JPS59135361A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
- Publication number
- JPS59135361A JPS59135361A JP58010219A JP1021983A JPS59135361A JP S59135361 A JPS59135361 A JP S59135361A JP 58010219 A JP58010219 A JP 58010219A JP 1021983 A JP1021983 A JP 1021983A JP S59135361 A JPS59135361 A JP S59135361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- platinum
- layer
- zirconia
- oxygen
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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】
本発明は、主として自動車における排気ガス中の酸素ａ
ｔＸを検出するための酸素セン４ノの構造に関するも
のである。
ｔＸを検出するための酸素セン４ノの構造に関するも
のである。
この種、酸素センサとしては、ジルコニアを間に挾んで
白金電極を設番プ、一方を大気側、他方を排気側に配置
し、酸素、′ａ度の変化でジルコニアの起電力が急変す
る特性を利用して酸素８１ｒ！Ｊ、を検知するものが知
られている。例えば、金属酸化物中に焼結性の低い粉体
を共存させたものとして特開昭５３−８’３７８８号公
報がある。
白金電極を設番プ、一方を大気側、他方を排気側に配置
し、酸素、′ａ度の変化でジルコニアの起電力が急変す
る特性を利用して酸素８１ｒ！Ｊ、を検知するものが知
られている。例えば、金属酸化物中に焼結性の低い粉体
を共存させたものとして特開昭５３−８’３７８８号公
報がある。
第１図には酸素センサの起電力と空燃比との関係を示し
たもので、混合気が過温側で起電力が高く、希薄側で起
電力が低くなる特性を示している。
たもので、混合気が過温側で起電力が高く、希薄側で起
電力が低くなる特性を示している。
酸素センサの起電力が急変する空燃比は理論空燃比と一
致しでいる。酸素センサはジルコニアを両側から白金電
極で挾み、被検知物に曝される側の白金電極は触媒作用
を行なわ才る白金層と、その外側に白金保護とセンシン
グ部分への到達ガス量をコントロールするためアルミナ
層によって被覆されている。高温時はこのアルミナ層を
通って残存）−Ｉ Ｃ（炭化水素）、Ｃｏ（−酸化炭素
）と０２（酸素）が白金層に行き、その結果、０ｔｔ１
１度の不足１等価７過剰に依って第１図実線で示される
起電力が発生する。一方、低温時はジルコニアの抵抗が
増大し、リッチ側出力は減少する。また、リーン側では
ジルコニア近傍の１−（Ｃ，Ｃｏの影響により比較的高
い出力を発生し、全体としては第１図破線で示す起電力
となる。これは混合気過濃側ではジルコニアの抵抗が高
いため出力が低くなり、又白金層の触媒力の欠如により
酸素センナ近傍にＨＣ，’Ｃｏ等が存在−４ると、化学
部論的過剰の酸素が存在していても、例えばリーン雰囲
気であっても、センサの出力が低下しないためである。
致しでいる。酸素センサはジルコニアを両側から白金電
極で挾み、被検知物に曝される側の白金電極は触媒作用
を行なわ才る白金層と、その外側に白金保護とセンシン
グ部分への到達ガス量をコントロールするためアルミナ
層によって被覆されている。高温時はこのアルミナ層を
通って残存）−Ｉ Ｃ（炭化水素）、Ｃｏ（−酸化炭素
）と０２（酸素）が白金層に行き、その結果、０ｔｔ１
１度の不足１等価７過剰に依って第１図実線で示される
起電力が発生する。一方、低温時はジルコニアの抵抗が
増大し、リッチ側出力は減少する。また、リーン側では
ジルコニア近傍の１−（Ｃ，Ｃｏの影響により比較的高
い出力を発生し、全体としては第１図破線で示す起電力
となる。これは混合気過濃側ではジルコニアの抵抗が高
いため出力が低くなり、又白金層の触媒力の欠如により
酸素センナ近傍にＨＣ，’Ｃｏ等が存在−４ると、化学
部論的過剰の酸素が存在していても、例えばリーン雰囲
気であっても、センサの出力が低下しないためである。
それ故、このセンサの出力値に阜いて種々の制御を行な
うマイクロコンピュータが誤った判断を下し、システム
の誤作動の原因となる。
うマイクロコンピュータが誤った判断を下し、システム
の誤作動の原因となる。
本発明は上記事情にもとづ゛いてなされたもので、酸素
センサの低温特性を改善し、コンピュータ制御の埠作動
を排除づるようにした酸素センサの構造を提供しようと
するものである。
センサの低温特性を改善し、コンピュータ制御の埠作動
を排除づるようにした酸素センサの構造を提供しようと
するものである。
この目的のため、本発明はジルコニアを間に挾んで白金
電極を設け、一方を大気側、他方を排気側に配置し、酸
素濃度の変化でジルコニアの起電力が急変する特性を利
用して、酸素１１１ｆを検知するものにおいて、上記排
気ガス側に位置する白金層を被覆するアルミナ層に触媒
金属を担持さＵたことを特徴とするものである。
電極を設け、一方を大気側、他方を排気側に配置し、酸
素濃度の変化でジルコニアの起電力が急変する特性を利
用して、酸素１１１ｆを検知するものにおいて、上記排
気ガス側に位置する白金層を被覆するアルミナ層に触媒
金属を担持さＵたことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実席例を図面を参照して具体的に説明
する。図において符号１は、先端を閉塞したキ１７ツプ
状のジルコニア管であり、筒状のブツシュ２を介して内
部には人気が流入できるようになっている。上記ジルコ
ニア管１の内外表面には白金電極３および４が設けてあ
り、白金電極３は白金リード５によりブツシュ２に一方
の電気的導通をはたしている。また、白金電極４は白金
リード６により、排気管壁７に取付（プられる取付金具
１４に一方の電気的導通をはたしていて、アースされる
ようになっている。更に白金電極４及び白金リード６は
、その外側を触ＩＩ！ｍ能を有する白金層１５で被覆し
、更にその外側をアルミブＦ１１２で被゛覆している。
する。図において符号１は、先端を閉塞したキ１７ツプ
状のジルコニア管であり、筒状のブツシュ２を介して内
部には人気が流入できるようになっている。上記ジルコ
ニア管１の内外表面には白金電極３および４が設けてあ
り、白金電極３は白金リード５によりブツシュ２に一方
の電気的導通をはたしている。また、白金電極４は白金
リード６により、排気管壁７に取付（プられる取付金具
１４に一方の電気的導通をはたしていて、アースされる
ようになっている。更に白金電極４及び白金リード６は
、その外側を触ＩＩ！ｍ能を有する白金層１５で被覆し
、更にその外側をアルミブＦ１１２で被゛覆している。
上記ブツシュ２はスプリング８を介してターミナルサボ
−１へ〈絶縁材）９に支えられたリード端子１０に電気
的に導通され、リード線１１に接続されている。
−１へ〈絶縁材）９に支えられたリード端子１０に電気
的に導通され、リード線１１に接続されている。
そして、本発明に係る部分は、上記白金層１５を被覆す
るアルミナ層１２である。上記アルミナ層１２は、触媒
金属を担持していて、アルミナ層を通過するガスに対し
て、 ＣＯ＋ ０２ →ＣＯ２ ＨＣ＋ Ｏｔ →ＣＯｔ＋ＨｔＯ の反応を促進させるようになっている。
るアルミナ層１２である。上記アルミナ層１２は、触媒
金属を担持していて、アルミナ層を通過するガスに対し
て、 ＣＯ＋ ０２ →ＣＯ２ ＨＣ＋ Ｏｔ →ＣＯｔ＋ＨｔＯ の反応を促進させるようになっている。
このようなアルミナ層１２は例えば次のようにして構成
される。
される。
（１） アルミナ層被覆まで完成した酸素センナの先
端をニッケル塩の水溶液等に漬け、アルミナ層表面にニ
ッケル塩を附着してから焼成する。この場合ニッケル塩
は酸化ニッケルに変わる。
端をニッケル塩の水溶液等に漬け、アルミナ層表面にニ
ッケル塩を附着してから焼成する。この場合ニッケル塩
は酸化ニッケルに変わる。
（２） アルミナとニッケル塩とを混練して焼成し、
酸化ニッケルを担持したアルミチ粉末を作り、これを白
金層に吹き付けて焼成する。
酸化ニッケルを担持したアルミチ粉末を作り、これを白
金層に吹き付けて焼成する。
（３） アルミブー、ニッケル塩、及び水とを混練し
てスラリーを調整し、そこに、アルミナ層のない状態で
の酸素センサ先端を漬（プて、その後、焼成固化する。
てスラリーを調整し、そこに、アルミナ層のない状態で
の酸素センサ先端を漬（プて、その後、焼成固化する。
なお、上記実施例では、触媒金属としてニッケルをあげ
たが、その他、パラジウム、ロジウム。
たが、その他、パラジウム、ロジウム。
白金など、触媒活性化を有する金属なら、アルミナに担
持する触媒金属として利用できること勿論である。
持する触媒金属として利用できること勿論である。
なお、図中、符＠１３は、排気ガスをセンサにガイドす
る時、センサの機械的保護をするルーバーである。
る時、センサの機械的保護をするルーバーである。
このような構成では、第３図にみられるように、アルミ
ナ層１２に取り込まれるＧＯ，１−（Ｃ及びＯｚは、担
持触媒金属の働きで、 ＣＯ＋ ０２→ＣＯ□ ＨＣ＋ ０ 、 → ＣＯ２＋ ト１ □ Ｏの
反応を促進するので、リーン雰囲気では０２のみが白金
層１５へ到達し、センサの起電力は、従来の場合に比較
して低くなり、低温時にＪ５いても、残存ＣＯ２トＩＣ
の妨害をうけることなく、本来のリーン出力を示すこと
になる。
ナ層１２に取り込まれるＧＯ，１−（Ｃ及びＯｚは、担
持触媒金属の働きで、 ＣＯ＋ ０２→ＣＯ□ ＨＣ＋ ０ 、 → ＣＯ２＋ ト１ □ Ｏの
反応を促進するので、リーン雰囲気では０２のみが白金
層１５へ到達し、センサの起電力は、従来の場合に比較
して低くなり、低温時にＪ５いても、残存ＣＯ２トＩＣ
の妨害をうけることなく、本来のリーン出力を示すこと
になる。
これを実際に試験した例を示す。
リッチ雰囲気の出力
（ＣＯ・・・１％、Ｎ２・・・９９％）では、従来品３
００１１１Ｖ、本改良品３００ｍ Ｖリーン雰囲気の出
力 （Ｃ０・１％、０２ ”・２％、Ｎ、−９７％）では、
従来品２’５０ｍＶ、本改良品３５１１１Ｖである。
００１１１Ｖ、本改良品３００ｍ Ｖリーン雰囲気の出
力 （Ｃ０・１％、０２ ”・２％、Ｎ、−９７％）では、
従来品２’５０ｍＶ、本改良品３５１１１Ｖである。
上記の比較は２４０°Ｃの排気ガス雰囲気における起電
力変化の差異を示ずものであって、その効果は、低温時
において明確である（この酸素セン１すでは高温といわ
れるのは３００ ’Ｃ以上であり、低温といわれるのは
２００℃〜３００℃である）。
力変化の差異を示ずものであって、その効果は、低温時
において明確である（この酸素セン１すでは高温といわ
れるのは３００ ’Ｃ以上であり、低温といわれるのは
２００℃〜３００℃である）。
本発明は、以上詳述したように、アルミナ層によって酸
素通過量を妨げられることなく、低温時においても、正
確に、排気ガスのリッチ、リーンの状態を起電力でコン
ビコータに与えられるので、誤動作が避けられるという
優れた技術的効果を秦しうる。
素通過量を妨げられることなく、低温時においても、正
確に、排気ガスのリッチ、リーンの状態を起電力でコン
ビコータに与えられるので、誤動作が避けられるという
優れた技術的効果を秦しうる。
第１図は起電力特性を示す図表、第２図は本発明に係る
センサの一実施例を示す縦断側面図、第３図は化学反応
の状況を図解した図面である。 １・・・ジルコニア管、２・・・ブツシュ、３．４・・
・白金電極、５．６・・・白金リード、７・・・排気管
壁、８・・・スプリング、９・・・ターミナルサポート
、１０・・・リード端子、１１・・・リード線、１２・
・・アルミナ層、１３・・・ルーバー、１５・・・白金
層。 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳
センサの一実施例を示す縦断側面図、第３図は化学反応
の状況を図解した図面である。 １・・・ジルコニア管、２・・・ブツシュ、３．４・・
・白金電極、５．６・・・白金リード、７・・・排気管
壁、８・・・スプリング、９・・・ターミナルサポート
、１０・・・リード端子、１１・・・リード線、１２・
・・アルミナ層、１３・・・ルーバー、１５・・・白金
層。 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳
Claims (1)
- ジルコニアを間に挾んで白金電極を設け、一方を大気側
、他方を排気側に配置し、酸素温度の変化でジルコニア
の起電力が急変する特性を利用して、酸素ｍ度を検知す
るものにＪういて、上記排気ガス側に位置する白金層を
被覆するアルミナ層に触媒金属を担持させたことを特徴
とする酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58010219A JPS59135361A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58010219A JPS59135361A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135361A true JPS59135361A (ja) | 1984-08-03 |
Family
ID=11744158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58010219A Pending JPS59135361A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59135361A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183956A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
| JPS61207961A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 酸素センサ |
-
1983
- 1983-01-25 JP JP58010219A patent/JPS59135361A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183956A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
| JPS61207961A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-16 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 酸素センサ |
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