JPH0664005B2 - 複合ガスセンサ - Google Patents
複合ガスセンサInfo
- Publication number
- JPH0664005B2 JPH0664005B2 JP61169624A JP16962486A JPH0664005B2 JP H0664005 B2 JPH0664005 B2 JP H0664005B2 JP 61169624 A JP61169624 A JP 61169624A JP 16962486 A JP16962486 A JP 16962486A JP H0664005 B2 JPH0664005 B2 JP H0664005B2
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- Japan
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- electrodes
- heater
- solid electrolyte
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、固体電解質を利用した、複合ガスセンサに
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］ 従来、たとえば固体電解質を利用した酸素センサは、板
状の固体電解質の表裏の両側に電極を形成し、一方の電
極（陰極）に有孔キャップ等を設け、電極間に電圧を印
加するとともに、電極間を流れる電流値から酸素濃度を
測定している。
状の固体電解質の表裏の両側に電極を形成し、一方の電
極（陰極）に有孔キャップ等を設け、電極間に電圧を印
加するとともに、電極間を流れる電流値から酸素濃度を
測定している。
［この発明が解決しようとする問題点］ このように、固体電解質の両側に電極を設けた構造で
は、検出感度、応答速度の向上のために固体電解質を薄
くする必要があるが、これでは機械的強度が低下してし
まう。また、電極を固体電解質の表裏に形成するため、
製作上、これだけで２工程を必要とし、工数を多く要し
ていた。
は、検出感度、応答速度の向上のために固体電解質を薄
くする必要があるが、これでは機械的強度が低下してし
まう。また、電極を固体電解質の表裏に形成するため、
製作上、これだけで２工程を必要とし、工数を多く要し
ていた。
この発明の目的は、以上の点に鑑み、簡単な構成で、感
度良く、酸素その他のガス濃度の検出ができる複合ガス
センサを提供することである。
度良く、酸素その他のガス濃度の検出ができる複合ガス
センサを提供することである。
［問題点を解決するための手段］ この発明は、酸素イオンを透過する固体電解質の一方の
側に１対の電極を設け、この１対の電極の一方に有孔キ
ャップまたは多孔質材等よりなる拡散手段を設け、電極
間に電圧を印加し、電極間を流れる電流値から酸素濃度
または湿度等のガス濃度を検出するとともにヒータに可
燃性ガスが接触して燃焼発熱することから可燃性ガスを
検出するようにした複合ガスセンサである。
側に１対の電極を設け、この１対の電極の一方に有孔キ
ャップまたは多孔質材等よりなる拡散手段を設け、電極
間に電圧を印加し、電極間を流れる電流値から酸素濃度
または湿度等のガス濃度を検出するとともにヒータに可
燃性ガスが接触して燃焼発熱することから可燃性ガスを
検出するようにした複合ガスセンサである。
［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す平面説明図、第２
図は、測定系を含む断面説明図である。
図は、測定系を含む断面説明図である。
図において、１は、酸化ジルコニウム等に酸化イットリ
ウムＹ２Ｏ３等を固溶させた酸素イオンを透過する基板
状の固体電解質で、この固体電解質１の一方の側にPt、
Ag等よりなる電極21、22が蒸着、スパッタリングその他
で形成され、この一方の電極22には、内部に空間を有し
適当な穴径の拡散孔30が設けられた拡散手段としての有
孔キャップ３が設けられている。なお、第１図で分るよ
うに電極21、22は、羽子板状で取出部210、220にリード
線41、42が接続されている。また、たとえば固体電解質
１の他方の側には、Pt等の触媒作用を有するヒータ５が
形成されている。
ウムＹ２Ｏ３等を固溶させた酸素イオンを透過する基板
状の固体電解質で、この固体電解質１の一方の側にPt、
Ag等よりなる電極21、22が蒸着、スパッタリングその他
で形成され、この一方の電極22には、内部に空間を有し
適当な穴径の拡散孔30が設けられた拡散手段としての有
孔キャップ３が設けられている。なお、第１図で分るよ
うに電極21、22は、羽子板状で取出部210、220にリード
線41、42が接続されている。また、たとえば固体電解質
１の他方の側には、Pt等の触媒作用を有するヒータ５が
形成されている。
そして、電極21、22間には直流の電圧源６から電極21を
陽極、電極22を陰極として所定の電圧が印加され、電流
測定手段７で電極21、22間を流れる電流値が測定され
る。また、ヒータ５には、たとえば定電流源８より電流
が供給され、必要に応じ電圧測定手段９でヒータ５の抵
抗値を測定する。
陽極、電極22を陰極として所定の電圧が印加され、電流
測定手段７で電極21、22間を流れる電流値が測定され
る。また、ヒータ５には、たとえば定電流源８より電流
が供給され、必要に応じ電圧測定手段９でヒータ５の抵
抗値を測定する。
つまり、酸素ガス濃度を測定する場合、ヒータ５に通電
加熱する等して固体電解質１をたとえば約350℃以上に
加熱し、そのイオン導電率を高める。そして、電圧源６
より電極21、22に電圧を印加し、固体電解質１を酸素ポ
ンプとして機能させる。
加熱する等して固体電解質１をたとえば約350℃以上に
加熱し、そのイオン導電率を高める。そして、電圧源６
より電極21、22に電圧を印加し、固体電解質１を酸素ポ
ンプとして機能させる。
酸素Ｏ２は電極22で電子を受けとってＯ２ −とイオン化
し、この酸素イオンＯ２ −が固体電解質１を透過して電
極21に達し、再び酸素Ｏ２となって外気へ排出される。
このとき、拡散孔30を介して有効キャップ３内に酸素Ｏ
２等を含む外気が固体電解質１の酸素ポンプの酸素送出
能力を越えない程度に拡散・流入し、この酸素分圧に応
じ電流が電極21、22間に流れ、この電流値を電流測定手
段７で測定することにより、空気中の酸素濃度を検出で
きる。
し、この酸素イオンＯ２ −が固体電解質１を透過して電
極21に達し、再び酸素Ｏ２となって外気へ排出される。
このとき、拡散孔30を介して有効キャップ３内に酸素Ｏ
２等を含む外気が固体電解質１の酸素ポンプの酸素送出
能力を越えない程度に拡散・流入し、この酸素分圧に応
じ電流が電極21、22間に流れ、この電流値を電流測定手
段７で測定することにより、空気中の酸素濃度を検出で
きる。
つまり、第３図で示すように、電圧源６の電圧を所定の
値とし、酸素濃度が変わると電流値が変化し、この電流
値から酸素濃度を検出できる。
値とし、酸素濃度が変わると電流値が変化し、この電流
値から酸素濃度を検出できる。
また、空気中に水分が存在すると、電極22で水分Ｈ２Ｏ
は電気分解して酸素イオンができ、この酸素イオンが電
極21に移動し、電流が発生する。第３図で点線で示すよ
うに水分値に応じた出力が得られ、これにより水分率を
検出することができる。この場合、酸素ガス濃度につい
ては、1.5V付近で測定すれば水分の影響を受けない。
は電気分解して酸素イオンができ、この酸素イオンが電
極21に移動し、電流が発生する。第３図で点線で示すよ
うに水分値に応じた出力が得られ、これにより水分率を
検出することができる。この場合、酸素ガス濃度につい
ては、1.5V付近で測定すれば水分の影響を受けない。
また、空気中に可燃性ガスが存在すると、ヒータ５の触
媒作用で燃焼発熱し、この発熱によりヒータ５の抵抗値
が変化する。ヒータ５に加熱用の定電流を定電流源８か
ら供給しておき、ヒータ５の抵抗値変化を電圧測定手段
９で測定し可燃性ガスを検出する。なお、図示しない別
の温度センサで可燃性ガスの燃焼発熱を検出してもよ
い。また、可燃性ガスが燃焼すると、電流測定手段７の
測定値が減少するので、このことによっても可燃性ガス
の検出ができる。
媒作用で燃焼発熱し、この発熱によりヒータ５の抵抗値
が変化する。ヒータ５に加熱用の定電流を定電流源８か
ら供給しておき、ヒータ５の抵抗値変化を電圧測定手段
９で測定し可燃性ガスを検出する。なお、図示しない別
の温度センサで可燃性ガスの燃焼発熱を検出してもよ
い。また、可燃性ガスが燃焼すると、電流測定手段７の
測定値が減少するので、このことによっても可燃性ガス
の検出ができる。
第４図は、他の実施例の要部を示し、この例では、固体
電解質１の一方の側に１対の電極21、22を形成し、その
一方の電極22に有孔キャップと同様の機能をもつ拡散手
段としての多孔質材10を形成している。この多孔質材10
は、たとえば、固体電解質１と同様の材質の酸化ジルコ
ニウムをスパッタリング等で形成するとよい。この拡散
手段により固体電解質１のポンプ作用の能力を越えない
程度の酸素ガス等が電極22に達し、酸素ガス等の濃度の
検出が可能となる。つまり、前述の有孔キャップ３、多
孔質材10等の拡散手段により酸素ガス等の律速を行って
いる。
電解質１の一方の側に１対の電極21、22を形成し、その
一方の電極22に有孔キャップと同様の機能をもつ拡散手
段としての多孔質材10を形成している。この多孔質材10
は、たとえば、固体電解質１と同様の材質の酸化ジルコ
ニウムをスパッタリング等で形成するとよい。この拡散
手段により固体電解質１のポンプ作用の能力を越えない
程度の酸素ガス等が電極22に達し、酸素ガス等の濃度の
検出が可能となる。つまり、前述の有孔キャップ３、多
孔質材10等の拡散手段により酸素ガス等の律速を行って
いる。
［発明の効果］ 以上述べたように、この発明は、固体電解質の一方の側
に１対の電極を設けるようにしたので、感度を高めるた
め固体電解質の厚さを薄くする必要がなく、十分な厚さ
にできるので機械的強度が大きく、高信頼性のものとな
る。また、基板の一方の一側に１対の電極を同時に形成
できるので工数低減が図れ、製作が容易で、安価なもの
となる。このように、この発明では、簡単な構成で、酸
素、湿度、可燃性ガス等を複合的に検出可能となる。
に１対の電極を設けるようにしたので、感度を高めるた
め固体電解質の厚さを薄くする必要がなく、十分な厚さ
にできるので機械的強度が大きく、高信頼性のものとな
る。また、基板の一方の一側に１対の電極を同時に形成
できるので工数低減が図れ、製作が容易で、安価なもの
となる。このように、この発明では、簡単な構成で、酸
素、湿度、可燃性ガス等を複合的に検出可能となる。
第１図、第２図、第４図は、この発明の一実施例を示す
構成説明図、第３図は、特性説明図である。 １……固体電解質、21、22……電極、３……有孔キャッ
プ、41、42……リード線、５……ヒータ、６……電圧
源、７……電流測定手段、８……定電流源、９……電圧
測定手段、10……多孔質材
構成説明図、第３図は、特性説明図である。 １……固体電解質、21、22……電極、３……有孔キャッ
プ、41、42……リード線、５……ヒータ、６……電圧
源、７……電流測定手段、８……定電流源、９……電圧
測定手段、10……多孔質材
───────────────────────────────────────────────────── 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 7235−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 27/46 ３１１ Ｊ
Claims (1)
- 【請求項１】酸素イオンを透過する基板状の固体電解質
と、この固体電解質の基板の一方の側に平行に設けられ
た１対の電極と、この１対の電極に設けられた取出部に
接続するリード線と、前記１対の電極の一方に設けられ
た有孔キャップまたは多孔質材等によりなる拡散手段
と、前記固体電解質の基板の他方の側に設けられたヒー
タと、前記リード線を介し前記電極間に電圧を印加する
電圧源と、前記電極間を流れる電流値を測定する電流測
定手段と、前記ヒータに電流を供給する定電流源と、前
記ヒータの抵抗値を測定するための電圧測定手段とを備
え、前記電流測定手段の電流値から酸素濃度または湿度
等のガス濃度を測定するとともに前記ヒータに可燃性ガ
スが接触して燃焼発熱することによるヒータの抵抗値変
化を前記電圧測定手段で測定し可燃性ガスを検出するこ
とを特徴とする複合ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169624A JPH0664005B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 複合ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169624A JPH0664005B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 複合ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326565A JPS6326565A (ja) | 1988-02-04 |
| JPH0664005B2 true JPH0664005B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=15889953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61169624A Expired - Lifetime JPH0664005B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 複合ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664005B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109412B2 (ja) * | 1991-10-04 | 1995-11-22 | 株式会社フジクラ | 酸素センサ |
| JPH05119017A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-14 | Yazaki Corp | ガスセンサ |
| JPH0820406B2 (ja) * | 1992-11-20 | 1996-03-04 | 株式会社フジクラ | 限界電流式酸素センサの製造方法 |
| JP3658285B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2005-06-08 | 東京瓦斯株式会社 | 一酸化炭素センサおよび一酸化炭素濃度計 |
| JP6941373B2 (ja) * | 2016-03-17 | 2021-09-29 | ネクスセリス イノベーション ホールディングス， エルエルシーＮｅｘｃｅｒｉｓ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ， Ｌｌｃ | アンペロメトリック電気化学センサ、センサシステムおよび検出方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5389799A (en) * | 1977-01-18 | 1978-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | Combustible gas detector |
| DE2909201C2 (de) * | 1979-03-09 | 1986-11-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektrochemischer Meßfühler für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbesondere in Abgasen von Brennkraftmaschninen |
| JPS5941757U (ja) * | 1982-09-11 | 1984-03-17 | 株式会社フジクラ | 固体電解質酸素センサ |
| JPH0660884B2 (ja) * | 1983-09-19 | 1994-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | 湿度測定装置 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61169624A patent/JPH0664005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326565A (ja) | 1988-02-04 |
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