(57)【要約】【課題】固体電解質のセンサ素子を挟んだ二つの空間のガスの混合が抑止されている固体電解質センサを提供する。【解決手段】固体電解質センサ１の構成を、筒状のホルダ２０の内部空間を、固体電解質のセンサ素子１０が封止層３０を介して閉塞していることにより有底筒状体が形成されており、封止層３０が、ホルダとセンサ素子とを接合しているセラミックスの第一封止層３１と、ホルダとセンサ素子とを接合していると共に、有底筒状体によって区画されている二つの空間（内部空間Ｓ１及び外部空間Ｓ２）の一方側で第一封止層を被覆しているガラスの第二封止層３２と、ホルダとセンサ素子とを接合していると共に、第一封止層とは反対側で第二封止層を被覆しているセラミックスの第三封止層３３とを具備している構成とする。【選択図】図１
2019020290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のホルダの内部空間を、固体電解質のセンサ素子が封止層を介して閉塞していることにより有底筒状体が形成されており、
前記封止層は、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合しているセラミックスの第一封止層と、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合していると共に、前記有底筒状体によって区画されている二つの空間の一方側で前記第一封止層を被覆しているガラスの第二封止層と、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合していると共に、前記第一封止層とは反対側で前記第二封止層を被覆しているセラミックスの第三封止層と、を具備する
ことを特徴とする固体電解質センサ。
【請求項２】
使用温度範囲がＴ１℃〜Ｔ２℃であり、
前記第一封止層のセラミックス及び前記第三封止層のセラミックスは、Ｔ２℃で耐熱性を示すものであり、
前記第二封止層のガラスは、軟化点がＴ１℃より低いものである
ことを特徴とする請求項１に記載の固体電解質センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質をセンサ素子としてガス濃度を検出する固体電解質センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体電解質（イオン電導性セラミックス）をセンサ素子として、水素ガス、酸素ガス、炭酸ガス、水蒸気などのガス濃度を検出する固体電解質センサが種々提案されており、本出願人も過去に複数の提案を行っている。固体電解質センサは、同一イオンの濃度差により電位差が生じる濃淡電池の原理を使用したものであり、固体電解質を挟んだ二つの空間で検出対象のガスの濃度が異なる場合に、固体電解質に生じる起電力を測定する。二つの空間のうち、第一の空間において検出対象ガスの濃度が既知であれば、ネルンストの式により、測定された起電力とセンサ素子の温度から、第二の空間におけるガス濃度を知ることができる。或いは、第一の空間のガス濃度を一定とした状態で、第二の空間におけるガス濃度を変化させて起電力を測定して予め検量線を作成しておくことにより、ガス濃度が未知の場合の起電力の測定値から、第二の空間のガス濃度を知ることができる。
【０００３】
従って、固体電解質センサでは、固体電解質によって二つの空間が区画されている必要がある。従来の固体電解質センサでは、筒状の支持部材（ホルダ）の一端にセンサ素子を固定し、ホルダとセンサ素子との全体を有底筒状とすることにより、二つの空間を区画している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところが、センサ素子とホルダとの間を完璧に気密に封止することは、このとのほか難しく、ごく僅かな空隙が残存し易いのが実情である。センサ素子とホルダとの間にごく僅かでも空隙が存在すると、二つの空間のガスが混合してしまい、正確な測定ができない。特に、二つの空間で検出対象ガスの濃度差が大きい場合は、ガスの混合による検出結果への影響が大きい。また、検出対象ガスの分子のサイズが小さいと、空隙のサイズが極めて小さい場合であっても通過し易く、ガスの混合による検出結果への影響が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７４８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、固体電解質のセンサ素子を挟んだ二つの空間のガスの混合が抑止されている固体電解質センサの提供を、課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる固体電解質センサは、
「筒状のホルダの内部空間を、固体電解質のセンサ素子が封止層を介して閉塞していることにより有底筒状体が形成されており、
前記封止層は、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合しているセラミックスの第一封止層と、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合していると共に、前記有底筒状体によって区画されている二つの空間の一方側で前記第一封止層を被覆しているガラスの第二封止層と、
前記ホルダと前記センサ素子とを接合していると共に、前記第一封止層とは反対側で前記第二封止層を被覆しているセラミックスの第三封止層と、を具備する」ものである。
【０００８】
本構成では、センサ素子が封止層を介して筒状のホルダの内部空間を閉塞していることにより有底筒状体が形成されており、この有底筒状体によって二つの空間が区画されている。封止層は、第一封止層、第二封止層、及び第三封止層が、この順に積層されているものである。第一封止層と第三封止層は共にセラミックスの層であり、その間に挟まれた第二封止層はガラスの層である。
【０００９】
セラミックスの第一封止層及び第三封止層は、それぞれセンサ素子をホルダに支持させている層である。セラミックスには気孔が存在するため、センサ素子をホルダに固定することはできても、センサ素子とホルダとの間を完全に気密に閉塞することはできない。これに対し、本構成では、セラミックスの第一封止層と第三封止層との間にガラスの第二封止層が存在する。そのため、固体電解質センサの使用時または製造時に、ガラスの軟化点以上の温度まで加熱されると、セラミックスの気孔が軟化したガラスによって埋められる。また、セラミックスの層（第一封止層または第三封止層）とセンサ素子の表面との間にごく小さな空隙が存在していたとしても、軟化したガラスはセンサ素子の表面に密着すると共にセラミックスに密着し、その空隙を埋める。同時に、セラミックスの層とホルダの表面との間にごく小さな空隙が存在していたとしても、軟化したガラスはホルダの表面に密着すると共にセラミックスに密着し、その空隙を埋める。これにより、筒状のホルダの内部空間が、封止層を介してセンサ素子によって気密に閉塞されるため、有底筒状体で区画されている二つの空間のガスの混合が効果的に抑止される。
【００１０】
ここで、第二封止層を構成するガラスは、固体電解質センサの使用時または製造時に過度に軟化すると、センサ素子の表面に沿って流動して電極を被覆してしまったり、垂れ落ちて失われてしまったりするおそれがある。これに対し、本構成では、ガラスの第二封止層を両側からセラミックスの層が被覆している。セラミックスは耐熱性が高く、ガラスが軟化する温度では軟化しないため、仮に第二封止層のガラスが過度に軟化したとしても、その流動や垂れ落ちをセラミックスの層によって防止することができる。
【００１１】
以上のように、本構成の固体電解質センサは、セラミックスの第一封止層及び第三封止層に、ホルダの内部空間をセンサ素子によって閉塞させるための“封止”の作用と、ホルダにセンサ素子を支持させるための“固定”の作用とを兼ねさせ、第二封止層のガラスの“軟化し易さ”によって“封止”の作用を高めると共に、第二封止層の軟化し易さゆえの短所である流動や垂れ落ちをセラミックスの層で防ぐ、という構成である。なお、第一封止層のみによってもセンサ素子をホルダに固定することができ、第三封止層のみによってもセンサ素子をホルダに固定することができるが、セラミックスの層が二つあることで、“固定”の作用が強固なものとなっている。なお、封止層における積層方向が重力の方向となる向きで固体電解質センサが使用される場合、ガラスの流動や垂れ落ちを防ぐ作用は、第一封止層及び第三封止層のうち、下方に位置する方の層が主に発揮する。
【００１２】
本発明において、セラミックスに対する要請はガラスより高い耐熱性のみであるため、アルミナ、ムライト、ジルコニア、コーディエライトに例示されるセラミックスを、特に限定なく使用することができる。第一封止層のセラミックスと第三封止層のセラミックスの種類は、同じであっても異なっていても良い。
【００１３】
本発明にかかる固体電解質センサは、上記構成に加え、
「使用温度範囲の下限値がＴ１℃で上限値がＴ２℃であり、
前記第一封止層のセラミックス及び前記第三封止層のセラミックスは、Ｔ２℃で耐熱性を示すものであり、
前記第二封止層のガラスは、軟化点がＴ１℃より低いものである」ものとすることができる。
【００１４】
これは、固体電解質センサの構成を、使用温度範囲との関係で規定したものである。セラミックスは、アルミナ、ムライト、コーディエライトなど、少なくとも１２００℃で耐熱性を示す。また、一般的なガラスの軟化点は４００℃〜８５０℃である。一方、固体電解質は、その組成によってセンサとしての使用に適した温度範囲が異なるが、総じて６００℃〜１０００℃である。従って、本構成の固体電解質センサは、一般的な固体電解質センサの使用温度範囲で問題なく使用することができる。特に、従来の固体電解質センサでは、二つの空間を気密に保つことが難しく正確な測定が困難であった高温（９００℃〜１０００℃）でも、問題なく使用できる利点を有している。
【００１５】
セラミックスの気孔、ホルダの表面とセラミックスの層との間の僅かな空隙、或いは、センサ素子の表面とセラミックスの層との間の僅かな空隙が、加熱により軟化したガラスによって埋められたとしても、温度の低下に伴って再び気孔が開いたり空隙が生じたりするおそれがある。これに対し、本構成では、第二封止層のガラスとして、固体電解質センサの使用温度範囲の下限値である温度Ｔ１℃より軟化点が低いガラスを使用する。そのため、二つの空間のガス混合が防止されるべき固体電解質センサの“使用時”に、確実に二つの空間を気密に区画することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の効果として、固体電解質のセンサ素子を挟んだ二つの空間のガスの混合が抑止されている固体電解質センサを、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）本発明の第一実施形態の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図、及び、（ｂ）第一実施形態の変形例の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図である。
【図２】第一実施形態の固体電解質センサを使用し、測定ガスの酸素濃度を変化させた場合の起電力の変化を測定した結果を、測定温度と共に示す図である。
【図３】本発明の第二実施形態の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図である。
【図４】（ａ）第一実施形態の他の変形例の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図、及び、（ｂ）第二実施形態の変形例の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図である。
【図５】（ａ）第一実施形態の更なる変形例の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図、及び、（ｂ）第二実施形態の他の変形例の固体電解質センサを縦方向に中央で切断した端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第一実施形態である固体電解質センサ１について、図１を用いて説明する。ここでは、気相中のガス濃度を測定する固体電解質センサ１に、本発明を適用した場合を例示する。
【００１９】
固体電解質センサ１は、筒状のホルダ２０の内部空間を、固体電解質のセンサ素子１０が封止層３０を介して閉塞することにより有底筒状体が形成されているものであり、有底筒状体で区画されている二つの空間Ｓ１，Ｓ２のうち、内部空間Ｓ１においてセンサ素子１０の表面に設けられている内側電極４１と、外部空間Ｓ２においてセンサ素子１０の表面に設けられている外側電極４２と、を具備している。
【００２０】
封止層３０は、第一封止層３１、第二封止層３２、及び第三封止層３３からなる。第一封止層３１は、ホルダ２０とセンサ素子１０とを接合しているセラミックスの層である。第二封止層３２はガラスの層であり、ホルダ２０とセンサ素子１０とを接合していると共に、外部空間Ｓ２側で第一封止層３１を被覆している。第三封止層３３は、セラミックスの層であり、ホルダ２０とセンサ素子１０とを接合していると共に、第一封止層３１とは反対側、すなわち外部空間Ｓ２において第二封止層３２を被覆している。
【００２１】
より詳細に説明すると、ホルダ２０は円筒状であり、アルミナ等のセラミックスで形成されている。センサ素子１０は有底筒状であり、その筒状部１０ｓは円筒状である。センサ素子１０は、その開口がホルダ２０の内部で開放するように位置する状態で、封止層３０によってホルダ２０の一端側に固定されている。
【００２２】
封止層３０において、第二封止層３２は、ホルダ２０の下端部において端面から内周面にかけて当接すると共に、センサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面に当接するように、ホルダ２０とセンサ素子１０とを接合している。第三封止層３３は、センサ素子１０において第二封止層３２と接している部分と接していない部分との境界１２を越えてセンサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面に達していると共に、ホルダ２０において第二封止層３２と接している部分と接していない部分との境界２２を越えてホルダ２０の外周面に達するように、第二封止層３２の外表面（外部空間Ｓ２側の表面）の全体を外側から被覆している。
【００２３】
更に、第一封止層３１は、センサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面とホルダ２０の内周面との間に、環状に介在して両面を接合していると共に、内部空間Ｓ１において第二封止層３２に積層されている。第二封止層３２は、センサ素子１０において第一封止層３１と接している部分と接していない部分との境界１１から、ホルダ２０において第一封止層３１と接している部分と接していない部分との境界２１にかけて、第一封止層３１を全体的に被覆している。
【００２４】
固体電解質センサ１は、円筒状でホルダ２０より大径の保護管５０を更に備えており、ホルダ２０は保護管５０の内部に挿入された状態で、固定材５１によって保護管５０の内周面に固定されている。また、ホルダ２０の内部には、有底筒状体の内部空間Ｓ１に、基準ガスまたは測定ガスを導入するためのガス導入管６０が挿入されている。
【００２５】
上記構成の固体電解質センサ１の使用温度範囲の上限値Ｔ２℃は、第一封止層３１のセラミックス及び第三封止層３３のセラミックスが耐熱性を示す温度に設定される。ここで、第一封止層３１及び第三封止層３３は、セラミックス及び結合剤を含有する無機接着剤を加熱・乾燥することにより形成することができる。無機接着剤を使用することにより、ホルダ２０とセンサ素子１０との接着性を高めることができると共に、高い作業効率で第一封止層３１及び第三封止層３３を形成することができる。
【００２６】
ここで、無機接着剤に含有させる結合剤としては、コロイダルシリカ、アルカリ金属のケイ酸塩、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等の金属のリン酸塩、を例示することができる。このような無機接着剤を、加熱・乾燥して硬化させることにより、セラミックスの第一封止層及び第三封止層がそれぞれ形成される。
【００２７】
無機接着剤には、セラミックス及び結合剤に加えて、硬化剤を含有させることができる。硬化剤によって、第一封止層及び第三封止層の強度や耐水性を高めることができる。結合剤としてアルカリ金属のケイ酸塩を使用する場合、硬化剤としては、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等の酸化物や水酸化物、カルシウム、バリウム、マグネシウム等のホウ酸塩を使用可能である。結合剤として金属のリン酸塩を使用する場合、硬化剤としては、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム等の酸化物や水酸化物、カルシウムやマグネシウム等のケイ酸塩を使用可能である。一方、結合剤としてコロイダルシリカを使用する場合、そのゲル化によって硬化するため、硬化剤は特に必要とされない。
【００２８】
また、市販の無機接着剤としては、例えば、東亜合成株式会社製の耐熱性無機接着剤アロンセラミック（登録商標）を、好適に使用することができる。アルミナを主成分とするアロンセラミックＤ、シリカを主成分とするアロンセラミックＣ、ジルコニア及びシリカを主成分とするアロンセラミックＥは、何れも１１００℃〜１２００℃で耐熱性を示すため、固体電解質センサの使用温度範囲の上限値Ｔ２℃を、少なくとも１１００℃とすることができる。
【００２９】
また、第二封止層３２のガラスとしては、固体電解質センサの使用温度として設定された温度範囲の下限値Ｔ１℃より軟化点が低いガラスを使用する。通常、固体電解質センサの使用温度は６００℃以上である。従って、設定し得る下限値Ｔ１℃に対して、次の表１に示すガラスを第二封止層のガラスとして使用することができる。
【００３０】
【表１】
2019020290.tif 000003
【００３１】
このように、第二封止層３２のガラスとして、固体電解質センサ１の使用温度より軟化点が低いガラスを使用することにより、固体電解質センサ１の使用の際にガラスが軟化する。これにより、隣接しているセラミックスの層（第一封止層３１及び第三封止層３３）に気孔が存在しても、軟化したガラスが気孔を埋める。また、第一封止層３１とセンサ素子の表面との間、第一封止層３１とホルダ２０の表面との間、第三封止層３３とセンサ素子の表面との間、第三封止層３３とホルダ２０の表面との間に、それぞれ僅かな空隙が存在していたとしても、固体電解質センサ１の使用温度下で軟化したガラスがその空隙を埋める。
【００３２】
従って、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とが気密に区画されていることが要請される固体電解質センサ１の“使用時”に、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とが封止層３０によって確実に気密に区画されるため、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との間でのガスの混合を効果的に抑止することができる。
【００３３】
そして、第二封止層３２は、内部空間Ｓ１側でセラミックスの第一封止層３１で被覆されていると共に、外部空間Ｓ２側でセラミックスの第三封止層３３で被覆されている。セラミックスは、固体電解質センサ１の使用温度では軟化することはないため、第二封止層３２のガラスが過度に軟化したとしても、センサ素子１０の表面に沿って流動して外側電極４２を被覆する事態や、垂れ落ちる事態がセラミックスの層によって防止されている。ここで、図１（ａ）に示すように、第一封止層３１が第二封止層３２の上方に位置し、第三封止層３３が第二封止層３２を下方及び外方から被覆する使用態様では、主に第三封止層３３がガラスの垂れ落ちを防止する。本実施形態では、セラミックスの第三封止層３３が境界１２を越えてセンサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面に達していると共に、境界２２を越えてホルダ２０の外周面に達しており、境界１２，２２が十分に被覆されているため、軟化したガラスがこれらの境界１２，２２を介して滲み出るように流動するおそれがないものとなっている。
【００３４】
加えて、固体電解質センサ１の使用温度では軟化しないセラミックスの第一封止層３１及び第三封止層３３によって、センサ素子１０をホルダ２０にしっかりと支持させた固定状態が維持される。第一封止層３１のみ、或いは、第三封止層の３３のみによっても、センサ素子１０をホルダ２０に支持させることができるが、セラミックスの層が二つあることにより、センサ素子１０をホルダ２０に支持させている固定状態が強固なものとなっている。
【００３５】
実際に、固体電解質センサ１を使用し、内部空間Ｓ１に基準ガスを導入する一方、外部空間Ｓ２における検出対象ガスの濃度を変化させた測定ガスを導入して、起電力の変化を測定した。検出対象ガスは酸素ガスとし、測定ガスを、空気（酸素濃度約２１％）、酸素１％―窒素９９％、酸素０．１％―窒素９９．９％、窒素１００％に切り替えた。測定温度範囲の下限値は８５０℃とし上限値を１０００℃とした。この測定温度範囲は、固体電解質センサの使用温度としては、高い温度範囲である。測定結果を図２に示す。
【００３６】
図２から明らかなように、酸素濃度の変化に伴い起電力は迅速に応答して変化し、酸素濃度が一定の間は起電力も一定に保持されていた。このことから、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２との間でガスの混合はなく、第一封止層３１〜第三封止層３３からなる封止層３０によって、二つの空間が気密に区画されていることが確認された。
【００３７】
なお、第一実施形態の変形例として、図１（ｂ）に示す構成の固体電解質センサ１ｂとすることができる。固体電解質センサ１ｂでは、第二封止層３２とホルダ２０との接合部分は、ホルダ２０の端面や内周面だけではなく、ホルダ２０の下端部における外周面まで至っている。そして、第三封止層３３が境界２２を越えてホルダ２０の外周面に達すると共に、境界１２を越えてセンサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面に達するように、第二封止層３２の外表面（外部空間Ｓ２側の表面）の全体を外側から被覆している。このような構成の固体電解質センサ１ｂであっても、固体電解質センサ１と同様に上記の作用効果が発揮される。
【００３８】
次に、第二実施形態の固体電解質センサ２について、図３を用いて説明する。固体電解質センサ２は、封止層３０によるホルダ２０とセンサ素子１０との接合の仕方において、第一実施形態の固体電解質センサ１、及び、その変形例の固体電解質センサ１ｂと相違している。
【００３９】
具体的には、第二封止層３２はホルダ２０の内周面とセンサ素子１０の筒状部１０ｓの外周面との間に、環状に介在して両面を接合している。第一封止層３１も、同じくホルダ２０の内周面とセンサ素子１０の外周面との間に、環状に介在して両面を接合している。第二封止層３２は、センサ素子１０において第一封止層３１と接している部分と接していない部分との境界１１から、ホルダ２０において第一封止層３１と接している部分と接していない部分との境界２１にかけて、第一封止層３１を全体的に被覆している。
【００４０】
第三封止層３３も、同じくホルダ２０の内周面とセンサ素子１０の外周面との間に、環状に介在して両面を接合している。第三封止層３３は、センサ素子１０において第二封止層３２と接している部分と接していない部分との境界１２から、ホルダ２０において第二封止層３２と接している部分と接していない部分との境界２２にかけて、第二封止層３２を全体的に被覆している。このような固体電解質センサ２によっても、固体電解質センサ１，１ｂと同様に上記の作用効果が発揮される。
【００４１】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４２】
例えば、上記の固体電解質センサ１，１ｂ，２は、有底筒状のセンサ素子１０の開口がホルダ２０の内部で開放するように位置する状態で、封止層３０によってセンサ素子１０がホルダ２０の一端に固定されている例であった。これに限定されず、図４（ａ）に例示するように、有底筒状のセンサ素子１０の開口がホルダ２０の外部で開放するように、封止層３０によってセンサ素子１０がホルダ２０に固定されている固体電解質センサ１ｃとすることができる。このような構成であっても、ホルダ２０、封止層３０、及び、センサ素子１０によって有底筒状体が形成され、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とが区画される。図４（ａ）は、封止層３０の構成が固体電解質センサ１と同一の例であるが、封止層３０の構成が固体電解質センサ１ｂ，２とそれぞれ同一であって、且つ、有底筒状のセンサ素子１０の開口がホルダ２０の外部で開放している構成の固体電解質センサとすることもできる。
【００４３】
また、上記の固体電解質センサ１，１ｂ，２は、ホルダ２０の一端側で、ホルダ２０の内部空間をセンサ素子１０が封止層３０を介して閉塞している例であった。これに限定されず、図４（ｂ）に例示するように、センサ素子１０の全体がホルダ２０の内部空間に収まる状態で、封止層３０によってセンサ素子１０がホルダ２０に固定されている固体電解質センサ２ｂとすることができる。このような構成であっても、ホルダ２０、封止層３０、及び、センサ素子１０によって有底筒状体が形成され、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とが区画される。図４（ｂ）は、封止層３０の構成が固体電解質センサ２と同一の例であるが、封止層３０の構成が固体電解質センサ１，１ｂとそれぞれ同一であって、且つ、センサ素子１０の全体がホルダ２０の内部空間に収まる状態でホルダ２０に固定されている構成の固体電解質センサとすることもできる。
【００４４】
更に、上記の固体電解質センサ１，１ｂ，２は、センサ素子１０の形状が有底筒状の例であった。これに限定されず、平板状、柱状のセンサ素子とすることができる。センサ素子の形状によらず、センサ素子でホルダの一端を封止層を介して閉塞することにより、或いは、ホルダの中途で、その内部空間をセンサ素子が封止層を介して閉塞することにより、ホルダ、封止層、及び、センサ素子によって有底筒状体が形成され、内部空間と外部空間とが区画される。例として、円柱状のセンサ素子１０ｂが、ホルダ２０の一端を封止層３０を介して閉塞している固体電解質センサ１ｄを、図５（ａ）に示す。また、円柱状のセンサ素子１０ｂが、ホルダ２０の中途でその内部空間を封止層３０を介して閉塞している固体電解質センサ２ｃを、図５（ｂ）に示す。
【００４５】
有底筒状のセンサ素子１０であれば、底部の両面に内側電極４１と外側電極４２を設け、底部の厚さを小さくして内側電極４１と外側電極４２との距離を小さく抑えて温度差を抑制しつつ、有底筒状の筒状部１０ｓで、封止層３０と接触させる面積を広く確保することができるため、封止層３０による封止を確実なものとし易いと共に、封止層３０を設ける作業がし易い利点がある。一方、円柱状のセンサ素子１０ｂであれば、その外周面において封止層３０と接触させる面積を広く確保することができるため、封止層３０による封止を確実なものとし易いと共に、センサ素子１０ｂが中実で機械的強度が高い利点がある。
【符号の説明】
【００４６】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ  固体電解質センサ
２，２ｂ，２ｃ  固体電解質センサ
１０，１０ｂ  センサ素子
２０  ホルダ
３０  封止層
３１  第一封止層（封止層）
３２  第二封止層（封止層）
３３  第三封止層（封止層）
４１  内側電極
４２  外側電極
Ｓ１  内部空間
Ｓ２  外部空間
【図１】
2019020290.tif 000004
【図２】
2019020290.tif 000005
【図３】
2019020290.tif 000006
【図４】
2019020290.tif 000007
【図５】
2019020290.tif 000008