JPH0357949A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPH0357949A JPH0357949A JP19454789A JP19454789A JPH0357949A JP H0357949 A JPH0357949 A JP H0357949A JP 19454789 A JP19454789 A JP 19454789A JP 19454789 A JP19454789 A JP 19454789A JP H0357949 A JPH0357949 A JP H0357949A
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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。
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、内燃機関等の排ガス中の酸素濃度を検出する
酸素センサに係り、特に排ガス中の酸素濃度及び自身の
温度によって、検出特性、例えば抵抗値等の変化する酸
素濃度検出部を有する酸素センサに関する。
酸素センサに係り、特に排ガス中の酸素濃度及び自身の
温度によって、検出特性、例えば抵抗値等の変化する酸
素濃度検出部を有する酸素センサに関する。
従来、この種の酸素センサとしては、実開昭64−15
956号公報に開示されている第8図に示すようなもの
がある。
956号公報に開示されている第8図に示すようなもの
がある。
すなわち、先端部にガス感知層8の設けられた検出素子
1の後端部が、予めセラミックのホルダー3に接着固定
され、ホルダー3は取付用のハウジング5に組付けられ
ている。なお、ガス感知層8を有ずる検出素子1の一部
は、カハー11の穴を通じて排ガス中に露出しており、
ガス感知層8の酸素濃度検出機能を発揮させるために、
ガス感知N8を加熱するヒータが、検出素子1に内蔵さ
れている。
1の後端部が、予めセラミックのホルダー3に接着固定
され、ホルダー3は取付用のハウジング5に組付けられ
ている。なお、ガス感知層8を有ずる検出素子1の一部
は、カハー11の穴を通じて排ガス中に露出しており、
ガス感知層8の酸素濃度検出機能を発揮させるために、
ガス感知N8を加熱するヒータが、検出素子1に内蔵さ
れている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記構威の酸素センサに於いては、ガス
感知層8を有する検出素子1の一部が排ガス中に露出し
ているため、検出素子1に内蔵されたヒータによってガ
ス感知N8が高温(例えば900’C)に加熱されても
、排ガス(通常200゜C〜800゜C)によって冷却
され、それによって、ガス感知層8の温度が大きく変化
する。
感知層8を有する検出素子1の一部が排ガス中に露出し
ているため、検出素子1に内蔵されたヒータによってガ
ス感知N8が高温(例えば900’C)に加熱されても
、排ガス(通常200゜C〜800゜C)によって冷却
され、それによって、ガス感知層8の温度が大きく変化
する。
そのため、ガス感知層8が、例えばTi○2のような酸
素濃度に応して抵抗値が変化する特性を利用する酸素セ
ンサに於いては、T i O zのガス感知層8が温度
によっても抵抗値が変化する特性を有するため、ガス感
知N8の大きな温度変化は、排ガス中の酸素濃度より央
まる空燃比(以下A/Fと呼ぶ)のヒードハンク信号の
検出精度を低下させ、そのため、エミッションを悪化さ
せるという問題がある。
素濃度に応して抵抗値が変化する特性を利用する酸素セ
ンサに於いては、T i O zのガス感知層8が温度
によっても抵抗値が変化する特性を有するため、ガス感
知N8の大きな温度変化は、排ガス中の酸素濃度より央
まる空燃比(以下A/Fと呼ぶ)のヒードハンク信号の
検出精度を低下させ、そのため、エミッションを悪化さ
せるという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、排ガス
中に露出する検出素子の部分が、排ガスの冷却作用を受
けにくい構造とすることにより、排ガスによるガス感知
層の温度変化を小さくして、安定したA/F制御のでき
る酸素センサを提供ずることを目的とする。
中に露出する検出素子の部分が、排ガスの冷却作用を受
けにくい構造とすることにより、排ガスによるガス感知
層の温度変化を小さくして、安定したA/F制御のでき
る酸素センサを提供ずることを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するために、(1)排ガス
中の酸素濃度によって変化する特1生を有する酸素濃度
検出部より成り、且つ前記特性が温度によっても変化す
る酸素センサに於いて、前記酸素濃度検出部を先端部付
近に有する険出素子と、 前記検出素子の後端部を支持固定するホルダーと、 前記ホルダーより突出した前記検出素子の部分を覆うセ
ラミックの筒部と、 を備えた構戒とするものであり、 (2)また、前記ホルダーと前記筒部は、セラミノクに
よって一体に形威することが、製作上から望ましい。
中の酸素濃度によって変化する特1生を有する酸素濃度
検出部より成り、且つ前記特性が温度によっても変化す
る酸素センサに於いて、前記酸素濃度検出部を先端部付
近に有する険出素子と、 前記検出素子の後端部を支持固定するホルダーと、 前記ホルダーより突出した前記検出素子の部分を覆うセ
ラミックの筒部と、 を備えた構戒とするものであり、 (2)また、前記ホルダーと前記筒部は、セラミノクに
よって一体に形威することが、製作上から望ましい。
上記の手段によれば、ホルダーより突出している検出素
子の部分は、熱伝導率の小さいセラ旦ツクの筒部で覆わ
れているため、検出素子と筒部との空間に流入する排ガ
スは、セラミックの筒部によって熱の伝導が抑えられ、
それによって、筒部内の排ガスは、より高温となり温度
変動も小さくなる。
子の部分は、熱伝導率の小さいセラ旦ツクの筒部で覆わ
れているため、検出素子と筒部との空間に流入する排ガ
スは、セラミックの筒部によって熱の伝導が抑えられ、
それによって、筒部内の排ガスは、より高温となり温度
変動も小さくなる。
そのため、ヒータで加熱されたガス感知層は、セラ旦ツ
タの筒部の保温作用により排ガスによって冷却されにく
くなるので、ガス感知層の温度変化は小さくなる。
タの筒部の保温作用により排ガスによって冷却されにく
くなるので、ガス感知層の温度変化は小さくなる。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する.第1図
は、本発明の酸素センサの一実施例を示す断面図である
。
は、本発明の酸素センサの一実施例を示す断面図である
。
第1図に於いて、1は板状の検出素子で、アルミナシ一
ト(図示せず)上にヒータと電極(共に図示せず)をパ
ターン印刷し積層一体化されたT字型に形成され、検出
素子1の先端には、ガス感知層8として酸素濃度に応し
て抵抗値が変化するT i O z層が形戒されており
、他端には、ヒータ加熱用,酸素濃度出力取出し用及び
電圧印加用の4本のリード線9a〜9bが接続されてい
る。
ト(図示せず)上にヒータと電極(共に図示せず)をパ
ターン印刷し積層一体化されたT字型に形成され、検出
素子1の先端には、ガス感知層8として酸素濃度に応し
て抵抗値が変化するT i O z層が形戒されており
、他端には、ヒータ加熱用,酸素濃度出力取出し用及び
電圧印加用の4本のリード線9a〜9bが接続されてい
る。
このように構戒された検出素子1は、中心に四角孔2を
もつアルミナ磁器等より或るセラミックのホルダー3の
該四角孔2に挿入・位置決めされ、検出素子1とホルダ
ー3の四角孔2の隙間に塗布される無機接着材によって
固定されると共6こ、リード線9a〜9b側の一部がリ
ード絶縁用のセラミック材から或るインシュレータ10
と同時にガラスシール4によって気密に固着される。
もつアルミナ磁器等より或るセラミックのホルダー3の
該四角孔2に挿入・位置決めされ、検出素子1とホルダ
ー3の四角孔2の隙間に塗布される無機接着材によって
固定されると共6こ、リード線9a〜9b側の一部がリ
ード絶縁用のセラミック材から或るインシュレータ10
と同時にガラスシール4によって気密に固着される。
ここで、本発明の要部であるホルダー3は、第2図に示
すように、排気ガス側に露出する脚部20が形戒されて
いて、ホルダー3の四角孔部2から、更に延長して検出
素子1の一部を覆うような円筒部21形威されており、
後述の保温性の効果を発揮すべく、第3図(a), (
b)に示す円筒部21の長さb及び検出素子1との間の
円筒部21の空間断面積Sが有意な−寸法に設定されて
いる。
すように、排気ガス側に露出する脚部20が形戒されて
いて、ホルダー3の四角孔部2から、更に延長して検出
素子1の一部を覆うような円筒部21形威されており、
後述の保温性の効果を発揮すべく、第3図(a), (
b)に示す円筒部21の長さb及び検出素子1との間の
円筒部21の空間断面積Sが有意な−寸法に設定されて
いる。
このようにして、検出素子1を保持したホルダー3は第
1図に於いて、検出素子1を保護するステンレス鋼等よ
り或る2重のカバー1l及び機関への取付用のステンレ
ス鋼等より戒るフランジ12をもつステンレス鋼等より
威るハウジング5にワンシャパッキン13と共に揮人さ
れ、下リングl4によって固定される。さらに、延長用
の4木のリード線15a−15dを接続後、タルク等よ
り成る粉末充填層6を介して上リング16,ステンレス
鋼等より或るプロテクション力バー7,リードの電気絶
縁用スペーサ17,スプリング18,と共に絞めによっ
て一体に組み付られ、最後にゴムプッシュ1つが前記プ
ロテクションカバ−7に絞められて、酸素センサが構成
される。
1図に於いて、検出素子1を保護するステンレス鋼等よ
り或る2重のカバー1l及び機関への取付用のステンレ
ス鋼等より戒るフランジ12をもつステンレス鋼等より
威るハウジング5にワンシャパッキン13と共に揮人さ
れ、下リングl4によって固定される。さらに、延長用
の4木のリード線15a−15dを接続後、タルク等よ
り成る粉末充填層6を介して上リング16,ステンレス
鋼等より或るプロテクション力バー7,リードの電気絶
縁用スペーサ17,スプリング18,と共に絞めによっ
て一体に組み付られ、最後にゴムプッシュ1つが前記プ
ロテクションカバ−7に絞められて、酸素センサが構成
される。
かかる構成において、前述したように、検出素子1に内
蔵されたヒータでガス温以上に加熱された検出素子1の
突き出し部(第2図に示すCの範囲)が、保護カバー1
1内に流入してきた新規ガスによって冷却される。これ
による熱伝導により、ガス感知層8に温度変化を与える
のを防止するため、第2図の如くホルダー3の排気ガス
側に露出する脚部20は、ホルダー3より突出した検出
素子lに対して、新規ガスを遮蔽するためのセラミック
の円筒部21を形成した点に本発明の特徴があり、しか
も、保温性の効果を発揮すべく第3図(a), (b)
に於ける円筒部21の長さb、また、検出素子1との間
の円筒部21との空間の断面積Sを実験結果により有意
に設定したことである。
蔵されたヒータでガス温以上に加熱された検出素子1の
突き出し部(第2図に示すCの範囲)が、保護カバー1
1内に流入してきた新規ガスによって冷却される。これ
による熱伝導により、ガス感知層8に温度変化を与える
のを防止するため、第2図の如くホルダー3の排気ガス
側に露出する脚部20は、ホルダー3より突出した検出
素子lに対して、新規ガスを遮蔽するためのセラミック
の円筒部21を形成した点に本発明の特徴があり、しか
も、保温性の効果を発揮すべく第3図(a), (b)
に於ける円筒部21の長さb、また、検出素子1との間
の円筒部21との空間の断面積Sを実験結果により有意
に設定したことである。
以下、実験結果に基づいて説明する。なお、実験はエン
ジン実機にて実施し、ヒークに12V通電すると共に、
エンジン条件を変えて排ガス温度を200″C〜800
゜Cの範囲で変化させ、その時のガス感知層8の近傍の
温度(検出素子1の先端温度)を測定し、第4図に示す
ように前記ガス温度範囲における検出素子1の先端温度
変化巾Δtを求める方法によった。
ジン実機にて実施し、ヒークに12V通電すると共に、
エンジン条件を変えて排ガス温度を200″C〜800
゜Cの範囲で変化させ、その時のガス感知層8の近傍の
温度(検出素子1の先端温度)を測定し、第4図に示す
ように前記ガス温度範囲における検出素子1の先端温度
変化巾Δtを求める方法によった。
すなわち、本実験結果によれば、円筒部21の長さbは
、第5図に示す如く、検出素子lの突出し長さaに対し
て1/3a以上、また、検出素子1との間の円筒部21
の空間断面積Sは、第6図に示す如く、検出素子lの断
面積Aに対して3A以下に設定することで、検出素子1
の先端温度変化巾ΔLは、第4図に模式的に示すように
、円筒部21が形威されていないものに比べて小さくな
