CN111220675A - 气体传感器及气体浓度测定方法 - Google Patents

气体传感器及气体浓度测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气体传感器(10)，其在由固体电解质构成的结构体(14)内自气体导入口(16)开始以按顺序依次连通的方式形成有预备空腔(21)、氧浓度调节室(18)以及测定空腔(20)，以一定的周期将预备空腔(21)的预备泵单元(80)切换为ON或OFF，并对测定空腔(20)的测定泵电流Ip3进行测定。气体传感器(10)基于测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而迅速地求出测定泵电流Ip3的稳态值，由此，加快预备泵单元(80)的ON/OFF的切换周期。

Description

气体传感器及气体浓度测定方法
技术领域
本发明涉及使用氧离子传导性的固体电解质的气体传感器及气体浓度测定方法。
背景技术
以往，提出有如下气体传感器：对尾气这样的在氧存在的环境下共存的氮氧化物(NO)、氨(NH3)等多种成分的浓度进行测定。
例如，国际公开第2017/222002号中记载有一种气体传感器，其在氧离子传导性的固体电解质以隔着扩散阻力部的方式而设置有预备空腔、主空腔、副空腔以及测定空腔，并且在各空腔内设置有泵电极。在该气体传感器中，对预备空腔的预备泵单元的驱动(ON)或停止(OFF)进行切换，由此在预备空腔内切换从NH3向NO的氧化反应的进行或停止。而且，基于因NH3和NO从预备空腔向主空腔扩散的扩散速度差而产生的测定空腔内的测定电极的泵电流(以下也称为测定泵电流Ip3。)的变化，对NH3和NO的气体浓度进行测定。
发明内容
对于国际公开第2017/222002号中记载的气体传感器而言，每隔一定时间便对预备空腔的预备泵单元的ON或OFF进行切换、且获取测定泵电流Ip3。在该预备泵单元的ON或OFF的切换时，测定泵电流Ip3在过渡变动之后稳定保持为稳态值。因此，为了获取测定泵电流Ip3，需要等待直至其稳定保持为稳态值为止的时间，将预备泵单元的动作状态的切换周期设定为比直至测定泵电流Ip3稳定保持为稳态值为止的时间长。
然而，流入的尾气的状态时刻发生变化。因此，如果测定对象气体的浓度在切换周期内发生变动，则有时测定泵电流Ip3的稳态值也会发生变动。其结果，使得预备泵单元设为ON时的测定泵电流Ip3on反映出的目标成分气体的浓度、和预备泵单元设为OFF时的测定泵电流Ip3off反映出的目标成分气体的浓度有时不同。这样，如果测定空腔内的目标成分的浓度在预备泵单元的1个循环的切换周期内大幅变动，则存在如下问题：测定的前提条件不完备而导致测定精度降低。
根据本发明的一个观点，其目的在于，提供一种能够防止由测定泵电流Ip3的测定时刻延迟而引起测定精度降低的气体传感器及气体浓度测定方法。
根据本发明的一个观点，提供一种气体传感器，在氧存在的条件下对多种成分的浓度进行测定，其中，所述气体传感器具备：结构体，其由氧离子传导性的固体电解质构成；气体导入口，其形成于所述结构体，被测定气体导入至该气体导入口；预备空腔，其具有预备泵电极、且与所述气体导入口连通；氧浓度调节室内，其具有泵电极、且与所述预备空腔连通；测定空腔，其具有测定电极、且与所述氧浓度调节室连通；预备氧浓度控制机构，其基于所述预备泵电极的电压而对所述预备空腔内的氧浓度进行控制；特定成分测定机构，其在所述预备氧浓度控制机构的动作下对外侧泵电极和所述测定电极中流通的测定泵电流(Ip3)进行检测；以及目标成分获取机构，其基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3on)与所述预备氧浓度控制机构的第二动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3off)之间的变化量(ΔIp3)、以及所述测定泵电流(Ip3on)和所述测定泵电流(Ip3off)中的一方，获取被测定气体中的目标成分的浓度，所述特定成分测定机构基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的动作切换时的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值，求出所述测定泵电流(Ip3on)的稳态值或所述测定泵电流(Ip3off)的稳态值。
另外，根据本发明的另一观点，提供一种使用如下气体传感器的气体浓度测定方法，该气体传感器具备：结构体，其由氧离子传导性的固体电解质构成；气体导入口，其形成于所述结构体，被测定气体导入至该气体导入口；预备空腔，其具有预备泵电极、且与所述气体导入口连通；氧浓度调节室，其具有泵电极、且与所述预备空腔连通；测定空腔，其具有测定电极、且与所述氧浓度调节室连通；预备氧浓度控制机构，其基于所述预备泵电极的电压而对所述预备空腔内的氧浓度进行控制；特定成分测定机构，其在所述预备氧浓度控制机构的动作下对外侧泵电极和所述测定电极中流通的测定泵电流(Ip3)进行检测；以及目标成分获取机构，其基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3on)与所述预备氧浓度控制机构的第二动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3off)之间的变化量(ΔIp3)、以及所述测定泵电流(Ip3on)和所述测定泵电流(Ip3off)中的一方，获取被测定气体中的目标成分的浓度，所述气体浓度测定方法包括如下步骤：进行所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的切换控制的动作切换步骤；所述特定成分测定机构求出伴随着所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的切换控制的、所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值的步骤；所述特定成分测定机构根据预先求出的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值与所述测定泵电流(Ip3)的稳态值之间的相关关系而求出所述测定泵电流(Ip3)的稳态值的步骤；以及所述目标成分获取机构基于来自所述特定成分测定机构的所述测定泵电流(Ip3)的稳态值而获取被测定气体中的目标成分的浓度的步骤。
根据上述观点的气体传感器及气体浓度测定方法，着眼于伴随着预备空腔的预备泵单元的动作状态的切换的、测定电极的泵电流值(测定泵电流)的时间变化率而求出测定电极的泵电流值的稳态值的预测值。由此，能够在测定电极的泵电流值稳定之前求出泵电流值的稳态值。因此，能够在测定电极的泵电流值稳定保持为稳态值之前进行预备泵单元的动作状态的切换，从而能够缩短预备泵单元的动作状态的切换周期。其结果，测定泵电流Ip3的测定时刻的延迟情况减少，能够防止测定精度降低。
通过参照附图说明的以下的实施方式的说明而能够容易地了解上述目的、特征及优点。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的气体传感器的一个结构例的截面图。
图2是图1的气体传感器的框图。
图3是示意性地表示针对图1的气体传感器而将预备泵单元设为OFF时的反应的说明图。
图4是示意性地表示针对图1的气体传感器而将预备泵单元设为ON时的反应的说明图。
图5是表示图1的气体传感器的测定泵电流Ip3的获取处理的流程图。
图6是示意性地表示使预备泵单元从OFF变换为ON时的测定泵电流Ip3的变化及其时间变化率的图。
图7是表示被测定气体的NO浓度设为0ppm的条件下的、伴随着预备泵单元的动作状态的切换的测定泵电流Ip3的变化的测定结果的曲线图。
图8是表示图7的测定泵电流Ip3的时间变化率的曲线图。
图9是表示图8的测定泵电流Ip3的时间变化率的峰值与NH3浓度之间的相关关系的曲线图。
图10是表示被测定气体的NO浓度设为500ppm的条件下的、伴随着预备泵单元的动作状态的切换的测定泵电流Ip3的变化的测定结果的曲线图。
图11是表示图10的测定泵电流Ip3的时间变化率的曲线图。
图12是表示图11的时间变化率的峰值与NH3浓度之间的相关关系的曲线图。
图13是表示基于FT－IR法所得的被测定气体中的NH3浓度的变化的测定结果、和通过模拟而求出基于预备泵单元的动作切换周期设为1秒(1Hz)时的图1的气体传感器所得的NH3浓度的检测值的结果(实验例3)的曲线图。
图14是表示基于FT－IR法所得的被测定气体中的NH3浓度的变化的测定结果、和通过模拟而求出基于预备泵单元的动作切换周期设为4秒(0.25Hz)时的图1的气体传感器所得的NH3浓度的检测值的结果(比较例)的曲线图。
图15是表示第二实施方式所涉及的测定泵电流Ip3的获取处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照图1～图15，对本发明所涉及的气体传感器及气体浓度测定方法的实施方式例进行说明。另外，本说明书中，表示数值范围的“～”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义而使用。
(第一实施方式)
如图1和图2所示，本实施方式所涉及的气体传感器10具有传感器元件12。传感器元件12具有：结构体14，其由氧离子传导性的固体电解质构成；气体导入口16，其形成于上述结构体14，被测定气体导入至该气体导入口16；氧浓度调节室18，其形成于结构体14内、且与气体导入口16连通；以及测定空腔20，其形成于结构体14内、且与氧浓度调节室18连通。
氧浓度调节室18具有：主空腔18a，其设置于气体导入口16侧；以及副空腔18b，其与主空腔18a连通。测定空腔20与副空腔18b连通。此外，氧浓度调节室18可以构成为仅包括主空腔18a。
此外，该气体传感器10在结构体14中的气体导入口16与主空腔18a之间具有预备空腔21。主空腔18a经由预备空腔21而与气体导入口16连通。
上述具有多个空腔18a、18b、20、21的结构体14例如通过对由陶瓷构成的多层基板进行层叠而构成。具体而言，传感器元件12的结构体14通过自下侧开始按顺序依次对第一基板22a、第二基板22b、第三基板22c、第一固体电解质层24、隔离层26以及第二固体电解质层28这六个层进行层叠而构成。各层分别由例如氧化锆(ZrO2)等氧离子传导性固体电解质构成。
在传感器元件12的一端设置有气体导入口16。气体导入口16形成于第二固体电解质层28的下表面28b与第一固体电解质层24的上表面24a之间。
在第二固体电解质层28的下表面28b与第一固体电解质层24的上表面24a之间还形成有第一扩散速度控制部30、预备空腔21、第二扩散速度控制部32、氧浓度调节室18、第三扩散速度控制部34以及测定空腔20。在构成氧浓度调节室18的主空腔18a与副空腔18b之间设置有第四扩散速度控制部36。
气体导入口16、第一扩散速度控制部30、预备空腔21、第二扩散速度控制部32、主空腔18a、第四扩散速度控制部36、副空腔18b、第三扩散速度控制部34以及测定空腔20形成为以按照上述顺序依次连通的方式而相邻。从气体导入口16到测定空腔20的部位还称为气体流通部。
气体导入口16、预备空腔21、主空腔18a、副空腔18b以及测定空腔20以在厚度方向上将隔离层26贯穿的方式而形成。在上述空腔18a、18b、20、21的上部，第二固体电解质层28的下表面28b露出，在上述空腔18a、18b、20、21的下部，第一固体电解质层24的上表面24a露出。另外，空腔18a、18b、20、21的侧部由隔离层26或扩散速度控制部30、32、34、36区划而成。
第一扩散速度控制部30、第三扩散速度控制部34以及第四扩散速度控制部36均具备2条横长的狭缝。即，关于狭缝，在上部及下部具有在与附图的纸面垂直的方向上较长地延伸的狭缝状的开口。另外，第二扩散速度控制部32具备1条横长的狭缝。
另外，在传感器元件12的另一端(设置有气体导入口16的端部的相反侧的端部)设置有基准气体导入空间38。基准气体导入空间38形成于第三基板22c的上表面22c1与隔离层26的下表面26b之间。另外，基准气体导入空间38的侧部由第一固体电解质层24的侧面区划而成。作为基准气体，例如将氧气、大气导入至基准气体导入空间38。
气体导入口16是相对于外部空间而开口的部位，被测定气体从外部空间通过该气体导入口16而引入至传感器元件12内。
第一扩散速度控制部30是对从气体导入口16向预备空腔21导入的被测定气体施加规定的扩散阻力的部位。下文中对预备空腔21进行说明。
第二扩散速度控制部32是对从预备空腔21向主空腔18a导入的被测定气体施加规定的扩散阻力的部位。
主空腔18a设置成用于对从气体导入口16导入的被测定气体中的氧分压进行调节的空间。主泵单元40工作而对氧分压进行调节。
主泵单元40是构成为包括主泵电极42、外侧泵电极44、以及由上述电极夹持的氧离子传导性的固体电解质的电化学泵单元，还称为主电化学泵单元。主泵电极42形成于区划出主空腔18a的第一固体电解质层24的上表面24a、第二固体电解质层28的下表面28b、以及隔离层26的侧面的各自的大致整个面。外侧泵电极44形成于第二固体电解质层28的上表面。外侧泵电极44的位置优选设置为在与主泵电极42对应的区域向外部空间露出的形态。主泵电极42优选由能减弱针对被测定气体中的氮氧化物(NO)成分的还原能力的材料构成。例如，可以构成为：俯视时呈矩形的多孔质金属陶瓷电极。
利用在传感器元件12的外部具备的第一可变电源46对主泵单元40施加第一泵电压Vp1，使得第一泵电流Ip1在外侧泵电极44与主泵电极42之间流通，由此能够将主空腔18a内的氧向外部吸出、或者将外部空间的氧吸入至主空腔18a内。
另外，传感器元件12具有作为电化学传感器单元的第一氧分压检测传感器单元50。该第一氧分压检测传感器单元50构成为包括主泵电极42、基准电极48、以及由上述电极夹持的氧离子传导性的第一固体电解质层24。基准电极48是形成于第一固体电解质层24与第三基板22c之间的电极，且由与外侧泵电极44相同的多孔质金属陶瓷构成。基准电极48形成为俯视时呈矩形。另外，在基准电极48的周围设置有由多孔质氧化铝构成、且与基准气体导入空间38连通的基准气体导入层52。基准气体导入空间38的基准气体经由基准气体导入层52而向基准电极48的表面导入。在第一氧分压检测传感器单元50中，因主空腔18a内的气氛与基准气体导入空间38的基准气体之间的氧浓度差而在主泵电极42与基准电极48之间产生第一电动势V1。
在第一氧分压检测传感器单元50中产生的第一电动势V1根据主空腔18a中存在的气氛的氧分压而发生变化。传感器元件12利用上述的第一电动势V1而对主泵单元40的第一可变电源46进行反馈控制。由此，能够根据主空腔18a的气氛的氧分压而对第一可变电源46施加给主泵单元40的第一泵电压Vp1进行控制。
第四扩散速度控制部36是对被测定气体施加规定的扩散阻力、且将该被测定气体向副空腔18b导入的部位，其中，通过主空腔18a中的主泵单元40的动作而对所述被测定气体的氧浓度(氧分压)进行了控制。
副空腔18b设置成用于如下处理的空间：预先在主空腔18a中对氧浓度(氧分压)进行调节，然后，针对通过第四扩散速度控制部36而导入的被测定气体，进一步利用辅助泵单元54对氧分压进行调节。由此，能够高精度地将副空腔18b内的氧浓度保持恒定，从而能够实现高精度的NOx浓度的测定。
辅助泵单元54为电化学泵单元，其构成为包括辅助泵电极56、外侧泵电极44以及第二固体电解质层28，其中，该辅助泵电极56设置于第二固体电解质层28的下表面28b的、面对副空腔18b的大致整个区域。另外，关于辅助泵电极56，也与主泵电极42同样地利用能减弱针对被测定气体中的NOx成分的还原能力的材料而形成。
对于辅助泵单元54而言，向辅助泵电极56与外侧泵电极44之间施加所需的第二泵电压Vp2，由此能够将副空腔18b内的气氛中的氧向外部空间吸出、或者将氧从外部空间吸入至副空腔18b。
另外，为了控制副空腔18b内的气氛中的氧分压，使得电化学传感器单元构成为包括辅助泵电极56、基准电极48、第二固体电解质层28、隔离层26以及第一固体电解质层24。即，构成辅助泵控制用的第二氧分压检测传感器单元58。
在第二氧分压检测传感器单元58中，因副空腔18b内的气氛与基准气体导入空间38的基准气体之间的氧浓度差而在辅助泵电极56与基准电极48之间产生第二电动势V2。在该第二氧分压检测传感器单元58产生的第二电动势V2根据副空腔18b中存在的气氛的氧分压而发生变化。
传感器元件12基于上述第二电动势V2而对第二可变电源60进行控制，由此进行辅助泵单元54的泵送。据此，副空腔18b内的气氛中的氧分压被控制至：实质上对NOx的测定没有影响的较低的分压。
另外，与此同时，将辅助泵单元54的第二泵电流Ip2用于对第二氧分压检测传感器单元58的第二电动势V2的控制。具体而言，将第二泵电流Ip2作为控制信号而输入至第二氧分压检测传感器单元58。其结果，对第二电动势V2进行控制，且将其控制成：使得通过第四扩散速度控制部36而导入至副空腔18b内的被测定气体中的氧分压的梯度始终恒定。在将气体传感器10用作NOx传感器时，通过主泵单元40和辅助泵单元54的作用而高精度地将副空腔18b内的氧浓度保持为各条件下的规定值。
第三扩散速度控制部34是对被测定气体施加规定的扩散阻力、且将该被测定气体向测定空腔20导入的部位，其中，在副空腔18b通过辅助泵单元54的动作而对所述被测定气体的氧浓度(氧分压)进行了控制。
主要通过设置于测定空腔20的测定用泵单元61的动作而进行NOx浓度的测定。测定用泵单元61是构成为包括测定电极62、外侧泵电极44、第二固体电解质层28、隔离层26以及第一固体电解质层24的电化学泵单元。测定电极62设置于测定空腔20内的例如第一固体电解质层24的上表面24a，并由针对被测定气体中的NOx成分的还原能力高于主泵电极42的材料构成。测定电极62例如可以设为多孔质金属陶瓷电极。另外，测定电极62优选使用还作为对气氛中存在的NOx进行还原的NOx还原催化剂而发挥作用的材料。
测定用泵单元61通过在测定空腔20内且在测定电极62的周围使得氮氧化物分解而产生氧。此外，测定用泵单元61能够将因测定电极62而产生的氧吸出，并能够检测出该氧的产生量而作为测定泵电流Ip3、即传感器输出。
另外，为了检测测定空腔20内的测定电极62的周围的氧分压，电化学传感器单元、即测定用泵控制用的第三氧分压检测传感器单元66构成为包括第一固体电解质层24、测定电极62以及基准电极48。基于由第三氧分压检测传感器单元66检测出的第三电动势V3而控制第三可变电源68。
导入至副空腔18b内的被测定气体在氧分压被控制的状况下通过第三扩散速度控制部34而到达测定空腔20内的测定电极62。测定电极62的周围的被测定气体中的氮氧化物被还原而产生氧。这里产生的氧由测定用泵单元61进行泵送。此时，对第三可变电源68的第三泵电压Vp3进行控制，以使得由第三氧分压检测传感器单元66检测出的第三电动势V3恒定。在测定电极62的周围产生的氧的量与被测定气体中的氮氧化物浓度成正比。因此，能够利用测定用泵单元61的测定泵电流Ip3对被测定气体中的氮氧化物浓度进行计算。即，测定用泵单元61构成用于对测定空腔20内的特定成分(NO)的浓度进行测定的特定成分测定机构104。
另外，气体传感器10具有电化学式的传感器单元70。该传感器单元70构成为包括第二固体电解质层28、隔离层26、第一固体电解质层24、第三基板22c、外侧泵电极44以及基准电极48。能够利用借助该传感器单元70而获得的电动势Vref对传感器外部的被测定气体中的氧分压进行检测。
此外，在传感器元件12中，以由第二基板22b和第三基板22c从上下方夹持的形态而形成有加热器72。借助设置于第一基板22a的下表面22a2的未图示的加热器电极从外部供电而使得加热器72发热。加热器72发热而能够提高构成传感器元件12的固体电解质的氧离子传导性。加热器72埋设于预备空腔21、氧浓度调节室18以及测定空腔20的整个区域，能够将传感器元件12的规定位置加热至规定的温度并保温。另外，出于获得与第二基板22b以及第三基板22c之间的电绝缘性的目的而在加热器72的上下方形成由氧化铝等构成的加热器绝缘层74。以下，还将加热器72、加热器电极、加热器绝缘层74统称为加热器部。
并且，利用后述的驱动控制机构108(参照图2)进行驱动，在驱动过程中，预备空腔21作为用于调节从气体导入口16导入的被测定气体中的氧分压的空间而发挥作用。预备泵单元80工作而对氧分压进行调节。
预备泵单元80是构成为包括预备泵电极82、外侧泵电极44、以及第二固体电解质层28的电化学泵单元，其中，所述预备泵电极82设置于第二固体电解质层28的下表面28b的、面对预备空腔21的大致整个区域。
此外，关于预备泵电极82，也与主泵电极42同样地使用能减弱针对被测定气体中的NOx成分的还原能力的材料而形成。
对于预备泵单元80而言，向预备泵电极82与外侧泵电极44之间施加所需的预备泵电压Vp0，由此能够将预备空腔21内的气氛中的氧向外部空间吸出、或者将氧从外部空间吸入至预备空腔21内。
另外，气体传感器10为了控制预备空腔21内的气氛中的氧分压而具有预备泵控制用的预备氧分压检测传感器单元84。该预备氧分压检测传感器单元84具有预备泵电极82、基准电极48、第二固体电解质层28、隔离层26以及第一固体电解质层24。预备氧分压检测传感器单元84对因预备空腔21内的气氛中的氧浓度与基准气体中的氧浓度之差而产生的、预备泵电极82与基准电极48之间的电动势进行检测，并将其作为预备电动势V0。
此外，预备泵单元80利用基于由该预备氧分压检测传感器单元84检测出的预备电动势V0而对电压进行了控制的预备可变电源86进行泵送。由此，将预备空腔21内的气氛中的氧分压控制至：实质上对NOx的测定没有影响的较低的分压。
另外，与此同时，将上述预备泵电流Ip0用于对预备氧分压检测传感器单元84的预备电动势V0的控制。具体而言，将预备泵电流Ip0作为控制信号而输入至预备氧分压检测传感器单元84，并对其预备电动势V0进行控制，由此将其控制成：使得从第一扩散速度控制部30导入至预备空腔21内的被测定气体中的氧分压的梯度始终恒定。
此外，预备空腔21还作为缓冲空间而发挥作用。即，能够消除因外部空间中的被测定气体的压力变动而产生的被测定气体的浓度变动。作为这样的被测定气体的压力变动，例如，能举出汽车的尾气的排气压力的脉动等。
此外，如图2示意性所示，气体传感器10具有：氧浓度控制机构100(主氧浓度控制机构)，其对氧浓度调节室18内的氧浓度进行控制；温度控制机构102，其对传感器元件12的温度进行控制；特定成分测定机构104，其对测定空腔20内的特定成分(NO或NH3)的浓度进行测定；预备氧浓度控制机构106；驱动控制机构108；以及目标成分获取机构110。
另外，氧浓度控制机构100、温度控制机构102、特定成分测定机构104、预备氧浓度控制机构106、驱动控制机构108以及目标成分获取机构110由具有例如一个或多个CPU(中央处理单元)和存储装置等的1个以上的电子电路构成。电子电路还是由CPU执行例如存储于存储装置的程序而实现规定的功能的软件功能部。当然，还可以是根据功能将多个电子电路连接而成的FPGA(Field-Programmable Gate Array)等集成电路等。
除了上述的氧浓度调节室18、氧浓度控制机构100、温度控制机构102以及特定成分测定机构104以外，气体传感器10还具备预备空腔21、预备氧浓度控制机构106、驱动控制机构108以及目标成分获取机构110，从而能够获取NO(一氧化氮)和NH3(氨)的各自的浓度。
氧浓度控制机构100基于预先设定的氧浓度的条件、以及第一氧分压检测传感器单元50(参照图1)中产生的第一电动势V1而对第一可变电源46进行反馈控制，将氧浓度调节室18内的氧浓度调节为符合上述条件的浓度。
温度控制机构102基于预先设定的传感器温度的条件、以及来自对传感器元件12的温度进行测量的温度传感器(未图示)的测量值而对加热器72进行反馈控制，由此将传感器元件12的温度调节为符合上述条件的温度。
气体传感器10利用上述的氧浓度控制机构100及温度控制机构102以如下方式对氧浓度调节室18内的状态进行控制：将氧浓度调节室18内的NH3全部都转化为NO、且不使NO分解。
特定成分测定机构104检测并输出测定电极62与外侧泵电极44之间流通的测定泵电流Ip3。另外，特定成分测定机构104求出预备泵单元80的切换后的测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt，并对其峰值进行检测。此外，特定成分测定机构104参照第二映射114而求出从测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值至测定泵电流Ip3的稳态值为止的变化量ΔIp3，并对切换前的测定泵电流Ip3加上该变化量ΔIp3，由此求出测定泵电流Ip3的稳态值(预测值)。此外，第二映射114包括如下数据组，即，针对由伴随着预备泵单元80的ON与OFF之间的动作切换的、测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而确定的每个点，该数据组登记有与直至测定泵电流Ip3的稳态值为止的变化量ΔIp3之间的关系。另外，第二映射114还可以具备如下数据组，即，针对由伴随着预备泵单元80的ON与OFF之间的动作切换的、测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而确定的每个点，该数据组登记有与被测定气体中的NH3浓度之间的关系。第二映射114中登记的数据组使用预先通过实验或模拟而求出的关系。
预备氧浓度控制机构106基于预先设定的氧浓度的条件、以及预备氧分压检测传感器单元84(参照图1)中产生的预备电动势V0而对预备可变电源86进行反馈控制，由此，将预备空腔21内的氧浓度调节为符合条件的浓度。
并且，目标成分获取机构110基于因预备氧浓度控制机构106的第一动作从特定成分测定机构104输出的传感器输出、与因预备氧浓度控制机构106的第二动作从特定成分测定机构104输出的传感器输出之差而获取NO及NH3的各自的浓度。
此处，被测定气体中的NO及NH3根据由预备氧浓度控制机构106施加于预备泵电极82的预备电压Vp0而发生如下变化。
首先，在第一电压范围内，预备空腔21内的NH3保持NH3的状态不变。预备空腔21内的NH3保持NH3的状态不变地从第二扩散速度控制部32通过而到达氧浓度调节室18内。另外，预备空腔21内的NO保持NO的状态不变地从第二扩散速度控制部32通过而到达氧浓度调节室18内。
在第二电压范围内，预备空腔21内的NH3被氧化为NO并从第二扩散速度控制部32通过而到达氧浓度调节室18。另外，NO保持NO的状态不变地从第二扩散速度控制部32通过而到达氧浓度调节室18。
预备氧浓度控制机构106在第一动作时作为预备电压Vp0而施加第一电压Va，在第二动作时作为预备电压Vp0而输出第二电压Vb。此外，根据被测定气体的氧浓度，还有时向预备空腔21内吸入氧，在这种情况下，第一电压Va可以取负值。在未进行相对于预备空腔21内的氧的吸出或吸入的情况下，可以将第一电压Va设为Voff。
如上所述，在第一动作时，NH3成分保持NH3的状态不变地从第二扩散速度控制部32通过并反映为测定泵电流(传感器输出)Ip3。另外，在第二动作时，NH3成分以NO的状态而从第二扩散速度控制部32通过并反映为测定泵电流(传感器输出)Ip3。NH3能够比NO更快地在第二扩散速度控制部32扩散，因此，在第一动作时和第二动作时，测定泵电流(传感器输出)Ip3发生变化。它们的差值的大小反映出被测定气体中的NH3的浓度。即，能够利用NH3与NO的扩散速度差而将测定泵电流(传感器输出)Ip3分解为与NO成分和NH3成分相应的泵电流。因此，气体传感器10基于与因预备氧浓度控制机构106的第一动作和第二动作从特定成分测定机构104输出的传感器输出之差而求出NO及NH3的浓度。
接下来，参照图3及图4，对气体传感器10的处理动作进行说明。
首先，在预备氧浓度控制机构106利用驱动控制机构108而进行第一动作的期间，如图3所示，通过气体导入口16而导入的NH3到达氧浓度调节室18。在氧浓度调节室18中，利用氧浓度控制机构100而控制成使得NH3全部都转化为NO，因此，对于从预备空腔21流入至氧浓度调节室18的NH3，在氧浓度调节室18内引起从NH3氧化为NO的反应，使得氧浓度调节室18内的NH3全部都转化为NO。因此，通过气体导入口16而导入的NH3以NH3的扩散系数(例如2.2cm2/sec)从第一扩散速度控制部30及第二扩散速度控制部32通过并在氧浓度调节室18内被转化为NO，然后，以NO的扩散系数(例如1.8cm2/sec)从第三扩散速度控制部34通过并向相邻的测定空腔20内移动。
另一方面，在预备氧浓度控制机构106利用驱动控制机构108而进行第二动作的期间，如图4所示，在预备空腔21内引起从NH3向NO的氧化反应，使得通过气体导入口16而导入的NH3全部都转化为NO。因此，NH3以NH3的扩散系数从第一扩散速度控制部30通过，但是，在比预备空腔21更靠里侧的第二扩散速度控制部32以后，以NO的扩散系数通过并向测定空腔20移动。
即，预备氧浓度控制机构106从第一动作状态向第二动作状态切换，由此使得引起NH3的氧化反应的场所从氧浓度调节室18向预备空腔21转移。
引起NH3的氧化反应的场所从氧浓度调节室18向预备空腔21转移相当于：被测定气体中的NH3从第二扩散速度控制部32通过时的状态从NH3变化为NO。并且，NO、NH3具有各不相同的扩散系数，因此，以NO从第二扩散速度控制部32通过、还是以NH3从第二扩散速度控制部32通过的差异表现为向测定空腔20流入的NO的量的差异，由此使得测定用泵单元61中流通的测定泵电流Ip3发生变化。
在这种情况下，进行预备泵单元80的第二动作时的测定泵电流Ip3(Vb)、与预备泵单元80的第一动作时的测定泵电流Ip3(Va)之间的变化量ΔIp3，根据被测定气体中的NH3的浓度而唯一地确定。因此，能够根据测定泵电流Ip3(Vb)或Ip3(Va)、以及测定泵电流Ip3的变化量ΔIp3而计算出NO和NH3的各自的浓度。
目标成分获取机构110基于预备泵单元80的第一动作时的测定泵电流Ip3(Va)、与第一动作时和第二动作时的测定泵电流Ip3的变化量ΔIp3之间的第一映射112而求出NO及NH3的各自的浓度。第一映射112是表示预先通过实验或模拟而求出的变化量ΔIp3与NH3浓度之间的相关关系的数据组，由与多个不同的NO浓度对应的多个数据组构成。目标成分获取机构110基于预备泵单元80的OFF时的测定泵电流Ip3off而推断可以利用与哪一种NO浓度对应的变化量ΔIp3与NH3浓度之间的相关关系，并基于该变化量ΔIp3而求出NH3浓度。
另外，目标成分获取机构110可以预先通过实验或模拟而求出变化量ΔIp3与NH3浓度之间的关系，并根据预备泵单元80的ON时与OFF时的变化量ΔIp3而求出NH3浓度。然后，可以从根据预备泵单元80的OFF时的传感器输出而获得的NO浓度、即NO和NH3的浓度全部都转化为NO后的总NO浓度减去上述求出的NH3浓度，由此求出NO浓度。
此处，参照图5的流程图以及图6的示意图，对如上的气体传感器10的特定成分测定机构104中的测定泵电流Ip3(传感器输出)的获取处理以及基于目标成分获取机构110的目标成分的获取处理进行说明。
首先，在图5的步骤S10中，气体传感器10将预备泵单元80切换为ON(第二动作)。由此，在预备空腔21内，被测定气体中的NH3转化为NO而从第二扩散速度控制部32通过，因第二扩散速度控制部32中的NO与NH3的扩散系数的差异而使得测定用泵单元61中流通的测定泵电流Ip3发生变化。
此处，如果将预备泵单元80的动作状态从OFF切换为ON，则如图6所示，测定泵电流Ip3在因NO气体的扩散阻力、测定电极表面处的电极反应电阻、以及各泵电压控制的延迟而产生过渡变化之后稳定保持为稳态值。测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt以如下方式变化，即，在刚切换之后较大，随着时间的经过而稳定保持为恒定值。另外，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt与预备泵单元80的ON时的测定泵电流Ip3on和预备泵单元80的OFF时的测定泵电流Ip3off之差、即变化量ΔIp3大致成正比。因此，本实施方式中，着眼于测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt。
即，在图5的步骤S20中，特定成分测定机构104获取测定泵电流Ip3on的时间变化率dIp3/dt的峰值。如图6所示，测定泵电流Ip3on的时间变化率dIp3/dt的峰值在预备泵单元80的动作状态切换之后的0.5秒以内出现，与测定泵电流Ip3on稳定保持为稳态值为止的2秒左右的时间相比，能够更快地获得结果。
然后，在图5的步骤S30中，特定成分测定机构104基于步骤S20中获取的测定泵电流Ip3on的时间变化率dIp3/dt的过渡性的峰值、预先通过实验或模拟求出的时间变化率dIp3/dt的峰值、以及测定泵电流Ip3on的稳态值之间的相关关系，求出测定泵电流Ip3on的稳态值的预测值。
然后，在步骤S40中，气体传感器10将预备泵单元80切换为OFF(第一动作)。与使得测定泵电流Ip3稳定保持为稳态值为止的时间(例如2秒左右)相比，可以缩短步骤S10至步骤S30中将预备泵单元80持续保持为ON的时间，例如可以设为0.5秒左右。
预备泵单元80的动作状态从ON切换为OFF而使得被测定气体中的NH3在预备空腔21内保持原样地从第二扩散速度控制部32通过，并且，如图3所示，所述NH3在氧浓度调节室18转化为NO。基于第二扩散速度控制部32中的NO与NH3的扩散系数的差异，使得测定用泵单元61中流通的测定泵电流Ip3发生变化。
此时，将预备泵单元80的动作状态从ON切换为OFF，由此，测定泵电流Ip3在因NO气体的扩散阻力、测定电极表面处的电极反应电阻、以及各泵电压控制的延迟而产生过渡变化之后稳定保持为稳态值。另外，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt与预备泵单元80的OFF时的测定泵电流Ip3off和预备泵单元80的ON时的测定泵电流Ip3on之差、即变化量ΔIp3大致成正比。在步骤S50中，特定成分测定机构104对测定泵电流Ip3off的时间变化率dIp3/dt的过渡峰值进行测定。
在接下来的步骤S60中，特定成分测定机构104基于步骤S50中获取的测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的过渡性的峰值、预先通过实验或模拟求出的时间变化率dIp3/dt的峰值、以及测定泵电流Ip3的稳态值之间的相关关系，求出测定泵电流Ip3off的稳态值的预测值。
在接下来的步骤S70中，目标成分获取机构110基于步骤S30中求出的测定泵电流Ip3on、步骤S60中求出的测定泵电流Ip3off、以及它们的变化量ΔIp3，获取目标成分、即NH3浓度及NO浓度。
即，目标成分获取机构110基于预备泵单元80的OFF时的测定泵电流Ip3off而推断可以使用与第一映射112中的哪一种NO浓度对应的变化量ΔIp3与NH3浓度之间的相关关系，并基于该变化量ΔIp3而求出NH3浓度。然后，目标成分获取机构110从根据预备泵单元80的OFF时的传感器输出而获得的NO浓度、即NO和NH3的浓度全部都转化为NO后的总NO浓度减去上述求出的NH3浓度而求出NO浓度。
然后，在步骤S80中，气体传感器10调查有无测定结束的输入。在没有测定结束的输入的情况下，进入步骤S10。在这种情况下，与测定泵电流Ip3达到稳态值为止的时间相比，可以缩短从步骤S40开始直至切换为步骤S10为止的时间，例如可以设为0.5秒左右。
另一方面，在步骤S80中，在判断为具有测定结束的输入的情况下，气体传感器10结束测定。
如上，根据本实施方式的气体传感器10，能够缩短预备泵单元80的动作的切换周期，因此，能够防止由测定泵电流Ip3的测定时刻延迟而引起的测定精度的降低。
(实验例1)
以下，对使用本实施方式的气体传感器10的实验例进行说明。实验例1中，对于气体传感器10，供给NO浓度为0ppm且NH3浓度为0ppm、100ppm、200ppm、300ppm、400ppm以及500ppm的6种被测定气体，并求出预备泵单元80的动作状态从OFF切换为ON时的测定泵电流Ip3的时间变化率。
如图7所示，实验例1中，在15秒的时刻，对预备泵单元80的动作状态进行了切换。能够确认：无论被测定气体中的NH3浓度如何，测定泵电流Ip3on都以2秒左右而收敛为稳态值。另外，能够确认到如下趋势：NH3浓度越高，测定泵电流Ip3的斜率越大。
当针对各被测定气体而求解测定泵电流Ip3的时间变化率时，如图8所示，在预备泵单元80的15秒的切换时刻的约0.5秒之后出现时间变化率的峰值，切换后的测定泵电流Ip3on的变化越大，该峰值越大。另外，能够确认：测定泵电流Ip3的时间变化率与切换后的测定泵电流Ip3的变化量ΔIp3之间具有一定的相关性。因此，通过获取测定泵电流Ip3的时间变化率，能够在测定泵电流Ip3收敛为稳态值之前求出该稳态值。
如图9所示，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt与被测定气体中的NH3浓度大致成正比地变化。因此，还可以根据测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt而直接求出被测定气体中的NH3浓度。
(实验例2)
接下来，在实验例2中，对于气体传感器10，供给NO浓度为500ppm且NH3浓度为0ppm、100ppm、200ppm、300ppm、400ppm以及500ppm的6种被测定气体，并求出预备泵单元80的动作状态从OFF切换为ON时的测定泵电流Ip3的时间变化率。
如图10所示，即便在NO浓度设为500ppm的情况下，也能确认到如下趋势：NH3浓度越高，测定泵电流Ip3的斜率越大。另外，如图11所示，能够确认：切换后的测定泵电流Ip3on的变化越大，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值越大。因此，根据实验例2能够确认：对于混合有NO的被测定气体，也可以根据测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而求出测定泵电流Ip3on(稳态值)。另外，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值可以在0.5秒左右求出，无需等待测定泵电流Ip3收敛为稳态值就可以求出测定泵电流Ip3on。
此外，如图12所示，对于混合有NO的被测定气体，也能够确认：测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值与被测定气体中的NH3浓度之间存在相关关系。因此，还可以基于图12的相关关系并根据测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt而直接求出NO为500ppm时的NH3浓度。
(实验例3及比较例)
为了确认本实施方式的气体传感器10及气体浓度测定方法的效果，通过模拟计算而确认预备泵单元80的动作状态的切换周期设为4秒(0.25Hz)时(比较例)与设为1秒(1Hz)时(实验例3)的测定结果的差异。对于被测定气体的NO浓度及NH3浓度，图13及图14中分别用实线表示利用FT－IR法测定所得的结果。
此处，测定泵电流Ip3on及测定泵电流Ip3off是：对利用FT－IR法所得的NO浓度和NH3浓度分别乘以固有系数并相加而近似求出的。即，测定泵电流Ip3off是：对要测定的时刻t1的利用FT－IR法所得的NO浓度(t1)及NH3浓度(t1)分别乘以规定的系数并相加而求出的。另外，测定泵电流Ip3on是：对时刻t1的半个切换周期之前的时刻t2的利用FT－IR法所得的NO浓度(t2)、NH3浓度(t2)分别乘以规定的系数并相加而求出的。应予说明，此处着眼于测定泵电流Ip3on及测定泵电流Ip3off的偏差，因此，与NO浓度和NH3浓度相乘的系数的值本身适当即可。针对利用上述方法求出的测定泵电流Ip3off及测定泵电流Ip3on，图13及图14中示出了基于第一映射112而求出的NO浓度及NH3浓度。
可知：在切换周期如图13的实验例3那样为1秒(1Hz)的情况下，NO浓度及NH3浓度的测定时刻的延迟被抑制为0.5秒，测定精度的降低得以抑制。
另一方面，可知：在切换周期如图14的比较例那样为4秒(0.25Hz)的情况下，NO浓度及NH3浓度的测定时刻的延迟为2秒左右，利用FT－IR法求出的测定结果产生较大的误差。
以上说明的本实施方式的气体传感器10及气体浓度测定方法能实现以下效果。
本实施方式的气体传感器10及气体浓度测定方法中，预备氧浓度控制机构106(预备泵单元80)以比测定泵电流Ip3收敛为稳态值为止的等待时间短的周期进行第一动作(OFF)与第二动作(ON)之间的动作切换。由此，由于测定周期缩短，因此，能够抑制由测定时刻延迟而引起的测定精度的降低。
(第二实施方式)
对气体传感器10的特定成分测定机构104中的测定泵电流Ip3(传感器输出)的获取处理以及利用目标成分获取机构110获取目标成分的获取处理的另一例进行说明。
如图9及图12所示，测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值与被测定气体中的NH3浓度具有相关关系。因此，本实施方式中，特定成分测定机构104根据测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值和被测定气体中的NH3浓度的相关关系而直接求出NH3浓度。
如图15的流程图所示，在步骤S110中，气体传感器10将预备泵单元80的动作状态切换为ON。然后，在步骤S120中，特定成分测定机构104求出测定泵电流Ip3on的时间变化率dIp3/dt的峰值。
然后，在步骤S130中，特定成分测定机构104参照第二映射114并根据测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而求出被测定气体中的NH3浓度。
接下来，在步骤S140中，气体传感器10将预备泵单元80的动作状态切换为OFF。然后，在步骤S150中，特定成分测定机构104获取测定泵电流Ip3off的时间变化率dIp3/dt的峰值。
接下来，在步骤S160中，特定成分测定机构104根据步骤S150中获取的测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值而求出稳态值的测定泵电流Ip3off(预测值)。
然后，在步骤S170中，目标成分获取机构110根据测定泵电流Ip3off(预测值)而求出总NO浓度，并从该总NO浓度减去步骤S130中求出的NH3浓度，由此获取被测定气体中的目标成分、即NO的浓度。
接下来，在步骤S180中，气体传感器10检测有无测定结束的输入，在无测定结束的输入的情况下，向步骤S110返回而继续进行测定，在输入有测定结束的情况下，结束测定。
如上，本实施方式的气体传感器10及气体浓度测定方法中，特定成分测定机构104可以使用第二映射114，将实际使用中的预备氧浓度控制机构106(预备泵单元80)的动作切换时的来自特定成分测定机构104的测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值和第二映射114进行比较，获取被测定气体中的特定成分(NH3)的浓度，其中，针对预先通过实验测定所得的由伴随着预备氧浓度控制机构106(预备泵单元80)的第一动作时与第二动作时之间的动作切换的测定泵电流Ip3的时间变化率dIp3/dt的峰值确定的每个点，该第二映射114登记有与被测定气体中的特定成分的浓度之间的关系。
上述说明中举出优选的实施方式而对本发明进行了说明，但是，本发明并不限定于所述实施方式，当然也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。

Claims (10)

1.一种气体传感器，其是在氧存在的条件下对多种成分的浓度进行测定的气体传感器(10)，其中，
所述气体传感器具备：
结构体(14)，其由氧离子传导性的固体电解质构成；
气体导入口(16)，其形成于所述结构体，被测定气体导入至该气体导入口；
预备空腔(21)，其具有预备泵电极(82)、且与所述气体导入口连通；
氧浓度调节室(18)，其具有泵电极(42)、且与所述预备空腔连通；
测定空腔(20)，其具有测定电极(62)、且与所述氧浓度调节室连通；
预备氧浓度控制机构(106)，其基于所述预备泵电极的电压而对所述预备空腔内的氧浓度进行控制；
特定成分测定机构(104)，其在所述预备氧浓度控制机构的动作下对外侧泵电极(44)和所述测定电极中流通的测定泵电流(Ip3)进行检测；以及
目标成分获取机构(110)，其基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3on)与所述预备氧浓度控制机构的第二动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3off)之间的变化量(ΔIp3)、以及所述测定泵电流(Ip3on)和所述测定泵电流(Ip3off)中的一方，获取被测定气体中的目标成分的浓度，
所述特定成分测定机构基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的动作切换时的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值，求出所述测定泵电流(Ip3on)的稳态值或所述测定泵电流(Ip3off)的稳态值。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，
所述预备氧浓度控制机构以比所述测定泵电流收敛为稳态值为止的等待时间短的周期而进行第一动作与第二动作之间的动作切换。
3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其中，
所述特定成分测定机构使用映射(114)，
该映射(114)登记针对预先通过实验测定所得的、由伴随着所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的动作切换的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值而确定的点、与被测定气体中的特定成分的浓度之间的关系，
将实际使用中的所述预备氧浓度控制机构的动作切换中的来自所述特定成分测定机构的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值和所述映射进行比较，获取所述被测定气体中的特定成分的浓度。
4.根据权利要求3所述的气体传感器，其中，
所述特定成分为NH3。
5.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，
所述氧浓度调节室具备主空腔和副空腔，所述主空腔与所述预备空腔连通，所述副空腔与所述测定空腔连通。
6.一种气体浓度测定方法，其是使用如下气体传感器的气体浓度测定方法，该气体传感器具备：结构体，其由氧离子传导性的固体电解质构成；气体导入口，其形成于所述结构体，被测定气体导入至该气体导入口；预备空腔，其具有预备泵电极、且与所述气体导入口连通；氧浓度调节室，其具有泵电极、且与所述预备空腔连通；测定空腔，其具有测定电极、且与所述氧浓度调节室连通；预备氧浓度控制机构，其基于所述预备泵电极的电压而对所述预备空腔内的氧浓度进行控制；特定成分测定机构，其在所述预备氧浓度控制机构的动作下对外侧泵电极和所述测定电极中流通的测定泵电流(Ip3)进行检测；以及目标成分获取机构，其基于所述预备氧浓度控制机构的第一动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3on)与所述预备氧浓度控制机构的第二动作时的来自所述特定成分测定机构的测定泵电流(Ip3off)之间的变化量(ΔIp3)、以及所述测定泵电流(Ip3on)和所述测定泵电流(Ip3off)中的一方，获取被测定气体中的目标成分的浓度，
所述气体浓度测定方法包括如下步骤：
进行所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的切换控制的动作切换步骤；
所述特定成分测定机构求出伴随着所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的切换控制的、所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值的步骤；
所述特定成分测定机构根据预先求出的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值与所述测定泵电流(Ip3)的稳态值之间的相关关系而求出所述测定泵电流(Ip3)的稳态值的步骤；以及
所述目标成分获取机构基于来自所述特定成分测定机构的所述测定泵电流(Ip3)的稳态值而获取被测定气体中的目标成分的浓度的步骤。
7.根据权利要求6所述的气体浓度测定方法，其中，
以比所述测定泵电流(Ip3)收敛为稳态值为止的时间短的周期，反复进行所述预备氧浓度控制机构的所述第一动作与所述第二动作之间的切换控制。
8.根据权利要求6所述的气体浓度测定方法，其中，
所述特定成分测定机构使用映射，将实际使用中的所述预备氧浓度控制机构的动作切换中的来自所述特定成分测定机构的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值和所述映射进行比较，获取所述被测定气体中的特定成分的浓度，其中，所述映射登记针对预先通过实验测定所得的由伴随着所述预备氧浓度控制机构的第一动作与第二动作之间的动作切换的所述测定泵电流(Ip3)的时间变化率的峰值而确定的点、与被测定气体中的特定成分的浓度之间的关系。
9.根据权利要求8所述的气体浓度测定方法，其中，
所述特定成分为NH3。
10.根据权利要求6所述的气体浓度测定方法，其中，
所述氧浓度调节室具备主空腔和副空腔，所述主空腔与所述预备空腔连通，所述副空腔与所述测定空腔连通。
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