JPS60131452A - 空燃比センサ - Google Patents
空燃比センサInfo
- Publication number
- JPS60131452A JPS60131452A JP58240635A JP24063583A JPS60131452A JP S60131452 A JPS60131452 A JP S60131452A JP 58240635 A JP58240635 A JP 58240635A JP 24063583 A JP24063583 A JP 24063583A JP S60131452 A JPS60131452 A JP S60131452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- gas
- electrodes
- current
- fuel ratio
- 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.)
- Granted
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
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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ｊ
本発明は酸素イオン伝導付固体電解質を利用したガス中
の酸素−たは可燃性ガス成分濃度を電楓的、測定、８空
燃比やン４．。門、。
の酸素−たは可燃性ガス成分濃度を電楓的、測定、８空
燃比やン４．。門、。
［従来技術］
従来ガス中□の酸素または可燃性ガス成分濃度の電気的
測定にはジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質を
用いた装置が知られている。このような固体電解質を用
いた酸素等のガス成分淵度測゛定装置の公知技術として
固体電解質の一方の電極面を−含んで密閉状の空間を形
成する室を備え、その室の壁に微小な拡散孔を設け、こ
れにより被測定ガス中のガス威容を上記室内に拡散導入
するに）に電極面間に電圧を印加することにより流れる
翰流邑を゛測定して被測定ガス中のガス成分濃度を測定
するガ法（特開昭５２−７２２８６号、特開開５３−６
６２９２号）がある。
測定にはジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質を
用いた装置が知られている。このような固体電解質を用
いた酸素等のガス成分淵度測゛定装置の公知技術として
固体電解質の一方の電極面を−含んで密閉状の空間を形
成する室を備え、その室の壁に微小な拡散孔を設け、こ
れにより被測定ガス中のガス威容を上記室内に拡散導入
するに）に電極面間に電圧を印加することにより流れる
翰流邑を゛測定して被測定ガス中のガス成分濃度を測定
するガ法（特開昭５２−７２２８６号、特開開５３−６
６２９２号）がある。
ところが、これらの装置の構成は両電極の内、一方の電
極雰囲気は拡散制限用の小さい孔によってのみ被測定ガ
ス雰囲気と連通する密閉状空間雰囲気であるので、被測
定ガス成分の濃度が急変した場合、この拡散部分からの
拡散ガスが密閉室内全域におよんで平衡状態に達するま
で時間がかかり、そのため応答性が低くなるという欠点
があった。一方、ガス成分の拡散制限作用を電極に密接
し１設けた多孔質部材の連通気孔によって行なわせるも
のも提案されているが、多孔質材の気孔率の制御が容易
ではなく、また使用中、目詰りによる拡散抵抗の変化を
起こしやすく、安定性に欠けるという問題があった。
極雰囲気は拡散制限用の小さい孔によってのみ被測定ガ
ス雰囲気と連通する密閉状空間雰囲気であるので、被測
定ガス成分の濃度が急変した場合、この拡散部分からの
拡散ガスが密閉室内全域におよんで平衡状態に達するま
で時間がかかり、そのため応答性が低くなるという欠点
があった。一方、ガス成分の拡散制限作用を電極に密接
し１設けた多孔質部材の連通気孔によって行なわせるも
のも提案されているが、多孔質材の気孔率の制御が容易
ではなく、また使用中、目詰りによる拡散抵抗の変化を
起こしやすく、安定性に欠けるという問題があった。
［発明の目的］
本発明は上記欠点を解決し被測定ガス中の酸素等のガス
