JP6720851B2 - ガスセンサ素子およびガスセンサユニット - Google Patents
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Description
酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(70)を備え、固体電解質体を伝導する酸素イオンの量に基づいて被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサ素子であって、
被測定ガスが導入される測定ガス室(10)と、
固体電解質体上に設けられた一対の電極(41、80)を有し、それら一対の電極の一方が、ポンプ電極(41)として、前記測定ガス室に設けられたポンプセル(40)と、
被測定ガスの導入においてポンプセルよりも下流側に位置し、固体電解質体上に設けられた一対の電極(21、80)を有し、それら一対の電極の一方が、センサ電極(21)として、特定ガスの濃度を検出するために固体電解質体上におけるポンプ電極と同一面に設けられて特定ガスを還元する貴金属を含んで構成されたセンサセル(20)と、
ポンプセルに電圧を印加して、測定ガス室における被測定ガス中の酸素の濃度を調整するポンプセル制御部(50)と、を備え、
ポンプセル制御部は、ガス濃度の検出を行う前のセンサ始動時において、センサ電極に吸蔵された酸素を除去するために、ポンプセルに除去用電圧(V2)を印加して、測定ガス室内に存在する物質を分解して還元ガスを発生させるものであり、
センサ電極は、貴金属からなる複数の貴金属領域(PM)と、複数の貴金属領域との間に界面を生じるように分布する電解質領域(SE)とを有するとともに、センサ電極の電極表面(S)から伸び、貴金属領域に達する開気孔(H)を有する。
最初に、図1〜図4を参照して、本実施形態に係るガスセンサ素子およびガスセンサユニットの概略構成について説明する。
上記した実施形態では、ガスセンサ素子100がモニタセル30を有する構成について説明したが、被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するという観点において、モニタセル30は必須な構成ではない。ただし、ポンプセル40により酸素濃度が調整された後のガス中における酸素濃度を正しく検出し、センサセル20の出力に対してバックグラウンドの補正を行うという点ではモニタセル30を有していることは好ましい。
Claims (5)
- 酸素イオン伝導性を有する固体電解質体(70)を備え、前記固体電解質体を伝導する酸素イオンの量に基づいて被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するガスセンサ素子であって、
前記被測定ガスが導入される測定ガス室(10)と、
前記固体電解質体上に設けられた一対の電極(41、80)を有し、それら一対の電極の一方が、ポンプ電極(41)として、前記測定ガス室に設けられたポンプセル(40)と、
前記被測定ガスの導入において前記ポンプセルよりも下流側に位置し、前記固体電解質体上に設けられた一対の電極(21、80)を有し、それら一対の電極の一方が、センサ電極(21)として、前記特定ガスの濃度を検出するために前記固体電解質体上における前記ポンプ電極と同一面に設けられて前記特定ガスを還元する貴金属を含んで構成されたセンサセル(20)と、
前記ポンプセルに電圧を印加して、前記測定ガス室における前記被測定ガス中の酸素の濃度を調整するポンプセル制御部(50)と、を備え、
前記ポンプセル制御部は、ガス濃度の検出を行う前のセンサ始動時において、前記センサ電極に吸蔵された酸素を除去するために、前記ポンプセルに除去用電圧(V2)を印加して、前記測定ガス室内に存在する物質を分解して還元ガスを発生させるものであり、
前記センサ電極は、前記貴金属からなる複数の貴金属領域(PM)と、複数の前記貴金属領域との間に界面を生じるように分布する電解質領域(SE)とを有するとともに、前記センサ電極の電極表面(S)から伸び、前記貴金属領域に達する開気孔(H)を有するガスセンサ素子。 - 前記センサ電極の前記電極表面に直交する断面であって前記電極表面に沿う方向に少なくとも30μm以上の断面を切り出したとき、
前記センサ電極全体に占める前記開気孔の面積が、2%以上、且つ、15%以下である、請求項1に記載のガスセンサ素子。 - 前記貴金属は白金とロジウムとを少なくとも含有する、請求項1または請求項2に記載のガスセンサ素子。
- 前記貴金属に含まれるロジウムは、白金とロジウムとの合計質量に対する質量パーセントにして、30%以上、且つ、80%以下である、請求項3に記載のガスセンサ素子。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスセンサ素子(100,200)と、
前記ガスセンサ素子を内部に保持しているセンサハウジング(101)と、
前記センサハウジングに固定されて前記ガスセンサ素子のうち前記被測定ガスの導入方向における上流側素子端部(100a)を覆っており、前記被測定ガスを当該上流側素子端部(100b)へ導入する素子カバー(103)と、
前記ポンプ電極および前記センサ電極への印加電圧を制御するセンサ制御回路(106)と、を含んで構成されるガスセンサユニット。
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