[發明專利]氣體傳感器元件和裝配有該元件的氣體傳感器

有效

• 申請號: 201110128522.6
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102243211A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 蘇振洲;小林清美
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳珊;劉興鵬

1.一種氣體傳感器元件，包括：

具有離子導電特性和帶底部的筒狀的固態電解質體；

形成在固態電解質體的內表面上的基準電極；

形成在固態電解質體的外表面上的檢測電極；

電極保護層，其覆蓋帶檢測電極的固態電解質體的外表面、支撐貴金屬觸媒，并且目標檢測氣體穿過該電極保護層；以及

插入固態電解質體的內部并當接收電能時產生熱能的加熱器，

其中氣體傳感器元件的前部具有腿部和底部，腿部平行于氣體傳感器元件的軸向方向形成，并且腿部的垂直于氣體傳感器元件軸向方向的橫截面的外輪廓具有直線形狀，而底部的橫截面的外輪廓具有彎曲形狀，

檢測電極是全表面電極和局部電極之一，全表面電極形成在固態電解質體的整個外表面上，局部電極形成在固態電解質體的外表面的腿部上而不形成在固態電解質體的外表面的底部上，并且

當加熱器產生熱能時電極保護層的底部具有第一升溫速度，具有第一升溫速度的電極保護層的底部具有第一數量的貴金屬觸媒，當加熱器產生熱能時電極保護層的腿部具有第二升溫速度，具有第二升溫速度的電極保護層的腿部具有第二數量的貴金屬觸媒，并且第一升溫速度高于第二升溫速度，第一數量的貴金屬觸媒大于第二數量的貴金屬觸媒。

2.根據權利要求1所述的氣體傳感器元件，其中電極保護層在腿部和底部之間的邊界部處的厚度以及電極保護層在底部的厚度中的至少一個厚于電極保護層在腿部的厚度。

3.根據權利要求1所述的氣體傳感器元件，其中電極保護層在腿部和底部之間的邊界部處的貴金屬觸媒支撐比率以及電極保護層在底部的貴金屬觸媒支撐比率中的至少一個大于電極保護層在腿部的貴金屬觸媒支撐比率。

4.根據權利要求1所述的氣體傳感器元件，其中當檢測電極是全表面電極時，氣體傳感器元件具有在不小于1.5且不大于2.5的范圍內的厚度比率T_A/T_B，當檢測電極是局部電極時，氣體傳感器元件具有在不小于1.5且不大于2.0的范圍內的厚度比率T_A/T_B，其中T_A是電極保護層在底部中的厚度，T_B是電極保護層在腿部中的厚度。

5.根據權利要求1所述的氣體傳感器元件，其中當檢測電極是全表面電極時，氣體傳感器元件具有在不小于1.6且不大于2.3的范圍內的支撐比率P_A/P_B，當檢測電極是局部電極時，氣體傳感器元件具有在不小于1.7且不大于2.0的范圍內的支撐比率P_A/P_B，其中P_A是電極保護層在底部中的觸媒支撐比率，而P_B是電極保護層在腿部中的觸媒支撐比率。

6.根據權利要求1所述的氣體傳感器元件，其中電極保護層具有由至少兩層組成的多層結構，

作為電極保護層的多層結構中的一層的底層直接與檢測電極接觸，并由金屬氧化物材料構成，金屬氧化物材料由氧化鋁、鋁鎂尖晶石、和鈦中的至少之一組成，以及

作為多層結構中另一層的觸媒層形成在電極保護層中底層的外表面上，并且觸媒層由金屬氧化物材料和貴金屬觸媒構成，其中金屬氧化物材料由氧化鋁、鋁鎂尖晶石、氧化鋯中的至少之一組成，并且貴金屬觸媒由鉑Pt、鈀Pd、銠Rh和釕Ru中的至少一種組成。

7.一種檢測包含在目標檢測氣體中的特定氣體濃度的氣體傳感器，包括：

根據權利要求1的氣體傳感器元件；

其中放置氣體傳感器元件的機殼罩；

放置在機殼罩的遠側并覆蓋氣體傳感器元件的遠端部的大氣覆蓋罩；和

放置在氣體傳感器元件的前側并覆蓋氣體傳感器元件的前部的元件覆蓋罩。