[发明专利]气体传感器及利用气体传感器测定气体浓度的方法

说明书

本发明提供一种气体传感器及利用气体传感器测定气体浓度的方法，所述气体传感器的传感器元件中的电极中毒得到抑制。该传感器元件包括：在前端部具有开口端并在长度方向上延伸的被测定气体导入空间、包含贵金属与氧离子传导性固体电解质的金属陶瓷并在被测定气体导入空间内设置于与开口端相反一侧的检测电极、包含Pt与氧离子传导性固体电解质的金属陶瓷的基准电极、以及对传感器元件进行加热的加热器；通过加热器进行加热，使得在开口端与检测电极之间存在温度比检测电极高且比预先确定或推定的中毒物质的熔点高的高温处，且温度在该高温处至检测电极之间降低，在该状态下，基于检测电极与基准电极之间的电位差，求出规定气体成分的浓度。

技术领域

本发明涉及对被测定气体中的规定气体成分进行检测的气体传感器，特别涉及对其检测电极中毒的抑制。

背景技术

随着近来尾气限制的强化，越发期望对尾气中包含的烃气、氨等规定对象气体成分的浓度进行测定。用于该气体浓度的测定的气体传感器中，有在以固体电解质为主要构成材料的传感器元件的表面具备保护层的产品。

作为设置于传感器元件的保护层的作用，首先，可以举出(1)捕集包含磷(P)等的中毒物质，除此以外，还可以举出(2)防止构成设置于元件表面的电极的物质(特别是Pt、Au等贵金属)蒸发、(3)作为仅使被测定气体到达三相界面的分子筛等。已知如下构成的气体传感器：分别承担以上(1)～(3)的作用的多个层被设置于传感器元件的表面(例如参见专利文献1～专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－71632号公报

专利文献2：日本特开2012－173147号公报

专利文献3：日本特开2006－38496号公报

发明内容

为了使气体传感器适当地动作，必须实现上述的(1)～(3)，因此，从传感器元件去掉保护层是不恰当的。

另外，专利文献2公开的气体传感器中，对电极保护层上形成的、作为捕集层发挥作用的多孔质保护层的气孔率、气孔径进行优化，由此，可靠地捕集中毒物质，并且，抑制了保护层堵塞，但是，也有时因气体传感器使用环境、运转状况(例如行驶距离、使用场所等)而难以充分地得到该效果。并且，还担心附着于多孔质保护层的中毒物质在之后的扩散中到达电极而引起电极中毒。即，即便采用专利文献2公开的技术，依然残留由中毒物质的排出状况、特性因使用环境、运转状况的变化而变化所引起的堵塞等风险。

另外，在中毒物质较少的环境下使用以保护层捕集中毒物质的方式的气体传感器的情况下，即便没有发生堵塞，尽管少量但也会有中毒物质附着于保护层的粒子表面。所以，如果在该状态下继续使用，则附着于保护层的中毒物质有时通过表面扩散而向邻近的电极侧移动，从而引起次生的电极中毒。亦即，即便以保护层能够捕集中毒成分，由于保护层与电极邻近，所以电极有时也会因物质移动的结果而中毒。

即，以与电极邻近的保护层捕集中毒物质本身具有电极中毒的风险。

本发明是鉴于上述课题而实施的，目的是提供一种传感器元件中的电极中毒得到适当抑制的气体传感器。