气体传感器以及传感器元件制造技术

气体传感器(100)具备：元件主体，其具有氧离子传导性的固体电解质层(1～6)，并在内部设置有被测定气体流通部；主泵单元(21)，其对第一内部空腔(20)的氧浓度进行调整；辅助泵单元(50)，其对第二内部空腔(40)的氧浓度进行调整；测定电极(44)，其配设于第三内部空腔(61)的内周面上；以及基准电极(42)。主泵单元(21)的内侧泵电极(22)不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，辅助泵单元(50)的辅助泵电极(51)含有具有催化活性抑制能力的贵金属。

【技术实现步骤摘要】
气体传感器以及传感器元件
本专利技术涉及气体传感器以及传感器元件。
技术介绍
以往，已知对汽车的废气等被测定气体中的NOx等特定气体的浓度进行检测的气体传感器。例如，专利文献1中记载了一种气体传感器，其具备多个氧离子传导性的固体电解质层的层叠体、以及设置于固体电解质层的电极。在利用该气体传感器对NOx的浓度进行检测的情况下，首先，在传感器元件的内部的被测定气体流通部与传感器元件的外部之间进行氧的吸出或吸入，由此调整被测定气体流通部内的氧浓度。然后，使得氧浓度调整后的被测定气体中的NOx还原，基于与还原后的氧浓度相应地在传感器元件内部的电极(测定电极)流通的电流，对被测定气体中的NOx的浓度进行检测。另外，专利文献2中记载有对被测定气体中的氨的浓度进行检测的气体传感器。对于该气体传感器而言，利用被测定气体中的氧将氨氧化而转化为NOx，并通过与专利文献1同样的方法对源自该氨的NOx的浓度进行检测，由此检测出氨的浓度。另外，专利文献1中记载有如下内容：用于调整氧浓度的泵单元中的、配置于被测定气体流通部的内侧泵电极是含有1％的Au的Pt和ZrO2的金属陶瓷电极。因内侧泵电极含有Au而能够使得内侧泵电极不对NOx进行还原。另一方面，专利文献3中记载有如下内容：随着气体传感器的使用，Au从泵单元的电极蒸发散逸，进而附着于对被测定气体中的NOx浓度进行检测的传感器单元的电极。并记载了如下内容：其结果导致NOx浓度的检测精度下降。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-190940号公报专利文献2：日本特开2011-039041号公报专利文献3：日本特许第6447568号
技术实现思路
若内侧泵电极使得NOx还原则NOx浓度的检测精度会下降，因此，如上所述，需要使内侧泵电极含有Au。另一方面，如上所述，存在如下问题：由于内侧泵电极含有Au，因此，随着气体传感器的使用，NOx浓度的检测精度会下降。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于长期维持特定气体浓度的检测精度。为了解决上述课题，本专利技术的专利技术人进行了深入研究，结果发现：在内侧主泵电极的周围并非低氧气氛的情况下，即使内侧主泵电极不含有Au，也几乎不会因内侧主泵电极而产生NOx的还原。因此，本专利技术的专利技术人发现：在对非低氧气氛的被测定气体中的特定气体浓度进行测定的情况下，无需使内侧主泵电极含有以往认为必不可少的Au，从而完成了本专利技术。本专利技术的气体传感器具备：元件主体，其具有氧离子传导性的固体电解质层，并在内部设置有将被测定气体导入并使其流通的被测定气体流通部；主泵单元，其将所述被测定气体流通部中的第一内部空腔的氧吸出而对该第一内部空腔的氧浓度进行调整；辅助泵单元，其将所述被测定气体流通部中设置于所述第一内部空腔的下游侧的第二内部空腔的氧吸出而对该第二内部空腔的氧浓度进行调整；测定电极，其配设于测定室的内周面上，该测定室设置于所述被测定气体流通部中的所述第二内部空腔的下游侧；基准电极，其配设于所述元件主体的内部，作为所述被测定气体中的特定气体浓度的检测基准的基准气体导入至该基准电极；测定用电压检测机构，其对所述基准电极与所述测定电极之间的测定用电压进行检测；以及特定气体浓度检测机构，其基于所述测定用电压而获取与源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧相应的检测值，并基于该检测值而对所述被测定气体中的特定气体浓度进行检测，所述主泵单元具有配设于所述第一内部空腔的内侧主泵电极，所述辅助泵单元具有配设于所述第二内部空腔的内侧辅助泵电极，所述内侧主泵电极、所述内侧辅助泵电极以及所述测定电极分别含有具有催化活性的贵金属，所述内侧主泵电极不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，所述催化活性抑制能力是抑制所述贵金属针对所述特定气体的催化活性的能力，所述内侧辅助泵电极含有具有所述催化活性抑制能力的贵金属。对于该气体传感器而言，主泵单元及辅助泵单元分别对导入至被测定气体流通部的被测定气体进行氧的吸出，由此调整被测定气体的氧浓度。由此，使得氧浓度调整后的被测定气体到达测定室。并且，该气体传感器基于测定用电压而获取与源自特定气体且在测定室生成的氧相应的检测值，并基于获取的检测值而对被测定气体中的特定气体浓度进行检测。此处，若导入至被测定气体流通部的被测定气体并非低氧气氛，则即使内侧主泵电极不含有具有催化活性抑制能力的贵金属(例如Au)，也几乎不会产生基于内侧主泵电极的特定气体的还原或者源自特定气体的氧化物的还原。因此，特定气体浓度的检测精度变得足够高。另外，内侧主泵电极不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，因此，能够抑制该贵金属随着气体传感器的使用而蒸发散逸进而附着于测定电极。由此，本专利技术的气体传感器在作为对非低氧气氛的被测定气体中的特定气体浓度进行测定的气体传感器使用的情况下，能够长期维持特定气体浓度的检测精度。即，本专利技术的气体传感器特别适合于非低氧气氛的被测定气体中的特定气体浓度的测定。此处，“不含有具有催化活性抑制能力的贵金属”是指实质上不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，允许以不可避免的杂质的形式而含有具有催化活性抑制能力的贵金属。此处，在所述特定气体为氧化物的情况下，“源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧”可以设为在所述测定室对所述特定气体本身进行还原时生成的氧。在所述特定气体为非氧化物的情况下，“源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧”可以设为在所述测定室对所述特定气体转化为氧化物之后的气体进行还原时生成的氧。另外，所述特定气体浓度检测机构可以基于所述测定用电压以使得所述测定室内的氧浓度变为规定的低浓度的方式将源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧从所述测定室向外部吸出，并获取在进行该吸出时流通的测定用泵电流而作为所述检测值。所述元件主体可以是具有层叠的氧离子传导性的多个固体电解质层的层叠体。对于本专利技术的气体传感器而言，作为具有所述催化活性抑制能力的贵金属，所述内侧辅助泵电极可以含有Au。本专利技术的传感器元件具备：元件主体，其具有氧离子传导性的固体电解质层，并在内部设置有将被测定气体导入并使其流通的被测定气体流通部；主泵单元，其将所述被测定气体流通部中的第一内部空腔的氧吸出而对该第一内部空腔的氧浓度进行调整；辅助泵单元，其将所述被测定气体流通部中设置于所述第一内部空腔的下游侧的第二内部空腔的氧吸出而对该第二内部空腔的氧浓度进行调整；测定电极，其配设于测定室的内周面上，该测定室设置于所述被测定气体流通部中的所述第二内部空腔的下游侧；以及基准电极，其配设于所述元件主体的内部，作为所述被测定气体中的特定气体浓度的检测基准的基准气体导入至该基准电极，所述主泵单元具有配设于所述第一内部空腔的内侧主泵电极，所述辅助泵单元具有配设于所述第二内部空腔的内侧辅助泵电极，所述内侧主泵电极、所述内侧辅助泵电极以及所述测定电极分别含有具有催化活性的贵金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器，其中，/n所述气体传感器具备：/n元件主体，其具有氧离子传导性的固体电解质层，并在内部设置有将被测定气体导入并使其流通的被测定气体流通部；/n主泵单元，其将所述被测定气体流通部中的第一内部空腔的氧吸出而对该第一内部空腔的氧浓度进行调整；/n辅助泵单元，其将所述被测定气体流通部中设置于所述第一内部空腔的下游侧的第二内部空腔的氧吸出而对该第二内部空腔的氧浓度进行调整；/n测定电极，其配设于测定室的内周面上，该测定室设置于所述被测定气体流通部中的所述第二内部空腔的下游侧；/n基准电极，其配设于所述元件主体的内部，作为所述被测定气体中的特定气体浓度的检测基准的基准气体导入至该基准电极；/n测定用电压检测机构，其对所述基准电极与所述测定电极之间的测定用电压进行检测；以及/n特定气体浓度检测机构，其基于所述测定用电压而获取与源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧相应的检测值，并基于该检测值对所述被测定气体中的特定气体浓度进行检测，/n所述主泵单元具有配设于所述第一内部空腔的内侧主泵电极，/n所述辅助泵单元具有配设于所述第二内部空腔的内侧辅助泵电极，/n所述内侧主泵电极、所述内侧辅助泵电极以及所述测定电极分别含有具有催化活性的贵金属，/n所述内侧主泵电极不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，所述催化活性抑制能力是抑制所述贵金属针对所述特定气体的催化活性的能力，/n所述内侧辅助泵电极含有具有所述催化活性抑制能力的贵金属。/n...

【技术特征摘要】
20190327 JP 2019-0599561.一种气体传感器，其中，
所述气体传感器具备：
元件主体，其具有氧离子传导性的固体电解质层，并在内部设置有将被测定气体导入并使其流通的被测定气体流通部；
主泵单元，其将所述被测定气体流通部中的第一内部空腔的氧吸出而对该第一内部空腔的氧浓度进行调整；
辅助泵单元，其将所述被测定气体流通部中设置于所述第一内部空腔的下游侧的第二内部空腔的氧吸出而对该第二内部空腔的氧浓度进行调整；
测定电极，其配设于测定室的内周面上，该测定室设置于所述被测定气体流通部中的所述第二内部空腔的下游侧；
基准电极，其配设于所述元件主体的内部，作为所述被测定气体中的特定气体浓度的检测基准的基准气体导入至该基准电极；
测定用电压检测机构，其对所述基准电极与所述测定电极之间的测定用电压进行检测；以及
特定气体浓度检测机构，其基于所述测定用电压而获取与源自所述特定气体且在所述测定室生成的氧相应的检测值，并基于该检测值对所述被测定气体中的特定气体浓度进行检测，
所述主泵单元具有配设于所述第一内部空腔的内侧主泵电极，
所述辅助泵单元具有配设于所述第二内部空腔的内侧辅助泵电极，
所述内侧主泵电极、所述内侧辅助泵电极以及所述测定电极分别含有具有催化活性的贵金属，
所述内侧主泵电极不含有具有催化活性抑制能力的贵金属，所述催化活性抑制能力是抑制所述贵金属针对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本拓，中曾根修，生驹信和，平田纪子，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP