JPS58172542A - 酸素濃度検出方法 - Google Patents
酸素濃度検出方法Info
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- JPS58172542A JPS58172542A JP57055813A JP5581382A JPS58172542A JP S58172542 A JPS58172542 A JP S58172542A JP 57055813 A JP57055813 A JP 57055813A JP 5581382 A JP5581382 A JP 5581382A JP S58172542 A JPS58172542 A JP S58172542A
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- JP
- Japan
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- measured
- gas
- oxygen
- voltage
- concentration
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
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- Pathology (AREA)
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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。
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ｍ本濃度検出方法に関し、δらに畦しくは、ａ
ｌ累イオン透過性固体亀Ｗ６負製基板の一面に電極【形
成してなるセンサ素子を用いて、＃１本譲夏の低い被測
定ガスにおける嫁本績表ｔ１ｈｔｘ＜検出することがで
きる方法に関する。
ｌ累イオン透過性固体亀Ｗ６負製基板の一面に電極【形
成してなるセンサ素子を用いて、＃１本譲夏の低い被測
定ガスにおける嫁本績表ｔ１ｈｔｘ＜検出することがで
きる方法に関する。
従来より、［（ＩＩＪ足ガス中の酸素製置を検出するた
めの酸素Ｉ１１を検出器として、ジルコニア等の固体電
解質音用いｆｃ＊淡電池盟畝累センサが知らｎている。
めの酸素Ｉ１１を検出器として、ジルコニア等の固体電
解質音用いｆｃ＊淡電池盟畝累センサが知らｎている。
このａｍ淡電亀型酸素センサｔユ、愕えげジルコニア等
のような＃重イオン透過性固体電解質で形成場れた臥験
管状木子本体の内外両面に耐熱性金属からなる′ｌＩＬ
惚層を形成してセンサ菓子とし、このセンサ素子の内側
電極に酸素濃＃ＩＬ歳知の基準カスを接触させ、外儒電
憔に４１測定ガスに接触させたとき、両極間には、基準
ガスと被−ｊ定ガス中の酸素−夏走により起電力が生じ
、この起電力を測寛することにより被測定カス中の酸素
製置を知ることができる。
のような＃重イオン透過性固体電解質で形成場れた臥験
管状木子本体の内外両面に耐熱性金属からなる′ｌＩＬ
惚層を形成してセンサ菓子とし、このセンサ素子の内側
電極に酸素濃＃ＩＬ歳知の基準カスを接触させ、外儒電
憔に４１測定ガスに接触させたとき、両極間には、基準
ガスと被−ｊ定ガス中の酸素−夏走により起電力が生じ
、この起電力を測寛することにより被測定カス中の酸素
製置を知ることができる。
しかしながら、上記磯茨電池型除寡センサにおいては、
基準カスと被測定ガス中の酸素製表が近い壜台は起電力
が小さいため測定精成が悪く、１皮轟準ガスが必要なた
めセンサ菓子七大型にしたり、あるいはセンサの構造自
体が複雑になるという欠点がめった。
基準カスと被測定ガス中の酸素製表が近い壜台は起電力
が小さいため測定精成が悪く、１皮轟準ガスが必要なた
めセンサ菓子七大型にしたり、あるいはセンサの構造自
体が複雑になるという欠点がめった。
上記欠点を１しない＃業績を検出器として、叡木イオン
逍遇性固坏ＩＩＬ解質基恨の肉面に電惨に設は少なくと
も一方の極板′に多孔性セラミ’１りで被蝋した素子ｔ
％被銅足ガスに接触させ、両極板に一定亀庄を印加して
、このとき酸素濃度に応じて素子に生ずる限界電Ｋ ｔ
６１１定し、こ１、により被測定ガス中の酸素濃ｆ【
検出する、いわゆる限界電流型酸素センサが知られてい
る。
逍遇性固坏ＩＩＬ解質基恨の肉面に電惨に設は少なくと
も一方の極板′に多孔性セラミ’１りで被蝋した素子ｔ
％被銅足ガスに接触させ、両極板に一定亀庄を印加して
、このとき酸素濃度に応じて素子に生ずる限界電Ｋ ｔ
６１１定し、こ１、により被測定ガス中の酸素濃ｆ【
検出する、いわゆる限界電流型酸素センサが知られてい
る。
この限界電流型酸素センサは、上記蒙渋電池型酸累セン
サに比較して、基準ガスが不要であるので構造的に簡単
であり、１友、被測定ガス中の成木凝Ｕｔ一連続的に釉
度艮く検出することができるという利点を（する。
サに比較して、基準ガスが不要であるので構造的に簡単
であり、１友、被測定ガス中の成木凝Ｕｔ一連続的に釉
度艮く検出することができるという利点を（する。
従来から行なわｎている＃ｔＸ衾膨検出万汰會箒１図を
用いて６らに詳しく説明する。
用いて６らに詳しく説明する。
第１因は上記限界電流型酸素センサにおける印加電圧と
出力ｄＬ流との関係【示すグラフで、図中＆は、被測定
ガス中の＃Ｉ嵩劃側囁、ｂはｗ１本濃ｔ２Ｓ、Ｃに酸素
濃度５囁、ｄは酸素濃１ｉ１０％のときのそれぞｎｑ）
＠圧−電流時性囲一をボ丁。
出力ｄＬ流との関係【示すグラフで、図中＆は、被測定
ガス中の＃Ｉ嵩劃側囁、ｂはｗ１本濃ｔ２Ｓ、Ｃに酸素
濃度５囁、ｄは酸素濃１ｉ１０％のときのそれぞｎｑ）
＠圧−電流時性囲一をボ丁。
１ ″、。
前配栴成の限界電流型酸素センサの両極板に電圧を印加
すると、被測定ガス中の酸素が陰極てイオン化嘔れ、こ
の［８イオ／が陽憔へ同かって透過する。センサ印加電
圧を上けるとこれに比例して出力電流が増加する（図中
、’１＋ｂ３゜ｃｌ、ｄｌはそれぞれ各酸本衾廣におけ
る特性曲線の第１の立上り部分１示す）、印加電圧があ
る一足一以上になると、素子の陰極は多孔性セラミック
Ｊ―で級積場れている友め酸巣イオン透過菫が制限−ａ
ｎて、印加電圧を増加しても出力電流がほぼ一定となり
、特性面−ｈ、 ｂ、 ｅ、 ｄはフラット部１１ ｂ
ＩＩ Ｃｕｅ ｄｘ ｋ形成する。このフラット綿にお
ける出力亀ｆｌＬｉ１１が限界電ｆ！Ｌ１１［である。
すると、被測定ガス中の酸素が陰極てイオン化嘔れ、こ
の［８イオ／が陽憔へ同かって透過する。センサ印加電
圧を上けるとこれに比例して出力電流が増加する（図中
、’１＋ｂ３゜ｃｌ、ｄｌはそれぞれ各酸本衾廣におけ
る特性曲線の第１の立上り部分１示す）、印加電圧があ
る一足一以上になると、素子の陰極は多孔性セラミック
Ｊ―で級積場れている友め酸巣イオン透過菫が制限−ａ
ｎて、印加電圧を増加しても出力電流がほぼ一定となり
、特性面−ｈ、 ｂ、 ｅ、 ｄはフラット部１１ ｂ
ＩＩ Ｃｕｅ ｄｘ ｋ形成する。このフラット綿にお
ける出力亀ｆｌＬｉ１１が限界電ｆ！Ｌ１１［である。
この限界電流ｌ１ｉＬＦｉ各酸素−直に比ガして異なり
、また限界電Ａ値に晃生する印加電圧の範囲も各瞭Ｘ一
度により異なる。印加電圧を所定範囲よりδらに増加す
ると、印加電圧の増加に伴なって出力電流が増加しにじ
め、特性曲線ａ、ｂｅｅｅｄｔ！第２の立上りｉｌｉ
ａｓ 、 ｂｍ ＊ ｃｓ ＊ ｄｍ ｋ示ス、コのよ
う、な時性曲線を有する限界電訛型酸累センサに、ある
−足電圧、例えｔｆｌＶ（図中、珈直直鰍Ｂで示す）Ｖ
印加すると、谷＃Ｒ嵩磯庭の特性面ｋ ａｓ ｂｅ ｅ
＠ ｄと垂直Ｉｋ線Ｂとの交点における亀＃Ｌ、１１．
ｌｉＬが素子から出力芒れる。出力項れた電流値會各酸
素濃度ごとに絖み取り、第５図に示す出力電流と成木ｌ
１ＩｌＩ＆との関係１１紐Ａとして氷め、こ７Ｌに基づ
いて被測ボガス中の酸素濃度【検出する。
、また限界電Ａ値に晃生する印加電圧の範囲も各瞭Ｘ一
度により異なる。印加電圧を所定範囲よりδらに増加す
ると、印加電圧の増加に伴なって出力電流が増加しにじ
め、特性曲線ａ、ｂｅｅｅｄｔ！第２の立上りｉｌｉ
ａｓ 、 ｂｍ ＊ ｃｓ ＊ ｄｍ ｋ示ス、コのよ
う、な時性曲線を有する限界電訛型酸累センサに、ある
−足電圧、例えｔｆｌＶ（図中、珈直直鰍Ｂで示す）Ｖ
印加すると、谷＃Ｒ嵩磯庭の特性面ｋ ａｓ ｂｅ ｅ
＠ ｄと垂直Ｉｋ線Ｂとの交点における亀＃Ｌ、１１．
ｌｉＬが素子から出力芒れる。出力項れた電流値會各酸
素濃度ごとに絖み取り、第５図に示す出力電流と成木ｌ
１ＩｌＩ＆との関係１１紐Ａとして氷め、こ７Ｌに基づ
いて被測ボガス中の酸素濃度【検出する。
しかしながら、この方法には次のような間聰点があった
。
。
例えは、被測定ガス中の成分がＮｌ −Ｏ１系の場合に
は、１１１Ｘセンサは第１図で示す亀随−電圧特性画一
を示すが、被測定ガス中にＨ，ｏ、 ＣＯｉ等が存在す
る場合には、第２図に示すように、センサ素子部の電圧
−電流物性画一のフラット部の幅が狭くなる。このため
電圧ＩＶ（図中、垂直−ｍＢで示す）をセンナに印加し
たとき、画−ａ及びｂ（ａ１本低濃度側）では第２の立
上り藻＆Ｒ＊ ｋ）ｌから出力されるので限界電流イ１
より＾くなり、第Ｓ図に示す出力電流−酸素−に関係−
Ａ′の低＊ｔ＊でのＬｌ巌性が損なわれる。したがって
、酸本低１１１度憤城例えばｔｉｔ素績駄２囁以下の場
合には測定鞘腋が忌〈誤差が生じやすくなる。
は、１１１Ｘセンサは第１図で示す亀随−電圧特性画一
を示すが、被測定ガス中にＨ，ｏ、 ＣＯｉ等が存在す
る場合には、第２図に示すように、センサ素子部の電圧
−電流物性画一のフラット部の幅が狭くなる。このため
電圧ＩＶ（図中、垂直−ｍＢで示す）をセンナに印加し
たとき、画−ａ及びｂ（ａ１本低濃度側）では第２の立
上り藻＆Ｒ＊ ｋ）ｌから出力されるので限界電流イ１
より＾くなり、第Ｓ図に示す出力電流−酸素−に関係−
Ａ′の低＊ｔ＊でのＬｌ巌性が損なわれる。したがって
、酸本低１１１度憤城例えばｔｉｔ素績駄２囁以下の場
合には測定鞘腋が忌〈誤差が生じやすくなる。
この低＃度側での銅足糾差ケ避ける方法としては、印加
電圧１０性曲線ａのフラットｓ幻及び特性面ｍｂのグラ
フ） ＷｉｌＡ ｂ２の範囲内になるように制御するこ
とも考えられるが、こ扛に適合するように印加−圧を下
ける（丁なわち、垂直−＃！８１に／甲圧方回へ移動δ
ぜる）と、被測定ガス中の酸素濃度が１０％（時性曲線
ｄ）の場合ｙｔは印加電圧がグラフ） ｓｄａから外れ
てし１うＯで限界電随領より低い電流値を出力する。こ
の丸め、酸素高ａＩ！表髄の出力電訛−鈑木襄膨関係線
のｔｉ巌性が偵なわれ好ましくない。
電圧１０性曲線ａのフラットｓ幻及び特性面ｍｂのグラ
フ） ＷｉｌＡ ｂ２の範囲内になるように制御するこ
とも考えられるが、こ扛に適合するように印加−圧を下
ける（丁なわち、垂直−＃！８１に／甲圧方回へ移動δ
ぜる）と、被測定ガス中の酸素濃度が１０％（時性曲線
ｄ）の場合ｙｔは印加電圧がグラフ） ｓｄａから外れ
てし１うＯで限界電随領より低い電流値を出力する。こ
の丸め、酸素高ａＩ！表髄の出力電訛−鈑木襄膨関係線
のｔｉ巌性が偵なわれ好ましくない。
限界電流型酸素センサの特性曲線は、被測定カス中のガ
ス成分のａ１類のはか、センサ素子部の＠膨や素子部の
構造等によっても影響逼れ、いずれにしても各Ｉｌ＆素
１１１！Ｌにおける電圧−電流軸性曲線のフラット部内
の電圧１＊【広い範囲にわたって満足するよりに、目］
加亀圧埴を＆鉋することは困離である。
ス成分のａ１類のはか、センサ素子部の＠膨や素子部の
構造等によっても影響逼れ、いずれにしても各Ｉｌ＆素
１１１！Ｌにおける電圧−電流軸性曲線のフラット部内
の電圧１＊【広い範囲にわたって満足するよりに、目］
加亀圧埴を＆鉋することは困離である。
本発明は、限昇電ｔｉＬ型鈑木センサを用い、歌Ｘ一度
が非常に低い仮測定カスｔｌ″銅定する場合は、センサ
集子Ｖ（一定電流ｔ−流して出力電圧音測定し、この出
力電圧値より敵本＊１ｔ−検出する方法を提供するもの
である。
が非常に低い仮測定カスｔｌ″銅定する場合は、センサ
集子Ｖ（一定電流ｔ−流して出力電圧音測定し、この出
力電圧値より敵本＊１ｔ−検出する方法を提供するもの
である。
る素子本体であって該本体の表面に１肘の電極１１一対
向するようＶζ形成してなる酸基センサの素子を仮測定
カスに接触さぞ、前記セン′！７本子に一定電流を流し
、被測定カス中の酸本纜膨に対応して出力される電圧を
測定することからなるものである。
向するようＶζ形成してなる酸基センサの素子を仮測定
カスに接触さぞ、前記セン′！７本子に一定電流を流し
、被測定カス中の酸本纜膨に対応して出力される電圧を
測定することからなるものである。
以下、本発明方法ｔδらに詳しく１圓に基づいて説明す
る。
る。
第４図は本発明で使用する酸素センサの一例を示す模式
図である。
図である。
第４図中、１は酸素イオン、透過性固体電解簀からなる
円板状素子本体である。素子本体１は、Ｚ ｒｏｔ 、
ＨｆＯｓ ＊ Ｔｈａｔ ＊ Ｂ １ｓｏｓ等にＣａ
Ｏ＋ Ｍｇ Ｏ＊ ＹＤｓ ＋Ｙｂｍ０ｍ等を安定剤
として固溶させた緻密な円板状焼結体である１円板状菓
子本体１の両面には、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ｉｒｅ Ｐｄｅ
Ａｇ等またはこれらの台金からなる耐熱性電極層２．
３が、スパッタリング、蒸着、メッキ等により、または
上記金属もしくは曾菫のペース）を塗布後焼付ける等の
方法によって形成さｆＬる。前記内外肉亀他層２．５Ｆ
′ｉ、被測定ガス中のカーボン等の付層による電極の短
命またはＪＩｌ＆に下での両電極のシンタリングを防止
するために、多孔性セラミック層４．５で被蝋さｆＬる
。多孔性セラミックとしては、ケイ石質、シャモット、
アルミナ質、クロミア買、ホルステライト實、スピネル
質、ジルコン員、ジルコニア貞等である。前記多孔性セ
ラミック層のうち前記内覧＋ａ２．５のうち陰極となる
電極２ｔ−複機するセラミック層４は、陽極５−を被覆
するセラミック層５よりも厚くしておくのが好ましい、
へ７ｒｉ、一端が前記肉電慎２．３に接続するり一ドー
で、その他１１ｉＩは電源９に接続し、揃矩Ｕ路ｔ−１
ｉｌｌ成する。素子１で出力される電圧は、電圧計８で
測定される。
円板状素子本体である。素子本体１は、Ｚ ｒｏｔ 、
ＨｆＯｓ ＊ Ｔｈａｔ ＊ Ｂ １ｓｏｓ等にＣａ
Ｏ＋ Ｍｇ Ｏ＊ ＹＤｓ ＋Ｙｂｍ０ｍ等を安定剤
として固溶させた緻密な円板状焼結体である１円板状菓
子本体１の両面には、Ｐｔ、 Ｒｈ、 Ｉｒｅ Ｐｄｅ
Ａｇ等またはこれらの台金からなる耐熱性電極層２．
３が、スパッタリング、蒸着、メッキ等により、または
上記金属もしくは曾菫のペース）を塗布後焼付ける等の
方法によって形成さｆＬる。前記内外肉亀他層２．５Ｆ
′ｉ、被測定ガス中のカーボン等の付層による電極の短
命またはＪＩｌ＆に下での両電極のシンタリングを防止
するために、多孔性セラミック層４．５で被蝋さｆＬる
。多孔性セラミックとしては、ケイ石質、シャモット、
アルミナ質、クロミア買、ホルステライト實、スピネル
質、ジルコン員、ジルコニア貞等である。前記多孔性セ
ラミック層のうち前記内覧＋ａ２．５のうち陰極となる
電極２ｔ−複機するセラミック層４は、陽極５−を被覆
するセラミック層５よりも厚くしておくのが好ましい、
へ７ｒｉ、一端が前記肉電慎２．３に接続するり一ドー
で、その他１１ｉＩは電源９に接続し、揃矩Ｕ路ｔ−１
ｉｌｌ成する。素子１で出力される電圧は、電圧計８で
測定される。
上記ｒｌｔ累七ンサは、具体的には第５図に示すような
構成でｆ相場れる。第５図において、１１は略円筒状ア
ルミナ碍管で、その内部には長手軸方Ｆｉｌ Ｋ ３７
１１通する中空＄１：ｌ、１１ａがＷｉけられ、外周に
は外方へ突出する肩部１１ｂが設けられている。この中
空部１１ａ、１１．中に買価されたリード線１２．１２
の先端？前記酸素センサ素子Ａのリード線４７に接続す
ることにより、素子Ａｉアルミナ碍１！１１の先端に取
付ける（図中、１３．１５は接曾郁を示す）、前記アル
ミナ碍管１１は、その屑１１１ｂ１ｔグラファイトリン
グ２６１ｒ介してハウジング２５のテーバ１１５２５ｍ
に当接することによりハウジング２５に係止嘔れる。Ｘ
子息の外周に、はコイル状発熱体１ｕが位置し、δらに
その外周にＦｉ、通気孔１４．１４・・・會設けた保繰
カバー１５が配設されている０発熱体１０は、アルミナ
碍管、１１に設けられた中空部１１１．１１ｍと別の図
示しない軸方向貫通孔に装入されたリード線と接続して
おり、外部からの電圧印加により発熱する。
構成でｆ相場れる。第５図において、１１は略円筒状ア
ルミナ碍管で、その内部には長手軸方Ｆｉｌ Ｋ ３７
１１通する中空＄１：ｌ、１１ａがＷｉけられ、外周に
は外方へ突出する肩部１１ｂが設けられている。この中
空部１１ａ、１１．中に買価されたリード線１２．１２
の先端？前記酸素センサ素子Ａのリード線４７に接続す
ることにより、素子Ａｉアルミナ碍１！１１の先端に取
付ける（図中、１３．１５は接曾郁を示す）、前記アル
ミナ碍管１１は、その屑１１１ｂ１ｔグラファイトリン
グ２６１ｒ介してハウジング２５のテーバ１１５２５ｍ
に当接することによりハウジング２５に係止嘔れる。Ｘ
子息の外周に、はコイル状発熱体１ｕが位置し、δらに
その外周にＦｉ、通気孔１４．１４・・・會設けた保繰
カバー１５が配設されている０発熱体１０は、アルミナ
碍管、１１に設けられた中空部１１１．１１ｍと別の図
示しない軸方向貫通孔に装入されたリード線と接続して
おり、外部からの電圧印加により発熱する。
前記アルｉす碍管１１の肩部１１ｂの上面とノ１ウジン
グ２５との間隙にメルク２７を充てんし、その上に押さ
え板２ａｔ設け、抑場え板２８の上面に下部ホルダ２４
の下端ｓｔ−当接させ次のち、このホルダ２４の外周に
位置決めリング２９ｋＨけ、ハウジング２５の先端ｔか
しめる。下部ホルダ２４の上端部には上部ホルダ１９を
接続さぜる０図中、１６ｔｉ下郁ホルダ２４ｉ排気宜に
壜付けるためのフランジ、１７は、フランジ１６に瞑け
られたネジ穴、１８はアルミナ碍ｖ１１上すに設けられ
た第２の円筒状アルミナ碍管である。ｌ几、２Ｇは前記
リード−１２，１２を内部に収納し友絶縁管、２１はコ
ネクタ、２２はリード−（２）に用の内部ホルダ、２５
は絶縁性材料からなるブツシユである。
グ２５との間隙にメルク２７を充てんし、その上に押さ
え板２ａｔ設け、抑場え板２８の上面に下部ホルダ２４
の下端ｓｔ−当接させ次のち、このホルダ２４の外周に
位置決めリング２９ｋＨけ、ハウジング２５の先端ｔか
しめる。下部ホルダ２４の上端部には上部ホルダ１９を
接続さぜる０図中、１６ｔｉ下郁ホルダ２４ｉ排気宜に
壜付けるためのフランジ、１７は、フランジ１６に瞑け
られたネジ穴、１８はアルミナ碍ｖ１１上すに設けられ
た第２の円筒状アルミナ碍管である。ｌ几、２Ｇは前記
リード−１２，１２を内部に収納し友絶縁管、２１はコ
ネクタ、２２はリード−（２）に用の内部ホルダ、２５
は絶縁性材料からなるブツシユである。
上記構成の数本センナを用いて酸素製置會測足すゐには
、７ランジ１６を例えは自動車内燃清閑の侠気管（図示
せず）に取付け、外部から電圧を印加して発熱体１０會
％熱させ、素子Ｓｔ作Ｓ一度、例えば７００℃に加温す
る。排気宜′に流れる被測定カスは保賎力、＜−１５む
電気孔１４ｉ通りて菓子ＳＫ接触する。また、リード線
１２．１２ｉ介して素子Ｓに一定電ａｔ流丁、素子Ｓに
流す電流が（Ｌ２ｍＡ／−のと１！酸工ｍ度変化に応じ
て菓子Ｓに生ずる電圧変化ｔ％Ｊｇ６図中夾巌ａで示し
、α４ｍ入／−のときに生ずる電圧変化會第６図中＊ｍ
ｂで示す、第６図から明らかなように、核６１１１定ガ
ス中の嫉軍参膨が５僑以下の領域では、各ａ１本譲震に
おける出力電圧値の変化率が大きいため、索子Ｓで起こ
る電圧変化全リード−１２，１２ｆ介して外部へ尋ひき
、電圧計で測定子れは、被測定ガス中の酸素譲膨ｒ槓度
艮く検出することができる。
、７ランジ１６を例えは自動車内燃清閑の侠気管（図示
せず）に取付け、外部から電圧を印加して発熱体１０會
％熱させ、素子Ｓｔ作Ｓ一度、例えば７００℃に加温す
る。排気宜′に流れる被測定カスは保賎力、＜−１５む
電気孔１４ｉ通りて菓子ＳＫ接触する。また、リード線
１２．１２ｉ介して素子Ｓに一定電ａｔ流丁、素子Ｓに
流す電流が（Ｌ２ｍＡ／−のと１！酸工ｍ度変化に応じ
て菓子Ｓに生ずる電圧変化ｔ％Ｊｇ６図中夾巌ａで示し
、α４ｍ入／−のときに生ずる電圧変化會第６図中＊ｍ
ｂで示す、第６図から明らかなように、核６１１１定ガ
ス中の嫉軍参膨が５僑以下の領域では、各ａ１本譲震に
おける出力電圧値の変化率が大きいため、索子Ｓで起こ
る電圧変化全リード−１２，１２ｆ介して外部へ尋ひき
、電圧計で測定子れは、被測定ガス中の酸素譲膨ｒ槓度
艮く検出することができる。
素子５ＫｔＩｔ丁電派はなるべく低く、例えば１ｍＡ／
−以下とするのが好ましい、１ｍＡ／−以上とすると菓
子Ｓの崗也板２．３間で短絡が生じ、菓子Ｓ自体の耐久
性が損なわれるので好１しくない、具体的にｕＩＸｌｏ
−″” ｍＡ／ｓＪ 〜１ ｍＡ／ｊ、籍にＣ１，１ｍ
Ａ／−〜０４ｍＡ／−が好ましい。
−以下とするのが好ましい、１ｍＡ／−以上とすると菓
子Ｓの崗也板２．３間で短絡が生じ、菓子Ｓ自体の耐久
性が損なわれるので好１しくない、具体的にｕＩＸｌｏ
−″” ｍＡ／ｓＪ 〜１ ｍＡ／ｊ、籍にＣ１，１ｍ
Ａ／−〜０４ｍＡ／−が好ましい。
本発明方法が適用可能な被測定ガスは咳嵩低ｍ度懺域Ｏ
もので、具体的には５チ以下、物にｓｑｂ以下のものが
好ましい。５％以上になると第６図から明らかなように
、＃！素一度に対応する出力電圧値の変化率が小さく測
定ｎ度が低下する。ｌた、１１！Ｘ績匿が１１１囁以下
になると出力電圧値の変化率が大きくなり通ぎ好１しく
ない。
もので、具体的には５チ以下、物にｓｑｂ以下のものが
好ましい。５％以上になると第６図から明らかなように
、＃！素一度に対応する出力電圧値の変化率が小さく測
定ｎ度が低下する。ｌた、１１！Ｘ績匿が１１１囁以下
になると出力電圧値の変化率が大きくなり通ぎ好１しく
ない。
したがって、本発明方法は、酸素一度１１〜５チ、丑に
［１１〜５僑 の４Ｌ６４１足ガスの測定に過する。
［１１〜５僑 の４Ｌ６４１足ガスの測定に過する。
本発明方法を用いて、自動車内燃機関から排量される併
カス中の酸Ａ濃度ヶ連続的に横用するにｒｌ例えは次の
ように行なう。
カス中の酸Ａ濃度ヶ連続的に横用するにｒｌ例えは次の
ように行なう。
ｉ＠７図は本実施例で用いる酸素センサ（第５図に示す
構成のもの）における電圧−電訛籍性曲線から求めりれ
九出力電訛−酸素Ｓ度関係−１を示すグラフ、第８図は
前記時性曲線から氷めらルた出力電圧−＊＊ｍ良関係−
菫を示すグラフでるり、また、第９凶は本実施例のシス
テム凶である。センサ素子ＶＬは、尾電圧回路と定′１
ｉｌＬ訛回鮎とが切換え可能に従続されている。
構成のもの）における電圧−電訛籍性曲線から求めりれ
九出力電訛−酸素Ｓ度関係−１を示すグラフ、第８図は
前記時性曲線から氷めらルた出力電圧−＊＊ｍ良関係−
菫を示すグラフでるり、また、第９凶は本実施例のシス
テム凶である。センサ素子ＶＬは、尾電圧回路と定′１
ｉｌＬ訛回鮎とが切換え可能に従続されている。
１ず、数本センサに所矩電圧を印加し、乙のとき素子か
ら出力ちｎる′ＷＬ流値が一定レベル以下であるかない
かを検知する。電ｆｉ値が一定レベル以上であれは出力
電流ｔ−測測定、第７図に示す関係−１から排ガス中の
ＷＲ本＊ｔｔ慣出する、出力亀ａｍが一定レベル以下で
あると、酸素センサに一足電ｕＬ ｋ流す、酸素センサ
からの出力電圧が一定レベル以上であると出力電圧【測
定し、第８図に示す関係耐量から耕カス中の酸素濃度を
検出する。出力電圧値が一定レベル以下であると、酸素
センサに一定電圧ｔ−印加する。この出力電圧ｌ良は出
力電ｆＬ＠定會遵絖的に繰り返すことにより排カス中の
＃累濃ａｔ慎出することができる。本実施例では、排ガ
ス中の酸素＃ｆが２チ以上のときには出力電流ｔｉｌｌ
ずして第７図に示す関係線Ｉから酸素濃度を検知し、′
を次ａｉ２票一度２チ以上のときには出力電圧を測定し
て関係１Ｍ１１から酸素濃度を検知するようにする。こ
の場合、一定電圧及び−足電流は、セン量素子の構造及
び排ガス中の成分等により選択ちれる。
ら出力ちｎる′ＷＬ流値が一定レベル以下であるかない
かを検知する。電ｆｉ値が一定レベル以上であれは出力
電流ｔ−測測定、第７図に示す関係−１から排ガス中の
ＷＲ本＊ｔｔ慣出する、出力亀ａｍが一定レベル以下で
あると、酸素センサに一足電ｕＬ ｋ流す、酸素センサ
からの出力電圧が一定レベル以上であると出力電圧【測
定し、第８図に示す関係耐量から耕カス中の酸素濃度を
検出する。出力電圧値が一定レベル以下であると、酸素
センサに一定電圧ｔ−印加する。この出力電圧ｌ良は出
力電ｆＬ＠定會遵絖的に繰り返すことにより排カス中の
＃累濃ａｔ慎出することができる。本実施例では、排ガ
ス中の酸素＃ｆが２チ以上のときには出力電流ｔｉｌｌ
ずして第７図に示す関係線Ｉから酸素濃度を検知し、′
を次ａｉ２票一度２チ以上のときには出力電圧を測定し
て関係１Ｍ１１から酸素濃度を検知するようにする。こ
の場合、一定電圧及び−足電流は、セン量素子の構造及
び排ガス中の成分等により選択ちれる。
センサ素子の形状は第４図及び第５図に示したような円
板状のもの以外にも、一端が閉じた円筒形状、すなわち
カップ形状のものでもよい。
板状のもの以外にも、一端が閉じた円筒形状、すなわち
カップ形状のものでもよい。
なお、本発明方法は、上記実施例で示した限界電ａｔ−
利用する連続＃木＃度慣出方法に限定芒れず、［５１Ｊ
定ガス中に畝少割台でｆＩｔ累が混入する被測定ガス中
の酸系＃度を検出する場合に通用ＯＪ舵である。この場
合には、菓子の陰電極′に被横するコーティング鳥【陽
極側に比べて厚くするということは必要ない。
利用する連続＃木＃度慣出方法に限定芒れず、［５１Ｊ
定ガス中に畝少割台でｆＩｔ累が混入する被測定ガス中
の酸系＃度を検出する場合に通用ＯＪ舵である。この場
合には、菓子の陰電極′に被横するコーティング鳥【陽
極側に比べて厚くするということは必要ない。
本究明方法は、上述のように、非常に低蒙政の酸素室Ｎ
［６ｉ１ｊ定オス中の酸素濃度を精１良く−ｊ定する
ことができるという利点を有する。また、本究明方法に
は従来使用６れている限界１訛型酸素センサを用いるこ
とができるので、本晃明方＠１１″笑施するための新た
な装璽會必蒙とゼす、単に醐建回路を切替えることによ
って出力′紙圧を測定すれは良いのでコスト的に安価で
丁む、なお、本発明方法は、自動車内燃機関の併カス酸
素磯叢を連続的に測定する以外に、他の徳々の酸素礫震
測定方法として、例えは室内等の酸欠６ＩＩ＋足、谷橿
工業用雰囲気側営システム等に利用可能である。
［６ｉ１ｊ定オス中の酸素濃度を精１良く−ｊ定する
ことができるという利点を有する。また、本究明方法に
は従来使用６れている限界１訛型酸素センサを用いるこ
とができるので、本晃明方＠１１″笑施するための新た
な装璽會必蒙とゼす、単に醐建回路を切替えることによ
って出力′紙圧を測定すれは良いのでコスト的に安価で
丁む、なお、本発明方法は、自動車内燃機関の併カス酸
素磯叢を連続的に測定する以外に、他の徳々の酸素礫震
測定方法として、例えは室内等の酸欠６ＩＩ＋足、谷橿
工業用雰囲気側営システム等に利用可能である。
第１図ｔｉ限界′に訛型醒累センサの各酸素−１におけ
る印加電圧−出力−ａ％性曲線を次わすグラフ、 第２図は限界電流型酸素センナの第１図と真なる種類の
被測定ガス中の各ａ１本濃度における印加電圧−出力電
ηｃ％性曲−を表わ丁グラフ、第５図は、第１図及び第
２図の特性−銀から得られる出力電流−酸素濃度関係砲
會示すグラフ、 第４因は本発明方法による電圧測定状塵を不ＴｉＩ′ｒ
面供式図、 ’ ＠ｓ図は本＠明方法で使用する限界電流型敵本
センサの一例を示す断面模式図、 第６−は第５図の構成の酸菓センサｒｃ一定亀流ｔ２１
］えたときの田力電圧−酸素鎖表一係鍼を示すグラフ、 第７図Ｆｉ爽ｈクリで使用する酸素センサにおける出力
電流−酸素濃度関ｇ７．縁、 第８図は実施秒りで使用子／）酸素セ／すにおける出力
電圧−酸素濃度一保縁、 第９区Ｖユ本発明の一夾施例倉ホ１７ステム図、である
。 図中、 １・・・素子本体、２．５・・・金属ｉ［極、本へ・・
・長孔性セラミック層、８・−電圧計、９・−・亀源１
ＰＡ１ １゜ 牙６図 出 力 ５ 電 歓隼濃浅ｒ％） 牙７図 才８図 敗帛濃度（％） 歌余濃洩（％）才９図
る印加電圧−出力−ａ％性曲線を次わすグラフ、 第２図は限界電流型酸素センナの第１図と真なる種類の
被測定ガス中の各ａ１本濃度における印加電圧−出力電
ηｃ％性曲−を表わ丁グラフ、第５図は、第１図及び第
２図の特性−銀から得られる出力電流−酸素濃度関係砲
會示すグラフ、 第４因は本発明方法による電圧測定状塵を不ＴｉＩ′ｒ
面供式図、 ’ ＠ｓ図は本＠明方法で使用する限界電流型敵本
センサの一例を示す断面模式図、 第６−は第５図の構成の酸菓センサｒｃ一定亀流ｔ２１
］えたときの田力電圧−酸素鎖表一係鍼を示すグラフ、 第７図Ｆｉ爽ｈクリで使用する酸素センサにおける出力
電流−酸素濃度関ｇ７．縁、 第８図は実施秒りで使用子／）酸素セ／すにおける出力
電圧−酸素濃度一保縁、 第９区Ｖユ本発明の一夾施例倉ホ１７ステム図、である
。 図中、 １・・・素子本体、２．５・・・金属ｉ［極、本へ・・
・長孔性セラミック層、８・−電圧計、９・−・亀源１
ＰＡ１ １゜ 牙６図 出 力 ５ 電 歓隼濃浅ｒ％） 牙７図 才８図 敗帛濃度（％） 歌余濃洩（％）才９図
Claims (1)
- ｒ：ｌＩ累イオンｆｉ過性向体電解質からなる木子本体
