JPH0694674A - 固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装置 - Google Patents
固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装置Info
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- JPH0694674A JPH0694674A JP4241804A JP24180492A JPH0694674A JP H0694674 A JPH0694674 A JP H0694674A JP 4241804 A JP4241804 A JP 4241804A JP 24180492 A JP24180492 A JP 24180492A JP H0694674 A JPH0694674 A JP H0694674A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ電極を加熱してから安定して使用でき
る安定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、
炭酸ガス濃度の測定精度を向上する固体電解質型炭酸ガ
スセンサの初期安定化方法及び炭酸ガス検出装置を提供
する。 【構成】 加熱手段２が検知電極１２ａ及び基準電極１
２ｂからなるセンサ電極１２と検知電極を被覆する炭酸
塩１３とを加熱していない期間、初期安定化手段５がセ
ンサ電極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセン
サ電極間に印加しておく。初期安定化手段５が加熱手段
への電源供給をオン・オフする電源スイッチ４に連動さ
れたスイッチ５２と、加熱手段への電源供給をオフした
ときスイッチを通じてセンサ電極間に発生する起電力と
逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加する電圧印加回
路５３，５４とからなる。
る安定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、
炭酸ガス濃度の測定精度を向上する固体電解質型炭酸ガ
スセンサの初期安定化方法及び炭酸ガス検出装置を提供
する。 【構成】 加熱手段２が検知電極１２ａ及び基準電極１
２ｂからなるセンサ電極１２と検知電極を被覆する炭酸
塩１３とを加熱していない期間、初期安定化手段５がセ
ンサ電極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセン
サ電極間に印加しておく。初期安定化手段５が加熱手段
への電源供給をオン・オフする電源スイッチ４に連動さ
れたスイッチ５２と、加熱手段への電源供給をオフした
ときスイッチを通じてセンサ電極間に発生する起電力と
逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加する電圧印加回
路５３，５４とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型炭酸ガスセ
ンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装
置に関するものである。
ンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、雰囲気中に存在するガス成分を検
出するセンサの一つとして固体電解質型センサがある。
このセンサはガス検知部とそれを動作温度に加熱するヒ
ータ部とで構成されている。ガス検知部１は、図３の模
式図に示すように、通常、イオン伝導体１１である固体
電解質を挟んだ形で検知電極１２ａと基準電極１２ｂと
を有するセンサ電極１２を備えている。この伝導体１１
としては特定のイオンを移動するイオン伝導体を用い、
検知電極１２ａと基準電極１２ｂには白金などの金属を
用いている。そして、検知電極に、上記特定のイオンと
検知目的のガス成分との両者を含む化合物１３を被覆し
て、一方だけが被検ガスに接触するようにして加熱し、
両電極間に生じる起電力を計測してガス濃度を検出して
いる。
出するセンサの一つとして固体電解質型センサがある。
このセンサはガス検知部とそれを動作温度に加熱するヒ
ータ部とで構成されている。ガス検知部１は、図３の模
式図に示すように、通常、イオン伝導体１１である固体
電解質を挟んだ形で検知電極１２ａと基準電極１２ｂと
を有するセンサ電極１２を備えている。この伝導体１１
としては特定のイオンを移動するイオン伝導体を用い、
検知電極１２ａと基準電極１２ｂには白金などの金属を
用いている。そして、検知電極に、上記特定のイオンと
検知目的のガス成分との両者を含む化合物１３を被覆し
て、一方だけが被検ガスに接触するようにして加熱し、
両電極間に生じる起電力を計測してガス濃度を検出して
いる。
【０００３】被検ガスが炭酸ガスの場合の固体電解質型
炭酸ガスセンサでは通常、イオン伝導体１１に固体電解
質からなるアルカリ金属イオン伝導体を用いている。ま
た、このイオン伝導体１１を挟んでいる検知電極１２ａ
としては白金の網などを用いてアルカリ金属炭酸塩から
なる化合物１３で被覆し、基準電極１２ｂとしては白金
のみからなる空気または炭酸ガスの中に密封したものが
用いられている。このため、被検ガスは検知電極１２ａ
には接触できるが、基準電極１２ｂには接触できないよ
うになっている。
炭酸ガスセンサでは通常、イオン伝導体１１に固体電解
質からなるアルカリ金属イオン伝導体を用いている。ま
た、このイオン伝導体１１を挟んでいる検知電極１２ａ
としては白金の網などを用いてアルカリ金属炭酸塩から
なる化合物１３で被覆し、基準電極１２ｂとしては白金
のみからなる空気または炭酸ガスの中に密封したものが
用いられている。このため、被検ガスは検知電極１２ａ
には接触できるが、基準電極１２ｂには接触できないよ
うになっている。
【０００４】そして、このセンサ電極１２を図示しない
ヒータ部によって被検ガスである炭酸ガス雰囲気中で約
４００℃から６００℃程度に加熱すると、検知電極１２
ａのアルカリ金属炭酸塩が雰囲気中の炭酸ガスと解離平
衡に達し両電極間に起電力が発生する。両電極間に負荷
ＬＤを接続することによって、起電力に応じた電流が負
荷ＬＤに流れるようになる。この起電力は炭酸ガス濃度
に応じて変化するため、その変化量により雰囲気中の炭
酸ガスの濃度を検出することができる。
ヒータ部によって被検ガスである炭酸ガス雰囲気中で約
４００℃から６００℃程度に加熱すると、検知電極１２
ａのアルカリ金属炭酸塩が雰囲気中の炭酸ガスと解離平
衡に達し両電極間に起電力が発生する。両電極間に負荷
ＬＤを接続することによって、起電力に応じた電流が負
荷ＬＤに流れるようになる。この起電力は炭酸ガス濃度
に応じて変化するため、その変化量により雰囲気中の炭
酸ガスの濃度を検出することができる。
【０００５】図４は上述した固体電解質型炭酸ガスセン
サを使用した固体電解質型炭酸ガス検出装置の電気回路
を示し、装置は、固体電解質型炭酸ガスセンサと、この
センサの加熱手段であるヒータ部２のためのヒータ用電
源３と、この電源３からヒータ部２への電源供給をオン
・オフする電源スイッチ４と、内部インピーダンスが極
めて大きなセンサの出力インピーダンスを下げるための
高入力インピーダンス回路５とを有する。上記ヒータ部
２の加熱は電源スイッチ４を投入することによって、ヒ
ータ用電源３の電圧をヒータ部２に印加することにより
行われる。
サを使用した固体電解質型炭酸ガス検出装置の電気回路
を示し、装置は、固体電解質型炭酸ガスセンサと、この
センサの加熱手段であるヒータ部２のためのヒータ用電
源３と、この電源３からヒータ部２への電源供給をオン
・オフする電源スイッチ４と、内部インピーダンスが極
めて大きなセンサの出力インピーダンスを下げるための
高入力インピーダンス回路５とを有する。上記ヒータ部
２の加熱は電源スイッチ４を投入することによって、ヒ
ータ用電源３の電圧をヒータ部２に印加することにより
行われる。
【０００６】図３について上述したセンサ部１の模式図
において、起電力の発生原理を以下説明する。加熱され
た金属炭酸塩からなる化合物１３では、下式（１）のよ
うな化学的反応によいて解離平衡に達していると考えら
れる。また、このときイオン伝導体１１がＮＡＳＩＣＯ
Ｎ（ナトリウムイオン伝導性セラミック）からなる場
合、下式（２）のような平衡が成立していると考えられ
る。
において、起電力の発生原理を以下説明する。加熱され
た金属炭酸塩からなる化合物１３では、下式（１）のよ
うな化学的反応によいて解離平衡に達していると考えら
れる。また、このときイオン伝導体１１がＮＡＳＩＣＯ
Ｎ（ナトリウムイオン伝導性セラミック）からなる場
合、下式（２）のような平衡が成立していると考えられ
る。
【０００７】
【化１】
【０００８】このセンサ部１の両電極１２ａ，１２ｂに
負荷ＬＤをつなぐと、ＣＯ2 分圧が小さい状態では、式
（１）では左に促進され炭酸塩の分解が進む。それに伴
ってＮＡＳＩＣＯＮからなるイオン伝導体１１の基準電
極１２ｂ側にＮａ2 Ｏの生成が起こると考えられる。ま
た、両電極１２ａ，１２ｂ間にＣＯ2 濃度に応じた起電
力が発生する。次に検知電極１２ａ側でＣＯ2 分圧が増
加すると、この反応が抑えられてＮａ2 ＣＯ3 の分解が
小さくなるかあるいは増加する方向に転じ、この結果と
しそのＣＯ2 分圧に応じて起電力は減少する。
負荷ＬＤをつなぐと、ＣＯ2 分圧が小さい状態では、式
（１）では左に促進され炭酸塩の分解が進む。それに伴
ってＮＡＳＩＣＯＮからなるイオン伝導体１１の基準電
極１２ｂ側にＮａ2 Ｏの生成が起こると考えられる。ま
た、両電極１２ａ，１２ｂ間にＣＯ2 濃度に応じた起電
力が発生する。次に検知電極１２ａ側でＣＯ2 分圧が増
加すると、この反応が抑えられてＮａ2 ＣＯ3 の分解が
小さくなるかあるいは増加する方向に転じ、この結果と
しそのＣＯ2 分圧に応じて起電力は減少する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の炭酸ガ
スセンサは未動作で放置した状態からセンサ電極を加熱
して動作状態とするときに、アルカリ金属炭酸塩が雰囲
気中の炭酸ガスと解離平衡に達するまでに要する時間が
長く、雰囲気中の炭酸ガスが高濃度であれば発生する起
電力は小さいが、通常の大気中のように炭酸ガス濃度が
３５０ｐｐｍ程度の低濃度では解離が大きく起電力も大
きい。
スセンサは未動作で放置した状態からセンサ電極を加熱
して動作状態とするときに、アルカリ金属炭酸塩が雰囲
気中の炭酸ガスと解離平衡に達するまでに要する時間が
長く、雰囲気中の炭酸ガスが高濃度であれば発生する起
電力は小さいが、通常の大気中のように炭酸ガス濃度が
３５０ｐｐｍ程度の低濃度では解離が大きく起電力も大
きい。
【００１０】このため、使用開始時に上述した最初の平
衡状態（大気中ＣＯ2 濃度）に達するのに時間が長くか
かることがある。この安定するまでの時間は、通電加熱
しないで放置しておいた日数や放置環境の温度、湿度の
影響などによって大きくなる。テストサンプルを例えば
１日放置した場合には、図５に示すように徐々に起電力
が上昇して略安定するまでに３０分以上の時間を要し、
１ヶ月放置した場合には数時間から１日程度の時間を要
するようになる。
衡状態（大気中ＣＯ2 濃度）に達するのに時間が長くか
かることがある。この安定するまでの時間は、通電加熱
しないで放置しておいた日数や放置環境の温度、湿度の
影響などによって大きくなる。テストサンプルを例えば
１日放置した場合には、図５に示すように徐々に起電力
が上昇して略安定するまでに３０分以上の時間を要し、
１ヶ月放置した場合には数時間から１日程度の時間を要
するようになる。
【００１１】このため、短時間に測定を終わらせる必要
の多い携帯用の測定器とした場合には測定値の精度が上
げられないという問題がある。また、濃度計とした場合
に、起電力が小から大（濃度表示では高から低）への変
化が遅いと、起電力が小さいとき表示がメータ設定を越
え、トラブルを生じているのか否かの判断ができないな
どの問題がある。
の多い携帯用の測定器とした場合には測定値の精度が上
げられないという問題がある。また、濃度計とした場合
に、起電力が小から大（濃度表示では高から低）への変
化が遅いと、起電力が小さいとき表示がメータ設定を越
え、トラブルを生じているのか否かの判断ができないな
どの問題がある。
【００１２】この欠点を解消して初期安定化を図る方法
として、使用開始時に色々なガスセンサで行われている
一時的に加熱電圧を高くするヒートアップ方法、センサ
に直接外部より電圧を一時的に加えて安定起電力に達す
るのを助ける方法（特願平３−２９６３８号）、放置中
に時々加熱して変化するのを防ぐ方法（特開平４−２２
８６１号公報）などの案が考えられているが、これらの
何れの方法もまだ十分とは言えなかった。
として、使用開始時に色々なガスセンサで行われている
一時的に加熱電圧を高くするヒートアップ方法、センサ
に直接外部より電圧を一時的に加えて安定起電力に達す
るのを助ける方法（特願平３−２９６３８号）、放置中
に時々加熱して変化するのを防ぐ方法（特開平４−２２
８６１号公報）などの案が考えられているが、これらの
何れの方法もまだ十分とは言えなかった。
【００１３】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、センサ電極を加熱してから安定して使用できる安
定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸
ガス濃度の測定精度を向上できるようにする固体電解質
型炭酸ガスセンサの初期安定化方法を提供することを第
１の目的としている。
鑑み、センサ電極を加熱してから安定して使用できる安
定動作状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸
ガス濃度の測定精度を向上できるようにする固体電解質
型炭酸ガスセンサの初期安定化方法を提供することを第
１の目的としている。
【００１４】また本発明は、上述した従来の問題点に鑑
み、電源投入後、安定動作状態になるまでの初期安定化
時間を短縮し、炭酸ガス濃度の測定精度を向上できるよ
うにした固体電解質型炭酸ガス検出装置を提供すること
を第２の目的としている。
み、電源投入後、安定動作状態になるまでの初期安定化
時間を短縮し、炭酸ガス濃度の測定精度を向上できるよ
うにした固体電解質型炭酸ガス検出装置を提供すること
を第２の目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため本発明により成された固体電解質型炭酸ガスセン
サの初期安定化方法は、固体電解質からなるイオン伝導
体と、該イオン伝導体を挟んで対向され、接触する炭酸
ガスの濃度に対応して起電力を発生する検知電極及び基
準電極からなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆する
炭酸塩と、前記センサ電極及び前記炭酸塩を加熱する加
熱手段とを備える固体電解質型炭酸ガスセンサにおい
て、前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記炭酸
塩を加熱していない期間、前記センサ電極間に発生する
起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加してお
くことを特徴としている。
るため本発明により成された固体電解質型炭酸ガスセン
サの初期安定化方法は、固体電解質からなるイオン伝導
体と、該イオン伝導体を挟んで対向され、接触する炭酸
ガスの濃度に対応して起電力を発生する検知電極及び基
準電極からなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆する
炭酸塩と、前記センサ電極及び前記炭酸塩を加熱する加
熱手段とを備える固体電解質型炭酸ガスセンサにおい
て、前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記炭酸
塩を加熱していない期間、前記センサ電極間に発生する
起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加してお
くことを特徴としている。
【００１６】上記第２の目的を達成するため本発明によ
り成された固体電解質型炭酸ガス検出装置は、固体電解
質からなるイオン伝導体と、該イオン伝導体を挟んで対
向され、接触する炭酸ガスの濃度に対応して起電力を発
生する検知電極及び基準電極からなるセンサ電極と、前
記検知電極を被覆する炭酸塩と、前記センサ電極及び前
記炭酸塩を加熱する加熱手段とを備える固体電解質型炭
酸ガスセンサを有する固体電解質型炭酸ガス検出装置に
おいて、前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記
炭酸塩を加熱していない期間、前記センサ電極間に発生
する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印
加する初期安定化手段を有することを特徴としている。
り成された固体電解質型炭酸ガス検出装置は、固体電解
質からなるイオン伝導体と、該イオン伝導体を挟んで対
向され、接触する炭酸ガスの濃度に対応して起電力を発
生する検知電極及び基準電極からなるセンサ電極と、前
記検知電極を被覆する炭酸塩と、前記センサ電極及び前
記炭酸塩を加熱する加熱手段とを備える固体電解質型炭
酸ガスセンサを有する固体電解質型炭酸ガス検出装置に
おいて、前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記
炭酸塩を加熱していない期間、前記センサ電極間に発生
する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印
加する初期安定化手段を有することを特徴としている。
【００１７】前記初期安定化手段が、前記加熱手段への
電源供給をオン・オフする電源スイッチに連動されたス
イッチと、前記加熱手段への電源供給をオフしたとき前
記スイッチを通じて前記センサ電極間に発生する起電力
と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印加する電圧
印加回路とからなることを特徴としている。
電源供給をオン・オフする電源スイッチに連動されたス
イッチと、前記加熱手段への電源供給をオフしたとき前
記スイッチを通じて前記センサ電極間に発生する起電力
と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印加する電圧
印加回路とからなることを特徴としている。
【００１８】
【作用】上記方法により、加熱手段によってセンサ電極
及び炭酸塩を加熱していない期間、センサ電極間に発生
する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加し
ているので、放置中の炭酸塩の分解の進行を抑えること
ができる。
及び炭酸塩を加熱していない期間、センサ電極間に発生
する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加し
ているので、放置中の炭酸塩の分解の進行を抑えること
ができる。
【００１９】また、上記装置構成により、初期安定化手
段が、加熱手段によってセンサ電極及び炭酸塩を加熱し
ていない期間、センサ電極間に発生する起電力と逆極性
の一定電圧を前記センサ電極間に印加するので、放置中
に炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
段が、加熱手段によってセンサ電極及び炭酸塩を加熱し
ていない期間、センサ電極間に発生する起電力と逆極性
の一定電圧を前記センサ電極間に印加するので、放置中
に炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
【００２０】初期安定化手段において、加熱手段への電
源供給をオン・オフする電源スイッチが加熱手段への電
源供給をオフしたとき、この電源スイッチと連動された
スイッチを通じて電圧印加回路がセンサ電極間に発生す
る起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加する
ので、格別な操作を行うことなく、放置中に炭酸塩の分
解の進行を抑えることができる。
源供給をオン・オフする電源スイッチが加熱手段への電
源供給をオフしたとき、この電源スイッチと連動された
スイッチを通じて電圧印加回路がセンサ電極間に発生す
る起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加する
ので、格別な操作を行うことなく、放置中に炭酸塩の分
解の進行を抑えることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明による方法によって初期安定化した
固体電解質型炭酸ガス検出装置の一実施例を示す電気回
路を示し、図４について上述した従来のものと同等の部
分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
する。図１は本発明による方法によって初期安定化した
固体電解質型炭酸ガス検出装置の一実施例を示す電気回
路を示し、図４について上述した従来のものと同等の部
分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２２】本発明による固体電解質型炭酸ガスセンサ
の初期安定化方法では、実際には大変複雑で明確には説
明できないが、センサの放置中に起き、初期安定化を阻
害する一因として、センサの放置中に進行する速度の大
変遅い炭酸塩の分解を考え、放置中に炭酸塩の分解が進
まない方向、すなわち、センサ電極及び炭酸塩を加熱し
ていない期間、センサ電極間に発生する起電力と逆極性
の一定電圧をセンサ電極間に擬似的に外部より加えるよ
うにしている。
の初期安定化方法では、実際には大変複雑で明確には説
明できないが、センサの放置中に起き、初期安定化を阻
害する一因として、センサの放置中に進行する速度の大
変遅い炭酸塩の分解を考え、放置中に炭酸塩の分解が進
まない方向、すなわち、センサ電極及び炭酸塩を加熱し
ていない期間、センサ電極間に発生する起電力と逆極性
の一定電圧をセンサ電極間に擬似的に外部より加えるよ
うにしている。
【００２３】この方法を実施して初期安定化するため、
本発明による固体電解質型炭酸ガス検出装置は、図１に
示すように、ヒータ部２によってセンサ電極１２及び図
示しない炭酸塩を加熱していない期間、センサ電極１２
間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間
に印加する初期安定化手段としての初期安定化回路５を
有する。
本発明による固体電解質型炭酸ガス検出装置は、図１に
示すように、ヒータ部２によってセンサ電極１２及び図
示しない炭酸塩を加熱していない期間、センサ電極１２
間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間
に印加する初期安定化手段としての初期安定化回路５を
有する。
【００２４】初期安定化回路５は、乾電池でよい直流電
源５１と、この直流電源５１の電圧を分圧する調整可能
な半固定抵抗ＶＲ１及びＶＲ２と、ヒータ部２への電源
供給をオン・オフする電源スイッチ４に連動されてオフ
・オンされるスイッチ５２と、直流電源５１の＋側をセ
ンサ電極１２のうちの検知電極１２ａに接続する回路５
３と、半固定抵抗ＶＲ１及びＶＲ２によって分圧した電
圧をセンサ電極１２のうちの基準電極１２ｂに接続する
回路５４とを有する。上記回路５３及び５４は、ヒータ
部２への電源供給をオフしたときスイッチ５２を通じて
センサ電極間１２に発生する起電力と逆極性の一定電圧
をセンサ電極１２間に印加する電圧印加回路を構成して
いる。
源５１と、この直流電源５１の電圧を分圧する調整可能
な半固定抵抗ＶＲ１及びＶＲ２と、ヒータ部２への電源
供給をオン・オフする電源スイッチ４に連動されてオフ
・オンされるスイッチ５２と、直流電源５１の＋側をセ
ンサ電極１２のうちの検知電極１２ａに接続する回路５
３と、半固定抵抗ＶＲ１及びＶＲ２によって分圧した電
圧をセンサ電極１２のうちの基準電極１２ｂに接続する
回路５４とを有する。上記回路５３及び５４は、ヒータ
部２への電源供給をオフしたときスイッチ５２を通じて
センサ電極間１２に発生する起電力と逆極性の一定電圧
をセンサ電極１２間に印加する電圧印加回路を構成して
いる。
【００２５】この構成によって、電源スイッチ４のオフ
によってヒータ部２への電源供給をオフすると、初期安
定化手段５中のスイッチ５２がオンして、ヒータ部２に
よってセンサ電極１２及び図示しない炭酸塩を加熱して
いない期間、センサ電極１２間に発生する起電力と逆極
性の一定電圧をセンサ電極間に印加する。
によってヒータ部２への電源供給をオフすると、初期安
定化手段５中のスイッチ５２がオンして、ヒータ部２に
よってセンサ電極１２及び図示しない炭酸塩を加熱して
いない期間、センサ電極１２間に発生する起電力と逆極
性の一定電圧をセンサ電極間に印加する。
【００２６】今、加熱使用時に大気中のＣＯ2 濃度にお
いて２８７ｍＶ程度の起電力を発生するテストサンプル
を１週間放置して再度使用開始したときの初期安定時間
について、上述した初期安定化手段５のない場合とある
場合を対比して示す図２のグラフから明らかなように、
点線で示す前者の場合では２８７ｍＶ程度に戻るのに１
時間程度要しているのに対し、実線で示す後者では約１
０分程度で安定域に到達していることが判る。
いて２８７ｍＶ程度の起電力を発生するテストサンプル
を１週間放置して再度使用開始したときの初期安定時間
について、上述した初期安定化手段５のない場合とある
場合を対比して示す図２のグラフから明らかなように、
点線で示す前者の場合では２８７ｍＶ程度に戻るのに１
時間程度要しているのに対し、実線で示す後者では約１
０分程度で安定域に到達していることが判る。
【００２７】放置中に印加する電圧と電流はそのセンサ
が大気中で有する起電力よりは高いほうがよいが、あま
り高すぎると通電開始時に起電力の低下が起こって逆に
安定化が劣化することになる。
が大気中で有する起電力よりは高いほうがよいが、あま
り高すぎると通電開始時に起電力の低下が起こって逆に
安定化が劣化することになる。
【００２８】図示の例では、直流電源５１に1.5 Ｖの単
３電池を使用し、各々略１ＭΩ程度半固定抵抗ＶＲ１，
ＶＲ２によって分圧された約0.75Ｖの電圧をセンサ電極
１２に印加している。このようにかけた電圧及び電流は
分圧ための半固定抵抗ＶＲ１，ＶＲ２を個々のセンサに
よってある程度調整する必要があり、またセンサの放置
時間も考慮しておく必要がある。また、この電圧を印加
することによる感度、応答速度に与える影響はない。
３電池を使用し、各々略１ＭΩ程度半固定抵抗ＶＲ１，
ＶＲ２によって分圧された約0.75Ｖの電圧をセンサ電極
１２に印加している。このようにかけた電圧及び電流は
分圧ための半固定抵抗ＶＲ１，ＶＲ２を個々のセンサに
よってある程度調整する必要があり、またセンサの放置
時間も考慮しておく必要がある。また、この電圧を印加
することによる感度、応答速度に与える影響はない。
【００２９】なお、放置中に印加する電圧の極性を逆に
した場合には、顕著に感度、応答速度の劣化がもたらさ
れることが確認されている。
した場合には、顕著に感度、応答速度の劣化がもたらさ
れることが確認されている。
【００３０】上述した実施例によれば、固体電解質型炭
酸ガスセンサの初期通電後の安定化するまでの時間が、
１ヶ月以上の長い時間放置されていても、実用的な計測
を開始するまでの待機時間の５〜１０分以内にされるよ
うになる。
酸ガスセンサの初期通電後の安定化するまでの時間が、
１ヶ月以上の長い時間放置されていても、実用的な計測
を開始するまでの待機時間の５〜１０分以内にされるよ
うになる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
置中の炭酸塩の分解の進行を抑えることができるので、
センサ電極を加熱してから安定して使用できる安定動作
状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃
度の測定精度を向上できるようになる。
置中の炭酸塩の分解の進行を抑えることができるので、
センサ電極を加熱してから安定して使用できる安定動作
状態になるまでの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃
度の測定精度を向上できるようになる。
【００３２】また、初期安定化手段が放置中にセンサ電
極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ
電極間に印加して、放置中に炭酸塩の分解の進行を抑え
ることができるので、電源投入後、安定動作状態になる
までの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃度の測定精
度を向上できる。特に、加熱を止めたとき自動的にセン
サ電極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ
電極間に印加するので、格別な操作を行うことなく、放
置中に炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧を前記センサ
電極間に印加して、放置中に炭酸塩の分解の進行を抑え
ることができるので、電源投入後、安定動作状態になる
までの初期安定化時間を短縮し、炭酸ガス濃度の測定精
度を向上できる。特に、加熱を止めたとき自動的にセン
サ電極間に発生する起電力と逆極性の一定電圧をセンサ
電極間に印加するので、格別な操作を行うことなく、放
置中に炭酸塩の分解の進行を抑えることができる。
【図１】本発明による方法を実施した炭酸ガス検出装置
の電気回路を示す図である。
の電気回路を示す図である。
【図２】本発明による方法及びこの方法を実施した炭酸
ガス検出装置によって得られる効果を説明するためのグ
ラフである。
ガス検出装置によって得られる効果を説明するためのグ
ラフである。
【図３】固体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ部の構造
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図４】従来の炭酸ガス検出装置の一例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の方法及び装置の問題点を説明するための
グラフである。
グラフである。
１ 固体電解質型炭酸ガスセンサのセンサ部 １１ イオン伝導体 １２ センサ電極 １２ａ 検知電極 １２ｂ 基準電極 １３ 炭酸塩（化合物） ２ 加熱手段（ヒータ部） ４ 電源スイッチ ５ 初期安定化手段（初期安定化回路） ５２ スイッチ ５３，５４ 電圧印加回路（回路）
Claims (3)
- 【請求項１】 固体電解質からなるイオン伝導体と、該
イオン伝導体を挟んで対向され、接触する炭酸ガスの濃
度に対応して起電力を発生する検知電極及び基準電極か
らなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆する炭酸塩
と、前記センサ電極及び前記炭酸塩を加熱する加熱手段
とを備える固体電解質型炭酸ガスセンサにおいて、 前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記炭酸塩を
加熱していない期間、前記センサ電極間に発生する起電
力と逆極性の一定電圧をセンサ電極間に印加しておくこ
とを特徴とする固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定
化方法。 - 【請求項２】 固体電解質からなるイオン伝導体と、該
イオン伝導体を挟んで対向され、接触する炭酸ガスの濃
度に対応して起電力を発生する検知電極及び基準電極か
らなるセンサ電極と、前記検知電極を被覆する炭酸塩
と、前記センサ電極及び前記炭酸塩を加熱する加熱手段
とを備える固体電解質型炭酸ガスセンサを有する固体電
解質型炭酸ガス検出装置において、 前記加熱手段によって前記センサ電極及び前記炭酸塩を
加熱していない期間、前記センサ電極間に発生する起電
力と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印加する初
期安定化手段を有することを特徴とする固体電解質型炭
酸ガス検出装置。 - 【請求項３】 前記初期安定化手段が、前記加熱手段へ
の電源供給をオン・オフする電源スイッチに連動された
スイッチと、前記加熱手段への電源供給をオフしたとき
前記スイッチを通じて前記センサ電極間に発生する起電
力と逆極性の一定電圧を前記センサ電極間に印加する電
圧印加回路とからなることを特徴とする請求項２記載の
固体電解質型炭酸ガス検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241804A JP2772330B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241804A JP2772330B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694674A true JPH0694674A (ja) | 1994-04-08 |
| JP2772330B2 JP2772330B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=17079759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4241804A Expired - Fee Related JP2772330B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 固体電解質型炭酸ガスセンサの初期安定化方法及び固体電解質型炭酸ガス検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2772330B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276123A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Riken Keiki Co Ltd | 半導体センサ式ガス検知装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422861A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Matsushita Seiko Co Ltd | 炭酸ガス検知装置 |
| JPH04145356A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 炭酸ガスセンサ装置 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP4241804A patent/JP2772330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422861A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Matsushita Seiko Co Ltd | 炭酸ガス検知装置 |
| JPH04145356A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 炭酸ガスセンサ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276123A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Riken Keiki Co Ltd | 半導体センサ式ガス検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2772330B2 (ja) | 1998-07-02 |
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