JPH0654305B2 - Industrial gas concentration measuring device - Google Patents

Industrial gas concentration measuring device

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JPH0654305B2
JPH0654305B2 JP61206682A JP20668286A JPH0654305B2 JP H0654305 B2 JPH0654305 B2 JP H0654305B2 JP 61206682 A JP61206682 A JP 61206682A JP 20668286 A JP20668286 A JP 20668286A JP H0654305 B2 JPH0654305 B2 JP H0654305B2
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JP
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probe
oxygen
contact
measuring device
concentration measuring
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徹 小太刀
諄 宇佐美
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NGK Insulators Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、工業用ガス濃度測定装置に関し、より詳しく
は、工業炉、ボイラー等の各種燃焼炉の炉壁または排ガ
ス通路壁に設置して、炉内または排ガス通路内の燃焼排
ガス中あるいは雰囲気中のガス濃度を測定する工業用ガ
ス濃度測定装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrial gas concentration measuring device, and more specifically, it is installed on a furnace wall or exhaust gas passage wall of various combustion furnaces such as industrial furnaces and boilers. The present invention relates to an industrial gas concentration measuring device for measuring a gas concentration in combustion exhaust gas or an atmosphere in a furnace or an exhaust gas passage.

(従来の技術) 従来、この種の工業用ガス濃度測定装置としては、例え
ば、各種燃焼炉内に挿入され排ガスを採取する円筒状プ
ローブと、このプローブ内に設けられて排ガスに一部分
が晒される有底円筒状の酸素検出素子と、排ガス中の煤
塵を除去するフィルタとから構成される。酸素検出素子
は、例えば、酸素イオン伝導性の固体電解質、例えば酸
化カルシウムや酸化イットリウムをドープした安定化ジ
ルコニア磁器等を隔壁とし、その隔壁の両面に各々測定
電極層および基準電極層を設けたものを酸素検知部と
し、それら電極の一方を基準雰囲気、また他方の電極を
排気ガスに晒し、酸素濃淡電池の原理によって生ずる起
電力を検出信号としている。
(Prior Art) Conventionally, as this type of industrial gas concentration measuring device, for example, a cylindrical probe that is inserted into various combustion furnaces and collects exhaust gas, and a part that is provided in this probe and exposed to exhaust gas It is composed of a bottomed cylindrical oxygen detection element and a filter for removing soot and dust in the exhaust gas. The oxygen detection element is, for example, a solid electrolyte having oxygen ion conductivity, for example, a stabilized zirconia porcelain doped with calcium oxide or yttrium oxide as a partition wall, and a measurement electrode layer and a reference electrode layer provided on both sides of the partition wall, respectively. Is an oxygen detection unit, one of the electrodes is exposed to a reference atmosphere, and the other electrode is exposed to exhaust gas, and an electromotive force generated by the principle of the oxygen concentration battery is used as a detection signal.

ところで、このようなガス濃度測定装置にあっては、何
れも酸素検出素子の酸素検知部において検出される被測
定ガス中のガス濃度に応じた電気的出力を燃焼炉の外部
に取り出す必要があり、このため、酸素検出素子と外部
リード線とを接続する補助リード線をプローブ内に設け
ている。
By the way, in such a gas concentration measuring device, it is necessary to take out an electric output to the outside of the combustion furnace according to the gas concentration in the gas to be measured which is detected in the oxygen detecting section of the oxygen detecting element. Therefore, an auxiliary lead wire for connecting the oxygen detection element and the external lead wire is provided in the probe.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記酸素検出素子と補助リード線との接
続は、低温域においては例えば燐青銅より成るバネ片を
有するコネクタ等の接触手段で充分であるが、高温域に
おいては前記コネクタ等の接触手段ではばね特性が低下
して接触不良が生じ、この温度域では不所望となる。そ
のため、従来においては、高温域に使用する際に、白金
より成るリード線を銀ろう、白金ろう等により、酸素検
出素子の電気接点にろう付けして接続している。このよ
うにすれば、接続は確実なものとなるが、接続作業は面
倒且つ困難なものとなり、また、直接挿入方式のように
酸素検出素子がプローブの先端に設けられている場合に
は、酸素検出素子を交換するためにプローブごとに交換
しなければならないという不都合が生じていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the oxygen detection element and the auxiliary lead wire can be connected to each other by a contact means such as a connector having a spring piece made of phosphor bronze in a low temperature range, but a high temperature. In the region, the contacting means such as the connector deteriorates the spring characteristics and causes poor contact, which is undesired in this temperature region. Therefore, conventionally, when used in a high temperature range, a lead wire made of platinum is brazed and connected to an electrical contact of the oxygen detection element by silver brazing, platinum brazing or the like. In this way, the connection will be reliable, but the connection work will be troublesome and difficult, and if the oxygen detection element is provided at the tip of the probe as in the direct insertion method, the There has been the inconvenience of having to replace each probe in order to replace the detection element.

本発明は、従来のこのような不都合を解消するものであ
って、検出部が小型軽量であって、検出部劣化時に検出
部のみを交換することができ、また検出部の脱着も容易
である工業用ガス濃度測定装置を提供することを目的と
する。
The present invention eliminates such conventional inconveniences, the detection unit is small and lightweight, only the detection unit can be replaced when the detection unit deteriorates, and the detection unit can be easily attached and detached. An object is to provide an industrial gas concentration measuring device.

(問題点を解決するための手段) 本発明の工業用ガス濃度測定装置は、センシングセル
と、加熱体および/または温度検知体とを板状に積層一
体に形成した検出部をプローブ内に配置してなる工業用
ガス濃度測定装置であって、耐熱性電気接触子を有する
コンタクトをプローブ内に設け、前記検出部を収容する
保護管を取付フランジを介して前記プローブに着脱自在
に取付ると同時に、前記検出部の基端部に設けた電気接
触端子が前記コンタクトの耐熱性電気接触子に着脱自在
に差し込まれて電気的に接続されるよう構成したことを
特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In the industrial gas concentration measuring device of the present invention, a sensing unit in which a sensing cell and a heating body and / or a temperature sensing body are integrally laminated in a plate shape is arranged in a probe. An industrial gas concentration measuring device comprising: a contact having a heat-resistant electric contact provided in the probe, and a protective tube accommodating the detection part is detachably attached to the probe through a mounting flange. At the same time, the electrical contact terminal provided at the base end of the detection unit is detachably inserted into the heat-resistant electrical contact of the contact to be electrically connected.

(作 用) 上記した構成において、検出部を板状に積層一体構造と
したことにより、検出部が薄く小型軽量となる。また、
この検出部に印刷により設けられた電気接触端子と、耐
熱性電気接触子とが、コネクタに導かれて、電気的に接
続し易くなる。この電気接触端子と電気接触子との接触
は、ある程度の高温域においても有効に確保される。さ
らに、検出部を収納する保護管をプローブに着脱自在に
取付けたことにより、装置の製作および組付け作業が著
しく簡略化されることができる。
(Operation) In the above-described configuration, the detection unit has a plate-like laminated and integrated structure, so that the detection unit is thin and compact and lightweight. Also,
The electric contact terminal provided by printing on the detection portion and the heat-resistant electric contact are guided to the connector to facilitate electrical connection. The contact between the electric contact terminal and the electric contact is effectively ensured even in a high temperature range to some extent. Further, the protective tube for housing the detector is detachably attached to the probe, so that the manufacturing and assembling work of the device can be remarkably simplified.

(実施例) 本発明の工業用ガス濃度測定装置の具体的一実施例とし
て、工業用ガス濃度測定装置に適用した場合につき、図
面を参照しつつ説明する。
(Example) As a specific example of the industrial gas concentration measuring device of the present invention, a case of applying to an industrial gas concentration measuring device will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例である工業用酸素濃度測定
装置の要部断面図を示しており、1は検出部であり、こ
の検出部1は取付フランジ2を円筒状のプローブ3の突
出部4にねじ止めすることによりプローブ3内で支持さ
れている。このプローブ3の材質は金属、例えばアルミ
ナを使用している。プローブ3の先端面にはフィルタ取
付け用の補助具5を金属製のOリング6等の密封手段を
用いるとともにねじ止めして、着脱自在としている。こ
の補助具5の他端には除塵用の多孔質製のセラミックフ
ィルタ7をアルミナセメント等の手段を介して装着す
る。また、この補助具5の肉厚部外周には有底半円筒状
のガス整流板8が、排ガス流下流側に開口を有するよう
に設けられている。このガス整流板8により、排ガスが
セラミックフィルタ7に直接吹き付けられるのを防止
し、フィルタ7が煤塵により目付まりを起こすのを防い
でいる。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an industrial oxygen concentration measuring device according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a detection part, and this detection part 1 has a mounting flange 2 and a cylindrical probe 3 It is supported in the probe 3 by being screwed to the protruding portion 4. The probe 3 is made of a metal such as alumina. A filter mounting auxiliary tool 5 is detachably attached to the tip end surface of the probe 3 by using a sealing means such as a metal O-ring 6 and screwing. A porous ceramic filter 7 for removing dust is attached to the other end of the auxiliary tool 5 through means such as alumina cement. Further, a gas rectifying plate 8 having a semi-cylindrical shape with a bottom is provided on the outer periphery of the thick portion of the auxiliary tool 5 so as to have an opening on the downstream side of the exhaust gas flow. The gas rectifying plate 8 prevents the exhaust gas from being directly blown onto the ceramic filter 7 and prevents the filter 7 from being contaminated by soot and dust.

また、プローブ3内では、検出部1の後述する電気接触
端子Mが、プローブ3の突出部10にねじ止めされる漏斗
状コンタクト11に直接挿入され、コンタクト11に設けら
れた耐熱性弾性接続金具12と電気的に接続され得るよう
になっている。さらに、この接続金具12は外部制御回路
に導通するリード線13と接続されている。このリード線
の材質は耐熱性を考慮して白金線とするのが好ましい。
なお、コンタクト11からプローブ3内を通って外部に取
り出されるリード線13は、各リード線同志を絶縁するた
め、漏斗状コンタクト11の近傍では、例えばアルミナ製
の豆絶縁管14内を挿通され、このアルミナ絶縁管内を通
ってプローブ外に取り出されている。このアルミナ絶縁
管15は、例えば、プローブ3の直径にほぼ等しい巾を有
しプローブ内に延在する金属板16に、取付け金具17によ
って取付けられている。
Further, in the probe 3, an electric contact terminal M of the detection unit 1 which will be described later is directly inserted into a funnel-shaped contact 11 screwed to the protruding portion 10 of the probe 3, and a heat-resistant elastic connection fitting provided on the contact 11. 12 can be electrically connected. Further, the connecting fitting 12 is connected to a lead wire 13 which is electrically connected to an external control circuit. The material of the lead wire is preferably platinum wire in consideration of heat resistance.
Since the lead wire 13 taken out from the contact 11 through the probe 3 to the outside insulates the respective lead wires from each other, in the vicinity of the funnel-shaped contact 11, the lead wire 13 is inserted through, for example, a miniature insulating tube 14 made of alumina, It is taken out of the probe through the inside of this alumina insulating tube. The alumina insulating tube 15 is attached to a metal plate 16 having a width substantially equal to the diameter of the probe 3 and extending inside the probe by a mounting member 17, for example.

ところで、前記補助具5のガス流下流側の側壁にプロー
ブ外からこの側壁を貫通する校正ガス導入管18を設け、
校正ガスを、校正ガス導入管18を通って、検出部1の後
述する酸素検知部分Dに、供給できるようにすることも
できる。こうすることにより、検出部1の出力信号の、
高温排ガスによる推移を検知でき、この推移は外部制御
回路にて電気的に補正することができる。
By the way, a calibration gas introducing pipe 18 penetrating from the outside of the probe to the side wall of the auxiliary tool 5 on the gas flow downstream side is provided,
It is also possible to supply the calibration gas through the calibration gas introduction pipe 18 to the oxygen detection portion D of the detection unit 1 which will be described later. By doing this, the output signal of the detection unit 1
A transition due to high temperature exhaust gas can be detected, and this transition can be electrically corrected by an external control circuit.

