[發明專利]氣體傳感器以及傳感器元件

在審

• 申請號: 202010180266.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111751427A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 岡本拓;中曾根修;生駒信和;平田紀子
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: G01N27/41
• 分類號: G01N27/41;G01N27/407
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;陳東升

氣體傳感器(100)具備：元件主體，其具有氧離子傳導性的固體電解質層(1～6)，并在內部設置有被測定氣體流通部；主泵單元(21)，其對第一內部空腔(20)的氧濃度進行調整；輔助泵單元(50)，其對第二內部空腔(40)的氧濃度進行調整；測定電極(44)，其配設于第三內部空腔(61)的內周面上；以及基準電極(42)。主泵單元(21)的內側泵電極(22)不含有具有催化活性抑制能力的貴金屬，輔助泵單元(50)的輔助泵電極(51)含有具有催化活性抑制能力的貴金屬。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器以及傳感器元件。

背景技術

以往，已知對汽車的廢氣等被測定氣體中的NOx等特定氣體的濃度進行檢測的氣體傳感器。例如，專利文獻1中記載了一種氣體傳感器，其具備多個氧離子傳導性的固體電解質層的層疊體、以及設置于固體電解質層的電極。在利用該氣體傳感器對NOx的濃度進行檢測的情況下，首先，在傳感器元件的內部的被測定氣體流通部與傳感器元件的外部之間進行氧的吸出或吸入，由此調整被測定氣體流通部內的氧濃度。然后，使得氧濃度調整后的被測定氣體中的NOx還原，基于與還原后的氧濃度相應地在傳感器元件內部的電極(測定電極)流通的電流，對被測定氣體中的NOx的濃度進行檢測。另外，專利文獻2中記載有對被測定氣體中的氨的濃度進行檢測的氣體傳感器。對于該氣體傳感器而言，利用被測定氣體中的氧將氨氧化而轉化為NOx，并通過與專利文獻1同樣的方法對源自該氨的NOx的濃度進行檢測，由此檢測出氨的濃度。

另外，專利文獻1中記載有如下內容：用于調整氧濃度的泵單元中的、配置于被測定氣體流通部的內側泵電極是含有1％的Au的Pt和ZrO₂的金屬陶瓷電極。因內側泵電極含有Au而能夠使得內側泵電極不對NOx進行還原。另一方面，專利文獻3中記載有如下內容：隨著氣體傳感器的使用，Au從泵單元的電極蒸發散逸，進而附著于對被測定氣體中的NOx濃度進行檢測的傳感器單元的電極。并記載了如下內容：其結果導致NOx濃度的檢測精度下降。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-190940號公報

專利文獻2：日本特開2011-039041號公報

專利文獻3：日本特許第6447568號

發明內容

若內側泵電極使得NOx還原則NOx濃度的檢測精度會下降，因此，如上所述，需要使內側泵電極含有Au。另一方面，如上所述，存在如下問題：由于內側泵電極含有Au，因此，隨著氣體傳感器的使用，NOx濃度的檢測精度會下降。

本發明是為了解決上述課題而完成的，其主要目的在于長期維持特定氣體濃度的檢測精度。

為了解決上述課題，本發明的發明人進行了深入研究，結果發現：在內側主泵電極的周圍并非低氧氣氛的情況下，即使內側主泵電極不含有Au，也幾乎不會因內側主泵電極而產生NOx的還原。因此，本發明的發明人發現：在對非低氧氣氛的被測定氣體中的特定氣體濃度進行測定的情況下，無需使內側主泵電極含有以往認為必不可少的Au，從而完成了本發明。

本發明的氣體傳感器具備：

元件主體，其具有氧離子傳導性的固體電解質層，并在內部設置有將被測定氣體導入并使其流通的被測定氣體流通部；

主泵單元，其將所述被測定氣體流通部中的第一內部空腔的氧吸出而對該第一內部空腔的氧濃度進行調整；

輔助泵單元，其將所述被測定氣體流通部中設置于所述第一內部空腔的下游側的第二內部空腔的氧吸出而對該第二內部空腔的氧濃度進行調整；

測定電極，其配設于測定室的內周面上，該測定室設置于所述被測定氣體流通部中的所述第二內部空腔的下游側；