[發(fā)明專利]氣體傳感器元件有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510424695.0 | 申請日： | 2015-07-17 |
| 公開（公告）號： | CN105277605B | 公開（公告）日： | 2018-10-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 西島大貴;三宅慶治;近藤春樹;中江誠;竹內(nèi)亨;田村昌之;村井敦司 | 申請（專利權(quán)）人： | 豐田自動車株式會社;株式會社電裝 |
| 主分類號： | G01N27/409 | 分類號： | G01N27/409 |
| 代理公司： | 北京市中咨律師事務(wù)所 11247 | 代理人： | 劉航;段承恩 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 日本;JP |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氣體 傳感器 元件 | ||
本發(fā)明提供具備多孔質(zhì)保護層的氣體傳感器元件，所述多孔質(zhì)保護層具有良好的防水性。一種氣體傳感器元件(100)，是兩側(cè)具備一對電極(4)的固體電解質(zhì)體(3)和包含發(fā)熱源(6)的發(fā)熱體層疊而形成檢測部(10)、且在檢測部(10)的周圍形成有多孔質(zhì)保護層(20)的氣體傳感器元件，多孔質(zhì)保護層(20)的熱導(dǎo)率λ在0.2～5W/mK的范圍，熱導(dǎo)率λ(W/mK)和密度ρ(g/m3)和比熱Cp(J/gK)的乘積即λ×Cp×ρ在5.3×105～2.1×107WJ/m4K2的范圍。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及例如搭載于車輛、檢測廢氣(排氣)中的氧濃度的氣體傳感器元件。
背景技術(shù)
在各種產(chǎn)業(yè)界中，針對減少環(huán)境影響負載的各種努力正在全球范圍內(nèi)進行，其中，在汽車產(chǎn)業(yè)中，燃油經(jīng)濟性能優(yōu)異的汽油發(fā)動機車自不必說，面向混合動力車、電動車等所謂的環(huán)保車的普及及其進一步的性能提高的開發(fā)每天都在進展。
車輛的廢氣的凈化和燃油經(jīng)濟性能的提高，通過利用氣體傳感器檢測廢氣等被測定氣體中的氧濃度，精密地控制燃料噴射量、吸入空氣量來進行。
構(gòu)成該氣體傳感器的氣體傳感器元件的基本構(gòu)成，可舉出下述構(gòu)成：兩側(cè)具備一對電極的固體電解質(zhì)體和包含發(fā)熱源的發(fā)熱體層疊而構(gòu)成檢測部，在該檢測部的周圍形成有多孔質(zhì)保護層。
由于氣體傳感器在400～850℃左右的高溫狀態(tài)下檢測廢氣中的氧濃度，因此擔(dān)心下述問題：如果該廢氣中的水滴(冷凝水)碰撞到構(gòu)成氣體傳感器的氣體傳感器元件，則產(chǎn)生由部分急冷所致的熱沖擊，由于與溫度變化相伴的體積變化，該元件發(fā)生由沾水時的溫度降低引起的輸出異常，或由于起因于熱沖擊的元件開裂而發(fā)生輸出異常。另外，也擔(dān)心下述問題：冷凝水中的金屬化合物與水一起滲入元件內(nèi)，使氣體傳感器元件的檢測部中毒(功能受損)。
為解決這些問題，在氣體傳感器元件中，在檢測部的周圍配設(shè)有多孔質(zhì)保護層。
在此，作為與具備多孔質(zhì)保護層的氣體傳感器元件相關(guān)的以往技術(shù)，例如專利文獻1中公開了采用由氧化鋁構(gòu)成的多孔質(zhì)保護層包圍元件的周圍，來抑制水滴的碰撞的氣體傳感器元件。另外，專利文獻2中公開了一種氣體傳感器元件，其具備由碳化硅或氮化鋁的單一材料、或它們與其它的陶瓷材料的混合材料構(gòu)成的多孔質(zhì)保護層。此外，專利文獻3中公開了一種氣體傳感器元件，其在元件主體部的擴散電阻層的導(dǎo)入被測定氣體的氣體導(dǎo)入外表面上，設(shè)置有用于捕集被測定氣體中的毒害成分(中毒成分)的多孔質(zhì)保護層；和形成于多孔質(zhì)保護層上，在固體電解質(zhì)體變?yōu)榛钚缘母邷貢r具有防水性，與多孔質(zhì)保護層相比氣孔率小的表面保護層。
這樣，為了提高氣體傳感器元件的耐沾水性，對設(shè)置于檢測部周圍的多孔質(zhì)保護層施加了多樣的改良，特別是主要地進行了與應(yīng)用于多孔質(zhì)保護層的材料相關(guān)的技術(shù)開發(fā)。再者，專利文獻3中，為了防止在受到熱沖擊時因沾水而引發(fā)的開裂(water-inducedcracking)，通過規(guī)定與多孔質(zhì)保護層相比氣孔率小的表面保護層的表面粗糙度，能夠確保表面保護層的防水性。
在氣體傳感器元件的多孔質(zhì)保護層中，通過對廢氣中的冷凝水進行防水，能夠大幅度降低在多孔質(zhì)保護層、氣體傳感器元件中可能發(fā)生的熱沖擊，能夠抑制冷凝水的滲入，也會消除檢測部的中毒。
關(guān)于該多孔質(zhì)保護層的防水性，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了可通過在以往技術(shù)中沒有的途徑得到具有良好的防水性的多孔質(zhì)保護層的見解。
在先技術(shù)文獻
專利文獻1：日本特開2009-80110號公報
專利文獻2：日本特開2011-237222號公報
專利文獻3：日本特開2012-93330號公報
發(fā)明內(nèi)容
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