JPH09292363A

JPH09292363A - ガスセンサ

Info

Publication number: JPH09292363A
Application number: JP8129075A
Authority: JP
Inventors: Keigo Mizutani; 圭吾水谷; Hisayoshi Ota; 久喜太田; Tasuke Makino; 太輔牧野; Kanehito Nakamura; 兼仁中村
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定ガス中の酸素等の雑ガスの影響が小さ
く、精度良い検出ができるとともに、構造が簡単で低コ
ストな固体電解質式のガスセンサを提供する。【解決手段】平板状のジルコニア固体電解質５の上面
に形成した炭化水素に対し酸化活性な第１の測定電極２
１を第１の内部空間Ａに、下面に形成した第１の基準電
極２２を大気通路Ｃに露出して第１のポンプセル２と
し、固体電解質５の上面の他の位置に形成した炭化水素
に対し酸化不活性な第２の測定電極３１を第２の内部空
間Ｂに、下面の他の位置に形成した第２の基準電極３２
を大気通路Ｃに露出して第２のポンプセル３とする。第
１および第２の内部空間Ａ、Ｂにはそれぞれ連通孔１
３、１４を介して外部より排気ガスが導入される。第１
および第２のポンプセル２、３に所定の同電圧を印加す
ると、内部空間Ａでは第１の測定電極２１上で炭化水素
が酸化され、内部空間Ｂでは第２の測定電極３１上で炭
化水素が酸化されないため、第１および第２のポンプセ
ル２、３に流れる電流に差を生じ、これを基に炭化水素
濃度を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素を含む被測定
ガス中の特定成分濃度を測定するガスセンサに関し、特
に、内燃機関の排気ガス中の炭化水素の検出に適したガ
スセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関より排出される有害成分（Ｈ
Ｃ、ＣＯ、ＮＯｘ）を低減する技術として、従来より、
三元触媒を用いたシステムが知られ、混合気の空燃比を
理論空燃比付近に制御することで、排気中の上記有害成
分を同時に浄化することができる。この三元触媒が有効
に機能しているかどうかを知るには、例えば、三元触媒
の上流および下流に酸素センサを配置し、これら酸素セ
ンサの出力信号を比較する方式があり、酸素濃度から三
元触媒の劣化を間接的に検知している。

【０００３】ところが、近年、有害成分の排出に対する
規制が強化される傾向にあり、三元触媒の劣化診断にお
いても、その確度を向上させる必要が生じている。この
場合、上記方式における触媒下流の酸素センサの信号に
極めて高い検出精度が要求されるが、従来の酸素センサ
でこの要求精度を満足させることは難しく、触媒の劣化
を間接的に検知する上記方式では対応に限界があった。

【０００４】この問題を解決する手段としては、例え
ば、三元触媒の下流に、排気中の炭化水素（ＨＣ）濃度
を直接検出するガスセンサを配置し、この検出結果に基
づいて触媒の劣化を検知する方法が考えられる。このよ
うな用途に用いられるガスセンサとしては、半導体式ガ
スセンサ（例えば、特表平７−５０４０３９号公報等）
や、固体電解質式のガスセンサ（例えば、特開平５−３
２２８４４号公報等）が知られている。

【０００５】半導体式ガスセンサは、例えば、Ｔｉ
Ｏ₂、ＳｎＯ₂等の酸化物半導体を用いたもので、各種
ガスの半導体表面への吸着による半導体の抵抗値変化を
利用している。しかしながら、半導体式ガスセンサは、
原理的にガス選択性がなく、検出成分以外の雑ガスの影
響を受けやすい。特に、酸化物半導体は酸素濃度によっ
て大きく抵抗が変化するため、酸素濃度が変動する排気
ガス中で使用することは困難である。この点につき、特
開平７−１６７８３３号公報では、測定室内に高酸素濃
度の基準ガスを拡散によって導入し、酸素濃度を一定に
保持しようとしているが、排気ガス中の酸素濃度の変動
が大きいため、酸素濃度依存性を完全になくすことは難
しい。また、長時間使用すると排気ガス中の被毒物質に
よって劣化し、特性が低下するおそれがあった。

【０００６】一方、固体電解質式ガスセンサは、排気ガ
ス中で安定なジルコニア固体電解質の酸素イオン導電性
を利用した公知の酸素センサを応用したもので、同一の
ガス中において異なった出力を示す複数の酸素センサを
用いて、被検出成分の濃度を検出するものが知られてい
る。

【０００７】例えば、特開平５−３２２８４４号公報の
方法では、図６に示すように、管状に成形した固体電解
質６１、６２の外側に検出電極６３、６４を、内側に基
準電極６５、６６を配した公知の酸素センサ構造の２つ
のセンサ部６Ａ、６Ｂを設けて、これらセンサ部６Ａ、
６Ｂを電気的に接続している。そして、検出電極６３、
６４に被検出ガスに対する反応性の異なる物質を担持し
て、これら検出電極６３、６４上の酸素濃度を変え、各
センサ部６Ａ、６Ｂの電極間に発生する起電力の差から
被検出ガス濃度を検出するようになしている。

【０００８】また、特開平４−３５９１４３号公報に
は、図７に示すように、固体電解質部材内に大気室Ｄと
被測定ガス室Ｅ、Ｆを形成して、大気室Ｄと被測定ガス
室Ｅにそれぞれ面する電極７３、７４を有する酸素セン
サ部７Ａと、大気室Ｄと被測定ガス室Ｆにそれぞれ面す
る電極７７、７８を有する酸素センサ部７Ｂを設け、被
測定ガス室Ｅ壁に窒素酸化物分解触媒７９を配して、酸
素センサ部７Ａの電極７３に達する酸素濃度と、酸素セ
ンサ部７Ｂの電極７７に達する酸素濃度を変えるように
したＮＯｘセンサが開示されている。

【０００９】ここで、酸素センサ部７Ａには、被測定ガ
ス室Ｅ内の酸素量を制御するための酸素ポンプ部を構成
する電極７１、７２を、酸素センサ部７Ｂには、被測定
ガス室Ｆ内の酸素量を制御するための酸素ポンプ部を構
成する電極７５、７６をそれぞれ設けている。そして、
電極７３、７４間、電極７７、７８間の電圧が設定値と
なるように、各酸素ポンプ部の電流を制御し、その制御
電流の差からＮＯｘの濃度を検出するようになしてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように起電力差によって検出する構成では、被測定ガス
中の酸素分圧の影響が大きく、酸素分圧に応じて出力を
補正する等の必要が生じる。また、被測定ガス中の酸素
分圧が高い領域では基準ガスとの酸素濃度差が小さいた
め、出力が十分大きくならないという問題がある。さら
に、複数のセンサを組み合わせた構成であるため、装置
の大型化、製作コストの上昇につながるという不具合が
ある。

【００１１】一方、後者のセンサでは、酸素ポンプ部の
制御電流差を検出しているため、起電力差を検出する場
合の上記問題は生じない。しかしながら、酸素センサ部
７Ａ、７Ｂのそれぞれに酸素ポンプ部を設けているた
め、１つのセンサ中に４つのセルを設ける必要があり、
構造が複雑となる。また、窒素酸化物分解触媒７９が被
測定ガス室Ｅ壁の一部分にしか配置されていないため、
被測定ガス室Ｅに導入される窒素酸化物の全部を触媒７
９と接触させることは難しく、被測定ガス室Ｅ内の酸素
濃度が不均一となって、検出精度が低下するおそれがあ
る。

【００１２】しかして、本発明の目的は、被測定ガス中
の酸素等の雑ガスの影響が小さく、精度良い検出ができ
るとともに、構造が簡単で低コストな固体電解質式のガ
スセンサを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１のガスセンサは、平板状の酸素イ
オン導電性固体電解質の表面に形成した一対の電極を有
し、該一対の電極のうち一方を第１の測定電極として被
測定ガスが存在する外部空間と拡散抵抗手段を介して連
通する第１の内部空間に露出し、他方を第１の基準電極
として基準酸素濃度ガスの存在する基準酸素濃度ガス室
に露出した第１の検出部と、平板状の酸素イオン導電性
固体電解質の表面に形成した一対の電極を有し、該一対
の電極のうち一方を第２の測定電極として上記第１の内
部空間と隔壁にて隔てられ上記外部空間と拡散抵抗手段
を介して連通する第２の内部空間に露出し、他方を第２
の基準電極として上記基準酸素濃度ガス室に露出した第
２の検出部を備えている。そして、上記第１の測定電極
と上記第２の測定電極を、被測定ガス中の被検出成分に
対する酸化活性の異なる材料で構成している。

【００１４】上記構成において、上記第１の測定電極は
第１の内部空間に、上記第２の測定電極は第２の内部空
間に露出している。これら第１および第２の内部空間に
はいずれも拡散抵抗手段を介して被測定ガスが導入され
るが、第１および第２の測定電極は、被検出成分に対す
る酸化活性が異なるので、これら第１および第２の内部
空間内の酸素濃度に差が生じる。ここで、上記第１およ
び第２の検出部に所定の同電圧を印加すると、各検出部
を流れる電流に差が生じる。この出力電流の差は被測定
ガス中の被検出成分濃度に依存し、従ってこれに基づい
て被検出成分濃度を検出することができる。

【００１５】このように、本発明のガスセンサは出力電
流差に基づいて被検出成分の濃度を測定するため、被測
定ガス中の酸素等の影響を少なくできる。また、電極に
酸化作用を持たせており、電極に達した被検出成分は確
実に酸化されるため、検出精度が向上する。また、セン
サ構造が簡単で製造が容易であり、コストの低減が可能
である。

【００１６】より具体的には、上記第１の測定電極を炭
化水素に対して酸化活性な材料で構成し、上記第２の測
定電極を炭化水素に対して酸化不活性な材料で構成する
ことで、被測定ガス中の炭化水素濃度を検出することが
できる（請求項２）。

【００１７】また、上記拡散抵抗手段は、具体的には、
上記内部空間と上記外部空間とを連通する連通孔または
多孔質層で構成することができる（請求項３）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガスセンサを、排
気ガス中の炭化水素検出装置に適用した例について説明
する。図３は炭化水素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が収容されている。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内に収容され
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。

【００１９】上記ハウジングＨの上端には、筒状のメイ
ンカバーＨ２１とその後端部を被うサブカバーＨ２２と
からなる大気カバーＨ２が固定されている。これらメイ
ンカバーＨ２１およびサブカバーＨ２２は、その側壁の
対向位置に大気口Ｈ２３、Ｈ２４をそれぞれ有して、こ
れら大気口Ｈ２３、Ｈ２４より基準酸素濃度ガスである
大気を大気カバーＨ２内に取り込むようになしてある。
また、上記大気口Ｈ２３、Ｈ２４の形成位置において、
上記メインカバーＨ２１とサブカバーＨ２２の間に、防
水のために溌水性のフィルタＨ２５を配設してある。

【００２０】上記大気カバーＨ２は上端が開口してお
り、上記ガスセンサ１の後端部に接続するリード線Ｈ３
が、この上端開口より外部に延びている。

【００２１】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。図において、上
記ガスセンサ１は、第１の検出部たる第１のポンプセル
２と第２の検出部たる第２のポンプセル３とを有し、そ
の下方にヒータ部４を積層して構成される。

【００２２】上記第１のポンプセル２は、平板状のイッ
トリア添加ジルコニア固体電解質５の上面に測定電極２
１を、下面に基準電極２２をそれぞれスクリーン印刷等
により形成してなる。上記測定電極２１は、炭化水素に
対して酸化活性な金属で構成され、例えば白金等が使用
される。上記基準電極２２の材質は特に制限されない
が、通常、白金等が好適に使用される。

【００２３】上記第２のポンプセル３は、上記第１のポ
ンプセル２と共通の酸素イオン導電性固体電解質５の上
下面に、測定電極３１および基準電極３２をそれぞれス
クリーン印刷等により形成してなる。上記測定電極３１
は、炭化水素に対して酸化不活性な金属で構成され、例
えば金等が使用される。上記基準電極３２の材質は特に
制限されないが、通常、白金等が好適に使用される。

【００２４】上記固体電解質５は、ドクターブレード法
等のシート形成法により形成されている。その厚さは、
通常、５０〜３００μｍの範囲とすることができるが、
電気抵抗とシート強度の兼ね合いを考慮すると、１００
〜２００μｍ程度とすることが望ましい。また、電極２
１、２２、３１、３２の厚さは、通常、１〜２０μｍの
範囲とすることができるが、耐熱性、ガス拡散性および
電気抵抗の観点から、５〜１０μｍ程度とすることが望
ましい。

【００２５】上記固体電解質５の上方には、アルミナ等
よりなるスペーサ１１が配設されており、図２に示すよ
うに、該スペーサ１１の、上記ポンプセル２、３の測定
電極２１、３１に対向する位置には、開口部１１１、１
１２がそれぞれ設けてある。しかして、スペーサ１１の
上方にアルミナ等よりなる絶縁板１２を積層することに
より、上記ポンプセル２、３の測定電極２１、３１上方
に、内部空間Ａ、Ｂがそれぞれ形成される（図１）。上
記絶縁板１２には、上記内部空間Ａ、Ｂと被測定ガスが
存在する外部空間、すなわち上記図３の排気カバーＨ１
内空間とをそれぞれ連通する拡散抵抗手段たる連通孔１
３、１４が設けてあり、これら連通孔１３、１４を介し
て、上記内部空間Ａ、Ｂに排気ガスが導入されるように
なしてある。

【００２６】なお、上記内部空間Ａと上記内部空間Ｂと
は隔壁１１３によって隔てられている。また、図のよう
に上記連通孔１３、１４の上面を多孔質アルミナ等の多
孔質体よりなる保護膜１２１で覆うことで、目詰まりに
よる性能劣化を防止できる。

【００２７】上記固体電解質５の下方には、アルミナ等
よりなるスペーサ１５が配設されている。該スペーサ１
５には、上記各ポンプセル２、３の基準電極２１、３１
に対向する位置より右端に至る開口１５１が形成してあ
り、その下方に上記ヒータ部４を積層することにより基
準酸素濃度ガス室たる大気通路Ｃが形成される（図
１）。上記大気通路Ｃは、上記図３の大気カバーＨ２内
空間と連通しており、ここから大気が上記大気通路Ｃ内
に導入されるようになしてある。

【００２８】上記ヒータ部４は、アルミナ等からなる基
板４１と、該基板４１の表面にスクリーン印刷等により
形成したヒータ電極４２と、このヒータ電極４２を覆う
アルミナ等からなる絶縁層４３とから構成される。そし
て、センサ作動時に、上記ポンプセル２、３を加熱し
て、センサの感度を向上させる役割を果たす。

【００２９】本発明の酸素濃度検出素子１を製造する場
合には、まず、固体電解質５の上下面に電極２１、２
２、３１、３２を、ヒータ部４の基板４１にヒータ電極
４２をそれぞれスクリーン印刷する。その後、下から基
板４１、絶縁層４３、スペーサ１５、固体電解質５、ス
ペーサ１１、絶縁板１２の順に積層し、熱圧着して一体
化し、焼成すればよい。

【００３０】上記構成のガスセンサ１のガス検出原理を
図１を用いて説明する。被測定ガスである排気ガスは、
連通孔１３、１４を介して上記内部空間Ａ、Ｂにそれぞ
れ導入され、これら内部空間Ａ、Ｂに面する第１のポン
プセル２の測定電極２１、第２のポンプセル３の測定電
極３１にそれぞれ到達する。一方、第１のポンプセル２
の基準電極２２、第２のポンプセル３の基準電極３２
は、上記大気通路Ｃに面しており、その内部に存在する
基準酸素濃度ガスである大気と接触している。

【００３１】ここで、上記第１のポンプセル２の電極２
１、２２間、および第２のポンプセル３の電極３１、３
２間には、所定の電圧（例えば、大気側電極が正極とな
るように０．４５Ｖ）が印加されており、第１および第
２のポンプセル２、３は上記内部空間Ａ、Ｂに導入され
た排気ガス中の酸素を大気通路Ｃ側へポンピングする。
このとき、ポンピング電流は、連通孔１３、１４により
酸素の拡散が制限されるため、排気ガス中の酸素濃度に
応じた限界電流となる。

【００３２】この時、上記第１のポンプセル２の測定電
極２１と第２のポンプセル３の測定電極３１は炭化水素
に対する酸化活性が異なるため、発生するポンピング電
流に差が生じる。この電流差は炭化水素濃度に応じて変
化するため、これを出力信号とすれば、排気ガス中の炭
化水素濃度を測定することができる。

【００３３】次に、この出力と酸素濃度依存性につい
て、上記図６に示した従来のセンサと比較して説明す
る。上記従来のセンサにおいて、各センサ部６Ａ、６Ｂ
の出力Ｖ6A、Ｖ6Bは以下の通りとなる。Ｖ6A＝（ＲＴ／４Ｆ）・ｌｎ・（ＰO₂(I) ／ＰO₂(II)）・・・（１）Ｖ6B＝（ＲＴ／４Ｆ）・ｌｎ・（ＰO₂(I) ／ＰO₂(III) ）・・・（２）ここで、Ｒ、Ｆ：定数Ｖ6A：センサ６Ａに発生する電圧Ｖ6B：センサ６Ｂに発生する電圧ＰO₂(I) ：基準酸素濃度ガス中のＯ₂分圧ＰO₂(II)：電極６３上のＯ₂分圧ＰO₂(III) ：電極６４上のＯ₂分圧である。

【００３４】被測定ガスである排気ガス中には、Ｈ₂、
ＣＯ、ＨＣ、Ｏ₂が含まれており、上記電極６３（Ｐｔ
＋Ｐｂ）は酸化触媒活性が低いので、Ｈ₂、ＣＯは燃焼
するが、ＨＣは燃焼しない。従って、ＰO₂(II)＝ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２・・・（３）となる。一方、上記電極６４（Ｐｔ＋Ｒｈ）は酸化活性
が高いので、Ｈ₂、ＣＯ、ＨＣが燃焼する。従って、ＰO₂(III) ＝ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２−ａＰHC・・・（４）となる。なお、ＰO₂：被測定ガス中のＯ₂分圧ＰH₂：被測定ガス中のＨ₂分圧ＰCO：被測定ガス中のＣＯ分圧ＰHC：被測定ガス中のＨＣ分圧ａ：ＨＣの組成（平均）によって決まる定数である。

【００３５】よって、これら式（１）〜（４）によりＶ6A＝（ＲＴ／４Ｆ）・ｌｎ・｛ＰO₂(I) ／（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２）｝・・・（５）Ｖ6B＝（ＲＴ／４Ｆ）・ｌｎ・｛ＰO₂(I) ／（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２−ａＰHC）｝・・・（６）となるから、センサ部６Ａとセンサ部６Ｂの出力差は、 ΔＶ＝Ｖ6B−Ｖ6A ＝（ＲＴ／４Ｆ）・ｌｎ・｛（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２）／（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２−ａＰHC）｝・・・（７）となる。すなわち、出力が被測定ガス中のＯ₂分圧、Ｈ
₂分圧、ＣＯ分圧の影響を受けることがわかる。

【００３６】これに対し、本発明の上記ガスセンサで
は、第１のポンプセル２と第２のポンプセル３に流れる
電流は、測定電極２１、３１上の酸素分圧（濃度）に比
例する。測定電極２１は、酸化活性が高いので、Ｈ₂、
ＣＯ、ＨＣが燃焼する。一方、、測定電極３１は、ＨＣ
に対し酸化不活性なので、Ｈ₂、ＣＯは燃焼するが、Ｈ
Ｃは燃焼しない。従って、ＰO₂（測定電極３１）＝ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２・・・（８）ＰO₂（測定電極２１）＝ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２−ａＰHC・・・（９）である。第１および第２のポンプセル２、３に流れる電
流は、Ｉ₂＝Ｋ（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２）・・・（１０）Ｉ₃＝Ｋ（ＰO₂−ＰH₂／２−ＰCO／２−ａＰHC）・・・（１１）となるから、第１および第２のポンプセル２、３の出力
差は、 ΔＩ＝Ｉ₂−Ｉ₃ ＝ａＫＰHC＝Ｋ´ＰHC・・・（１２）となる。すなわち、出力電流は被測定ガス中のＨＣ分圧
（濃度）のみに比例し、他のガスの影響を受けないこと
がわかる。

【００３７】このように、本発明のガスセンサは第１の
ポンプセル２と第２のポンプセル３を流れるポンプ電流
の差を出力としているので、雰囲気中の酸素分圧等、雑
ガスの影響を受けることがない。また、高酸素濃度条件
下においても高い出力が得られ、電極上で検出成分の酸
化を行っているので、精度良い検出が可能である。しか
も、構造が簡単で低コストにできる。

【００３８】図４、５には本発明の第２の実施の形態を
示す。本実施の形態では、上記第１の酸素センサ部２と
第２の酸素センサ部３の固体電解質５を共通としたが、
図のように固体電解質５１の両面に一対の電極２１、２
２を形成して上記第１の酸素センサ部２を、固体電解質
５２の両面に一対の電極３１、３２を形成して上記第２
の酸素センサ部３となし、これらをヒータ部４を挟んで
積層した構成としてももちろんよい。

【００３９】このとき、上方の固体電解質５１上には第
１の内部空間Ａを形成する開口部１６１を有するスペー
サ１６と連通孔１３を有する絶縁板１７が積層される。
また、固体電解質５２下方には第２の内部空間Ｂを形成
する開口部１８１を有するスペーサ１８と連通孔１４を
有する絶縁板１９が積層される。連通孔１３、１４の開
口端は保護膜１７１、１９１でそれぞれ覆われる。上記
構成によっても上記第１の実施の形態と同様の効果が得
られる。

【００４０】なお、本実施の形態において、低酸素濃度
ガス室Ａへの酸素の侵入は拡散性（酸素濃度差に速度が
依存）であればよく、連通孔１３、１４に代えて多孔質
層を用いることでも同様の効果が得られる。

【００４１】上記各実施の形態では、第１のポンプセル
２の測定電極２１を白金で構成し、第２のポンプセル３
の測定電極３１を金で構成したが、これらに特に限定さ
れるものではなく、被検出成分に対し測定電極２１、３
１が酸化活性の異なる材料で構成されていればよい。な
お、これら電極の形成方法はスクリーン印刷に限らず、
メッキ、蒸着等の他の薄膜形成技術を採用してもよい。

【００４２】また、酸素イオン導電性の固体電解質５、
５１、５２としては、イットリア添加ジルコニア固体電
解質以外に、他の成分を添加したジルコニア、あるいは
ジルコニアに代えてセリア、ハフニアといった酸化物よ
りなる固体電解質を用いてもよい。

【００４３】また、スペーサ１１、１５、１６、１８、
絶縁板１２、１７、１９、保護膜１２１、１７１、１９
１、基板４１、絶縁部材４３の材質は、アルミナに限ら
ず、ムライト、ステアタイト等、絶縁性のある材料であ
ればいずれを使用することもできる。

【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
センサの要部拡大断面図である。

【図２】図２は、図１のガスセンサの展開図である。

【図３】図３は、本発明のガスセンサを構成の一部とす
る炭化水素検出装置の全体断面図である。

【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態を示すガス
センサの要部拡大断面図である。

【図５】図５は、図４のガスセンサの展開図である。

【図６】図６は、従来のガスセンサの全体断面図であ
る。

【図７】図７は、従来のガスセンサの全体断面図であ
る。

【符号の説明】

１ガスセンサ１３、１４連通孔（拡散抵抗手段）２第１のポンプセル（第１の検出部）２１第１の測定電極２２第２の基準電極３第２のポンプセル（第２の検出部）３１第２の測定電極３２第２の基準電極４ヒータ部４１基板４２ヒータ電極４３絶縁部材５、５１、５２固体電解質Ａ第１の内部空間Ｂ第２の内部空間Ｃ大気通路（基準酸素濃度ガス室）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野太輔愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者中村兼仁愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の酸素イオン導電性固体電解質の
表面に形成した一対の電極を有し、該一対の電極のうち
一方を第１の測定電極として被測定ガスが存在する外部
空間と拡散抵抗手段を介して連通する第１の内部空間に
露出し、他方を第１の基準電極として基準酸素濃度ガス
の存在する基準酸素濃度ガス室に露出した第１の検出部
と、平板状の酸素イオン導電性固体電解質の表面に形成
した一対の電極を有し、該一対の電極のうち一方を第２
の測定電極として上記第１の内部空間と隔壁にて隔てら
れ上記外部空間と拡散抵抗手段を介して連通する第２の
内部空間に露出し、他方を第２の基準電極として上記基
準酸素濃度ガス室に露出した第２の検出部を設けるとと
もに、上記第１の測定電極と上記第２の測定電極を、被
測定ガス中の被検出成分に対する酸化活性の異なる材料
で構成して、上記第１および第２の検出部に所定の同電
圧を印加したときに各検出部を流れる電流に差を生じさ
せ、この出力電流の差に基づいて被測定ガス中の被検出
成分濃度を検出するようになしたことを特徴とするガス
センサ。
【請求項２】上記第１の測定電極を炭化水素に対して
酸化活性な材料で構成し、上記第２の測定電極を炭化水
素に対して酸化不活性な材料で構成して、被測定ガス中
の炭化水素濃度を検出するようになした請求項１記載の
ガスセンサ。
【請求項３】上記拡散抵抗手段が、上記内部空間と上
記外部空間とを連通する連通孔または多孔質層よりなる
請求項１または２記載のガスセンサ。