JPH04134259A - 酸素濃度の測定方法および酸素センサ - Google Patents
酸素濃度の測定方法および酸素センサInfo
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- JPH04134259A JPH04134259A JP2258232A JP25823290A JPH04134259A JP H04134259 A JPH04134259 A JP H04134259A JP 2258232 A JP2258232 A JP 2258232A JP 25823290 A JP25823290 A JP 25823290A JP H04134259 A JPH04134259 A JP H04134259A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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Ｊ
この発明は、酸化物超電導体を酸素濃度測定用の素子と
して用いる酸素濃度の測定方法および酸素センサに関す
るものである。
して用いる酸素濃度の測定方法および酸素センサに関す
るものである。
「従来の技術」
従来、酸素センサとして最も広く普及しているのは、ジ
ルコニア固体電解質を用いた起電力型のセンサである。
ルコニア固体電解質を用いた起電力型のセンサである。
第４図はこの種の起電力型のセンサの一構造例を示すも
ので、この例のセンサＳは、複数の通気孔１を有する有
底円筒状のケース２と、このケース２の内部に導電ノー
ル３を介して挿入された有底筒状の内部筒４と、この内
部筒４内に挿入された導入筒５を具備して構成されてい
る。
ので、この例のセンサＳは、複数の通気孔１を有する有
底円筒状のケース２と、このケース２の内部に導電ノー
ル３を介して挿入された有底筒状の内部筒４と、この内
部筒４内に挿入された導入筒５を具備して構成されてい
る。
前記内部筒４は外周面側のＡｌ２Ｏ２製の保護層６と内
周面側のｐｔ製の検出電極７とからなるとともに、導入
筒５の内周面にはｐｔ製の標準電極８が形成されている
。そして、導入筒５の内部には空気などの参照ガス９が
導入されるようになっているとともに、導入内部筒４内
には固体電解質１０が挿入され、ケース２の内部には通
気孔２を介して測定ガス１１が導入されるようになって
いる。
周面側のｐｔ製の検出電極７とからなるとともに、導入
筒５の内周面にはｐｔ製の標準電極８が形成されている
。そして、導入筒５の内部には空気などの参照ガス９が
導入されるようになっているとともに、導入内部筒４内
には固体電解質１０が挿入され、ケース２の内部には通
気孔２を介して測定ガス１１が導入されるようになって
いる。
前記構造のセンサＳにあっては、ジルコニアなどの固体
電解質１０て隔てられた両側の酸素の化学ポテンシャル
μ。２．μ。、′の差異により起電力が生じるようにな
っている。化学ポテンシャルは、酸素分圧Ｐ。２とμ。
電解質１０て隔てられた両側の酸素の化学ポテンシャル
μ。２．μ。、′の差異により起電力が生じるようにな
っている。化学ポテンシャルは、酸素分圧Ｐ。２とμ。
２゜−μ。２＋ＲＴ Ｉｎ ＰＯ２の関係が成り立つ
ので、起電力Ｅに対して次の式が得られる。
ので、起電力Ｅに対して次の式が得られる。
Ｅ−（１／４Ｆ）（μ。、−μ。、°）（ＲＴ／ ４
Ｆ）Ｉｎ （Ｐｏｔ／Ｐａ、’）従って片側の酸素分
圧Ｐ。２′か既知であれば、センサの起電力Ｅと温度Ｔ
を測定することで測定雰囲気中の酸素分圧Ｐ。２を知る
ことができる。
Ｆ）Ｉｎ （Ｐｏｔ／Ｐａ、’）従って片側の酸素分
圧Ｐ。２′か既知であれば、センサの起電力Ｅと温度Ｔ
を測定することで測定雰囲気中の酸素分圧Ｐ。２を知る
ことができる。
「発明が解決しようとする課題」
前記構造の酸素センサＳにおいては、広い酸素分圧範囲
にわたって酸素分圧を精度よく測定できる利点を有する
ものの、濃度既知の参照ガス（−般には１気圧の空気
ＰＯ２＃ ０．２１ ａｔｍ（１６０Ｔ ｏｒｒ）また
は純酸素Ｐ ｏ２： Ｉ ａｔｍ（７６０Ｔｏｒｒ）を
用いる。）を必要とする欠点がある。
にわたって酸素分圧を精度よく測定できる利点を有する
ものの、濃度既知の参照ガス（−般には１気圧の空気
ＰＯ２＃ ０．２１ ａｔｍ（１６０Ｔ ｏｒｒ）また
は純酸素Ｐ ｏ２： Ｉ ａｔｍ（７６０Ｔｏｒｒ）を
用いる。）を必要とする欠点がある。
このような背景から、参照ガスを必要としない構造の酸
素センサの出現が待たれている。
素センサの出現が待たれている。
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、参
照ガスを必要としなくとも一定温度の雰囲気中の酸素濃
度を容易にかつ正確に測定することができ、応答性と再
現性に優れた酸素濃度の測定方法と酸素センサを提供す
ることを目的とする。
照ガスを必要としなくとも一定温度の雰囲気中の酸素濃
度を容易にかつ正確に測定することができ、応答性と再
現性に優れた酸素濃度の測定方法と酸素センサを提供す
ることを目的とする。
「課題を解決するための手段」
請求項１に記載した発明は前記課題を解決するために、
臨界温度よりム高い一定の温度条件下において酸化物超
電導体の電気抵抗値を測定することにより酸素濃度を測
定するしのである。
臨界温度よりム高い一定の温度条件下において酸化物超
電導体の電気抵抗値を測定することにより酸素濃度を測
定するしのである。
請求項２に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項Ｉに記載の酸化物超電導体として、酸化物超電導
薄膜を用いるものである。
請求項Ｉに記載の酸化物超電導体として、酸化物超電導
薄膜を用いるものである。
請求項３に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項３に記載した酸化物超電導体としてＡ ＋Ｂ ａ
２ｃ １１３０ ？−８なる組成の酸化物超電導体を用
いるものである。
請求項３に記載した酸化物超電導体としてＡ ＋Ｂ ａ
２ｃ １１３０ ？−８なる組成の酸化物超電導体を用
いるものである。
ただし、Ａは、Ｓｃ、Ｙ 、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、
ＥｕＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
などの周期律表第］Ｕａ族元素の１種または２種以上を
示す。
ＥｕＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
などの周期律表第］Ｕａ族元素の１種または２種以上を
示す。
請求項４に記載した発明は前記課題を解決するたｔ１５
、酸素濃度の測定用素子として、酸化物超電導体を備え
てなるものである。
、酸素濃度の測定用素子として、酸化物超電導体を備え
てなるものである。
請求項５に記載した発明は前記課題を解決するために、
基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と、酸化
物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段とを具備し
てなるものである。
基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と、酸化
物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段とを具備し
てなるものである。
請求項６に記載した発明は前記課題を解決するために、
基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と、酸化
物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段と、前記酸
化物超電導薄膜を一定温度に加熱する加熱手段とを具備
してなるものである。
基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と、酸化
物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段と、前記酸
化物超電導薄膜を一定温度に加熱する加熱手段とを具備
してなるものである。
「作用」
Ｙ系などの酸化物超電導体は数百°Ｃの温度領域におい
て、雰囲気中の酸素分圧と相関のある非化学量論性（ノ
ンストイキオメトリ）を示すことか知られている。例え
ば、Ｙ ＋Ｂ ａ、ｃ Ｕ３０７−６なる組成の酸化物
超電導体にあっては、６の値が雰囲気中の温度と酸素分
圧とによって連続的に変化することが知られている。
て、雰囲気中の酸素分圧と相関のある非化学量論性（ノ
ンストイキオメトリ）を示すことか知られている。例え
ば、Ｙ ＋Ｂ ａ、ｃ Ｕ３０７−６なる組成の酸化物
超電導体にあっては、６の値が雰囲気中の温度と酸素分
圧とによって連続的に変化することが知られている。
更に、本発明者らの研究により、酸化物超電導体は、超
電導状態に遷移する臨界温度よりも高い温度、例えば、
４００〜９００℃の範囲において、電気抵抗値が雰囲気
中の酸素分圧に応じて連続的に一定の変化をすることが
解明された。従って一定温度における酸素分圧に対応す
る酸化物超電導体の独特の抵抗値の変化を予め計測して
おき、この酸化物超電導体を酸素を含む特定温度の雰囲
気中に設置し、その抵抗値を測定するならば、この抵抗
値と前記計測値との比較に基づいて酸化物超電導体を設
置した雰囲気の酸素分圧を特定することができる。この
ようにして酸素濃度の測定が可能になるとともに、酸素
センサが提供される。
電導状態に遷移する臨界温度よりも高い温度、例えば、
４００〜９００℃の範囲において、電気抵抗値が雰囲気
中の酸素分圧に応じて連続的に一定の変化をすることが
解明された。従って一定温度における酸素分圧に対応す
る酸化物超電導体の独特の抵抗値の変化を予め計測して
おき、この酸化物超電導体を酸素を含む特定温度の雰囲
気中に設置し、その抵抗値を測定するならば、この抵抗
値と前記計測値との比較に基づいて酸化物超電導体を設
置した雰囲気の酸素分圧を特定することができる。この
ようにして酸素濃度の測定が可能になるとともに、酸素
センサが提供される。
「実施例Ｊ
第１図は本発明の酸素センサの一実施例を示すもので、
この例の酸素センサ２０は、基板（基材）２１上に、計
測素子となる酸化物超電導薄膜２２が形成され、この酸
化物超電導薄膜２２上に電気抵抗測定手段２３が接続さ
れて構成されている。
この例の酸素センサ２０は、基板（基材）２１上に、計
測素子となる酸化物超電導薄膜２２が形成され、この酸
化物超電導薄膜２２上に電気抵抗測定手段２３が接続さ
れて構成されている。
前記基板２１を構成する材料は、ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ３
なとのように酸化物超電導体の結晶構造に近い結晶構造
のもの、あるいは、結晶の格子定数が近く、結晶整合性
の良好な材料、もしくは、酸化物超電導体の熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する材料などから構成することが
好ましい。また、金属からなる基板の表面に前記の条件
を満足する中間薄膜や被覆層を形成した基材を用いても
差し支えないか、本発明に用いる基材はこれらの構造に
限定されるものではない。
なとのように酸化物超電導体の結晶構造に近い結晶構造
のもの、あるいは、結晶の格子定数が近く、結晶整合性
の良好な材料、もしくは、酸化物超電導体の熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する材料などから構成することが
好ましい。また、金属からなる基板の表面に前記の条件
を満足する中間薄膜や被覆層を形成した基材を用いても
差し支えないか、本発明に用いる基材はこれらの構造に
限定されるものではない。
酸化物超電導薄膜２２は、例えばＹ ＩＢ ａｔ ＣＬ
ｉ２Ｏ２−６なる組成のＹ系酸化物超電導薄膜に代表さ
れる酸化物超電導体を用いる。ここで用いることのでき
る酸化物超電導体はＡ ＩＢ ａ２Ｃ１１３０７−δ゛
（ただし、ＡはＳｃ Ｙ Ｌａ Ｎｄ Ｐｍ Ｓｍ、
Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
などの周期律表第ＩＩＩａ族元素の１種または２種以上
を示す。）で示される非化学量論性を発揮する酸化物超
電導体を主として利用することができる。前記酸化物超
電導体は、液体窒素などの冷媒で冷却することで超電導
状態に遷移するものである。
ｉ２Ｏ２−６なる組成のＹ系酸化物超電導薄膜に代表さ
れる酸化物超電導体を用いる。ここで用いることのでき
る酸化物超電導体はＡ ＩＢ ａ２Ｃ１１３０７−δ゛
（ただし、ＡはＳｃ Ｙ Ｌａ Ｎｄ Ｐｍ Ｓｍ、
Ｅｕ、Ｇｄ、ＴｂＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
などの周期律表第ＩＩＩａ族元素の１種または２種以上
を示す。）で示される非化学量論性を発揮する酸化物超
電導体を主として利用することができる。前記酸化物超
電導体は、液体窒素などの冷媒で冷却することで超電導
状態に遷移するものである。
また、ここで用いる酸化物超電導体は、酸化物超電導体
の全体の温度を一定にする必要があるので、薄膜などの
ように短時間で全体が均一温度になり易いものを用いる
ことが好ましいが、酸化物超電導体の形状は薄膜状でな
くとも差し支えないのは勿論である。
の全体の温度を一定にする必要があるので、薄膜などの
ように短時間で全体が均一温度になり易いものを用いる
ことが好ましいが、酸化物超電導体の形状は薄膜状でな
くとも差し支えないのは勿論である。
この実施例の電気抵抗測定手段２３にあっては、酸化物
超電導薄膜２２上に整列状態で電極２４２５．２６．２
７が設けられるとともに、第１図において左右両端側の
電極２４．２７は、直流電源２８と抵抗２９と電圧測定
器３０にリード線３１を介して接続されるとともに、電
極２５２６は電流測定器３２にリート線３３を介して接
続されている。
超電導薄膜２２上に整列状態で電極２４２５．２６．２
７が設けられるとともに、第１図において左右両端側の
電極２４．２７は、直流電源２８と抵抗２９と電圧測定
器３０にリード線３１を介して接続されるとともに、電
極２５２６は電流測定器３２にリート線３３を介して接
続されている。
また、前記基板２１の内部には、酸化物超電導薄膜加熱
用の電気ヒータ３５ が組み込まれている。
用の電気ヒータ３５ が組み込まれている。
前記構造の電気抵抗測定手段２３は、一般に４端子法と
称される電気抵抗測定方法を実施するための標準的な構
造のものである。電気抵抗測定手段２３によって酸化物
超電導薄膜２２の電気抵抗を測定するには、外側の電極
２４．２７から直流電流を流し、内側の電極２５．２６
で電流値を測定すれば良い。
称される電気抵抗測定方法を実施するための標準的な構
造のものである。電気抵抗測定手段２３によって酸化物
超電導薄膜２２の電気抵抗を測定するには、外側の電極
２４．２７から直流電流を流し、内側の電極２５．２６
で電流値を測定すれば良い。
一方、第１図に符号３６で示すものは、電圧測定器３０
の測定値と電流測定器３２の測定値とを比較して演算す
る演算装置であり、この演算装置３６には表示装置３７
が接続されている。
の測定値と電流測定器３２の測定値とを比較して演算す
る演算装置であり、この演算装置３６には表示装置３７
が接続されている。
ここで酸化物超電導体は、臨界、侃度よりも高い温度、
例えば４００〜９００℃の一定温度、例えば１気圧など
の一定気圧において、雰囲気中の酸素濃度を１００％−
５０％−２０％−１０％と変化させた場合、各濃度にお
いて一定の電気抵抗値を持つことが本発明者らの研究に
より明らかになっている。しかも、その電気抵抗値の変
化は可逆的であって再現性があるこ七も本発明者らの研
究で判明している。
例えば４００〜９００℃の一定温度、例えば１気圧など
の一定気圧において、雰囲気中の酸素濃度を１００％−
５０％−２０％−１０％と変化させた場合、各濃度にお
いて一定の電気抵抗値を持つことが本発明者らの研究に
より明らかになっている。しかも、その電気抵抗値の変
化は可逆的であって再現性があるこ七も本発明者らの研
究で判明している。
従って実際に測定しようとする雰囲気中の酸素濃度を測
定する前に、前記酸化物超電導薄膜２２を予め用意され
た真空加熱容器内などの一定温度一定酸素濃度雰囲気に
設置し、酸化物超電導薄膜２２をヒータ３５・・によっ
であるいは他の加熱手段で所望の温度に加熱し、一定温
度一定酸素分圧における抵抗値を計測しておく。このよ
うにして予め種々の温度と酸素分圧における抵抗値を計
測し、それらのデータを把握しておく。このようにする
ならば、酸化物超電導薄膜２２を測定したい雰囲気に設
置してからその抵抗値を測定するならば、市ｊ記計測値
との比較によって雰囲気中の酸素濃度を即座に特定する
こ七かできる。
定する前に、前記酸化物超電導薄膜２２を予め用意され
た真空加熱容器内などの一定温度一定酸素濃度雰囲気に
設置し、酸化物超電導薄膜２２をヒータ３５・・によっ
であるいは他の加熱手段で所望の温度に加熱し、一定温
度一定酸素分圧における抵抗値を計測しておく。このよ
うにして予め種々の温度と酸素分圧における抵抗値を計
測し、それらのデータを把握しておく。このようにする
ならば、酸化物超電導薄膜２２を測定したい雰囲気に設
置してからその抵抗値を測定するならば、市ｊ記計測値
との比較によって雰囲気中の酸素濃度を即座に特定する
こ七かできる。
ところで、以下に説明するように演算装置３６を作動さ
せることにより、自動的に酸素濃度を測定することがで
きる。即ち、前述した如く、実際に測定しようとする雰
囲気中の酸素濃度を測定する府に、前記酸化物超電導薄
膜２２を予め用意された真空加熱容器内などの一定温度
一定酸素濃度雰囲気に設置し、酸化物超電導薄膜２２を
ヒータ３５−によっであるいは他の加熱手段で所望の温
度ｊこ加熱し、一定温度一定酸素分圧における抵抗値を
計測しておく。この計測データを演算装置３６に入力し
、この計測データと、実際の測定データとの比較によっ
て演算装置３６が自動的に酸素濃度を算出するように演
算装置３６を構成し、演算結果を基に表示装置３７で酸
素濃度を表示するようにするならば、酸素濃度の自動計
測ができる。
せることにより、自動的に酸素濃度を測定することがで
きる。即ち、前述した如く、実際に測定しようとする雰
囲気中の酸素濃度を測定する府に、前記酸化物超電導薄
膜２２を予め用意された真空加熱容器内などの一定温度
一定酸素濃度雰囲気に設置し、酸化物超電導薄膜２２を
ヒータ３５−によっであるいは他の加熱手段で所望の温
度ｊこ加熱し、一定温度一定酸素分圧における抵抗値を
計測しておく。この計測データを演算装置３６に入力し
、この計測データと、実際の測定データとの比較によっ
て演算装置３６が自動的に酸素濃度を算出するように演
算装置３６を構成し、演算結果を基に表示装置３７で酸
素濃度を表示するようにするならば、酸素濃度の自動計
測ができる。
以上説明したように前記構造の酸素センサ２０を用いる
ならば、特別な参照ガスを要することなく、直に一定温
度の雰囲気中の酸素濃度を測定することかできる。また
、前記構成の装置にあっては、酸化物超電厚薄Ｍ２２の
抵抗値を測定することのみで酸素濃度を容易に特定でき
るので、酸素濃度の特定が容易にてきる。
ならば、特別な参照ガスを要することなく、直に一定温
度の雰囲気中の酸素濃度を測定することかできる。また
、前記構成の装置にあっては、酸化物超電厚薄Ｍ２２の
抵抗値を測定することのみで酸素濃度を容易に特定でき
るので、酸素濃度の特定が容易にてきる。
ところで、前記実施例においては、抵抗測定手段２３と
して、第１図に示す構造の４端子法を基本とした構造の
手段を採用したが、本発明で用いる抵抗測定手段はこれ
に限るものではなく、酸化物超電導薄膜２２の電気抵抗
値を測定できるものであれば、どのような構成のもので
もかまわない。
して、第１図に示す構造の４端子法を基本とした構造の
手段を採用したが、本発明で用いる抵抗測定手段はこれ
に限るものではなく、酸化物超電導薄膜２２の電気抵抗
値を測定できるものであれば、どのような構成のもので
もかまわない。
「実施例Ｊ
上面を（１００）面としたＭｇＯ製の基板上に、ＡｒＦ
エキシマレーザ蒸着装置を用いて厚さ５５００人のＹ
＋Ｂ ａ２ｃ Ｌｉ２Ｏ７−８なる組成の酸化物超電導
薄膜を形成した。この酸化物超電導薄膜上に、金製の電
極を４つ、１ｍｍ間隔で第１図（こ示すように間欠的に
取り付けて酸素センサを得た。
エキシマレーザ蒸着装置を用いて厚さ５５００人のＹ
＋Ｂ ａ２ｃ Ｌｉ２Ｏ７−８なる組成の酸化物超電導
薄膜を形成した。この酸化物超電導薄膜上に、金製の電
極を４つ、１ｍｍ間隔で第１図（こ示すように間欠的に
取り付けて酸素センサを得た。
この酸素センサに電圧計と電流計を接続して密閉容器に
挿入し、７６０Ｔｏｒｒの圧力下において６５０℃に加
熱し、酸素分圧を１００％−５０％＝２０％＝ｌＯ％−
１００％に変更した場合の酸化物超電導薄膜の各抵抗値
を測定した。なお、酸素分圧を変更する場合、７６０Ｔ
ｏｒｒの状態から一度真空引きし、その後に所定の酸素
分圧のガスを容器内に導入して測定した。
挿入し、７６０Ｔｏｒｒの圧力下において６５０℃に加
熱し、酸素分圧を１００％−５０％＝２０％＝ｌＯ％−
１００％に変更した場合の酸化物超電導薄膜の各抵抗値
を測定した。なお、酸素分圧を変更する場合、７６０Ｔ
ｏｒｒの状態から一度真空引きし、その後に所定の酸素
分圧のガスを容器内に導入して測定した。
その結果を第２図に示す。なお、第２図において酸素分
圧の境界点において比抵抗値のピークが生じているのは
、真空排気した際の抵抗変化のビークである。
圧の境界点において比抵抗値のピークが生じているのは
、真空排気した際の抵抗変化のビークである。
第２図に示す結果から明らかなように、本発明の酸素セ
ッサは酸素分圧に応じた比抵抗値を示すことが明らかに
なった。また、前記構成の酸素センサは酸素分圧を種々
変更した後ζこ１００％に戻した場合、完全に元の比抵
抗値に復帰しているので、再現性も十分１４二あること
が判明した。更に本発明の酸素センサは、酸素濃度の変
化に対して時間差などを生じることなく瞬時に抵抗変化
するので、測定時間も短くてすむものである。
ッサは酸素分圧に応じた比抵抗値を示すことが明らかに
なった。また、前記構成の酸素センサは酸素分圧を種々
変更した後ζこ１００％に戻した場合、完全に元の比抵
抗値に復帰しているので、再現性も十分１４二あること
が判明した。更に本発明の酸素センサは、酸素濃度の変
化に対して時間差などを生じることなく瞬時に抵抗変化
するので、測定時間も短くてすむものである。
一方、前記酸素セッサを用い、比抵抗と酸素分圧の関係
を４５０°Ｃと、５５０℃と、４５０°Ｃにおいて測定
した結果を第３図に示す。
を４５０°Ｃと、５５０℃と、４５０°Ｃにおいて測定
した結果を第３図に示す。
第３図に示す結果から、４５０〜６５０°Ｃの温度範囲
において酸素分圧と比抵抗が一定の関係を有することが
明らかになった。
において酸素分圧と比抵抗が一定の関係を有することが
明らかになった。
以上のいことから、前記構成の酸素センサにより一定温
度Ｉこおいて酸素分圧の測定ができることが判明した。
度Ｉこおいて酸素分圧の測定ができることが判明した。
「発明の効果」
以上説明したよう（に本発明によれば、一定’ｉＡ Ｗ
における酸化物超電導体の電気抵抗値を測定することで
雰囲気中の酸素濃度を特定することができる。従って電
気抵抗値の測定といった簡単な作業によって容易に雰囲
気中の酸素濃度を特定することができる。また、従来必
要であった既知濃度の参照ガスを必要とすることなく酸
素濃度の特定ができる。
における酸化物超電導体の電気抵抗値を測定することで
雰囲気中の酸素濃度を特定することができる。従って電
気抵抗値の測定といった簡単な作業によって容易に雰囲
気中の酸素濃度を特定することができる。また、従来必
要であった既知濃度の参照ガスを必要とすることなく酸
素濃度の特定ができる。
更に、酸化物超電導体として酸化物超電導薄膜を用いる
ならば、酸化物超電導薄膜の全体を短時間で均一の一定
温度にすることかてきるのて、酸素濃度の特定を短時間
で正確に行うことができろ。
ならば、酸化物超電導薄膜の全体を短時間で均一の一定
温度にすることかてきるのて、酸素濃度の特定を短時間
で正確に行うことができろ。
また、基材に加熱手段を備えたものにおいては、加熱手
段によって酸化物超電導薄膜を所望の温度に加熱して酸
素濃度の計測かできるので、酸化物超電導薄膜を一定の
温度に保持することにより精度の高い酸素濃度測定かで
きる。
段によって酸化物超電導薄膜を所望の温度に加熱して酸
素濃度の計測かできるので、酸化物超電導薄膜を一定の
温度に保持することにより精度の高い酸素濃度測定かで
きる。
第１図は本発明の酸素センサの一実施例の構成図、第２
図は比抵抗と酸素分圧と時間との関係を示す線図、第３
図は比抵抗と酸素分圧の関係を示す線図、第４図は従来
の酸素センサの一構造例を示す断面図である。 ２０・酸素センサ、２ ２２ ・酸化物超電導薄膜、 段、２４，２５，２６．２７ ３０−電圧測定器、３２ 熱ヒータ（加熱手段）、３ 子装置。 １・・基板（基材）、 ２３・・電気抵抗測定子 ・・Ｎ極、２８・・電源、 電流測定器、３５・・・加 ６・・演算装置、３７ 表 第４図
図は比抵抗と酸素分圧と時間との関係を示す線図、第３
図は比抵抗と酸素分圧の関係を示す線図、第４図は従来
の酸素センサの一構造例を示す断面図である。 ２０・酸素センサ、２ ２２ ・酸化物超電導薄膜、 段、２４，２５，２６．２７ ３０−電圧測定器、３２ 熱ヒータ（加熱手段）、３ 子装置。 １・・基板（基材）、 ２３・・電気抵抗測定子 ・・Ｎ極、２８・・電源、 電流測定器、３５・・・加 ６・・演算装置、３７ 表 第４図
Claims (6)
- （１）臨界温度よりも高い一定の温度条件下において酸
化物超電導体の電気抵抗値を測定することにより酸素濃
度を特定することを特徴とする酸素濃度の測定方法。 - （２）酸化物超電導体として、酸化物超電導薄膜を用い
ることを特徴とする請求項１記載の酸素濃度の測定方法
。 - （３）酸化物超電導体として、Ａ＿１Ｂａ＿２Ｃｕ＿３
Ｏ＿７＿−＿δなる組成の酸化物超電導体を用いること
を特徴とする請求項１記載の酸素濃度の測定方法。 ただし、Ａは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
などの周期律表第IIIａ族元素の１種または２種以上を
示す。 - （４）酸素濃度の測定用素子として、酸化物超電導体を
備えてなることを特徴とする酸素センサ。 - （５）基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と
、酸化物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段とを
具備してなることを特徴とする酸素センサ。 - （６）基材と、基材上に形成された酸化物超電導薄膜と
、酸化物超電導薄膜に接続された電気抵抗測定手段と、
前記酸化物超電導薄膜を一定温度に加熱する加熱手段と
を具備してなることを特徴とする酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258232A JPH04134259A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 酸素濃度の測定方法および酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258232A JPH04134259A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 酸素濃度の測定方法および酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04134259A true JPH04134259A (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=17317356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2258232A Pending JPH04134259A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 酸素濃度の測定方法および酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04134259A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0553452A2 (de) * | 1992-01-27 | 1993-08-04 | ROTH-Technik GmbH & Co. Forschung für Automobil- und Umwelttechnik | Sauerstoffsensoren auf der Basis von Cupratmischoxiden |
| ES2113304A1 (es) * | 1995-12-05 | 1998-04-16 | Espan Carburos Metal | Dispositivo de conduccion electrica variable. |
| WO2019151358A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019132843A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| WO2022265076A1 (ja) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 抵抗型酸素ガスセンサ及び酸素センサ装置 |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP2258232A patent/JPH04134259A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0553452A2 (de) * | 1992-01-27 | 1993-08-04 | ROTH-Technik GmbH & Co. Forschung für Automobil- und Umwelttechnik | Sauerstoffsensoren auf der Basis von Cupratmischoxiden |
| ES2113304A1 (es) * | 1995-12-05 | 1998-04-16 | Espan Carburos Metal | Dispositivo de conduccion electrica variable. |
| WO2019151358A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019132843A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| CN111670360A (zh) * | 2018-01-31 | 2020-09-15 | 兴亚株式会社 | 氧传感器元件 |
| WO2022265076A1 (ja) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 抵抗型酸素ガスセンサ及び酸素センサ装置 |
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