JPS58161859A - 酸素濃度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸素濃度検出器に係９、特に燃焼器に使用する
に好適な酸素ポンプ式のｅｘ澁度検出器に関する。

従来、８ＡＥ　Ｐａ９ｅｒ　８１０４３３に開示さレテ
イるようなｍ素ポンプ式の酸素濃度検出器が公知である
が、細孔、あるいは多孔質物体の拡散抵抗体含分して酸
素を移動させ、移動量から−ＷＩＬｔ検出するものであ
るので、ごみ等によって拡散抵抗体の抵抗が変化すると
−ｊ！を生じる欠点がある。

本発明の目的は、上記のごとく抵抗が変化した場合でも
、拡散抵抗の変化音検出し、出力慣号會補正することに
より、上記誤差を解消した酸素−ｊ［横出器管長供する
にある。

本発明は、燃焼器への燃料を一時しゃ断し、拡散抵抗体
の入口を一時基準酸素にし、このときの出力信号を記憶
しておき、この出力信号に基づき測定時の出力信号を襠
正し、上記誤差ｔＳ消したものである。

第１図において、燃焼器１はカえは、ガソリンエンジン
、ディー（ルエンジンである。燃焼器１の出口に排気管
２Ｋｍｉ絖されている。排気管ｌの一部に検出器３が堆
９付けられゐ。検出６３は、固体電解質３１から成る。

電解質３１は、例えばＺ　ｒ　Ｏ＠　　ＹＩＯｓの混合
物である。酸素イオン電導性を有するものであれば、他
の４のでもよい。電解質３１の画一には、多孔性の白金
電極３２．３３が設けられている。電解質３１のまわＣ
ＫｒＣ１耐熱性材料からなるおおい３４が取ｐ付けられ
１．電解質３１の電１に３３が直接排気にさらされるの
ｔＶｉ止している。おおい３４の一部に拡散抵抗体でる
るオリフィス３６．３７が設けられ排気は、このオリア
イス３６，３７１に介して、チャンバ３５に流入する。

検出器３の一部には、電解質３１．おおい３４會６００
〜１００ＯＣに＾める九めのヒータ３８が設けられてい
る。ここでヒータ３８の端子は省略しである。おおい３
４の−ｌ１ｌｒｉねじ等で、排気管２に＊Ｄ付けられる
ようになっている。電極３２は端子３９と接続し、端子
３９に中空である。電１１３３はおおい３４と＊絖され
ている。オリフィス３６．３７の外四には、とみよけ４
０が設けられ、端子３９とおおい３４ｒｉ電気回ｗ１１
５０に電気的に接続されている。電気回路５０の一部は
！イクロプロセツｔ１書１！換え可能記憶装置５１から
構成されている。

以上の構成の動作は下記のとおシである。ｔずヒータ３
８に電力を供給し、電解質３１、おおい３４會６００〜
１０００ｔ：’に加熱する。このような温度ＶＣ−ｓす
ると、電解質３１の綬累イオン電導性が増大する。ここ
て、電気回路５０で、電極３２に正、電極３３に負のθ
〜２ｖ機直の電圧を印加すると、酸素ポンプ−効果で電
流Ｉが流れる。

電気ｌによって、チャンバ３５内の酸素は、電極３２情
に移送され、拳子３９の中ｇ！を通って大気に排出され
る。チャンバ３５内の酸素分圧が低下すると、オリフィ
ス３８．３７等の拡散抵抗を介して、チャンバ３５内に
１１２素が流れこむ。オリフィス３６，３７０外肯の酸
素濃！ｉ！（分圧）Ｐムとチャンバ３５内の＃！１ｇＩ
ＩＩｆ（分圧）Ｐｖとすると、オリフィス３６．３７ｔ
−介して流れ込む酸素の量はＫ（ＰＡＰマ）に比例する
。Ｋは拡散抵抗で、温度、圧力の他に、オリフィス３６
．３７の形状。

寸法によって変化する。ここで、オリフィス３６゜３７
の径はα５　ｖｍ　、長さｒｉ２■梶度である。この＃
２素置に、７アラデーの法則で電Ｒ，■に比例する。

すなわち、 ■舗Ｋ（Ｐム−Ｐｖ）　　　　　・・団・　（１）とな
る。したがって、電圧を増大し、ｌ増してくるとＰｖが
低トしてくる。ギブスの６自エネルギの法則から 一すＬ Ｐ・＝ｐ４ｆｉ　ＲＴ ・・・・・・　（２） ここに、Ｅ：電圧 Ｆ：ファラデ一定数 ）Ｌニア！ｊス定数 Ｔ：温度 の関係が成立し、Ｐｖが小店くなると、Ｅが急激に変化
する。すなわ＄）、Ｅｔ増して、Ｐｖｔ−小さくすると
、■が増大するが、これｒ２、（１）式かられかるよう
に、ＫＰＡｔ−超えることはできな−、すなわち、Ｐｖ
牛０近くの状龜の電流工に、Ｋｒムに比例し、ＩＩ測測
定ることによって、Ｐム、すなわち、ｆａ素１ｌｌＩｌ
嵐を検出することができる。しかし、上述のごとく、Ｉ
ＩＬ流はＫＫよって、すなわち、オリアイス３６．３７
の一部に排ガス中のごみが付着すると、ＫがｌＯ％機ｔ
ｆｆｉ化するので、この影響がｗ４差となｐやすい、こ
こで、本発明では、第２図に示したように、燃ｍ器ＩＫ
供給する燃料を一時じゃ萌し、排気管２内の排ガスが大
気と同じ条件（酸素２１％）になるまで、一定時間待っ
て、このときの電ｆｉＩ＠１ｌｉｌｊ定し、これを記憶
装置５１に一時紀憶する。その後、燃料を供給し、その
ときの亀ｆｉＩｔ＃ｊ定すれば、そのと書のａｌ素濃［
Ｘは となシ、オリスイス３８．３７のごみによるりまりの影
響を解消することができる。このＸの値を用いて、Ｘが
設定値になるように燃料量Ｖｔ１ｌＩ節する。ここで、
拡散抵抗は、ガスの温度の影響を受けるので、Ｉｏ　、
　［ｔｌ定時のオリフィス３６゜３７を通るガスの温度
はヒータ３８によって一定に保持される。また、排ガス
中に含まれる鉛、炭素の粒子、］ｔ′Ｉｉ油分がすりア
イス３６．３７に近付かないよう、とみよけ４ｏが設け
られているので、オリフィス３６．３７が大きなごみで
つまることはない。また、オリフィス３６．３７は測定
時、６００〜１０００１：’に加熱されているので、軽
質のごみはすべて焼却される。オリフィス３６゜３７に
、拡散抵抗を与えるものであるので、セラミック等の多
孔質材でもよい、第３図は電圧と電流の関係音測定した
結果の−Ｓｔ示したものである。電流１ｍ　、Ｉに酸素
ｌ１１度に比翁している。燃焼器１が内燃機関、ガえは
、自動車用のガソリン機関、ディーゼル機関の場合に、
減速時に燃料をしゃ断すればよく、このしゃ断の方法は
公知の方法で実施することができる。

本発明によれば、拡散抵抗の変化による出力変化を容異
に補正することができるので、燃焼器の排ガス等、ごみ
、不純分が存在する場合でも、識３Ｋｌｌ［の検出誤差
を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

＃Ｉ１図は本発明の構成図、第２図は動作原理を説明す
る７０−チャート、第３図ｒｉ測定データの一ガである
。 ￥Ｊ１図 第２図 第３１２１ 電圧（Ｖ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　　＃＊イオン電導性の電解質に電流ｔＲすとともに
   、電流によって移送されるａ［＊によって、拡散抵抗体
   に酸素のＩｌｆ差を与え、１１ｔＬ差と電流から酸素Ｉ
   Ｉｋｆｔ−検出する酸素濃度検出−において、燃焼器の
   燃料を一時し中断したときの電ｔＩＬを記憶する手段會
   備えるとともに、燃料供給時の電ａｔ上記のし中断時の
   電流値で補正する手＆ｔＡ偏した仁とｔ％鎗とする酸素
   １１１ｆ検出器。 ２、燃焼器として、移動用の内燃ｍ１ｎｔ用い、減速時
   に燃料を一時しゃ断する手段上具備したことｔ％像とす
   るｑ！ｌｌＦＦ＃ｆＩ求の範囲側１項記載の酸素濃度検
   出器。