JPS5830650A - ガス成分検出器 - Google Patents
ガス成分検出器Info
- Publication number
- JPS5830650A JPS5830650A JP12917681A JP12917681A JPS5830650A JP S5830650 A JPS5830650 A JP S5830650A JP 12917681 A JP12917681 A JP 12917681A JP 12917681 A JP12917681 A JP 12917681A JP S5830650 A JPS5830650 A JP S5830650A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas component
- temperature
- detection element
- heater
- gas
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
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】
本発明はガス成分検出器、特に内燃機関の排気ガス中の
酸素濃度を検出し空燃比を測定するためのガス成分検出
器に関するものである。
酸素濃度を検出し空燃比を測定するためのガス成分検出
器に関するものである。
近年、排気ガス中の有害成分を低減させるため、また燃
費を向上させる等の目的で内燃機関を理論空燃比よりも
薄い空燃比で運転させる、いわゆる希薄燃焼方式が提案
されている。この方式においてはＨい領域での空燃比を
精確に検出する手段が必要である＠ この種の手段としては、特公昭２１ｇ−６５０３号、特
開昭５２−８６３９６号に記載の検知装置がある。これ
等は、素子として一酸化コパル） （０００）もしく喧
−醗化コバルトと酸化マグネシウム（ＭｇＯ）との合金
を用い、−拳化コバルトが四三酸化コバル） （０ｏ１
０４ ）へ変化するのを防止するとともに濃度補償のた
め１、素子をある一定の温度、例えば９００℃に加熱保
持して使用する構成となっている。
費を向上させる等の目的で内燃機関を理論空燃比よりも
薄い空燃比で運転させる、いわゆる希薄燃焼方式が提案
されている。この方式においてはＨい領域での空燃比を
精確に検出する手段が必要である＠ この種の手段としては、特公昭２１ｇ−６５０３号、特
開昭５２−８６３９６号に記載の検知装置がある。これ
等は、素子として一酸化コパル） （０００）もしく喧
−醗化コバルトと酸化マグネシウム（ＭｇＯ）との合金
を用い、−拳化コバルトが四三酸化コバル） （０ｏ１
０４ ）へ変化するのを防止するとともに濃度補償のた
め１、素子をある一定の温度、例えば９００℃に加熱保
持して使用する構成となっている。
これ等装置の検出原理社、第１図に示すようにＯｏＯ等
よ抄なる素子の電気抵抗値が空燃比が薄くなるにつれて
低下するのを利用するものである。
よ抄なる素子の電気抵抗値が空燃比が薄くなるにつれて
低下するのを利用するものである。
しかしながら、ＯｏＯ等は金属讃化物牛導体であり、電
気抵抗値は温度によっても大きく変化する。例えば第１
図に示すように温度ｔｏから温度ｔ１へ素子の温度が低
下すると、温度ｔ。
気抵抗値は温度によっても大きく変化する。例えば第１
図に示すように温度ｔｏから温度ｔ１へ素子の温度が低
下すると、温度ｔ。
のとき空燃比１８での電気抵抗値Ｒｅが温度ｔ１ではＲ
１と高くな９、この値打温度ｔｏのときの空燃比はば１
６に相当し空燃比で約怠変化してしまうことになる。こ
のため自動車等の如く非常に広い温度範囲でかつ温度変
化の大Ｉｉ−場合Ｋｄ精確な空燃比の検出が困難である
。また、ヒータを用いた場合でも、大きい温度変化の雰
！！気下で所定温度に保持するに社その制御回路が複雑
で高価にがらざるを得ない。
１と高くな９、この値打温度ｔｏのときの空燃比はば１
６に相当し空燃比で約怠変化してしまうことになる。こ
のため自動車等の如く非常に広い温度範囲でかつ温度変
化の大Ｉｉ−場合Ｋｄ精確な空燃比の検出が困難である
。また、ヒータを用いた場合でも、大きい温度変化の雰
！！気下で所定温度に保持するに社その制御回路が複雑
で高価にがらざるを得ない。
本実明社、上記の間■を解決して広ｖｈｉ１度範囲で精
確に空燃比を検出できるガス成分検出器を提供すること
を目的とするもので、ガス成分検出素子と温度検出素子
とを直列ＫＩＩＩ続するとともに、加熱手段を設ける仁
とＫよシ、簡単な温度制御で精確な空燃比の検出を可能
とするものである。
確に空燃比を検出できるガス成分検出器を提供すること
を目的とするもので、ガス成分検出素子と温度検出素子
とを直列ＫＩＩＩ続するとともに、加熱手段を設ける仁
とＫよシ、簡単な温度制御で精確な空燃比の検出を可能
とするものである。
以下、本発明な実施例により説明する。
先ず第２図にお−て、１社アルミナよりなる板状の基体
で、後記するガス成分検出素子および・電極を保持する
とともに、内部にヒー・夕が埋設しである。また上端Ｋ
Ｆ！４本のリードｌ［６を有している。この基体ｌは排
気ガスを導入する孔７１を有する耐熱性金属よりなる保
護カバー７およびこれと結合した耐熱性金属のパイプ８
の内部に収納されている。保護カバー７とペイプ８の結
合部には排気管に固定するための７ランジ９が取付けで
ある。基体１はパイプａ内にお−て、アルミナ等の焼結
体よ抄なる保持部材１０により支持されている。基体１
の上部、リードＩｊ６およびこれに接続したステンレス
等の耐熱性金属よりなるサブリード線１１は無機接着剤
１８によ抄パイプ８内に固定されている。
で、後記するガス成分検出素子および・電極を保持する
とともに、内部にヒー・夕が埋設しである。また上端Ｋ
Ｆ！４本のリードｌ［６を有している。この基体ｌは排
気ガスを導入する孔７１を有する耐熱性金属よりなる保
護カバー７およびこれと結合した耐熱性金属のパイプ８
の内部に収納されている。保護カバー７とペイプ８の結
合部には排気管に固定するための７ランジ９が取付けで
ある。基体１はパイプａ内にお−て、アルミナ等の焼結
体よ抄なる保持部材１０により支持されている。基体１
の上部、リードＩｊ６およびこれに接続したステンレス
等の耐熱性金属よりなるサブリード線１１は無機接着剤
１８によ抄パイプ８内に固定されている。
パイプ８にはパイプ１３が、パイプ１３［は更にパイプ
１４が結合されており、これ等の内部に設電したアル之
す等よ抄なる絶縁管ＩＢ１フッ素ゴム等よりなるブツシ
ュ１６、シリコンゴム等の耐熱性ゴム部材１７に上記サ
ブリード線１１が挿通され、外部に導出されたサブリー
ド線１１はカバ一部材１８により被覆されて−る。
１４が結合されており、これ等の内部に設電したアル之
す等よ抄なる絶縁管ＩＢ１フッ素ゴム等よりなるブツシ
ュ１６、シリコンゴム等の耐熱性ゴム部材１７に上記サ
ブリード線１１が挿通され、外部に導出されたサブリー
ド線１１はカバ一部材１８により被覆されて−る。
次に、基惨１の部分の詳細構造ならびにそのＳ全方法に
ついて第３図ないし第５図により説明する。
ついて第３図ないし第５図により説明する。
１ａ、ｌｂは基体１を構成すべきアル電ナグリーンシー
トである。一方のグリーンシー）１１にはその中央に１
対の白金、白金−ロジウム等の耐熱金属よりなる膜状の
電極４＆、４ｂがスクリーン印刷される。またこの電極
４＆、番すはグリーンシート１＆の貫通孔１１１、ｌｉ
ｔの内面にも形成されている。更にグリーンシート１＆
にはその外周部に沿りて白金、白金−ロジウム、タング
ステン、そリプデンーマンガン等の余事よりなる膜状の
ピータＳ＆がスクリーン印刷され、またこのヒータ５ａ
は貫通孔１１３．１１４の内面にも及んでいる。一方グ
リーンシー ） ｌｂ［ｉ上記と同様のと−タｓｂが、
外周部および一部が上記電極４＆、４′ｂと対応する位
置に印刷される。
トである。一方のグリーンシー）１１にはその中央に１
対の白金、白金−ロジウム等の耐熱金属よりなる膜状の
電極４＆、４ｂがスクリーン印刷される。またこの電極
４＆、番すはグリーンシート１＆の貫通孔１１１、ｌｉ
ｔの内面にも形成されている。更にグリーンシート１＆
にはその外周部に沿りて白金、白金−ロジウム、タング
ステン、そリプデンーマンガン等の余事よりなる膜状の
ピータＳ＆がスクリーン印刷され、またこのヒータ５ａ
は貫通孔１１３．１１４の内面にも及んでいる。一方グ
リーンシー ） ｌｂ［ｉ上記と同様のと−タｓｂが、
外周部および一部が上記電極４＆、４′ｂと対応する位
置に印刷される。
そして上記グリーンシート１＆、１′ｂ＃Ｐ１重ね合さ
れる。この際、両グリーンシー）Ｌ＆、１ｂの端部間に
は、シート１＆の貫通孔１１−１．１１２と対応する位
置にリードｍ６＆、６ｂの一端が、シート１＆の貫通孔
１１３．１１４とシー）１ｂのヒータ両端と重なる位置
にリード＆ｌ６１３．６１１の一端がそれぞれセットさ
れる。
れる。この際、両グリーンシー）Ｌ＆、１ｂの端部間に
は、シート１＆の貫通孔１１−１．１１２と対応する位
置にリードｍ６＆、６ｂの一端が、シート１＆の貫通孔
１１３．１１４とシー）１ｂのヒータ両端と重なる位置
にリード＆ｌ６１３．６１１の一端がそれぞれセットさ
れる。
そして重ね合せたシー）１ａ、ｌｂを加熱しつつ加圧し
、電気炉で１５００＠〜１６００℃、約５時間焼成する
。これによりシー）１＆、１ｂは焼結して一体化し、内
部に膜状ヒータ５ｂが、表面に膜状電極４ｍ、４ｂと膜
状ヒー＃ｂａが形成される。同時にリード１１６４％
ａｙ６０．６ｄもシート１＆、ｌｂ間に焼結時の収縮
作用により強固に固着される。
、電気炉で１５００＠〜１６００℃、約５時間焼成する
。これによりシー）１＆、１ｂは焼結して一体化し、内
部に膜状ヒータ５ｂが、表面に膜状電極４ｍ、４ｂと膜
状ヒー＃ｂａが形成される。同時にリード１１６４％
ａｙ６０．６ｄもシート１＆、ｌｂ間に焼結時の収縮
作用により強固に固着される。
次にＭｇＯを固溶させたペースト状のＯｏＯをスクリー
ン印刷によって電極４＆、４１３間、および電極４１と
ヒータ１！１＆との間に印刷し、乾燥後、電気炉中で約
１１５０℃、２時間焼成する。次にペースト状のホウケ
イ僧ガラスをスクリーン印刷により電極４ｂとヒータＢ
＆との間に形成したＯｏＯ層を覆うようにコーティング
し、乾燥後、約１０５０℃、１５分間焼成する。
ン印刷によって電極４＆、４１３間、および電極４１と
ヒータ１！１＆との間に印刷し、乾燥後、電気炉中で約
１１５０℃、２時間焼成する。次にペースト状のホウケ
イ僧ガラスをスクリーン印刷により電極４ｂとヒータＢ
＆との間に形成したＯｏＯ層を覆うようにコーティング
し、乾燥後、約１０５０℃、１５分間焼成する。
これにより第５図および第４図に示すように、電ＩＩＭ
４＆、４１３上にガス成分検出素子２が、電！ＩＡ４ｂ
およびヒータ５＆上に温度検出素子３が形成され、素子
３はガラス層３０により被覆されている。
４＆、４１３上にガス成分検出素子２が、電！ＩＡ４ｂ
およびヒータ５＆上に温度検出素子３が形成され、素子
３はガラス層３０により被覆されている。
第６図社上記ガス成分検出器の検出回路例を示すもので
、１９は電源、２０ＦＪ制御回路であってガス成分検出
器からの出力電圧を処理し、図示しない＠蒐系の燃料制
御装置に信号を送る。
、１９は電源、２０ＦＪ制御回路であってガス成分検出
器からの出力電圧を処理し、図示しない＠蒐系の燃料制
御装置に信号を送る。
図示のようにガス成分検出素子２と温度検出素子３とは
直列に接続されピータ５＆、５ｂと七もに接地されてお
り、端子６ｂにはガス成分検出素子８と温度検出素子３
の電気抵抗値に応じた出力電圧が発生する。ここで温度
検出素子３社実質的にガス不透性１のコーティング層３
０によ抄被覆されているので、温度検出素子３の電気抵
抗値は排気ガスのガス成分によらず温度のみによりｆｉ
ｆｆ決まり、かつガス成分検出素子２と温度検出素子易
とは同一成分よりなるので電気抵抗の温度依存性は同じ
である。従って第７図に示すように、温度が例えば７６
０℃、８００”Ｃ，８４０℃と貧化しても、ガス成分検
出素子２と温度検出素子３の電気抵抗値の交点は同一空
燃比（１８）でほとんど変化せず、従って端子６ｂに発
生する出力電圧も変化せず、温度変化にかかわらず精確
に空燃比を検出できる。
直列に接続されピータ５＆、５ｂと七もに接地されてお
り、端子６ｂにはガス成分検出素子８と温度検出素子３
の電気抵抗値に応じた出力電圧が発生する。ここで温度
検出素子３社実質的にガス不透性１のコーティング層３
０によ抄被覆されているので、温度検出素子３の電気抵
抗値は排気ガスのガス成分によらず温度のみによりｆｉ
ｆｆ決まり、かつガス成分検出素子２と温度検出素子易
とは同一成分よりなるので電気抵抗の温度依存性は同じ
である。従って第７図に示すように、温度が例えば７６
０℃、８００”Ｃ，８４０℃と貧化しても、ガス成分検
出素子２と温度検出素子３の電気抵抗値の交点は同一空
燃比（１８）でほとんど変化せず、従って端子６ｂに発
生する出力電圧も変化せず、温度変化にかかわらず精確
に空燃比を検出できる。
また、ヒータ５＆、５ｂは、ガス成分検出素子２のＩＩ
ｋ低作動温度以上に加熱保持するのみでよく、例えばＶ
ＯＯ℃±ＢＯ℃程度の範囲に温度保持すればよいので、
ピーク制御も単純立０１１−゛０シ１制御で充分である
。
ｋ低作動温度以上に加熱保持するのみでよく、例えばＶ
ＯＯ℃±ＢＯ℃程度の範囲に温度保持すればよいので、
ピーク制御も単純立０１１−゛０シ１制御で充分である
。
なお、ガス成分検出素子は上記実施例のものに限らずＴ
ｉｅｓ、０＠０鵞、Ｚｒ０ｍ、Ｍｉｄ、Ｓｎ０１％Ｌａ
０ｒＯ＠、Ｎｂ１Ｏ，などガス成分に応じた電気抵抗値
を示すものが用いられ得る。温度検出素子はガス成分検
出素子と組成が必ずしも同一のものでなくてもよい。た
だし、抵抗温度係数がガス成分検出素子とほぼ同一のも
のを用−るＯ温度検出素子を被覆する材料としては上記
実施側以外にアル、ミナ、スピネル等の耐熱、電数絶縁
性の材料を用−１これを緻密に形成してもよい。素子お
よびビータは膜状に限らずベレット状、コイル状に形成
したものを用いてもよいＯ
ｉｅｓ、０＠０鵞、Ｚｒ０ｍ、Ｍｉｄ、Ｓｎ０１％Ｌａ
０ｒＯ＠、Ｎｂ１Ｏ，などガス成分に応じた電気抵抗値
を示すものが用いられ得る。温度検出素子はガス成分検
出素子と組成が必ずしも同一のものでなくてもよい。た
だし、抵抗温度係数がガス成分検出素子とほぼ同一のも
のを用−るＯ温度検出素子を被覆する材料としては上記
実施側以外にアル、ミナ、スピネル等の耐熱、電数絶縁
性の材料を用−１これを緻密に形成してもよい。素子お
よびビータは膜状に限らずベレット状、コイル状に形成
したものを用いてもよいＯ
第１図は従来の検出器における空燃費と電更抵抗値の関
係を示す図、第２図社本発明の一実施例を示す縦断面図
、第３図社第１図の要部の正面図、第４図は第３図のＡ
−Ａ線断面図、第５図は第２図に示す要部の分解斜視図
、第６図は検出回路例を示す図、第７図は本発明実鳩例
における空燃比と電気抵抗値の関係を示す図である。 １・・・・・・基体 ２・・・・・・ガス成分検出素
子３・・・・・・温度検出素子 ４ａ、４ｂ・・・・・
・電極ａｍ、ｓｂ・・・・・・ヒータ ６１．６１．６０．６ｄ・・・・・・リード線１９・・
・・・・電源 ２０・・・・・・制御回路第３図 第４図 第６図
係を示す図、第２図社本発明の一実施例を示す縦断面図
、第３図社第１図の要部の正面図、第４図は第３図のＡ
−Ａ線断面図、第５図は第２図に示す要部の分解斜視図
、第６図は検出回路例を示す図、第７図は本発明実鳩例
における空燃比と電気抵抗値の関係を示す図である。 １・・・・・・基体 ２・・・・・・ガス成分検出素
子３・・・・・・温度検出素子 ４ａ、４ｂ・・・・・
・電極ａｍ、ｓｂ・・・・・・ヒータ ６１．６１．６０．６ｄ・・・・・・リード線１９・・
・・・・電源 ２０・・・・・・制御回路第３図 第４図 第６図
Claims (1)
- 耐熱かつ電気絶縁性基体に、検出ガス中のガス酸分に応
じた電気抵抗値を示す金属酸化物よりなるガス成分検出
素子と、温度に応じた電気抵抗値を示すとともに上記ガ
ス成分検出素子と類似の抵抗温度係数をもち上記ガス成
分検出素子と直列に接続せしめた温度検出素子と、これ
等の各素子の電気抵抗値を取出す電極と、これ等画素子
を加熱する加熱手段を設けた仁とを特徴とするガス成分
検出器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12917681A JPS5830650A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | ガス成分検出器 |
| US06/354,794 US4453397A (en) | 1981-08-17 | 1982-03-04 | Gas detecting sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12917681A JPS5830650A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | ガス成分検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830650A true JPS5830650A (ja) | 1983-02-23 |
Family
ID=15003017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12917681A Pending JPS5830650A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-18 | ガス成分検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830650A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171647A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-07-03 | Vaisala Oy | ガス或は蒸気の相対濃度を測定する為の測定方法及びセンサー |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP12917681A patent/JPS5830650A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171647A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-07-03 | Vaisala Oy | ガス或は蒸気の相対濃度を測定する為の測定方法及びセンサー |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4453397A (en) | Gas detecting sensor | |
| US4413502A (en) | Gas detecting sensor | |
| JPS60218057A (ja) | 抵抗型酸素センサ | |
| JP4034900B2 (ja) | ヒータ付き酸素センサ及びその製造方法 | |
| JPS5819553A (ja) | 多機能酸素濃度検出器 | |
| JPS59197847A (ja) | スモーク濃度センサ | |
| JPS58148946A (ja) | 空燃比検出器 | |
| US4450428A (en) | Gas detecting sensor | |
| JPH04216452A (ja) | 混合気の組成とガス速度を同時に検出するためのセンサ | |
| JPS5830650A (ja) | ガス成分検出器 | |
| JP3903181B2 (ja) | 抵抗型酸素センサとそれを使った酸素センサ装置及び空燃比制御システム | |
| JPS5892946A (ja) | ガス成分検出器 | |
| JPS5830649A (ja) | ガス成分検出器 | |
| JPH055305B2 (ja) | ||
| JP2917633B2 (ja) | 酸素濃度センサ | |
| JPS5897282A (ja) | マイクロヒ−タ | |
| JPS6366450A (ja) | ガス検出器の製造方法 | |
| JPS6311644Y2 (ja) | ||
| JPH03172749A (ja) | ガスセンサ | |
| JPH10206380A (ja) | 酸素濃度検出素子 | |
| JPS6034064B2 (ja) | 積層型膜構造酸素センサ | |
| JPS63109359A (ja) | センサ | |
| JPS63293456A (ja) | ガスセンサ | |
| JPS6161343B2 (ja) | ||
| JP2704687B2 (ja) | ガス検知素子 |