JPS587184B2 - ハイガスチユウノサンソリヨウオソクテイスル ソクテイソウチ - Google Patents
ハイガスチユウノサンソリヨウオソクテイスル ソクテイソウチInfo
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- JPS587184B2 JPS587184B2 JP50041134A JP4113475A JPS587184B2 JP S587184 B2 JPS587184 B2 JP S587184B2 JP 50041134 A JP50041134 A JP 50041134A JP 4113475 A JP4113475 A JP 4113475A JP S587184 B2 JPS587184 B2 JP S587184B2
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- solid electrolyte
- catalyst
- tube
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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- 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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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/10—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis
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- Electrochemistry (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はイオン導電性固体電解質を有する酸素濃淡電池
の形の電気化学的測定検出端を有する、主として内燃機
関の排ガス中の酸素量を測定する測定装置に関する。
の形の電気化学的測定検出端を有する、主として内燃機
関の排ガス中の酸素量を測定する測定装置に関する。
自動東内燃機関は排ガス中に空気を汚染するとくに一酸
化炭素、チッ素酸化物および未燃焼または不完全燃焼の
炭化水素を発生する。
化炭素、チッ素酸化物および未燃焼または不完全燃焼の
炭化水素を発生する。
これらの物質によって生ずる空気汚染を最小に抑えるた
め、自動車の内燃機関排ガスからできるだけ十分にこれ
らの物質を除去することが必要である。
め、自動車の内燃機関排ガスからできるだけ十分にこれ
らの物質を除去することが必要である。
これは一酸化炭素および炭化水素をできるだけ完全にそ
れらの最高の酸化段階すなわち２酸化炭素に、炭化水素
の場合は２酸化炭素と水に、またはチッ素酸化物は元素
状チッ素に変換しなければならない。
れらの最高の酸化段階すなわち２酸化炭素に、炭化水素
の場合は２酸化炭素と水に、またはチッ素酸化物は元素
状チッ素に変換しなければならない。
排ガス有害成分の無害物質２酸化炭素、チッ素および水
へのこのような変換はたとえば排ガスを約６００℃以上
の温度で触媒に導いて排ガスを２次燃焼させることによ
って行われる。
へのこのような変換はたとえば排ガスを約６００℃以上
の温度で触媒に導いて排ガスを２次燃焼させることによ
って行われる。
しかし好結果を得るためには排ガスの組成を無害化合物
へのほぼ完全な反応が可能であるように調節することが
前提となり、すなわち空気対燃料の比はほぼ化学量論比
すなわち１に近いλ値を有さなければならない。
へのほぼ完全な反応が可能であるように調節することが
前提となり、すなわち空気対燃料の比はほぼ化学量論比
すなわち１に近いλ値を有さなければならない。
これは排ガスの酸素量に関してλ≦１の場合は種々の可
能な反応の平衡量を超える過剰の酸素が存在しないこと
を表わし、λ＞１の場合は混合物中に過剰酸素が存在す
ることを表わす。
能な反応の平衡量を超える過剰の酸素が存在しないこと
を表わし、λ＞１の場合は混合物中に過剰酸素が存在す
ることを表わす。
それゆえλ＝１で排ガスは還元性から酸化性状態へ移行
する。
する。
λ値を１に維持するためには排ガス通路に測定装置を挿
入することが必要であり、この装置はたとえば酸素量を
測定し、制御装置により排ガス組成を正しく調節するた
めに役立つ。
入することが必要であり、この装置はたとえば酸素量を
測定し、制御装置により排ガス組成を正しく調節するた
めに役立つ。
公知のこの種の装置はイオン導電性固体電解質を有する
酸素濃淡電池の原理に基く電気化学的測定検出端を備え
る。
酸素濃淡電池の原理に基く電気化学的測定検出端を備え
る。
この場合つねに測定装置はλ＝１でできるだけ鋭い電位
変動を示すことが要求される。
変動を示すことが要求される。
というのはこのような鋭い変動は制御装置の作動のため
にとくに有利であるからである。
にとくに有利であるからである。
要求される鋭い電圧変化は排ガスの成分が熱力学的平衡
にある場合しか達成されず、普通にはこのような状態は
あり得ない。
にある場合しか達成されず、普通にはこのような状態は
あり得ない。
排ガスにさらされる表面にガス平衡調節の触媒となる電
子導電性多孔性層を支持する測定検出端を有する測定装
置はすでに公知である。
子導電性多孔性層を支持する測定検出端を有する測定装
置はすでに公知である。
この触媒層は同様多孔性の触媒として不活性の保護層で
蔽われ、この層は排ガスが触媒層と接触する前に排ガス
を均質化するために役立つ。
蔽われ、この層は排ガスが触媒層と接触する前に排ガス
を均質化するために役立つ。
これにより反応速度が上昇し、したがって測定装置の応
答時間が短縮される。
答時間が短縮される。
さらに保護層内のガス速度の低下によって触媒表面のガ
スの滞留時間が長くなる。
スの滞留時間が長くなる。
この測定装置における層構造を有する電気化学的測定検
出端は排ガスと直接接触するために、この検出端は熱シ
ョック、粒子衝撃のような強い機械的作用にさらされる
ので、検出端を形成するセラミックおよびその上を被覆
する層に温度変化安定性および付着力に関する高い要求
が課され、そのためこの測定検出端の製造費が比較的高
くなる。
出端は排ガスと直接接触するために、この検出端は熱シ
ョック、粒子衝撃のような強い機械的作用にさらされる
ので、検出端を形成するセラミックおよびその上を被覆
する層に温度変化安定性および付着力に関する高い要求
が課され、そのためこの測定検出端の製造費が比較的高
くなる。
それゆえ本発明の目的は測定検出端が熱ショツクおよび
粒子衝撃に対し保護され、電気化学的特性が現在公知の
測定装置に比してほとんど劣らず、したがって簡単で安
価な製造が可能となる排ガス中の酸素量を測淀する測定
装置を得ることである。
粒子衝撃に対し保護され、電気化学的特性が現在公知の
測定装置に比してほとんど劣らず、したがって簡単で安
価な製造が可能となる排ガス中の酸素量を測淀する測定
装置を得ることである。
この目的は本発明により
ｌ端が開放し、他端が内燃機関からの排ガスにさらされ
るように閉じた管状のイオン導電性固体電解質、 管の外面に接する第１電極、 管の内面に接する第２電極 からなる酸素検出要素を有し、 検出要素がさらされるガスを平衡状態に調節する触媒で
あり、かつ固体電解質および第１電極の外側を保護する
保護および触媒ユニットを備え、このユニットが触媒を
固体電解質から離すため固体電解質管を離れて包囲する
網材料からなる管状隔離装置を含み、 このユニットを包囲する管状の支持要素がこの要素と管
状隔離装置の間に室を形成するように排ガス流中へ拡が
り、この室内に少なくとも１部触媒材料の層で被覆した
担体からなる触媒が配置され、 室内の排ガス流れを誘起するため、少なくとも１つの外
気に通ずる孔が支持要素の上部閉鎖部に配置され、支持
要素の排ガス流中へ突出する端部が少なくとも１つの排
ガス入口孔を備えている測定装置によって解決される。
るように閉じた管状のイオン導電性固体電解質、 管の外面に接する第１電極、 管の内面に接する第２電極 からなる酸素検出要素を有し、 検出要素がさらされるガスを平衡状態に調節する触媒で
あり、かつ固体電解質および第１電極の外側を保護する
保護および触媒ユニットを備え、このユニットが触媒を
固体電解質から離すため固体電解質管を離れて包囲する
網材料からなる管状隔離装置を含み、 このユニットを包囲する管状の支持要素がこの要素と管
状隔離装置の間に室を形成するように排ガス流中へ拡が
り、この室内に少なくとも１部触媒材料の層で被覆した
担体からなる触媒が配置され、 室内の排ガス流れを誘起するため、少なくとも１つの外
気に通ずる孔が支持要素の上部閉鎖部に配置され、支持
要素の排ガス流中へ突出する端部が少なくとも１つの排
ガス入口孔を備えている測定装置によって解決される。
触媒は表面が触媒層で蔽われた球状のとくに多孔性の担
体よりなる。
体よりなる。
担体はたとえば酸化アルミニウムよりなり、触媒層はた
とえば白金、または合金成分としてアルミニウム、コバ
ルト、ニッケル、クロムまたは他の白金属金属を含む白
金合金よりなる。
とえば白金、または合金成分としてアルミニウム、コバ
ルト、ニッケル、クロムまたは他の白金属金属を含む白
金合金よりなる。
しかし触媒は表面が触媒層で蔽われたミネラルウールよ
りなることもできる。
りなることもできる。
ミネラルウールとしてはとくにガラスまたはアスベスト
が挙げられ、その表面は酸化アルミニウムの担体に対し
て挙げた同じ触媒材料で蔽われる。
が挙げられ、その表面は酸化アルミニウムの担体に対し
て挙げた同じ触媒材料で蔽われる。