る。言い換えれば、熱伝導率の小さいセラξソクの円筒
部21を形威したことにより、新規ガスによる冷却を防
止し保温性を向上した効果である。
、第5図に示す如く、検出素子lの突出し長さaに対し
て1/3a以上、また、検出素子1との間の円筒部21
の空間断面積Sは、第6図に示す如く、検出素子lの断
面積Aに対して3A以下に設定することで、検出素子1
の先端温度変化巾ΔLは、第4図に模式的に示すように
、円筒部21が形威されていないものに比べて小さくな
る。言い換えれば、熱伝導率の小さいセラξソクの円筒
部21を形威したことにより、新規ガスによる冷却を防
止し保温性を向上した効果である。
したがって、特にガス感知層8が温度依存性の大きいT
iO zのような場合には、A/F検出精度が向上す
ると共に、安定したA/F制御が可能となり良好な工ξ
ツションが得られる。
iO zのような場合には、A/F検出精度が向上す
ると共に、安定したA/F制御が可能となり良好な工ξ
ツションが得られる。
次に、本実施例では、ホルダー3と筒部21とはセラミ
ックによって一体に形成したが、第7図に示すように、
検出素子1を支持固定するホルダ−3aと、このホルダ
ー3aより突出した検出素子lの部分を覆うホルダー3
bとに分離して構成しても良い。この場合、ホルダー3
aはセラミソクに代えて金属を用いても良く、その金属
としては、検出素子lに近い熱膨張率を有するものが望
ましい。
ックによって一体に形成したが、第7図に示すように、
検出素子1を支持固定するホルダ−3aと、このホルダ
ー3aより突出した検出素子lの部分を覆うホルダー3
bとに分離して構成しても良い。この場合、ホルダー3
aはセラミソクに代えて金属を用いても良く、その金属
としては、検出素子lに近い熱膨張率を有するものが望
ましい。
なお、本実施例では、セラミックの筒部21は円筒形状
としたが、例えば四角筒或いは楕円筒の形状でも良く、
要は検出素子1を覆うことのできるセラ≧ツクの筒なら
ば良い。
としたが、例えば四角筒或いは楕円筒の形状でも良く、
要は検出素子1を覆うことのできるセラ≧ツクの筒なら
ば良い。
また、本実施例では、検出素子lは四角柱としたが、例
えば円柱或いは楕円柱としても良く、要は製作のできる
形状ならば良い。
えば円柱或いは楕円柱としても良く、要は製作のできる
形状ならば良い。
〔発明の効果]
本発明は、以上説明したように構戒されているので、以
下に記載する効果を奏する。
下に記載する効果を奏する。
(】)酸素濃度と温度によって検出特性の変化するガス
感知層は、セラミックの筒部の保温作用により、排ガス
による温度変化が小さくなるため、温度変化に起因する
検出特性の誤差変動が小さくなり、これによって、A/
Fのヒードパック信号の検出4′a度が向上するので、
広い運転領域に渡って安定したA/F制御ができ、エミ
ンションの安定化が得られる。
感知層は、セラミックの筒部の保温作用により、排ガス
による温度変化が小さくなるため、温度変化に起因する
検出特性の誤差変動が小さくなり、これによって、A/
Fのヒードパック信号の検出4′a度が向上するので、
広い運転領域に渡って安定したA/F制御ができ、エミ
ンションの安定化が得られる。
(2)また、検出素子を支持固定するホルダーと検出素
子を覆う筒部とを、セラミックによって一体に形戒する
ことにより、部品点数が減少し且つ組付が容易となる。
子を覆う筒部とを、セラミックによって一体に形戒する
ことにより、部品点数が減少し且つ組付が容易となる。
第l図は本発明の酸素センサの一実施例を示す断面図、
第2図は第1図の要部を示す断面図、第3図(a),
(b)は第2図の要部寸法と要部面積を符号で示す断面
図、第4図は排ガス温度と検出素子先端温度との関係を
示す図、第5図.第6図は各要因と検出素子先端温度変
化中との関係の実験結果を示す図、第7図は本発明の酸
素センサの他の実施例を示す要部の断面図、第8図は従
来の酸素センサの部分断面図である。 1・・・検出素子.3・・・ホルダー,5・・・ハウジ
ング8・・・ガス感知層(酸素濃度検出部),1l・・
・カハ2 1・・・セラミ ノク筒部。
第2図は第1図の要部を示す断面図、第3図(a),
(b)は第2図の要部寸法と要部面積を符号で示す断面
図、第4図は排ガス温度と検出素子先端温度との関係を
示す図、第5図.第6図は各要因と検出素子先端温度変
化中との関係の実験結果を示す図、第7図は本発明の酸
素センサの他の実施例を示す要部の断面図、第8図は従
来の酸素センサの部分断面図である。 1・・・検出素子.3・・・ホルダー,5・・・ハウジ
ング8・・・ガス感知層(酸素濃度検出部),1l・・
・カハ2 1・・・セラミ ノク筒部。
Claims (2)
- (1)排ガス中の酸素濃度によって変化する特性を有す
る酸素濃度検出部より成り、且つ前記特性が温度によっ
ても変化する酸素センサに於いて、前記酸素濃度検出部
を先端部付近に有する検出素子と、 前記検出素子の後端部を支持固定するホルダーと、 前記ホルダーより突出した前記検出素子の部分を覆うセ
ラミックの筒部と、 を備えたこと特徴とする酸素センサ。 - (2)前記ホルダーと前記筒部は、セラミックによって
一体に形成されることを特徴とする請求項1記載の酸素
センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1194547A JP3010636B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1194547A JP3010636B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 酸素センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0357949A true JPH0357949A (ja) | 1991-03-13 |
JP3010636B2 JP3010636B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=16326352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1194547A Expired - Fee Related JP3010636B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 酸素センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3010636B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0569669U (ja) * | 1992-09-18 | 1993-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | センサの検出部構造 |
US5707504A (en) * | 1995-01-19 | 1998-01-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detector |
US6054648A (en) * | 1998-01-28 | 2000-04-25 | Rohm Co., Ltd. | Shield case for a semiconductor optical device |
JP2017090179A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP1194547A patent/JP3010636B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0569669U (ja) * | 1992-09-18 | 1993-09-21 | 日本特殊陶業株式会社 | センサの検出部構造 |
US5707504A (en) * | 1995-01-19 | 1998-01-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detector |
US6054648A (en) * | 1998-01-28 | 2000-04-25 | Rohm Co., Ltd. | Shield case for a semiconductor optical device |
JP2017090179A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3010636B2 (ja) | 2000-02-21 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |