JPS6293653A

JPS6293653A - 加熱センサ

Info

Publication number: JPS6293653A
Application number: JP60234047A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Shibata; 和義柴田; Yoshihiko Mizutani; 水谷　吉彦
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1987-04-30
Also published as: EP0220067A1; EP0220067B1; DE3678093D1; US4915815A

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。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は加熱センサの構造に係り、特に加熱手段により
発生する熱の発散を防止する保温手段と被測定ガスを測
定電極部に導く被測定ガス導入手段とを含むセンサに関
するものである。

（従来技術とその問題点）従来より、有底円筒形の固体電解質とその略ね表面全体
に渡って設けられた一対の電極よりなる電気化学的素子
（セル）を用いて、例えば内燃機関が発生ずる排ガス中
の酸素酸を制御するようにした酸素センサが知られてい
る。そして、このような酸素センサにあっては、耕ガス
中の飛来物によるセンサ汚染の防止或いはセンサ取付は
時の機械的衝撃から酸素センサを保護する目的で、素子
先端を囲う保護カバーが使用されている。ここで使用さ
れる保護カバーとしては、固体電解質の外側全面に渡っ
て設けられた測定電極に被測定ガスたる排ガスが均一に
接触するように、またその排ガスの熱を有効に利用して
電気化学的素子を迅速に作動温度に達せしめるように、
保護カバー全体北被測定ガス導入部が設けられている。

しかし、このような酸素センサにあっては、内燃機関の
始動時等における様な排ガスが充分高温に至っていない
状態において、電気化学的素子が有効に作動しないとい
う欠点を有していた。

この欠点を防止するために、他の従来の酸素センサとし
ては、セラミックヒータ等の加熱手段を直接に或いは間
接的に電気化学的素子に接触させた加熱手段付酸素セン
サが知られている。

このような加熱手段付酸素センサにあっては、前記した
従来の酸素センサとは異なり、固体電解質を作動状態に
達せしめる加熱方法として、排ガスの熱を利用するので
なくセラミックヒータ等により発生する熱を利用するた
めに、内燃機関始動時における低温排ガスによる冷却を
防止する目的で前記保護カバーの被測定ガス導入部の有
効開口面積を小さくしたり、従来の一重カバーを二重カ
バーにしたりして、保温効果を保持する改良が為されて
いる。

しかし、このような加熱手段付酸素センサζごあっては
、従来の保護カバー全体に設けられた被測定ガス導入部
と加熱手段により発生する熱の保温部との配置が充分に
考慮されていなかったため、保温効果を増大させるため
に被測定ガス導入部の開口面積を小さくして応答性を犠
牲にしたり、一方、逆に応答性を改良するために保温効
果を犠牲にしたりする欠点があった。

（発明の目的）本発明は、前記した加熱手段付酸素センサの欠点、即ち
保温効果の増大と応答性の向上という相反する特性に影
響する保護カバーの有している問題点を解決して、充分
な保温効果を持ち、応答性が優れるという相反する特性
を両立させた加熱センサを提供することにある。

（発明の構成・効果）要するに、本発明は、固体電解質と該固体電解質に接し
て設けられた測定電極を含む少なくとも一対の電極とか
らなる少なくとも一つの電気化学的セルと、該電気化学
的セルを所定の作動温度−１にまで加熱する加熱手段と
、該加熱手段によって発生する熱を有効に該電気化学的
セルに伝えるために熱の放散を防止する保温部と、被測
定ガス存在空間より被測定ガスを前記測定電極へ導入す
る被測定ガス導入部とを有する加熱センサにおいて、該
保温部と該被測定ガス導入部とを実質的に分離して、か
かる保温部における被測定ガスの流動を抑制する一方、
該被測定ガス導入部から前記測定電極へ至る被測定ガス
の該測定電極周囲のガス置換を迅速化せしめたことを特
徴とする加熱センサにある。

さらに、本発明は、固体電解質と該固体電解質に接して
設けられた測定電極を含む少なくとも一対の電極とから
なる少なくとも一つの電気化学的セルと、該電気化学的
セルを所定の作動温度にまで加熱する加熱手段と、前記
測定電極と被測定ガス存在空間とを連通ずる拡散律速手
段と、前記加熱手段によって生ずる熱の熱放散を防止す
る保温部と、該保温部と実質的に分離され且つ前記拡散
律速手段の被測定ガス存在空間側に隣接する被測定ガス
導入部とを含んでなる加熱センサをも特徴とするもので
ある。

なお、上述の如き本発明に従う加熱センサは、センサの
保温効果と応答性を両立させたものであるところから、
保温部と被測定ガス導入部とは実質的に分離せしめられ
ており、被測定ガス導入部は被測定ガスの流動或いは拡
散に対して実質的に抵抗とならない、即ち被測定ガスの
流入を大幅に制限しない大きさの一つ乃至は複数の開孔
であることが望ましい。

また、本発明は、従来の有底円筒形の固体電解質の外側
表面全体に測定電極を配置した加熱手段付酸素センサで
はなく、むしろ測定電極と被測定ガス導入部との配置を
実質的に一致させ且つ保温部と被測定ガス導入部とを分
離せしめた酸素センサであるところから、測定電極は固
体電解質の外側表面の適当な箇所に局部的に配置しであ
ることが望ましく、また固体電解質の形状は有底円筒形
であっても良いが、測定電極を局部的に配置する容易さ
から平板状であることが望ましい。

さらに、前記保温部は、多孔質な耐火材によって充填さ
れても良く、また耐熱性金属によって囲まれた中空であ
っても良い。

そしてまた、前記被測定ガス導入部を構成する開孔部は
単に保護カバーに開けられた孔であっても良いが、その
ような開孔部に、被測定ガスの流動或いは拡散に対して
実質的な抵抗とならない被測定ガス中の飛来勢除去用の
フィルタを設けても、何等差支えない。

なお、本発明における拡散律速手段は、被測定ガスに対
して所定の拡散抵抗を示すものであれば良く、ギャップ
、小孔、多孔質セラミックス等であっても何等差支えな
い。

（実施例）以下、このような本発明の構成について、幾つかの実施
例を示す図面を参照しつつ、更に詳細に説明することと
する。

先ず、第１図は、本発明の一興体例を示す加熱センサの
断面図であり、第２図は検出部主要部の加熱センサエレ
メントの分解斜視図である。

第２図から明らかなように、イツトリア添加ジルコニア
磁器よりなる平板状の固体電解質１の両面に多孔質の主
として白金よりなる測定電極２及び基準電極３がそれぞ
れ前記固体電解質ｌに密接して設けられて、酸素濃淡電
池として働く電気化学的セルが構成されている。そして
、測定電極２の上には、該測定電極２と略同−の大きさ
で、例えば主としてスピネルからなる多孔質保護層４が
設けられており、またこの保護層４設置部分以外の、測
定電極２が設けられた側の固体電解質１の表面上は、か
かる固体電解質１と同一の材質よりなる気密層５で覆わ
れている。一方、基準電極３は、固体電解質１と同一の
材質よりなるスペーサ部材６とアルミナ等の絶縁材料よ
りなるヒータ部材８とによって囲まれた中空部７に露呈
させられている。そして、加熱手段となるヒータ層１１
が、アルミナ等の絶縁材料からなるヒータ支持部材８゜
９の間に、例えば白金９０重量％、アルミナ１０重量％
からなるヒータ１０を挟持することにより構成されてお
り、これら全ての層が積層一体化されることによって、
加熱センサエレメント１（１０が形成されている。

被測定ガスは、第１図に示される保護カバー３０の被測
定ガス導入部たる開口部１４及び保温部１５の開口部１
６を通り、更に保護層４を通過して測定電極２の表面に
達するようになっている。

一方、基準ガスとなる空気は、キャップ１７の通気孔１
８及びアルミナ磁器製の絶縁体１９の穴２０を通って、
加熱センサエレメント１（１０の中空部７に露呈される
基準電極３の表面に達するようになっている。そして、
被測定ガスと空気とは、フランジ状支持部材２１と加熱
センサエレメント１（１０との間に充填されるガラス２
２及び封止材２３によって気密に遮断されている。この
場合、封止材２３は、バネ２４の付勢力により、絶縁体
１９及び金属ワッシャ２５を介してフランジ状支持部材
２１がハウジング１３の段付き部に押圧された状態で気
密に保持されている。

そして、加熱手段たるヒータ層１１のヒータ１０の端子
部１２．１２にヒータ加熱電源が接続され、ヒータ１０
を流れる電流のジュール熱によりヒータ１０が発熱せし
められ、以てこれに密接している加熱センサエレメント
１（１０を加熱することになる。また、この加熱センサ
エレメント１（１０の先端部を囲っている保護カバー３
０は、保温部１５の開口部１６及び被測定ガス導入部１
４以外の所は、被測定ガスの流入する箇所は無く、実質
的に測定電極２の表面以外の場所での被測定ガスの置換
は行なわれないこととなる。換汀ずれば、被測定ガス導
入部１４と保温部１５とを分離し、保温部１５における
被測定ガスの流動を抑制する一方、測定電極２の表面の
ガス置換を迅速化し７たことにより、ヒータ層１１によ
り発生する熱が被測定ガスの流動によって放散されるこ
とを防止し、有効に電気化学的セルに伝えると同時に、
測定電極２０表面上は、拡散抵抗とならない適当な大き
さで設けられた開口部１４を通して保護層・ｔを介して
直接被測定ガスに接触させられているので、加熱センサ
の応答も向」二するのである。

この優れた本発明に従う効果は、第３図（Ｘ３）及び（
ｂ）に示される様な従来の保護カバー４０と比較すれば
一層明確となる。

すなはち、従来の保護カバー４０は、加熱手段によって
発生する熱が被測定ガスによって発散されることを防止
するために、外筒３２の周囲に開口部１４を例えば６等
配で配置して、同じく内筒３４の周囲に開口部１４を６
等配で配置して、この内筒３４の開口部１４と外筒３２
の開口部１４とを３０度ずらすことによって、外筒、内
筒の保温部１５の効果を向上させるように構成されてい
た。

しかしながら、この従来の保護カバー４０にあっては、
被測定ガス導入部たる開口部１４と保温部１５とが分離
されることなく設けられていたため、（ａ）例えば加熱
センサの応答性を向上させるために開口部１４の面積を
大きくすると、保温部１５を流動する被測定ガス量が多
くなり、測定電極２の周囲のガス置換は向上するのであ
るが、同時に保温部１５の保温効果が流動する被測定ガ
スによって低下せしめられるという問題があった。

更に、その保温効果の低下は、加熱セン４ノ゛の本来の
目的である、殊に被測定ガスの温度が低い場合に顕著で
あった。（ｂ）逆に保温効果を向」二させる目的で開口
部１４の面積を小さくしたり、その数を減らした場合に
あっては、被測定ガスが開口部１４と保温部１５を通過
して測定電極２へ到達する速度が小さくなるため、保温
部１５の保温効果は向上するのであるが、加熱センザエ
レメント１（１０の応答性が悪くなるのであった。

ところで、かかる本発明に用いられる固体電解質として
は、曲記したイツトリア添加ジルコニア磁器の外、β−
アルミナ、チッ化アルミニウム、ＮＡＳ　ｒｃＯＮ、５
ｒＣｅＯｔ　、Ｂ　１ｏ１−希土類酸化物固溶体、Ｌａ
、□Ｃａ　ＸＹ　Ｏｆｆ−ｔｘ−等である。また、ヒー
タ部材である絶縁材としては、アルミナの外、スピネル
、ムライト、ジルコン等が適宜用いられる。

また、電極の形成方法としては、スクリーン印刷法、ス
パッタリング、蒸着法等を用いることができ、例えばス
クリーン印刷法による場合には、電極の材質として、ジ
ルコニア等の固体電解質とＰＬ、Ｐｄ、Ｒｈ等の白金族
金属との混合物を用い、それを公知のバインダ、溶剤等
と混合してペーストとした後、未焼成或いは焼成済の固
体電解質に適用した後、焼成することにより、目的とす
る電極を形成する手法が採用されることになる。

さらに、ヒータの材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ
、Ｃｒ等の耐熱性金属或いはこれら金属の合金、或いは
これら金属とジルコニア、スピネル、アルミナ等のセラ
ミックスとの混合物であって何等差支えない。そして、
ヒータの形成法としては、電極と同様、スクリーン印刷
法、スパッタリング、蒸着等の公知の手法を用いて形成
すれば良い。

さらにまた、保温部１５の材質としては、アルミナ、シ
リカ、ジルコニア、マグネシア、カルシア、ＳｉＣ，Ｆ
ｅｚＯ，、Ｃｒ２Ｏ，等からなる公知の耐火物或いは多
孔質金属、複数層の金属板等であれば良く、好ましくは
加熱手段によって発生スる熱の熱溜（ヒートシンク）と
ならないよう適当な気孔率をもっていることが望ましい
。

本発明の保護カバーとしては、第１図に示されるものの
外、好ましい具体例として更に第４図から第１２図に示
されるものであっても良い。

第４図に示される構造は、被測定ガス導入部たる保温部
１５の開口部１６の形状に特徴がある。

即ち、第４図において、開口部１６は、保護カバー５０
に設けられた開口部１・４から加熱センサエレメント１
（１０側に向かうに従って、その開口径が大きくなるよ
うに形成されている。このような配置に形成することに
より、開口部１４から流入する被測定ガスの流量を必要
量低減の、換言すれば開口部１４が被測定ガスの流入に
対して抵抗を示さない程度の流入量で、加熱センサエレ
メントの測定電極に導くことができるため、保温効果を
一層増大することができる。

また、第５図は、第１図及び第４図に示される保護カバ
ー３０．５０の形成方法を示したー具体例である。そこ
では、加熱センサエレメント１（１０と略同−の形状を
為す溝４８を、保温部１５を構成する部分に設け、この
溝４８に加熱センサエレメント１（１０を挿入する一方
、例えば５ＵＳ３（１４等の耐熱性金属からなるカバー
半体５２，５２によって該保温部１５を包被して、それ
らを溶接一体化せしめることにより、目的とするセンサ
が構成されることになるのである。

さらに、第６図の装置は、保護カバー６０に設けられた
開口部１４に特徴があり、該開口部１４、の先端を加熱
センサエレメント側に所定の大きさで折り曲げることに
より、耐火物からなる保温部１５の強度を増加させてい
る。

第７図の装置は、これまで述べてきた保温部１５と異な
り、中空としである点に特徴がある。この場合、保８Ｗ
カバー７０に設けられた開口部１４の先端は第７図に示
されるように、加熱センサエレメント１（１０の表面に
接していることが望ましく、このように接する場合は、
接触部分が熱溜（ヒートシンク）とならないよう、でき
得る限り先端部を薄くすることが望ましい。しかし、開
口部１４の先端と加熱センサエレメント１（１０とが接
触しない場合であっても、その隙間における被測定ガス
の流動が開口部１４における流動に比べて無視し得る程
度に小さければ、必ずしも開口部１４の先端が加熱セン
サエレメント１（１０に接触せしめられる必要はない。

また、第８図の構造は、第７図のものの変形であって、
開口部１４の先端と加熱センサエレメント１（１０の間
にのみ、耐火物等の保温材８２が設けられ、保温部１５
が中空にされている点及び保護カバー８０の断面形状が
加熱センサエレメント１（１０を一定の間隔で取り囲む
様に四角形にされている点に特徴がある。こうすること
により、第７図に関する説明で記述した保護カバーの開
口部の先端がヒートシンクになる欠点が解消できること
に加え、保温材８２の形成が容易となる。

さらに、第９図は、他の加熱センサエレメントを説明す
る分解斜視図であって、固体電解質１３８の両面に第一
のポンプ電極１４０、第二のポンプ電極１４２を密接し
て設け、更に第一のポンプ電極１４０の上に保護層１４
４、第二のポンプ１４２の上に保護層１４６を設けて、
ポンプセル１３２を構成している。また、固体電解質１
１Ｇの表面に測定電極１１８、更に測定電極１１８の上
に保護層１５０、固体電解質１１４の上に基準電極１２
２を各々形成して、センサセル１３４を構成している。

そして、これら２つのセルの間には、拡散抵抗手段とな
る平坦空間１５２が形成されていることを、便宜的に示
しである。なお、１１２は大気に連通せしめられる中空
部であって、該中空部１１２内に基準電極１２２が露呈
せしめられるようになっている。また、１２０，１２４
，１２６．１２８は何れもリード部である。

そして、センサセル１３４の外側には、絶縁層１５４を
介して気密なセラミックス層１６２，１６２に挟持され
たヒータ１５６からなるヒータ層１３６が設けられてい
る。そして、以上の全ての層が一体焼結されることによ
り、加熱センサニレメンＩ−ＺＯＯが形成されており、
検知部となる平坦空間１５２に被測定ガスが導かれるよ
うに、加熱センサエレメント２（１０の先端部には貫通
孔１４８が設けられている。

この様に、加熱センサエレメント２（１０には、センサ
構成部としてポンプセル１３２が設けられており、そし
てこのポンプセル１３２の作動温度は第２図に示される
電気化学的セルの作動温度に比べて高いので、本発明の
保護カバーの保温効果は一層重要となるのである。

かかる構成の加熱センサエレメント２（１０の動作原理
は、平坦空間内の被測定ガスの雰囲気をポンプセル１３
２により制御して、その制御された雰囲気をセンサセル
１３４で検知するというものである。例えば、加熱セン
サエレメント２（１０が酸素センサとして内燃機関の中
で利用される際には、該加熱センサエレメント２（１０
は被測定ガスが理論空燃比に比べて酸素過剰の場合であ
れば、ポンプセル１３２が平坦空間１５２内の雰囲気中
に存在する酸素を第一のポンプ電極１４０側に汲み出す
ことにより、平坦空間１５２の雰囲気中の酸素濃度を実
際の被測定ガス中の酸素濃度よりも低くするよう動作し
て、所謂［リーンバーンセンサ」となり、逆に被測定ガ
スが燃料過剰の場合であれば、ポンプセル１３２が被測
定ガス中の残留酸素或いは酸化物を分解することによっ
て酸素を平坦空間１５２の中へ汲み入れることにより、
平坦空間１５２内の雰囲気中の酸素濃度を実際の被測定
ガス中の酸素濃度よりも高くできるので、所謂「リッチ
バーンセンサ」となる。勿論、加熱センサエレメント２
（１０は、第２図に示される加熱センサエレメント１（
１０と同様に、理論空燃比付近の被測定ガスの検出にも
利用することができることは言うまでもないところであ
る。

また、加熱センサエレメント２（１０の保護カバーとし
ては、これまで述べてきた保護カバー３０゜５０．６０
，７０．８０等をも利用できるが、貫通穴１４８を利用
して、第１０図や第１１図に示されるような保護カバー
９０．１１０を使用することができる。

ところで、第１０図は、第６図に対応した保護カバーの
構成を示しているが、この第１０図に示された保護カバ
ー９０では、被測定ガス導入部の開口部１４が加熱セン
サエレメント２（１０に対して両側に設けられ、加熱セ
ンサエレメント２（１０の貫通孔１４８に一致させられ
ているところに特徴がある。このように配置することに
より、被測定ガスは、加熱センサエレメント２（１０の
平坦空間１５２内に容易に流入し易くなるので、応答性
が向上するのである。

また、第１１図は、第７図に対応する保護カバーを示し
ており、第１０図の変形である。この第１１図の保護カ
バー１１０は、被測定ガス導入部の開口部１４に測定ガ
ス中のすす、ゴミ、鉄くず等の飛来物を除去するように
、被測定ガスの流入に対して拡散抵抗とならない程度に
開口したフィルタ５６が設けられた点と、保温部の中空
部内に耐熱性金属板５８を設けて保温効果を増大させた
点に特徴がある。なお、フィルタとしては、小穴のある
金属板、或いは保温材より通気性の大きい多孔質セラミ
ック体等を用いることができる。

また、上記の如き加熱センサエレメント２（１０の変形
として、拡散抵抗手段の被測定ガス存在空開側への人口
が素子面に対して平行に設けられた例が、加熱センサエ
レメント３（１０として、第１４図に示されている。そ
の時の保護カバー３０としては、第１５図のように、保
護カバーの被測定ガス導入部１４及び保温部１５の間の
開口部１６を、設ければ良いことになる。

さらに、これまで述べてきた本発明に用いられる保護カ
バーは、−重で構成されているものが多いが、本発明の
保護カバーの外側に保温効果を実質上水さない程度に開
口した、被測定ガス混合用の外側カバーを設け、保温部
と分離された被測定ガス導入部へ流入する被測定ガスを
均一にする外側保護カバーを設けても良い。

その−例を第１２図に示すが、この図は、これまで述べ
た図と異なり、保護カバーの軸方向に対して垂直な断面
を示している。この第１２図の外側カバー１６０に設け
られた開口部１６２は、保護カバーの軸方向に長く切り
込まれたスリットであり、外側カバー１６０には実質的
に保温効果はない。しかし、外側カバー１６０の開口部
１６２は、被測定ガスの流れ方向を加熱センサエレメン
ト１（１０に対して変化させる効果があり、以て内側カ
バー３０の被測定ガス導入部１４から加熱センサエレメ
ント１（１０に流入する被測定ガスの流れ方向の影響を
受けないというメリットが生ずるのである。

また、本発明に用いられる加熱センサエレメントとして
は、これまで述べてきた平板状のセンサばかりでなく、
有底円筒形のセンサであっても用いられ得、その場合、
例えば第１３図に示されるように、測定電極２０２が有
底円筒形状の固体電解質２（１４の表面の一部に形成さ
れ、その測定電極２０２と略ね一致するように被測定ガ
ス導入部を配置すれば、平板状センサと同様に保温効果
と応答性の向上を両立させ得るセンサとなるものである
。

さらに、本発明に従う加熱センサ構造は、Ｔｉ０１等の
被測定ガスに対して抵抗変化型の特性を示すセンサエレ
メントを利用した加熱センサに適用することも可能であ
る。

なお、本発明に従う装置の優れた特徴乃至は効果は、ま
た以下の実験例の結果からも容易に理解されるところで
ある。

実験例　１第１図に示される本発明の一具体例である加熱センサを
用いて、ガス温３（１０℃のプロパンガスバーナ中で、
ガス組成を、Ａ／Ｆ値が１４から１５となるように変化
させた時の応答速度（時間）及びセンサ先端部が５（１
０℃になる時のヒータ加熱電力を測定した。その結果を
、第３図に示される従来の保護カバーの内筒を省略した
一部カバーを用いた加熱センサと比較して、第１表に示
す。

なお、応答速度は、バーナのガス量を変化させる電磁弁
を作動させた後、センサ起電力が全変化中の１／２まで
変化するのに要する時間とした。

、第１表かかる第１表に示される如く、本発明に従う加熱センサ
は従来の加熱センサに比べて応答性、保温性で優れたも
のであることが確認された。

実験例　２第９図に示される加熱センサエレメントと、本発明の一
具体例である第１０図に示される保護カバーとを用いて
、ガス温３（１０℃でプロパンガスバーナ中で、ガス組
成を、Ａ／Ｆ値が１４から１５となるように変化させた
時の応答速度（時間）及びセンサ先端部が７（１０℃に
なる時のヒータ加熱電力を測定し、その結果を第１表に
示す。また、比較例として、第３図に示される従来の保
護カバーを用いた時の結果も、併せて示す。

第２表第２表の結果より明らかな如く、本発明に従う保護カバ
ーを用いたセンサでは、応答速度が向上するばかりでな
く、実験例１に比較してセンサ先端部がより高温状態に
なれば一層保温効果も向上することが確認された。なお
、応答速度は、バーナーのガス量を変化させる電磁弁を
作動させた後、ポンプ電流が全変化中の１／２まで変化
するのに要する時間で表示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例を示す加熱センサの断面図で
あり、第２図は第１図において用いられる加熱センサエ
レメントの分解斜視図である。第３図（ａ）は従来のセ
ンサの先端部構造を示す縦断面図であり、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）におけるｍ−ｍ断面説明図である。第４
図、第６図、第８図、第１０図及び第１１図はそれぞれ
本発明の他の実施例を示すセンサ先端部の要部縦断面説
明図であり、第５図は第４図のセンサの先端部の分解説
明図である。第９図は、本発明で用いられる他の加熱セ
ンサエレメントの分解斜視図であり、第１２図は本発明
に係る加熱センサの他の例を示すセンサ先端部の横断面
説明図であり、第１３図は本発明にて用いられる有底円
筒形状の加熱センサニレメンＩ−の一例を示す正面図で
ある。第１４図は、本発明で用いられる更に他の加熱セ
ンサエレメントの分解斜視図であり、第１５図はそのよ
うな加熱センサエレメントを配置した加熱センサの要部
横断面説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体電解質と該固体電解質に接して設けられた測
定電極を含む少なくとも一対の電極とからなる少なくと
も一つの電気化学的セルと、該電気化学的セルを所定の作動温度にまで加熱する加熱
手段と、該加熱手段によって生ずる熱の熱放散を防止する保温部
と、該保温部と実質的に分離され且つ前記測定電極へ被測定
ガスを導入する被測定ガス導入部とを、含むことを特徴とする加熱センサ。
（２）前記被測定ガス導入部が、保温部を貫通して設け
られた一つ乃至は複数の開孔である特許請求の範囲第１
項記載の加熱センサ。
（３）前記固体電解質が平板状である特許請求の範囲第
１項または第２項記載の加熱センサ。
（４）前記保温部が、多孔質耐火材によって充填されて
いる特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の
加熱センサ。
（５）前記保温部が中空である特許請求の範囲第１項乃
至第４項の何れかに記載の加熱センサ。
（６）前記開孔の前に被測定ガス中の飛来物を除去する
フィルタを設けた特許請求の範囲第１項乃至第５項の何
れかに記載の加熱センサ。
（７）前記保温部の周囲に被測定ガス混合手段を設けた
特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかに記載の加熱
センサ。
（８）固体電解質と該固体電解質に接して設けられた測
定電極を含む少なくとも一対の電極とからなる少なくと
も一つの電気化学的セルと、該電気化学的セルを所定の作動温度にまで加熱する加熱
手段と、前記測定電極と被測定ガス存在空間とを連通する拡散律
速手段と、前記加熱手段によって生ずる熱の熱放散を防止する保温
部と、該保温部と実質的に分離され且つ前記拡散律速手段の被
測定ガス存在空間側に隣接する被測定ガス導入部とを、含むことを特徴とする加熱センサ。
（９）前記被測定ガス導入部が、保温部を貫通して設け
られた一つ乃至は複数の開孔である特許請求の範囲第８
項記載の加熱センサ。
（１０）前記固体電解質が平板状である特許請求の範囲
第８項または第９項記載の加熱センサ。
（１１）前記保温部が、多孔質耐火材によって充填され
ている特許請求の範囲第８項乃至第１０項の何れかに記
載の加熱センサ。
（１２）前記保温部が中空である特許請求の範囲第８項
乃至第１１項の何れかに記載の加熱センサ。
（１３）前記開孔の前に被測定ガス中の飛来物を除去す
るフィルタを設けた特許請求の範囲第８項乃至第１２項
の何れかに記載の加熱センサ。
（１４）前記保温部の周囲に被測定ガス混合手段を設け
た特許請求の範囲第８項乃至第１３項の何れかに記載の
加熱センサ。