JPS63142253A - 防水型ガスセンサ - Google Patents
防水型ガスセンサInfo
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- JPS63142253A JPS63142253A JP61290280A JP29028086A JPS63142253A JP S63142253 A JPS63142253 A JP S63142253A JP 61290280 A JP61290280 A JP 61290280A JP 29028086 A JP29028086 A JP 29028086A JP S63142253 A JPS63142253 A JP S63142253A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- 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。
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、水等の液体は通さないが、被測定ガス（気体
状の分子）は通す微細孔を有する多孔質皮膜を設けた防
水型のガスセンサに関するものである。
状の分子）は通す微細孔を有する多孔質皮膜を設けた防
水型のガスセンサに関するものである。
〈従来の技術〉
一般に、ガスセンサは、高温において、活性度を高める
種類が多い。例えば酸素センサの例を取ると、その概略
構造は第５図の如くで、ジルコニア等からなる固体電解
質の酸素イオン導電板１の両面に白金等の多孔質電極２
，２を貼付け、この電極２の一方の側の酸素イオン導電
板１上に拡散用の微細孔４を有するキャップ３を取付け
て内部に拡散室Ｒを形成すると共に、上記各電極２，２
間にはリード線６ａ、６ｂを通じて電源５の所望電圧を
印加し、その際に流れる限界電流値を読み取って、被測
定ガス中の酸素濃度を測定している。
種類が多い。例えば酸素センサの例を取ると、その概略
構造は第５図の如くで、ジルコニア等からなる固体電解
質の酸素イオン導電板１の両面に白金等の多孔質電極２
，２を貼付け、この電極２の一方の側の酸素イオン導電
板１上に拡散用の微細孔４を有するキャップ３を取付け
て内部に拡散室Ｒを形成すると共に、上記各電極２，２
間にはリード線６ａ、６ｂを通じて電源５の所望電圧を
印加し、その際に流れる限界電流値を読み取って、被測
定ガス中の酸素濃度を測定している。
この測定時、センサ温度が高温（４００°Ｃ程度乃至は
それ以上の高温）であるほど良好な応答性、感度が得ら
れるため、通常、例えばキャップ３の上面に形成した印
刷パターン等のヒータ７でセンサ本体を加熱して使用す
ることが多い。これが、所謂加熱駆動型のセンサである
。これ以外には、金属酸化物半導体を用いたもの、接触
燃焼型等、種々のタイプの加熱駆動型のセンサが存在す
る。
それ以上の高温）であるほど良好な応答性、感度が得ら
れるため、通常、例えばキャップ３の上面に形成した印
刷パターン等のヒータ７でセンサ本体を加熱して使用す
ることが多い。これが、所謂加熱駆動型のセンサである
。これ以外には、金属酸化物半導体を用いたもの、接触
燃焼型等、種々のタイプの加熱駆動型のセンサが存在す
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉
従って、特にこのような加熱駆動型のガスセンサの場合
、センサ本体に水滴等が直接触れるようなことがあると
、■、センサの構成材料が急激な熱衝撃を受けて、クラ
ックが発生し、寿命、性能の低下を招いたり、遂には破
損したり、■、又、印刷パターンヒータ７がショートし
たりする。
、センサ本体に水滴等が直接触れるようなことがあると
、■、センサの構成材料が急激な熱衝撃を受けて、クラ
ックが発生し、寿命、性能の低下を招いたり、遂には破
損したり、■、又、印刷パターンヒータ７がショートし
たりする。
このため、通常の構造からなるセンサにあっては、結露
し易いような雰囲気下でのガス濃度の測定には不向きで
あった。
し易いような雰囲気下でのガス濃度の測定には不向きで
あった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のである。
のである。
く問題点を解決するための手段〉
か−る本発明の特徴とする点は、ガスセンサの本体が設
置されたケーシングの少なくともガス取入部に、ガス透
過性皮膜、例えば液体に対しては実質的に非透過性であ
るが、被測定ガスに対しては透過性（即ち、拡散性）で
ある微細孔が形成された多孔質皮膜を設けた防水型ガス
センサにある。
置されたケーシングの少なくともガス取入部に、ガス透
過性皮膜、例えば液体に対しては実質的に非透過性であ
るが、被測定ガスに対しては透過性（即ち、拡散性）で
ある微細孔が形成された多孔質皮膜を設けた防水型ガス
センサにある。
く作用〉
本ガスセンサでは、上記ガス透過性皮膜により、被測定
ガスはセンサ本体部分へ同等問題なく供給されるものの
、水滴、アルコール等の液体は実質的に遮断されるため
、水滴等の侵入による従来の問題は解決される。
ガスはセンサ本体部分へ同等問題なく供給されるものの
、水滴、アルコール等の液体は実質的に遮断されるため
、水滴等の侵入による従来の問題は解決される。
〈実施例〉
第１図は本発明に係る防水型ガスセンサの一実施例を示
したものである。
したものである。
図において、１１は例えば酸素センサ等のセンサ本体、
１２はこのセンサ本体の上面に形成された印刷パターン
等からなる加熱用のヒータ、１３はこれらの部品を収納
したケーシングである。
１２はこのセンサ本体の上面に形成された印刷パターン
等からなる加熱用のヒータ、１３はこれらの部品を収納
したケーシングである。
このケーシング１３は、本例の場合、センサ本体１１が
設置された円盤状のステム１４とこのステム１４上に装
着されたセンサの保護体である半球状のメツシュカバ１
５とからなり、ステム１４の底面にはセンサ本体１１の
電極やヒータ１２と接続された電極ボスト１６・・・が
植設されている。
設置された円盤状のステム１４とこのステム１４上に装
着されたセンサの保護体である半球状のメツシュカバ１
５とからなり、ステム１４の底面にはセンサ本体１１の
電極やヒータ１２と接続された電極ボスト１６・・・が
植設されている。
このメンシュカバ１５は金網やパンチング金属板からな
り、その隙間や小孔がガス取入部となっている。本発明
では、このメツシュカバ１５の上面に、液体に対しては
非透過性であるが、被測定ガスに対しては透過性である
微細孔を有する多孔質皮膜１７が塗布や含浸等により、
第２図の部分拡大図の如く設けである。
り、その隙間や小孔がガス取入部となっている。本発明
では、このメツシュカバ１５の上面に、液体に対しては
非透過性であるが、被測定ガスに対しては透過性である
微細孔を有する多孔質皮膜１７が塗布や含浸等により、
第２図の部分拡大図の如く設けである。
この多孔質皮膜１７の材料としては、通気性を持つもの
であれば、特に限定されないが、例えば特殊繊維や特殊
紙、膜状にした織布や不織布、又はフッソ樹脂、塩化ビ
ニル系樹脂等の特に多孔質に形成した高分子材料、通気
性を持った発泡金属、素焼等の焼成物、セラミンク等か
らなる多孔質無機質材料等が挙げられる。そして、この
際の微細孔の大きさは、液体には実質的に非透過性で、
ガス透過性、応答性の条件から、０．１〜１００μｍφ
程度、好ましくは０．１〜２０μｍφの径、面積を有し
ていて、厚みは０．１〜１ｍｍ、気孔率は２０〜８５％
の膜を用いるのが最適である。
であれば、特に限定されないが、例えば特殊繊維や特殊
紙、膜状にした織布や不織布、又はフッソ樹脂、塩化ビ
ニル系樹脂等の特に多孔質に形成した高分子材料、通気
性を持った発泡金属、素焼等の焼成物、セラミンク等か
らなる多孔質無機質材料等が挙げられる。そして、この
際の微細孔の大きさは、液体には実質的に非透過性で、
ガス透過性、応答性の条件から、０．１〜１００μｍφ
程度、好ましくは０．１〜２０μｍφの径、面積を有し
ていて、厚みは０．１〜１ｍｍ、気孔率は２０〜８５％
の膜を用いるのが最適である。
この値以下では、防水、防滴性には優れるものの周囲ガ
ス濃度変化に対するセンサ出力の応答性に劣る。一方、
この値を越える場合は応答性に優るものの、防水、防滴
性が十分でない。センサ素子はかなり高温となるが、メ
ツシュカバ１５と素子の距離、断熱材の充填量の調整等
で多孔質皮膜１７に与える熱ダメージを軽減することが
できる。
ス濃度変化に対するセンサ出力の応答性に劣る。一方、
この値を越える場合は応答性に優るものの、防水、防滴
性が十分でない。センサ素子はかなり高温となるが、メ
ツシュカバ１５と素子の距離、断熱材の充填量の調整等
で多孔質皮膜１７に与える熱ダメージを軽減することが
できる。
第３図は本発明に係る防水型ガスセンサの他の実施例を
示したもので、この場合は、メツシュカバ１５の網目を
多少ずらし二重にして装着し、その外表面に多孔質皮膜
１７を設けた構造である。
示したもので、この場合は、メツシュカバ１５の網目を
多少ずらし二重にして装着し、その外表面に多孔質皮膜
１７を設けた構造である。
この二重構造により、メツシュカバ１５の強度が向上す
ると共にその隙間や小孔がより一層小さくなり、多孔質
皮膜１７によってはその形成がし易くなる。
ると共にその隙間や小孔がより一層小さくなり、多孔質
皮膜１７によってはその形成がし易くなる。
尚、上記各実施例では、いずれも多孔質皮膜１７をメツ
シュカバ１５の外表面に設けた構成であったが、本発明
はこれに限定されず、含浸塗布、又は予めメツシュカバ
１５に適合させた形状に形成した多孔質皮膜カバを被冠
させる等してメッジュカバ１５の内表面、或いは内外の
両面に、更に二重構造のときには両メツシュカバ１５．
１５の中間に、或いは更にメンシュカバ１５を用いず成
型多孔質膜カバ単独で用いると言うように種々の態様で
設けることが可能である。又、ガス取入部もメツシュカ
バ１５の隙間や小孔に限定されるものではない。
シュカバ１５の外表面に設けた構成であったが、本発明
はこれに限定されず、含浸塗布、又は予めメツシュカバ
１５に適合させた形状に形成した多孔質皮膜カバを被冠
させる等してメッジュカバ１５の内表面、或いは内外の
両面に、更に二重構造のときには両メツシュカバ１５．
１５の中間に、或いは更にメンシュカバ１５を用いず成
型多孔質膜カバ単独で用いると言うように種々の態様で
設けることが可能である。又、ガス取入部もメツシュカ
バ１５の隙間や小孔に限定されるものではない。
第４図は本発明に係る防水型ガスセンサの更に他の実施
例を示したもので、このガスセンサは、ガス透過性の多
孔質皮膜を介して液体中の溶存酸素濃度等を測定するに
おいて適した構造としである。
例を示したもので、このガスセンサは、ガス透過性の多
孔質皮膜を介して液体中の溶存酸素濃度等を測定するに
おいて適した構造としである。
このセンサでは、円盤状の酸素イオン導電板１の両面に
多孔質電極２，２を焼成したセンサ本体１１を円筒状の
支持体型ケーシング１３′の上方の拡径した凹み部１３
′ａにその開口を塞ぐように取付ける一方、ケーシング
１３′筒内の他方の開口部１３′ｂには被検液との接触
面となる多孔質皮膜１７′を取付けてあり、又凹み部１
３′ａの底部には加熱用のヒータ１２をリング状に設け
である。
多孔質電極２，２を焼成したセンサ本体１１を円筒状の
支持体型ケーシング１３′の上方の拡径した凹み部１３
′ａにその開口を塞ぐように取付ける一方、ケーシング
１３′筒内の他方の開口部１３′ｂには被検液との接触
面となる多孔質皮膜１７′を取付けてあり、又凹み部１
３′ａの底部には加熱用のヒータ１２をリング状に設け
である。
ここで、用いる多孔質皮膜１７′は、上記本発明の他の
実施例と同様、種々の構成を採ることがきる皮膜であっ
て、電圧印加時におけるセンサ本体１１のイオン汲む出
し作用によって、センサ内部から排出されるガス種（例
えば酸素）を被検液中から取り入れることができ、又取
入量部ち拡散量は多孔質皮膜１７′の多孔度（気孔率）
及び開口部１３′ｂの面積、筒長等によって主として決
まる拡散抵抗値によって左右される。この駆動に際して
は、センサ本体１１をヒータ１２により高温に加熱して
おく。
実施例と同様、種々の構成を採ることがきる皮膜であっ
て、電圧印加時におけるセンサ本体１１のイオン汲む出
し作用によって、センサ内部から排出されるガス種（例
えば酸素）を被検液中から取り入れることができ、又取
入量部ち拡散量は多孔質皮膜１７′の多孔度（気孔率）
及び開口部１３′ｂの面積、筒長等によって主として決
まる拡散抵抗値によって左右される。この駆動に際して
は、センサ本体１１をヒータ１２により高温に加熱して
おく。
このセンサにおいて、多孔質皮膜１７′に対する熱ダメ
ージを軽減させるためには、ケーシング１３′の筒長を
数ｍｍ以上とするとよい。このケーシング１３′は、セ
ラミック、金属或いはそれらの複合体等で形成するとよ
く、熱ダメージ及び被検液中への熱伝導損失を可及的に
抑止するためには熱伝導率の小さい材料を使用する必要
がある。
ージを軽減させるためには、ケーシング１３′の筒長を
数ｍｍ以上とするとよい。このケーシング１３′は、セ
ラミック、金属或いはそれらの複合体等で形成するとよ
く、熱ダメージ及び被検液中への熱伝導損失を可及的に
抑止するためには熱伝導率の小さい材料を使用する必要
がある。
そして、その使用にあたっては、多孔質皮膜１７′の開
口部１３′ｂ付近を被検液に接触又は浸漬させて行う。
口部１３′ｂ付近を被検液に接触又は浸漬させて行う。
尚、上記多孔質皮膜１７′の取付は方法及びその取付は
位置等は本実施例に限定されず、熱ダメージの軽減や被
検液中への熱伝導損失を考慮した構造であれば、他の構
造とすることも可能である。
位置等は本実施例に限定されず、熱ダメージの軽減や被
検液中への熱伝導損失を考慮した構造であれば、他の構
造とすることも可能である。
例えば、ケーシングと皮膜との間に０リング状の断熱性
介在を設けることもできる。又、本センサの場合、使用
にあたっては、センサ本体１１の露出する側に適宜カバ
を設けるものである。
介在を設けることもできる。又、本センサの場合、使用
にあたっては、センサ本体１１の露出する側に適宜カバ
を設けるものである。
尚、本発明は加熱駆動型のセンサに限定されるものでは
なく、非加熱駆動型のセンサにあっても、センサ本体部
分への水滴等の浸入は好ましくないから、応用可能であ
ることは勿論である。
なく、非加熱駆動型のセンサにあっても、センサ本体部
分への水滴等の浸入は好ましくないから、応用可能であ
ることは勿論である。
〈発明の効果〉
このように本発明の防水型ガスセンサによれば、センサ
ケーシングの少なくともガス取入部に、液体に対しては
非透過性であるが、被測定ガスに対しては透過性である
微細孔を有する多孔質皮膜を設けであるため、被測定ガ
スは同等問題なくセンサ本体部分へ供給され、通常のガ
ス濃度測定は支障なくできる一方、水滴等の液体は効果
的に遮断されて、ケーシング内部に浸入することがない
ので、センサ性能の低下や破損、加熱用ヒータの異常等
が未然に防止でき、高温条件下や水滴飛散環境下等の結
露雰囲気においても十分使用することができる他、液体
中の溶存酸素濃度測定等にも用いることができる使用範
囲の広い優れたセンサを提供することができる。
ケーシングの少なくともガス取入部に、液体に対しては
非透過性であるが、被測定ガスに対しては透過性である
微細孔を有する多孔質皮膜を設けであるため、被測定ガ
スは同等問題なくセンサ本体部分へ供給され、通常のガ
ス濃度測定は支障なくできる一方、水滴等の液体は効果
的に遮断されて、ケーシング内部に浸入することがない
ので、センサ性能の低下や破損、加熱用ヒータの異常等
が未然に防止でき、高温条件下や水滴飛散環境下等の結
露雰囲気においても十分使用することができる他、液体
中の溶存酸素濃度測定等にも用いることができる使用範
囲の広い優れたセンサを提供することができる。
第１図は本発明に係る防水型ガスセンサの一実施例を示
した部分縦断一部欠截側面図、第２図は第１図のセンサ
のメツシュカバと多孔質皮膜の部分拡大図、第３図は本
発明に係る防水型ガスセンサの他の実施例を示した縦断
側面図、第４図は本発明に係る防水型ガスセンサの更に
他の実施例を示した縦断側面図、第５図はガスセンサ（
酸素センサ）の概略構造を示した説明図である。 図中、 １１・・・センサ本体、 １２・ ・ ・ヒータ、 １３．１３’ ・・・ケーシング、 １４・・・ステム、 １５・・・メツシュカバ、 １７．１７”・・・多孔質皮膜、 特許出願人 藤倉電線株式会社 特許出願人 エイプル株式会社 第１図 第３図
した部分縦断一部欠截側面図、第２図は第１図のセンサ
のメツシュカバと多孔質皮膜の部分拡大図、第３図は本
発明に係る防水型ガスセンサの他の実施例を示した縦断
側面図、第４図は本発明に係る防水型ガスセンサの更に
他の実施例を示した縦断側面図、第５図はガスセンサ（
酸素センサ）の概略構造を示した説明図である。 図中、 １１・・・センサ本体、 １２・ ・ ・ヒータ、 １３．１３’ ・・・ケーシング、 １４・・・ステム、 １５・・・メツシュカバ、 １７．１７”・・・多孔質皮膜、 特許出願人 藤倉電線株式会社 特許出願人 エイプル株式会社 第１図 第３図
Claims (3)
- （１）、ガスセンサの本体が設置されたケーシングの少
なくともガス取入部に、液体に対しては実質的に非透過
性であるが、被測定ガスに対しては透過性である微細孔
を有する多孔質皮膜を設けたことを特徴とする防水型ガ
スセンサ。 - （２）、上記ガスセンサは加熱駆動型であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の防水型ガスセンサ。 - （３）、上記ケーシングの一部がメッシュカバで、この
メッシュカバに上記多孔質皮膜を付設したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の防水型ガス
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290280A JPS63142253A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 防水型ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290280A JPS63142253A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 防水型ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142253A true JPS63142253A (ja) | 1988-06-14 |
Family
ID=17754100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61290280A Pending JPS63142253A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 防水型ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63142253A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0278944A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-19 | Fujikura Ltd | ガス濃度センサ |
| GB2391622A (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-11 | Amgas Ltd | Protecting gas sensors from condensation |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50137187A (ja) * | 1974-04-17 | 1975-10-31 | ||
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1986
- 1986-12-05 JP JP61290280A patent/JPS63142253A/ja active Pending
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