次に、第2図に基づいて検出部1および漏斗状コンタク
ト11を説明する。検出部1は、その外郭が円筒状の金属
製保護管20で覆われており、この保護管20内に酸素セン
サ素子Sが収容されている。酸素センサ素子Sは、その
中間部に2個の離間配置された円筒状のセラミックスペ
ーサ21,22によって支持され、これらセラミックスペー
サ21,22の間にセメント、タルク等のシール剤23を充填
し、また酸素センサ素子Sのセラミックスペーサ22より
基端部側にガラス等のシール剤22aを充填して、保護管
の先端側空気29に対し気密になるようにしている。この
ように隔てられた酸素センサ素子Sの先端側の空間29
に、酸素センサ素子Sの酸素検知部分Dが位置される一
方、酸素センサ素子Sの基端部側では、後述する空気通
路51の出口および電気接触端子Mを有する基端部24が保
護管20から突出して延在している。
Next, the detection unit 1 and the funnel-shaped contact 11 will be described with reference to FIG. The outer periphery of the detection unit 1 is covered with a cylindrical metal protection tube 20, and the oxygen sensor element S is housed in the protection tube 20. The oxygen sensor element S is supported by two cylindrical ceramic spacers 21 and 22 which are spaced apart from each other in the middle portion thereof, and a sealing agent 23 such as cement or talc is filled between the ceramic spacers 21 and 22, Further, a sealant 22a such as glass is filled in the oxygen sensor element S on the base end side of the ceramic spacer 22 so as to be airtight to the air 29 on the tip side of the protective tube. The space 29 on the tip side of the oxygen sensor element S separated in this way
While the oxygen detecting portion D of the oxygen sensor element S is located at the base end portion of the oxygen sensor element S, the base end portion 24 having the outlet of the air passage 51 and the electrical contact terminal M, which will be described later, is provided at the base end portion side. It projects and extends from.

この保護管20から突出し延在する基端部24は、低温焼成
磁器のハウジングを有する漏斗状コンタクト11に、その
円錐形状部分25の内側面で導かれて、挿入せしめられ
る。。またこの基端部24の挿入は、保護管20のハウジン
グが円錐形状部分25と当接することにより終了し、これ
がためコンタクト11に検出部1が過度に挿入されるのを
有効に防止している。挿入された酸素センサ素子Sの基
端部24は、その両面に印刷により形成された電気接触端
子M(第3図(B)参照にて、耐熱性のバネ材料から成る
接続金具12と弾性的に接触し、これらの間の電気的な接
続を行わしめる。接続金具12の材質は、高温度(例えば
600℃)でもバネ特性が低下しないような、SUS材およ
び、Ni−Cr鋼等とし、これに導電性を良くするため白金
または金メッキを施して使用している。そのためコンタ
クト11が高温雰囲気に晒されても電気接触端子Mと接続
金具12との接触が有効に確保され得て、効果的な電気的
接続を為すことができる。また、漏斗状コンタクト11の
円筒部分26内には、接続金具12およびそれに接続される
白金リード線夫々を電気的に絶縁するため、絶縁碍子27
を収納している。
The base end portion 24 projecting from and extending from the protection tube 20 is guided by the inner surface of the conical portion 25 of the funnel-shaped contact 11 having the housing of the low temperature firing porcelain and inserted therein. . Further, the insertion of the base end portion 24 is ended by the housing of the protection tube 20 coming into contact with the conical portion 25, which effectively prevents the detection portion 1 from being excessively inserted into the contact 11. . The base end portion 24 of the inserted oxygen sensor element S is elastically connected to the electrical contact terminals M formed by printing on both surfaces thereof (see FIG. 3 (B)) and the connecting fitting 12 made of a heat-resistant spring material. To make an electrical connection between them. The material of the connecting fitting 12 is high temperature (for example,
SUS material, Ni-Cr steel, etc. are used so that the spring characteristics do not deteriorate even at 600 ° C), and they are plated with platinum or gold to improve conductivity. Therefore, even if the contact 11 is exposed to a high temperature atmosphere, the contact between the electric contact terminal M and the connection fitting 12 can be effectively ensured, and an effective electric connection can be made. In addition, in the cylindrical portion 26 of the funnel-shaped contact 11, an insulator 27 is provided to electrically insulate the metal fitting 12 and the platinum lead wires connected thereto.
Is stored.

