JPS613049A - 酸素センサ−の検出基板 - Google Patents
酸素センサ−の検出基板Info
- Publication number
- JPS613049A JPS613049A JP59124255A JP12425584A JPS613049A JP S613049 A JPS613049 A JP S613049A JP 59124255 A JP59124255 A JP 59124255A JP 12425584 A JP12425584 A JP 12425584A JP S613049 A JPS613049 A JP S613049A
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- Japan
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- support plate
- measurement
- electrode
- solid electrolyte
- groove
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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
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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］、の利用分野〉
本発明は酸素イオン伝導性を有する醇化ジルコニウム等
の固体電解質を用いた酸素センサーの検出基板に関する
。
の固体電解質を用いた酸素センサーの検出基板に関する
。
〈従来の枝術〉
前記固体電解質を用いて、その−血に例えば空気のよう
な酸素分圧が既知の基準ガスを接触させ、他面に酸素分
圧が未知の１１４足ガスを接触させ、夫々の面に接する
基準極と測定極の酸素分圧差により起電力を発生させ、
かかる起電力の測定により周知のネルンストの式から測
定ガスの酸素分圧を求めるようにした酸素センサーは公
知である。
な酸素分圧が既知の基準ガスを接触させ、他面に酸素分
圧が未知の１１４足ガスを接触させ、夫々の面に接する
基準極と測定極の酸素分圧差により起電力を発生させ、
かかる起電力の測定により周知のネルンストの式から測
定ガスの酸素分圧を求めるようにした酸素センサーは公
知である。
かかる酸素センサーは特公昭５６−７５８８号等に小さ
れるようにに固体電解質を一端部が閉した管状とし、そ
の管内に基準ガスを供給し、管外周面を測定ガス中に露
出させるものが通常である。ところで、固体電解質を管
状に成形するのは困難かつ高価なものとなる。
れるようにに固体電解質を一端部が閉した管状とし、そ
の管内に基準ガスを供給し、管外周面を測定ガス中に露
出させるものが通常である。ところで、固体電解質を管
状に成形するのは困難かつ高価なものとなる。
そこで１ｔｊ記固体電解質の成形を容易とするために
特開昭５５−１２５４４８号に開示されているように、
固体電解質を板状に成形し、該根の検知部上Ｆ面に基準
極と測定極とを配置し、かつ両極の導電路をその板端の
信号取出し【１まで連続して設けるとともに、基準ガス
及び測定ガスをその検知部のＪ−、ｔ’面に接触させる
ようにした検出基板か提案されている。
特開昭５５−１２５４４８号に開示されているように、
固体電解質を板状に成形し、該根の検知部上Ｆ面に基準
極と測定極とを配置し、かつ両極の導電路をその板端の
信号取出し【１まで連続して設けるとともに、基準ガス
及び測定ガスをその検知部のＪ−、ｔ’面に接触させる
ようにした検出基板か提案されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかるに特開１１ｎ ５５−１２５４４８号の構成にあ
っては、導電路でのノイズを除去するために前記固体電
解質と導電路を絶縁する必要が生し、その１１・“１ｆ
１１において導電路と電解質問に絶縁板を介装させる必
憂かあり、部品点数が多くなり構造が複雑となるととも
に、印刷等の１段で前記板面に直接・ｑ電路を形成でき
ない制約がある。また固体電解質で一枚板を構成するた
め、該材料の使用場か多くなり検出素ｆが高価となる。
っては、導電路でのノイズを除去するために前記固体電
解質と導電路を絶縁する必要が生し、その１１・“１ｆ
１１において導電路と電解質問に絶縁板を介装させる必
憂かあり、部品点数が多くなり構造が複雑となるととも
に、印刷等の１段で前記板面に直接・ｑ電路を形成でき
ない制約がある。また固体電解質で一枚板を構成するた
め、該材料の使用場か多くなり検出素ｆが高価となる。
さらに、強度、耐熱性等は前記固体電解質の特性によっ
て制約され、必ずしも使用条件に適合した特性を有する
素子基板を構成することができない等の欠点がある。
て制約され、必ずしも使用条件に適合した特性を有する
素子基板を構成することができない等の欠点がある。
本願の第１の発明は前記従来欠点のない酸素センサーの
検出基板の提供を目的とするものである。
検出基板の提供を目的とするものである。
また前記構成において、固体電解質の温度補償を発熱抵
抗体によって施すためには、前記固体電解質と、発熱抵
抗体間に、電極との電気的接続を避けるために絶縁板を
介装する必要があり、従ってかかる温度補償を施したも
のにおいては、さらに部品点数が増え、構成が複雑化す
る欠点がある。
抗体によって施すためには、前記固体電解質と、発熱抵
抗体間に、電極との電気的接続を避けるために絶縁板を
介装する必要があり、従ってかかる温度補償を施したも
のにおいては、さらに部品点数が増え、構成が複雑化す
る欠点がある。
本朝の第２の発＋Ｊ１は前記第１の発す１の１．１的に
加え、固体電解質の温度補償をして、その作動を良好と
するものにおいて、前記絶縁板の介装が不安な酸素セン
サーの検出基板の提供を目的とするものである。
加え、固体電解質の温度補償をして、その作動を良好と
するものにおいて、前記絶縁板の介装が不安な酸素セン
サーの検出基板の提供を目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
第１の発明は、ト板状の絶縁性担持板に溝部を設け、ｌ
ＩＡ溝部底面に基準極を配設して該基準極を前記ＪＩＩ
持板の表面に形成した基準側導電路と接続し、かつ該底
面を基準ガス供給路と連通ずるとともに、前記構部に同
体電解質なｌ〒大して、そのＦ面の基準側伝導面を前記
基準極と接続し、その測定ガスと接する測定側伝導面を
担持板表面に露出し、さらに前記測定側伝導面に測定極
を接続して、該測定極を前記担持板の表面に設けた測定
用導電路と接続してなり、固体電解質を所要部にのみ使
用し、電極及びその導電路を担持板の」−ド面に配設す
るようにしたものである。
ＩＡ溝部底面に基準極を配設して該基準極を前記ＪＩＩ
持板の表面に形成した基準側導電路と接続し、かつ該底
面を基準ガス供給路と連通ずるとともに、前記構部に同
体電解質なｌ〒大して、そのＦ面の基準側伝導面を前記
基準極と接続し、その測定ガスと接する測定側伝導面を
担持板表面に露出し、さらに前記測定側伝導面に測定極
を接続して、該測定極を前記担持板の表面に設けた測定
用導電路と接続してなり、固体電解質を所要部にのみ使
用し、電極及びその導電路を担持板の」−ド面に配設す
るようにしたものである。
また第２の発明は、前記第１の発明の構成に欠くことが
できないｔ項の全部をに要部としており、前記担持板の
裏面の少なくとも前記溝部に対応する部分に発熱抵抗体
を配設してなるものである。
できないｔ項の全部をに要部としており、前記担持板の
裏面の少なくとも前記溝部に対応する部分に発熱抵抗体
を配設してなるものである。
〈実施例〉
本発明の一実施例を添伯図面について説明する。
図中１は絶縁性拘持板であり、絶縁性を有するＭｇＡｌ
０１等の金属酸化物や、酸化アルミニウム等のセラミン
ク材料からなるものであって、長矩形状をしており、そ
の上面の端部寄りに正方状の溝部２が設けられている。
０１等の金属酸化物や、酸化アルミニウム等のセラミン
ク材料からなるものであって、長矩形状をしており、そ
の上面の端部寄りに正方状の溝部２が設けられている。
前記溝部２の底面には、多孔質の金属膜からなる基準電
極３が配設され、さらに前記担持板１表面には一端が溝
部２の内側面を伝って前記基準電極３に接続し、他端の
担持板１端部の信号取出し１１５にまで連続する粗い空
孔を有する良通性多孔質金属膜からなる基準側導電路４
が形成されている。 ＋ｉｉｔ記導電路４は、後記する
ように固体電解質１０の基準側伝導面１０ａに基準ガス
を供給するガス供給路としての役割をも有する。
極３が配設され、さらに前記担持板１表面には一端が溝
部２の内側面を伝って前記基準電極３に接続し、他端の
担持板１端部の信号取出し１１５にまで連続する粗い空
孔を有する良通性多孔質金属膜からなる基準側導電路４
が形成されている。 ＋ｉｉｔ記導電路４は、後記する
ように固体電解質１０の基準側伝導面１０ａに基準ガス
を供給するガス供給路としての役割をも有する。
前記基準側導電路４は、白金に有機性材料を混入してな
る多孔質金属膜を担持板ｌに塗着し、前記１４持根ｌの
焼結とともに金属膜内の有機性材料を消失せしめ、これ
により白金内に相い空孔が多数生しることにより形成さ
れ、このため取出し［１５から基準極３までガスが流入
可能な流通路となる。
る多孔質金属膜を担持板ｌに塗着し、前記１４持根ｌの
焼結とともに金属膜内の有機性材料を消失せしめ、これ
により白金内に相い空孔が多数生しることにより形成さ
れ、このため取出し［１５から基準極３までガスが流入
可能な流通路となる。
前記溝部２内には、酸化ジルコニウム等からなる固体電
解質１０が埋入され、その導面の基準側０．４面１０ａ
を前記基準電極３に接続し、その」下面の測定側伝導面
ｌＯｂを担持板１表面に露出している。
解質１０が埋入され、その導面の基準側０．４面１０ａ
を前記基準電極３に接続し、その」下面の測定側伝導面
ｌＯｂを担持板１表面に露出している。
前記固体電解質１０の側端には、少なくとも前記構部２
内側面の基準側導電路４に対応する位置に絶縁膜１１が
形成され、固体電解質１０側部において前記導電路４と
絶縁している。
内側面の基準側導電路４に対応する位置に絶縁膜１１が
形成され、固体電解質１０側部において前記導電路４と
絶縁している。
また、前記固体電解質１０の測定側伝導面ｌＯｂは多孔
質の測定極７によって覆われ、さらに前記担持板１表面
には前記測定極７に一端が接続し、他端が担持板１端部
の信号取出し口９にまで連続する測定側導電路８が、前
記基準側導電路４と並行かつ離間して形成されている。
質の測定極７によって覆われ、さらに前記担持板１表面
には前記測定極７に一端が接続し、他端が担持板１端部
の信号取出し口９にまで連続する測定側導電路８が、前
記基準側導電路４と並行かつ離間して形成されている。
さらに前記担持板ｌ上には、前記基準側導電路４を測定
ガスに浸食されないように絶縁性板材１３が接合されて
いる。
ガスに浸食されないように絶縁性板材１３が接合されて
いる。
前記構成からなる検出基板Ａは、酸素センサーのケーソ
ング内に装着され、固体電解質ｌＯ上面の伝導面１０ｂ
に測定ガスが供給される。またその導面の伝導面１０ａ
には、前記信号取出し口５から前記基準側導電路４内の
空孔な通人して空気等の酸素分圧の既知な基準ガスが供
給され、固体電解質ｌＯの−にＦ面に起電力を発生して
その信号は前記信号取出し口５，９から取出される。
ング内に装着され、固体電解質ｌＯ上面の伝導面１０ｂ
に測定ガスが供給される。またその導面の伝導面１０ａ
には、前記信号取出し口５から前記基準側導電路４内の
空孔な通人して空気等の酸素分圧の既知な基準ガスが供
給され、固体電解質ｌＯの−にＦ面に起電力を発生して
その信号は前記信号取出し口５，９から取出される。
前記固体電解質ｌＯの基準側伝導面１０ａへの基準ガス
の供給を施すためＷＩＪ３図に示すように、１１い空孔
を壱する良通性多孔質金属膜からなる基準側導電路４に
換えて、通常の金属膜からなる基準側導電路１４を担持
板ｌ−ヒに塗着し、担持板ｌ」、には別途、前記担持板
１の端部から、前記溝部２の側面を伝い、溝部２底面に
まで延びる多数の条溝からなるガス供給路１５を形成す
るようにしてもよい。
の供給を施すためＷＩＪ３図に示すように、１１い空孔
を壱する良通性多孔質金属膜からなる基準側導電路４に
換えて、通常の金属膜からなる基準側導電路１４を担持
板ｌ−ヒに塗着し、担持板ｌ」、には別途、前記担持板
１の端部から、前記溝部２の側面を伝い、溝部２底面に
まで延びる多数の条溝からなるガス供給路１５を形成す
るようにしてもよい。
前記ガス供給路１５は、 ｎｉｊ記基準基準側４電路１
４１重畳的に形成してもよい。
４１重畳的に形成してもよい。
さらに前記実施例は正方形状の溝部２を担持板Ｉ Ｉコ
形成したか、担持板１端縁にＶ形、コ字形等の溝部２を
設け、該溝部２に固体電解質１ｏを埋入する１種）（の
形状の溝部２を採用することができる。
形成したか、担持板１端縁にＶ形、コ字形等の溝部２を
設け、該溝部２に固体電解質１ｏを埋入する１種）（の
形状の溝部２を採用することができる。
第５図は、第２の発明に係る検出基板Ｂを示し、第２図
のように検出基板Ａの下面に加熱板２０を設けたもので
ある。前記加熱板２０は、担持＆ｌと同一かつ同形状の
絶縁性板材２１上に、溝部２のド部に位置する細線を蛇
行させてなる発熱部２３と、該発熱部２３に通電する給
電路２４とから構成される発熱抵抗体２２を設けたもの
であり、該発熱抵抗体２２はモリブデン等の材料をスク
リーン印刷等の７段により塗着して形成される。
のように検出基板Ａの下面に加熱板２０を設けたもので
ある。前記加熱板２０は、担持＆ｌと同一かつ同形状の
絶縁性板材２１上に、溝部２のド部に位置する細線を蛇
行させてなる発熱部２３と、該発熱部２３に通電する給
電路２４とから構成される発熱抵抗体２２を設けたもの
であり、該発熱抵抗体２２はモリブデン等の材料をスク
リーン印刷等の７段により塗着して形成される。
１１１ｊ記加熱板２０に換えて、第６図に示すように溝
部２の１・部に位置する蛇行状の発熱部２３ａと、該発
熱部２３ａに通電する給電路２４ａとから構成される細
板状の発熱抵抗体２２ａを前記担）〜板１ト面に直接ち
接して検出基板Ｂを構成してもよい。
部２の１・部に位置する蛇行状の発熱部２３ａと、該発
熱部２３ａに通電する給電路２４ａとから構成される細
板状の発熱抵抗体２２ａを前記担）〜板１ト面に直接ち
接して検出基板Ｂを構成してもよい。
前記検出基板Ｂは発熱抵抗体２２．２２ａが担持板１に
より基準電極３と絶縁されているから、前記担持板ｌと
発熱抵抗体２２．２２ａ間に絶縁板を介装する必要がな
い。
より基準電極３と絶縁されているから、前記担持板ｌと
発熱抵抗体２２．２２ａ間に絶縁板を介装する必要がな
い。
固体電解質ＩＯの最適作動温度は３００℃以上であり、
このため測定ガスが低温の場合には給電路２４から発熱
部２３に通電して、前記固体電解？ｔｌＯを加熱する。
このため測定ガスが低温の場合には給電路２４から発熱
部２３に通電して、前記固体電解？ｔｌＯを加熱する。
而て、該発熱抵抗体２２．２２ａによって固体電解質ｌ
Ｏの温度補償がなされセンサーの検出値を常に良好とす
ることができる。
Ｏの温度補償がなされセンサーの検出値を常に良好とす
ることができる。
く効果〉
第１の発明は前記の説明によって明らかにしたように、
絶縁性担持板ｌに溝部２を形成し、該溝部２に固体電解
質ｌＯを埋入して検出基板Ａを構成したから、 ■）導電路４．８は担持板ｌにより絶縁されてノイス信
ｔ）を生ずることはなく、このため絶縁板等の適用を要
せず部品点数を少なくすることができる。
絶縁性担持板ｌに溝部２を形成し、該溝部２に固体電解
質ｌＯを埋入して検出基板Ａを構成したから、 ■）導電路４．８は担持板ｌにより絶縁されてノイス信
ｔ）を生ずることはなく、このため絶縁板等の適用を要
せず部品点数を少なくすることができる。
２）構造か簡易である。
３）４電路４．８を所雫により担持板１の一面に＋Ｉ’
ｆ接形成することができ形成が容易である。
ｆ接形成することができ形成が容易である。
４）検出部のみに固体、ＶＨＨＩＯ２用いられるため、
該固体’：ｔＪ、 ％ｌ ’ｆＪ １０の使用量が可及
的に少なくてすむ。
該固体’：ｔＪ、 ％ｌ ’ｆＪ １０の使用量が可及
的に少なくてすむ。
５）担持板ｌは広い範囲の材料から耐熱性１強度等にお
いて最適なものを採択され得るからセッサーの使用条件
に適合したものとすることができる。
いて最適なものを採択され得るからセッサーの使用条件
に適合したものとすることができる。
６）検出基板裏面には、電極や導電路等の配゛眠部材か
露出しないから、該面を利用することにより取付けが容
易となる。
露出しないから、該面を利用することにより取付けが容
易となる。
笠の効果がある。
また第２の発明は、…ｊ記の効果に加えて７）加熱発熱
抵抗体２２．２２ａにより固体電解質ｌＯのＷ度を！＆
適とし得るから１周囲の温度環境に影響されず酸素濃度
の検出をｒＴｆ及的正確に施すことができるとともに、
かかる１Ｍ度補償を絶縁板を要することなく簡易構成で
達成できる等の効果かある。
抵抗体２２．２２ａにより固体電解質ｌＯのＷ度を！＆
適とし得るから１周囲の温度環境に影響されず酸素濃度
の検出をｒＴｆ及的正確に施すことができるとともに、
かかる１Ｍ度補償を絶縁板を要することなく簡易構成で
達成できる等の効果かある。
添イ・１図面は本発明の実施例を示し第１図は検出基板
Ａの縦断側面図、第２図は同分離斜視図、第３図は他実
施例の担持板１の斜視図、第４図は回能実施例の縦断側
面図、ＷＩＪｓ図は検出基板Ｂの縦断側面図、第６図は
発熱抵抗体２２ａの斜視図である。 １：担持板 ２；溝部 ３；基準電極 ４．導電路 ７
；１ｓ定極 ８．導電路 ｌＯ：固体電解ｆＪ ｌｏ
ａ、ｌｏｂ；伝導面 １５；ガス供給路 ２２，２２ａ
；発熱抵抗体 出願人 ｌ！本特殊陶業株式会社代理人 弁理
Ｖ 松 浦 Ａ 多 男 ゛第５［２１ 第６図 ４ａ
Ａの縦断側面図、第２図は同分離斜視図、第３図は他実
施例の担持板１の斜視図、第４図は回能実施例の縦断側
面図、ＷＩＪｓ図は検出基板Ｂの縦断側面図、第６図は
発熱抵抗体２２ａの斜視図である。 １：担持板 ２；溝部 ３；基準電極 ４．導電路 ７
；１ｓ定極 ８．導電路 ｌＯ：固体電解ｆＪ ｌｏ
ａ、ｌｏｂ；伝導面 １５；ガス供給路 ２２，２２ａ
；発熱抵抗体 出願人 ｌ！本特殊陶業株式会社代理人 弁理
Ｖ 松 浦 Ａ 多 男 ゛第５［２１ 第６図 ４ａ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）平板状の絶縁性担持板に溝部を設け、該溝部底面に
基準極を配設して該基準極を前記担持板の表面に形成し
た基準側導電路と接続し、かつ該底面を基準ガス供給路
と連通するとともに、前記溝部に固体電解質を埋入して
、その下面の基準側伝導面を前記基準極と接続し、その
測定ガスと接する測定側伝導面を担持板表面に露出し、
さらに前記測定側伝導面に測定極を接続して、該測定極
を前記担持板の表面に設けた測定用導電路と接続するよ
うにしたことを特徴とする酸素センサーの検出基板 ２）前記基準側導電路と、前記基準ガス供給路とを粗い
空孔を有する良通性多孔質金属膜により一体的に構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１）項記載の酸素
センサーの検出基板 ３）前記基準ガス供給路を、前記担持板の表面及び溝部
の底面に形成した多数の条溝によって構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１）項記載の酸素センサーの
検出基板 ４）平板状の絶縁性担持板に溝部を設け、該溝部底面に
基準極を配設して該基準極を前記担持板の表面に形成し
た基準側導電路と接続し、かつ該底面を基準ガス供給路
と連通するとともに、前記溝部に固体電解質を埋入して
、その下面の基準側伝導面を前記基準極と接続し、その
測定ガスと接する測定側伝導面を担持板表面に露出し、
前記測定側伝導面に測定極を接続して、該測定極を前記
担持板の表面に設けた測定用導電路と接続し、さらに前
記担持板の裏面の少なくとも前記溝部に対応する部分に
発熱抵抗体を配設したことを特徴とする酸素センサーの
検出基板 ５）前記担持板の裏面に、表面に発熱抵抗体を設けてな
る平板状の絶縁性板材を配設したことを特徴とする特許
請求の範囲第４）項記載の酸素センサーの検出基板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124255A JPS613049A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124255A JPS613049A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613049A true JPS613049A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14880799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124255A Pending JPS613049A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | 酸素センサ−の検出基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613049A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125448A (en) * | 1979-03-10 | 1980-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Electrochemical detector for measuring oxygen content of gas |
| JPS57166554A (en) * | 1981-04-08 | 1982-10-14 | Nippon Denso Co Ltd | Preparation of oxygen concentration sensor |
| JPS57184963A (en) * | 1981-05-11 | 1982-11-13 | Toyota Motor Corp | Lean sensor |
| JPS5851264B2 (ja) * | 1980-03-24 | 1983-11-15 | 東京シリコ−ン株式会社 | 熱定着ロ−ラ− |
| JPS59100853A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-11 | Hitachi Ltd | 酸素センサの製造方法 |
-
1984
- 1984-06-16 JP JP59124255A patent/JPS613049A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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