NOx传感器元件和NOx传感器制造技术

提供抑制了测定气氛变化时的第1泵单元的噪声电流、且抑制了检测精度降低的NOx传感器元件和NOx传感器。NOx传感器元件(100)具有：第1泵单元(2A)，其调整第1测定室(41)内的氧气浓度；扩散阻力部(51)，其调整导入至第1测定室的待测定气体的扩散速度；和，第2泵单元(2B)，其在调整氧气浓度后根据待测定气体中的NOx浓度而流过泵电流，第1泵单元具有：第1固体电解质体(21)；内侧泵电极(32)，其包含贵金属、形成于第1固体电解质体的表面、且被暴露于第1测定室；和，外侧泵电极(31)，其包含贵金属、形成于第1固体电解质体的表面、且配置于第1测定室的外部，外侧泵电极包含22质量％以上的第1固体电解质体的主成分。

【技术实现步骤摘要】
NOx传感器元件和NOx传感器
本专利技术涉及NOx传感器元件和NOx传感器。
技术介绍
随着自汽车等的内燃机排出的废气的限制严格化，要求减少废气中的氮氧化物(NOx)量。因此，近年来，推进了能直接测定废气中的NOx浓度的NOx传感器的开发。NOx传感器具备NOx传感器元件，所述元件具有：在氧化锆等氧离子传导性的固体电解质体的表面形成一对电极而成的第1泵单元；和，第2泵单元。NOx传感器中，通过第1泵单元，将与包含NOx的待测定气体空间连通的第1测定室内的氧气汲出或汲入。此时，由氧气浓度检测单元测定第1测定室内的氧气浓度，控制第1泵单元，使得第1测定室内成为规定的氧气浓度。进而，对于氧气浓度经过控制(调整)的待测定气体，通过对第2泵单元施加恒定电压，待测定气体中所含的NOx被分解为氮气(N2)和氧气(O2)，所述第2泵单元被配置于第1测定室或与其不同的另一NOx测定室。此时，通过测定在第2泵单元的一对电极间流动的第2泵电流，从而检测出待测定气体中的NOx浓度。上述构成的NOx传感器仅凭借将电极设置于固体电解质体，无法充分活化NOx传感器元件(检测元件)的电极，无法得到充分的传感器特性。因此，提出了如下技术：将NOx传感器元件在富集气氛下配置并暴露于高温，在第1泵单元的一对电极间施加交流电压，实施熟化处理(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-18189号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，如图6所示那样，通过上述富集熟化处理，NOx传感器的内侧泵电极(Ip1-电极)1002的一部分改性而产生“铂-氧化锆混合存在区域”，反应界面量增加。而且随着界面量的增加，吸附于电极1002的氧气1100也增加。另一方面，外侧泵电极(Ip1+电极)1004未经富集熟化处理，因此，吸附于电极1004的氧气1100也少。然而，测定气氛从稀薄变为富集，富集气体1200到达外侧泵电极1004时，吸附于外侧泵电极1004的氧气1100被富集气体1200所消耗，外侧泵电极1004的氧气分压急剧减少。另一方面，在内侧泵电极1002吸附多于外侧泵电极1004的氧气1100，因此，即使富集气体1200到达，氧气也残留于内侧泵电极1002，氧气分压的减少量少。因此，在氧气分压不同的内侧泵电极1002与外侧泵电极1004之间，产生图6的箭头所示的电动势，电流瞬时地在第1泵单元中流动，产生图7的实线所示的噪声峰，有使检测精度降低的担心。本专利技术是鉴于上述背景而作出的，其目的在于，提供：抑制了测定气氛变化时的第1泵单元的噪声电流、并且抑制了检测精度降低的NOx传感器元件和NOx传感器。用于解决问题的方案为了解决上述课题，本专利技术的NOx传感器元件的特征在于，具有：第1泵单元，其用于进行导入至第1测定室的待测定气体中的氧气的汲出和汲入、调整前述第1测定室内的氧气浓度；扩散阻力部，其配置于外部与前述第1测定室之间、且用于调整导入至前述第1测定室的前述待测定气体的扩散速度；和，第2泵单元，其在调整前述氧气浓度后根据前述待测定气体中的NOx浓度而流动泵电流，前述第1泵单元具有：第1固体电解质体；内侧泵电极，其包含贵金属、形成于该第1固体电解质体的表面、且被暴露于前述第1测定室；和，外侧泵电极，其包含贵金属、形成于前述第1固体电解质体的表面、且配置于前述第1测定室的外部，前述外侧泵电极包含22质量％以上的前述第1固体电解质体的主成分。根据该NOx传感器元件，由于至少外侧泵电极包含22质量％以上的第1固体电解质层的主成分，因此，在进行富集熟化处理的情况下，可以促进外侧泵电极的改性，更多的氧气被外侧泵电极吸附。其结果，在内侧泵电极也进行富集熟化处理的情况下，内侧泵电极与外侧泵电极所吸附的氧气量成为等同。而且，即使测定气氛从稀薄变为富集，氧气分压的减少量在两电极中均很少，在两电极之间氧气分压的差异所产生的电动势变小，第1泵单元中流动的噪声电流降低，可以抑制检测精度的降低。本专利技术的NOx传感器元件中，前述内侧泵电极可以包含22质量％以上的、前述第1固体电解质体的主成分。根据该NOx传感器元件，在进行富集熟化处理的情况下，可以促进内侧泵电极的改性，内侧泵电极与外侧泵电极所吸附的氧气量更变得等同。本专利技术的NOx传感器元件中，前述外侧泵电极可以包含26质量％以上的前述第1固体电解质体的主成分。根据该NOx传感器元件，在进行富集熟化处理的情况下，可以进一步促进外侧泵电极的改性，外侧泵电极所吸附的氧气量进一步增加。本专利技术的NOx传感器元件中，朝向前述外部的前述外侧泵电极的表面可以由多孔保护层所覆盖。也可以将本专利技术用于这样的NOx传感器元件。本专利技术的NOx传感器是具备前述NOx传感器元件、和用于保持前述NOx传感器元件的主体金属配件而成的。专利技术的效果根据本专利技术，可以得到抑制了测定气氛变化时的第1泵单元的噪声电流、并且抑制了检测精度降低的NOx传感器元件。附图说明图1为沿着NOx传感器的长度方向的截面说明图。图2为沿着NOx传感器元件的长度方向的截面说明图。图3为示出对于富集熟化处理后的内侧泵电极和外侧泵电极、测定气氛从稀薄变为富集时的电极上的氧气的图。图4为沿着本专利技术的另一实施方式的NOx传感器元件的长度方向的截面说明图。图5为示出改变外侧泵电极中的第1固体电解质体的主成分的含有比率、使测定气氛从稀薄变为富集时的第1泵单元中流动的噪声电流的大小的图。图6为示出对现有的NOx传感器的内侧泵电极进行富集熟化处理后、测定气氛从稀薄变为富集时的电极上的氧气的图。图7为示出测定气氛从稀薄变为富集时的第1泵单元的噪声电流的图。图8为示出实验例2中、测定气氛从稀薄变为富集时的第1泵单元的噪声电流的图。附图标记说明1NOx传感器2A第1泵单元2B第2泵单元15主体金属配件21第1固体电解质层(第1固体电解质体)31外侧泵电极32内侧泵电极41第1测定室51第1扩散电阻体(扩散阻力部)72多孔保护层100NOx传感器元件具体实施方式以下，利用附图对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术的实施方式的NOx传感器1为安装于汽车、各种内燃机中的排气管的气体传感器。NOx传感器1组装用于检测成为测定对象的废气中的特定气体(氮氧化物：NOx)的NOx传感器元件(检测元件)100而构成。如图1所示那样，NOx传感器1具备：用于固定于排气管的螺纹部13形成于外表面的筒状的主体金属配件15；沿轴线O方向(NOx传感器1的长度方向：图1的上下方向)延伸的板状形状的NOx传感器元件100；以包围NOx传感器元件100的径向周围的方式配置的筒状的陶瓷套19；以沿轴线O方向贯通的插通孔111的内壁面包围NOx传感器元件100的后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NOx传感器元件，其特征在于，具有：/n第1泵单元，其用于进行导入至第1测定室的待测定气体中的氧气的汲出和汲入、调整所述第1测定室内的氧气浓度；/n扩散阻力部，其配置于外部与所述第1测定室之间、且用于调整导入至所述第1测定室的所述待测定气体的扩散速度；和，/n第2泵单元，其在调整所述氧气浓度后根据所述待测定气体中的NOx浓度而流动泵电流，/n所述第1泵单元具有：第1固体电解质体；内侧泵电极，其包含贵金属、形成于该第1固体电解质体的表面、且被暴露于所述第1测定室；和，外侧泵电极，其包含贵金属、形成于所述第1固体电解质体的表面、且配置于所述第1测定室的外部，/n所述外侧泵电极包含22质量％以上的所述第1固体电解质体的主成分。/n

【技术特征摘要】
20190408 JP 2019-073294;20200128 JP 2020-0113871.一种NOx传感器元件，其特征在于，具有：
第1泵单元，其用于进行导入至第1测定室的待测定气体中的氧气的汲出和汲入、调整所述第1测定室内的氧气浓度；
扩散阻力部，其配置于外部与所述第1测定室之间、且用于调整导入至所述第1测定室的所述待测定气体的扩散速度；和，
第2泵单元，其在调整所述氧气浓度后根据所述待测定气体中的NOx浓度而流动泵电流，
所述第1泵单元具有：第1固体电解质体；内侧泵电极，其包含贵金属、形成于该第1固体电解质体的表面、且被暴露于所述第1测定室；和，外侧泵电极，其包含贵金属、形成于...

【专利技术属性】
技术研发人员：镰田健太郎，古田齐，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP