JPH0313856A - 酸素センサのセンサエレメント - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種雰囲気中の酸素濃度の測定に使用される
酸素センサのセンサエレメントに関する。

〔従来の技術〕

従来のセンサエレメントは、第４図〜第６図に示すよう
に、安定化ジルコニア（Ｚ　ｒ　Ｏ２にＹＯ，ＣａＯな
どの金属酸化物を固溶させた３ もの）よりなるペレット１には、気体拡散孔２が穿設さ
れると共に、上下両面に電極３（例えば多孔質白金）が
スクリーン印刷などにより成形され、上記ペレット１の
カソード電極側に気体反応室４を介在してドーム（カプ
セルともいう）５が封着されている（例えば結晶化ガラ
スよりなる）。

６は、円盤部６ａと、該円盤部６ａの一側より一体に突
出成形された帯状部６ｂとを有する絶縁板（例えば酸化
アルミニウムセラミックよりなる）にして、円盤部６ａ
及び帯状部６ｂの上面には、加熱用のヒータ７及びその
リード部７ａがスクリーン印刷などにより一体成形され
ると共に、帯状部６ｂの裏面には電極３のリード部３ａ
がスクリーン印刷などにより成形されている。

而して、上記絶縁板６の円盤部６ａの裏面が上記ドーム
５の上面に接着固定され、一対の電極３と一対のリード
部３ａとが夫々配線８により接続されているものである
。

なお、上記一対のリード部３ａ及び７ａに夫々電圧を印
加し、ヒータ７を加熱することにより、ペレット１の酸
素ポンピング作用によってアノード電極からカソード電
極側に向かって酸素イオンをキャリアとする電流が電極
３間に流れ、気体反応室４内の酸素分子が排出されるが
、このときの気体拡散孔２よりの拡散に伴う限界電流値
によって酸素濃度を測定するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、従来のセンサエレメントは、電極のリー
ド部３ａ及びヒータ７とそのリード部７ａをスクリーン
印刷などにより成形した絶縁板６を備えているので、 （ａ）　　ドーム５に絶縁板６を接着固定する必要があ
る。

（ｂ）　　ドーム５に絶縁板６を接着固定した後に、電
極３とリード部３ａとを配線８で接続する必要がある。

（Ｃ）　　ヒータ７の加熱が傍熱形となるため（絶縁板
６の介在による）、加熱効率が悪い。

などの、生産性の欠点及び性能上の欠点があった。

本発明は、かかる欠点に鑑みなされたもので、加熱効率
の向上を図り、かつ生産性がよく安価に提供することの
できる酸素センサのセンサエレメントを得ることを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明のセンサエレメン
トは、気体拡散孔を有する酸素ポンピング作用部と、該
作用部の一側より一体に突出成形した帯状部とからなる
安定化ジルコニアのペレットの、酸素ポンピング作用部
及び帯状部の上下各面に、電極及びそのリード部を印刷
により一体に成形し、また上記ペレットの酵素ポンピン
グ作用部のカソード電極側に成形したドーム部と、該ド
ーム部の一側より一体に延出成形した上記帯状部の覆部
とからなる結晶化ガラス層のドーム部及び覆部に、ヒー
タ及びそのリード部を印刷により一体に成形したことを
特徴とするものである。

〔作　用〕

安定化ジルコニアよりなるペレットに、酸素ポンピング
作用部と帯状部とが同一平面状に成形されており、電極
とそのリード部との印刷による一体成形が容易となる。

ヒータの加熱は直熱形となり、熱効率が向上して温度依
存性をもつ酸素センサの精度がよくなる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図〜第３図に示すように、安定化ジルコニアよりな
゛るペレット１０は、円盤状の酸素ポンピング作用部１
０ａと、該作用部１０ａの一側より一体に水平方向（同
一平面状）に突出成形された帯状部１０ｂとからなって
いる。

而して、酸素ポンピング作用部１０ａには、気体拡散孔
１１が穿設されると共に、酸素ポンピング作用部１０ａ
及び帯状部１０ｂの上下両面には電極１２（例えば多孔
質白金）及びそのリード部１２ａがスクリーン印刷など
により一体に成形されている。

１３は、上記ペレット１０の酸素ポンピング作用部１０
ａのカソード電極側を気体反応寥１４を介在して覆うド
ーム部（カプセル部ともいう）１３ａと、該ドーム部１
３ａの一側より一体に延出成形されて帯状部１０ｂの上
面を覆う（電極のリード部１２ａも覆う）帯状の覆部１
３ｂとからなる結晶化ガラス層にして、ドーム部１３ａ
及び覆部１３ｂの上面には加熱用のヒータ１５及びその
リード部１５ａがスクリーン印刷などにより一体に成形
されている。

なお、上記気体反応室１４は、酸素ポンピング作用部１
０ａ上に塗布したグラファイト又はカーボンを、ドーム
部１３ａの結晶化ガラス層１３の焼成時に焼失させるこ
とにより形成する。

以上のように、安定化ジルコニアよりなるペレットに帯
状部を一体成形して、電極とそのリード部をスクリーン
印刷などにより一体に成形しうると共に、結晶化ガラス
層のドーム部に覆部を一体成形して、ヒータとそのリー
ド部をスクリーン印刷などにより一体に成形することが
でき、しかも覆部がペレットの帯状部に対して電気絶縁
を兼ねているものである。

〔効　果〕

本発明は次の効果を有する。

（ａ）　　安定化ジルコニアよりなるペレットに、酸素
ポンピング作用部と帯状部とを同一平面状に一体に成形
し、電極とそのリード部とを印刷により一体に成形しつ
るようにしたので、配線接続等の手間を要せず、生産性
が向上し、低コストに提供することができる。

（ｂ）　　結晶化ガラスよりドーム部と覆部とを一体に
成形し、加熱用のヒータとそのリード部とを印刷により
一体に成形しうるようにしたので、ヒータがドーム部の
上面に直接成形されて直熱形となり、加熱効率が向上し
、温度依存性を有する酸素センサの精度を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示し、第２図のＸ−Ｘ線断面
図、 第２図は平面図、 第３図は裏面図、 第４図は従来例を示し、第５図のＹ−Ｙ線断面図、 第５図は平面図、 第６図は裏面図である。 １０・・・ペレット、１０ａ・・・酸素ポンピング作用
部、１０ｂ・・・帯状部、１２・・・電極、１２ａ・・
・リード部、１３・・・結晶化ガラス層、１３ａ・・・
ドーム部。 １３ｂ・・・覆部、１５・・・ヒータ、１５ａ・・・リ
ード部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 気体拡散孔を有する酸素ポンピング作用部と、該作用部
   の一側より一体に突出成形された帯状部とからなる安定
   化ジルコニアのペレットの、酸素ポンピング作用部及び
   帯状部の上下各面に、電極及びそのリード部が印刷によ
   り一体に成形され、上記ペレットの酵素ポンピング作用
   部のカソード電極側に成形されたドーム部と、該ドーム
   部の一側より一体に延出成形された上記帯状部の覆部と
   からなる結晶化ガラス層のドーム部及び覆部に、ヒータ
   及びそのリード部が印刷により一体に成形されている、 ことを特徴とする酸素センサのセンサエレメント。