六面に１対の電極か対向して形成ちれた歇累センサＯＸ
子を１被測定ガスに接触塔ゼ、前記センｔＸ子に一定電
流’ｋｆｉＬ、被測定ガス中の家業濃度に対応して出力
される電圧を測定することからなる低鈑本嬢度領域の被
測定ガス中のａｉ、ｌ１ｃｍｍ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055813A JPS58172542A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 酸素濃度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055813A JPS58172542A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 酸素濃度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172542A true JPS58172542A (ja) | 1983-10-11 |
| JPH049258B2 JPH049258B2 (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=13009367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57055813A Granted JPS58172542A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 酸素濃度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172542A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824548A (en) * | 1986-03-17 | 1989-04-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrochemical gas sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562349A (en) * | 1978-11-02 | 1980-05-10 | Nissan Motor Co Ltd | Measuring method for air fuel ratio |
| JPS55166039A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio detector |
-
1982
- 1982-04-03 JP JP57055813A patent/JPS58172542A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562349A (en) * | 1978-11-02 | 1980-05-10 | Nissan Motor Co Ltd | Measuring method for air fuel ratio |
| JPS55166039A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio detector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824548A (en) * | 1986-03-17 | 1989-04-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrochemical gas sensor |
| US4943330A (en) * | 1986-03-17 | 1990-07-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing an electrochemical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049258B2 (ja) | 1992-02-19 |
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