JP5271944B2 - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5271944B2 JP5271944B2 JP2010062728A JP2010062728A JP5271944B2 JP 5271944 B2 JP5271944 B2 JP 5271944B2 JP 2010062728 A JP2010062728 A JP 2010062728A JP 2010062728 A JP2010062728 A JP 2010062728A JP 5271944 B2 JP5271944 B2 JP 5271944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- gas
- internal space
- predetermined
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/41—Oxygen pumping cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
- G01N27/4072—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure characterized by the diffusion barrier
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/419—Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
- G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
請求項3の発明は、請求項1に記載のガスセンサにおいて、前記ガス導入口と前記第3の電極の間に、それぞれが1または複数のスリットからなる複数の拡散律速部、をさらに備え、前記第3の電極と最も近い前記拡散律速部との間に前記多孔質拡散層が設けられてなる。
<ガスセンサの概略構成>
はじめに、ガスセンサ100の概略構成について説明する。
第2の実施の形態においては、第1の実施の形態に係るガスセンサ100とは異なる場所に多孔質拡散層が設けられる態様について説明する。
以上の説明においては、測定電極44を覆うように電極保護層を形成する態様に代えて、第1多孔質拡散層91を第2内部空所40内の一部の領域に形成する態様、あるいは、第2多孔質拡散層92aをガス導入口10内に、第3多孔質拡散層92bを緩衝空間12に、第4多孔質拡散層98cを第1内部空所20内に形成する態様について説明したが、本発明の適用はこれに限られるものではなく、ガス導入口10、緩衝空間12、第1内部空所20および第2内部空所40内のいずれか1つ以上に多孔質拡散層を形成する態様であってもよい。
実施例1として、第1の実施の形態に係るガスセンサ100の実施例であるガスセンサAと、第2の実施の形態に係るガスセンサ200の実施例であるガスセンサBと、比較例であるガスセンサCに対して、Mg被毒試験を行った。なお、ガスセンサAの第1多孔質拡散層91の平均気孔径が3μm、気孔率が48%、ガスセンサBの多孔質拡散層群92の平均気孔径が12μm、気孔率が32%である。また、ガスセンサCは、測定電極44が多孔質体である電極保護層に覆われている、従来のガスセンサである。
実施例2では、実施例1に用いたガスセンサA〜ガスセンサCの3つに、比較例としてガスセンサDおよびガスセンサEをさらに追加して、計5つのガスセンサに対し酸化還元試験を行った。なお、ガスセンサDおよびガスセンサEは、実施例1における比較例であったガスセンサCと同一の構造を有している。
本実施例では、第1の実施の形態に係るガスセンサ100における第1多孔質拡散層91の平均気孔率と気孔径とを種々に違えたものを用意し、実施例1と同様の手順にて、Mg被毒試験を行った。
2 第2基板層
3 第3基板層
4 第1固体電解質層
5 スペーサ層5
6 第2固体電解質層
10 ガス導入口
11 第1拡散律速部
12 緩衝空間
13 第2拡散律速部
20 第1内部空所
30 第3拡散律速部
40 第2内部空所
44 測定電極
91 第1多孔質拡散層
92 多孔質拡散層群
92a 第2多孔質拡散層
92b 第3多孔質拡散層
92c 第4多孔質拡散層
100 ガスセンサ
101 センサ素子
Claims (3)
- 酸素イオン伝導性の固体電解質を主成分として構成されるセンサ素子を有し、被測定ガス中の所定ガス成分を検出するガスセンサであって、
前記センサ素子は、
前記外部空間から被測定ガスを導入するガス導入口と、
前記ガス導入口と所定の拡散抵抗の下で連通してなる緩衝空間と、
前記緩衝空間と所定の拡散抵抗の下で連通してなる第1の内部空所と、
前記第1の内部空所と所定の拡散抵抗の下で連通してなる第2の内部空所と、
平均気孔径が200nm以上100μm以下、気孔率が20%以上80%以下の多孔質体からなり、前記第2の内部空所内のうち前記第2の内部空所の端部から前記センサ素子の長手方向の所定の位置までに埋設され、前記被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与する多孔質拡散層と、
前記第1の内部空所の表面に形成された主ポンピングセル用の第1の電極と前記第1および第2の内部空所とは異なる空間に形成された第2の電極との間に所定電圧を印加することで、前記第1の内部空所中の酸素を汲み出し可能な主ポンピングセルと、
前記第2の内部空所の表面に形成された補助ポンピングセル用の第1の電極と前記第2の電極との間に所定電圧を印加することで、前記第2の内部空所中の酸素を汲み出し可能な補助ポンピングセルと、
前記第2の内部空所の表面に露出するように形成され前記多孔質拡散層により前記所定の拡散抵抗が付与された前記所定ガス成分中の酸化物気体成分を還元可能な第3の電極と前記第1および第2の内部空所とは異なる部位に形成された第4の電極との間に電圧を印加して、前記第3の電極と前記第4の電極との間を流れる電流を測定可能に設けられた測定セルと、を備える、ガスセンサ。 - 酸素イオン伝導性の固体電解質を主成分として構成されるセンサ素子を有し、被測定ガス中の所定ガス成分を検出するガスセンサであって、
前記センサ素子は、
前記外部空間から被測定ガスを導入するガス導入口と、
前記ガス導入口と所定の拡散抵抗の下で連通してなる緩衝空間と、
前記緩衝空間と所定の拡散抵抗の下で連通してなる第1の内部空所と、
前記第1の内部空所と所定の拡散抵抗の下で連通してなる第2の内部空所と、
平均気孔径が200nm以上100μm以下、気孔率が20%以上80%以下の多孔質体からなり、前記ガス導入口、前記緩衝空間および前記第1の内部空所内に埋設され、前記被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与する多孔質拡散層と、
前記第1の内部空所の表面に形成された主ポンピングセル用の第1の電極と前記第1および第2の内部空所とは異なる空間に形成された第2の電極との間に所定電圧を印加することで、前記第1の内部空所中の酸素を汲み出し可能な主ポンピングセルと、
前記第2の内部空所の表面に形成された補助ポンピングセル用の第1の電極と前記第2の電極との間に所定電圧を印加することで、前記第2の内部空所中の酸素を汲み出し可能な補助ポンピングセルと、
前記第2の内部空所の表面に露出するように形成され前記多孔質拡散層により前記所定の拡散抵抗が付与された前記所定ガス成分中の酸化物気体成分を還元可能な第3の電極と前記第1および第2の内部空所とは異なる部位に形成された第4の電極との間に電圧を印加して、前記第3の電極と前記第4の電極との間を流れる電流を測定可能に設けられた測定セルと、を備える、ガスセンサ。 - 前記ガス導入口と前記第3の電極の間に、それぞれが1または複数のスリットからなる複数の拡散律速部、
をさらに備え、
前記第3の電極と最も近い前記拡散律速部との間に前記多孔質拡散層が設けられてなる、請求項1に記載のガスセンサ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062728A JP5271944B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | ガスセンサ |
US13/043,888 US20110226618A1 (en) | 2010-03-18 | 2011-03-09 | Gas sensor |
EP11250284.4A EP2369331B1 (en) | 2010-03-18 | 2011-03-10 | Gas sensor |
US13/860,038 US9121819B2 (en) | 2010-03-18 | 2013-04-10 | Gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010062728A JP5271944B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | ガスセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011196779A JP2011196779A (ja) | 2011-10-06 |
JP5271944B2 true JP5271944B2 (ja) | 2013-08-21 |
Family
ID=44063271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010062728A Active JP5271944B2 (ja) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | ガスセンサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20110226618A1 (ja) |
EP (1) | EP2369331B1 (ja) |
JP (1) | JP5271944B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5788926B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2015-10-07 | 日本碍子株式会社 | 炭化水素ガスセンサ |
JP6078421B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2017-02-08 | 新光電気工業株式会社 | SOxガスセンサ、SOxガス濃度の検出方法 |
JP6298659B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2018-03-20 | 日本碍子株式会社 | NOxセンサの処理方法 |
JP6561719B2 (ja) * | 2014-10-30 | 2019-08-21 | 株式会社デンソー | ガスセンサ |
JP6480228B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2019-03-06 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
JP7089990B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2022-06-23 | 日本碍子株式会社 | センサ素子 |
JP7157595B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2022-10-20 | 日本碍子株式会社 | センサ素子 |
CN109298057A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-02-01 | 上海长园维安电子线路保护有限公司 | 一种氮氧传感器陶瓷芯片 |
JP7303129B2 (ja) * | 2020-01-08 | 2023-07-04 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07111412B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1995-11-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比センサ |
US5672811A (en) * | 1994-04-21 | 1997-09-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of measuring a gas component and sensing device for measuring the gas component |
US6228252B1 (en) * | 1997-02-13 | 2001-05-08 | Ngk Spark Plug Co. Ltd. | Apparatus for detecting concentration of nitrogen oxide |
JP3671109B2 (ja) * | 1998-02-19 | 2005-07-13 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
JP4028289B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2007-12-26 | 日本碍子株式会社 | NOx分解電極及びNOx濃度測定装置 |
JP3979240B2 (ja) * | 2002-09-13 | 2007-09-19 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
JP2004125482A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Denso Corp | ガス濃度検出装置 |
JP2004245772A (ja) * | 2003-02-17 | 2004-09-02 | Denso Corp | ガス濃度検出装置 |
JP3835439B2 (ja) * | 2003-08-20 | 2006-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | 濃度検出装置 |
JP2005283266A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサ素子 |
JP2006010673A (ja) * | 2004-05-25 | 2006-01-12 | Denso Corp | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
JP4653546B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2011-03-16 | 株式会社デンソー | ガスセンサ素子 |
JP4911910B2 (ja) | 2005-03-31 | 2012-04-04 | 日本碍子株式会社 | NOx測定電極部構造及びその形成方法並びにNOxセンサ素子 |
JP2007232481A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Hitachi Ltd | 酸素センサ |
JP5253165B2 (ja) * | 2006-07-12 | 2013-07-31 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ及び窒素酸化物センサ |
JPWO2008038773A1 (ja) * | 2006-09-29 | 2010-01-28 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ素子の処理方法 |
JP2009092431A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Denso Corp | NOxセンサ |
JP5005564B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2012-08-22 | 日本碍子株式会社 | 積層体の形成方法、センサ素子の作製方法、およびセンサ素子 |
JP2009236833A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Ngk Insulators Ltd | ガスセンサおよびNOxセンサ |
JP4980974B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-07-18 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサおよびその制御装置ならびにNOx濃度測定方法 |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062728A patent/JP5271944B2/ja active Active
-
2011
- 2011-03-09 US US13/043,888 patent/US20110226618A1/en not_active Abandoned
- 2011-03-10 EP EP11250284.4A patent/EP2369331B1/en active Active
-
2013
- 2013-04-10 US US13/860,038 patent/US9121819B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110226618A1 (en) | 2011-09-22 |
JP2011196779A (ja) | 2011-10-06 |
US9121819B2 (en) | 2015-09-01 |
EP2369331B1 (en) | 2017-09-27 |
EP2369331A1 (en) | 2011-09-28 |
US20130220808A1 (en) | 2013-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5271944B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP5530890B2 (ja) | ガスセンサ | |
EP2363707B1 (en) | Gas sensor and method for manufacturing same | |
JP6669616B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP5323752B2 (ja) | ガスセンサのポンプ電極、導電性ペーストの製造方法、およびガスセンサ | |
EP2107365B1 (en) | NOx sensor | |
EP2927676B1 (en) | Sensor element and gas sensor | |
JP4999894B2 (ja) | ガスセンサ | |
EP2506002A1 (en) | Gas sensor | |
JP6469462B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2014209128A (ja) | ガスセンサおよびセンサ素子の製造方法 | |
JP2011102797A (ja) | ガスセンサおよびセンサ素子の製造方法 | |
JP4745361B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2011227061A (ja) | ガスセンサ | |
EP2930503B1 (en) | Sensor element and gas sensor | |
JP5020875B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2009244140A (ja) | ガスセンサおよびNOxセンサ | |
CN111380939A (zh) | 传感器元件及气体传感器 | |
JP4855756B2 (ja) | ガスセンサ素子 | |
CN113219037B (zh) | 气体传感器 | |
JP6573567B2 (ja) | センサ素子のライトオフ異常判定方法及びガスセンサの製造方法 | |
JP5749783B2 (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120417 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120605 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120919 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130409 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130513 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5271944 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |