JP2019144225A - Gas sensor element, gas sensor and method for manufacturing gas sensor element - Google Patents

Gas sensor element, gas sensor and method for manufacturing gas sensor element Download PDF

Info

Publication number
JP2019144225A
JP2019144225A JP2018155442A JP2018155442A JP2019144225A JP 2019144225 A JP2019144225 A JP 2019144225A JP 2018155442 A JP2018155442 A JP 2018155442A JP 2018155442 A JP2018155442 A JP 2018155442A JP 2019144225 A JP2019144225 A JP 2019144225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
unit
detection unit
sensor element
gas sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018155442A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7078491B2 (en
Inventor
斉 古田
Sai Furuta
斉 古田
山田 哲生
Tetsuo Yamada
哲生 山田
章敬 小島
Akiyoshi Kojima
章敬 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to US16/279,786 priority Critical patent/US10921281B2/en
Priority to DE102019104186.4A priority patent/DE102019104186A1/en
Publication of JP2019144225A publication Critical patent/JP2019144225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7078491B2 publication Critical patent/JP7078491B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

To provide a gas sensor element including an insulation protective layer having a porous part and capable of preventing damage from occurring even when used in a low temperature environment.SOLUTION: A gas sensor element for detecting a first component and a second component in a gas to be measured comprises an element body part, a first detector 101, second detectors 102 and 103 and an element protective part 124. When using the formation regions of the second detectors in a region in the axial direction as second detection regions and using the formation region of a porous part as a porous region, the element protective part is usually formed on a side surface 101C so as to cover at least the porous region and a region on the tip side from the porous region and is formed on a second detection side surface so as to cover at least a part of the regions on the tip side from the second detectors without covering the second detectors. Namely, the gas sensor element includes the element protective part formed so as to cover the porous part of the first detector without covering the second detectors.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、ガスセンサ素子、ガスセンサおよびガスセンサ素子の製造方法に関する。   The present disclosure relates to a gas sensor element, a gas sensor, and a method for manufacturing the gas sensor element.

測定対象ガスに含まれる特定ガスを検出するガスセンサ素子を備えるガスセンサが知られている。
ガスセンサは、例えば、自動車などの内燃機関の排気管に備えられて、内燃機関の排気ガス中の特定成分(酸素、NOx等)の濃度を検出する用途に用いられる。ガスセンサ素子としては、固体電解質体および電極を有するセルと、セルに対して積層される絶縁保護層と、を備えるものがある。絶縁保護層は、自身の一部に、セルの電極を保護するための多孔質部が埋設された構成のものがある。
A gas sensor including a gas sensor element that detects a specific gas contained in a measurement target gas is known.
For example, the gas sensor is provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine such as an automobile and is used for detecting the concentration of a specific component (oxygen, NOx, etc.) in the exhaust gas of the internal combustion engine. Some gas sensor elements include a cell having a solid electrolyte body and an electrode, and an insulating protective layer laminated on the cell. Some insulating protective layers have a structure in which a porous portion for protecting a cell electrode is embedded in a part of the insulating protective layer.

このようなガスセンサ素子は、多孔質部がセルの電極を覆うように構成されている。多孔質部は、ガスセンサ素子の外部と電極との間におけるガスの通過を許容しつつ、ススなどの異物が電極に直接接触することを抑制することで、電極を保護する。   Such a gas sensor element is configured such that the porous portion covers the electrode of the cell. The porous portion protects the electrode by preventing foreign substances such as soot from coming into direct contact with the electrode while allowing gas to pass between the outside of the gas sensor element and the electrode.

特開2016−080684号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-080684

しかし、上述のガスセンサ素子は、水分が多孔質部に含まれた状態で氷点下まで温度が低下すると、水分の体積変化により生じる応力によってガスセンサ素子(特に絶縁保護層と多孔質部との境界)が破損(クラック発生など)する場合がある。   However, the gas sensor element described above causes the gas sensor element (particularly, the boundary between the insulating protective layer and the porous part) to be caused by a stress caused by a change in the volume of the water when the temperature falls below the freezing point in a state where the water is contained in the porous part. It may be damaged (such as cracks).

つまり、ガスセンサの設置場所が水分の多い環境である場合には、多孔質部に水分が含まれて、温度低下により水分の体積変化が生じてガスセンサ素子が破損する場合がある。例えば、内燃機関の排気管は、冬季のような低温環境下では内燃機関の停止期間中に凝縮水が発生しやすく、内燃機関の始動時に排気ガスとともに凝縮水がガスセンサに到達して、多孔質部に水分が含まれる場合がある。   That is, when the installation location of the gas sensor is an environment with a lot of moisture, moisture may be contained in the porous portion, and the volume of moisture may change due to a temperature drop, and the gas sensor element may be damaged. For example, an exhaust pipe of an internal combustion engine is likely to generate condensed water during a stop period of the internal combustion engine in a low temperature environment such as winter, and the condensed water reaches the gas sensor together with the exhaust gas when the internal combustion engine is started. Some parts may contain moisture.

そこで、本開示は、多孔質部を有する絶縁保護層を備えるガスセンサ素子において、低温環境下で使用する場合でも破損が生じがたいガスセンサ素子を提供すること、そのようなガスセンサ素子を備えるガスセンサを提供すること、およびそのようなガスセンサ素子の製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present disclosure provides a gas sensor element including an insulating protective layer having a porous portion, which is not easily damaged even when used in a low temperature environment, and provides a gas sensor including such a gas sensor element. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing such a gas sensor element.

本開示の一態様は、被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子であって、素子本体部と、第1検出部と、第2検出部と、素子保護部と、を備える。
素子本体部は、軸線方向に延びる長尺形状に形成されて、軸線方向の先端に形成される先端面と、軸線方向の後端に形成される後端面と、先端面から後端面に至る複数の側面と、を有する。第1検出部は、複数の側面のうち少なくとも1つに形成された多孔質部を介して被測定ガスを汲み出しまたは汲み込み、第1成分を検出する。第2検出部は、多孔質部の先端よりも後端側に備えられ、第2成分を検出する。素子保護部は、素子本体部のうち多孔質部を少なくとも覆うように構成されている。
One aspect of the present disclosure is a gas sensor element that detects a first component and a second component in a gas to be measured, the element main body, a first detector, a second detector, an element protector, Is provided.
The element main body is formed in an elongated shape extending in the axial direction, and includes a front end surface formed at the front end in the axial direction, a rear end surface formed at the rear end in the axial direction, and a plurality extending from the front end surface to the rear end surface. And side surfaces. The first detection unit pumps or pumps the gas to be measured through the porous portion formed on at least one of the plurality of side surfaces, and detects the first component. A 2nd detection part is provided in the back end side rather than the front-end | tip of a porous part, and detects a 2nd component. The element protection part is configured to cover at least the porous part of the element body part.

複数の側面は、自身の面上に第2検出部が備えられる第2検出側面と、第2検出側面ではない通常側面と、を備えている。
軸線方向の領域のうち第2検出部の形成領域を第2検出領域とし、多孔質部の形成領域を多孔質領域とした場合に、素子保護部は、通常側面においては、多孔質領域および多孔質領域よりも先端側の領域を少なくとも覆うように形成され、第2検出側面においては、第2検出部は覆わず、第2検出部より先端側の領域のうち少なくとも一部を覆うように形成されている。
The plurality of side surfaces include a second detection side surface on which the second detection unit is provided, and a normal side surface that is not the second detection side surface.
When the formation region of the second detection portion is the second detection region in the axial direction region and the formation region of the porous portion is the porous region, the element protection portion normally has the porous region and the porous region on the side surface. It is formed so as to cover at least the region on the tip side of the mass region, and on the second detection side, the second detection unit is not covered, and is formed so as to cover at least a part of the region on the tip side of the second detection unit. Has been.

つまり、このガスセンサ素子は、多孔質部と多孔質部よりも先端領域を覆う素子保護部を備える。素子保護部が温度低下及び温度上昇の熱衝撃を和らげる為、多孔質部または多孔質部の境界で発生する破損を抑制することができる。また、素子保護部は、第2検出部を覆うことなく、第1検出部の多孔質部を覆うように形成される。これにより、第2検出部に到達しようとする被測定ガスが素子保護部によって遮られることがなくなる。   That is, this gas sensor element includes a porous portion and an element protection portion that covers the tip region more than the porous portion. Since the element protection part softens the thermal shock caused by the temperature drop and the temperature rise, the damage that occurs at the porous part or at the boundary of the porous part can be suppressed. The element protection part is formed so as to cover the porous part of the first detection part without covering the second detection part. As a result, the gas to be measured that tries to reach the second detection unit is not blocked by the element protection unit.

よって、このガスセンサ素子は、素子保護部が熱衝撃を緩和するため、ガスセンサ素子の破損を抑制できる。また、被測定ガスが第2検出部に到達しやすくなるため、第2検出部での検出精度の低下を抑制できる。   Therefore, this gas sensor element can suppress the damage of the gas sensor element because the element protection part alleviates the thermal shock. Moreover, since the gas to be measured easily reaches the second detection unit, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy in the second detection unit.

なお、多孔質部は、複数の側面のうち素子本体部を軸線方向に2等分した2つの領域のうち先端領域に形成されている。
次に、本開示のガスセンサ素子においては、素子本体部は第1検出部および第2検出部を加熱するヒータを備えてもよい。
The porous portion is formed in the tip region of two regions obtained by equally dividing the element main body portion into two in the axial direction among a plurality of side surfaces.
Next, in the gas sensor element of the present disclosure, the element body may include a heater that heats the first detection unit and the second detection unit.

ヒータは、発熱部を備えている。発熱部は、軸線方向における第1検出部の形成領域および第2検出領域の少なくとも一方と重複するように配置されている。
第2検出部は、一対の検知電極を備えている。一対の検知電極は、素子本体部の幅方向において、発熱部の配置領域よりも内側に配置されている。
The heater includes a heat generating part. The heat generating part is disposed so as to overlap with at least one of the first detection part forming region and the second detection region in the axial direction.
The second detection unit includes a pair of detection electrodes. The pair of detection electrodes are arranged on the inner side of the arrangement area of the heat generating part in the width direction of the element main body part.

このように構成された一対の検知電極は、発熱部の配置領域よりも広い領域に配置される場合に比べて、全体が発熱部の熱を受け取りやすくなる。
よって、このガスセンサ素子は、一対の電極における温度分布に偏りが生じるのを抑制でき、第2検出部の検出精度が低下することを抑制できる。
Compared with the case where the pair of detection electrodes configured in this manner is arranged in an area wider than the arrangement area of the heat generating part, the whole becomes easier to receive the heat of the heat generating part.
Therefore, this gas sensor element can suppress that the temperature distribution in a pair of electrodes arises, and can suppress that the detection accuracy of a 2nd detection part falls.

次に、本開示のガスセンサ素子においては、素子保護部は、素子本体部に当接する内側保護部と、内側保護部を覆う外側保護部と、を備えてもよい。
内側保護部は、外側保護部よりも気孔率が大きい多孔質構造である。外側保護部は、内側保護部よりも後端側において素子本体部に当接する。
Next, in the gas sensor element of the present disclosure, the element protection part may include an inner protection part that contacts the element body part and an outer protection part that covers the inner protection part.
The inner protective part has a porous structure having a larger porosity than the outer protective part. The outer protective portion abuts on the element main body portion on the rear end side with respect to the inner protective portion.

このガスセンサ素子は、内側保護層の気孔率が外側保護部の気孔率よりも大きい構成を採ることで、多孔質部と内側保護層との間でのガスの移動量が少なくなりすぎるのを抑制できる。   This gas sensor element has a structure in which the porosity of the inner protective layer is larger than the porosity of the outer protective portion, thereby suppressing the amount of gas movement between the porous portion and the inner protective layer from becoming too small. it can.

次に、本開示のガスセンサ素子においては、第2検出側面に垂直な高さ方向において、素子保護部のうち第2検出部よりも高い部分を特定保護部とした場合に、軸線方向における第2検出部の先端と特定保護部の後端との間隔寸法は、2.0mm以上であってもよい。   Next, in the gas sensor element of the present disclosure, when a portion higher than the second detection unit in the height direction perpendicular to the second detection side surface is the specific protection unit, the second in the axial direction is used. The distance between the front end of the detection unit and the rear end of the specific protection unit may be 2.0 mm or more.

このように、第2検出部の先端が特定保護部の後端から一定距離以上離れるように、素子保護部を形成することで、第2検出部への被測定ガスの供給における素子保護部の影響を低減できる。つまり、このガスセンサ素子は、素子保護部が無い場合と比べて、第2検出部に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制でき、素子保護部を備えつつ第2検出部でのガス検出が良好になる。   In this way, by forming the element protection unit so that the tip of the second detection unit is separated from the rear end of the specific protection unit by a certain distance or more, the element protection unit in supplying the gas to be measured to the second detection unit is formed. The impact can be reduced. That is, this gas sensor element can suppress a reduction in the amount of gas to be measured supplied to the second detection unit as compared with the case where there is no element protection unit. Good gas detection.

次に、本開示のガスセンサ素子においては、第2検出側面のうち、第2検出部と特定保護部との間の領域に、第2検出部よりも高さの低い予備保護層を備えてもよい。このような予備保護層を備えることで、素子本体部(第2検出側面)を保護しつつ、第2検出部に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制できる。   Next, in the gas sensor element of the present disclosure, a preliminary protection layer having a height lower than that of the second detection unit may be provided in a region between the second detection unit and the specific protection unit in the second detection side surface. Good. By providing such a preliminary protective layer, it is possible to suppress a reduction in the amount of gas to be measured supplied to the second detection unit while protecting the element body (second detection side surface).

なお、予備保護層は、素子保護部と同じ材料で形成しても良いし、素子保護部と異なる材料で形成しても良い。予備保護層は、素子本体部を破損から保護できるものであれば任意の材料を用いることができる。   Note that the preliminary protective layer may be formed of the same material as that of the element protection portion, or may be formed of a material different from that of the element protection portion. Any material can be used for the preliminary protective layer as long as it can protect the element body from damage.

次に、本開示の他の態様は、被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子と、ガスセンサ素子を保持するハウジングと、を備えるガスセンサであって、ガスセンサ素子が上述のうちいずれかのガスセンサ素子である。   Next, another aspect of the present disclosure is a gas sensor including a gas sensor element that detects a first component and a second component in a gas to be measured, and a housing that holds the gas sensor element. One of them is a gas sensor element.

このようなガスセンサは、上述のガスセンサ素子と同様に、被測定ガスが第2検出部に到達しやすくなるため、第2検出部での検出精度の低下を抑制できる。
次に、本開示の他の態様は、被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子の製造方法であって、ガスセンサ素子は、素子本体部と、第1検出部と、第2検出部と、素子保護部と、を少なくとも備えるとともに、上述のうちいずれかのガスセンサ素子であり、ガスセンサ素子の製造方法は、第1ステップと、第2ステップと、第3ステップと、第4ステップと、を有する。
Such a gas sensor, like the gas sensor element described above, makes it easier for the gas to be measured to reach the second detection unit, and therefore can suppress a decrease in detection accuracy at the second detection unit.
Next, another aspect of the present disclosure is a method of manufacturing a gas sensor element that detects a first component and a second component in a gas to be measured, and the gas sensor element includes an element main body portion, a first detection portion, At least a second detection unit and an element protection unit, and any one of the gas sensor elements described above, wherein the gas sensor element manufacturing method includes a first step, a second step, a third step, 4 steps.

第1ステップでは、素子本体部、第1検出部、第2検出部を備える素子部材における第2検出部を覆うように加熱により消失する消失材を塗布するか、または、焼成後に素子部材となる未焼成素子部材において、焼成後に第2検出部となる焼成前検出部材を覆うように消失材を塗布する。   In the first step, a disappearing material that disappears by heating is applied so as to cover the second detection part in the element member including the element main body part, the first detection part, and the second detection part, or the element member is formed after firing. In the unfired element member, the disappearing material is applied so as to cover the pre-fired detection member that becomes the second detection portion after firing.

第2ステップでは、第1ステップの後、素子部材または未焼成素子部材のうち、第2検出領域および第2検出領域よりも先端側の領域の全てを覆うように、焼成後に前記素子保護部となる焼成前保護材料を塗布する。第3ステップでは、焼成前保護材料を焼成して素子保護部を形成するとともに、消失材を消失させる。第4ステップでは、焼成前保護材料の焼成により生成された素子保護部のうち第2検出部を覆う領域を除去する。   In the second step, after the first step, the element protection unit and the element protection unit after firing so as to cover all of the second detection region and the region on the tip side of the second detection region among the element member or the unfired element member. Apply a protective material before firing. In the third step, the protective material before firing is fired to form the element protection portion, and the disappearing material is lost. In the fourth step, a region covering the second detection unit is removed from the element protection unit generated by baking the protective material before baking.

この製造方法では、第1ステップ、第3ステップおよび第4ステップを有することで、第2ステップにおいて焼成前保護材料を塗布するにあたり、第2検出領域および第2検出領域よりも先端側の領域の全てを覆うように、焼成前保護材料を塗布することができる。つまり、第2検出部を覆わない素子保護部を備えるガスセンサ素子の製造にあたり、焼成前保護材料の塗布作業において第2検出部を避けるなどの特別対応が必要ないため、作業負担の増加を抑制できる。   In this manufacturing method, by having the first step, the third step, and the fourth step, in applying the protective material before firing in the second step, the second detection region and the region on the tip side of the second detection region A protective material before firing can be applied to cover all. That is, in manufacturing a gas sensor element including an element protection part that does not cover the second detection part, it is not necessary to take special measures such as avoiding the second detection part in the application work of the protective material before firing, and thus an increase in work load can be suppressed. .

また、この製造方法により得られるガスセンサ素子は、上述のガスセンサ素子と同様に、素子保護部が熱衝撃を緩和するため、ガスセンサ素子の破損を抑制できる。また、被測定ガスが第2検出部に到達しやすくなるため、第2検出部での検出精度の低下を抑制できる。   Further, the gas sensor element obtained by this manufacturing method can suppress the damage of the gas sensor element because the element protection part alleviates the thermal shock as in the case of the gas sensor element described above. Moreover, since the gas to be measured easily reaches the second detection unit, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy in the second detection unit.

次に、本開示の他の態様は、被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子の製造方法であって、保護部液付着工程を有している。
ガスセンサ素子は、素子本体部と、第1検出部と、第2検出部と、素子保護部と、を少なくとも備えるとともに、上述のうちいずれかに記載のガスセンサ素子である。
Next, another aspect of the present disclosure is a method for manufacturing a gas sensor element that detects a first component and a second component in a gas to be measured, and includes a protective part liquid adhesion step.
The gas sensor element includes at least an element main body, a first detection unit, a second detection unit, and an element protection unit, and is the gas sensor element according to any one of the above.

保護部液付着工程は、焼成により素子保護部となる保護部液に対して素子本体部を浸漬し、素子本体部に保護部液を付着させる工程である。保護部液付着工程では、第1検出部の多孔質部が下側となり、第2検出部が上側となるとともに、保護部液の液面に対して素子本体部が斜めとなる状態で、多孔質部が保護部液に浸漬され、かつ第2検出部が保護部液に浸漬されない位置まで、素子本体部を下降させることで、素子本体部に保護部液を付着させる。   The protection part liquid adhering step is a process of immersing the element body in a protection part liquid that becomes an element protection part by firing and attaching the protection part liquid to the element body. In the protection part liquid adhesion step, the porous part of the first detection part is on the lower side, the second detection part is on the upper side, and the element body part is inclined with respect to the liquid surface of the protection part liquid. The protection part liquid is attached to the element body part by lowering the element body part to a position where the mass part is immersed in the protection part liquid and the second detection part is not immersed in the protection part liquid.

これにより、第2検出部を覆うようにカーボン(昇華材)を設ける工程と、素子保護部を除去する工程と、を行うことなく、多孔質領域は覆いつつ第2検出部は覆わない素子保護部を形成することができる。よって、このガスセンサ素子の製造方法によれば、工程を簡略化することができ、ガスセンサ素子の製造の煩雑さを軽減できる。   Thereby, without performing the process of providing carbon (sublimation material) so that a 2nd detection part may be covered, and the process of removing an element protection part, element protection which does not cover a 2nd detection part while covering a porous region The part can be formed. Therefore, according to this method for manufacturing a gas sensor element, the process can be simplified, and the complexity of manufacturing the gas sensor element can be reduced.

次に、本開示のガスセンサ素子の製造方法においては、ガスセンサ素子が予備保護層を備える場合には、予備ペースト形成工程を有してもよい。予備保護層は、第2検出側面のうち、第2検出部と特定保護部との間の領域に設けられた保護層であり、第2検出部よりも高さの低い保護層である。予備ペースト形成工程は、保護部液付着工程よりも前に実行する工程であり、焼成により予備保護層となる予備ペーストを素子本体部に形成する工程である。   Next, in the manufacturing method of the gas sensor element of this indication, when a gas sensor element is provided with a preliminary protection layer, you may have a preliminary paste formation process. The preliminary protection layer is a protection layer provided in a region between the second detection unit and the specific protection unit in the second detection side surface, and is a protection layer having a height lower than that of the second detection unit. The preliminary paste forming step is a step that is executed before the protective part liquid adhering step, and is a step of forming a preliminary paste that becomes a preliminary protective layer on the element body by firing.

これにより、素子保護部に加えて予備保護層を設けることができ、第2検出側面のうち第2検出部と特定保護部との間の領域における素子本体部に破損が生じるのを抑制できる。つまり、先に予備ペースト形成工程を行い、その後、保護部液付着工程を行うことで、素子本体部(第2検出側面)を保護しつつ、第2検出部に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制できるガスセンサ素子を製造できる。   Thereby, in addition to an element protection part, a preliminary | backup protection layer can be provided and it can suppress that a damage arises in the element main-body part in the area | region between a 2nd detection part and a specific protection part among 2nd detection side surfaces. That is, the amount of the gas to be measured supplied to the second detection unit while protecting the element main body (second detection side surface) by performing the preliminary paste formation step first and then the protection unit liquid adhesion step. Can be produced.

マルチガスセンサの内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a multi gas sensor. マルチガス検出装置1の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a multi-gas detection device 1. FIG. 第1アンモニア検出部と第2アンモニア検出部の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a 1st ammonia detection part and a 2nd ammonia detection part. センサ素子部の外観を表した斜視図である。It is a perspective view showing the appearance of a sensor element part. センサ素子部の先端部分のうち第1アンモニア検出部および第2アンモニア検出部が備えられる部分を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the part with which the 1st ammonia detection part and the 2nd ammonia detection part are provided among the front-end | tip parts of a sensor element part. ヒータの発熱部とアンモニア検出部における一対の電極との相対位置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the relative position of the heat-emitting part of a heater, and a pair of electrode in an ammonia detection part. 素子保護部の形成方法における(A)第1ステップから(D)第4ステップまでを段階的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed from (A) 1st step to (D) 4th step in the formation method of an element protection part in steps. 第2実施形態の第2センサ素子部の先端部分の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the front-end | tip part of the 2nd sensor element part of 2nd Embodiment. 第2センサ素子部における予備保護層および保護層(第1アンモニア検出部、第2アンモニア検出部)の形成位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the formation position of the preliminary | backup protective layer and protective layer (a 1st ammonia detection part, a 2nd ammonia detection part) in a 2nd sensor element part. 保護部液付着工程において、第2素子保護部が形成される前段階の第2センサ素子部を、容器に貯められた保護部液に浸漬する状態を表した説明図である。In a protection part liquid adhesion process, it is explanatory drawing showing the state which immerses the 2nd sensor element part of the previous stage in which a 2nd element protection part is formed in the protection part liquid stored in the container. 間隔寸法D1に対するガス流速率の変化状態をシミュレーション解析した解析結果である。It is the analysis result which carried out the simulation analysis of the change state of the gas flow rate with respect to the space | interval dimension D1. 第1実施形態のセンサ素子部および第2実施形態の第2センサ素子部のガス検出精度を比較した測定結果である。It is the measurement result which compared the gas detection precision of the sensor element part of 1st Embodiment, and the 2nd sensor element part of 2nd Embodiment.

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
In addition, this invention is not limited to the following embodiment at all, and it cannot be overemphasized that various forms may be taken as long as it belongs to the technical scope of this invention.

[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
第1実施形態として、自動車などの内燃機関に備えられるマルチガスセンサ2について説明する。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
As a first embodiment, a multi-gas sensor 2 provided in an internal combustion engine such as an automobile will be described.

マルチガスセンサ2は、図1に示すような構成であり、酸素濃度、NOx濃度およびアンモニア濃度(NH濃度)を検出するように構成されている。マルチガスセンサ2は、マルチガス検出装置1の一部を構成する。 The multi-gas sensor 2 is configured as shown in FIG. 1 and is configured to detect an oxygen concentration, a NOx concentration, and an ammonia concentration (NH 3 concentration). The multi gas sensor 2 constitutes a part of the multi gas detection device 1.

マルチガス検出装置1は、車両に搭載され、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する尿素SCRシステムに用いられるものである。より具体的には、マルチガス検出装置1は、排気ガスに含まれるアンモニア、二酸化窒素および窒素酸化物の濃度を検出する。以下、マルチガス検出装置1を搭載する車両を自車両という。二酸化窒素および窒素酸化物をそれぞれ、NOおよびNOxともいう。また、SCRは、Selective Catalytic Reductionの略である。 The multi-gas detection device 1 is mounted on a vehicle and used for a urea SCR system that purifies nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from a diesel engine. More specifically, the multi-gas detection device 1 detects the concentrations of ammonia, nitrogen dioxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas. Hereinafter, a vehicle equipped with the multi-gas detection device 1 is referred to as a host vehicle. Nitrogen dioxide and nitrogen oxides are also referred to as NO 2 and NOx, respectively. SCR is an abbreviation for Selective Catalytic Reduction.

マルチガス検出装置1は、マルチガスセンサ2と、図2に示す制御部3とを備える。
制御部3は、自車両に搭載された電子制御装置200(ECU200ともいう)と電気的に接続されている。電子制御装置200は、制御部3で算出された排気ガス中のNO濃度、NOx濃度およびアンモニア濃度(NH濃度)を示すデータを受信し、受信データに基づいてディーゼルエンジンの運転状態の制御処理を実行したり、触媒に蓄積されたNOxの浄化処理を実行したりする。
The multi-gas detection device 1 includes a multi-gas sensor 2 and a control unit 3 shown in FIG.
The control unit 3 is electrically connected to an electronic control device 200 (also referred to as an ECU 200) mounted on the host vehicle. The electronic control unit 200 receives data indicating the NO 2 concentration, NOx concentration and ammonia concentration (NH 3 concentration) in the exhaust gas calculated by the control unit 3, and controls the operation state of the diesel engine based on the received data. A process is executed, or a purification process of NOx accumulated in the catalyst is executed.

[1−2.マルチガスセンサ]
マルチガスセンサ2は、図1に示すように、センサ素子部5と、主体金具10と、セパレータ34と、接続端子38とを備える。なお、以下の説明では、マルチガスセンサ2のセンサ素子部5が配置されている側(すなわち、図1の下側)を先端側、接続端子38が配置されている側(すなわち、図1の上側)を後端側という。
[1-2. Multi gas sensor]
As shown in FIG. 1, the multigas sensor 2 includes a sensor element unit 5, a metal shell 10, a separator 34, and a connection terminal 38. In the following description, the side where the sensor element unit 5 of the multi-gas sensor 2 is arranged (that is, the lower side in FIG. 1) is the tip side, and the side where the connection terminal 38 is arranged (ie, the upper side in FIG. 1). ) Is called the rear end side.

センサ素子部5は、軸線O方向に延びる板形状を有する。センサ素子部5の後端には電極端子部5A,5Bが配置されている。図1においては、図示を容易にするために、センサ素子部5に形成された電極端子部を、電極端子部5Aおよび電極端子部5Bのみとしているが、実際には、後述するNOx検出部101、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103が有する電極等の数に応じて複数の電極端子部が形成されている。   The sensor element unit 5 has a plate shape extending in the axis O direction. Electrode terminal portions 5A and 5B are arranged at the rear end of the sensor element portion 5. In FIG. 1, for ease of illustration, the electrode terminal portions formed in the sensor element portion 5 are only the electrode terminal portion 5A and the electrode terminal portion 5B. A plurality of electrode terminal portions are formed according to the number of electrodes and the like included in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103.

主体金具10は、マルチガスセンサ2をディーゼルエンジンの排気管に固定するネジ部11が外表面に形成された筒状の部材である。主体金具10は、軸線O方向に貫通する貫通孔12と、貫通孔12の径方向内側に突出する棚部13とを備える。棚部13は、貫通孔12の径方向外側から中心に向かって先端側へ近づく傾きを有する内向きのテ―パ面として形成されている。   The metal shell 10 is a cylindrical member in which a screw portion 11 for fixing the multigas sensor 2 to an exhaust pipe of a diesel engine is formed on the outer surface. The metal shell 10 includes a through hole 12 that penetrates in the direction of the axis O, and a shelf 13 that protrudes radially inward of the through hole 12. The shelf portion 13 is formed as an inwardly tapered surface having an inclination that approaches the front end side from the radially outer side of the through hole 12 toward the center.

主体金具10は、センサ素子部5の先端側を、貫通孔12から先端側に突出させ、センサ素子部5の後端側を貫通孔12の後端側に突出させた状態で保持する。
主体金具10の貫通孔12の内部には、先端側から後端側に向かって順に、センサ素子部5の径方向周囲を取り囲む筒状の部材であるセラミックホルダ14と、粉末充填層である滑石リング15,16と、セラミックスリーブ17とが積層されている。
The metal shell 10 holds the sensor element portion 5 in a state where the front end side of the sensor element portion 5 protrudes from the through hole 12 toward the front end side and the rear end side of the sensor element portion 5 protrudes toward the rear end side of the through hole 12.
Inside the through hole 12 of the metal shell 10, a ceramic holder 14 that is a cylindrical member that surrounds the periphery of the sensor element portion 5 in the radial direction in order from the front end side to the rear end side, and a talc that is a powder-filled layer Rings 15 and 16 and ceramic sleeve 17 are laminated.

セラミックスリーブ17と主体金具10の後端側の端部との間には、加締めパッキン18が配置されている。セラミックホルダ14と主体金具10の棚部13との間には、金属ホルダ19が配置されている。金属ホルダ19は、内部に滑石リング15とセラミックホルダ14が収容され、滑石リング15が圧縮充填されることによって金属ホルダ19と滑石リング15とは気密状に一体化されている。主体金具10の後端側の端部は、加締めパッキン18を介してセラミックスリーブ17を先端側に向かって押し付けるように加締められる部分である。また、滑石リング16が主体金具10の内部で圧縮充填されることで、主体金具10の内周面とセンサ素子部5の外周面との間の気密が確保されている。   A caulking packing 18 is disposed between the ceramic sleeve 17 and the end portion on the rear end side of the metal shell 10. A metal holder 19 is disposed between the ceramic holder 14 and the shelf 13 of the metal shell 10. The metal holder 19 accommodates the talc ring 15 and the ceramic holder 14 therein, and the talc ring 15 is compressed and filled so that the metal holder 19 and the talc ring 15 are integrated in an airtight manner. The end portion on the rear end side of the metal shell 10 is a portion that is caulked so as to press the ceramic sleeve 17 toward the front end side via the caulking packing 18. Further, the talc ring 16 is compressed and filled inside the metal shell 10, so that airtightness between the inner peripheral surface of the metal shell 10 and the outer peripheral surface of the sensor element portion 5 is ensured.

主体金具10の先端側の端部には、ガス流通孔付きの外部プロテクタ21およびガス流通孔付きの内部プロテクタ22が設けられている。外部プロテクタ21および内部プロテクタ22は、先端側の端部が閉塞されたステンレス鋼などの金属材料から形成された筒状の部材である。内部プロテクタ22は、センサ素子部5の先端側の端部を覆った状態で主体金具10に溶接され、外部プロテクタ21は、内部プロテクタ22を覆った状態で主体金具10に溶接されている。   An external protector 21 with a gas flow hole and an internal protector 22 with a gas flow hole are provided at the end of the metal shell 10 on the front end side. The external protector 21 and the internal protector 22 are cylindrical members formed of a metal material such as stainless steel whose end on the distal end side is closed. The internal protector 22 is welded to the metal shell 10 while covering the end of the sensor element portion 5 on the front end side, and the external protector 21 is welded to the metal shell 10 while covering the internal protector 22.

主体金具10の後端側の端部外周には、筒状に形成された外筒31の先端側の端部が溶接によって固定されている。さらに、外筒31の後端側の端部である開口には、この開口を閉塞するグロメット32が配置されている。   On the outer periphery of the end portion on the rear end side of the metal shell 10, an end portion on the front end side of the outer cylinder 31 formed in a cylindrical shape is fixed by welding. Further, a grommet 32 that closes the opening is disposed in an opening that is an end portion on the rear end side of the outer cylinder 31.

グロメット32には、リード線41が挿入されるリード線挿入孔33が形成されている。リード線41は、センサ素子部5の電極端子部5Aおよび電極端子部5Bに電気的に接続される。   The grommet 32 is formed with a lead wire insertion hole 33 into which the lead wire 41 is inserted. The lead wire 41 is electrically connected to the electrode terminal portion 5A and the electrode terminal portion 5B of the sensor element portion 5.

セパレータ34は、センサ素子部5の後端側に配置された筒状に形成された部材である。セパレータ34の内部に形成された空間は、軸線O方向に貫通する挿入孔35である。セパレータ34の外表面には、径方向外側に突出する鍔部36が形成されている。   The separator 34 is a cylindrical member disposed on the rear end side of the sensor element unit 5. A space formed inside the separator 34 is an insertion hole 35 penetrating in the direction of the axis O. On the outer surface of the separator 34, a flange portion 36 that protrudes radially outward is formed.

セパレータ34の挿入孔35には、センサ素子部5の後端部が挿入され、電極端子部5A,5Bがセパレータ34の内部に配置される。
セパレータ34と外筒31との間には、筒状に形成された金属製の保持部材37が配置されている。保持部材37は、セパレータ34の鍔部36と接触するとともに外筒31の内面と接触することにより、セパレータ34を外筒31に対して固定した状態で保持する。
The rear end portion of the sensor element portion 5 is inserted into the insertion hole 35 of the separator 34, and the electrode terminal portions 5 </ b> A and 5 </ b> B are disposed inside the separator 34.
Between the separator 34 and the outer cylinder 31, a metal holding member 37 formed in a cylindrical shape is disposed. The holding member 37 holds the separator 34 in a fixed state with respect to the outer cylinder 31 by contacting the flange 36 of the separator 34 and the inner surface of the outer cylinder 31.

接続端子38は、セパレータ34の挿入孔35内に配置される部材であり、センサ素子部5の電極端子部5Aおよび電極端子部5Bと、リード線41とをそれぞれ独立に電気的に接続する導電部材である。なお、図1では、図示を容易にするために、2つの接続端子38のみが図示されている。   The connection terminal 38 is a member that is disposed in the insertion hole 35 of the separator 34, and is a conductive member that electrically connects the electrode terminal portion 5 </ b> A and the electrode terminal portion 5 </ b> B of the sensor element portion 5 and the lead wire 41 independently. It is a member. In FIG. 1, only two connection terminals 38 are shown for ease of illustration.

センサ素子部5は、NOx検出部101と、第1アンモニア検出部102と、第2アンモニア検出部103と、素子保護部124と、を備える。なお、第2アンモニア検出部103は、図2には示されておらず、図3に示されている。第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は、NOx検出部101の長手方向(すなわち、図2の左右方向)における基準電極143と略同位置において、NOx検出部101の幅方向(すなわち、図2の奥行き方向)における位置が互いに異なるように並列に配置されている。このため、図2では、第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103のうち、第1アンモニア検出部102のみを示している。   The sensor element unit 5 includes a NOx detection unit 101, a first ammonia detection unit 102, a second ammonia detection unit 103, and an element protection unit 124. The second ammonia detector 103 is not shown in FIG. 2 but shown in FIG. The first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are arranged in the width direction of the NOx detection unit 101 (that is, at substantially the same position as the reference electrode 143 in the longitudinal direction of the NOx detection unit 101 (that is, the horizontal direction in FIG. 2). 2 are arranged in parallel so that their positions in the depth direction in FIG. 2 are different from each other. For this reason, FIG. 2 shows only the first ammonia detection unit 102 out of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103.

NOx検出部101は、絶縁層113、セラミック層114、絶縁層115、セラミック層116、絶縁層117、セラミック層118、絶縁層119および絶縁層120が順次積層されて構成されている。絶縁層113,115,117,119,120、および、セラミック層114,116,118は、アルミナを主体として形成されている。   The NOx detection unit 101 is configured by sequentially laminating an insulating layer 113, a ceramic layer 114, an insulating layer 115, a ceramic layer 116, an insulating layer 117, a ceramic layer 118, an insulating layer 119, and an insulating layer 120. The insulating layers 113, 115, 117, 119, 120 and the ceramic layers 114, 116, 118 are mainly formed of alumina.

NOx検出部101は、セラミック層114とセラミック層116との間に形成される第1測定室121を備える。NOx検出部101は、第1測定室121に隣接するようにしてセラミック層114とセラミック層116との間に配置された拡散抵抗体122を介して、外部から第1測定室121の内部に排気ガスを導入する。拡散抵抗体122は、アルミナ等の多孔質材料で形成されている。   The NOx detection unit 101 includes a first measurement chamber 121 formed between the ceramic layer 114 and the ceramic layer 116. The NOx detection unit 101 exhausts from the outside to the inside of the first measurement chamber 121 via a diffusion resistor 122 disposed between the ceramic layer 114 and the ceramic layer 116 so as to be adjacent to the first measurement chamber 121. Introduce gas. The diffusion resistor 122 is made of a porous material such as alumina.

NOx検出部101は、第1ポンピングセル130を備える。第1ポンピングセル130は、固体電解質層131と、ポンピング電極132,133を備える。
固体電解質層131は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。第1測定室121と接触する領域における一部分のセラミック層114が除去され、固体電解質層131が充填(埋設)されている。
The NOx detection unit 101 includes a first pumping cell 130. The first pumping cell 130 includes a solid electrolyte layer 131 and pumping electrodes 132 and 133.
The solid electrolyte layer 131 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. A portion of the ceramic layer 114 in the region in contact with the first measurement chamber 121 is removed, and the solid electrolyte layer 131 is filled (embedded).

ポンピング電極132,133は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極132は、固体電解質層131において第1測定室121と接触する面上に配置される。ポンピング電極133は、固体電解質層131を挟んでポンピング電極132とは反対側で固体電解質層131の面上に配置される。ポンピング電極133が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層113は除去され、多孔質体134が充填される。多孔質体134は、ポンピング電極133と外部との間でガス(例えば、酸素)の出入りを可能とする。   The pumping electrodes 132 and 133 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 132 is disposed on the surface that contacts the first measurement chamber 121 in the solid electrolyte layer 131. The pumping electrode 133 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 131 on the side opposite to the pumping electrode 132 with the solid electrolyte layer 131 interposed therebetween. The insulating layer 113 in the region where the pumping electrode 133 is disposed and the surrounding region is removed, and the porous body 134 is filled. The porous body 134 allows gas (for example, oxygen) to enter and exit between the pumping electrode 133 and the outside.

NOx検出部101は、酸素濃度検出セル140を備える。酸素濃度検出セル140は、固体電解質層141と、検知電極142と、基準電極143を備える。
固体電解質層141は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。固体電解質層131よりも後端側(すなわち、図2の右側)の領域における一部分のセラミック層116が除去され、固体電解質層141が充填(埋設)されている。
The NOx detection unit 101 includes an oxygen concentration detection cell 140. The oxygen concentration detection cell 140 includes a solid electrolyte layer 141, a detection electrode 142, and a reference electrode 143.
The solid electrolyte layer 141 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. A portion of the ceramic layer 116 in the region on the rear end side (that is, the right side in FIG. 2) from the solid electrolyte layer 131 is removed, and the solid electrolyte layer 141 is filled (embedded).

検知電極142と基準電極143は、白金を主体として形成されている。検知電極142は、固体電解質層141における第1測定室121と接触する面上に配置される。基準電極143は、固体電解質層141を挟んで検知電極142とは反対側で固体電解質層141の面上に配置される。   The detection electrode 142 and the reference electrode 143 are formed mainly of platinum. The detection electrode 142 is disposed on the surface in contact with the first measurement chamber 121 in the solid electrolyte layer 141. The reference electrode 143 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 141 on the side opposite to the detection electrode 142 with the solid electrolyte layer 141 interposed therebetween.

NOx検出部101は、基準酸素室146を備える。基準酸素室146は、基準電極143が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層117が除去されることにより形成された貫通孔である。   The NOx detection unit 101 includes a reference oxygen chamber 146. The reference oxygen chamber 146 is a through hole formed by removing the insulating layer 117 in the region where the reference electrode 143 is disposed and the surrounding region.

NOx検出部101は、第1測定室121の下流側に第2測定室148を備える。第2測定室148は、検知電極142および基準電極143よりも後端側で固体電解質層141および絶縁層117を貫通して形成される。NOx検出部101は、第1測定室121から排出された排気ガスを第2測定室148の内部に導入する。   The NOx detection unit 101 includes a second measurement chamber 148 on the downstream side of the first measurement chamber 121. The second measurement chamber 148 is formed through the solid electrolyte layer 141 and the insulating layer 117 on the rear end side of the detection electrode 142 and the reference electrode 143. The NOx detector 101 introduces exhaust gas discharged from the first measurement chamber 121 into the second measurement chamber 148.

NOx検出部101は、第2ポンピングセル150を備える。第2ポンピングセル150は、固体電解質層151と、ポンピング電極152,153を備える。
固体電解質層151は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。基準酸素室146および第2測定室148と接触する領域とその周辺の領域のセラミック層118が除去され、セラミック層118の代わりに固体電解質層151が充填(埋設)されている。
The NOx detection unit 101 includes a second pumping cell 150. The second pumping cell 150 includes a solid electrolyte layer 151 and pumping electrodes 152 and 153.
The solid electrolyte layer 151 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity. The ceramic layer 118 in the region in contact with the reference oxygen chamber 146 and the second measurement chamber 148 and the surrounding region is removed, and a solid electrolyte layer 151 is filled (embedded) instead of the ceramic layer 118.

ポンピング電極152,153は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極152は、固体電解質層151において第2測定室148と接触する面上に配置される。ポンピング電極153は、基準酸素室146を挟んで基準電極143とは反対側で固体電解質層151の面上に配置される。基準酸素室146の内部において、ポンピング電極153を覆うように多孔質体147が配置されている。   The pumping electrodes 152 and 153 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 152 is disposed on the surface in contact with the second measurement chamber 148 in the solid electrolyte layer 151. The pumping electrode 153 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 151 on the side opposite to the reference electrode 143 across the reference oxygen chamber 146. A porous body 147 is disposed inside the reference oxygen chamber 146 so as to cover the pumping electrode 153.

NOx検出部101は、ヒータ160を備える。ヒータ160は、白金を主体として形成され、通電されることで発熱する発熱抵抗体であり、絶縁層119と絶縁層120との間に配置される。   The NOx detection unit 101 includes a heater 160. The heater 160 is a heating resistor that is formed mainly of platinum and generates heat when energized. The heater 160 is disposed between the insulating layer 119 and the insulating layer 120.

第1アンモニア検出部102は、NOx検出部101の外表面、より具体的には、絶縁層120の上に形成されている。第1アンモニア検出部102は、NOx検出部101における基準電極143と軸線O方向(すなわち、図2の左右方向)における同位置に配置されている。   The first ammonia detector 102 is formed on the outer surface of the NOx detector 101, more specifically, on the insulating layer 120. The first ammonia detection unit 102 is disposed at the same position in the axis O direction (that is, the left-right direction in FIG. 2) with the reference electrode 143 in the NOx detection unit 101.

第1アンモニア検出部102は、絶縁層120の上に形成される第1基準電極211と、第1基準電極211の表面および側面を覆う第1固体電解質体212と、第1固体電解質体212の表面に形成される第1検知電極213とを備える。同様に、第2アンモニア検出部103は、図3に示すように、絶縁層120の上に形成される第2基準電極221と、第2基準電極221の表面および側面を覆う第2固体電解質体222と、第2固体電解質体222の表面に形成される第2検知電極223とを備える。   The first ammonia detector 102 includes a first reference electrode 211 formed on the insulating layer 120, a first solid electrolyte body 212 that covers the surface and side surfaces of the first reference electrode 211, and the first solid electrolyte body 212. And a first detection electrode 213 formed on the surface. Similarly, as shown in FIG. 3, the second ammonia detection unit 103 includes a second reference electrode 221 formed on the insulating layer 120 and a second solid electrolyte body that covers the surface and side surfaces of the second reference electrode 221. 222 and a second detection electrode 223 formed on the surface of the second solid electrolyte body 222.

第1基準電極211および第2基準電極221は、電極材として白金を主体に構成されており、具体的には、Ptおよび酸化ジルコニウムを含む材料から構成されている。第1固体電解質体212および第2固体電解質体222は、イットリア安定化ジルコニア等の酸素イオン伝導性材料で構成されている。第1検知電極213および第2検知電極223は、電極材として金を主体に構成されており、具体的には、Auおよび酸化ジルコニウムを含む材料から構成されている。なお、第1検知電極213および第2検知電極223の電極材は、アンモニアに対する感度とNOに対する感度との比が第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103において異なるように、選択されている。 The first reference electrode 211 and the second reference electrode 221 are mainly composed of platinum as an electrode material, and specifically, are composed of a material containing Pt and zirconium oxide. The first solid electrolyte body 212 and the second solid electrolyte body 222 are made of an oxygen ion conductive material such as yttria-stabilized zirconia. The first detection electrode 213 and the second detection electrode 223 are mainly composed of gold as an electrode material, and specifically, are composed of a material containing Au and zirconium oxide. The electrode materials of the first detection electrode 213 and the second detection electrode 223 are selected so that the ratio between the sensitivity to ammonia and the sensitivity to NO 2 is different in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. ing.

また、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は、多孔質材料を用いた保護層230によって一体に覆われている。保護層230は、第1検知電極213および第2検知電極223への被毒物質の付着を防止するとともに、外部から第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に流入するアンモニアの拡散速度を調整するものである。このように、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103は混成電位式のセンシング部として機能する。   The first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103 are integrally covered with a protective layer 230 using a porous material. The protective layer 230 prevents the poisonous substances from adhering to the first detection electrode 213 and the second detection electrode 223, and diffuses the ammonia flowing into the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 from the outside. Is to adjust. Thus, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 function as a mixed potential type sensing unit.

[1−3.素子保護部]
センサ素子部5は、図2および図4に示すように、NOx検出部101の先端側領域を覆う素子保護部124を備えている。
[1-3. Element protection part]
As shown in FIGS. 2 and 4, the sensor element unit 5 includes an element protection unit 124 that covers the tip side region of the NOx detection unit 101.

素子保護部124は、多孔質構造であり、ガスが通過可能に構成されている。
素子保護部124は、NOx検出部101のうち少なくとも多孔質体134を覆うように形成されている。素子保護部124は、NOx検出部101のうち拡散抵抗体122も覆っている。
The element protection part 124 has a porous structure and is configured to allow gas to pass therethrough.
The element protection part 124 is formed so as to cover at least the porous body 134 in the NOx detection part 101. The element protection unit 124 also covers the diffusion resistor 122 in the NOx detection unit 101.

NOx検出部101は、自身の外表面として、先端面101aと、後端面101bと、3つの通常側面101cと、1つのアンモニア検出側面101dと、を備える。3つの通常側面101cは、多孔質体134が露出する通常側面101cと、その両側に連なる2つの通常側面101cである。アンモニア検出側面101dは、第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103とが形成されている。   The NOx detection unit 101 includes a front end surface 101a, a rear end surface 101b, three normal side surfaces 101c, and one ammonia detection side surface 101d as its outer surface. The three normal side surfaces 101c are the normal side surface 101c from which the porous body 134 is exposed, and the two normal side surfaces 101c connected to both sides thereof. On the ammonia detection side surface 101d, a first ammonia detection unit 102 and a second ammonia detection unit 103 are formed.

NOx検出部101における軸線方向の領域のうち、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)(詳細には、保護層230)の形成領域を第2検出領域RE2と定義し、第2検出領域RE2よりも先端側の領域を第1検出領域RE1と定義し、第2検出領域RE2よりも後端側の領域を第3検出領域RE3と定義する。また、多孔質体134の形成領域を第4検出領域RE4と定義し、第4検出領域RE4よりも先端側の領域を第5検出領域と定義し、第4検出領域RE4よりも 後端側の領域を第6検出領域RE6と定義する。ここで、軸線方向において、第2検出領域RE2の先端は、第4検出領域RE4の後端よりも先端側に位置しており、第2検出領域RE2の一部と第4検出領域RE4の一部とが重複する。   Of the region in the axial direction of the NOx detector 101, the region where the first ammonia detector 102 (second ammonia detector 103) (specifically, the protective layer 230) is formed is defined as the second detection region RE2, and the second A region on the front end side from the detection region RE2 is defined as a first detection region RE1, and a region on the rear end side from the second detection region RE2 is defined as a third detection region RE3. Further, the formation region of the porous body 134 is defined as the fourth detection region RE4, the region on the front end side with respect to the fourth detection region RE4 is defined as the fifth detection region, and the rear end side with respect to the fourth detection region RE4 is defined. The region is defined as a sixth detection region RE6. Here, in the axial direction, the front end of the second detection region RE2 is located on the front end side with respect to the rear end of the fourth detection region RE4, and a part of the second detection region RE2 and one of the fourth detection regions RE4. The part overlaps.

なお、多孔質体134は、複数の側面(3つの通常側面101cおよび1つのアンモニア検出側面101d)のうちNOx検出部101を軸線方向に2等分した2つの領域のうち先端領域に形成されている。また、第1検出領域RE1は、NOx検出部101のうち先端面101aの全部と側面の一部(3つの通常側面101cの一部および1つのアンモニア検出側面101dの一部)である。   The porous body 134 is formed in the tip region of two regions (the three normal side surfaces 101c and the one ammonia detection side surface 101d) obtained by dividing the NOx detection unit 101 into two equal parts in the axial direction. Yes. The first detection region RE1 is the entire tip surface 101a and a part of the side surface (a part of the three normal side surfaces 101c and a part of the one ammonia detection side surface 101d) of the NOx detection unit 101.

素子保護部124は、3つの通常側面101cにおいては、第4検出領域RE4および第5検出領域RE5を少なくとも覆うように形成されている。さらに、素子保護部124は、3つの通常側面101cにおいては、第6検出領域RE6の一部を覆うように構成されている。詳細には、素子保護部124は、第2ポンピングセル150の形成領域を少なくとも覆うように形成されている。ここで、素子保護部124が第4検出領域RE4および第6検出領域RE6の少なくとも一部を覆う事で、多孔質体134と絶縁層113との境界も素子保護部124により覆われる。   The element protection unit 124 is formed so as to cover at least the fourth detection region RE4 and the fifth detection region RE5 on the three normal side surfaces 101c. Furthermore, the element protection unit 124 is configured to cover a part of the sixth detection region RE6 on the three normal side surfaces 101c. Specifically, the element protection part 124 is formed so as to cover at least the formation region of the second pumping cell 150. Here, the element protection part 124 covers at least a part of the fourth detection region RE4 and the sixth detection area RE6, so that the boundary between the porous body 134 and the insulating layer 113 is also covered by the element protection part 124.

素子保護部124は、図2および図5に示すように、アンモニア検出側面101dにおいては、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)(詳細には、保護層230)は覆わず、第1検出領域RE1のうち少なくとも一部を覆うように形成されている。また、素子保護部124は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の幅方向外側に形成される連通部124cを有している。この連通部124cは、素子保護部124のうちアンモニア検出側面101dの上に形成される部分であって、アンモニア検出側面101dのうち第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を除く領域に形成される。また、連通部124cは、素子保護部124のうち通常側面101cに形成される部分に連通する形態で備えられる。素子保護部124は、連通部124cを有することで、通常側面101cおよびアンモニア検出側面101dからの剥離を低減できる。   As shown in FIGS. 2 and 5, the element protection unit 124 does not cover the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) (specifically, the protective layer 230) on the ammonia detection side surface 101d. It is formed so as to cover at least a part of the first detection region RE1. In addition, the element protection unit 124 includes a communication unit 124 c formed on the outer side in the width direction of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. The communication portion 124c is a portion formed on the ammonia detection side surface 101d of the element protection portion 124, and is in a region of the ammonia detection side surface 101d excluding the first ammonia detection portion 102 and the second ammonia detection portion 103. It is formed. The communication portion 124c is provided in a form communicating with a portion of the element protection portion 124 that is normally formed on the side surface 101c. The element protection part 124 can reduce the peeling from the normal side surface 101c and the ammonia detection side surface 101d by having the communication part 124c.

つまり、センサ素子部5は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を覆うことなく、多孔質体134(NOx検出部101の多孔質部)を覆うように形成された素子保護部124を備える。これにより、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に到達しようとする排気ガス(被測定ガス)が素子保護部124によって遮られることがなくなる。   That is, the sensor element unit 5 is an element protection unit formed so as to cover the porous body 134 (the porous part of the NOx detection unit 101) without covering the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. 124 is provided. As a result, the exhaust gas (measured gas) that attempts to reach the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 is not blocked by the element protection unit 124.

素子保護部124は、図2に示すように、NOx検出部101に当接する内側保護部124aと、内側保護部124aを覆う外側保護部124bと、を備える。
内側保護部124aは、アルミナを用いて構成されており、気孔率が70%の多孔質構造である。外側保護部124bは、アルミナを用いて構成されており、気孔率が46%の多孔質構造である。つまり、内側保護部124aは、外側保護部124bよりも気孔率が大きい多孔質構造である。
As shown in FIG. 2, the element protection part 124 includes an inner protection part 124a that contacts the NOx detection part 101, and an outer protection part 124b that covers the inner protection part 124a.
The inner protective part 124a is made of alumina and has a porous structure with a porosity of 70%. The outer protection part 124b is made of alumina and has a porous structure with a porosity of 46%. That is, the inner protective part 124a has a porous structure having a larger porosity than the outer protective part 124b.

外側保護部124bは、3つの通常側面101cにおいては、内側保護部124aよりも後端側においてNOx検出部101に当接する。
[1−4.アンモニア検出部およびヒータ部]
NOx検出部101は、上述のように、ヒータ160を備えている。
The outer protection part 124b contacts the NOx detection part 101 at the rear end side of the three normal side faces 101c with respect to the inner protection part 124a.
[1-4. Ammonia detector and heater]
The NOx detecting unit 101 includes the heater 160 as described above.

ヒータ160は、第1ポンピングセル130、酸素濃度検出セル140、第2ポンピングセル150、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103を加熱する。
ヒータ160は、図6に示すように、発熱部160aと、一対のヒータリード部160bと、を備える。発熱部160aは、ヒータリード部160bを介した電流通電により発熱する発熱抵抗体を用いて構成されている。
The heater 160 heats the first pumping cell 130, the oxygen concentration detection cell 140, the second pumping cell 150, the first ammonia detection unit 102, and the second ammonia detection unit 103.
As shown in FIG. 6, the heater 160 includes a heat generating portion 160a and a pair of heater lead portions 160b. The heat generating portion 160a is configured by using a heat generating resistor that generates heat when current is passed through the heater lead portion 160b.

発熱部160aは、軸線方向において、「第1ポンピングセル130、酸素濃度検出セル140、第2ポンピングセル150の形成領域」および「第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103の形成領域」のうち少なくとも一方と重複するように配置されている。   In the axial direction, the heat generating part 160a is “the formation area of the first pumping cell 130, the oxygen concentration detection cell 140, the second pumping cell 150” and “the formation area of the first ammonia detection part 102, the second ammonia detection part 103”. Are arranged so as to overlap at least one of them.

発熱部160aは、NOx検出部101の幅方向において、NOx検出部101の中心軸C1を中央として幅方向(図6の上下方向)にヒータ幅寸法L1ずつ拡がる配置領域の内側に配置されている。   In the width direction of the NOx detection unit 101, the heat generation unit 160a is arranged inside the arrangement region that expands by the heater width dimension L1 in the width direction (vertical direction in FIG. 6) with the central axis C1 of the NOx detection unit 101 as the center. .

第1アンモニア検出部102は、一対の検知電極(第1基準電極211,第1検知電極213)を備えている。第2アンモニア検出部103は、一対の検知電極(第2基準電極221,第2検知電極223)を備えている。   The first ammonia detection unit 102 includes a pair of detection electrodes (a first reference electrode 211 and a first detection electrode 213). The second ammonia detection unit 103 includes a pair of detection electrodes (second reference electrode 221 and second detection electrode 223).

第1アンモニア検出部102における一対の電極(第1基準電極211と第1検知電極213)、および、第2アンモニア検出部103における一対の電極(第2基準電極221と第2検知電極223。)は、NOx検出部101の幅方向において、NOx検出部101の中心軸C1を中央として幅方向(図6の上下方向)に検知幅寸法L2ずつ拡がる配置領域の内側に配置されている。   A pair of electrodes (first reference electrode 211 and first detection electrode 213) in the first ammonia detection unit 102, and a pair of electrodes (second reference electrode 221 and second detection electrode 223) in the second ammonia detection unit 103. Are arranged in the width direction of the NOx detection unit 101 inside the arrangement region that extends in the width direction (vertical direction in FIG. 6) by the detection width dimension L2 with the central axis C1 of the NOx detection unit 101 as the center.

検知幅寸法L2は、ヒータ幅寸法L1よりも小さい。つまり、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103におけるそれぞれの一対の電極は、NOx検出部101の幅方向において、発熱部160aの配置領域の内側に配置されている。   The detection width dimension L2 is smaller than the heater width dimension L1. That is, the pair of electrodes in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are arranged inside the arrangement region of the heat generating unit 160 a in the width direction of the NOx detection unit 101.

このように構成された第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103におけるそれぞれの一対の電極は、発熱部160aの配置領域よりも広い領域に配置される場合に比べて、全体が発熱部160aの熱を受け取りやすくなる。   The pair of electrodes in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 configured in this manner are entirely the heat generation unit as compared with the case where the electrodes are disposed in a region wider than the region in which the heat generation unit 160a is disposed. It becomes easier to receive the heat of 160a.

[1−5.センサ素子部の製造方法]
センサ素子部5の製造方法について説明する。
最初に、センサ素子部5のベースとなるNOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103の製造方法について説明する。
[1-5. Manufacturing method of sensor element section]
A method for manufacturing the sensor element unit 5 will be described.
First, a method for manufacturing the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, and the second ammonia detection unit 103, which are the base of the sensor element unit 5, will be described.

まず、イットリアの安定化剤を固溶させたジルコニア粉末に、アルミナ粉末20質量%を含有させ、バインダ(ポリビニルブチラール)と共に混練した生素地を用いて、固体電解質層および固体電解質体となる未焼成固体電解質シートを作製する。なお、この未焼成固体電解質シートは複数の固体電解質層や固体電解質体を切り出すことができる大きさである。   First, unsintered to become a solid electrolyte layer and a solid electrolyte body using a green base material containing 20 mass% of alumina powder in a zirconia powder in which a yttria stabilizer is dissolved and kneaded with a binder (polyvinyl butyral). A solid electrolyte sheet is prepared. In addition, this unbaked solid electrolyte sheet is a magnitude | size which can cut out a some solid electrolyte layer and a solid electrolyte body.

また、アルミナ粉末を、バインダ(ポリビニルブチラール)と共に混練した生素地を用いて、焼成後に絶縁層またはセラミック層となる未焼成アルミナシートを作製する。なお、焼成後にスルーホール(図示省略)を有する絶縁層またはセラミック層となる未焼成アルミナシートにおいては、スルーホールとなる貫通孔を形成する。   In addition, an unfired alumina sheet that becomes an insulating layer or a ceramic layer after firing is produced using a raw material obtained by kneading alumina powder together with a binder (polyvinyl butyral). In the unfired alumina sheet that becomes an insulating layer or ceramic layer having a through hole (not shown) after firing, a through hole that becomes a through hole is formed.

焼成後にセラミック層となる未焼成アルミナシートにおいては、固体電解質層などを配置するための開口部を形成する。この未焼成アルミナシートの開口部に対して未焼成固体電解質シートを埋設(または、生素地を充填)した後、シート上の所定領域に、白金を主体とする導電ペーストを所定のパターンに印刷し、乾燥させて、電極(ポンピング電極132,133など)やリード部となる導体パターンを形成する。スルーホールとなる貫通孔を有する未焼成アルミナシートにおいては、貫通孔の内壁面に対して導電ペーストを施す。これにより、焼成後にセラミック層となる未焼成アルミナシートを得られる。   In an unfired alumina sheet that becomes a ceramic layer after firing, an opening for placing a solid electrolyte layer or the like is formed. After embedding the unfired solid electrolyte sheet in the opening of the unfired alumina sheet (or filling the raw material), a conductive paste mainly composed of platinum is printed in a predetermined pattern on a predetermined area on the sheet. And drying to form electrodes (pumping electrodes 132, 133, etc.) and conductor patterns to be lead portions. In an unfired alumina sheet having a through hole serving as a through hole, a conductive paste is applied to the inner wall surface of the through hole. Thereby, the unbaked alumina sheet used as a ceramic layer after baking is obtained.

また、ヒータ160が形成される未焼成アルミナシートにおいては、所定領域に、前述と同様の導電ペーストを所定のパターン形状に印刷・乾燥し、発熱部160aおよびヒータリード部160bとなる導電パターンを形成すると共に、スルーホールとなる貫通孔の内壁面に対して導体ペーストを充填する。この未焼成アルミナシートの導電パターンが印刷された面に対して、別の未焼成アルミナシートを積層・減圧圧着することにより、ヒータ用未焼成シートを得られる。   In addition, in the unfired alumina sheet on which the heater 160 is formed, a conductive pattern similar to the above is printed and dried in a predetermined pattern shape in a predetermined region to form a conductive pattern that becomes the heat generating portion 160a and the heater lead portion 160b. In addition, the conductor paste is filled into the inner wall surface of the through hole that becomes the through hole. An unfired sheet for heaters can be obtained by laminating another unfired alumina sheet on the surface on which the conductive pattern of the unfired alumina sheet is printed and press-bonding under reduced pressure.

そして、焼成後に絶縁層となる未焼成アルミナシート、焼成後にセラミック層となる未焼成アルミナシート、ヒータ用未焼成シートなどを所定の順番で積層し、減圧圧着して組立体を得る。   Then, an unfired alumina sheet that becomes an insulating layer after firing, an unfired alumina sheet that becomes a ceramic layer after firing, an unfired sheet for heaters, and the like are laminated in a predetermined order, and are pressed under reduced pressure to obtain an assembly.

このとき、アルミナ粉末、造孔剤としてのカーボン粉末、ポリビニルブチラールからなるバインダ、分散剤を混合したスラリーを、多孔質体134や拡散抵抗体122などが形成される部位に充填する。また、造孔剤としてのカーボン粉末を混合したスラリーを、第1測定室121および第2測定室148などが形成される部位に充填する。   At this time, the slurry in which the alumina powder, the carbon powder as the pore-forming agent, the binder made of polyvinyl butyral, and the dispersant are mixed is filled in the portion where the porous body 134, the diffusion resistor 122, and the like are formed. In addition, a slurry in which carbon powder as a pore forming agent is mixed is filled in a site where the first measurement chamber 121 and the second measurement chamber 148 are formed.

そして、この組立体を公知の手法により切断し、複数(例えば、10個)の未焼成積層体を切り出す。そして、この未焼成積層体を大気雰囲気下にて脱脂し脱バインダ処理した後、1500℃で1時間焼成することで、NOx検出部101が得られる。   And this assembly is cut | disconnected by a well-known method, and several (for example, 10 pieces) unbaking laminated bodies are cut out. And after degreasing | defatting this unbaking laminated body in air | atmosphere and carrying out a binder removal process, the NOx detection part 101 is obtained by baking at 1500 degreeC for 1 hour.

この後、NOx検出部101の所定位置に、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を形成する。第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を形成した後、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を覆うように、保護層230を形成する。   Thereafter, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are formed at predetermined positions of the NOx detection unit 101. After forming the first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103, a protective layer 230 is formed so as to cover the first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103.

なお、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230の製造方法は、公知の製造方法を採用できるため、ここでは詳細な説明は省略する。
このようにして、素子保護部124が形成される前段階のセンサ素子部5(換言すれば、NOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230を備える素子部材)が得られる。
In addition, since the manufacturing method of the 1st ammonia detection part 102, the 2nd ammonia detection part 103, and the protective layer 230 can employ | adopt a well-known manufacturing method, detailed description is abbreviate | omitted here.
In this way, the sensor element unit 5 at the stage before the element protection unit 124 is formed (in other words, an element including the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit 103, and the protection layer 230). Member) is obtained.

次に、素子保護部124の形成方法について説明する。
まず、第1ステップでは、図7(A)に示すように、素子保護部124が形成される前段階のセンサ素子部5(NOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230を備える素子部材)において、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)を覆うように、消失材171を塗布する。消失材171は、カーボン粉末を主体とするスラリーである。
Next, a method for forming the element protection part 124 will be described.
First, in the first step, as shown in FIG. 7A, the sensor element unit 5 (the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, and the second ammonia detection unit before the element protection unit 124 is formed). 103, an element member provided with the protective layer 230), the vanishing material 171 is applied so as to cover the protective layer 230 (the first ammonia detector 102 and the second ammonia detector 103). The vanishing material 171 is a slurry mainly composed of carbon powder.

次の第2ステップでは、図7(B)に示すように、第1ステップの後、素子部材のうち、第2検出領域RE2および第1検出領域RE1の全てを覆うとともに、第3検出領域RE3の一部を覆うように、焼成前保護材料124pを塗布する。焼成前保護材料124pは、焼成後に素子保護部124となる材料であり、スラリー液である。   In the next second step, as shown in FIG. 7B, after the first step, all of the second detection region RE2 and the first detection region RE1 are covered after the first step, and the third detection region RE3 is covered. A pre-firing protective material 124p is applied so as to cover a part of the film. The pre-firing protection material 124p is a material that becomes the element protection portion 124 after firing, and is a slurry liquid.

このスラリー液は、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)、アルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)、カーボン粉末(平均粒径20μm)、アルミナゾル(外配合)に、有機溶剤(例えばエタノール、プロピレングリコール、ブチルカルビトール)を添加し、攪拌し、適度な粘度となるように調整して調製した。なお、スラリー液の各成分の含有量は、例えば、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)とアルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)の合計量60〜80体積%、カーボン粉末(平均粒径20μm)20〜40体積%、アルミナゾル(外配合)10重量%である。   This slurry liquid is composed of alumina powder (average particle size <1 μm), alumina fiber (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm), alumina sol (external blend), organic solvent (for example, ethanol, propylene glycol, Butyl carbitol) was added, stirred and adjusted to an appropriate viscosity. The content of each component of the slurry liquid is, for example, 60 to 80% by volume of the total amount of alumina powder (average particle size <1 μm) and alumina fibers (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm). 20 to 40% by volume and 10% by weight of alumina sol (outside formulation).

なお、スラリー液を構成する粉末の平均粒径は、レーザー回折散乱法によって求め、セラミック繊維長さはスラリー液に混合する前にセラミック繊維それぞれの長さを平均化して求めることができる。   In addition, the average particle diameter of the powder constituting the slurry liquid can be obtained by a laser diffraction scattering method, and the ceramic fiber length can be obtained by averaging the lengths of the ceramic fibers before mixing with the slurry liquid.

焼成前保護材料124pは、焼成後に内側保護部124aとなる焼成前内側材料124apと、焼成後に外側保護部124bとなる焼成前外側材料124bpと、を備える。なお、焼成前内側材料124apおよび焼成前外側材料124bpのそれぞれにおける各成分の含有量を調整することで、焼成後の内側保護部124aおよび外側保護部124bそれぞれの気孔率を異なる値に制御できる。例えば、気孔化材としてのカーボン粉末の含有量を調整することで、内側保護部124aの気孔率を外側保護部124bの気孔率よりも大きくするように制御できる。   The pre-firing protection material 124p includes a pre-firing inner material 124ap that becomes the inner protective portion 124a after firing, and a pre-firing outer material 124bp that becomes the outer protective portion 124b after firing. In addition, the porosity of each of the inner protective part 124a and the outer protective part 124b after firing can be controlled to different values by adjusting the content of each component in each of the inner material 124ap before firing and the outer material 124bp before firing. For example, by adjusting the content of the carbon powder as the pore forming material, the porosity of the inner protective portion 124a can be controlled to be larger than the porosity of the outer protective portion 124b.

第2ステップでは、まず、素子部材(素子保護部124が形成される前段階のセンサ素子部5)の先端を、焼成前内側材料124apのスラリー液に漬けて、素子部材の先端の周囲に所定厚み(例えば、100μm)の内側塗布層を形成する。この後、内側塗布層における余分な有機溶剤を消失させるために、内側塗布層を備えた素子部材を、20〜200℃に設定した乾燥機内に配置し、数時間乾燥させる。   In the second step, first, the tip of the element member (the sensor element part 5 at the previous stage where the element protection part 124 is formed) is immersed in the slurry liquid of the pre-firing inner material 124ap, and is predetermined around the tip of the element member. An inner coating layer having a thickness (for example, 100 μm) is formed. Thereafter, in order to eliminate excess organic solvent in the inner coating layer, the element member provided with the inner coating layer is placed in a dryer set at 20 to 200 ° C. and dried for several hours.

次に、乾燥した内側塗布層が形成された素子部材の先端を、焼成前外側材料124bpのスラリー液に漬けて、素子部材の先端の周囲に所定厚み(例えば、400μm)の外側塗布層を形成する。厚み寸法の制御は、例えば、スラリー液へ漬ける回数やスラリー液の粘度などの調整により実現できる。この後、外側塗布層における余分な有機溶剤を消失させるために、外側塗布層を備えた素子部材を、20〜200℃に設定した乾燥機内に配置し、数時間乾燥させる。   Next, the tip of the element member on which the dried inner coating layer is formed is immersed in a slurry solution of the outer material 124 bp before firing to form an outer coating layer having a predetermined thickness (for example, 400 μm) around the tip of the element member. To do. The thickness dimension can be controlled, for example, by adjusting the number of times of immersion in the slurry liquid, the viscosity of the slurry liquid, and the like. Thereafter, in order to eliminate excess organic solvent in the outer coating layer, the element member provided with the outer coating layer is placed in a dryer set at 20 to 200 ° C. and dried for several hours.

次の第3ステップでは、図7(C)に示すように、内側塗布層及び外側塗布層を備えた素子部材を、大気中において900〜1100℃で3時間焼成することで、内側保護部124aおよび外側保護部124bを有する素子保護部124が得られる。この焼成時に、消失材171が高温により消失することで、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)と素子保護部124の内面との間に空間が設けられる。   In the next third step, as shown in FIG. 7C, the element member having the inner coating layer and the outer coating layer is baked in the atmosphere at 900 to 1100 ° C. for 3 hours to thereby form the inner protective portion 124a. And the element protection part 124 which has the outer side protection part 124b is obtained. During the firing, the disappearing material 171 disappears due to the high temperature, so that a space is provided between the protective layer 230 (the first ammonia detecting unit 102 and the second ammonia detecting unit 103) and the inner surface of the element protecting unit 124.

次の第4ステップでは、図7(D)に示すように、焼成前保護材料124p(焼成前内側材料124ap、焼成前外側材料124bp)の焼成により生成された素子保護部124(内側保護部124a、外側保護部124b)のうち、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)を覆う部分を除去する。素子保護部124の一部の除去作業は、例えば、レーザー加工機や超音波カッターなどを用いて実現できる。   In the next fourth step, as shown in FIG. 7D, the element protection part 124 (inner protection part 124a) generated by firing the pre-fired protective material 124p (the pre-fired inner material 124ap, the pre-fired outer material 124bp). , The portion that covers the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) is removed from the outer protection unit 124b). A part of the element protection unit 124 can be removed using, for example, a laser processing machine or an ultrasonic cutter.

これにより、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)が露出するとともに、素子保護部124が形成されたセンサ素子部5が得られる。
なお、ここでは、内側塗布層および外側塗布層の形成後に同時焼成したが、内側塗布層を焼成した後に、外側塗布層を焼成してもよい。
As a result, the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) is exposed, and the sensor element unit 5 in which the element protection unit 124 is formed is obtained.
Note that although the inner coating layer and the outer coating layer are simultaneously fired here, the outer coating layer may be fired after the inner coating layer is fired.

そして、上述した方法によって製造されたセンサ素子部5を、所定の方法に従ってハウジング(主体金具10、外筒31など)に組み付けることによりマルチガスセンサ2を製造することができる。   The multi-gas sensor 2 can be manufactured by assembling the sensor element unit 5 manufactured by the above-described method to a housing (the metal shell 10, the outer cylinder 31, etc.) according to a predetermined method.

[1−6.制御部]
図2に示すように、制御部3は、制御回路180と、マイクロコンピュータ190(以下、マイコン190)を備える。
[1-6. Control unit]
As shown in FIG. 2, the control unit 3 includes a control circuit 180 and a microcomputer 190 (hereinafter, microcomputer 190).

制御回路180は、回路基板上に配置されたアナログ回路である。制御回路180は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、基準電圧比較回路183、Icp供給回路184、Vp2印加回路185、Ip2検出回路186、ヒータ駆動回路187および起電力検出回路188を備える。   The control circuit 180 is an analog circuit arranged on the circuit board. The control circuit 180 includes an Ip1 drive circuit 181, a Vs detection circuit 182, a reference voltage comparison circuit 183, an Icp supply circuit 184, a Vp2 application circuit 185, an Ip2 detection circuit 186, a heater drive circuit 187, and an electromotive force detection circuit 188.

そして、ポンピング電極132、検知電極142およびポンピング電極152は、基準電位に接続される。ポンピング電極133は、Ip1ドライブ回路181に接続される。基準電極143は、Vs検出回路182とIcp供給回路184に接続される。ポンピング電極153は、Vp2印加回路185とIp2検出回路186に接続される。ヒータ160は、ヒータ駆動回路187に接続される。   The pumping electrode 132, the detection electrode 142, and the pumping electrode 152 are connected to a reference potential. The pumping electrode 133 is connected to the Ip1 drive circuit 181. The reference electrode 143 is connected to the Vs detection circuit 182 and the Icp supply circuit 184. The pumping electrode 153 is connected to the Vp2 application circuit 185 and the Ip2 detection circuit 186. The heater 160 is connected to the heater drive circuit 187.

Ip1ドライブ回路181は、ポンピング電極132とポンピング電極133との間に電圧Vp1を印加して第1ポンピング電流Ip1を供給するとともに、供給した第1ポンピング電流Ip1を検出する。   The Ip1 drive circuit 181 supplies the first pumping current Ip1 by applying the voltage Vp1 between the pumping electrode 132 and the pumping electrode 133, and detects the supplied first pumping current Ip1.

Vs検出回路182は、検知電極142と基準電極143との間の電圧Vsを検出し、検出した結果を基準電圧比較回路183へ出力する。
基準電圧比較回路183は、基準電圧(例えば、425mV)とVs検出回路182の出力(すなわち、電圧Vs)とを比較し、比較結果をIp1ドライブ回路181へ出力する。そしてIp1ドライブ回路181は、電圧Vsが基準電圧と等しくなるように、第1ポンピング電流Ip1の流れる向きと第1ポンピング電流Ip1の大きさとを制御するとともに、第1測定室121内の酸素濃度を、NOxが分解しない程度の所定値に調整する。
The Vs detection circuit 182 detects the voltage Vs between the detection electrode 142 and the reference electrode 143, and outputs the detected result to the reference voltage comparison circuit 183.
The reference voltage comparison circuit 183 compares the reference voltage (for example, 425 mV) with the output of the Vs detection circuit 182 (that is, the voltage Vs), and outputs the comparison result to the Ip1 drive circuit 181. The Ip1 drive circuit 181 controls the flow direction of the first pumping current Ip1 and the magnitude of the first pumping current Ip1 so that the voltage Vs becomes equal to the reference voltage, and also controls the oxygen concentration in the first measurement chamber 121. , And adjust to a predetermined value that does not decompose NOx.

Icp供給回路184は、検知電極142と基準電極143との間に微弱な電流Icpを流す。これにより、酸素が第1測定室121から固体電解質層141を介して基準酸素室146に送り込まれるため、基準酸素室146は、基準となる所定の酸素濃度に設定される。   The Icp supply circuit 184 flows a weak current Icp between the detection electrode 142 and the reference electrode 143. As a result, oxygen is sent from the first measurement chamber 121 to the reference oxygen chamber 146 via the solid electrolyte layer 141, so that the reference oxygen chamber 146 is set to a predetermined oxygen concentration as a reference.

Vp2印加回路185は、ポンピング電極152とポンピング電極153との間に、一定電圧Vp2(例えば、450mV)を印加する。これにより、第2測定室148では、第2ポンピングセル150を構成するポンピング電極152,153の触媒作用によって、NOxが解離される。この解離により得られた酸素イオンがポンピング電極152とポンピング電極153との間の固体電解質層151を移動することにより第2ポンピング電流Ip2が流れる。Ip2検出回路186は、第2ポンピング電流Ip2を検出する。   The Vp2 application circuit 185 applies a constant voltage Vp2 (for example, 450 mV) between the pumping electrode 152 and the pumping electrode 153. Thereby, in the second measurement chamber 148, NOx is dissociated by the catalytic action of the pumping electrodes 152 and 153 constituting the second pumping cell 150. Oxygen ions obtained by this dissociation move through the solid electrolyte layer 151 between the pumping electrode 152 and the pumping electrode 153, whereby a second pumping current Ip2 flows. The Ip2 detection circuit 186 detects the second pumping current Ip2.

ヒータ駆動回路187は、発熱抵抗体であるヒータ160の一端にヒータ通電用の正電圧を印加するともに、ヒータ160の他端にヒータ通電用の負電圧を印加することにより、ヒータ160を駆動する。   The heater driving circuit 187 drives the heater 160 by applying a positive voltage for energizing the heater to one end of the heater 160 that is a heating resistor and applying a negative voltage for energizing the heater to the other end of the heater 160. .

起電力検出回路188は、第1基準電極211と第1検知電極213との間の起電力(以下、第1アンモニア起電力)と、第2基準電極221と第2検知電極223との間の起電力(以下、第2アンモニア起電力)を検出し、検出結果を示す信号をマイコン190へ出力する。   The electromotive force detection circuit 188 includes an electromotive force between the first reference electrode 211 and the first detection electrode 213 (hereinafter referred to as a first ammonia electromotive force) and a second reference electrode 221 and the second detection electrode 223. An electromotive force (hereinafter, second ammonia electromotive force) is detected, and a signal indicating the detection result is output to the microcomputer 190.

マイコン190は、CPU191、ROM192、RAM193および信号入出力部194を備える。
CPU191は、ROM192に記憶されたプログラムに基づいて、センサ素子部5を制御するための処理を実行する。信号入出力部194は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、Ip2検出回路186、ヒータ駆動回路187および起電力検出回路188に接続される。信号入出力部194は、Ip1ドライブ回路181、Vs検出回路182、Ip2検出回路186および起電力検出回路188からのアナログ信号の電圧値をディジタルデータに変換してCPU191へ出力する。
The microcomputer 190 includes a CPU 191, a ROM 192, a RAM 193, and a signal input / output unit 194.
The CPU 191 executes a process for controlling the sensor element unit 5 based on a program stored in the ROM 192. The signal input / output unit 194 is connected to the Ip1 drive circuit 181, the Vs detection circuit 182, the Ip2 detection circuit 186, the heater drive circuit 187, and the electromotive force detection circuit 188. The signal input / output unit 194 converts the voltage value of the analog signal from the Ip1 drive circuit 181, Vs detection circuit 182, Ip2 detection circuit 186 and electromotive force detection circuit 188 into digital data and outputs the digital data to the CPU 191.

またCPU191は、信号入出力部194を介してヒータ駆動回路187へ駆動信号を出力することにより、ヒータ160に供給する電力をパルス幅変調により通電制御して、ヒータ160が目標の温度になるようにしている。なお、ヒータ160の通電制御は、NOx検出部101を構成するセル(例えば、酸素濃度検出セル140)のインピーダンスを検出し、検出したインピーダンスが目標値となるように供給電力量を制御する公知の手法によって実現することができる。   In addition, the CPU 191 outputs a drive signal to the heater drive circuit 187 via the signal input / output unit 194, thereby energizing the power supplied to the heater 160 by pulse width modulation so that the heater 160 reaches a target temperature. I have to. In addition, the energization control of the heater 160 is a known method of detecting the impedance of a cell (for example, the oxygen concentration detection cell 140) constituting the NOx detection unit 101 and controlling the amount of power supplied so that the detected impedance becomes a target value. It can be realized by a technique.

またCPU191は、ROM192から各種データを読み込み、第1ポンピング電流Ip1の値、第2ポンピング電流Ip2の値、第1アンモニア起電力の値および第2アンモニア起電力の値から種々の演算処理を行う。   Further, the CPU 191 reads various data from the ROM 192 and performs various arithmetic processes from the value of the first pumping current Ip1, the value of the second pumping current Ip2, the value of the first ammonia electromotive force, and the value of the second ammonia electromotive force.

CPU191が実行する演算処理は、公知の手法を用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。なお、CPU191は、例えば、まず、第1ポンピング電流Ip1、第2ポンピング電流Ip2、第1アンモニア起電力および第2アンモニア起電力に基づいて、酸素濃度、NOx濃度出力、第1アンモニア濃度出力および第2アンモニア濃度出力を求める演算処理を行う。そして、CPU191は、酸素濃度、NOx濃度出力、第1アンモニア濃度出力および第2アンモニア濃度出力を用いて、所定の補正式を用いた演算を行うことで、排気ガス中のアンモニア濃度、NO濃度およびNOx濃度を求める。 The arithmetic processing executed by the CPU 191 can use a known method, and a detailed description thereof is omitted here. Note that the CPU 191 first, for example, based on the first pumping current Ip1, the second pumping current Ip2, the first ammonia electromotive force, and the second ammonia electromotive force, the oxygen concentration, the NOx concentration output, the first ammonia concentration output, and the first 2. Calculation processing for obtaining the ammonia concentration output. Then, the CPU 191 uses the oxygen concentration, NOx concentration output, first ammonia concentration output, and second ammonia concentration output to perform a calculation using a predetermined correction formula, so that the ammonia concentration and NO 2 concentration in the exhaust gas are obtained. And determine the NOx concentration.

なお、マイクロコンピュータ190の各種機能は、CPUが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ROMが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部3を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。また、マイクロコンピュータが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。   Various functions of the microcomputer 190 are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional tangible recording medium. In this example, the ROM corresponds to a non-transitional tangible recording medium that stores a program. Further, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. The number of microcomputers constituting the control unit 3 may be one or more. Further, some or all of the functions executed by the microcomputer may be configured in hardware by one or a plurality of ICs.

このように構成された制御部3を備えるマルチガス検出装置1は、NOx検出部101と第1アンモニア検出部102と第2アンモニア検出部103とを備えるマルチガスセンサ2を用いて、排気ガスに含まれるアンモニア、NOおよびNOxの濃度を算出する。 The multi-gas detection device 1 including the control unit 3 configured as described above includes the exhaust gas using the multi-gas sensor 2 including the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, and the second ammonia detection unit 103. The concentration of ammonia, NO 2 and NOx is calculated.

[1−7.効果]
以上説明したように、本実施形態のマルチガスセンサ2は、素子保護部124を有するセンサ素子部5を備えている。
[1-7. effect]
As described above, the multi-gas sensor 2 of the present embodiment includes the sensor element unit 5 having the element protection unit 124.

センサ素子部5は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を覆うことなく、多孔質体134(NOx検出部101の多孔質部)を覆うように形成された素子保護部124を備える。これにより、熱衝撃を緩和し、センサ素子部5の破損を抑制できる。また、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に到達しようとする排気ガス(被測定ガス)が素子保護部124によって遮られることがなくなる。   The sensor element unit 5 includes an element protection unit 124 formed so as to cover the porous body 134 (the porous part of the NOx detection unit 101) without covering the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. Prepare. Thereby, a thermal shock is relieve | moderated and damage to the sensor element part 5 can be suppressed. In addition, the exhaust gas (measured gas) that attempts to reach the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 is not blocked by the element protection unit 124.

よって、センサ素子部5は、排気ガスが第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に到達しやすくなるため、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103での検出精度の低下を抑制できる。   Therefore, since the sensor element unit 5 easily reaches the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, the detection accuracy of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 is reduced. Can be suppressed.

次に、センサ素子部5においては、内側保護部124aの気孔率が外側保護部124bの気孔率よりも大きい。このため、センサ素子部5は、多孔質体134(NOx検出部101の多孔質部)と内側保護部124aとの間でのガスの移動量が少なくなりすぎるのを抑制できる。   Next, in the sensor element part 5, the porosity of the inner side protection part 124a is larger than the porosity of the outer side protection part 124b. For this reason, the sensor element part 5 can suppress that the moving amount | distance of the gas between the porous body 134 (porous part of the NOx detection part 101) and the inner side protection part 124a becomes too small.

次に、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103におけるそれぞれの一対の電極(第1基準電極211と第1検知電極213。第2基準電極221と第2検知電極223。)は、NOx検出部101の幅方向において、発熱部160aの配置領域の内側に配置されている。   Next, a pair of electrodes (first reference electrode 211 and first detection electrode 213; second reference electrode 221 and second detection electrode 223) in each of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are as follows. In the width direction of the NOx detection unit 101, the NOx detection unit 101 is disposed inside the arrangement region of the heat generating unit 160a.

このように構成された第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103におけるそれぞれの一対の電極は、発熱部160aの配置領域よりも広い領域に配置される場合に比べて、全体が発熱部160aの熱を受け取りやすくなる。   The pair of electrodes in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 configured in this manner are entirely the heat generation unit as compared with the case where the electrodes are disposed in a region wider than the region in which the heat generation unit 160a is disposed. It becomes easier to receive the heat of 160a.

よって、センサ素子部5は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103におけるそれぞれの一対の電極における温度分布に偏りが生じるのを抑制でき、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の検出精度が低下することを抑制できる。   Therefore, the sensor element unit 5 can suppress the occurrence of bias in the temperature distribution of each pair of electrodes in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, and the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection It can suppress that the detection accuracy of the part 103 falls.

また、センサ素子部5を備えるマルチガスセンサ2は、センサ素子部5と同様に、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103での検出精度の低下を抑制できる。   Further, the multi-gas sensor 2 including the sensor element unit 5 can suppress a decrease in detection accuracy in the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, similarly to the sensor element unit 5.

次に、センサ素子部5の製造方法では、第1ステップ、第3ステップおよび第4ステップを有することで、第2ステップにおいて焼成前保護材料124p(焼成前内側材料124ap、焼成前外側材料124bp)を塗布するにあたり、第2検出領域RE2および第1検出領域RE1の全てを覆うように、焼成前保護材料124pを塗布することができる。つまり、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を覆わない素子保護部124を備えるセンサ素子部5の製造にあたり、焼成前保護材料124pの塗布作業において第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103を避けるなどの特別対応が必要ない。このため、焼成前保護材料124pの塗布方法として、素子部材をスラリー液へ浸漬する方法(ディップ法)を採用できる。この方法は、素子部材をそのままの状態でスラリー液に漬けるという簡便な方法であるため、焼成前保護材料124pの塗布作業における作業負担の増加を抑制できる。   Next, in the manufacturing method of the sensor element unit 5, the first step, the third step, and the fourth step have the first step, the third step, and the fourth step. In the second step, the protective material 124p before firing (the inner material 124ap before firing, the outer material 124bp before firing). In the application, the pre-firing protection material 124p can be applied so as to cover all of the second detection region RE2 and the first detection region RE1. That is, in manufacturing the sensor element unit 5 including the element protection unit 124 that does not cover the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 124p are applied in the pre-firing protection material 124p application operation. Special measures such as avoiding the ammonia detector 103 are not required. For this reason, as a method for applying the pre-firing protective material 124p, a method (dip method) in which the element member is immersed in the slurry liquid can be employed. Since this method is a simple method in which the element member is immersed in the slurry liquid as it is, it is possible to suppress an increase in work load in the application work of the pre-firing protective material 124p.

[1−8.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
センサ素子部5がガスセンサ素子に相当し、NOx検出部101が素子本体部および第1検出部に相当する。先端面101aが先端面に相当し、後端面101bが後端面に相当し、3つの通常側面101cおよび1つのアンモニア検出側面101dが複数の側面に相当し、アンモニア検出側面101dが第2検出側面に相当し、通常側面101cが通常側面に相当し、多孔質体134が多孔質部に相当する。
[1-8. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between words will be described.
The sensor element unit 5 corresponds to a gas sensor element, and the NOx detection unit 101 corresponds to an element main body unit and a first detection unit. The front end surface 101a corresponds to the front end surface, the rear end surface 101b corresponds to the rear end surface, the three normal side surfaces 101c and one ammonia detection side surface 101d correspond to a plurality of side surfaces, and the ammonia detection side surface 101d serves as the second detection side surface. The normal side surface 101c corresponds to the normal side surface, and the porous body 134 corresponds to the porous portion.

第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103が第2検出部の一例に相当し、素子保護部124が素子保護部の一例に相当し、内側保護部124aが内側保護部の一例に相当し、外側保護部124bが外側保護部の一例に相当する。消失材171が消失材の一例に相当し、焼成前保護材料124p,焼成前内側材料124ap、焼成前外側材料124bpが焼成前保護材料の一例に相当する。   The first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 correspond to an example of a second detection unit, the element protection unit 124 corresponds to an example of an element protection unit, and the inner protection unit 124a corresponds to an example of an inner protection unit. The outer protection portion 124b corresponds to an example of the outer protection portion. The vanishing material 171 corresponds to an example of the vanishing material, and the protective material 124p before firing, the inner material 124ap before firing, and the outer material 124bp before firing correspond to an example of the protective material before firing.

第2検出領域RE2が第2検出領域に相当し、第1検出領域RE1が第2検出領域よりも先端側の領域に相当し、ヒータ160がヒータに相当し、発熱部160aが発熱部に相当し、第1基準電極211および第1検知電極213が一対の検知電極に相当し、第2基準電極221および第2検知電極223が一対の検知電極に相当する。第4検出領域RE4が多孔質領域に相当する。   The second detection region RE2 corresponds to the second detection region, the first detection region RE1 corresponds to the tip side region relative to the second detection region, the heater 160 corresponds to the heater, and the heat generating portion 160a corresponds to the heat generating portion. The first reference electrode 211 and the first detection electrode 213 correspond to a pair of detection electrodes, and the second reference electrode 221 and the second detection electrode 223 correspond to a pair of detection electrodes. The fourth detection region RE4 corresponds to a porous region.

マルチガスセンサ2がガスセンサの一例に相当し、主体金具10がハウジングの一例に相当する。
[2.第2実施形態]
[2−1.第2センサ素子部]
第2実施形態として、第2センサ素子部105について説明する。第2センサ素子部105は、第1実施形態のセンサ素子部5と比べて、素子保護部の形態が異なるため、異なる部分を中心に説明する。
The multi gas sensor 2 corresponds to an example of a gas sensor, and the metal shell 10 corresponds to an example of a housing.
[2. Second Embodiment]
[2-1. Second sensor element section]
As the second embodiment, the second sensor element unit 105 will be described. Since the second sensor element unit 105 is different from the sensor element unit 5 of the first embodiment in the form of the element protection unit, the description will focus on the different parts.

なお、以下の説明では、第2センサ素子部105のうち、第1実施系態と同様の構成については、同一符号を付しており、それらの詳細説明は省略する。
図8に示すように、第2センサ素子部105は、NOx検出部101と、第1アンモニア検出部102と、第2アンモニア検出部103と、第2素子保護部224と、予備保護層232と、を備える。
In the following description, the same reference numerals are given to the same components in the second sensor element unit 105 as those in the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.
As shown in FIG. 8, the second sensor element unit 105 includes a NOx detection unit 101, a first ammonia detection unit 102, a second ammonia detection unit 103, a second element protection unit 224, and a spare protection layer 232. .

なお、図8では、第2センサ素子部105のうち先端部分を図示しており、後端部分の図示を省略している。また、図8では、第2素子保護部224を点線で表し、第2センサ素子部105のうち第2素子保護部224で覆われる部分(NOx検出部101の一部、予備保護層232の一部など)を実線で表している。   In addition, in FIG. 8, the front-end | tip part is illustrated in the 2nd sensor element part 105, and illustration of the rear-end part is abbreviate | omitted. In FIG. 8, the second element protection unit 224 is represented by a dotted line, and a portion of the second sensor element unit 105 covered with the second element protection unit 224 (a part of the NOx detection unit 101, one part of the spare protection layer 232). Are represented by solid lines.

第2素子保護部224は、第1実施形態の素子保護部124と同じ材料で構成されている。第2素子保護部224は、アンモニア検出側面101dを覆う部分の後端部(以下、第1後端部224aともいう)よりも、多孔質体134が形成される通常側面101cを覆う部分の後端部(以下、第2後端部224bともいう)の方が、NOx検出部101の後端側に位置するように形成されている。また、第2素子保護部224は、第1後端部224aが保護層230よりも先端側に位置し、第2後端部224bが保護層230よりも後端側に位置するように形成されている。   The second element protection unit 224 is made of the same material as the element protection unit 124 of the first embodiment. The second element protection unit 224 has a rear end portion that covers the normal side surface 101c on which the porous body 134 is formed, rather than a rear end portion that covers the ammonia detection side surface 101d (hereinafter also referred to as a first rear end portion 224a). The end portion (hereinafter also referred to as the second rear end portion 224b) is formed so as to be positioned on the rear end side of the NOx detecting portion 101. Further, the second element protection part 224 is formed such that the first rear end part 224a is located on the front end side of the protective layer 230 and the second rear end part 224b is located on the rear end side of the protective layer 230. ing.

ここで、第2素子保護部224のうち、アンモニア検出側面101dに垂直な方向(高さ方向。図8の上下方向。)において、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)よりも高い部分(図8において斜線で表した領域)を特定保護部224cとする。第2センサ素子部105の軸線方向(図8の左右方向)において、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)の先端と特定保護部224cの後端との間隔寸法D1は、2.5mmである。つまり、第2センサ素子部105は、間隔寸法D1が2.0mm以上となるように構成されている。   Here, in the second element protection unit 224, the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit) in a direction (height direction; vertical direction in FIG. 8) perpendicular to the ammonia detection side surface 101d. 103) is defined as a specific protection unit 224c (region shown by hatching in FIG. 8). In the axial direction of the second sensor element unit 105 (left and right direction in FIG. 8), the distance between the front end of the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) and the rear end of the specific protection unit 224c. D1 is 2.5 mm. That is, the 2nd sensor element part 105 is comprised so that the space | interval dimension D1 may be 2.0 mm or more.

予備保護層232は、第2素子保護部224と同じ材料で構成されている。図8に示すように、予備保護層232は、保護層230よりも低く構成されている。予備保護層232の高さ寸法H2は0.10mmであり、保護層230の高さ寸法H1は0.15mmである。予備保護層232は、図9に示すように、NOx検出部101のアンモニア検出側面101dのうち、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)よりも軸線方向の先端側に配置されている。また、予備保護層232は、その先端側領域が第2素子保護部224により覆われている。   The preliminary protection layer 232 is made of the same material as the second element protection unit 224. As shown in FIG. 8, the preliminary protective layer 232 is configured to be lower than the protective layer 230. The height dimension H2 of the preliminary protective layer 232 is 0.10 mm, and the height dimension H1 of the protective layer 230 is 0.15 mm. As shown in FIG. 9, the preliminary protective layer 232 is on the front end side in the axial direction from the protective layer 230 (the first ammonia detecting unit 102 and the second ammonia detecting unit 103) in the ammonia detecting side surface 101 d of the NOx detecting unit 101. Is arranged. Further, the preliminary protection layer 232 is covered with the second element protection part 224 at the tip side region.

つまり、予備保護層232は、図8に示すように、アンモニア検出側面101dのうち、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)と特定保護部224cとの間の領域に、備えられる。   That is, as shown in FIG. 8, the preliminary protection layer 232 is provided in a region between the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) and the specific protection unit 224c in the ammonia detection side surface 101d. .

次に、第2センサ素子部105の製造方法について説明する。
まず、第2センサ素子部105のベースとなるNOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230の製造方法については、第1実施形態のセンサ素子部5と同様であるため、説明を省略する。
Next, a method for manufacturing the second sensor element unit 105 will be described.
First, the manufacturing method of the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit 103, and the protective layer 230, which is the base of the second sensor element unit 105, is the same as the sensor element unit 5 of the first embodiment. The description is omitted because it is similar.

第2素子保護部224および予備保護層232が形成される前段階の第2センサ素子部105(換言すれば、NOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230を備える素子部材)を得た後、予備ペースト形成工程および保護部液付着工程を実行する。   The second sensor element unit 105 (in other words, the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit 103, the protective layer) at the stage before the second element protection unit 224 and the preliminary protection layer 232 are formed. After obtaining the element member having 230, a preliminary paste forming step and a protective part liquid adhering step are performed.

予備ペースト形成工程は、保護部液付着工程よりも前に実行される工程である。予備ペースト形成工程は、NOx検出部101のアンモニア検出側面101dのうち所定領域(図9参照)に対して、予備ペースト232aを塗布する工程である。   The preliminary paste forming step is a step executed before the protective part liquid attaching step. The preliminary paste forming step is a step of applying the preliminary paste 232a to a predetermined region (see FIG. 9) of the ammonia detection side surface 101d of the NOx detection unit 101.

予備ペースト232aは、焼成により予備保護層232となるペーストである。この予備ペースト232aは、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)、アルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)、カーボン粉末(平均粒径20μm)、アルミナゾル(外配合)に、有機溶剤(例えばエタノール、プロピレングリコール、ブチルカルビトール)を添加し、攪拌し、適度な粘度となるように調整して調製した。なお、予備ペースト232aの各成分の含有量は、例えば、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)とアルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)の合計量60〜80体積%、カーボン粉末(平均粒径20μm)20〜40体積%、アルミナゾル(外配合)10重量%である。   The preliminary paste 232a is a paste that becomes the preliminary protective layer 232 by firing. This preliminary paste 232a is composed of alumina powder (average particle size <1 μm), alumina fiber (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm), alumina sol (external blend), and an organic solvent (eg, ethanol, propylene glycol). , Butyl carbitol) was added, stirred and adjusted to an appropriate viscosity. The content of each component of the preliminary paste 232a is, for example, 60 to 80% by volume of the total amount of alumina powder (average particle size <1 μm) and alumina fibers (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm). ) 20 to 40% by volume, and alumina sol (outside formulation) is 10% by weight.

この後、予備ペースト232aにおける余分な有機溶剤を消失させるために、予備ペースト232aが塗布された素子部材(第2素子保護部224が形成される前段階の第2センサ素子部105)を、20〜200℃に設定した乾燥機内に配置し、数時間乾燥させる。   Thereafter, in order to eliminate excess organic solvent in the preliminary paste 232a, an element member to which the preliminary paste 232a is applied (the second sensor element unit 105 at the stage before the second element protection unit 224 is formed) is replaced with 20 Place in a dryer set at ~ 200 ° C and allow to dry for several hours.

保護部液付着工程は、第2素子保護部224が形成される前段階の第2センサ素子部105を保護部液225に浸漬し、保護部液225をNOx検出部101の所定領域に付着させる工程である。   In the protection part liquid attaching step, the second sensor element part 105 at the stage before the second element protection part 224 is formed is immersed in the protection part liquid 225, and the protection part liquid 225 is attached to a predetermined region of the NOx detection part 101. It is a process.

保護部液225は、焼成により第2素子保護部224となるスラリー液である。このスラリー液は、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)、アルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)、カーボン粉末(平均粒径20μm)、アルミナゾル(外配合)に、有機溶剤(例えばエタノール、プロピレングリコール、ブチルカルビトール)を添加し、攪拌し、適度な粘度となるように調整して調製した。なお、スラリー液の各成分の含有量は、例えば、アルミナ粉末(平均粒径<1μm)とアルミナ繊維(平均繊維長さ50μm)の合計量60〜80体積%、カーボン粉末(平均粒径20μm)20〜40体積%、アルミナゾル(外配合)10重量%である。   The protection part liquid 225 is a slurry liquid that becomes the second element protection part 224 by firing. This slurry liquid is composed of alumina powder (average particle size <1 μm), alumina fiber (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm), alumina sol (external blend), organic solvent (for example, ethanol, propylene glycol, Butyl carbitol) was added, stirred and adjusted to an appropriate viscosity. The content of each component of the slurry liquid is, for example, 60 to 80% by volume of the total amount of alumina powder (average particle size <1 μm) and alumina fibers (average fiber length 50 μm), carbon powder (average particle size 20 μm). 20 to 40% by volume and 10% by weight of alumina sol (outside formulation).

保護部液付着工程では、図10に示すように、容器226に貯められた保護部液225に対して、素子部材(第2素子保護部224が形成される前段階の第2センサ素子部105)を浸漬する。このとき、素子部材について、NOx検出部101の多孔質体134が下側となり、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)が上側となるとともに、保護部液225の液面に対してNOx検出部101が斜めとなる状態とした上で、素子部材を保護部液225に浸漬する。また、このとき、多孔質体134が保護部液225に浸漬され、かつ第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)が保護部液225に浸漬されない位置まで、素子部材を下降させる。このようにして、素子部材(第2素子保護部224が形成される前段階の第2センサ素子部105)に対して、保護部液225を付着させることができる。   In the protective part liquid attaching step, as shown in FIG. 10, the element member (the second sensor element part 105 at the stage before the second element protective part 224 is formed) is applied to the protective part liquid 225 stored in the container 226. Soak). At this time, with respect to the element member, the porous body 134 of the NOx detection unit 101 is on the lower side, the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) is on the upper side, and the liquid surface of the protection unit liquid 225 Then, the element member is immersed in the protective part liquid 225 after the NOx detecting part 101 is in an inclined state. At this time, the element member is lowered to a position where the porous body 134 is immersed in the protective part liquid 225 and the first ammonia detector 102 (second ammonia detector 103) is not immersed in the protective part liquid 225. In this way, the protection part liquid 225 can be attached to the element member (the second sensor element part 105 at the stage before the second element protection part 224 is formed).

この後、保護部液225における余分な有機溶剤を消失させるために、保護部液225を備えた素子部材を、20〜200℃に設定した乾燥機内に配置し、数時間乾燥させる。
次に、予備ペーストおよび保護部液225を備えた素子部材を、大気中において900〜1100℃で3時間焼成することで、予備保護層232および第2素子保護部224が形成された第2センサ素子部105が得られる。
Then, in order to make the excess organic solvent in the protection part liquid 225 disappear, the element member provided with the protection part liquid 225 is placed in a dryer set to 20 to 200 ° C. and dried for several hours.
Next, the second sensor in which the preliminary protective layer 232 and the second element protective portion 224 are formed by firing the element member including the preliminary paste and the protective portion liquid 225 in the atmosphere at 900 to 1100 ° C. for 3 hours. The element part 105 is obtained.

そして、このようにして製造された第2センサ素子部105を、所定の方法に従ってハウジング(主体金具10、外筒31など)に組み付けることによりマルチガスセンサ2を製造することができる。   Then, the multi-gas sensor 2 can be manufactured by assembling the second sensor element unit 105 manufactured in this way to a housing (the metal shell 10, the outer cylinder 31, etc.) according to a predetermined method.

[2−2.シミュレーション解析結果および測定結果]
ここで、第2センサ素子部105に被測定ガスを供給するにあたり、第2センサ素子部105の間隔寸法D1を変化させた場合に、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103へ到達する被測定ガスの流速の変化状態をシミュレーション解析した解析結果について説明する。
[2-2. Simulation analysis results and measurement results]
Here, when supplying the gas to be measured to the second sensor element unit 105, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 are reached when the interval dimension D1 of the second sensor element unit 105 is changed. An analysis result obtained by performing a simulation analysis on the change state of the flow velocity of the gas to be measured will be described.

なお、間隔寸法D1は、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)の先端と特定保護部224cの後端との軸線方向における距離である。
流速の変化状態のシミュレーション解析は、第2素子保護部224を備えていないセンサ素子部に被測定ガスを供給した場合に、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103へ到達する被測定ガスの流速を基準値(100%)としてシミュレーション解析を実施した。シミュレーション解析では、間隔寸法D1が異なる複数の第2センサ素子部105を用いており、各第2センサ素子部105のそれぞれで解析した流速について、基準値に対する相対割合を算出し、算出結果をガス流速率とした。
The interval dimension D1 is a distance in the axial direction between the front end of the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) and the rear end of the specific protection unit 224c.
The simulation analysis of the change state of the flow rate is based on the measurement target that reaches the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 when the measurement gas is supplied to the sensor element unit that does not include the second element protection unit 224. The simulation analysis was performed with the gas flow rate as the reference value (100%). In the simulation analysis, a plurality of second sensor element portions 105 having different interval dimensions D1 are used. For the flow velocity analyzed in each of the second sensor element portions 105, a relative ratio with respect to a reference value is calculated, and the calculation result is expressed as gas. The flow rate was assumed.

図11に示すシミュレーション解析結果によれば、間隔寸法D1が1.5mm以上であれば、ガス流速率が90%以上となり、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に供給される被測定ガスの量が大幅に低減するのを抑制でき、ガス検出精度の低下を抑制できることが分かる。さらに、間隔寸法D1が2.0mm以上であれば、ガス流速率がほぼ100%となり、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103に対して被測定ガスを十分に供給でき、ガス検出精度が良好となることが分かる。   According to the simulation analysis result shown in FIG. 11, when the gap dimension D1 is 1.5 mm or more, the gas flow rate is 90% or more, and the target to be supplied to the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 is obtained. It can be seen that the amount of measurement gas can be significantly reduced, and a decrease in gas detection accuracy can be suppressed. Furthermore, if the distance dimension D1 is 2.0 mm or more, the gas flow rate is almost 100%, and the gas to be measured can be sufficiently supplied to the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103. It can be seen that the accuracy is good.

このシミュレーション解析結果によれば、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)の先端が特定保護部224cの後端から一定距離以上離れるように、第2素子保護部224を形成することで、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)への被測定ガスの供給における第2素子保護部224の影響を低減できる。つまり、間隔寸法D1が2.0mm以上の第2センサ素子部105は、素子保護部が無い場合と比べて、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制でき、第2素子保護部224を備えつつ第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)でのガス検出が良好になる。   According to the simulation analysis result, the second element protection unit 224 is formed such that the front end of the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) is separated from the rear end of the specific protection unit 224c by a certain distance or more. Thus, the influence of the second element protection unit 224 on the supply of the gas to be measured to the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) can be reduced. In other words, the second sensor element unit 105 having the distance dimension D1 of 2.0 mm or more is a gas to be measured supplied to the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) as compared with the case where there is no element protection unit. Can be suppressed, and the gas detection by the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) is improved while the second element protection unit 224 is provided.

次に、第1実施形態のセンサ素子部5および第2実施形態の第2センサ素子部105のガス検出精度を比較した測定結果について説明する。本測定では、同一の被測定ガスを供給した場合の第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の検出信号を、センサ素子部5および第2センサ素子部105のそれぞれについて測定した。そして、その記録結果に基づいて、素子保護部の形状の違いによって検出精度(検出信号の大きさ)がどのように異なるのかを評価した。   Next, measurement results comparing the gas detection accuracy of the sensor element unit 5 of the first embodiment and the second sensor element unit 105 of the second embodiment will be described. In this measurement, the detection signals of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 when the same gas to be measured was supplied were measured for the sensor element unit 5 and the second sensor element unit 105, respectively. Then, based on the recording result, it was evaluated how the detection accuracy (the magnitude of the detection signal) varies depending on the shape of the element protection part.

素子保護部の形状の違いに関しては、センサ素子部5の素子保護部124は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の幅方向外側に形成される連通部124c(図5参照)を備えている。これに対して、第2センサ素子部105の第2素子保護部224は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の幅方向外側に形成される部分を備えていない(図8参照)。   Regarding the difference in the shape of the element protection part, the element protection part 124 of the sensor element part 5 is a communication part 124c formed on the outer side in the width direction of the first ammonia detection part 102 and the second ammonia detection part 103 (see FIG. 5). It has. On the other hand, the second element protection unit 224 of the second sensor element unit 105 does not include a portion formed on the outer side in the width direction of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 (see FIG. 8). ).

なお、本測定では、比較基準として、素子保護部を備えていないセンサ素子部(図12では「素子保護部無し」と表記)を用いた場合の、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103それぞれの検出信号を基準値(100%)として用いた。測定結果は、基準値に対する相対値(出力変化率)として算出した。   In this measurement, the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection in the case of using a sensor element unit (noted as “no element protection unit” in FIG. 12) that does not include an element protection unit as a comparison reference. The detection signal of each unit 103 was used as a reference value (100%). The measurement result was calculated as a relative value (output change rate) with respect to the reference value.

図12に示すように、第2センサ素子部105およびセンサ素子部5は、いずれも、出力変化率が約80%を超えており、素子保護部が無い場合と比べて、ガス検出精度が大きく低下するのを抑制できることがわかる。なお、図12では、素子保護部を備えていないセンサ素子部の出力変化率を「素子保護部無し」と表記している。   As shown in FIG. 12, both the second sensor element unit 105 and the sensor element unit 5 have an output change rate exceeding about 80%, and the gas detection accuracy is larger than that in the case where there is no element protection unit. It turns out that it can suppress that it falls. In FIG. 12, the output change rate of the sensor element unit that does not include the element protection unit is expressed as “no element protection unit”.

とりわけ、第2センサ素子部105は、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103のいずれの出力変化率も、センサ素子部5に比べて大きくなっている。このため、センサ素子部5の素子保護部124のように連通部124cを備える構成に比べて、第2センサ素子部105の第2素子保護部224のように、第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103の幅方向外側に形成される部分を有しない構成は、被測定ガスに含まれるアンモニアの検出精度に優れていることが分かる。   In particular, in the second sensor element unit 105, the output change rate of each of the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103 is larger than that of the sensor element unit 5. For this reason, compared with the structure provided with the communication part 124c like the element protection part 124 of the sensor element part 5, like the 2nd element protection part 224 of the 2nd sensor element part 105, the 1st ammonia detection part 102 and the 1st 2 It can be seen that the configuration that does not have a portion formed on the outer side in the width direction of the ammonia detection unit 103 is excellent in detection accuracy of ammonia contained in the gas to be measured.

[2−3.効果]
以上説明したように、本第2実施形態の第2センサ素子部105は、第2素子保護部224を備えている。第2センサ素子部105は、軸線方向における第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)の先端と特定保護部224cの後端との間隔寸法D1が2.0mm以上である。
[2-3. effect]
As described above, the second sensor element unit 105 of the second embodiment includes the second element protection unit 224. As for the 2nd sensor element part 105, the space | interval dimension D1 of the front-end | tip of the 1st ammonia detection part 102 (2nd ammonia detection part 103) and the specific protection part 224c in an axial direction is 2.0 mm or more.

上述のシミュレーション解析結果(図11)に示すように、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)の先端が特定保護部224cの後端から一定距離以上離れるように、第2素子保護部224を形成することで、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)への被測定ガスの供給における第2素子保護部224の影響を低減できる。つまり、第2センサ素子部105は、素子保護部が無い場合と比べて、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制でき、第2素子保護部224を備えつつ第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)でのガス検出が良好になる。   As shown in the simulation analysis result (FIG. 11) described above, the second element protection is performed such that the front end of the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) is separated from the rear end of the specific protection unit 224c by a certain distance or more. By forming the part 224, the influence of the second element protection part 224 on the supply of the measurement gas to the first ammonia detection part 102 (second ammonia detection part 103) can be reduced. That is, the second sensor element unit 105 can suppress a reduction in the amount of gas to be measured supplied to the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103), compared to the case where there is no element protection unit. In addition, the gas detection by the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) is improved while the second element protection unit 224 is provided.

次に、第2センサ素子部105は、アンモニア検出側面101dのうち、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)と特定保護部224cとの間に、予備保護層232を備えている。このような予備保護層232を備えることでNOx検出部101(アンモニア検出側面101d)を保護しつつ、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制できる。   Next, the second sensor element unit 105 includes a preliminary protective layer 232 between the protective layer 230 (the first ammonia detecting unit 102 and the second ammonia detecting unit 103) and the specific protective unit 224c in the ammonia detection side surface 101d. It has. By providing such a preliminary protection layer 232, the NOx detection unit 101 (ammonia detection side surface 101d) is protected and the measurement target supplied to the protection layer 230 (first ammonia detection unit 102, second ammonia detection unit 103) is provided. It can suppress that the quantity of gas reduces.

次に、第2センサ素子部105の製造方法においては、保護部液付着工程が実行される。これにより、第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)を覆うようにカーボン(昇華材)を設ける工程と、素子保護部を除去する工程と、を行うことなく、多孔質体134は覆いつつ第1アンモニア検出部102(第2アンモニア検出部103)は覆わない第2素子保護部224を形成することができる。   Next, in the method for manufacturing the second sensor element unit 105, a protection unit liquid adhesion step is performed. Accordingly, the porous body 134 can be formed without performing the step of providing carbon (sublimation material) so as to cover the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) and the step of removing the element protection unit. A second element protection unit 224 that covers the first ammonia detection unit 102 (second ammonia detection unit 103) but does not cover it can be formed.

よって、第2センサ素子部105の製造方法によれば、第1実施形態のセンサ素子部5の製造方法に比べて、工程を簡略化することができ、ガスセンサ素子の製造の煩雑さを軽減できる。   Therefore, according to the manufacturing method of the 2nd sensor element part 105, compared with the manufacturing method of the sensor element part 5 of 1st Embodiment, a process can be simplified and the complexity of manufacture of a gas sensor element can be reduced. .

次に、第2センサ素子部105の製造方法においては、予備ペースト形成工程が実行される。これにより、第2素子保護部224に加えて予備保護層232を設けることができ、NOx検出部101のアンモニア検出側面101dのうち、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)と特定保護部224cとの間の領域におけるNOx検出部101に破損が生じるのを抑制できる。   Next, in the manufacturing method of the second sensor element unit 105, a preliminary paste forming step is executed. As a result, a preliminary protective layer 232 can be provided in addition to the second element protection unit 224, and the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit, among the ammonia detection side surfaces 101d of the NOx detection unit 101). 103) and the specific protection unit 224c can be prevented from being damaged in the NOx detection unit 101.

つまり、先に予備ペースト形成工程を行い、その後、保護部液付着工程を行うことで、NOx検出部101(アンモニア検出側面101d)を保護しつつ、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)に供給される被測定ガスの量が低減するのを抑制できるガスセンサ素子を製造できる。   That is, the preliminary paste forming step is performed first, and then the protective portion liquid adhering step is performed, thereby protecting the NOx detection portion 101 (ammonia detection side surface 101d) while protecting the protective layer 230 (first ammonia detection portion 102, first step). 2) A gas sensor element capable of suppressing a reduction in the amount of gas to be measured supplied to the ammonia detector 103) can be manufactured.

[2−4.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
第2センサ素子部105がガスセンサ素子の一例に相当し、第2素子保護部224が素子保護部の一例に相当し、特定保護部224cが特定保護部の一例に相当し、予備保護層232が予備保護層の一例に相当し、保護部液225が保護部液の一例に相当する。
[2-4. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between words will be described.
The second sensor element unit 105 corresponds to an example of a gas sensor element, the second element protection unit 224 corresponds to an example of an element protection unit, the specific protection unit 224c corresponds to an example of a specific protection unit, and the spare protection layer 232 includes The protective part liquid 225 corresponds to an example of the preliminary protective layer, and the protective part liquid 225 corresponds to an example of the protective part liquid.

[3.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[3. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.

例えば、上記実施形態では、焼成後の素子部材(NOx検出部101、第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103、保護層230を備える素子部材)に対して、焼成前保護材料124pを塗布し、焼成前保護材料124pを焼成して素子保護部124を形成する製造方法について説明したが、このような製造方法に限られることはない。具体的には、焼成前の素子部材に対して焼成前保護材料124pを塗布して、未焼成の素子部材および焼成前保護材料124pを同時に焼成しても良い。   For example, in the above embodiment, the pre-firing protective material 124p is applied to the element member after firing (element member including the NOx detection unit 101, the first ammonia detection unit 102, the second ammonia detection unit 103, and the protective layer 230). Although the manufacturing method of applying and baking the protective material 124p before baking to form the element protection portion 124 has been described, the manufacturing method is not limited to this. Specifically, the pre-fired protective material 124p may be applied to the element member before firing, and the unfired element member and the pre-fired protective material 124p may be fired simultaneously.

また、上記実施形態では、センサ素子部として、NOx検出部101の側面のうちヒータ160に近い側面に第2検出部(第1アンモニア検出部102および第2アンモニア検出部103)が形成されたセンサ素子部5について説明したが、このような形態に限られることはない。具体的には、NOx検出部101における3つの通常側面101cのいずれかに第2検出部を備えても良い。   Moreover, in the said embodiment, the sensor by which the 2nd detection part (the 1st ammonia detection part 102 and the 2nd ammonia detection part 103) was formed in the side surface near the heater 160 among the side surfaces of the NOx detection part 101 as a sensor element part. Although the element part 5 was demonstrated, it is not restricted to such a form. Specifically, the second detection unit may be provided on any one of the three normal side surfaces 101 c of the NOx detection unit 101.

さらに、上記第1実施形態のセンサ素子部5においては、軸線方向における保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)と素子保護部124との隙間部分の寸法(間隔寸法)が2.0mm以上である構成であっても良い。   Furthermore, in the sensor element unit 5 of the first embodiment, the dimension (interval dimension) of the gap portion between the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) and the element protection unit 124 in the axial direction. ) May be 2.0 mm or more.

さらに、上記第1実施形態のセンサ素子部5においては、NOx検出部101のアンモニア検出側面101dのうち、保護層230(第1アンモニア検出部102、第2アンモニア検出部103)と素子保護部124との間の領域に、予備保護層を備えても良い。   Further, in the sensor element unit 5 of the first embodiment, of the ammonia detection side surface 101d of the NOx detection unit 101, the protective layer 230 (the first ammonia detection unit 102 and the second ammonia detection unit 103) and the element protection unit 124 are included. A preliminary protective layer may be provided in a region between the two.

また、予備保護層232は、第2素子保護部224と同じ材料で形成されるものに限られることはなく、第2素子保護部224と異なる材料で形成しても良い。予備保護層232は、NOx検出部101(素子本体部)を破損から保護できるものであれば任意の材料を用いることができる。   The preliminary protective layer 232 is not limited to the same material as that of the second element protection part 224, and may be formed of a material different from that of the second element protection part 224. As the preliminary protective layer 232, any material can be used as long as it can protect the NOx detector 101 (element body) from damage.

また、上述した各種数値(粒径、含有量、体積%、厚み寸法など)は、上記数値に限られることはなく、特許請求の範囲に記載の技術的範囲において、任意の値を採ることができる。   Further, the above-mentioned various numerical values (particle size, content, volume%, thickness dimension, etc.) are not limited to the above numerical values, and may take arbitrary values within the technical scope described in the claims. it can.

次に、上記各実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。   Next, the function of one component in each of the above embodiments may be shared by a plurality of components, or the function of a plurality of components may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of each said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added to or replaced with the configuration of the other above embodiments. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

上述したマイコン190の他、当該マイコン190を構成要素とするシステム、当該マイコン190としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、濃度算出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。   In addition to the above-described microcomputer 190, a system including the microcomputer 190 as a constituent element, a program for causing the computer to function as the microcomputer 190, a non-transition actual recording medium such as a semiconductor memory storing the program, a concentration calculation method, and the like The present disclosure can be realized in various forms.

1…マルチガス検出装置、2…マルチガスセンサ、5…センサ素子部、10…主体金具
、101…NOx検出部、101a…先端面、101b…後端面、101c…通常側面、101d…アンモニア検出側面、102…第1アンモニア検出部、103…第2アンモニア検出部、105…第2センサ素子部、122…拡散抵抗体、124…素子保護部、124a…内側保護部、124ap…焼成前内側材料、124b…外側保護部、124bp…焼成前外側材料、124p…焼成前保護材料、130…第1ポンピングセル、134…多孔質体、140…酸素濃度検出セル、150…第2ポンピングセル、160…ヒータ、160a…発熱部、171…消失材、211…第1基準電極、212…第1固体電解質体、213…第1検知電極、221…第2基準電極、222…第2固体電解質体、223…第2検知電極、224…第2素子保護部、224c…特定保護部、225…保護部液、230…保護層、232…予備保護層、L1…ヒータ幅寸法、L2…検知幅寸法、RE1…第1検出領域、RE2…第2検出領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multi gas detection apparatus, 2 ... Multi gas sensor, 5 ... Sensor element part, 10 ... Main metal fitting, 101 ... NOx detection part, 101a ... Front end surface, 101b ... Rear end surface, 101c ... Normal side surface, 101d ... Ammonia detection side surface, DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... 1st ammonia detection part, 103 ... 2nd ammonia detection part, 105 ... 2nd sensor element part, 122 ... Diffusion resistor, 124 ... Element protection part, 124a ... Inner protection part, 124ap ... Inner material before baking, 124b ... outer protective part, 124 bp ... outer material before firing, 124p ... protective material before firing, 130 ... first pumping cell, 134 ... porous body, 140 ... oxygen concentration detection cell, 150 ... second pumping cell, 160 ... heater, 160a ... heat generating part, 171 ... disappearing material, 211 ... first reference electrode, 212 ... first solid electrolyte body, 213 ... first detection electrode, 221 Second reference electrode, 222 ... second solid electrolyte body, 223 ... second detection electrode, 224 ... second element protection section, 224c ... specific protection section, 225 ... protection section liquid, 230 ... protection layer, 232 ... preliminary protection layer , L1 ... heater width dimension, L2 ... detection width dimension, RE1 ... first detection area, RE2 ... second detection area.

Claims (9)

被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子であって、
軸線方向に延びる長尺形状に形成されて、前記軸線方向の先端に形成される先端面と、前記軸線方向の後端に形成される後端面と、前記先端面から前記後端面に至る複数の側面と、を有する素子本体部と、
前記複数の側面のうち少なくとも1つに形成された多孔質部を介して前記被測定ガスを汲み出しまたは汲み込み、前記第1成分を検出する第1検出部と、
前記多孔質部の先端よりも後端側に備えられ、前記第2成分を検出する第2検出部と、
前記素子本体部のうち前記多孔質部を少なくとも覆う素子保護部と、
を備え、
前記複数の側面は、自身の面上に前記第2検出部が備えられる第2検出側面と、前記第2検出側面ではない通常側面と、を備えており、
前記軸線方向の領域のうち前記第2検出部の形成領域を第2検出領域とし、前記多孔質部の形成領域を多孔質領域とした場合に、
前記素子保護部は、前記通常側面においては、前記多孔質領域および前記多孔質領域よりも先端側の領域を少なくとも覆うように形成され、前記第2検出側面においては、前記第2検出部は覆わず、前記第2検出部より先端側の領域のうち少なくとも一部を覆うように形成されている、
ガスセンサ素子。
A gas sensor element for detecting a first component and a second component in a gas to be measured,
A longitudinal surface formed in an elongated shape extending in the axial direction, a distal end surface formed at the distal end in the axial direction, a rear end surface formed at the rear end in the axial direction, and a plurality of portions extending from the distal end surface to the rear end surface An element body having a side surface;
A first detector that pumps or pumps the gas under measurement through a porous portion formed on at least one of the plurality of side surfaces, and detects the first component;
A second detection unit that is provided on the rear end side of the front end of the porous portion and detects the second component;
An element protection part covering at least the porous part of the element body part;
With
The plurality of side surfaces include a second detection side surface on which the second detection unit is provided on its own surface, and a normal side surface that is not the second detection side surface,
When the formation region of the second detection portion is a second detection region in the axial direction region, and the formation region of the porous portion is a porous region,
The element protection unit is formed so as to cover at least the porous region and a region on the tip side of the porous region on the normal side surface, and the second detection unit is covered on the second detection side surface. First, formed so as to cover at least a part of the tip side region from the second detection unit,
Gas sensor element.
前記素子本体部は、前記第1検出部および前記第2検出部を加熱するヒータを備え、
前記ヒータは、前記軸線方向における前記第1検出部の形成領域および前記第2検出領域の少なくとも一方と重複するように配置された発熱部を備えており、
前記第2検出部は、一対の検知電極を備えており、
前記一対の検知電極は、前記素子本体部の幅方向において、前記発熱部の配置領域よりも内側に配置されている、
請求項1に記載のガスセンサ素子。
The element body includes a heater for heating the first detection unit and the second detection unit,
The heater includes a heat generating portion arranged so as to overlap with at least one of the first detection portion formation region and the second detection region in the axial direction,
The second detection unit includes a pair of detection electrodes,
The pair of detection electrodes are arranged inside the arrangement region of the heat generating part in the width direction of the element main body part,
The gas sensor element according to claim 1.
前記素子保護部は、前記素子本体部に当接する内側保護部と、前記内側保護部を覆う外側保護部と、を備えており、
前記内側保護部は、前記外側保護部よりも気孔率が大きい多孔質構造であり、
前記外側保護部は、前記内側保護部よりも後端側において前記素子本体部に当接する、
請求項1または請求項2に記載のガスセンサ素子。
The element protection part includes an inner protection part that contacts the element body part, and an outer protection part that covers the inner protection part,
The inner protective part is a porous structure having a larger porosity than the outer protective part,
The outer protective portion is in contact with the element main body on the rear end side of the inner protective portion,
The gas sensor element according to claim 1 or 2.
前記第2検出側面に垂直な高さ方向において、前記素子保護部のうち前記第2検出部よりも高い部分を特定保護部とした場合に、
前記軸線方向における前記第2検出部の先端と前記特定保護部の後端との間隔寸法は、2.0mm以上である、
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載のガスセンサ素子。
In the height direction perpendicular to the second detection side surface, when a part higher than the second detection unit of the element protection unit is a specific protection unit,
The distance between the front end of the second detection unit and the rear end of the specific protection unit in the axial direction is 2.0 mm or more.
The gas sensor element according to any one of claims 1 to 3.
前記第2検出側面のうち、前記第2検出部と前記特定保護部との間の領域に、前記第2検出部よりも高さの低い予備保護層を備える、
請求項4に記載のガスセンサ素子。
Of the second detection side surface, in a region between the second detection unit and the specific protection unit, a preliminary protection layer having a height lower than that of the second detection unit is provided.
The gas sensor element according to claim 4.
被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子と、
前記ガスセンサ素子を保持するハウジングと、
を備えるガスセンサであって、
前記ガスセンサ素子は、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のガスセンサ素子である、
ガスセンサ。
A gas sensor element for detecting a first component and a second component in the gas to be measured;
A housing for holding the gas sensor element;
A gas sensor comprising:
The gas sensor element is the gas sensor element according to any one of claims 1 to 5.
Gas sensor.
被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子の製造方法であって、
前記ガスセンサ素子は、素子本体部と、第1検出部と、第2検出部と、素子保護部と、を少なくとも備えるとともに、請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載のガスセンサ素子であり、
前記素子本体部、前記第1検出部、前記第2検出部を備える素子部材における前記第2検出部を覆うように加熱により消失する消失材を塗布する、または、焼成後に前記素子部材となる未焼成素子部材において、焼成後に前記第2検出部となる焼成前検出部材を覆う
ように前記消失材を塗布する第1ステップと、
前記第1ステップの後、前記素子部材または前記未焼成素子部材のうち、前記第2検出領域および前記第2検出領域よりも先端側の領域の全てを覆うように、焼成後に前記素子保護部となる焼成前保護材料を塗布する第2ステップと、
前記焼成前保護材料を焼成して前記素子保護部を形成するとともに、前記消失材を消失させる第3ステップと、
前記焼成前保護材料の焼成により生成された素子保護部のうち前記第2検出部を覆う部分を除去する第4ステップと、
を有するガスセンサ素子の製造方法。
A method for producing a gas sensor element for detecting a first component and a second component in a gas to be measured,
6. The gas sensor element according to claim 1, wherein the gas sensor element includes at least an element body, a first detection unit, a second detection unit, and an element protection unit. And
Applying a disappearing material that disappears by heating so as to cover the second detection part in the element member provided with the element main body part, the first detection part, and the second detection part, or not to become the element member after firing In the firing element member, a first step of applying the disappearing material so as to cover the pre-firing detection member that becomes the second detection unit after firing,
After the first step, the element protection unit after firing so as to cover all of the element member or the unfired element member so as to cover the second detection region and the region on the tip side of the second detection region. A second step of applying a pre-firing protective material comprising:
A third step of firing the protective material before firing to form the element protection portion and causing the disappearance material to disappear,
A fourth step of removing a portion covering the second detection unit from the element protection unit generated by firing the protective material before firing;
The manufacturing method of the gas sensor element which has this.
被測定ガス中の第1成分および第2成分を検出するガスセンサ素子の製造方法であって、
前記ガスセンサ素子は、素子本体部と、第1検出部と、第2検出部と、素子保護部と、を少なくとも備えるとともに、請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載のガスセンサ素子であり、
当該ガスセンサ素子の製造方法は、焼成により前記素子保護部となる保護部液に対して前記素子本体部を浸漬し、前記素子本体部に前記保護部液を付着させる保護部液付着工程を有しており、
前記保護部液付着工程では、前記第1検出部の前記多孔質部が下側となり、前記第2検出部が上側となるとともに、前記保護部液の液面に対して前記素子本体部が斜めとなる状態で、前記多孔質部が前記保護部液に浸漬され、かつ前記第2検出部が前記保護部液に浸漬されない位置まで、前記素子本体部を下降させることで、前記素子本体部に前記保護部液を付着させる、
ガスセンサ素子の製造方法。
A method for producing a gas sensor element for detecting a first component and a second component in a gas to be measured,
6. The gas sensor element according to claim 1, wherein the gas sensor element includes at least an element body, a first detection unit, a second detection unit, and an element protection unit. And
The manufacturing method of the gas sensor element includes a protection part liquid adhesion step in which the element body part is immersed in a protection part liquid that becomes the element protection part by firing, and the protection part liquid is attached to the element body part. And
In the protection part liquid adhesion step, the porous part of the first detection part is on the lower side, the second detection part is on the upper side, and the element main body part is oblique with respect to the liquid surface of the protection part liquid In such a state, the element body part is lowered to a position where the porous part is immersed in the protection part liquid and the second detection part is not immersed in the protection part liquid. Attaching the protective part liquid;
A method for manufacturing a gas sensor element.
請求項8に記載のガスセンサ素子の製造方法であって、
前記ガスセンサ素子は、前記第2検出部と前記特定保護部との間の領域に、前記第2検出部よりも高さの低い予備保護層を備えており、
前記保護部液付着工程よりも前に実行する工程として、焼成により前記予備保護層となる予備ペーストを前記素子本体部に形成する予備ペースト形成工程を有する、
ガスセンサ素子の製造方法。
It is a manufacturing method of the gas sensor element according to claim 8,
The gas sensor element includes a preliminary protective layer having a height lower than that of the second detection unit in a region between the second detection unit and the specific protection unit.
As a step to be executed before the protective part liquid adhesion step, it has a preliminary paste forming step of forming a preliminary paste to be the preliminary protective layer by firing on the element main body.
A method for manufacturing a gas sensor element.
JP2018155442A 2018-02-22 2018-08-22 Manufacturing method of gas sensor element, gas sensor and gas sensor element Active JP7078491B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/279,786 US10921281B2 (en) 2018-02-22 2019-02-19 Gas sensor element, gas sensor, and method for producing gas sensor element
DE102019104186.4A DE102019104186A1 (en) 2018-02-22 2019-02-19 Gas sensor element, gas sensor and method for producing a gas sensor element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018029867 2018-02-22
JP2018029867 2018-02-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019144225A true JP2019144225A (en) 2019-08-29
JP7078491B2 JP7078491B2 (en) 2022-05-31

Family

ID=67773714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018155442A Active JP7078491B2 (en) 2018-02-22 2018-08-22 Manufacturing method of gas sensor element, gas sensor and gas sensor element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7078491B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010038806A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Multi-gas sensor and gas sensor controller
US20100161242A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Delphi Technologies, Inc. Exhaust gas sensing system and method for determining concentrations of exhaust gas constituents
JP2011214853A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd Method for manufacturing gas sensor element
JP2012173146A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor element and gas sensor
JP2012220293A (en) * 2011-04-07 2012-11-12 Denso Corp Gas sensor element, manufacturing method of the same, and gas sensor
JP2013221930A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Method of manufacturing multi-gas sensor
JP2015034814A (en) * 2013-07-09 2015-02-19 日本特殊陶業株式会社 Multi-gas sensor and multi-gas sensor device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010038806A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Ngk Spark Plug Co Ltd Multi-gas sensor and gas sensor controller
US20100161242A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Delphi Technologies, Inc. Exhaust gas sensing system and method for determining concentrations of exhaust gas constituents
JP2011214853A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd Method for manufacturing gas sensor element
JP2012173146A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor element and gas sensor
JP2012220293A (en) * 2011-04-07 2012-11-12 Denso Corp Gas sensor element, manufacturing method of the same, and gas sensor
JP2013221930A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Method of manufacturing multi-gas sensor
JP2015034814A (en) * 2013-07-09 2015-02-19 日本特殊陶業株式会社 Multi-gas sensor and multi-gas sensor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7078491B2 (en) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5390682B1 (en) Gas sensor element and gas sensor
JP5204160B2 (en) Multigas sensor control method and multigas sensor control apparatus
JP6061790B2 (en) Oxidation catalyst deterioration diagnosis device
JP5373835B2 (en) Gas sensor element and gas sensor
JP5209401B2 (en) Multi-gas sensor and gas sensor control device
WO2013084097A2 (en) Gas sensor element, and gas sensor
JP5373837B2 (en) Gas sensor element and gas sensor
JP5215500B2 (en) Multi-gas sensor and gas sensor control device
JP6804904B2 (en) Concentration calculation device
JP6867921B2 (en) Ammonia concentration measuring device, ammonia concentration measuring system, exhaust gas treatment system, and ammonia concentration measuring method
JP5134399B2 (en) Gas sensor and gas sensor control device
JP5033017B2 (en) Ammonia gas sensor
JP2008286810A (en) Oxygen sensor element
JP4109555B2 (en) Oxygen concentration detector
JP6934511B2 (en) Sensor element and gas sensor
JP2012173147A (en) Gas sensor element and gas sensor
JP7246933B2 (en) Gas sensor element, heater, and gas sensor
JP7078491B2 (en) Manufacturing method of gas sensor element, gas sensor and gas sensor element
US10921281B2 (en) Gas sensor element, gas sensor, and method for producing gas sensor element
JP2004157063A (en) Gas sensor element and its manufacturing method
US10288579B2 (en) Gas sensor
JP6613203B2 (en) Method for manufacturing gas sensor element and method for manufacturing gas sensor
JP2020134213A (en) Gas sensor element, gas sensor and manufacturing method of gas sensor element
JP6943575B2 (en) Gas sensor
JP6917207B2 (en) Gas sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210309

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220519

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7078491

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150