JP3762082B2

JP3762082B2 - ガスセンサ

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Publication number: JP3762082B2
Application number: JP33800397A
Authority: JP
Inventors: 圭吾水谷; 中村　　聡; 太輔牧野; 真弘柴田; 裕司森
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JPH11153577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するためのガスセンサ、特に内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定するのに適したガスセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気エミッションを低減する技術として、従来より、三元触媒を用いた排ガス浄化システムが知られ、空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御しながら、排気系に設置した三元触媒により排気エミッション成分（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ）を除去している。また、これら有害成分の排出に関し、米国において、システムの故障を運転者に知らせることを義務付ける自己診断規制が導入され、これに伴い、三元触媒等の劣化を速やかに検知する必要が生じている。
【０００３】
三元触媒の劣化を検知する方法としては、いわゆる２Ｏ₂センサシステムが知られている。これは、三元触媒の上流および下流に配置した２つの酸素センサを用いるもので、その出力信号を比較することにより劣化を間接的に検知することができる。しかしながら、近年、有害成分の排出規制がさらに強化される傾向にあり、その場合、検出を間接的に行う２Ｏ₂センサシステムでは、検出精度が不十分となるおそれがある。このため、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等、排気エミッション成分を直接検出可能なガスセンサの開発が必要となっている。
【０００４】
排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を直接検出するガスセンサとしては、固体電解質の酸素イオン導電性を利用した固体電解質式のガスセンサがあり、例えば、特開平８−２７１４７６号公報に開示されている。その構成を図６に示すと、ガスセンサ９は、固体電解質９１と固体電解質９２の間に配したスペーサ内に、第一の内部空所９３と第二の内部空所９４が形成してあり、第一の内部空所９３には第一の拡散律速通路９５を通じて被測定ガスが導入されるようになしてある。第一の内部空所９４は第二の拡散律速通路９６を通じて第二の内部空所９４と連通している。
【０００５】
第一の内部空所９３内の酸素濃度は、酸素センサセル９Ａにより検出される。酸素センサセル９Ａは、固体電解質９２の表面に設けた電極９２ａ、９２ｂを大気通路９７および第一の内部空所９３にそれぞれ露出してなり、これにより検出される酸素濃度が所定値となるように、第一のポンプセル９Ｂの駆動電圧がフィードバック制御される。第一の酸素ポンプセル９Ｂは、固体電解質９１とその両面の電極９１ａ、９１ｂよりなり、電極９１ａは被測定ガスに、電極９１ｂは第一の内部空所９３に露出している。また、固体電解質９２と電極９２ａ、９２ｃとで第二の酸素ポンプセル９Ｃが構成され、第二の内部空所９４に露出する電極９２ｃは、ＮＯｘに対して還元活性を有している。
【０００６】
第二の内部空所９４では、被測定ガス中のＮＯｘが還元分解して新たな酸素が生成し、第二の酸素ポンプセル９Ｃを流れるポンプ電流が増減する。第一の内部空所９３より第二の内部空所９４に拡散する被測定ガス中の酸素濃度は一定であるから、このポンプ電流の増減はＮＯｘの還元に基づくものであり、これを測定することでＮＯｘ濃度を検出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記構成のガスセンサでは、酸素センサセル９Ａと第一のポンプセル９Ｂを用いて第一の内部空所９３内の酸素濃度を制御し、第二の内部空所９４に拡散する被測定ガス中の酸素濃度を一定にすることで、被測定ガス中の酸素濃度の影響を排除している。しかしながら、この構成では、酸素センサセル９Ａにより第一の内部空所９３内の酸素濃度を測定するために、基準酸素濃度ガスとしての大気が必要である。このため、大気を導入するための大気通路９７が必要で、素子構造が複雑になる、また、このガスセンサを収容する検出装置本体部にも、大気導入路を設ける必要があるといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、ガス検出精度に優れ、しかも構造の簡単なガスセンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のガスセンサは、被測定ガス中の特定成分を還元分解し、その際に発生する酸素量から特定ガス成分濃度を検出するもので、
被測定ガスが第一の拡散抵抗手段を介して導入される第一の中空部と、
第一の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方が上記第一の中空部に、他方が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配し、この一対の電極に所定の電圧を印加したときに両電極間を流れる電流により被測定ガス中の酸素濃度を測定する第一の酸素ポンプ部と、
被測定ガスが第二の拡散抵抗手段を介して導入される第二の中空部と、
第二の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方が上記第二の中空部に、他方が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配し、この一対の電極間に、上記第一の酸素ポンプ部に流れる電流値から求められる所定の電流を流して、上記第二の中空内部の酸素濃度を所定値に制御する第二の酸素ポンプ部と
第三の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方が上記第二の中空部に、他方が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配するとともに、上記第二の中空部に露出する上記一方の電極を特定ガス成分に対して還元活性な電極で構成し、上記一対の電極間に所定の電荷を印加したときに、特定ガスの成分の還元により生成する酸素に基づいて両電極間を流れる電流値から被測定ガス中の特定ガス成分濃度を測定するガス検知部とを備え、上記ガス検知部は、上記第一の酸素ポンプ部と上記第二の酸素ポンプ部との間に、絶縁部材ないし空間部を介して、狭持されている。
【００１０】
上記構成において、上記第一の酸素ポンプ部の一対の電極間に所定の電圧を加えると、被測定ガス中の酸素濃度に応じた電流が流れる。そこで、この電流値から被測定ガス中の酸素濃度を測定し、さらに、この電流値に基づいた所定の電流を、上記第二の酸素ポンプ部の一対の電極間に流すことで、上記第二の中空部の酸素濃度を一定に保持することができる。また、上記第二の中空部では、これに面する上記ガス検知部の一方の電極を、検出しようとする特定ガス成分、例えばＮＯｘに対して還元活性な電極で構成したので、上記第二の中空部内のＮＯｘは電極反応により分解し、酸素が生成する。この時、生成する酸素によって上記一対の電極間を酸素イオン電流が流れ、その電流値からＮＯｘ濃度を測定することができる。
【００１１】
上記構成によれば、上記第二の中空部内の酸素濃度を制御するために、基準酸素濃度ガスとしての大気を導入する必要がない。よって、大気通路を形成する必要がないので、素子構造が簡単にできる。また、検出装置本体部に大気導入路を設ける必要もない。しかも、被測定ガス中の酸素濃度によらず、正確な検出が行えるので、検出精度にも優れている。
【００１２】
請求項２の構成では、上記第一の酸素ポンプ部の一対の電極に、上記第一の中空部から酸素を排出するように所定の電圧を印加し、この時に流れる電流と同じか所定の値だけ小さい電流を、上記第二の中空部から酸素を排出するように上記第二の酸素ポンプ部の一対の電極に流す。これにより、上記第一の酸素ポンプ部には酸素濃度に比例した限界電流が流れ、これに対応した電流を第二の酸素ポンプ部に流すことで、上記第二の中空部の酸素濃度を０またはごく低濃度とし、特定ガス成分の還元により生成する酸素を、精度よく検出できる。
【００１３】
請求項３の構成では、上記第一の酸素ポンプ部の上記一方の電極、および上記第二の酸素ポンプ部の上記一方の電極を、上記特性ガス成分に対して不活性な電極で構成する。この時、上記第一の中空部、上記第二の中空部に露出するこれら電極上で、特定成分が還元、分解することを防止できるので、上記ガス検知部における特性ガス成分の検出精度を高めることができる。
【００１４】
請求項４の構成では、上記特定ガス成分を窒素酸化物とする。そして、上記ガス検知部の上記第二の中空部に露出する上記一方の電極を、窒素酸化物に対して還元活性な電極で構成し、窒素酸化物の還元によって生成する酸素に基づいて上記一対の電極間を流れる酸素イオン電流から窒素酸化物濃度を検出することができる。
【００１５】
請求項５の構成では、上記第一の中空部の第一の拡散抵抗手段における拡散抵抗の大きさを、上記第二の中空部の第二の拡散抵抗手段における拡散抵抗の大きさと、同等とする。この時、上記第一、第二の中空部への被測定ガスが同等の速度で拡散するので、第二の酸素ポンプ部による酸素濃度の制御性が向上し、検出精度が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図５により説明する。図３は窒素酸化物（ＮＯｘ）検出装置の全体断面図であり、筒状ハウジングＨ内に絶縁材に外周を保持せしめて本発明のガスセンサ１が収納されている。該ガスセンサ１は細長い平板状で、その先端部（図の下端部）は、上記ハウジングＨより突出して図の下方に延び、ハウジングＨの下端に固定される容器状の排気カバーＨ１内に位置している。上記排気カバーＨ１は、ステンレス製の内部カバーＨ１１と外部カバーＨ１２の二重構造となっており、これらカバーＨ１１、Ｈ１２の側壁および底壁には、被測定ガスである排気ガスを排気カバーＨ１内に取り込むための排気口Ｈ１３、Ｈ１４がそれぞれ形成してある。
【００１７】
上記ハウジングＨの上端には、筒状の大気カバーＨ２が固定されており、ハウジングＨより突出する上記ガスセンサ１の後端部（図の上端部）、および該後端部に接続されるリード線Ｈ３を保護している。このリード線Ｈ３の他端は、上記大気カバーＨ２の上端開口より外部に延びている。
【００１８】
図１、２は本発明のガスセンサ１の先端部の模式的な断面図および展開図である。上記ガスセンサ１は、図の下端側に、第一の固体電解質２（以下、固体電解質２と略称する）と一対の電極２１、２２からなる第一の酸素ポンプ部たる第一の酸素ポンプセルＡを有し、その上方に、第一の中空部３１を形成するスペーサ３、各セルを過熱するためのヒータ８、空間４１を形成するスペーサ４、第三の固体電解質５（以下、固体電解質５と略称する）と一対の電極５１、５２からなるガス検知部としてのＮＯｘ検知セルＣ、第二の中空部６１を形成するスペーサ６、第二の固体電解質７（以下、固体電解質７と略称する）と一対の電極７１、７２からなる第二の酸素ポンプ部たる第二の酸素ポンプセルＢ、を順に積層して構成される。
【００１９】
上記第一の酸素ポンプセルＡは、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのもので、シート状に成形した酸素イオン導電性の固体電解質２と、その上下面の対向位置に、スクリーン印刷等により形成した一対の電極２１、２２からなる。酸素イオン導電性の固体電解質２としては、例えばイットリア添加ジルコニア等が用いられる。上記一対の電極２１、２２のうち、下方の電極２１は、被測定ガス存在空間、すなわち図３における排気カバーＨ１内空間に露出している。この電極２１としては、例えば多孔質Ｐｔ電極が用いられる。
【００２０】
上記一対の電極２１、２２のうち、上方の電極２２は、その上方のアルミナ等よりなるスペーサ３に設けた抜き穴３ａ（図２）にて形成される、第一の中空部３１（図１）に露出するように形成してある。この電極２２は、ＮＯｘの還元・分解に対しては不活性であるが、Ｏ₂の還元・分解に対しては活性であるように、電極活性を調整する。これにより、ＮＯｘ濃度の影響を受けることなく、排気ガス中の酸素濃度を測定することができる。また、電極２２は、排気ガス中の未燃分、例えばＨ₂等とＮＯｘの反応による検出精度の低下を防止するために、これらガスの酸化に対して活性であることが望ましい。このような電極には、ＰｔにＡｕを１〜５重量％程度添加した多孔質電極が好適に用いられ、Ｐｔ粉末とＡｕ粉末を混合する、あるいはＰｔとＡｕを合金化する等の方法により調製することができる。
【００２１】
上記固定電解質２、上記一対の電極２１、２２を貫通して、所定の大きさの第一の拡散抵抗手段たる第一のピンホール２３（以下、ピンホール２３と略称する）が形成されている。このピンホール２３の大きさは、これを通過して上記第一の中空部３１に導入される排気ガスの拡散速度が所定の速度となるように、適宜設定される。また、排気ガス側の上記電極２１およびピンホール２３を被覆して、多孔質アルミナ等よりなる多孔質保護層２４が形成してあり、電極２１の被毒やピンホール２３が排気ガスに含まれるスス等で目詰まりするのを防止している。
【００２２】
上記固体電解質２の上下表面には、図２のように、上記一対の電極２１、２２から電気信号を取り出すためのリード２１ａ、２２ａが形成されている。なお、上記固体電解質２の電極形成部以外、特にリード形成部においては、固体電解質２とリード２１ａ、２２ａの間にアルミナ等の絶縁層を介在させるのがよい。
【００２３】
上記第二の酸素ポンプセルＢは、第二の中空部６１（図１）内の酸素濃度を所定濃度に保つためのもので、ジルコニア等よりなるシート状の固体電解質７と、その上下面の対向位置にスクリーン印刷等により形成した一対の電極７１、７２からなる。第二の中空部６１は、アルミナ等のスペーサ６に設けた抜き穴６ａ（図２）にて形成され、上記第一の中空部３１とは独立した空間となっている。上記一対の電極７１、７２のうち、上方の電極７１は、例えば、多孔質Ｐｔ電極よりなり、排気ガスが存在する排気カバーＨ１内空間（図３）に露出している。
【００２４】
上記一対の電極７１、７２のうち、下方の電極７２は、上記第二の中空部６１に露出するように形成される。上記電極７２としては、上記第一の酸素ポンプセルＡの電極２２と同様の電極活性を有するものを用いることが望ましい。具体的には、ＮＯｘの還元に対して不活性であり、Ｏ₂の還元に対しては活性であるような電極、例えばＰｔにＡｕを１〜５重量％程度添加した多孔質電極が好適に用いられる。
【００２５】
上記固体電解質７、上記一対の電極７１、７２を貫通して、所定の大きさの第二の拡散抵抗手段たる第二のピンホール７３（以下、ピンホール７３と略称する）が形成してある。このピンホ−ルの大きさは、通常、上記第一の酸素ポンプセルＡのピンホール２３と同じ大きさに形成され、上記第二の中空部６１に、上記第一の中空部３１と同じ拡散抵抗で排気ガスが導入されるようにすることが望ましい。また、排気ガス側の上記電極７１およびピンホール７３を被覆して、同様に、多孔質アルミナ等よりなる多孔質保護層７４が形成してある。
【００２６】
上記固体電解質７の上下表面には、一対の電極７１、７２間に所定の電流を流すためのリード７１ａ、７２ａが形成されている。この場合も、上記固体電解質７の電極形成部以外、特にリード形成部において、固体電解質７とリード７１ａ、７２ａの間にアルミナ等の絶縁層を介在させるのがよい。
【００２７】
ＮＯｘ検知セルＣは、ＮＯｘの還元分解により生じる酸素量からＮＯｘ濃度を検出するもので、ジルコニア等よりなるシート状の固体電解質５と、その上下面の対向位置にスクリーン印刷等により形成した一対の電極５１、５２からなる。この一対の電極５１、５２のうち、上方の電極５１は、ＮＯｘに対し還元活性を有する電極、例えば、多孔質Ｐｔ電極で構成され、上記第二の中空部６１に露出するように形成される。しかして、上記第二の中空部６１内のＮＯｘは、上記電極５１上で還元分解し、酸素と窒素を生成する。
【００２８】
上記一対の電極５１、５２のうち、下方の電極５２は、例えば、多孔質Ｐｔ電極等よりなり、その下方の空間４１（図１）に露出するように形成される。該空間４１は、アルミナ等よりなるスペーサ４に設けた切欠き４ａ（図２）にて形成され、左端開口部より排気カバーＨ１内空間（図３）に通じている。排気ガス側の上記電極５２の表面は、多孔質アルミナ等よりなる多孔質保護層５３で被覆され、電極の被毒を防止している。
【００２９】
上記固体電解質５の上下表面には、一対の電極５１、５２から電気信号を取り出すためのリード５１ａ、５２ａが形成されている。この場合も、上記固体電解質５の電極形成部以外、特にリード形成部において、固体電解質５とリード５１ａ、５２ａの間にアルミナ等の絶縁層を介在させるのがよい。
【００３０】
上記ヒータ８は、アルミナ等からなるヒータシート８２の上面にヒータ電極８１を形成してなる。ヒータ電極８１としては、通常、Ｐｔ電極が用いられ、その上面にはアルミナ等からなる絶縁層８３が形成される。上記ヒータ電極８１にはリード８１ａが接続され、該リード８１ａはヒータシート８２、スペーサ３、固体電解質２に設けたスルーホールを通じて、センサ基部の端子まで接続される。上記各電極のリード部も同様にしてセンサ基部の端子に接続される。
【００３１】
上記構成のガスセンサＳのガス検出原理を図４、５を用いて説明する。ここでは、被測定ガスである排気ガスはリーン状態のみを想定している。上記第一の酸素ポンプセルＡは、排気ガスに含まれる酸素濃度を測定するための限界電流式の酸素濃度センサとして作動する。排気ガスは、ピンホール２３を通り第一の中空部３１に導入される。ここで、上記一対の電極２１、２２に、排気ガス側の上記電極２１が＋極となるようにして所定の電圧を加えると、上記第一の中空部３１側の上記電極２２上で酸素が還元されて酸素イオンとなり、ポンピング作用により上記電極２１側に排出される。
【００３２】
この時、第一の酸素ポンプセルＡに加える電圧と流れる電流の関係を図４に示す。第一の酸素ポンプセルＡに加える電圧は、一対の電極２１、２２間を流れる電流がピンホール２３で酸素の拡散が律速となるような値、すなわち限界電流となるように設定する。これを図４にＶ_lで示す。この電圧は一定でもよいが、広い酸素濃度領域で作動させる場合には、酸素濃度に応じて電圧を変化させることも可能である。ここで、上記第一の中空部３１側の上記電極２２は、ＮＯｘに対して不活性としてあるので、上記第一の中空部３１内でＮＯｘの還元による酸素は生成しない。従って、第一の酸素ポンプセルＡには、ＮＯｘ濃度によらない、被測定ガス中の酸素濃度に比例した電流Ｉ_lが流れる。なお、正確には、電流Ｉ_lは、上記電極２２上でＨ₂等の未燃ガスと酸素が反応した後に残る酸素濃度に応じたものとなる。
【００３３】
次に、上記第二の酸素ポンプセルＢに、上記第一の酸素ポンプセルＡに流れる酸素電流Ｉ_lと同じか所定の値だけ小さい電流を流す。上記ピンホール２３とピンホール７３は、同一の拡散抵抗に設定してあるので、上記第二の酸素ポンプセルＢに流す電流を電流Ｉ_lと同じにすれば、上記第二の中空部６１内の酸素濃度は実質的に０となる。あるいは電流Ｉ_lより所定の値だけ小さく設定すれば、上記第二の中空部６１内に一定量の酸素を残すことができる。いずれの場合も第二の中空部６１内の酸素量は、外部の排気ガス中の酸素濃度とは無関係に一定となる。
【００３４】
上記ＮＯｘ検知セルＣでは、上記第二の中空部６１に面した電極５１がＮＯｘに対して還元活性であるので、排気ガス側の電極５２が＋極となるようにして、一対の電極５１、５２間の電圧を所定値に制御する。すると、上記電極５１上でＮＯｘが分解し、ＮＯｘ分子内の酸素原子による酸素イオン電流が一対の電極５１、５２間を流れる。上記第二の酸素ポンプセルＢにより、第二の中空部６１内の酸素濃度は一定の低濃度に制御されているので、上記ＮＯｘ検知セルＣを流れる酸素イオン電流値を測定することにより、排気ガス中に含まれるＮＯｘの濃度を検出することができる。
【００３５】
ここで、ピンホール２３とピンホール７３の拡散抵抗の大きさに差があると、第一の酸素ポンプセルＡと第二の酸素ポンプセルＢとで酸素の限界電流の値に差が生じ、第二の中空部６１内の酸素量を所定の値に制御することができず誤差要因となる。この場合には、ピンホール２３とピンホール７３の拡散抵抗の大きさの差を予め求めておき、第二の酸素ポンプセルＢに流す電流を補正することで、より精度が向上する。
【００３６】
以上のように、本発明によれば、排気ガス中の酸素濃度変化等の影響をうけることなく、ＮＯｘ濃度を精度よく測定することができる。本発明のガスセンサによるＮＯｘの感度は図５に示すようになり、ＮＯｘ濃度に比例したセンサ出力が得られる。また、本発明のガスセンサは、測定に際し、基準酸素濃度ガスとしての大気を導入する必要がないので、センサ内に大気を導入するための通路を設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００３７】
上記実施の形態では、本発明をＮＯｘ濃度を測定するガスセンサに適用した例について説明したが、本発明の用途は必ずしもこれに限るものではなく、還元分解して酸素を放出するガスであれば、いずれにも適用することができ、同様の効果が得られる。
【００３８】
上記実施の形態において、第一の中空部３１および第二の中空部６１へ被測定ガスを導入するための手段は、拡散性（酸素濃度差に速度が依存）であればよく、ピンホール２３、７３に代えて多孔質層を用いてもよい。また、各電極の形成方法としては、スクリーン印刷以外にも、メッキ、蒸着等の通常の薄膜形成技術を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態を示すガスセンサの要部断面図である。
【図２】図２は第１の実施の形態のガスセンサの展開図である。
【図３】図３は第１の実施の形態のガスセンサを含むガス検出装置の全体断面図である。
【図４】図４は本発明の作動原理を説明するためのＶ−Ｉ特性図である。
【図５】図５は第１の実施の形態のガスセンサの出力特性図である。
【図６】図６は従来のガスセンサの要部断面図である。
【符号の説明】
Ａ第一の酸素ポンプセル（第一の酸素ポンプ部）
Ｂ第二の酸素ポンプセル（第二の酸素ポンプ部）
ＣＮＯｘ検知セル（ガス検知部）
１ガスセンサ
２固体電解質
２１、２２一対の電極
２３ピンホール（拡散抵抗手段）
２４多孔質保護層
３スペーサ
３１第一の中空部
４スペーサ
４１空間
５固体電解質
５１、５２一対の電極
５３多孔質保護層
６スペーサ
６１第二の中空部
７固体電解質
７１、７２一対の電極
７３ピンホール（拡散抵抗手段）
７４多孔質保護層
８ヒータ

Claims

被測定ガス中の特定ガス成分を還元分解し、その際に発生する酸素量から特定ガス成分濃度を検出するガスセンサであって、
被測定ガスが第一の拡散抵抗手段を介して導入される第一の中空部と、
第一の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方の電極が上記第一の中空部に、他方の電極が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配し、この一対の電極に所定の電圧を印加したときに両電極間を流れる被測定ガス中の酸素濃度を測定する第一の酸素ポンプ部と、
被測定ガスが第二の拡散抵抗手段を介して導入される第二の中空部と、
第二の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方の電極が上記第二の中空部に、他方の電極が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配し、この一対の電極間に、上記第一の酸素ポンプ部に流れる電流値から求められる所定の電流を流して、上記第二の中空内部の酸素濃度を所定値に制御する第二の酸素ポンプ部と、
第三の酸素イオン導電性の固体電解質の相対向する表面に一対の電極を設けて、その一方の電極が上記第二の中空部に、他方の電極が外部の被測定ガス存在空間に露出するように配するとともに、上記第二の中空部に露出する上記一方の電極を上記特定ガス成分に対して還元活性な電極で構成し、上記一対の電極間に所定の電圧を印加したときに、上記特定ガスの成分の還元により生成する酸素に基づいて両電極間を流れる電流値から被測定ガス中の特定ガス成分濃度を測定するガス検知部とを備え、
上記ガス検知部は、上記第一の酸素ポンプ部と上記第二の酸素ポンプ部との間に、絶縁部材ないし空間部を介して、狭持されることを特徴とするガスセンサ。
上記第一の酸素ポンプ部の一対の電極に、上記第一の中空部から酸素を排出するように所定の電圧を印加し、この時に流れる電流と同じか所定の値だけ小さい電流を、上記第二の中空部から酸素を排出するように上記第二の酸素ポンプ部の一対の電極に流して、上記第二の中空部の酸素濃度を所定の濃度に制御する請求項１記載のガスセンサ。
上記第一の中空部に露出する上記第一の酸素ポンプ部の一方の電極、および上記第二の中空部に露出する上記第二の酸素ポンプ部の一方の電極を、上記特定ガス成分に対して不活性な電極で構成した請求項２記載のガスセンサ。
上記特定ガス成分が窒素酸化物であり、上記第二の中空部に露出する上記ガス検知部の一方の電極を、窒素酸化物に対して還元活性な電極で構成して、窒素酸化物の還元によって生成する酸素に基づいて上記一対の電極間を流れる酸素イオン電流から窒素酸化物濃度を検出する請求項３記載のガスセンサ。
上記第一の中空部の上記第一の拡散抵抗手段と、上記第二の中空部の上記第二の拡散抵抗手段とで、拡散抵抗の大きさが同等となるようにした請求項１ないし４のいずれか記載のガスセンサ。