JPH01210861A - 炭酸ガスセンサ - Google Patents
炭酸ガスセンサInfo
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- JPH01210861A JPH01210861A JP63035772A JP3577288A JPH01210861A JP H01210861 A JPH01210861 A JP H01210861A JP 63035772 A JP63035772 A JP 63035772A JP 3577288 A JP3577288 A JP 3577288A JP H01210861 A JPH01210861 A JP H01210861A
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、施設園芸、環境衛生、防災用、工業用などの
炭酸ガス濃度を計測あるいは制御する場所に使用するイ
オン導伝体を用いた構造の固体電解質型炭酸ガスセンサ
に関するものである。
炭酸ガス濃度を計測あるいは制御する場所に使用するイ
オン導伝体を用いた構造の固体電解質型炭酸ガスセンサ
に関するものである。
従来の技術
近年、空調、農畜産分野を中心に炭酸ガスセンサに対す
るニーズが高まり、種々のガスセンサが開発、実用化が
進められているが、その信頼性に多くの課題が残されて
いる。特に、水蒸気、塩分粒子、タバコ煙、油煙ｅｔｃ
が存在する汚染環境に対する耐久性が懸案となっている
。
るニーズが高まり、種々のガスセンサが開発、実用化が
進められているが、その信頼性に多くの課題が残されて
いる。特に、水蒸気、塩分粒子、タバコ煙、油煙ｅｔｃ
が存在する汚染環境に対する耐久性が懸案となっている
。
以下、第４図および第５図を参照しながら、上述した従
来の炭酸ガスセンサの例について説明する。
来の炭酸ガスセンサの例について説明する。
図において、イオン導電体としての薄板状のＮＡＳＩＣ
ＯＮ板（ナトリウムイオン伝導体セラミックス）１１は
、その両端に電圧信号取り出し用の１対の電［１２ａ、
１２ｂを備え、さらに、その’ｉ［ｌｉ １２ ａ 、
１２ ｂのいずれか一方の一部、あるいは全部に炭酸
ナトリウム１３が付着され、ガス感知部１を（構成して
いる。
ＯＮ板（ナトリウムイオン伝導体セラミックス）１１は
、その両端に電圧信号取り出し用の１対の電［１２ａ、
１２ｂを備え、さらに、その’ｉ［ｌｉ １２ ａ 、
１２ ｂのいずれか一方の一部、あるいは全部に炭酸
ナトリウム１３が付着され、ガス感知部１を（構成して
いる。
ガスＩ・感知部１ば、片面下部に加熱用ヒータ２を備え
、１対の電極から引出したリード線３ａ、３ｂ。
、１対の電極から引出したリード線３ａ、３ｂ。
および加熱用ヒータから引出した２本のリード線５ａ
、５ｂを介して、下部の台座６に固定されている。リー
ド線３ａ、３ｂおよびリード線５ａ。
、５ｂを介して、下部の台座６に固定されている。リー
ド線３ａ、３ｂおよびリード線５ａ。
６ｂ、それぞれ信号出力用、および電圧印加用で、台座
６を貫通している。
６を貫通している。
プロテクタ４ｂは、内包するガス感知部１、ヒータ２、
リード線３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂを機械的損傷から保護
するとともに、測定雰囲気と接触を良くするために、ス
テンレス製の金網で構成され、台座６に固定されている
。
リード線３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂを機械的損傷から保護
するとともに、測定雰囲気と接触を良くするために、ス
テンレス製の金網で構成され、台座６に固定されている
。
上記構成において、まず、ガス感知部１をヒータ２によ
シ測定温度に加熱し、外部の雰囲気と接触させる。雰囲
気中の炭酸ガスは、プロテクタ４ｂの透孔を介して、拡
散あるいは対流によシガヌ感知部１に到達し、その際の
炭酸ガス濃度に応じて電１ｉ１２＆、１２ｂに起電力を
発生させる。この起電力を、電極１２ａ、１２ｂよりリ
ード線３を介して取り出して、雰囲気中の炭酸ガス濃度
を電気的に検出していた。
シ測定温度に加熱し、外部の雰囲気と接触させる。雰囲
気中の炭酸ガスは、プロテクタ４ｂの透孔を介して、拡
散あるいは対流によシガヌ感知部１に到達し、その際の
炭酸ガス濃度に応じて電１ｉ１２＆、１２ｂに起電力を
発生させる。この起電力を、電極１２ａ、１２ｂよりリ
ード線３を介して取り出して、雰囲気中の炭酸ガス濃度
を電気的に検出していた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構成では以下のような課題
を有していた。すなわち、測定雰囲気が高湿環境あるい
は結露が生じやすい状態の場合で、炭酸ガスセンサが非
加熱状態のとき、ガス感知部の金属炭酸塩は、個有の吸
湿作用や水溶性によって、それぞれ、水和物や水素化物
を形成したり、結露水に溶けて溶出して電極から脱離し
たりして素子が劣化し、再生不能となることがあった。
を有していた。すなわち、測定雰囲気が高湿環境あるい
は結露が生じやすい状態の場合で、炭酸ガスセンサが非
加熱状態のとき、ガス感知部の金属炭酸塩は、個有の吸
湿作用や水溶性によって、それぞれ、水和物や水素化物
を形成したり、結露水に溶けて溶出して電極から脱離し
たりして素子が劣化し、再生不能となることがあった。
本発明は上記課題を解決するもので、第１の目的は、ガ
ス感知部が非加熱時、高湿度環境に暴露されても高い信
頼性を有する炭酸ガスセンサを提供するものである。
ス感知部が非加熱時、高湿度環境に暴露されても高い信
頼性を有する炭酸ガスセンサを提供するものである。
第２の目的はガス感知部が非加熱時、結露環境に暴露さ
れても高い信頼性を有する炭酸ガスセンを提供するもの
である。
れても高い信頼性を有する炭酸ガスセンを提供するもの
である。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明の第１の手段の炭酸ガ
スセンサは、１対の電極層を備えた固体電解質からなる
イオン導電体と、前記イオン導電体のいずれか一方の電
極層の一部あるいは全部を覆う形状で炭酸ガスと解離平
衡を形成し得る金属炭酸塩で構成されるガス感知部と、
前記ガス感知 部を測定温度に加熱するために設けられ
た加熱部と、前記ガス感知部および加熱部を内包し、か
つ前記ガス感知部の加熱時に開き非加熱時に閉じるよう
形成した開閉口を有する筐体部とを設けて構成したもの
である。
スセンサは、１対の電極層を備えた固体電解質からなる
イオン導電体と、前記イオン導電体のいずれか一方の電
極層の一部あるいは全部を覆う形状で炭酸ガスと解離平
衡を形成し得る金属炭酸塩で構成されるガス感知部と、
前記ガス感知 部を測定温度に加熱するために設けられ
た加熱部と、前記ガス感知部および加熱部を内包し、か
つ前記ガス感知部の加熱時に開き非加熱時に閉じるよう
形成した開閉口を有する筐体部とを設けて構成したもの
である。
この目的を達成するための第２の手段は、上記手段に加
え筐体部にガス感知部の金属炭酸塩に吸着した水分を除
去する吸湿部を内蔵構成したものである。
え筐体部にガス感知部の金属炭酸塩に吸着した水分を除
去する吸湿部を内蔵構成したものである。
作 用
この構成により第１の作用はガス感知部が非加熱状態の
場合、筐体部の開閉口が閉じることによって、雰囲気の
水分がしゃ断され、ガス感知部の金属炭酸塩は吸湿をま
ぬがれることができる。−方、加熱状態の場合は、金属
炭酸塩の水和物、水素化物が完全に熱分解される温度に
ガス感知部を保持することによって、吸湿、結露による
素子力“８−９”１６・ え この構成による第２の作用は高湿雰囲ゞ下で木センサが
加熱状態から非加熱状態に転移した際、筐体部の開閉口
が”開”の状態から”閉”状態になったとき、筐体部内
に閉じこめられた水分を吸湿剤に吸着してしまうため、
たとえ、その後、雰囲気の温度降下しても、筐体部内は
結露状態にはなシ難くなる。
場合、筐体部の開閉口が閉じることによって、雰囲気の
水分がしゃ断され、ガス感知部の金属炭酸塩は吸湿をま
ぬがれることができる。−方、加熱状態の場合は、金属
炭酸塩の水和物、水素化物が完全に熱分解される温度に
ガス感知部を保持することによって、吸湿、結露による
素子力“８−９”１６・ え この構成による第２の作用は高湿雰囲ゞ下で木センサが
加熱状態から非加熱状態に転移した際、筐体部の開閉口
が”開”の状態から”閉”状態になったとき、筐体部内
に閉じこめられた水分を吸湿剤に吸着してしまうため、
たとえ、その後、雰囲気の温度降下しても、筐体部内は
結露状態にはなシ難くなる。
実施例
実施例１
以下、本発明の第１の実施例について、第１図および第
２図の図面を参照しながら説明する。
２図の図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明１の一実施例の炭酸ガスセンサの構成を
示すものである。第１図において、ガス感知部１、ヒー
タ２．リード線３ａ、３ｂ、５ａ。
示すものである。第１図において、ガス感知部１、ヒー
タ２．リード線３ａ、３ｂ、５ａ。
ｓｂ、台座６は従来例で説明した第４図および第５図の
構成と同じものであるので、同一符号をつけて詳細は省
略する。
構成と同じものであるので、同一符号をつけて詳細は省
略する。
プロテクタ４ａは、ガス感知部１、ヒータ２を内包した
有底円筒状の筐体で、円筒部分に開閉口７を形成し、ガ
フ、感知部１を外部雰囲気と直接接触させている。開閉
ロアを閉じる扉の駆動部は熱的に形状変化する材料の形
状記憶合金で形成され（図示せず）温度が上昇すればス
プリングが縮み開口する。従って開閉ロアは、加熱、冷
却によシその開口面積を変化させ、第２図（ａ）のごと
く、ガス感知部を測定温度に加熱されたとき全開となり
、ヒータ２の加熱を中止し冷却されて測定雰囲気温度に
なると第２図中）のごとく全閉する。
有底円筒状の筐体で、円筒部分に開閉口７を形成し、ガ
フ、感知部１を外部雰囲気と直接接触させている。開閉
ロアを閉じる扉の駆動部は熱的に形状変化する材料の形
状記憶合金で形成され（図示せず）温度が上昇すればス
プリングが縮み開口する。従って開閉ロアは、加熱、冷
却によシその開口面積を変化させ、第２図（ａ）のごと
く、ガス感知部を測定温度に加熱されたとき全開となり
、ヒータ２の加熱を中止し冷却されて測定雰囲気温度に
なると第２図中）のごとく全閉する。
以上のように構成された炭酸ガスセンサについて、以下
その動作について説明する。
その動作について説明する。
上記構成において、リード線３ａ、３ｂを介してヒータ
２に所定の電圧を印加し、ガス感知部１を測定温度に加
熱する。すると、開閉ロアは全開し、ガス感知部１は開
閉ロアを通じて外部の雰囲気と接触し、炭酸ガスを検知
する。この場合、測定雰囲気が高湿度環境であっても、
測定温度を、第４図に示した炭酸ナトリウム１３の水和
物や水素化物が完全に熱分解される４５０’Ｃ以上に設
定しておけば、素子の劣化がまぬがれる。
２に所定の電圧を印加し、ガス感知部１を測定温度に加
熱する。すると、開閉ロアは全開し、ガス感知部１は開
閉ロアを通じて外部の雰囲気と接触し、炭酸ガスを検知
する。この場合、測定雰囲気が高湿度環境であっても、
測定温度を、第４図に示した炭酸ナトリウム１３の水和
物や水素化物が完全に熱分解される４５０’Ｃ以上に設
定しておけば、素子の劣化がまぬがれる。
一方、ガス感知部が非加熱状態になった場合、開閉ロア
は全開になり、雰囲気と完全にしゃ断され、炭酸ナトリ
ウム１３の吸湿が抑制される。したがって、その水和物
、水素化物の形成が軽減され素子の劣化が免れる。この
ように、いずれの状態にしろ炭酸ナトリウム１３は、雰
囲気の水分に起因した水和物、水素化物への転化を軽減
することができる。
は全開になり、雰囲気と完全にしゃ断され、炭酸ナトリ
ウム１３の吸湿が抑制される。したがって、その水和物
、水素化物の形成が軽減され素子の劣化が免れる。この
ように、いずれの状態にしろ炭酸ナトリウム１３は、雰
囲気の水分に起因した水和物、水素化物への転化を軽減
することができる。
以上のように、プロテクタ４ａに設けられた開閉ロアが
、加熱時に開き、非加熱に閉じるため、ガス感知部は、
非加熱時には常に外部の雰囲気としゃ断されている。し
たがって、ガス感知部の炭酸ナトリウム１３の吸湿によ
るガス感知部劣化を防止できる。
、加熱時に開き、非加熱に閉じるため、ガス感知部は、
非加熱時には常に外部の雰囲気としゃ断されている。し
たがって、ガス感知部の炭酸ナトリウム１３の吸湿によ
るガス感知部劣化を防止できる。
実施例２
以下本発明の第２の一実施例について、第３図にもとづ
き説明する。
き説明する。
図において、ガス感知部１、と−タ２、リード線３ａ、
３ｂ、５ａ、５ｂ、プロテクタ４ａ、開閉ロア、台座６
は第１図の構成と同じものであ−るので、同一符号をつ
けて詳細は省略する。板状に形成され台座６の上部に配
役固定されたシリカゲ／Ｌ’８は、ガス感知部が加熱状
態から非加熱状態に移ったとき、プロテクタ４ａ円に残
留した水分を吸着し、プロテクタ４ａ内を低湿状態に保
持するためのもので、吸湿性を良くするため、多くの透
孔が設けである。
３ｂ、５ａ、５ｂ、プロテクタ４ａ、開閉ロア、台座６
は第１図の構成と同じものであ−るので、同一符号をつ
けて詳細は省略する。板状に形成され台座６の上部に配
役固定されたシリカゲ／Ｌ’８は、ガス感知部が加熱状
態から非加熱状態に移ったとき、プロテクタ４ａ円に残
留した水分を吸着し、プロテクタ４ａ内を低湿状態に保
持するためのもので、吸湿性を良くするため、多くの透
孔が設けである。
以上のように４成された炭酸ガスセンサについてその動
作について説明する。
作について説明する。
上記構成において、炭酸ガスセンサの加熱時の炭酸ガス
検知動作は、実施例１と同様なのでここでは詳細は省略
する。
検知動作は、実施例１と同様なのでここでは詳細は省略
する。
一方、ヒータ２の電源がＯＦＦ となシ、ガス感知部
が加熱状態から非加熱状態に移シ、それに伴って開閉ロ
アが閉じられ、プロテクタ４的に雰囲気の水分が一部閉
じ込みられる。こうした状態で雰囲気温度が降下して、
プロテクタ４ａ内が結露状態となる場合が考えられる。
が加熱状態から非加熱状態に移シ、それに伴って開閉ロ
アが閉じられ、プロテクタ４的に雰囲気の水分が一部閉
じ込みられる。こうした状態で雰囲気温度が降下して、
プロテクタ４ａ内が結露状態となる場合が考えられる。
このような場合でも、プロテクタ４ａ円のシリカゲル８
が、この残留水分を吸湿してしまうため、ガス感知部１
は結露を免れる。
が、この残留水分を吸湿してしまうため、ガス感知部１
は結露を免れる。
以上のように、プロテクタ４ａ円にシリカゲル８が設け
られているため、ガス感知部が非加熱状態のときに残留
した水分を吸湿するため、プロテクタ内の露点温度を低
下させることとなシ、雰囲気−度が降下しても、結露状
態を生じ難くすることができ、結露による素子の劣化を
防止できる。
られているため、ガス感知部が非加熱状態のときに残留
した水分を吸湿するため、プロテクタ内の露点温度を低
下させることとなシ、雰囲気−度が降下しても、結露状
態を生じ難くすることができ、結露による素子の劣化を
防止できる。
発明の効果
以上の実施例の説明からも明らかなように本発明によれ
ば、筐体部に設けられた開閉口が、ガス感知部を測定時
加熱したとき開き、非加熱の場合は閉じるため、ガス感
知部は、非加熱時には常に外部の罪囲気としゃ断されて
いる。したがって、ガス感知部の金属炭酸塩が吸湿によ
って生ずる劣化を防止できる。
ば、筐体部に設けられた開閉口が、ガス感知部を測定時
加熱したとき開き、非加熱の場合は閉じるため、ガス感
知部は、非加熱時には常に外部の罪囲気としゃ断されて
いる。したがって、ガス感知部の金属炭酸塩が吸湿によ
って生ずる劣化を防止できる。
また、筐体内に吸湿部を設けたため、ガス感知部が非加
熱状態のとき、残留した水分を吸湿するため、筐体部内
の露点温度を低下させるとと＼なり、謬囲気温度が降下
しても、結４を生じることなくしたがって、素子の劣化
を防止することができ実用上火きな効果を生じる。
熱状態のとき、残留した水分を吸湿するため、筐体部内
の露点温度を低下させるとと＼なり、謬囲気温度が降下
しても、結４を生じることなくしたがって、素子の劣化
を防止することができ実用上火きな効果を生じる。
第１図は本発明 の一実施例の炭酸ガスセンサの債成を
示す一部破断側面図、第２図ａ、ｂは同炭酸ガスの加熱
・非加熱時の開閉口の開閉動作は第３図は本発明ノ岐の
実施例の炭酸ガスセンサの閘成を示す一部破断側面図、
第４図はキ≠朔坤つ；；＃１母り炭酸ガスセンサのガス
惑箪阪准断面図、第５図は従来の炭酸ガスセンサの一部
破断側面図である。 １・・・・・・ガス感知部、２・・・・・・ヒータ、３
ａ、３ｂ・・・・・・リード線、４ａ・・・・・・プロ
テクタ、６ａ、ｓｂ・・・・・・リード線、６・・・・
・・台座、７・・・・・・開閉口、８・・・”°・シリ
カゲル、１１−、、・、ＮＡＳＩＣＯＮ板、１２ａ。 １２ｂ ・・・・・・電極、１３・・・・・・炭ばナト
リウム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ／デか１名（
α）
（ｂ）第４図 ｔｌ−ｔｖＡＳ／ｃｕｌ
ｔｌ＆、島・−宣躇 １３−・−ス魯り−ｊｋリウ （第５図
示す一部破断側面図、第２図ａ、ｂは同炭酸ガスの加熱
・非加熱時の開閉口の開閉動作は第３図は本発明ノ岐の
実施例の炭酸ガスセンサの閘成を示す一部破断側面図、
第４図はキ≠朔坤つ；；＃１母り炭酸ガスセンサのガス
惑箪阪准断面図、第５図は従来の炭酸ガスセンサの一部
