【CN110274946A】气体传感器【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910186769.X

(22)申请日 2019.03.13

(30)优先权数据

2018-049462 2018.03.16 JP

(71)申请人 日本碍子株式会社

地址 日本国爱知县

(72)发明人 渡边悠介　关谷高幸　

(74)专利代理机构 北京旭知行专利代理事务所

(普通合伙) 11432

代理人 王轶　陈东升

(51)Int.Cl.

G01N 27/407(2006.01)

(54)发明名称

气体传感器

(57)摘要

在高NOx浓度范围内也能高精度地测定NOx

的气体传感器。传感器元件具有：构成为包括设

为面对供被测定气体从外部导入的第一内部空

腔的内侧泵电极、设于元件表面的外侧泵电极以

及存在于两个电极之间的固体电解质的主泵单

元；面对与第一内部空腔连通的第二内部空腔的

测定电极，作为针对NOx的还原催化剂起作用；被

从外部导入有大气的大气导入层覆盖的基准电

极；和构成为包括测定电极、外侧泵电极和存在

于这两个电极之间的固体电解质的测定泵单元，

内侧泵电极是Pt与ZrO 2的金属陶瓷电极，设置为

1～5％的气孔率以及5～20μm的厚度，主泵单元

的电阻为150Ω以下，从气体导入口至内侧泵电

极的扩散阻力为200～1000cm -1

。权利要求书2页 说明书13页 附图3页CN 110274946 A 2019.09.24

C N 110274946

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110274946 A

1.一种气体传感器，其是具备由氧离子传导性的固体电解质构成的传感器元件的、能够确定被测定气体中的NOx浓度的极限电流型的气体传感器，其特征在于，所述传感器元件具有：

气体导入口，被测定气体从外部空间导入至该气体导入口；

第一内部空腔，该第一内部空腔在规定的扩散阻力下与所述气体导入口连通；

第二内部空腔，该第二内部空腔在规定的扩散阻力下与所述第一内部空腔连通；

主泵单元，该主泵单元是构成为包括内侧泵电极、外侧泵电极、以及存在于所述内侧泵电极与所述外侧泵电极之间的所述固体电解质的电化学泵单元，所述内侧泵电极设置为面对所述第一内部空腔，所述外侧泵电极设置于所述传感器元件的表面；

测定电极，该测定电极设置为面对所述第二内部空腔，并由施加有规定的扩散阻力的多孔质保护膜覆盖，作为针对NOx的还原催化剂而发挥作用；

大气导入层，大气作为基准气体而从所述传感器元件的外部导入至该大气导入层；

基准电极，该基准电极被所述大气导入层覆盖；以及

测定泵单元，该测定泵单元是构成为包括所述测定电极、所述外侧泵电极、以及存在于所述测定电极与所述外侧泵电极之间的所述固体电解质的电化学泵单元，所述气体传感器还具备浓度确定机构，该浓度确定机构基于所述测定泵单元中在所述测定电极与所述外侧泵电极之间流通的NOx电流的大小而确定所述NOx浓度，所述主泵单元配置构成为：当向所述内侧泵电极与所述外侧泵电极之间施加有规定的主泵电压时，将所述第一内部空腔内的氧吸出，将导入至所述第一内部空腔的所述被测定气体中的氧吸出而使得所述第一内部空腔的所述被测定气体的氧分压降低，所述测定泵单元配置构成为：当向所述内侧泵电极与所述外侧泵电极之间施加有规定的泵电压时，将所述测定电极附近的氧吸出，将到达所述测定电极附近的所述被测定气体中的NOx在所述测定电极处被还原而生成的氧吸出，

所述内侧泵电极是Pt与ZrO2的金属陶瓷电极，并设置为1％以上5％以下的气孔率以及5μm以上20μm以下的厚度，

所述主泵单元的电阻为150Ω以下，

从所述气体导入口至所述内侧泵电极的扩散阻力为200cm-1以上1000cm-1以下。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，

所述内侧泵电极的面积为5mm2以上20mm2以下，

所述内侧泵电极与所述外侧泵电极之间的最短距离为0.1mm以上0.6mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，

所述传感器元件还具有：

主泵控制用传感器单元，该主泵控制用传感器单元是构成为包括所述内侧泵电极、所述基准电极、以及存在于所述内侧泵电极与所述基准电极之间的所述固体电解质的电化学传感器单元；

辅助泵单元，该辅助泵单元是构成为包括辅助泵电极、所述外侧泵电极、以及存在于所述辅助泵电极与所述外侧泵电极之间的所述固体电解质的电化学泵单元，所述辅助泵电极设置为面对所述第二内部空腔；

辅助泵控制用传感器单元，该辅助泵控制用传感器单元是构成为包括所述辅助泵电

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