JPS61278747A - 排気ガスセンサ - Google Patents
排気ガスセンサInfo
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- JPS61278747A JPS61278747A JP12095385A JP12095385A JPS61278747A JP S61278747 A JPS61278747 A JP S61278747A JP 12095385 A JP12095385 A JP 12095385A JP 12095385 A JP12095385 A JP 12095385A JP S61278747 A JPS61278747 A JP S61278747A
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、燃焼の当量点を検知し、各種燃焼機器の酸欠
検知、燃焼制御あるいは各種内燃機関の燃焼制御に用い
る排気ガスセンサに関するものである。
検知、燃焼制御あるいは各種内燃機関の燃焼制御に用い
る排気ガスセンサに関するものである。
従来の技術
各種の燃焼機器の燃焼制御や酸欠検知に用いる排排気ガ
スセンサとして従来、ジルコニア固体電解質を用いた起
電力利用タイプのもの、あるいは５ｎ０２やＴｉＯ□
などの抵抗変化を利用するものがあるが、発明者らはこ
れに対して Ｌａ１（Ｓｒ、＋ｘＣｏ１−８Ｆｅ：Ｔ：０３（ｏ≦Ｘ
≦０．３）と２０〜７０ｍｏ／％のＳｒＴｉＯ３との二
成分系からなる物質をガス感応体とする排気ガスセンサ
を提案した。
スセンサとして従来、ジルコニア固体電解質を用いた起
電力利用タイプのもの、あるいは５ｎ０２やＴｉＯ□
などの抵抗変化を利用するものがあるが、発明者らはこ
れに対して Ｌａ１（Ｓｒ、＋ｘＣｏ１−８Ｆｅ：Ｔ：０３（ｏ≦Ｘ
≦０．３）と２０〜７０ｍｏ／％のＳｒＴｉＯ３との二
成分系からなる物質をガス感応体とする排気ガスセンサ
を提案した。
発明が解決しようとする問題点
Ｌａ １−ｘＳ ｒ １＋ＩＣｏ １−！Ｆ ｅ！０３
− 、ｙは雰囲気の酸素分圧、温度に応じた酸素欠損を
生じ、それに伴なって抵抗が変化する。この性質を利用
して燃焼の当量点を検知する排気ガスセンサとすること
ができる。これにＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを加えると粒界
効果が発現し、センサ感度を著しく高めることができる
とともに、センサとしての動作温度領域では、抵抗に温
度依在住がないという特徴を有し、温度補償を不要とし
ている。このような優れた性質を示すものであるが、３
６０〜４００℃の低温領域では、平衡反応速度が低下し
、感度、応答性ともに小さいという欠点を有していた。
− 、ｙは雰囲気の酸素分圧、温度に応じた酸素欠損を
生じ、それに伴なって抵抗が変化する。この性質を利用
して燃焼の当量点を検知する排気ガスセンサとすること
ができる。これにＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを加えると粒界
効果が発現し、センサ感度を著しく高めることができる
とともに、センサとしての動作温度領域では、抵抗に温
度依在住がないという特徴を有し、温度補償を不要とし
ている。このような優れた性質を示すものであるが、３
６０〜４００℃の低温領域では、平衡反応速度が低下し
、感度、応答性ともに小さいという欠点を有していた。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するために、Ｌａ ４．
Ｓｒ、 １＋、 Ｃｏ １．！Ｍｅ！０３−、ｙ （Ｍ
ｅはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ 、Ｖから選ぶ少くとも一種の元
素、０≦Ｘ≦１．０≦δ≦０．６）とＳ ｔｒｉｏ ３
（Ｎ４はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆから選ぶ少くとも一種の元素
）との二成分系からなる物質ＫＰｄ族。
Ｓｒ、 １＋、 Ｃｏ １．！Ｍｅ！０３−、ｙ （Ｍ
ｅはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ 、Ｖから選ぶ少くとも一種の元
素、０≦Ｘ≦１．０≦δ≦０．６）とＳ ｔｒｉｏ ３
（Ｎ４はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆから選ぶ少くとも一種の元素
）との二成分系からなる物質ＫＰｄ族。
ｐｔ族等の第三成分を添加する構成になすものである。
作 用
Ｐｄ族やｐｔ族の添加によシ、それらのもつ低温におけ
る優れた触媒作用によって平衡反応速度を増し、３５０
〜４００℃の低温領域におけるセンサの感度、応答性を
向上させ、センナの適用温度範囲を拡大させたものであ
る。
る優れた触媒作用によって平衡反応速度を増し、３５０
〜４００℃の低温領域におけるセンサの感度、応答性を
向上させ、センナの適用温度範囲を拡大させたものであ
る。
実施例
第１図に−”０．３５Ｓｒ０．６５”０．７Ｆ００．３
ｏ３−ａｓ ｓ ｍｏｌ ’１６と５ｒＴｉＯ３６５ｍ
ｏｌ ％からなる酸化物にＰｄを０．６ｗｔ％添加した
ものとｐｔ を０．６ｗｔ％添加したもの、および無添
加のものの３５０’Ｃにおけるガス応答特性の比較を示
す。センサ素子は焼結体であシ、長径３ｗｓ短径２鵡厚
さ１１ＥＩＩの長円形の成型体に電極リードを埋め込ん
で焼成して作製した。これを３５００に保った電気炉中
に入れ、雰囲気を空気ａ Ｃ０１００ｐｐｍ／Ｎ ２と
変えたときのセンナ抵抗の変化を測定した。空気中の抵
抗値を１としζＣｏ１ｏＯｐｐｒｎ／Ｎ２中の抵抗値と
の比を感度とした。図で明らかなように、Ｐｄあるいは
ｐｔ 添加によシ、感度と抵抗復帰速度を含めた応答特
性ともに著しい向上がみられる。これは、Ｐｄあるいは
ｐｔ の高い低温触媒活性によって低温における酸化物
の酸素欠損生成消滅の速度が増したことによると考えら
れる。なおＰｄ とｐｔ の差はほとんど認められなか
った。
ｏ３−ａｓ ｓ ｍｏｌ ’１６と５ｒＴｉＯ３６５ｍ
ｏｌ ％からなる酸化物にＰｄを０．６ｗｔ％添加した
ものとｐｔ を０．６ｗｔ％添加したもの、および無添
加のものの３５０’Ｃにおけるガス応答特性の比較を示
す。センサ素子は焼結体であシ、長径３ｗｓ短径２鵡厚
さ１１ＥＩＩの長円形の成型体に電極リードを埋め込ん
で焼成して作製した。これを３５００に保った電気炉中
に入れ、雰囲気を空気ａ Ｃ０１００ｐｐｍ／Ｎ ２と
変えたときのセンナ抵抗の変化を測定した。空気中の抵
抗値を１としζＣｏ１ｏＯｐｐｒｎ／Ｎ２中の抵抗値と
の比を感度とした。図で明らかなように、Ｐｄあるいは
ｐｔ 添加によシ、感度と抵抗復帰速度を含めた応答特
性ともに著しい向上がみられる。これは、Ｐｄあるいは
ｐｔ の高い低温触媒活性によって低温における酸化物
の酸素欠損生成消滅の速度が増したことによると考えら
れる。なおＰｄ とｐｔ の差はほとんど認められなか
った。
第２図はＰｄノ添加量を０．２ 、０．４ 、０．６
。
。
０．８ｗｔ％と変えた場合の、３６０℃におけるガスＰ
ｄ添加量０．６ｗｔ％のところに特性のピークが認めら
れた。ごく少量の添加でも極めて大きな効果を有するこ
とが明らかで、経済的にも有利な特徴である。
ｄ添加量０．６ｗｔ％のところに特性のピークが認めら
れた。ごく少量の添加でも極めて大きな効果を有するこ
とが明らかで、経済的にも有利な特徴である。
第３図はＬＡ□、３ｓＳｒ□、６５Ｃ００，７Ｍ＋！ｅ
ｃ）３０３．δ３５ｍ０Ｊ％と５ｒＴｉＯ３６５ｍｏｂ
’％からなる酸化物においてＭｅがＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃ
ｒ 、Ｖのそれぞれの場合にＲ１０，６ｗｔ ％添加し
たときのガス応答特性を前述と同様の方法で測定し比較
した結果である。Ｍｅの種類にかかわらず、いずれの場
合も優れたガス応答特性を示すことがわかる。
ｃ）３０３．δ３５ｍ０Ｊ％と５ｒＴｉＯ３６５ｍｏｂ
’％からなる酸化物においてＭｅがＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃ
ｒ 、Ｖのそれぞれの場合にＲ１０，６ｗｔ ％添加し
たときのガス応答特性を前述と同様の方法で測定し比較
した結果である。Ｍｅの種類にかかわらず、いずれの場
合も優れたガス応答特性を示すことがわかる。
第４図はセンサの耐熱寿命特性を示したものである’
”０．３５８ｘＯ，６６°ｉｏ、ｙＦ ＠ｏ 、ａｏａ
−６３５ＫＥＩＯ１％と５ｒＴｉＯ３６５ｍｏｌ ｆｂ
の二成分系酸化物にＰｄを０．６ｗｔ％添加したものを
ガス感応体とする焼結型センサを石英ガラス管に入れて
電気炉中に設置し、センサ温度を８００℃に保った。そ
して、空気を６分間、ＣＯ１００ｐｐｍ／Ｎ２−）ｊ
スを１分間それぞれ２ ｌＩ／ｍｉｎの流量で交互に流
し、これを３０ｏ。
”０．３５８ｘＯ，６６°ｉｏ、ｙＦ ＠ｏ 、ａｏａ
−６３５ＫＥＩＯ１％と５ｒＴｉＯ３６５ｍｏｌ ｆｂ
の二成分系酸化物にＰｄを０．６ｗｔ％添加したものを
ガス感応体とする焼結型センサを石英ガラス管に入れて
電気炉中に設置し、センサ温度を８００℃に保った。そ
して、空気を６分間、ＣＯ１００ｐｐｍ／Ｎ２−）ｊ
スを１分間それぞれ２ ｌＩ／ｍｉｎの流量で交互に流
し、これを３０ｏ。
回くシかえした。空気中５分後の抵抗値（実線）とＧＯ
１００ｐｐｍハ２ガス中１分後の抵抗値（破線）を測定
した結果を図示した。３０００回のくシかえしによって
もセンサ抵抗の変化はほとんど認められず、非常に安定
した特性を示した。
１００ｐｐｍハ２ガス中１分後の抵抗値（破線）を測定
した結果を図示した。３０００回のくシかえしによって
もセンサ抵抗の変化はほとんど認められず、非常に安定
した特性を示した。
以上のようにＰｄ あるいはｐｔ の添加によって無添
加の場合に比べて低温におけるセンサ特性が大きく改善
できる。実施例ではＰｄ とｐｔの場合を述べたが、同
族の他元素でも同様の効果を発揮する。また、ＳｒＭｅ
ＯｓにおいてもＮ６がＴｉ のみでな（Ｚｒ あるいは
Ｈｆ の場合にも同様の効果が得られた。さらに、本実
施例では Ｌａ １−ｚ Ｓ ｒ １＋ＩＣｏ 、−、Ｍｅ、０３
−、ｙとＳ ｒ Ｔ ｉＯａとを混合し、焼成したもの
を感応体材料に用いたが、両者り混合物を用いた場合に
もほぼ同様の結果が得られた。センサ素子も焼結体に限
らず、厚膜、薄膜購造でもよい。
加の場合に比べて低温におけるセンサ特性が大きく改善
できる。実施例ではＰｄ とｐｔの場合を述べたが、同
族の他元素でも同様の効果を発揮する。また、ＳｒＭｅ
ＯｓにおいてもＮ６がＴｉ のみでな（Ｚｒ あるいは
Ｈｆ の場合にも同様の効果が得られた。さらに、本実
施例では Ｌａ １−ｚ Ｓ ｒ １＋ＩＣｏ 、−、Ｍｅ、０３
−、ｙとＳ ｒ Ｔ ｉＯａとを混合し、焼成したもの
を感応体材料に用いたが、両者り混合物を用いた場合に
もほぼ同様の結果が得られた。センサ素子も焼結体に限
らず、厚膜、薄膜購造でもよい。
発明の効果
Ｌａ １．、 Ｓ ｒ １＋、 Ｃｏ １ 、Ｍｅ、０
３−Ｊ （ＭｅはＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 。
３−Ｊ （ＭｅはＦｅ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 。
■から選ぶ少くとも一種の元素、０≦Ｘ≦１゜０≦δ≦
０．５）とＳ ｒＭ４０３（ＭＡはＴＬ、Ｚｒ、Ｈｆか
ら選ぶ少くとも一種の元素）との二成分系酸化物にＰｄ
族、 ｐｔ族元素を添加することにより、低温領域でも
感度、応答性に優れたセンサを得ることができる。該セ
ンナは安定性にも優れ、添加成分量も微量でよいため、
経済的にも有利である。
０．５）とＳ ｒＭ４０３（ＭＡはＴＬ、Ｚｒ、Ｈｆか
ら選ぶ少くとも一種の元素）との二成分系酸化物にＰｄ
族、 ｐｔ族元素を添加することにより、低温領域でも
感度、応答性に優れたセンサを得ることができる。該セ
ンナは安定性にも優れ、添加成分量も微量でよいため、
経済的にも有利である。
第１図は本発明の一実施例の排気ガスセンサと比較例の
ガス応答特性を示す図、第２図は同セン合のガス応答特
性を示す図、第４図は同センナの耐熱寿命特性を示す図
である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
ＩＩ！１ １４ 間（秒２ 第 ２ 図 Ｐｄ搭Ｊり量（ｔ”ｔｍ＞ 晦 閏ＣｆＦ’）ｒ） 前 ３ 図 １ＱＶｈ’ｆＣｏｈｌｌｆｅｘ ＯｓＪ ｔｎｔ’ｌｅ
時 間 （ｅ）
ガス応答特性を示す図、第２図は同セン合のガス応答特
性を示す図、第４図は同センナの耐熱寿命特性を示す図
である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
ＩＩ！１ １４ 間（秒２ 第 ２ 図 Ｐｄ搭Ｊり量（ｔ”ｔｍ＞ 晦 閏ＣｆＦ’）ｒ） 前 ３ 図 １ＱＶｈ’ｆＣｏｈｌｌｆｅｘ ＯｓＪ ｔｎｔ’ｌｅ
時 間 （ｅ）
Claims (1)
- 一般式Ｌａ＿（＿１＿−＿ｘ＿）＿／＿２Ｓｒ＿（＿１
＿−＿ｘ＿）＿／＿２Ｃｏ＿１＿−＿ｘＭｅ＿ｘＯ＿３
＿−＿δ（ＭｅはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖから選ぶ少くと
も一種の元素、０≦ｘ≦１、０≦δ≦０．５）で表わさ
れる酸化物とＳｒＭ′ｅＯ＿３（Ｍ′ｅはＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆから選ぶ少くとも一種の元素）で表わされる酸化物
との混合物もしくはそれを焼成したものが添加物として
Ｐｄ族もしくはＰｔ族あるいはその両者を第三成分とし
て含有する物質をガス感応体とすることを特徴とする排
気ガスセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12095385A JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12095385A JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278747A true JPS61278747A (ja) | 1986-12-09 |
| JPH0469747B2 JPH0469747B2 (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14799063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12095385A Granted JPS61278747A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 排気ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278747A (ja) |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP12095385A patent/JPS61278747A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469747B2 (ja) | 1992-11-09 |
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