JPH063321A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
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- JPH063321A JPH063321A JP4332487A JP33248792A JPH063321A JP H063321 A JPH063321 A JP H063321A JP 4332487 A JP4332487 A JP 4332487A JP 33248792 A JP33248792 A JP 33248792A JP H063321 A JPH063321 A JP H063321A
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- anode
- oxygen sensor
- blade member
- wire
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- 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
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸素センサの作動部材間の導電性を改善す
る。 【構成】 酸素センサは層状に配置されたアノードと、
カソードと、これら両者の間に配置される電界質保持性
の絶縁材とを有する。アノードは金属製のセンタープレ
ートとその両面に配置されるセンタープレートより幅の
狭いサイドプレートとから成り、これらサイドプレート
は導電性のワイヤによってセンタープレートに接触した
状態で保持される。カソードはアノードの回りに配置さ
れ、その長手方向に配置された支柱によってアノードに
対して均一な力で押しつけられている。
る。 【構成】 酸素センサは層状に配置されたアノードと、
カソードと、これら両者の間に配置される電界質保持性
の絶縁材とを有する。アノードは金属製のセンタープレ
ートとその両面に配置されるセンタープレートより幅の
狭いサイドプレートとから成り、これらサイドプレート
は導電性のワイヤによってセンタープレートに接触した
状態で保持される。カソードはアノードの回りに配置さ
れ、その長手方向に配置された支柱によってアノードに
対して均一な力で押しつけられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は酸素センサ、特にガス
中に含まれる微量の酸素の検出に適した酸素センサ及び
その製造方法に関する。この発明の酸素センサは主とし
てフィルムや膜の透過性を測定する装置と組合せて使用
される。すなわち、透過性測定装置は測定の対象となる
膜で仕切られた二つのチャンバを有し、一方のチャンバ
に酸素が導入されるように設計され、他方のチャンバに
は酸素センサが連結されている。膜を透過した酸素は酸
素センサによって検出され、検出された酸素量に応じた
電気信号が発生される。
中に含まれる微量の酸素の検出に適した酸素センサ及び
その製造方法に関する。この発明の酸素センサは主とし
てフィルムや膜の透過性を測定する装置と組合せて使用
される。すなわち、透過性測定装置は測定の対象となる
膜で仕切られた二つのチャンバを有し、一方のチャンバ
に酸素が導入されるように設計され、他方のチャンバに
は酸素センサが連結されている。膜を透過した酸素は酸
素センサによって検出され、検出された酸素量に応じた
電気信号が発生される。
【０００２】
【従来の技術】この種の酸素センサは1965年12月14日に
特許されたヘルシュ(Hersch)の米国特許第3,223,597 号
に開示されている。ヘルシュの特許は酸素センサの一般
的な構成を開示するとともに、実用的なセンサの製造に
使用可能な幾つかの材料について開示している。ヘルシ
ュの特許の技術は1978年 4月18日に特許されたローソン
(Lawson)の米国特許第4,085,024 号においてさらに改良
されている。このローソンの特許においては、酸素セン
サの構成及びその製造方法を開示しており、そこで使用
されている材料の多くは本願発明において使用している
材料と同じ材料である。
特許されたヘルシュ(Hersch)の米国特許第3,223,597 号
に開示されている。ヘルシュの特許は酸素センサの一般
的な構成を開示するとともに、実用的なセンサの製造に
使用可能な幾つかの材料について開示している。ヘルシ
ュの特許の技術は1978年 4月18日に特許されたローソン
(Lawson)の米国特許第4,085,024 号においてさらに改良
されている。このローソンの特許においては、酸素セン
サの構成及びその製造方法を開示しており、そこで使用
されている材料の多くは本願発明において使用している
材料と同じ材料である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はガス
中の酸素含有量を正確に測定可能な構成を有する酸素セ
ンサを供給することである。この発明の別の目的は酸素
含有量の測定応答時間の短い酸素センサを供給すること
である。この発明の目的は作動部材間の導電性に関する
問題を解消し得る構成を有する酸素センサを供給するこ
とである。この発明のさらに別の目的は長期間使用して
も高い感度と精度を損なわない酸素センサを供給するこ
とである。
中の酸素含有量を正確に測定可能な構成を有する酸素セ
ンサを供給することである。この発明の別の目的は酸素
含有量の測定応答時間の短い酸素センサを供給すること
である。この発明の目的は作動部材間の導電性に関する
問題を解消し得る構成を有する酸素センサを供給するこ
とである。この発明のさらに別の目的は長期間使用して
も高い感度と精度を損なわない酸素センサを供給するこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明はヘルシュ及び
ローソンの発明をさらに進化させた酸素センサ及びその
製造方法に関する。この発明の酸素センサの製造方法に
おける改良点は、アノードに対する電気的接触性が改善
される点、及びアノードの回りに電界質保持性に優れた
材料を配置することによってカソードとアノードとの間
に均一かつ連続的な接触面領域が形成される点である。
この発明の構成上の改良点は、ブレード部材はその両面
に配置されるアノードよりも大きく設計されている点で
ある。これによって、導電性の問題が解消されている。
また、別の改良点は、弾性のバンドによってカソードが
アノード及び電界質保持性の材料に対して均一な力で押
しつけられる。このため、アノードとカソードとの間で
イオン及び電子の移動が均一に行われる。
ローソンの発明をさらに進化させた酸素センサ及びその
製造方法に関する。この発明の酸素センサの製造方法に
おける改良点は、アノードに対する電気的接触性が改善
される点、及びアノードの回りに電界質保持性に優れた
材料を配置することによってカソードとアノードとの間
に均一かつ連続的な接触面領域が形成される点である。
この発明の構成上の改良点は、ブレード部材はその両面
に配置されるアノードよりも大きく設計されている点で
ある。これによって、導電性の問題が解消されている。
また、別の改良点は、弾性のバンドによってカソードが
アノード及び電界質保持性の材料に対して均一な力で押
しつけられる。このため、アノードとカソードとの間で
イオン及び電子の移動が均一に行われる。
【０００５】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図１は従来の酸素センサを示している。こ
の従来の酸素センサはその大部分がヘルシュ（Hersch）
の米国特許第3,223,597 号及びローソン（Lowson）の米
国特許第4,085,024 号に開示された原理及び技術に基づ
いて構成されている。シェル１０は酸素センサの作動部
材を収容するための部材で、酸素を含有しない材料（ガ
ラス等で形成するのが好ましい）で形成されている。シ
ェル１０はガスを流すためのアウトレット１２及びイン
レット１４を有する。シェル１０の大径の開口端にはゴ
ム栓１５が取り付けられている。このゴム栓１５は開口
端からのガスの漏出を防止する。酸素センサの作動部材
はシェル１０の中央部に配置されたパドル状の導電性の
ブレード部材１６である。このブレード部材１６はその
両面に配置されれたシート状のアノード部材１８，２０
を有する（図２）。これらのアノード部材１８，２０は
ワイヤ１７で形成された十字ラップによってブレード部
材１６に対して密着した状態で保持されている。アノー
ド部材１８，２０の幅はブレード部材１６の幅と同じか
それよりも幾分広く設定されている。ワイヤ１７の両端
は何らかの端末部材に接続されずに、ブレード部材１６
に近いところで切断され、そのままの状態にされる。ブ
レード部材１６、アノード部材１８，２０及びワイヤ１
７によって酸素センサのアノード２３が形成される。ア
ノード２３は絶縁材２２によって包まれ、この絶縁材２
２の上から第２のワイヤ１９が十字状に巻き付けられ
る。ワイヤ１９の一端はゴム栓１５に通され、シェル１
０の外へ出されている。このワイヤ１９は酸素センサの
コンダクタとして機能するものである。ブレード部材１
６には金属製のインレットチューブ２１が取り付けられ
ている。このチューブ２１は酸素センサの第２のコンダ
クタとして機能するものであり、通常、アースへ接続さ
れている。さらに、ワイヤ１９で縛られた絶縁材２２は
カーボンのフェルト材で形成された外部ブランケット２
４で覆われる。ブランケット２４の外面には全体的にナ
イロン糸２５が巻かれる。
を説明する。図１は従来の酸素センサを示している。こ
の従来の酸素センサはその大部分がヘルシュ（Hersch）
の米国特許第3,223,597 号及びローソン（Lowson）の米
国特許第4,085,024 号に開示された原理及び技術に基づ
いて構成されている。シェル１０は酸素センサの作動部
材を収容するための部材で、酸素を含有しない材料（ガ
ラス等で形成するのが好ましい）で形成されている。シ
ェル１０はガスを流すためのアウトレット１２及びイン
レット１４を有する。シェル１０の大径の開口端にはゴ
ム栓１５が取り付けられている。このゴム栓１５は開口
端からのガスの漏出を防止する。酸素センサの作動部材
はシェル１０の中央部に配置されたパドル状の導電性の
ブレード部材１６である。このブレード部材１６はその
両面に配置されれたシート状のアノード部材１８，２０
を有する（図２）。これらのアノード部材１８，２０は
ワイヤ１７で形成された十字ラップによってブレード部
材１６に対して密着した状態で保持されている。アノー
ド部材１８，２０の幅はブレード部材１６の幅と同じか
それよりも幾分広く設定されている。ワイヤ１７の両端
は何らかの端末部材に接続されずに、ブレード部材１６
に近いところで切断され、そのままの状態にされる。ブ
レード部材１６、アノード部材１８，２０及びワイヤ１
７によって酸素センサのアノード２３が形成される。ア
ノード２３は絶縁材２２によって包まれ、この絶縁材２
２の上から第２のワイヤ１９が十字状に巻き付けられ
る。ワイヤ１９の一端はゴム栓１５に通され、シェル１
０の外へ出されている。このワイヤ１９は酸素センサの
コンダクタとして機能するものである。ブレード部材１
６には金属製のインレットチューブ２１が取り付けられ
ている。このチューブ２１は酸素センサの第２のコンダ
クタとして機能するものであり、通常、アースへ接続さ
れている。さらに、ワイヤ１９で縛られた絶縁材２２は
カーボンのフェルト材で形成された外部ブランケット２
４で覆われる。ブランケット２４の外面には全体的にナ
イロン糸２５が巻かれる。
【０００６】次に、操作について説明する。絶縁材の一
部に水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等の化学物質を含
む水溶液を含浸させる。そして、テストガス（検査の対
象となるガス）をインレット１４からアウトレット１２
へと流して酸素センサに通す。この酸素センサを通るガ
ス中に酸素が含まれている場合には、その酸素によって
カソードとして機能するブランケット２４とアノード２
３との間に微小の電流が発生する。この電流はワイヤ１
９を流れる電流として集められ、外部回路を経て金属製
のインレットチューブ２１へと流される。このような酸
素センサにおいては、センサの信頼性を向上させるため
に、良好な表面接触性がセンサを構成する全ての部材間
で維持されるとともに、カソード（ブランケット２４）
とアノード２３との間の電気的な絶縁性が維持される必
要がある。
部に水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等の化学物質を含
む水溶液を含浸させる。そして、テストガス（検査の対
象となるガス）をインレット１４からアウトレット１２
へと流して酸素センサに通す。この酸素センサを通るガ
ス中に酸素が含まれている場合には、その酸素によって
カソードとして機能するブランケット２４とアノード２
３との間に微小の電流が発生する。この電流はワイヤ１
９を流れる電流として集められ、外部回路を経て金属製
のインレットチューブ２１へと流される。このような酸
素センサにおいては、センサの信頼性を向上させるため
に、良好な表面接触性がセンサを構成する全ての部材間
で維持されるとともに、カソード（ブランケット２４）
とアノード２３との間の電気的な絶縁性が維持される必
要がある。
【０００７】図２には従来装置における幾つかの問題点
を示している。先ず、アノード部材１８，２０はブレー
ド部材の表面に取り付けられるとともに、ワイヤ１７の
ラップはブレード部材１６の全長にわたってきつく縛り
つけられている。また、アノード部材１８，２０はその
幅がブレード部材１６の幅に等しいかそれよりも若干広
く設定されている。さらに、ワイヤ１７はブレード部材
１６に対してきつく巻かれているので、ブレード部材１
６に取り付けられたアノード部材１８，２０のエッジ部
にワイヤ１７が食い込み、その結果、図５に示されるよ
うに、アノード部材１８，２０のエッジ部が損傷を受け
る。これは、作動部材間における短絡の発生原因とな
る。図５は従来装置におけるブレード部材１６に取り付
けられているアノード部材２０の構成を示す図である。
アノード部材２０はカドミウムを含有する材料で形成さ
れており、その内部にはニッケル製のワイヤで形成され
たネット２６が埋め込まれている。アノード部材２０の
表面の幅がブレード部材１６の幅に等しいかそれよりも
広く、ワイヤ１７が装置全体にわたってきつく巻き付け
られている場合、図５に示すように、ワイヤ１７はアノ
ード部材２０との接触点２８，２９においてアノード部
材２０を損傷させる。その結果、アノード部材２０の一
部が変形あるいは破壊され、アノード部材２０の内部に
埋め込まれているネット２６の端部が露出する。露出し
たネット２６の端部は通常鋭利な端縁を有する短い部分
であるため、アノード部材２０の外側に取り付けられる
断熱材２２を比較的容易に貫通する。もしも、ネット２
６の端部が絶縁材２２を貫通してカソードとして機能す
るブランケット２４と接触すると、カソードとアノード
との間に短絡回路が形成される。このような短絡が生じ
ると、酸素センサの性能が低下するだけでなく、場合に
よっては、センサが機能しなくなることもある。短絡の
問題はカソードとアノードとの間に保護部材を装着する
ことによって解消できる。なお、保護部材はアノード部
材上の損傷が起こりそうな部位に装着するのが望まし
い。保護部材としては、一般に、アノード部材のエッジ
部又は絶縁材の隅角部に配置され、アノードとカソード
との間を電気的に絶縁するプラスチック製のエッジガー
ドが使用される。しかしながら、このような保護部材を
使用すると、カソードとアノードとの間の全接触面積が
減少するという不都合を生じるだけでなく、構成部材の
数が増大するという不都合も生じる。
を示している。先ず、アノード部材１８，２０はブレー
ド部材の表面に取り付けられるとともに、ワイヤ１７の
ラップはブレード部材１６の全長にわたってきつく縛り
つけられている。また、アノード部材１８，２０はその
幅がブレード部材１６の幅に等しいかそれよりも若干広
く設定されている。さらに、ワイヤ１７はブレード部材
１６に対してきつく巻かれているので、ブレード部材１
６に取り付けられたアノード部材１８，２０のエッジ部
にワイヤ１７が食い込み、その結果、図５に示されるよ
うに、アノード部材１８，２０のエッジ部が損傷を受け
る。これは、作動部材間における短絡の発生原因とな
る。図５は従来装置におけるブレード部材１６に取り付
けられているアノード部材２０の構成を示す図である。
アノード部材２０はカドミウムを含有する材料で形成さ
れており、その内部にはニッケル製のワイヤで形成され
たネット２６が埋め込まれている。アノード部材２０の
表面の幅がブレード部材１６の幅に等しいかそれよりも
広く、ワイヤ１７が装置全体にわたってきつく巻き付け
られている場合、図５に示すように、ワイヤ１７はアノ
ード部材２０との接触点２８，２９においてアノード部
材２０を損傷させる。その結果、アノード部材２０の一
部が変形あるいは破壊され、アノード部材２０の内部に
埋め込まれているネット２６の端部が露出する。露出し
たネット２６の端部は通常鋭利な端縁を有する短い部分
であるため、アノード部材２０の外側に取り付けられる
断熱材２２を比較的容易に貫通する。もしも、ネット２
６の端部が絶縁材２２を貫通してカソードとして機能す
るブランケット２４と接触すると、カソードとアノード
との間に短絡回路が形成される。このような短絡が生じ
ると、酸素センサの性能が低下するだけでなく、場合に
よっては、センサが機能しなくなることもある。短絡の
問題はカソードとアノードとの間に保護部材を装着する
ことによって解消できる。なお、保護部材はアノード部
材上の損傷が起こりそうな部位に装着するのが望まし
い。保護部材としては、一般に、アノード部材のエッジ
部又は絶縁材の隅角部に配置され、アノードとカソード
との間を電気的に絶縁するプラスチック製のエッジガー
ドが使用される。しかしながら、このような保護部材を
使用すると、カソードとアノードとの間の全接触面積が
減少するという不都合を生じるだけでなく、構成部材の
数が増大するという不都合も生じる。
【０００８】この発明は酸素センサの構成の改良に関す
る。この発明の構成によれば、酸素センサを構成する作
動部材間の表面接触性が向上する。また、この発明によ
れば、従来の装置の欠点であった絶縁不良が改善され、
短絡の恐れが極めて低くなる。
る。この発明の構成によれば、酸素センサを構成する作
動部材間の表面接触性が向上する。また、この発明によ
れば、従来の装置の欠点であった絶縁不良が改善され、
短絡の恐れが極めて低くなる。
【０００９】図３はこの発明の一実施例における装置の
断面図である。この装置によれば上記従来の装置におけ
る欠点を克服することができると考えられる。この装置
においては、ブレード部材１６はその幅がアノード部材
１８，２０のいずれかの幅よりも広く設定されている。
アノード部材１８，２０をブレード部材１６に取り付け
て、その回りにワイヤ１７をきつく巻いた場合、ワイヤ
１７は主としてブレード部材１６の外側のエッジ部２
９，３０に接触する。このため、ワイヤ１７がアノード
部材１８，２０に食い込む力が減少し、アノード部材１
８，２０の損傷が抑制される。したがって、アノード部
材１８，２０に埋め込まれているネット２６の端部が露
出する恐れが少なくなる。図３の装置を部分側面図で示
した図４に示されているように、ワイヤ１７の交点（図
ではそのうちの二つが符号２９ａ，２９ｂで示されてい
る）はそれぞれブレード部材１６のエッジ部に位置して
いる。
断面図である。この装置によれば上記従来の装置におけ
る欠点を克服することができると考えられる。この装置
においては、ブレード部材１６はその幅がアノード部材
１８，２０のいずれかの幅よりも広く設定されている。
アノード部材１８，２０をブレード部材１６に取り付け
て、その回りにワイヤ１７をきつく巻いた場合、ワイヤ
１７は主としてブレード部材１６の外側のエッジ部２
９，３０に接触する。このため、ワイヤ１７がアノード
部材１８，２０に食い込む力が減少し、アノード部材１
８，２０の損傷が抑制される。したがって、アノード部
材１８，２０に埋め込まれているネット２６の端部が露
出する恐れが少なくなる。図３の装置を部分側面図で示
した図４に示されているように、ワイヤ１７の交点（図
ではそのうちの二つが符号２９ａ，２９ｂで示されてい
る）はそれぞれブレード部材１６のエッジ部に位置して
いる。
【００１０】図２に示されている従来装置における問題
点は、酸素センサの作動部材間に存在する隙間に関する
ものである。この隙間は従来装置における縛りつけ方法
に起因する。つまり、絶縁材２２はワイヤ１９によって
縛られ、アノード部材を包んだ状態で固定される。この
とき、ワイヤ１９の力は絶縁材２２の隅角部に集中す
る。そのため、絶縁材２２の中央の平坦部を内側へ押さ
えつけようとする力は極めて小さくなり、アノード２３
の上面及び下面と絶縁材２２との間にそれぞれ隙間３２
ａ，３２ｂが形成される。このような隙間が形成される
と、アノードと電界質との有効接触面積が減少し、酸素
センサの性能低下の原因となる。同様に、カソードとし
てのブランケット２４はナイロン糸２５によって縛ら
れ、絶縁材２２及びその他の構成部材を包んだ状態で固
定される。ナイロン糸２５の力も主としてブランケット
２４の隅角部に集中するが、一部の力はブランケット２
４の平面部にも加えられる。しかしながら、ブランケッ
ト２４は通常柔らかいスポンジ材で形成されているの
で、ブランケット２４と絶縁材２２との間にも隙間３６
ａ，３６ｂが形成される。このような隙間も、アノード
と電界質との有効接触面積を減少させ、酸素センサの性
能低下の原因となる。
点は、酸素センサの作動部材間に存在する隙間に関する
ものである。この隙間は従来装置における縛りつけ方法
に起因する。つまり、絶縁材２２はワイヤ１９によって
縛られ、アノード部材を包んだ状態で固定される。この
とき、ワイヤ１９の力は絶縁材２２の隅角部に集中す
る。そのため、絶縁材２２の中央の平坦部を内側へ押さ
えつけようとする力は極めて小さくなり、アノード２３
の上面及び下面と絶縁材２２との間にそれぞれ隙間３２
ａ，３２ｂが形成される。このような隙間が形成される
と、アノードと電界質との有効接触面積が減少し、酸素
センサの性能低下の原因となる。同様に、カソードとし
てのブランケット２４はナイロン糸２５によって縛ら
れ、絶縁材２２及びその他の構成部材を包んだ状態で固
定される。ナイロン糸２５の力も主としてブランケット
２４の隅角部に集中するが、一部の力はブランケット２
４の平面部にも加えられる。しかしながら、ブランケッ
ト２４は通常柔らかいスポンジ材で形成されているの
で、ブランケット２４と絶縁材２２との間にも隙間３６
ａ，３６ｂが形成される。このような隙間も、アノード
と電界質との有効接触面積を減少させ、酸素センサの性
能低下の原因となる。
【００１１】図６，７はこの発明の別の実施例における
装置を示す。この装置によれば上記従来技術における隙
間の問題を解決することができる。なお、図６，７はそ
れぞれ酸素センサの部分断面立面図及び部分断面側面図
である。カソードして機能するブランケット２４はセン
サを構成する作動部材を覆うように取り付けられてい
る。このブランケット２４の外面には、その長手方向に
支柱４０ａ，４０ｂが配置されている。これらの支柱４
０ａ，４０ｂは複数の押圧部材すなわち弾性のバンド４
２によってブランケット２４に対して内向きに押しつけ
られている。弾性のバンド４２は均一な内向きの力を発
生するように引き伸ばされている。バンド４２によって
均一な力が支柱４２ａ，４２ｂに加えられると、これら
支柱の中心線に沿って事実上酸素センサの作動部材の全
長にわたって均一な内向きの力が加えられることにな
る。このようにして、内向きの力が加えられると、ブラ
ンケット２４はその全長にわたって均一に内向きに圧縮
され、それに伴って絶縁材２２もその全長にわたって均
一に内向きに圧縮される。その結果、センサを構成する
作動部材に対して一定かつ均一な内向きの力が加えら
れ、従来の装置において形成された隙間の発生が抑制さ
れる。支柱４０ａ，４０ｂはシェル１０内で起こる化学
反応によって影響を受けないプラスチック等の材料で形
成され、また、弾性のバンド４２もこの化学反応によっ
て影響を受けないゴム等の材料で形成されている。
装置を示す。この装置によれば上記従来技術における隙
間の問題を解決することができる。なお、図６，７はそ
れぞれ酸素センサの部分断面立面図及び部分断面側面図
である。カソードして機能するブランケット２４はセン
サを構成する作動部材を覆うように取り付けられてい
る。このブランケット２４の外面には、その長手方向に
支柱４０ａ，４０ｂが配置されている。これらの支柱４
０ａ，４０ｂは複数の押圧部材すなわち弾性のバンド４
２によってブランケット２４に対して内向きに押しつけ
られている。弾性のバンド４２は均一な内向きの力を発
生するように引き伸ばされている。バンド４２によって
均一な力が支柱４２ａ，４２ｂに加えられると、これら
支柱の中心線に沿って事実上酸素センサの作動部材の全
長にわたって均一な内向きの力が加えられることにな
る。このようにして、内向きの力が加えられると、ブラ
ンケット２４はその全長にわたって均一に内向きに圧縮
され、それに伴って絶縁材２２もその全長にわたって均
一に内向きに圧縮される。その結果、センサを構成する
作動部材に対して一定かつ均一な内向きの力が加えら
れ、従来の装置において形成された隙間の発生が抑制さ
れる。支柱４０ａ，４０ｂはシェル１０内で起こる化学
反応によって影響を受けないプラスチック等の材料で形
成され、また、弾性のバンド４２もこの化学反応によっ
て影響を受けないゴム等の材料で形成されている。
【００１２】図６，７に示された装置は変形可能であ
る。たとえば、ブランケット２４に対して内向きの力を
加えるための弾性のバンド４２に代えて、ワイヤ１９を
使用してもよい。その場合、ワイヤ１９はカソードとし
てのブランケット２４を内部作動部材に密着させるため
の締め付け部材としての機能に加え、ブランケット２４
と接触する導体としての機能も発揮する。
る。たとえば、ブランケット２４に対して内向きの力を
加えるための弾性のバンド４２に代えて、ワイヤ１９を
使用してもよい。その場合、ワイヤ１９はカソードとし
てのブランケット２４を内部作動部材に密着させるため
の締め付け部材としての機能に加え、ブランケット２４
と接触する導体としての機能も発揮する。
【００１３】図６，７には電気的構成部材に関する改良
点も示されている。アノードを構成するワイヤ１７はイ
ンレットチューブ２１に固定された接地ブラケットに接
続されている。このような構成にしたことにより、漂遊
電流の発生が抑制され、アノードが確実に接地される。
点も示されている。アノードを構成するワイヤ１７はイ
ンレットチューブ２１に固定された接地ブラケットに接
続されている。このような構成にしたことにより、漂遊
電流の発生が抑制され、アノードが確実に接地される。
【００１４】上述した実施例は発明の内容を説明するた
めの例に過ぎず、この発明の範囲を制限するものではな
い。したがって、上記実施例は、特許請求の範囲によっ
て限定される発明の範囲を逸脱しない限り、いかなる変
更も可能である。
めの例に過ぎず、この発明の範囲を制限するものではな
い。したがって、上記実施例は、特許請求の範囲によっ
て限定される発明の範囲を逸脱しない限り、いかなる変
更も可能である。
【図１】従来の装置の部分断面側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】この発明の第１実施例における装置の断面図で
ある。
ある。
【図４】図３の側面図である。
【図５】従来の装置を構成するアノード部材の一部切り
欠き斜視図である。
欠き斜視図である。
【図６】この発明の第２実施例における装置の部分断面
立面図である。
立面図である。
【図７】図６の部分断面側面図である。
１０ シェル １６ ブレード部材 １７ ワイヤ １８，２０ アノード部材 １９ ワイヤ ２１ インレットチューブ ２２ 絶縁材 ２３ アノード ２４ ブランケット ４０ａ，４０ｂ 支柱 ４２ バンド
Claims (18)
- 【請求項１】 密封されたシェルと、このシェルの中に
配置された作動部材アセンブリとを有し、前記作動部材
アセンブリがアノード、カソード、前記アノードとカソ
ードとの間に配置された絶縁部材、及び前記アノードと
カソードとを接続する導電部材の層より構成されている
酸素センサであって、 前記作動部材アセンブリの最も外側に位置する各層に沿
って配置された細長い支柱と、前記支柱をその長手方向
に沿って内向きに押圧してこの支柱を前記作動部材アセ
ンブリに押しつけるための押圧部材とが設けられている
酸素センサ。 - 【請求項２】 前記押圧部材が前記支柱及び作動部材ア
センブリの回りに配置された複数の弾性のバンドである
請求項１に記載の酸素センサ。 - 【請求項３】 前記弾性のバンドがゴム製のバンドであ
る請求項２に記載の酸素センサ。 - 【請求項４】 前記導電部材の一つが前記シェルの外に
引き出された端部を有し、この端部がアースに接続され
ている請求項１に記載の酸素センサ。 - 【請求項５】 前記アノードに接続されるとともに前記
シェル内に開口する導電性のチューブを有し、前記一つ
の導電部材が前記導電性のチューブに接続されている請
求項４に記載の酸素センサ。 - 【請求項６】 前記一つの導電部材が前記アノードに対
して電気的に接続されている請求項５に記載の酸素セン
サ。 - 【請求項７】 前記アノードが二つの平面を有する導電
性のブレード部材と、前記ブレード部材の前記二つの平
面に取り付けられたカドミウムを含有する材料で形成さ
れたシート状のアノード部材とを有し、前記ブレード部
材の幅が前記シート状のアノード部材の幅よりも広く設
定されている請求項１に記載の酸素センサ。 - 【請求項８】 ａ）金属製の平板状のブレード部材と、
このブレード部材よりもその幅が狭く設定されている一
対のシート状のアノード部材を準備し、前記アノード部
材を前記ブレード部材の各平面に重ね合わせる段階と、 ｂ）前記ブレード部材及び前記アノード部材の回りに第
１のワイヤを巻き付けて、前記ブレード部材のエッジ部
に対して前記ワイヤを接触させる段階と、 ｃ）前記ワイヤを巻き付けた前記アノード部材及び前記
ブレード部材に対して有孔性の絶縁材を重ね合わせ、そ
の絶縁材の回りに第２のワイヤを巻き付ける段階と、 ｄ）前記有孔性の絶縁材に有孔性のカソード材を重ね合
わせる段階と、 ｅ）前記有孔性のカソード材の二つの側面のそれぞれに
対してその長手方向に延びる細長い支柱を配置し、その
軸線が前記金属製のブレード部材の軸線とほぼ一致する
ように設定する段階と、 ｅ）前記細長い支柱及び前記有孔性のカソード材の回り
に複数の弾性のバンドを取り付け、均一な内向きの力が
前記カソード材の長手方向に沿って加えられるようにす
る段階と、 を有する多層構造の酸素センサの製造方法。 - 【請求項９】 前記有孔性の絶縁材に対して電界質溶液
を含浸させる段階をさらに有する請求項８に記載の酸素
センサの製造方法。 - 【請求項１０】 前記電界質溶液が水酸化カリウムを含
有する請求項９に記載の酸素センサの製造方法。 - 【請求項１１】 前記一連の段階を経て形成された多層
構造体を酸素を通さないシェル内に配置する段階をさら
に有する請求項９に記載の酸素センサの製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１のワイヤを巻き付ける段階に
おいて、前記第１のワイヤが前記ブレード部材及び前記
アノード部材の回りに十字状に巻付けられる請求項８に
記載の酸素センサの製造方法。 - 【請求項１３】 前記十字状に巻かれた前記第１のワイ
ヤの交点が前記ブレード部材の両エッジ部に沿って位置
するように設定されている請求項１２に記載の酸素セン
サの製造方法。 - 【請求項１４】 前記第１のワイヤと前記ブレード部材
とを電気的に接続する段階をさらに有する請求項１３に
記載の酸素センサの製造方法。 - 【請求項１５】 ａ）予め設定された幅を有する金属製
の細長い平板状のブレード部材と、 ｂ）前記ブレード部材の各平面に沿って配置された一対
のシート状のアノード部材と、 ｃ）前記ブレード部材及び前記一対のアノード部材の回
りに巻かれる第１のワイヤと、 ｄ）前記第１のワイヤ、前記アノード部材及び前記金属
製のブレード部材の回りに配置される有孔性の絶縁材
と、 ｅ）前記有孔性の絶縁材の回りに巻かれる第２のワイヤ
と、 ｆ）前記有孔性の絶縁材の回りに配置される有孔性のカ
ソード材と、 ｇ）前記有孔性のカソード材上に配置される細長い支柱
と、 ｈ）前記支柱及び前記有孔性のカソード材の回りに巻か
れる弾性のバンドと、 とを有し、前記各アノード部材の幅は前記ブレード部材
の予め設定された幅よりも狭く設定され、前記第１のワ
イヤは前記ブレード部材に対して電気的に接続され、前
記細長い支柱はその軸線が前記金属製のブレード部材の
軸線とほぼ一致するように配置され、前記弾性のバンド
によって内向きの力が前記支柱に対して加えられる酸素
センサ。 - 【請求項１６】 前記アノード部材がカドミウムを含有
する材料で形成されている請求項１５に記載の酸素セン
サ。 - 【請求項１７】 前記弾性のバンドがゴム製である請求
項１６に記載の酸素センサ。 - 【請求項１８】 前記支柱がプラスチック製である請求
項１７に記載の酸素センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US892223 | 1992-06-02 | ||
| US07/892,223 US5184392A (en) | 1991-07-18 | 1992-06-02 | Oxygen sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063321A true JPH063321A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2533274B2 JP2533274B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=25399590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4332487A Expired - Fee Related JP2533274B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-11-18 | 酸素センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5184392A (ja) |
| JP (1) | JP2533274B2 (ja) |
| DE (1) | DE4236128C2 (ja) |
| GB (1) | GB2267572A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522330A (ja) * | 2000-02-07 | 2003-07-22 | ステリス インコーポレイテッド | 耐久性炭素電極 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5403464A (en) * | 1994-06-15 | 1995-04-04 | Modern Controls, Inc. | High permeability rate oxygen sensor |
| US9080994B2 (en) | 2012-10-11 | 2015-07-14 | Mocon, Inc. | Analyte sensor with spent gas flushed endcaps |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4085024A (en) * | 1976-08-26 | 1978-04-18 | Lexington Instrument Corporation | Galvanic cell assembly for detecting oxygen and method of making said cell |
| US5053116A (en) * | 1989-11-17 | 1991-10-01 | Modern Controls, Inc. | Device for humidifying gases without changing oxygen content |
| US5139638A (en) * | 1991-07-18 | 1992-08-18 | Modern Controls, Inc. | Oxygen sensor |
-
1992
- 1992-06-02 US US07/892,223 patent/US5184392A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-23 GB GB9222364A patent/GB2267572A/en not_active Withdrawn
- 1992-10-26 DE DE4236128A patent/DE4236128C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-18 JP JP4332487A patent/JP2533274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522330A (ja) * | 2000-02-07 | 2003-07-22 | ステリス インコーポレイテッド | 耐久性炭素電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4236128C2 (de) | 1996-02-29 |
| US5184392A (en) | 1993-02-09 |
| GB9222364D0 (en) | 1992-12-09 |
| DE4236128A1 (de) | 1993-12-09 |
| GB2267572A (en) | 1993-12-08 |
| JP2533274B2 (ja) | 1996-09-11 |
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