破断側面図である。 １・・・・・・ガス感知部、２・・・・・・ヒータ、３
ａ、３ｂ・・・・・・リード線、４ａ・・・・・・プロ
テクタ、６ａ、ｓｂ・・・・・・リード線、６・・・・
・・台座、７・・・・・・開閉口、８・・・”°・シリ
カゲル、１１−、、・、ＮＡＳＩＣＯＮ板、１２ａ。 １２ｂ ・・・・・・電極、１３・・・・・・炭ばナト
リウム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ／デか１名（
α）
（ｂ）第４図 ｔｌ−ｔｖＡＳ／ｃｕｌ
ｔｌ＆、島・−宣躇 １３−・−ス魯り−ｊｋリウ （第５図
Claims (2)
- （１）両端で１対の電極層を備えた固体電解質からなる
イオン導電体と、前記イオン導電体のいずれか一方の電
極層の一部あるいは全部を覆う形状で炭酸ガスと解離平
衡を形成し得る金属炭酸塩で構成されるガス感知部と、
前記ガス感知部を測定温度に加熱する加熱部と、前記ガ
ス感知部および加熱部を内包し、かつ前記ガス感知部の
加熱時に開き非加熱時に、閉じるよう形成した開閉口を
有する筐体部とを備えた炭酸ガスセンサ。 - （２）筐体部に、ガス感知部の金属炭酸塩に吸着した水
分を除去する吸湿部を内蔵させた特許請求の範囲第１項
記載の炭酸ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035772A JPH0810213B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 炭酸ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63035772A JPH0810213B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 炭酸ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01210861A true JPH01210861A (ja) | 1989-08-24 |
| JPH0810213B2 JPH0810213B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=12451169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63035772A Expired - Fee Related JPH0810213B2 (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 炭酸ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810213B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0327347U (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-19 | ||
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101966390B1 (ko) * | 2017-06-12 | 2019-04-05 | 한국세라믹기술원 | 복합가스 감지센서 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP63035772A patent/JPH0810213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0327348U (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-19 | ||
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| CN115561398A (zh) * | 2022-09-22 | 2023-01-03 | 北京中电伊川测控技术有限公司 | 一种工业抗so2腐蚀的氮氧传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810213B2 (ja) | 1996-01-31 |
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