JP3195757B2 - 窒素酸化物センサ - Google Patents
窒素酸化物センサInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物濃度を
検出する窒素酸化物センサに関するものである。
検出する窒素酸化物センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体素子型でこれまでに発表されている
代表的な窒素酸化物センサとして、例えば特開平４−１
４２４５５号公報に記載されたものがある。このセンサ
は、硝酸塩を用いた電極と基準極とを検知対象雰囲気中
のイオン伝導体に設け、両電極間に発生する起電力を測
定するもので、ＮＯやＮＯ2に対して感度を示してい
る。しかしながらＮＯとＮＯ2に対する感度が異なるた
め、両ガスが共存する測定雰囲気においてはＮＯX濃度
を検出できず、またＮＯあるいはＮＯ2いずれかの濃度
を検出することもできない。
代表的な窒素酸化物センサとして、例えば特開平４−１
４２４５５号公報に記載されたものがある。このセンサ
は、硝酸塩を用いた電極と基準極とを検知対象雰囲気中
のイオン伝導体に設け、両電極間に発生する起電力を測
定するもので、ＮＯやＮＯ2に対して感度を示してい
る。しかしながらＮＯとＮＯ2に対する感度が異なるた
め、両ガスが共存する測定雰囲気においてはＮＯX濃度
を検出できず、またＮＯあるいはＮＯ2いずれかの濃度
を検出することもできない。
【０００３】ＮＯとＮＯ2に対する感度を改善するた
め、副電極にＮＯの酸化触媒を塗布あるいは混合した起
電力方式センサが提案されている（特開平６−１２３７
２６号公報）。本方法によれば、ＮＯとＮＯ2が共存す
るガス中においてＮＯをＮＯ2に酸化して単ガスにでき
るためＮＯX濃度の検出は可能となる。しかし、従来の
分析方法と同様にその精度は触媒の酸化能によって決定
され、実際のＮＯX濃度とは異なった値となってしま
う。またこれらのセンサは、副電極に硝酸塩を用いてい
るため耐湿性や耐熱性に問題があり、長期安定性の観点
から実用化はほとんど困難である。
め、副電極にＮＯの酸化触媒を塗布あるいは混合した起
電力方式センサが提案されている（特開平６−１２３７
２６号公報）。本方法によれば、ＮＯとＮＯ2が共存す
るガス中においてＮＯをＮＯ2に酸化して単ガスにでき
るためＮＯX濃度の検出は可能となる。しかし、従来の
分析方法と同様にその精度は触媒の酸化能によって決定
され、実際のＮＯX濃度とは異なった値となってしま
う。またこれらのセンサは、副電極に硝酸塩を用いてい
るため耐湿性や耐熱性に問題があり、長期安定性の観点
から実用化はほとんど困難である。
【０００４】一方、各種酸化物の半導体特性を利用して
ＮＯX濃度の基づく電気伝導度変化を測定するセンサも
報告されている。例えば特開平６−１６０３２４号公報
では、酸化錫をガス感応体として用いたセンサが提案さ
れている。しかし、このセンサにおいてもＮＯとＮＯ2
に対する感度が異なるため、両ガスが共存する測定雰囲
気においてはＮＯX濃度を検出できない。
ＮＯX濃度の基づく電気伝導度変化を測定するセンサも
報告されている。例えば特開平６−１６０３２４号公報
では、酸化錫をガス感応体として用いたセンサが提案さ
れている。しかし、このセンサにおいてもＮＯとＮＯ2
に対する感度が異なるため、両ガスが共存する測定雰囲
気においてはＮＯX濃度を検出できない。
【０００５】近年、ＮＯXガスを電気化学的に電解しそ
の際の電解電流値からＮＯX濃度を検出する方法が提案
されている（SAE TECHNICAL PAPER 960334あるいは特開
平８−２７１４７６号公報)。このセンサの検出原理自
体は、従来より他のガスに対して広くおこなわれている
電解電流式のセンサを発展させたものである。具体的に
はイオン伝導体内に二室を設け、第一室で酸素ポンプに
より酸素を吸出し測定雰囲気内の酸素濃度をほぼゼロに
するとともにＮＯ2をＮＯに還元し、第二室に設けた電
極に電圧を印加してＮＯ2の還元により生じたＮＯおよ
び測定雰囲気中のＮＯの還元により生じる酸素をイオン
化して、その電解電流を検出してＮＯX濃度を検知する
センサである。このセンサにおいて検出されるＮＯX濃
度は、酸素ポンプの性能により大きく左右される。ま
た、検知対象ガスの濃度が希薄な場合には測定雰囲気内
の残留酸素濃度の干渉が大きく、さらには信号電流が微
小であるため自動車等のノイズが多い環境ではＳ／Ｎが
悪く、精度良くＮＯX濃度を検出することは困難であっ
た。
の際の電解電流値からＮＯX濃度を検出する方法が提案
されている（SAE TECHNICAL PAPER 960334あるいは特開
平８−２７１４７６号公報)。このセンサの検出原理自
体は、従来より他のガスに対して広くおこなわれている
電解電流式のセンサを発展させたものである。具体的に
はイオン伝導体内に二室を設け、第一室で酸素ポンプに
より酸素を吸出し測定雰囲気内の酸素濃度をほぼゼロに
するとともにＮＯ2をＮＯに還元し、第二室に設けた電
極に電圧を印加してＮＯ2の還元により生じたＮＯおよ
び測定雰囲気中のＮＯの還元により生じる酸素をイオン
化して、その電解電流を検出してＮＯX濃度を検知する
センサである。このセンサにおいて検出されるＮＯX濃
度は、酸素ポンプの性能により大きく左右される。ま
た、検知対象ガスの濃度が希薄な場合には測定雰囲気内
の残留酸素濃度の干渉が大きく、さらには信号電流が微
小であるため自動車等のノイズが多い環境ではＳ／Ｎが
悪く、精度良くＮＯX濃度を検出することは困難であっ
た。
【０００６】本発明者らは起電力型のＮＯXセンサを提
案し、特開平６−１９４６０５号公報、特開平６−２１
６６９８号公報、特開平６−２１６６９９号公報として
特許出願した。しかしながら、これらの構成ではＮＯま
たはＮＯ2ガスに対する感度は良好であるが、ＮＯまた
はＮＯ2ガスが相互干渉する場合や、還元性ガスによる
干渉を受ける問題があった。さらに本発明者らは、ＮＯ
またはＮＯ2ガスの相互干渉や、還元性ガスによる干渉
を受けない構成についても提案した（特願平８−１６５
１０５号公報）。このセンサ構成は、固体電解質体に酸
素を汲み込むあるいは吐き出すための酸素ポンプとＮＯ
検知極を形成し、ＮＯまたはＮＯ2ガスの相互干渉を低
下させて、ＮＯガスを検知するものであった。しかしな
がらそれらの相互干渉と同時に還元性ガスの干渉の問題
は未だ不十分であった。
案し、特開平６−１９４６０５号公報、特開平６−２１
６６９８号公報、特開平６−２１６６９９号公報として
特許出願した。しかしながら、これらの構成ではＮＯま
たはＮＯ2ガスに対する感度は良好であるが、ＮＯまた
はＮＯ2ガスが相互干渉する場合や、還元性ガスによる
干渉を受ける問題があった。さらに本発明者らは、ＮＯ
またはＮＯ2ガスの相互干渉や、還元性ガスによる干渉
を受けない構成についても提案した（特願平８−１６５
１０５号公報）。このセンサ構成は、固体電解質体に酸
素を汲み込むあるいは吐き出すための酸素ポンプとＮＯ
検知極を形成し、ＮＯまたはＮＯ2ガスの相互干渉を低
下させて、ＮＯガスを検知するものであった。しかしな
がらそれらの相互干渉と同時に還元性ガスの干渉の問題
は未だ不十分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】窒素酸化物ガスのう
ち、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスに対するガス応答特
性が異なるため両ガスが共存する雰囲気下では相互干渉
を起こしてしまう。また窒素酸化物ガスは、炭化水素系
ガスやＣＯガスなどの還元性ガスの干渉を受けやすい。
これらの課題が同時に解決され、検出されるＮＯX感度
出力およびその濃度依存性が大きく、自動車等のノイズ
が多い環境下でも精度良くＮＯX濃度を検出できる窒素
酸化物センサの構成が要求される。それ故に、本発明
は、これら要求に応じ得るセンサを提供することを解決
すべき課題とする。
ち、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスに対するガス応答特
性が異なるため両ガスが共存する雰囲気下では相互干渉
を起こしてしまう。また窒素酸化物ガスは、炭化水素系
ガスやＣＯガスなどの還元性ガスの干渉を受けやすい。
これらの課題が同時に解決され、検出されるＮＯX感度
出力およびその濃度依存性が大きく、自動車等のノイズ
が多い環境下でも精度良くＮＯX濃度を検出できる窒素
酸化物センサの構成が要求される。それ故に、本発明
は、これら要求に応じ得るセンサを提供することを解決
すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による窒素酸化物
センサは、イオン導電性の固体電解質体を用い、少なく
とも一対の電極を設け酸素ガスを電気化学的に吐き出す
酸素ポンプ部とＮＯガスを検知する検知極とその対極を
設けたＮＯガス検知部と当該酸素ポンプ部およびＮＯガ
ス検知部を所定の温度範囲に加熱させるための加熱機構
を一体化し、当該酸素ポンプ部の一方の電極と当該ＮＯ
ガス検知部の検知極あるいは検知極および対極が検知対
象雰囲気に連通する缶室内に配置され、当該検知極と対
極間の電位差によりＮＯガス濃度を検知する構成であっ
て、その際酸素ポンプ部によりＮＯガス検知部の酸素濃
度が０.０１％以上となるように酸素濃度制御する。こ
れにより検知対象雰囲気中の窒素酸化物ガス、特にＮＯ
ガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元しＮＯガス
に変換してＮＯ単ガスとし、検知極と対極との間でＮＯ
濃度に基づく電位差を検出することにより窒素酸化物ガ
ス濃度を検知する構成である。また缶室内の酸素濃度を
０.０１％以上にすることにより、炭化水素系ガスやＣ
Ｏガスなどの還元性ガスを酸化させＮＯガスに対する干
渉を抑えて、高精度で窒素酸化物濃度を検出するもので
ある。
センサは、イオン導電性の固体電解質体を用い、少なく
とも一対の電極を設け酸素ガスを電気化学的に吐き出す
酸素ポンプ部とＮＯガスを検知する検知極とその対極を
設けたＮＯガス検知部と当該酸素ポンプ部およびＮＯガ
ス検知部を所定の温度範囲に加熱させるための加熱機構
を一体化し、当該酸素ポンプ部の一方の電極と当該ＮＯ
ガス検知部の検知極あるいは検知極および対極が検知対
象雰囲気に連通する缶室内に配置され、当該検知極と対
極間の電位差によりＮＯガス濃度を検知する構成であっ
て、その際酸素ポンプ部によりＮＯガス検知部の酸素濃
度が０.０１％以上となるように酸素濃度制御する。こ
れにより検知対象雰囲気中の窒素酸化物ガス、特にＮＯ
ガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元しＮＯガス
に変換してＮＯ単ガスとし、検知極と対極との間でＮＯ
濃度に基づく電位差を検出することにより窒素酸化物ガ
ス濃度を検知する構成である。また缶室内の酸素濃度を
０.０１％以上にすることにより、炭化水素系ガスやＣ
Ｏガスなどの還元性ガスを酸化させＮＯガスに対する干
渉を抑えて、高精度で窒素酸化物濃度を検出するもので
ある。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１および図２に本発明による一
つの缶室から構成された窒素酸化物センサの一例を示
す。以下、この構成を例に本発明を詳述する。プレート
状の固体電解質体１あるいは２は安定化ジルコニア、部
分安定化ジルコニアをはじめとする各種固体電解質体か
らなり、安定化剤およびその添加量に関わらず酸素イオ
ン導電性の材料であれば使用できる。酸素ポンプ部３
は、板状の固体電解質体１と、その両面に配した一対の
電極３ａ，３ｂを有し、両極３ａ，３ｂに所定の電圧を
印加して酸素ポンプとして動作させる。当該電極３ａ，
３ｂは、電気化学的なポンピングが行われる電極材料で
あれば特に制限はなく、公知のものが使用でき、電極材
料のペーストをスクリーン印刷などの公知の成膜方法で
形成した後所定の温度で焼成することにより得られる。
より好ましくはスパッタ成膜などにより微細で且つポン
プ作用に関与する活性点を多くした電極であることが好
ましい。酸素ポンプ部３は、隔壁体１６で形成された缶
室１８内、特にＮＯガス検知部の酸素濃度が０.０１％
以上となるように缶室１８内から酸素ガスを吐き出す方
向に作動させる。
つの缶室から構成された窒素酸化物センサの一例を示
す。以下、この構成を例に本発明を詳述する。プレート
状の固体電解質体１あるいは２は安定化ジルコニア、部
分安定化ジルコニアをはじめとする各種固体電解質体か
らなり、安定化剤およびその添加量に関わらず酸素イオ
ン導電性の材料であれば使用できる。酸素ポンプ部３
は、板状の固体電解質体１と、その両面に配した一対の
電極３ａ，３ｂを有し、両極３ａ，３ｂに所定の電圧を
印加して酸素ポンプとして動作させる。当該電極３ａ，
３ｂは、電気化学的なポンピングが行われる電極材料で
あれば特に制限はなく、公知のものが使用でき、電極材
料のペーストをスクリーン印刷などの公知の成膜方法で
形成した後所定の温度で焼成することにより得られる。
より好ましくはスパッタ成膜などにより微細で且つポン
プ作用に関与する活性点を多くした電極であることが好
ましい。酸素ポンプ部３は、隔壁体１６で形成された缶
室１８内、特にＮＯガス検知部の酸素濃度が０.０１％
以上となるように缶室１８内から酸素ガスを吐き出す方
向に作動させる。
【００１０】ＮＯXガス検知部は、固体電解質体２、検
知極４および対極５から構成されている。少なくとも検
知極４は、酸素ポンプ部３の電極３ａが形成された缶室
１８内に形成される。対極５は、検知極４と同様に缶室
１８内に配置されていても差し支えない。ただし、対極
５がＮＯガスに対して活性を少なからず持つ場合には、
検知極４で検出されるＮＯ濃度に基づく信号に影響を与
える。したがって、対極５は基準雰囲気となる大気に連
通した大気ダクト部１９に設けることがより好ましい。
また検知極４あるいは／および対極５は酸素ポンプ部を
構成した固体電解質１に形成しても差し支えない。当該
検知極４は、ＮＯガスに対して活性を持つ電極材料ある
いは形態であれば特に制限はなく、公知のものが使用で
き、電極材料のペーストをスクリーン印刷などの公知の
成膜方法で形成した後所定の温度で焼成することにより
得られる。より好ましくはスパッタ成膜などにより微細
で且つＮＯガス応答に関与する活性点を多くした電極で
あることが好ましい。ＮＯガス検知部あるいは缶室内の
酸素濃度が０.０１％以上であれば精度良くＮＯガス濃
度を検出できるが、酸素濃度が０.０１％以下ではＮＯ
感度の低下とともに応答速度が遅くなり、逆に酸素濃度
が４０％以上でも応答速度が遅く、速い応答速度を要求
される部位に装着されるセンサとしては１〜４０％の酸
素濃度範囲であることがより好ましい。
知極４および対極５から構成されている。少なくとも検
知極４は、酸素ポンプ部３の電極３ａが形成された缶室
１８内に形成される。対極５は、検知極４と同様に缶室
１８内に配置されていても差し支えない。ただし、対極
５がＮＯガスに対して活性を少なからず持つ場合には、
検知極４で検出されるＮＯ濃度に基づく信号に影響を与
える。したがって、対極５は基準雰囲気となる大気に連
通した大気ダクト部１９に設けることがより好ましい。
また検知極４あるいは／および対極５は酸素ポンプ部を
構成した固体電解質１に形成しても差し支えない。当該
検知極４は、ＮＯガスに対して活性を持つ電極材料ある
いは形態であれば特に制限はなく、公知のものが使用で
き、電極材料のペーストをスクリーン印刷などの公知の
成膜方法で形成した後所定の温度で焼成することにより
得られる。より好ましくはスパッタ成膜などにより微細
で且つＮＯガス応答に関与する活性点を多くした電極で
あることが好ましい。ＮＯガス検知部あるいは缶室内の
酸素濃度が０.０１％以上であれば精度良くＮＯガス濃
度を検出できるが、酸素濃度が０.０１％以下ではＮＯ
感度の低下とともに応答速度が遅くなり、逆に酸素濃度
が４０％以上でも応答速度が遅く、速い応答速度を要求
される部位に装着されるセンサとしては１〜４０％の酸
素濃度範囲であることがより好ましい。
【００１１】自動車の場合、燃焼状態すなわちＡ／Ｆに
より排ガス雰囲気中に存在する酸素濃度は広範囲であ
り、かつ酸素ポンプ部３において酸素を吐き出した折り
にもＮＯガス検知部のみならず缶室１８内全体の酸素濃
度を０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を
動作することがより好ましい。当該補助酸素ポンプ部８
は少なくとも固体電解質体１あるいはＮＯガス検知電極
４が形成された固体電解質体２のいずれかに構成されて
おればよく、板状に成形された少なくとも固体電解質体
１あるいは固体電解質体２の一方、一方の固体電解質体
に固定されるとともに、缶室内に配置される電極８ａと
缶室外に配置された電極８ｂを有し、両極８ａ，８ｂに
所定の電圧を印加して補助酸素ポンプとして動作させ
る。すなわち缶室１８内の酸素濃度が所定の濃度範囲よ
りも低い場合には、大気に連通するように構成された缶
室外電極８ｂから酸素を汲み込むように酸素ポンプさせ
る。それとは逆に缶室１８内の酸素濃度が所定の濃度範
囲よりも高い場合には、缶室１８内の電極８ａから酸素
を吐き出すように酸素ポンプを動作させる。当該電極８
ａ，８ｂも、電極３ａ，３ｂと同様に電気化学的なポン
ピングが行われる電極材料であれば特に制限はなく、電
極材料のペーストをスクリーン印刷などの成膜方法で形
成した後所定の温度で焼成することにより得られる。よ
り好ましくはスパッタ成膜などにより微細で且つポンプ
作用に関与する活性点を多くした電極であることが好ま
しい。
より排ガス雰囲気中に存在する酸素濃度は広範囲であ
り、かつ酸素ポンプ部３において酸素を吐き出した折り
にもＮＯガス検知部のみならず缶室１８内全体の酸素濃
度を０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を
動作することがより好ましい。当該補助酸素ポンプ部８
は少なくとも固体電解質体１あるいはＮＯガス検知電極
４が形成された固体電解質体２のいずれかに構成されて
おればよく、板状に成形された少なくとも固体電解質体
１あるいは固体電解質体２の一方、一方の固体電解質体
に固定されるとともに、缶室内に配置される電極８ａと
缶室外に配置された電極８ｂを有し、両極８ａ，８ｂに
所定の電圧を印加して補助酸素ポンプとして動作させ
る。すなわち缶室１８内の酸素濃度が所定の濃度範囲よ
りも低い場合には、大気に連通するように構成された缶
室外電極８ｂから酸素を汲み込むように酸素ポンプさせ
る。それとは逆に缶室１８内の酸素濃度が所定の濃度範
囲よりも高い場合には、缶室１８内の電極８ａから酸素
を吐き出すように酸素ポンプを動作させる。当該電極８
ａ，８ｂも、電極３ａ，３ｂと同様に電気化学的なポン
ピングが行われる電極材料であれば特に制限はなく、電
極材料のペーストをスクリーン印刷などの成膜方法で形
成した後所定の温度で焼成することにより得られる。よ
り好ましくはスパッタ成膜などにより微細で且つポンプ
作用に関与する活性点を多くした電極であることが好ま
しい。
【００１２】ＮＯガス検知部あるいは缶室１８内の酸素
濃度を制御するための酸素センサ部を構成することでさ
らにＮＯガス検出が高精度となる。缶室１８内であって
ＮＯガス検知部に近接する部位で、固体電解質体１ある
いは２に酸素濃度検出用の電極７を形成し、ＮＯガス検
知部の対極５を共用して当該電極７との間に生ずる電位
差により酸素濃度を測定する。ここで対極５は基準雰囲
気となる大気に連通した大気ダクト部１９に設けること
がより好ましい。当該酸素センサ部により測定された酸
素濃度により酸素ポンプ部あるいは／および補助酸素ポ
ンプ部の駆動電圧を制御することにより、缶室１８内の
酸素濃度を制御でき、高精度でＮＯガス濃度を検出する
ことができる。
濃度を制御するための酸素センサ部を構成することでさ
らにＮＯガス検出が高精度となる。缶室１８内であって
ＮＯガス検知部に近接する部位で、固体電解質体１ある
いは２に酸素濃度検出用の電極７を形成し、ＮＯガス検
知部の対極５を共用して当該電極７との間に生ずる電位
差により酸素濃度を測定する。ここで対極５は基準雰囲
気となる大気に連通した大気ダクト部１９に設けること
がより好ましい。当該酸素センサ部により測定された酸
素濃度により酸素ポンプ部あるいは／および補助酸素ポ
ンプ部の駆動電圧を制御することにより、缶室１８内の
酸素濃度を制御でき、高精度でＮＯガス濃度を検出する
ことができる。
【００１３】缶室１８内のガス導入孔に近接する部位に
おいて、測定雰囲気ガス中に共存する還元性のガスを酸
化させてＮＯガスに対する干渉を無くすことが好まし
い。そのため、少なくとも測定雰囲気ガスが酸素ポンプ
部３に到達するまでの間に還元性ガスを酸化させるため
の酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９を
動作させることが好ましい。酸化触媒体１１は固体電解
質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、缶室
１８内の酸素ポンプ部３よりも上流の部位に充填するこ
とがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状に成形
された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電解質２
の一方のうち、缶室内に配置される電極９ａと缶室外に
配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂに所定の電
圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。当該予備ポ
ンプ部９では、共存する還元性ガスを酸化させることが
目的であって、電極９ａから缶室内へ酸素を汲み込むよ
うに酸素ポンプさせる。その下流に位置する部位に前記
の酸素ポンプ部３を構成し、ＮＯ単ガスとすることによ
って、ＮＯガス検知部では還元性ガスの干渉を受けるこ
となくＮＯ濃度として窒素酸化物ガス濃度を検出するこ
とができる。その際、ＮＯガス検知部の酸素濃度が０.
０１％以上となるように前記の補助酸素ポンプ部により
缶室１８内の酸素濃度を制御することがより好ましい。
言うまでもなく当該予備酸素ポンプ部９において測定雰
囲気ガス中のＮＯガスが酸化されても差し支えない。当
該電極９ａ，９ｂも電気化学的なポンピングが行われる
電極材料であれば特に制限はない。電極材料のペースト
をスクリーン印刷などの成膜方法で形成した後所定の温
度で焼成することにより得られる。より好ましくはスパ
ッタ成膜などにより微細で且つポンプ作用に関与する活
性点を多くした電極であることが好ましい。
おいて、測定雰囲気ガス中に共存する還元性のガスを酸
化させてＮＯガスに対する干渉を無くすことが好まし
い。そのため、少なくとも測定雰囲気ガスが酸素ポンプ
部３に到達するまでの間に還元性ガスを酸化させるため
の酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９を
動作させることが好ましい。酸化触媒体１１は固体電解
質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、缶室
１８内の酸素ポンプ部３よりも上流の部位に充填するこ
とがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状に成形
された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電解質２
の一方のうち、缶室内に配置される電極９ａと缶室外に
配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂに所定の電
圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。当該予備ポ
ンプ部９では、共存する還元性ガスを酸化させることが
目的であって、電極９ａから缶室内へ酸素を汲み込むよ
うに酸素ポンプさせる。その下流に位置する部位に前記
の酸素ポンプ部３を構成し、ＮＯ単ガスとすることによ
って、ＮＯガス検知部では還元性ガスの干渉を受けるこ
となくＮＯ濃度として窒素酸化物ガス濃度を検出するこ
とができる。その際、ＮＯガス検知部の酸素濃度が０.
０１％以上となるように前記の補助酸素ポンプ部により
缶室１８内の酸素濃度を制御することがより好ましい。
言うまでもなく当該予備酸素ポンプ部９において測定雰
囲気ガス中のＮＯガスが酸化されても差し支えない。当
該電極９ａ，９ｂも電気化学的なポンピングが行われる
電極材料であれば特に制限はない。電極材料のペースト
をスクリーン印刷などの成膜方法で形成した後所定の温
度で焼成することにより得られる。より好ましくはスパ
ッタ成膜などにより微細で且つポンプ作用に関与する活
性点を多くした電極であることが好ましい。
【００１４】本発明の構成において、酸素ポンプ作用と
ＮＯガス検知を確実に行わせるためにはその動作温度を
が制御する必要があり、当該酸素ポンプ部および当該Ｎ
Ｏガス検知部を加熱機構により４００〜７５０℃の温度
範囲に制御する。４００℃以下の低温ではＮＯ2のＮＯ
への還元が進みにくく本願の意図する計測ができなくな
る。一方、７５０℃以上の高温ではＮＯガスの化学吸着
が起こりにくいことに起因すると思われる感度自体の低
下が著しい。このため少なくともＮＯガス検知部は上記
の温度範囲に維持される必要があり、より好ましくは５
００〜７００℃の温度範囲である。加熱機構としては、
安定性の良い白金ヒーターを埋め込んだ板状ヒーター６
を酸素ポンプ部あるいはＮＯガス検知部が構成された固
体電解質体２あるいは大気ダクト１９を持つ隔壁体１５
および１４に貼り合わせて使用する等の手段が採用され
る。勿論、ヒーター６は、酸素ポンプ部、ＮＯガス検知
部を個別に温度制御できるよう両面に配置してもよく、
また温度制御はヒーター自体の電気抵抗値によるフィー
ドバック制御、あるいは別途熱電対等の温度センサによ
りフィードバック制御する等の方法を適宜採用する。
ＮＯガス検知を確実に行わせるためにはその動作温度を
が制御する必要があり、当該酸素ポンプ部および当該Ｎ
Ｏガス検知部を加熱機構により４００〜７５０℃の温度
範囲に制御する。４００℃以下の低温ではＮＯ2のＮＯ
への還元が進みにくく本願の意図する計測ができなくな
る。一方、７５０℃以上の高温ではＮＯガスの化学吸着
が起こりにくいことに起因すると思われる感度自体の低
下が著しい。このため少なくともＮＯガス検知部は上記
の温度範囲に維持される必要があり、より好ましくは５
００〜７００℃の温度範囲である。加熱機構としては、
安定性の良い白金ヒーターを埋め込んだ板状ヒーター６
を酸素ポンプ部あるいはＮＯガス検知部が構成された固
体電解質体２あるいは大気ダクト１９を持つ隔壁体１５
および１４に貼り合わせて使用する等の手段が採用され
る。勿論、ヒーター６は、酸素ポンプ部、ＮＯガス検知
部を個別に温度制御できるよう両面に配置してもよく、
また温度制御はヒーター自体の電気抵抗値によるフィー
ドバック制御、あるいは別途熱電対等の温度センサによ
りフィードバック制御する等の方法を適宜採用する。
【００１５】測定雰囲気中のガスは、ガス導入孔１０か
ら缶室１８内に導入される。缶室１８内の酸素濃度、よ
り正確に記するならばＮＯガス検知部の酸素濃度が０.
０１％以上で窒素酸化物ガスはＮＯ単ガスとなるように
酸素ポンプ部３に印加する電圧を制御する必要がある。
酸素ポンプ部３を形成する電極３ａ，３ｂおよび両電極
が形成された固体電解質体の長期安定性を考慮するとそ
の印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましく、さら
には窒素酸化物ガスが窒素まで還元されない印加電圧で
ＮＯ単ガスへの変換且つ酸素濃度０.０１％以上の制御
が可能となるようなガス拡散抵抗をガス導入孔１０は有
することが必要となる。また、缶室１８内の酸素濃度を
０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を構成
した場合には、当該補助酸素ポンプ部８に印加する電圧
が１.５Ｖ以下で酸素濃度制御可能となるガス拡散抵抗
をガス導入孔１０は有することが必要となる。
ら缶室１８内に導入される。缶室１８内の酸素濃度、よ
り正確に記するならばＮＯガス検知部の酸素濃度が０.
０１％以上で窒素酸化物ガスはＮＯ単ガスとなるように
酸素ポンプ部３に印加する電圧を制御する必要がある。
酸素ポンプ部３を形成する電極３ａ，３ｂおよび両電極
が形成された固体電解質体の長期安定性を考慮するとそ
の印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましく、さら
には窒素酸化物ガスが窒素まで還元されない印加電圧で
ＮＯ単ガスへの変換且つ酸素濃度０.０１％以上の制御
が可能となるようなガス拡散抵抗をガス導入孔１０は有
することが必要となる。また、缶室１８内の酸素濃度を
０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を構成
した場合には、当該補助酸素ポンプ部８に印加する電圧
が１.５Ｖ以下で酸素濃度制御可能となるガス拡散抵抗
をガス導入孔１０は有することが必要となる。
【００１６】缶室１８内に窒素酸化物ガス、特にＮＯガ
スおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換す
る還元触媒体２０を形成することにより、酸素ポンプ部
３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ2
ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ部３に印
加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへの
変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が向
上する利点がある。さらには、当該還元触媒体２０は缶
室１８内に充填されていることがより効果的である。
スおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換す
る還元触媒体２０を形成することにより、酸素ポンプ部
３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ2
ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ部３に印
加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへの
変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が向
上する利点がある。さらには、当該還元触媒体２０は缶
室１８内に充填されていることがより効果的である。
【００１７】酸素ポンプ部３の電極３ａとＮＯガス検知
部を形成する少なくとも検知極４を各電極面が対向する
ように配置した場合において、電極３ａと少なくとも検
知極４の間に多孔質体１２を形成しこれら両電極３ａ，
４間隔を狭くすることにより、酸素ポンプ部３でガス変
換されたＮＯ単ガスを直ちにＮＯガス検知極にて検知す
ることができる。この多孔質体１２は前記の還元触媒体
２０を共用するすることで、より効果的となる。また、
この多孔質体１２が電気的に高い絶縁性を有する材料で
あれば酸素ポンプ部３を駆動する電圧の影響を受けるこ
となくＮＯガス検知部の信号出力を取り出すことができ
る。ただし、多孔質体１２が電子導電性を有する場合で
も、酸素ポンプ部３を構成する回路とＮＯガス検知部を
構成する回路が全く別回路であれば問題なく使用でき
る。
部を形成する少なくとも検知極４を各電極面が対向する
ように配置した場合において、電極３ａと少なくとも検
知極４の間に多孔質体１２を形成しこれら両電極３ａ，
４間隔を狭くすることにより、酸素ポンプ部３でガス変
換されたＮＯ単ガスを直ちにＮＯガス検知極にて検知す
ることができる。この多孔質体１２は前記の還元触媒体
２０を共用するすることで、より効果的となる。また、
この多孔質体１２が電気的に高い絶縁性を有する材料で
あれば酸素ポンプ部３を駆動する電圧の影響を受けるこ
となくＮＯガス検知部の信号出力を取り出すことができ
る。ただし、多孔質体１２が電子導電性を有する場合で
も、酸素ポンプ部３を構成する回路とＮＯガス検知部を
構成する回路が全く別回路であれば問題なく使用でき
る。
【００１８】図３および図５に本発明による二つの缶室
から構成された窒素酸化物センサの一例を示す。以下、
この構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方法等
の基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。酸素ポ
ンプ部３は固体電解質体１、板状に成形された固体電解
質体の両面に設けた一対の電極３ａ，３ｂを有し、両極
３ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動
作させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極３ａは、
隔壁体１６で形成された第一缶室１８内に形成され、窒
素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮ
Ｏ2ガスを還元しＮＯガスに変換することによりＮＯ単
ガスとなるように第一缶室１８内から酸素ガスを吐き出
す方向に作動させる。
から構成された窒素酸化物センサの一例を示す。以下、
この構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方法等
の基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。酸素ポ
ンプ部３は固体電解質体１、板状に成形された固体電解
質体の両面に設けた一対の電極３ａ，３ｂを有し、両極
３ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動
作させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極３ａは、
隔壁体１６で形成された第一缶室１８内に形成され、窒
素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮ
Ｏ2ガスを還元しＮＯガスに変換することによりＮＯ単
ガスとなるように第一缶室１８内から酸素ガスを吐き出
す方向に作動させる。
【００１９】ＮＯガス検知部は、固体電解質体２、検知
極４および対極５から構成されている。少なくとも検知
極４は、隔壁体１６で形成された第二缶室２３内に形成
される。対極５は、検知極４と同様に第二缶室２３内に
配置されていても差し支えないが、基準雰囲気となる大
気に連通した大気ダクト部１９に設けることがより好ま
しい。また検知極４あるいは／および対極５は酸素ポン
プ部３を構成した固体電解質１に形成しても差し支えな
い。
極４および対極５から構成されている。少なくとも検知
極４は、隔壁体１６で形成された第二缶室２３内に形成
される。対極５は、検知極４と同様に第二缶室２３内に
配置されていても差し支えないが、基準雰囲気となる大
気に連通した大気ダクト部１９に設けることがより好ま
しい。また検知極４あるいは／および対極５は酸素ポン
プ部３を構成した固体電解質１に形成しても差し支えな
い。
【００２０】ＮＯガス検知部あるいは缶室内の酸素濃度
が０.０１％以上であれば精度良くＮＯガス濃度を検出
できるが、酸素濃度が０.０１％以下ではＮＯ感度の低
下とともに応答速度が遅くなり、逆に酸素濃度が４０％
以上でも応答速度が遅く、速い応答速度を要求される部
位に装着されるセンサとしては０.０１〜４０％の酸素
濃度範囲であることがより好ましい。そこで第二缶室２
３内の酸素濃度を制御するための補助酸素ポンプ部８を
動作することがより好ましい。当該補助酸素ポンプ部８
は少なくとも固体電解質体１あるいはＮＯガス検知電極
４が形成された固体電解質２のいずれかに構成されてお
ればよく、板状に成形された少なくとも固体電解質体１
あるいは固体電解質体２の一方のうち、缶室内に配置さ
れる電極８ａと缶室外に配置された電極８ｂを有し、両
極８ａ、８ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして
動作させる。すなわち第二缶室２３内の酸素濃度が所定
の濃度範囲よりも低い場合には、大気に連通するように
構成された缶室外電極８ｂから酸素を汲み込むように酸
素ポンプさせる。それとは逆に第二缶室２３内の酸素濃
度が所定の濃度範囲よりも高い場合には、第二缶室２３
内の電極８ａから酸素を吐き出すように酸素ポンプを動
作させる。第二缶室２３内の酸素濃度は酸素センサ部に
より測定される。第二缶室２３内であってＮＯガス検知
部に近接する部位で、固体電解質体１あるいは２に酸素
濃度検出用の電極７を形成し、ＮＯガス検知部の対極５
を共用して当該電極７との間に生ずる電位差により酸素
濃度を測定する。ここで対極５は基準雰囲気となる大気
に連通した大気ダクト部１９に設けることがより好まし
い。当該酸素センサ部により測定された酸素濃度により
少なくとも補助酸素ポンプ部の駆動電圧を制御すること
により、第二缶室２３内の酸素濃度を制御でき、高精度
でＮＯガス濃度を検出することができる。
が０.０１％以上であれば精度良くＮＯガス濃度を検出
できるが、酸素濃度が０.０１％以下ではＮＯ感度の低
下とともに応答速度が遅くなり、逆に酸素濃度が４０％
以上でも応答速度が遅く、速い応答速度を要求される部
位に装着されるセンサとしては０.０１〜４０％の酸素
濃度範囲であることがより好ましい。そこで第二缶室２
３内の酸素濃度を制御するための補助酸素ポンプ部８を
動作することがより好ましい。当該補助酸素ポンプ部８
は少なくとも固体電解質体１あるいはＮＯガス検知電極
４が形成された固体電解質２のいずれかに構成されてお
ればよく、板状に成形された少なくとも固体電解質体１
あるいは固体電解質体２の一方のうち、缶室内に配置さ
れる電極８ａと缶室外に配置された電極８ｂを有し、両
極８ａ、８ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして
動作させる。すなわち第二缶室２３内の酸素濃度が所定
の濃度範囲よりも低い場合には、大気に連通するように
構成された缶室外電極８ｂから酸素を汲み込むように酸
素ポンプさせる。それとは逆に第二缶室２３内の酸素濃
度が所定の濃度範囲よりも高い場合には、第二缶室２３
内の電極８ａから酸素を吐き出すように酸素ポンプを動
作させる。第二缶室２３内の酸素濃度は酸素センサ部に
より測定される。第二缶室２３内であってＮＯガス検知
部に近接する部位で、固体電解質体１あるいは２に酸素
濃度検出用の電極７を形成し、ＮＯガス検知部の対極５
を共用して当該電極７との間に生ずる電位差により酸素
濃度を測定する。ここで対極５は基準雰囲気となる大気
に連通した大気ダクト部１９に設けることがより好まし
い。当該酸素センサ部により測定された酸素濃度により
少なくとも補助酸素ポンプ部の駆動電圧を制御すること
により、第二缶室２３内の酸素濃度を制御でき、高精度
でＮＯガス濃度を検出することができる。
【００２１】第一缶室１８内のガス導入孔に近接する部
位において、測定雰囲気ガス中に共存する還元性のガス
を酸化させてＮＯガスに対する干渉を無くすことが好ま
しい。そのため、少なくとも測定雰囲気ガスが酸素ポン
プ部３に到達するまでの間に還元性ガスを酸化させるた
めの酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９
を動作させることが好ましい。酸化触媒体１１は固体電
解質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、第
一缶室１８内の酸素ポンプ部３よりも上流の部位に充填
することがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状
に成形された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電
解質２の一方のうち、第一缶室内に配置される電極９ａ
と缶室外に配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂ
に所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。
当該予備ポンプ部９では、共存する還元性ガスを酸化さ
せることが目的であって、電極９ａから第一缶室１８内
へ酸素を汲み込むように酸素ポンプさせる。言うまでも
なく当該予備酸素ポンプ部９において測定雰囲気ガス中
のＮＯガスが酸化されても差し支えない。本発明の構成
における加熱機構は、図１で詳述したものに準ずる。
位において、測定雰囲気ガス中に共存する還元性のガス
を酸化させてＮＯガスに対する干渉を無くすことが好ま
しい。そのため、少なくとも測定雰囲気ガスが酸素ポン
プ部３に到達するまでの間に還元性ガスを酸化させるた
めの酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９
を動作させることが好ましい。酸化触媒体１１は固体電
解質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、第
一缶室１８内の酸素ポンプ部３よりも上流の部位に充填
することがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状
に成形された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電
解質２の一方のうち、第一缶室内に配置される電極９ａ
と缶室外に配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂ
に所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。
当該予備ポンプ部９では、共存する還元性ガスを酸化さ
せることが目的であって、電極９ａから第一缶室１８内
へ酸素を汲み込むように酸素ポンプさせる。言うまでも
なく当該予備酸素ポンプ部９において測定雰囲気ガス中
のＮＯガスが酸化されても差し支えない。本発明の構成
における加熱機構は、図１で詳述したものに準ずる。
【００２２】測定雰囲気中のガスは、ガス導入孔１０か
ら第一缶室１８内に導入され、第一缶室から第二缶室へ
の連通孔２１を通って第二缶室２３に導入される。酸素
ポンプ部３に印加する電圧は、窒素酸化物ガスがＮＯ単
ガスになるように制御する必要がある。酸素ポンプ部３
を形成する電極３ａおよび３ｂの長期安定性を考慮する
とその印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましい。
さらにその印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素まで還元
されない電圧範囲で制御する必要がある。そのためにガ
ス導入孔１０あるいは連通孔２１のうち少なくとも一つ
の孔はガス拡散抵抗を有する。さらには第一缶室内１８
に還元性ガスを酸化させるための予備酸素ポンプ９を構
成する場合、ガス導入孔１０あるいは連通孔２１のうち
少なくとも一つの孔は、電極９ａおよび９ｂに印加する
電圧が１.５Ｖ以下で十分に還元性ガスを酸化できるよ
うなガス拡散抵抗を有する。第二缶室２３内の酸素濃度
を０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を構
成した場合に、第一缶室から第二缶室への連通孔２１は
電極８ａおよび８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸
素濃度制御可能となるようなガス拡散抵抗を有する。
ら第一缶室１８内に導入され、第一缶室から第二缶室へ
の連通孔２１を通って第二缶室２３に導入される。酸素
ポンプ部３に印加する電圧は、窒素酸化物ガスがＮＯ単
ガスになるように制御する必要がある。酸素ポンプ部３
を形成する電極３ａおよび３ｂの長期安定性を考慮する
とその印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましい。
さらにその印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素まで還元
されない電圧範囲で制御する必要がある。そのためにガ
ス導入孔１０あるいは連通孔２１のうち少なくとも一つ
の孔はガス拡散抵抗を有する。さらには第一缶室内１８
に還元性ガスを酸化させるための予備酸素ポンプ９を構
成する場合、ガス導入孔１０あるいは連通孔２１のうち
少なくとも一つの孔は、電極９ａおよび９ｂに印加する
電圧が１.５Ｖ以下で十分に還元性ガスを酸化できるよ
うなガス拡散抵抗を有する。第二缶室２３内の酸素濃度
を０.０１％以上とするための補助酸素ポンプ部８を構
成した場合に、第一缶室から第二缶室への連通孔２１は
電極８ａおよび８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸
素濃度制御可能となるようなガス拡散抵抗を有する。
【００２３】第一缶室１８のうち、酸化触媒体あるいは
予備酸素ポンプ部の下流で連通孔２１に近接する部位に
窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうち
ＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒体２０を形成
あるいは充填することにより、酸素ポンプ部３において
変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ2ガスとなる
ことを防止する利点と、酸素ポンプ部３に印加する電圧
がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへの変換がなさ
れ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が向上する利点
がある。さらには、当該還元触媒体２０は第二缶室２３
内に形成あるいは充填することはより効果的である。
予備酸素ポンプ部の下流で連通孔２１に近接する部位に
窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうち
ＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒体２０を形成
あるいは充填することにより、酸素ポンプ部３において
変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ2ガスとなる
ことを防止する利点と、酸素ポンプ部３に印加する電圧
がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへの変換がなさ
れ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が向上する利点
がある。さらには、当該還元触媒体２０は第二缶室２３
内に形成あるいは充填することはより効果的である。
【００２４】図４および図５に本発明による二つの缶室
から構成された窒素酸化物センサの他の一例を示す。以
下、この構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方
法等の基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。酸
素ポンプ部３を構成する固体電解質体１は、板状に成形
されその両面に一対の電極３ａ，３ｂを有し、両極３
ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作
させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極３ａは、隔
壁体１６で形成された第二缶室２３内に形成され、窒素
酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2
ガスを還元しＮＯガスに変換することによりＮＯ単ガス
となるように第二缶室２３内から酸素ガスを吐き出す方
向に作動させる。
から構成された窒素酸化物センサの他の一例を示す。以
下、この構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方
法等の基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。酸
素ポンプ部３を構成する固体電解質体１は、板状に成形
されその両面に一対の電極３ａ，３ｂを有し、両極３
ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作
させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極３ａは、隔
壁体１６で形成された第二缶室２３内に形成され、窒素
酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2
ガスを還元しＮＯガスに変換することによりＮＯ単ガス
となるように第二缶室２３内から酸素ガスを吐き出す方
向に作動させる。
【００２５】ＮＯガス検知部は、図３において詳述した
構成に準ずる。また補助酸素ポンプ部８および酸素セン
サ部についても図３において詳述した構成に準ずる。第
一缶室１８内に、測定雰囲気ガス中に共存する還元性の
ガスを酸化させてＮＯガスに対する干渉を無くすための
酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９を動
作させる。酸化触媒体１１は固体電解質体１あるいは２
上に膜として形成しても良いが、第一缶室１８内に充填
することがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状
に成形された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電
解質２の一方のうち、第一缶室内に配置される電極９ａ
と缶室外に配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂ
に所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。
当該予備ポンプ部では、共存する還元性ガスを酸化させ
ることが目的であって、電極９ａから第一缶室１８内へ
酸素を汲み込むように酸素ポンプさせる。言うまでもな
く当該予備酸素ポンプ部９において測定雰囲気ガス中の
ＮＯガスが酸化されても差し支えない。本発明の構成に
おける加熱機構は、図１で詳述したものに準ずる。
構成に準ずる。また補助酸素ポンプ部８および酸素セン
サ部についても図３において詳述した構成に準ずる。第
一缶室１８内に、測定雰囲気ガス中に共存する還元性の
ガスを酸化させてＮＯガスに対する干渉を無くすための
酸化触媒体１１を配置するか、予備酸素ポンプ部９を動
作させる。酸化触媒体１１は固体電解質体１あるいは２
上に膜として形成しても良いが、第一缶室１８内に充填
することがより好ましい。予備酸素ポンプ部９は、板状
に成形された少なくとも固体電解質体１あるいは固体電
解質２の一方のうち、第一缶室内に配置される電極９ａ
と缶室外に配置された電極９ｂを有し、両極９ａ，９ｂ
に所定の電圧を印加して酸素ポンプとして動作させる。
当該予備ポンプ部では、共存する還元性ガスを酸化させ
ることが目的であって、電極９ａから第一缶室１８内へ
酸素を汲み込むように酸素ポンプさせる。言うまでもな
く当該予備酸素ポンプ部９において測定雰囲気ガス中の
ＮＯガスが酸化されても差し支えない。本発明の構成に
おける加熱機構は、図１で詳述したものに準ずる。
【００２６】測定雰囲気中のガスは、ガス導入孔１０か
ら第一缶室１８内に導入され、第一缶室から第二缶室へ
の連通孔２１を通って第二缶室２３に導入される。第一
缶室内１８に還元性ガスを酸化させるための予備酸素ポ
ンプ９を構成する場合、ガス導入孔１０あるいは連通孔
２１のうち少なくとも一つの孔は、電極９ａおよび９ｂ
に印加する電圧が１.５Ｖ以下で十分に還元性ガスを酸
化できるようなガス拡散抵抗を有する。酸素ポンプ部３
に印加する電圧は、窒素酸化物ガスがＮＯ単ガスになる
ように制御する必要がある。酸素ポンプ部３を形成する
電極３ａおよび３ｂの長期安定性を考慮するとその印加
電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましい。さらにその
印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素まで還元されない電
圧範囲で制御する必要がある。そのために第一缶室から
第二缶室への連通孔２１はガス拡散抵抗を有する。また
第二缶室２３内の酸素濃度を０.０１％以上とするため
の補助酸素ポンプ部８を構成した場合に、連通孔２１は
電極８ａおよび８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸
素濃度制御可能となるようなガス拡散抵抗を有する。第
二缶室２３内に窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮ
Ｏ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒
体２０を形成あるいは充填することにより、酸素ポンプ
部３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ
2ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ部３に
印加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへ
の変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が
向上する利点がある。
ら第一缶室１８内に導入され、第一缶室から第二缶室へ
の連通孔２１を通って第二缶室２３に導入される。第一
缶室内１８に還元性ガスを酸化させるための予備酸素ポ
ンプ９を構成する場合、ガス導入孔１０あるいは連通孔
２１のうち少なくとも一つの孔は、電極９ａおよび９ｂ
に印加する電圧が１.５Ｖ以下で十分に還元性ガスを酸
化できるようなガス拡散抵抗を有する。酸素ポンプ部３
に印加する電圧は、窒素酸化物ガスがＮＯ単ガスになる
ように制御する必要がある。酸素ポンプ部３を形成する
電極３ａおよび３ｂの長期安定性を考慮するとその印加
電圧は１.５Ｖ以下であることが望ましい。さらにその
印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素まで還元されない電
圧範囲で制御する必要がある。そのために第一缶室から
第二缶室への連通孔２１はガス拡散抵抗を有する。また
第二缶室２３内の酸素濃度を０.０１％以上とするため
の補助酸素ポンプ部８を構成した場合に、連通孔２１は
電極８ａおよび８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸
素濃度制御可能となるようなガス拡散抵抗を有する。第
二缶室２３内に窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮ
Ｏ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒
体２０を形成あるいは充填することにより、酸素ポンプ
部３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化してＮＯ
2ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ部３に
印加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単ガスへ
の変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安定性が
向上する利点がある。
【００２７】酸素ポンプ部の電極３ａとＮＯガス検知部
を形成する少なくとも検知極４を対向させる場合におい
て、電極３ａと少なくとも検知極４の間に多孔質体１２
を形成しこれら両電極間隔を狭くすることにより、酸素
ポンプ部３でガス変換されたＮＯ単ガスを直ちにＮＯガ
ス検知極にて検知することができる。この多孔質体１２
は前記の還元触媒体２０を共用するすることで、より効
果的となる。また、この多孔質体が電気的に高い絶縁性
を有する材料であれば酸素ポンプ部３を駆動する電圧の
影響を受けることなくＮＯガス検知部の信号出力を取り
出すことができる。
を形成する少なくとも検知極４を対向させる場合におい
て、電極３ａと少なくとも検知極４の間に多孔質体１２
を形成しこれら両電極間隔を狭くすることにより、酸素
ポンプ部３でガス変換されたＮＯ単ガスを直ちにＮＯガ
ス検知極にて検知することができる。この多孔質体１２
は前記の還元触媒体２０を共用するすることで、より効
果的となる。また、この多孔質体が電気的に高い絶縁性
を有する材料であれば酸素ポンプ部３を駆動する電圧の
影響を受けることなくＮＯガス検知部の信号出力を取り
出すことができる。
【００２８】図６および７に本発明による三つの缶室か
ら構成された窒素酸化物センサの一例を示す。以下、こ
の構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方法等の
基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。測定雰囲
気中のガスは、ガス導入孔１０から第一缶室１８内に導
入され、第一缶室から第二缶室への連通孔２１、さらに
は第二缶室から第三缶室への連通孔を通って第三缶室２
４に導入される。第一缶室１８内に、測定雰囲気ガス中
に共存する還元性のガスを酸化させてＮＯガスに対する
干渉を無くすための酸化触媒体１１を配置するか、予備
酸素ポンプ部９を動作させる。酸化触媒体１１は固体電
解質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、第
一缶室１８内に充填することがより好ましい。予備酸素
ポンプ部９は、板状に成形された少なくとも固体電解質
体１あるいは固体電解質２の一方のうち、第一缶室内に
配置される電極９ａと缶室外に配置された電極９ｂを有
し、両極９ａ，９ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプ
として動作させる。当該予備ポンプ部では、共存する還
元性ガスを酸化させることが目的であって、電極９ａか
ら第一缶室１８内へ酸素を汲み込むように酸素ポンプさ
せる。言うまでもなく当該予備酸素ポンプ部９において
測定雰囲気ガス中のＮＯガスが酸化されても差し支えな
い。
ら構成された窒素酸化物センサの一例を示す。以下、こ
の構成を例に詳述するが、構成材料やその形成方法等の
基本的な構成は図１で詳述したものに準ずる。測定雰囲
気中のガスは、ガス導入孔１０から第一缶室１８内に導
入され、第一缶室から第二缶室への連通孔２１、さらに
は第二缶室から第三缶室への連通孔を通って第三缶室２
４に導入される。第一缶室１８内に、測定雰囲気ガス中
に共存する還元性のガスを酸化させてＮＯガスに対する
干渉を無くすための酸化触媒体１１を配置するか、予備
酸素ポンプ部９を動作させる。酸化触媒体１１は固体電
解質体１あるいは２上に膜として形成しても良いが、第
一缶室１８内に充填することがより好ましい。予備酸素
ポンプ部９は、板状に成形された少なくとも固体電解質
体１あるいは固体電解質２の一方のうち、第一缶室内に
配置される電極９ａと缶室外に配置された電極９ｂを有
し、両極９ａ，９ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプ
として動作させる。当該予備ポンプ部では、共存する還
元性ガスを酸化させることが目的であって、電極９ａか
ら第一缶室１８内へ酸素を汲み込むように酸素ポンプさ
せる。言うまでもなく当該予備酸素ポンプ部９において
測定雰囲気ガス中のＮＯガスが酸化されても差し支えな
い。
【００２９】第二缶室２３内には酸素ポンプ部３が構成
される。酸素ポンプ部３を構成する固体電解質体１は、
板状に成形されその両面に一対の電極３ａ，３ｂを有
し、両極３ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプ
として動作させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極
３ａは、第二缶室２３内に形成され、窒素酸化物ガス、
特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元し
ＮＯガスに変換することによりＮＯ単ガスとなるように
第二缶室２３内から酸素ガスを吐き出す方向に作動させ
る。第二缶室２３内に窒素酸化物ガス、特にＮＯガスお
よびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還
元触媒体２０を形成あるいは充填することにより、酸素
ポンプ部３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化し
てＮＯ2ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ
部３に印加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単
ガスへの変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安
定性が向上する利点がある。さらには還元触媒体２０を
ＮＯガス検知部が構成された第三缶室内に形成あるいは
充填することはより効果的である。
される。酸素ポンプ部３を構成する固体電解質体１は、
板状に成形されその両面に一対の電極３ａ，３ｂを有
し、両極３ａ，３ｂに所定の電圧を印加して酸素ポンプ
として動作させる。当該酸素ポンプ部３を構成する電極
３ａは、第二缶室２３内に形成され、窒素酸化物ガス、
特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元し
ＮＯガスに変換することによりＮＯ単ガスとなるように
第二缶室２３内から酸素ガスを吐き出す方向に作動させ
る。第二缶室２３内に窒素酸化物ガス、特にＮＯガスお
よびＮＯ2ガスのうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還
元触媒体２０を形成あるいは充填することにより、酸素
ポンプ部３において変換されたＮＯ単ガスが再度酸化し
てＮＯ2ガスとなることを防止する利点と、酸素ポンプ
部３に印加する電圧がより小さくても目的とするＮＯ単
ガスへの変換がなされ電極３ａおよび３ｂ自体の長期安
定性が向上する利点がある。さらには還元触媒体２０を
ＮＯガス検知部が構成された第三缶室内に形成あるいは
充填することはより効果的である。
【００３０】第三缶室２４内にはＮＯガス検知部が構成
されるが、図１において詳述した構成に準ずる。また第
三缶室２４内に補助酸素ポンプ部８および酸素センサ部
を構成することにより、第三缶室内の酸素濃度を０.０
１％以上、好ましくは１〜４０％に制御することができ
ＮＯガスの検出精度は向上する。その構成は、図１にお
いて詳述した構成に準ずる。本発明の構成における加熱
機構は、図１で詳述したものに準ずる。
されるが、図１において詳述した構成に準ずる。また第
三缶室２４内に補助酸素ポンプ部８および酸素センサ部
を構成することにより、第三缶室内の酸素濃度を０.０
１％以上、好ましくは１〜４０％に制御することができ
ＮＯガスの検出精度は向上する。その構成は、図１にお
いて詳述した構成に準ずる。本発明の構成における加熱
機構は、図１で詳述したものに準ずる。
【００３１】ガス導入孔１０あるいは連通孔２１のうち
少なくとも一つの孔は、予備酸素ポンプ部９を構成する
電極９ａおよび９ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で十
分に還元性ガスを酸化できるようなガス拡散抵抗を有す
る。酸素ポンプ部３に印加する電圧は、窒素酸化物ガス
がＮＯ単ガスになるように制御する必要がある。酸素ポ
ンプ部３を形成する電極３ａおよび３ｂの長期安定性を
考慮するとその印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望
ましい。さらにその印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素
まで還元されない電圧範囲で制御する必要がある。その
ために連通孔２１あるいは連通孔２２のうち少なくとも
一つの孔はガス拡散抵抗を有する。また第三缶室２４内
の酸素濃度を０.０１％以上とするための補助酸素ポン
プ部８を構成した場合に、連通孔２２は電極８ａおよび
８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸素濃度制御可能
となるようなガス拡散抵抗を有する。
少なくとも一つの孔は、予備酸素ポンプ部９を構成する
電極９ａおよび９ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で十
分に還元性ガスを酸化できるようなガス拡散抵抗を有す
る。酸素ポンプ部３に印加する電圧は、窒素酸化物ガス
がＮＯ単ガスになるように制御する必要がある。酸素ポ
ンプ部３を形成する電極３ａおよび３ｂの長期安定性を
考慮するとその印加電圧は１.５Ｖ以下であることが望
ましい。さらにその印加電圧は、窒素酸化物ガスが窒素
まで還元されない電圧範囲で制御する必要がある。その
ために連通孔２１あるいは連通孔２２のうち少なくとも
一つの孔はガス拡散抵抗を有する。また第三缶室２４内
の酸素濃度を０.０１％以上とするための補助酸素ポン
プ部８を構成した場合に、連通孔２２は電極８ａおよび
８ｂに印加する電圧が１.５Ｖ以下で酸素濃度制御可能
となるようなガス拡散抵抗を有する。
【００３２】図１〜７で詳述したいずれの構成において
も、缶室内に配置された酸素センサ部における出力信号
を、ＮＯガス検知部における出力信号を補正しＮＯガス
の起電力値として検出することに用いることにより共存
する酸素濃度の影響を抑えることができ、窒素酸化物ガ
スの検出精度は高くなる。また、ＮＯ検知極４が酸素と
ＮＯとの電気化学的な反応を併発してなる混成電位を生
じる場合には、当該ＮＯ検知極４とその対極５を同一の
缶室内に形成することにより、共存する酸素濃度の影響
を受け難く窒素酸化物ガスの検出精度は高くなり、且つ
対極用大気ダクト部を別途形成する必要がなくなる。
も、缶室内に配置された酸素センサ部における出力信号
を、ＮＯガス検知部における出力信号を補正しＮＯガス
の起電力値として検出することに用いることにより共存
する酸素濃度の影響を抑えることができ、窒素酸化物ガ
スの検出精度は高くなる。また、ＮＯ検知極４が酸素と
ＮＯとの電気化学的な反応を併発してなる混成電位を生
じる場合には、当該ＮＯ検知極４とその対極５を同一の
缶室内に形成することにより、共存する酸素濃度の影響
を受け難く窒素酸化物ガスの検出精度は高くなり、且つ
対極用大気ダクト部を別途形成する必要がなくなる。
【００３３】電気化学的に酸素を吐き出す酸素ポンプを
用い、ＮＯガス検知部の酸素濃度が０.０１％以上の範
囲で制御され、ＮＯ2ガスを還元しＮＯガスに変換する
ことでＮＯガスとＮＯ2ガスの相互干渉を無くすととも
に、共存する還元性ガスの干渉を無くして、高感度で安
定性に優れた窒素酸化物センサを構成する。
用い、ＮＯガス検知部の酸素濃度が０.０１％以上の範
囲で制御され、ＮＯ2ガスを還元しＮＯガスに変換する
ことでＮＯガスとＮＯ2ガスの相互干渉を無くすととも
に、共存する還元性ガスの干渉を無くして、高感度で安
定性に優れた窒素酸化物センサを構成する。
【００３４】以下、実施例をあげて具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００３５】
【実施例】（実施例１） 図１の構成のうち酸素ポンプ部、予備酸素ポンプ部、補
助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ部から構
成される窒素酸化物センサを以下の材料と手順で作製し
た。酸素ポンプ部は、ｔ０.２×ｗ６×１８０mmに成形
・加工した６mol％イットリア安定化ジルコニアからな
るグリーンシートを用い、缶室内および大気ダクト内と
もスクリーン印刷によりＰｔペーストを塗布して電極を
形成した。ＮＯガス検知部は、酸素ポンプ部と同じ材
質、寸法のグリーンシートを用い、スクリーン印刷によ
り缶室内にＮｉＣｒ2Ｏ4の複合酸化物ペーストを塗布し
て形成した。対極はスクリーン印刷により大気ダクト内
にＰｔペーストを塗布して形成した。なお、ＮｉＣｒ2
Ｏ4複合酸化物ペーストは、固相法により作製されたＮ
ｉＣｒ2Ｏ4粉末をボールミルにより粉砕し乾燥させた
後、エチルセルロースと希釈剤を配合して得た。
助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ部から構
成される窒素酸化物センサを以下の材料と手順で作製し
た。酸素ポンプ部は、ｔ０.２×ｗ６×１８０mmに成形
・加工した６mol％イットリア安定化ジルコニアからな
るグリーンシートを用い、缶室内および大気ダクト内と
もスクリーン印刷によりＰｔペーストを塗布して電極を
形成した。ＮＯガス検知部は、酸素ポンプ部と同じ材
質、寸法のグリーンシートを用い、スクリーン印刷によ
り缶室内にＮｉＣｒ2Ｏ4の複合酸化物ペーストを塗布し
て形成した。対極はスクリーン印刷により大気ダクト内
にＰｔペーストを塗布して形成した。なお、ＮｉＣｒ2
Ｏ4複合酸化物ペーストは、固相法により作製されたＮ
ｉＣｒ2Ｏ4粉末をボールミルにより粉砕し乾燥させた
後、エチルセルロースと希釈剤を配合して得た。
【００３６】予備酸素ポンプ部は、酸素ポンプ部を構成
したグリーンシート上で、ガス導入孔に近接する部位に
構成した。缶室内および大気ダクト内ともスクリーン印
刷によりＰｔペーストを塗布して電極を形成した。補助
酸素ポンプ部も酸素ポンプ部を構成したグリーンシート
上で、酸素ポンプ部よりも下流に構成した。缶室内およ
び大気ダクト内ともスクリーン印刷によりＰｔペースト
を塗布して電極を形成した酸素センサ部は、ＮＯガス検
知部を構成したグリーンシート上に構成した。缶室内の
酸素濃度検出用電極はスクリーン印刷によりＰｔペース
トを塗布して形成した。その対極はＮＯガス検知部の対
極と共用した。
したグリーンシート上で、ガス導入孔に近接する部位に
構成した。缶室内および大気ダクト内ともスクリーン印
刷によりＰｔペーストを塗布して電極を形成した。補助
酸素ポンプ部も酸素ポンプ部を構成したグリーンシート
上で、酸素ポンプ部よりも下流に構成した。缶室内およ
び大気ダクト内ともスクリーン印刷によりＰｔペースト
を塗布して電極を形成した酸素センサ部は、ＮＯガス検
知部を構成したグリーンシート上に構成した。缶室内の
酸素濃度検出用電極はスクリーン印刷によりＰｔペース
トを塗布して形成した。その対極はＮＯガス検知部の対
極と共用した。
【００３７】ヒーターは、電極用とは異なる高純度のＰ
ｔペーストをスクリーン印刷により形成した。酸素ポン
プ部と同じ材質、寸法のグリーンシート上に高純度のア
ルミナ印刷層を形成し、その上にヒーターパターンを印
刷し、さらに高純度のアルミナ印刷層を積層した。ガス
導入孔のサイズは、ｔ０.１×ｗ０.５×１１mmとした。
以上のように各電極、ヒーターが形成されたグリーンシ
ートをラミネートし、１４５０℃において5時間焼成す
ることにより、酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、ヒータ
ー一体型の窒素酸化物センサを作製した。
ｔペーストをスクリーン印刷により形成した。酸素ポン
プ部と同じ材質、寸法のグリーンシート上に高純度のア
ルミナ印刷層を形成し、その上にヒーターパターンを印
刷し、さらに高純度のアルミナ印刷層を積層した。ガス
導入孔のサイズは、ｔ０.１×ｗ０.５×１１mmとした。
以上のように各電極、ヒーターが形成されたグリーンシ
ートをラミネートし、１４５０℃において5時間焼成す
ることにより、酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、ヒータ
ー一体型の窒素酸化物センサを作製した。
【００３８】作製されたセンサは、埋め込んだヒーター
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表１に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表１に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
【００３９】
【表１】
【００４０】（実施例２）図３の構成のうち酸素ポンプ
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部と酸素ポンプ部を第一缶室内に、ＮＯガ
ス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素センサ部を第二缶室
内に構成した。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。作製されたセンサは、埋め込んだ
ヒーターで６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中
に置き、その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％に
なるように補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポ
ンプ部は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加し
た。酸素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電
圧を印加した。その結果を表２に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯお
よび酸素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対
数に比例した出力が得られた。
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部と酸素ポンプ部を第一缶室内に、ＮＯガ
ス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素センサ部を第二缶室
内に構成した。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。作製されたセンサは、埋め込んだ
ヒーターで６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中
に置き、その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％に
なるように補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポ
ンプ部は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加し
た。酸素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電
圧を印加した。その結果を表２に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯお
よび酸素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対
数に比例した出力が得られた。
【００４１】
【表２】
【００４２】（実施例３）図４の構成のうち酸素ポンプ
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部を第一缶室内に、酸素ポンプ部、ＮＯガ
ス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素センサ部を第二缶室
内に構成した。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部を第一缶室内に、酸素ポンプ部、ＮＯガ
ス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素センサ部を第二缶室
内に構成した。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。
【００４３】作製されたセンサは、埋め込んだヒーター
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表３に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表３に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
【００４４】
【表３】
【００４５】（実施例４）図６の構成のうち酸素ポンプ
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部を第一缶室内に、酸素ポンプ部を第二缶
室内に、ＮＯガス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素セン
サ部を第三缶室内に構成した。対極は大気ダクト内に形
成し、酸素センサの対極も共用した。
部、予備酸素ポンプ部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検
知部、酸素センサ部から構成される窒素酸化物センサを
以下の材料と手順で作製した。各部位を構成する材料、
材質、寸法および焼成条件は実施例１と同様である。予
備酸素ポンプ部を第一缶室内に、酸素ポンプ部を第二缶
室内に、ＮＯガス検知部、補助酸素ポンプ部、酸素セン
サ部を第三缶室内に構成した。対極は大気ダクト内に形
成し、酸素センサの対極も共用した。
【００４６】作製されたセンサは、埋め込んだヒーター
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表４に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
で６００℃に保持し、組成が既知の模擬ガス中に置き、
その出力を調べた。缶室中の酸素濃度は４％になるよう
に補助酸素ポンプを制御した。また予備酸素ポンプ部
は、缶室内に酸素を汲み込むように電圧を印加した。酸
素ポンプ部は、缶室内の酸素を吐き出すように電圧を印
加した。その結果を表４に示す。Ｃ3Ｈ6、ＣＯおよび酸
素濃度に影響されず、ＮＯ＋ＮＯ2ガス濃度の対数に比
例した出力が得られた。
【００４７】
【表４】
【００４８】（実施例５）図３の構成のうち酸素ポンプ
部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ部
から構成される窒素酸化物センサを作製し、第二缶室内
の酸素濃度がＮＯX感度とその応答速度に及ぼす影響を
調べた。缶室中の酸素濃度は酸素センサにより測定し、
補助酸素ポンプにより制御した。各部位を構成する材
料、材質、寸法および焼成条件は実施例２と同様であ
る。作製されたセンサは、埋め込んだヒーターで６００
℃に保持し、５０ppmＮＯ＋５０ppmＮＯ2のＮＯXガス中
に置き、その出力を調べた。その結果を図８に示す。酸
素濃度０.０１％以下では、応答速度が著しく増加し
た。また酸素濃度４０％以上でも応答速度は著しく増加
した。また０.０１％以上の酸素濃度であればＮＯ感度
特性は良好であった。ただし酸素濃度が１％以下になる
と、幾分ＮＯ感度特性は低下した。
部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ部
から構成される窒素酸化物センサを作製し、第二缶室内
の酸素濃度がＮＯX感度とその応答速度に及ぼす影響を
調べた。缶室中の酸素濃度は酸素センサにより測定し、
補助酸素ポンプにより制御した。各部位を構成する材
料、材質、寸法および焼成条件は実施例２と同様であ
る。作製されたセンサは、埋め込んだヒーターで６００
℃に保持し、５０ppmＮＯ＋５０ppmＮＯ2のＮＯXガス中
に置き、その出力を調べた。その結果を図８に示す。酸
素濃度０.０１％以下では、応答速度が著しく増加し
た。また酸素濃度４０％以上でも応答速度は著しく増加
した。また０.０１％以上の酸素濃度であればＮＯ感度
特性は良好であった。ただし酸素濃度が１％以下になる
と、幾分ＮＯ感度特性は低下した。
【００４９】（実施例６）図４の構成のうち酸素ポンプ
部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ
部、多孔質体から構成される窒素酸化物センサを作製し
た。缶室を構成する缶室隔壁グリーンシートを４０μｍ
の厚さとし、缶室内の酸素ポンプ電極とＮＯ検知極およ
び酸素濃度検出用電極がアルミナ多孔質膜を介して接す
るようにした。また、缶室内の酸素ポンプ電極とＮＯ検
知極がアルミナにロジウムを担持した多孔質膜を介して
接するようにしたセンサも作製した。酸素ポンプ部、補
助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、および酸素センサ部
を構成する材料、材質、寸法および焼成条件は実施例３
と同様である。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。
部、補助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、酸素センサ
部、多孔質体から構成される窒素酸化物センサを作製し
た。缶室を構成する缶室隔壁グリーンシートを４０μｍ
の厚さとし、缶室内の酸素ポンプ電極とＮＯ検知極およ
び酸素濃度検出用電極がアルミナ多孔質膜を介して接す
るようにした。また、缶室内の酸素ポンプ電極とＮＯ検
知極がアルミナにロジウムを担持した多孔質膜を介して
接するようにしたセンサも作製した。酸素ポンプ部、補
助酸素ポンプ部、ＮＯガス検知部、および酸素センサ部
を構成する材料、材質、寸法および焼成条件は実施例３
と同様である。対極は大気ダクト内に形成し、酸素セン
サの対極も共用した。
【００５０】作製されたセンサは、埋め込んだヒーター
で６００℃に保持し、５０〜４００ppmＮＯ＋５０ppmＮ
Ｏ2のＮＯXガス中に置き、その出力を調べた。缶室中の
酸素濃度は４％になるように補助酸素ポンプを制御し
た。その結果を図９に示す。比較のため実施例３で示し
たセンサを用いて測定した結果も示した。実施例３の多
孔質体なしのセンサに比べて、酸素ポンプ電極とＮＯ検
知極がアルミナ多孔質膜を介して接するよう配置した場
合には、センサ出力のＮＯX濃度依存性は大きくなっ
た。さらにその多孔質膜がアルミナにロジウムを担持し
た多孔質膜の場合には、センサ出力のＮＯX濃度依存性
がさらに大きくなった。
で６００℃に保持し、５０〜４００ppmＮＯ＋５０ppmＮ
Ｏ2のＮＯXガス中に置き、その出力を調べた。缶室中の
酸素濃度は４％になるように補助酸素ポンプを制御し
た。その結果を図９に示す。比較のため実施例３で示し
たセンサを用いて測定した結果も示した。実施例３の多
孔質体なしのセンサに比べて、酸素ポンプ電極とＮＯ検
知極がアルミナ多孔質膜を介して接するよう配置した場
合には、センサ出力のＮＯX濃度依存性は大きくなっ
た。さらにその多孔質膜がアルミナにロジウムを担持し
た多孔質膜の場合には、センサ出力のＮＯX濃度依存性
がさらに大きくなった。
【００５１】
【発明の効果】本発明の窒素酸化物センサにより、検知
対象雰囲気中の窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮ
Ｏ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元しＮＯガスに変換するこ
とによりＮＯ単ガスにし、検知極と対極との間でＮＯ濃
度に基づく電位差を検出することで窒素酸化物ガス濃度
を検知することができる。また、Ｃ3Ｈ6に代表される炭
化水素系ガスやＣＯガスなどの還元性ガスの干渉を受け
ることなく窒素酸化物濃度を検出することができる。
対象雰囲気中の窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮ
Ｏ2ガスのうちＮＯ2ガスを還元しＮＯガスに変換するこ
とによりＮＯ単ガスにし、検知極と対極との間でＮＯ濃
度に基づく電位差を検出することで窒素酸化物ガス濃度
を検知することができる。また、Ｃ3Ｈ6に代表される炭
化水素系ガスやＣＯガスなどの還元性ガスの干渉を受け
ることなく窒素酸化物濃度を検出することができる。
【図１】本発明による一つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの断面概略図である。
化物センサの断面概略図である。
【図２】本発明による一つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの分解斜視図である。
化物センサの分解斜視図である。
【図３】本発明による二つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの一例の断面概略図である。
化物センサの一例の断面概略図である。
【図４】本発明による二つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの他の一例の断面概略図である。
化物センサの他の一例の断面概略図である。
【図５】本発明による二つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの分解斜視図である。
化物センサの分解斜視図である。
【図６】本発明による三つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの断面概略図である。
化物センサの断面概略図である。
【図７】本発明による三つの缶室から構成された窒素酸
化物センサの分解斜視図である。
化物センサの分解斜視図である。
【図８】本発明による二つの缶室から構成された窒素酸
化物センサのセンサ出力および応答速度の酸素濃度依存
性を示す図である。
化物センサのセンサ出力および応答速度の酸素濃度依存
性を示す図である。
【図９】本発明による二つの缶室から構成された窒素酸
化物センサのＮＯX濃度とセンサ出力の関係において多
孔質体の効果を示す図である。
化物センサのＮＯX濃度とセンサ出力の関係において多
孔質体の効果を示す図である。
１，２ 固体電解質体 ３ａ，３ｂ 酸素ポンプ部を構成する電極 ４ ＮＯガス検知極 ５ 対極 ６ ヒーター ７ 酸素濃度検出用電極 ８ａ，８ｂ 補助酸素ポンプ部を構成する電極 ９ａ，９ｂ 予備酸素ポンプ部を構成する電極 １０ ガス導入孔 １１ 酸化触媒体 １２ 多孔質体 １４ 大気ダクト形成体 １５ 大気ダクト隔壁体 １６ 缶室隔壁体 １７ ヒーター形成体 １８ 第一缶室 １９ 大気ダクト ２０ 還元触媒体 ２１ 第一缶室から第二缶室への連通孔 ２２ 第二缶室から第三缶室への連通孔 ２３ 第二缶室 ２４ 第三缶室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 敬 埼玉県熊谷市末広４丁目14番１号 株式 会社リケン 熊谷事業所内 (72)発明者 国元 晃 埼玉県熊谷市末広４丁目14番１号 株式 会社リケン 熊谷事業所内 (56)参考文献 特開 平４−142455（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123726（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−160324（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−271476（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43346（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62178（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62174（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−329578（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−23526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/409 G01N 27/419
Claims (26)
- 【請求項１】 固体電解質体に少なくとも一対の電極を
設け酸素ガスを電気化学的に吐き出して検知対象雰囲気
中の窒素酸化物ガス中の少なくともＮＯ2ガスを還元し
ＮＯガスに変換することによりＮＯ単ガスにする酸素ポ
ンプ部と、固体電解質体にＮＯガスを検知する検知極と
その対極を設けたＮＯガス検知部と、当該酸素ポンプ部
およびＮＯガス検知部を所定温度範囲に保持する加熱機
構を備え、当該酸素ポンプ部の一方の電極と当該ＮＯガ
ス検知部の検知極あるいは検知極および対極が検知対象
雰囲気に連通する缶室内に配置され、当該検知極と対極
との間の電位差によりＮＯガス濃度を検知する構成であ
って、ＮＯガス検知部の酸素濃度が０.０１％以上にな
るように酸素ポンプ部により酸素濃度制御したことを特
徴とする窒素酸化物センサ。 - 【請求項２】 固体電解質体に少なくとも一対の電極を
設け酸素ガスを電気化学的に吐き出して検知対象雰囲気
中の窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスの
うちＮＯ2ガスを還元しＮＯガスに変換することにより
ＮＯ単ガスにする酸素ポンプ部と、固体電解質体にＮＯ
ガスを検知する検知極とその対極を設けたＮＯガス検知
部と、当該酸素ポンプ部およびＮＯガス検知部を所定温
度範囲に保持する加熱機構を一体化し、当該酸素ポンプ
部の一方の電極と当該ＮＯガス検知部の検知極あるいは
検知極および対極が検知対象雰囲気に連通する缶室内に
配置され、当該検知極と対極との間の電位差によりＮＯ
ガス濃度を検知するセンサ構成であって、ＮＯガス検知
部の酸素濃度を０.０１％以上とするための補助酸素ポ
ンプ部とＮＯガス検知部の酸素濃度を検出するための酸
素センサ部が配置され、当該酸素センサ部により補助酸
素ポンプ部の駆動電圧を制御したことを特徴とする窒素
酸化物センサ。 - 【請求項３】 検知対象雰囲気に連通する缶室内に、窒
素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガスのうちＮ
Ｏ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒体を形成あるい
は充填したことを特徴とする請求項１又は２に記載の窒
素酸化物センサ。 - 【請求項４】 酸素ポンプ部あるいは当該酸素ポンプ部
と補助酸素ポンプ部とからなる酸素ポンプユニットのそ
れぞれ一方の電極とＮＯガス検知部の検知極あるいは検
知極および対極が、検知対象雰囲気に連通する同一の缶
室内に配置された構成であって、当該缶室内の酸素濃度
が０.０１％以上になるように酸素ポンプユニットによ
り酸素濃度を制御するにあたり、ガス導入孔は、酸素ポ
ンプ部および補助酸素ポンプ部に印加する電圧が１.５
Ｖ以下で、且つ窒素酸化物ガスが窒素まで還元されない
印加電圧で制御可能となるガス拡散抵抗を有することを
特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の窒素酸化物セ
ンサ。 - 【請求項５】 酸素ポンプ部の一方の電極とＮＯガス検
知部の少なくとも検知極が、缶室内において各電極面が
対向して配置されたことを特徴とする請求項４に記載の
窒素酸化物センサ。 - 【請求項６】 酸素ポンプ部の一方の電極とＮＯガス検
知部の少なくとも検知極との間に、多孔質体が充填され
たことを特徴とする請求項５に記載の窒素酸化物セン
サ。 - 【請求項７】 酸素ポンプ部の一方の電極とＮＯガス検
知部の少なくとも検知極との間に充填された多孔質体
が、電気的に高い絶縁性を有することを特徴とする請求
項６に記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項８】 ガス導入孔に近接する部位に酸素ポンプ
部の一方の電極を配置し、当該酸素ポンプ電極の下流に
ＮＯガス検知部の少なくとも検知極を配置されたことを
特徴とする請求項４に記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項９】 酸素ポンプ部の一方の電極よりもさらに
ガス導入孔に近接する部位において、炭化水素系ガスお
よびＣＯガスなどの還元性妨害ガスを酸化し無害化処理
するための予備酸素ポンプ部の一方の電極を配置したこ
とを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の窒素酸化
物センサ。 - 【請求項１０】 酸素ポンプ部の一方の電極よりもさら
にガス導入孔に近接する部位において、炭化水素系ガス
およびＣＯガスなどの還元性妨害ガスを酸化し無害化処
理するための酸化触媒体を配置したことを特徴とする請
求項１〜９の何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項１１】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
とさらにその下流に当該第一缶室と連通した第二の缶室
から構成され、酸素ポンプ部の一方の電極が第一缶室内
に配置され、ＮＯ検知部の検知極あるいは検知極および
対極と酸素濃度が０.０１％以上になるように酸素濃度
を制御するための補助酸素ポンプ部と酸素濃度を検出す
るための酸素センサ部が第二の缶室内に配置されたこと
を特徴とする請求項２又は３に記載の窒素酸化物セン
サ。 - 【請求項１２】 第一缶室内に形成された酸素ポンプ部
の一方の電極よりもさらにガス導入孔に近接する部位に
炭化水素系ガスおよびＣＯガスなどの還元性妨害ガスを
酸化し無害化処理するための予備酸素ポンプ部の一方の
電極が形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の
窒素酸化物センサ。 - 【請求項１３】 第一缶室内に形成された酸素ポンプ部
の一方の電極よりもさらにガス導入孔に近接する部位に
炭化水素系ガスおよびＣＯガスなどの還元性妨害ガスを
酸化し無害化処理するための酸化触媒体を配置したこと
を特徴とする請求項１１又は１２に記載の窒素酸化物セ
ンサ。 - 【請求項１４】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
とさらにその下流に当該第一缶室と連通した第二の缶室
から構成され、第一缶室に炭化水素系ガスおよびＣＯガ
スなどの還元性妨害ガスを酸化し無害化処理するための
予備酸素ポンプ部の一方の電極が形成されたことを特徴
とする請求項１〜８の何れかに記載の窒素酸化物セン
サ。 - 【請求項１５】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
とさらにその下流に当該第一缶室と連通した第二の缶室
から構成され、第一缶室に炭化水素系ガスおよびＣＯガ
スなどの還元性妨害ガスを酸化し無害化処理するための
酸化触媒体を配置したことを特徴とする請求項１〜８の
何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項１６】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
とさらにその下流に当該第一缶室と連通した第二の缶室
から構成され、第一缶室内に予備酸素ポンプ部あるいは
／および酸素ポンプ部が形成される場合には、ガス導入
孔あるいは第一缶室から第二缶室への連通孔のうち少な
くとも一つの孔は予備酸素ポンプ部に印加する電圧が
１.５Ｖ以下で炭化水素系ガスおよびＣＯガスなどの還
元性妨害ガスを酸化させるために要する酸素当量以上の
酸素量となるとともに、酸素ポンプ部に印加する電圧が
１.５Ｖ以下で且つ窒素酸化物ガスが窒素まで還元され
ることなくＮＯ単ガスとなるガス拡散抵抗を有し、第二
缶室内に酸素ポンプ部あるいは／および補助酸素ポンプ
部が形成される場合には、第一缶室から第二缶室への連
通孔は酸素ポンプ部に印加する電圧が１.５Ｖ以下で且
つ窒素酸化物ガスが窒素まで還元されることなくＮＯ単
ガスとなるとともに、補助ポンプ部に印加する電圧が
１.５Ｖ以下で当該第二缶室内の酸素濃度が０.０１％以
上となるガス拡散抵抗を有することを特徴とする請求項
１１〜１５の何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項１７】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
と当該第一缶室の下流に連通した第二の缶室とさらに当
該第二缶室の下流に連通した第三の缶室から構成され、
第一缶室に炭化水素系ガスおよびＣＯガスなどの還元性
妨害ガスを酸化し無害化処理するための予備酸素ポンプ
部の一方の電極が形成され、第二缶室に窒素酸化物ガス
をＮＯ単ガスとするための酸素ポンプ部が形成され、第
三缶室にＮＯガス検知部の検知極あるいは検知極および
対極が形成されたことを特徴とする請求項１又は３に記
載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項１８】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
と当該第一缶室の下流に連通した第二の缶室とさらに当
該第二缶室の下流に連通した第三の缶室から構成され、
第一缶室に炭化水素系ガスおよびＣＯガスなどの還元性
妨害ガスを酸化し無害化処理するための酸化触媒体が配
置され、第二缶室に窒素酸化物ガスをＮＯ単ガスとする
ための酸素ポンプ部が形成され、第三缶室にＮＯガス検
知部の検知極あるいは検知極と対極が形成されたことを
特徴とする請求項１、３又は１７の何れかに記載の窒素
酸化物センサ。 - 【請求項１９】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
と当該第一缶室の下流に連通した第二の缶室とさらに当
該第二缶室の下流に連通した第三の缶室から構成され、
第三缶室内の酸素濃度を０.０１％以上とするための補
助酸素ポンプ部と酸素濃度を検出するための酸素センサ
部が当該第三缶室内に形成され、当該酸素センサにより
測定された酸素濃度により少なくとも補助酸素ポンプ部
の駆動電圧を制御したことを特徴とする請求項２又は３
に記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２０】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
と当該第一缶室の下流に連通した第二の缶室とさらに当
該第二缶室の下流に連通した第三の缶室から構成され、
第二缶室あるいは第三缶室のうち少なくとも一方の缶室
内に、窒素酸化物ガス、特にＮＯガスおよびＮＯ2ガス
のうちＮＯ2ガスをＮＯガスに変換する還元触媒体を形
成あるいは充填したことを特徴とする請求項１７〜１９
の何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２１】 検知対象雰囲気に連通する第一の缶室
と当該第一缶室の下流に連通した第二の缶室とさらに当
該第二缶室の下流に連通した第三の缶室から構成され、
ガス導入孔あるいは第一缶室から第二缶室への連通孔の
うち少なくとも一つの孔は予備酸素ポンプ部に印加する
電圧が１.５Ｖ以下で炭化水素系ガスおよびＣＯガスな
どの還元性妨害ガスを酸化させるために要する酸素当量
以上の酸素量となり、第一缶室から第二缶室への連通孔
あるいは第二缶室から第三缶室への連通孔は酸素ポンプ
部に印加する電圧が１.５Ｖ以下で且つ窒素酸化物ガス
が窒素まで還元されることなくＮＯ単ガスとなり、第二
缶室から第三缶室への連通孔は補助ポンプ部に印加する
電圧が１.５Ｖ以下で当該第二缶室内の酸素濃度が０.０
１％以上となるガス拡散抵抗を有することを特徴とする
請求項１７〜２０の何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２２】 第二缶室内に配置された酸素ポンプ部
の一方の電極とＮＯガス検知部の少なくとも検知極との
間に多孔質体が充填されたことを特徴とする請求項１４
又は１５に記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２３】 酸素ポンプ部の一方の電極とＮＯガス
検知部の少なくとも検知極との間に充填された多孔質体
が、電気的に高い絶縁性を有することを特徴とする請求
項２２に記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２４】 缶室内に配置された酸素センサ部にお
ける出力信号が、ＮＯガス検知部における出力信号を補
正しＮＯガスの起電力値として検出することに用いられ
たことを特徴とする請求項１〜２３の何れかに記載の窒
素酸化物センサ。 - 【請求項２５】 酸素ポンプ電極あるいはＮＯ検知極の
うち、少なくともＮＯ検知極上に、耐熱性に優れ、還元
触媒能を有する多孔質保護膜を形成したことを特徴とす
る請求項１〜２４の何れかに記載の窒素酸化物センサ。 - 【請求項２６】 ＮＯ検知極が酸素とＮＯとの電気化学
的な反応を併発してなる混成電位を生じ、当該ＮＯ検知
極とその対極間のＮＯガス濃度に基づく電位差を測定し
たことを特徴とする請求項１〜２５の何れかに記載の窒
素酸化物センサ。
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|---|---|---|---|
| JP18714897A JP3195757B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 窒素酸化物センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18714897A JP3195757B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 窒素酸化物センサ |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH1123523A JPH1123523A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3195757B2 true JP3195757B2 (ja) | 2001-08-06 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1997
- 1997-06-30 JP JP18714897A patent/JP3195757B2/ja not_active Expired - Fee Related
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