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JPH0320660A - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

Info

Publication number
JPH0320660A
JPH0320660A JP1156022A JP15602289A JPH0320660A JP H0320660 A JPH0320660 A JP H0320660A JP 1156022 A JP1156022 A JP 1156022A JP 15602289 A JP15602289 A JP 15602289A JP H0320660 A JPH0320660 A JP H0320660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic powder
fired body
powder
solid electrolyte
oxygen sensor
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
Application number
JP1156022A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yamamoto
秀男 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP1156022A priority Critical patent/JPH0320660A/en
Publication of JPH0320660A publication Critical patent/JPH0320660A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently perform glass coating work by providing a baked body prepared by baking a mixture of a ceramic powder and a metal powder on the electrode positioned on a solid electrolyte on one side thereof. CONSTITUTION:A baked body 13 formed by baking a mixture obtained by mixing a metal powder of platinum or gold with a ceramic powder of alumina or zirconia is provided on the electrode 11 positioned on a solid electrolyte 1 on one side thereof. By this method, the flowing of the ceramic powder is prevented when a glass sealing material 14 is applied to the upper surface of the baked body 13. Therefore, glass coating work can be efficiently performed.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、地下室の酸欠事故防止、ボイラなどの燃焼
管理等に使用される限界電流式の酸素センサ1こ関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a limiting current type oxygen sensor 1 used for preventing oxygen deficiency accidents in basements, controlling combustion in boilers, etc.

「従来の技術」 近年、安定化ジルコニアからなる固体電解質を用いた限
界電流式の酸素センサが実用化されつつある。
"Prior Art" In recent years, limiting current type oxygen sensors using solid electrolytes made of stabilized zirconia are being put into practical use.

この酸素センサは、第3図に示すように、中央部に上下
に貫通する気体拡散孔IAを有し、安定化ジルコニア(
例えば、Z ro t−8 Y t 0 .3)等のイ
オン導電性を有する材料により形成された薄厚な固体電
解質lと、この固体電解質lの両面に設けられて、一定
のセンサ監視電圧が印加される多孔質の白金電極2A・
2Bとを具備するものであって、前記固体電解質lの一
方側に位置する電極2Δ上にはセラミック粉体3が設け
られ、このセラミック粉体3の外側には、該セラミック
粉体3の全体を覆うガラス封止材4が設けられている。
As shown in Fig. 3, this oxygen sensor has a gas diffusion hole IA that penetrates vertically in the center, and has stabilized zirconia (
For example, Z rot-8 Y t 0 . 3) A thin solid electrolyte 1 made of an ionic conductive material such as 3), and a porous platinum electrode 2A provided on both sides of the solid electrolyte 1 to which a constant sensor monitoring voltage is applied.
2B, a ceramic powder 3 is provided on the electrode 2Δ located on one side of the solid electrolyte 1, and the entire ceramic powder 3 is provided on the outside of the ceramic powder 3. A glass sealing material 4 is provided to cover the.

そして、このように構成された酸素センサでは、固体電
解質1内において、酸素ポンピング作用により、気体拡
散孔IAから取り込まれた酸素がイオンとなって流れ、
このイオン電流の電流値から周囲の酸素濃度が測定され
るようになっている。
In the oxygen sensor configured in this way, oxygen taken in from the gas diffusion hole IA flows as ions in the solid electrolyte 1 due to the oxygen pumping action.
The ambient oxygen concentration is measured from the current value of this ion current.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のような酸素センサでは、セラミノク粉
体3の粒子間に形成された隙間を、気体拡散孔IAから
導入された酸素の流路としているので、製造の際に、セ
ラミ’7ク粉体3を高温下におき、強度の高い状態とな
るまで焼結することができない、 また同様に、前記白金電極2A・2Bは、固体電解質1
に塗布した、有機バインダを含有してなる白金ペースト
を焼戊して得るものであるが、このときの焼或温度は7
00〜1000℃であり、よって、この温度範囲を越え
た高温で、前記セラミック粉体3を焼結させることがで
きない。
"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the oxygen sensor described above, the gaps formed between the particles of the Ceraminoku powder 3 are used as flow paths for oxygen introduced from the gas diffusion holes IA, so it is difficult to manufacture the oxygen sensor. Similarly, the platinum electrodes 2A and 2B cannot be sintered until the ceramic powder 3 is placed at a high temperature and reaches a high strength state. Similarly, the platinum electrodes 2A and 2B are
It is obtained by firing a platinum paste containing an organic binder applied to
00 to 1000°C, and therefore, the ceramic powder 3 cannot be sintered at a high temperature exceeding this temperature range.

つまり、上述した二つの理由により、セラミック粉体3
を高温下におき、強度の高い状態となるまで焼結するこ
とができず、これにより、このセラミック粉体3上に、
ガラス封止材4を形成するためのガラスペーストを塗布
しようとした場合に、該セラミック粉体3が動き易くな
って、塗布を円滑に行うことができなかった。
In other words, due to the two reasons mentioned above, ceramic powder 3
cannot be sintered to a high strength state by placing it under high temperature, and as a result, on this ceramic powder 3,
When attempting to apply a glass paste for forming the glass sealing material 4, the ceramic powder 3 moved easily and the application could not be performed smoothly.

また、上述した不具合を解決するために、セラミック粉
体3にガラス粉末をfl=して焼成する場合もあるが、
この場合、セラミック粉末3の結き強度を上げることが
できるが、一方で、ガラスが電極2人をコーティングし
てしまうことがあり、電極2Aの有効面積が戚少すると
いう不具合があった。
In addition, in order to solve the above-mentioned problems, glass powder is sometimes added to the ceramic powder 3 and fired.
In this case, the binding strength of the ceramic powder 3 can be increased, but on the other hand, there is a problem that the two electrodes may be coated with glass, and the effective area of the electrode 2A is reduced.

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、セラミノク粉体3の粒子を、電極を形威する白金ペー
ストの焼成温度の範囲内で結合させて、該セラミック粉
体3の強度を上げることができ、かつ、前記セラミック
粉体3の粒子をガラスを用いることなく結合させること
ができて、電極の有効面積低下を防止できる酸素センサ
の提供を目的とする。
This invention was made in view of the above circumstances, and the ceramic powder 3 is strengthened by bonding the particles of the ceramic powder 3 within the range of the firing temperature of the platinum paste forming the electrode. It is an object of the present invention to provide an oxygen sensor that can increase the temperature of the ceramic powder, combine the particles of the ceramic powder 3 without using glass, and prevent a decrease in the effective area of the electrode.

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するために、イオン導電性を有する固
体電解質の各面に所定の電圧が印加される電極を設け、
これら電極の間に流れるイオン電流の電流値から、周囲
の酸素濃度を測定するようにした限界電流式の酸素セン
サにおいて、前記固体電解質の一方側に位置する電極上
に、セラミック粉に金属粉を混入して焼成してなる焼成
体を設け、該焼成体の外側に、該焼成体全体を覆うガラ
ス封止材を設けるようにしている。
"Means for Solving the Problem" In order to achieve the above object, electrodes to which a predetermined voltage is applied to each surface of a solid electrolyte having ionic conductivity are provided,
In a limiting current type oxygen sensor that measures the ambient oxygen concentration from the current value of the ionic current flowing between these electrodes, metal powder is added to the ceramic powder on the electrode located on one side of the solid electrolyte. A fired body is provided by mixing and firing, and a glass sealing material that covers the entire fired body is provided on the outside of the fired body.

「作用」 この発明によれば、固体電解質の一方側71極上に、セ
ラミック粉に金属粉を混入して焼或してなる焼成体とし
ての結合体を設けたので、該焼成体の上面に、ガラス封
止材を塗布する場合に前記セラミノク粉が流動すること
が防止される。
"Function" According to the present invention, on the one side 71 of the solid electrolyte, a combined body as a fired body made by mixing metal powder with ceramic powder and firing it is provided, so that on the upper surface of the fired body, This prevents the ceramic powder from flowing when applying the glass sealant.

また、前記焼成体を、セラミック粉に少量の金属粉を混
入して作成することにより、セラミック粉の間に形或さ
れた微小な隙間がガス拡散のための通路として確保され
て、かつ、該セラミソク粉の粒子が部分的に結合される
Furthermore, by creating the fired body by mixing a small amount of metal powder with ceramic powder, the minute gaps formed between the ceramic powders are secured as passages for gas diffusion, and the Particles of Ceramisophyllum powder are partially combined.

また、前記セラミック粉に、電極の主戎分と同様な金属
粉を混入することにより、電極の焼成温度と同等な温度
(またはそれ以下の再結晶温度)で、焼結体である結合
体を得ることができる。
In addition, by mixing the same metal powder as the main part of the electrode into the ceramic powder, the combined body, which is a sintered body, can be formed at a temperature equivalent to the firing temperature of the electrode (or at a recrystallization temperature lower than that). Obtainable.

「実施例」 まず、本発明の実施例を第l図及び第2図を参照して説
明する。
``Example'' First, an example of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2.

第1図は酸素センサの全体概略構戎図であって、この図
に符号10で示すものは、安定化ジルコニア等の材料(
例えば、Z ro t− 8 Y so 3) ニょリ
浦厚に形威され、その中央部に上下に貫通する気体拡散
孔!OAが形戊されたイオン導電体である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of the oxygen sensor, and what is indicated by the reference numeral 10 in this figure is a material (such as stabilized zirconia).
For example, Zro t- 8 Yso 3) It is shaped like Nyoriura Atsushi, and there is a gas diffusion hole that penetrates vertically in the center! OA is a shaped ionic conductor.

また、符号It−12でそれぞれ示すものは所定電圧が
印加され、かつ前記イオン導電体1. 0に拡散律速を
生じさせる多孔質なカソード電極及びアノード電極であ
る。なお、これら多孔質なカソード電極11及びアノー
ド電極l2は、前記イオン導電体10の表面に有機バイ
ンダを含有した白金ペーストを印刷し、これを700−
1000′C の温度範囲内で焼或することにより得ら
れる。
Moreover, those indicated by the symbol It-12 are each to which a predetermined voltage is applied and the ionic conductor 1. These are porous cathode and anode electrodes that cause diffusion rate limiting to zero. Note that these porous cathode electrodes 11 and anode electrodes l2 are made by printing platinum paste containing an organic binder on the surface of the ionic conductor 10,
Obtained by annealing in the temperature range of 1000'C.

また、符号l3で示すものは、前記固体電解實lの一方
側に位置するカソードiu+.i上に設けられた焼成体
、符号14で示すものは、焼成体l3の表面に設けられ
て該焼成体13の全体を覆うガラス封止材である。
Moreover, what is indicated by the symbol l3 is a cathode iu+. located on one side of the solid electrolyte l. The fired body provided on i, indicated by the reference numeral 14, is a glass sealing material provided on the surface of the fired body l3 to cover the entire fired body 13.

前記焼成体l3は、セラミック粉に金属粉をa人して焼
成したものであって、前記セラミノク粉としては、アル
ミナ、ジルコニア、マグネシア、カルシア、ステアタイ
ト、フォルステライト等か使用され、また、前記金属粉
としては、白金、金、銅、パラジウム、銀、あるいはこ
れら元素の混合物などが使用される。
The fired body 13 is made by adding metal powder to ceramic powder and firing it, and the ceramic powder used is alumina, zirconia, magnesia, calcia, steatite, forsterite, etc. As the metal powder, platinum, gold, copper, palladium, silver, or a mixture of these elements is used.

なお、金属粉としては、電極11・l2の金属成分と同
じ白金を使用するのが良く、この場音には、?!tK1
+.−12を形成するための白金ペーストをセラミノク
粉に脱練させて使用すると良い。
As for the metal powder, it is best to use platinum, which is the same as the metal component of the electrodes 11 and 12. ! tK1
+. It is preferable to use the platinum paste for forming -12 by de-kneading the ceramic powder.

また、前記金属粉をセラミック粉に混ぜる割合は、セラ
ミ,ク粉の粒子を結合させるという目的から少ffi(
0.1wt%程度)が好ましいが、実験によりO l〜
50wt%の広い範囲で金属粉の混合が可能である。ま
た、前記焼成体l3を製造する際の製造温度は、金属粉
の再結晶温度である500゜C以上であれば良く、また
、−L限は、前記白金ペーストを焼成する際の温度であ
る700〜1000’C と同じかそれ以下に設定する
ことが好ましい。また、前記金属粉の粒径は、セラミノ
ク扮の粒径が0.1〜50μmであるのに対して、0.
1μm程度のものを使用することが好ましい。
In addition, the proportion of the metal powder mixed with the ceramic powder is set at a low ffi(
(about 0.1 wt%), but depending on the experiment, O l~
It is possible to mix metal powder in a wide range of 50 wt%. Further, the manufacturing temperature when manufacturing the fired body 13 may be 500°C or higher, which is the recrystallization temperature of the metal powder, and the -L limit is the temperature when firing the platinum paste. It is preferable to set the temperature to 700 to 1000'C or less. Further, the particle size of the metal powder is 0.1 to 50 μm, whereas the particle size of Ceraminokukari is 0.1 to 50 μm.
It is preferable to use a material with a diameter of about 1 μm.

以上説明したように、本実施例に示す酸素センサによれ
ば、固体電解質1の一方側に位置する電極11上に、セ
ラミック粉に金属粉を肩入して焼戊してなる焼成体13
を設けたので、該焼成体13の上面に、ガラス封止材1
4を塗布しようとした場合に、従来のように、前記セラ
ミノク粉か流動することが防止され、その塗布作業を効
率良く行うことができる。
As explained above, according to the oxygen sensor shown in this embodiment, a fired body 13 formed by adding metal powder to ceramic powder and firing it is placed on the electrode 11 located on one side of the solid electrolyte 1.
Since the glass sealing material 1 is provided on the upper surface of the fired body 13,
When attempting to apply No. 4, the ceramic powder is prevented from flowing as in the conventional case, and the application work can be performed efficiently.

また、焼成体13を、セラミック粉に金属粉を少量d人
して作戊することにより、第2図に示すように、セラミ
/ク粒子(白い部分で示す)を金属粉(黒い部分で示す
)により部分的接触させることができて、セラミック粉
の粒子間に形或された微小な隙間がガス拡散のための通
路として確保され、これにより、安定した限界電流値を
得ることができる。
In addition, by preparing the fired body 13 by adding a small amount of metal powder to ceramic powder, as shown in FIG. ), the fine gaps formed between the particles of the ceramic powder are secured as paths for gas diffusion, thereby making it possible to obtain a stable limiting current value.

また、焼成体l3を製造する際、セラミソク粉に、電極
l1・12の金属或分と同様な金属粉を混入した場合、
例えば、金属に白金を選択して混入した場合などには、
looo’c以下の低い再結晶温度程度で、該金属粉に
よりセラミノク粒子を結合させることができ、焼成温度
の点で、電極1l・l2を形状変化、性能を低下させる
ことが防+Lできる。
In addition, when manufacturing the fired body l3, if some metal powder similar to that of the electrodes l1 and 12 is mixed into the ceramic powder,
For example, if platinum is selected and mixed into the metal,
Ceraminoku particles can be bonded by the metal powder at a low recrystallization temperature below LOOO'C, and it is possible to prevent the electrodes 11 and 12 from changing shape and deteriorating their performance at the firing temperature.

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、固体電
解質の一方側電極上に設けた、セラミノク扮と金属粉と
の焼成体により、その上面へのガラス塗布作業を効率良
く行うことができる。
"Effects of the Invention" As explained in detail above, according to the present invention, the fired body of Ceraminoku and metal powder provided on one side electrode of the solid electrolyte makes it possible to efficiently apply glass to the upper surface of the solid electrolyte. can do well.

