气体传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有绝缘性和防水性的气体传感器及其制造方法。其中，将由陶瓷烧结体形成的自发热类型的氧传感元件3收纳在壳体2内的氧传感器1，使用由绝缘性树脂形成的外装树脂材料15进行绝缘涂层，并且以覆盖与壳体端部的通气孔8a、8b连通的开口部的方式，使用树脂接合剂6a、6b贴附具有通气性的防水布5a、5b。由此，得到兼备绝缘性、防水性、热的安全性的气体中·液体中两用的气体传感器10。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体传感器及其制造方法
本专利技术，涉及一种例如检测被测量气氛中的氧浓度等的气体传感器及其制造方法。
技术介绍
以往，存在各种各样的状态下的氧浓度检测的需求，如内燃机等的排除气体中的氧浓度检测、用于的锅炉的燃烧管理的氧浓度的检测、用于防止室内缺氧的氧浓度检测等。作为检测出氧浓度的方法，已知原电池(galvaniccell)式、氧化锆固体电解质方式、磁式、波长可变半导体激光分光式等。原电池式的氧传感器，例如如专利文献1中所记载的，在装满了电解液的容器内放置由铅(Pb)等的贱金属形成的阳极和由金(Au)等贵金属形成的阴极，并且通过气体透过性隔膜将它们与外部隔开，基于透过该隔膜的氧在电解液中溶解而引起的化学反应，对与氧浓度成比例地流通的电流进行测量，并求出氧浓度。原电池式氧传感器，由于小型、轻量并且在常温下工作、而且还便宜，因此在船舱、检修孔(manhole)的缺氧状态的检查、麻醉器、检测出人工呼吸器等医疗设备中的氧浓度等广泛的领域中使用。另一方面，作为通过与上文所述的使用电解液等的检测方法不同的方法检测出氧浓度等的氧传感器，在专利文献2、3中公开了如下结构：将含有稀土类元素的氧化物超导体作为感测元件设置在流通有被测量气体的管体中，并且通过该感测元件中流通的电流值检测出被测量气体中的氧浓度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-34819号公报专利文献2：日本特开2007-85816号(专利第4714867号)公报专利文献3：日本特开2018-13403号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题原电池式的氧浓度计(氧传感器)，与上文所述的其他方式的氧浓度计相比，能够使得检测部小型化，因此能够用作便携型、可搬运型的氧传感器。另一方面，原电池式的氧传感器，虽然与其他方式相比比较便宜，但是由于使得氧气经由隔膜而溶解于电解液的结构，因此需要定期地更换损耗的电解液、被污染的隔膜，当发生故障时等存在有毒的电解液泄露到环境中的担忧。上述的由氧化物超导体形成的氧传感器，通过在感测元件的两端施加一定电压从而产生热点(hotpoint)，并且通过测量与周围的氧浓度相应地发生变化的、在感测元件中流通的电流的值，从而作为氧传感器发挥功能。该氧传感器，虽然能够实现检测部的进一步小型化，并且能够用于便携型、可搬运型，但是具有在液体(水)中无法进行工作的结构。进一步具体地，由氧化物超导体形成的氧传感器，为了保护周围设备免受具有高温的热点部的热，将感测元件设置成漂浮在耐热玻璃管的内部，并通过从感测元件两端的电极延伸出的导电导线，与设于玻璃管两端部的金属制成的外部电极(帽端子)进行物理的、电性的连接。在由氧化物超导体形成的氧传感器中，为了使得作为氧的感应部的热点与作为测量对象的气体进行接触，在金属电极部上设置了通气孔。具有这样的结构的氧传感器，雨等液体容易从通气孔进入，无法在室外等必须有防水结构的环境下使用，存在作为氧传感器的用途受到限制的技术问题。进一步，由于金属制成的外部电极暴露，因此存在如下技术问题：在海水、混凝土、培养液等导电性材料·导电性液体中，在氧传感器中流动的电流在外部电极之间发生漏电等，导致无法得到正确的传感器输出。本专利技术，鉴于上述技术问题而完成，其目的在于提供一种具备绝缘性和防水性的气体传感器及其制造方法。解决技术问题的方法作为实现上述目的，解决了上述技术问题的一个方案，具备如下的结构。即，本专利技术的气体传感器的特征在于，具备：收纳在具有通气孔的壳体内的气体传感元件；具有与所述通气孔连通的开口部并且对所述壳体进行封装的绝缘性的外装部件；以覆盖所述开口部整体的方式进行配置的过滤部件；与所述气体传感元件的端部电极连接并且引出到所述外装部件的外部的一对导线，并且，所述气体传感器通过所述气体传感元件对透过所述过滤部件的规定的气体进行检测。例如特征在于，所述过滤部件是特定的气体无法透过的透过膜。例如特征在于，所述过滤部件是透气性防水膜。例如特征在于，所述气体传感元件是由陶瓷烧结体形成的自发热类型的传感元件。例如特征在于，所述外装部件是聚氨酯系树脂材料。另外，例如特征在于，所述过滤部件，通过涂覆在所述开口部的周缘部的聚氨酯系树脂接合剂进行接合。例如特征在于，所述外装部件，成型为至少对设于所述壳体的端部的电极部进行覆盖。进一步，例如特征在于，具有在所述电极部与所述过滤部件之间，夹着由所述聚氨酯系树脂材料形成的所述外装部件之第1层，和所述聚氨酯系树脂接合剂之第2层的结构。另外，本专利技术是一种将气体传感元件收纳在具有通气孔的壳体内的气体传感器的制造方法，其特征在于，包括：使用栓部件对所述通气孔进行堵塞的步骤；使用绝缘性的外装部件对所述通气孔已被堵塞的所述壳体进行封装的步骤；在所述外装部件硬化后，将所述栓部件从所述通气孔中除去的步骤；以对形成于所述栓部件被除去后的部位且与所述通气孔连通的开口部整体进行覆盖的方式，接合过滤部件的步骤。例如特征在于，所述外装部件，成型为至少对设于所述壳体的端部的电极部进行覆盖。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种在导电性溶液中以及导电性材料中能够工作的气体中·液体中两用的气体传感器及其制造方法。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的气体传感器的外观立体图。图2是沿着A－A’矢视线切断图1的气体传感器时的剖视图。图3是构成气体传感器的氧传感器的外观立体图。图4是以时间序列示出氧传感元件的制造步骤的流程图。图5是以时间序列示出使用氧传感元件制造氧传感器的步骤的流程图。图6是以时间序列示出实施方式的气体传感器的制造步骤的流程图。图7是用于说明气体传感器的制造步骤的图。图8是用于说明气体传感器的制造步骤的图。图9是用于说明变形例1的气体传感器的图。图10是变形例3的气体传感器的外观立体图。图11是变形例4的气体传感器的外观立体图。图12是变形例5的气体传感器的分解立体图。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是本专利技术的一实施方式的气体传感器的外观立体图，图2是沿着A－A’矢视线切断图1所示的气体传感器时的剖视图。需要说明的是，在下文中，作为气体传感器，虽然列举了氧传感器的例子进行说明，但是也可以是检测对象为除了氧以外的其他气体的气体传感器。如图1以及图2所示，本实施方式的气体传感器10，通过选用氧传感器1整体被由聚氨酯等的耐热性的树脂形成的外装材料15覆盖(进行涂层)，并且，作为发挥通气性过滤器的作用和防水的效果的过滤部件，使用防水布5a、5b对配置在氧传感器1的两端部的通气孔8a、8b进行覆盖的结构，从而可确保防水性。防水布5a、5b，例如是GORE－TEX(注册商标)等的透气性膜。这里，基于如果外装材料和接合剂由相同材质构成那么固接性良好的观点，将与外装材料15相同的树脂、即、例如聚氨酯系的树脂接合剂6a、6b涂覆在通气孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器，具备：/n气体传感元件，收纳在具有通气孔的壳体内；/n绝缘性的外装部件，具有与所述通气孔连通的开口部并且对所述壳体进行封装；/n过滤部件，配置为覆盖所述开口部整体；/n一对导线，与所述气体传感元件的端部电极连接并且引出到所述外装部件的外部，并且/n所述气体传感器通过所述气体传感元件对透过所述过滤部件的规定气体进行检测。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181129 JP 2018-2242871.一种气体传感器，具备：
气体传感元件，收纳在具有通气孔的壳体内；
绝缘性的外装部件，具有与所述通气孔连通的开口部并且对所述壳体进行封装；
过滤部件，配置为覆盖所述开口部整体；
一对导线，与所述气体传感元件的端部电极连接并且引出到所述外装部件的外部，并且
所述气体传感器通过所述气体传感元件对透过所述过滤部件的规定气体进行检测。


2.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述过滤部件是特定的气体无法透过的透过膜。


3.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述过滤部件是透气性防水膜。


4.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述气体传感元件是由陶瓷烧结体形成的自发热类型的传感元件。


5.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述外装部件是聚氨酯系树脂材料。


6.如权利要求5所述的气体传感器，其特征在于，所述过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中哲郎，
申请(专利权)人：兴亚株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP