JPH0291558A - ガス濃度センサの温度調整方法 - Google Patents
ガス濃度センサの温度調整方法Info
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- JPH0291558A JPH0291558A JP63245174A JP24517488A JPH0291558A JP H0291558 A JPH0291558 A JP H0291558A JP 63245174 A JP63245174 A JP 63245174A JP 24517488 A JP24517488 A JP 24517488A JP H0291558 A JPH0291558 A JP H0291558A
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- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 26
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- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
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- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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」
本発明は固体電解質を使用したガス濃度センサの温度調
整方法に関するものである。
整方法に関するものである。
「従来の技術」
従来、ジルコニア固体電解質中の酸素イオンの移動に伴
う電流変化から気体中の酸素濃度を測定する酸素センサ
か知られている。
う電流変化から気体中の酸素濃度を測定する酸素センサ
か知られている。
第２図は上記酸素センサの測定原理を示すものである。
すなわち、符号１で示すものは固体電解質であって、こ
の固体電解質ｌは白金電極２・３の間に挟まれ、一方の
電極２はキャップ４によって覆われている。また前記キ
ャップ４には小孔５が形成され、該小孔５により、電極
２側への空気の流入が制限されるようになっている。前
記電極２・３には、直流電源６によって電圧が印加され
、この電圧は電圧計７によって検出されるようになって
いる。また、電圧の印加によって前記固体電解質１を流
れる電流が電流計８に検出され、この電流計８の出力が
酸素濃度データとして出力されるようになっている。そ
して上記酸素センサにあっては、印加される電圧にかか
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
値（限界電流値）の値により、前記酸素濃度を測定する
ことができる。
の固体電解質ｌは白金電極２・３の間に挟まれ、一方の
電極２はキャップ４によって覆われている。また前記キ
ャップ４には小孔５が形成され、該小孔５により、電極
２側への空気の流入が制限されるようになっている。前
記電極２・３には、直流電源６によって電圧が印加され
、この電圧は電圧計７によって検出されるようになって
いる。また、電圧の印加によって前記固体電解質１を流
れる電流が電流計８に検出され、この電流計８の出力が
酸素濃度データとして出力されるようになっている。そ
して上記酸素センサにあっては、印加される電圧にかか
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
値（限界電流値）の値により、前記酸素濃度を測定する
ことができる。
さらに上記酸素センサにおいて検出される限界電流値は
、酸素濃度のみならず、固体電解質Ｉの温度に依存して
変化し、あるいは、限界電流値を生じない特性を持って
いるから、この温度特性による誤差を補正すべく、前記
キャップ４の外側に、ジュール熱を発生するヒータ９を
設け、該ヒータ。
、酸素濃度のみならず、固体電解質Ｉの温度に依存して
変化し、あるいは、限界電流値を生じない特性を持って
いるから、この温度特性による誤差を補正すべく、前記
キャップ４の外側に、ジュール熱を発生するヒータ９を
設け、該ヒータ。
９の駆動電流（電圧）をヒータ駆動電源ＩＯによって調
整することにより固体電解質１を加熱するようになって
いる。
整することにより固体電解質１を加熱するようになって
いる。
上記酸素センサにおいて固体電解質１に電圧を印加する
と、第３図に符号Ａを付して示すように、印加さ・れる
電圧■の上昇にともなって電流■が徐々に上昇して行き
、ある電流値を超えると、電圧の上昇にかかわらず一定
の電流が検出される特性を呈する。この電流値は限界電
流値■、と呼ばれるものであって被測定ガス中の酸素濃
度に依存して変化するものであるから、この限界電流値
ＩＬを介して酸素濃度を知ることができる。
と、第３図に符号Ａを付して示すように、印加さ・れる
電圧■の上昇にともなって電流■が徐々に上昇して行き
、ある電流値を超えると、電圧の上昇にかかわらず一定
の電流が検出される特性を呈する。この電流値は限界電
流値■、と呼ばれるものであって被測定ガス中の酸素濃
度に依存して変化するものであるから、この限界電流値
ＩＬを介して酸素濃度を知ることができる。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上記酸素センサにおける電流■の立ち上がり
特性（傾斜）および限界電流値ＩＬは、前記固体電解質
ｌの温度に依存して変化するものであるから、例えば、
第３図のＡなる特性が温度ａ ’Ｃにおけるものである
とすると、温度がｂ℃あるいはｃ ’Ｃに変化すること
により、同一の酸素濃度に対して符号ＢあるいはＣで示
すような特性が検出されることとなる。したがって、燃
焼炉内の酸素濃度測定、あるいは寒冷地における酸素濃
度測定のような極端な温度条件で測定誤差が生じるおそ
れがあった。
特性（傾斜）および限界電流値ＩＬは、前記固体電解質
ｌの温度に依存して変化するものであるから、例えば、
第３図のＡなる特性が温度ａ ’Ｃにおけるものである
とすると、温度がｂ℃あるいはｃ ’Ｃに変化すること
により、同一の酸素濃度に対して符号ＢあるいはＣで示
すような特性が検出されることとなる。したがって、燃
焼炉内の酸素濃度測定、あるいは寒冷地における酸素濃
度測定のような極端な温度条件で測定誤差が生じるおそ
れがあった。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、周囲温度
の変化に拘わらず確実に酸素濃度の検出し得るガス濃度
センサを提供することを目的とするものである。
の変化に拘わらず確実に酸素濃度の検出し得るガス濃度
センサを提供することを目的とするものである。
「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、固体電解質に電圧
を印加するとともに、印加された電圧の変化にかかわら
ず前記固体電解質に一定の電流が流れる場合に測定され
る限界電流値から、前記固体電解質が接する気体中の酸
素濃度を検知するガス濃度センサにおいて、前記限界電
流値に至る以前の特定電圧にて前記固体電解質を流れる
電流を測定し、この電流値を基準温度時の電流値と一致
させるべく加熱用ヒータの印加電圧を調整するようにし
たものである。
を印加するとともに、印加された電圧の変化にかかわら
ず前記固体電解質に一定の電流が流れる場合に測定され
る限界電流値から、前記固体電解質が接する気体中の酸
素濃度を検知するガス濃度センサにおいて、前記限界電
流値に至る以前の特定電圧にて前記固体電解質を流れる
電流を測定し、この電流値を基準温度時の電流値と一致
させるべく加熱用ヒータの印加電圧を調整するようにし
たものである。
「作用」
上記構成であると、測定された電流により、限界電流値
に達する以前の電圧〜電流特性の勾配を知ることができ
、この勾配から周囲温度を検知し、これを基準温度に一
致させるべ（ヒータの加熱量を調整することにより、周
囲温度に拘わらず、固体電解質を所定の温度とすること
ができる。
に達する以前の電圧〜電流特性の勾配を知ることができ
、この勾配から周囲温度を検知し、これを基準温度に一
致させるべ（ヒータの加熱量を調整することにより、周
囲温度に拘わらず、固体電解質を所定の温度とすること
ができる。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。な
お図中従来例と共通の構成には同一符号を付し、説明を
省略する。
お図中従来例と共通の構成には同一符号を付し、説明を
省略する。
第１図は本発明の方法を適用してなる酸素センサのシス
テム全体の構成を示すものである。
テム全体の構成を示すものである。
このシステムは、従来例におけるヒータ駆動電源１０を
ヒータ制御回路１１によって制御するようにした基本構
成となっており、前記ヒータ制御回路１１は、電圧計７
から、基準となる温度条件（実施例の場合ａ）における
限界電流値ＩＬが現れる電圧未満の特定電圧ＶＩを引加
した場合に電流計８から供給される電流値Ｉに基づいて
前記ヒータ駆動電源ｌＯの電流を制御する機能を持って
いる。
ヒータ制御回路１１によって制御するようにした基本構
成となっており、前記ヒータ制御回路１１は、電圧計７
から、基準となる温度条件（実施例の場合ａ）における
限界電流値ＩＬが現れる電圧未満の特定電圧ＶＩを引加
した場合に電流計８から供給される電流値Ｉに基づいて
前記ヒータ駆動電源ｌＯの電流を制御する機能を持って
いる。
次いで、前記制御回路１１の制御動作の内容とともに、
本発明方法を説明する。
本発明方法を説明する。
第３図に示すように、酸素センサにおける電圧Ｖの変化
に対する電流■の変化は、ａ ’Ｃの標準的な温度条件
においてはＡのように、ｂｏＣあるいはｃ℃の場合には
それぞれＢおよびＣで示すように上昇して行くから、限
界電流値ＩＬが現れる電圧未満の特定電圧Ｖ１における
電流■は、ａ’Ｃ，ｂ’Ｃ，ｃ’Ｃに対してそれぞれＩ
Ａ＋ Ｉａ、 Ｉｃとなる。
に対する電流■の変化は、ａ ’Ｃの標準的な温度条件
においてはＡのように、ｂｏＣあるいはｃ℃の場合には
それぞれＢおよびＣで示すように上昇して行くから、限
界電流値ＩＬが現れる電圧未満の特定電圧Ｖ１における
電流■は、ａ’Ｃ，ｂ’Ｃ，ｃ’Ｃに対してそれぞれＩ
Ａ＋ Ｉａ、 Ｉｃとなる。
そこで電流の偏差Δｒ （実施例の場合１■い−ｒａあ
るいはＩＩＡ Ｉｃｆ）を制御回路１１に供給し、こ
の制御回路１１によってヒータ駆動電源１０を操作して
、前記偏差Δ■をゼロに近付けるべくヒータ電流を制御
させ、センサの温度を標準的な温度（ａ’Ｃ）に維持す
べく加熱量を制御するようにしたものである。すなわち
、限界電流値に達する電圧以前の特定電圧における電流
値を測定することにより、固体電解質の温度を検知し、
この結果に基づいてヒータ駆動電源１０を調整すること
により、ヒータ９の加熱量を加減して固体電解質１の温
度をａ℃とし、周囲温度にかかわらず第３図符号Ａで示
す特性にて測定を行い、温度変化による測定誤差を防止
することができる。
るいはＩＩＡ Ｉｃｆ）を制御回路１１に供給し、こ
の制御回路１１によってヒータ駆動電源１０を操作して
、前記偏差Δ■をゼロに近付けるべくヒータ電流を制御
させ、センサの温度を標準的な温度（ａ’Ｃ）に維持す
べく加熱量を制御するようにしたものである。すなわち
、限界電流値に達する電圧以前の特定電圧における電流
値を測定することにより、固体電解質の温度を検知し、
この結果に基づいてヒータ駆動電源１０を調整すること
により、ヒータ９の加熱量を加減して固体電解質１の温
度をａ℃とし、周囲温度にかかわらず第３図符号Ａで示
す特性にて測定を行い、温度変化による測定誤差を防止
することができる。
「発明の効果」
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ガス濃
度センサの周囲温度を測定前に検知し、この結果に基づ
いてヒータの加熱量を調整することにより、固体電解質
の温度を一定に維持して正確な測定を行うことができる
という効果を奏する。
度センサの周囲温度を測定前に検知し、この結果に基づ
いてヒータの加熱量を調整することにより、固体電解質
の温度を一定に維持して正確な測定を行うことができる
という効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例にかかわる方法が適用された
酸素センサの回路図、第２図は酸素センサの一従来例の
回路図、第３図は固体電解質の電圧電流特性図である。 ■・・・・・・固体電解質、７・・・・・・電圧計、８
・・・・・・電流計、９・・・・・・ヒータ、１０・・
・・・・ヒータ駆動電源、１１・・・・・・制御回路。
酸素センサの回路図、第２図は酸素センサの一従来例の
回路図、第３図は固体電解質の電圧電流特性図である。 ■・・・・・・固体電解質、７・・・・・・電圧計、８
・・・・・・電流計、９・・・・・・ヒータ、１０・・
・・・・ヒータ駆動電源、１１・・・・・・制御回路。
Claims (1)
- 固体電解質に電圧を印加するとともに、印加された電圧
の変化にかかわらず前記固体電解質に一定の電流が流れ
る場合に測定される限界電流値から、前記固体電解質が
接する気体中の酸素濃度を検知するガス濃度センサにお
いて、前記限界電流値に至る以前の特定電圧にて前記固
体電解質を流れる電流を測定し、この電流値を基準温度
時の電流値と、一致させるべく加熱用ヒータの印加電圧
を調整することを特徴とするガス濃度センサの温度調整
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245174A JPH0291558A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | ガス濃度センサの温度調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245174A JPH0291558A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | ガス濃度センサの温度調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291558A true JPH0291558A (ja) | 1990-03-30 |
Family
ID=17129708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245174A Pending JPH0291558A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | ガス濃度センサの温度調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0291558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02245652A (ja) * | 1989-03-19 | 1990-10-01 | Fujikura Ltd | ガスセンサのヒータ電圧決定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57192852A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Limiting current type oxygen concentration detector controlled in temperature |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP63245174A patent/JPH0291558A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57192852A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Limiting current type oxygen concentration detector controlled in temperature |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02245652A (ja) * | 1989-03-19 | 1990-10-01 | Fujikura Ltd | ガスセンサのヒータ電圧決定方法 |
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