JP2011227051A - センサ素子の処理方法、およびセンサ素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸素イオン導電性の固体電解質とNOx還元能を有する電極とを含んで構成される電気化学的ポンプセルを備え、当該電極において被測定ガス中のNOxガスを還元もしくは分解し、その際に電気化学的ポンプセルを流れる電流に基づいて被測定ガス中のNOx濃度を求めるセンサ素子の処理方法が、炭化水素を含み、空燃比が0.80〜0.9999であり、かつ酸化性ガスが微量添加されたガス雰囲気を用意する準備工程と、当該ガス雰囲気の下で、500℃以上の温度で15分以上、センサ素子を加熱処理する熱処理工程と、を含むようにする。
【選択図】図3
Description
図1は、本実施の形態に係る処理方法の適用対象たるNOxセンサのセンサ素子101の構造を模式的に示す断面図である。図1に示すセンサ素子101は、酸素イオン伝導性固体電解質であるジルコニアを主成分とするセラミックスを構造材料として構成されてなる。なお図1に示すセンサ素子101の構成はあくまで例示であって、センサ素子101の具体的構成はこれに限られるものではない。
次に、センサ素子101をNOx濃度の測定に供した場合に、NOx信号の追随性を確保して過剰な出力変動(NOx信号のオーバーシュートやアンダーシュート)を発生させないようにするべく、センサ素子101に対し行う処理について説明する。
NO濃度が異なる7水準のリッチ雰囲気ガスを用意し、それぞれの雰囲気において10個ずつ、計70個のセンサ素子101について加熱処理を行った後、全てのセンサ素子101について外観検査とNOx信号の追随性の評価とを行った。
本実験例では、実際のNOx濃度の変動に対するNOx信号の追随性を評価するため、実験例1の加熱処理後のセンサ素子101を、総排気量2000ccのディーゼルエンジンの排気パイプに取り付け、ディーゼルエンジンを作動させて回転数2000rpmの状態からアイドリング状態へと変化させた。そして、このようにしてエンジンの動作状態を変化させている間、センサ素子101によってNOx信号を連続的に測定し、その変化を調べた。
本実験例では、加熱処理態様の違いがNOx信号の追随性の向上に与える影響について評価を行った。
実験例4ないし実験例6として、空燃比、加熱温度、および加熱時間の違いが、それぞれ、素子外観、NOx信号の追随性、および初期出力に与える影響について、評価を行った。図7は、実験例4ないし実験例6における加熱処理の条件と評価結果とを一覧にして示す図である。
102 第一の内部空室
103 第二の内部空室
104 ガス導入口
105 基準ガス導入口
110 第一の拡散律速部
120 第二の拡散律速部
130 第三の拡散律速部
141 外部ポンプ電極
142 内部ポンプ電極
143 補助ポンプ電極
144 保護層
145 測定電極
146 多孔質アルミナ層
147 基準電極
150 ヒータ
Claims (8)
- 酸素イオン導電性の固体電解質とNOx還元能を有する電極とを含んで構成される電気化学的ポンプセルを備え、前記電極において被測定ガス中のNOxガスを還元もしくは分解し、前記還元もしくは分解の際に前記電気化学的ポンプセルを流れる電流に基づいて前記被測定ガス中のNOx濃度を求めるセンサ素子の処理方法であって、
炭化水素を含み、空燃比が0.80〜0.9999であり、かつ酸化性ガスが微量添加されたガス雰囲気を用意する準備工程と、
前記ガス雰囲気の下で、500℃以上の温度で15分以上、前記センサ素子を加熱処理する加熱工程と、
を含むことを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1に記載のセンサ素子の処理方法であって、
前記酸化性ガスがNOであることを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項2に記載のセンサ素子の処理方法であって、
NOの濃度が体積比で0.05%以上1.0%以下であることを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のセンサ素子の処理方法であって、
前記加熱処理を、チャンバー内に前記センサ素子を保持した状態で、前記チャンバーに設けられた加熱手段によって前記チャンバー内の前記ガス雰囲気を加熱することで行うことを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のセンサ素子の処理方法であって、
前記加熱処理を、前記センサ素子に設けられたヒータによって行うことを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のセンサ素子の処理方法であって、
前記ガス雰囲気における空燃比が0.9900〜0.9985であることを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のセンサ素子の処理方法であって、
前記加熱処理における加熱温度が600〜750℃であることを特徴とするセンサ素子の処理方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかの方法で処理されたセンサ素子。
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