CN105917219B - 气体传感器元件 - Google Patents

Abstract

提供一种气体传感器元件，能够反映气体传感器元件的工作温度的变化，提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。气体传感器元件(1)具备：具有氧离子传导性的固体电解质体(2)、隔着基准气体空间102层叠在固体电解质体(2)上的加热器(6)、调整被测定气体空间(101)中的氧浓度的泵单元(41)、用于检测被测定气体空间(101)中的特定气体成分浓度的传感器单元(43)、以及检测加热器(6)的电子传导所形成的电流的电子传导检测单元(44)。设置在电子传导检测单元(44)的固体电解质体(2)的被测定气体G侧的表面的电子传导电极(24)被绝缘体(51)覆盖。

Description

气体传感器元件

技术领域

本发明涉及对被测定气体中的特定气体成分的浓度进行检测的气体传感器元件。

背景技术

对特定气体成分的浓度进行检测的气体传感器元件，配置于发动机的排气管等排放废气的部位，检测作为被测定气体的废气中包含的氮氧化物(NOx)、烃(HC)等的浓度。

例如，在专利文献1的气体传感器元件中，在固体电解质体中设置一对电极，形成氧泵单元(oxygen pump cell)、氧监测单元(oxygen monitor cell)及传感器单元，检测被导入到内部空间的被测定气体中的特定气体成分的浓度。此外，在专利文献1的气体传感器元件中，为了不受内部空间内的氧浓度的影响而检测特定气体成分的浓度，将从向内部空间导入被测定气体的气体导入口到氧监测单元的电极和传感器单元的电极的气流的上游侧端部位置为止的距离设定为同等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-310987号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在构成氧泵单元、氧监测单元及传感器单元的一对电极之间-流动的电流，受到对气体传感器元件进行加热的加热器的电子传导的影响。被加热器加热的气体传感器元件的工作温度越高，通过该电子传导而在一对电极之间流动的电流越增加。

加热器的加热量被控制为，基于氧泵单元中的一对电极间的电阻值等的大小而将气体传感器元件的工作温度保持为一定。但是，与被测定气体接触的电极随着时间的经过而劣化。并且，由于该电极的劣化，一对电极间的电阻值等增加，加热器的加热量也增加。因此，气体传感器元件越长使用，气体传感器元件的工作温度越变高，通过电子传导而在一对电极间流动的电流越增加。

专利文献1等公开的氧监测单元同时检测被测定气体中的残留氧所形成的氧离子电流和电子传导所形成的电流的双方。因此，氧监测单元无法将电子传导所形成的电流和残留氧所形成的氧离子电流区分开进行检测。因此，在气体传感器元件的工作温度变化时，难以通过氧监测单元来提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。

本发明是在这样的背景下做出的，其目的在于，提供一种气体传感器元件，能够反映气体传感器元件的工作温度的变化，提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。

解决课题所采用的技术手段

本发明的一个方式的气体传感器元件具备：

固体电解质体，具有氧离子传导性；

被测定气体空间，形成在该固体电解质体的一个表面侧，导入通过了扩散电阻体的被测定气体；

基准气体空间，形成在上述固体电解质体的另一个表面侧，导入基准气体；

加热器，对上述固体电解质体进行加热；

传感器单元，用于检测上述被测定气体空间中的特定气体成分浓度；

电子传导检测单元，检测通过电子传导而在上述固体电解质体中流动的电流。

发明的效果：

上述气体传感器元件具有电子传导检测单元，该电子传导检测单元检测由加热器产生的电子传导的强度。因此，通过由电子传导检测单元检测电子传导所形成的电流，能够检测加热器的加热量、以及气体传感器元件的工作温度。此外，电子传导检测单元还能够检测气体传感器元件经时变化时增加的、电子传导所形成的电流。

由此，通过从传感器单元中的检测电流减去电子传导检测单元中的电流，能够反映气体传感器元件的工作温度的变化，利用传感器单元来检测特定气体成分浓度。另外，传感器单元中的检测电流的值是用于检测特定气体成分浓度的氧离子电流和电子传导所形成的电流相加而得到的值。

因此，根据上述气体传感器元件，能够反映气体传感器元件的工作温度的变化，提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。

附图说明

图1是表示实施例1的气体传感器元件的截面图。

图2是实施例1的图1的I-I截面图。

图3是表示实施例1的工作温度和电流值的关系的图表，横轴是气体传感器元件的工作温度，纵轴是流经传感器单元的电流和流经电子传导检测单元的电流。

图4是表示实施例2的气体传感器元件的截面图。

图5是实施例2的图4的II-II截面图。

图6是表示实施例2的工作温度和电流值的关系的图表，横轴是气体传感器元件的工作温度，纵轴是流经传感器单元的电流和流经电子传导检测单元的电流。

图7是关于实施例2的另一气体传感器元件的、图4的II-II截面相当图。

图8是关于实施例3的气体传感器元件的、图4的II-II截面相当图。

图9是表示对于实施例3的传感器单元、监测单元、以及电子传导检测单元中流动的电流值的大小，示出(a)气体传感器元件劣化前的初始状态、(b)气体传感器元件劣化后的耐久状态的图表。

具体实施方式

说明上述的气体传感器元件的优选实施方式。

在上述气体传感器元件中，上述电子传导电极中的至少暴露于上述被测定气体的表面，可以由对于上述被测定气体中的氧分解来说不具有活性的电极材料构成。

这种情况下，通过对电子传导电极所采用的电极材料实施某种措施，能够容易地形成电子传导检测单元。可以利用对于被测定气体中的氧分解来说不具有活性的电极材料来形成电子传导电极的整体，也可以形成电子传导电极的表面层。

此外，作为电极材料，例如有金材料、银材料、铜材料、铅材料等。

此外，上述电子传导电极的被测定气体空间侧的表面可以由不使被测定气体中的氧成分透过的覆盖层来覆盖。

这种情况下，电子传导电极所使用的电极材料可以采用通常使用的材料，通过设置覆盖层而容易地形成电子传导检测单元。

此外，上述泵电极在设置有上述传感器电极及上述电子传导电极的上述固体电解质体的上述被测定气体空间侧的表面的长度方向上设置于比上述传感器电极及上述电子传导电极的配置位置更靠上述被测定气体的流动的上游侧位置，上述传感器电极及上述电子传导电极配置在距离上述长度方向上的上述泵电极的配置位置彼此相等的距离。

这种情况下，通过将泵电极设置在设置有传感器电极及电子传导电极的固体电解质体，能够利用加热器容易地将泵电极加热。此外，从加热器的加热中心到传感器电极及电子传导电极为止的距离为同等，通过来自加热器的电子传导使得传感器电极及电子传导电极中流动的电流成为同等。因此，能够进一步提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。

此外，上述气体传感器元件具备监测单元，该监测单元具有监测电极，该监测电极设置在设置有上述传感器电极及上述电子传导电极的上述固体电解质体的上述被测定气体空间侧的表面，上述传感器电极、上述电子传导电极及上述监测电极配置在距离上述长度方向上的上述泵电极的配置位置彼此相等的距离，上述监测单元基于上述监测电极和上述基准电极之间流动的氧离子电流，检测上述被测定气体空间中的氧浓度。

这种情况下，使加热器的加热中心到传感器电极、电子传导电极及监测电极的距离为同等，通过来自加热器的电子传导而使得传感器电极、电子传导电极及监测电极中流动的电流成为同等。因此，能够进一步提高传感器单元对特定气体成分浓度的检测精度。

此外，传感器电极由对于被测定气体中的特定气体成分的分解来说具有活性的电极材料构成，监测电极由对于被测定气体中的特定气体成分(NOx等)的分解来说不具有活性的电极材料构成。在传感器单元中，基于氧浓度及特定气体成分浓度来检测氧离子电流，另一方面，在监测单元中，基于氧浓度来检测氧离子电流。此外，在气体传感器元件中，从由传感器单元检测的电流减去由监测单元检测的电流，从而检测被测定气体中的特定气体成分的浓度。这样，通过使用监测单元，在气体传感器元件经时变化时，能够修正被测定气体中的残留氧所形成的氧离子电流给传感器单元对特定气体成分浓度的检测带来的影响。

另外，由传感器单元检测的电流的值、以及由监测单元检测的电流的值分别是用于检测特定气体成分浓度的氧离子电流和电子传导所形成的电流相加而得到的值。

此外，能够通过电子传到检测单元来修正加热器的电子传导给传感器单元及监测单元带来的影响。具体地说，当气体传感器元件因劣化而经时变化时，能够考虑加热器的加热量增加时的电子传导的影响而由传感器单元检测特定气体成分浓度。

并且，检测特定气体成分浓度时，能够将残留氧所形成的氧离子电流和电子传导所形成的电流区分开进行检测。

此外，上述加热器具有通过通电而发热的导体层和夹持该导体层的绝缘层，并且对上述导体层进行通电，以使得由上述电子传导检测单元检测的电流值成为一定。

通过电子传导而在电子传导检测单元中流动的电流值与气体传感器元件的工作温度具有相关关系。此外，电子传导检测单元不检测由被测定气体中的氧分解产生的氧离子电流，在电子传导检测单元的电子传导电极中，因被测定气体中的氧成分的分解而导致的经时劣化几乎不产生。因此，通过对导体层进行通电以使得由电子传导检测单元检测的电流值成为一定，能够更高精度地控制气体传感器元件的工作温度。

实施例

以下参照附图说明气体传感器元件的实施例。

(实施例1)

如图1和图2所示，本例的气体传感器元件1具备：固体电解质体2、被测定气体空间101、基准气体空间102、加热器6、泵单元41、传感器单元43及电子传导检测单元44。

固体电解质体2由具有氧离子传导性的材料构成，在本例中，形成为具有第1面和朝向第1面的相反侧的第2面的平板状。被测定气体空间101形成在固体电解质体2的第1面上，被导入通过了扩散电阻体3的被测定气体G。基准气体空间102形成在固体电解质体2的第2面上，被导入基准气体A。在固体电解质体2的基准气体空间102侧的表面(第2面)202设置有暴露于基准气体A的基准电极25。

如图1、图2所示，加热器6隔着基准气体空间102层叠在固体电解质体2上。泵单元41设置在固体电解质体2的被测定气体空间101侧的表面(第1面)201，具有暴露于被测定气体G的泵电极21。泵单元41向夹着固体电解质体2而形成的一对泵电极21、25之间施加电压，调整被测定气体空间101中的氧浓度。本例的基准电极25还兼用作一个泵电极。传感器单元43设置在固体电解质体2的第1面201，具有暴露于被测定气体G的传感器电极23。传感器单元43基于在传感器电极23和基准电极25之间流动的氧离子电流，检测被测定气体空间101中的特定气体成分浓度。在本例中，传感器单元43具备运算器43a，该运算器43a基于在传感器电极23及基准电极25之间流动的电流值、以及由后述的电子传导检测单元44检测的电子传导所产生的电流值，计算特定气体成分浓度。电子传导检测单元44具有设置在固体电解质体2的第1面201的一对电子传导电极24、25，该一对电子传导电极24、25不暴露于被测定气体G(从被测定气体G隔开)。在本例中，基准电极25构成一个电子传导电极。电子传导检测单元44检测通过加热器6的电子传导而在电子传导电极24和基准电极25之间流动的电流。

以下参照图1～图3详细说明本例的气体传感器元件1。

本例的气体传感器元件1在配置于保护罩内的状态下，配置在汽车的排气管内而使用。此外，被测定气体G是流过排气管的废气，气体传感器元件1用来检测作为废气中的特定气体成分的NOx(氮氧化物)的浓度。

如图1所示，固体电解质体2是具有氧离子传导性的氧化锆的基板。泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24在固体电解质体2的、暴露于被测定气体G的一侧的表面201以一定的厚度设置。基准电极25在固体电解质体2中的暴露于基准气体A的一侧的表面202以一定的厚度设置。本例的基准电极25在固体电解质体2中设置在泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24所处的区域整体的背面侧的位置。基准电极25除了相对于泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24的整体设置1个以外，还可以在泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24各自的背面侧的位置分离地设置3个。

如图1、图2所示，在固体电解质体2的第1面201层叠着扩散电阻体3和第1绝缘体51，该扩散电阻体3形成有小孔等，限制被测定气体向被测定气体空间101内的扩散，该第1绝缘体51是由氧化铝构成的平板状的基板。在扩散电阻体3及第1绝缘体51的表面层叠着第2绝缘体52，该第2绝缘体52是由氧化铝构成的平板状的基板。扩散电阻体3配置在气体传感器元件1的长度方向L上的、导入被测定气体G的一侧的一端部(第1端部)。被测定气体G穿过扩散电阻体3而导入被测定气体空间101，沿着长度方向L在被测定气体空间101中流动。第1绝缘体51在固体电解质体2的第1面201上以从三方包围泵电极21及传感器电极23的方式设置在长度方向L的另一端部(第2端部)及宽度方向W的两侧的端部。

被测定气体空间101在固体电解质体2和第2绝缘体52之间由扩散电阻体3及第1绝缘体51包围固体电解质体2的第1面201的四方而形成。被测定气体空间101在设置有泵电极21及传感器电极23的位置，与长度方向L及宽度方向W正交的厚度方向T上的空间高度为一定。

如图1、图2所示，在固体电解质体2的第2面202层叠着第3绝缘体53，该第3绝缘体53是由氧化铝构成的平板状的基板。第3绝缘体53在固体电解质体2的第2面202上以从三方包围基准电极25的方式设置在长度方向L的第2端部及宽度方向W的两侧的端部。基准气体空间102在固体电解质体2和第4绝缘体61之间由第3绝缘体53包围固体电解质体2的第2面202的长度方向L的第2端部及宽度方向W的两侧的端部这三方而形成。

此外，在第3绝缘体53上层叠着用于对泵电极21及传感器电极23加热的加热器6。加热器6具有层叠在第3绝缘体53的表面的作为绝缘层的第4绝缘体61、以及设置于第4绝缘体61而被进行通电的导体层62。第4绝缘体61通过2张绝缘板611夹住导体层62。导体层62具有用于连接外部通电设备的一对电极部、以及将一对电极部彼此连结并通过向一对电极部施加的电压来通电而发热的发热部。

此外，加热器6的第4绝缘体61及导体层62相对于固体电解质体2平行地配置，导体层62相对于泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24平行地配置。

如图1、图2所示，泵电极21在设置有传感器电极23及电子传导电极24的固体电解质体2的第1面201的长度方向L上，设置在比传感器电极23的配置位置更靠近被测定气体G的流动的上游侧位置。泵单元41通过向泵电极21和基准电极25之间施加电压，经由固体电解质体2从被测定气体空间101排出或流入氧气，将被测定气体空间101内的氧浓度调整为一定。另外，泵电极21也可以隔着绝缘体层叠在固体电解质体2上，设置在形成被测定气体空间101的其他固体电解质体。

传感器电极23由对于被测定气体G中的作为特定气体成分的NOx的分解来说具有活性的电极材料构成。并且，传感器单元43根据分解NOx时在传感器电极23和基准电极25之间流动的氧离子电流值的大小，检测被测定气体G中的NOx浓度。

电子传导电极24相对于传感器电极23更靠近长度方向L的第2端部，被第1绝缘体51覆盖，该第1绝缘体51作为不使被测定气体G中的氧成分透过(阻挡)的覆盖层。本例的电子传导电极24埋设在第1绝缘体51之中。

接下来说明本例的气体传感器元件1的作用效果。

本例的气体传感器元件1具有检测由加热器6产生的电子传导的强度的电子传导检测单元44。因此，通过检测电子传导检测单元44中的因电子传导而形成的电流，能够检测加热器6的加热量、以及气体传感器元件1的工作温度。此外，电子传导检测单元44还能够检测气体传感器元件1经时变化时增加的、因电子传导而形成的电流。

由此，通过从传感器单元43中的检测电流减去电子传导检测单元44中的电流，能够反映气体传感器元件1的工作温度的变化，利用传感器单元43来检测特定气体成分浓度。另外，传感器单元43中的检测电流的值是用于检测特定气体成分浓度的氧离子电流和因电子传导而产生的电流相加而得到的值。

因此，根据本例的气体传感器元件1，能够反映气体传感器元件1的工作温度的变化，提高传感器单元43对特定气体成分浓度的检测精度。

图3中，横轴是气体传感器元件1的工作温度，纵轴是传感器单元43中流动的电流I1及电子传导检测单元44中流动的电流I3，示出了工作温度和电流值的关系。此外，作为这时的特定气体成分的NOx的浓度为0ppm。从该图可知，在传感器单元43及电子传导检测单元44的双方中，气体传感器元件1的工作温度越上升，电流值I1、I3越变大。与该工作温度具有相关关系的电流值I1、I3几乎都来自加热器6的电子传导。因此，通过从传感器单元43中的电流值I1减去电子传导检测单元44中的电流值I3，在传感器单元43中，能够尽可能准确地检测将作为特定气体成分的NOx分解时产生的氧离子电流。

此外，在气体传感器元件1的长度方向L上，存在与从加热器6的加热中心的距离相应的温度分布。并且，从传感器电极23到加热器6的加热中心的距离，比从电子传导电极24到加热器6的加热中心的距离更短。因此，从传感器单元43中的电流值I1减去电子传导检测单元44中的电流值I3而得到的差分值不为零。此外，该差分值具有气体传感器元件1的工作温度越上升则越变大的倾向。因此，在使用气体传感器元件1时，预先进行校正以使得该差分值成为零。

(实施例2)

本例是在上述实施例1所示的气体传感器元件1中变更了电子传导检测单元44的配置部位的例子。

如图4、图5所示，本例的电子传导检测单元44的电子传导电极24A在固体电解质体2的第1面201的与长度方向L正交的宽度方向W上邻接于传感器单元43的传感器电极23而形成。泵电极21、传感器电极23及电子传导电极24A配置在被测定气体空间101内。传感器电极23及电子传导电极24A在固体电解质体2的第1面201的长度方向L上配置在与泵电极21的配置位置彼此相等的距离。电子传导电极24A由金材料构成，该金材料是相对于被测定气体G中的氧分解来说不具有活性的电极材料。另外，也可以在电子传导电极24A中的暴露于被测定气体G的表面设置由金材料构成的表面层。

在本例中，从加热器6的加热中心到传感器电极23及电子传导电极24A的距离为同等，因来自加热器6的电子传导而在传感器电极23及电子传导电极24A中流动的电流为同等。因此，能够进一步提高传感器单元43对特定气体成分浓度的检测精度。

在本例中，其他构成及图中的符号与实施例1同样，能够得到与实施例1同样的作用效果。

在图6中，与上述实施例1的图3的情况同样，示出了气体传感器元件1的工作温度和传感器单元43中流动的电流I1及电子传导检测单元44中流动的电流I3的关系。从图6可知，在传感器单元43及电子传导检测单元44的双方中，基于加热器6的电子传导，气体传感器元件1的工作温度越上升，则电流值I1、I3越变大。在本例中可知，从加热器6的加热中心到传感器电极23及电子传导电极24A的距离为同等，所以从传感器单元43中的电流值I1减去电子传导检测单元44中的电流值I3时的差分几乎没有。由此可知，能够更准确地检测传感器单元43中的氧离子电流。

此外，如图7所示，电子传导电极24也可以被不使被测定气体G中的氧成分透过的覆盖层55覆盖。电子传导电极24在宽度方向W上与传感器单元43并列而配置在被测定气体空间101内，被覆盖层55覆盖而不暴露于被测定气体G。这种情况下，电子传导电极24所使用的电极材料是通常使用的白金材料等，能够得到与上述同样的作用效果。另外，关于覆盖层55的厚度，在不使被测定气体G中的氧成分透过的范围内可以尽量薄。

(实施例3)

本例中，气体传感器元件1除了传感器单元43及电子传导检测单元44之外，还具备监测单元42。

如图8所示，监测单元42具有监测电极22，该监测电极22设置在设置有传感器电极23及电子传导电极24的固体电解质体2的第1面201。监测电极22在固体电解质体2的第1面201的与长度方向L正交的宽度方向W上，与传感器电极23及电子传导检测单元44并列地形成。传感器电极23、电子传导电极24及监测电极22配置在被测定气体空间101内。传感器电极23、电子传导电极24及监测电极22在固体电解质体2的第1面201的长度方向L上配置在与泵电极21的配置位置彼此相等的距离。电子传导电极24与上述实施例2的图7所示的情况同样，由不使被测定气体G中的氧成分透过的覆盖层55覆盖。另外，图8表示与上述实施例2的图4的II-II截面相当的部位。

监测单元42基于在监测电极22和基准电极25之间流动的氧离子电流，检测被测定气体空间101中的氧浓度。

此外，传感器电极23由对于被测定气体G中的作为特定气体成分的NOx的分解来说具有活性的电极材料构成，监测电极22由对于被测定气体G中的NOx的分解来说不具有活性的电极材料构成。在传感器单元43中，根据氧浓度及特定气体成分浓度来检测氧离子电流，另一方面，在监测单元42中，根据氧浓度来检测氧离子电流。并且，在气体传感器元件1中，通过从由传感器单元43检测的电流减去由监测单元42检测的电流，检测被测定气体G中的特定气体成分的浓度。像这样，通过使用监测单元42，当气体传感器元件1经时变化时，能够修正被测定气体G中的残留氧所形成的氧离子电流给传感器单元43对NOx浓度的检测所带来的影响。

另外，由传感器单元43检测的电流的值和由监测单元42检测的电流的值分别是用于检测特定气体成分浓度的氧离子电流和电子传导所形成的电流相加而得到的值。

此外，能够利用电子传导检测单元44来修正加热器6的电子传导给传感器单元43及监测单元42带来的影响。具体地说，气体传感器元件1因长期使用而经时变化时，由泵单元41调整了氧含量之后的被测定气体G中的残留氧含量有增加的倾向。这是因为，由于与被测定气体G接触的泵电极21的劣化，泵单元41的氧含量调整能力下降。

此外，气体传感器元件1因长期使用而经时变化时，如果泵电极21劣化，则泵电极21和基准电极25之间的电阻值增加。该电阻值具有随温度上升而减少的倾向。因此，因劣化而电阻值增加时，气体传感器元件1的温度上升，加热器6的加热量增加。并且，在各单元42、43、44中，来自加热器6的电子传导所形成的电流增加。

图9中，对于传感器单元43、监测单元42及电子传导检测单元44中流动的电流I1、I2、I3的值的大小，示出了(a)气体传感器元件1劣化前的初始状态、(b)气体传感器元件1劣化后的耐久状态。此外，作为这时的特定气体成分的NOx的浓度为0ppm。

在初始状态及耐久状态的任一个中，在传感器单元43及监测单元42中，流动着电子传导所形成的电流I3和氧离子电流I1’、I2’，在电子传导检测单元44中，仅流动着电子传导所形成的电流I3。电子传导所形成的电流I3，在初始状态及耐久状态的任一个中，由于从加热器6的加热中心到传感器电极23、监测电极22及电子传导电极24各自的距离为同等，所以在各单元42、43、44中为同等。此外，传感器电极23所使用的材料与监测电极22所使用的材料相比，容易产生氧分解。因此，即使NOx的浓度为0ppm，传感器单元43中流动的氧离子电流I1’也比监测单元42中流动的氧离子电流I2’更多。

此外，在耐久状态的传感器单元43及监测单元42中，受到上述残留氧含量的增加的影响，氧离子电流I1’、I2’增加。对于该氧离子电流I1’、I2’的增加，可以通过从传感器单元43中的电流I1’的值减去监测单元42中的电流I2’的值来解决。

此外，在耐久状态下，因泵电极21的劣化而加热器6的加热量增加，伴随于此，各单元42、43、44中的电子传导所形成的电流I3与初始状态相比增加。该电子传导所形成的电流I3的增加，能够通过电子传导单元中的电流值I3的增加量来检测。

并且，在耐久状态的传感器单元43及监测单元42中，能够将泵单元41的氧含量调整能力的下降所导致的氧离子电流I1’、I2’的变化、以及泵电极21劣化而加热器6的加热量增加所导致的电子传导所形成的电流I3的变化区分开。特别是，通过监视电子传导所形成的电流I3的增加量，能够知道气体传感器元件1的工作温度的上升程度及泵电极21的劣化程度，能够检测它们给传感器单元43及监测单元42对NOx浓度的检测精度带来的影响。因此，根据本例的气体传感器元件1，能够学习其工作温度的变化，准确地检测NOx浓度。

在本例中，其他构成及图中的符号与实施例1、2同样，能够得到与实施例1、2同样的作用效果。

此外，通过监视电子传导检测单元44中的电流I3的变化量，还能够进行气体传感器元件1的故障诊断(温度异常、泵单元能力异常等)。

另外，如果不使用电子传导检测单元44而仅使用传感器单元43和监测单元42，就不能知道电子传导所形成的电流I3的量。因此，为了知道电子传导所形成的电流I3的量，需要使用电子传导检测单元44。

(实施例4)

本例中，对加热器6的导体层62进行通电，以使得由电子传导检测单元44检测的电流值成为一定。

通过电子传导而在电子传导检测单元44中流动的电流值，与气体传感器元件1的工作温度具有相关关系。此外，电子传导检测单元44不检测由被测定气体G中的氧分解而产生的氧离子电流，在电子传导检测单元44的电子传导电极24中，因分解被测定气体G中的氧成分而导致的经时劣化几乎没有。因此，通过对导体层62进行通电以使得由电子传导检测单元44检测的电流值成为一定，能够高精度地控制气体传感器元件1的工作温度。

在本例中，其他构成及图中的符号与实施例1～3同样，能够得到与实施例1～3同样的作用效果。

符号的说明：

1 气体传感器元件

101 被测定气体空间

102 基准气体空间

2 固体电解质体

21 泵电极

22 监测电极

23 传感器电极

24 电子传导电极

25 基准电极

3 扩散电阻体

41 泵单元

42 监测单元

43 传感器单元

44 电子传导检测单元

6 加热器

G 被测定气体

A 基准气体

Claims (7)

1.一种气体传感器元件，其特征在于，具备：

固体电解质体，具有第1面及第2面，具有氧离子传导性；

被测定气体空间，形成在上述固体电解质体的第1面上，被导入通过了扩散电阻体的被测定气体；

基准气体空间，形成在上述固体电解质体的第2面上，被导入基准气体；

加热器，直接或间接地层叠在上述固体电解质体上；

传感器单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面的传感器电极，基于在该传感器电极和设置于上述固体电解质体的第2面的基准电极之间流动的氧离子电流，检测上述被测定气体空间中的特定气体成分浓度；

电子传导检测单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面及第2面的一对电子传导电极，检测因为与上述加热器的加热相应的电子传导而在上述电子传导电极之间流动的电流；以及

泵单元，具有设置在上述固体电解质体或者该固体电解质体上层叠的其他固体电解质体的两表面的一对泵电极，向该一对泵电极之间施加电压，调整上述被测定气体空间中的氧浓度，

在上述固体电介质体的上述被测定气体空间侧的表面层叠着绝缘体，该绝缘体具有不使被测定气体中的氧成分透过的性质，并且用于形成上述被测定气体空间，

上述电子传导电极埋设在上述绝缘体中。

2.如权利要求1所述的气体传感器元件，

上述泵电极在设置有上述传感器电极及上述电子传导电极的上述固体电解质体的第1面的长度方向上设置在比上述传感器电极及上述电子传导电极的配置位置更靠近上述被测定气体的流动的上游侧位置，

上述传感器电极及上述电子传导电极在与上述长度方向正交的上述第1面的宽度方向上排列配置。

3.如权利要求2所述的气体传感器元件，

上述气体传感器元件具备监测单元，该监测单元具有一对监测电极，该一对监测电极设置在设置有上述传感器电极及上述电子传导电极的上述固体电解质体的第1面及第2面，

设置在上述固体电解质体的第1面的上述传感器电极、上述电子传导电极及上述监测电极在上述宽度方向上排列配置，

上述监测单元基于在上述一对监测电极之间流动的氧离子电流，检测上述被测定气体空间中的氧浓度。

4.如权利要求1所述的气体传感器元件，

上述加热器具有通过通电而发热的导体层、以及夹持该导体层的绝缘层，并且根据由上述电子传导检测单元检测的电流值，对上述导体层进行通电。

5.如权利要求1所述的气体传感器元件，

上述传感器单元具备运算器，该运算器基于在上述传感器电极和上述基准电极之间流动的电流值、以及由上述电子传导检测单元检测的电子传导所形成的电流值，计算上述特定气体成分浓度。

6.一种气体传感器元件，其特征在于，具备：

固体电解质体，具有第1面及第2面，具有氧离子传导性；

被测定气体空间，形成在上述固体电解质体的第1面上，被导入通过了扩散电阻体的被测定气体；

基准气体空间，形成在上述固体电解质体的第2面上，被导入基准气体；

加热器，直接或间接地层叠在上述固体电解质体上；

传感器单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面的传感器电极，基于在该传感器电极和设置于上述固体电解质体的第2面的基准电极之间流动的氧离子电流，检测上述被测定气体空间中的特定气体成分浓度；

电子传导检测单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面及第2面的一对电子传导电极，检测因为与上述加热器的加热相应的电子传导而在上述电子传导电极之间流动的电流；以及

泵单元，具有设置在上述固体电解质体或者该固体电解质体上层叠的其他固体电解质体的两表面的一对泵电极，向该一对泵电极之间施加电压，调整上述被测定气体空间中的氧浓度，

上述电子传导电极中的至少暴露于上述被测定气体的表面，由对于上述被测定气体中的氧分解来说不具有活性的电极材料构成。

7.一种气体传感器元件，其特征在于，具备：

固体电解质体，具有第1面及第2面，具有氧离子传导性；

被测定气体空间，形成在上述固体电解质体的第1面上，被导入通过了扩散电阻体的被测定气体；

基准气体空间，形成在上述固体电解质体的第2面上，被导入基准气体；

加热器，直接或间接地层叠在上述固体电解质体上；

传感器单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面的传感器电极，基于在该传感器电极和设置于上述固体电解质体的第2面的基准电极之间流动的氧离子电流，检测上述被测定气体空间中的特定气体成分浓度；

电子传导检测单元，具有设置在上述固体电解质体的第1面及第2面的一对电子传导电极，检测因为与上述加热器的加热相应的电子传导而在上述电子传导电极之间流动的电流；以及

泵单元，具有设置在上述固体电解质体或者该固体电解质体上层叠的其他固体电解质体的两表面的一对泵电极，向该一对泵电极之间施加电压，调整上述被测定气体空间中的氧浓度，

上述电子传导电极的被测定气体空间侧的表面，被不使被测定气体中的氧成分透过的覆盖层覆盖。