JP2016008831A - NOxセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被測定ガス室10と、基準ガス室11と、固体電解質体2と、複数の電極3とを備える。複数の電極3には、基準電極3bと、ポンプ電極3pと、センサ電極3sとがある。ポンプ電極3p及びセンサ電極3sは、固体電解質体2の被測定ガス室10側の主面21に形成されている。ポンプ電極3pはPtとAuとの合金からなり、センサ電極3sはPtとRhとの合金またはPtからなる。被測定ガス室10内には、固体電解質体2の被測定ガス室10側の主面21に形成された複数の電極3をいずれも被覆しない位置に、ポンプ電極3pから蒸散したAu原子を吸着するAu吸着層5が形成されている。
【選択図】図1
Description
基準ガスが導入される基準ガス室と、
上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、
該固体電解質体の主面に形成された複数の電極とを備え、
上記複数の電極には、上記固体電解質体の上記基準ガス室側の主面に形成された基準電極と、上記固体電解質体の上記被測定ガス室側の主面に形成されたポンプ電極及びセンサ電極とがあり、上記ポンプ電極はPtとAuとの合金からなり、上記センサ電極はPtとRhとの合金またはPtからなり、
上記固体電解質体と上記ポンプ電極と上記基準電極とによって、上記被測定ガス室に導入された上記被測定ガス中の酸素濃度を調整するポンプセルが形成され、上記固体電解質体と上記センサ電極と上記基準電極とによって、上記被測定ガス中のNOx濃度を測定するセンサセルが形成され、
上記被測定ガス室内には、上記固体電解質体の上記被測定ガス室側の主面に形成された複数の上記電極をいずれも被覆しない位置に、上記ポンプ電極から蒸散したAu原子を吸着するAu吸着層が形成されていることを特徴とするNOxセンサにある。
上記NOxセンサに係る実施例について、図1〜図6を用いて説明する。図1〜図3に示すごとく、本例のNOxセンサ1は、被測定ガス室10と、基準ガス室11と、固体電解質体2と、複数の電極3(3p,3s,3m,3b)とを備える。被測定ガス室10には被測定ガスgが導入され、基準ガス室11には、大気等の基準ガスが導入される。固体電解質体2は、被測定ガス室10と基準ガス室11との間に介在している。固体電解質体2は、酸素イオン伝導性を有する。電極3は、固体電解質体2の主面21,22に形成されている。
なお、上記「主成分」とは、最も質量比が高い成分を意味する。
また、スペーサ14,15や板状部13には、電極3と接続端子16とを電気接続するためのビア18を形成しておく。そして、未焼成の上記板状部13、第1スペーサ14、固体電解質体2、第2スペーサ14を積層し、センサ積層体を形成する。
そのため、Au吸着層5の面積を広くすることができ、ポンプ電極3pから蒸散したAuを、Au吸着層5によって、より確実に吸着することが可能となる。
また、Au吸着層5は、Ta、W、Moを主成分として含有する材料によって形成することもできる。これらの金属は、吸着エネルギーが比較的大きい。そのため、これらの金属を用いることにより、Auを効果的に吸着することができる。
この場合には、同一の導電ペーストを用いて、Au吸着層5と基準電極3bを形成できる。そのため、NOxセンサ1の製造工場において、用意する導電ペーストの種類を減らすことができる。したがって、NOxセンサ1の製造コストを低減しやすくなる。
本例の効果を確認するための実験を行った。まず、Au吸着層5を備えたNOxセンサ1の未焼成のサンプルと、Au吸着層5を備えないNOxセンサの未焼成のサンプルとを用意した。これら2つのサンプルは、図1と同様の構造を有する。
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
その他、実施例1と同様の構成及び作用効果を有する。
本例は、Au吸着層5の位置を変更した例である。本例では、Au吸着層5を、第1スペーサ13の側面131,132に形成してある。Au吸着層5をこの位置に形成することにより、電極3(3p,3m,3s)がAu吸着層5によって被覆されないようにしてある。
その他、実施例1と同様の構成及び作用効果を有する。
10 被測定ガス室
11 基準ガス室
2 固体電解質体
3 電極
3p ポンプ電極
3s センサ電極
3b 基準電極
4p ポンプセル
4s センサセル
5 Au吸着層
Claims (6)
- 被測定ガスが導入される被測定ガス室(10)と、
基準ガスが導入される基準ガス室(11)と、
上記被測定ガス室(10)と上記基準ガス室(11)との間に介在し、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(2)と、
該固体電解質体(2)の主面(21,22)に形成された複数の電極(3)とを備え、
上記複数の電極(3)には、上記固体電解質体(2)の上記基準ガス室(11)側の主面(22)に形成された基準電極(3b)と、上記固体電解質体(2)の上記被測定ガス室(10)側の主面(21)に形成されたポンプ電極(3p)及びセンサ電極(3s)とがあり、上記ポンプ電極(3p)はPtとAuとの合金からなり、上記センサ電極(3s)はPtとRhとの合金またはPtからなり、
上記固体電解質体(2)と上記ポンプ電極(3p)と上記基準電極(3b)とによって、上記被測定ガス室(10)に導入された上記被測定ガス中の酸素濃度を調整するポンプセル(4p)が形成され、上記固体電解質体(2)と上記センサ電極(3s)と上記基準電極(3s)とによって、上記被測定ガス中のNOx濃度を測定するセンサセル(4s)が形成され、
上記被測定ガス室(10)内には、上記固体電解質体(2)の上記被測定ガス室(10)側の主面(21)に形成された複数の上記電極(3)をいずれも被覆しない位置に、上記ポンプ電極(3p)から蒸散したAu原子を吸着するAu吸着層(5)が形成されていることを特徴とするNOxセンサ(1)。 - 上記Au吸着層(5)は、上記ポンプ電極(3p)の厚さ方向において該ポンプ電極(3p)に対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のNOxセンサ(1)。
- 上記厚さ方向から見たときに、上記ポンプ電極(3p)の全ての部位が、上記Au吸着層(5)と重なっていることを特徴とする請求項2に記載のNOxセンサ(1)。
- 上記Au吸着層(5)は、Pt、Pd、Ni、Rh、Ir、Ta、W、Moから選択される金属元素を主成分として含有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のNOxセンサ(1)。
- 上記Au吸着層(5)は、Ptを主成分として含有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のNOxセンサ(1)。
- 上記Au吸着層(5)は、CeO2、TiO2、CZY、Al2O3、ZrO2から選択される多孔質セラミック材料によって構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のNOxセンサ(1)。
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