DE102015100421A1

DE102015100421A1 - NOx Sensor

Info

Publication number: DE102015100421A1
Application number: DE102015100421.6A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Wakazono; Masaki Nakagawa; Takashi Konno
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-07-23
Also published as: JP6359436B2; JP2015155887A

Abstract

Aufgabe: Verringern des Fehlers des Ip2-Stroms, der Alkalimetallen, die in einer porösen Schutzschicht eines Gasfeststellabschnitts enthalten sind, zugeschrieben werden kann. Mittel zur Lösung: Ein NOx-Sensor umfasst ein Gassensorelement, das einen Gasfeststellabschnitt aufweist, und an dem Umfang des Gasfeststellabschnitts ist eine poröse Schutzschicht bereitgestellt. Die Menge der Alkalimetalle, die in der porösen Schutzschicht enthalten sind, ist geringer als 150 ppm.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen NOx-Sensor.
Vorbekannter Stand der Technik
Herkömmlich wurde ein NOx-Sensor verwendet, um die Konzentration von Stickoxid (NOx-Gas), das in Abgas, welches von einem Verbrennungsmotor abgegeben wird, enthalten ist, zu messen. Es ist ein NOx-Sensor bekannt, der ein längliches plattenförmiges Gassensorelement (nachstehend auch als "NOx-Sensorelement" bezeichnet) umfasst, das durch Aufschichten mehrerer Keramikschichten (zum Beispiel ein Festelektrolytelement und ein Aluminiumoxidsubstrat) erhalten wird (Patentdokument 1). An dem vorderen Ende des NOx-Sensorelements ist ein Gasfeststellabschnitt bereitgestellt, der verschiedene Arten von Messkammern zur Feststellung der Konzentration des NOx-Gases umfasst.
Es ist bekannt, dass ein derartiges NOx-Sensorelement eine sogenannte Ip2-Zelle (eine zweite Pumpzelle) umfasst, und ein mit der NOx-Konzentration des Abgases korrespondierender Strom fließt durch die Ip2-Zelle. Angesichts dessen wird die NOx-Gas-Konzentration aus dem Strom, der durch die Ip2-Zelle fließt, bestimmt.
Außerdem ist eine Technik zur Bildung einer porösen Schutzschicht um den Gasfeststellabschnitt bekannt, um die Erzeugung eines Risses in dem NOx-Sensorelement zu verhindern, wobei der Riss andernfalls erzeugt würde, wenn Wassertröpfchen, die in dem Abgas enthalten sind, an dem NOx-Sensorelement (insbesondere an dem Gasfeststellabschnitt) anhaften würden (Patentdokument 2).
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift (kokai) Nr. 2013-40922
Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift (kokai) Nr. 2013-104706

Kurzdarstellung der Erfindung
Problem, das die Erfindung lösen soll
Doch die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass das Bereitstellen der porösen Schutzschicht um den Gasfeststellabschnitt des NOx-Sensorelements insofern ein Problem mit sich bringt, als der Strom, der durch die Ip2-Zelle fließt, einen großen Fehler enthalten kann. Insbesondere kann die gemessene NOx-Gaskonzentration aufgrund des Umstands, dass der Strom, der durch die Ip2-Zelle fließt, ein sehr kleiner Strom in der Größenordnung von nA (Nanoampere) ist, einen großen Messfehler enthalten, wenn der sehr geringe Stromfluss auch nur einen kleinen Fehler (Fehlerstrom) enthält.
Mittel zur Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und kann auf die folgenden Weisen ausgeführt werden.

(1) Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein NOx-Sensor bereitgestellt, der ein Gassensorelement, das einen Gasfeststellabschnitt umfasst, der eine Messkammer, eine erste Pumpzelle, und eine zweite Pumpzelle aufweist; und eine poröse Schutzschicht, die den Umfang des Gasfeststellabschnitts umgibt, umfasst. Ein zu messendes Gas wird in die Messkammer eingebracht. Die erste Pumpzelle weist ein Festelektrolytelement und ein Paar von ersten Elektroden, die auf dem Festelektrolytelement gebildet sind, auf und pumpt Sauerstoff aus dem zu messenden Gas, das in die Messkammer eingebracht wird, und pumpt Sauerstoff in die Messkammer. Die zweite Pumpzelle weist ein Festelektrolytelement und ein Paar von zweiten Elektroden, die auf dem Festelektrolytelement gebildet sind, auf; durch die zweite Pumpzelle fließt ein Strom, der der NOx-Gas-Konzentration des zu messenden Gases in der Messkammer entspricht, wofür das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff durch die erste Pumpzelle durchgeführt wurde, welche in der ersten Messkammer vorhanden ist. Dieser Gassensor ist dadurch gekennzeichnet, dass die Menge eines Alkalimetalls, das in der porösen Schutzschicht enthalten ist, in einen bestimmten zulässigen Bereich fällt, und der zulässige Bereich weniger als 150 ppm beträgt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass dann, wenn die poröse Schutzschicht Alkalimetalle wie Na und K in einer Menge enthält, die gleich oder größer als ein bestimmter zulässiger Bereich ist, die Sauerstoffbewegungsfunktion der zweiten Pumpzelle in dem NOx-Sensorelement durch die Alkalimetalle beeinflusst wird, und der Strom, der durch die zweite Pumpzelle fließt und der NOx-Gas-Konzentration des zu messenden Gases in der Messkammer entspricht, mit einem großen Fehler verbunden ist.
Angesichts dessen ist die Menge eines Alkalimetalls, das in der porösen Schutzschicht enthalten ist, bei dem vorliegenden NOx-Sensor so eingerichtet, dass sie kleiner als 150 ppm ist, was ein Wert innerhalb des bestimmten zulässigen Bereichs ist. Daher kann der Einfluss auf die Sauerstoffbewegungsfunktion der zweiten Pumpzelle verringert werden und kann der Fehler des Stromflusses, der durch die zweite Pumpzelle fließt, verkleinert werden.

(2) Bei dem oben beschriebenen NOx-Sensor kann der zulässige Bereich auf 120 ppm oder weniger gerichtet sein.

Aufgrund dieser Gestaltung kann der Fehler des durch die zweite Pumpzelle fließenden Stroms, der dem Alkalimetall zugeschrieben werden kann, verkleinert werden.

(3) Bei dem oben beschriebenen NOx-Sensor kann der zulässige Bereich auf 100 ppm oder weniger gerichtet sein.

Aufgrund dieser Gestaltung kann der Fehler des durch die zweite Pumpzelle fließenden Stroms, der dem Alkalimetall zugeschrieben werden kann, weiter verkleinert werden.

(4) Der oben beschriebene NOx-Sensor kann so gestaltet sein, dass die poröse Schutzschicht einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, der zwei oder mehr Schichten umfasst, und dass die Menge eines Alkalimetalls, das in jeder Schicht der porösen Schutzschicht enthalten ist, in den bestimmten zulässigen Bereich fällt.

Aufgrund dieser Gestaltung wird die Menge eines Alkalimetalls, das in jeder Schicht enthalten ist, ausreichend klein. Daher kann der Fehler des Stroms, der durch die zweite Pumpzelle fließt, noch weiter verkleinert werden. Im Besonderen wird vorzugsweise nicht nur die Menge eines Alkalimetalls, das in einer inneren Schicht der porösen Schutzschicht in Kontakt mit dem Gassensorelement enthalten ist, sondern auch die Menge eines Alkalimetalls, das in ihrer äußeren Schicht enthalten ist, auf eine Menge innerhalb des bestimmten zulässigen Bereichs gerichtet. Dies hat den folgenden Grund. Falls die Menge eines Alkalimetalls, das in der äußeren Schicht enthalten ist, in den bestimmten zulässigen Bereich fällt, ist es möglich, das Auftreten einer Erscheinung, zu verhindern, bei der sich das Alkalimetall bei Anhaften von Wasser an dem Gassensorelement in dem Wasser, das an der äußeren Schicht anhaftet, löst und als Ergebnis einer Permeation des Wassers durch die Schutzschicht die innere Schicht erreicht und so das oben beschriebene Problem auftritt.

(5) Der oben beschriebene NOx-Sensor kann so gestaltet sein, dass die Messkammer eine erste Messkammer, in die das zu messende Gas durch einen ersten Diffusionswiderstandsabschnitt eingebracht wird, und eine zweite Messkammer, in die das zu messende Gas, wofür das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff in der ersten Messkammer durchgeführt wurde, durch einen zweiten Diffusionswiderstandsabschnitt eingebracht wird, umfasst; und die erste Pumpzelle führt das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff für das zu messende Gas, das in die erste Messkammer eingebracht wurde, durch, und ein Strom, der der NOx-Gas-Konzentration des zu messenden Gases, das in die zweite Messkammer eingebracht wurde, entspricht, fließt durch die zweite Pumpzelle.

Selbst in einem NOx-Sensor, bei dem die Messkammer eine erste Messkammer und eine zweite Messkammer umfasst, die erste Pumpzelle das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff für das zu messende Gas durchführt, das in die erste Messkammer eingebracht wurde, und ein Strom durch die zweite Pumpzelle fließt, der der NOx-Gas-Konzentration des zu messende Gases entspricht, das in die zweite Messkammer eingebracht wurde, kann der Einfluss auf die Sauerstoffbewegungsfunktion der zweiten Pumpzelle verringert werden und der Fehler des Stroms, der durch die zweite Pumpzelle fließt, kann verkleinert werden, da die Menge eines Alkalimetalls, das in der porösen Schutzschicht enthalten ist, so eingerichtet ist, dass sie kleiner als 150 ppm ist, was ein Wert innerhalb des bestimmten zulässigen Bereichs ist.
Insbesondere kann die vorliegende Erfindung in verschiedener Weise ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in der Form eines Gassensorelements, eines Gassensors, einer Gasfeststellvorrichtung, die den Gassensor umfasst, eines Fahrzeugs, an dem die Gasfeststellvorrichtung angebracht ist, eines Herstellungsverfahrens dafür usw. ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht, die den inneren Aufbau eines Gassensors zeigt.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild eines Gassensorelements zeigt.
3 ist eine Schnittansicht eines Gasfeststellabschnitts des Gassensorelements.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Bildung einer porösen Schutzschicht.
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Na-Gehalt einer äußere porösen Schutzschicht und dem Ip2-Versatz zeigt.
6 ist ein Diagramm, das den Einfluss verschiedener Arten von Alkalimetallen auf den Ip2-Versatz zeigt.
7 ist ein Diagramm, das den Ip2-Versatz in dem Fall zeigt, in dem für die äußere poröse Schicht andere Keramikteilchen als Spinell verwendet werden.
Weisen zur Ausführung der Erfindung
A. Der Aufbau eines NOx-Sensors
1 ist eine schematische Schnittansicht, die den inneren Aufbau eines NOx-Sensors nach einer Ausführungsform zeigt. Dieser NOx-Sensor 200 umfasst ein Gassensorelement 210, das sich in der Richtung einer Achsenlinie CL erstreckt. Das Gassensorelement 210 ist auf eine solche Weise in einer Bohrung 218 eines Metallgehäuses 217 angeordnet, dass es sich durch einen Keramikhalter 219, Talk 220 und eine Keramikhülse 221 erstreckt. An der Außenfläche des Gassensorelements 210 sind mehrere Elektroden 222 so bereitgestellt, dass sie sich an seinem hinteren Ende befinden. Diese Elektroden 222 stehen mit Anschlussklemmen 224, die an den vorderen Enden von Leitungsdrähten 223 bereitgestellt sind, welche sich von einer externen Schaltung (nicht gezeigt) erstrecken, in Kontakt und sind elektrisch damit verbunden. Ein Gasfeststellabschnitt 211, der verschiedene Messkammern aufweist, um die Konzentration von NOx-Gas zu messen, ist an einem vorderen Endabschnitt (einem unteren Endabschnitt in der Zeichnung) des Gassensorelements 210 bereitgestellt. Der Umfang des Gasfeststellabschnitts 211 ist von einer porösen Schutzschicht 212 bedeckt.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild des Gassensorelements 210 zeigt. Das Gassensorelement 210 ist ein Laminat, das durch aneinander-Schichten eines plattenförmigen Elementabschnitts 240 und einer plattenförmigen Heizeinrichtung 250 gebildet ist. An einem Ende (dem hinteren Ende) des Gassensorelements 210, das zu dem Gasfeststellabschnitt 211 entgegengesetzt ist, sind an jeder aus einer ersten und einer zweiten Hauptfläche 231 und 232 des Gassensorelements 210 mehrere Elektroden 222 gebildet. Im Besonderen ist die poröse Schutzschicht 212 (1), die den Gasfeststellabschnitt 211 bedeckt, in 2 weggelassen.
3 ist eine Schnittansicht des Gasfeststellabschnitts 211. Der Gasfeststellabschnitt 211 umfasst eine erste Pumpzelle 105, die ein Paar von ersten Elektroden 103 und 104 an einem ersten Festelektrolytelement 102 aufweist; eine zweite Pumpzelle 109, die ein Paar von zweiten Elektroden 107 und 106 an einem zweiten Festelektrolytelement 106 aufweist; und eine Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle 113, die ein Paar von dritten Elektroden 111 und 113 an einem dritten Festelektrolytelement 110 aufweist. Zwischen dem zweiten Festelektrolytelement 106 und dem dritten Festelektrolytelement 110 ist eine Bezugssauerstoffkammer 114 bereitgestellt. Eine der zweiten Elektroden (zweite Außenelektrode) 108 und eine der dritten Elektroden (Bezugselektrode) 112 sind auf eine solche Weise in der Bezugssauerstoffkammer 114 angeordnet, dass sie zueinander gewandt sind. Eine isolierende Schutzschicht 115, die aus einem elektrisch isolierenden porösen Material gebildet ist, ist so in der Bezugssauerstoffkammer 114 bereitgestellt, dass sie sich zwischen den beiden Elektroden 108 und 112 befindet. Dadurch verhindert die isolierende Schutzschicht 115, dass die beiden Elektroden 108 und 112 während der Herstellung des Gassensors als Ergebnis einer Verformung der Bezugssauerstoffkammer miteinander in Kontakt gelangen.
Zwischen dem ersten Festelektrolytelement 102 und dem zweiten Festelektrolytelement 106 ist eine erste Messkammer 130 bereitgestellt. An dem Eingang (dem linken Ende in 3) der ersten Messkammer 130 ist ein erster Diffusionswiderstandsabschnitt 131 bereitgestellt. Abgas EX, das ein zu messendes Gas darstellt, wird durch den ersten Diffusionswiderstandsabschnitt 131 von außen her in die erste Messkammer 130 eingebracht. Sauerstoff wird durch die erste Pumpzelle 105 aus der ersten Messkammer 130 und in sie hinein gepumpt. An dem Ausgang (dem rechten Ende in 3) der ersten Messkammer 130 ist eine zweite Messkammer 140 gebildet. Die zweite Messkammer 140 steht durch einen zweiten Diffusionswiderstandsabschnitt 141 mit der ersten Messkammer 130 in Verbindung. Diese zweite Messkammer 140 ist zwischen dem ersten Festelektrolytelement 102 und dem zweiten Festelektrolytelement 106 gebildet und dringt durch das dritte Festelektrolytelement 110.
Wenn die NOx-Gas-Konzentration gemessen wird, fließt in der Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle 113 ein sehr kleiner Strom von der Bezugselektrode 112 zu der Feststellelektrode 111. Daher kann Sauerstoff in dem Abgas von der Feststellelektrode 111 in der ersten Messkammer 130, die als negative Elektrode dient, Elektronen erhalten und der Sauerstoff wird zu Sauerstoffionen. Die Sauerstoffionen strömen durch das dritte Festelektrolytelement 110 und bewegen sich in die Bezugssauerstoffkammer 114. Im Besonderen wird als Ergebnis des Stromflusses zwischen der Feststellelektrode 111 und der Bezugselektrode 112 Sauerstoff in der ersten Messkammer 130 zu der Bezugssauerstoffkammer 114 geführt. Als Ergebnis wird die Bezugssauerstoffkammer 114 bei einer bestimmten Sauerstoffkonzentration gehalten. Außerdem fließt ein Strom (Ip2-Strom), der der NOx-Gas-Konzentration in der zweiten Messkammer 140 entspricht, durch die zweite Pumpzelle 109 (Ip2-Zelle). Eine externe Sensorsteuervorrichtung (nicht gezeigt) stellt den Ip2-Strom, der durch die zweite Pumpzelle 109 fließt, fest und bestimmt aus dem Stromwert die NOx-Gas-Konzentration in dem Abgas.
Der Umfang des Gasfeststellabschnitts 211 ist von der porösen Schutzschicht 212 bedeckt. Im Besonderen ist die poröse Schutzschicht 212 so gebildet, dass sie den gesamten Umfang des Gasfeststellabschnitts 211 an dem vorderen Ende des Gassensorelements 210 bedeckt. Bei dem Beispiel, das in 3 gezeigt ist, weist die poröse Schutzschicht 212 einen Doppelschichtaufbau auf, der aus einer inneren porösen Schicht 213 und einer äußeren porösen Schicht 214 besteht. Diese porösen Schichten 213 und 214 weisen Poren auf, die einen dreidimensionalen Netzaufbau aufweisen und die Permeation von Gas gestatten. Vorzugsweise ist die innere poröse Schicht 213 so gestaltet, dass sie eine Porosität aufweist, die höher als jene der äußeren Schicht 214 ist. In diesem Fall werden vergiftende Stoffe und Wassertröpfchen wirksam durch die äußere poröse Schicht 214 gefangen, die eine geringe Porosität aufweist. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass vergiftende Stoffe und Wassertröpfchen den Gasfeststellabschnitt 211 erreichen. Und da die Wärmeisolierleistung der inneren porösen Schicht 213 hoch ist, ist es selbst dann, wenn die Seite der äußeren porösen Schicht 214 durch Anhaften von Wasser abgekühlt wird, weniger wahrscheinlich, dass der Gasfeststellabschnitt 211 rasch abgekühlt wird. Daher ist es möglich, wirksam zu verhindern, dass das durch ein Anhaften von Wasser beschädigt wird.
Die innere poröse Schicht 213 kann durch Brennen einer Keramikteilchen und Keramikfasern enthaltenden Aufschlämmung gebildet werden, wobei die Aufschlämmung durch Eintauchen, Drucken, Aufsprühen oder ein ähnliches Verfahren an das Gassensorelement 210 aufgebracht und dann gebrannt wird. Die Keramikteilchen können Teilchen einer oder mehrerer Arten von Keramik sein, die aus der Gruppe gewählt werden, welche aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Spinell, Zirconiumoxid, Mullit, Zirkon, Cordierit, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und Titanoxid besteht. Die Keramikfasern können Fasern einer oder mehrerer Arten von Keramik sein, die aus der Gruppe gewählt werden, welche aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Spinell, Zirconiumoxid, Mullit, Zirkon, Cordierit, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und Titanoxid besteht. Als Ergebnis des Sinterns der Aufschlämmung, die Keramikteilchen und Keramikfasern enthält, können in der Skelettstruktur der inneren porösen Schicht 213 Poren gebildet werden. Und wenn eine Aufschlämmung, die ein ausbrennbares porenbildendes Material enthält, gebrannt wird, werden als Ergebnis der Beseitigung des porenbildenden Materials beim Sintern Poren gebildet. Daher kann die Porosität der inneren porösen Schicht 213 erhöht werden. Beispiele für ein porenbildendes Material umfassen Kohlenstoff, Harzperlen, und Teilchen eines organischen oder anorganischen Bindemittels. Vorzugsweise fällt die Porosität der inneren porösen Schicht 213 in einen Bereich von, zum Beispiel, 50 bis 75 %.
Die äußere poröse Schicht 214 kann durch Brennen einer oder mehrerer Arten von Keramikteilchen, die aus der Gruppe gewählt werden, welche aus Aluminiumoxid, Spinell, Zirconiumoxid, Mullit, Zirkon und Cordierit besteht, gebildet werden. Wenn eine Aufschlämmung, die diese Keramikteilchen enthält, gebrannt wird, wird das organische oder anorganische Bindemittel, das in Zwischenräumen zwischen den Keramikteilchen vorhanden ist oder in der Aufschlämmung vorhanden ist, beim Sintern beseitigt. Als Ergebnis werden in der Skelettstruktur der äußeren porösen Schicht 214 Poren gebildet. Vorzugsweise fällt die Porosität der äußeren porösen Schicht 214 in einen Bereich von, zum Beispiel, 30 bis 50 %.
Im Besonderen ist der Aufbau der porösen Schutzschicht 212 nicht auf den oben beschriebenen Doppelschichtaufbau beschränkt und kann die poröse Schutzschicht 212 einen Einzelschichtaufbau oder einen mehrschichtigen Aufbau, der drei oder mehr Schichten umfasst, aufweisen. In diesem Fall kann jede der Schichten, die die poröse Schutzschicht 212 bilden, eine poröse Schicht sein, die aus einer gasdurchlässigen Keramik besteht. Zum Beispiel können selektiv verschiedene Arten von Schichten einschließlich der oben beschriebenen inneren und äußeren porösen Schicht 213 und 214 verwendet werden.
B. Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung der porösen Schutzschicht und dem Ip2-Versatz
Wie oben beschrieben wird die NOx-Gas-Konzentration in dem Abgas aus dem Ip2-Strom bestimmt, der durch die zweite Pumpzelle 109 (die Ip2-Zelle) von 2 fließt. Der Ip2-Strom ist ein sehr kleiner Strom in der Größenordnung von nA (Nanoampere). Daher kann die gemessene NOx-Gas-Konzentration einen großen Messfehler enthalten, wenn der sehr kleine Strom auch nur einen kleinen Fehler (Fehlerstrom) enthält. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass dann, wenn die poröse Schutzschicht Alkalimetalle wie Na und K in einer Menge enthält, die gleich oder größer als ein bestimmter zulässiger Bereich ist, die Sauerstoffbewegungsfunktion der zweiten Pumpzelle 109 in dem NOx-Sensorelement durch die Alkalimetalle beeinflusst wird und der Ip2-Strom mit einem großen Fehler verbunden ist.
Um den Fehler des Ip2-Stroms, der der Zusammensetzung der porösen Schutzschicht 212 zugeschrieben werden kann, zu verringern, wird der Alkalimetallgehalt jeder Unterschicht der porösen Schutzschicht 212 vorzugsweise auf einen Wert von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet. Im Besonderen bedeutet "ppm" in der vorliegenden Beschreibung Gewichts-ppm. Im Allgemeinen umfassen die Alkalimetalle Li, Na, K, Rb, und Cs. Vorzugsweise fällt die Summe der Mengen dieser Alkalimetalle in den oben beschriebenen zulässigen Bereich. Doch vermutlich weisen von diesen Alkalimetallen Na und K einen großen Einfluss auf den Ip2-Strom auf, und weisen die anderen Alkalimetalle einen verhältnismäßig geringen Einfluss auf den Ip2-Strom auf. Daher können die Mengen der Alkalimetalle so bestimmt werden, dass die Summe der Mengen von Na und K in den oben beschriebenen zulässigen Bereich fällt.
Vermutlich beeinflussen die Alkalimetalle den Ip2-Strom durch den folgenden Mechanismus. Wenn die poröse Schutzschicht 212 Alkalimetalle wie etwa Na in einer großen Menge enthält, unterstützen die Alkalimetalle die Bewegung von Sauerstoff in den Festelektrolytelementen 102, 106 und 110 des Gasfeststellabschnitts 211. Als Ergebnis nimmt der Ip2-Strom zu. Entsprechend kann eine solche Zunahme des Ip2-Stroms durch Verringern des Alkalimetallgehalts der porösen Schutzschicht 212 auf ein bestimmtes Maß oder weniger unterdrückt werden.
Die Mengen der Alkalimetalle, die in der porösen Schutzschicht 212 enthalten sind, können verringert werden, indem das Material der porösen Schutzschicht 212 mit einem Ionenaustauschharz behandelt wird. Die Mengen der Alkalimetalle nach der Ionenaustauschbehandlung können durch Kombinieren einer oder mehrerer von drei Maßnahmen verringert werden; d.h., (a) Erhöhen der Menge des verwendeten Ionenaustauschharzes, (b) Verlängern der Behandlungszeit (Rührzeit) der Ionenaustauschbehandlung, und (c) Erhöhen der Menge des Wassers, das in einer Aufschlämmung für die Ionenaustauschbehandlung enthalten ist.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Bildung der porösen Schutzschicht 212 bei einem Beispiel. Bei dem vorliegenden Beispiel wird die doppelschichtige poröse Schutzschicht 212, die unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, verwendet. Als Materialien für die innere poröse Schicht 213 wurden Aluminiumoxidteilchen, Aluminiumoxidfasern und Aluminiumoxidsol verwendet. Als Materialien für die äußere poröse Schicht 214 wurden Aluminiumoxidteilchen, Spinell(MgAl₂OI₄)-Teilchen und Aluminiumoxidsol verwendet.
In Schritt S110 wurde zuerst eine Aufschlämmung (eine Aufschlämmung, die einer Ionenaustauschbehandlung unterzogen werden soll) angefertigt, indem den einzelnen pulverförmigen Materialien der porösen Schutzschicht 212 Wasser hinzugefügt wurde. In Schritt S120 wurden die Alkalimetalle durch Verwendung eines Ionenaustauschharzes entfernt. Vorzugsweise werden diese Schritte S110 und S120 für jedes der einzelnen Materialien der porösen Schutzschicht 212 durchgeführt. Doch bei der Zusammensetzung der porösen Schutzschicht 212, die bei dem Beispiel verwendet wurde, war in den anderen Materialien als in den Spinellteilchen kein Alkalimetall enthalten. Die Verarbeitung der Schritte S110 und S120 wurde nur für die Spinellteilchen durchgeführt. Als Ionenaustauschharz kann ein stark saures Kationenaustauschharz verwendet werden. Bei dem Beispiel wurde das von der Organo Corp. erhältliche Amberlite (Warenzeichen der Organo Corp.) verwendet. Nach dieser Ionenaustauschbehandlung wurde in Schritt S130 eine Trocknung durchgeführt, um das Wasser zu beseitigen.
In Schritt S140 wurden eine Aufschlämmung A zur Bildung der inneren porösen Schicht 213 und eine Aufschlämmung B zur Bildung der äußeren porösen Schicht 214 wie folgt angefertigt.
Anfertigung der Aufschlämmung A
20 Vol.-% Aluminiumoxidteilchen (durchschnittliche Teilchengröße: 0,1 µm), 20 Vol.-% Aluminiumoxidfasern, 60 Vol.-% Kohlepulver (durchschnittliche Teilchengröße: 20,0 µm) und 10 Gew.-% Aluminiumoxidsol (externer Zusatzstoff) wurden gewogen, und Ethanol wurde hinzugefügt, worauf ein Rühren folgte, wodurch eine Aufschlämmung mit einer passenden Viskosität angefertigt wurde. Die durchschnittliche Körnchengröße wurde durch eine Laserbeugung/Streuanalyse erhalten.
Anfertigung der Aufschlämmung B
40 Vol.-% Aluminiumteilchen (durchschnittliche Teilchengröße: 0,1 µm), 60 Vol.-% Spinellteilchen (durchschnittliche Teilchengröße: 40,0 µm) und 10 Gew.-% Aluminiumoxidsol (externer Zusatzstoff) wurden gewogen, und Ethanol wurde hinzugefügt, worauf ein Rühren folgte, wodurch eine Aufschlämmung mit einer passenden Viskosität angefertigt wurde. Die durchschnittliche Körnchengröße wurde durch eine Laserbeugung/Streuanalyse erhalten.
In Schritt S150 wurde zuerst die Aufschlämmung A für die innere poröse Schicht 213 durch Eintauchen so auf die Flächen (Vorder- und Rückfläche und entgegengesetzte Seitenflächen) eines vorderen Endabschnitts des Gassensorelements 210 aufgebracht, dass die Aufschlämmung A eine Schicht mit einer Dicke von 150 µm bildete. Das Gassensorelement 210 wurde in einem Trockenofen, dessen Temperatur auf 200 °C eingerichtet war, mehrere Stunden lang getrocknet, um das überschüssige organische Lösemittel in der Aufschlämmung A zu verflüchtigen. Anschließend wurde die Aufschlämmung B für die äußere poröse Schicht 214 durch Eintauchen oder Aufsprühen so auf die Oberfläche der inneren porösen Schicht 213 aufgebracht, dass die Aufschlämmung B eine Schicht mit einer Dicke von 350 µm bildete. Danach wurde das Gassensorelement 210 in einem Trockenofen, dessen Temperatur auf 200 °C eingerichtet war, mehrere Stunden lang getrocknet, um das überschüssige organische Lösemittel in der Aufschlämmung B zu verflüchtigen. In Schritt S160 wurden die innere poröse Schicht 213 und die äußere poröse Schicht 214 drei Stunden bei 1100 °C in der Atmosphäre gebrannt.
Im Besonderen wurden durch Regulieren der Menge des Ionenaustauschharzes und der Behandlungszeit der Ionenaustauschbehandlung in Schritt S120 mehrere Versuchsstücke hergestellt, die sich voneinander hinsichtlich des Na-Gehalts der porösen Schutzschicht 212 (insbesondere der äußeren porösen Schutzschicht 214) unterschieden.
5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Experiments zeigt, das durchgeführt wurde, um die Beziehung zwischen dem Na-Gehalt der äußeren porösen Schutzschicht 214 und dem Ip2-Versatz herauszufinden. Der "Ip2-Versatz" bezieht sich auf einen Feststellwert (ppm) der NOx-Gas-Konzentration für den Fall, in dem das Gas, das der Feststellung unterzogen wird, kein NOx-Gas enthält. Insbesondere ist der Ip2-Versatz dann, wenn der Ip2-Strom null beträgt, ebenfalls null, und nimmt der Ip2-Versatz (der Wert der NOx-Gas-Konzentration) dann, wenn der Ip2-Strom nicht null beträgt, entsprechend einen Wert an, der nicht null beträgt. Im Besonderen wurde zu der Zeit der tatsächlichen Feststellung der NOx-Gas-Konzentration von Abgas die NOx-Gas-Konzentration unter Berücksichtigung dieses Ip2-Versatzes festgestellt.
Wie in 5 gezeigt wurden für jede von fünf Arten von Gassensorelementen mit unterschiedlichen Na-Konzentrationen in der äußeren porösen Schicht 214, d.h., 300 ppm, 150 ppm, 100 ppm, 80 ppm und "unmessbar", mehrere Versuchsstücke angefertigt. Unter Verwendung der so angefertigten Versuchsstücke wurde ein Experiment durchgeführt. Im Besonderen bedeutet "unmessbar", dass die Na-Konzentration gleich oder kleiner als die Feststellgrenze eines Verfahrens zur Messung der Na-Konzentration (ICP-Emissionsspektralanalyse) war. Der Wert der Na-Konzentration jedes Versuchsstücks ist ein Wert, der durch sein Abrunden auf die nächstliegende Zehnergröße erhalten wurde. Die Messung der Na-Konzentration wurde durch den folgenden Vorgang durchgeführt.
Vorgang der Messung der Na-Konzentration

(1) Die äußere poröse Schicht 214 wurde von dem Gassensorelement 210 abgelöst, und 0,5 g der abgelösten äußeren porösen Schicht 214 wurden gewogen und in einen Pt-Tiegel gegeben.
(2) 15 ml einer Schwefelsäurelösung (Wasser: Schwefelsäure = 1:3) wurden in den Pt-Tiegel gegossen.
(3) Der Pt-Tiegel wurde in einem Behälter aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) gegeben, und zur Abdichtung wurde daran ein Deckel angebracht.
(4) Der Behälter aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) wurde in einen Behälter aus Edelstahl gegeben, und zur Abdichtung wurde daran ein Deckel angebracht.
(5) Der Behälter aus Edelstahl wurde in einem Thermostatenbad von 230 °C angeordnet und 16 Stunden lang erhitzt (die Temperatur des Bads wurde 16 Stunden lang bei 230 °C behalten, wobei die Zeiten des Temperaturanstiegs und abfalls nicht inbegriffen waren). Dadurch wurde die Probe aufgelöst.
(6) Der aufgelösten Probe wurde Wasser hinzugefügt, um eine Probe von 100 ml zu erhalten.
(7) An dieser Probe wurde durch Verwendung der ICP-Emissionsspektrumsanalyse (ICP-AES) eine qualitative Analyse der Elemente vorgenommen und ein Na-Konzentrationsequivalent, das durch das Na des Versuchs erhalten wurde, wurde aufgezeichnet. Im Besonderen wurde aus der äußeren porösen Schicht 214 kein anderes Alkalimetall als Na festgestellt.
(8) Aus dem Konzentrationsequivalent wurde mittels einer vorab erhaltenen Kalibrierungskurve die tatsächliche Na-Konzentration bestimmt.

Die Messung des Ip2-Versatzes wurde durch Verwendung von NOx-Sensoren zur Bewertung, bei denen einzig das Gassensorelement 210 mit der an seinem vorderen Ende gebildeten porösen Schutzschicht 212 an dem Metallgehäuse 217 usw. angebracht war (1), durchgeführt. Jeder der NOx-Sensoren zur Bewertung wurde in der Atmosphäre betrieben, der Ip2-Strom gemessen, und der Ip2-Versatz (der Wert, der der NOx-Gas-Konzentration entspricht) erhalten. Dabei wurde durch Verwendung der Heizeinrichtung 250 eine derartige Temperatursteuerung vorgenommen, dass der Widerstand der Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle 113 300 Ω erreichte.
Wie in 5 gezeigt beträgt der Ip2-Versatz (der Wert, der der NOx-Gas-Konzentration entspricht) im Fall der Versuchsstücke, bei denen die Na-Konzentration der äußeren porösen Schicht 214 300 ppm beträgt, 5 ppm oder mehr, und ist er äußerst groß. Im Fall der Versuchsstücke, bei denen die Na-Konzentration 150 ppm beträgt, beträgt der Ip2-Versatz 3 ppm oder mehr, und ist er immer noch groß. Wenn die Na-Konzentration indessen geringer als 150 ppm ist, wird der Ip2-Versatz kleiner als 3 ppm, was ein ausreichend geringes Ausmaß für die praktische Verwendung ist. Außerdem wird angenommen, dass bei einer Verringerung der Na-Konzentration auf 120 ppm oder ein geringeres Ausmaß eine ziemlich gute Leistung erzielt wird. Wenn die Na-Konzentration auf 100 ppm oder ein geringeres Ausmaß verringert wird, erreicht der Ip2-Versatz 2 ppm oder weniger und werden beträchtlich gute Eigenschaften erhalten. Es lässt sich auch verstehen, dass der Ip2-Versatz bei jedem der Versuchsstücke, bei denen die Na-Konzentration 100 ppm, 80 ppm oder unmessbar beträgt, innerhalb eines engen Bereichs von 0 bis 2 ppm stabil ist. Angesichts der Ergebnisse dieses Experiments wird die Na-Konzentration der äußeren porösen Schicht 214 vorzugsweise auf ein Ausmaß von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet.
6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Experiments zur Untersuchung der Einflüsse verschiedener Arten von Alkalimetallen auf den Ip2-Versatz zeigt. Bei diesem Experiment wurde für jedes von Versuchsstücken, bei denen an dem Gasfeststellabschnitt 211, der nicht von einer porösen Schutzschicht 212 bedeckt war, jeweils Körnchen von vier Arten von Alkalimetallsalzen (Na₂SiO₃, NaCl, K₂CO₃, Na₂CO₃) angebracht waren, und ein Versuchsstück, bei dem an dem Gasfeststellabschnitt 211 keine Körnchen von Alkalimetallsalzen angebracht waren, die Veränderung des Ip2-Versatzes im Lauf der Zeit gemessen. Insbesondere wurde ein NOx-Sensor zur Bewertung (ein Versuchsstück), bei dem einzig das Gassensor 210, an dem keine poröse Schutzschicht 212 gebildet war, an dem Metallmantel 217 angebracht war, hergestellt und sein Ip2-Versatz in der Atmosphäre gemessen. Außerdem wurden bei jedem der Versuchsstücke Körnchen (Größe: 100 µm bis 200 µm) eines entsprechenden Alkalimetallsalzes an jener Seitenfläche des Festelektrolytelements 106, an der die zweite Pumpzelle 109 (Ip2-Zelle) gebildet war, angebracht, wobei es sich bei dieser Seitenfläche um eine der Seitenflächen des NOx-Sensors handelte. Der Ip2-Versatz jedes Versuchsstücks wurde in der Atmosphäre gemessen. Dabei wurde durch Verwendung der Heizeinrichtung 250 eine derartige Temperatursteuerung vorgenommen, dass der Widerstand der Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle 113 300 Ω erreichte.
Im Fall des NOx-Sensors zur Bewertung, bei dem keine Körnchen von Alkalimetallsalzen angebracht waren ("nicht angebracht" in 6), betrug der Ip2-Versatz etwa 0 ppm. Indessen erreichte der Ip2-Versatz im Fall der Versuchsstücke, bei denen Körnchen von K₂CO₃ oder Na₂CO₃ angebracht waren, etwa 10 ppm. Außerdem erreichte der Ip2-Versatz im Fall der Versuchsstücke, bei denen Körnchen von Na₂SiO₃ oder NaCl angebracht waren, etwa 40 ppm. Daraus wurde bestätigt, dass nicht nur Na, sondern auch K einen beträchtlichen nachteiligen Einfluss auf den Ip2-Versatz ausüben kann.
Angesichts der in 6 und 5 gezeigten Ergebnisse der Experimente wird die Summe der Mengen von Na und K in jeder Unterschicht der porösen Schutzschicht 212 vorzugsweise auf ein Ausmaß von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet. Aus den in 6 gezeigten Resultaten wird vermutet, dass andere Alkalimetalle (Li, Rb, Cs) ebenfalls nachteilige Einflüsse auf den Ip2-Versatz ausüben können. Angesichts dieses Punkts wird die gesamte Menge der Alkalimetalle in jeder Unterschicht der porösen Schutzschicht 212 vorzugsweise auf ein Ausmaß von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet.
7 zeigt den Ip2-Versatz in dem Fall, in dem für die äußere poröse Schicht 214 andere Keramikteilchen als Spinell verwendet werden. Bei diesem Experiment wurde für jedes von Versuchsstücken, bei denen anstelle von Spinell selektiv eine von fünf Arten von Keramikteilchen (Mullit, SiO₂, MgO, Y₂O₃, und Al₂O₃) als Keramikteilchen der äußeren porösen Schicht 214 verwendet wurde, ein Versuch vorgenommen, der dem in 5 gezeigten Versuch ähnlich war. Das Verfahren zur Bildung der porösen Schutzschicht 212 ist das gleiche wie das Verfahren, das unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde. Bei jeder der fünf Arten von Keramikteilchen wurde die Menge der Alkalimetalle auf 100 ppm oder weniger eingerichtet. Aus den Ergebnissen des Experiments, die in 7 gezeigt sind, lässt sich verstehen, dass der Ip2-Versatz auch in dem Fall, in dem andere Keramikteilchen als Spinell verwendet wurden, einen kleinen Wert (2 ppm oder kleiner) erreicht, der mit jenem im Fall der Verwendung von Spinell vergleichbar ist ("Na unmessbar" in 5). Entsprechend wird auch in dem Fall, in dem andere Keramikteilchen als Spinell verwendet werden, wie im Fall der Verwendung von Spinell die Menge der Alkalimetalle vorzugsweise auf ein Ausmaß von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet.
Im Besonderen wurde ein Experiment zur Bildung der porösen Schutzschicht 212 durchgeführt. Insbesondere wurden mehrere Versuchsstücke hergestellt, bei denen die poröse Schutzschicht 212 durch Durchführen der Schritte S140 bis S160 auf die gleiche Weise wie bei dem vorliegenden Beispiel unter Verwendung eines Pulvermaterials aus Spinellteilchen, das nicht den oben beschriebenen Schritten S110 und S120 unterzogen worden war, gebildet wurde, ohne die Schritte S110 bis S130 durchzuführen. In diesem Fall wurde der Na-Gehalt (die Na-Konzentration) der äußeren porösen Schicht 214 jedes der mehreren hergestellten Versuchsstücke durch den oben beschriebenen Na-Konzentrations- Messvorgang erhalten. Die gemessenen Na-Konzentrationen fielen in einen Bereich von 170 ppm bis 240 ppm. Das heißt, im Fall der Bildung der porösen Schutzschicht 2112 unter Verwendung des Pulvermaterials aus Spinellteilchen ohne Ionenaustauschbehandlung fällt die Menge der Alkalimetalle nicht in den zulässigen Bereich von weniger als 150 ppm.
C. Abwandlungen
Die vorliegende Erfindung ist im Besonderen nicht auf das Beispiel und die Ausführungsform, die oben beschrieben wurden, beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden, ohne von dem Kern der Erfindung abzuweichen.
Abwandlung 1:
Die poröse Schutzschicht 212 kann einen einschichtigen Aufbau oder einen mehrschichtigen Aufbau, der drei oder mehr Schichten umfasst, aufweisen. Jede Unterschicht der porösen Schutzschicht 212 kann eine beliebige von verschiedenen anderen Zusammensetzungen als jenen bei dem oben beschriebenen Beispiel aufweisen. Im Besonderen wird in dem Fall, in dem die poröse Schutzschicht 212 einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, der zwei oder mehr Schichten umfasst, die Menge der Alkalimetalle für jede Schicht vorzugsweise auf ein Ausmaß von weniger als 150 ppm, noch besser auf 120 ppm oder weniger, und insbesondere auf 100 ppm oder weniger eingerichtet. Dies kann den Fehler des Ip2-Stroms, der durch die zweite Pumpzelle fließt, welcher Fehler den Alkalimetallen zugeschrieben werden kann, weiter verringern. Im Besonderen lautet der Grund, warum nicht nur der Alkalimetallgehalt der inneren Schicht der porösen Schutzschicht 212 in Kontakt mit dem Gassensorelement, sondern auch der Alkalimetallgehalt ihrer äußeren Schicht vorzugsweise so festgelegt wird, dass er in den bestimmten zulässigen Bereich fällt, wie folgt. In dem Fall, in dem der Alkalimetallgehalt der äußeren Schicht in den bestimmten zulässigen Bereich fällt, ist es möglich, das Auftreten einer Erscheinung, bei der sich die Alkalimetalle bei Anhaften von Wasser an dem Gassensorelement in dem Wasser, das an der äußeren Schicht anhaftet, lösen und als Ergebnis einer Permeation des Wassers durch die Schutzschicht die innere Schicht erreichen und das oben beschriebene Problem auftritt, zu verhindern.
Abwandlung 2
Das Sensorelement des NOx-Sensors kann einen beliebigen der verschiedenen Aufbauten der oben beschriebenen Ausführungsform aufweisen. Zum Beispiel beträgt die Anzahl der Festelektrolytschichten, die das NOx-Sensorelement bilden, bei der oben beschriebenen Ausführungsform drei. Die Anzahl der Festelektrolytschichten kann jedoch zwei betragen. Der Aufbau eines NOx-Sensorelements, das zwei Festelektrolytschichten umfasst, ist zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (kokai) Nr. 2004-354400 (3) beschrieben. Bei diesem Aufbau ist die Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle nicht in der ersten Messkammer bereitgestellt, sondern in der zweiten Messkammer bereitgestellt.
Ferner weist das NOx-Sensorelement bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine erste und eine zweite Messkammer auf. Das NOx-Sensorelement ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann ein NOx-Sensorelement sein, das nur eine Messkammer aufweist.
Bezugszeichenliste

100: Gassensorelement
102: erstes Festelektrolytelement
103, 104: erste Elektrode
105: erste Pumpzelle
106: zweites Festelektrolytelement
107, 108: zweite Elektrode
109: zweite Pumpzelle
110: drittes Festelektrolytelement
111: dritte Elektrode (Feststellelektrode)
112: dritte Elektrode (Bezugselektrode)
113: Sauerstoffkonzentrationsfeststellzelle
114: Bezugssauerstoffzelle
115: isolierende Schutzschicht
130: erste Messkammer
131: erster Diffusionswiderstandsabschnitt
140: zweite Messkammer
141: zweiter Diffusionswiderstandsabschnitt
210: Gassensorelement
211: Gasfeststellabschnitt
212: poröse Schutzschicht
213: innere poröse Schicht
214: äußere poröse Schicht
217: Metallmantel
218: Durchgangsöffnung
219: Keramikhalter
220: Talk
221: Keramikhülse
222: Elektrodenfeld
223: Leitungsdraht
224: Anschlussklemme
231: erste Hauptfläche
232: zweite Hauptfläche
240: Elementabschnitt
250: Heizeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-40922 [0004]
JP 2013-104706 [0004]
JP 2004-354400 [0052]

Claims

NOx-Sensor, aufweisend ein Gassensorelement, das einen Gasfeststellabschnitt und eine poröse Schutzschicht, die einen Umfang des Gasfeststellabschnitts bedeckt, aufweist, wobei der Gasfeststellabschnitt aufweist: eine Messkammer, in die ein zu messendes Gas eingebracht wird; eine erste Pumpzelle, die ein Festelektrolytelement und ein Paar von ersten Elektroden, die auf dem Festelektrolytelement gebildet sind, aufweist und die Sauerstoff aus dem zu messenden Gas, das in die Messkammer eingebracht wird, pumpt und Sauerstoff in die Messkammer pumpt; und eine zweite Pumpzelle, die ein Festelektrolytelement und ein Paar von zweiten Elektroden, die auf dem Festelektrolytelement gebildet sind, aufweist, und durch die ein Strom fließt, wobei der Strom einer NOx-Gas-Konzentration des zu messenden Gases entspricht, welches nach Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff mittels der ersten Pumpzelle in der Messkammer vorliegt, wobei der NOx-Sensor dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Menge eines Alkalimetalls, das in der porösen Schutzschicht enthalten ist, in einen bestimmten zulässigen Bereich fällt, und der zulässige Bereich weniger als 150 ppm beträgt.
NOx-Sensor nach Anspruch 1, wobei der zulässige Bereich 120 ppm oder weniger beträgt.
NOx-Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zulässige Bereich 100 ppm oder weniger beträgt.
NOX-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die poröse Schutzschicht einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, der zwei oder mehr Schichten aufweist; und die Menge eines Alkalimetalls, das in jeder Schicht der porösen Schutzschicht enthalten ist, in den bestimmten zulässigen Bereich fällt.
NOx-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Messkammer eine erste Messkammer, in die das zu messende Gas durch einen ersten Diffusionswiderstandsabschnitt eingebracht wird, und eine zweite Messkammer, in die das zu messende Gas, für welches das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff in der ersten Messkammer durchgeführt wurde, durch einen zweiten Diffusionswiderstandsabschnitt eingebracht wird, aufweist; und die erste Pumpzelle das Auspumpen und Einpumpen von Sauerstoff für das zu messende Gas, das in die erste Messkammer eingebracht wurde, durchführt, und ein Strom, der der NOx-Gas-Konzentration des zu messenden Gases, das in die zweite Messkammer eingebracht wurde, entspricht, durch die zweite Pumpzelle fließt.