JP6571037B2 - ガスセンサの検査装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態において行う応答性検査の対象となるガスセンサ(より詳細には、その本体部)1の要部の内部構成を例示する断面図である。本実施の形態において、ガスセンサ1とは、その内部に備わるセンサ素子10によって所定のガス成分(例えば、NOx等)を検出するためのものである。なお、センサ素子10は、ジルコニアなどの酸素イオン伝導性固体電解質セラミックスを主たる構成材料とする長尺の柱状あるいは薄板状の部材である。センサ素子の構成については後述する。
図2は、ガスセンサ1に備わるセンサ素子10の構成の一例を模式的に示す断面図である。図2においては、センサ素子10が、酸素イオン伝導性固体電解質であるジルコニアを主成分とするセラミックスを構造材料として構成されてなる限界電流型のNOxセンサ素子である場合について、その構成を示している。
次に、本実施の形態において行う、ガスセンサ1の応答性検査についてその概要を説明する。
図4は、応答性検査を行う検査装置1000の構成を概略的に示す図である。検査装置1000は、検査対象たるガスセンサ1が配置されるとともに検査用ガスが流されるチャンバ1001と、検査用ガスを生成するガス供給源1002と、チャンバ1001を通過した検査用ガスが排気されるガス排気部1003と、CPU、ROM、RAM等から構成され、検査装置1000において行う応答性検査のための処理を制御する応答性検査処理部1004とを主として備える。
図5は、第1の構成例に係るチャンバ1001(1001A)の長手方向に沿った垂直断面図である。図6は、図5のQ−Q’位置におけるチャンバ1001Aの長手方向に垂直な断面図である。なお、図5および以降の図においては、チャンバ1001Aの長手方向であってチャンバ1001Aにおいて検査用ガスの流れる向きをx軸正方向とし、鉛直方向上向きをz軸正方向とする右手系のxyz座標を付している。
図8は、第2の構成例に係るチャンバ1001Bの長手方向に沿った垂直断面図である。図8に示すチャンバ1001Bは、第1の構成例に係るチャンバ1001Aを改良したものである。
上述の実施の形態においては、検査装置1000において4箇所の検査位置が設けられていたが、検査位置の個数はこれに限定されるものではなく、10箇所までであれば、応答性評価値の精度ばらつきが抑制された応答性検査が可能である。なお、10箇所を超えると、検査用ガスの温度低下が顕著となって、検査位置ごとの検査条件が異なることとなり好ましくない。
実施例1として、上述した第1の構成例に係るチャンバ1001Aを備える検査装置1000を用いて4つのガスセンサ1に対する応答性検査を行い、検査位置ごとの応答性評価値のばらつきを評価した。
実施例2に係る検査装置1000を対象に、応答性評価を行う際のチャンバ1001B内部における検査用ガスの流速分布のシミュレーションを行った。図17ないし図20はそれぞれ、検査位置A〜検査位置Dにおける検査用ガスの流速分布のベクトル図である。なお、係るシミュレーションは、ガスセンサ1全体の下端部である外側保護カバー2の底部と温度センサ配置部1040に配置された温度センサとが接触しているという条件のもとで行った。実際に検査装置1000において検査を行う際には、両者は適宜の距離だけ離隔させられているが、上述した条件は、なるべく外側保護カバー2と内側保護カバー3の内部において検査用ガスの流れを生じさせることを意図したものである。
2 外側保護カバー
2a (外側保護カバーの)嵌合部
2b (外側保護カバーの)中間部
2c (外側保護カバーの)先端部
2d (外側保護カバーの)屈曲面
3 内側保護カバー
3a (内側保護カバーの)嵌合部
3b (内側保護カバーの)中間部
3c (内側保護カバーの)先端部
3d (内側保護カバーの)突出部
3e (内側保護カバーの)屈曲面
4 固定ボルト
5 ハウジング
6、8 ガイシ
7 封止材
10 センサ素子
1000 検査装置
1001(1001A、1001B) チャンバ
1002 ガス供給源
1003 ガス排気部
1004 応答性検査処理部
1010(1010A〜1010D) 検査用配管部
1011 上流側配管部
1012 補助配管部
1013 下流側配管部
1020 ガス流通部
1030 被検センサ配置部
1040 温度センサ配置部
1050 第1連結部
1051 (第1連結部の)当接部
1060 第2連結部
1061 (第2連結部の)当接部
1070、1071、1072、1073 整流板
1070a、1071a、1072a、1073a 開口部
2010 ダミー配管部
Claims (5)
- ガスセンサの応答性を検査する装置であって、
一のガス流路を備えるチャンバと、
前記一のガス流路の途中において前記一のガス流路の延在方向に沿って等間隔に設けられ、それぞれに検査対象たるガスセンサが配置される、複数の被検センサ配置部と、
前記一のガス流路の、前記複数の被検センサ配置部のそれぞれの上流側であって、当該被検センサ配置部から一定距離離隔した位置に設けられた、複数の整流板と、
を備え、
前記複数の整流板は、前記一のガス流路に対して直交しているとともに、前記一のガス流路に対して開口する矩形状の開口部を有しており、
前記開口部は、前記一のガス流路が水平面内において一の方向に延在する場合において、水平面内において前記一の方向に直交する方向に長手方向を有しており、
前記複数の被検センサ配置部のそれぞれに前記検査対象たるガスセンサが配置された状態で前記一のガス流路に検査用ガスを流すことによって前記ガスセンサの応答性を検査する、
ことを特徴とする、ガスセンサの検査装置。 - 請求項1に記載のガスセンサの検査装置であって、
前記一のガス流路の途中であって前記複数の被検センサ配置部のうち最上流側の被検センサ配置部よりもさらに上流側に設けられたダミーセンサ配置部、
をさらに備え、
前記ダミーセンサ配置部と前記最上流側の前記被検センサ配置部との間隔が、前記複数の被検センサ配置部同士の間隔と同じであり、
前記複数の整流板と同じ整流板が、前記一のガス流路における前記ダミーセンサ配置部の上流側であって、前記ダミーセンサ配置部から前記一定距離離隔した位置に設けられており、
少なくとも前記ガスセンサの応答性が検査される際には、前記ダミーセンサ配置部に前記検査対象たるガスセンサと同じ構造を有するダミーセンサが配置される、
ことを特徴とする、ガスセンサの検査装置。 - 請求項1または請求項2に記載のガスセンサの検査装置であって、
前記検査対象たるガスセンサが、
酸素イオン伝導性の固体電解質を主成分とするセンサ素子と、
少なくとも前記センサ素子のガス導入口が備わる側の端部である第1の端部を覆う保護カバーと、
を備えるものであり、
前記保護カバーが、ガスを流通可能な複数の貫通孔を備えており、
前記検査対象たるガスセンサは、前記応答性の検査の際、前記複数の被検センサ配置部のそれぞれにおいて、前記貫通孔を通じて前記センサ素子の前記第1の端部に前記検査用ガスが到達可能に配置される、
ことを特徴とする、ガスセンサの検査装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のガスセンサの検査装置であって、
前記複数の被検センサ配置部の数が10以下である、
ことを特徴とする、ガスセンサの検査装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のガスセンサの検査装置であって、
前記ガスセンサがNOxセンサである、
ことを特徴とする、ガスセンサの検査装置。
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