JP2020034505A - ガスセンサ、及びガス検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータに通電した後、固体電解質体を活性化温度まで短時間で昇温でき、かつ基準ガス壁が破損したことを検出できるガスセンサを提供すること。【解決手段】被測定ガスが導入される被測定ガス室３０と、基準ガスが導入される基準ガス室４０と、ガス検出部２と、該ガス検出部２を加熱するヒータ５とを備える。ガス検出部２は、固体電解質体２０と、被測定電極２１Gと、基準電極２１Aとを有する。被測定電極２１G及び基準電極２１Aに、それぞれリード６が電気接続している。固体電解質体２０の厚さ方向において、被測定ガス室３０の長さＬGは、基準ガス室４０の長さＬAよりも短い。ヒータ５は、被測定ガス壁３に設けられている。基準電極２１Aに電気接続したリード６である基準リード６Aは、基準ガス壁４内に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体と、該固体電解質体を加熱するヒータとを備えるガスセンサ、及びガス検出システムに関する。

Ａ／Ｆセンサ等のガスセンサとして、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体と、該固体電解質体を加熱するヒータとを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。このガスセンサには、排ガス等の被測定ガスが導入される被測定ガス室と、大気等の基準ガスが導入される基準ガス室とを形成してある。これら被測定ガス室と基準ガス室との間に、上記固体電解質体が介在している。固体電解質体の被測定ガス室側の主面には、Ｐｔ等からなる被測定電極が形成されている。基準ガス室側の主面には、基準電極が形成されている。これらの電極間を流れる電流を測定することにより、被測定ガスの空燃比等を測定するよう構成されている。

また、上記ガスセンサは、上記被測定ガス室と外部空間とを区画する被測定ガス壁と、基準ガス室と外部空間とを区画する基準ガス壁とを備える。この基準ガス壁に、上記ヒータを設けてある。このヒータを用いて、固体電解質体を活性化温度まで加熱している。

ヒータを発熱させているときにガスセンサに水滴等が付着すると、熱応力が加わって基準ガス壁が破損することがある。このとき、基準ガス壁内に配したヒータが断線するため、電流が流れなくなり、ヒータの電気抵抗が急に増加する。この電気抵抗の変化を検出することにより、基準ガス壁が破損したことを検知することができる。

特開２０１７−７５７９４号公報

しかしながら、上記ガスセンサは、ヒータに通電した後、固体電解質体を活性化温度まで短時間で昇温させにくかった。すなわち、上記ガスセンサでは、基準ガス室に十分な量の基準ガスを導入する必要があるため、上記厚さ方向における基準ガス室の長さを、被測定ガス室の長さよりも長くしている（図２２参照）。そのため、基準ガス壁に設けられたヒータから固体電解質体までの距離が長く、固体電解質体を短時間で加熱しにくかった。

この課題を解決するため、ヒータを、固体電解質体により近い被測定ガス壁に設けることも考えられるが（図２３参照）、このようにすると、基準ガス壁内にヒータが配されないため、基準ガス壁が割れてもヒータの電気抵抗が変化しない。そのため、基準ガス壁が破損したことを検出できない。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ヒータに通電した後、固体電解質体を活性化温度まで短時間で昇温でき、かつ基準ガス壁が破損したことを検出できるガスセンサ、及びガス検出システムを提供しようとするものである。

本発明の第１の態様は、被測定ガスが導入される被測定ガス室（３０）と、
酸素濃度の基準になる基準ガスが導入される基準ガス室（４０）と、
上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体（２０）と、該固体電解質体の上記被測定ガス室側の主面に形成された被測定電極（２１_G）と、上記固体電解質体の上記基準ガス室側の主面に形成された基準電極（２１_A）と、を有するガス検出部（２）と、
上記被測定ガス室と外部空間（Ｓ）とを区画する被測定ガス壁（３）と、
上記基準ガス室と上記外部空間とを区画する基準ガス壁（４）と、
上記ガス検出部を加熱するヒータ（５）と、
上記被測定電極および上記基準電極にそれぞれ電気接続し、上記ガス検出部を流れる電流の経路をなす一対のリード（６）とを備え、
上記固体電解質体の厚さ方向（Ｚ）において、上記被測定ガス室の長さは、上記基準ガス室の長さよりも短く、
上記ヒータは上記被測定ガス壁に設けられ、
上記一対のリードのうち上記基準電極に電気接続した上記リードである基準リード（６_A）は、上記基準ガス壁に設けられている、ガスセンサ（１）にある。

また、本発明の第２の態様は、上記ガスセンサと、該ガスセンサの制御を行う制御部（８）とを備えるガス検出システム（１０）であって、上記制御部は、上記一対のリードを介して上記固体電解質体の電気抵抗を測定することにより、該固体電解質体の温度を測定する温度測定モードを行い、上記制御部は、上記ヒータに通電しているにもかかわらず、上記電気抵抗が予め定められた抵抗閾値（Ｒ_TH）より高い場合は、上記基準ガス壁が破損していると判断する、ガス検出システムにある。

上記ガスセンサ及びガス検出システムにおいては、ヒータを上記被測定ガス壁に設けてある。
そのため、ヒータを固体電解質体により接近させることができる。したがって、固体電解質体をより加熱しやすくなり、ヒータを発熱させた後、固体電解質体をより短時間で活性化温度まで昇温することができる。

また、上記ガスセンサ及びガス検出システムでは、上記基準リードを基準ガス壁に設けてある。
そのため、基準ガス壁が破損した場合には、基準リードが断線し、上記ガス検出部に電流が流れなくなる。したがって、この電流の測定値を用いることにより、基準ガス壁が破損したことを検出することが可能になる。

以上のごとく、上記態様によれば、ヒータに通電した後、固体電解質体を活性化温度まで短時間で昇温でき、かつ基準ガス壁が破損したことを検出できるガスセンサ、及びガス検出システムを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
また、上記「主面」とは、上記固体電解質体の表面のうち、最も面積が大きい表面を意味する。

実施形態１における、ガスセンサの断面図であって、図２のI-I断面図。 図１のII-II断面図。 実施形態１における、ガスセンサの分解斜視図。 実施形態１における、ガス検出システムの概念図。 実施形態１における、固体電解質体に加える電圧の波形図。 実施形態１における、固体電解質体の温度と電気抵抗との関係を表したグラフ。 実施形態１における、制御部のフローチャート。 実施形態２における、制御部のフローチャート。 実験例１における、固体電解質体の温度とヒータ通電時間との関係を、本発明に係るサンプル１と、比較サンプル１とについて調べたグラフ。 実験例１における、サンプル１及び比較サンプル１の、消費電力の差を調査したグラフ。 実験例１における、基準ガス壁が割れたときの、ガス検出部の電流の変化を、サンプル１及び比較サンプル２について調査したグラフ。 実験例１における、基準ガス壁が割れたときの、固体電解質体の電気抵抗の測定値の変化を、サンプル１及び比較サンプル２について調査したグラフ。 実施形態３における、ガスセンサの断面図であって、図１４のXIII-XIII断面図。 図１３のXIV-XIV断面図。 実施形態４における、ガスセンサの分解斜視図。 実施形態４における、ガスセンサの断面図。 図１６のXVII-XVII断面図。 実施形態５における、ガスセンサの分解斜視図。 実施形態５における、ガスセンサの断面図。 図１９のXX-XX断面図。 実施形態６における、ガスセンサの分解斜視図。 比較形態１における、ガスセンサの断面図。 比較形態２における、ガスセンサの断面図。

（実施形態１）
上記ガスセンサ及び上記ガス検出システムに係る実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。図１〜図３に示すごとく、本形態のガスセンサ１は、被測定ガスｇが導入される被測定ガス室３０と、大気等の基準ガスが導入される基準ガス室４０と、ガス検出部２と、被測定ガス壁３と、基準ガス壁４と、ヒータ５と、一対のリード６（６_G，６_A）とを備える。

ガス検出部２は、固体電解質体２０と、被測定電極２１_Gと、基準電極２１_Aとを有する。固体電解質体２０は、被測定ガス室３０と基準ガス室４０との間に介在している。固体電解質体２０は、酸素イオン伝導性を有し、板状に形成されている。被測定電極２１_Gは、固体電解質体２０の、被測定ガス室３０側の主面Ｓ_Gに形成されている。基準電極２１_Aは、固体電解質体２０の、基準ガス室４０側の主面Ｓ_Aに形成されている。

被測定ガス壁３は、被測定ガス室３０と外部空間Ｓとを区画している。基準ガス壁４は、基準ガス室４０と外部空間Ｓとを区画している。

ヒータ５は、ガス検出部２を加熱するために設けられている。また、被測定電極２１_G及び基準電極２１_Aに、それぞれリード６（６_G，６_A）が電気接続している。これら一対のリード６は、ガス検出部２を流れる電流の経路をなしている。

固体電解質体２０の厚さ方向（Ｚ方向）において、被測定ガス室３０の長さＬ_Gは、基準ガス室４０の長さＬ_Aよりも短い。
ヒータ５は、被測定ガス壁３に設けられている。
一対のリード６（６_G，６_A）のうち基準電極２１_Aに電気接続したリード６である基準リード６_Aは、基準ガス壁４内に設けられている。

本形態のガスセンサ１は、車両の排ガスの空燃比を測定するためのＡ／Ｆセンサである。図４に示すごとく、車両のエンジン１４に、排ガス（本形態の被測定ガスｇ）が流れる排管１５が取り付けられている。この排管１５に、ガスセンサ１を設けてある。また、車両には制御部８が搭載されている。制御部８は、ガスセンサ１に設けられた上記ヒータ５の出力や、電極２１_A，２１_G間の電圧等を制御する。これにより、被測定ガスｇの空燃比を測定する。

図３に示すごとく、被測定ガス壁３は、２枚の被測定板状部３１からなる。これら２枚の被測定板状部３１の間に、ヒータ５が介在している。ヒータ５は、ヒータ端子１３に接続している。

また、ガスセンサ１には、多孔質体等からなる拡散抵抗部１２が設けられている。この拡散抵抗部１２を用いて、被測定ガス室３０（図１参照）へ導入される被測定ガスｇの流速を制限している。

図３に示すごとく、被測定電極２１_Gに、被測定リード６_Gが接続している。被測定リード６_Gは、被測定電極２１_Gから、ガスセンサ１の長手方向（Ｘ方向）における基端側へ延出している。被測定リード６_Gは、固体電解質体２０および基準ガス壁４に形成された被測定用スルーホール４２_Gを介して、外部接続端子１１_Gに電気接続している。

また、図３に示すごとく、基準電極２１_Aには、リード接続部２２が突出形成されている。リード接続部２２は、基準ガス壁４に形成された基準用第１スルーホール４２_AAを介して、基準リード６_Aに電気接続されている。基準リード６_Aは、基準ガス壁４に形成された基準用第２スルーホール４２_ABを介して、外部接続端子１１_Aに電気接続している。

次に、ガスセンサ１を用いて空燃比を測定する際に、制御部８（図４参照）が行う制御について説明する。制御部８は、まずヒータ５に通電して温度を上昇させる。そして、ガス検出部２の温度を測定する温度測定モードを行う。温度測定モードでは、一対の電極２１_G，２１_A間に交流電圧を加え（図５参照）、固体電解質体２０の電気抵抗（すなわちインピーダンス）を測定する。そして、電気抵抗の測定値を用いて、固体電解質体２０の温度を算出する。
なお、温度測定モードにおいて、電極２１_G，２１_A間に、直流電圧ではなく交流電圧を加えるのは、電極２１_G，２１_A等の抵抗を除外し、固体電解質体２０のみの電気抵抗を測定するためである。

上述しように、固体電解質体２０の温度を算出した後、その温度が予め定められた範囲内になるように、ヒータ５の発熱量を制御する。次いで、一対の電極２１_G，２１_A間に直流電圧を加え（図５参照）、ガス検出部２を流れる電流Ｉを測定する。この電流Ｉの測定値を用いて、被測定ガスｇの空燃比を算出する。

本形態では、固体電解質体２０の温度を測定するモード（温度測定モード）と、ガス検出部２の電流Ｉを測定するモード（電流測定モード）とを交互に繰り返し行う。これにより、固体電解質体２０の温度を所定範囲内に調整しつつ、空燃比を測定する。

図６に示すごとく、固体電解質体２０の温度Ｔが低い場合は電気抵抗Ｒが高く、温度Ｔが高い場合は電気抵抗Ｒが低い。ヒータ５を発熱しているときに基準ガス壁４に水滴等が付着すると、基準ガス壁４が破損し、内部に配された基準リード６_Aが断線する。そのため、電気抵抗Ｒの測定値が高くなる。本形態では、ヒータ５に通電しているにもかかわらず、電気抵抗Ｒが予め定められた抵抗閾値Ｒ_THより高い場合は、基準リード６_Aが断線した（すなわち、基準ガス壁４が破損した）と判断する。

次に、制御部８のフローチャートについて説明する。図７に示すごとく、制御部８は、まずヒータ５に通電し、固体電解質体２０を加熱する（ステップＳ１）。その後、ステップＳ２に移り、固体電解質体２０の温度Ｔが所定範囲内になるように、ヒータ５の出力を制御する。

次いで、ステップＳ３に移る。ここでは、ガス検出部２の電流Ｉを測定する。そして、その測定値を用いて、被測定ガスｇの空燃比を算出する。その後、ステップＳ４に移る。ここでは、固体電解質体２０の電気抵抗Ｒを測定し、その測定値を用いて温度Ｔを算出する。

その後、ステップＳ５に移り、固体電解質体２０の温度Ｔが所定範囲内か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ３に移る。また、Ｎｏと判断した場合は、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６では、ヒータ５に通電しているにもかかわらず、固体電解質体２０の電気抵抗Ｒが予め定められた抵抗閾値Ｒ_THより高いか（すなわち温度が低いか）を判断する。ここでＮｏと判断した場合は、ステップＳ２に戻る。また、Ｙｅｓと判断した場合は、ステップＳ７に移る。ここでは、基準ガス壁４が破損した（すなわち、基準リード６_Aが断線した）と判断する。そして、ヒータ５の通電を停止し、ユーザ等に警告を発する。

次に、本形態の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本形態では、ヒータ５を被測定ガス壁３に設けてある。
そのため、ヒータ５を固体電解質体２０により接近させることができる。したがって、固体電解質体２０をより加熱しやすくなり、ヒータ５を発熱させた後、固体電解質体２０をより短時間で活性化温度まで昇温することができる。

また、本形態では、基準リード６_Aを基準ガス壁４に設けてある。
そのため、基準ガス壁４が破損した場合には、基準リード６_Aが断線し、ガス検出部２に電流Ｉが流れなくなる。したがって、この電流Ｉの測定値を用いることにより、基準ガス壁４が破損したことを検出することが可能になる。

従来のガスセンサ１は、図２２に示すごとく、ヒータ５を基準ガス壁４に設けていた。基準ガス壁４が破損すると、ヒータ５が断線する。そのため、ヒータ５の電気抵抗を測定することにより、基準ガス壁４が破損したか否かを判断できる。しかし、ガスセンサ１では、基準ガス室４０に十分な量の酸素を供給するため、基準ガス室４０のＺ方向長さＬ_Aを長くしている。そのため、基準ガス壁４にヒータ５を設けると、ヒータ５から固体電解質体２０までの距離が長くなり、固体電解質体２０を加熱しにくい。

この問題を解決するため、図２３に示すごとく、ヒータ５を被測定ガス壁３に設けると、基準ガス壁４にヒータ５が配されなくなるため、基準ガス壁４が破損したことを検出できなくなる。

これに対して、図１に示すごとく、本形態のように、ヒータ５を被測定ガス壁３に設け、かつ基準リード６_Aを基準ガス壁４に設ければ、ヒータ５を固体電解質体２０に接近でき、ヒータ５に通電した後、短時間で固体電解質体２０を活性化温度まで昇温できると共に、基準ガス壁４が破損したときには、基準リード６_Aが断線して電流値が変化するため、基準ガス壁４が破損したことを検出できる。

また、本形態の制御部８は、図７に示すごとく、固体電解質体２０の電気抵抗Ｒを測定することにより、該固体電解質体２０の温度Ｔを測定する温度測定モードを行う（ステップＳ４）。そして、ヒータ５に通電しているにも関わらず、固体電解質体２０の電気抵抗Ｒが抵抗閾値Ｒ_THより高い場合は、基準ガス壁４が破損していると判断する（ステップＳ６，Ｓ７）。
このようにすると、基準ガス壁４が破損していることを確実に判断できる。

以上のごとく、本形態によれば、ヒータに通電した後、固体電解質体を活性化温度まで短時間で昇温でき、かつ基準ガス壁が破損したことを検出できるガスセンサ、及びガス検出システムを提供することができる。

なお、本形態では、ガスセンサ１をＡ／Ｆセンサとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ガスセンサ１をＮＯｘセンサとしてもよい。

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

（実施形態２）
本形態は、制御部８の制御方法を変更した例である。図８に、本形態の制御部８のフローチャートを示す。ステップＳ１〜Ｓ５、Ｓ７は実施形態１と同一であるため、説明を省略する。本形態では、ステップＳ５において、固体電解質体２０の温度Ｔが所定範囲内でない（Ｎｏ）と判断した場合、ステップＳ６’に移る。ここでは、ヒータ５に通電しているにもかかわらず、固体電解質体２０の電気抵抗Ｒが抵抗閾値Ｒ_THより高く（すなわち温度Ｔが低く）、かつ、ガス検出部２の電流Ｉが予め定められた電流閾値Ｉ_THより低いか（すなわち、ガス検出部２の電流Ｉが殆ど０か）否かを判断する。ここでＮｏと判断した場合は、ステップＳ２に戻る。また、Ｙｅｓと判断した場合は、ステップＳ７に移り、基準ガス壁４が破損したと判断する。

本形態の作用効果について説明する。本形態では、電流測定モード（ステップＳ３）と、温度測定モード（ステップＳ４）とを交互に行う。そして、温度測定モードにおいて測定した電気抵抗Ｒが抵抗閾値Ｒ_THより高いという条件と、電流測定モードにおいて測定した電流Ｉが電流閾値Ｉ_THより低い（すなわち、電流Ｉが殆ど０）という条件との、２つの条件を満たした場合に、基準ガス壁４が破損したと判断する。そのため、この判断の信頼性が高い。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実験例１）
本発明の効果を確認するための実験を行った。まず、図１に示すガスセンサ１を作成し、これを、本発明に係るサンプル１とした。また、図２２に示すごとく、ヒータ５を基準ガス壁４に設けたガスセンサ１を作成し、これを、本発明外の比較サンプル１とした。

そして、各サンプルのヒータ５に通電し、固体電解質体２０が活性化温度に達するまでの時間を測定した。その結果を図９に示す。同図から、本発明に係るサンプル１は、比較サンプル１よりも短時間で、固体電解質体２０を活性化温度まで昇温できることが分かる。

次に、固体電解質体２０を活性化温度に維持し、そのときに必要なヒータ５の消費電力を、各サンプルについて測定した。結果を図１０に示す。同図から、本発明に係るサンプル１は、比較サンプル１よりも、ヒータ５の消費電力が少ないことが分かる。

次に、図２３に示すごとく、ヒータ５及び基準リード６_Aを被測定ガス壁３に設けた、本発明外の比較サンプル２を作成した。そして、上記サンプル１と比較サンプル２を電流測定モードにし、基準ガス壁４が破損したときの電流値の変化を測定した。図１１にその結果を示す。同図から、基準ガス壁４が破損すると、本発明に係るサンプル１は電流Ｉが０（Ａ）に低下するのに対し、比較サンプル２は電流Ｉが変化しないことが分かる。

次に、サンプル１と比較サンプル２を温度測定モードにし、基準ガス壁４が破損したときの、固体電解質体２０の抵抗値の変化を測定した。図１２にその結果を示す。同図から、基準ガス壁４が破損すると、本発明に係るサンプル１は電気抵抗Ｒの測定値が上昇するのに対し、比較サンプル２は変化しないことが分かる。

（実施形態３）
本形態は、被測定ガス室３０内の構成を変更した例である。図１３、図１４に示すごとく、本形態では、被測定ガス室３０内に伝熱部７を設けてある。伝熱部７はアルミナ等のセラミックスからなり、被測定ガス壁３及び被測定電極２１_Gに接触している。ヒータ５から発生した熱を、伝熱部７を介して、被測定電極２１_Gに伝えるよう構成してある。

このようにすると、ヒータ５の熱を被測定電極２１_Gにより伝えやすくなり、固体電解質体２０の温度を上昇させやすくなる。そのため、ヒータ５に通電した後、固体電解質体２０を活性化温度までより短時間で昇温させることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

（実施形態４）
本形態は、基準リード６_Aの形状等を変更した例である。図１５〜図１７に示すごとく、本形態の基準リード６_Aは、電極接続部６１と、端子接続部６２と、リード本体部６３とを備える。電極接続部６１は基準電極２１_Aに接続しており、端子接続部６２は外部接続端子１１_Aに接続している。リード本体部６３は、電極接続部６１と端子接続部６２との間の電流経路をなしている。

リード本体部６３は、電極接続部６１に接続したＵ字状部６３１と、該Ｕ字状部６３１から延出し端子接続部６２に接続した直線状部６３２とを備える。リード本体部６３の一部（Ｕ字状部６３１）は、電極接続部６１よりも、Ｘ方向における先端側に配されている。

このようにすると、基準リード６_Aの一部が、電極接続部６１よりも先端側に存在しているため、基準ガス壁４の先端部分が破損した場合でも、基準リード６_Aを断線させることができる。したがって、基準ガス壁４が破損したことを検出できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本明細書では、Ｘ方向において、被測定ガスｇの導入口１２１が形成された側を先端側と定義し、反対側を基端側と定義している。

（実施形態４）
本形態は、基準電極２１_A及び基準リード６_Aの形状を変更した例である。図１８〜図２０に示すごとく、本形態では、基準電極２１_Aのリード接続部２２を、Ｘ方向における基端側に延出させている。そして、基準リード６_Aの電極接続部６１（すなわち、リード接続部２２に接続する部分）を、実施形態３よりも、Ｘ方向における基端側に形成してある。

また、基準リード６_Aは、実施形態３と同様に、Ｕ字状部６３１と直線状部６３２とを備える。基準リード６_Aの一部（Ｕ字状部６３１）は、電極接続部６１よりも、Ｘ方向における先端側に存在している。

上記構成にすると、電極接続部６１を、実施形態３よりもＸ方向における基端側に形成することができる。そのため、スルーホール４２_AAをヒータ５の発熱部から遠ざけることができる。したがって、スルーホール４２_AAの温度が過度に上昇することを抑制でき、スルーホール４２_AAの低寿命化を抑制できる。
その他、実施形態４と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本形態では、電極接続部６１を、端子接続部６２よりもＸ方向における先端側に形成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、電極接続部６１の方が、端子接続部６２よりも、Ｘ方向における基端側に存在するよう構成してもよい。そして、リード本体部６３の一部を、端子接続部６２よりもＸ方向における先端側に設けてもよい。

（実施形態６）
本形態は、基準電極２１_A及び基準リード６_Aの形状を変更した例である。本形態では図２１に示すごとく、リード接続部２２を、基準電極２１_AのＸ方向における先端側端部２１９に接続してある。

このようにすると、リード接続部２２に接続する、基準リード６_Aの電極接続部６１を、Ｘ方向における先端側に設けることができる。つまり、実施形態１と比較して、基準リード６_Aを先端側に延出させることができる。そのため、基準ガス壁４の先端部分が破損したとき、基準リード６_Aを断線させることができる。したがって、基準ガス壁４が破損したことを検出できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ ガスセンサ
１０ ガス検出システム
２ ガス検出部
２０ 固体電解質体
２１_G 被測定電極
２１_A 基準電極
３ 被測定ガス壁
４ 基準ガス壁
５ ヒータ
６_A 基準リード

Claims (5)

1. 被測定ガスが導入される被測定ガス室（３０）と、
   酸素濃度の基準になる基準ガスが導入される基準ガス室（４０）と、
   上記被測定ガス室と上記基準ガス室との間に介在し、酸素イオン伝導性を有する板状の固体電解質体（２０）と、該固体電解質体の上記被測定ガス室側の主面に形成された被測定電極（２１_G）と、上記固体電解質体の上記基準ガス室側の主面に形成された基準電極（２１_A）と、を有するガス検出部（２）と、
   上記被測定ガス室と外部空間（Ｓ）とを区画する被測定ガス壁（３）と、
   上記基準ガス室と上記外部空間とを区画する基準ガス壁（４）と、
   上記ガス検出部を加熱するヒータ（５）と、
   上記被測定電極および上記基準電極にそれぞれ電気接続し、上記ガス検出部を流れる電流の経路をなす一対のリード（６）とを備え、
   上記固体電解質体の厚さ方向（Ｚ）において、上記被測定ガス室の長さは、上記基準ガス室の長さよりも短く、
   上記ヒータは上記被測定ガス壁に設けられ、
   上記一対のリードのうち上記基準電極に電気接続した上記リードである基準リード（６_A）は、上記基準ガス壁に設けられている、ガスセンサ（１）。
2. 上記被測定ガス室内に、上記被測定ガス壁及び上記被測定電極に接触し、上記被測定ガス壁内の上記ヒータから発生した熱を上記被測定電極に伝える伝熱部（７）が設けられている、請求項１に記載のガスセンサ。
3. 上記基準リードは、上記基準電極に接続した電極接続部（６１）と、外部接続端子（１１）に接続した端子接続部（６２）と、上記電極接続部と上記端子接続部との間の電流経路をなすリード本体部（６３）とを備え、該リード本体部の一部は、上記電極接続部と上記端子接続部とのいずれよりも、上記固体電解質体の長手方向（Ｘ）における先端側に存在している、請求項１又は２に記載のガスセンサ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスセンサと、該ガスセンサの制御を行う制御部（８）とを備えるガス検出システム（１０）であって、上記制御部は、上記一対のリードを介して上記固体電解質体の電気抵抗を測定することにより、該固体電解質体の温度を測定する温度測定モードを行い、上記制御部は、上記ヒータに通電しているにもかかわらず、上記電気抵抗が予め定められた抵抗閾値（Ｒ_TH）より高い場合は、上記基準ガス壁が破損していると判断する、ガス検出システム。
5. 上記制御部は、上記一対のリードを介して上記ガス検出部の上記電流を測定する電流測定モードと、上記温度測定モードとを交互に行い、上記制御部は、上記電気抵抗が上記抵抗閾値よりも高く、かつ、上記電流の測定値が予め定められた電流閾値（Ｉ_TH）よりも少ない場合は、上記基準ガス壁が破損していると判断する、請求項４に記載のガス検出システム。

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