尚、28は、プローブ3の突出部10にねじ止めされる取付
けハウジング部分である。
Reference numeral 28 denotes a mounting housing portion screwed to the protruding portion 10 of the probe 3.

このように複数の電気接触端子Mに対するリード線の電
気的な接続が、酸素センサ素子Sの基端部24の挿入操作
によって同時に為され得るところから、ガス濃度測定装
置における電気的接続作業、ひいてはこの装置の組立て
作業の簡略化、迅速化の効果は顕著なものである。
In this way, the electrical connection of the lead wires to the plurality of electrical contact terminals M can be made at the same time by inserting the base end portion 24 of the oxygen sensor element S. The effect of simplifying and speeding up the assembly work of this device is remarkable.

次に酸素センサ素子Sの構造について、第3図(A),(B)
および第4図を参照しつつ説明する。
Next, regarding the structure of the oxygen sensor element S, FIG. 3 (A), (B)
Also, description will be made with reference to FIG.

まず、上部には、固体電解質体40と、この固体電解質体
40の上下両側に配される上側ポンプ電極41および下側ポ
ンプ電極42とから成る酸素ポンプ部Pが設けられてい
る。なお、この酸素ポンプ部Pの上面側には、前記上側
ポンプ電極41を囲むようにして上部加熱部H1が設けられ
ている。
First, in the upper part, the solid electrolyte body 40 and this solid electrolyte body
An oxygen pump portion P including an upper pump electrode 41 and a lower pump electrode 42 arranged on both upper and lower sides of 40 is provided. An upper heating portion H1 is provided on the upper surface side of the oxygen pump portion P so as to surround the upper pump electrode 41.

次に、前記酸素ポンプ部Pと同様に、固体電解質体43
と、この固体電解質体43の上下両側に配される測定電極
44および基準電極45とから成る酸素濃淡電池部Bが設け
られている。
Next, similarly to the oxygen pump section P, the solid electrolyte body 43
And the measurement electrodes arranged on the upper and lower sides of this solid electrolyte body 43.
An oxygen concentration battery section B consisting of 44 and a reference electrode 45 is provided.

なお、これら酸素ポンプ部Pと酸素濃淡電池部Bとの間
には、所定の拡散抵抗のもとに被測定ガスを導く細隙平
坦空間の拡散室46が形成されるように、絶縁体から成る
所定厚さのスペース部材47(47a,47b)が介在されてい
る。また、前記酸素ポンプ部Pにおける拡散室46の中央
部に相当する位置には、この拡散室46を外部の被測定ガ
スの存在空間と連通させるガス導入孔48(48a,48b,48c,4
8d)が形成されている。したがって、このガス導入孔48
(48a,18b,48c,48d)により被測定ガスは導かれ、拡散室4
6内において所定の拡散抵抗のもとに拡散されて、酸素
ポンプ部Bの下側ポンプ電極42に接触する。また、酸素
濃淡電池部Bの測定電極44にも、前記下側ポンプ電極42
の付近で被測定ガスに接触する。
It should be noted that, between the oxygen pump portion P and the oxygen concentration battery portion B, a diffusion chamber 46 having a narrow gap flat space for guiding the gas to be measured under a predetermined diffusion resistance is formed from an insulator. A space member 47 (47a, 47b) having a predetermined thickness is interposed. In addition, at a position corresponding to the central portion of the diffusion chamber 46 in the oxygen pump portion P, gas introduction holes 48 (48a, 48b, 48c, 4) for communicating the diffusion chamber 46 with the external space in which the gas to be measured exists.
8d) has been formed. Therefore, this gas introduction hole 48
(48a, 18b, 48c, 48d) guides the gas to be measured to the diffusion chamber 4
It is diffused under a predetermined diffusion resistance in 6 and contacts the lower pump electrode 42 of the oxygen pump portion B. Further, the lower pump electrode 42 is also connected to the measurement electrode 44 of the oxygen concentration battery section B.
Contact the gas to be measured in the vicinity of.

次に、酸素濃淡電池部Bの下側には、順次に固体電解質
体から成るスペース部材49、および固体電解質体50が設
けられている。これにより、前記基準電極45が露呈され
る空気通路51が形成されている。この空気通路51は、酸
素センサ素子Sの基部において大気に連通している。こ
の空気通路51を通じて大気である前記基準空気が導かれ
て、基準電極45に接触するようになっている。
Next, below the oxygen concentration battery section B, a space member 49 made of a solid electrolyte body and a solid electrolyte body 50 are sequentially provided. As a result, an air passage 51 exposing the reference electrode 45 is formed. The air passage 51 communicates with the atmosphere at the base of the oxygen sensor element S. The reference air, which is the atmosphere, is introduced through the air passage 51 and comes into contact with the reference electrode 45.

なお、空気通路51内には、固体電解質体43の下面で基準
電極45の両側部に近接した位置に、温度検知部Tが設け
られている。
In the air passage 51, a temperature detecting portion T is provided on the lower surface of the solid electrolyte body 43 at a position close to both sides of the reference electrode 45.

更に、下側には、下部加熱部H2が設けられている。した
がって、この加熱部H2と前記上部加熱部H1とが、酸素ポ
ンプ部Pおよび酸素濃淡電池部Bの両側において、これ
ら酸素ポンプ部Pおよび酸素濃淡電池部Bを挟むように
して、両側から所定温度(例えば600℃以上)に加熱で
きるようになっている。
Furthermore, a lower heating unit H2 is provided on the lower side. Therefore, the heating section H2 and the upper heating section H1 are arranged on both sides of the oxygen pump section P and the oxygen concentration battery section B so as to sandwich the oxygen pump section P and the oxygen concentration battery section B, and the predetermined temperature (for example, from both sides). It can be heated to more than 600 ℃.

前記固体電解質体40,43,50およびスペース部材49は、
高温において酸素イオン導電性を示す安定化または部分
安定化ジルコニア磁器から構成されている。この安定化
または部分安定化ジルコニア磁器は、良く知られている
ように、酸化ジルコニウムに酸化イットリウムあるいは
酸化カルシウム等を固溶させることによって得られる。
また、電極41,42,44,45夫々は、多孔質白金等から構
成されている。これら電極41,42,44,45のうち、被測
定ガスに接触する上側ポンプ電極41、下側ポンプ電極42
および測定電極44夫々には、アルミナ等から成るポーラ
スセラミック層52,53,54が積層された状態で設けられ
ている。したがって、これらポーラスセラミック層52,
53,54を通じて被測定ガスが、電極41,42,44夫々に接
触されるようになる。
The solid electrolyte body 40, 43, 50 and the space member 49,
It is composed of stabilized or partially stabilized zirconia porcelain that exhibits oxygen ion conductivity at high temperatures. As is well known, this stabilized or partially stabilized zirconia porcelain is obtained by dissolving yttrium oxide, calcium oxide or the like in zirconium oxide.
The electrodes 41, 42, 44, 45 are each made of porous platinum or the like. Of these electrodes 41, 42, 44, 45, the upper pump electrode 41 and the lower pump electrode 42 that come into contact with the gas to be measured.
The measurement electrodes 44 are provided with porous ceramic layers 52, 53, 54 made of alumina or the like in a laminated state. Therefore, these porous ceramic layers 52,
The gas to be measured comes into contact with the electrodes 41, 42 and 44 through 53 and 54, respectively.

一方、前記加熱部H1,H2は、ヒータ素子であるヒータエ
レメント55,56の周りを、電気絶縁性を有するアルミナ
等から成る多孔質層57(57a,57b),58(58a,58b)によって
覆われた状態において設けられている。これら多孔質層
57(57a,57b),58(58a,58b)上には、更にジルコニア等の
固体電解質体から成る気密層59,60が設けられている。
これにより、ヒータエレメント55,56夫々を外部の被測
定ガスから遮断もしくは隔離し得るようになっている。
なお、ヒータエレメント55,56は、例えばアルミナ粉末
と、白金粉とを主成分とするペーストを印刷配置する
か、またはサーメット状にしたフィルムを配置する等の
手法によって形成される。
On the other hand, the heating portions H1 and H2 cover the heater elements 55 and 56, which are heater elements, with porous layers 57 (57a, 57b) and 58 (58a, 58b) made of alumina or the like having electrical insulation properties. It is provided in the opened state. These porous layers
Airtight layers 59 and 60 made of a solid electrolyte such as zirconia are further provided on 57 (57a, 57b) and 58 (58a and 58b).
As a result, each of the heater elements 55 and 56 can be shielded or isolated from the external measured gas.
The heater elements 55 and 56 are formed by a method such as printing and arranging a paste containing alumina powder and platinum powder as main components, or arranging a cermet-shaped film.

また、前記酸素検知部Tは、温度変化によって電気抵抗
が大きく変化して正または負の温度係数をもつ抵抗体等
から成る構成を有している。温度検知素子61は、電気絶
縁性を有するアルミナ等から成る多孔質層62内に埋設さ
れて構され、周囲の固体電解質体43およびスペース部材
49から電気的に絶縁されるようになっている。なお、抵
抗体の温度検知素子61は、ジルコニア,アルミナ等のセ
ラミック粉末と白金粉末とを主成分としたペーストまた
はサーメット、ジルコニア,アルミナ等のセラミック粉
末と白金粉末とを主成分とするものに0.1〜0.5%程度の
二酸化チタンを添加したペーストまたはサーメット、あ
るいはジルコニア,アルミナ等のセラミック粉末を主成
分とするものにマンガン,コバルト,ニッケルの酸化物
等を添加したペーストまたはサーメット等のように、積
極的に抵抗の温度係数を高めたペーストを印刷積層する
こと、またはサーメット状のフィルムを配置することに
より形成されたものである。また、抵抗体の温度検知素
子61として、ジルコニア磁器、白金線あるいは白金薄膜
等を用いてもよい。なお、これら白金線あるいは白金薄
膜の印刷積層には、CVD、真空蒸着またはスパッタリン
グ等の手法を用いることができる。さらに、抵抗体の温
度検知素子61にかえて、夫々異なった金属(例えば、白
金、金)あるいはこれらの異なった金属を含んだペース
トまたはサーメットを組み合わせて熱電対として印刷積
層することにより熱電対の温度検知素子61を構成しても
よい。
Further, the oxygen detector T has a structure including a resistor or the like having a positive or negative temperature coefficient whose electric resistance largely changes due to temperature change. The temperature detecting element 61 is constructed by being embedded in a porous layer 62 made of alumina or the like having electrical insulation, and surrounding solid electrolyte body 43 and space member.
It is designed to be electrically isolated from 49. It should be noted that the temperature detecting element 61 of the resistor is a paste containing ceramic powder such as zirconia and alumina and platinum powder as main components, or a paste containing cermet, ceramic powder such as zirconia and alumina and platinum powder as main components. Positively, such as a paste or cermet with about 0.5% titanium dioxide added, or a paste or cermet with manganese, cobalt, or nickel oxide added to a ceramic powder such as zirconia or alumina. It is formed by printing and laminating a paste having a higher temperature coefficient of resistance, or arranging a cermet-shaped film. Further, as the temperature detecting element 61 of the resistor, zirconia porcelain, platinum wire, platinum thin film, or the like may be used. A technique such as CVD, vacuum deposition, or sputtering can be used for the print lamination of these platinum wires or platinum thin films. Further, instead of the temperature sensing element 61 of the resistor, different metals (for example, platinum and gold) or pastes or cermets containing these different metals are combined and printed and laminated as a thermocouple to form a thermocouple. The temperature detecting element 61 may be configured.

以上のような酸素ポンプ部P、酸素濃淡電池部B、上部
加熱部H1,H2、温度検知部Tおよびスペース部材47が図
示されるように積層され、一体的な挟巾な板状の長手形
状の積層構造体にして、これを焼結することにより一体
的な構造に成形されている。なお、Mは、上側ポンプ電
極41,42、測定電極44、基準電極45、ヒータエレメント
55,56および温度検知素子61の印刷された電気接触端子
である。
The oxygen pump portion P, the oxygen concentration battery portion B, the upper heating portions H1 and H2, the temperature detecting portion T, and the space member 47 as described above are stacked as shown in the figure, and have an integrated narrow plate-like longitudinal shape. The laminated structure is formed into a unitary structure by sintering. Note that M is the upper pump electrodes 41, 42, the measurement electrode 44, the reference electrode 45, the heater element.
55, 56 and temperature sensing element 61 with printed electrical contact terminals.

