JPH02198353A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPH02198353A JPH02198353A JP1018563A JP1856389A JPH02198353A JP H02198353 A JPH02198353 A JP H02198353A JP 1018563 A JP1018563 A JP 1018563A JP 1856389 A JP1856389 A JP 1856389A JP H02198353 A JPH02198353 A JP H02198353A
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- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 29
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- 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、全体形状を薄い肉厚で小形化することにより
熱効率を向上させ消費電力を削減すると共に、気密性の
向上を達成した酸素センサに関する。
熱効率を向上させ消費電力を削減すると共に、気密性の
向上を達成した酸素センサに関する。
［従来の技術］
従来、安定化ジルコニア等からなるイオン導電性を有す
る固体電解質中の酸素イオンの移動に伴う電流変化から
酸素濃度を測定する酸素センサが実用化されてきている
。
る固体電解質中の酸素イオンの移動に伴う電流変化から
酸素濃度を測定する酸素センサが実用化されてきている
。
第２図はこの種の酸素センサｌの従来例であり、該酸素
センサ１は、イオン導電性の安定化ジルコニアと類似の
セラミックスからなる固体電解質２と、該固体電解質２
の両面に各々積層され所定電圧が印加される多孔質の電
極３Ａ・３Ｂと、該固体電解質２の一方の面に非品性ガ
ラス４を介在させ接合したセラミックキャップ５と、該
セラミックキャップ５の上面に設けられ固体電解質２に
対し熱を付与するヒータ６とから構成されている。
センサ１は、イオン導電性の安定化ジルコニアと類似の
セラミックスからなる固体電解質２と、該固体電解質２
の両面に各々積層され所定電圧が印加される多孔質の電
極３Ａ・３Ｂと、該固体電解質２の一方の面に非品性ガ
ラス４を介在させ接合したセラミックキャップ５と、該
セラミックキャップ５の上面に設けられ固体電解質２に
対し熱を付与するヒータ６とから構成されている。
尚、図中７は前記固体電解質２の一方の面に被測定気体
を接触させるためのキャビティ、８は気体拡散孔、９は
直流電源へ接続されたリード線である。
を接触させるためのキャビティ、８は気体拡散孔、９は
直流電源へ接続されたリード線である。
前記酸素センサｌにおいては、ヒータ６により固体電解
質２を加熱することにより活性化し直流電圧を印加する
と、ボンピング作用により、キャビティ７内の気体中の
酸素が固体電解質２を透過するため、これに伴い酸素イ
オンをキャリアとするイオン電流が固体電解質２を流れ
、該イオン電流の電流値から周囲の酸素濃度が測定され
るようになっている。
質２を加熱することにより活性化し直流電圧を印加する
と、ボンピング作用により、キャビティ７内の気体中の
酸素が固体電解質２を透過するため、これに伴い酸素イ
オンをキャリアとするイオン電流が固体電解質２を流れ
、該イオン電流の電流値から周囲の酸素濃度が測定され
るようになっている。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、上記従来の酸素センサｌにおいては、ヒータ
６による熱が、セラミツクキャップ５→非晶性ガラス４
→固体電解質２の経路、あるいはセラミツクキャップ５
→キヤビテイ７→固体電解質２の経路を通り伝導してく
ため、加熱効率が悪いという問題があった。この結果、
固体電解質２を充分に加熱するためにはヒータ６は可成
りのワット数を必要とし、消費電力が大となる不具合か
あつ を二 。
６による熱が、セラミツクキャップ５→非晶性ガラス４
→固体電解質２の経路、あるいはセラミツクキャップ５
→キヤビテイ７→固体電解質２の経路を通り伝導してく
ため、加熱効率が悪いという問題があった。この結果、
固体電解質２を充分に加熱するためにはヒータ６は可成
りのワット数を必要とし、消費電力が大となる不具合か
あつ を二 。
本発明は前記課題を解決するもので、全体形状を薄い肉
厚でかつ小形化することにより熱効率を向上させ消費電
力を削減すると共に、気密性の向上を達成した酸素セン
サの提供を目的とする。
厚でかつ小形化することにより熱効率を向上させ消費電
力を削減すると共に、気密性の向上を達成した酸素セン
サの提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明は、薄い肉厚に形成さ
れたイオン導電性を有する固体電解質と、該固体電解質
の両面に形成された多孔質の１対の電極板と、陰極側の
前記電極板を覆って形成された粉末状の充填材と、該充
填材を覆って形成された非晶性材と、該非晶性材を覆っ
て構成された結晶化材と、該結晶化材の表面に形成され
たヒータと、前記充填材へ通ずる気体拡散孔とを具備す
ることを特徴とする。
れたイオン導電性を有する固体電解質と、該固体電解質
の両面に形成された多孔質の１対の電極板と、陰極側の
前記電極板を覆って形成された粉末状の充填材と、該充
填材を覆って形成された非晶性材と、該非晶性材を覆っ
て構成された結晶化材と、該結晶化材の表面に形成され
たヒータと、前記充填材へ通ずる気体拡散孔とを具備す
ることを特徴とする。
［作用 ］
本発明によれば、酸素センサを上記構造としているため
、ヒータによる熱は固体電解質へ効率よく伝導して行く
。これにより、ヒータの熱効率を向上でき消費電力の削
減を達成することができる。
、ヒータによる熱は固体電解質へ効率よく伝導して行く
。これにより、ヒータの熱効率を向上でき消費電力の削
減を達成することができる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本実施例の酸素センサｌＯの構成を示す断面図
で、図中符号１１は固体電解質であり、安定化ジルコニ
ア等のイオン導電性を有する薄い肉厚な形状に形成され
ている。該固体電解質１１には気体拡散孔１２が形成さ
れており、該気体拡散孔１２は、後述の充填材・非晶性
ガラス・結晶化ガラスにより形成される密閉空間と酸素
センサｌＯ外部とを通じさせることにより、拡散律速を
生じさせるようになっている。また、前記固体電解質１
１の両面には各々、多孔質の電極板（陰極）１３・電極
板（陽極）１４が積層されており、これら電極板１３・
１４へは直流電源（図示時）からり一ド線１５・１６を
介し所定電圧が印加されるようになっている。
で、図中符号１１は固体電解質であり、安定化ジルコニ
ア等のイオン導電性を有する薄い肉厚な形状に形成され
ている。該固体電解質１１には気体拡散孔１２が形成さ
れており、該気体拡散孔１２は、後述の充填材・非晶性
ガラス・結晶化ガラスにより形成される密閉空間と酸素
センサｌＯ外部とを通じさせることにより、拡散律速を
生じさせるようになっている。また、前記固体電解質１
１の両面には各々、多孔質の電極板（陰極）１３・電極
板（陽極）１４が積層されており、これら電極板１３・
１４へは直流電源（図示時）からり一ド線１５・１６を
介し所定電圧が印加されるようになっている。
また、前記陰極側の電極板１３の表面にはアルミナ（Ａ
Ｑ２０３）粉末等の充填材１１が配設されるとともに
、該充填材１１の表面には非晶性ガラス１８が配設され
、該非品性ガラス１８の表面には結晶化ガラス１９が配
設されている。更に、該結晶化ガラス１９の上面にはヒ
ータ２０が配設され、ヒータ電圧印加回路（図示時）か
らリード線２１・２１を介し所定電圧が印加されるよう
になっている。そして、本実施例の酸素センサ１０の全
体形状は、従来の酸素センサと比較し薄い肉厚でかつ小
形に形成されている。
Ｑ２０３）粉末等の充填材１１が配設されるとともに
、該充填材１１の表面には非晶性ガラス１８が配設され
、該非品性ガラス１８の表面には結晶化ガラス１９が配
設されている。更に、該結晶化ガラス１９の上面にはヒ
ータ２０が配設され、ヒータ電圧印加回路（図示時）か
らリード線２１・２１を介し所定電圧が印加されるよう
になっている。そして、本実施例の酸素センサ１０の全
体形状は、従来の酸素センサと比較し薄い肉厚でかつ小
形に形成されている。
次に、上記構成による酸素センサｌＯの製造工程の一例
を説明する。
を説明する。
工程ｌ：固体電解質１１に気体拡散孔１２を形成する。
工程２：固体電解質１１の両面に例えば多孔質白金ペー
スト等の導電物質のペーストを印刷、焼成することによ
り電極板１３・１４を形成すると共に、各電極板１３−
１４へリード線１５・１６を各々取付ける。
スト等の導電物質のペーストを印刷、焼成することによ
り電極板１３・１４を形成すると共に、各電極板１３−
１４へリード線１５・１６を各々取付ける。
工程３：電極板１３の表面の全面にアルミナ粉末等の充
填材１１を塗布する。
填材１１を塗布する。
工程４：充填材１１の表面の全面に気密性の高い非晶性
ガラス１８を塗工すると共に焼成する。
ガラス１８を塗工すると共に焼成する。
該非品性ガラス１Ｂの形成により、電極板１３を封止す
る。
る。
工程５：非晶性ガラス１８の表面の全面に結晶化ガラス
１９を塗工すると共に焼成する。
１９を塗工すると共に焼成する。
工程６：結晶化ガラス１９の上面にヒータ２゜を印刷、
形成する。
形成する。
工程７：ヒータ２０ヘリード線２１ψ２１を取付ける。
この場合、各電極板１３・１４は多孔質とされているた
め、固体電解質１１に形成された気体拡散孔１２により
拡散律速を円滑に生じさせることができる。
め、固体電解質１１に形成された気体拡散孔１２により
拡散律速を円滑に生じさせることができる。
即ち、本実施例の酸素センサｉｏは全体形状を薄い肉厚
でかつ小形としヒータ２０と固体電解質１１とを極めて
接近させる構造としているため、ヒータ２０による加熱
効率を従来と比較し大幅に向上させることができる。ま
た、本実施例の酸素センサｌＯの作動実験結果によれば
、酸素センサｌＯのヒータ２０は従来の酸素センサのヒ
ータの約４０％の消費電力により、従来と同等の限界電
流（印加電圧に拘わらず固体電解質を流れる電流が一定
になる場合の電流）特性を得ることができた。これによ
り、従来と比較し消費電力を大幅に削減することができ
る。
でかつ小形としヒータ２０と固体電解質１１とを極めて
接近させる構造としているため、ヒータ２０による加熱
効率を従来と比較し大幅に向上させることができる。ま
た、本実施例の酸素センサｌＯの作動実験結果によれば
、酸素センサｌＯのヒータ２０は従来の酸素センサのヒ
ータの約４０％の消費電力により、従来と同等の限界電
流（印加電圧に拘わらず固体電解質を流れる電流が一定
になる場合の電流）特性を得ることができた。これによ
り、従来と比較し消費電力を大幅に削減することができ
る。
尚、上記実施例では気体拡散孔１２を固体電解質１１に
形成したが、これに限定されず、例えば非晶性ガラス１
８、結晶化ガラス１９及びヒータ２０に気体拡散孔を形
成してもよい。即ち、気体拡散孔は酸素センサｉｏの充
填材１１の下方側、上方側の何れに配設してもよい。
形成したが、これに限定されず、例えば非晶性ガラス１
８、結晶化ガラス１９及びヒータ２０に気体拡散孔を形
成してもよい。即ち、気体拡散孔は酸素センサｉｏの充
填材１１の下方側、上方側の何れに配設してもよい。
［発明の効果１
以上説明したように本発明によれば、薄い肉厚に形成さ
れたイオン導電性を有する固体電解質と、該固体電解質
の両面に形成された多孔質の１対の電極板と、陰極側の
前記電極板を覆って形成された粉末状の充填材と、該充
填材を覆って形成された非品性材と、該非晶性材を覆っ
て形成された結晶化材と、該結晶化材の表面に形成され
たヒータと、前記充填材へ通ずる気体拡散孔とを具備す
る構成としたので、以下の効果を奏する。
れたイオン導電性を有する固体電解質と、該固体電解質
の両面に形成された多孔質の１対の電極板と、陰極側の
前記電極板を覆って形成された粉末状の充填材と、該充
填材を覆って形成された非品性材と、該非晶性材を覆っ
て形成された結晶化材と、該結晶化材の表面に形成され
たヒータと、前記充填材へ通ずる気体拡散孔とを具備す
る構成としたので、以下の効果を奏する。
酸素センサを上記の薄い肉厚の構造としたため、ヒータ
による熱が固体電解質へ円滑に伝導され、これにより従
来と比較し熱効率を大幅に向上させることができると共
に、消費電力の削減を達成することができ、更に酸素セ
ンサの気密性を向上さ仕ることができる。
による熱が固体電解質へ円滑に伝導され、これにより従
来と比較し熱効率を大幅に向上させることができると共
に、消費電力の削減を達成することができ、更に酸素セ
ンサの気密性を向上さ仕ることができる。
第１図は本発明の一実施例による酸素センサの構成を示
す断面図、第２図は従来の酸素センサの構成を示す断面
図である。 ｌＯ・・・・・・酸素センサ、１１・・・・・・固体電
解質、１２・・・・・・気体拡散孔、１３・１４・・・
・・・電極板、１１・・・・・・充填材、１８・・・・
・・非晶性ガラス（非晶性材）、１９・・・・・・結晶
化ガラス（結晶化材）、２０・・・・・・ヒータ。 第１図 ＋。 第２図
す断面図、第２図は従来の酸素センサの構成を示す断面
図である。 ｌＯ・・・・・・酸素センサ、１１・・・・・・固体電
解質、１２・・・・・・気体拡散孔、１３・１４・・・
・・・電極板、１１・・・・・・充填材、１８・・・・
・・非晶性ガラス（非晶性材）、１９・・・・・・結晶
化ガラス（結晶化材）、２０・・・・・・ヒータ。 第１図 ＋。 第２図
Claims (1)
- 薄い肉厚に形成されたイオン導電性を有する固体電解質
（１１）と、該固体電解質の両面に形成された多孔質の
１対の電極板（１３・１４）と、陰極側の前記電極板を
覆って形成された粉末状の充填材（１１）と、該充填材
を覆って形成された非晶性材（１８）と、該非晶性材を
覆って形成された結晶化材（１９）と、該結晶化材の表
面に形成されたヒータ（２０）と、前記充填材へ通ずる
気体拡散孔（１２）とを具備してなる酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018563A JPH07107527B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018563A JPH07107527B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198353A true JPH02198353A (ja) | 1990-08-06 |
| JPH07107527B2 JPH07107527B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=11975088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018563A Expired - Lifetime JPH07107527B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107527B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8469342B2 (en) | 2007-07-23 | 2013-06-25 | Creative Technology Corporation | Substrate suction apparatus and method for manufacturing the same |
| US8628268B2 (en) | 2008-03-14 | 2014-01-14 | Lam Research Corporation | Cam lock electrode clamp |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018563A patent/JPH07107527B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8469342B2 (en) | 2007-07-23 | 2013-06-25 | Creative Technology Corporation | Substrate suction apparatus and method for manufacturing the same |
| US8628268B2 (en) | 2008-03-14 | 2014-01-14 | Lam Research Corporation | Cam lock electrode clamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107527B2 (ja) | 1995-11-15 |
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