气体传感器及保护罩制造技术

气体传感器(100)具备：传感器元件(110)；内侧保护罩(130)，其内部具有传感器元件室(124)且配设有元件室入口(127)和元件室出口(138a)；以及外侧保护罩(140)，其配设有外侧入口(144a)和外侧出口(147a)。作为外侧保护罩与内侧保护罩这二者之间的空间而形成有第一气体室(122)及未与第一气体室直接连通的第二气体室(126)。外侧入口的合计截面积A[mm

【技术实现步骤摘要】
气体传感器及保护罩
本专利技术涉及气体传感器及保护罩。
技术介绍
以往，已知对汽车的尾气等被测定气体中的NOx、氧等规定气体的浓度进行检测的气体传感器。例如，专利文献1中记载有如下气体传感器，该气体传感器具备：外侧保护罩；以及有底筒状的内侧保护罩，其配置于外侧保护罩与传感器元件之间并将传感器元件的前端覆盖。专利文献1中记载有如下外侧保护罩，该外侧保护罩具备：多个第一外侧气体孔，被测定气体从这些第一外侧气体孔流入；以及第二外侧气体孔，被测定气体从该第二外侧气体孔流出。另外，专利文献1中记载有如下内容，即，将内侧保护罩的形状设为规定的形状而能够同时兼顾气体浓度检测的响应性和传感器元件的保温性。另外，专利文献2中记载有如下内容，即，在上述气体传感器中，将第一外侧气体孔的合计截面积S1与第二外侧气体孔的合计截面积S2之比、即截面积比S1/S2的值设为超过2.0且为5.0以下，由此能够进一步提高气体浓度检测的响应性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/192945号小册子专利文献2：日本特开2017－223620号公报
技术实现思路
但是，气体浓度检测的响应性还根据在气体传感器的周边流动的被测定气体的流速而发生变化，在流速较低的情况下(例如小于2m/s)，存在响应性容易降低的问题。另外，如果想要提高响应性，则有时保温性会降低。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于，减小被测定气体的低流速时的响应性降低的可能性，并且，减小保温性降低的可能性。本专利技术为了实现上述主要目的而采用了以下手段。本专利技术的气体传感器具备：传感器元件，该传感器元件具有供被测定气体导入的气体导入口，能够检测从该气体导入口流入至内部的该被测定气体的特定气体浓度；内侧保护罩，该内侧保护罩在内侧具有内部用于配置所述传感器元件的前端及所述气体导入口的传感器元件室，并且该内侧保护罩配设有作为相对于该传感器元件室的入口的1个以上的元件室入口、以及作为相对于该传感器元件室的出口的1个以上的元件室出口；以及外侧保护罩，该外侧保护罩配设于所述内侧保护罩的外侧，并且配设有作为所述被测定气体从外部进入的入口的1个以上的外侧入口、以及作为所述被测定气体向外部排出的出口的1个以上的外侧出口，作为所述外侧保护罩与所述内侧保护罩这二者之间的空间而形成有：第一气体室，该第一气体室是所述外侧入口与所述元件室入口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分；以及第二气体室，该第二气体室是所述外侧出口与所述元件室出口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分、且未与所述第一气体室直接连通，所述外侧入口的合计截面积A[mm2]、所述元件室入口的合计截面积B[mm2]、所述元件室出口的合计截面积C[mm2]以及所述外侧出口的合计截面积D[mm2]满足B＞A＞C＞D，并且，所述合计截面积A与所述合计截面积D之比即截面积比A/D的值超过2.0且为5.0以下，所述合计截面积A～D的积即A×B×C×D的值为3000以上8500以下。关于该气体传感器，在气体传感器的周围流动的被测定气体从外侧保护罩的外侧入口流入，经过第一气体室及元件室入口而到达传感器元件室内的气体导入口。另外，传感器元件室内的被测定气体从元件室出口经过第二气体室而从外侧保护罩的外侧出口流出。此时，在截面积比A/D的值超过2.0的情况下，从外侧入口流入的被测定气体的流量因合计截面积A较大而容易增大，想要从外侧出口流入(倒流)的被测定气体的流量因合计截面积D较小而容易减小。根据上述内容，气体导入口周边的空间容易由流入的被测定气体置换。因此，特定气体浓度检测的响应性得到提高。另外，如果合计截面积D过小，则有时从外侧出口流出的被测定气体的流量减小而导致响应性降低，不过，在截面积比A/D的值为5.0以下的情况下，能够减小这样的响应性降低的可能性。但是，在被测定气体的流速为低流速的情况下，由于从外侧入口流入的被测定气体的流量较小，因此，从外侧入口向传感器元件室内流入的被测定气体的流量本身较小。这样，在被测定气体的流速为低流速的情况下，如果合计截面积A～D满足B＞A＞C＞D，则被测定气体的流动变得顺畅，从外侧入口流入的大部分被测定气体向传感器元件室内流入，流入至传感器元件室内的大部分被测定气体从外侧出口流出而不会倒流。即，因合计截面积B大于合计截面积A而使得从外侧入口流入的大部分气体经过元件室入口而向传感器元件室内流入，从而容易增大向传感器元件室内流入的被测定气体的流量。另外，因合计截面积A大于合计截面积C而容易使得想要从元件室出口流入(倒流)的被测定气体的流量减小。此外，因合计截面积C大于合计截面积D而容易使得想要从外侧出口流入(倒流)的被测定气体的流量减小。根据上述内容，即便在被测定气体的流速为低流速的情况下，气体导入口周边的空间也容易由流入的被测定气体置换。因此，即便在被测定气体的流速为低流速的情况下，也能够不以保温性越降低则越增大各出入口的合计截面积A～D的方式提高特定气体浓度检测的响应性。此外，如果合计截面积A～D之积即A×B×C×D的值为3000以上，则不会出现A～D中的任1个以上的值极小或者A～D整体过小的情况，因此，被测定气体的流动变得顺畅，能够提高特定气体浓度检测的响应性。另外，如果A×B×C×D的值为8500以下，则不会出现A～D中的任1个以上的值极大或者A～D整体过大的情况，因此，还能够减小保温性降低的可能性。据此，关于该气体传感器，能够减小被测定气体的低流速时的响应性降低的可能性，并且，能够减小保温性降低的可能性。关于本专利技术的气体传感器，所述截面积比A/D的值优选为2.5以上，更优选为3.0以上，进一步优选为3.4以上。截面积比A/D越大，特定气体浓度检测的响应性越容易提高。关于本专利技术的气体传感器，合计截面积A可以设为10mm2以上，并且可以设为30mm2以下。另外，合计截面积B可以设为15mm2以上，并且可以设为50mm2以下。另外，合计截面积C可以设为5mm2以上，并且可以设为15mm2以下。另外，合计截面积D可以设为1.6mm2以上，并且可以设为10mm2以下。关于本专利技术的气体传感器，所述外侧保护罩可以形成为具有侧部和底部的有底筒状的形状，所述外侧出口可以不配设于所述外侧保护罩的侧部。此处，当存在配设于外侧保护罩的侧部的外侧出口时，有时响应性根据侧部的外侧出口与周围的被测定气体的流动方向之间的位置关系而发生变化。例如，在侧部的外侧出口与被测定气体的流向平行且趋向上游而开口的情况下，在周围流动的被测定气体会妨碍想要从外侧保护罩内经过侧部的外侧出口而向外部流出的被测定气体的流动，响应性容易降低。如果因这样的侧部的外侧出口与周围的被测定气体的流向之间的位置关系而引起的响应性的变化较大，则有时响应性因例如气体传感器的安装朝向而降低。通过不将外侧出口配设于侧部而能够减弱气体传感器的安装朝向对响应性造成的影响。在这种情况下，所述外侧出口可以配设于所述底部、以及所述侧部与所述底部的边界的角部中的至少一方。另外，所述外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器，其特征在于，具备：/n传感器元件，该传感器元件具有供被测定气体导入的气体导入口，能够检测从该气体导入口流入至内部的该被测定气体的特定气体浓度；/n内侧保护罩，该内侧保护罩在内侧具有内部用于配置所述传感器元件的前端及所述气体导入口的传感器元件室，并且该内侧保护罩配设有作为相对于该传感器元件室的入口的1个以上的元件室入口、以及作为相对于该传感器元件室的出口的1个以上的元件室出口；以及/n外侧保护罩，该外侧保护罩配设于所述内侧保护罩的外侧，并且配设有作为所述被测定气体从外部进入的入口的1个以上的外侧入口、以及作为所述被测定气体向外部排出的出口的1个以上的外侧出口，/n作为所述外侧保护罩与所述内侧保护罩这二者之间的空间而形成有：第一气体室，该第一气体室是所述外侧入口与所述元件室入口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分；以及第二气体室，该第二气体室是所述外侧出口与所述元件室出口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分、且未与所述第一气体室直接连通，/n所述外侧入口的合计截面积A、所述元件室入口的合计截面积B、所述元件室出口的合计截面积C以及所述外侧出口的合计截面积D满足B＞A＞C＞D，并且，所述合计截面积A与所述合计截面积D之比即截面积比A/D的值超过2.0且为5.0以下，所述合计截面积A～D的积即A×B×C×D的值为3000以上8500以下，其中，合计截面积A、B、C、D的单位为mm...

