气体传感器元件及气体传感器制造技术

本发明专利技术提供对NO的响应性优异的气体传感器元件及气体传感器。本发明专利技术的气体传感器元件(10)具备：元件主体部(100)，层叠多个陶瓷片(121)等而成；泵单元(110)，调节导入到元件主体部(100)内的测定对象气体中的氧浓度；检测室(160)，形成于元件主体部(100)的内部，并被导入所述氧浓度调节后的所述测定对象气体；及层状的阴极电极(133)，收容于检测室(160)，并对NO进行分解。气体传感器元件(10)中的检测室(160)的容积V1与阴极电极(133)的体积V2之间的关系满足以下任一条件：条件(A)：容积V1为0.047mm3以上且0.065mm3以下，并且容积V2为0.030mm3以上且0.059mm3以下；条件(B)：容积V1为0.047mm3以上且0.125mm3以下，并且容积V2为0.044mm3以上且0.059mm3以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
气体传感器元件及气体传感器


[0001]本专利技术涉及气体传感器元件及气体传感器。

技术介绍

[0002]已知有检测内燃机的排气中所含的NO
x
的浓度的气体传感器。这种气体传感器是利用加热到高温的氧化锆(ZrO2)的氧离子传导性的传感器，对于NO与N2及O2的平衡反应，通过除去氧(O2)来促进NO的分解，同时通过测定由该分解产生的氧来求出NO
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浓度。
[0003]作为这样的气体传感器，例如已知有具备包括第一泵单元、检测单元、第二泵单元、第一测定室、第二测定室等的气体传感器元件的气体传感器(例如，参照专利文献1)。
[0004]第一泵单元在第一测定室与外部之间进行排气中的氧的汲出或汲入(所谓的泵送)，调整排气中的氧浓度。通过该第一泵单元的动作，第一测定室内的氧浓度被管理得较低。检测单元测定由第一泵单元汲出或汲入氧后的排气中的氧浓度，并使电流(第一泵电流)流过第一泵单元，以使对应于该氧浓度的输出电压(电动势)成为恒定。
[0005]如上述那样被管理了氧浓度的第一测定室内的排气通过气体传感器元件内的规定的路径被导入到第二测定室内。第二泵单元从导入到第二测定室内的排气中检测NO
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浓度。第二泵单元具备一组电极，其中一个电极(阴极电极、Ip2
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电极)收容在第二测定室内。导入到第二空间内的排气中的NO在第二测定室内的电极中被分解成N2和O2。在第二泵单元流过用于将通过该分解而产生的氧向另一个电极(阳极电极)汲出的第二泵电流。由于该第二泵电流与NO浓度成比例关系，所以通过测定该第二泵电流来求出排气中的NO
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(NO)浓度。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2017
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207466号公报

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的课题
[0010]在现有的气体传感器中，对于上述第二泵电流的输出波形，要求缩短其上升时间来提高对NO的响应性。
[0011]本专利技术的目的在于提供对NO的响应性优异的气体传感器元件及气体传感器。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]用于解决上述课题的技术方案如下所述。
[0014]<1>一种气体传感器元件，具备：元件主体部，层叠多个陶瓷片而成；泵单元，调节导入到所述元件主体部内的测定对象气体中的氧浓度；检测室，形成于所述元件主体部的内部，并被导入调节所述氧浓度后的所述测定对象气体；及层状的阴极电极，收容于所述检测室，并对NO进行分解，其中，所述检测室的容积V1与所述阴极电极的体积V2之间的关系满足以下所示的条件(A)和条件(B)中的任一条件：条件(A)：所述容积V1为0.047mm3以上且0.065mm3以下，并且所述容积V2为0.030mm3以上且0.059mm3以下；条件(B)：所述容积V1为
0.047mm3以上且0.125mm3以下，并且所述容积V2为0.044mm3以上且0.059mm3以下。
[0015]<2>根据上述<1>所述的气体传感器元件，其中，所述检测室以在厚度方向上贯通所述多个陶瓷片中的至少一个陶瓷片的方式设置，在所述检测室贯通所述陶瓷片的区域中，所述检测室在所述陶瓷片的平面方向上的截面积为0.05mm2以上且0.35mm2以下。
[0016]<3>根据上述<1>或<2>所述的气体传感器元件，其中，所述气体传感器元件具备：固体电解质层，构成所述元件主体部的一部分，并在表面形成有所述阴极电极；及阳极电极，配置于所述固体电解质层的所述表面，并接收随着NO的分解而在所述阴极电极中产生且在所述固体电解质层中移动的氧离子。
[0017]<4>一种气体传感器，具备上述<1>至<3>中任一项所述的气体传感器元件。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术，能够提供对NO的响应性优异的气体传感器元件及气体传感器。
附图说明
[0020]图1是实施方式1所涉及的气体传感器的纵剖视图。
[0021]图2是实施方式1所涉及的气体传感器元件的立体图。
[0022]图3是图2的A
‑
A线剖视图。
[0023]图4是气体传感器元件的分解立体图。
[0024]图5是将第二测定室附近放大后的气体传感器元件的剖视图。
[0025]图6是表示流过气体传感器元件的Ip2单元的第二泵电流的输出波形的图表。
[0026]图7是用坐标表示气体传感器的响应性的试验结果的图。
具体实施方式
[0027]<实施方式1>
[0028]以下，参照图1～图7，说明本专利技术的实施方式1。图1是实施方式1所涉及的气体传感器(NO
x
传感器)1的纵剖视图，图2是实施方式1所涉及的气体传感器元件10的立体图，图3是图2的A
‑
A线剖视图，图4是气体传感器元件10的分解立体图。
[0029]在图1中，将气体传感器1的轴线AX表示为沿着上下方向的直线(单点划线)。在本说明书中，有时将沿着气体传感器1的轴线AX方向的方向称为“长度方向”，将相对于轴线AX垂直相交的方向称为“宽度方向”。另外，在本说明书中，将图1所示的气体传感器1的下侧称为“前端侧”，将其相反侧(图1的上侧)称为“后端侧”。另外，为了便于说明，将图2～图5的上侧称为气体传感器元件10的“表侧(表面侧)”，将它们的下侧称为气体传感器元件10的“背侧(背面侧)”。
[0030]气体传感器1具备能够检测作为测定对象气体的排气中的NO
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浓度的气体传感器元件10。该气体传感器1是安装于内燃机的排气管(未图示)来使用的NO
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传感器，具备筒状的主体配件20，该主体配件20在外表面的预定位置形成有用于固定于排气管的螺纹部21。气体传感器元件10整体上呈沿着轴线AX方向延伸的细长的板状，这样的气体传感器元件10被保持于主体配件20的内侧。
[0031]气体传感器1具备：筒状的保持构件60，具有供气体传感器元件10的后端部10k插入的插入孔62；及6个端子构件，被保持于该保持构件60的内侧。另外，在图1中，为了便于说
明，仅示出了6个端子构件中的两个端子构件75、76。
[0032]如图2所示，在气体传感器元件10的后端部10k形成有共计6个在俯视下呈矩形形状的电极端子部13～18。另外，在图1中，仅图示了电极端子部14、17。在这些电极端子部13～18分别弹性地抵接并电连接有上述的端子构件。例如，在电极端子部14弹性地抵接并电连接有端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体传感器元件，具备：元件主体部，层叠多个陶瓷片而成；泵单元，调节导入到所述元件主体部内的测定对象气体中的氧浓度；检测室，形成于所述元件主体部的内部，并被导入调节所述氧浓度后的所述测定对象气体；及层状的阴极电极，收容于所述检测室，并对NO进行分解，其中，所述检测室的容积V1与所述阴极电极的体积V2之间的关系满足以下所示的条件(A)和条件(B)中的任一条件：条件(A)：所述容积V1为0.047mm3以上且0.065mm3以下，并且所述容积V2为0.030mm3以上且0.059mm3以下；条件(B)：所述容积V1为0.047mm3以上且0.125mm3以下，并且所述容积V2为0.044mm3以上且...

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