[發明專利]傳感器元件以及氣體傳感器

有效

• 申請號: 202010185677.2
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111751429B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 渡邊悠介;巖井志帆
• 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;G01N27/406
• 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

傳感器元件(101)用于對被測定氣體中的特定氣體濃度進行檢測，具備：元件主體，其包括氧離子傳導性的固體電解質層、且具有長度方向；測定電極(44)，其以與被測定氣體接觸的方式配設于元件主體；基準電極(42)，其以與成為被測定氣體中的特定氣體濃度的檢測基準的基準氣體接觸的方式配設于元件主體；以及加熱器，其配設于元件主體、且對固體電解質層進行加熱。從固體電解質層的厚度方向、即上下方向觀察時，基準電極(42)的重心B與測定電極(44)重疊。元件主體的長度方向設為前后方向，基準電極(42)以及測定電極(44)的前后方向的長度均為1.1mm以下。基準電極(42)的從厚度方向觀察時的面積為1.0mmsupgt;2/supgt;以上。

技術領域

本發明涉及傳感器元件以及氣體傳感器。

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多個電極。在利用該氣體傳感器檢測NOx的濃度的情況下，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。氧濃度調整后的被測定氣體中的NOx在測定電極的周圍被還原。然后，吸出測定電極周圍的氧，以使得與測定電極周圍的氧濃度相應地在測定電極與基準電極之間產生的電壓恒定，并基于此時流通的泵電流而對被測定氣體中的NOx的濃度進行檢測。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2018-173318號公報

發明內容

然而，在加熱至使得固體電解質活化的溫度(例如800℃)的狀態下使用傳感器元件。此時，若因基準電極與測定電極之間的溫差而產生熱電動勢，則兩個電極間的電壓中包含熱電動勢，因此，存在特定氣體濃度的檢測精度下降的問題。例如，在利用加熱器剛開始對固體電解質層進行加熱以后，因基準電極和測定電極的各電極內的溫度偏差而導致熱電動勢變為不穩定的值。在熱電動勢不穩定的狀態下，特定氣體濃度的檢測精度下降。另外，在電極內的溫度穩定之后，有時也存在因基準電極與測定電極之間的溫差而引起的穩定的熱電動勢，因該熱電動勢也會導致特定氣體濃度的檢測精度下降。

本發明是為了解決這樣的技術問題而完成的，其主要目的在于縮短基準電極與測定電極之間的熱電動勢的穩定時間、且減小穩定的熱電動勢。

本發明為了達成上述主要目的而采用了以下方法。

本發明的傳感器元件用于對被測定氣體中的特定氣體濃度進行檢測，其中，所述傳感器元件具備：

元件主體，其包括氧離子傳導性的固體電解質層、且具有長度方向；

測定電極，其以與所述被測定氣體接觸的方式配設于所述元件主體；

基準電極，其以與成為所述被測定氣體中的所述特定氣體濃度的檢測基準的基準氣體接觸的方式配設于所述元件主體；以及

加熱器，其配置于所述元件主體、且對所述固體電解質層進行加熱，

從所述固體電解質層的厚度方向觀察時，所述基準電極的重心與所述測定電極重疊，

所述元件主體的長度方向設為前后方向，所述基準電極以及所述測定電極的前后方向的長度均為1.1mm以下，

所述基準電極的從所述厚度方向觀察時的面積為1.0mm²以上。