JP7068943B2 - 亜酸化窒素濃度検出装置 - Google Patents
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Description
第1電極(23)と、
酸素イオン導電性を有する電解質(22)と、
前記電解質を介して前記第1電極に接続された第2電極(24)と、
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加する電圧印加部(31,32,33)と、
前記電解質を加熱するヒータ(25)と、
前記第1電極と前記第2電極との間に流れる電流を検出する電流検出部(40)と、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御する制御ユニット(50)と、
を備える亜酸化窒素濃度検出装置(10)であって、
前記制御ユニットは、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、一酸化窒素が電気分解し亜酸化窒素が電気分解しない第1状態にする第1制御部と、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、一酸化窒素及び亜酸化窒素が電気分解する第2状態にする第2制御部と、
前記第1状態において前記電流検出部により検出された第1電流に基づいて、前記第2状態において一酸化窒素の電気分解に起因して前記第1電極と前記第2電極との間に流れる推定電流を推定する推定部と、
前記第2状態において前記電流検出部により検出された第2電流から、前記推定部により推定された前記推定電流を引いた第3電流に基づいて、亜酸化窒素濃度を算出する算出部と、
を備える。
そして、O^2-が固体電解質22中を移動することにより、素子電流が流れる。素子温度が350~450℃の範囲では、素子温度の上昇に伴って、素子電流が徐々に大きくなっている。素子温度が450℃よりも高くなると、亜酸化窒素が熱分解し始める。このため、素子電流が急激に増加している。素子温度が450℃よりも高い範囲では、亜酸化窒素の熱分解に起因する素子電流、すなわち亜酸化窒素の電気分解に起因しない電流により、素子電流が増加している。
図4は、340℃での亜酸化窒素の印加電圧と素子電流との関係を示すグラフである。図5は、図4のA1部を拡大して示すグラフである。ここでは、亜酸化窒素の濃度が250ppmである場合について示している。
Claims (8)
- 第1電極(23)と、
酸素イオン導電性を有する電解質(22)と、
前記電解質を介して前記第1電極に接続された第2電極(24)と、
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加する電圧印加部(31,32,33)と、
前記電解質を加熱するヒータ(25)と、
前記第1電極と前記第2電極との間に流れる電流を検出する電流検出部(40)と、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御する制御ユニット(50)と、
を備える亜酸化窒素濃度検出装置(10)であって、
前記制御ユニットは、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、一酸化窒素が電気分解し亜酸化窒素が電気分解しない第1状態にする第1制御部と、
前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、一酸化窒素及び亜酸化窒素が電気分解する第2状態にする第2制御部と、
前記第1状態において前記電流検出部により検出された第1電流に基づいて、前記第2状態において一酸化窒素の電気分解に起因して前記第1電極と前記第2電極との間に流れる推定電流を推定する推定部と、
前記第2状態において前記電流検出部により検出された第2電流から、前記推定部により推定された前記推定電流を引いた第3電流に基づいて、亜酸化窒素濃度を算出する算出部と、
を備える、亜酸化窒素濃度検出装置。 - 前記第1制御部は、前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、前記電解質の温度を第1温度にし、前記第1電極と前記第2電極との間に第1電圧を印加させることで前記第1状態にし、
前記第2制御部は、前記電圧印加部及び前記ヒータを制御して、前記電解質の温度を前記第1温度にし、前記第1電極と前記第2電極との間に前記第1電圧よりも高い第2電圧を印加させることで前記第2状態にする、請求項1に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。 - 前記第1温度は、350~450℃の範囲内で設定されている、請求項2に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。
- 前記第1温度は400℃に設定されており、
前記第1電圧は、0.15~0.26Vの範囲内で設定されている、請求項2又は3に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。 - 前記第1温度は400℃に設定されており、
前記第2電圧は、0.26~0.80Vの範囲内で設定されている、請求項2~4のいずれか1項に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。 - 前記推定部は、一酸化窒素の濃度と、前記第1状態において一酸化窒素の電気分解に起因して前記第1電極と前記第2電極との間に流れる電流と、前記第2状態において一酸化窒素の電気分解に起因して前記第1電極と前記第2電極との間に流れる電流と、の予め設定された関係である第1関係と、前記第1状態において前記電流検出部により検出された前記第1電流と、に基づいて、前記推定電流を推定する、請求項1~5のいずれか1項に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。
- 前記算出部は、亜酸化窒素の濃度と、前記第2状態において亜酸化窒素の電気分解に起因して前記第1電極と前記第2電極との間に流れる電流と、の予め設定された関係である第2関係と、前記第3電流と、に基づいて、亜酸化窒素濃度を算出する、請求項1~6のいずれか1項に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。
- 前記電解質は安定化ジルコニアで形成されており、前記第1電極は白金で形成されており、前記第2電極は前記安定化ジルコニアを含んでいる、請求項1~7のいずれか1項に記載の亜酸化窒素濃度検出装置。
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Title |
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清水 陽一 外4名,酸化物電極と固体電解質を用いた全固体型NOxセンサの応答特性,日本化学会講演予稿集,2005年,85,1,p.468 |
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