The invention relates to a gas sensor and a method for determining the concentration of a plurality of target components in the measured gas. The gas sensor has: a specific component measuring mechanism (104), which measures the concentration of specific components in the measuring room (20); a preliminary oxygen concentration control mechanism (106), which controls the oxygen concentration in the preliminary regulating room (21); a driving control mechanism (108), which controls the driving and stopping of the preliminary oxygen concentration control mechanism (106); and a target component acquisition mechanism (110). The concentration of the first target component and the second target component is obtained based on the difference between the sensor output of the specific component measuring mechanism (104) when driven by the initial oxygen concentration control mechanism (106) and when stopped, and one of the sensor outputs.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体传感器以及被测定气体中的多个目标成分的浓度测定方法
本专利技术涉及能够对被测定气体中的多个目标成分的各浓度进行测定的气体传感器以及浓度测定方法。
技术介绍
以往,已知:具有串联二室结构的NOx传感器(串联二室型NOx传感器)、以及使用了该NOx传感器的NOx测定方法(例如,参照日本特开2015-200643号公报)、使用了氧化物半导体电极的混合电位型或者电阻变化型的NO2传感器、或者NH3传感器(例如,参照日本特开2013-068632号公报以及日本特开2009-243942号公报)。另外,已知:使用氧化物半导体电极的混合电位来测定NH3浓度的方法。该方法如下:用另一个传感器来测定NOx浓度,在不存在NO、NO2的情况下,直接使用氧化物半导体电极的混合电位,在存在NO、NO2的情况下,对氧化物半导体电极的混合电位加以补正(例如,参照日本特表2009-511859号公报)。
技术实现思路
近年来,存在着各国加大力度强化对CO2排出量进行限制的趋势,柴油车的普及率正在增加。使用稀薄燃烧的柴油发动机具有如下缺点:虽说CO2排出量比较少,但包含有过量氧的废气中的NOx净化变得困难。因此,与CO2排出量限制的强化同样地,NOx排出量的限制也正在强化。目前,能够不有损于CO2排出量亦即燃料消耗量地进行NOx净化的选择性还原型催化系统(以下、称为SCR系统)占据了NOx净化的主流。SCR系统使所注入的尿素与废气发生反应而生成氨,使氨与NOx发生反应而分解为N2和O2。在该SCR系统中,为了使NOx净化效率接近于100%,需要增加尿素的注入量,不过,如果增加尿素注入量,则 ...
【技术保护点】
1.一种气体传感器,其具有:传感器元件(12A、12B),该传感器元件(12A、12B)具有:由至少具有氧离子传导性的固体电解质构成的结构体(14)、形成于该结构体(14)且用于供被测定气体导入的气体导入口(16)、形成在所述结构体(14)内且与所述气体导入口(16)相连通的氧浓度调节室(18)、以及形成在所述结构体(14)内且与所述氧浓度调节室(18)相连通的测定室(20);氧浓度控制机构(100),该氧浓度控制机构(100)对所述氧浓度调节室(18)内的氧浓度进行控制;温度控制机构(102),该温度控制机构(102)对所述传感器元件(12A、12B)的温度进行控制;以及特定成分测定机构(104),该特定成分测定机构(104)对所述测定室(20)内的特定成分的浓度进行测定,所述气体传感器的特征在于,具有:初步调节室(21),该初步调节室(21)设置在所述结构体(14)中的、所述气体导入口(16)与所述氧浓度调节室(18)之间,且与所述气体导入口(16)相连通;初步氧浓度控制机构(106),该初步氧浓度控制机构(106)对所述初步调节室(21)内的氧浓度进行控制;驱动控制机构(108) ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 JP 2016-1244141.一种气体传感器,其具有:传感器元件(12A、12B),该传感器元件(12A、12B)具有:由至少具有氧离子传导性的固体电解质构成的结构体(14)、形成于该结构体(14)且用于供被测定气体导入的气体导入口(16)、形成在所述结构体(14)内且与所述气体导入口(16)相连通的氧浓度调节室(18)、以及形成在所述结构体(14)内且与所述氧浓度调节室(18)相连通的测定室(20);氧浓度控制机构(100),该氧浓度控制机构(100)对所述氧浓度调节室(18)内的氧浓度进行控制;温度控制机构(102),该温度控制机构(102)对所述传感器元件(12A、12B)的温度进行控制;以及特定成分测定机构(104),该特定成分测定机构(104)对所述测定室(20)内的特定成分的浓度进行测定,所述气体传感器的特征在于,具有:初步调节室(21),该初步调节室(21)设置在所述结构体(14)中的、所述气体导入口(16)与所述氧浓度调节室(18)之间,且与所述气体导入口(16)相连通;初步氧浓度控制机构(106),该初步氧浓度控制机构(106)对所述初步调节室(21)内的氧浓度进行控制;驱动控制机构(108),该驱动控制机构(108)对所述初步氧浓度控制机构(106)的驱动以及停止进行控制;以及目标成分获取机构(110),该目标成分获取机构(110)基于来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出与来自所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值、以及所述各传感器输出中的一方,来获取第一目标成分和第二目标成分的浓度。2.根据权利要求1所述的气体传感器,其特征在于,所述传感器元件(12A、12B)构成为:在所述气体导入口(16)与所述初步调节室(21)之间具有第一扩散速度控制部(30),在所述初步调节室(21)与所述氧浓度调节室(18)之间具有第二扩散速度控制部(32),在所述氧浓度调节室(18)与所述测定室(20)之间具有第三扩散速度控制部(34)。3.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其特征在于,所述氧浓度调节室(18)具有:与所述初步调节室(21)相连通的主调节室(18a)、以及与所述主调节室(18a)相连通的副调节室(18b),所述测定室(20)与所述副调节室(18b)相连通。4.根据权利要求3所述的气体传感器,其特征在于,在所述主调节室(18a)与所述副调节室(18b)之间具有第四扩散速度控制部(36)。5.根据权利要求1~4中的任一项所述的气体传感器,其特征在于,在所述氧浓度调节室(18)内具有泵电极(42),在所述测定室(20)内具有测定电极(62),所述泵电极(42)由催化活性比所述测定电极(62)还低的材料构成。6.根据权利要求1~5中的任一项所述的气体传感器,其特征在于,所述特定成分为NO,所述第一目标成分为NO,所述第二目标成分为NH3。7.根据权利要求6所述的气体传感器,其特征在于,所述初步氧浓度控制机构(106)在驱动时,以将所述初步调节室(21)内的NH3氧化但不会使NO分解的条件,对所述初步调节室(21)内的氧浓度进行控制。8.根据权利要求6或7所述的气体传感器,其特征在于,所述目标成分获取机构(110)使用下述的第一映射(112A),该第一映射(112A)是按如下所述而得到的,即:针对利用预先实验测定而得到的、来自所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出的值、和来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值而被特定的显示点的每一个,来分别登记NO浓度以及NH3浓度的关系,将来自实际使用中的所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出的值、和来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值、与所述第一映射(112A)进行比较,来求出NO以及NH3的各浓度。9.根据权利要求6或7所述的气体传感器,其特征在于,所述目标成分获取机构(110)基于预先实验测定而得到的、来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值、和NH3浓度的关系,来求出:来自实际使用中的所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值所对应的NH3浓度,通过如下运算来求出NO浓度,该运算为:将由所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的传感器输出而得到的NO和NH3的浓度全部换算为NO,得到总NO浓度,用该总NO浓度减去预先由所述传感器输出的差值而求出来的所述NH3浓度、的运算。10.根据权利要求1~5中的任一项所述的气体传感器,其特征在于,所述特定成分为NO,所述第一目标成分为NO,所述第二目标成分为NO2。11.根据权利要求10所述的气体传感器,其特征在于,所述初步氧浓度控制机构(106)在驱动时,在所述初步调节室(21)内的NO2转化为NO但不会使NO分解的条件,对所述初步调节室(21)内的氧浓度进行控制。12.根据权利要求10或11所述的气体传感器,其特征在于,所述目标成分获取机构(110)使用下述的第二映射(112B),该第二映射(112B)是按如下所述而得到的,即:针对利用预先实验测定而得到的、来自所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出的值、和来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值而被特定的显示点的每一个,来分别登记NO浓度以及NO2浓度的关系,将来自实际使用中的所述初步氧浓度控制机构(106)停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出的值、和来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定成分测定机构(104)的传感器输出之间的差值、与所述第二映射(112B)进行比较,来求出NO以及NO2的各浓度。13.根据权利要求10或11所述的气体传感器,其特征在于,所述目标成分获取机构(110)基于预先实验测定而得到的、来自所述初步氧浓度控制机构(106)驱动时与停止时的所述特定...
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