JP2009288220A - Specific gas concentration sensor - Google Patents
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Description
本発明は、特定ガス濃度センサに関し、特に、アンモニアとNOXが共存する被測定ガス中のアンモニア濃度及びNOX濃度あるいはいずれか一方を精度よく検出するための特定ガス濃度センサに関する。 The present invention relates to a specific gas concentration sensor, and more particularly to a specific gas concentration sensor for accurately detecting ammonia concentration and / or NO x concentration in a gas to be measured in which ammonia and NO x coexist.
従来、特定ガス濃度検出器の一態様として、被測定ガス中のNOX(NOやNO2等の窒素酸化物)の濃度を検出するNOX濃度検出器や、被測定ガス中のアンモニア濃度を検出するアンモニア濃度検出器、さらには、被測定ガス中のNOX濃度及びアンモニア濃度をそれぞれ検出する検出器がある。これらの検出器の中には、被測定ガスの一部をサンプルとして取出すのではなく、被測定ガス中に半導体式センサや固体電解質センサを直接挿入して、NOX濃度やアンモニア濃度を電気信号として取出すようにしたセンサが提案されている。 Conventionally, as one aspect of the specific gas concentration detector, a NO x concentration detector that detects the concentration of NO x (nitrogen oxides such as NO and NO 2 ) in the measurement gas, and an ammonia concentration in the measurement gas are used. ammonia concentration detector for detecting, furthermore, there is a detector for detecting respectively the NO X concentration and the ammonia concentration in the measurement gas. In these detectors, instead of taking a part of the measured gas as a sample, a semiconductor sensor or solid electrolyte sensor is inserted directly into the measured gas, and the NO x concentration and ammonia concentration are measured as electrical signals. A sensor that can be taken out is proposed.
このうち、NOX濃度検出器の一例として、NOX濃度を精度良く測定できるようにした被測定ガス中のNOX濃度検出器が提案されている。より具体的には、固体電解質層に一対の電極を備えた第1ポンプセル及び酸素濃度測定セルを区画面の一部とする第1室と、固体電解質層に一対の電極を備えた第2ポンプセルを区画面の一部とする第2室と、第1室を被測定ガス空間に連通する第1拡散抵抗部と、第1室を第2室に連通する第2拡散抵抗部とを備えた2室直列型のNOX濃度検出器であって、酸素濃度測定セルが第2拡散抵抗部近傍に配置されており、第1ポンプセルに流れる電流(第1ポンプ電流)を測定する測定部と、第2ポンプセルに流れる電流(第2ポンプ電流)を測定する測定部と、第1ポンプ電流と第2ポンプ電流とから被測定ガス中のNOX濃度を導出する導出部とを備えたNOX濃度検出器が開示されている(特許文献1参照)。 Among them, as an example of the NO X concentration detector, NO X concentration detector in the measurement gas to the NO X concentration can be accurately measured have been proposed. More specifically, a first pump cell having a pair of electrodes in the solid electrolyte layer and a first chamber having an oxygen concentration measurement cell as a part of the section screen, and a second pump cell having a pair of electrodes in the solid electrolyte layer A second chamber having a part of the section screen, a first diffusion resistance portion that communicates the first chamber with the gas space to be measured, and a second diffusion resistance portion that communicates the first chamber with the second chamber. a two-chamber tandem of the NO X concentration detector, a measurement unit the oxygen concentration measuring cell is disposed in the vicinity of the second diffusion resistance portion, for measuring the current (first pump current) flowing through the first pumping cell, NO x concentration provided with a measuring unit for measuring the current flowing through the second pump cell (second pump current) and a deriving unit for deriving the NO x concentration in the gas to be measured from the first pump current and the second pump current A detector is disclosed (see Patent Document 1).
また、アンモニア濃度検出器の一例として、低濃度域から高濃度域までの広い範囲でアンモニア検出が可能であり、また被測定ガス中にNOXが含有されていても精度良くアンモニアを検出できるアンモニア検出センサが提案されている。より具体的には、対向する酸素ポンプ素子と酸素濃淡電池素子との隙間を処理空間とし、処理空間に面する電極をアンモニア酸化反応に対する触媒活性が高い材質で構成し、酸素濃淡電池素子の裏面側(反対空間)の電極をアンモニア酸化反応に対する触媒活性が低い材質で構成したアンモニア検出センサが開示されている。このアンモニア検出センサによれば、処理空間と反対空間とにアンモニアと酸素とを含有した被検出ガスを導入すると、酸素濃淡電池素子の両側でアンモニア酸化による酸素消費量に差が生じ、濃淡電池起電力が発生する。また、酸素ポンプ素子は処理空間に酸素を汲み込み、濃淡電池起電力が一定の目標値となるように制御する。このときの酸素ポンプ素子に流れる電流に基づいて、アンモニア濃度を検出することができる(特許文献2参照)。 As an example of an ammonia concentration detector, ammonia can be detected in a wide range from a low concentration range to a high concentration range, and ammonia can be detected accurately even if NO x is contained in the gas to be measured. Detection sensors have been proposed. More specifically, the gap between the opposing oxygen pump element and the oxygen concentration cell element is a processing space, and the electrode facing the processing space is made of a material having high catalytic activity for the ammonia oxidation reaction, and the back surface of the oxygen concentration cell element There is disclosed an ammonia detection sensor in which a side (opposite space) electrode is made of a material having low catalytic activity for an ammonia oxidation reaction. According to this ammonia detection sensor, when a gas to be detected containing ammonia and oxygen is introduced into the processing space and the opposite space, a difference occurs in oxygen consumption due to ammonia oxidation on both sides of the oxygen concentration cell element. Electric power is generated. Further, the oxygen pump element draws oxygen into the processing space, and controls so that the concentration cell electromotive force becomes a constant target value. Based on the current flowing through the oxygen pump element at this time, the ammonia concentration can be detected (see Patent Document 2).
