JPH0197848A - 燃焼制御用センサ - Google Patents
燃焼制御用センサInfo
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- JPH0197848A JPH0197848A JP25543887A JP25543887A JPH0197848A JP H0197848 A JPH0197848 A JP H0197848A JP 25543887 A JP25543887 A JP 25543887A JP 25543887 A JP25543887 A JP 25543887A JP H0197848 A JPH0197848 A JP H0197848A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、各種のガス、石油燃焼機器、内燃機関、ボイ
ラーなどの燃焼排ガス中の残存酸素濃度により燃焼の当
量点を検知し、酸欠、不完全燃焼防止、最適燃焼制御な
どのために用いるセンサに関するものである。
ラーなどの燃焼排ガス中の残存酸素濃度により燃焼の当
量点を検知し、酸欠、不完全燃焼防止、最適燃焼制御な
どのために用いるセンサに関するものである。
従来の技術
従来、この種のセンサとして5nO3jT z O2な
どの金属酸化物を用いたものがある。該材料が雰囲気の
酸素分圧に応じて抵抗変化を生じる性質を利用したもの
である。しかし、一般に燃焼の当量点においても未燃焼
ガス成分に加えてわずかな量の酸素が残存する°ため、
酸素分圧が十分に低下せず大きな抵抗変化が得られない
。そのため、白金などの貴金属触媒を添加し、残存ガス
を完全に反応させることによって酸素分圧を下げている
。
どの金属酸化物を用いたものがある。該材料が雰囲気の
酸素分圧に応じて抵抗変化を生じる性質を利用したもの
である。しかし、一般に燃焼の当量点においても未燃焼
ガス成分に加えてわずかな量の酸素が残存する°ため、
酸素分圧が十分に低下せず大きな抵抗変化が得られない
。そのため、白金などの貴金属触媒を添加し、残存ガス
を完全に反応させることによって酸素分圧を下げている
。
これに対して、貴金属触媒を用いないセンサとしてペロ
プスカイト型複合酸化物を感応体材料に用いたものがあ
る。この場合、酸化物自身が優れた触媒機能を有するた
め、他の触媒物質を添加することなしに残存ガスを速や
かに反応消失させ、酸素分圧を大きく低下させることが
できるという利点がある。
プスカイト型複合酸化物を感応体材料に用いたものがあ
る。この場合、酸化物自身が優れた触媒機能を有するた
め、他の触媒物質を添加することなしに残存ガスを速や
かに反応消失させ、酸素分圧を大きく低下させることが
できるという利点がある。
発明が解決しようとする問題点
一般に燃焼排ガス中の酸素濃度を測定する場合には、セ
ンサ素子を排ガスに直接接触させる。−般の排ガス中に
はNo工、SO工、co工などの・ガスに加え、多量の
水分が含まれるが、ペロプスカイト型複合酸化物はこれ
らの排ガス成分、たとえばNOx と水分の作用によっ
て構成元素が硝酸塩化されて溶出2分解することがあり
、その結果、触媒活性が失われセンサ機能が低下する。
ンサ素子を排ガスに直接接触させる。−般の排ガス中に
はNo工、SO工、co工などの・ガスに加え、多量の
水分が含まれるが、ペロプスカイト型複合酸化物はこれ
らの排ガス成分、たとえばNOx と水分の作用によっ
て構成元素が硝酸塩化されて溶出2分解することがあり
、その結果、触媒活性が失われセンサ機能が低下する。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、前記の問題点に着目してなされたもので、ペ
ロプスカイト型複合酸化物とMqo もしくはMgOを
主体とする材料との混合物を感応体とするものである。
ロプスカイト型複合酸化物とMqo もしくはMgOを
主体とする材料との混合物を感応体とするものである。
作 用
本発明による燃焼制御用センサにおいては、感応体中の
MgOが塩基点として作用し、燃焼排ガス中に含まれる
たとえばNOx を吸収して硝酸塩あるいは塩基性硝酸
塩を生成し、ペロプスカイト型複合酸化物の硝酸塩化を
防止する保護層としての機能を発揮する。また、万−N
Ox によってペロプスカイト型複合酸化物が硝酸塩化
された場合にも、MqQの強塩基性により速やかに硝酸
イオンが引き抜かれるため、触媒能の低下が生じること
がなく、センサ機能は安定に維持される。硝酸塩化され
たMqoは高温で分解して再びMqQに戻り、機能が再
生する。
MgOが塩基点として作用し、燃焼排ガス中に含まれる
たとえばNOx を吸収して硝酸塩あるいは塩基性硝酸
塩を生成し、ペロプスカイト型複合酸化物の硝酸塩化を
防止する保護層としての機能を発揮する。また、万−N
Ox によってペロプスカイト型複合酸化物が硝酸塩化
された場合にも、MqQの強塩基性により速やかに硝酸
イオンが引き抜かれるため、触媒能の低下が生じること
がなく、センサ機能は安定に維持される。硝酸塩化され
たMqoは高温で分解して再びMqQに戻り、機能が再
生する。
実施例
第1図は本発明になるセンサ素子の一実施例を示す図で
ある。1はLaO,35SrO,65”0.7FeO,
303−δにMgOを30wt%混合した材料からなる
焼結型感応体、2は一対のAq −P d合金電極リー
ドである。比較のため、MgOを含まないセンサ素子も
作製した。
ある。1はLaO,35SrO,65”0.7FeO,
303−δにMgOを30wt%混合した材料からなる
焼結型感応体、2は一対のAq −P d合金電極リー
ドである。比較のため、MgOを含まないセンサ素子も
作製した。
作製した各センサの感度におよぼすNoエ と氷水の影
響を第2図に示した。測定は次のようにして行なった。
響を第2図に示した。測定は次のようにして行なった。
センサ素子を電気炉中に設定し、素子温度が600℃に
なるように温度制御を行なった。そして空気を11 /
!n L n で流通させた時のセンサ抵抗値を測定
してこれをRAとし、次いでCO100ppm/N2ガ
スに切替えて同流量で流し、1分後のセンサ抵抗値を測
定してこれをRGとし、両者の比RG/RAをセンサ感
度とした。
なるように温度制御を行なった。そして空気を11 /
!n L n で流通させた時のセンサ抵抗値を測定
してこれをRAとし、次いでCO100ppm/N2ガ
スに切替えて同流量で流し、1分後のセンサ抵抗値を測
定してこれをRGとし、両者の比RG/RAをセンサ感
度とした。
なお、センサ抵抗値の測定には直流2端子法を用い、一
定電流を印加して端子電圧を測定することによって求め
た。次に温度を300℃に設定し、No2 s o p
pm 、 N207 % k 含tr空気k 同流t
テ2時間流通接触させたのち、再び温度を600℃に戻
して同様の方法でセンナ感度を求めた。測定の結果、図
に示したように、Mqo を混合した場合にはNO2+
N20の接触後もセンナ感度の変化がみられないのに対
し、Mqoを混合しない場合にはNO2+N20の接触
によりセンサ感度が大きく低下した。MgOを混合しな
い場合には”0.35 ” rO,65coO,7Fe
O,303−δがNO2+H20によりダメージを受は
触媒機能が損なわれたためにセンナ感度が低下したもの
である。
定電流を印加して端子電圧を測定することによって求め
た。次に温度を300℃に設定し、No2 s o p
pm 、 N207 % k 含tr空気k 同流t
テ2時間流通接触させたのち、再び温度を600℃に戻
して同様の方法でセンナ感度を求めた。測定の結果、図
に示したように、Mqo を混合した場合にはNO2+
N20の接触後もセンナ感度の変化がみられないのに対
し、Mqoを混合しない場合にはNO2+N20の接触
によりセンサ感度が大きく低下した。MgOを混合しな
い場合には”0.35 ” rO,65coO,7Fe
O,303−δがNO2+H20によりダメージを受は
触媒機能が損なわれたためにセンナ感度が低下したもの
である。
さらに第3図には、センサ特性の経時安定性について示
した。評価は以下のようにして行なった。
した。評価は以下のようにして行なった。
前記の各センサを空気中、700℃で10時間保持した
後、300tl:でNo。60ppmとN207%を含
む空気を2時間流通接触させる。これを1サイクルとし
て計300サイクル繰り返し、初期および60サイクル
毎に600℃で空気C0100ppm/N2ガス切替え
によるセンサ感度を測定した。MgOを混合したセンサ
素子は、サイクル試験後においてもセンサ感度はほとん
ど低下しないが、一方Mq○を混合しないセンサ素子の
場合にはセンサ感度が大きく低下した。MgOを混合し
た場合にはMgOが硝酸塩化されるが、700℃におい
て完全に分解再生されるため、MgOの脱硝機能が回復
する。したがってセンサ感度は経時的変化をほとんど受
けない。これに対してMgOを混合していない場合には
、ペロプスカイト型複合酸化物が硝酸塩化され、かつそ
れが進行するために、センサ感度が次第に低下していく
。
後、300tl:でNo。60ppmとN207%を含
む空気を2時間流通接触させる。これを1サイクルとし
て計300サイクル繰り返し、初期および60サイクル
毎に600℃で空気C0100ppm/N2ガス切替え
によるセンサ感度を測定した。MgOを混合したセンサ
素子は、サイクル試験後においてもセンサ感度はほとん
ど低下しないが、一方Mq○を混合しないセンサ素子の
場合にはセンサ感度が大きく低下した。MgOを混合し
た場合にはMgOが硝酸塩化されるが、700℃におい
て完全に分解再生されるため、MgOの脱硝機能が回復
する。したがってセンサ感度は経時的変化をほとんど受
けない。これに対してMgOを混合していない場合には
、ペロプスカイト型複合酸化物が硝酸塩化され、かつそ
れが進行するために、センサ感度が次第に低下していく
。
以上の実施例で明らかなように、Mq○を混合した材料
からなる感応体を持つ燃焼制御用センサは極めて優れた
特性を示す。実施例ではLnとしてLaを、AとしてS
rを、MeとしてFeを用いた場合について示したが、
LnがCe、Pr、NdもしくはLa、Ce、Pr、N
d の内二種以上の元素になる場合、AがCa、Ba
もしくはSr、Ca、Baの内二種以上の元素になる場
合、MがNi、Mn。
からなる感応体を持つ燃焼制御用センサは極めて優れた
特性を示す。実施例ではLnとしてLaを、AとしてS
rを、MeとしてFeを用いた場合について示したが、
LnがCe、Pr、NdもしくはLa、Ce、Pr、N
d の内二種以上の元素になる場合、AがCa、Ba
もしくはSr、Ca、Baの内二種以上の元素になる場
合、MがNi、Mn。
Cr、VもしくはNi、Fe、Mn、Cr、V c7)
内二種以上の元素になる場合にも同様の結果が得られた
。
内二種以上の元素になる場合にも同様の結果が得られた
。
また、感応体材料にS r M e ’ Os を混
合した場合、さらには微量の白金族元素を添加した場合
には、特性の安定性を損なう事なく、感度、応答性など
が向上する効果を示す。センサの形態も実施例に限定す
るものでなく、厚膜や薄膜であってもよく、その製造方
法も特定の手法に限定することなく、各種の手法を用い
ることができるものである。電極材料も感応体組成ある
いはセンサの形態に応じて適宜選択できるものである。
合した場合、さらには微量の白金族元素を添加した場合
には、特性の安定性を損なう事なく、感度、応答性など
が向上する効果を示す。センサの形態も実施例に限定す
るものでなく、厚膜や薄膜であってもよく、その製造方
法も特定の手法に限定することなく、各種の手法を用い
ることができるものである。電極材料も感応体組成ある
いはセンサの形態に応じて適宜選択できるものである。
発明の効果
以上のように、本発明になる燃焼制御用センサは極めて
優れた安定性を示すため、長期間にわたり精度よく動作
するものである。
優れた安定性を示すため、長期間にわたり精度よく動作
するものである。
第1図は本発明になる燃焼制御用センサの一実施例を示
す模式図、第2図はMqQ混合の効果を示すセンサ感度
特性図、第3図はセンサの経時安定性を示す特性図であ
る。 1・・・・・・感応体、2・・・・・・電極リード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図
す模式図、第2図はMqQ混合の効果を示すセンサ感度
特性図、第3図はセンサの経時安定性を示す特性図であ
る。 1・・・・・・感応体、2・・・・・・電極リード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図
Claims (3)
- (1)感応体が一般式Ln_1_−_xA_x〜Co_
1_−_yMe_yO_3_−_δ(LnはLa、Ce
、Pr、Ndから選ぶ少なくとも一種の元素、AはSr
、Ca、Baから選ぶ少なくとも一種の元素、MeはN
i、Fe、Mn、Cr、Vから選ぶ少なくとも一種の元
素、0≦x≦1、0≦y≦1、δは酸素欠損量)で表わ
されるペロブスカイト型複合酸化物とMgOもしくはM
gOを主体とする材料とからなることを特徴とする燃焼
制御用センサ。 - (2)感応体材料として一般式SrMe′O_3(Me
′はTi、Zr、Hfから選ぶ少なくとも一種の元素)
で表わされる酸化物を前記ペロブスカイト型複合酸化物
に対して0〜80mol%、望ましくは40〜70mo
l%含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
燃焼制御用センサ。 - (3)感応体材料に少なくとも一種の白金族元素を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の燃焼制御用センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25543887A JPH0197848A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 燃焼制御用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25543887A JPH0197848A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 燃焼制御用センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0197848A true JPH0197848A (ja) | 1989-04-17 |
JPH0567177B2 JPH0567177B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=17278770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25543887A Granted JPH0197848A (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 燃焼制御用センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0197848A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997012413A2 (de) * | 1995-09-25 | 1997-04-03 | Roth-Technik Gmbh & Co. Forschung Für Automobil- Und Umwelttechnik | Elektrodenmaterial für kohlenwasserstoffsensoren |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25543887A patent/JPH0197848A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997012413A2 (de) * | 1995-09-25 | 1997-04-03 | Roth-Technik Gmbh & Co. Forschung Für Automobil- Und Umwelttechnik | Elektrodenmaterial für kohlenwasserstoffsensoren |
WO1997012413A3 (de) * | 1995-09-25 | 1997-06-19 | Roth Technik Gmbh | Elektrodenmaterial für kohlenwasserstoffsensoren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0567177B2 (ja) | 1993-09-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |