JP3432026B2 - Limit current type gas sensor - Google Patents
Limit current type gas sensorInfo
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- JP3432026B2 JP3432026B2 JP01210695A JP1210695A JP3432026B2 JP 3432026 B2 JP3432026 B2 JP 3432026B2 JP 01210695 A JP01210695 A JP 01210695A JP 1210695 A JP1210695 A JP 1210695A JP 3432026 B2 JP3432026 B2 JP 3432026B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、酸素濃度や湿度等のガ
ス濃度を検出するヒータ付きの限界電流式ガスセンサに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a limiting current type gas sensor with a heater for detecting gas concentrations such as oxygen concentration and humidity.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の従来技術として、特開平5−9
3706号公報に開示された技術が知られている。この
技術には、プローブの先端にヒータ付きのセンサ素子を
取り付け、その周囲をステンレス製プロテクタで覆うと
ともに、さらにその周囲を多孔質性フィルタで覆う限界
電流式ガスセンサが開示されている。なお、プロテクタ
には、周囲にガスの流入、流出を行う通気孔を備え、フ
ィルタ内に流入したガスがプロテクタ内に導入されるよ
うに設けられている。2. Description of the Related Art As a conventional technique of this kind, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-9
The technique disclosed in Japanese Patent No. 3706 is known. This technology discloses a limiting current type gas sensor in which a sensor element with a heater is attached to the tip of a probe, the periphery thereof is covered with a stainless protector, and the periphery thereof is covered with a porous filter. In addition, the protector is provided with a vent hole around which gas flows in and out so that the gas flowing into the filter is introduced into the protector.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】かかる限界電流式ガス
センサの作動中、ヒータの働き等で、センサ素子などプ
ロテクタ内が高温状態となる。そして、限界電流式ガス
センサの作動が停止され、ヒータがOFF されると、プロ
テクタ内の温度が徐々に下がり、測定雰囲気ガス温度が
露点温度より下がると、ガス中の水蒸気がプロテクタ内
に異常に結露する場合がある。During the operation of such a limiting current type gas sensor, the inside of the protector such as the sensor element becomes high temperature due to the function of the heater. Then, when the operation of the limiting current type gas sensor is stopped and the heater is turned off, the temperature inside the protector gradually decreases, and when the measured atmosphere gas temperature falls below the dew point temperature, water vapor in the gas condenses abnormally inside the protector. There is a case.
【0004】プロテクタは、通気孔を備えるが、ガスの
流速が測定結果に影響を与えないように、通気孔は通
常、センサ素子の検出部より離れた位置に設けられる。
このため、プロテクタ内に生じた結露は、限界電流式ガ
スセンサの設置方向によっては、プロテクタ内から流出
せずに、プロテクタ内に溜まってしまい、センサ素子が
結露水に水没する場合がある。具体的には、上述の公報
に開示された技術では、通気孔がプローブ側に4つ設け
られた単純構造であるため、プローブに対してセンサ素
子が下向きに設置されると、プロテクタ内で発生した結
露水はプロテクタ内から流出せずに、プロテクタ内に溜
まって、センサ素子が結露水に水没する。The protector is provided with a vent hole, but the vent hole is usually provided at a position apart from the detecting portion of the sensor element so that the flow velocity of the gas does not affect the measurement result.
Therefore, depending on the installation direction of the limiting current type gas sensor, the dew condensation generated in the protector does not flow out of the protector but accumulates in the protector, and the sensor element may be submerged in the dew condensation water. Specifically, in the technique disclosed in the above-mentioned publication, since there are four ventilation holes provided on the probe side, when the sensor element is installed downward with respect to the probe, it is generated inside the protector. The condensed water does not flow out of the protector but collects in the protector, and the sensor element is submerged in the condensed water.
【0005】限界電流式ガスセンサを作動させると、ヒ
ータの働きで、センサ素子が短時間で高温(500〜6
00℃)に昇温する。そして、センサ素子が結露水に水
没した状態で、限界電流式ガスセンサを作動させると、
センサ素子に付着した水により、熱衝撃がセンサ素子に
加わり、センサ素子が割れるなど、破損する事故が発生
する可能性がある。When the limiting current type gas sensor is operated, the sensor element operates at a high temperature (500 to 6) in a short time due to the function of the heater.
The temperature is raised to 00 ° C. When the sensor element is submerged in dew condensation water and the limiting current type gas sensor is operated,
Due to the water attached to the sensor element, a thermal shock may be applied to the sensor element, and the sensor element may be broken, causing an accident such as breakage.
【0006】[0006]
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、センサ素子が結露水の影響によっ
て破損することのない限界電流式ガスセンサの提供にあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a limiting current type gas sensor in which a sensor element is not damaged by the influence of dew condensation water.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の限界電流式ガス
センサは、次の技術的手段を採用した。
〔請求項1の手段〕限界電流式ガスセンサは、ガス濃度
を検出するセンサ素子と、通電を受けて発熱し、前記セ
ンサ素子をセンサ使用温度に加熱するヒータ素子と、前
記センサ素子および前記ヒータ素子を被測定ガス中に設
置するためのプローブベースと、前記センサ素子および
前記ヒータ素子を覆った状態で前記ベースに取り付けら
れるとともに、前記ベース側で且つ周囲に通気孔を備え
た有底容器状のプロテクタとを備える。そして、前記プ
ロテクタは、前記プローブベースの近傍側に前記通気孔
を備え、前記センサ素子および前記ヒータ素子を覆う筒
状で気密性の材料で形成された筒体と、この筒体の端部
に取り付けられ、前記筒体内の水が透過可能な多孔質の
端部フィルタとからなる。The limiting current type gas sensor of the present invention employs the following technical means. [Means for Claim 1] A limiting current type gas sensor includes a sensor element for detecting a gas concentration, a heater element for generating heat upon receiving energization and heating the sensor element to a sensor operating temperature, the sensor element and the heater element. And a probe base for installing in the gas to be measured and attached to the base in a state of covering the sensor element and the heater element, and having a bottomed container shape having a vent hole on the base side and in the periphery. And a protector. The protector is provided with the vent hole near the probe base, and has a tubular body that covers the sensor element and the heater element and is formed of an airtight material, and an end portion of the tubular body. It is attached and comprises a porous end filter permeable to water in the barrel.
【0008】〔請求項2の手段〕請求項1記載の限界電流式ガスセンサにおいて、
前記ヒ
ータ素子は、このヒータ素子に電圧を印加するヒータ通
電回路を備え、このヒータ通電回路は、通電開始時に、
前記センサ使用温度よりも低い温度で所定時間発熱する
よう、前記ヒータ素子に所定時間、低電圧を印加し、そ
の後、前記ヒータ素子が前記センサ使用温度で発熱する
よう、前記ヒータ素子に高電圧を印加する。[Means for Claim 2] In the limiting current type gas sensor according to claim 1, the heater element is provided with a heater energizing circuit for applying a voltage to the heater element.
A low voltage is applied to the heater element for a predetermined time so as to generate heat at a temperature lower than the sensor use temperature for a predetermined time, and then a high voltage is applied to the heater element so that the heater element generates heat at the sensor use temperature. Apply.
【0009】[0009]
〔請求項1の作用および効果〕限界電流式ガスセンサ
は、ベースに対してセンサ素子が上側に設置された場
合、プロテクタ内で結露した結露水は、下側に位置する
通気孔からプロテクタの外部へ流出する。また、ベース
に対してセンサ素子が水平方向に設置された場合、プロ
テクタ内で結露した結露水は、プロテクタの周囲に設け
られた通気孔からプロテクタの外部へ流出する。さら
に、ベースに対してセンサ素子が下側に設置された場
合、プロテクタ内で結露した結露水は、下側に位置する
多孔質の端部フィルタからプロテクタの外部へ流出す
る。[Operation and Effect of Claim 1] In the limiting current type gas sensor, when the sensor element is installed on the upper side of the base, the dew condensation water condensed in the protector is discharged from the vent hole located on the lower side to the outside of the protector. leak. Further, when the sensor element is installed horizontally with respect to the base, the dew condensation water that has condensed in the protector flows out of the protector through the ventilation holes provided around the protector. Further, when the sensor element is installed on the lower side of the base, the dew condensation water that has condensed inside the protector flows out of the protector from the porous end filter located on the lower side.
【0010】このように、プロテクタ内で発生した結露
水は、限界電流式ガスセンサの設置方向にかかわらず、
プロテクタの外部へ流出するため、センサ素子は従来の
ように結露水によって水没する不具合が防がれる。この
ため、限界電流式ガスセンサを作動させた際、ヒータの
働きで、センサ素子が高温(センサ使用温度)に昇温し
ても、熱衝撃によってセンサ素子が破損する不具合を防
ぐことができる。As described above, the condensed water generated in the protector is irrespective of the installation direction of the limiting current type gas sensor.
Since it flows out of the protector, it is possible to prevent the sensor element from being submerged by dew condensation water as in the conventional case. Therefore, when the limiting current type gas sensor is operated, even if the sensor element is heated to a high temperature (sensor operating temperature) by the action of the heater, it is possible to prevent the sensor element from being damaged due to thermal shock.
【0011】〔請求項2の作用および効果〕限界電流式
ガスセンサを作動させた際、ヒータ通電回路によって、
ヒータ素子は所定時間低電圧が印加され、低い温度で所
定時間発熱する。このように、所定時間、低い温度で加
熱されることにより、ヒータ素子に付着していた水が蒸
発する。なお、ヒータ素子に水が付着した状態で通電が
開始されるが、低い温度での加熱であるため、センサ素
子に与えられる熱衝撃は小さく、センサ素子が破損する
不具合は発生しない。そして、所定時間経過後に、ヒー
タ通電回路によってヒータ素子に高電圧を印加し、ヒー
タ素子の温度をセンサ使用温度に昇温させる。[Operation and Effect of Claim 2] When the limiting current type gas sensor is operated, by the heater energizing circuit,
A low voltage is applied to the heater element for a predetermined time, and heat is generated at a low temperature for a predetermined time. As described above, by heating at a low temperature for a predetermined time, water attached to the heater element evaporates. Although the energization is started in a state where water is attached to the heater element, since the heating is performed at a low temperature, the thermal shock applied to the sensor element is small and the sensor element is not damaged. Then, after a lapse of a predetermined time, a high voltage is applied to the heater element by the heater energizing circuit to raise the temperature of the heater element to the sensor operating temperature.
【0012】このように、限界電流式ガスセンサの作動
時に、センサ素子に付着した水を蒸発させてから、セン
サ素子の温度が高温(センサ使用温度)に昇温されるた
め、熱衝撃によってセンサ素子が破損する不具合を防ぐ
ことができる。また、請求項1の発明と合わせて用いる
ことにより、水蒸気の結露によってもたらされる種々の
不具合は、より完全に一掃できる。As described above, when the limiting current type gas sensor is operated, the temperature of the sensor element is raised to a high temperature (sensor operating temperature) after the water adhering to the sensor element is evaporated, so that the sensor element is caused by thermal shock. It is possible to prevent the problem of damage. Also, Ru used in conjunction with the invention of claim 1
As a result , various problems caused by the condensation of water vapor can be completely eliminated.
【0013】[0013]
【実施例】次に、請求項1および請求項2を採用した限
界電流式ガスセンサの実施例を、図1ないし図8を用い
て説明する。
〔実施例の構成〕限界電流式ガスセンサ10は、図1お
よび図2に示すように、丸棒状のプローブ20(プロー
ブベースの一例)と、このプローブ20の先端面に突出
した状態で固定されるセンサ本体30と、このセンサ本
体30を収容するプロテクタ40と、このプロテクタ4
0を収容する多孔質の収容フィルタ50とから構成され
る。EXAMPLE An example of a limiting current type gas sensor adopting claims 1 and 2 will now be described with reference to FIGS. [Structure of Embodiment] As shown in FIGS. 1 and 2, a limiting current type gas sensor 10 is fixed to a round bar-shaped probe 20 (an example of a probe base) and a state in which it projects from the tip surface of the probe 20. The sensor main body 30, the protector 40 that accommodates the sensor main body 30, and the protector 4
And a porous storage filter 50 that stores 0.
【0014】(プローブ20の説明)プローブ20は、
センサ本体30を測定雰囲気中に配置するための手段
で、ステンレスなど、耐熱性金属よりなる中空の丸棒体
を呈する。このプローブ20の先端には、センサ本体3
0を固定する穴(図示しない)を備え、その周囲にプロ
テクタ40および収容フィルタ50を嵌め合わせるため
の嵌合部21、22が形成されている。(Description of Probe 20) The probe 20 is
It is a means for disposing the sensor main body 30 in the measurement atmosphere, and is a hollow round bar made of heat-resistant metal such as stainless steel. At the tip of the probe 20, the sensor body 3
A hole (not shown) for fixing 0 is provided, and fitting portions 21 and 22 for fitting the protector 40 and the accommodation filter 50 are formed around the hole.
【0015】(センサ本体30の説明)センサ本体30
は、図3に示すように、板状のセンサ素子60と、板状
のヒータ素子70とを、ガラスによって接合したもので
ある。(Description of Sensor Body 30) Sensor Body 30
As shown in FIG. 3, a plate-shaped sensor element 60 and a plate-shaped heater element 70 are joined by glass.
【0016】(センサ素子60の説明)センサ素子60
は、ガス濃度(酸素濃度や湿度等)を検出するためのも
ので、安定化ジルコニア板61内に、陽電極62と陰電
極63とを埋設して設けられている。このジルコニア板
61は、酸化ジルコニウムに安定化剤として酸化イット
リウムを添加したものを焼成して設けられた酸素イオン
良導電性の固体電解質である。本実施例におけるジルコ
ニア板61は、外形寸法が例えば縦23mm、幅5m
m、厚み0.3mmのセラミック板で、内部に矩形の開
口部64が形成されている。(Description of Sensor Element 60) Sensor Element 60
Is for detecting the gas concentration (oxygen concentration, humidity, etc.), and is provided by embedding a positive electrode 62 and a negative electrode 63 in a stabilized zirconia plate 61. The zirconia plate 61 is a solid electrolyte with good oxygen ion conductivity, which is provided by firing zirconium oxide to which yttrium oxide is added as a stabilizer. The external dimensions of the zirconia plate 61 in this embodiment are, for example, 23 mm in length and 5 m in width.
A rectangular opening 64 is formed inside the ceramic plate having a thickness of m and a thickness of 0.3 mm.
【0017】また、ジルコニア板61には、陽電極62
から取り出されるガスを、ジルコニア板61の外部へ放
出させるためのガス出口穴65が形成されている。この
ガス出口穴65は、陽電極62の検出電極を外部に露出
する穴で、本実施例では丸穴を示すが、陽電極62の検
出電極を外部に露出する穴であればどのような形状や大
きさであっても良い。The zirconia plate 61 has a positive electrode 62.
A gas outlet hole 65 is formed to release the gas taken out from the zirconia plate 61 to the outside. The gas outlet hole 65 is a hole for exposing the detection electrode of the positive electrode 62 to the outside, and is a round hole in the present embodiment, but any shape can be used as long as it is a hole for exposing the detection electrode of the positive electrode 62 to the outside. Or size.
【0018】陽電極62および陰電極63は、ともに厚
みが数十μm(例えば20μm)の多孔質性白金電極
で、ジルコニア板61内で対向した状態で設けられてい
る。具体的には、プローブ20に固着される側とは異な
った側(図3の上側)より、幅2mmの検出電極62
a、63aと、幅の狭い延長電極62b、63bと、白
金線66、67が接合されるセンサ接続電極62c、6
3cとからなる。The positive electrode 62 and the negative electrode 63 are both porous platinum electrodes having a thickness of several tens of μm (for example, 20 μm), and are provided in the zirconia plate 61 so as to face each other. Specifically, from the side (upper side in FIG. 3) different from the side fixed to the probe 20, the detection electrode 62 having a width of 2 mm is used.
a, 63a, narrow extension electrodes 62b, 63b, and sensor wires 62c, 6 to which platinum wires 66, 67 are joined.
3c and.
【0019】また、陰電極63は、陰電極63の延長電
極63bから枝分かれして、ジルコニア板61の側面か
ら外部に露出するガス導入部63dを備える。このガス
導入部63dは、他の陰電極63と同様、多孔質性白金
電極で、陰電極63の延長電極63bとともに、導入さ
れたガスの拡散を制限するガス拡散制限手段63eとし
て作用する。Further, the negative electrode 63 is provided with a gas introducing portion 63d which branches from the extension electrode 63b of the negative electrode 63 and is exposed to the outside from the side surface of the zirconia plate 61. Like the other negative electrode 63, the gas introducing portion 63d is a porous platinum electrode and acts as a gas diffusion limiting means 63e that limits diffusion of the introduced gas together with the extension electrode 63b of the negative electrode 63.
【0020】(ヒータ素子70の説明)ヒータ素子70
は、センサ素子60の検出部A(検出電極62a、63
a側)をセンサ使用温度(例えば500〜600℃)に
局部加熱するためのもので、図4に示すように、アルミ
ナ板71内に、ヒータ電極72を埋設して設けられてい
る。このアルミナ板71は、センサ素子60のジルコニ
ア板61と同様、外形寸法が縦23mm、幅5mm、厚
み0.3mmに設けられ、内部に矩形の開口部73が形
成されている。(Description of Heater Element 70) Heater Element 70
Is the detection portion A of the sensor element 60 (detection electrodes 62a, 63
This is for locally heating the (a side) to the sensor operating temperature (for example, 500 to 600 ° C.), and as shown in FIG. 4, a heater electrode 72 is embedded and provided in an alumina plate 71. Similar to the zirconia plate 61 of the sensor element 60, the alumina plate 71 has an outer dimension of 23 mm in length, 5 mm in width, and 0.3 mm in thickness, and has a rectangular opening 73 formed therein.
【0021】ヒータ電極72は、白金によって形成され
た電極で、センサ素子60の検出部Aを局部加熱するた
めに、線幅が狭く略M字形に設けられた発熱部72a
と、この発熱部72aを通電するため線幅がやや広めに
設けられたリード電極72bと、白金線74、75が接
合されるヒータ接続電極72c、72dとからなる。The heater electrode 72 is an electrode made of platinum, and has a narrow line width and is provided in a substantially M-shape to heat the detecting portion A of the sensor element 60 locally.
A lead electrode 72b having a slightly wider line width for energizing the heat generating portion 72a, and heater connection electrodes 72c and 72d to which the platinum wires 74 and 75 are joined.
【0022】(センサ本体30の製造方法)ここで、セ
ンサ本体30の製造方法を説明する。先ず、センサ素子
60の製造方法を説明する。酸化イットリウムが添加さ
れた酸化ジルコニウムを主成分とした材料によって、焼
成後に開口部64となる穴、およびガス出口穴65とな
る穴を開けた板状の固体電解質グリーンシートを形成す
る(第1工程)。次に、形成されたグリーンシートの表
面に、焼成後に陽電極62と陰電極63となる白金ペー
ストを印刷する(第2工程)。次に、グリーンシートの
端部に白金線66、67を乗せ、焼成後にセンサ接続電
極62c、63cとなる白金ペーストと、白金線66、
67とを接触させる(第3工程)。(Manufacturing Method of Sensor Main Body 30) Here, a manufacturing method of the sensor main body 30 will be described. First, a method of manufacturing the sensor element 60 will be described. Using a material containing zirconium oxide as a main component to which yttrium oxide is added, a plate-shaped solid electrolyte green sheet having holes to be openings 64 after firing and holes to be gas outlet holes 65 is formed (first step) ). Next, a platinum paste, which will become the positive electrode 62 and the negative electrode 63 after firing, is printed on the surface of the formed green sheet (second step). Next, the platinum wires 66 and 67 are placed on the ends of the green sheet, and the platinum paste that becomes the sensor connection electrodes 62c and 63c after firing and the platinum wires 66 and 67
67 is contacted (third step).
【0023】次に、白金ペーストが印刷されたグリーン
シートの表面に、第1工程と同様に形成された固体電解
質のグリーンシートを積層する(第4工程)。なお、こ
の第4工程で使用されるグリーンシートがヒータ素子7
0と接合される側である場合は、陽電極62と陰電極6
3を密封でき、焼成できるものであれば他の材料を用い
て形成しても良い。また、第4工程で使用されるグリー
ンシートがヒータ素子70と接合される側である場合
は、ガス出口穴65となる穴を設けなくとも良い。そし
て、積層されたグリーンシートを約1500℃で一体焼
成する(第5工程)。以上の工程によって、センサ素子
60が完成する。Next, a solid electrolyte green sheet formed in the same manner as in the first step is laminated on the surface of the green sheet on which the platinum paste is printed (fourth step). The green sheet used in this fourth step is the heater element 7.
If it is the side to be joined with 0, the positive electrode 62 and the negative electrode 6
Other materials may be used as long as 3 can be sealed and fired. Further, when the green sheet used in the fourth step is the side to be joined to the heater element 70, the hole serving as the gas outlet hole 65 may not be provided. Then, the stacked green sheets are integrally fired at about 1500 ° C. (fifth step). The sensor element 60 is completed through the above steps.
【0024】次に、ヒータ素子70の製造方法を説明す
る。アルミナ粉末を主成分とする材料によって、焼成後
に開口部73となる穴を開けた板状のグリーンシートを
形成する(第6工程)。次に、形成されたグリーンシー
トの表面に、焼成後にヒータ電極72となる白金ペース
トを印刷する(第7工程)。次に、グリーンシートの端
部に白金線74、75を乗せ、焼成後にヒータ接続電極
72c、72dとなる白金ペーストと、白金線74、7
5とを接触させる(第8工程)。次に、白金ペーストが
印刷されたグリーンシートの表面に、第6工程と同様に
形成されたグリーンシートを積層する(第9工程)。そ
して、積層されたグリーンシートを約1500℃で一体
焼成する(第10工程)。以上の工程によって、ヒータ
素子70が完成する。Next, a method of manufacturing the heater element 70 will be described. A plate-shaped green sheet having holes to be openings 73 after firing is formed from a material containing alumina powder as a main component (sixth step). Next, a platinum paste to be the heater electrode 72 after firing is printed on the surface of the formed green sheet (seventh step). Next, the platinum wires 74 and 75 are placed on the ends of the green sheet, and the platinum paste that becomes the heater connection electrodes 72c and 72d after firing and the platinum wires 74 and 7 are used.
And 5 are brought into contact with each other (8th step). Next, a green sheet formed in the same manner as in the sixth step is laminated on the surface of the green sheet on which the platinum paste is printed (ninth step). Then, the stacked green sheets are integrally fired at about 1500 ° C. (10th step). Through the above steps, the heater element 70 is completed.
【0025】そして、上記によって製造されたセンサ素
子60とヒータ素子70の間に封止ガラス等を付与し、
約800℃に加熱する(第11工程)。この第11工程
によって、センサ素子60とヒータ素子70とが接合さ
れ、センサ本体30が完成する。Then, sealing glass or the like is applied between the sensor element 60 and the heater element 70 manufactured as described above,
Heat to about 800 ° C. (11th step). In the eleventh step, the sensor element 60 and the heater element 70 are joined to complete the sensor body 30.
【0026】(プロテクタ40の説明)
プロテクタ40は、請求項1および請求項2を採用する
もので、図1および図2に示すように、筒体41と、そ
の先端に固着された端部フィルタ42とから構成された
有底筒状容器で、一端がプローブ20に設けられた嵌合
部21に嵌め合わされ、無機質系接着剤によってプロー
ブ20に固着される。The protector 40 (Description of the protector 40) is intended to adopt claims 1 and 2, as shown in FIGS. 1 and 2, the end filter and the cylindrical body 41, secured to the distal end in a bottomed cylindrical container made from 42, one end fitted into the fitting portion 21 provided in the probe 20 is secured to the probe 20 by the inorganic adhesive.
【0027】筒体41は、ステンレスなど、耐熱性で気
密性に優れた金属よりなり、センサ本体30の周囲を覆
う筒状のもので、プローブ20の嵌合部21に嵌め合わ
される側の周囲に、通気孔41aを備える。この通気孔
41aは、収容フィルタ50内のガスをプロテクタ40
内に導くとともに、プロテクタ40内のガスを外部に排
出するためのもので、本実施例ではプローブ20のベー
ス端面近傍の周囲に直径約1mmの穴が90°間隔に4
つ形成されている。The tubular body 41 is made of a metal such as stainless steel that is heat-resistant and highly airtight, and has a tubular shape that covers the periphery of the sensor body 30, and the periphery of the side where the probe 20 is fitted to the fitting portion 21. And a ventilation hole 41a. The vent hole 41a protects the gas in the storage filter 50 from the protector 40.
In order to guide the gas inside and to discharge the gas inside the protector 40 to the outside, in this embodiment, holes with a diameter of about 1 mm are arranged at 90 ° intervals around the base end surface of the probe 20.
Is formed.
【0028】端部フィルタ42は、筒体41内の水が透
過可能な濡れ性に優れた多孔質部材(ポアー径約70μ
m)で、ステンレスなど、耐熱性に優れた金属焼結体を
使用するのが望ましい。この端部フィルタ42は、円盤
状を呈し、筒体41の先端内に装着された後、カシメに
よって筒体41の先端に固着される。The end filter 42 is a porous member (pore diameter of about 70 μm) that allows water in the cylindrical body 41 to permeate and has excellent wettability.
In m), it is desirable to use a metal sintered body having excellent heat resistance such as stainless steel. The end filter 42 has a disk shape, is mounted inside the tip of the tubular body 41, and is fixed to the tip of the tubular body 41 by caulking.
【0029】(収容フィルタ50の説明)
収容フィルタ50は、内部に進入するガスの流速を大き
く低減させ、ゴミ等を除いて周囲のガスを収容フィルタ
50内に導くとともに、収容フィルタ50内のガスを外
部に排出することのできる多孔質部材(ボアー径約70
μm)で、上述の端部フィルタと同質のステンレスな
ど、耐熱性に優れた金属焼結体よりなる。この収容フィ
ルタ50は、有底円筒状を呈し、開口端がプローブ20
に設けられた嵌合部22に嵌め合わされ、無機質系接着
剤によってプローブ20に固着される。(Explanation of the accommodation filter 50) The accommodation filter 50 greatly reduces the flow velocity of the gas that enters the inside, guides the surrounding gas into the accommodation filter 50 by removing dust and the like, and A porous member (bore diameter of about 70
μm), which is made of a metal sintered body having excellent heat resistance, such as stainless steel, which has the same quality as the above-mentioned end filter . The housing filter 50 has a bottomed cylindrical shape, and the open end has the probe 20.
It is fitted in the fitting portion 22 provided on and secured to the probe 20 by the inorganic adhesive.
【0030】(電気回路80の説明)上記のように設け
られた限界電流式ガスセンサ10には、図5に示すよう
に、電気回路80が接続される。この電気回路80は、
ヒータ素子70を通電してヒータ素子70を発熱させる
ためのヒータ通電回路81と、ガス濃度(酸素濃度や湿
度等)を測定するための測定回路82とを備える。(Description of Electric Circuit 80) As shown in FIG. 5, an electric circuit 80 is connected to the limiting current type gas sensor 10 provided as described above. This electric circuit 80 is
A heater energizing circuit 81 for energizing the heater element 70 to heat the heater element 70 and a measuring circuit 82 for measuring the gas concentration (oxygen concentration, humidity, etc.) are provided.
【0031】(ヒータ通電回路81の説明)ヒータ通電
回路81は、上述のようにヒータ素子70を通電する回
路で、定常作動時にヒータ素子70に高電圧(後述する
低電圧より高い電圧を示す)を印加してヒータ素子70
の発熱部72aを発熱させ、センサ素子60の検出部A
をセンサ使用温度(500〜600℃)に加熱させる回
路である。(Description of Heater Energizing Circuit 81) The heater energizing circuit 81 is a circuit for energizing the heater element 70 as described above, and has a high voltage (indicates a voltage higher than a low voltage described later) to the heater element 70 during steady operation. To apply the heater element 70
The heat generating portion 72a of the
Is a circuit for heating the sensor to a sensor operating temperature (500 to 600 ° C.).
【0032】このヒータ通電回路81は、請求項2を採
用するもので、ヒータ素子70の通電を開始する際、図
6に示すように、低電圧を所定時間(例えば約60秒)
印加し、センサ本体30を低温(例えば約80〜250
℃)で所定時間加熱することによって、センサ本体30
に付着した水(結露水)を蒸発させる低電圧印加手段8
1aが設けられている。そして、ヒータ通電回路81
は、通電開始後の所定時間が経過すると、ヒータ素子7
0に所定の高電圧を印加し、センサ素子60の検出部A
をセンサ使用温度(500〜600℃)に保つ。The heater energizing circuit 81 employs claim 2, and when energizing the heater element 70, a low voltage is applied for a predetermined time (for example, about 60 seconds) as shown in FIG.
The sensor body 30 is applied with a low temperature (for example, about 80 to 250).
The sensor body 30
Low voltage applying means 8 for evaporating water (condensation water) attached to the
1a is provided. Then, the heater energizing circuit 81
When a predetermined time has passed after the start of energization, the heater element 7
0 is applied with a predetermined high voltage, and the detection unit A of the sensor element 60 is
Is maintained at the sensor operating temperature (500 to 600 ° C.).
【0033】(測定回路82の説明)測定回路82は、
センサ素子60に所定電圧を印加する定電圧回路82a
と、センサ素子60を流れる電流値を測定する電流計8
2bとを備えるもので、電流計82bで測定される電流
値からガス濃度(酸素濃度や湿度等)を検出するもので
ある。なお、定電圧回路82aは印加電圧を、後述する
V1 〜V2 と、V3 〜V4 とで切替可能に設けても良
い。(Explanation of Measuring Circuit 82) The measuring circuit 82 is
Constant voltage circuit 82a for applying a predetermined voltage to the sensor element 60
And an ammeter 8 for measuring the current value flowing through the sensor element 60.
2b, and detects the gas concentration (oxygen concentration, humidity, etc.) from the current value measured by the ammeter 82b. The constant voltage circuit 82a may be provided so that the applied voltage can be switched between V1 to V2 and V3 to V4 described later.
【0034】(作動原理の説明)ここで、限界電流式ガ
スセンサ10の作動原理を図7を用いて説明する。セン
サ素子60を一定のガス雰囲気中に配置し、センサ素子
60の検出部Aをセンサ使用温度に加熱した状態で、セ
ンサ素子60に電圧を印加すると、陽電極62と陰電極
63の検出電極62a、63a付近の酸素がイオン化さ
れ、陰電極63の検出電極63aから陽電極62の検出
電極62aへ酸素のポンピングが行われ、結果的にセン
サ素子60に電流が流れる。(Description of Operating Principle) Here, the operating principle of the limiting current type gas sensor 10 will be described with reference to FIG. When a voltage is applied to the sensor element 60 in a state where the sensor element 60 is arranged in a constant gas atmosphere and the detection unit A of the sensor element 60 is heated to the sensor operating temperature, the detection electrodes 62a of the positive electrode 62 and the negative electrode 63 are detected. , 63a is ionized, oxygen is pumped from the detection electrode 63a of the negative electrode 63 to the detection electrode 62a of the positive electrode 62, and as a result, a current flows through the sensor element 60.
【0035】センサ素子60に印加する電圧を0〜V1
に増加させると、陰電極63の検出電極63aから陽電
極62の検出電極62aへの酸素のポンピング量が増大
する。すると、酸素イオン導電性を示すほど充分に加熱
されていないガス導入部63dから測定雰囲気中の酸素
が陰電極63内に拡散導入される。この時、導入される
酸素量は比較的少ないため、印加電圧の増加に伴い、導
入される酸素量が増え、センサ素子60に流れる電流値
が増加する。The voltage applied to the sensor element 60 is 0 to V1.
If it is increased to 1, the pumping amount of oxygen from the detection electrode 63a of the negative electrode 63 to the detection electrode 62a of the positive electrode 62 increases. Then, oxygen in the measurement atmosphere is diffused and introduced into the negative electrode 63 from the gas introduction part 63d that is not sufficiently heated to exhibit oxygen ion conductivity. At this time, since the amount of oxygen introduced is relatively small, the amount of oxygen introduced increases as the applied voltage increases, and the current value flowing through the sensor element 60 also increases.
【0036】センサ素子60に印加する電圧をV1 〜V
2 に増加させた場合では、ガス導入部63dから陰電極
63内に拡散導入される酸素量はガス拡散制限手段63
eによって導入量が制限される。このため、ガス導入部
63dから導入される酸素量が一定となり、センサ素子
60に流れる電流値も一定電流値I1 となる。つまり、
センサ素子60に印加する電圧をV1 〜V2 に増加させ
た場合では、酸素の導入量が制限されて一定電流値I1
のフラットF1 となる。The voltage applied to the sensor element 60 is V1 to V
When it is increased to 2, the amount of oxygen diffused and introduced from the gas introduction part 63d into the negative electrode 63 is determined by the gas diffusion limiting means 63.
The introduction amount is limited by e. Therefore, the amount of oxygen introduced from the gas introducing portion 63d becomes constant, and the current value flowing through the sensor element 60 also becomes the constant current value I1. That is,
When the voltage applied to the sensor element 60 is increased to V1 to V2, the amount of oxygen introduced is limited and the constant current value I1
It becomes flat F1 of.
【0037】センサ素子60に印加する電圧をV2 (V
2 =1.2V)以上に増加すると、導入されたガス中の
水蒸気が電気分解され、その電気分解で生じた酸素イオ
ンが陽電極62にポンピングされる。このため、印加電
圧をV2 〜V3 に増加させると、導入されたガス中の水
蒸気の電気分解量が増え、陰電極63の検出電極63a
から陽電極62の検出電極62aへの酸素のポンピング
量が増大し、センサ素子60に流れる電流値が再び増加
する。The voltage applied to the sensor element 60 is V2 (V
2 = 1.2 V) or more, water vapor in the introduced gas is electrolyzed, and oxygen ions generated by the electrolysis are pumped to the positive electrode 62. Therefore, when the applied voltage is increased to V2 to V3, the amount of electrolysis of water vapor in the introduced gas is increased, and the detection electrode 63a of the negative electrode 63 is increased.
The amount of oxygen pumped from the positive electrode 62 to the detection electrode 62a increases, and the current value flowing through the sensor element 60 increases again.
【0038】センサ素子60に印加する電圧をV3 〜V
4 に増加させた場合では、ガス導入部63dから陰電極
63内に拡散導入される水蒸気量はガス拡散制限手段6
3eによって導入量が制限される。このため、ガス導入
部63dから拡散導入される水蒸気量が一定となり、セ
ンサ素子60に流れる電流値も一定電流値I2 となる。
つまり、センサ素子60に印加する電圧をV3 〜V4 に
増加させた場合では、水蒸気の導入量が制限されて一定
電流値I2 のフラットF2 となる。The voltage applied to the sensor element 60 is V3 to V
When it is increased to 4, the amount of water vapor diffused and introduced from the gas introduction part 63d into the negative electrode 63 is the gas diffusion limiting means 6
The introduction amount is limited by 3e. Therefore, the amount of water vapor diffused and introduced from the gas introduction portion 63d becomes constant, and the current value flowing through the sensor element 60 also becomes the constant current value I2.
That is, when the voltage applied to the sensor element 60 is increased to V3 to V4, the amount of water vapor introduced is limited, and the flat current F2 has a constant current value I2.
【0039】〔実施例の作動〕次に、限界電流式ガスセ
ンサ10を大気中において湿度検出に用いた場合の作動
を説明する。なお、この作動説明では、プローブ20に
対してセンサ本体30を下向きの状態で設置した限界電
流式ガスセンサ10を例を示す。[Operation of the Embodiment] Next, the operation when the limiting current type gas sensor 10 is used for humidity detection in the atmosphere will be described. In the description of the operation, the limiting current type gas sensor 10 in which the sensor body 30 is installed downward with respect to the probe 20 is shown as an example.
【0040】(作動開始)限界電流式ガスセンサ10を
作動させると、まずヒータ通電回路81の低電圧印加手
段81aが作動し、図6に示すように、ヒータ素子70
に所定の低電圧を所定時間(例えば約60秒)印加す
る。すると、センサ本体30が所定時間、低温(例えば
約80〜250℃)で加熱され、センサ本体30に付着
していた水が蒸発する。そして、所定時間(例えば約6
0秒)が経過すると、ヒータ通電回路81は、図6に示
すように、ヒータ素子70に所定の高電圧(上述の低電
圧より高い電圧)を印加し、センサ素子60の検出部A
をセンサ使用温度(500〜600℃)に加熱する。(Start of Operation) When the limiting current type gas sensor 10 is operated, first, the low voltage applying means 81a of the heater energizing circuit 81 is operated, and as shown in FIG.
Then, a predetermined low voltage is applied for a predetermined time (for example, about 60 seconds). Then, the sensor body 30 is heated at a low temperature (for example, about 80 to 250 ° C.) for a predetermined time, and the water attached to the sensor body 30 evaporates. Then, a predetermined time (for example, about 6
0 seconds), the heater energizing circuit 81 applies a predetermined high voltage (voltage higher than the above-mentioned low voltage) to the heater element 70 as shown in FIG.
Is heated to the sensor operating temperature (500 to 600 ° C.).
【0041】一方、測定回路82は、定電圧回路82a
によって、センサ素子60に所定電圧(例えばV3 〜V
4 の間の電圧)を印加する。すると、作動原理でも説明
したように、印加電圧がV3 〜V4 では、ガス導入部6
3dから陰電極63内に拡散導入される酸素量、および
ガス導入部63dから陰電極63内に拡散導入される水
蒸気量が、ガス拡散制限手段63eによって制限される
ため、測定雰囲気の湿度に応じて、図8の実線に示すよ
うに、センサ素子60を流れる電流値が変化する。そし
て、この電流値は測定回路82の電流計82bによって
読み取られる。つまり、電流計82bの数値から測定雰
囲気の湿度を読み取ることができる。On the other hand, the measuring circuit 82 is a constant voltage circuit 82a.
The sensor element 60 to a predetermined voltage (for example, V3 to V3).
Voltage between 4). Then, as explained in the operating principle, when the applied voltage is V3 to V4, the gas introduction part 6 is
Since the amount of oxygen diffused and introduced into the negative electrode 63 from 3d and the amount of water vapor diffused and introduced into the negative electrode 63 from the gas introduction part 63d are limited by the gas diffusion limiting means 63e, depending on the humidity of the measurement atmosphere. Then, as shown by the solid line in FIG. 8, the value of the current flowing through the sensor element 60 changes. Then, this current value is read by the ammeter 82b of the measuring circuit 82. That is, the humidity of the measurement atmosphere can be read from the numerical value of the ammeter 82b.
【0042】なお、定電圧回路82aによって、センサ
素子60にV1 〜V2 の間の所定電圧を印加する場合で
は、測定雰囲気の湿度に応じて、図8の破線に示すよう
に、センサ素子60を流れる電流値が変化するため、こ
の電流計82bの数値から測定雰囲気の湿度を読み取っ
ても良い。When the constant voltage circuit 82a applies a predetermined voltage between V1 and V2 to the sensor element 60, as shown by the broken line in FIG. Since the flowing current value changes, the humidity of the measurement atmosphere may be read from the numerical value of the ammeter 82b.
【0043】(作動停止)限界電流式ガスセンサ10の
作動を停止すると、プロテクタ40内の温度が徐々に下
がり、測定雰囲気ガスの温度が露点温度より下がると、
プロテクタ40内に進入した測定雰囲気中の水蒸気が、
プロテクタ40内に結露する場合がある。(Stopping the operation) When the operation of the limiting current type gas sensor 10 is stopped, the temperature inside the protector 40 gradually decreases, and when the temperature of the measurement atmosphere gas falls below the dew point temperature,
The water vapor in the measurement atmosphere that has entered the protector 40
Condensation may form inside the protector 40.
【0044】結露が発生した場合、プロテクタ40の筒
体41の内面で結露した水は、下側に位置する多孔質の
端部フィルタ42の上面に導かれた後、端部フィルタ4
2を通過して下方に排出される。そして、端部フィルタ
42から排出された水は、収容フィルタ50内に落下し
た後、収容フィルタ50を通過して下方に排出される。
つまり、プロテクタ40の筒体41の内面で結露した水
は、端部フィルタ42と収容フィルタ50とを通過し
て、限界電流式ガスセンサ10の外部に排出される。When dew condensation occurs, the water condensed on the inner surface of the cylindrical body 41 of the protector 40 is guided to the upper surface of the porous end filter 42 located below, and then the end filter 4
It passes through 2 and is discharged downward. Then, the water discharged from the end filter 42 falls into the accommodation filter 50, then passes through the accommodation filter 50 and is discharged downward.
That is, the water condensed on the inner surface of the tubular body 41 of the protector 40 passes through the end filter 42 and the accommodation filter 50, and is discharged to the outside of the limiting current type gas sensor 10.
【0045】なお、この作動説明では、プローブ20に
対してセンサ本体30を下向きの状態で設置した例を示
したが、ベースに対してセンサ素子60を上側に設置し
た場合では、プロテクタ40内で結露した結露水は、下
側に位置する通気孔41aかプロテクタ40の外部へ排
出された後、収容フィルタ50を通過して限界電流式ガ
スセンサ10の外部に排出される。また、ベースに対し
てセンサ素子60が水平方向に設置された場合では、プ
ロテクタ40内で結露した結露水は、プロテクタ40の
周囲に90°間隔に4つ設けられた通気孔41aの何れ
かからプロテクタ40の外部へ排出された後、収容フィ
ルタ50を通過して限界電流式ガスセンサ10の外部に
排出される。つまり、限界電流式ガスセンサ10がどの
方向に設置されても、プロテクタ40内で結露した結露
水は、限界電流式ガスセンサ10の外部に排出される。In the description of the operation, the example in which the sensor main body 30 is installed downward with respect to the probe 20 is shown. However, when the sensor element 60 is installed above the base, the protector 40 is installed inside the protector 40. The condensed water that has condensed is discharged to the outside of the protector 40 through the ventilation hole 41a located on the lower side, and then passes through the accommodation filter 50 to be discharged to the outside of the limiting current type gas sensor 10. Further, when the sensor element 60 is installed horizontally with respect to the base, the condensed water that has condensed in the protector 40 is discharged from any of the four ventilation holes 41a provided around the protector 40 at 90 ° intervals. After being discharged to the outside of the protector 40, it passes through the accommodation filter 50 and is discharged to the outside of the limiting current type gas sensor 10. That is, regardless of the orientation of the limiting current type gas sensor 10, the dew condensation water that has condensed in the protector 40 is discharged to the outside of the limiting current type gas sensor 10.
【0046】〔実施例の効果〕本実施例の限界電流式ガ
スセンサ10は、上記の作用で示したように、プロテク
タ40内で発生した結露水は、限界電流式ガスセンサ1
0の設置方向にかかわらず、限界電流式ガスセンサ10
の外部へ流出されるため、センサ本体30は従来のよう
に結露水によって水没しない。また、限界電流式ガスセ
ンサ10を作動させる際、センサ本体30を低い温度で
所定の短い時間加熱しても、センサ本体30に付着して
いた少量の水は確実に蒸発する。[Effects of the Embodiment] In the limiting current type gas sensor 10 of the present embodiment, the condensed water generated in the protector 40 is generated by the limiting current type gas sensor 1 as described above.
Limiting current type gas sensor 10 regardless of the installation direction of 0
The sensor body 30 is not submerged by dew condensation water as in the conventional case, because it flows out to the outside. Further, when operating the limiting current type gas sensor 10, even if the sensor body 30 is heated at a low temperature for a predetermined short time, a small amount of water attached to the sensor body 30 is surely evaporated.
【0047】このように、本実施例では、センサ本体3
0の水没を防ぎ、且つセンサ本体30に付着していた水
を確実に短時間で蒸発させた後に、センサ素子60をセ
ンサ使用温度(高温)に加熱することができるので、セ
ンサ素子60を含むセンサ本体30に与えられる熱衝撃
が小さく抑えられ、センサ本体30が割れる等の破損す
る不具合を無くすことができる。As described above, in this embodiment, the sensor body 3
Since the sensor element 60 can be heated to the sensor operating temperature (high temperature) after preventing water submersion of 0 and surely evaporating the water adhering to the sensor body 30 in a short time, the sensor element 60 is included. The thermal shock applied to the sensor body 30 can be suppressed to a small level, and the damage such as the sensor body 30 being cracked can be eliminated.
【0048】〔変形例〕
上記の実施例では、陽電極62と陰電極63を、ジルコ
ニア板61の同一面に設けたセンサ素子60を示した
が、図9および図10に示すように、ジルコニア板61
の両面に陽電極62と陰電極63を設けたセンサ素子6
0を用いても良い。なお、図9のセンサ素子60は、陰
電極63の周囲を箱体91で覆って空隙92を設け、箱
体91に設けた微小孔91aによって、測定雰囲気と空
隙92とを連通した構造のものである。また、図10の
センサ素子60は、図9の箱体91を多孔質部材で形成
し、微小孔91aを無くしたものである。[Modification] Although the sensor element 60 in which the positive electrode 62 and the negative electrode 63 are provided on the same surface of the zirconia plate 61 is shown in the above-mentioned embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, zirconia is used. Board 61
Sensor element 6 having positive electrode 62 and negative electrode 63 on both sides of
You may use 0. The sensor element 60 shown in FIG. 9 has a structure in which the negative electrode 63 is covered with a box 91 to form a void 92, and the measurement atmosphere and the void 92 are communicated with each other by a micro hole 91 a provided in the box 91. Is. Further, the sensor element 60 of FIG. 10 is obtained by forming the box 91 of FIG. 9 with a porous member and eliminating the minute holes 91a.
【0049】上記の実施例では、ヒータ素子70をセン
サ素子60とほぼ同形に設けて、センサ素子60に接合
した例を示したが、センサ素子60の一部にヒータ素子
70を接合したり、逆にヒータ素子70の一部にセンサ
素子60を接合しても良い。上記の実施例では、端部フ
ィルタ42として、ステンレスなど耐熱性に優れ、且つ
濡れ性に優れた多孔質の金属焼結体を用いた例を示した
が、ガスの流速を抑え、耐熱性に優れ、さらに水が透過
可能な濡れ性に優れるものとしてセラミックが挙げられ
る。上記の実施例では、限界電流式ガスセンサ10によ
って、測定雰囲気中の湿度を検出する例を示したが、セ
ンサ素子60に与えられる電圧をV1 〜V2 の所定電圧
として、電流値の変化から酸度濃度を検出する場合にも
適用できる。In the above embodiment, the heater element 70 is provided in substantially the same shape as the sensor element 60 and bonded to the sensor element 60. However, the heater element 70 is bonded to a part of the sensor element 60, Conversely, the sensor element 60 may be joined to a part of the heater element 70. In the above embodiment, the end filter 42 is made of a porous metal sintered body having excellent heat resistance and wettability such as stainless steel. However, the gas flow rate is suppressed and heat resistance is improved. Ceramics are mentioned as being excellent in wettability and capable of transmitting water. In the above embodiment, an example in which the limiting current type gas sensor 10 detects the humidity in the measurement atmosphere has been described. It can also be applied to the detection of.
【図1】限界電流式ガスセンサの分解斜視図である(実
施例)。FIG. 1 is an exploded perspective view of a limiting current type gas sensor (Example).
【図2】限界電流式ガスセンサの断面図である(実施
例)。FIG. 2 is a cross-sectional view of a limiting current type gas sensor (Example).
【図3】センサ素子の構造を示すセンサ本体の斜視図で
ある(実施例)。FIG. 3 is a perspective view of a sensor body showing a structure of a sensor element (Example).
【図4】ヒータ素子の構造を示す斜視図である(実施
例)。FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a heater element (Example).
【図5】限界電流式ガスセンサの電気回路図である(実
施例)。FIG. 5 is an electric circuit diagram of a limiting current type gas sensor (Example).
【図6】ヒータ通電回路における低電圧印加手段の作動
を説明するための時間と温度との関係を示すグラフであ
る(実施例)。FIG. 6 is a graph showing the relationship between time and temperature for explaining the operation of the low voltage applying means in the heater energizing circuit (Example).
【図7】限界電流式ガスセンサの作動原理を示す印加電
圧値と検出電流値との関係を示すグラフである(実施
例)。FIG. 7 is a graph showing a relationship between an applied voltage value and a detected current value showing an operating principle of a limiting current type gas sensor (Example).
【図8】湿度と検出電流値との関係を示すグラフである
(実施例)。FIG. 8 is a graph showing a relationship between humidity and a detected current value (Example).
【図9】センサ素子の断面図である(変形例)。FIG. 9 is a sectional view of a sensor element (modification).
【図10】センサ素子の断面図である(変形例)。FIG. 10 is a sectional view of a sensor element (modification).
10 限界電流式ガスセンサ 20 プローブ(プローブベース) 30 センサ本体 40 プロテクタ 41 筒体 41a 通気孔 42 端部フィルタ 50 収容フィルタ 60 センサ素子 70 ヒータ素子 81 ヒータ通電回路 81a 低電圧印加手段 10 Limiting current type gas sensor 20 probes (probe base) 30 sensor body 40 protector 41 cylinder 41a Vent hole 42 Edge filter 50 storage filters 60 sensor elements 70 heater element 81 Heater energizing circuit 81a Low voltage applying means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−93706(JP,A) 特開 昭62−129754(JP,A) 実開 昭61−189259(JP,U) 実開 平5−66553(JP,U) 国際公開94/016371(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/41 G01N 27/409 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-93706 (JP, A) JP-A-62-129754 (JP, A) Actually opened 61-189259 (JP, U) Actually opened 5- 66553 (JP, U) International publication 94/016371 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/41 G01N 27/409
Claims (2)
に加熱するヒータ素子と、 前記センサ素子および前記ヒータ素子を被測定ガス中に
設置するためのプローブベースと、 前記センサ素子および前記ヒータ素子を覆った状態で前
記ベースに取り付けられるとともに、前記ベース側で且
つ周囲に通気孔を備えた有底容器状のプロテクタとを備
える限界電流式ガスセンサにおいて、 前記プロテクタは、 前記プローブベースの近傍側に前記通気孔を備え、前記
センサ素子および前記ヒータ素子を覆う筒状で気密性の
材料で形成された筒体と、 この筒体の端部に取り付けられ、前記筒体内の水が透過
可能な多孔質の端部フィルタとからなることを特徴とす
る限界電流式ガスセンサ。1. A sensor element for detecting a gas concentration, a heater element which generates heat when energized and heats the sensor element to a sensor operating temperature, and the sensor element and the heater element are installed in a gas to be measured. Limiting-current-type gas sensor including a probe base for protecting the sensor element and the heater element, and a protector in the form of a bottomed container that is attached to the base in a state of covering the sensor element and the heater element and that has a vent hole around the base side. In the protector, the protector is provided with the vent hole in the vicinity of the probe base, and has a tubular body formed of an airtight material that covers the sensor element and the heater element, and an end portion of the tubular body. A limiting current type gas sensor, which is attached and comprises a porous end filter that allows water in the cylinder to pass therethrough.
いて、前記ヒータ素子は、このヒータ素子に電圧を印加
するヒータ通電回路を備え、 このヒータ通電回路は、通電開始時に、前記センサ使用
温度よりも低い温度で所定時間発熱するよう、前記ヒー
タ素子に所定時間、低電圧を印加し、 その後、前記ヒータ素子が前記センサ使用温度で発熱す
るよう、前記ヒータ素子に高電圧を印加することを特徴
とする限界電流式ガスセンサ。2. The limiting current type gas sensor according to claim 1.
There are, the heater element comprises a heater energization circuit for applying a voltage to the heater element, the heater energizing circuit, at the start of energization, so that a predetermined time heating at a lower temperature than the sensor operating temperature, the heater element A limiting current type gas sensor characterized in that a low voltage is applied for a predetermined time, and then a high voltage is applied to the heater element so that the heater element generates heat at the sensor operating temperature.
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JP01210695A JP3432026B2 (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Limit current type gas sensor |
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-
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