JP2001013106A - ガスセンサ及びガスセンサの劣化防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検出電極の触媒機能を活性化させて、経時変化
による検出電流値の落ち込みなどの精度劣化を防止して
耐久性を向上させる。 【解決手段】測定用ポンプセル５４における検出電極５
０を活性化処理するための電極活性化手段１００を設け
て構成する。この電極活性化手段１００は、検出電極５
０と基準電極３８間に選択的に交番電流を流すための交
番電流供給手段１０２と、主ポンプセル３４の動作を選
択的に停止させる第２のスイッチング回路１０８と、補
助ポンプセル６２の動作を選択的に停止させる第３のス
イッチング回路１１０とを有する。交番電流供給手段１
０２は、検出電極５０と基準電極３８間に交番電流を流
すための交流電源１０４と、測定用ポンプセル５４に接
続すべき電源として直流電源５６と交流電源１０４とを
選択的に切り換える第１のスイッチング回路１０６とを
有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両の排
気ガスや大気中に含まれるＮＯ、ＮＯ₂、ＳＯ₂、Ｃ
Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ等の酸化物や、ＣＯ、ＣｎＨｍ等の可燃ガス
を測定するガスセンサ及びガスセンサの劣化防止方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃焼ガス等の被測定ガス中の
ＮＯｘを測定する方法として、ＲｈのＮＯｘ還元性を利
用し、ジルコニア等の酸素イオン導伝性の固体電解質上
にＰｔ電極及びＲｈ電極を形成したセンサを用い、これ
ら両電極間の起電力を測定するようにした手法が知られ
ている。

【０００３】しかしながら、そのようなセンサは、被測
定ガスである燃焼ガス中に含まれる酸素濃度の変化によ
って、起電力が大きく変化するばかりでなく、ＮＯｘの
濃度変化に対して起電力変化が小さく、そのためにノイ
ズの影響を受けやすいという問題がある。

【０００４】また、ＮＯｘの還元性を引き出すために
は、ＣＯ等の還元ガスが必須になることから、一般に、
大量のＮＯｘが発生する燃料過少の燃焼条件下では、Ｃ
Ｏの発生量がＮＯｘの発生量を下回るようになるため、
そのような燃焼条件下に形成される燃焼ガスでは、測定
ができないという欠点があった。

【０００５】前記問題点を解決するために、被測定ガス
の存在空間に連通した第１の内部空所と該第１の内部空
所に連通した第２の内部空所にＮＯｘ分解能力の異なる
ポンプ電極を配したＮＯｘセンサと、第１の内部空所内
の第１のポンプセルでＯ₂濃度を調整し、第２の内部空
所内に配された分解ポンプセルでＮＯを分解し、分解ポ
ンプに流れるポンプ電流からＮＯｘ濃度を測定する方法
が、例えば特開平８−２７１４７６号公報に開示されて
いる。

【０００６】更に、特開平９−１１３４８４号公報に
は、酸素濃度が急変した場合であっても第２の内部空所
内の酸素濃度が一定に制御されるように、第２の内部空
所内に補助ポンプ電極を配したセンサ素子が開示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のガス
センサにおいては、図８に示すように、実機での耐久試
験等により、検出電流値（ポンプ電流値）が小さくなる
という経時変化が認められた。図８は、初期段階での検
出特性（実線ａ参照）と、２４時間耐久試験を行った後
の検出特性（実線ｂ参照）を示すものである。

【０００８】そして、例えばＮＯ濃度の高い条件下にガ
スセンサを曝した場合に、その経時変化によって検出電
流値が低下することが認められた。その他、水や未燃ガ
ス成分の吸着等によっても、前記ＮＯの高濃度条件下で
の場合ほどではないが、やはり検出電流値が低下するこ
とが認められた。

【０００９】この原因は、被測定ガス成分を測定するた
めの検出電極の触媒性自体が低下しているものと考えら
れる。

【００１０】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、検出電極の触媒機能を活性化させること
ができ、経時変化によって検出電流値が落ち込むなどの
精度劣化を防止することができ、耐久性の十分なガスセ
ンサ及びガスセンサの劣化防止方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガスセンサ
は、外部空間に接する固体電解質にて区画形成された処
理空間にガス導入口を通じて導入された前記外部空間か
らの被測定ガスに含まれる酸素をポンピング処理して、
前記処理空間における酸素分圧を所定ガス成分が分解さ
れ得ない所定の値に制御する主ポンプ手段と、前記主ポ
ンプ手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に
含まれる被測定ガス成分を触媒作用及び／又は電気分解
により分解させ、該分解によって発生した酸素をポンピ
ング処理する測定用ポンプ手段とを具備し、前記測定用
ポンプ手段のポンピング処理によって該測定用ポンプ手
段に流れるポンプ電流に基づいて前記被測定ガス中の前
記被測定ガス成分を測定するガスセンサにおいて、前記
測定用ポンプ手段の検出電極を活性化するための電極活
性化手段を設けて構成する。

【００１２】まず、外部空間から処理空間内に導入され
た被測定ガスのうち、酸素が主ポンプ手段によってポン
ピング処理され、処理空間内の酸素は所定濃度に調整さ
れる。

【００１３】前記主ポンプ手段にて所定の酸素濃度に調
整された被測定ガスは、次の測定用ポンプ手段に導かれ
る。測定用ポンプ手段は、導かれた前記被測定ガスのう
ち、酸素をポンピング処理する。そして、前記測定用ポ
ンプ手段によりポンピング処理される酸素の量に応じて
該測定用ポンプ手段に流れるポンプ電流に基づいて被測
定ガス中の所定ガス成分の量が求められることとなる。

【００１４】そして、例えばメンテナンス時に、あるい
は定期的に、電極活性化手段を通じて前記測定用ポンプ
手段の検出電極が活性化される。これにより、検出電極
の触媒機能が回復され、経時変化によって検出電流値が
落ち込むなどの精度劣化を防止することができ、耐久性
の向上を図ることができる。

【００１５】そして、前記構成において、前記主ポンプ
手段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含ま
れる酸素をポンピング処理する補助ポンプ手段を設ける
ようにしてもよい。

【００１６】また、前記構成において、前記電極活性化
手段に、前記測定用ポンプ手段に選択的に交番電流を流
すための交番電流供給手段を設けるようにしてもよい。
これにより、前記交番電流供給手段を通じて測定用ポン
プ手段に交番電流が流れ、測定ポンプ手段の検出電極が
活性化されることになる。この活性化によって検出電極
の触媒機能が回復する。この場合、前記測定用ポンプ手
段に交番電流を流す際に、少なくとも主ポンプ手段の動
作を停止させる手段を設けることが好ましい。検出電極
を効率よく活性化させることができるからである。前記
交流電流の振幅としては、センサ素子が黒化しない程度
の電圧を選ぶことが好ましい。

【００１７】また、前記構成において、前記電極活性化
手段に、前記主ポンプ手段に選択的に交番電流を流すた
めの交番電流供給手段を設けるようにしてもよい。主ポ
ンプ手段に交番電流を流すことにより、測定用ポンプ手
段の処理雰囲気が交番的に変化し、結果的に検出電極が
活性化されて、検出電極の触媒機能が回復する。

【００１８】また、前記構成において、前記電極活性化
手段に、前記補助ポンプ手段に選択的に交番電流を流す
ための交番電流供給手段を設けるようにしてもよい。補
助ポンプ手段に交番電流を流すことにより、測定用ポン
プ手段の処理雰囲気が交番的に変化し、結果的に検出電
極が活性化されて、検出電極の触媒機能が回復する。

【００１９】この場合、前記補助ポンプ手段に交番電流
を流す際に、前記主ポンプ手段の動作を停止させる手段
を設けることが好ましい。検出電極を効率よく活性化さ
せることができるからである。

【００２０】前記交番電流は、その通電時間が５秒以上
であって、周波数は前記交番電流の通電時間（秒）に
０．１〜０．５を乗算することにより得られる周波数で
あることが好ましい。

【００２１】次に、本発明は、外部空間に接する固体電
解質にて区画形成された処理空間にガス導入口を通じて
導入された前記外部空間からの被測定ガスに含まれる酸
素をポンピング処理して、前記処理空間における酸素分
圧を所定ガス成分が分解され得ない所定の値に制御する
主ポンプ手段と、前記主ポンプ手段にてポンピング処理
された後の被測定ガス中に含まれる被測定ガス成分を触
媒作用及び／又は電気分解により分解させ、該分解によ
って発生した酸素をポンピング処理する測定用ポンプ手
段とを具備し、前記測定用ポンプ手段のポンピング処理
によって該測定用ポンプ手段に流れるポンプ電流に基づ
いて前記被測定ガス中の前記被測定ガス成分を測定する
ガスセンサの劣化防止方法であって、前記被測定ガス成
分を測定するための検出電極に対し活性化処理を行っ
て、前記検出電極の触媒機能を回復させることを特徴と
する。

【００２２】これにより、検出電極の触媒機能を活性化
させることができ、経時変化によって検出電流値が落ち
込むなどの精度劣化を防止することができ、ガスセンサ
の耐久性の向上を図ることができる。

【００２３】なお、前記ガスセンサに、前記主ポンプ手
段にてポンピング処理された後の被測定ガス中に含まれ
る酸素をポンピング処理する補助ポンプ手段を設けるよ
うにしてもよい。

【００２４】前記活性化処理としては、前記測定用ポン
プ手段に選択的に交番電流を流すようにしてもよい。こ
の場合、前記測定用ポンプ手段に交番電流を流す際に、
少なくとも主ポンプ手段の動作を停止させることが好ま
しい。前記交流電流の振幅としては、センサ素子が黒化
しない程度の電圧を選ぶことが好ましい。

【００２５】また、前記活性化処理としては、前記主ポ
ンプ手段に選択的に交番電流を流すようにしてもよい
し、前記補助ポンプ手段に選択的に交番電流を流すよう
にしてもよい。前記補助ポンプ手段に交番電流を流す際
に、前記主ポンプ手段の動作を停止させることが好まし
い。

【００２６】前記交番電流は、その通電時間が５秒以上
であって、周波数は、該交番電流の通電時間（秒）に
０．１〜０．５を乗算することにより得られる周波数で
あることが好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスセンサ及
びガスセンサの劣化防止方法について、例えば車両の排
気ガスや大気中に含まれるＮＯ、ＮＯ₂、ＳＯ₂、Ｃ
Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ等の酸化物や、ＣＯ、ＣｎＨｍ等の可燃ガス
を測定するガスセンサに適用したいくつかの実施の形態
例を図１〜図７を参照しながら説明する。

【００２８】まず、第１の実施の形態に係るガスセンサ
１０Ａは、図１及び図２に示すように、ＺｒＯ₂等の酸
素イオン導伝性固体電解質を用いたセラミックスにより
なる例えば６枚の固体電解質層１２ａ〜１２ｆが積層さ
れて構成されたセンサ素子１４を有する。

【００２９】このセンサ素子１４は、下から１層目及び
２層目が第１及び第２の基板層１２ａ及び１２ｂとさ
れ、下から３層目及び５層目が第１及び第２のスペーサ
層１２ｃ及び１２ｅとされ、下から４層目及び６層目が
第１及び第２の固体電解質層１２ｄ及び１２ｆとされて
いる。

【００３０】第２の基板層１２ｂと第１の固体電解質層
１２ｄとの間には、酸化物測定の基準となる基準ガス、
例えば大気が導入される空間（基準ガス導入空間１６）
が、第１の固体電解質層１２ｄの下面、第２の基板層１
２ｂの上面及び第１のスペーサ層１２ｃの側面によって
区画、形成されている。

【００３１】そして、第２の固体電解質層１２ｆの下面
と第１の固体電解質層１２ｄの上面との間には、被測定
ガス中の酸素分圧を調整するための第１室１８と、被測
定ガス中の酸素分圧を微調整し、更に被測定ガス中の酸
化物、例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）を測定するための第
２室２０が区画、形成される。

【００３２】そして、この第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａは、第２のスペーサ層１２ｅの前端部に空
間部２２が形成され、該空間部２２の前端開口はガス導
入口２４を構成する。また、前記空間部２２と前記第１
室１８は、第１の拡散律速部２６を介して連通され、第
１室１８と第２室２０は、第２の拡散律速部２８を介し
て連通されている。

【００３３】ここで、第１及び第２の拡散律速部２６及
び２８は、第１室１８及び第２室２０にそれぞれ導入さ
れる被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与するもの
であり、図１の例では、被測定ガスを導入することがで
きる所定の断面積を有した縦長のスリットとして形成さ
れている。これら縦長のスリットは、共に第２のスペー
サ層１２ｅの幅方向ほぼ中央部分に形成されている。

【００３４】なお、第２の拡散律速部２８を構成するス
リット内に、ＺｒＯ₂等からなる多孔質体を充填、配置
して、前記第２の拡散律速部２８の拡散抵抗が第１の拡
散律速部２６の拡散抵抗よりも大きくするようにしても
よい。第２の拡散律速部２８の拡散抵抗は第１の拡散律
速部２６のそれよりも大きい方が好ましいが、小さくて
も問題はない。

【００３５】そして、前記第２の拡散律速部２８を通じ
て、第１室１８内の雰囲気が所定の拡散抵抗の下に第２
室２０内に導入されることとなる。

【００３６】前記空間部２２は、外部空間の被測定ガス
中に発生する粒子物（スート、オイル燃焼物等）が第１
室１８の入口付近にて詰まるということを回避するため
の目詰まり防止部として機能するものであり、より高精
度にＮＯｘ成分を測定することが可能となる。

【００３７】また、前記第２の固体電解質層１２ｆの下
面のうち、前記第１室１８を形づくる下面全面に、平面
ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極（例えばＡｕ１％を
含むＰｔ・ＺｒＯ₂のサーメット電極）からなる内側ポ
ンプ電極３０が形成され、前記第２の固体電解質層１２
ｆの上面のうち、前記内側ポンプ電極３０に対応する部
分に、外側ポンプ電極３２が形成されており、これら内
側ポンプ電極３０、外側ポンプ電極３２並びにこれら両
電極３０及び３２間に挟まれた第２の固体電解質層１２
ｆにて電気化学的なポンプセル、即ち、主ポンプセル３
４が構成されている。

【００３８】そして、前記主ポンプセル３４における内
側ポンプ電極３０と外側ポンプ電極３２間に、外部の可
変電源３６を通じて所望の制御電圧（ポンプ電圧）Ｖｐ
１を印加して、外側ポンプ電極３２と内側ポンプ電極３
０間に正方向あるいは負方向にポンプ電流Ｉｐ１を流す
ことにより、前記第１室１８内における雰囲気中の酸素
を外部空間に汲み出し、あるいは外部空間の酸素を第１
室１８内に汲み入れることができるようになっている。

【００３９】また、前記第１の固体電解質層１２ｄの下
面のうち、基準ガス導入空間１６に露呈する部分に基準
電極３８が形成されており、前記内側ポンプ電極３０及
び基準電極３８並びに第２の固体電解質層１２ｆ、第２
のスペーサ層１２ｅ及び第１の固体電解質層１２ｄによ
って、電気化学的なセンサセル、即ち、制御用酸素分圧
検出セル４０が構成されている。

【００４０】この制御用酸素分圧検出セル４０は、第１
室１８内の雰囲気と基準ガス導入空間１６内の基準ガス
（大気）との間の酸素濃度差に基づいて、内側ポンプ電
極３０と基準電極３８との間に発生する起電力を通じ
て、前記第１室１８内の雰囲気の酸素分圧が検出できる
ようになっている。

【００４１】検出された酸素分圧値は可変電源３６をフ
ィードバック制御するために使用され、具体的には、第
１室１８内の雰囲気の酸素分圧が、次の第２室２０にお
いて酸素分圧の制御を行い得るのに十分な低い所定の値
となるように、主ポンプ用のフィードバック制御系４２
を通じて主ポンプセル３４のポンプ動作が制御される。

【００４２】このフィードバック制御系４２は、内側ポ
ンプ電極３０の電位と基準電極３８の電位の差（検出電
圧Ｖ１）が、所定の電圧レベルとなるように、外側ポン
プ電極３２と内側ポンプ電極３０間のポンプ電圧Ｖｐ１
をフィードバック制御する回路構成を有する。この場
合、内側ポンプ電極３０は接地とされる。

【００４３】従って、主ポンプセル３４は、第１室１８
に導入された被測定ガスのうち、酸素を前記ポンプ電圧
Ｖｐ１のレベルに応じた量ほど汲み出す、あるいは汲み
入れる。そして、前記一連の動作が繰り返されることに
よって、第１室１８における酸素濃度は、所定レベルに
フィードバック制御されることになる。この状態で、外
側ポンプ電極３２と内側ポンプ電極３０間に流れるポン
プ電流Ｉｐ１は、被測定ガス中の酸素濃度と第１室１８
の制御酸素濃度との差を示しており、被測定ガス中の酸
素濃度の測定に用いることができる。

【００４４】なお、前記内側ポンプ電極３０及び外側ポ
ンプ電極３２を構成する多孔質サーメット電極は、Ｐｔ
等の金属とＺｒＯ₂等のセラミックスとから構成される
ことになるが、被測定ガスに接触する第１室１８内に配
置される内側ポンプ電極３０は、測定ガス中のＮＯ成分
に対する還元能力を弱めた、あるいは還元能力のない材
料を用いる必要があり、例えばＬａ₃ＣｕＯ₄等のペロブ
スカイト構造を有する化合物、あるいはＡｕ等の触媒活
性の低い金属とセラミックスのサーメット、あるいはＡ
ｕ等の触媒活性の低い金属とＰｔ族金属とセラミックス
のサーメットで構成されることが好ましい。更に、電極
材料にＡｕとＰｔ族金属の合金を用いる場合は、Ａｕ添
加量を金属成分全体の０．０３〜３５ｖｏｌ％にするこ
とが好ましい。

【００４５】また、この第１の実施の形態に係るガスセ
ンサ１０Ａにおいては、前記第１の固体電解質層１２ｄ
の上面のうち、前記第２室２０を形づくる上面であっ
て、かつ第２の拡散律速部２８から離間した部分に、平
面ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極からなる検出電極
５０が形成され、この検出電極５０を被覆するように、
第３の拡散律速部５２を構成するアルミナ膜が形成され
ている。そして、該検出電極５０、前記基準電極３８及
び第１の固体電解質層１２ｄによって、電気化学的なポ
ンプセル、即ち、測定用ポンプセル５４が構成される。

【００４６】前記検出電極５０は、被測定ガス成分たる
ＮＯｘを還元し得る金属とセラミックスとしてのジルコ
ニアからなる多孔質サーメットにて構成され、これによ
って、第２室２０内の雰囲気中に存在するＮＯｘを還元
するＮＯｘ還元触媒として機能するほか、前記基準電極
３８との間に、直流電源５６を通じて一定電圧Ｖｐ２
（例えば４５０ｍＶ）が印加されることによって、第２
室２０内の雰囲気中の酸素を基準ガス導入空間１６に汲
み出せるようになっている。この測定用ポンプセル５４
のポンプ動作によって流れるポンプ電流Ｉｐ２は、電流
計６８によって検出されるようになっている。

【００４７】前記定電圧（直流）電源５６は、第３の拡
散律速部５２により制限されたＮＯｘの流入下におい
て、測定用ポンプセル５４で分解時に生成した酸素のポ
ンピングに対して限界電流を与える大きさの電圧を印加
できるようになっている。

【００４８】一方、前記第２の固体電解質層１２ｆの下
面のうち、前記第２室２０を形づくる下面全面には、平
面ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極（例えばＡｕ１％
を含むＰｔ・ＺｒＯ₂のサーメット電極）からなる補助
ポンプ電極６０が形成されており、該補助ポンプ電極６
０、前記第２の固体電解質層１２ｆ及び主ポンプセルの
外側ポンプ電極３２にて補助的な電気化学的ポンプセ
ル、即ち、補助ポンプセル６２が構成されている。

【００４９】前記補助ポンプ電極６０は、前記主ポンプ
セル３４における内側ポンプ電極３０と同様に、被測定
ガス中のＮＯ成分に対する還元能力を弱めた、あるいは
還元能力のない材料を用いている。この場合、例えばＬ
ａ₃ＣｕＯ₄等のペロブスカイト構造を有する化合物、あ
るいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とセラミックスのサ
ーメット、あるいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とＰｔ
族金属とセラミックスのサーメットで構成されることが
好ましい。更に、電極材料にＡｕとＰｔ族金属の合金を
用いる場合は、Ａｕ添加量を金属成分全体の０．０３〜
３５ｖｏｌ％にすることが好ましい。

【００５０】そして、前記補助ポンプセル６２における
補助ポンプ電極６０と外側ポンプ電極３２間に、外部の
直流電源６４を通じて所望の一定電圧Ｖｐ３（例えば４
５０ｍＶ）を印加することにより、第２室２０内の雰囲
気中の酸素を外部空間に汲み出せるようになっている。

【００５１】これによって、第２室２０内の雰囲気の酸
素分圧が、実質的に被測定ガス成分（ＮＯｘ）が還元又
は分解され得ない状況下で、かつ目的成分量の測定に実
質的に影響がない低い酸素分圧値とされる。この場合、
第１室１８における主ポンプセル３４の働きにより、こ
の第２室２０内に導入される酸素の量の変化は、被測定
ガスの変化よりも大幅に縮小されるため、第２室２０に
おける酸素分圧は精度よく一定に制御される。

【００５２】従って、前記構成を有する第１の実施の形
態に係るガスセンサ１０Ａでは、前記第２室２０内にお
いて酸素分圧が制御された被測定ガスは、検出電極５０
に導かれることとなる。

【００５３】また、この第１の実施の形態に係るガスセ
ンサ１０Ａでは、図２に示すように、第１及び第２の基
板層１２ａ及び１２ｂにて上下から挟まれた形態におい
て、外部からの給電によって発熱するヒータ７０が埋設
されている。このヒータ７０は、酸素イオンの導伝性を
高めるために設けられるもので、該ヒータ７０の上下面
には、第１及び第２の基板層１２ａ及び１２ｂとの電気
的絶縁を得るために、アルミナ等の絶縁層７２が形成さ
れている。

【００５４】前記ヒータ７０は、第１室１８から第２室
２０の全体にわたって配設されており、これによって、
第１室１８及び第２室２０がそれぞれ所定の温度に加熱
され、併せて主ポンプセル３４、制御用酸素分圧検出セ
ル４０及び測定用ポンプセル５４も所定の温度に加熱、
保持されるようになっている。

【００５５】ここで、第１の実施の形態に係るガスセン
サ１０Ａの動作について説明する。まず、ガスセンサ１
０Ａの先端部側が外部空間に配置され、これによって、
被測定ガスは、空間部２２及び第１の拡散律速部２６を
通じて所定の拡散抵抗の下に、第１室１８に導入され
る。この第１室１８に導入された被測定ガスは、主ポン
プセル３４を構成する外側ポンプ電極３２及び内側ポン
プ電極３０間に所定のポンプ電圧Ｖｐ１が印加されるこ
とによって引き起こされる酸素のポンピング作用を受
け、その酸素分圧が所定の値、例えば１０^-7ａｔｍとな
るように制御される。この制御は、フィードバック制御
系４２を通じて行われる。

【００５６】なお、第１の拡散律速部２６は、主ポンプ
セル３４にポンプ電圧Ｖｐ１を印加した際に、被測定ガ
ス中の酸素が測定空間（第１室１８）に拡散流入する量
を絞り込んで、主ポンプセル３４に流れる電流を抑制す
る働きをしている。

【００５７】また、第１室１８内においては、外部の被
測定ガスによる加熱、更にはヒータ７０による加熱環境
下においても、内側ポンプ電極３０にて雰囲気中のＮＯ
ｘが還元されない酸素分圧下の状態、例えばＮＯ→１／
２Ｎ₂＋１／２Ｏ₂の反応が起こらない酸素分圧下の状況
が形成されている。これは、第１室１８内において、被
測定ガス（雰囲気）中のＮＯｘが還元されると、後段の
第２室２０内でのＮＯｘの正確な測定ができなくなるか
らであり、この意味において、第１室１８内において、
ＮＯｘの還元に関与する成分（ここでは、内側ポンプ電
極３０の金属成分）にてＮＯｘが還元され得ない状況を
形成する必要がある。具体的には、前述したように、内
側ポンプ電極３０にＮＯｘ還元性の低い材料、例えばＡ
ｕとＰｔの合金を用いることで達成される。

【００５８】そして、前記第１室１８内のガスは、第２
の拡散律速部２８を通じて所定の拡散抵抗の下に、第２
室２０に導入される。この第２室２０に導入されたガス
は、補助ポンプセル６２を構成する補助ポンプ電極６０
及び基準電極３８間に電圧Ｖｐ３が印加されることによ
って引き起こされる酸素のポンピング作用を受け、その
酸素分圧が一定の低い酸素分圧値となるように微調整さ
れる。

【００５９】前記第２の拡散律速部２８は、前記第１の
拡散律速部２６と同様に、補助ポンプセル６２に電圧Ｖ
ｐ３を印加した際に、被測定ガス中の酸素が測定空間
（第２室２０）に拡散流入する量を絞り込んで、補助ポ
ンプセル６２に流れるポンプ電流Ｉｐ３を抑制する働き
をしている。

【００６０】そして、上述のようにして第２室２０内に
おいて酸素分圧が制御された被測定ガスは、第３の拡散
律速部５２を通じて所定の拡散抵抗の下に、検出電極５
０に導かれることとなる。

【００６１】前記主ポンプセル３４を動作させて第１室
１８内の雰囲気の酸素分圧をＮＯｘ測定に実質的に影響
がない低い酸素分圧値に制御しようとしたとき、換言す
れば、制御用酸素分圧検出セル４０にて検出される電圧
Ｖ１が一定となるように、フィードバック制御系４２を
通じて可変電源３６のポンプ電圧Ｖｐ１を調整したと
き、被測定ガス中の酸素濃度が大きく、例えば０〜２０
％に変化すると、通常、第２室２０内の雰囲気及び検出
電極５０付近の雰囲気の各酸素分圧は、僅かに変化する
ようになる。これは、被測定ガス中の酸素濃度が高くな
ると、第１室１８の幅方向及び厚み方向に酸素濃度分布
が生じ、この酸素濃度分布が被測定ガス中の酸素濃度に
より変化するためであると考えられる。

【００６２】しかし、この第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａにおいては、第２室２０に対して、その内
部の雰囲気の酸素分圧を常に一定に低い酸素分圧値とな
るように、補助ポンプセル６２を設けるようにしている
ため、第１室１８から第２室２０に導入される雰囲気の
酸素分圧が被測定ガスの酸素濃度に応じて変化しても、
前記補助ポンプセル６２のポンプ動作によって、第２室
２０内の雰囲気の酸素分圧を常に一定の低い値とするこ
とができ、その結果、ＮＯｘの測定に実質的に影響がな
い低い酸素分圧値に制御することができる。

【００６３】そして、検出電極５０に導入された被測定
ガスのＮＯｘは、該検出電極５０の周りにおいて還元又
は分解されて、例えばＮＯ→１／２Ｎ₂＋１／２Ｏ₂の反
応が引き起こされる。このとき、測定用ポンプセル５４
を構成する検出電極５０と基準電極３８との間には、酸
素が第２室２０から基準ガス導入空間１６側に汲み出さ
れる方向に、所定の電圧Ｖｐ２、例えば４３０ｍＶ（７
００℃）が印加される。

【００６４】従って、測定用ポンプセル５４に流れるポ
ンプ電流Ｉｐ２は、第２室２０に導かれる雰囲気中の酸
素濃度、即ち、第２室２０内の酸素濃度と検出電極５０
にてＮＯｘが還元又は分解されて発生した酸素濃度との
和に比例した値となる。

【００６５】この場合、第２室２０内の雰囲気中の酸素
濃度は、補助ポンプセル６２にて一定に制御されている
ことから、前記測定用ポンプセル５４に流れるポンプ電
流Ｉｐ２は、ＮＯｘの濃度に比例することになる。ま
た、このＮＯｘの濃度は、第３の拡散律速部５２にて制
限されるＮＯｘの拡散量に対応していることから、被測
定ガスの酸素濃度が大きく変化したとしても、測定用ポ
ンプセル５４から電流計５８を通じて正確にＮＯｘ濃度
を測定することが可能となる。

【００６６】このことから、測定用ポンプセル５４にお
けるポンプ電流値Ｉｐ１は、ほとんどがＮＯｘが還元又
は分解された量を表し、そのため、被測定ガス中の酸素
濃度に依存するようなこともない。

【００６７】そして、この第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａにおいては、前記検出電極５０を活性化処
理するための電極活性化手段１００を有する。この電極
活性化手段１００は、検出電極５０と基準電極３８間に
選択的に交番電流を流すための交番電流供給手段１０２
を有する。この交番電流供給手段１０２は、検出電極５
０と基準電極３８間に交番電流を流すための交流電源１
０４と、測定用ポンプセル５４に接続すべき電源として
直流電源５６と交流電源１０４とを選択的に切り換える
第１のスイッチング回路１０６とを有して構成されてい
る。

【００６８】また、センサ素子１４の温度として所定の
電流（検出電極５０と基準電極３８間のポンプ電流Ｉｐ
２）が流れる温度となるようにヒータ７０の出力が設定
される。

【００６９】前記電極活性化手段１００は、前記交番電
流供給手段１０２に加えて、主ポンプセル３４の動作を
選択的に停止させる第２のスイッチング回路１０８と、
補助ポンプセル６２の動作を選択的に停止させる第３の
スイッチング回路１１０とを有する。

【００７０】これらのスイッチング回路１０６、１０８
及び１１０の切り換えは、センサ素子１４と共に設置さ
れるコントローラ１２０からの切換信号Ｓｃ１、Ｓｃ２
及びＳｃ３に基づいて行われる。例えば、図示しない操
作パネルのセンサ・メンテナンス・キーを操作すること
によってコントローラ１２０にメンテナンス要求信号Ｓ
ｉが入力されると、コントローラ１２０は、該要求信号
Ｓｉの入力に基づいて、第２及び第３のスイッチング回
路１０８及び１１０に動作停止を示す切換信号Ｓｃ２及
びＳｃ３を出力する。

【００７１】第２及び第３のスイッチング回路１０８及
び１１０は、コントローラ１２０からの切換信号Ｓｃ２
及びＳｃ３の入力に基づいて、それぞれスイッチＳ２及
びＳ３をオフし、主ポンプセル３４及び補助ポンプセル
６２の動作を停止させる。

【００７２】その後、コントローラ１２０は、第１のス
イッチング回路１０６に対して交流電源１０４への切り
換えを示す切換信号Ｓｃ１を出力する。第１のスイッチ
ング回路１０６は、コントローラ１２０からの前記切換
信号Ｓｃ１の入力に基づいて、スイッチＳ１を交流電源
１０４側に切り換え、これによって、検出電極５０と基
準電極３８間には交番電流が流れることになる。

【００７３】測定用ポンプセル５４に交番電流を流すこ
とにより、検出電極５０が活性化され、検出電極５０の
触媒機能が回復することとなる。特に、主ポンプセル３
４及び補助ポンプセル６２での動作を停止させるように
しているため、検出電極５０が効率よく活性化されるこ
とになる。

【００７４】そして、一定の期間、例えば検出電極５０
の活性化に必要な時間が経過すると、あるいは、操作パ
ネルにあるセンサ・メンテナンス・キーを再度操作する
と、コントローラ１２０は、第２及び第３のスイッチン
グ回路１０８及び１１０に動作再開を示す切換信号Ｓｃ
２及びＳｃ３を出力する。

【００７５】第２及び第３のスイッチング回路１０８及
び１１０は、コントローラ１２０からの前記切換信号Ｓ
ｃ２及びＳｃ３の入力に基づいて、それぞれスイッチＳ
２及びＳ３をオンし、主ポンプセル３４及び補助ポンプ
セル６２の動作を再開させる。

【００７６】その後、コントローラ１２０は、第１のス
イッチング回路１０６に対して今度は直流電源５６への
切り換えを示す切換信号Ｓｃ１を出力する。第１のスイ
ッチング回路１０６は、コントローラ１２０からの前記
切換信号Ｓｃ１の入力に基づいて、スイッチＳ１を直流
電源５６側に切り換え、これによって、検出電極５０と
基準電極３８間には直流電圧Ｖｐ２が印加されることに
なり、通常のＮＯｘの測定動作が行われる。

【００７７】ここで、３つの実験例（便宜的に第１、第
２及び第３の実験例と記す）を示す。第１の実験例は、
電極活性化手段を動作させて交番電流を検出電極に流す
時間（処理時間）を５秒、３０秒及び６０秒とした場合
の回復効果を前記交番電流の周波数（処理周波数）を変
化させて見たものである。回復効果の変化は低下率の変
動（％）で示した。即ち、低下率変動が０％とは、完全
に回復されたことを示し、例えば低下率変動が−１０％
とは、完全な回復に対して１０％程度回復していない状
態を示す。

【００７８】第１の実験例の結果を図３に示す。この結
果から、処理時間を５秒としたものは、処理周波数が
０．５Ｈｚのとき、１００％回復しているが、処理周波
数が６Ｈｚのとき、約−１２％程度回復しない状態とな
り、処理周波数を３０Ｈｚとした場合には、約−２５％
程度回復しない状態となっている。

【００７９】処理時間を３０秒としたものは、処理周波
数が６Ｈｚのとき、１００％回復しているが、処理周波
数を３０Ｈｚとした場合には、約−１６％程度回復しな
い状態となっている。しかし、その変動幅は処理時間５
秒のものよりも小さい。

【００８０】処理時間を６０秒としたものは、処理周波
数が６Ｈｚのとき、１００％回復しているが、処理周波
数を３０Ｈｚとした場合には、約−８％程度回復しない
状態となっている。しかし、その変動幅は処理時間５秒
や３０秒のものよりも小さい。

【００８１】実用レベルを考えた場合、低下率変動は大
きくとも−５％〜−８％の範囲である。この第１の実験
例でみれば、処理時間５秒のとき、０．５〜２．５Ｈｚ
であり、処理時間３０秒のとき、６〜１５Ｈｚであり、
処理時間６０秒のとき、６〜２５Ｈｚが好ましい範囲と
なる。

【００８２】この範囲を一般的に示すと、処理時間（交
番電流の通電時間）は５秒以上であって、周波数はこの
処理時間（秒）に０．１〜０．５を乗算することにより
得られる周波数となる。また、交番電流の振幅として
は、センサ素子１４が黒化しない程度の電圧を選ぶこと
が好ましい。

【００８３】第２の実験例は、所定の測定条件下で２４
時間耐久試験を行った後に、電極活性化手段１００を動
作させ、検出電極５０の活性化が時間の経過に従ってど
のように進行するかをみたものである。

【００８４】この第２の実験例では、被測定ガスの雰囲
気をＣＯ＝１％、Ｏ₂＝０．５％、残りをＮ₂として、検
出電極５０でＮＯ＝１０００ｐｐｍを測定する条件に設
定した。このときのヒータ出力は１２Ｗである。また、
交番電流供給手段１０２における交流電源１０４の設定
は、振幅を±１．５Ｖ、処理周波数を６Ｈｚとした。

【００８５】実験結果を図４に示す。この図４におい
て、縦軸は、ＮＯ＝１０００ｐｐｍを検出したときの規
定の電流値と実際の電流値との変化率（％）を示し、横
軸は電極活性化手段１００の動作開始からの累積処理時
間（秒）を示す。

【００８６】この実験結果から、電極活性化手段１００
の動作開始から２５秒後には、検出電極５０の触媒機能
が１００％回復していることがわかる。

【００８７】第３の実験例は、第１の実験例と同じ測定
条件下で、電極活性化手段１００による検出電極５０の
活性化処理を行った場合と行わない場合とで、検出電流
値（ポンプ電流値Ｉｐ２）がどのように変化するかをみ
たものである。実験結果を図５に示す。この図５におい
て、活性化処理を行った場合の特性を実線ａで示し、活
性化処理を行わなかった場合の特性を一点鎖線ｂで示
す。

【００８８】この実験結果から、検出電極５０に対して
活性化処理を行わなかった場合は、時間の経過と共に、
検出電流値（ポンプ電流値Ｉｐ２）が低下していくが、
検出電極５０に対して活性化処理を行った場合は、時間
の経過に関係なく、一定の検出電流値を示している。

【００８９】このように、第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａにおいては、例えばメンテナンス時に、あ
るいは定期的に、電極活性化手段１００を通じて前記測
定用ポンプセル５４の検出電極５０を活性化するように
している。これにより、検出電極５０の触媒機能が回復
され、経時変化によって検出電流値が落ち込むなどの精
度劣化を防止することができ、耐久性の向上を図ること
ができる。

【００９０】次に、第２の実施の形態に係るガスセンサ
１０Ｂについて図６を参照しながら説明する。なお、図
２と対応するものについては同符号を付してその重複説
明を省略する。

【００９１】この第２の実施の形態に係るガスセンサ１
０Ｂは、図６に示すように、第１の実施の形態に係るガ
スセンサ１０Ａとほぼ同じ構成を有するが、電極活性化
手段１００が、主ポンプセル３４の外側ポンプ電極３２
と内側ポンプ電極３０間に選択的に交番電流を流すため
の交番電流供給手段１３０を有する点で異なる。

【００９２】この交番電流供給手段１３０は、外側ポン
プ電極３２と内側ポンプ電極３０間に交番電流を流すた
めの交流電源１３２と、主ポンプセル３４に接続すべき
電源として可変電源３６と交流電源１３２とを選択的に
切り換える第４のスイッチング回路１３４とを有して構
成されている。

【００９３】この場合も、センサ素子１４の温度として
所定の電流（検出電極５０と基準電極３８間のポンプ電
流値Ｉｐ２）が流れる温度となるようにヒータ７０の出
力が設定され、前記第４のスイッチング回路１３４の切
り換えは、センサ素子１４と共に設置されるコントロー
ラ１２０からの切換信号Ｓｃ４に基づいて行われる。

【００９４】例えば、図示しない操作パネルのセンサ・
メンテナンス・キーを操作することによってコントロー
ラ１２０にメンテナンス要求信号Ｓｉが入力されると、
コントローラ１２０は、該要求信号Ｓｉの入力に基づい
て、第４のスイッチング回路１３４に対して交流電源１
３２への切り換えを示す切換信号Ｓｃ４を出力する。第
４のスイッチング回路１３４は、コントローラ１２０か
らの前記切換信号Ｓｃ４の入力に基づいて、スイッチＳ
４を交流電源１３２側に切り換え、これによって、外側
ポンプ電極３２と内側ポンプ電極３０間には交番電流が
流れることになる。このとき、測定用ポンプセル５４及
び補助ポンプセル６２は、直流電圧Ｖｐ２及びＶｐ３
（共に４５０ｍＶ）が印加されて、通常のポンプ動作が
行われている。

【００９５】主ポンプセル３４に交番電流を流すことに
より、第１室１８の処理雰囲気が交番的に変化し、これ
に伴って第２室２０の処理雰囲気も交番的に変化する。
その結果、検出電極５０が活性化されて、検出電極５０
の触媒機能が回復することとなる。

【００９６】そして、一定の期間、例えば検出電極５０
の活性化に必要な時間が経過すると、あるいは、操作パ
ネルにあるセンサ・メンテナンス・キーを再度操作する
と、コントローラ１２０は、第４のスイッチング回路１
３４に対して今度は可変電源３６への切り換えを示す切
換信号Ｓｃ４を出力する。第４のスイッチング回路１３
４は、コントローラ１２０からの前記切換信号Ｓｃ４の
入力に基づいて、スイッチＳ４を可変電源３６側に切り
換え、これによって、主ポンプセル３４の外側ポンプ電
極３２と内側ポンプ電極３０間にはフィードバック制御
系４２によって制御されたポンプ電圧Ｖｐ１が印加され
ることになり、通常のＮＯｘの測定動作が行われる。

【００９７】このように、第２の実施の形態に係るガス
センサ１０Ｂにおいては、第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａと同様に、検出電極５０の触媒機能が回復
され、経時変化によって検出電流値が落ち込むなどの精
度劣化を防止することができ、耐久性の向上を図ること
ができる。

【００９８】特に、この第２の実施の形態においては、
すべてのポンプセル３４、５４及び６２を動作させた状
態で検出電極５０の活性化を行うようにしているため、
主ポンプセル３４における内側ポンプ電極３０及び外側
ポンプ電極３２、並びに補助ポンプセル６２における補
助ポンプ電極６０に対する回復処理を同時に行うことが
できる。

【００９９】次に、第３の実施の形態に係るガスセンサ
１０Ｃについて図７を参照しながら説明する。なお、図
２と対応するものについては同符号を付してその重複説
明を省略する。

【０１００】この第３の実施の形態に係るガスセンサ１
０Ｃは、図７に示すように、第１の実施の形態に係るガ
スセンサ１０Ａとほぼ同じ構成を有するが、電極活性化
手段１００が、補助ポンプセル６２の補助ポンプ電極６
０と外側ポンプ電極３２間に選択的に交番電流を流すた
めの交番電流供給手段１４０と、主ポンプセル３４の動
作を選択的に停止させる第２のスイッチング回路１０８
を有する点で異なる。

【０１０１】前記交番電流供給手段１４０は、補助ポン
プ電極６０と外側ポンプ電極３２間に交番電流を流すた
めの交流電源１４２と、補助ポンプセル６２に接続すべ
き電源として直流電源６４と交流電源１４２とを選択的
に切り換える第５のスイッチング回路１４４とを有して
構成されている。

【０１０２】この場合も、センサ素子１４の温度として
所定の電流（検出電極５０と基準電極３８間のポンプ電
流値Ｉｐ２）が流れる温度となるようにヒータ７０の出
力が設定され、前記第２及び第５のスイッチング回路１
０８及び１４４の切り換えは、センサ素子１４と共に設
置されるコントローラ１２０からの切換信号Ｓｃ２及び
Ｓｃ５に基づいて行われる。

【０１０３】例えば、図示しない操作パネルのセンサ・
メンテナンス・キーを操作することによってコントロー
ラ１２０にメンテナンス要求信号Ｓｉが入力されると、
コントローラ１２０は、該要求信号Ｓｉの入力に基づい
て、第２のスイッチング回路１０８に動作停止を示す切
換信号Ｓｃ２を出力する。

【０１０４】第２のスイッチング回路１０８は、コント
ローラ１２０からの切換信号Ｓｃ２の入力に基づいて、
スイッチＳ２をオフし、主ポンプセル３４の動作を停止
させる。

【０１０５】その後、コントローラ１２０は、第５のス
イッチング回路１４４に対して交流電源１４２への切り
換えを示す切換信号Ｓｃ５を出力する。第５のスイッチ
ング回路１４４は、コントローラ１２０からの前記切換
信号Ｓｃ５の入力に基づいて、スイッチＳ５を交流電源
１４２側に切り換え、これによって、補助ポンプ電極６
０と外側ポンプ電極３２間には交番電流が流れることに
なる。このとき、測定用ポンプセル５４は、直流電圧Ｖ
ｐ２（４５０ｍＶ）が印加されて、通常のポンプ動作が
行われている。

【０１０６】補助ポンプセル６２に交番電流を流すこと
により、第２室２０の処理雰囲気が交番的に変化するこ
とから、これに伴って検出電極５０が活性化され、検出
電極５０の触媒機能が回復することとなる。特に、主ポ
ンプセル３４での動作を停止させるようにしているた
め、検出電極５０が効率よく活性化されることになる。

【０１０７】そして、一定の期間、例えば検出電極５０
の活性化に必要な時間が経過すると、あるいは、操作パ
ネルのセンサ・メンテナンス・キーを再度操作すると、
コントローラ１２０は、第２のスイッチング回路１０８
に動作再開を示す切換信号Ｓｃ２を出力する。

【０１０８】第２のスイッチング回路１０８は、コント
ローラ１２０からの前記切換信号Ｓｃ２の入力に基づい
て、スイッチＳ２をオンし、主ポンプセル３４の動作を
再開させる。

【０１０９】その後、コントローラ１２０は、第５のス
イッチング回路１４４に対して今度は直流電源６４への
切り換えを示す切換信号Ｓｃ５を出力する。第５のスイ
ッチング回路１４４は、コントローラ１２０からの前記
切換信号Ｓｃ５の入力に基づいて、スイッチＳ５を直流
電源６４側に切り換え、これによって、補助ポンプ電極
６０と外側ポンプ電極３２間には直流電圧Ｖｐ３が印加
されることになり、通常のＮＯｘの測定動作が行われ
る。

【０１１０】このように、第３の実施の形態に係るガス
センサ１０Ｃにおいては、第１の実施の形態に係るガス
センサ１０Ａと同様に、検出電極５０の触媒機能が回復
され、経時変化によって検出電流値が落ち込むなどの精
度劣化を防止することができ、耐久性の向上を図ること
ができる。

【０１１１】本発明の第１〜第３の実施の形態に係るガ
スセンサ１０Ａ〜１０Ｃでは、測定すべき被測定ガス成
分としてＮＯｘを対象としたが、被測定ガス中に存在す
る酸素の影響を受けるＮＯｘ以外の結合酸素含有ガス成
分、例えばＨ₂ＯやＣＯ₂等の測定にも有効に適用するこ
とができる。

【０１１２】例えばＣＯ₂やＨ₂Ｏを電気分解して発生し
たＯ₂を酸素ポンプで汲み出す構成のガスセンサや、Ｈ₂
Ｏを電気分解することによって発生したＨ₂をプロトン
イオン伝導性固体電解質を用いてポンピング処理するガ
スセンサにも適用させることができる。

【０１１３】なお、この発明に係るガスセンサ及びガス
センサの劣化防止方法は、上述の実施の形態に限らず、
この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り
得ることはもちろんである。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るガス
センサ及びガスセンサの劣化防止方法によれば、検出電
極の触媒機能を効率よく活性化させるとともに、経時変
化によって検出電流値が落ち込むなどの精度劣化を防止
することができ、耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係るガスセンサの構成を示
す平面図である。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線上の断面図である。

【図３】第１の実験例（処理時間と処理周波数による回
復効果の変化をみた実験例）の結果を示す特性図であ
る。

【図４】第２の実験例（２４時間耐久試験を行った後の
回復の度合いをみた実験例）の結果を示す特性図であ
る。

【図５】第３の実験例（活性化処理を行った場合と行わ
ない場合での検出電流値の変化をみた実験例）の結果を
示す特性図である。

【図６】第２の実施の形態に係るガスセンサの構成を示
す断面図である。

【図７】第３の実施の形態に係るガスセンサの構成を示
す断面図である。

【図８】経時変化によるガスセンサの劣化状態を示す特
性図である。

【符号の説明】

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…ガスセンサ １４…センサ素子 ３４…主ポンプセ
ル ３６…可変電源 ４０…制御用酸素
分圧検出セル ４２…フィードバック制御系 ５０…検出電極 ５４…測定用ポンプセル ５６…直流電源 ６２…補助ポンプセル ６４…直流電源 １００…電極活性化手段 １０２…交番電流
供給手段 １０４…交流電源 １０６…第１のス
イッチング回路 １０８…第２のスイッチング回路 １１０…第３のス
イッチング回路 １２０…コントローラ １３０…交番電流
供給手段 １３２…交流電源 １３４…第４のス
イッチング回路 １４０…交番電流供給手段 １４２…交流電源 １４４…第５のスイッチング回路 Ｓ１〜Ｓ５…スイ
ッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 安彦 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 倉知 寛 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部空間に接する固体電解質にて区画形成
   された処理空間にガス導入口を通じて導入された前記外
   部空間からの被測定ガスに含まれる酸素をポンピング処
   理して、前記処理空間における酸素分圧を所定ガス成分
   が分解され得ない所定の値に制御する主ポンプ手段と、 前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定
   ガス中に含まれる被測定ガス成分を触媒作用及び／又は
   電気分解により分解させ、該分解によって発生した酸素
   をポンピング処理する測定用ポンプ手段とを具備し、 前記測定用ポンプ手段のポンピング処理によって該測定
   用ポンプ手段に流れるポンプ電流に基づいて前記被測定
   ガス中の前記被測定ガス成分を測定するガスセンサにお
   いて、 前記測定用ポンプ手段の検出電極を活性化するための電
   極活性化手段を有することを特徴とするガスセンサ。
2. 【請求項２】請求項１記載のガスセンサにおいて、 前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定
   ガス中に含まれる酸素をポンピング処理する補助ポンプ
   手段を有することを特徴とするガスセンサ。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のガスセンサにおい
   て、 前記電極活性化手段は、前記測定用ポンプ手段に選択的
   に交番電流を流すための交番電流供給手段を有すること
   を特徴とするガスセンサ。
4. 【請求項４】請求項３記載のガスセンサにおいて、 前記測定用ポンプ手段に交番電流を流す際に、少なくと
   も主ポンプ手段の動作を停止させる手段を有することを
   特徴とするガスセンサ。
5. 【請求項５】請求項１又は２記載のガスセンサにおい
   て、 前記電極活性化手段は、前記主ポンプ手段に選択的に交
   番電流を流すための交番電流供給手段を有することを特
   徴とするガスセンサ。
6. 【請求項６】請求項２記載のガスセンサにおいて、 前記電極活性化手段は、前記補助ポンプ手段に選択的に
   交番電流を流すための交番電流供給手段を有することを
   特徴とするガスセンサ。
7. 【請求項７】請求項６記載のガスセンサにおいて、 前記補助ポンプ手段に交番電流を流す際に、前記主ポン
   プ手段の動作を停止させる手段を有することを特徴とす
   るガスセンサ。
8. 【請求項８】請求項３〜７のいずれか１項に記載のガス
   センサにおいて、 前記交番電流は、その通電時間が５秒以上であって、周
   波数が前記交番電流の通電時間（秒）に０．１〜０．５
   を乗算することにより得られる周波数であることを特徴
   とするガスセンサ。
9. 【請求項９】外部空間に接する固体電解質にて区画形成
   された処理空間にガス導入口を通じて導入された前記外
   部空間からの被測定ガスに含まれる酸素をポンピング処
   理して、前記処理空間における酸素分圧を所定ガス成分
   が分解され得ない所定の値に制御する主ポンプ手段と、 前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定
   ガス中に含まれる被測定ガス成分を触媒作用及び／又は
   電気分解により分解させ、該分解によって発生した酸素
   をポンピング処理する測定用ポンプ手段とを具備し、 前記測定用ポンプ手段のポンピング処理によって該測定
   用ポンプ手段に流れるポンプ電流に基づいて前記被測定
   ガス中の前記被測定ガス成分を測定するガスセンサの劣
   化防止方法であって、 前記被測定ガス成分を測定するための検出電極に対し活
   性化処理を行って、前記検出電極の触媒機能を回復させ
   ることを特徴とするガスセンサの劣化防止方法。
10. 【請求項１０】請求項９記載のガスセンサの劣化防止方
    法において、 前記ガスセンサは、 前記主ポンプ手段にてポンピング処理された後の被測定
    ガス中に含まれる酸素をポンピング処理する補助ポンプ
    手段を有することを特徴とするガスセンサの劣化防止方
    法。
11. 【請求項１１】請求項９又は１０記載のガスセンサの劣
    化防止方法において、 前記活性化処理は、前記測定用ポンプ手段に選択的に交
    番電流を流すことを特徴とするガスセンサの劣化防止方
    法。
12. 【請求項１２】請求項１１記載のガスセンサの劣化防止
    方法において、 前記測定用ポンプ手段に交番電流を流す際に、少なくと
    も主ポンプ手段の動作を停止させることを特徴とするガ
    スセンサの劣化防止方法。
13. 【請求項１３】請求項９又は１０記載のガスセンサの劣
    化防止方法において、 前記活性化処理は、前記主ポンプ手段に選択的に交番電
    流を流すことを特徴とするガスセンサの劣化防止方法。
14. 【請求項１４】請求項１０記載のガスセンサの劣化防止
    方法において、 前記活性化処理は、前記補助ポンプ手段に選択的に交番
    電流を流すことを特徴とするガスセンサの劣化防止方
    法。
15. 【請求項１５】請求項１４記載のガスセンサの劣化防止
    方法において、 前記補助ポンプ手段に交番電流を流す際に、前記主ポン
    プ手段の動作を停止させることを特徴とするガスセンサ
    の劣化防止方法。
16. 【請求項１６】請求項１１〜１５のいずれか１項に記載
    のガスセンサの劣化防止方法において、 前記交番電流は、その通電時間が５秒以上であって、周
    波数が前記交番電流の通電時間（秒）に０．１〜０．５
    を乗算することにより得られる周波数であることを特徴
    とするガスセンサの劣化防止方法。