JPS6093342A - 酸素濃度検出素子の出力調整方法 - Google Patents
酸素濃度検出素子の出力調整方法Info
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- JPS6093342A JPS6093342A JP58201299A JP20129983A JPS6093342A JP S6093342 A JPS6093342 A JP S6093342A JP 58201299 A JP58201299 A JP 58201299A JP 20129983 A JP20129983 A JP 20129983A JP S6093342 A JPS6093342 A JP S6093342A
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- Japan
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- output
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- oxygen concentration
- assembly
- detecting oxygen
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-
- 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
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- Pathology (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガス雰囲気中の酸素濃度を検出するための限
界電流式酸素濃度検出素子の出力調整方法に関するもの
である。
界電流式酸素濃度検出素子の出力調整方法に関するもの
である。
自動車等の内燃機関の空燃比制御や排気ガス浄化のため
に、またボイラーの燃焼状態制御のために酸素濃度検出
器が使用されている。この酸素濃度検出器には種々のも
のが知られているが、そのうちの一つとして限界電流式
酸素濃度検出器が開発されている。この限界電流式酸素
濃度検出器は酸素イオン透過性固体電解質の両面に電極
を設けて素子本体となし、この素子本体の両電極間に一
定の電圧を印加してやると一方の電極（陰極）側から他
方の電極（陽極）側に酸素イオンが透過するので、その
際少くとも一方の電極から入る（または出る）酸素イオ
ン量を制限してやると被測定ガス中の酸素濃度に応じて
両電極間に限界電流が流れることを利用したものである
。この限界電流式酸素濃度検出器において、素子本体の
一方の電極面への酸素の拡散速度を律速させる方法とし
ては、例えば円板状の固体電解質セルの両面に形成され
た電極面上に、セラミック板の所定位置に細孔を開けた
拡散板を配置する方法によっている。
に、またボイラーの燃焼状態制御のために酸素濃度検出
器が使用されている。この酸素濃度検出器には種々のも
のが知られているが、そのうちの一つとして限界電流式
酸素濃度検出器が開発されている。この限界電流式酸素
濃度検出器は酸素イオン透過性固体電解質の両面に電極
を設けて素子本体となし、この素子本体の両電極間に一
定の電圧を印加してやると一方の電極（陰極）側から他
方の電極（陽極）側に酸素イオンが透過するので、その
際少くとも一方の電極から入る（または出る）酸素イオ
ン量を制限してやると被測定ガス中の酸素濃度に応じて
両電極間に限界電流が流れることを利用したものである
。この限界電流式酸素濃度検出器において、素子本体の
一方の電極面への酸素の拡散速度を律速させる方法とし
ては、例えば円板状の固体電解質セルの両面に形成され
た電極面上に、セラミック板の所定位置に細孔を開けた
拡散板を配置する方法によっている。
しかしながら、上記の方法は所定位置に拡散孔を形成す
るための工程およびその後の各工程で生じるバラツキの
だめに、最終的に検出素子の形に組み込んだ段階では出
力にかなり大きなバラツキが生じていた。そのため、従
来よシ出力に差のない素子を製造する方法がめられてい
た。
るための工程およびその後の各工程で生じるバラツキの
だめに、最終的に検出素子の形に組み込んだ段階では出
力にかなり大きなバラツキが生じていた。そのため、従
来よシ出力に差のない素子を製造する方法がめられてい
た。
本発明は上記従来の要望に応えるだめのもので、出力が
得られる形に素子を組み付けだ後、容易に所望の出力を
得ることができる限界電流式酸素濃度検出素子の出力調
整方法を提供せんとするものである。
得られる形に素子を組み付けだ後、容易に所望の出力を
得ることができる限界電流式酸素濃度検出素子の出力調
整方法を提供せんとするものである。
本発明の限界電流式ｒｆ１．素濃度検出素子の出力調整
方法は、拡散孔及び一つ以上の出力調整孔を有する素子
を出力が得られる形に組付けた後、所要出力を得るため
上記出力ｉｉ’ｌｔｌ整孔の一つ以上を閉塞することを
特徴とする。
方法は、拡散孔及び一つ以上の出力調整孔を有する素子
を出力が得られる形に組付けた後、所要出力を得るため
上記出力ｉｉ’ｌｔｌ整孔の一つ以上を閉塞することを
特徴とする。
限界電流式酸素濃度検出器は、上記したようにジルコニ
アなどの固体電解質セルの表裏両面に互いに対応きせて
白金等からなる通気性薄膜状の電極を設けて素子本体と
なし、この素子本体の両電極間に電圧を印加すると陰電
極側から陽電極側に酸素イオンが透過し両電極間に電流
が流れるが、透過する酸素イオン量を制限してやると、
成る値までは電圧の増加に比例して電流も増加するがそ
れ以上は電圧を増してもＮ、 Ｍｆ。
アなどの固体電解質セルの表裏両面に互いに対応きせて
白金等からなる通気性薄膜状の電極を設けて素子本体と
なし、この素子本体の両電極間に電圧を印加すると陰電
極側から陽電極側に酸素イオンが透過し両電極間に電流
が流れるが、透過する酸素イオン量を制限してやると、
成る値までは電圧の増加に比例して電流も増加するがそ
れ以上は電圧を増してもＮ、 Ｍｆ。
が増加しない現象をとらえ、このときの電流値（限界電
流値）を測定して酸素濃度を検ＩＪ３するものである。
流値）を測定して酸素濃度を検ＩＪ３するものである。
拡散孔として主拡散孔と出力調整のだめの一つ以上の出
力調整孔とを設けた場合、出力調整孔の大きさと、その
閉塞に伴う検出素子の出ブｊの減少とは７００℃の大気
中でほぼ１１次式Ｉ：八へ＝１／＋８− （１） 〔式中、△Ｉは出力調整孔を塞ぐことによって減少する
電流の大きさくｍＡ、）を表わし、Ｓは出力調整孔の開
口面積（ｎｆｆｌ）を表わし、ｌは出力調整孔の深さく
ｕ）を表わす。〕で表わされる関係にあることが判かっ
た。
力調整孔とを設けた場合、出力調整孔の大きさと、その
閉塞に伴う検出素子の出ブｊの減少とは７００℃の大気
中でほぼ１１次式Ｉ：八へ＝１／＋８− （１） 〔式中、△Ｉは出力調整孔を塞ぐことによって減少する
電流の大きさくｍＡ、）を表わし、Ｓは出力調整孔の開
口面積（ｎｆｆｌ）を表わし、ｌは出力調整孔の深さく
ｕ）を表わす。〕で表わされる関係にあることが判かっ
た。
出力Ｉは、拡散孔を通って陰゛ト極面に達する酸素量に
比例する。すなわち、酸Ｒｉが多ければ出力も大きくな
る。しかして、この拡散孔を通るガス量Ｑは、拡散孔を
細い管と考えたとき、その面積Ｓに比例するがその深さ
ｌに反比例するだめ、 Ｑ ｃｙＣ−Ｓ／１ で表わされ、実験結果より比例定数をめて、上記式Ｉの
関係となる。
比例する。すなわち、酸Ｒｉが多ければ出力も大きくな
る。しかして、この拡散孔を通るガス量Ｑは、拡散孔を
細い管と考えたとき、その面積Ｓに比例するがその深さ
ｌに反比例するだめ、 Ｑ ｃｙＣ−Ｓ／１ で表わされ、実験結果より比例定数をめて、上記式Ｉの
関係となる。
上記において深さｌを一定として拡散孔の面積を小さく
してやると、それに伴って拡散孔内を１通過するガス辰
は少なくなるだめ、出力を変えることができる。本発明
りよ、この知見をもとに完成されたものである。
してやると、それに伴って拡散孔内を１通過するガス辰
は少なくなるだめ、出力を変えることができる。本発明
りよ、この知見をもとに完成されたものである。
拡散孔の大きさ、形状、数、位置等は出力調整の精度、
閉塞時の作業性、検出素子の機械的強度及び性能などを
考慮して最適に選択する。
閉塞時の作業性、検出素子の機械的強度及び性能などを
考慮して最適に選択する。
通常は主拡散孔を少なくとも一つ設け、その周辺または
適当な箇所に主拡散孔よりも小さ目の拡散孔を出力調整
孔として一つ以上設けるとよいが、同じ大きさの拡散孔
を複数個設けてもよい。
適当な箇所に主拡散孔よりも小さ目の拡散孔を出力調整
孔として一つ以上設けるとよいが、同じ大きさの拡散孔
を複数個設けてもよい。
上記の出力調整孔を閉塞する方法としては例えば素子と
同一または異なる種類の各種セラミック、ガラス等の耐
腐食性材料のペーストをスポイト等の注入具を用いて注
入し、乾燥後焼成する。また別の方法としては、上記の
出力調整孔に挿入可能な直径を有するセラミック、ガラ
ス等の耐腐食性材料よりなる所定長さの棒または繊維を
出力調整孔に挿入して加熱により融着固定してもよい。
同一または異なる種類の各種セラミック、ガラス等の耐
腐食性材料のペーストをスポイト等の注入具を用いて注
入し、乾燥後焼成する。また別の方法としては、上記の
出力調整孔に挿入可能な直径を有するセラミック、ガラ
ス等の耐腐食性材料よりなる所定長さの棒または繊維を
出力調整孔に挿入して加熱により融着固定してもよい。
この場合セラミック、ガラス等のペーストを、接着剤と
して予じめ出力調整孔内に少量注入しておくか、または
上記の棒または繊維を挿入後、挿入端上部に少量塗布し
て隙間を塞ぐようにした後焼成すればなおよい。
して予じめ出力調整孔内に少量注入しておくか、または
上記の棒または繊維を挿入後、挿入端上部に少量塗布し
て隙間を塞ぐようにした後焼成すればなおよい。
また閉塞箇所が２箇所以上である場合は主拡散孔に対し
て対称的に閉塞するのがよい。
て対称的に閉塞するのがよい。
以下、本発明を実施例によシ説明する。なお本発明は下
記実施例に限定されるものではない。
記実施例に限定されるものではない。
第１図は本発明の一実施例を示す検出素子の一部破断分
解斜視図である。図中、１は固体電解質容器、２はメタ
ライズ層、３はリード部、４は陰電極、５は陽電極、６
はセラミック蓋体、７はガス拡散孔、７′は出力調整孔
、８はメタライズ層、９はリード部、１０はシール材を
表わす。
解斜視図である。図中、１は固体電解質容器、２はメタ
ライズ層、３はリード部、４は陰電極、５は陽電極、６
はセラミック蓋体、７はガス拡散孔、７′は出力調整孔
、８はメタライズ層、９はリード部、１０はシール材を
表わす。
検出器素子を組み立てた後、所定温度における大気中で
の出力（限界電流値）を電流計によシ測定し、所定出力
との差をめる。前述の式■の関係より、出力調整孔を塞
ぐことにより例えば深さｌ：＝１ｍｍ、直径φ＝ （Ｌ
１ ｍｍの孔ならば約１．３ ｒｎＡ 、深さｌ：
＝ １．５ ｍ、直径φ＝ ０．２ ｍの孔ならば約！
ｈ、５ ｍＡの出力低下が起るので所定出力との差よ如
閉塞すべき穴の数をめてセラミック、ガラス等のペース
ト、棒または繊維を詰めることにより塞ぐ。
の出力（限界電流値）を電流計によシ測定し、所定出力
との差をめる。前述の式■の関係より、出力調整孔を塞
ぐことにより例えば深さｌ：＝１ｍｍ、直径φ＝ （Ｌ
１ ｍｍの孔ならば約１．３ ｒｎＡ 、深さｌ：
＝ １．５ ｍ、直径φ＝ ０．２ ｍの孔ならば約！
ｈ、５ ｍＡの出力低下が起るので所定出力との差よ如
閉塞すべき穴の数をめてセラミック、ガラス等のペース
ト、棒または繊維を詰めることにより塞ぐ。
第２図および第３図は本発明の他の実施例を表わす検出
素子の断面図であり、図中の側壁に開けた出力調整孔／
′を上記と同様の方法で塞ぐことによシ検出素子の出力
を所定に調整することができる。図中、１′は固体電解
質円板を表わし、他は第１図と同じ意味を表わす。
素子の断面図であり、図中の側壁に開けた出力調整孔／
′を上記と同様の方法で塞ぐことによシ検出素子の出力
を所定に調整することができる。図中、１′は固体電解
質円板を表わし、他は第１図と同じ意味を表わす。
本発明は上記したように完全な素子の形に製造した後出
力を調整することができ、シめ）も調整法が簡単でかつ
目的とする出力を有する検出素子を容易に得ることがで
きる。そのため、従来の如く例えば セラミ ックの材質、粉粒度などをきびしく管理するとか、また
素子組み付けの工程を不必要に厳重に管理するなどの必
要がなくなる外どの効果をも併有する。また、従来の方
法では、（％られた素子が所定の出力を有しないときは
、不良、ｌ？０として使用できなかったが、本発明方法
によればそのような無駄も無くすることができる。
力を調整することができ、シめ）も調整法が簡単でかつ
目的とする出力を有する検出素子を容易に得ることがで
きる。そのため、従来の如く例えば セラミ ックの材質、粉粒度などをきびしく管理するとか、また
素子組み付けの工程を不必要に厳重に管理するなどの必
要がなくなる外どの効果をも併有する。また、従来の方
法では、（％られた素子が所定の出力を有しないときは
、不良、ｌ？０として使用できなかったが、本発明方法
によればそのような無駄も無くすることができる。
第１図は本発明の第１実施例を示す検１Ｂ素子の一部破
断分解斜視図、 第２図および第６図は他の実施例を示す検出素子の断面
図である。 図中、 １１．、固体電解質容器 １′・・固体電解質円板２・
・・メタライズ層 ５・・・リード部４・・・陰電極
５・・・陽電極 ６・・・セラミック蓋体 ７・・・ガ
ス拡散孔 ７，７ ・・・出力調整孔 ８・・・メタラ
イズ層 ９・・・リード部 １０・・・シール材 （ほか１名） −ｙｆ１図
断分解斜視図、 第２図および第６図は他の実施例を示す検出素子の断面
図である。 図中、 １１．、固体電解質容器 １′・・固体電解質円板２・
・・メタライズ層 ５・・・リード部４・・・陰電極
５・・・陽電極 ６・・・セラミック蓋体 ７・・・ガ
ス拡散孔 ７，７ ・・・出力調整孔 ８・・・メタラ
イズ層 ９・・・リード部 １０・・・シール材 （ほか１名） −ｙｆ１図
Claims (1)
- 拡散孔及び一つ以上の出力調整孔を有する素子を出力が
得られる形に組み付けた後、所要出力を得るために上記
出力調整孔の一つ以上を閉塞することを特徴とする限界
電流式酸素濃度検出素子の出力調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201299A JPS6093342A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 酸素濃度検出素子の出力調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201299A JPS6093342A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 酸素濃度検出素子の出力調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093342A true JPS6093342A (ja) | 1985-05-25 |
Family
ID=16438684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201299A Pending JPS6093342A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 酸素濃度検出素子の出力調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093342A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150156A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサの調整法 |
| JPH02198352A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-06 | Fujikura Ltd | 酸素センサのセンサエレメントの製造方法 |
| JP2002082091A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-03-22 | Denso Corp | ガスセンサ素子の出力特性調整方法 |
| JP2008008666A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Fujikura Ltd | 限界電流式酸素センサ及びこれを用いた酸素濃度の検知測定方法 |
| JP2008008665A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Fujikura Ltd | 限界電流式酸素センサ |
| US8052862B2 (en) | 2006-06-27 | 2011-11-08 | Fujikura Ltd. | Limiting current type oxygen sensor and method of sensing and measuring oxygen concentrations using the same |
-
1983
- 1983-10-27 JP JP58201299A patent/JPS6093342A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150156A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサの調整法 |
| JPH02198352A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-06 | Fujikura Ltd | 酸素センサのセンサエレメントの製造方法 |
| JP2002082091A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-03-22 | Denso Corp | ガスセンサ素子の出力特性調整方法 |
| JP4569034B2 (ja) * | 2000-06-20 | 2010-10-27 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子の出力特性調整方法 |
| JP2008008666A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Fujikura Ltd | 限界電流式酸素センサ及びこれを用いた酸素濃度の検知測定方法 |
| JP2008008665A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Fujikura Ltd | 限界電流式酸素センサ |
| US8052862B2 (en) | 2006-06-27 | 2011-11-08 | Fujikura Ltd. | Limiting current type oxygen sensor and method of sensing and measuring oxygen concentrations using the same |
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