JPH087181B2 - Carbon dioxide sensor - Google Patents

Carbon dioxide sensor

Info

Publication number
JPH087181B2
JPH087181B2 JP63096039A JP9603988A JPH087181B2 JP H087181 B2 JPH087181 B2 JP H087181B2 JP 63096039 A JP63096039 A JP 63096039A JP 9603988 A JP9603988 A JP 9603988A JP H087181 B2 JPH087181 B2 JP H087181B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
anode layer
gas
layer
anode
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 - Fee Related
Application number
JP63096039A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01267453A (en
Inventor
徹 小野内
昌志 西口
武司 竹田
聰 関戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63096039A priority Critical patent/JPH087181B2/en
Publication of JPH01267453A publication Critical patent/JPH01267453A/en
Publication of JPH087181B2 publication Critical patent/JPH087181B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、施設園芸,環境衛生,防災用,工業用など
の炭酸ガス濃度を計測あるいは制御する場所に使用する
イオン伝導体を用いた構造の固体電解質型炭酸ガスセン
サに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid structure having an ionic conductor which is used in a place where carbon dioxide concentration is measured or controlled for facility horticulture, environmental hygiene, disaster prevention, industrial use, etc. The present invention relates to an electrolyte type carbon dioxide gas sensor.

従来の技術 近年、空調・農畜産分野を中心に炭酸ガスセンサに対
するニーズが高まり、種々の方式のセンサが開発・実用
化が進められている。しかし、実用上、その信頼性に多
くの課題が残されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing need for carbon dioxide sensors mainly in the fields of air conditioning and agriculture and livestock, and various types of sensors have been developed and put into practical use. However, in practice, many problems remain in its reliability.

以下、第5図および第6図を参照しながら上述した従
来の炭酸ガスセンサの例について説明する。
Hereinafter, an example of the conventional carbon dioxide gas sensor described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

第5図および第6図は、従来の固体電解質型炭酸ガス
センサの構成を示すものである。第5図において、固体
電解質からなるイオン伝導体としての薄板状のNASICON
(ナトリウムイオン伝導体セラミックス)板11は、その
両端に電圧信号取り出し用の1対の多孔質な電極層12a,
12bを備え、さらに、その電極層12a,12bのいずれか一方
の一部、あるいは全部を覆う形状で炭酸ガスと解離平衡
を形成する炭酸ナトリウム13が付着され、炭酸ナトリウ
ム13を付着した側を陰極層12aと称し、ない側を陽極層1
2bを称しガス感知部1を構成していた。NASICONの組成
は、Na1+XZr2SiXP3-XO12、(0≦X≦3)である。また
第6図のこのガス感知部1には、片面下部に加熱用ヒー
タ2を備え、1対の陰・陽極層12a,12bから引き出した
リード線3a,3b、および加熱用ヒータ2から引出した2
本のリード線5a,5bを介して下部の台座6に固定されて
いる。リード線3a,3bおよびリード線5a,5bは、それぞれ
信号出力用および電圧印加用で台座6を貫通している。
5 and 6 show the structure of a conventional solid electrolyte type carbon dioxide gas sensor. In Fig. 5, NASICON in the form of a thin plate as an ion conductor made of a solid electrolyte
The (sodium ion conductor ceramics) plate 11 has a pair of porous electrode layers 12a for extracting voltage signals at both ends thereof.
12b, sodium carbonate 13 forming a dissociation equilibrium with carbon dioxide in a shape covering part or all of one of the electrode layers 12a, 12b is attached, and the side to which sodium carbonate 13 is attached is the cathode. Layer 12a is referred to as the anode layer 1 on the non-side
The gas sensing unit 1 was constructed by calling 2b. The composition of NASICON is Na 1 + X Zr 2 Si X P 3-X O 12 , (0 ≦ X ≦ 3). Further, the gas sensing portion 1 of FIG. 6 is provided with a heater 2 for heating on the lower surface of one side, and lead wires 3a, 3b drawn from a pair of negative / anode layers 12a, 12b and a heater 2 for drawing. Two
It is fixed to the lower pedestal 6 via lead wires 5a and 5b. The lead wires 3a and 3b and the lead wires 5a and 5b penetrate the pedestal 6 for signal output and voltage application, respectively.

プロテクタ4は、内包するガス感知部1、ヒータ2、
リード線3a,3b,5a,5bそれぞれを機械的損傷から保護す
るとともに、測定雰囲気と接触を良くするためにステン
レス製金網で構成され、台座6に固定されている。
The protector 4 includes a gas sensing unit 1, a heater 2,
Each of the lead wires 3a, 3b, 5a, 5b is made of a stainless wire mesh and is fixed to the pedestal 6 in order to protect it from mechanical damage and to improve the contact with the measurement atmosphere.

上記構成において、ガス感知部1は以下の電池を構成
し得る。すなわち、 このような電池を構成するガス感知部1をヒータ2によ
り測定温度に加熱すると、陰極層12aおよび陽極層12b各
々以下のような電池反応が起き、 両電極間には次式に表わされる起電力が発生する。
In the above structure, the gas sensing unit 1 can form the following battery. That is, When the gas sensing part 1 constituting such a battery is heated to the measurement temperature by the heater 2, the following battery reactions occur in the cathode layer 12a and the anode layer 12b, respectively. An electromotive force represented by the following equation is generated between both electrodes.

ここで E:発生起電力 P*:雰囲気全圧 R:気体定数 PCO2:雰囲気中の炭酸ガス分圧 F:ファラディ定数 aNa2O:NASICON中のNa2Oの活量 T:絶対温度 aNa2CO3:Na2CO3の活量 (3)式から、発生起電力Eは雰囲気中の炭酸ガス分圧
の対数に比例する。したがって、この起電力を陰極層12
a,陽極層12bよりリード線3a,3bを介して取り出すことに
より雰囲気中の炭酸ガス濃度を電気的に検出していた。
Where E: electromotive force P * : total atmospheric pressure R: gas constant P CO 2 : partial pressure of carbon dioxide in the atmosphere F: Faraday constant a Na 2 O: Na 2 O activity in NASICON T: absolute temperature a Na 2 CO 3 : Na 2 CO 3 activity From equation (3), the generated electromotive force E is proportional to the logarithm of the partial pressure of carbon dioxide in the atmosphere. Therefore, this electromotive force is applied to the cathode layer 12
The carbon dioxide concentration in the atmosphere was electrically detected by taking out from the a and the anode layer 12b through the lead wires 3a and 3b.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では以下のような課
題を有していた。すなわち、上記の電池反応(1),
(2)により陽極層とNASICON界面に生成する酸化ナト
リウムNa2Oが電池反応(2)に関与する酸素イオンを供
給するため多孔性を持たせた陽極層を介して雰囲気中の
水分,あるいは炭酸ガスと接すると以下の反応を起こ
す。すなわち、 Na2O(S)+H2O(g)→2NaOH ……(4) 2NaOH+2CO2→2NaHCO3 ……(5) 2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 ……(6) これらの反応により陽極層とNASICON界面にNaCO3が形
成され、陽極層上に擬陰極が形成されることになり、特
性が劣化し、検出感度が消失することになる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, the above configuration has the following problems. That is, the above battery reaction (1),
Sodium oxide Na 2 O generated at the interface between the anode layer and NASICON due to (2) supplies oxygen ions involved in the cell reaction (2), so that water or carbon dioxide in the atmosphere is passed through the porous anode layer. Contact with gas causes the following reactions. That is, Na 2 O (S) + H 2 O (g) → 2NaOH …… (4) 2NaOH + 2CO 2 → 2NaHCO 3 …… (5) 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 …… (6) These reactions As a result, NaCO 3 is formed at the interface between the anode layer and NASICON, and a pseudo cathode is formed on the anode layer, resulting in deterioration of characteristics and loss of detection sensitivity.

本発明は上記課題を解決するもので、ガス感知部が測
定雰囲気中の水分,炭酸ガスに暴露されても高い信頼性
を有する炭酸ガスセンサを提供することを目的とするも
のである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a carbon dioxide gas sensor having high reliability even when the gas sensing part is exposed to moisture and carbon dioxide in the measurement atmosphere.

課題を解決するための手段 この目的を達成するための第1の手段の炭酸ガスセン
サは、両端に1対の陰・陽極層を備え金属炭酸塩を構成
しうる金属イオンに対して導電性を有するイオン伝導性
セラミックと、前記イオン伝導性セラミックの一方の陰
極層を電子伝導体で構成し、かつその一部あるいは全部
を覆う形状で炭酸ガスと解離平衡を形成する金属炭酸塩
で被覆し、他方の陽極層を酸素イオンと電子の両方に対
して伝導性をもつ混合伝導性セラミックとで構成される
ガス感知部と、前記ガス感知部を測定温度に加熱する加
熱部とを備えたものである。
Means for Solving the Problems The carbon dioxide sensor of the first means for achieving this object is provided with a pair of anion / anode layers at both ends and is electrically conductive with respect to metal ions capable of forming metal carbonate. An ion conductive ceramic and one of the cathode layers of the ion conductive ceramic are composed of an electron conductor, and are covered with a metal carbonate which forms a dissociation equilibrium with carbon dioxide in a shape covering part or all of the electron conductor, and the other. A positive electrode layer comprising a gas sensing part composed of a mixed conductive ceramic having conductivity for both oxygen ions and electrons, and a heating part for heating the gas sensing part to a measurement temperature. .

この目的を達成するための第2の手段は、上記手段に
おける陽極層を混合伝導性セラミックLa0.5Sr0.5CoO330
〜40mol%とSrTiO3を60〜70mol%添加して構成したもの
である。
A second means for achieving this object is to mix the anode layer in the above means with a conductive ceramic La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 30.
-40 mol% and 60-70 mol% of SrTiO 3 are added.

この目的を達成するための第3の手段は、上記第1,第
2の手段に加え、イオン伝導性セラミックの陰・陽極層
形成表面以外の残余の部分の一部、あるいは全部にガス
遮断層を形成させたものである。
A third means for achieving this object is, in addition to the above first and second means, a gas blocking layer on a part or all of the remaining portion of the ion conductive ceramic other than the surface for forming the negative and positive electrode layers. Is formed.

作用 この第1の手段によって、陽極層が酸素イオンと電子
のみを透過する緻密な混合伝導体で形成されるため、陽
極層における以下電池反応 に雰囲気中のH2O(g),CO2(g)が関与せず、以下の反応に
起因するガス感知部の特性劣化を防止できる。
By this first means, the anode layer is formed of a dense mixed conductor that allows only oxygen ions and electrons to pass therethrough. Since H 2 O (g) and CO 2 (g) in the atmosphere are not involved in the above, it is possible to prevent the characteristic deterioration of the gas sensing part due to the following reaction.

Na2O(S)+H2O(g)→2NaOH 2NaOH+2CO2→2NaHCO3 2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 また、第2の手段によって、陽極層を形成する混合伝
導性セラミックスの電子伝導度の温度依存特性が軽減さ
れ、ガス感知部の温度特性が改善され広い温度範囲で安
定動作が可能となる。
Na 2 O (S) + H 2 O (g) → 2NaOH 2NaOH + 2CO 2 → 2NaHCO 3 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 Also, by the second means, the electronic conduction of the mixed conductive ceramics forming the anode layer. The temperature dependence of the temperature is reduced, the temperature characteristics of the gas sensor are improved, and stable operation is possible in a wide temperature range.

さらに、第3の手段により、NASICONと陽極層の界面
が雰囲気からシールされ、陽極生成物のNa2Oと雰囲気中
の水分やCO2との反応によるガス感知部の特性劣化が防
止できる。また、電極層とNASICONとの接着強度の向上
がはかれ、素子の熱・機械的強度が向上する。
Furthermore, by the third means, the interface between NASICON and the anode layer is sealed from the atmosphere, and the characteristic deterioration of the gas sensing part due to the reaction of Na 2 O of the anode product with moisture or CO 2 in the atmosphere can be prevented. In addition, the adhesive strength between the electrode layer and NASICON is improved, and the thermal and mechanical strength of the device is improved.

実施例 以下、本発明の第1の一実施例について第1図にもと
づいて説明する。
Example Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図は本発明の第1の一実施例を炭酸ガスセンサの
ガス感知部の構成を示すものである。なお、従来例と同
一部分には同一番号を付けて説明は省略する。
FIG. 1 shows the configuration of a gas sensing portion of a carbon dioxide gas sensor according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

第1図において、薄板状のNASICON板11の一端に電極を
形成した陽極層14は酸素イオンと電子の両方に対して伝
導性をもつ混合伝導性セラミックでペロブスカイト型酸
化物La0.5Sr0.5CoO3の微粉末を圧縮成形し、1200℃程度
で焼結した緻密な焼結体で形成されNASICON板11の他端
に形成した陰極層12aは電子伝導体で構成され、その陰
極層12aの面を覆う形状で炭酸ガスと解離平衡を形成す
る金属炭酸塩で被覆して構成している。NASICONの組成
はNa1+XZr2SiXP3-XO12、(0≦X≦3)である。
In FIG. 1, an anode layer 14 having an electrode formed at one end of a thin NASICON plate 11 is a mixed conductive ceramic having conductivity for both oxygen ions and electrons, and is a perovskite oxide La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 The cathode layer 12a, which is formed of a dense sintered body obtained by compression-molding the fine powder of, and sintered at about 1200 ° C. and formed on the other end of the NASICON plate 11, is composed of an electron conductor, and the surface of the cathode layer 12a is It is formed by covering with a metal carbonate that forms a dissociation equilibrium with carbon dioxide in a covering shape. The composition of NASICON is Na 1 + X Zr 2 Si X P 3-X O 12 , (0 ≦ X ≦ 3).

以上のように構成された炭酸ガスセンサについて、以
下その動作について説明する。
The operation of the carbon dioxide sensor configured as described above will be described below.

上記構成においてその検出動作は従来例と同様なので
説明は省略する。第6図のヒータ2によりガス感知部1a
を測定温度に加熱すると、NASICON11と陰極層12aおよび
陽極層14の各々の界面で従来例で示した電池反応(1)
および(2)が生じる。その際、陽極層14とNASICON11
の界面は陽極層14によって雰囲気中の酸素のみと接触
し、水蒸気や炭酸ガスから遮断されているため、従来例
で示した陽極生成物Na2Oの水酸化および炭酸化反応
(4),(5),(6)は軽減できる。
The detection operation in the above configuration is the same as that of the conventional example, and the description thereof will be omitted. Gas detector 1a by heater 2 in FIG.
When is heated to the measurement temperature, the battery reaction (1) shown in the conventional example at the interface between NASICON 11 and the cathode layer 12a and anode layer 14 (1)
And (2) occur. At that time, the anode layer 14 and NASICON 11
Since the interface of is contacted only with oxygen in the atmosphere by the anode layer 14 and is shielded from water vapor and carbon dioxide gas, the hydration and carbonation reactions of the anode product Na 2 O shown in the conventional example (4), ( 5) and (6) can be reduced.

以上のように、陽極層を酸素イオンと電子の両方に対
して伝導性をもつ混合伝導性セラミックスで構成するこ
とにより、陽極生成物Na2Oは雰囲気中の水分や炭酸ガス
との接触が阻止される。したがって、陽極生成物Na2Oの
水酸化,炭酸化によるガス感知部1aの劣化は軽減され
る。
As described above, by composing the anode layer with mixed conductive ceramics having conductivity for both oxygen ions and electrons, the anode product Na 2 O prevents contact with moisture and carbon dioxide gas in the atmosphere. To be done. Therefore, the deterioration of the gas sensing portion 1a due to the oxidation and carbonation of the anode product Na 2 O is reduced.

以下、本発明の第2の一実施例について、第2図〜第
3図にもとづいて説明する。第2図は本発明の第2の一
実施例の炭酸ガスセンサのガス感知部の構成断面を示
す。なお、従来例と第1の実施例に示した陰極層12aの
同一部分には同一番号を付けて説明は省略する。図にお
いて、薄板状のNASICON板11の一端に電極を形成した陽
極層15は第3図に示すように、ガス感知部1bの動作温度
範囲、すなわち400℃〜600℃において、その電子伝導度
の温度依存性が少ない混合伝導性セラミック(すなわ
ち、La0.5Sr0.5CoO3)35mol%とSrTiO365mol%の混合物
を圧縮し、1200℃程度で焼結した緻密な焼結体で形成さ
れている。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the gas sensing portion of the carbon dioxide sensor according to the second embodiment of the present invention. The same parts of the cathode layer 12a shown in the conventional example and the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 3, an anode layer 15 having an electrode formed on one end of a thin plate-shaped NASICON plate 11 has an electronic conductivity of the gas sensing unit 1b in the operating temperature range, that is, 400 ° C. to 600 ° C. It is formed of a dense sintered body obtained by compressing a mixture of 35 mol% of mixed conductive ceramic (that is, La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 ) and 65 mol% of SrTiO 3 which has little temperature dependence and sintering at about 1200 ° C.

以上のように構成された炭酸ガスセンサについて、以
下その動作について説明する。なお、炭酸ガスセンサの
検知動作は従来例と同様なので説明は省略する。
The operation of the carbon dioxide sensor configured as described above will be described below. Note that the detection operation of the carbon dioxide sensor is the same as that of the conventional example, and therefore its description is omitted.

上記構成において、第6図に示したヒータ2によりガ
ス感知部1bを動作温度に加熱すると、両陰・陽極層12a,
15間には雰囲気中の炭酸ガス分圧の対数に比例した起電
力が発生するが、その際、陽極層15は動作温度範囲にお
いて、安定した電子伝導度を有しているため動作温度の
変動に対して安定した起電力が得られる。
In the above structure, when the gas sensing part 1b is heated to the operating temperature by the heater 2 shown in FIG. 6, both the negative / anode layers 12a,
An electromotive force proportional to the logarithm of the partial pressure of carbon dioxide in the atmosphere is generated between the 15 parts, but at that time, since the anode layer 15 has stable electron conductivity in the operating temperature range, the operating temperature fluctuates. A stable electromotive force can be obtained.

以上のように、陽極層15を電子伝導度の温度依存性が
少ない混合伝導性セラミックで構成することにより、動
作温度変動に対して安定な出力が得られ、かつ、雰囲気
中の水分や炭酸ガスに起因するガス感知部1bの劣化を軽
減できる。
As described above, by composing the anode layer 15 with a mixed conductive ceramic having a low temperature dependence of electron conductivity, a stable output can be obtained against a change in operating temperature, and moisture or carbon dioxide gas in the atmosphere can be obtained. It is possible to reduce the deterioration of the gas sensing unit 1b caused by.

以下、本発明の第3の一実施例について、第4図にも
とづいて説明する。第4図は本発明の第3の一実施例の
炭酸ガスセンサのガス感知部1cの構成断面を示す。な
お、本発明と従来例および第2の1実施例と同一部分に
は同一番号を付けて説明は省略する。
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the gas sensing portion 1c of the carbon dioxide gas sensor according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those of the present invention, the conventional example and the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

第4図において、ガス遮断層16は、水蒸気や炭酸ガス
等のガスの浸透を防止できる低融点ガラス系絶縁ペース
トを電極層12a,15を除く雰囲気に露出したNASICON11の
表面に塗布し、500〜600℃で焼成し固着させたものであ
る。
In FIG. 4, the gas blocking layer 16 is formed by applying a low-melting-point glass-based insulating paste capable of preventing the permeation of gases such as water vapor and carbon dioxide to the surface of the NASICON 11 exposed to the atmosphere excluding the electrode layers 12a and 15 to It is baked and fixed at 600 ° C.

以上のように構成された炭酸ガスセンサについて、以下
その動作について説明する。なお、炭酸ガスセンサの検
知動作は従来例と同様なので説明は省略する。
The operation of the carbon dioxide sensor configured as described above will be described below. Note that the detection operation of the carbon dioxide sensor is the same as that of the conventional example, and therefore its description is omitted.

上記構成において、動作温度に加熱されたガス感知部
1cは、電池反応(1)および(2)によりNASICON11と
陽極層15の界面17に陽極生成物Na2Oが生成される。その
際、界面17はガス遮断層1bで測定雰囲気と絶縁され、界
面17上の酸化ナトリウムNa2Oと測定雰囲気の水蒸気およ
び炭酸ガスとの接触を回避できる。また陽極層15とNASI
CON11の接着強度がガス遮断層16の形成により向上され
る。
In the above configuration, the gas sensing unit heated to the operating temperature
In 1c, the anode product Na 2 O is produced at the interface 17 between the NASICON 11 and the anode layer 15 by the cell reactions (1) and (2). At that time, the interface 17 is insulated from the measurement atmosphere by the gas blocking layer 1b, and contact between sodium oxide Na 2 O on the interface 17 and water vapor and carbon dioxide gas in the measurement atmosphere can be avoided. Also, the anode layer 15 and NASI
The adhesion strength of CON11 is improved by forming the gas barrier layer 16.

以上のように、陽極層15を酸素イオンと電子の両方に
対して伝導性をもつ混合伝導性セラミックで構成された
ガス感知部にガス遮断層を設けることにより、界面17に
生成される酸化ナトリウムの水酸化,あるいは炭酸化を
防止でき、かつ陽極層の接着強度も向上でき、ガス感知
部の耐久性は飛躍的に向上できる。
As described above, by providing the gas blocking layer in the gas sensing portion, which is made of the mixed conductive ceramic having the anode layer 15 having conductivity with respect to both oxygen ions and electrons, sodium oxide generated at the interface 17 is formed. It is possible to prevent hydroxylation or carbonation of the gas, improve the adhesive strength of the anode layer, and dramatically improve the durability of the gas sensing part.

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、本発明によ
れば陽極層を酸素イオンと電子の両方に対し伝導性をも
つ混合伝導性セラミックで構成されているため、陽極層
は酸素ガスのみを透過させ、電池反応に雰囲気中の水分
や炭酸ガスが関与せず、陽極生成物の酸化ナトリウムの
水酸化および炭酸化によるガス感知部の劣化を防止でき
る。
EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from the above description of the embodiments, according to the present invention, the anode layer is composed of the mixed conductive ceramic having conductivity for both oxygen ions and electrons. Only the gas is allowed to pass through, and moisture and carbon dioxide in the atmosphere do not participate in the cell reaction, and it is possible to prevent the deterioration of the gas sensing part due to the oxidation and carbonation of sodium oxide of the anode product.

さらに、第2の手段により電子伝導度の温度依存性が
小さい酸素イオンと電子の両方に対し伝導性をもつ混合
伝導性セラミックで陽極層を構成することにより、上記
の効果に加えて動作温度変動に対し安定な動作が可能と
なる。
In addition to the above-mentioned effect, the operating temperature fluctuation can be obtained by forming the anode layer from the mixed conductive ceramic having conductivity with respect to both oxygen ions and electrons whose temperature dependence of electron conductivity is small by the second means. In contrast, stable operation becomes possible.

また、上記構成に加えて、第3の手段によりガス感知
部にガス遮断層を形成することにより、陽極層とNASICO
N界面は外部雰囲気と遮断されているため、上記界面へ
の水分あるいは炭酸ガスの浸透による陽極劣化を防止で
き、さらに陽極層のNASICONとの接着強度を高めること
ができるものである。
In addition to the above structure, a gas blocking layer is formed on the gas sensing portion by the third means, so that the anode layer and the NASICO
Since the N interface is shielded from the external atmosphere, deterioration of the anode due to permeation of moisture or carbon dioxide into the interface can be prevented, and the adhesive strength of the anode layer with NASICON can be increased.

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

第1図は本発明の第1の一実施例における炭酸ガスセン
サのガス感知部の構成を示す縦断面図、第2図は本発明
の第2の一実施例における炭酸ガスセンサのガス感知部
の構成を示す縦断面図、第3図は本発明の第2の一実施
例における炭酸ガスセンサの陽極層を構成する混合伝導
性セラミックにおける電子伝導度の温度依存性を示すグ
ラフ、第4図は本発明の第3の一実施例における炭酸ガ
スセンサのガス感知部の構成を示す縦断面図、第5図は
従来の炭酸ガスセンサのガス感知部の構成を示す縦断面
図、第6図は従来の炭酸ガスセンサの構成を示す一部破
断の縦断面図である。 1……ガス感知部、2……ヒータ、3a,3b……リード
線、4……プロテクタ、5a,5b……リード線、6……台
座、11……NASICON、12a……陰極層、12b……陽極層、1
3……炭酸ナトリウム、14……陽極層、15……陽極層、1
6……ガス遮断層。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a gas sensing portion of a carbon dioxide gas sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structure of a gas sensing portion of a carbon dioxide gas sensor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a temperature dependence of electron conductivity in a mixed conductive ceramic constituting an anode layer of a carbon dioxide sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the present invention. FIG. 5 is a vertical sectional view showing the structure of a gas sensing portion of a carbon dioxide gas sensor in a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a vertical sectional view showing the structure of a gas sensing portion of a conventional carbon dioxide gas sensor, and FIG. 6 is a conventional carbon dioxide gas sensor. 3 is a partially cutaway vertical sectional view showing the configuration of FIG. 1 ... Gas sensing part, 2 ... Heater, 3a, 3b ... Lead wire, 4 ... Protector, 5a, 5b ... Lead wire, 6 ... Pedestal, 11 ... NASICON, 12a ... Cathode layer, 12b ...... Anode layer, 1
3 …… Sodium carbonate, 14 …… Anode layer, 15 …… Anode layer, 1
6 ... Gas barrier layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/46 ZAB (72)発明者 竹田 武司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 関戸 聰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location G01N 27/46 ZAB (72) Inventor Takeshi Takeda 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Sekido 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】両端に1対の陰・陽極層を備え金属炭酸塩
を構成しうる金属イオンに対して導電性を有するイオン
伝導性セラミックと、前記イオン伝導性セラミックの一
方の陰極層を電子伝導体で構成し、かつその一部あるい
は全部を覆う形状で炭酸ガスと解離平衡を形成する金属
炭酸塩で被覆し、他方の陽極層を酸素イオンと電子の両
方に対し伝導性をもつ混合伝導性セラミックとで構成さ
れるガス感知部と、前記ガス感知部を測定温度に加熱す
る加熱部とを備えた炭酸ガスセンサ。
1. An ion-conducting ceramic having a pair of anion / anode layers at both ends and having conductivity with respect to metal ions capable of forming a metal carbonate, and one cathode layer of the ion-conducting ceramic is made of an electron. Mixed conduction that is composed of a conductor and is covered with a metal carbonate that forms a dissociation equilibrium with carbon dioxide in a shape that covers part or all of it, and the other anode layer has conductivity for both oxygen ions and electrons. A carbon dioxide gas sensor, comprising: a gas sensing part made of a conductive ceramic; and a heating part heating the gas sensing part to a measurement temperature.
【請求項2】陽極層を混合伝導性セラミックLa0.5Sr0.5
CoO330〜40mol%とSrTiO3を60〜70mol%添加して構成し
た特許請求の範囲第1項記載の炭酸ガスセンサ。
2. A mixed conductive ceramic La 0.5 Sr 0.5 for an anode layer.
The carbon dioxide gas sensor according to claim 1, wherein 30 to 40 mol% of CoO 3 and 60 to 70 mol% of SrTiO 3 are added.
【請求項3】イオン伝導性セラミックの陰・陽極層形成
表面以外の残余の部分の一部、あるいは全部にガス遮断
層を形成した特許請求の範囲第1項記載の炭酸ガスセン
サ。
3. The carbon dioxide gas sensor according to claim 1, wherein a gas blocking layer is formed on a part or all of the remaining portion of the ion conductive ceramic other than the surface on which the negative and positive electrode layers are formed.
JP63096039A 1988-04-19 1988-04-19 Carbon dioxide sensor Expired - Fee Related JPH087181B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63096039A JPH087181B2 (en) 1988-04-19 1988-04-19 Carbon dioxide sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63096039A JPH087181B2 (en) 1988-04-19 1988-04-19 Carbon dioxide sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01267453A JPH01267453A (en) 1989-10-25
JPH087181B2 true JPH087181B2 (en) 1996-01-29

Family

ID=14154352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63096039A Expired - Fee Related JPH087181B2 (en) 1988-04-19 1988-04-19 Carbon dioxide sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH087181B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01267453A (en) 1989-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4547281A (en) Gas analysis apparatus
EP0862056A1 (en) Gas sensor
JPH06201641A (en) Oxygen sensor
EP0470625A2 (en) Gaseous carbon dioxide detection sensor
JP2003517605A (en) Electrochemical measurement sensor
JPH10503022A (en) Solid electrolyte sensor for measuring gaseous anhydride.
US3974054A (en) Measuring cell for determining oxygen concentrations in a gas mixture
JPH0131586B2 (en)
EP1039292B1 (en) Method of detecting the concentration of carbon dioxide in a gas mixture
JP2000512384A (en) Gas sensor
JP2868913B2 (en) Solid electrolyte gas sensor
JPH087181B2 (en) Carbon dioxide sensor
JP2598172B2 (en) Carbon dioxide detection sensor
JP2678045B2 (en) Carbon dioxide sensor
EP0199761A4 (en) Sensors and method for the measurement of oxygen partial pressures in hot gases.
JPH0144667B2 (en)
JP2805811B2 (en) Combustion control sensor
US20050155859A1 (en) Insulation material and gas sensor
JP2685286B2 (en) Carbon dioxide sensor
JPH0814568B2 (en) Carbon dioxide sensor
JP3268039B2 (en) Solid electrolyte type carbon dioxide sensor element
JPH03120456A (en) Oxygen sensor
JP3865498B2 (en) Limit current type oxygen sensor and oxygen detection method
JPH08220064A (en) Carbon dioxide gas sensor
JPH0785071B2 (en) Carbon dioxide detection sensor and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees