JPS60129657A - 燃焼センサ - Google Patents
燃焼センサInfo
- Publication number
- JPS60129657A JPS60129657A JP58238170A JP23817083A JPS60129657A JP S60129657 A JPS60129657 A JP S60129657A JP 58238170 A JP58238170 A JP 58238170A JP 23817083 A JP23817083 A JP 23817083A JP S60129657 A JPS60129657 A JP S60129657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface electrode
- solid electrolyte
- metal spring
- spring
- electrical contact
- 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
- G01N27/26—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (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】
産業上の利用分野
本発明は、ガス、石油機器等の不完全燃焼あ検知に使用
される癲焼センサの改良に係り、特に電極の電気的接触
手段に関するものである０ ′従来例δ構晟と羊の問題
点 掟来、゛どめ稀の燃銚センサは第１図に示すように構成
されてい鼠・すなわち、円筒状の酸素イオ□ン電導性固
体蝋解冑２の内外面に外面電縁１″、内面電極ｉを設け
、外面電極１はインシュレーター６で押圧されたグらフ
ァイ）Ｓによりて・・ウジンｚ４に導通が取られ、かつ
上記インシュレーター２ページ ６はハウジング４の端部でかしめられている。そして、
内面電極３は固体電解質２の外面まで導かれ、この部分
でリード線９とハンダ７で接合され、外部に導通が取ら
れている。また、この／Ｓンダ付部と固体電解質２はセ
ラミック接着剤８で固定されている。
される癲焼センサの改良に係り、特に電極の電気的接触
手段に関するものである０ ′従来例δ構晟と羊の問題
点 掟来、゛どめ稀の燃銚センサは第１図に示すように構成
されてい鼠・すなわち、円筒状の酸素イオ□ン電導性固
体蝋解冑２の内外面に外面電縁１″、内面電極ｉを設け
、外面電極１はインシュレーター６で押圧されたグらフ
ァイ）Ｓによりて・・ウジンｚ４に導通が取られ、かつ
上記インシュレーター２ページ ６はハウジング４の端部でかしめられている。そして、
内面電極３は固体電解質２の外面まで導かれ、この部分
でリード線９とハンダ７で接合され、外部に導通が取ら
れている。また、この／Ｓンダ付部と固体電解質２はセ
ラミック接着剤８で固定されている。
この構成によって内面電極３が触れる気体と外面電極１
が触れる気体とに酸素濃度差が存在し、しかも固体電解
質２が４００’Ｃ以上の高温の場合に電圧を発生し、こ
れによって検知するが、外面のガスが内面に侵入しない
ように固体電解質２の先端はセラばラフ接着剤１ｏによ
って封止されている。 ・ ・ この場合、燃焼機器に使用されると、ノ・φソング４か
ら外部に出ている固体電解質２は燃焼雰囲中に置かれ、
セノント材１ｏの部分は８ＯＯ℃以上になり、ハン′ｆ
７の部分は３ＯＯ℃遅い本のになる。従って、−ζンｆ
ｉ−７Ｋは高温用のハンダ（融点２６０℃）を使用し、
しかもこの部分の温度を下げるべき工夫、□例えば冷風
を送るかあるいは取３・°−ジ 付位置を低温側にするなどの手段が取られていた。
が触れる気体とに酸素濃度差が存在し、しかも固体電解
質２が４００’Ｃ以上の高温の場合に電圧を発生し、こ
れによって検知するが、外面のガスが内面に侵入しない
ように固体電解質２の先端はセラばラフ接着剤１ｏによ
って封止されている。 ・ ・ この場合、燃焼機器に使用されると、ノ・φソング４か
ら外部に出ている固体電解質２は燃焼雰囲中に置かれ、
セノント材１ｏの部分は８ＯＯ℃以上になり、ハン′ｆ
７の部分は３ＯＯ℃遅い本のになる。従って、−ζンｆ
ｉ−７Ｋは高温用のハンダ（融点２６０℃）を使用し、
しかもこの部分の温度を下げるべき工夫、□例えば冷風
を送るかあるいは取３・°−ジ 付位置を低温側にするなどの手段が取られていた。
しかし、この固体電解質２は高温になる程−特性が安定
し、まだ冷風でハンダ７の部分の温度を下げることによ
って固体電解質２の長さ方向に激しい温度勾配を生じさ
せると熱応力によって固体電解質２が破損する可能性も
大きくなるなどの理由により、従来よりもさらに高い温
度に耐える電気接触手段が必要とされているものであっ
た□発明の目的 本発明は上記の必要性に対応し、従来よりさらに高温に
耐える電気接触手段を与えるようにした燃焼センサを提
供することを目的とするものである。
し、まだ冷風でハンダ７の部分の温度を下げることによ
って固体電解質２の長さ方向に激しい温度勾配を生じさ
せると熱応力によって固体電解質２が破損する可能性も
大きくなるなどの理由により、従来よりもさらに高い温
度に耐える電気接触手段が必要とされているものであっ
た□発明の目的 本発明は上記の必要性に対応し、従来よりさらに高温に
耐える電気接触手段を与えるようにした燃焼センサを提
供することを目的とするものである。
発明の構成
この目的を達成するだめに本発明は、耐熱材料でなる金
属バネを固体電解質内孔に圧入し、このバネを内面電極
と接触するように配置したものである。この構成によっ
て、金属バネが内面電極にバネ力で押圧され、耐熱性の
バネ材のバネ性が無くなる高温度域まで電気的接触を実
現することができることとなる。
属バネを固体電解質内孔に圧入し、このバネを内面電極
と接触するように配置したものである。この構成によっ
て、金属バネが内面電極にバネ力で押圧され、耐熱性の
バネ材のバネ性が無くなる高温度域まで電気的接触を実
現することができることとなる。
実施例の説明
以下一本発明の一実施例を第２図、第３図を用いて説明
する。なお、第２図中、第１図と同一部品については同
一番号を付している。
する。なお、第２図中、第１図と同一部品については同
一番号を付している。
白金からなる外面電極１、内面電極３を具備した外径４
ｍｍ、肉厚０．８ ｍｍ、長さ５ｏｍｍの円筒状をした
固体電解質２ （ＺｒＯ２＋Ｙ２Ｏ５）の内孔に、内面
電極３を押圧するように板材のＵ字形バネ部１２（厚み
０．２ｍｍ、巾１ ｍｍ ）を有する金属バネ１１が圧
入され、内面電極３との導通を取り、リード線９はこの
金属バネ１１にスポット溶接されている。
ｍｍ、肉厚０．８ ｍｍ、長さ５ｏｍｍの円筒状をした
固体電解質２ （ＺｒＯ２＋Ｙ２Ｏ５）の内孔に、内面
電極３を押圧するように板材のＵ字形バネ部１２（厚み
０．２ｍｍ、巾１ ｍｍ ）を有する金属バネ１１が圧
入され、内面電極３との導通を取り、リード線９はこの
金属バネ１１にスポット溶接されている。
この金属バネ１１は８ｔＴＳ６３１からなる上記、くネ
部１２の基谷部１３と８ＵＳ４３０からなる端子部１４
が溶接部１５で接合されており、リード線９の絶縁皮膜
部はツメ１６によってかしめられる構造になっている。
部１２の基谷部１３と８ＵＳ４３０からなる端子部１４
が溶接部１５で接合されており、リード線９の絶縁皮膜
部はツメ１６によってかしめられる構造になっている。
そして溶接部１６はアルξす系のセラミ、ツク接着剤８
に埋めこまれ、固体電解質２と共にアルεすからなるイ
ンシュレーター６に固定される。このインシュレーター
６は外面６・“−ゾ 電極１の導通を５ＵＳ４３０でなるハウジング４に取る
ために配置されたグラファイト６を押圧するようにその
ハウジング４でかしめられ固定されてい、る０ なお、固体電解質２の先端は従来例と同じ理由でアルミ
ナ系のセラばツク接着剤１０によって封止されている。
に埋めこまれ、固体電解質２と共にアルεすからなるイ
ンシュレーター６に固定される。このインシュレーター
６は外面６・“−ゾ 電極１の導通を５ＵＳ４３０でなるハウジング４に取る
ために配置されたグラファイト６を押圧するようにその
ハウジング４でかしめられ固定されてい、る０ なお、固体電解質２の先端は従来例と同じ理由でアルミ
ナ系のセラばツク接着剤１０によって封止されている。
この構成によると、固体電解質２が燃焼雰囲気中に挿入
された場合、セラミック接着剤１ｏが９００’Ｃ，、グ
ラフフィト６が４００℃、金属バネ１１が３２０℃の温
度分布を示し、外面電極１と内面電極３との間に第４図
のような燃焼雰囲気中よる電圧を発生し、不完全燃焼時
には約１ｖの値 □奪示す０そして、本実施例の金属バ
ネ１１のバネ部１２は５ＵＳ６３１であり、第６図の５
ＵＳ６３１の板材において３５０’ｌ：中の５０ｋｇ／
ｍｍの応力を与える設定変位での高温放置テスト結果で
は４０ｋｇ／ｍｍの応力は充分に保持し、本実施例のバ
ネ圧に換算した場合５０ｇを確保でき、電気的接触の接
触圧としては充分である。また、本実施６ページ 例による完成品の３５０℃高温放置テスト２○０゜時間
後のＵ字型部のへタリ寸法はほとんどなく、初期と同じ
約０．３ｍｍのたわみを保持しており、表面状態も高温
酢化は見られず、従来よりもさらに−高い温度（３５０
℃）での電気的−触において高い信頼性を有する。そし
て、冷風で冷却するなどの配慮が必胃なく、高い温度で
安定した第４図のような特性が得られる。また、形状は
種々考えられるが、本実施例の形状のように、バネ材を
Ｕ字形に成形する構成とした時には外側に拡がろうとす
る残留応力がバネ圧と１てさらに有利に作用するＯ さらにバネ部１２と端子部１４とに分けることにより、
バネ部１２の信頼性を声めるためにインコネル７０２と
いう高価な材料を使用した場合、耐熱一度は５００’Ｃ
近くまで上がるが、バネ部１２だけをインコネル７０２
に置きかえることによってコスト的にはできるだけ低く
できる。
された場合、セラミック接着剤１ｏが９００’Ｃ，、グ
ラフフィト６が４００℃、金属バネ１１が３２０℃の温
度分布を示し、外面電極１と内面電極３との間に第４図
のような燃焼雰囲気中よる電圧を発生し、不完全燃焼時
には約１ｖの値 □奪示す０そして、本実施例の金属バ
ネ１１のバネ部１２は５ＵＳ６３１であり、第６図の５
ＵＳ６３１の板材において３５０’ｌ：中の５０ｋｇ／
ｍｍの応力を与える設定変位での高温放置テスト結果で
は４０ｋｇ／ｍｍの応力は充分に保持し、本実施例のバ
ネ圧に換算した場合５０ｇを確保でき、電気的接触の接
触圧としては充分である。また、本実施６ページ 例による完成品の３５０℃高温放置テスト２○０゜時間
後のＵ字型部のへタリ寸法はほとんどなく、初期と同じ
約０．３ｍｍのたわみを保持しており、表面状態も高温
酢化は見られず、従来よりもさらに−高い温度（３５０
℃）での電気的−触において高い信頼性を有する。そし
て、冷風で冷却するなどの配慮が必胃なく、高い温度で
安定した第４図のような特性が得られる。また、形状は
種々考えられるが、本実施例の形状のように、バネ材を
Ｕ字形に成形する構成とした時には外側に拡がろうとす
る残留応力がバネ圧と１てさらに有利に作用するＯ さらにバネ部１２と端子部１４とに分けることにより、
バネ部１２の信頼性を声めるためにインコネル７０２と
いう高価な材料を使用した場合、耐熱一度は５００’Ｃ
近くまで上がるが、バネ部１２だけをインコネル７０２
に置きかえることによってコスト的にはできるだけ低く
できる。
その他に単にバネ材を圧入するだけなので組立が容易で
あると同時に従来例のように内面電極３７１・−ジ を外面まで導く必要がなく、高価な白金が節約できコス
トダウンになる。
あると同時に従来例のように内面電極３７１・−ジ を外面まで導く必要がなく、高価な白金が節約できコス
トダウンになる。
発明の効果
以上のように本発明の耐熱材料からなる金属ノ（ネを電
解質内に圧入するという電気接触手段によると、従来に
比較してさらに高温域まで電気接触が保たれ、組立が容
易で、コストが安く、高い信頼性を有するという効果が
得られる。
解質内に圧入するという電気接触手段によると、従来に
比較してさらに高温域まで電気接触が保たれ、組立が容
易で、コストが安く、高い信頼性を有するという効果が
得られる。
第１図は従来の燃焼センサを示す半断面正面図、第２図
は本発明の一実施例による燃焼センサの半断面正面図、
第３図は同センサを構成する金属バネの斜視図、第４図
は本実施徊の構造による燃焼雰囲気と発生電圧との関係
を示す図、第５図は５Ｕ８６３１の３６０℃中高温放置
時間と曲げ応力の関係を示す図である。 １・・・・・・外面電極、２・・・・・・固体電解質、
３・・・・・・内面電極、４・・・・・・ハウジング、
５・・・・・・グラファイト、６・・・・・・インシュ
レーター、７・・・・・・ハンダ、８・・・・・・セラ
ミック接着剤、９・・・・・・ＩＪ−ド線、１ｏ・川・
・セラピック接着剤、１１・・・・・・金属バネ−１２
・・・・・・Ｕ字形バネ部−１３・・・・・・基台部−
１４・・・・・・端子部、１５・・・・・・溶接部、１
６・・・・・・ツメ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 昆 ２ 図 第３図 第 ４ 図 第 ５ 図 ≦￥罪用 ４ Ｊ／／ ｉｍａ ｓｍ昌閏）
は本発明の一実施例による燃焼センサの半断面正面図、
第３図は同センサを構成する金属バネの斜視図、第４図
は本実施徊の構造による燃焼雰囲気と発生電圧との関係
を示す図、第５図は５Ｕ８６３１の３６０℃中高温放置
時間と曲げ応力の関係を示す図である。 １・・・・・・外面電極、２・・・・・・固体電解質、
３・・・・・・内面電極、４・・・・・・ハウジング、
５・・・・・・グラファイト、６・・・・・・インシュ
レーター、７・・・・・・ハンダ、８・・・・・・セラ
ミック接着剤、９・・・・・・ＩＪ−ド線、１ｏ・川・
・セラピック接着剤、１１・・・・・・金属バネ−１２
・・・・・・Ｕ字形バネ部−１３・・・・・・基台部−
１４・・・・・・端子部、１５・・・・・・溶接部、１
６・・・・・・ツメ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 昆 ２ 図 第３図 第 ４ 図 第 ５ 図 ≦￥罪用 ４ Ｊ／／ ｉｍａ ｓｍ昌閏）
Claims (1)
- 円筒状の酸素イオン電導性固体電解質の内面に□設けら
れた電極の電気的接触を、上記固体電解質内に工大され
た耐熱材料からなる金属・・禾によ・て取ることを特徴
とする燃焼センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238170A JPS60129657A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 燃焼センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238170A JPS60129657A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 燃焼センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129657A true JPS60129657A (ja) | 1985-07-10 |
Family
ID=17026215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238170A Pending JPS60129657A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 燃焼センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129657A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4960785A (ja) * | 1972-08-28 | 1974-06-12 | ||
| JPS53147593A (en) * | 1977-05-27 | 1978-12-22 | Hitachi Ltd | Oxygen density measuring device |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58238170A patent/JPS60129657A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4960785A (ja) * | 1972-08-28 | 1974-06-12 | ||
| JPS53147593A (en) * | 1977-05-27 | 1978-12-22 | Hitachi Ltd | Oxygen density measuring device |
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