、電極に平衡なガスが到達するように
し、もつて測定精度の向上をはかるものである。 即ち、本発明酸素センサ素子は、板状に成形し
た酸素イオンを透過させる固定電解質の両面に、
電圧を印加するための電極及びリード線を設け、
両電極表面上をガス透過性の互いに異なる多孔性
無機質コーテイング層で被覆し、さらにコーテイ
ング層上にPt／Rhを10／０〜７／３の重量比で
１〜10重量％担持させた厚さ５〜30μのγ−
Al2O3からなる触媒層を設けたことを特徴とす
る。 本発明センサ素子を図面を用いて更に詳しく説
明する。 第１図イは本発明センサ素子の断面図、同ロ
はその斜視図である。図に示すように、センサ素
子は、円板状固体電解質１の両面に円形金属電
極４ａ，４ｂを設け、これらの両電極４ａ，４ｂ
に金属ペースト３を用いてリード線２，２を接着
させ、両金属電極４ａと４ｂの表面を覆い円板状
電解質１の側面も同時に被覆するコーテイング層
５を設けるが、一方の電極（陰極）４ａ上の多孔
性コーテイング層５ａを厚くもしくは緻密な層に
し、他方の電極（陽極）４ｂ上の多孔性コーテイ
ング層５ｂを薄くもしくは粗い層になるように
し、そして多孔性コーテイング層５ａ，５ｂの表
面に触媒層６を被覆してなるものである。 本発明センサ素子の電解質１としては、酸素イ
オン透過体であるZrO2、HfO2、ThO2、Bi2O3等
の酸化物に、CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3、等を
固溶させた緻密な焼結体を用いる。 円板状電解質１の両面に形成する電極４ａ，４
ｂ材料としては、Pt、Pd、Agを一種類又は複数
の種類で使用することが適当である。 金属電極４ａ，４ｂの厚さは、0.5μないし20μ
の範囲が適しており、耐久性や応答性の点からは
特に1μ〜10μの範囲が好ましい。 電極４ａ，４ｂの外表面に設けるコーテイング
層５ａ，５ｂは、多孔性の耐熱性無機物質であれ
ばいずれでも良いが、例えばｃ−Al2O3、MgO・
Al2O3、SiO2、ZrCaO3等が好ましい。 陰極４ａの表面に設けるコーテイング層５ａの
平均粒径及びコーテイング層厚は、該電極４ａへ
到達する酸素量を規定するため特に重要であり、
平均粒径は10〜100μ、好ましくは20〜70μであ
る。陰極側のコーテイング厚さは200〜2000μ、
好ましくは300〜1200μである。陽極４ｂの保護
のため、該電極４ｂの外表面に設けるコーテイン
グ層５ｂは、陰極４ａ上のコーテイング層５ａと
同じもので良く、厚さは20〜100μが良好である。 本発明センサ素子を用いて排ガス中の酸素濃
度を測定するには、第２図に示す如く、リード線
２，２を電源７に接続して電気回路を構成し、セ
ンサ素子の陰極４ａと陽極４ｂ間に印加する電
圧を電圧計９で測定し、排ガス中の酸素濃度に従
つて変化する電流を電流計８で計測する。実際に
酸素濃度を測定する際には、第３図で示す構造の
センサにおいて、発熱体１０を発熱させ予じめ素
子を所定の温度、約750℃前後に加熱する。 上記センサ素子をセンサ本体に取付けた状態
を第３図に、第３図の部分拡大分解斜視図を第
４図に示す。図に示すように、内部にステンレス
スチールのような耐熱性金属リード線１１，１
１，１１，１１を長手軸方向に配線した略円筒状
アルミナ碍管１２の先端に円板状センサ素子を
リード線２，２が長軸方向と平行となるように配
置し、この酸素センサ素子の外周を取り囲むよ
うにニクロム、カンタル等のコイル状シース金属
ヒーターもしくはセラミツクヒーターから成る発
熱体１０を配置し、これらを、センサ素子のリ
ード線２，２及びコイル状発熱体両端１０ａ，１
０ｂと前記アルミナ碍管１２に配線したリード線
１１，１１，１１，１１とを溶接することにより
アルミナ碍管１２の先端に取り付ける（溶接部１
３，１３，１３，１３）。リード線１１，１１，
１１，１１の一端はアルミナ碍管１２の上方に位
置する導線１６，１６，１６，１６とコネクター
１７，１７，１７，１７を介して接合されてお
り、この導線１６，１６，１６，１６によりセン
サ信号の外部取出し及び発熱体１０の加熱に必要
な電力の入力を行う。アルミナ碍管１２外周は、
高温でも酸化変形しにくい金属、例えばステンレ
ススチールよりなる保護カバー１５で覆われ、先
端のセンサ素子及び発熱体１０近傍部分には、
複数の通気孔１４，１４……が開口している。
尚、図中１８はフランジ、１９は取付け穴、２０
は防水チユーブ、２１，２２はテフロン製ブツシ
ユ、２３は絶縁用ラバーチユーブを表わす。 次に、本発明センサ素子の製造例を以下に示
す。 センサ素子の固定電解質としては、純度99.9
％の酸化ジルコニウム粉末と、同じく純度99.9％
の酸化イツトリウム粉末をモル比で９：１の割合
に採取し、湿式ボールミルで５時間粉砕し、150
℃で６時間乾燥する。この粉末を1200℃で４時間
〓焼し、更に湿式ボールミルで５時間粉砕し、粒
子径を比較的細かく揃え、再び150℃で６時間乾
燥する。得られた粉末を成形圧1200Kg／cm2で、厚
さ1.0mm、直径4.0mmの円板状に加圧成形する。こ
の成形体を、空気中1800℃、３時間焼成して焼結
体とする。得られた円板状の酸素イオン透過体１
の上下両面にスパツタリング法により直径３mmの
円形状に厚さ1μの白金電極を形成し、これに直
径0.3mmの白金線を圧着し、リード線２，２とし
た。多孔性コーテイング層５は、プラズマ溶射法
によりMgO・Al2O3を所定の厚さに溶射すること
により形成される。溶射条件と溶射層仕様は次の
とおりである。 Γプラズマアーク電流 500A Γプラズマアーク電圧 65V Γ使用ガス N2 100SCFH H2 15SCFH （SCFH…Standard Cubic Feet／Hour） Γプラズマガンから被溶射体までの距離 約80mm Γ溶射剤平均粒径 40μ Γ溶射厚さ 陰極側 陽極側 900μ 70μ 別に、γ−Al2O3の粗粉砕粒（粒径100μ〜
500μ）に、塩化白金酸及び塩化ロジウムをPt／
Rhの金属重量比率が９：１の割合となるように
混合して溶液をつくり、γ−Al2O3の重量に対し
て3.0重量％の貴金属比率となるように含浸担持
し乾燥した。この貴金属を担持したγ−Al2O3粉
体100部に対しアルミナゾル30部、水130部を混合
した。該混合物を振動ミルにて60分間微粉砕化
し、平均粒径3μ程度のγ−Al2O3粒子を含むスラ
リーを合成した。このスラリーを真空脱気した
後、スラリーに前記の焼結体をデイツピングし、
焼結体表面に付着せしめ、空気中で150℃１時間
乾燥後、空気中650℃１時間熱分解処理を行い、
酸素センサ素子とする。このときの触媒コーテイ
ング層厚は約10μである（試料Ｂ）。 さらに、PtとRhの比率、γ−Al2O3に対する
貴金属の割合、コーテイングの厚さを下記第１表
に示すように変えて、他は試料Ｂと同様の工程で
試料Ａ〜Ｉを作成する。コーテイング厚は、デイ
ツピングを適当な回数行うことにより変化させ
た。
（以下酸素センサという）に関するもので、とり
わけ自動車排ガス中の酸素濃度を連続的に高精度
に検出することのできる酸素センサ素子に関す
る。 従来、気体中の酸素濃度の測定には、ジルコニ
ア電解質を用いた酸素濃淡電池による酸素センサ
が知られている。この装置は電解質にて一端が閉
止した筒状容器を形成しこの内外両面に白金電極
を形成し、容器の内側の電極に酸素濃度既知の標
準ガスを接触させ、他方の電極に被測定ガスを接
触させたとき、両極間に生ずる起電力差から被測
定ガス中の酸素濃度を測定するものである。 従来、自動車の排ガス処理は、上記濃淡電池型
酸素センサにより検出される酸素濃度信号に従つ
て行われていたが、省エネルギーの立場から、よ
り酸素濃度が高い領域でも検出できる酸素センサ
が強く望まれていた。 上記濃淡電池とは逆に、両面に電極を形成した
固体電解質の両電極間に電圧をかけてやると、一
方の極（陰極）から他方の極（陽極）に酸素が透
過することが知られている。この原理を利用して
一方の極の表面の一部を閉止してやるとその閉止
の度合いに応じ一定印加電圧にもかかわらず酸素
透過量が制限されているため電極間の電流量は被
測定部の酸素濃度により一定値を示すので、この
電流値の変化によつて酸素濃度を測定する方法が
開発され、限界電流型酸素センサと呼ばれてい
る。 本発明者らは、この限界電流型酸素センサにつ
いて種々研究した結果、板状例えば円板状の固体
電解質の両面に夫々れ電極層を形成せしめ、その
両電極上にガス透過性の異なる多孔性無機質コー
テイング層を形成すると両者の閉鎖状態に応じて
種々の酸素濃度を精度良く測定できる酸素センサ
が得られることを見出した。 この限界電流型酸素センサ素子は、基準ガスが
不要でかつ被測定ガス中の酸素濃度が非常に小さ
い領域から数10％の高濃度まで広範囲にわたつて
連続的に精度良く酸素濃度を測定することがで
き、従つて内燃機関の排ガス中の酸素濃度を測定
する場合に混合ガスの空燃比がリーン（Lean）
側でも作動しうるという利点を有するものであ
る。しかしながら、上記限界電流型酸素センサ素
子を用いて排ガス中の酸素濃度を測定する場合、
ガスが非平衡状態であると、排ガス中の未燃焼炭
化水素（HC）、水素（H2）、一酸化炭素（CO）
などを可燃性ガス及び窒素酸化物（NOx）の影
響を受け測定値に誤差が生じるという欠点があつ
た。 本発明は、センサ素子表面上に触媒層を設ける
ことにより、電極に平衡なガスが到達するように
し、もつて測定精度の向上をはかるものである。 即ち、本発明酸素センサ素子は、板状に成形し
た酸素イオンを透過させる固定電解質の両面に、
電圧を印加するための電極及びリード線を設け、
両電極表面上をガス透過性の互いに異なる多孔性
無機質コーテイング層で被覆し、さらにコーテイ
ング層上にPt／Rhを10／０〜７／３の重量比で
１〜10重量％担持させた厚さ５〜30μのγ−
Al2O3からなる触媒層を設けたことを特徴とす
る。 本発明センサ素子を図面を用いて更に詳しく説
明する。 第１図イは本発明センサ素子の断面図、同ロ
はその斜視図である。図に示すように、センサ素
子は、円板状固体電解質１の両面に円形金属電
極４ａ，４ｂを設け、これらの両電極４ａ，４ｂ
に金属ペースト３を用いてリード線２，２を接着
させ、両金属電極４ａと４ｂの表面を覆い円板状
電解質１の側面も同時に被覆するコーテイング層
５を設けるが、一方の電極（陰極）４ａ上の多孔
性コーテイング層５ａを厚くもしくは緻密な層に
し、他方の電極（陽極）４ｂ上の多孔性コーテイ
ング層５ｂを薄くもしくは粗い層になるように
し、そして多孔性コーテイング層５ａ，５ｂの表
面に触媒層６を被覆してなるものである。 本発明センサ素子の電解質１としては、酸素イ
オン透過体であるZrO2、HfO2、ThO2、Bi2O3等
の酸化物に、CaO、MgO、Y2O3、Yb2O3、等を
固溶させた緻密な焼結体を用いる。 円板状電解質１の両面に形成する電極４ａ，４
ｂ材料としては、Pt、Pd、Agを一種類又は複数
の種類で使用することが適当である。 金属電極４ａ，４ｂの厚さは、0.5μないし20μ
の範囲が適しており、耐久性や応答性の点からは
特に1μ〜10μの範囲が好ましい。 電極４ａ，４ｂの外表面に設けるコーテイング
層５ａ，５ｂは、多孔性の耐熱性無機物質であれ
ばいずれでも良いが、例えばｃ−Al2O3、MgO・
Al2O3、SiO2、ZrCaO3等が好ましい。 陰極４ａの表面に設けるコーテイング層５ａの
平均粒径及びコーテイング層厚は、該電極４ａへ
到達する酸素量を規定するため特に重要であり、
平均粒径は10〜100μ、好ましくは20〜70μであ
る。陰極側のコーテイング厚さは200〜2000μ、
好ましくは300〜1200μである。陽極４ｂの保護
のため、該電極４ｂの外表面に設けるコーテイン
グ層５ｂは、陰極４ａ上のコーテイング層５ａと
同じもので良く、厚さは20〜100μが良好である。 本発明センサ素子を用いて排ガス中の酸素濃
度を測定するには、第２図に示す如く、リード線
２，２を電源７に接続して電気回路を構成し、セ
ンサ素子の陰極４ａと陽極４ｂ間に印加する電
圧を電圧計９で測定し、排ガス中の酸素濃度に従
つて変化する電流を電流計８で計測する。実際に
酸素濃度を測定する際には、第３図で示す構造の
センサにおいて、発熱体１０を発熱させ予じめ素
子を所定の温度、約750℃前後に加熱する。 上記センサ素子をセンサ本体に取付けた状態
を第３図に、第３図の部分拡大分解斜視図を第
４図に示す。図に示すように、内部にステンレス
スチールのような耐熱性金属リード線１１，１
１，１１，１１を長手軸方向に配線した略円筒状
アルミナ碍管１２の先端に円板状センサ素子を
リード線２，２が長軸方向と平行となるように配
置し、この酸素センサ素子の外周を取り囲むよ
うにニクロム、カンタル等のコイル状シース金属
ヒーターもしくはセラミツクヒーターから成る発
熱体１０を配置し、これらを、センサ素子のリ
ード線２，２及びコイル状発熱体両端１０ａ，１
０ｂと前記アルミナ碍管１２に配線したリード線
１１，１１，１１，１１とを溶接することにより
アルミナ碍管１２の先端に取り付ける（溶接部１
３，１３，１３，１３）。リード線１１，１１，
１１，１１の一端はアルミナ碍管１２の上方に位
置する導線１６，１６，１６，１６とコネクター
１７，１７，１７，１７を介して接合されてお
り、この導線１６，１６，１６，１６によりセン
サ信号の外部取出し及び発熱体１０の加熱に必要
な電力の入力を行う。アルミナ碍管１２外周は、
高温でも酸化変形しにくい金属、例えばステンレ
ススチールよりなる保護カバー１５で覆われ、先
端のセンサ素子及び発熱体１０近傍部分には、
複数の通気孔１４，１４……が開口している。
尚、図中１８はフランジ、１９は取付け穴、２０
は防水チユーブ、２１，２２はテフロン製ブツシ
ユ、２３は絶縁用ラバーチユーブを表わす。 次に、本発明センサ素子の製造例を以下に示
す。 センサ素子の固定電解質としては、純度99.9
％の酸化ジルコニウム粉末と、同じく純度99.9％
の酸化イツトリウム粉末をモル比で９：１の割合
に採取し、湿式ボールミルで５時間粉砕し、150
℃で６時間乾燥する。この粉末を1200℃で４時間
〓焼し、更に湿式ボールミルで５時間粉砕し、粒
子径を比較的細かく揃え、再び150℃で６時間乾
燥する。得られた粉末を成形圧1200Kg／cm2で、厚
さ1.0mm、直径4.0mmの円板状に加圧成形する。こ
の成形体を、空気中1800℃、３時間焼成して焼結
体とする。得られた円板状の酸素イオン透過体１
の上下両面にスパツタリング法により直径３mmの
円形状に厚さ1μの白金電極を形成し、これに直
径0.3mmの白金線を圧着し、リード線２，２とし
た。多孔性コーテイング層５は、プラズマ溶射法
によりMgO・Al2O3を所定の厚さに溶射すること
により形成される。溶射条件と溶射層仕様は次の
とおりである。 Γプラズマアーク電流 500A Γプラズマアーク電圧 65V Γ使用ガス N2 100SCFH H2 15SCFH （SCFH…Standard Cubic Feet／Hour） Γプラズマガンから被溶射体までの距離 約80mm Γ溶射剤平均粒径 40μ Γ溶射厚さ 陰極側 陽極側 900μ 70μ 別に、γ−Al2O3の粗粉砕粒（粒径100μ〜
500μ）に、塩化白金酸及び塩化ロジウムをPt／
Rhの金属重量比率が９：１の割合となるように
混合して溶液をつくり、γ−Al2O3の重量に対し
て3.0重量％の貴金属比率となるように含浸担持
し乾燥した。この貴金属を担持したγ−Al2O3粉
体100部に対しアルミナゾル30部、水130部を混合
した。該混合物を振動ミルにて60分間微粉砕化
し、平均粒径3μ程度のγ−Al2O3粒子を含むスラ
リーを合成した。このスラリーを真空脱気した
後、スラリーに前記の焼結体をデイツピングし、
焼結体表面に付着せしめ、空気中で150℃１時間
乾燥後、空気中650℃１時間熱分解処理を行い、
酸素センサ素子とする。このときの触媒コーテイ
ング層厚は約10μである（試料Ｂ）。 さらに、PtとRhの比率、γ−Al2O3に対する
貴金属の割合、コーテイングの厚さを下記第１表
に示すように変えて、他は試料Ｂと同様の工程で
試料Ａ〜Ｉを作成する。コーテイング厚は、デイ
ツピングを適当な回数行うことにより変化させ
た。
【表】
上記の各センサ素子を用いて例えば自動車の排
ガス中の酸素濃度を測定する。試料Ｂを有する酸
素センサ（第３図に示す構造のもの）をエンジン
の排気系に取り付け、発熱体１０によりセンサ素
子部の温度を約750℃に保持する。素子加熱用の
発熱体１０としては、市販の１mm径のシース状金
属を内径８mmのコイル状に巻いて使用した。この
ときの各センサの出力特性を第５図に示す。第５
図は、一定のエンジン回転数下においてセンサの
印加電圧を変え、各電圧におけるセンサの電流値
を測定したものである。この測定は、排ガス中の
酸素濃度を変えるため種々のエンジン負荷につい
て行なつた。 第５図において、横軸は電圧（Volt）、縦軸は
電流（ｍＡ）である。図中、横軸にほぼ平行な測
定線を示す値が各酸素濃度（各エンジン負荷）に
おける限界電流値である。図中、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ下記第２表に示す酸素濃度
（エンジン負荷）のもとで測定した電圧と電流の
関係を示す曲線である。
ガス中の酸素濃度を測定する。試料Ｂを有する酸
素センサ（第３図に示す構造のもの）をエンジン
の排気系に取り付け、発熱体１０によりセンサ素
子部の温度を約750℃に保持する。素子加熱用の
発熱体１０としては、市販の１mm径のシース状金
属を内径８mmのコイル状に巻いて使用した。この
ときの各センサの出力特性を第５図に示す。第５
図は、一定のエンジン回転数下においてセンサの
印加電圧を変え、各電圧におけるセンサの電流値
を測定したものである。この測定は、排ガス中の
酸素濃度を変えるため種々のエンジン負荷につい
て行なつた。 第５図において、横軸は電圧（Volt）、縦軸は
電流（ｍＡ）である。図中、横軸にほぼ平行な測
定線を示す値が各酸素濃度（各エンジン負荷）に
おける限界電流値である。図中、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ下記第２表に示す酸素濃度
（エンジン負荷）のもとで測定した電圧と電流の
関係を示す曲線である。
【表】
第６図には、上記の測定によつて得られた試料
Ｂについての限界電流値（ｍＡ）とガス分析より
求めた排ガス中の酸素濃度（％）との関係を実線
で示す。未知の排ガス中の酸素濃度を測定するに
当つては、上記センサにおいて、排ガスについて
の限界電流値を求め、第６図より排ガス中の酸素
濃度を知ることができる。また、触媒層を有しな
い比較試料についても同様に測定し、その結果得
られた酸素濃度（％）と限界電流（ｍＡ）の関係
を第６図中破線により示した。 第６図に示すように、排ガス中には通常窒素酸
化物（NOx）が存在し、酸素と同様の化学的性
質をもつので、NOx濃度が増加する程見かけ上
のO2濃度が高いように計測される。第３表に、
比較試料及び本発明試料の各O2濃度での計測誤
差を示す。誤差は次式により算出される： 誤差（％）＝真のO2濃度−計測O2濃度／真のO2濃度×10
0
Ｂについての限界電流値（ｍＡ）とガス分析より
求めた排ガス中の酸素濃度（％）との関係を実線
で示す。未知の排ガス中の酸素濃度を測定するに
当つては、上記センサにおいて、排ガスについて
の限界電流値を求め、第６図より排ガス中の酸素
濃度を知ることができる。また、触媒層を有しな
い比較試料についても同様に測定し、その結果得
られた酸素濃度（％）と限界電流（ｍＡ）の関係
を第６図中破線により示した。 第６図に示すように、排ガス中には通常窒素酸
化物（NOx）が存在し、酸素と同様の化学的性
質をもつので、NOx濃度が増加する程見かけ上
のO2濃度が高いように計測される。第３表に、
比較試料及び本発明試料の各O2濃度での計測誤
差を示す。誤差は次式により算出される： 誤差（％）＝真のO2濃度−計測O2濃度／真のO2濃度×10
0
【表】
以上のように、本発明酸素センサ素子は比較素
子に比べ計測誤差が非常に少ないことがわかる。 本発明センサ素子は、素子表面上がPt／Rhを
10／０〜７／３の重量比で１〜10重量％担持させ
た厚さ５〜30μのγ−Al2O3からなる触媒層でコ
ーテイングされているため、排ガスが非平衡状態
であつても素子の電極に到達する際に触媒層で平
衡となり、センサの測定精度が向上する。また触
媒層で未燃ガスを酸化することにより、素子の温
度が上昇するため、排ガスが低温のときでも作動
するという利点を有する。
子に比べ計測誤差が非常に少ないことがわかる。 本発明センサ素子は、素子表面上がPt／Rhを
10／０〜７／３の重量比で１〜10重量％担持させ
た厚さ５〜30μのγ−Al2O3からなる触媒層でコ
ーテイングされているため、排ガスが非平衡状態
であつても素子の電極に到達する際に触媒層で平
衡となり、センサの測定精度が向上する。また触
媒層で未燃ガスを酸化することにより、素子の温
度が上昇するため、排ガスが低温のときでも作動
するという利点を有する。
第１図イは本発明センサ素子の断面図、同ロは
その斜視図、第２図は本発明センサ素子の出力を
検出するための回路図、第３図は酸素センサの断
面図、第４図は第３図の部分の拡大分解斜視
図、第５図は試料Ｂの各酸素濃度における電流と
電圧の関係を示すグラフ、第６図は試料Ｂと比較
試料における限界電流と酸素濃度の関係を示すグ
ラフを表わす。 図中、１……固体電解質本体、２，２……リー
ド線、３……金属ペースト、４ａ……陰極、４ｂ
……陽極、５……コーテイング層、６……触媒
層、７……電源、１２……アルミナ碍管。
その斜視図、第２図は本発明センサ素子の出力を
検出するための回路図、第３図は酸素センサの断
面図、第４図は第３図の部分の拡大分解斜視
図、第５図は試料Ｂの各酸素濃度における電流と
電圧の関係を示すグラフ、第６図は試料Ｂと比較
試料における限界電流と酸素濃度の関係を示すグ
ラフを表わす。 図中、１……固体電解質本体、２，２……リー
ド線、３……金属ペースト、４ａ……陰極、４ｂ
……陽極、５……コーテイング層、６……触媒
層、７……電源、１２……アルミナ碍管。
Claims (1)
- １ 板状に成形した酸素イオンを透過させる固体
電解質の両面に、電圧を印加するための電極及び
リード線を設け、両電極表面上をガス透過性の互
いに異なる多孔性無機質コーテイング層で被覆
し、さらにコーテイング層上にPt／Rhを10／０
〜７／３の重量比で１〜10重量％担持させた厚さ
５〜30μのγ−Al2O3からなる触媒層を設けたこ
とを特徴とする酸素センサ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55153017A JPS5776448A (en) | 1980-10-31 | 1980-10-31 | Oxygen sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55153017A JPS5776448A (en) | 1980-10-31 | 1980-10-31 | Oxygen sensor element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5776448A JPS5776448A (en) | 1982-05-13 |
| JPH0114534B2 true JPH0114534B2 (ja) | 1989-03-13 |
Family
ID=15553136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55153017A Granted JPS5776448A (en) | 1980-10-31 | 1980-10-31 | Oxygen sensor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5776448A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61240154A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-25 | Kiyataraa Kogyo Kk | 插入型酸素濃度検出器 |
| US4926826A (en) * | 1987-08-31 | 1990-05-22 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Electric air-fuel ratio control apparatus for use in internal combustion engine |
| JPS6487846A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Japan Electronic Control Syst | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
| US6447658B1 (en) | 2000-12-15 | 2002-09-10 | Delphi Technologies, Inc. | Low-density coating for gas sensors |
| GB2503231B (en) * | 2012-06-19 | 2017-07-12 | Crowcon Detection Instr Ltd | Flameproof barrier |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153019A (en) * | 1979-04-13 | 1980-11-28 | Hitachi Ltd | Diagnosing circuit for operation of digital output unit |
| JPS5616865A (en) * | 1979-07-14 | 1981-02-18 | Bosch Gmbh Robert | Electrochemical measuring detector for detecting oxygen content in gas and method of producing same |
-
1980
- 1980-10-31 JP JP55153017A patent/JPS5776448A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153019A (en) * | 1979-04-13 | 1980-11-28 | Hitachi Ltd | Diagnosing circuit for operation of digital output unit |
| JPS5616865A (en) * | 1979-07-14 | 1981-02-18 | Bosch Gmbh Robert | Electrochemical measuring detector for detecting oxygen content in gas and method of producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5776448A (en) | 1982-05-13 |
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