JPH0642203Y2 - N▲下2▼oガス検出素子 - Google Patents
N▲下2▼oガス検出素子Info
- Publication number
- JPH0642203Y2 JPH0642203Y2 JP9892088U JP9892088U JPH0642203Y2 JP H0642203 Y2 JPH0642203 Y2 JP H0642203Y2 JP 9892088 U JP9892088 U JP 9892088U JP 9892088 U JP9892088 U JP 9892088U JP H0642203 Y2 JPH0642203 Y2 JP H0642203Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas detection
- detection element
- concentration
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、笑気(N2O)ガスの濃度を検出するN2Oガス
検出素子に関する。
検出素子に関する。
B.従来の技術 従来のN2Oガス検出素子を第7図に示す。この検出素子
はY2O3安定化ZrO2とN2O分解触媒とを組合せた電池の電
位によってN2Oガス濃度を検出するものであり、8mo1%
Y2O3安定化ZrO2(安定化ジルコニア)からなるディスク
71と、このディスク71の両面に形成された白金電極72と
を備え、一方の白金電極72がN2O分解触媒73によって完
全に覆われている。白金電極72は白金ペーストをディス
ク71の両面に印刷し焼付けて形成され、この焼付けの
後、白金電極72に白金リード線74が取り付けられる。一
方、N2O分解触媒73は、例えばCo3O4粉末をシリカゾル
に分散させて一方の白金電極を覆うように塗布し焼き付
けることで形成される。この検出素子は、混合ガス中で
白金電極間に生じる起電力を測定することによりN2Oガ
ス濃度を検出するものである。
はY2O3安定化ZrO2とN2O分解触媒とを組合せた電池の電
位によってN2Oガス濃度を検出するものであり、8mo1%
Y2O3安定化ZrO2(安定化ジルコニア)からなるディスク
71と、このディスク71の両面に形成された白金電極72と
を備え、一方の白金電極72がN2O分解触媒73によって完
全に覆われている。白金電極72は白金ペーストをディス
ク71の両面に印刷し焼付けて形成され、この焼付けの
後、白金電極72に白金リード線74が取り付けられる。一
方、N2O分解触媒73は、例えばCo3O4粉末をシリカゾル
に分散させて一方の白金電極を覆うように塗布し焼き付
けることで形成される。この検出素子は、混合ガス中で
白金電極間に生じる起電力を測定することによりN2Oガ
ス濃度を検出するものである。
C.考案が解決しようとする課題 しかし従来のN2Oガス検出素子は以下に示す問題点があ
る。
る。
N2Oの分解によって生じる酸素により、N2O分解触媒
73と雰囲気との間に酸素ガスの濃度勾配が生じ、この濃
度勾配でセンサ出力が変動する。同様に白金電極74でも
一部ではあるがN2Oの分解が生じて出力が変動する。こ
のため正確な笑気ガス濃度検出が難しい。
73と雰囲気との間に酸素ガスの濃度勾配が生じ、この濃
度勾配でセンサ出力が変動する。同様に白金電極74でも
一部ではあるがN2Oの分解が生じて出力が変動する。こ
のため正確な笑気ガス濃度検出が難しい。
N2O分解触媒73をディスク71に焼付けるため、素子の
製造が面倒となっている。
製造が面倒となっている。
本考案の目的は、N2Oガスによって電気抵抗値が変化す
る素材を使用して上記問題を解決したN2Oガス検出素子
を提供することにある。
る素材を使用して上記問題を解決したN2Oガス検出素子
を提供することにある。
D.課題を解決するための手段 本考案のN2Oガス検出素子は、化学式A1-xMxCuO3-δで
表されるペロブスカイト型結晶構造の複合酸化物からな
るガス検知部と、このガス検知部の電気抵抗値の変化を
検出する電極部を備える。上記化学式においてAは、Y,
Sc,La,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうち
少なくとも1種を示し、MはBa,Sr,Caのうち少なくとも
1種を示す。この組成からなる複合酸化物はN2Oガス濃
度によって電気伝導度が影響を受けて、その電気抵抗値
が変化する性質を有する。電極部はこの電気抵抗値の変
化を電圧値または電流値によって検出する。
表されるペロブスカイト型結晶構造の複合酸化物からな
るガス検知部と、このガス検知部の電気抵抗値の変化を
検出する電極部を備える。上記化学式においてAは、Y,
Sc,La,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうち
少なくとも1種を示し、MはBa,Sr,Caのうち少なくとも
1種を示す。この組成からなる複合酸化物はN2Oガス濃
度によって電気伝導度が影響を受けて、その電気抵抗値
が変化する性質を有する。電極部はこの電気抵抗値の変
化を電圧値または電流値によって検出する。
E.作用 N2Oガスの混合気流中に検出素子を設置すると、N2Oガ
ス濃度に応じてガス検知部の電気抵抗値が変化する。こ
の電気抵抗値の変化を電圧値あるいは電流値の変化とし
て電極部が検出する。
ス濃度に応じてガス検知部の電気抵抗値が変化する。こ
の電気抵抗値の変化を電圧値あるいは電流値の変化とし
て電極部が検出する。
F.実施例 第1図は本考案の一実施例のN2Oガス検出素子1の構造
を示す。電極部3のうち、電極3a,3bはガス検知部2の
外側に位置し、電極3b,3cは電極3a,3bの間に位置し、か
つ互いに所定距離離してガス検知部2の表面に位置して
いる。これら電極3はガス検知部2における電気抵抗値
の変化を検出するものである。このため両方の外側に位
置する電極3a,3dには電流端子用リード線13a,13dが接続
され、内部に位置する電極3b,3cには電圧端子用リード
線13b,13cが接続されている。ガス検知部2は、化学式A
1-xMxCuO3-δで表わされるペロブスカイト型結晶構造の
複合酸化物からなる。式中、AサイトはY,Sc,La,Pr,Nd,
Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうちから選ばれる
1種以上の元素であり、Mサイトはアルカリ土類金属の
うち、Ba,Sr,Caから選ばれる1種以上の元素を示す。ペ
ロブスカイト型結晶構造の複合酸化物は一搬式ABO3-α
(αは酸素欠損量を示す)で表され、焼成温度や焼成時
の酸素濃度によってその組成比が変化する。本実施例で
は、このうち、Cu系のペロブスカイト型結晶構造物を使
用するものであり、AサイトとしてEu,MサイトとしてBa
を選択した場合、化学式Eu3-xBaxCu3O3-y,Eu3-xBaxCu3
O7-δ,Eu1-xBaxCuO3-δは等価の物質となる。このよう
なCu系のペロブスカイト型結晶構造は被検ガス中のN2O
ガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化するため、その電
気抵抗値の変化を検知することによりN2Oガス濃度の検
出が行われる。
を示す。電極部3のうち、電極3a,3bはガス検知部2の
外側に位置し、電極3b,3cは電極3a,3bの間に位置し、か
つ互いに所定距離離してガス検知部2の表面に位置して
いる。これら電極3はガス検知部2における電気抵抗値
の変化を検出するものである。このため両方の外側に位
置する電極3a,3dには電流端子用リード線13a,13dが接続
され、内部に位置する電極3b,3cには電圧端子用リード
線13b,13cが接続されている。ガス検知部2は、化学式A
1-xMxCuO3-δで表わされるペロブスカイト型結晶構造の
複合酸化物からなる。式中、AサイトはY,Sc,La,Pr,Nd,
Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうちから選ばれる
1種以上の元素であり、Mサイトはアルカリ土類金属の
うち、Ba,Sr,Caから選ばれる1種以上の元素を示す。ペ
ロブスカイト型結晶構造の複合酸化物は一搬式ABO3-α
(αは酸素欠損量を示す)で表され、焼成温度や焼成時
の酸素濃度によってその組成比が変化する。本実施例で
は、このうち、Cu系のペロブスカイト型結晶構造物を使
用するものであり、AサイトとしてEu,MサイトとしてBa
を選択した場合、化学式Eu3-xBaxCu3O3-y,Eu3-xBaxCu3
O7-δ,Eu1-xBaxCuO3-δは等価の物質となる。このよう
なCu系のペロブスカイト型結晶構造は被検ガス中のN2O
ガスの濃度に応じて電気抵抗値が変化するため、その電
気抵抗値の変化を検知することによりN2Oガス濃度の検
出が行われる。
以上のような模式的構造のガス成分検出素子1を製造す
る場合には、ガス検知部2を構成する複合酸化物Eu3-xB
axCu3O9-yの化学組成に相当する金属酸化物または炭酸
塩の粉末、例えばEu2O3粉末、BaCO3またはBaO粉末,CuO
粉末をそれぞれ所定の化学量論組成となるように秤量
し、乾式で混合・粉砕する。そして、混合、粉砕後、90
0〜1000℃で4〜5時間仮焼成することによって、Eu3-x
BaxCu3O9-yよりなる複合酸化物を得る。
る場合には、ガス検知部2を構成する複合酸化物Eu3-xB
axCu3O9-yの化学組成に相当する金属酸化物または炭酸
塩の粉末、例えばEu2O3粉末、BaCO3またはBaO粉末,CuO
粉末をそれぞれ所定の化学量論組成となるように秤量
し、乾式で混合・粉砕する。そして、混合、粉砕後、90
0〜1000℃で4〜5時間仮焼成することによって、Eu3-x
BaxCu3O9-yよりなる複合酸化物を得る。
次に、この複合酸化物を充分粉砕,混合した後、所定形
状に成型して焼結することによりガス検知部2を得る。
状に成型して焼結することによりガス検知部2を得る。
次いで、複合酸化物の焼結体ガス検知部2にPt,Agなど
の導電性材料の粉末を含んだ金属またはサーメットを塗
布し、電流端子3a,3bおおび電圧端子3b,3cを形成する。
次いで、900℃で1時間程度加熱保持して焼成したあと
炉冷することにより、第1図に示したように、ガス検知
部2と電極部3とをそなえたガス成分検出素子1を得
る。
の導電性材料の粉末を含んだ金属またはサーメットを塗
布し、電流端子3a,3bおおび電圧端子3b,3cを形成する。
次いで、900℃で1時間程度加熱保持して焼成したあと
炉冷することにより、第1図に示したように、ガス検知
部2と電極部3とをそなえたガス成分検出素子1を得
る。
その後、各電極3a,3b,3c,3dにPt,Agなどの導電性材料よ
りなるリード線13a,13b,13c,13dの先端を電気的に接続
する。
りなるリード線13a,13b,13c,13dの先端を電気的に接続
する。
この場合、電極部における電流端子と電圧端子を共有化
して、ガス検知部2の両側だけに電極を積層した構造で
も良い。
して、ガス検知部2の両側だけに電極を積層した構造で
も良い。
次に、以上のN2Oガス検出素子1を使用した測定例を説
明する。
明する。
ここで、ガス検知部2は、EuBa2Cu3O7-δ(X=2)か
らなる複合酸化物で構成し、素子1を597℃に加熱保持
し、そのときの一定電流下での電圧変化と、応答波形を
測定した。電圧変化測定は、被検ガスの全圧を1気圧と
し、1アンペアの定電流下で測定を行った。その結果を
第2図に示すが、この図から、N2Oガスの分圧変化に応
じて電圧が変化することが判る。一方、応答波形測定で
は1アンペアの定電流下における出力電圧を測定した。
その結果を第3図に示す。
らなる複合酸化物で構成し、素子1を597℃に加熱保持
し、そのときの一定電流下での電圧変化と、応答波形を
測定した。電圧変化測定は、被検ガスの全圧を1気圧と
し、1アンペアの定電流下で測定を行った。その結果を
第2図に示すが、この図から、N2Oガスの分圧変化に応
じて電圧が変化することが判る。一方、応答波形測定で
は1アンペアの定電流下における出力電圧を測定した。
その結果を第3図に示す。
このような検出原理は以下のように説明することができ
る。
る。
EuBa2Cu3O7-δの電気伝導度は酸素濃度が高くなるのに
応じて低下する。すなわち、定性的に説明すると、高温
(500℃以上)下では酸素濃度の変化に伴い、Krger−
Vink表示で示される化学平衡式 ただし、Vは酸素空孔,h・はホール,O× ○は結晶格
子中の酸素イオン は、酸素濃度が高くなると反応は右に進みホールが生じ
電気抵抗が下がると考えられる。したがって、上述した
素子1において、N2Oガスの共存により一定電流下で検
出電圧が低下することは、見かけ上、(1)式が右へ進
んだことを意味する。すなわちN2Oが、 N2O(g)→N2(g)↑印O× ○+2h・…(2) に従って分解してホールが生成されるため検出電圧が低
下する。そして、N2Oの分解により発生する酸素は、N2
Oガス濃度に応じて異なるから、N2O濃度変化に応じた
電圧変化を示す。
応じて低下する。すなわち、定性的に説明すると、高温
(500℃以上)下では酸素濃度の変化に伴い、Krger−
Vink表示で示される化学平衡式 ただし、Vは酸素空孔,h・はホール,O× ○は結晶格
子中の酸素イオン は、酸素濃度が高くなると反応は右に進みホールが生じ
電気抵抗が下がると考えられる。したがって、上述した
素子1において、N2Oガスの共存により一定電流下で検
出電圧が低下することは、見かけ上、(1)式が右へ進
んだことを意味する。すなわちN2Oが、 N2O(g)→N2(g)↑印O× ○+2h・…(2) に従って分解してホールが生成されるため検出電圧が低
下する。そして、N2Oの分解により発生する酸素は、N2
Oガス濃度に応じて異なるから、N2O濃度変化に応じた
電圧変化を示す。
なお、上記組成式中、AサイトとしてY,La,Nd,Gd,Erの
うちの1種、MサイトとしてBa,Sr,Caのうちの1種を使
用した酸素欠損型ペロブスカイト構造の酸化物群(例え
ば、YBa2Cu3O7-δ)をガス検知部として用いた場合も同
様な結果が得られている。
うちの1種、MサイトとしてBa,Sr,Caのうちの1種を使
用した酸素欠損型ペロブスカイト構造の酸化物群(例え
ば、YBa2Cu3O7-δ)をガス検知部として用いた場合も同
様な結果が得られている。
このようなN2Oがガス検出素子1によるN2Oガス濃度の
検出装置の一例を第4図,第5図に従って説明する。
検出装置の一例を第4図,第5図に従って説明する。
被検ガス(N2OガスおよびキャリアガスとしてのN2やA
r)はガス流路4を矢印方向に移動し、N2Oガス検出素
子1はこの流路4内に設置される。検出素子1は検出器
5とともに管壁に支持され、検出器5は検出回路6に接
続されている。また検出回路6は演算部7に接続されて
検出値がガス濃度に換算され、その換算値が表示器8に
表示される。
r)はガス流路4を矢印方向に移動し、N2Oガス検出素
子1はこの流路4内に設置される。検出素子1は検出器
5とともに管壁に支持され、検出器5は検出回路6に接
続されている。また検出回路6は演算部7に接続されて
検出値がガス濃度に換算され、その換算値が表示器8に
表示される。
検出回路6は第5図に示すように構成できる。すなわ
ち、比較抵抗R1と検出素子1の抵抗R2とが直列に接続さ
れ、この回路に定電流iを供給して出力電圧Voutの変化
を検出する。あるいは、定電圧を印加し比較抵抗R1間の
電圧を検出してもよい。第6図は第4図に示す演算部7
の処理手順を示し、検出素子1の出力からN2Oガスの濃
度を予め求めた検出素子の出力電圧に対するN2O濃度曲
線により算出し、その後、算出値を表示してルーチンが
終了する。また、濃度平均値を演算部7で演算し、表示
器8で表示してもよい。
ち、比較抵抗R1と検出素子1の抵抗R2とが直列に接続さ
れ、この回路に定電流iを供給して出力電圧Voutの変化
を検出する。あるいは、定電圧を印加し比較抵抗R1間の
電圧を検出してもよい。第6図は第4図に示す演算部7
の処理手順を示し、検出素子1の出力からN2Oガスの濃
度を予め求めた検出素子の出力電圧に対するN2O濃度曲
線により算出し、その後、算出値を表示してルーチンが
終了する。また、濃度平均値を演算部7で演算し、表示
器8で表示してもよい。
G.考案の効果 以上説明したように本考案は、N2Oガス濃度に応じて電
気抵抗値が変化するCu系のペロブスカイト型結晶構造の
複合酸化物をガス検知部とするため、簡単な素子構成と
することができ、製造が容易となる。また、N2Oの分解
により生じた酸素が、直接センサの出力に関与するか
ら、従来例で見られた触媒層内でのガスの拡散や電極の
触媒作用による出力の変動を抑制することができる。
気抵抗値が変化するCu系のペロブスカイト型結晶構造の
複合酸化物をガス検知部とするため、簡単な素子構成と
することができ、製造が容易となる。また、N2Oの分解
により生じた酸素が、直接センサの出力に関与するか
ら、従来例で見られた触媒層内でのガスの拡散や電極の
触媒作用による出力の変動を抑制することができる。
第1図は本考案の一実施例を示す斜視図、第2図はN2O
ガスの分圧に対する出力電圧を示すグラフ、第3図はN2
Oガスの分圧に対する出力電圧の応答波形を示すグラ
フ,第4図は測定例を説明する概略構成図、第5図はそ
の検出回路の一例を示す図、第6図はその演算部のフロ
ーチャート、第7図は従来の検出素子の断面図である。 1:N2Oガス検出素子 2:ガス検知部、3:電極
ガスの分圧に対する出力電圧を示すグラフ、第3図はN2
Oガスの分圧に対する出力電圧の応答波形を示すグラ
フ,第4図は測定例を説明する概略構成図、第5図はそ
の検出回路の一例を示す図、第6図はその演算部のフロ
ーチャート、第7図は従来の検出素子の断面図である。 1:N2Oガス検出素子 2:ガス検知部、3:電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 篠原 幹弥 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−26138(JP,A) 特開 昭62−222153(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】化学式A1-xMxCuO3-δ(式中、AはY,Sc,L
a,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうち少な
くとも1種を示し、MはBa,Sr,Caのうち少なくとも1種
を示す)で表されるペロブスカイト型結晶構造の複合酸
化物からなるガス検知部と、このガス検知部の電気抵抗
値の変化を検出する電極部とを備えていることを特徴と
するN2Oガス検出素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9892088U JPH0642203Y2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | N▲下2▼oガス検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9892088U JPH0642203Y2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | N▲下2▼oガス検出素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0220163U JPH0220163U (ja) | 1990-02-09 |
JPH0642203Y2 true JPH0642203Y2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=31325609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9892088U Expired - Lifetime JPH0642203Y2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | N▲下2▼oガス検出素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0642203Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019174440A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-10-10 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP9892088U patent/JPH0642203Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0220163U (ja) | 1990-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7153412B2 (en) | Electrodes, electrochemical elements, gas sensors, and gas measurement methods | |
US5124021A (en) | Solid electrolyte gas sensor and method of measuring concentration of gas to be detected in gas mixture | |
EP2330411A2 (en) | Nitrogen-oxide gas sensor | |
US20120073970A1 (en) | Amperometric Oxygen Sensor | |
WO1997042495A1 (en) | Solid state electrochemical cell for measuring components of a gas mixture, and related measurement method | |
JP3775704B2 (ja) | 固体電解質水素センサ | |
EP2330410A2 (en) | Nitrogen-oxide gas sensor | |
WO2016166126A1 (en) | Gas sensor with multiple internal reference electrodes and sensing electrodes | |
JPH0642203Y2 (ja) | N▲下2▼oガス検出素子 | |
WO1998032007A1 (fr) | Procede de detection d'oxydes d'azote et element de capteur permettant de detecter des oxydes azotes | |
JP2868913B2 (ja) | 固体電解質ガスセンサ | |
JP3487330B2 (ja) | 窒素酸化物センサ | |
JP2000019152A (ja) | 水素ガスセンサ | |
EP0853239A2 (en) | Gas sensor and heater unit | |
EP0199761A4 (en) | SENSORS AND METHOD FOR MEASURING PARTIAL PRESSURES OF OXYGEN IN HOT GASES. | |
EP0677741A2 (en) | Oxygen sensor | |
JP2003254924A (ja) | 窒素酸化物センサ | |
JP3469344B2 (ja) | 一酸化炭素ガス検知素子 | |
KR101455059B1 (ko) | 질소산화물 가스센서 및 이를 이용한 질소산화물 가스의 측정방법 | |
JPH08220060A (ja) | 酸素センサー | |
JPH0980014A (ja) | 窒素酸化物センサ | |
JP3865498B2 (ja) | 限界電流式酸素センサ及び酸素検出方法 | |
JP2000055857A (ja) | 酸素センサ素子 | |
JP3450898B2 (ja) | 排ガス用不完全燃焼検知素子の製造方法 | |
JP3633825B2 (ja) | 窒素酸化物センサ |