JPH0648409Y2 - 低濃度用ガス分析計 - Google Patents
低濃度用ガス分析計Info
- Publication number
- JPH0648409Y2 JPH0648409Y2 JP1988146333U JP14633388U JPH0648409Y2 JP H0648409 Y2 JPH0648409 Y2 JP H0648409Y2 JP 1988146333 U JP1988146333 U JP 1988146333U JP 14633388 U JP14633388 U JP 14633388U JP H0648409 Y2 JPH0648409 Y2 JP H0648409Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- current
- concentration
- limiting
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、限界電流式低濃度用ガスセンサにおいて、
これが高濃度のガス雰囲気に曝されると、センサエレメ
ントである固体電解質に大電流が流れることにより、そ
の劣化の進行が速くなるが、それを防止することができ
る低濃度用ガス分析計に関する。
これが高濃度のガス雰囲気に曝されると、センサエレメ
ントである固体電解質に大電流が流れることにより、そ
の劣化の進行が速くなるが、それを防止することができ
る低濃度用ガス分析計に関する。
［従来の技術］ 限界電流式ガス濃度センサとしては、従来から例えば酸
素ガスのイオン伝導性を有する安定化ジルコニアをセン
サエレメントとしたものがよく知られている。これは安
定化ジルコニアの固体電解質板の両面に白金の多孔質電
極を形成し、その片面に、その面の電極を覆つてガス拡
散室を形成するように、ガス拡散制限孔を有するキヤツ
プを封着したものであつて、上記の２つの電極間に電圧
を印加すると、上記固体電解質板を通して酸素イオンが
移動し、そのイオンをキヤリアとして電流が流れる。そ
の電圧を次第に上昇して行くと、ある電圧の範囲では電
圧を上昇させても電流は増加しない領域が存在する。そ
の領域は限界電流領域と呼ばれ、その電流値はガス濃度
に対応する値である。
素ガスのイオン伝導性を有する安定化ジルコニアをセン
サエレメントとしたものがよく知られている。これは安
定化ジルコニアの固体電解質板の両面に白金の多孔質電
極を形成し、その片面に、その面の電極を覆つてガス拡
散室を形成するように、ガス拡散制限孔を有するキヤツ
プを封着したものであつて、上記の２つの電極間に電圧
を印加すると、上記固体電解質板を通して酸素イオンが
移動し、そのイオンをキヤリアとして電流が流れる。そ
の電圧を次第に上昇して行くと、ある電圧の範囲では電
圧を上昇させても電流は増加しない領域が存在する。そ
の領域は限界電流領域と呼ばれ、その電流値はガス濃度
に対応する値である。
このようなガス濃度センサでは、測定すべき所定のガス
が低濃度であると、それにしたがつて限界電流値も低く
なるので、低濃度測定用としては、限界電流値を高めて
それを読み取り易くするために、すなわち測定装置の感
度をよくするために、高濃度測定用の場合に比してガス
拡散制限孔を大きくしている。
が低濃度であると、それにしたがつて限界電流値も低く
なるので、低濃度測定用としては、限界電流値を高めて
それを読み取り易くするために、すなわち測定装置の感
度をよくするために、高濃度測定用の場合に比してガス
拡散制限孔を大きくしている。
［考案が解決しようとする課題］ 低濃度測定用ガス分析計は、例えば半導体の製造や電子
部品の製造加工の際に、その製造加工雰囲気の酸素ガス
を窒素ガス雰囲気に置換する必要があり、雰囲気中の酸
素ガスの濃度を非常に低くした101〜102ppmオーダーの
濃度を精度よく測定する場合に使用されている。このよ
うな製造加工は、被加工品を加工室の中に搬入し、加工
完了後に加工室から取り出すが、その際の扉の開閉で外
部から大気が侵入し、上記の分析計は急に101〜102オー
ダーから2.1×105オーダーの酸素雰囲気に曝されること
になる。また、被加工品を加工室に搬入し、酸素含有雰
囲気を充分に窒素雰囲気を置換するまで分析計でそれを
監視する必要がある。
部品の製造加工の際に、その製造加工雰囲気の酸素ガス
を窒素ガス雰囲気に置換する必要があり、雰囲気中の酸
素ガスの濃度を非常に低くした101〜102ppmオーダーの
濃度を精度よく測定する場合に使用されている。このよ
うな製造加工は、被加工品を加工室の中に搬入し、加工
完了後に加工室から取り出すが、その際の扉の開閉で外
部から大気が侵入し、上記の分析計は急に101〜102オー
ダーから2.1×105オーダーの酸素雰囲気に曝されること
になる。また、被加工品を加工室に搬入し、酸素含有雰
囲気を充分に窒素雰囲気を置換するまで分析計でそれを
監視する必要がある。
このような状況で分析計を作動させておくと、大気が流
入した雰囲気では、監視電圧としてのある一定の電圧に
おける最高の電流が固体電解質板を流れ、これが繰り返
されて、固体電解質はしばしば大電流に曝されることに
なつて、その劣化が速められ、分析計としての寿命が損
なわれる。
入した雰囲気では、監視電圧としてのある一定の電圧に
おける最高の電流が固体電解質板を流れ、これが繰り返
されて、固体電解質はしばしば大電流に曝されることに
なつて、その劣化が速められ、分析計としての寿命が損
なわれる。
［課題を解決するための手段］ この考案の低濃度用ガス分析計は、低濃度ガスの測定用
であるにもかかわらず高濃度のガスにも曝されねばなら
ない使用の場合にも、上記のように固体電解質に大電流
が流れないようにしたものであつて、分析計の固体電解
質板の両面の電極間に印加する定電圧回路に、その間に
流れる電流がある電流値以下では電圧回路は閉じられて
いるが、ある電流値に達するとその回路は開かれるかま
たはそれ以上には電流が増加されないように、電流制限
回路を付加してなるものである。
であるにもかかわらず高濃度のガスにも曝されねばなら
ない使用の場合にも、上記のように固体電解質に大電流
が流れないようにしたものであつて、分析計の固体電解
質板の両面の電極間に印加する定電圧回路に、その間に
流れる電流がある電流値以下では電圧回路は閉じられて
いるが、ある電流値に達するとその回路は開かれるかま
たはそれ以上には電流が増加されないように、電流制限
回路を付加してなるものである。
［作用］ この考案の低濃度用ガス分析計は、上記のような構成で
あるので、101〜102ppmオーダーの酸素ガス雰囲気で作
動していた分析計のセンサエレメントが大気のような10
5ppmオーダーの高濃度の酸素ガス雰囲気に曝されるよう
になつても、それに応じた出力電流かまたは監視電圧に
おける最高の出力電流にまで増加することなく、それ以
下のある電流値に達すると電圧回路は開かれて電流は流
れなくなるか、またはそのある電流値以上には増加され
なくなる。
あるので、101〜102ppmオーダーの酸素ガス雰囲気で作
動していた分析計のセンサエレメントが大気のような10
5ppmオーダーの高濃度の酸素ガス雰囲気に曝されるよう
になつても、それに応じた出力電流かまたは監視電圧に
おける最高の出力電流にまで増加することなく、それ以
下のある電流値に達すると電圧回路は開かれて電流は流
れなくなるか、またはそのある電流値以上には増加され
なくなる。
［実施例］ この考案の低濃度用ガス分析計の構成の実施例を図面を
参照して説明する。１はイオン伝導性を有する固体電解
質板、例えば酸素ガスのイオン伝導性を有する安定化ジ
ルコニアよりなるもの、2A、2Bは固体電解質板１の両面
に形成された白金よなる多孔質電極、３は固体電解質１
の片面に、その面の電極2Aを覆つてガス拡散室４を形成
するように、封着されたガス拡散制限孔５を有するキヤ
ツプ、Ｅは上記の２つの電極2A、2B間にある一定の電圧
を印加する定電圧源、６はその定電圧回路、７は定電圧
回路６に付加された電流制限回路である。図示の電流制
限回路７はその１例であつて、Q1は増幅器、Q2は判定回
路、R2、R3、R4、R5は増幅用抵抗、R1は電流検出抵抗、
SWはスイツチ素子であつて、この電流制限回路７は、電
流検出回路R1およびスイツチ素子SWが上記定電圧回路６
に直列に挿入されることによつて、付加されている。
参照して説明する。１はイオン伝導性を有する固体電解
質板、例えば酸素ガスのイオン伝導性を有する安定化ジ
ルコニアよりなるもの、2A、2Bは固体電解質板１の両面
に形成された白金よなる多孔質電極、３は固体電解質１
の片面に、その面の電極2Aを覆つてガス拡散室４を形成
するように、封着されたガス拡散制限孔５を有するキヤ
ツプ、Ｅは上記の２つの電極2A、2B間にある一定の電圧
を印加する定電圧源、６はその定電圧回路、７は定電圧
回路６に付加された電流制限回路である。図示の電流制
限回路７はその１例であつて、Q1は増幅器、Q2は判定回
路、R2、R3、R4、R5は増幅用抵抗、R1は電流検出抵抗、
SWはスイツチ素子であつて、この電流制限回路７は、電
流検出回路R1およびスイツチ素子SWが上記定電圧回路６
に直列に挿入されることによつて、付加されている。
いま、酸素を排除した雰囲気で行つていた部品の加工が
完了し、その部品を加工室から搬出すると、加工室には
大気が侵入し、その中に設置されている低濃度用ガスセ
ンサは高濃度の酸素に触れることとなつて、センサの出
力電流は印加している監視電圧における最高の電流値ま
で増加しようとするが、電流制限回路７が付加されてい
るこにより、それよりもかなり低い電流値、例えば104p
pm酸素濃度に対応する電流値に達すると、スイツチ素子
SWは開となり、ガスセンサへの給電は停止される。こう
して、固体電解質板１に、酸素の高濃度雰囲気に曝され
たときに流れるであろう大電流が流れることは回避され
る。
完了し、その部品を加工室から搬出すると、加工室には
大気が侵入し、その中に設置されている低濃度用ガスセ
ンサは高濃度の酸素に触れることとなつて、センサの出
力電流は印加している監視電圧における最高の電流値ま
で増加しようとするが、電流制限回路７が付加されてい
るこにより、それよりもかなり低い電流値、例えば104p
pm酸素濃度に対応する電流値に達すると、スイツチ素子
SWは開となり、ガスセンサへの給電は停止される。こう
して、固体電解質板１に、酸素の高濃度雰囲気に曝され
たときに流れるであろう大電流が流れることは回避され
る。
上記の電流制限回路７の実施例としては、ガスセンサの
出力電流値がある値に達すると、給電が停止される場合
を示したが、給電を停止することなく、上記のある値に
達するとそれ以上には電流が増加しないような回路とし
てもよい。
出力電流値がある値に達すると、給電が停止される場合
を示したが、給電を停止することなく、上記のある値に
達するとそれ以上には電流が増加しないような回路とし
てもよい。
なお、上記の例の製造加工において、被加工部品を加工
室内にセツトし、加工室内が窒素ガスで充分に置換され
るまでの監視を必要とする場合には、この考案の低濃度
用ガス分析計とともに高濃度用の分析計をも併設してお
くとよい。
室内にセツトし、加工室内が窒素ガスで充分に置換され
るまでの監視を必要とする場合には、この考案の低濃度
用ガス分析計とともに高濃度用の分析計をも併設してお
くとよい。
［考案の効果］ この考案の低濃度用ガス分析計によれば、ガスセンサの
定電圧回路に電流制限回路を付加したことにより、ガス
センサがその使用範囲以上の高濃度雰囲気に曝されて
も、出力電流値はその高濃度に対応する大電流値に達す
る前にセンサへの給電が停止されるか、またはある電流
値までに制限されるので、固体電解質に大電流が流れる
ことから回避され、それの劣化が速められることを防止
することができる。
定電圧回路に電流制限回路を付加したことにより、ガス
センサがその使用範囲以上の高濃度雰囲気に曝されて
も、出力電流値はその高濃度に対応する大電流値に達す
る前にセンサへの給電が停止されるか、またはある電流
値までに制限されるので、固体電解質に大電流が流れる
ことから回避され、それの劣化が速められることを防止
することができる。
図面はこの考案の低濃度用ガス分析計の実施例を示す回
路図を含む側面断面図である。 1;固体電解質板、2A、2B;多孔質電極、3;キヤツプ、4;
ガス拡散室、5;ガス拡散制限孔、6;定電圧回路、7;電流
制限回路、E;定電圧源、R1；電流検出抵抗、R2、R3、
R4、R5；増幅用抵抗、Q1；増幅器、Q2；判定回路、SW;
スイツチ素子。
路図を含む側面断面図である。 1;固体電解質板、2A、2B;多孔質電極、3;キヤツプ、4;
ガス拡散室、5;ガス拡散制限孔、6;定電圧回路、7;電流
制限回路、E;定電圧源、R1；電流検出抵抗、R2、R3、
R4、R5；増幅用抵抗、Q1；増幅器、Q2；判定回路、SW;
スイツチ素子。
Claims (1)
- 【請求項１】所定ガスのイオン伝導性を有する固体電解
質板の両面に多孔質電極を形成し、その片面に、その面
の電極を覆つてガス拡散室を形成するように、ガス拡散
制限孔を有するキヤツプを封着してなる限界電流式低濃
度用ガスセンサにおいて、上記電極間に電圧を印加する
定電圧回路に、出力電流をある電流値までに制限する電
流制限回路を付加してなる低濃度用ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988146333U JPH0648409Y2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 低濃度用ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988146333U JPH0648409Y2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 低濃度用ガス分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295855U JPH0295855U (ja) | 1990-07-31 |
| JPH0648409Y2 true JPH0648409Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=31415721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988146333U Expired - Lifetime JPH0648409Y2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 低濃度用ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648409Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4643459B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-03-02 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置、センサユニット |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60219547A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS61213664A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 酸素濃度検出装置 |
| JPS61280560A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-11 | Fujikura Ltd | 酸素濃度測定方法 |
| JPS62115243A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-26 | Q P Corp | 容器詰球状ゼリ−食品およびその製造方法 |
| JPS62140502A (ja) * | 1985-12-14 | 1987-06-24 | Nec Corp | ドロツプインアイソレ−タ |
| JPH0672863B2 (ja) * | 1986-02-25 | 1994-09-14 | 本田技研工業株式会社 | 酸素濃度検出装置 |
| JPS62278443A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比測定装置 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP1988146333U patent/JPH0648409Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0295855U (ja) | 1990-07-31 |
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