また、被測定ガス中のNOXとアンモニアとを、同時に、リアルタイムで検知することができるガス分析方法も提案されている。より具体的には、NOX及びアンモニアを含む被測定ガスをアンモニア強酸化触媒に接触させることにより、当該被測定ガス中のアンモニアを酸化してNOXに変換し、その変換したNOXと当該被測定ガス中に存在しているNOXの合計量を検出する第1のNOX検出工程と、被測定ガスをアンモニア弱酸化触媒に接触させて、当該被測定ガス中のアンモニアの一部を酸化してNOXに変換し、変換したNOXと当該被測定ガス中のNOXとの合計量を検出する第二のNOX検出工程と、第一及び第二のNOX検出工程において得られる二つの検出値より、被測定ガス中のNOX量及び/又はアンモニア量を演算する工程を含むガス分析方法が開示されている(特許文献3参照)。 Further, the NO X and ammonia in the gas to be measured, have also been proposed simultaneously, gas analysis method that can be detected in real time. More specifically, by contacting a measurement gas containing NO X and ammonia to the ammonia strong oxidation catalyst to convert the NO X by oxidizing ammonia of the gas under measurement, the converted NO X and the A first NO x detection step for detecting the total amount of NO x present in the gas to be measured, and the gas to be measured are brought into contact with an ammonia weak oxidation catalyst, and a part of the ammonia in the gas to be measured is removed. a second of the NO X detection step is converted into NO X, detects the total amount of the converted NO X and NO X of the measurement gas is oxidized, resulting in the first and second of the NO X detection step A gas analysis method including a step of calculating the NO x amount and / or the ammonia amount in the gas to be measured from the two detected values is disclosed (see Patent Document 3).
ところで、ディーゼルエンジンを備えた車両においては、排出される排気ガス中のNOXを除去する排気浄化装置として、アンモニアを還元剤として用いてNOXを還元する還元触媒を排気通路に配置し、当該還元触媒の上流側にアンモニアを生成可能な還元剤を供給して、NOXを除去する排気浄化装置が用いられている。このような排気浄化装置における還元剤の供給量の制御を行うために、NOX濃度やアンモニア濃度を検出するセンサ(以下、「NOXセンサ」又は「アンモニアセンサ」と称する。)が排気通路に設けられる場合がある。特に、NOX又はアンモニアが触媒の下流側に流出して、そのまま大気中に放出されることのないように、当該還元触媒の下流側にNOXセンサやアンモニアセンサが設けられる場合がある。このように、還元触媒の下流側にNOXセンサやアンモニアセンサを備える場合には、比較的濃度が低い領域であるにもかかわらず、正確にNOX濃度やアンモニア濃度を検出しなければならず、上記センサには、より高い検出精度が求められている。 By the way, in a vehicle equipped with a diesel engine, as an exhaust purification device for removing NO x in exhaust gas discharged, a reduction catalyst for reducing NO x using ammonia as a reducing agent is disposed in the exhaust passage. by supplying a reducing agent capable of generating ammonia upstream of the reduction catalyst, the exhaust gas purifying device for removing NO X is used. In order to control the supply amount of the reducing agent in such an exhaust purification device, a sensor for detecting NO x concentration or ammonia concentration (hereinafter referred to as “NO x sensor” or “ammonia sensor”) is provided in the exhaust passage. May be provided. In particular, NO X or ammonia flows out to the downstream side of the catalyst, as it is so as not to be released into the atmosphere, there is a case where NO X sensor and the ammonia sensor is provided downstream of the reduction catalyst. As described above, when the NO x sensor or the ammonia sensor is provided on the downstream side of the reduction catalyst, it is necessary to accurately detect the NO x concentration or the ammonia concentration regardless of the relatively low concentration region. The sensor is required to have higher detection accuracy.
一方、アンモニアが高温下に晒されると、熱分解してNOXが生成されるおそれがある。そのため、上記特許文献1に記載したようなNOX濃度検出器において、第1又は第2ポンプセルに到達する途中でアンモニアが高温に晒されることによってNOXが生成された場合には、この生成されたNOXも検出されてしまうため、被測定ガス中に含まれているNOX濃度を精度良く検出できないおそれがある。 On the other hand, when ammonia is exposed to a high temperature, there is a possibility that NO x is generated due to thermal decomposition. Therefore, in the NO X concentration detector as described in Patent Document 1, when NO X is generated by exposure of ammonia to a high temperature in the middle of reaching the first or second pump cell, this NO X is generated. since nO X will also be detected with, it may be impossible to detect the nO X concentration contained in the gas to be measured accurately.
また、特許文献2や特許文献3に記載のセンサは、アンモニア酸化効率の異なる複数の電極や酸化触媒を用いて、それぞれの電極や酸化触媒でのアンモニア酸化効率を考慮して、被測定ガス中のアンモニア濃度や、あるいはNOX濃度及びアンモニア濃度を検出するセンサであるが、一旦アンモニアを酸化させてNOXにする過程が介在するために、触媒温度やNOX濃度測定への依存性が高く、検出結果に誤差を生じるおそれがある。 Further, the sensors described in Patent Document 2 and Patent Document 3 use a plurality of electrodes and oxidation catalysts having different ammonia oxidation efficiencies, and consider the ammonia oxidation efficiency of each electrode and oxidation catalyst in the gas to be measured. Is a sensor that detects ammonia concentration, or NO x concentration and ammonia concentration, but it is highly dependent on the catalyst temperature and NO x concentration measurement because the process of once oxidizing ammonia to NO x is involved. There is a risk of errors in the detection results.
そこで、本発明の発明者らは鋭意努力し、被測定排気ガス中に含まれるアンモニアを、NOXを生成することなく分解する分解触媒を備えた構成とすることによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、アンモニアとNOXとが並存する被測定ガス中のNOX濃度及びアンモニア濃度あるいはいずれか一方を精度良く検出することができる特定ガス濃度センサを提供することを目的とする。 Therefore, the inventors of the present invention can solve such problems by making a configuration equipped with a decomposition catalyst that decomposes ammonia contained in the exhaust gas to be measured without generating NO x. And the present invention has been completed. That is, an object of the present invention is to provide a specific gas concentration sensor that can accurately detect the NO x concentration and / or the ammonia concentration in a gas to be measured in which ammonia and NO x coexist.
本発明によれば、被測定ガス中のNOX濃度を検出するための特定ガス濃度センサであって、被測定ガスが流れ込むように直列に配置された上流側の第1空間及び下流側の第2空間と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置されるとともに、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第1空間に面する第1素子と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置されるとともに、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第2空間に面する第2素子と、を備えるとともに、第1素子によってNOが解離しないように被測定ガス中の酸素を汲み出した後、第2素子によって被測定ガス中のNOを解離して酸素を汲み出し、第2素子に流れる電流値を被測定ガス中のNOX濃度を示す情報として取出すように構成されており、第1空間よりも上流側に、被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ(以下、「第1の特定ガス濃度センサ」と称する場合がある。)が提供され、上述した問題を解決することができる。 According to the present invention, there is provided a specific gas concentration sensor for detecting a NO x concentration in a gas to be measured, the first space on the upstream side arranged in series so that the gas to be measured flows in and the first gas sensor on the downstream side. A pair of electrodes are disposed on both surfaces of the two spaces and the solid electrolyte body, and a first element in which any one of the pair of electrodes faces the first space, and a pair of electrodes on both surfaces of the solid electrolyte body And an oxygen in the gas to be measured so that NO is not dissociated by the first element, and an electrode is disposed, and one of the pair of electrodes includes a second element facing the second space. After the gas is pumped out, the second element dissociates NO in the gas to be measured to pump out oxygen, and the current value flowing through the second element is taken out as information indicating the NO x concentration in the gas to be measured. , Upstream of the first space, A specific gas concentration sensor (hereinafter sometimes referred to as a “first specific gas concentration sensor”) is provided that includes a decomposition catalyst that decomposes ammonia in the gas to be measured into components other than NO x . The above-mentioned problem can be solved.
また、本発明の別の態様は、被測定ガス中のアンモニア濃度を検出するための特定ガス濃度センサであって、被測定ガスが流れ込むように並列に配置された第1空間及び第2空間と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第1空間に面する一方、他方の電極が被測定ガスとは異なる基準ガスが存在する基準ガス空間に面する第1素子と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第2空間に面する一方、他方の電極が基準ガス空間に面する第2素子と、を備えるとともに、第1素子及び第2素子に流れる電流値の差を、被測定ガス中のアンモニア濃度を示す情報として取出すように構成されており、第1空間よりも上流側に、被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ(以下、「第2の特定ガス濃度センサ」と称する場合がある。)である。 Another aspect of the present invention is a specific gas concentration sensor for detecting an ammonia concentration in a gas to be measured, and a first space and a second space that are arranged in parallel so that the gas to be measured flows. A reference in which a pair of electrodes are arranged on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes faces the first space, while the other electrode has a reference gas different from the gas to be measured. A first element facing the gas space and a pair of electrodes are arranged on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes faces the second space, while the other electrode is the reference gas space And a second element facing the first element, and a difference between current values flowing through the first element and the second element is extracted as information indicating an ammonia concentration in the gas to be measured. Upstream of the gas in the measured gas. Specific gas concentration sensor, characterized in that it comprises decomposing decomposition catalyst components other than NO X and pneumoniae (hereinafter, may be referred to as "second specific gas concentration sensor.") Is.
また、本発明のさらに別の態様は、被測定ガス中のアンモニア濃度及びNOX濃度をそれぞれ検出するための特定ガス濃度センサであって、被測定ガスが流れ込むように並列に配置された第1空間及び第2空間と、第1空間の下流側に直列に配置された第3空間と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第1空間に面する一方、他方の電極が被測定ガスとは異なる基準ガスが存在する基準ガス空間に面する第1素子と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第2空間に面する一方、他方の電極が基準ガス空間に面する第2素子と、固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、一対の電極のうちのいずれか一方の電極が第3空間に面する第3素子と、を備えるとともに、第1素子によってNOが解離しないように被測定ガス中の酸素を汲み出した後、第3素子によって被測定ガス中のNOを解離して酸素を汲み出し、第3素子に流れる電流値を被測定ガス中のNOX濃度を示す情報として取出し、第1素子及び第2素子に流れる電流値の差を、被測定ガス中のアンモニア濃度を示す情報として取出すように構成されており、第1空間よりも上流側に、被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ(以下、「第3の特定ガス濃度センサ」と称する場合がある。)である。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a specific gas concentration sensor for detecting ammonia concentration and NO x concentration in a gas to be measured, wherein the first gas gas is arranged in parallel so that the gas to be measured flows. A pair of electrodes are disposed on both surfaces of the space and the second space, the third space arranged in series on the downstream side of the first space, and the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes is the first electrode A first element facing one space, the other electrode facing a reference gas space where a reference gas different from the gas to be measured is present, and a pair of electrodes on both sides of the solid electrolyte body, One of the electrodes faces the second space, the other electrode faces the reference gas space, and a pair of electrodes are arranged on both sides of the solid electrolyte body, Any one of the electrodes facing the third space An element, and after pumping out oxygen in the gas to be measured so that NO is not dissociated by the first element, dissociates NO in the gas to be measured by the third element and pumps oxygen out to the third element. The flowing current value is extracted as information indicating the NO x concentration in the measured gas, and the difference between the current values flowing in the first element and the second element is extracted as information indicating the ammonia concentration in the measured gas. And a specific gas concentration sensor (hereinafter referred to as “third specific gas concentration sensor”) provided with a decomposition catalyst for decomposing ammonia in the gas to be measured into components other than NO x on the upstream side of the first space. Is sometimes referred to as “.”.
また、本発明の特定ガス濃度センサを構成するにあたり、第1空間の上流側の被測定ガスの流路に拡散律速通路が設けられ、当該拡散律速通路に分解触媒を備えることが好ましい。 In configuring the specific gas concentration sensor of the present invention, it is preferable that a diffusion-controlled passage is provided in the flow path of the gas to be measured upstream of the first space, and a decomposition catalyst is provided in the diffusion-controlled passage.
本発明の第1の特定ガス濃度センサによれば、被測定ガス中に含まれるアンモニアが、分解触媒においてNOXを生成することなく分解された後、被測定ガスが第1空間及び第2空間に流れ込むようになる。したがって、酸素ポンプとしての第2素子に流れる電流値をもとにして、被測定ガス中のNOX濃度を精度良く検出することができる。 According to the first specific gas concentration sensor of the present invention, after the ammonia contained in the gas to be measured is decomposed without generating NO x in the decomposition catalyst, the gas to be measured is in the first space and the second space. Will flow into. Therefore, it is possible to accurately detect the NO x concentration in the gas to be measured based on the value of the current flowing through the second element as the oxygen pump.
また、本発明の第2の特定ガス濃度センサによれば、第2空間には被測定ガスがそのまま流れ込む一方、第1空間では、被測定ガス中に含まれるアンモニアが、分解触媒においてNOXを生成することなく分解された後、被測定ガスが第1空間に流れ込むようになる。すなわち、第1空間には、アンモニアの分解に使用された分だけ酸素濃度が減少した被測定ガスが流れ込むようになる。したがって、電池素子としての第1素子及び第2素子に流れる電流値の差をもとにして、被測定ガス中のアンモニア濃度を精度良く検出することができる。 Further, according to the second specific gas concentration sensor of the present invention, the gas to be measured flows into the second space as it is, while in the first space, ammonia contained in the gas to be measured causes NO x to be decomposed in the decomposition catalyst. After being decomposed without being generated, the gas to be measured flows into the first space. That is, the gas to be measured whose oxygen concentration is reduced by the amount used for the decomposition of ammonia flows into the first space. Therefore, the ammonia concentration in the gas to be measured can be accurately detected based on the difference between the current values flowing through the first element and the second element as battery elements.
また、本発明の第3の特定ガス濃度センサによれば、第2空間には被測定ガスがそのまま流れ込む一方、第1空間及び第3空間では、被測定ガス中に含まれるアンモニアが、分解触媒においてNOXを生成することなく分解された後、被測定ガスが第1空間及び第3空間に流れ込むようになる。したがって、被測定ガス中のNOX濃度を検出する場合には、第1素子及び第3素子を酸素ポンプとして使用し、第3素子に流れる電流値をもとにして、被測定ガス中のNOX濃度を精度良く検出することができる。また、第1空間及び第3空間には、アンモニアの分解に使用された分だけ酸素濃度が減少した被測定ガスが流れ込むため、被測定ガス中のアンモニア濃度を検出する場合には、第1素子及び第2素子を電池素子として使用して、当該第1素子及び第2素子に流れる電流値の差をもとにして、被測定ガス中のアンモニア濃度を精度良く検出することができる。 According to the third specific gas concentration sensor of the present invention, the gas to be measured flows as it is into the second space, while ammonia contained in the gas to be measured is decomposed in the first space and the third space. after being decomposed without producing NO X in, so the measurement gas flows into the first space and the third space. Therefore, when detecting the NO x concentration in the gas to be measured, the first element and the third element are used as the oxygen pump, and the NO in the gas to be measured is determined based on the current value flowing through the third element. X concentration can be detected with high accuracy. In addition, since the gas to be measured whose oxygen concentration is reduced by the amount used for the decomposition of ammonia flows into the first space and the third space, the first element is used when detecting the ammonia concentration in the gas to be measured. Using the second element as a battery element, the ammonia concentration in the gas to be measured can be accurately detected based on the difference between the current values flowing through the first element and the second element.
また、本発明の特定ガス濃度センサにおいて、分解触媒が拡散律速通路に備えられることにより分解触媒の使用量が抑えられ、コストの増加を抑えることができるとともに、第1空間に流れ込む被測定ガス中のアンモニアを確実に分解させることができる。 Further, in the specific gas concentration sensor of the present invention, since the decomposition catalyst is provided in the diffusion-controlled passage, the amount of the decomposition catalyst used can be suppressed, an increase in cost can be suppressed, and the measured gas flowing into the first space can be suppressed. The ammonia can be reliably decomposed.
以下、図面を参照して、本発明の特定ガス濃度センサに関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
Embodiments relating to the specific gas concentration sensor of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. However, this embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.
In addition, in each figure, what has attached | subjected the same code | symbol has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態にかかる特定ガス濃度センサは、被測定ガス中のNOX濃度を測定するNOXセンサとして用いられる第1の特定ガス濃度センサである。
図1は、本実施形態の第1の特定ガス濃度センサ10の構成を概略的に示す断面図である。この第1の特定ガス濃度センサ10は、二つの固体電解質体11、13によって形成された被測定ガス流路15を備えており、被測定ガス流路15の途中には、第1空間17及び第2空間19が設けられている。
[First Embodiment]
The specific gas concentration sensor according to the first embodiment of the present invention is a first specific gas concentration sensor used as a NO X sensor for measuring the NO X concentration in the gas to be measured.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the first specific
また、被測定ガス流路15の第1空間17の上流側には第1の拡散律速通路21が設けられ、第1空間17と第2空間19との間には第2の拡散律速通路23が設けられている。第1の拡散律速通路21及び第2の拡散律速通路23は、小孔や薄い切込みを形成した固体電解質体を被測定ガス流路15に配置したり、アルミナ等の多孔質体を被測定ガス流路15中に充填したりすることによって形成することができる。本実施形態では、小孔や薄い切込みを形成した固体電解質体を被測定ガス流路15に配置することにより第1及び第2の拡散律速通路21、23が形成されている。
これらの第1の拡散律速通路21及び第2の拡散律速通路23を通過する被測定ガスGは、拡散抵抗を受けつつ、下流側の第1空間17又は第2空間19に流れ込むようになっている。したがって、第1空間17及び第2空間19内での被測定ガスの滞留時間が長くなり、センサ外での被測定ガスの組成が変化した場合であっても、第1空間17及び第2空間19内の被測定ガスGへの影響が少なくなる。その結果、センサでの検出精度が高められるようになっている。
A first diffusion rate-limiting
The gas G to be measured passing through the first diffusion
また、被測定ガス流路15の第1空間17に面して第1素子30が設けられ、第2空間19に面して第2素子40が設けられている。第1素子30は、固体電解質体13の両面に第1の内側電極31及び第1の外側電極33が配置されて構成されたものであり、第1の内側電極31が第1空間17に面し、第1の外側電極33が基準ガス空間25に面している。また、第2素子40は、固体電解質体13の両面に第2の内側電極41及び第2の外側電極43が配置されて構成されたものであり、第2の内側電極41が第2空間19に面し、第2の外側電極43が基準ガス空間25に面している。
Further, the
これらの第1素子30及び第2素子40を構成する固定電解質体13は、例えば、ZrO2を含むセラミック体が代表的な例であるが、酸素ポンプ素子を構成する従来公知の固体電解質体であれば好適に用いることができる。
また、固体電解質体13の両面に配置される第1及び第2の内側電極31、41及び第1及び第2の外側電極33、43は、それぞれ酸素分子を解離可能な多孔質電極からなり、固体電解質体と同様、従来公知の多孔質電極であれば好適に用いることができる。
The fixed
The first and second
本実施形態の第1の特定ガス濃度センサ10において、第1素子30及び第2素子40はともに酸素ポンプ素子として利用されるものであり、第1素子30及び第2素子40を構成する第1の内側電極31と第1の外側電極33、及び第2の内側電極41と第2の外側電極43はそれぞれ外部接続回路27に接続され、一対の電極間に電圧を印加することができるようになっている。
In the first specific
このうち、第1素子30では、被測定ガスG中のNOXのうち、NOが解離しないようにして酸素のみを汲み出すように、電圧の印加が行われる。このとき、第1空間17内では、下記式(1)で示すように、NO2が解離してNO及び酸素が生成されるようになっている。
2NO2 → 2NO+O2 …(1)
したがって、第1空間17からは、被測定ガスGにもともと含まれていた酸素と、第1空間17内で生成された酸素とが、第1素子30によって汲み出されるようになっている。
Among these, in the
2NO 2 → 2NO + O 2 (1)
Therefore, the oxygen contained in the gas to be measured G and the oxygen generated in the
また、第2素子40では、被測定ガスG中のNOを解離して酸素を汲み出すように、電圧の印加が行われる。すなわち、第2空間内では、下記式(2)で示すように、NOが解離して窒素及び酸素が生成されるようになっている。
2NO → N2+O2 …(2)
したがって、第2空間19からは、第2空間19内で生成された酸素が第2素子40によって汲み出されるようになっている。
In the
2NO → N 2 + O 2 (2)
Accordingly, oxygen generated in the
このとき、第2素子40に流れる電流値は、第2空間19から汲み出された酸素濃度に応じた電流値を示し、この酸素濃度はすなわちNOX濃度を示すことから(上記式(2)参照)、この電流値を測定することによって、被測定ガス中のNOX濃度を検出することができる。
At this time, the current value flowing through the
ここで、本実施形態の第1の特定ガス濃度センサ10では、第1の拡散律速通路21を形成する固体電解質体に、NOXを生成しないでアンモニアを分解する機能を有する分解触媒が塗布されている。この分解触媒でのアンモニアの分解反応は、下記式(3)のように行われる。
4NH3+3O2 → 2N2+6H2O …(3)
Here, in the first specific
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (3)
すなわち、アンモニアの分解触媒の機能を併せ持つ第1の拡散律速通路21の上流側及び下流側でのNOX濃度に変化が生じないようになっている。さらに、第1の拡散律速通路21を通過した被測定ガスG中からアンモニアが除去されるため、被測定ガスGが第1の拡散律速通路21より下流側の第1空間17又は第2空間19に到達するまでの間に、被測定ガスG中に含まれるアンモニアが熱分解を生じてNOXが生成されることもない。したがって、本実施形態の第1の特定ガス濃度センサ10によれば、上述のように第1素子30及び第2素子40から酸素を汲み出すとともに、第2素子40に流れる電流値をもとにして、被測定ガスG中のNOX濃度を精度良く検出することができる。
That is, the NO x concentration on the upstream side and the downstream side of the first diffusion
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態にかかる特定ガス濃度センサは、被測定ガス中のアンモニア濃度を測定するアンモニアセンサとして用いられる第2の特定ガス濃度センサである。
図2は、本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50の構成を概略的に示す断面図である。この第2の特定ガス濃度センサ50は、三つの固体電解質体51、52、53によって形成された第1の被測定ガス流路54及び第2の被測定ガス流路55を備えており、第1の被測定ガス流路54の途中には第1空間57が設けられ、第2の被測定ガス流路55の途中には第2空間59が設けられている。
[Second Embodiment]
The specific gas concentration sensor according to the second embodiment of the present invention is a second specific gas concentration sensor used as an ammonia sensor for measuring the ammonia concentration in the gas to be measured.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the second specific
また、第1の被測定ガス流路54の第1空間57の上流側には第1の拡散律速通路61が設けられ、第2の被測定ガス流路55の第2空間59の上流側には第2の拡散律速通路63が設けられている。これらの第1の拡散律速通路61及び第2の拡散律速通路63は、基本的には、第1の実施の形態で説明した拡散律速通路と同様に形成されている。
In addition, a first diffusion-controlled
また、第1の被測定ガス流路54の第1空間57に面して第1素子70が設けられ、第2の被測定ガス流路55の第2空間59に面して第2素子80が設けられている。第1素子70は、固体電解質体51の両面に第1の内側電極71及び第1の外側電極73が配置されて構成されたものであり、第1の内側電極71が第1空間に面している。また、第2素子80は、固体電解質体53の両面に第2の内側電極81及び第2の外側電極83が配置されて構成されたものであり、第2の内側電極81が第2空間59に面している。
これらの第1素子70及び第2素子80の構成は、基本的には第1の実施の形態で説明した第1素子及び第2素子と同様とすることができる。
Further, a
The configurations of the
また、本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50では、第1素子70を挟んだ第1の被測定ガス流路54の反対側には第1の基準ガス空間65が形成され、第1素子70を構成する第1の外側電極73が第1の基準ガス空間65に面するようになっている。同様に、第2素子80を挟んだ第2の被測定ガス流路55の反対側には第2の基準ガス空間67が形成され、第2素子80を構成する第2の外側電極83が第2の基準ガス空間67に面するようになっている。これらの第1及び第2の基準ガス空間65、67には、大気等の共通の基準ガスが流れ込むようになっている。第1の基準ガス空間65及び第2の基準ガス空間67は別々の空間として構成されるのではなく、一つの空間として構成されていても構わない。
Further, in the second specific
本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50において、第1素子70及び第2素子80はともに電池素子として利用されるものであり、第1素子70及び第2素子80を構成する第1の内側電極71と第1の外側電極73、及び第2の内側電極81と第2の外側電極83はそれぞれ外部接続回路69に接続されている。そして、第1空間57と第1の基準ガス空間65との酸素濃度の差によって第1素子70に生じる起電力に応じた電流値、及び第2空間59と第2の基準ガス空間67との酸素濃度の差によって第2素子80に生じる起電力に応じた電流値が測定されるように構成されている。
In the second specific
ここで、本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50では、第2の拡散律速通路63を形成する固体電解質体に、NOXを生成しないでアンモニアを分解する機能を有する分解触媒が塗布されている。この分解触媒でのアンモニアの分解反応は、下記式(4)のように行われる。
4NH3+3O2 → 2N2+6H2O …(4)
Here, in the second specific
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (4)
そのため、第1の被測定ガス流路54の第1空間57には、含まれるアンモニアがそのままの状態で被測定ガスG´中が流れ込む一方、第2の被測定ガス流路55の第2空間59には、分解触媒においてアンモニアが分解除去された状態で被測定ガスGが流れ込む。すなわち、第1空間57に流れ込む被測定ガスG´と、第2空間59に流れ込む被測定ガスGとは、アンモニア濃度が異なるとともに、アンモニアの分解に使用された酸素濃度を反映して、酸素濃度が異なるようになっている。
For this reason, the ammonia to be measured flows into the
したがって、本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50では、第1空間57と第2空間59との酸素濃度の違いに起因して、第1素子70に生じる起電力と第2素子80に生じる起電力との間に差が生じるようになっている。そのため、測定された第2素子80に流れる電流値と第1素子70に流れる電流値との差から酸素濃度の差が求められる。この酸素濃度の差はすなわちアンモニアの分解に用いられた酸素濃度を示すことから、この電流値の差を測定することによって、下記式(5)から被測定ガスG中のアンモニア濃度を導出することができる。
[NH3]=[O2]×4/3 …(5)
Therefore, in the second specific
[NH 3 ] = [O 2 ] × 4/3 (5)
このように、本実施形態の第2の特定ガス濃度センサ50によれば、第1素子70及び第2素子80に流れる電流値の差をもとにして、アンモニアの分解に用いられた酸素濃度が求められるため、被測定ガスG中のアンモニア濃度を精度良く検出することができる。
Thus, according to the second specific
[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態にかかる第3の特定ガス濃度センサは、被測定ガス中のNOX濃度を測定するNOXセンサ及び被測定ガス中のアンモニア濃度を測定するアンモニアセンサの機能を併せ持った第3の特定ガス濃度センサである。本実施形態の第3の特定ガス濃度センサは、基本的には、第1の特定ガス濃度センサ及び第2の特定ガス濃度センサを組み合わせて構成されたものである。
[Third Embodiment]
The third specific gas concentration sensor according to the third embodiment of the present invention has functions of an NO x sensor that measures the NO x concentration in the gas to be measured and an ammonia sensor that measures the ammonia concentration in the gas to be measured. A third specific gas concentration sensor is also provided. The third specific gas concentration sensor of the present embodiment is basically configured by combining the first specific gas concentration sensor and the second specific gas concentration sensor.
図3は、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100の構成を概略的に示す断面図である。この第3の特定ガス濃度センサ100は、三つの固体電解質体101、102、103によって形成された第1の被測定ガス流路104及び第2の被測定ガス流路105を備えており、第1の被測定ガス流路104の途中には第1空間107が設けられ、第2の被測定ガス流路105の途中には第2空間108及び第3空間109が設けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the third specific
また、第1の被測定ガス流路104の第1空間107の上流側には第1の拡散律速通路111が設けられている。同様に、第2の被測定ガス流路105の第2空間108の上流側には第2の拡散律速通路112が設けられ、第2空間108と第3空間109との間には第3の拡散律速通路113が設けられている。これらの第1〜第3の拡散律速通路111、112、113は、第1の実施の形態で説明した拡散律速通路と同様の構成とすることができる。
In addition, a first diffusion-controlling
また、第1の被測定ガス流路104の第1空間107に面して第1素子120が設けられている。第1素子120は、固定電解質101体の両面に第1の内側電極121及び第1の外側電極123が配置されて構成されたものであり、第1の内側電極121が第1空間107に面している。
同様に、第2の被測定ガス流路105の第2空間108に面して第2素子130が設けられ、第3空間109に面して第3素子140が設けられている。第2素子130は、固体電解質体103の両面に第2の内側電極131及び第2の外側電極133が配置されて構成されたものであり、第2の内側電極131が第2空間108に面している。また、第3素子140は、固体電解質体103の両面に第3の内側電極141及び第3の外側電極143が配置されて構成されたものであり、第3の内側電極141が第3空間109に面している。
Further, the
Similarly, the
また、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100では、第1素子120を挟んだ第1の被測定ガス流路104の反対側には第1の基準ガス空間115が形成され、第1素子120を構成する第1の外側電極123が第1の基準ガス空間115に面するようになっている。同様に、第2素子130を挟んだ第2の被測定ガス流路105の反対側には第2の基準ガス空間117が形成され、第2素子130を構成する第2の外側電極133及び第3素子140を構成する第3の外側電極143が第2の基準ガス空間117に面するようになっている。これらの第1の基準ガス空間115及び第2の基準ガス空間117には、大気等の共通の基準ガスが流れ込むようになっている。第1の基準ガス空間115及び第2の基準ガス空間117は別々の空間として構成されるのではなく、一つの空間として構成されていても構わない。
これらの第1素子〜第3素子120、130、140の構成は、基本的には第1の実施の形態で説明した第1素子及び第2素子と同様である。
In the third specific
The configurations of the first to
本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100において、第1素子120は電池素子として利用され、第2素子130は酸素ポンプ素子及び電池素子として利用され、さらに第3素子140は酸素ポンプ素子として利用されるものである。これらの第1素子120を構成する第1の内側電極121と第1の外側電極123、第2素子130を構成する第2の内側電極131と第2の外側電極133、及び第3素子140を構成する第3の内側電極141と第3の外側電極143はそれぞれ外部接続回路127に接続されている。
このうち、第1素子120及び第2素子130が電池素子として利用される場合には、第1空間107と第1の基準ガス空間115との酸素濃度の差によって第1素子120に生じる起電力に応じた電流値が測定され、第2空間108と第2の基準ガス空間117との酸素濃度の差によって第2素子130に生じる起電力に応じた電流値が測定されるように構成されている。また、第2素子130及び第3素子140が酸素ポンプ素子として利用される場合には、それぞれの一対の電極間に所定の電圧が印加され、被測定ガスG中の酸素が汲み出されるように構成されている。
In the third specific
Among these, when the
ここで、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100では、第2の拡散律速通路112を形成する固体電解質体に、NOXを生成しないでアンモニアを分解する機能を有する分解触媒が塗布されている。この分解触媒でのアンモニアの分解反応は、下記式(6)のように行われる。
4NH3+3O2 → 2N2+6H2O …(6)
Here, in the third specific
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O (6)
そのため、第1の被測定ガス流路104の第1空間107には、含まれるアンモニアがそのままの状態で被測定ガスG´が流れ込む一方、第2の被測定ガス流路105の第2空間108及び第3空間109には、分解触媒においてアンモニアが分解除去された状態で被測定ガスGが流れ込む。すなわち、第1空間107に流れ込む被測定ガスG´と、第2空間108に流れ込む被測定ガスGとは、アンモニア濃度が異なるとともに、アンモニアの分解に使用された酸素濃度を反映して、酸素濃度が異なるようになっている。その際、第2の拡散律速通路112の上流側及び下流側でのNOX濃度に変化が生じないようになっている。
Therefore, the measured gas G ′ flows into the
したがって、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100では、第1素子120及び第2素子130を電池素子として利用した場合に、第1空間107と第2空間108との酸素濃度の違いに起因して、第1素子120に生じる起電力と第2素子130に生じる起電力との間に差が生じるようになっている。そのため、測定された第2素子130に流れる電流値と第1素子120に流れる電流値との差から酸素濃度の差が求められる。この酸素濃度の差はすなわちアンモニアの分解に用いられた酸素濃度を示すことから、この電流値の差を測定することによって、下記式(7)から被測定ガスG中のアンモニア濃度を導出することができる。
[NH3]=[O2]×4/3 …(7)
Therefore, in the third specific
[NH 3 ] = [O 2 ] × 4/3 (7)
このように、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100においては、第1素子120及び第2素子130に流れる電流値の差をもとにして、アンモニアの分解に用いられた酸素濃度が求められるため、被測定ガスG中のアンモニア濃度を精度良く検出することができる。
Thus, in the third specific
一方、本実施形態の第3の特定ガス濃度センサ100では、第2素子130及び第3素子140を酸素ポンプ素子として利用した場合に、第2素子130では、被測定ガスG中のNOXのうち、NOが解離しないようにして、酸素のみを汲み出すように、電圧の印加が行われる。このとき、第2空間108内では、下記式(8)に示すように、NO2が解離してNO及び酸素が生成されるようになっている。
2NO2 → 2NO+O2 …(8)
したがって、第2空間108からは、被測定ガスGにもともと含まれていた酸素と、第2空間108内で生成された酸素とが、第2素子130によって汲み出されるようになっている。
On the other hand, in the third specific
2NO 2 → 2NO + O 2 (8)
Accordingly, the oxygen contained in the gas to be measured G and the oxygen generated in the
また、第3素子140では、被測定ガスG中のNOを解離して酸素を汲み出すように、電圧の印加が行われる。すなわち、第3空間109内では、下記式(9)に示すように、NOが解離して窒素及び酸素が生成されるようになっている。
2NO → N2+O2 …(9)
したがって、第3空間109からは、第3空間109内で生成された酸素が第3素子140によって汲み出されるようになっている。
In the third element 140, a voltage is applied so as to dissociate NO in the measurement gas G and pump oxygen. That is, in the
2NO → N 2 + O 2 (9)
Therefore, oxygen generated in the
このとき、第3素子140に流れる電流値は、第3空間109から汲み出された酸素濃度に応じた電流値を示し、この酸素濃度はすなわちNOX濃度を示すことから(上記式(9)参照)、この電流値を測定することによって、被測定ガスG中のNOX濃度を検出することができる。
このとき、第2の拡散律速通路112において、被測定ガスG中のアンモニアが分解されて除去されているため、第2の拡散律速通路112より下流側の第2空間108又は第3空間109に到達するまでの間に、被測定ガスG中に含まれるアンモニアが熱分解を生じてNOXが生成されることがないため、被測定ガスG中のNOX濃度を精度良く検出することができる。
At this time, the current value flowing through the third element 140 indicates a current value corresponding to the oxygen concentration pumped out from the
At this time, since ammonia in the gas G to be measured is decomposed and removed in the second diffusion rate-limiting
以上説明した特定ガス濃度センサによれば、NOXを生成しないでアンモニアを分解する分解触媒を備えているために、被測定ガス中にアンモニア及びNOXが並存している場合であっても、アンモニア濃度及びNOX濃度あるいはいずれか一方を精度良く検出することができる。したがって、ディーゼルエンジンを搭載した車両の排気系に備えられて、排気浄化制御に利用されるセンサとして好適に使用することができる。 According to the specific gas concentration sensor described above, since a decomposition catalyst that decomposes ammonia without generating NO x is provided, even when ammonia and NO x coexist in the gas to be measured, It is possible to accurately detect either the ammonia concentration and / or the NO x concentration. Therefore, it can be suitably used as a sensor provided in an exhaust system of a vehicle equipped with a diesel engine and used for exhaust purification control.
10:第1の特定ガス濃度センサ(NOXセンサ)、11・13:固体電解質体、15:被測定ガス流路、17:第1空間、19:第2空間、21:第1の拡散律速通路、23:第2の拡散律速通路、27:外部接続回路、30:第1素子、31:第1の内側電極、33:第2の内側電極、40:第2素子、41:第2の内側電極、43:第2の内側電極、50:第2の特定ガス濃度センサ(アンモニアセンサ)、51・52・53:固体電解質体、54:第1の被測定ガス流路、55:第2の被測定ガス流路、57:第1空間、59:第2空間、61:第1の拡散律速通路、63:第2の拡散律速通路、69:外部接続回路、70:第1素子、71:第1の内側電極、73:第2の内側電極、80:第2素子、81:第2の内側電極、83:第2の内側電極、100:第3の特定ガス濃度センサ(NOX及びアンモニアセンサ)、101・102・103:固定電解質体、104:第1の被測定ガス流路、105:第2の被測定ガス流路、107:第1空間、108:第2空間、109:第3空間、111:第1の拡散律速通路、112:第2の拡散律速通路、113:第3の拡散律速通路、115:第1の基準ガス空間、117:第2の基準ガス空間、120:第1素子、121:第1の内側電極、123:第1の外側電極、127:外部接続回路、130:第1素子、131:第1の内側電極、133:第1の外側電極、140:第1素子、141:第1の内側電極、143:第1の外側電極 10: first specific gas concentration sensor (NO X sensor), 11.13: solid electrolyte body, 15: gas flow path to be measured, 17: first space, 19: second space, 21: first diffusion rate limiting Passage: 23: second diffusion-controlled passage, 27: external connection circuit, 30: first element, 31: first inner electrode, 33: second inner electrode, 40: second element, 41: second Inner electrode, 43: second inner electrode, 50: second specific gas concentration sensor (ammonia sensor), 51, 52, 53: solid electrolyte body, 54: first gas flow path to be measured, 55: second Gas flow to be measured, 57: first space, 59: second space, 61: first diffusion-controlled passage, 63: second diffusion-controlled passage, 69: external connection circuit, 70: first element, 71 : First inner electrode, 73: second inner electrode, 80: second element, 81: second inner electrode, 83 Second inner electrode, 100: third specific gas concentration sensor (NO X and ammonia sensor), 101, 102, 103: solid electrolyte body, 104: first measurement gas flow channel 105: the second to-be Measurement gas flow path, 107: first space, 108: second space, 109: third space, 111: first diffusion controlled passage, 112: second diffusion controlled passage, 113: third diffusion controlled passage, 115: first reference gas space, 117: second reference gas space, 120: first element, 121: first inner electrode, 123: first outer electrode, 127: external connection circuit, 130: first Element 131: First inner electrode 133: First outer electrode 140: First element 141: First inner electrode 143: First outer electrode
Claims (4)
前記被測定ガスが流れ込むように直列に配置された上流側の第1空間及び下流側の第2空間と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置されるとともに、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第1空間に面する第1素子と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置されるとともに、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第2空間に面する第2素子と、を備えるとともに、
前記第1素子によってNOが解離しないように前記被測定ガス中の酸素を汲み出した後、前記第2素子によって前記被測定ガス中の前記NOを解離して酸素を汲み出し、前記第2素子に流れる電流値を前記被測定ガス中の前記NOX濃度を示す情報として取出すように構成されており、
前記第1空間よりも上流側に、前記被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ。 In a specific gas concentration sensor for detecting the NO x concentration in the gas to be measured,
A first space on the upstream side and a second space on the downstream side arranged in series so that the gas to be measured flows,
A pair of electrodes are disposed on both surfaces of the solid electrolyte body, and a first element in which any one of the pair of electrodes faces the first space;
A pair of electrodes are disposed on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes includes a second element facing the second space, and
After the oxygen in the gas to be measured is pumped out so that NO does not dissociate by the first element, the NO in the gas to be measured is dissociated by the second element and oxygen is pumped out and flows to the second element. The current value is configured to be taken out as information indicating the NO x concentration in the measurement gas,
A specific gas concentration sensor comprising a decomposition catalyst for decomposing ammonia in the gas to be measured into components other than NO x on the upstream side of the first space.
前記被測定ガスが流れ込むように並列に配置された第1空間及び第2空間と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第1空間に面する一方、他方の電極が前記被測定ガスとは異なる基準ガスが存在する基準ガス空間に面する第1素子と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第2空間に面する一方、他方の電極が前記基準ガス空間に面する第2素子と、を備えるとともに、
前記第1素子及び前記第2素子に流れる電流値の差を、前記被測定ガス中の前記アンモニア濃度を示す情報として取出すように構成されており、
前記第1空間よりも上流側に、前記被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ。 In a specific gas concentration sensor for detecting the ammonia concentration in the gas to be measured,
A first space and a second space arranged in parallel so that the measurement gas flows;
A pair of electrodes are arranged on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes faces the first space, while the other electrode has a reference gas different from the gas to be measured. A first element facing a reference gas space to be
A pair of electrodes disposed on both surfaces of the solid electrolyte body, and one electrode of the pair of electrodes faces the second space, while the other electrode faces the reference gas space; And having
A difference between current values flowing through the first element and the second element is configured to be taken out as information indicating the ammonia concentration in the gas to be measured.
A specific gas concentration sensor comprising a decomposition catalyst for decomposing ammonia in the gas to be measured into components other than NO x on the upstream side of the first space.
前記被測定ガスが流れ込むように並列に配置された第1空間及び第2空間と、
前記第1空間の下流側に直列に配置された第3空間と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第1空間に面する一方、他方の電極が前記被測定ガスとは異なる基準ガスが存在する基準ガス空間に面する第1素子と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第2空間に面する一方、他方の電極が前記基準ガス空間に面する第2素子と、
固体電解質体の両面に一対の電極が配置され、前記一対の電極のうちのいずれか一方の電極が前記第3空間に面する第3素子と、を備えるとともに、
前記第1素子によってNOが解離しないように前記被測定ガス中の酸素を汲み出した後、前記第3素子によって前記被測定ガス中の前記NOを解離して酸素を汲み出し、前記第3素子に流れる電流値を前記被測定ガス中の前記NOX濃度を示す情報として取出し、前記第1素子及び前記第2素子に流れる電流値の差を、前記被測定ガス中の前記アンモニア濃度を示す情報として取出すように構成されており、
前記第1空間よりも上流側に、前記被測定ガス中のアンモニアをNOX以外の成分に分解する分解触媒を備えることを特徴とする特定ガス濃度センサ。 In the specific gas concentration sensor for detecting the ammonia concentration and the NO x concentration in the gas to be measured,
A first space and a second space arranged in parallel so that the measurement gas flows;
A third space arranged in series downstream of the first space;
A pair of electrodes are arranged on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes faces the first space, while the other electrode has a reference gas different from the gas to be measured. A first element facing a reference gas space to be
A pair of electrodes disposed on both surfaces of the solid electrolyte body, and one electrode of the pair of electrodes faces the second space, while the other electrode faces the reference gas space; ,
A pair of electrodes is disposed on both surfaces of the solid electrolyte body, and one of the pair of electrodes includes a third element facing the third space, and
After the oxygen in the gas to be measured is pumped out so that NO does not dissociate by the first element, the NO in the gas to be measured is dissociated by the third element and oxygen is pumped out and flows to the third element. A current value is taken out as information indicating the NO x concentration in the measured gas, and a difference between current values flowing through the first element and the second element is taken out as information indicating the ammonia concentration in the measured gas. Is configured as
A specific gas concentration sensor comprising a decomposition catalyst for decomposing ammonia in the gas to be measured into components other than NO x on the upstream side of the first space.
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KR20190010586A (en) * | 2016-05-31 | 2019-01-30 | 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 | Method, device, computer program and computer program product for operating a nitrogen oxide sensor |
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