次に本発明を図面により説明する。
第１図の測定装置は排ガス主流１に組込まれる。
測淀装置の要素である測定検出端は片側が閉鎖された固
体電解質管３を有し、この管はその開放端にカラー４を
支持する。
体電解質管３を有し、この管はその開放端にカラー４を
支持する。
固体電解質管３は安定化された立方晶系２酸化ジルコニ
ウムよりなる。
ウムよりなる。
固体電解質管３の外面に外側電極５、管３の中空空間に
内側電極６があり、これらの電極はそれぞれ帯状導体の
形を有する。
内側電極６があり、これらの電極はそれぞれ帯状導体の
形を有する。
２つの電極５および６は白金よりなり、白金懸濁液の塗
布および続く焼付けによって製造される。
布および続く焼付けによって製造される。
電極はそれぞれカラー４の範囲まで達する。
固体電解質管３はそのカラー４により対応する形の鋼の
ホルダ７内に固定され、このホルダは測定検出端をねじ
こむため外側にねじ８を有する。
ホルダ７内に固定され、このホルダは測定検出端をねじ
こむため外側にねじ８を有する。
管３のカラー４とホルダ７の間に導電性融解物質９があ
る。
る。
この融解物質は固体電解質管３とホルダ７の機械的結合
に役立ち、同時に外側電極５とホルダ７の電気的接触を
保証する。
に役立ち、同時に外側電極５とホルダ７の電気的接触を
保証する。
さらに融解物質によって固体電解質管とホルダの間のシ
ールが保証される。
ールが保証される。
固体電解質管３の中空空間の上部に接触ニプル１０があ
り、これは同じ導電性融解物質９によって機械的に固定
され、同時に内側電極６と接触ニプル１０を電気的に接
触させる。
り、これは同じ導電性融解物質９によって機械的に固定
され、同時に内側電極６と接触ニプル１０を電気的に接
触させる。
導電性融解物質９の上に鋼リング１１または１２があり
、これらは導電性融解物質を圧縮するピストンとして役
立つ。
、これらは導電性融解物質を圧縮するピストンとして役
立つ。
接触ニプル１０は孔１３を備え、この孔は参照値として
使甲される周囲空気が管３の中空空間へ自由に入ること
を可能にする。
使甲される周囲空気が管３の中空空間へ自由に入ること
を可能にする。
排ガス主流１の中で測定検出端２のこの流れに突出する
部分は特殊鋼の円錐管１４によって包囲され、その下端
の閉鎖部は特殊鋼の金網１５によって形成される。
部分は特殊鋼の円錐管１４によって包囲され、その下端
の閉鎖部は特殊鋼の金網１５によって形成される。
円錐管１４内には触媒１６が充てんされ、この触媒は表
面に薄い白金層を担持する直径約３ｍｍの酸化アルミニ
ウム球よりなる。
面に薄い白金層を担持する直径約３ｍｍの酸化アルミニ
ウム球よりなる。
排ガス管と１平面にある管１４の上部閉鎖部に少なくと
も１つの孔１７が設置され、この孔は外気と結合してい
るか、または吸込管に結合されるので、この方法により
排ガスの還流が可能である。
も１つの孔１７が設置され、この孔は外気と結合してい
るか、または吸込管に結合されるので、この方法により
排ガスの還流が可能である。
この手段によって排ガスの１部は充てん触媒を通って固
体電解質管３の表面に達することができる。
体電解質管３の表面に達することができる。
ガス速度の著しい減少による測定装置応答速度の低下お
よび場合により生ずる死容積はこれによって避けられる
。
よび場合により生ずる死容積はこれによって避けられる
。
充てん触媒１６と固体電解質管３の外面の直接の接触を
避けるため、ホルダ７の下部に固体電解質管３を包囲す
る特殊鋼の金網１８が設置される。
避けるため、ホルダ７の下部に固体電解質管３を包囲す
る特殊鋼の金網１８が設置される。
この金網１８自体に白金層を備えることができ、それに
よって触媒作用がさらに増強されるか、または触媒１６
がもはや十分に有効でなくなった場合にもガス平衡の接
触的調節が保証される。
よって触媒作用がさらに増強されるか、または触媒１６
がもはや十分に有効でなくなった場合にもガス平衡の接
触的調節が保証される。
前記の例の場合固体電解質管３の外面は帯状導体の形の
外側電極だけを支持する。
外側電極だけを支持する。
触媒１６の効果を支援するためさらに電解質管３の外面
の少なくとも１部に電子導電層を備えることができ、こ
の層がガス平衡調節の触媒として作用する。
の少なくとも１部に電子導電層を備えることができ、こ
の層がガス平衡調節の触媒として作用する。
排ガスが電解質表面へ達しうるように多孔性でなければ
ならないこのような触媒層は白金もしくは合金成分とし
てアルミニウム、コバルト、ニッケル、クロムもしくは
他の白金属金属を含む白金合金よりなるか、または場合
により酸化バリウムもしくハ酸化ニッケルでドープした
銅一クロム酸化物または場合により酸化ストロンチウム
でドープしたランタンーコバルト酸化物のような酸化物
系よりなることができる。
ならないこのような触媒層は白金もしくは合金成分とし
てアルミニウム、コバルト、ニッケル、クロムもしくは
他の白金属金属を含む白金合金よりなるか、または場合
により酸化バリウムもしくハ酸化ニッケルでドープした
銅一クロム酸化物または場合により酸化ストロンチウム
でドープしたランタンーコバルト酸化物のような酸化物
系よりなることができる。
第１図は排ガス主流に配置された本発明の測定装置の垂
直断面図である。 １・・・・・・排ガス主流、２・・・・・・測定検出端
、３・・・・・・固体電解質管、４・・・・・・カラー
、５・・・・・・外側電極、６・・・・・・内側電極、
１４・・・・・・円錐管、１６・・・・・・触媒。
直断面図である。 １・・・・・・排ガス主流、２・・・・・・測定検出端
、３・・・・・・固体電解質管、４・・・・・・カラー
、５・・・・・・外側電極、６・・・・・・内側電極、
１４・・・・・・円錐管、１６・・・・・・触媒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関から導管によって導かれる排ガス中の酸素
の存在を指示する電気的信号を発する、触媒と組合せた
測定装置において、 １端が開放し、他端が内燃機関からの排ガスにさらされ
るように閉じた管状のイオン導電性固体電解質３、 管の外面に接する第１電極５、 管の内面に接する第２電極６ からなる酸素検出要素を有し、 検出要素がさらされるガスを平衡状態に調節する触媒で
あり、かつ固体電解質３および第１電極５の外側を保護
する保護および触媒ユニットを備え、このユニットが触
媒を固体電解質から離すため固体電解質管３を離れて包
囲する網材料からなる管状隔離装置１８を含み、 このユニットを包囲する管状の支持要素１４，１５がこ
の要素と管状隔離装置１８の間に室を形成するように排
ガス流中へ拡がり、この室内に少なくとも１部触媒材料
の層で被覆した担体からなる触媒１６が配置され、 室内の排ガス流れを誘起するため、少なくとも１つの外
気に通ずる孔１７が支持要素の上部閉鎖部に配置され、
支持要素の排ガス流中へ突出する端部が少なくとも１つ
の排ガス入口孔１５を備えている ことを特徴とする排ガス中の酸素量を測定する測定装置
。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742416629 DE2416629C2 (de) | 1974-04-05 | 1974-04-05 | Meßeinrichtung für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen, vorwiegend von Verbrennungsmotoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50137591A JPS50137591A (ja) | 1975-10-31 |
| JPS587184B2 true JPS587184B2 (ja) | 1983-02-08 |
Family
ID=5912245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50041134A Expired JPS587184B2 (ja) | 1974-04-05 | 1975-04-04 | ハイガスチユウノサンソリヨウオソクテイスル ソクテイソウチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587184B2 (ja) |
| DE (1) | DE2416629C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63253991A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 凸版印刷株式会社 | エレクトロクロミツクデイスプレイの保護装置 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102091A (en) | 1976-02-24 | 1977-08-26 | Nissan Motor | Protection hood for oxygen concentration detector |
| JPS5925003Y2 (ja) * | 1976-08-31 | 1984-07-23 | 松下電器産業株式会社 | 可燃性ガス検知センサ |
| JPS5629738Y2 (ja) * | 1976-09-21 | 1981-07-15 | ||
| JPS5346084A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-25 | Nissan Motor | Oxygen sensor |
| JPS5922900B2 (ja) * | 1976-10-29 | 1984-05-29 | 日本碍子株式会社 | 主として内燃機関よりの排気ガス中の酸素分圧測定装置 |
| JPS5372687A (en) * | 1976-12-09 | 1978-06-28 | Nippon Denso Co Ltd | Oxygen concentration detector |
| FR2376292A1 (fr) * | 1976-12-30 | 1978-07-28 | Peugeot & Renault | Perfectionnement aux dispositifs de controle de la composition des gaz d'echappement d'un moteur thermique |
| DE2738756A1 (de) * | 1977-08-27 | 1979-03-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Elektrochemische messzelle |
| US4151060A (en) * | 1978-02-01 | 1979-04-24 | Westinghouse Electric Corp. | Solid state filter for gas sensors |
| JPS54141990U (ja) * | 1978-03-24 | 1979-10-02 | ||
| JPS584985B2 (ja) * | 1978-05-10 | 1983-01-28 | 株式会社日立製作所 | ガス検知素子 |
| DE2937802C2 (de) * | 1979-09-19 | 1987-02-19 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verbesserte Sonde zur Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen |
| JPS5779442A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Fuji Electric Co Ltd | Measuring method of oxygen concentration in gas |
| DE3509360A1 (de) * | 1985-02-14 | 1986-08-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur messung des sauerstoffgehalts im abgas von brennkraftmaschinen |
| JP3106971B2 (ja) * | 1996-08-21 | 2000-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサ |
| JP5982293B2 (ja) * | 2013-02-05 | 2016-08-31 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ガスセンサ素子、ガスセンサ及び排ガス浄化装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2211858A1 (de) * | 1972-03-11 | 1973-09-13 | Rolf Zinssmeister | Handgriff fuer skistoecke |
| US3870468A (en) * | 1972-06-16 | 1975-03-11 | Beckman Instruments Inc | Nitrogen dioxide analysis |
| JPS5023294A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-12 |
-
1974
- 1974-04-05 DE DE19742416629 patent/DE2416629C2/de not_active Expired
-
1975
- 1975-04-04 JP JP50041134A patent/JPS587184B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63253991A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 凸版印刷株式会社 | エレクトロクロミツクデイスプレイの保護装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2416629C2 (de) | 1983-10-27 |
| DE2416629A1 (de) | 1975-10-16 |
| JPS50137591A (ja) | 1975-10-31 |
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