【技术特征摘要】
20191003 JP 2019-1830731.一种气体传感器，其特征在于，具备：
传感器元件，该传感器元件具有供被测定气体导入的气体导入口，能够检测从该气体导入口流入至内部的该被测定气体的特定气体浓度；
内侧保护罩，该内侧保护罩在内侧具有内部用于配置所述传感器元件的前端及所述气体导入口的传感器元件室，并且该内侧保护罩配设有作为相对于该传感器元件室的入口的1个以上的元件室入口、以及作为相对于该传感器元件室的出口的1个以上的元件室出口；以及
外侧保护罩，该外侧保护罩配设于所述内侧保护罩的外侧，并且配设有作为所述被测定气体从外部进入的入口的1个以上的外侧入口、以及作为所述被测定气体向外部排出的出口的1个以上的外侧出口，
作为所述外侧保护罩与所述内侧保护罩这二者之间的空间而形成有：第一气体室，该第一气体室是所述外侧入口与所述元件室入口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分；以及第二气体室，该第二气体室是所述外侧出口与所述元件室出口之间的所述被测定气体的流路的至少一部分、且未与所述第一气体室直接连通，
所述外侧入口的合计截面积A、所述元件室入口的合计截面积B、所述元件室出口的合计截面积C以及所述外侧出口的合计截面积D满足B＞A＞C＞D，并且，所述合计截面积A与所述合计截面积D之比即截面积比A/D的值超过2.0且为5.0以下，所述合计截面积A～D的积即A×B×C×D的值为3000以上8500以下，其中，合计截面积A、B、C、D的单位为mm2。


2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述截面积比A/D的值为2.5以上。


3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，
满足以下条件中的1个以上的条件，即，所述合计截面积A为10mm2以上30mm2以下、或者所述合计截面积B为15mm2以上50mm2以下、或者所述合计截面积C为5mm2以上15mm2以下、或者所述合计截面积D为1.6mm2以上10mm2以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体传感器，其特征在于，
所述外侧保护罩形成为具有侧部和底部的有底筒状的形状，
所述外侧出口未配设于所述外侧保护罩的侧部。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的气体传感器，其特征在于，
所述内侧保护罩形成为具有侧部和底部的有底筒状的形状，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立洋介，大森丈史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP