JPH11132995A - Nitrogen oxide detector - Google Patents

Nitrogen oxide detector

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JPH11132995A
JPH11132995A JP9309457A JP30945797A JPH11132995A JP H11132995 A JPH11132995 A JP H11132995A JP 9309457 A JP9309457 A JP 9309457A JP 30945797 A JP30945797 A JP 30945797A JP H11132995 A JPH11132995 A JP H11132995A
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JP
Japan
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gas
internal space
detection
solid electrolyte
nox
Prior art date
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Application number
JP9309457A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ono
敬 小野
Unchi Kou
云智 高
Akira Kunimoto
晃 国元
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the concns. of NO and NO2 in a measuring atmosphere by measuring the potential difference based on the concn. of nitrogen oxide of mixed NOx gas of NO and NO2 gases in atmospheric gas by a pair of electrodes and measuring the potential difference based on the concn. of nitrogen oxide converted to single gas such as NO or NO2 gas by a pair of other electrodes. SOLUTION: A detection electrode 1 having activity to nitrogen oxide and oxygen and a reference electrode 3 are formed on one surface of a solid electrolyte substrate 13 having oxygen ion conductivity and a detection electrode 2 not having activity to nitrogen oxide and having activity to oxygen and a reference electrode 4 are formed on the other surface thereof. Then, the potential difference E1 based on the concn. of nitrogen oxide consisting of NO and NO2 gases is measured by a pair of the electrodes 1, 2 and the potential difference E2 based on the concn. of nitrogen oxide converted to NO or NO2 , is measured by a pair of the other electrodes 3, 4. By performing operation by using these potential differences E1 , E2 , the individual concns. of NO and NO2 in a measuring atmosphere can be detected at the same time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は窒素酸化物濃度を検
出する窒素酸化物装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitrogen oxide device for detecting a nitrogen oxide concentration.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車や工業炉等の燃焼機器から排出さ
れるNOxが、地球環境を破壊する汚染ガスの一つとさ
れ、その低減が望まれる。そのため、発生源毎のNOx濃
度の検知、さらにはNOx濃度に基づく燃焼制御等の必要
性が高まっている。自動車やガスエンジンの排気ガス中
のNOx濃度は、NO、NO2等からなる窒素酸化物濃度の和で
あるため、燃焼状態によってNOとNO2の存在比およびそ
れらの総濃度が変化する。総NOx濃度に関しては、排気
ガス排出規制で規定される一方、NOxの組成に関して
は、NOおよびNO2の濃度を個別に知ることでより精緻な
燃焼制御を行える可能性がある。
2. Description of the Related Art NOx emitted from combustion equipment such as automobiles and industrial furnaces is regarded as one of polluting gases that destroy the global environment, and it is desired to reduce it. Therefore, the necessity of detecting the NOx concentration for each generation source, and further controlling the combustion based on the NOx concentration is increasing. NOx concentration in the exhaust gas of an automobile and gas engines, NO, since the sum of the concentration of nitrogen oxides consisting of NO 2 or the like, the presence ratio and the total concentration of the NO and NO 2 varies by the combustion state. For the total NOx concentration, while being defined by the exhaust gas emission regulations, with respect to the composition of NOx, which may perform a more sophisticated combustion control by knowing the concentration of NO and NO 2 to the individual.

【0003】従来、全固体型のNOxセンサの検知方式に
関して、幾つかの提案がなされている。例えば特開平8
−271476号公報に示されるNOxセンサでは、ジル
コニア固体電解質基板内に設けられた第一の缶室内にNO
x被検ガスを導入し、NOx中のNOとNO2の内、NO2のみをNO
化し、第一の缶室に連通する第二の缶室に導入されたNO
を電気化学的に電気分解しそこで生じた酸素イオン電流
を総NOx濃度として検出する方法が提案されている。
Conventionally, several proposals have been made regarding the detection method of an all-solid-state NOx sensor. For example, JP-A-8
In the NOx sensor disclosed in JP-A-271476, NO is contained in a first can chamber provided in a zirconia solid electrolyte substrate.
introducing x test gas, of the NO and NO 2 in NOx, only NO 2 NO
NO introduced into the second canister communicating with the first canister
Is electrochemically electrolyzed and the oxygen ion current generated there is detected as a total NOx concentration.

【0004】また、特開平9−113484号公報では
前述と同様な方法てNOガスに変換した後、第二の缶室で
NOを触媒を用いて酸素と窒素に分解し、その時に生じた
酸素の分圧によりNernst式に従う濃淡起電力を測定し総
NOx濃度として検出する方法が提案されている。これら
は、酸素イオン伝導性のジルコニア固体電解質基板と貴
金属電極を用いた高温作動型のセンサで、排気ガス中に
直接挿入が可能なNOxセンサである。しかしながら、測
定できるNOxガスは総NOx濃度であり、その内訳であるNO
とNO2の存在比は原理的に測定することはできない。す
なわち、燃焼状態の変動等によって排ガスNOx中のNO、N
O2の個々の濃度が変化してもそれを検出することはでき
ない。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-113484, after the gas is converted into NO gas in the same manner as described above, it is
NO is decomposed into oxygen and nitrogen using a catalyst, and the density electromotive force according to the Nernst equation is measured based on the partial pressure of oxygen generated at that time, and the total
A method of detecting NOx concentration has been proposed. These are NOx sensors that are high-temperature operated sensors using an oxygen ion conductive zirconia solid electrolyte substrate and a noble metal electrode, and can be directly inserted into exhaust gas. However, the measurable NOx gas is the total NOx concentration,
And the abundance ratio of NO 2 cannot be measured in principle. That is, NO, N in the exhaust gas NOx due to fluctuations in the combustion state, etc.
Changes in the individual concentrations of O 2 cannot be detected.

【0005】一方、本発明者においても酸素とNOxの同
時存在下で得られる混成電位型の起電力方式のNOxセン
サを提案してきた。特願平8−85419号公報では、
被検NOxガス中のNOをNO2化しNO2ガスの混成電位起電力
として総NOx濃度を測定する方式である。また、特願平
8−165105号公報では逆に、被検NOxガス中のNO2
をNO化しNOガスの混成電位起電力として総NOx濃度を測
定する方式である。これらいずれの方式でも被検NOxガ
ス中のNOとNO2の個々の濃度を同時に検出することはで
きない。
On the other hand, the present inventor has also proposed a mixed potential type electromotive force NOx sensor obtained in the simultaneous presence of oxygen and NOx. In Japanese Patent Application No. 8-85419,
It is a method to measure the total NOx concentration of NO test NOx gas as mixed potential electromotive force of NO 2 turned into NO 2 gas. On the contrary, in Japanese Patent Application No. 8-165105, NO 2
Is converted to NO and the total NOx concentration is measured as a mixed potential electromotive force of NO gas. Neither of these methods can simultaneously detect the individual concentrations of NO and NO 2 in the test NOx gas.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、これまで
提案されている全固体型センサでは、被検ガス中の総NO
x濃度とNO/NO2の存在比率あるいはNO、NO2の個々の濃
度を同時に検出することは困難であった。本発明では、
測定雰囲気中のNO及びNO2の個々の濃度を検出できると
同時に総NOx濃度をも測定できる全固体型NOxセンサを提
供することを目的とするものである。
As described above, in the all solid-state sensor proposed so far, the total NO in the test gas is
It was difficult to simultaneously detect the x concentration and the abundance ratio of NO / NO 2 or the individual concentrations of NO and NO 2 . In the present invention,
It is an object to provide an all-solid-type NOx sensor the individual concentrations of NO and NO 2 in the measurement atmosphere can be measured total NOx concentration at the same time can be detected.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前述のような課題に鑑
み、鋭意的な研究を行った結果、本発明は以下のような
手段を提供することにより課題を解決するものである。
すなわち、本発明の原理として、酸素イオン伝導性を有
する固体電解質基板に固定された、NOとNO2とが混在し
たNOxを検出する第一検知部と、NOとNO2をそのどちらか
一方のガスに変換してNOxを検出する第二検知部とから
なり、前述第一検知部の出力と第二検知部の出力とを、
外部演算手段により算出して、検知対象NOxガス中のNO
及びNO2の個々のガス濃度を同時に測定することを特徴
とする窒素酸化物検出装置を提供するものである。以下
に本発明における具体的な課題解決手段を述べる。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, as a result of intensive research, the present invention solves the problems by providing the following means.
That is, the principles of the present invention, oxygen is fixed to the ion-conducting solid electrolyte substrate having a first detector for detecting the NOx and NO and NO 2 are mixed, NO and NO 2 and one of either one It consists of a second detection unit that converts the gas into gas and detects NOx, and the output of the first detection unit and the output of the second detection unit,
Calculated by the external calculation means, NO in the NOx gas to be detected
And there is provided a nitrogen oxide sensing apparatus characterized by simultaneously measuring the individual gas concentration of NO 2. The specific problem solving means in the present invention will be described below.

【0008】本発明の窒素酸化物センサは、酸素イオン
伝導性を有する固体電解質基板に窒素酸化物及び酸素に
対して活性を有する窒素酸化物検出電極と酸素のみに活
性を有する参照電極を、少なくとも2対以上形成させた
センサ構造であって、1対の電極で雰囲気ガス中のNOと
NO2ガスの混合NOxガスよりなる窒素酸化物の濃度に基づ
く電位差を測定し、もう一対の電極で、NO或いはNO2
スに単ガス変換された窒素酸化物の濃度に基づく電位差
を測定し、変換前後の電位差により雰囲気ガス中の総NO
x濃度を検知するとともにNO及びNO2の存在比率、あるい
はそれら個々の濃度を検出することを特徴とする。ここ
において、検知電極と参照電極からなる検知部は3対以
上あっても構わない。例えば、被検ガス中の第三の検知
対象ガスを同時検出する場合等は、3対以上の複数検出
部が必要となるからである。
In the nitrogen oxide sensor of the present invention, a solid oxide substrate having oxygen ion conductivity is provided with at least a nitrogen oxide detection electrode having activity for nitrogen oxide and oxygen and a reference electrode having activity only for oxygen. A sensor structure in which two or more pairs are formed.
NO 2 and measuring the potential difference based on the concentration of the nitrogen oxides consisting of a mixture NOx gas in the gas, the other pair of electrodes, and measuring the potential difference based on the concentration of a single gas converted nitrogen oxides to NO or NO 2 gas, Total NO in atmospheric gas due to potential difference before and after conversion
It is characterized by detecting the x concentration and detecting the abundance ratios of NO and NO 2 or their respective concentrations. In this case, there may be three or more pairs of the detection unit including the detection electrode and the reference electrode. This is because, for example, when simultaneously detecting the third detection target gas in the test gas, three or more pairs of plural detection units are required.

【0009】より具体的なセンサ構成、即ち窒素酸化物
検出装置の構成としては、以下に示されるもので提供さ
れる。即ち、酸素イオン伝導性を有する固体電解質基板
に固定されたNOxおよび酸素に対して活性を有する第1
検知電極(1)と、酸素に活性でNOxに対して不活性な
第1参照電極(3)とからなり、且つNOとNO2に対して
逆向きの出力特性を有する第一検知部と、前記第一検知
部と同様な出力特性を有する第2検知電極(2)と第2
参照電極(4)とからなる第二検知部と、前記第一検知
部及び第二検知部の起電力を演算する手段を用いてなる
構成であって、主としてNOとNO2からなる検知対象NOxガ
スをそのガス組成を変化させないで当該第一検知部で測
定して得られた起電力値と、前記検知対象NOxガスをNO
あるいはNO2のどちらか一方の単ガスに変換して当該第
二検知部で測定して得られた起電力値とを用いて、外部
演算手段により検知対象NOxガス中のNO及びNO2の個々の
ガス濃度を同時に測定することを特徴とする窒素酸化物
検出装置を提供するものである。
A more specific configuration of the sensor, that is, a configuration of the nitrogen oxide detector is provided as follows. That is, a first active substance for NOx and oxygen fixed to a solid electrolyte substrate having oxygen ion conductivity.
And the detection electrode (1), becomes from a first reference electrode in oxygen activity inert to NOx (3), a first sensing unit having an output characteristic in the reverse direction to and NO and NO 2, A second detection electrode (2) having the same output characteristics as the first detection unit;
A second detection unit including a reference electrode (4), and a means for calculating an electromotive force of the first detection unit and the second detection unit, wherein a detection target NOx mainly composed of NO and NO 2 The electromotive force value obtained by measuring the gas with the first detection unit without changing the gas composition and the detection target NOx gas
Alternatively, by using an electromotive force value obtained by converting the gas into one of NO 2 and being measured by the second detection unit, the individual NO and NO 2 in the NOx gas to be detected by the external arithmetic means. The present invention provides a nitrogen oxide detection device characterized by simultaneously measuring the gas concentrations of nitrogen oxides.

【0010】さらに、センサの小型化あるいはガスの検
知応答時間や検知精度の点から、より好ましい手段とし
て第一検知部と第二検知部とが近接一体化されるのが好
ましい。すなわち、前記第一検知部と、その第一検知部
と同様な出力特性を有する第二検知部とが同一の固体電
解質基板あるいは酸素イオンを共通の伝導体とした電気
的に連結された固体電解質基板に形成されたことを特徴
とする前述の窒素酸化物検出装置をもって提供される。
Further, from the viewpoint of downsizing of the sensor, the response time of gas detection, and the accuracy of detection, it is preferable that the first detection unit and the second detection unit are closely integrated with each other. That is, the first detector and the second detector having the same output characteristics as the first detector are electrically connected to the same solid electrolyte substrate or a solid electrolyte using oxygen ions as a common conductor. It is provided with the above-mentioned nitrogen oxide detecting device formed on a substrate.

【0011】さらに、より好ましい具体的なセンサ構成
としては、第一検知部の検知電極(1)、あるいは検知
電極(1)と参照電極(3)とが検知対象ガス雰囲気に
直接曝されると同時に、ガス拡散抵抗体を介して検知対
象ガス雰囲気に連通する前記固体電解質基板の内部空所
(12)に設けられた第2検知電極(2)と第2参照電
極(4)とからなる第二検知部の検知対象NOxガスを内
部空所(12)の固体電解質基板に形成されたガス変換
ポンプ電極(5、6)によりNOあるいはNO2に単ガス化
すると同時に内部空所(12)の酸素を所定分圧に制御
して測定することを特徴とする請求項2項記載の窒素酸
化物検出装置を提供するものである。尚、第一検知部の
参照電極3は被検ガス雰囲気中に直接曝されなくても良
いが、電極温度の安定性の観点から排ガス遮蔽層が形成
される方が望ましい。また、前述の拡散抵抗体は内部空
所12でNOxガスが充分に変換されるだけの抵抗が備わ
っていればよく、拡散律速させる必要はない、さらに抵
抗体として拡散通路であっても、多孔体であっても構わ
ない。
Further, as a more preferable specific sensor configuration, the detection electrode (1) of the first detection portion, or the detection electrode (1) and the reference electrode (3) are directly exposed to the gas atmosphere to be detected. At the same time, a second detection electrode (2) and a second reference electrode (4) provided in the internal space (12) of the solid electrolyte substrate communicating with the detection target gas atmosphere via the gas diffusion resistor. two detecting portions of the detection target NOx gas internal space (12) of the solid electrolyte internal space and at the same time a single gas into NO or NO 2 by the substrate to form a gas conversion pumping electrode (5,6) (12) 3. The nitrogen oxide detecting apparatus according to claim 2, wherein oxygen is measured at a predetermined partial pressure. Note that the reference electrode 3 of the first detection section does not need to be directly exposed to the test gas atmosphere, but it is preferable to form an exhaust gas shielding layer from the viewpoint of electrode temperature stability. In addition, the diffusion resistor described above only needs to have a resistance enough to convert NOx gas sufficiently in the internal space 12, and it is not necessary to control the diffusion. It can be a body.

【0012】さらに、第一検知部が測定雰囲気の温度変
動やガス流による温度変動を受けずに安定した測定を行
うには、以下のセンサ構成がより好ましい。すなわち、
前記前記固体電解質基板内にガス拡散抵抗体を介して検
知対象ガス雰囲気に連通する第1内部空所(11)を設
け、当該第1内部空所(11)に前記検知電極(1)を
形成し、さらにガス拡散抵抗体を介して該第2内部空所
(11)あるいは直接検知対象ガス雰囲気に連通する前
記固体電解質基板内に設けられた第2内部空所(12)
に前記第二検知部を形成し、当該第2内部空所(12)
に導入された検知対象NOxガスを第2内部空所(12)
の固体電解質基板に形成されたガス変換ポンプ電極
(5、6)によりNOあるいはNO2に単ガス化すると同時
に第2内部空所(12)の酸素を所定分圧に制御して測
定することを特徴とする窒素酸化物検出装置である。
Further, in order for the first detection unit to perform stable measurement without being subjected to temperature fluctuation of the measurement atmosphere or temperature fluctuation due to gas flow, the following sensor configuration is more preferable. That is,
A first internal space (11) communicating with a gas atmosphere to be detected through a gas diffusion resistor is provided in the solid electrolyte substrate, and the detection electrode (1) is formed in the first internal space (11). And a second internal space (12) provided in the solid electrolyte substrate which is in direct communication with the gas atmosphere to be detected via a gas diffusion resistor.
Forming the second detection portion in the second internal space (12).
The NOx gas to be detected introduced into the second space (12)
That of the solid electrolyte at the same time the second internal space when a single gas into NO or NO 2 by the substrate to form gas conversion pumping electrode (5,6) of oxygen (12) measured by controlling the predetermined partial pressure It is a nitrogen oxide detection device characterized by the following.

【0013】さらに、測定雰囲気中の酸素濃度変動によ
る出力変動を抑制するためには、以下のセンサ構成がよ
り好ましい。すなわち、ガス拡散抵抗体を介して検知対
象ガス雰囲気に連通する前記固体電解質基板内の第1内
部空所(11)に前記検知部(1)と、当該第1内部空
所(11)の固体電解質基板に形成された酸素分圧を制
御するためのNOx変換能力を持たない酸素ポンプ電極
(7、8)とを具備し、さらにガス拡散抵抗体を介して
検知対象ガス雰囲気に連通する前記固体電解質基板の第
2内部空所(12)に設けられた前記第二検知部の検知
対象NOxガスを第2内部空所(12)の固体電解質基板
に形成されたガス変換ポンプ電極(5、6)によりNOあ
るいはNO2に単ガス化すると同時に第2内部空所(1
2)の酸素を所定分圧に制御して測定することを特徴と
する窒素酸化物検出装置である。ここで、内部空所11
のポンプ電極7、8は、単に酸素ポンピングを行うだけ
の機能が必要で、NOxの変換触媒能は極力抑止する必要
がある。そのため、通常AuやPtにAuを添加した材料を用
いる。ポンプ電極の酸素ポンピング能力は内部空所の酸
素濃度が充分に制御できるようにガス散抵抗が設定され
る。
Further, in order to suppress the output fluctuation due to the oxygen concentration fluctuation in the measurement atmosphere, the following sensor configuration is more preferable. That is, the detection unit (1) is provided in the first internal space (11) in the solid electrolyte substrate communicating with the detection target gas atmosphere via the gas diffusion resistor, and the solid in the first internal space (11) is provided. An oxygen pump electrode (7, 8) having no NOx conversion capability for controlling the oxygen partial pressure formed on the electrolyte substrate, and further comprising the gas communicating with the gas atmosphere to be detected via a gas diffusion resistor. The NOx gas to be detected by the second detector provided in the second internal space (12) of the electrolyte substrate is supplied to a gas conversion pump electrode (5, 6) formed on the solid electrolyte substrate of the second internal space (12). ) To convert it to NO or NO 2 as a single gas and at the same time to the second internal space (1
2) A nitrogen oxide detection device characterized in that oxygen is controlled at a predetermined partial pressure and measured. Here, the internal space 11
The pump electrodes 7 and 8 need to have a function of simply performing oxygen pumping, and it is necessary to suppress the NOx conversion catalytic ability as much as possible. Therefore, a material in which Au is added to Au or Pt is usually used. The gas pumping resistance of the pump electrode is set so that the oxygen concentration in the internal space can be sufficiently controlled.

【0014】また、さらに高精度でかつ安定した測定を
行うには検知部の酸素濃度を一定にすることがより望ま
しい。すなわち、第一検知部が形成される内部空所11
及び第二検知部が形成される内部空所12の酸素濃度が
0.1〜30%の範囲で一定の値に制御されたことを特
徴とする前述の窒素酸化物検出装置を提供するものであ
る。
[0014] Further, in order to perform more accurate and stable measurement, it is more desirable to keep the oxygen concentration in the detecting section constant. That is, the inner space 11 in which the first detection unit is formed
And the oxygen concentration of the internal space 12 in which the second detection section is formed is controlled to a constant value within a range of 0.1 to 30%. is there.

【0015】本発明の窒素酸化物センサでの具体的な検
知演算方法の一例を以下に述べる。本発明の思想から以
下に例示される演算方法に限定されるものではなく、そ
の改善方法等も本発明に含まれる。例えば、混成電位型
の起電力に基づく出力電位は、ガス変換前のNO、NO2
度に対してそれぞれENO、ENO2 とし、変換前に存在する
NO、NO2の濃度をそれぞれXNO、XNO2 とした場合、ENO
ENO2 とXNO、XNO2 は以下の対数を用いた関係式で表さ
れる。a,bは正の定数とすると、混成電位型ではNOと
NO2は原理的に逆向きの出力となるためNOに対する(1)
式ではマイナス符号が付く。 ENO = −aln(XNO) …………………………… (1) ENO2 = bln(XNO2) …………………………… (2) ガス変換前のNOとNO2の濃度に基づき生じる起電力をE1
とすると、NOとNO2の濃度に基づく第一検知部の電位E1
は E1 = ENO2 + ENO = bln(XNO2)−aln(XNO) ………… (3) となる。一方、ガス変換ポンプにより雰囲気中のNOガス
をNO2ガスに変換し、NO2の単ガスのみが検知電極2に触
れた場合、変換後の起電力をE2とすると E2 = b{1n(XNO2 + XNO) } …………… (4) となる。ガス変換前の起電力E1及びガス変換後の起電力
E2との差をとると E2−E1 = b{1n(XNO2 + XNO) }−{ b1n(XNO2) − a1n(XNO) } = b1n{(XNO2 + XNO) / XNO2 }+ a1n(XNO) …… (5) = b1n〔1+ XNO/exp{E1+ a1n(XNO) }〕+ a1n(XNO) …(6) となる。
An example of a specific detection calculation method in the nitrogen oxide sensor of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the calculation methods exemplified below from the concept of the present invention, and its improvement methods and the like are also included in the present invention. For example, the output potential based on the mixed potential type electromotive force is E NO and E NO2 respectively with respect to NO and NO 2 concentrations before gas conversion, and exists before conversion.
When the concentrations of NO and NO 2 are X NO and X NO2 , respectively, E NO and
E NO2 , X NO , and X NO2 are represented by a relational expression using the following logarithm. If a and b are positive constants, NO for mixed potential type
NO 2 has an output in the opposite direction in principle.
In the formula, a minus sign is added. E NO = -aln (X NO ) ………………………………………………… (1) E NO2 = bln (X NO2 ) …………………………… (2) NO before gas conversion And the electromotive force generated based on the concentration of NO 2 is E 1
Then, the potential E 1 of the first detection unit based on the concentrations of NO and NO 2
Becomes E 1 = E NO2 + E NO = bln (X NO2) -aln (X NO) ............ (3). On the other hand, to convert the NO gas in the atmosphere to NO 2 gas by the gas conversion pump, if only a single gas NO 2 touches the sense electrode 2, when the electromotive force of the converted and E 2 E 2 = b {1n (X NO2 + X NO )} …………… (4) Electromotive force after the electromotive force E 1 and gas conversion before gas conversion
Taking the difference between E 2 E 2 -E 1 = b {1n (X NO2 + X NO)} - {b1n (X NO2) - a1n (X NO)} = b1n {(X NO2 + X NO) / X NO2} + a1n (X NO ) ...... (5) = become b1n [1+ X NO / exp {E 1 + a1n (X NO)} ] + a1n (X NO) ... ( 6).

【0016】したがって、本発明の窒素酸化物センサ
は、ガス変換前の起電力E1及びガス変換後の起電力E2
測定することで雰囲気ガス中のNO濃度XNOを求めること
ができる。また、(4)式にXNOを代入してXNO2 が求めら
れ、雰囲気ガス中のNO、NO2の個々の濃度を算出するこ
とができる。また、本発明の窒素酸化物センサでは、ガ
ス変換ポンプ5、6でNOからNO2に100%変換されな
い場合においても、ガス変換率(η)が既知であればN
O、NO2の個々の濃度を下式より求めることができる。 E2 − E1 =η < b1n〔1+ XNO/exp{E1+ a1n(XNO) }〕+ a1n(XNO) > …………………………………… (7)
[0016] Thus, nitrogen oxide sensor of the present invention can be obtained NO concentration X NO in the atmosphere gas by measuring the electromotive force E 2 after the electromotive force E 1 and gas conversion before gas conversion. Further, X NO2 is obtained by substituting X NO into the equation (4), and the respective concentrations of NO and NO 2 in the atmospheric gas can be calculated. Further, in the nitrogen oxide sensor of the present invention, even if the gas conversion pumps 5 and 6 do not convert 100% from NO to NO 2 , if the gas conversion rate (η) is known, N
The individual concentrations of O and NO 2 can be determined from the following formula. E 2 - E 1 = η < b1n [1+ X NO / exp {E 1 + a1n (X NO)} ] + a1n (X NO)> .......................................... (7)

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下本発明の窒素酸化物センサの
実施形態を図面を参照しながら説明する。図1に本発明
の窒素酸化物センサの基本構成を示す。本発明の窒素酸
化物センサは、酸素イオン伝導性を有する固体電解質基
板13の一方の面に、窒素酸化物及び酸素に対して活性
を有する第1検知電極1及び第2検知電極2が形成さ
れ、もう一方の面に窒素酸化物に対して活性がなく且つ
酸素に活性を有する第1参照電極3及び第2参照電極4
が形成されるさらに検知電極1と検知電極2が、2つの
ガス拡散抵抗体(拡散抵抗体9、10)により検知対象
ガス雰囲気に連通する酸素イオン伝導性を有する固体電
解質基板13、14からなる内部空所11、12に形成
され、基板14の両面に酸素ガスを汲み込み、NOガスを
NO2ガスに変換するためのガス変換ポンプ電極5、6が
第2内部空所12に形成される。NO2をNOに変換する場
合には、ポンプ電極を逆向き駆動にする。また、第1参
照電極3、第2参照電極4は大気に触れるようにするた
めに、スペーサーシート15、セラミック製の上部押さ
えシート16が形成される。センサは、ガス拡散抵抗体
9から流入したNO、NO2が第2検知電極2に触れる前に
ガス変換ポンプ電極5、6に触れる構造にすることが望
ましい。このような構造にすることで雰囲気中のNOガス
をNO2ガスに変換する効率が向上するからである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the nitrogen oxide sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the basic configuration of the nitrogen oxide sensor of the present invention. In the nitrogen oxide sensor of the present invention, a first detection electrode 1 and a second detection electrode 2 having activity on nitrogen oxide and oxygen are formed on one surface of a solid electrolyte substrate 13 having oxygen ion conductivity. A first reference electrode 3 and a second reference electrode 4 on the other surface which are inactive against nitrogen oxides and active on oxygen.
Is further formed of solid electrolyte substrates 13 and 14 having oxygen ion conductivity and communicating with the gas atmosphere to be detected by two gas diffusion resistors (diffusion resistors 9 and 10). Oxygen gas is pumped into both sides of the substrate 14 and formed in the internal cavities 11 and 12,
Gas conversion pump electrodes 5 and 6 for converting to NO 2 gas are formed in the second internal space 12. When converting NO 2 to NO, the pump electrode is driven in the reverse direction. In order to expose the first reference electrode 3 and the second reference electrode 4 to the atmosphere, a spacer sheet 15 and an upper holding sheet 16 made of ceramic are formed. It is desirable that the sensor has a structure in which NO and NO 2 flowing from the gas diffusion resistor 9 touch the gas conversion pump electrodes 5 and 6 before touching the second detection electrode 2. This is because such a structure improves the efficiency of converting NO gas in the atmosphere into NO 2 gas.

【0018】参照電極3、4及びガス変換ポンプ電極
5、6は酸素に活性なPt、Rh、Ir、Pd等の貴金属やそれ
らの合金、貴金属と金属酸化物とのサーメット等の電極
材料で形成される。電極材料は、熱的安定性、化学的安
定性の点からPt、Rhやそれらとジルコニア固体電解質基
板とのサーメットを用いるほうが好ましい。尚、第1内
部空所11の酸素濃度を制御するためにポンプ電極を設
置する場合には、NOx変換が起こらないような電極材料
が選定される。通常、AuやPt−Au合金が用いられる。
The reference electrodes 3, 4 and the gas conversion pump electrodes 5, 6 are formed of an electrode material such as a noble metal active on oxygen, such as Pt, Rh, Ir, or Pd, an alloy thereof, or a cermet of a noble metal and a metal oxide. Is done. As the electrode material, it is more preferable to use Pt, Rh, or a cermet of these with a zirconia solid electrolyte substrate from the viewpoint of thermal stability and chemical stability. When a pump electrode is installed to control the oxygen concentration in the first internal space 11, an electrode material that does not cause NOx conversion is selected. Usually, Au or a Pt-Au alloy is used.

【0019】ガス変換ポンプ電極5、6は、拡散抵抗体
9を介して流入したNO、NO2よりなる窒素酸化物が、NO2
の単ガスに変換されるのに充分な酸素ポンピング能力を
有する必要があり、さらに拡散抵抗体10を介して流入
した酸素ガスとポンピングにより汲み込んだ酸素ガスと
の総和が0.1〜30%の範囲で一定となるように制御
するのに充分な酸素ポンピング能力を有する必要があ
る。
[0019] Gas conversion pumping electrodes 5 and 6, NO introduced through the diffusion resistor 9, the nitrogen oxides consisting of NO 2 is, NO 2
It is necessary to have sufficient oxygen pumping ability to be converted to a single gas of 0.1%, and the sum of oxygen gas flowing in through the diffusion resistor 10 and oxygen gas pumped by pumping is 0.1 to 30%. Needs to have sufficient oxygen pumping ability to be controlled so as to be constant within the range.

【0020】検知電極1、2は、酸素と、NO、NO2に対
して活性なPt、Rh、Ir,Pd等の貴金属或いは貴金属合
金、貴金属−酸化物サーメット、遷移金属の酸化物等に
より形成される。
The sensing electrodes 1 and 2 are formed of oxygen and a noble metal or a noble metal alloy such as Pt, Rh, Ir, or Pd active for NO and NO 2 , a noble metal-oxide cermet, and an oxide of a transition metal. Is done.

【0021】固体電解質基板13、14は、酸素イオン
伝導体であり、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸
化トリウム、酸化セリウム等の酸化物に安定化剤を添加
した固体電解質基板或いは酸化ビスマス等が適用でき
る。熱的安定性、化学的安定性の点から、好ましくは酸
化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等
の安定化剤を用いた安定化ジルコニアを用いたほうが良
い。
The solid electrolyte substrates 13 and 14 are oxygen ion conductors, and may be a solid electrolyte substrate obtained by adding a stabilizer to an oxide such as zirconium oxide, hafnium oxide, thorium oxide, or cerium oxide, or bismuth oxide. . From the viewpoint of thermal stability and chemical stability, it is preferable to use stabilized zirconia using a stabilizer such as yttrium oxide, magnesium oxide, or calcium oxide.

【0022】ガス拡散抵抗体9は、検知雰囲気ガス中の
NO、NO2よりなる窒素酸化物が、第1内部空所11に流
入するのに充分な大きさに設定される。第1内部空所1
1に導入されたNOxガスはさらに第2内部空所12に拡
散流入する。ガス拡散抵抗体10は流入するNO、NO2
ガス変換ポンプでNO2の単ガスに変換されるのに必要な
大きさに設定される必要がある。ここで拡散孔は微細な
孔が、一つ形成されていても良く、複数の孔からなる多
孔体であっても良い。
The gas diffusion resistor 9 is provided in the detection atmosphere gas.
Nitrogen oxide composed of NO and NO 2 is set to a size sufficient to flow into the first internal space 11. First internal space 1
The NOx gas introduced into 1 further diffuses and flows into the second internal space 12. Gas diffusion resistor 10 must NO flowing, NO 2 is set to a size for being converted to a single gas NO 2 gas conversion pump. Here, the diffusion hole may be formed with one fine hole or a porous body including a plurality of holes.

【0023】検知対象雰囲気ガスは拡散抵抗体9を介し
て第1内部空所11へ流入するが、第1内部空所11へ
流入したNO、NO2よりなる窒素酸化物は、第一検知部でN
OとNO2がそれぞれ干渉しあった検知出力が得られる。さ
らにガス拡散抵抗体8より流入し、ガス変換ポンプ電極
5、6でNO2ガスへ変換される。変換されたNO2ガスは、
検知電極2に触れ第二検知部で、総NOx濃度に対応するN
O2濃度に基づく電位変化が生じる。本発明の窒素酸化物
センサでは、検知電極2とガス変換ポンプ電極5、6が
同一の缶室内に形成されているが、追加の拡散抵抗体1
7を用いる図2の構造においても、即ちガス変換ポンプ
電極5、6を別室に独立して配しても、本発明の構成上
問題とするところはない。
The atmosphere gas to be detected flows into the first internal space 11 through the diffusion resistor 9, and the nitrogen oxides composed of NO and NO 2 flowing into the first internal space 11 are removed by the first detecting section. In N
A detection output in which O and NO 2 interfere with each other is obtained. Further, the gas flows from the gas diffusion resistor 8 and is converted into NO 2 gas by the gas conversion pump electrodes 5 and 6. The converted NO 2 gas is
Touch the detection electrode 2 and use the second detection unit to detect N corresponding to the total NOx concentration.
A potential change based on the O 2 concentration occurs. In the nitrogen oxide sensor of the present invention, the detection electrode 2 and the gas conversion pump electrodes 5 and 6 are formed in the same chamber, but the additional diffusion resistor 1 is used.
2, that is, even if the gas conversion pump electrodes 5 and 6 are independently disposed in separate chambers, there is no problem in the configuration of the present invention.

【0024】本発明の窒素酸化物センサは、高温で酸素
イオン導電性を発現する固体電解質基板を用いているた
め、センサを所定温度に加熱する必要がある。加熱手段
としては、自己加熱装置を付加して所定温度に加熱して
も良く、高温の排気ガス中で加熱しても良い。
Since the nitrogen oxide sensor of the present invention uses a solid electrolyte substrate exhibiting oxygen ion conductivity at a high temperature, it is necessary to heat the sensor to a predetermined temperature. As a heating means, a self-heating device may be added for heating to a predetermined temperature, or heating may be performed in high-temperature exhaust gas.

【0025】〔実施例1〕以下に本発明の窒素酸化物セ
ンサの実施例を示す。ドクターブレード法により作製さ
れたイットリア安定化ジルコニアグリーンシート(厚さ
400μm,Pシート13、14、16及びアルミナグ
リーンシート(厚さ200μm,Pシート15、18を
幅12mm×長さ60mmに切断した(図1参照)。切断の
際、アルミナグリーンシート18には幅0.8mm、長さ
5mmの拡散抵抗体9を設けた。ジルコニアシート13の
片面に、スクリーン印刷法によりPt/Rh電極(検知電極
1及び2)を形成した。もう一方の面にはスクリーン印
刷法でPt電極(参照電極3、4)を形成した。次にジル
コニアシート14の両面に、スクリーン印刷法を用いて
Pt電極(ガス変換ポンプ電極5、6)を形成した。それ
ぞれの電極にPtリード線を取り付けた後、図1の如くグ
リーンシートを重ね合わせ、1400℃で大気焼成を行
い図1に示す窒素酸化物センサを作製した。作製したサ
ンプルを被検ガス導入口より、NOを20〜400ppm+
21%O2,NO2を20〜400ppm+21%O2の被検ガス
が導入され、大気導入口から大気が導入されるように管
状炉にセットし、600℃に加熱し、窒素酸化物電極1
及び電極3の間に生じる起電力を測定した。このとき、
ガス変換ポンプ電極5、6間への電圧印加は行わなかっ
た。測定結果を図3に示す。検知電極1及び参照電極3
の間に生じる起電力は、NO濃度が高くなるに従い小さく
なり、NO2濃度が高くなるに従い大きくなった。測定結
果からNO及びNO2濃度に基づく起電力はそれぞれ以下に
示す式で近似された。 ENO =−5.325 ln(XNO) ENO2 =18.452 ln(XNO2)
[Embodiment 1] An embodiment of the nitrogen oxide sensor of the present invention will be described below. Yttria-stabilized zirconia green sheets (thickness: 400 μm, P sheets 13, 14, 16 and alumina green sheets (thickness: 200 μm, P sheets 15, 18) cut by a doctor blade method to a width of 12 mm and a length of 60 mm ( At the time of cutting, a diffusion resistor 9 having a width of 0.8 mm and a length of 5 mm was provided on the alumina green sheet 18. A Pt / Rh electrode (detection electrode) was formed on one surface of the zirconia sheet 13 by a screen printing method. Pt electrodes (reference electrodes 3 and 4) were formed on the other side by screen printing, and then on both sides of the zirconia sheet 14 by screen printing.
Pt electrodes (gas conversion pump electrodes 5, 6) were formed. After attaching a Pt lead wire to each electrode, the green sheets were overlapped as shown in FIG. 1 and fired in the air at 1400 ° C. to produce the nitrogen oxide sensor shown in FIG. From the test gas inlet, the prepared sample was added with 20 to 400 ppm of NO.
21% O 2 and NO 2 are set in a tubular furnace so that a test gas of 20 to 400 ppm + 21% O 2 is introduced, and the atmosphere is introduced from an atmosphere introduction port, heated to 600 ° C., and a nitrogen oxide electrode 1
And the electromotive force generated between the electrodes 3 was measured. At this time,
No voltage was applied between the gas conversion pump electrodes 5 and 6. FIG. 3 shows the measurement results. Detection electrode 1 and reference electrode 3
The electromotive force generated during the period decreased as the NO concentration increased, and increased as the NO 2 concentration increased. From the measurement results, the electromotive forces based on the NO and NO 2 concentrations were approximated by the following equations, respectively. E NO = -5.325 ln (X NO ) E NO2 = 18.452 ln (X NO2 )

【0026】次に、ガス変換ポンプ電極に1Vの電圧を
印加し、NO20〜200ppm+NO220〜200ppmの混
合ガスを導入し、検知電極1と参照電極3、及び検知電
極2と参照電極4の間に生じた起電力を測定した。結果
を表1に示す。
Next, a voltage of 1 V is applied to the gas conversion pump electrode, a mixed gas of 20 to 200 ppm of NO + 20 to 200 ppm of NO 2 is introduced, and a gas is applied between the detection electrode 1 and the reference electrode 3 and between the detection electrode 2 and the reference electrode 4. The generated electromotive force was measured. Table 1 shows the results.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】次に、測定より得られたE1、E2を(6)、
(4)式に代入しNO、NO2濃度を算出した。算出結果を表
2に示す。
Next, E 1 and E 2 obtained from the measurement are represented by (6),
The NO and NO 2 concentrations were calculated by substituting into equation (4). Table 2 shows the calculation results.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】算出結果より、計算で求めたNO、NO2濃度
と仕込み濃度は、ほぼ同等の値になり、電極1、3間起
電力(E1)及び電極2、4間起電力(E2)を測定するこ
とにより、NO、NO2濃度を同時に検出できることが確認
された。
From the calculation results, the calculated NO and NO 2 concentrations and the charged concentrations are substantially equivalent, and the electromotive force between the electrodes 1 and 3 (E 1 ) and the electromotive force between the electrodes 2 and 4 (E 2 ), It was confirmed that NO and NO 2 concentrations could be detected simultaneously.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明による窒素酸化物センサは、一対
の電極でNO及びNO2ガスよりなる窒素酸化物の濃度に基
づく電位差を測定し、もう一対の電極でNO或いはNO2
変換された窒素酸化物の濃度に基づく電位差を測定する
ことで、測定雰囲気中のNO及びNO2の個々の濃度を同時
に検出することができる。また、総NOx濃度も同時に検
出できることは、特に燃焼制御をより精緻に行う上で非
常に大きな効果が得られる。
According to the nitrogen oxide sensor of the present invention, the potential difference based on the concentration of nitrogen oxide composed of NO and NO 2 gas is measured at one pair of electrodes, and converted to NO or NO 2 at the other pair of electrodes. By measuring the potential difference based on the concentration of nitrogen oxides, the respective concentrations of NO and NO 2 in the measurement atmosphere can be simultaneously detected. In addition, the fact that the total NOx concentration can be detected at the same time has a very large effect particularly in performing combustion control more precisely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明による窒素酸化物センサの断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view of a nitrogen oxide sensor according to the present invention.

【図2】図2は本発明による窒素酸化物センサの断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a nitrogen oxide sensor according to the present invention.

【図3】図3は窒素酸化物検出電極起電力のNO、NO2
度依存性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the NO and NO 2 concentration dependence of the electromotive force of a nitrogen oxide detection electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 検知電極 3、4 参照電極 5、6 ガス変換ポンプ電極 7、8 酸素ポンプ電極 9、10、17 拡散抵抗体 11、12 内部空所 13、14 固体電解質基板 1, 2 Detection electrode 3, 4 Reference electrode 5, 6 Gas conversion pump electrode 7, 8 Oxygen pump electrode 9, 10, 17 Diffusion resistor 11, 12 Internal space 13, 14, Solid electrolyte substrate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質基
板に固定された、NOとNO2とが混在したNOxを検出する第
一検知部と、NOとNO2をそのどちらか一方のガスに変換
してこれを検出する第二検知部とからなり、当該第一検
知部の起電力と第二検知部の起電力とを用いて、外部演
算手段により検知対象NOxガス中のNO及びNO2の個々のガ
ス濃度を同時に測定することを特徴とする窒素酸化物検
出装置。
1. A immobilized on a solid electrolyte substrate having oxygen ion conductivity, converting a first detector for detecting the NOx and NO and NO 2 are mixed, the NO and NO 2 to the one of the gas And a second detection unit for detecting this, and using the electromotive force of the first detection unit and the electromotive force of the second detection unit, NO and NO 2 in the NOx gas to be detected by external calculation means. A nitrogen oxide detection device characterized by simultaneously measuring individual gas concentrations.
【請求項2】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質基
板に固定されたNOxおよび酸素に対して活性を有する第
1検知電極(1)と、酸素に活性でNOxに対して不活性
な第1参照電極(3)とからなり、且つNOとNO2に対し
て逆向きの出力特性を有する第一検知部と、前記第一検
知部と同様な出力特性を有する第2検知電極(2)と第
2参照電極(4)とからなる第二検知部と、前記第一検
知部及び第二検知部の起電力を演算する手段を用いてな
る構成であって、 主としてNOとNO2からなる検知対象NOxガスをそのガス組
成を変化させないで当該第一検知部で測定して得られた
起電力値と、前記検知対象NOxガスをNOあるいはNO2のど
ちらか一方の単ガスに変換して当該第二検知部で測定し
て得られた起電力値とを用いて、外部演算手段により検
知対象NOxガス中のNO及びNO2の個々のガス濃度を同時に
測定することを特徴とする窒素酸化物検出装置。
2. A first sensing electrode (1) fixed to NOx and oxygen fixed to a solid electrolyte substrate having oxygen ion conductivity, and a first reference active to oxygen and inert to NOx. becomes because the electrode (3), and a first sensing unit having an output characteristic in the reverse direction to the NO and NO 2, the second detecting electrodes having the same output characteristics as the first detection section (2) the a second detecting portion consisting a second reference electrode (4), the first detecting unit and the second detecting unit a structure formed by using the means for calculating the electromotive force of the detection target mainly composed of NO and NO 2 electromotive force values obtained by measurement in the first detection unit without the NOx gas changes its gas composition, the first by converting the detection target NOx gas on either a single gas nO or nO 2 (2) Using the electromotive force value obtained by measurement by the detection unit, the detection target NOx Nitrogen oxide sensing apparatus characterized by simultaneously measuring the individual gas concentration of NO and NO 2 in.
【請求項3】 前記記載の第一検知部と、第二検知部と
が同一の固体電解質基板あるいは酸素イオンを共通の伝
導キャリアとした電気的に連結された固体電解質基板に
形成されたことを特徴とする請求項1項又は2項に記載
の窒素酸化物検出装置。
3. The method according to claim 1, wherein the first detection unit and the second detection unit are formed on the same solid electrolyte substrate or on an electrically connected solid electrolyte substrate using oxygen ions as a common conduction carrier. The nitrogen oxide detection device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 第一検知部の検知電極(1)、あるいは
検知電極(1)と参照電極(3)とが検知対象ガス雰囲
気に直接曝されると同時に、ガス拡散抵抗体を介して検
知対象ガス雰囲気に連通する前記固体電解質基板の内部
空所(12)に設けられた第2検知電極(2)と第2参
照電極(4)とからなる第二検知部の検知対象NOxガス
を内部空所(12)の固体電解質基板に形成されたガス
変換ポンプ電極(5、6)によりNOあるいはNO2に単ガ
ス化すると同時に内部空所(12)の酸素を所定分圧に
制御して測定することを特徴とする請求項2項記載の窒
素酸化物検出装置。
4. The detection electrode (1) of the first detection portion, or the detection electrode (1) and the reference electrode (3) are directly exposed to the gas atmosphere to be detected, and at the same time, are detected via the gas diffusion resistor. The NOx gas to be detected by the second detection section, which is composed of the second detection electrode (2) and the second reference electrode (4) provided in the internal space (12) of the solid electrolyte substrate communicating with the target gas atmosphere, oxygen measurement is controlled to a predetermined partial pressure of the cavity (12) of the solid electrolyte internal space and at the same time a single gas into NO or NO 2 by the substrate to form gas conversion pumping electrode (5,6) (12) 3. The nitrogen oxide detecting device according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記固体電解質基板内にガス拡散抵抗体
を介して検知対象ガス雰囲気に連通する第1内部空所
(11)を設け、当該第1内部空所(11)に前記検知
電極(1)を形成し、さらにガス拡散抵抗体を介して該
第2内部空所(11)あるいは直接検知対象ガス雰囲気
に連通する前記固体電解質基板内に設けられた第2内部
空所(12)に前記第二検知部を形成し、当該第2内部
空所(12)に導入された検知対象NOxガスを第2内部
空所(12)の固体電解質基板に形成されたガス変換ポ
ンプ電極(5、6)によりNOあるいはNO2に単ガス化す
ると同時に第2内部空所(12)の酸素を所定分圧に制
御して測定することを特徴とする請求項2項記載の窒素
酸化物検出装置。
5. A first internal space (11) communicating with a gas atmosphere to be detected through a gas diffusion resistor in the solid electrolyte substrate, and the detection electrode (11) is provided in the first internal space (11). 1), and further into the second internal space (11) via the gas diffusion resistor or the second internal space (12) provided in the solid electrolyte substrate which directly communicates with the gas atmosphere to be detected. The second detection portion is formed, and the NOx gas to be detected introduced into the second internal space (12) is supplied to a gas conversion pump electrode (5, 5) formed on the solid electrolyte substrate in the second internal space (12). 3. The nitrogen oxide detector according to claim 2 , wherein the gas in the second internal space (12) is controlled at a predetermined partial pressure and measured at the same time as the single gasification to NO or NO2 by (6).
【請求項6】 ガス拡散抵抗体を介して検知対象ガス雰
囲気に連通する前記固体電解質基板内の第1内部空所
(11)に前記検知部(1)と、当該第1内部空所(1
1)の固体電解質基板に形成された酸素分圧を制御する
ためのNOx変換能力を持たない酸素ポンプ電極(7、
8)とを具備し、さらにガス拡散抵抗体を介して検知対
象ガス雰囲気に連通する前記固体電解質基板の第2内部
空所(12)に設けられた前記第二検知部の検知対象NO
xガスを第2内部空所(12)の固体電解質基板に形成
されたガス変換ポンプ電極(5、6)によりNOあるいは
NO2に単ガス化すると同時に第2内部空所(12)の酸
素を所定分圧に制御して測定することを特徴とする請求
項2項記載の窒素酸化物検出装置。
6. A detection unit (1) in a first internal space (11) in the solid electrolyte substrate that communicates with a gas atmosphere to be detected via a gas diffusion resistor, and the first internal space (1).
The oxygen pump electrode (7, 2) having no NOx conversion capability for controlling the oxygen partial pressure formed on the solid electrolyte substrate of 1).
8), and the detection target NO of the second detection unit provided in the second internal space (12) of the solid electrolyte substrate that communicates with the detection target gas atmosphere via a gas diffusion resistor.
The x gas is supplied to the solid electrolyte substrate in the second internal space (12) through the gas conversion pump electrodes (5, 6) formed of NO or NO.
3. The nitrogen oxide detecting device according to claim 2, wherein oxygen gas in the second internal space (12) is controlled at a predetermined partial pressure and measured at the same time as the single gasification to NO2.
【請求項7】 前記第1内部空所(1)及び第2内部空
所(2)の酸素濃度が0.1〜30%の範囲で一定の値
に制御されたことを特徴とする請求項4乃至6項記載の
窒素酸化物検出装置。
7. The oxygen concentration in the first internal space (1) and the second internal space (2) is controlled to a constant value in a range of 0.1 to 30%. 7. The nitrogen oxide detector according to claim 4.
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