成分濃痕が変化してもイれに対する応答性が速くかつ個
々の特性が安定しや１くて製造が容易であり、かつ使用
中も安定した性能が得られる新規なセンサを提供するこ
とにある。
成分濃痕が変化してもイれに対する応答性が速くかつ個
々の特性が安定しや１くて製造が容易であり、かつ使用
中も安定した性能が得られる新規なセンサを提供するこ
とにある。
［発明の構成］
即ち、本発明の要旨とするところは、
酸素イオン伝導性の固体電解質からなる壁部を有し、被
測定気体に対して密閉状であり、がっ、外気側に開放口
を有する中空体と、 上記壁部の内外面に付設された二対の酸素ガス透過性電
極と、 上記外面側の電極に面して間隙部を設けて配設されたガ
ス遮蔽体と、 前記電極の内、一方の一対の電極に接続されて所定量の
酸素を間隙部へ流入させるように所定量の電流を流すた
めの通電手段と、 他方の一対の電極に接続されて間隙部から酸素を汲み出
すように電流を流すための電力源と、を備えるとともに
、上記他方の一対の電極間の電流と電ｉどの関係がら空
燃比を検出するよう構成されていることを特徴とする空
燃比センサにある。
測定気体に対して密閉状であり、がっ、外気側に開放口
を有する中空体と、 上記壁部の内外面に付設された二対の酸素ガス透過性電
極と、 上記外面側の電極に面して間隙部を設けて配設されたガ
ス遮蔽体と、 前記電極の内、一方の一対の電極に接続されて所定量の
酸素を間隙部へ流入させるように所定量の電流を流すた
めの通電手段と、 他方の一対の電極に接続されて間隙部から酸素を汲み出
すように電流を流すための電力源と、を備えるとともに
、上記他方の一対の電極間の電流と電ｉどの関係がら空
燃比を検出するよう構成されていることを特徴とする空
燃比センサにある。
上記酸素イオン伝導性固体電解質とは安定化または部分
安定化ジルコニア等の酸素イオン伝導性セラミック貿焼
結体が用いられる。 。
安定化ジルコニア等の酸素イオン伝導性セラミック貿焼
結体が用いられる。 。
、上記酸素ガス透過性の電極は白金、金等のセラミック
粉末とのペーストを同一電解質、上に印刷後焼き付ける
方法あるいはスバ、ツタリングや蒸着により固体電解質
上に設ける方法等の一般的な方法により形成される。後
者ｑ）薄膜技術を用いて電極を形成したときは更にその
上に厚膜技術によりセラミック質の多孔質層を被着させ
ることが望ましい。
粉末とのペーストを同一電解質、上に印刷後焼き付ける
方法あるいはスバ、ツタリングや蒸着により固体電解質
上に設ける方法等の一般的な方法により形成される。後
者ｑ）薄膜技術を用いて電極を形成したときは更にその
上に厚膜技術によりセラミック質の多孔質層を被着させ
ることが望ましい。
次に本発明を実施例とともに鰺明してゆく。
［実施例］
本発明の第１実施例のセンサ１を第１図ないし第３図に
示す。第１図は酸素センサの正面縦断面 １図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ−断面図、第３図は ・壁部の正面図
を示す。ここにおいて２はジルコニアを主成分とする酸
素イオン伝導性固体電解質により形成されている壁部２
ａとセラミックからケ↑箱部２ｂ、！ｉ−＠’ｌ’８直
方体状０中′体ｒｓａ。
示す。第１図は酸素センサの正面縦断面 １図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ−断面図、第３図は ・壁部の正面図
を示す。ここにおいて２はジルコニアを主成分とする酸
素イオン伝導性固体電解質により形成されている壁部２
ａとセラミックからケ↑箱部２ｂ、！ｉ−＠’ｌ’８直
方体状０中′体ｒｓａ。
外気側にのみ間口部２Ｃを有している。また間隙部３を
介して壁部２ａと平行にガス遮蔽体４が配設されている
。上記中空体２には壁部２ａの内外面にそれぞれ酸素ガ
ス透過１１の電極５．６，７゜８が形成されている。こ
のように配置された中空体２及び遮蔽体４はその台部９
により相対的位置を固定され、更に本セ、・ンサ１が適
応されるべき測定部分の固定部１ｏ１例えば内燃機関の
椛気管に台部９の鍔部９ａにＪンり同定されている。ま
た第３図は壁部２ａの正面図を表す。口字形の電極５が
壁部２ａの外側に設けられ、内側に長方形の電極７が設
けられ、ている。イして裏面には電［５と同形の電極６
と、電極７と同形の電極８とがそれぞれ設けられている
。つまり電極５．６で一対、電極７・、８で一対合計二
対の電極が設けられている。
介して壁部２ａと平行にガス遮蔽体４が配設されている
。上記中空体２には壁部２ａの内外面にそれぞれ酸素ガ
ス透過１１の電極５．６，７゜８が形成されている。こ
のように配置された中空体２及び遮蔽体４はその台部９
により相対的位置を固定され、更に本セ、・ンサ１が適
応されるべき測定部分の固定部１ｏ１例えば内燃機関の
椛気管に台部９の鍔部９ａにＪンり同定されている。ま
た第３図は壁部２ａの正面図を表す。口字形の電極５が
壁部２ａの外側に設けられ、内側に長方形の電極７が設
けられ、ている。イして裏面には電［５と同形の電極６
と、電極７と同形の電極８とがそれぞれ設けられている
。つまり電極５．６で一対、電極７・、８で一対合計二
対の電極が設けられている。
・上述の如き構成において、中空体２の電極５゜６問に
電極５から電極６へ向って一定電流１Ｄ。
電極５から電極６へ向って一定電流１Ｄ。
が流れるように通電手段１１、例えば定電流源が接続さ
れ−また他方電極８がらｉｆｖＭ７へ向って任意の電流
量を流すことができる電力源１２が接続、され、それに
より電圧を印加し、電極７．８間の電圧及び電流を測定
すると、第４図に示す如くの測定結果が得られる。
れ−また他方電極８がらｉｆｖＭ７へ向って任意の電流
量を流すことができる電力源１２が接続、され、それに
より電圧を印加し、電極７．８間の電圧及び電流を測定
すると、第４図に示す如くの測定結果が得られる。
この場合本センサ１を内燃機関の排ガス中の酸素または
可燃性ガス成分の濃度の測定に適用したものとする。こ
こで横軸λは空燃比であり、縦軸は測定された電極７，
８間の電圧■であり、又図中のグラフは電流をｒｐ ｔ
＜ ＩＤ２ ＜ Ｉｌｌ ｇ ＜ １０４の関係にあ
る各値ｒｌｌ＋ ｌ ＩＤ ２１ ｔｐ ａ。
可燃性ガス成分の濃度の測定に適用したものとする。こ
こで横軸λは空燃比であり、縦軸は測定された電極７，
８間の電圧■であり、又図中のグラフは電流をｒｐ ｔ
＜ ＩＤ２ ＜ Ｉｌｌ ｇ ＜ １０４の関係にあ
る各値ｒｌｌ＋ ｌ ＩＤ ２１ ｔｐ ａ。
１１）ａに一定に保持した場合に１ｑられる電圧の急変
を示す。ただし、電極５．６問には予め一定の電流量の
電流１１）ｏがバイアス電流として流されている。また
固体電解質の壁部２ａおよび被測定ガスの温度は充分に
一定に保持されているとする。
を示す。ただし、電極５．６問には予め一定の電流量の
電流１１）ｏがバイアス電流として流されている。また
固体電解質の壁部２ａおよび被測定ガスの温度は充分に
一定に保持されているとする。
第４図から判る通り、例えば電極７，８間の電流量を一
定にしたときの電圧変化を検出すれば空燃比λがλ〉１
では排ガス中の酸素の８ａ麿を検知することができ、λ
〈１では可燃性ガス成分のＩｉ１度を検知Ｊることがで
きる。また、電圧を一定にしておき電流を変化させるこ
とによっても同様の検出をＪることが可能である。つま
り空燃比センサとして使用できるのである。
定にしたときの電圧変化を検出すれば空燃比λがλ〉１
では排ガス中の酸素の８ａ麿を検知することができ、λ
〈１では可燃性ガス成分のＩｉ１度を検知Ｊることがで
きる。また、電圧を一定にしておき電流を変化させるこ
とによっても同様の検出をＪることが可能である。つま
り空燃比センサとして使用できるのである。
上記したような電圧及び電流の特性が得られる理由を説
用すると、まず中空体２の電極５，６＠に一定電流醋の
バイアス電流１Ｄｏを流すことにより、その電流量と比
例した量の酸素イオンが固体電解質中を電轡６から電極
５へ移動し、中空部２ｄに存在する酸素が常に一定時間
に一定量間隙部３へ流出することになる。間隙部３に流
入した酸素ガスは、間隙部３の三方向が開放端３ａとし
て被測定ガス側に開放されていることにより間隙部３か
ら被測定ガス中へ拡散していくとともに被測定ガス中の
可燃性ガス成分が逆に開放めら拡散流入し電極面で酸素
と燃焼反応して消費されることになる。゛この間隙部３
へ流入される酸素の減少スピードは被測定ガス中の可燃
性ガス成分の濃度が最大のとき最大となるが、その様な
状況下でも燃焼により消費される酸素量より充分多い酸
素が流されるようにバイアス電流量が決められている。
用すると、まず中空体２の電極５，６＠に一定電流醋の
バイアス電流１Ｄｏを流すことにより、その電流量と比
例した量の酸素イオンが固体電解質中を電轡６から電極
５へ移動し、中空部２ｄに存在する酸素が常に一定時間
に一定量間隙部３へ流出することになる。間隙部３に流
入した酸素ガスは、間隙部３の三方向が開放端３ａとし
て被測定ガス側に開放されていることにより間隙部３か
ら被測定ガス中へ拡散していくとともに被測定ガス中の
可燃性ガス成分が逆に開放めら拡散流入し電極面で酸素
と燃焼反応して消費されることになる。゛この間隙部３
へ流入される酸素の減少スピードは被測定ガス中の可燃
性ガス成分の濃度が最大のとき最大となるが、その様な
状況下でも燃焼により消費される酸素量より充分多い酸
素が流されるようにバイアス電流量が決められている。
従って被測定ガス中の可燃性ガス成分濃度が大ぎい程ま
た酸素濃度が大きい程間隙部３内の酸素ｍ度は大となり
、そのため中空体２の中空部２ｄにおけるＩｌｌ素１１
１１９と間隙部３とのＳ疾比が関係付けされ、従って電
源１２によって生じる電圧の急変を生じる電流量が８１
麿に応じて決定されてくる。従って電流量と電圧急変詩
の空燃比とが対応することになる。つまり被測定ガスの
濃度が電極７．８間の電圧、電流量の関係からまること
になる。
た酸素濃度が大きい程間隙部３内の酸素ｍ度は大となり
、そのため中空体２の中空部２ｄにおけるＩｌｌ素１１
１１９と間隙部３とのＳ疾比が関係付けされ、従って電
源１２によって生じる電圧の急変を生じる電流量が８１
麿に応じて決定されてくる。従って電流量と電圧急変詩
の空燃比とが対応することになる。つまり被測定ガスの
濃度が電極７．８間の電圧、電流量の関係からまること
になる。
本実施例は上述の如く構成されていることにより、中空
体２は一方向が開口した直方体を形成１゜でいるのみで
、そのｆｉｔ造は容易であり、かつ中空体２から間隙部
３へ供給される酸素ガスは開口部２Ｃより流入する単な
る外気であり酸素濃度が高いので電鯨１１はほとんど電
力を要せずに酸素゛を間隙部３へ流入させることができ
る。
体２は一方向が開口した直方体を形成１゜でいるのみで
、そのｆｉｔ造は容易であり、かつ中空体２から間隙部
３へ供給される酸素ガスは開口部２Ｃより流入する単な
る外気であり酸素濃度が高いので電鯨１１はほとんど電
力を要せずに酸素゛を間隙部３へ流入させることができ
る。
次に第５図ないし第８図に本発明の第２実施例を示す。
第５図は第２実施例のセンサ２１を内燃機関の排ガス測
定に適用した状態を示す部分断面図、第６図はイのＹ−
Ｙ間の横断面図、第７図はそのＺ−７間の縦断面図であ
る。本実施例のセンサ２１の構成はまず、固体電解質に
より形成されている壁部２２ａと鞘部２２ｂとを有する
直方体状であり、外気側にのみ開口部２２０を有する中
空体２２に間隙部２３を介して壁部２２ａと平行にガス
遮蔽体２４が配設され、さらに前記壁部２２ａ表裏両面
に各々電極２５．２６．２７．２８を設けるよう構成さ
れている。更に、濃度測定側である固体電解質の中空体
２２の、壁部２２ａの延長部分にヒーター３１が備えら
れていることである。このヒーター３１は絶縁性のコの
字型に形成された角柱状のセラミックからなり、その中
心部に通電発熱性の導電部３１ａが設けられている。
定に適用した状態を示す部分断面図、第６図はイのＹ−
Ｙ間の横断面図、第７図はそのＺ−７間の縦断面図であ
る。本実施例のセンサ２１の構成はまず、固体電解質に
より形成されている壁部２２ａと鞘部２２ｂとを有する
直方体状であり、外気側にのみ開口部２２０を有する中
空体２２に間隙部２３を介して壁部２２ａと平行にガス
遮蔽体２４が配設され、さらに前記壁部２２ａ表裏両面
に各々電極２５．２６．２７．２８を設けるよう構成さ
れている。更に、濃度測定側である固体電解質の中空体
２２の、壁部２２ａの延長部分にヒーター３１が備えら
れていることである。このヒーター３１は絶縁性のコの
字型に形成された角柱状のセラミックからなり、その中
心部に通電発熱性の導電部３１ａが設けられている。
そして、前記電極２５．２６はバイアス電流源３２と接
続され、電極２５からＮ極２６へ電流が流れる。また、
電極２７．２８は電圧計３３．電流源３４．、ｉ５．３
６，３７．保護回路３８と並列接続され、□各端子の負
端子側は接地されている。
続され、電極２５からＮ極２６へ電流が流れる。また、
電極２７．２８は電圧計３３．電流源３４．、ｉ５．３
６，３７．保護回路３８と並列接続され、□各端子の負
端子側は接地されている。
電流源は切換スイッチ３９により電流源３４，３５．３
６．３７のうちいずれか１ケが選択される。
６．３７のうちいずれか１ケが選択される。
保護回路３８は複数個のツェナーダイオードから構成さ
れている。さらに遮蔽体２４の導電部２４ａ及びヒータ
ー３１ａのｉ＃雷郡部３１可変抵抗３９を介して電池４
０と接続されている。
れている。さらに遮蔽体２４の導電部２４ａ及びヒータ
ー３１ａのｉ＃雷郡部３１可変抵抗３９を介して電池４
０と接続されている。
第７図に・第５図の７−７断面図を示す。壁部２２の外
側つまりガス遮蔽体側には口字状の電極２・５と、長方
形の電極２７が設けられ、電極２５の裏側に電極２６が
、同様に電極２７の裏側に電極２８が設けられている。
側つまりガス遮蔽体側には口字状の電極２・５と、長方
形の電極２７が設けられ、電極２５の裏側に電極２６が
、同様に電極２７の裏側に電極２８が設けられている。
上述した中空体２２の分解図及び斜視図を第８図（イ）
、（ロ）に示す。図において中空体２２は表裏両面に酸
素ガス透過性の電極２５，２６゜２７．２８ （ｉｉ極
２５’、２７は見えず）が形成された酸素イオン伝導性
固体電解質の壁部２２ａと、その内部に発熱体３１ａが
埋設されているヒーター３１と、知佃状のセラミック板
２２ｅ 、２２ｆ 。
、（ロ）に示す。図において中空体２２は表裏両面に酸
素ガス透過性の電極２５，２６゜２７．２８ （ｉｉ極
２５’、２７は見えず）が形成された酸素イオン伝導性
固体電解質の壁部２２ａと、その内部に発熱体３１ａが
埋設されているヒーター３１と、知佃状のセラミック板
２２ｅ 、２２ｆ 。
２’２ （１’、 ２２ ｈからなる鞘部２２ｂとから
構成されている。上記の構成部分の組立てはまずセラミ
ックペーストにて壁部２２ａの三方の縁にコの字状ヒー
ター３１を接着させ更にコの字状ヒーター３１に囲まれ
た壁部２２ａの面に、セラミック板２２ｅ 、２’２ｆ
、２２０をヒーター３１にそわせてコの字状に接着し
、更にそのセラミック板２２ｅ 、２２ｆ 、２２０の
コの字状の縁に対しセラミック板２２ｈを接着させるこ
とによりなされる。
構成されている。上記の構成部分の組立てはまずセラミ
ックペーストにて壁部２２ａの三方の縁にコの字状ヒー
ター３１を接着させ更にコの字状ヒーター３１に囲まれ
た壁部２２ａの面に、セラミック板２２ｅ 、２’２ｆ
、２２０をヒーター３１にそわせてコの字状に接着し
、更にそのセラミック板２２ｅ 、２２ｆ 、２２０の
コの字状の縁に対しセラミック板２２ｈを接着させるこ
とによりなされる。
なお、この中空体２２が酸素供給源としての役割を果た
すためには壁部２２ａのみが酸素イオン伝導性の固体電
解質であれば良く、２２ｅ 、２２ｆ 。
すためには壁部２２ａのみが酸素イオン伝導性の固体電
解質であれば良く、２２ｅ 、２２ｆ 。
２２ａ’、２２ｈについては通常の絶縁性のセラミック
板、例えばスピネル等で充分である。
板、例えばスピネル等で充分である。
第５図に戻り、本実施例のセンサ２１を用いた濃度測定
方法を説明すると、前記第一の実施例と同様であるが、
まず１ｍ素供給源側である固体電解質の中空体２２の電
極２５．２６！’！Ｉに電極２５から２６へ向けて一定
電流間の電流をバイアス電流として流づ。このようにし
て外気から開口部２２Ｃを通じて流入した酸素を電ｔａ
ｉ５．６と電極５゜６間の壁部２２ａを介して間隙部２
３へ常に単位時間当り一定量の酸素を供給する。次に中
空体２２の測定用電極２７．２８に電極２８側から２７
側に向けて一定電流を流ず。この電流は切換スイッチ３
９により定電流電源３４，３５，３６．３７を適宜切換
えて、その各電流量ｒ１１＋、ｒｌ１２゜ＩＤ ：ｌ＋
Ｉｐａの時の電圧を電圧計３３にて測定する。ただし
電極２７及び２８に挾まれた壁部２２にの固体電解質を
高電圧から保護するためツェナーダイオードにより構成
されている保護回路３８が電極２７．．２８と並列に設
けられている。こ −のことにより第８図に示す如く壁
部２２ａにかかる電圧Ｖ１を上限としてそれ以上の電圧
がかかることはない。
方法を説明すると、前記第一の実施例と同様であるが、
まず１ｍ素供給源側である固体電解質の中空体２２の電
極２５．２６！’！Ｉに電極２５から２６へ向けて一定
電流間の電流をバイアス電流として流づ。このようにし
て外気から開口部２２Ｃを通じて流入した酸素を電ｔａ
ｉ５．６と電極５゜６間の壁部２２ａを介して間隙部２
３へ常に単位時間当り一定量の酸素を供給する。次に中
空体２２の測定用電極２７．２８に電極２８側から２７
側に向けて一定電流を流ず。この電流は切換スイッチ３
９により定電流電源３４，３５，３６．３７を適宜切換
えて、その各電流量ｒ１１＋、ｒｌ１２゜ＩＤ ：ｌ＋
Ｉｐａの時の電圧を電圧計３３にて測定する。ただし
電極２７及び２８に挾まれた壁部２２にの固体電解質を
高電圧から保護するためツェナーダイオードにより構成
されている保護回路３８が電極２７．．２８と並列に設
けられている。こ −のことにより第８図に示す如く壁
部２２ａにかかる電圧Ｖ１を上限としてそれ以上の電圧
がかかることはない。
このような方法にて測定づると各電流量１Ｄ＋。
Ｉｐ ２．Ｉｌｌ ：ｌ、ｒｐ ａと、その電流量にお
ける電圧の測定値との関係は第１実論例と同じく内燃機
関の排ガス中の酸素または可燃性ガス成分の温度従って
空燃比を決定することになる。つまり燃銃前の２１？、
合気の空燃比と電圧または電流とが相関度を測定Ｊるこ
とができる。
ける電圧の測定値との関係は第１実論例と同じく内燃機
関の排ガス中の酸素または可燃性ガス成分の温度従って
空燃比を決定することになる。つまり燃銃前の２１？、
合気の空燃比と電圧または電流とが相関度を測定Ｊるこ
とができる。
被測定ガスが例えば７５０℃、以上である場合のにうに
充分にセンサ２１を活性化する温度内で充分安定してい
れば良いが、常温の被測定ガスを測定するような場合や
温度調節を要覆るとぎは可変抵抗３９を介して電源４．
０を、ヒーター３１中の発熱線３１，１の両端に接続す
ることにより発熱線３．１８を発熱させ、伝導熱により
中空体２２の壁部２２ａを加熱し温度制御することがで
き正確な測定値を得ることが可能となる。
充分にセンサ２１を活性化する温度内で充分安定してい
れば良いが、常温の被測定ガスを測定するような場合や
温度調節を要覆るとぎは可変抵抗３９を介して電源４．
０を、ヒーター３１中の発熱線３１，１の両端に接続す
ることにより発熱線３．１８を発熱させ、伝導熱により
中空体２２の壁部２２ａを加熱し温度制御することがで
き正確な測定値を得ることが可能となる。
本実施例によれば、第１実施例の効果に加えて、ヒ、−
ター３１を設けたことにより、より正確な測定値を得る
ことができる。
ター３１を設けたことにより、より正確な測定値を得る
ことができる。
［発明の効果］
本発明の空燃比センサは、酸素イオン伝導性の固体電解
質からむる壁部を有し、被測定気体に対して密閉状であ
り、かつ、外気側に間敢口を有１−る中空体と、 上記壁部の内外面に付設された二対の酸素ガス透過性電
極と、 上記外面側の電極に面して間隙部を設けて配設されたガ
ス遮蔽体と、 前記電極の内、一方の一対の電極に接続されて所定間の
１ｌｌＸを間隙部へ流入させるように所定量の電流を流
−４ための通電手段と、 他方の一対の電極に接続されて間隙部から酸素を汲み出
Ｊように電流を流すための電力源と、を備えるとともに
、上記他方の一対の電極間の電流と電圧との関係がら空
燃比を検出するよう構成されていることにより、比較的
簡単な構造で、しかもその中空体内部は平衡に達する時
間が極く知いので応答性に悪影響を生じず、被測定ガス
中の酸素あるいは可燃性ガスのａ度が変化しても迅速に
濃度に応じた精度の高い濃度検出値を得ることができる
。
質からむる壁部を有し、被測定気体に対して密閉状であ
り、かつ、外気側に間敢口を有１−る中空体と、 上記壁部の内外面に付設された二対の酸素ガス透過性電
極と、 上記外面側の電極に面して間隙部を設けて配設されたガ
ス遮蔽体と、 前記電極の内、一方の一対の電極に接続されて所定間の
１ｌｌＸを間隙部へ流入させるように所定量の電流を流
−４ための通電手段と、 他方の一対の電極に接続されて間隙部から酸素を汲み出
Ｊように電流を流すための電力源と、を備えるとともに
、上記他方の一対の電極間の電流と電圧との関係がら空
燃比を検出するよう構成されていることにより、比較的
簡単な構造で、しかもその中空体内部は平衡に達する時
間が極く知いので応答性に悪影響を生じず、被測定ガス
中の酸素あるいは可燃性ガスのａ度が変化しても迅速に
濃度に応じた精度の高い濃度検出値を得ることができる
。
第１図は本発明第１実施例の正面縦断面図、第２図はそ
の×−Ｘ横断面図、第３図は壁部の正面図、第４図は第
１実施例において測定された空燃比λ、雷電圧及び雷流
吊１ ｐ ＋〜Ｉｐ４の関係を示すグラフ、第５図は第
２実施例の部分縦断面図、第６図はそのＹ−Ｙ横断面図
、第７図はその７−Ｚは縦断面図、第８図（イ）は一方
の中空体の分解斜視図、第８図（ロ）はその組立て後の
斜視図、第９図は第２実施例により測定した場合の空燃
比λ、雷電圧及び電流１１１）１〜ｆｌｅａとの関係を
示すグラフである。 １．２１・・・酸素センサ ２．２２・・・中空体（酸素ポンプ側）３．２３・・・
間隙部 ４．２４・・・酸素ガス遮蔽体 ５．６．７．８゜ ２５．２６，２７．２８・・・酸素ガス透過性電極代理
人 弁理士 足立 勉 ばか１名 ザ 第３図 ２２ 第４図 ０ 一憂へ 第５図 ｊＬ ｊｌａ 第７図 ２ 第８図 （イ） ２ （ロ） ７
の×−Ｘ横断面図、第３図は壁部の正面図、第４図は第
１実施例において測定された空燃比λ、雷電圧及び雷流
吊１ ｐ ＋〜Ｉｐ４の関係を示すグラフ、第５図は第
２実施例の部分縦断面図、第６図はそのＹ−Ｙ横断面図
、第７図はその７−Ｚは縦断面図、第８図（イ）は一方
の中空体の分解斜視図、第８図（ロ）はその組立て後の
斜視図、第９図は第２実施例により測定した場合の空燃
比λ、雷電圧及び電流１１１）１〜ｆｌｅａとの関係を
示すグラフである。 １．２１・・・酸素センサ ２．２２・・・中空体（酸素ポンプ側）３．２３・・・
間隙部 ４．２４・・・酸素ガス遮蔽体 ５．６．７．８゜ ２５．２６，２７．２８・・・酸素ガス透過性電極代理
人 弁理士 足立 勉 ばか１名 ザ 第３図 ２２ 第４図 ０ 一憂へ 第５図 ｊＬ ｊｌａ 第７図 ２ 第８図 （イ） ２ （ロ） ７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎ素イオン伝導性の固体電解質からなる壁部を有し
、被測定気体に対して密閉状であり、かつ、外気側に開
放口を有する中空体と、上記壁部の内外面に付設された
二対の酸素ガス透過性電極と、 上記外面側の電極に面して間隙部を設けて配設されたガ
ス遮蔽体と、 □ 前記電極の内、一方の一対の電極に接続されて所定間の
！ｌｌ素を間隙部へ流入させるように所定量の電流を流
すための通電手段と、 他方の一対の電極に接続されて間隙部からＩｌｌ素を汲
み出づように電流を流すための電力源と、を備えるとと
もに、上記他方の一対の電極間の電流と電圧との関係が
ら空燃比を検出するよう構成されていることを特徴とす
る空燃比センサ。 ２ 前記中空体がヒーターを有する特許請求の範囲第１
項記載の空燃比センサ。 ３ 前記ガス遮蔽体がヒーターを有する特許請求の範囲
第′１墳又は第２項記載の空燃比センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240635A JPS60131452A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 空燃比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240635A JPS60131452A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 空燃比センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131452A true JPS60131452A (ja) | 1985-07-13 |
| JPH0444950B2 JPH0444950B2 (ja) | 1992-07-23 |
Family
ID=17062426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240635A Granted JPS60131452A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 空燃比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131452A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6188138A (ja) * | 1985-09-21 | 1986-05-06 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的装置 |
| JPS63101861U (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-02 | ||
| US4863584A (en) * | 1987-05-12 | 1989-09-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Apparatus for sensing air-fuel ratio |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP58240635A patent/JPS60131452A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6188138A (ja) * | 1985-09-21 | 1986-05-06 | Ngk Insulators Ltd | 電気化学的装置 |
| JPS63101861U (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-02 | ||
| US4863584A (en) * | 1987-05-12 | 1989-09-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Apparatus for sensing air-fuel ratio |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444950B2 (ja) | 1992-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4498968A (en) | Oxygen sensor | |
| JP2669699B2 (ja) | 空燃比センサ | |
| JPS6138414B2 (ja) | ||
| JPH0216467B2 (ja) | ||
| JPS62276453A (ja) | 空燃比センサ | |
| JPS6228422B2 (ja) | ||
| JPH07119739B2 (ja) | 空燃比測定装置における出力補正方法 | |
| EP0147988B1 (en) | Air/fuel ratio detector | |
| US4897174A (en) | Gas sensing apparatus | |
| US4629549A (en) | Oxygen sensor | |
| US4880519A (en) | Gas sensor element | |
| JPH0260142B2 (ja) | ||
| US4900425A (en) | Oxygen sensor | |
| JPS63302356A (ja) | 酸素濃度測定装置の調整方法 | |
| JP2837120B2 (ja) | 広域空燃比センサー及びその駆動方法 | |
| JPS60131452A (ja) | 空燃比センサ | |
| JPS61180131A (ja) | 自動車用空燃比センサ | |
| JPS62148849A (ja) | 空燃比センサ− | |
| JPH0444949B2 (ja) | ||
| JP2001343358A (ja) | 積層型センサ素子 | |
| JPH0668482B2 (ja) | 空燃比センサ− | |
| JPH032848Y2 (ja) | ||
| JPS6014161A (ja) | 空燃比センサ | |
| JPS60129655A (ja) | 酸素センサ | |
| JPS6034062B2 (ja) | 空燃比検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |