[發(fā)明專利]氣體傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710887989.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107941885B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡本拓;森伸彥;中山裕葵
• 申請（專利權(quán)）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

本發(fā)明提供一種氣體傳感器，與以往的多氣體傳感器相比具有簡單的構(gòu)成、且能夠同時測定NOx和NH₃。基于在NOx測定電極與外側(cè)泵電極之間流通的泵電流來確定被測定氣體中的NOx濃度的氣體傳感器中，通過使外側(cè)泵電極不產(chǎn)生針對NH₃的催化活性，可以使傳感器元件還具有NH₃傳感器部，該NH₃傳感器部包括由外側(cè)泵電極、基準電極、以及兩個電極之間的固體電解質(zhì)構(gòu)成的混合電位單元，在將傳感器元件加熱到400℃～600℃時，能夠同時并行或選擇性地執(zhí)行基于在外側(cè)泵電極與基準電極之間產(chǎn)生的電位差的NH₃濃度的確定和基于泵電流和NH₃濃度的NOx濃度的確定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢出被測定氣體中的規(guī)定氣體成分的氣體傳感器，特別涉及其構(gòu)成及動作。

背景技術(shù)

以往，為了得知例如以來自汽車的發(fā)動機等內(nèi)燃機的尾氣為代表的、被測定氣體中的所期望的氣體成分的濃度，使用各種氣體傳感器。例如，作為測定燃燒氣體等被測定氣體中的NOx濃度的裝置，眾所周知：具備使用氧化鋯(ZrO₂)等氧離子傳導(dǎo)性固體電解質(zhì)形成的傳感器元件的NOx傳感器(例如參見專利文獻1～專利文獻3)。

另外，還眾所周知：應(yīng)對在被測定氣體中除了存在NOx以外還存在NH₃(氨氣)的情況下NOx傳感器的輸出值依賴于NH₃(氨氣)而發(fā)生變化的、NH₃(氨氣)干涉性問題的氣體傳感器(氣體濃度測定系統(tǒng))(例如參見專利文獻4及專利文獻5)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第3756123號公報

專利文獻2：日本特許第3798412號公報

專利文獻3：日本特許第3771569號公報

專利文獻4：日本特開2015－215334號公報

專利文獻5：日本特開2016－14597號公報

發(fā)明內(nèi)容

專利文獻4中，基于空燃比(A/F)與O₂濃度、及空燃比(A/F)與H₂O濃度之間存在一定的關(guān)系，通過NOx傳感器來測定原來的NOx濃度與來源于NH₃的NOx濃度的總濃度，通過由該總濃度減去基于空燃比(A/F)和傳感器外NH₃濃度而計算出的源自于NH₃的NOx濃度，能夠得到原來的NOx濃度。即，能夠除去NOx傳感器的NH₃干涉性。但是，實際的汽車中，在來自發(fā)動機的排氣管中會發(fā)生水的凝結(jié)(特別是寒冷時)或者進行EGR控制，因此，空燃比(A/F)與H₂O濃度的關(guān)系沒有相關(guān)性，這意味著難以推定傳感器外NH₃濃度。

另外，專利文獻5中公開以下方案：基于使NOx傳感器的控制溫度不同而求出的2組NOx濃度，計算出NH₃濃度。但是，溫度越低，構(gòu)成傳感器元件的氧化鋯電解質(zhì)的阻力越大，電流越不易流通，因此，在NOx傳感器的控制溫度較低的情況下，不能很好地進行O₂的泵送及NOx的還原的可能性較高。另外，每次切換(轉(zhuǎn)換)控制溫度時都需要等待傳感器元件的溫度穩(wěn)定，因此，認為轉(zhuǎn)換間隔不得不延長。所以，推測在實際的內(nèi)燃機動作中使用專利文獻5中公開的氣體濃度測定系統(tǒng)很難測定實時的濃度。

本發(fā)明是鑒于上述課題而實施的，其目的是提供一種在一個控制溫度下能夠同時測定NOx濃度和NH₃濃度、并且還能夠邊轉(zhuǎn)換邊進行兩者的測定的氣體傳感器。