[发明专利]气体传感器元件及气体传感器

说明书

本发明提供不易发生由测定对象气体的温度降低引起的气体检测精度的降低的气体传感器元件及气体传感器。本公开的一个方式是一种检测测定对象气体中包含的特定气体的气体传感器元件，其具备固体电解质体、基准电极、测定电极及气体限制层。对于气体限制层中的与测定电极接触的部位的厚度尺寸WA、气体限制层中的与固体电解质体接触的部位的厚度尺寸WB以及测定电极的厚度尺寸WC，满足WB＞WA且WB－WA＞WC的条件。具有这样的气体限制层的气体传感器元件能够增大气体限制层的热容量，而不会阻碍测定对象气体到达测定电极。该气体传感器元件即使在测定对象气体的温度降低的情况下，也能够减少气体传感器元件的温度变化量，由此能够减少气体检测精度的降低。

技术领域

本公开涉及气体传感器元件及气体传感器。

背景技术

作为检测测定对象气体中包含的特定气体的气体传感器元件，存在具备有底筒状的固体电解质体以及夹入固体电解质体的一对电极(测定电极(外侧电极)、基准电极(内侧电极)的气体传感器元件，并且存在具备这样的气体传感器元件的气体传感器。

作为这样的气体传感器元件，提出了一种具备保护层(气体限制层)的气体传感器元件，该保护层(气体限制层)覆盖测定电极且使测定对象气体透过，并且该保护层(气体限制层)的元件前端的厚度尺寸形成得比元件侧面的厚度尺寸大(专利文献1)。这样的气体传感器元件为低成本，并且防水性及响应性优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－151575号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述气体传感器元件中，在测定对象气体(例如，废气等)的温度降低的情况下，存在气体传感器元件(详细而言，为固体电解质体的前端部、测定电极、基准电极)的温度降低、导致气体传感器元件的活化状态下降而使气体检测精度降低的可能性。

这样的气体检测精度的降低在具备用于加热气体传感器元件的加热器的气体传感器中也有可能发生。另外，在如无加热器结构的气体传感器那样通过来自测定对象气体的热传导来使气体传感器元件处于活化状态的结构的情况下，由于测定对象气体的温度降低，气体传感器元件的温度降低而使气体检测精度降低的可能性变高。

因此，本公开的目的在于，提供不易发生由测定对象气体的温度降低引起的气体检测精度的降低的气体传感器元件及气体传感器。

用于解决课题的技术方案

本公开的一个方式是一种检测测定对象气体中包含的特定气体的气体传感器元件，具备固体电解质体、基准电极、测定电极及气体限制层。固体电解质体形成为前端封闭且后端开口的有底筒状，并构成为包含氧化锆。基准电极形成于固体电解质体的前端侧的内表面。测定电极形成于固体电解质体的前端侧的外表面。气体限制层形成为接触并覆盖测定电极，并且接触并覆盖固体电解质体的至少一部分。

在该气体传感器元件中，对于气体限制层中的与测定电极接触的部位的厚度尺寸WA、气体限制层中的与固体电解质体接触的部位的厚度尺寸WB以及测定电极的厚度尺寸WC，满足WB＞WA且WB－WA＞WC的条件。

在满足上述条件的气体限制层中，与固体电解质体接触的部位的厚度尺寸WB比与测定电极接触的部位的厚度尺寸WA和测定电极的厚度尺寸WC的合计值大(WB＞WA+WC)。这样的气体限制层在与测定电极接触的部位处能够维持使测定对象气体透过的特性，并且在与固体电解质体接触的部位处，较之于与测定电极接触的部位，能够增大热容量。

具有这样的气体限制层的气体传感器元件能够增大气体限制层的热容量，而不会阻碍测定对象气体到达测定电极。即，该气体传感器元件即使在测定对象气体的温度降低的情况下，也能够通过气体限制层的热容量来减少气体传感器元件的温度变化量。