また、前記焼成体を、セラミソク粉に少量の金属粉を混
入して作成することにより、該セラミノク粉の粒子を部
分的に結合して、セラミノク粉の間に形成された微小な
隙間をガス拡散のための通路として確保することができ
、これによって、安定した限界電流値を測定することが
できる。
In addition, by creating the fired body by mixing a small amount of metal powder into ceramic powder, the particles of the ceramic powder are partially bonded, and the minute gaps formed between the ceramic powder are used for gas diffusion. As a result, a stable limit current value can be measured.

また、前記セラミック粉に、電極の主成分と同様な金属
粉を混入することにより、電極の焼成t晶度と同等な温
庶(またはそれ以下の温度(金属粉の再結晶温度))で
、結合体としての焼結体を得ることかでき、焼戎温度の
点で電極を形状変化、性能低下を防止できるという効果
が得られる。
In addition, by mixing the same metal powder as the main component of the electrode into the ceramic powder, it is possible to perform the firing at a temperature equivalent to the firing temperature of the electrode (or at a temperature lower than that (recrystallization temperature of the metal powder)). A sintered body can be obtained as a bonded body, and it is possible to prevent the electrode from changing its shape and deteriorating its performance due to the firing temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第2図は本発明の一実弛例を示す図であって、
第1図は酸素センサ全体を示す正断面図、第2図はセラ
ミ/ク粒子と金属粒子との結合状態を示す図、第3図は
従来の酸素センサを示す正断面図である。 10・・・・・・イオン導電体(酸素イオン導電体)、
10A・・・・気体拡散孔、11・12・・・・電極、
13・・・・焼成体、l4・・・・・・ガラス封止材。 出和人藤倉電線株式会社 第1図 第2図 第3図
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a practical example of the present invention,
FIG. 1 is a front cross-sectional view showing the entire oxygen sensor, FIG. 2 is a view showing the state of bonding between ceramic particles and metal particles, and FIG. 3 is a front cross-sectional view showing a conventional oxygen sensor. 10... Ionic conductor (oxygen ion conductor),
10A... Gas diffusion hole, 11, 12... Electrode,
13...Sintered body, l4...Glass sealing material. Dewajin Fujikura Electric Cable Co., Ltd.Figure 1Figure 2Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 イオン導電性を有する固体電解質の各面に所定の電圧が
印加される電極を設け、これら電極の間に流れるイオン
電流の電流値から、周囲の酸素濃度を測定するようにし
た限界電流式の酸素センサにおいて、 前記固体電解質の一方側に位置する電極上に、セラミッ
ク粉に金属粉を混入して焼成してなる焼成体を設け、該
焼成体の外側に、該焼成体全体を覆うガラス封止材を設
けたことを特徴とする酸素センサ。
[Claims] Electrodes to which a predetermined voltage is applied are provided on each surface of a solid electrolyte having ionic conductivity, and the ambient oxygen concentration is measured from the current value of an ionic current flowing between these electrodes. In the limiting current type oxygen sensor, a fired body made by mixing metal powder with ceramic powder and firing is provided on the electrode located on one side of the solid electrolyte, and the fired body is placed on the outside of the fired body. An oxygen sensor characterized by having a glass sealing material covering the entire surface.
JP1156022A 1989-06-19 1989-06-19 Oxygen sensor Pending JPH0320660A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1156022A JPH0320660A (en) 1989-06-19 1989-06-19 Oxygen sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1156022A JPH0320660A (en) 1989-06-19 1989-06-19 Oxygen sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0320660A true JPH0320660A (en) 1991-01-29

Family

ID=15618605

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JP1156022A Pending JPH0320660A (en) 1989-06-19 1989-06-19 Oxygen sensor

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JP (1) JPH0320660A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1352754A2 (en) 2002-04-09 2003-10-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Inkjet recording method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1352754A2 (en) 2002-04-09 2003-10-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Inkjet recording method
EP1525995A1 (en) 2002-04-09 2005-04-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Inkjet recording method

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