JPH0469747B2 - - Google Patents
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- JPH0469747B2 JPH0469747B2 JP12095385A JP12095385A JPH0469747B2 JP H0469747 B2 JPH0469747 B2 JP H0469747B2 JP 12095385 A JP12095385 A JP 12095385A JP 12095385 A JP12095385 A JP 12095385A JP H0469747 B2 JPH0469747 B2 JP H0469747B2
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- Japan
- Prior art keywords
- sensor
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- resistance
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- Expired
Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、燃焼の当量点を検知し、各種燃焼機
器の酸欠検知、燃焼制御あるいは各種内燃機関の
燃焼制御に用いる排気ガスセンサに関するもので
ある。 従来の技術 各種の燃焼機器の燃焼制御や酸欠検知に用いる
排排気ガスセンサとして従来、ジルコニア固体電
解質を用いた起電力利用タイプのもの、あるいは
SnO2やTiO2などの抵抗変化を利用するものがあ
るが、発明者らはこれに対して
器の酸欠検知、燃焼制御あるいは各種内燃機関の
燃焼制御に用いる排気ガスセンサに関するもので
ある。 従来の技術 各種の燃焼機器の燃焼制御や酸欠検知に用いる
排排気ガスセンサとして従来、ジルコニア固体電
解質を用いた起電力利用タイプのもの、あるいは
SnO2やTiO2などの抵抗変化を利用するものがあ
るが、発明者らはこれに対して
【式】（０≦ｘ≦0.3）と
20〜70mol％のSrTiO3との二成分系からなる物
質をガス感応体とする排気ガスセンサを提案し
た。 発明が解決しようとする問題点
質をガス感応体とする排気ガスセンサを提案し
た。 発明が解決しようとする問題点
【式】は雰囲気の酸素分
圧、温度に応じた酸素欠損を生じ、それに伴なつ
て抵抗が変化する。この性質を利用して燃焼の当
量点を検知する排気ガスセンサとすることができ
る。これにSrTiO3を加えると粒界効果が発現し、
センサ感度を著しく高めることができるととも
に、センサとしての動作温度領域では、抵抗に温
度依存性がないという特徴を有し、温度補償を不
要としている。このような優れた性質を示すもの
であるが、350〜400℃の低温領域では、平衡反応
速度が低下し、感度、応答性ともに小さいという
欠点を有していた。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、
て抵抗が変化する。この性質を利用して燃焼の当
量点を検知する排気ガスセンサとすることができ
る。これにSrTiO3を加えると粒界効果が発現し、
センサ感度を著しく高めることができるととも
に、センサとしての動作温度領域では、抵抗に温
度依存性がないという特徴を有し、温度補償を不
要としている。このような優れた性質を示すもの
であるが、350〜400℃の低温領域では、平衡反応
速度が低下し、感度、応答性ともに小さいという
欠点を有していた。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、
【式】（MeはFe、
Mn、Cr、Ｖから選ぶ少くとも一種の元素、０≦
ｘ≦１、０≦δ≦0.5）とSrMe′O3（Me′はTi、
Zr、Hfから選ぶ少くとも一種の元素）との二成
分系からなる物質にPt族元素を第三成分として
添加する構成になすものである。 作 用 Pt族元素の添加により、それらのもつ低温に
おける優れた触媒作用によつて平衡反応速度を増
し、350〜400℃の低温領域におけるセンサの感
度、応答性を向上させ、センサの適用温度範囲を
拡大させたものである。 実施例 第１図に、La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％からなる酸化物にPdを0.6wt％添
加したものとPtを0.6wt％添加したもの、および
無添加のものの350℃におけるガス応答特性の比
較を示す。センサ素子は焼結体であり、長径３mm
短径２mm厚さ１mmの長円形の成型体に電極リード
を埋め込んで焼成して作製した。これを350℃に
保つた電気炉中に入れ、雰囲気を空気
CO100ppm／N2と変えたときのセンサ抵抗の変
化を測定した。空気中の抵抗値を１とし、
CO100ppm／N2中の抵抗値との比を感度とした。
図で明らかなように、PdあるいはPt添加により、
感度と抵抗復帰速度を含めた応答特性ともに著し
い向上がみられる。これは、PdあるいはPtの高
い低温触媒活性によつて低温における酸化物の酸
素欠損生成消滅の速度が増したことによると考え
られる。なおPdとPtの差はほとんど認められな
かつた。 第２図はPdの添加量を0.2、0.4、0.6、0.8wt％
と変えた場合の、350℃におけるガス応答特性を
測定した結果である。センサ素子の作製とガス応
答特性の測定は前述と同様の方法で行なつた。
Pd添加量0.6wt％のところに特性のピークが認め
られた。ごく少量の添加でも極めて大きな効果を
有することが明らかで、経済的にも有利な特徴で
ある。 第３図はLa0.35Sr0.65Co0.7Me0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％からなる酸化物においてMeが
Fe、Mn、Cr、Ｖのそれぞれの場合にPd0.6wt％
添加したときのガス応答特性を前述と同様の方法
で測定し比較した結果である。Meの種類にかか
わらず、いずれの場合も優れたガス応答特性を示
すことがわかる。 第４図はセンサの耐熱寿命特性を示したもので
ある。La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％の二成分系酸化物にPdを0.6wt％
添加したものをガス感応体とする焼結型センサを
石英ガラス管に入れて電気炉中に設置し、センサ
温度を800℃に保つた。そして、空気を５分間、
CO100ppm／N2ガスを１分間それぞれ２／min
の流量で交互に流し、これを3000回くりかえし
た。空気中５分後の抵抗値（実線）と
CO100ppm／N2ガス中１分後の抵抗値（破線）
を測定した結果を図示した。3000回のくりかえし
によつてもセンサ抵抗の変化はほとんど認められ
ず、非常に安定した特性を示した。 以上のようにPdあるいはPtの添加によつて無
添加の場合に比べて低温におけるセンサ特性が大
きく改善できる。実施例ではPdとPtの場合を述
べたが、同族の他元素でも同様の効果を発揮す
る。また、SrMe′O3においてもMe′がTiのみでな
くZrあるいはHfの場合にも同様の効果が得られ
た。さらに、本実施例では
ｘ≦１、０≦δ≦0.5）とSrMe′O3（Me′はTi、
Zr、Hfから選ぶ少くとも一種の元素）との二成
分系からなる物質にPt族元素を第三成分として
添加する構成になすものである。 作 用 Pt族元素の添加により、それらのもつ低温に
おける優れた触媒作用によつて平衡反応速度を増
し、350〜400℃の低温領域におけるセンサの感
度、応答性を向上させ、センサの適用温度範囲を
拡大させたものである。 実施例 第１図に、La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％からなる酸化物にPdを0.6wt％添
加したものとPtを0.6wt％添加したもの、および
無添加のものの350℃におけるガス応答特性の比
較を示す。センサ素子は焼結体であり、長径３mm
短径２mm厚さ１mmの長円形の成型体に電極リード
を埋め込んで焼成して作製した。これを350℃に
保つた電気炉中に入れ、雰囲気を空気
CO100ppm／N2と変えたときのセンサ抵抗の変
化を測定した。空気中の抵抗値を１とし、
CO100ppm／N2中の抵抗値との比を感度とした。
図で明らかなように、PdあるいはPt添加により、
感度と抵抗復帰速度を含めた応答特性ともに著し
い向上がみられる。これは、PdあるいはPtの高
い低温触媒活性によつて低温における酸化物の酸
素欠損生成消滅の速度が増したことによると考え
られる。なおPdとPtの差はほとんど認められな
かつた。 第２図はPdの添加量を0.2、0.4、0.6、0.8wt％
と変えた場合の、350℃におけるガス応答特性を
測定した結果である。センサ素子の作製とガス応
答特性の測定は前述と同様の方法で行なつた。
Pd添加量0.6wt％のところに特性のピークが認め
られた。ごく少量の添加でも極めて大きな効果を
有することが明らかで、経済的にも有利な特徴で
ある。 第３図はLa0.35Sr0.65Co0.7Me0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％からなる酸化物においてMeが
Fe、Mn、Cr、Ｖのそれぞれの場合にPd0.6wt％
添加したときのガス応答特性を前述と同様の方法
で測定し比較した結果である。Meの種類にかか
わらず、いずれの場合も優れたガス応答特性を示
すことがわかる。 第４図はセンサの耐熱寿命特性を示したもので
ある。La0.35Sr0.65Co0.7Fe0.3O3-〓35mol％と
SrTiO365mol％の二成分系酸化物にPdを0.6wt％
添加したものをガス感応体とする焼結型センサを
石英ガラス管に入れて電気炉中に設置し、センサ
温度を800℃に保つた。そして、空気を５分間、
CO100ppm／N2ガスを１分間それぞれ２／min
の流量で交互に流し、これを3000回くりかえし
た。空気中５分後の抵抗値（実線）と
CO100ppm／N2ガス中１分後の抵抗値（破線）
を測定した結果を図示した。3000回のくりかえし
によつてもセンサ抵抗の変化はほとんど認められ
ず、非常に安定した特性を示した。 以上のようにPdあるいはPtの添加によつて無
添加の場合に比べて低温におけるセンサ特性が大
きく改善できる。実施例ではPdとPtの場合を述
べたが、同族の他元素でも同様の効果を発揮す
る。また、SrMe′O3においてもMe′がTiのみでな
くZrあるいはHfの場合にも同様の効果が得られ
た。さらに、本実施例では
【式】とSrTiO3とを混
合し、あらかじめ焼成したものを感応体材料に用
いたが、両者の混合物を用いた場合にもほぼ同様
の結果が得られた。センサ素子も焼結体に限ら
ず、厚膜、薄膜構造でもよい。 発明の効果
いたが、両者の混合物を用いた場合にもほぼ同様
の結果が得られた。センサ素子も焼結体に限ら
ず、厚膜、薄膜構造でもよい。 発明の効果
【式】（MeはFe、
Mn、Cr、Ｖから選ぶ少くとも一種の元素、０≦
ｘ≦１、０≦δ≦0.5）とSrMe′O3（Me′はTi、
Zr、Hfから選ぶ少くとも一種の元素）との二成
分系酸化物にPt族元素を添加することにより、
低温領域でも感度、応答性に優れたセンサを得る
ことができる。該センサは安定性にも優れ、添加
成分量も微量でよいため、経済的にも有利であ
る。
ｘ≦１、０≦δ≦0.5）とSrMe′O3（Me′はTi、
Zr、Hfから選ぶ少くとも一種の元素）との二成
分系酸化物にPt族元素を添加することにより、
低温領域でも感度、応答性に優れたセンサを得る
ことができる。該センサは安定性にも優れ、添加
成分量も微量でよいため、経済的にも有利であ
る。
第１図は本発明の一実施例の排気ガスセンサと
比較例のガス応答特性を示す図、第２図は同セン
サのPd添加量を変えた場合のガス応答特性を示
す図、第３図は同センサの素材の構成元素を変え
た場合のガス応答特性を示す図、第４図は同セン
サの耐熱寿命特性を示す図である。
比較例のガス応答特性を示す図、第２図は同セン
サのPd添加量を変えた場合のガス応答特性を示
す図、第３図は同センサの素材の構成元素を変え
た場合のガス応答特性を示す図、第４図は同セン
サの耐熱寿命特性を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式【式】（Me はFe、Mn、Cr、Ｖから選ぶ少くとも一種の元
素、０≦ｘ≦１、０≦δ≦0.5）で表わされる酸
化物とSrMe′O3（Me′はTi、Zr、Hfから選ぶ少く
とも一種の元素）で表わされる酸化物との混合物
もしくは混合物をあらかじめ焼成したものにPt
族元素を第三成分として含有させた物質をガス感
応体としたことを特徴とする排気ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12095385A JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12095385A JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278747A JPS61278747A (ja) | 1986-12-09 |
| JPH0469747B2 true JPH0469747B2 (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14799063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12095385A Granted JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278747A (ja) |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP12095385A patent/JPS61278747A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61278747A (ja) | 1986-12-09 |
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