本実施例の場合には、酸素ポンプ部Pと酸素濃淡電池部
Bとが本発明におけるセンシングセルを構成している
が、何れか一方のみからセンシングセルを構成すること
もできる。
In the case of the present embodiment, the oxygen pump portion P and the oxygen concentration battery portion B constitute the sensing cell in the present invention, but the sensing cell may be constituted by only one of them.

また、酸素センサ素子Sから、加熱体を省略するか、或
いは温度検知体を省略することもできる。
Further, from the oxygen sensor element S, the heating body or the temperature detecting body can be omitted.

(発明の効果) 本発明の工業用ガス濃度測定装置では、検出部のプロー
ブへの着脱が容易となるとともに、従来より高温の雰囲
気中においても確実な電気的接続を保つため、検出部の
接続作業が極めて簡単となるとともに組付け作業も簡略
化されることができる。
(Advantages of the Invention) In the industrial gas concentration measuring device of the present invention, the detector can be easily attached to and detached from the probe, and the detector is connected in order to maintain a reliable electrical connection even in an atmosphere at a higher temperature than before. The work is extremely simple and the assembling work can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の装置を示す一部断面側面図、 第2図(A),(B)は、第1図のさらに詳細な説明図、 第3図(A),(B)は検出部(酸素センサ素子)の分解斜視
図および斜視図、 第4図は第3図(A)におけるIII−III上の横断面図であ
る。 1……検出部、3……プローブ 11……漏斗状コンタクト、12……接続金具 13……リード線、B……酸素濃淡電池部 H1,H2……上部および下部加熱部 M……電気接触端子、P……酸素ポンプ部 T……温度検知部
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing the device of the present invention, FIGS. 2 (A) and 2 (B) are more detailed explanatory views of FIG. 1, and FIGS. 3 (A) and 3 (B) are detection results. 3 is an exploded perspective view and a perspective view of a portion (oxygen sensor element), and FIG. 4 is a transverse sectional view taken along line III-III in FIG. 3 (A). 1 ... Detection part, 3 ... probe 11 ... funnel-shaped contact, 12 ... connection fitting 13 ... lead wire, B ... oxygen concentration battery part H1, H2 ... upper and lower heating part M ... electrical contact Terminal, P ... Oxygen pump section T ... Temperature detection section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7363−2J G01N 27/46 327 H 7363−2J 27/58 B (56)参考文献 特開 昭60−128348(JP,A) 特開 昭61−108953(JP,A) 特開 昭54−123091(JP,A) 特開 昭60−123758(JP,A) 特開 昭60−188840(JP,A) 実開 昭54−394(JP,U)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location 7363-2J G01N 27/46 327 H 7363-2J 27/58 B (56) References JP-A-60 -128348 (JP, A) JP 61-108953 (JP, A) JP 54-123091 (JP, A) JP 60-123758 (JP, A) JP 60-188840 (JP, A) ) Actual development Sho 54-394 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】センシングセルと、加熱体および/または
温度検知体とを板状に積層一体に形成した検出部をプロ
ーブ内に配置してなる工業用ガス濃度測定装置であっ
て、耐熱性電気接触子を有するコンタクトをプローブ内
に設け、前記検出部を収容する保護管を取付フランジを
介して前記プローブに着脱自在に取付ると同時に、前記
検出部の基端部に設けた電気接触端子が前記コンタクト
の耐熱性電気接触子に着脱自在に差し込まれて電気的に
接続されるよう構成したことを特徴とする工業用ガス濃
度測定装置。
1. An industrial gas concentration measuring device comprising a probe and a detection section, which is formed by integrally laminating a sensing cell and a heating element and / or a temperature detecting element in a plate shape, and is provided in a probe. A contact having a contactor is provided in the probe, and a protective tube accommodating the detection part is detachably attached to the probe through a mounting flange, and at the same time, an electric contact terminal provided at the base end part of the detection part is attached. An industrial gas concentration measuring device, characterized in that it is detachably inserted into a heat-resistant electric contact of the contact and electrically connected.
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