JPH06123728A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH06123728A JPH06123728A JP4271581A JP27158192A JPH06123728A JP H06123728 A JPH06123728 A JP H06123728A JP 4271581 A JP4271581 A JP 4271581A JP 27158192 A JP27158192 A JP 27158192A JP H06123728 A JPH06123728 A JP H06123728A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas sensor
- gas
- reference electrode
- oxygen
- solid electrolyte
- Prior art date
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- Pending
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスセンサを連続使用しても、出力が低下し
ないものを提供する。 【構成】 固体電解質片１２と、前記固体電解質片１２
の表面に検知極１４と参照極１６とをそれぞれ設け、前
記検知極１６を被測定ガス成分と解離平衡を形成する金
属塩１８によって被覆し、前記金属塩１８が被覆した前
記固体電解質片１２の表面の残余部分をガス遮断材層２
２よって被覆し、前記ガス遮断材層２２と前記参照極１
６との間に酸素を保持できるようにした。
ないものを提供する。 【構成】 固体電解質片１２と、前記固体電解質片１２
の表面に検知極１４と参照極１６とをそれぞれ設け、前
記検知極１６を被測定ガス成分と解離平衡を形成する金
属塩１８によって被覆し、前記金属塩１８が被覆した前
記固体電解質片１２の表面の残余部分をガス遮断材層２
２よって被覆し、前記ガス遮断材層２２と前記参照極１
６との間に酸素を保持できるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ２，Ｃｌ２，ＳＯ
ｘ，ＮＯｘ等の各種ガス成分濃度を測定するためのガス
センサであり、特にＮＯｘ濃度を測定するガスセンサに
関するものである。
ｘ，ＮＯｘ等の各種ガス成分濃度を測定するためのガス
センサであり、特にＮＯｘ濃度を測定するガスセンサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、上記のように各種ガス成分濃
度を測定するためのガスセンサ１００として、図４に示
すように、固体電解質１１２と、その表面の１部分を被
覆する被測定ガス成分と解離平衡を形成得る金属塩層１
１８およびその表面の残余部分を被覆するガス遮断材層
１２２よりなるものがある（特開昭６０−２５６０４３
号）。
度を測定するためのガスセンサ１００として、図４に示
すように、固体電解質１１２と、その表面の１部分を被
覆する被測定ガス成分と解離平衡を形成得る金属塩層１
１８およびその表面の残余部分を被覆するガス遮断材層
１２２よりなるものがある（特開昭６０−２５６０４３
号）。
【０００３】上記構成のガスセンサ１００であると、前
記各種成分のガスの濃度を測定することができる。
記各種成分のガスの濃度を測定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すように、上記ガスセンサ１００は、連続で長時間使
用した場合（例えば、１時間）には、ガスセンサ１００
からの出力が低下するという問題があった。これは、ガ
スセンサ１００の起電反応が酸素の酸化還元を利用する
ものであり、参照極の単極電位が酸素濃度に依存するた
め、連続して使用した場合には、ガスセンサ１００から
の出力が安定しなかった。
示すように、上記ガスセンサ１００は、連続で長時間使
用した場合（例えば、１時間）には、ガスセンサ１００
からの出力が低下するという問題があった。これは、ガ
スセンサ１００の起電反応が酸素の酸化還元を利用する
ものであり、参照極の単極電位が酸素濃度に依存するた
め、連続して使用した場合には、ガスセンサ１００から
の出力が安定しなかった。
【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ガス
センサを連続使用しても、出力が低下しないものを提供
する。
センサを連続使用しても、出力が低下しないものを提供
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のガス
センサは、固体電解質片と、前記固体電解質片の表面に
検知極と参照極とをそれぞれ設け、前記検知極を被測定
ガス成分と解離平衡を形成する金属塩によって被覆し、
前記金属塩が被覆した前記固体電解質片の表面の残余部
分をガス遮断材層よって被覆し、前記ガス遮断材層と前
記参照極との間に酸素を保持できるようにしたものであ
る。
センサは、固体電解質片と、前記固体電解質片の表面に
検知極と参照極とをそれぞれ設け、前記検知極を被測定
ガス成分と解離平衡を形成する金属塩によって被覆し、
前記金属塩が被覆した前記固体電解質片の表面の残余部
分をガス遮断材層よって被覆し、前記ガス遮断材層と前
記参照極との間に酸素を保持できるようにしたものであ
る。
【０００７】請求項２のガスセンサは、請求項１のガス
センサにおいて、前記ガス遮断材層と前記参照極との間
に酸素を保持できる空間を設けたものである。
センサにおいて、前記ガス遮断材層と前記参照極との間
に酸素を保持できる空間を設けたものである。
【０００８】請求項３のガスセンサは、請求項１のガス
センサにおいて、前記ガス遮断材層と前記参照極との間
に酸素を吸脱着できる物質を設けたものである。
センサにおいて、前記ガス遮断材層と前記参照極との間
に酸素を吸脱着できる物質を設けたものである。
【０００９】
【作 用】上記構成の請求項１のガスセンサであると、
ガス遮断材層と参照極との間に酸素を保持しているた
め、ガスセンサを連続使用しても、参照極の単極電位の
酸素濃度が変化せず、その出力が落ちることがない。
ガス遮断材層と参照極との間に酸素を保持しているた
め、ガスセンサを連続使用しても、参照極の単極電位の
酸素濃度が変化せず、その出力が落ちることがない。
【００１０】請求項２のガスセンサにおいては、酸素を
保持できる手段として、ガス遮断材層と参照極との間に
酸素を保持できる空間を設けた。これにより、この空間
に保持された酸素によって、参照極に酸素が与えられ
る。
保持できる手段として、ガス遮断材層と参照極との間に
酸素を保持できる空間を設けた。これにより、この空間
に保持された酸素によって、参照極に酸素が与えられ
る。
【００１１】請求項３のガスセンサであると、ガス遮断
材層と前記参照極との間に酸素を吸脱着できる物質を設
けたことにより、この物質に吸脱着された酸素によって
参照極に酸素が与えられる。
材層と前記参照極との間に酸素を吸脱着できる物質を設
けたことにより、この物質に吸脱着された酸素によって
参照極に酸素が与えられる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１３】符号１０は、本発明の一実施例を示すガス
センサを示し、固体電解質片１２と、固体電解質片１２
の上下面にそれぞれ設けられた検知極１４と参照極１６
と、前記検知極１４を被覆する金属塩１８と、参照極１
６を被覆する活性炭素繊維膜２０と金属塩１８を除く固
体電解質片１２の表面および活性炭素繊維膜２０の表面
を被覆するガス遮断材層２２を有している。
センサを示し、固体電解質片１２と、固体電解質片１２
の上下面にそれぞれ設けられた検知極１４と参照極１６
と、前記検知極１４を被覆する金属塩１８と、参照極１
６を被覆する活性炭素繊維膜２０と金属塩１８を除く固
体電解質片１２の表面および活性炭素繊維膜２０の表面
を被覆するガス遮断材層２２を有している。
【００１４】固体電解質片１２としては、前記金属塩の
金属イオン伝導体であれば足り、Ｌｉ−βアルミナ，Ｌ
ｉ１４Ｚｎ（ＣｅＯ４）４，Ｌｉ５ＡｌＯ４；Ｎａ−
β′′アルミナ，Ｎａ−βアルミナ，Ｎａ２Ｚｒ２ＰＳ
ｉ２Ｏ１２，Ｎａ３Ｚｒ２Ｓｉ２ＰＯ１２（ＮＡＳＩＣ
ＯＮ），Ｎａ−βＧａ２Ｏ３，Ｎａ−Ｆｅ２Ｏ３；Ｋ−
βアルミナ，Ｋ１．６Ａｌ０．８Ｔｉ７．２Ｏ１６；Ｃ
ａＳ等が例示される。
金属イオン伝導体であれば足り、Ｌｉ−βアルミナ，Ｌ
ｉ１４Ｚｎ（ＣｅＯ４）４，Ｌｉ５ＡｌＯ４；Ｎａ−
β′′アルミナ，Ｎａ−βアルミナ，Ｎａ２Ｚｒ２ＰＳ
ｉ２Ｏ１２，Ｎａ３Ｚｒ２Ｓｉ２ＰＯ１２（ＮＡＳＩＣ
ＯＮ），Ｎａ−βＧａ２Ｏ３，Ｎａ−Ｆｅ２Ｏ３；Ｋ−
βアルミナ，Ｋ１．６Ａｌ０．８Ｔｉ７．２Ｏ１６；Ｃ
ａＳ等が例示される。
【００１５】金属塩１４としては、ＣＯ２，Ｃｌ２，Ｓ
Ｏｘ，ＮＯｘ等の各種被測定ガス成分と解離平衡を形成
し得る各種金属塩が使用され得、例えばＬｉ２ＣＯ３，
Ｎａ２ＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣＯ３，ＣａＣＯ３，
ＭｇＣＯ３，ＰｂＣＯ３，ＦｅＣＯ３，ＺｎＣＯ３；Ｎ
ａＣｌ，ＡｇＣｌ，ＣａＣｌ２，ＰｂＣｌ２，ＣｄＣｌ
２，ＣｕＣｌ２，ＣｏＣｌ２，ＭｎＣｌ２，ＮｉＣ
ｌ２，ＦｅＣｌ２，ＺｎＣｌ２，ＢｉＣｌ２，ＭｇＣｌ
２，ＶＣｌ２；Ｎａ２ＣＯ４，ＢａＳＯ４，ＳｒＳ
Ｏ４，ＣａＳＯ４，Ａｇ２ＳＯ４，ＣｄＳＯ４，ＮｉＳ
Ｏ４，ＺｎＳＯ４，ＣｏＳＯ４及びＮａＮＯ３，Ｂａ
（ＮＯ３）２，Ｃａ（ＮＯ３）２，ＡｇＮＯ３等々が例
示される。
Ｏｘ，ＮＯｘ等の各種被測定ガス成分と解離平衡を形成
し得る各種金属塩が使用され得、例えばＬｉ２ＣＯ３，
Ｎａ２ＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＳｒＣＯ３，ＣａＣＯ３，
ＭｇＣＯ３，ＰｂＣＯ３，ＦｅＣＯ３，ＺｎＣＯ３；Ｎ
ａＣｌ，ＡｇＣｌ，ＣａＣｌ２，ＰｂＣｌ２，ＣｄＣｌ
２，ＣｕＣｌ２，ＣｏＣｌ２，ＭｎＣｌ２，ＮｉＣ
ｌ２，ＦｅＣｌ２，ＺｎＣｌ２，ＢｉＣｌ２，ＭｇＣｌ
２，ＶＣｌ２；Ｎａ２ＣＯ４，ＢａＳＯ４，ＳｒＳ
Ｏ４，ＣａＳＯ４，Ａｇ２ＳＯ４，ＣｄＳＯ４，ＮｉＳ
Ｏ４，ＺｎＳＯ４，ＣｏＳＯ４及びＮａＮＯ３，Ｂａ
（ＮＯ３）２，Ｃａ（ＮＯ３）２，ＡｇＮＯ３等々が例
示される。
【００１６】ガス遮断材層２２としては、実質的に不透
過性かつ電気絶縁性が要求されるため、セラミックス、
ガラスおよびプラスチック等が考えられる。
過性かつ電気絶縁性が要求されるため、セラミックス、
ガラスおよびプラスチック等が考えられる。
【００１７】図２は、ガスセンサ１０の出力変化を示し
たグラフであり、０時間の時にＮＯ２を含むガスを供給
したとする。
たグラフであり、０時間の時にＮＯ２を含むガスを供給
したとする。
【００１８】このグラフによると、２時間を経てもその
出力値は従来のように急激に落ちることなく、ほぼ最初
の出力値を保持している。
出力値は従来のように急激に落ちることなく、ほぼ最初
の出力値を保持している。
【００１９】これは、活性炭素繊維膜２０が、ガス遮断
材層２２と参照電極１６との間に、実質的に酸素を保持
できる空間を形成し、これにより参照極１６に酸素が供
給される。なお、活性炭素繊維膜層２０に代えて、ゼオ
ライトや活性炭等でも同様の効果を得ることができる。
材層２２と参照電極１６との間に、実質的に酸素を保持
できる空間を形成し、これにより参照極１６に酸素が供
給される。なお、活性炭素繊維膜層２０に代えて、ゼオ
ライトや活性炭等でも同様の効果を得ることができる。
【００２０】図３は、活性炭素繊維膜２０に代えて、酸
化セリウムをガス遮断材層２２と参照極１６との間に設
けた場合のガスセンサの出力の変化を示すものである。
このグラフにおいても、０時間の時にＮＯ２ガスを供給
したものである。
化セリウムをガス遮断材層２２と参照極１６との間に設
けた場合のガスセンサの出力の変化を示すものである。
このグラフにおいても、０時間の時にＮＯ２ガスを供給
したものである。
【００２１】これによると、２時間を経過した時でも、
ガスセンサの出力がほぼ最初の時間と代わることなく出
力値を得ている。
ガスセンサの出力がほぼ最初の時間と代わることなく出
力値を得ている。
【００２２】この酸化セリウム膜であると、酸素を化学
的に吸脱着するため、Ｏ２濃度を安定化させることがで
きる。なお、この酸化セリウム膜に代えて、ジルコニ
ア、ハフニア、ジルコン酸ストロンチウムなども同様の
効果を得ることができる。
的に吸脱着するため、Ｏ２濃度を安定化させることがで
きる。なお、この酸化セリウム膜に代えて、ジルコニ
ア、ハフニア、ジルコン酸ストロンチウムなども同様の
効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上により、本発明のガスセンサである
と、ガス遮断材層と参照極との間に酸素を保持できるよ
うにしたため、ガスセンサを長時間使用してもその出力
が落ちることがない。
と、ガス遮断材層と参照極との間に酸素を保持できるよ
うにしたため、ガスセンサを長時間使用してもその出力
が落ちることがない。
【図１】本発明の一実施例を示すガスセンサの縦断面図
である。
である。
【図２】活性炭素繊維膜を使用した場合のガスセンサの
出力変化でグラフである。
出力変化でグラフである。
【図３】酸化セリウム膜を使用した場合のガスセンサの
出力変化のグラフである。
出力変化のグラフである。
【図４】従来のガスセンサの縦断面図である。
【図５】従来のガスセンサの出力変化のグラフである。
１０……ガスセンサ １２……固体電解質片 １４……検知極 １６……参照極 １８……金属塩 ２０……活性炭素繊維膜 ２２……ガス遮断材層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐古 孝弘 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 石原 進介 京都府京都市南区吉祥院新田二ノ段町68 京都電子工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】固体電解質片と、 前記固体電解質片の表面に検知極と参照極とをそれぞれ
設け、 前記検知極を被測定ガス成分と解離平衡を形成する金属
塩によって被覆し、 前記金属塩が被覆した前記固体電解質片の表面の残余部
分をガス遮断材層よって被覆し、 前記ガス遮断材層と前記参照極との間に酸素を保持でき
るようにしたことを特徴とするガスセンサ。 - 【請求項２】前記ガス遮断材層と前記参照極との間に酸
素を保持できる空間を設けたことを特徴とする請求項１
記載のガスセンサ。 - 【請求項３】前記ガス遮断材層と前記参照極との間に酸
素を吸脱着できる物質を設けたことを特徴とする請求項
１記載のガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271581A JPH06123728A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271581A JPH06123728A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123728A true JPH06123728A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17502076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271581A Pending JPH06123728A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06123728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205349A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nippon Soken Inc | ガスセンサ素子、ガスセンサおよび排ガス浄化装置 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4271581A patent/JPH06123728A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205349A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Nippon Soken Inc | ガスセンサ素子、ガスセンサおよび排ガス浄化装置 |
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