[发明专利]气体传感器及其制造方法

说明书

本发明提供一种气体传感器(10)，其具有由氧离子传导性的固体电解质构成的结构体(14)、形成于结构体(14)的气体导入口(16)、与气体导入口(16)连通且具备预备泵电极(82)的预备空腔(21)、与预备空腔(21)连通且具备主泵电极(42)的主空腔(18a)、以及与主空腔(18a)连通且具备测定电极(62)的测定空腔(20)，预备泵电极(82)的至少表面是由针对氨与氧的反应的活性较低的材料来形成的。

技术领域

本发明涉及一种对被测定气体中的气体浓度进行检测的气体传感器及其制造方法。

背景技术

以往，提出过有这样的气体传感器，即：对尾气这样的在氧存在下所共存的NO(一氧化氮)、NH₃(氨)等多个成分的浓度进行测定的气体传感器。

国际公开第2017/222002号中提出了一种气体传感器，其在氧离子传导性的固体电解质上以隔着扩散阻力部的方式而设置有预备空腔、主空腔、副空腔、以及测定空腔，同时在各个空腔内设置有泵电极。在该气体传感器中，通过对预备空腔的泵电极的驱动或停止进行切换，而能够切换：氨在预备空腔内向氮氧化物的氧化反应的进行或停止。而且，基于因为氨和氮氧化物从副空腔向主空腔扩散的扩散速度差而产生的测定电极的泵电流的变化，来对氨和氮氧化物的气体浓度进行测定。

发明内容

不过，尾气中的氧浓度根据发动机的运行状态而变动较大。有时在减少燃料向发动机供给的状态下，尾气中的氧浓度也上升到接近大气中的氧浓度(20％)的值。

然而，由国际公开第2017/222002号的气体传感器可知：被测定气体中的氧浓度增加时，即便对预备空腔的泵电极的驱动或停止进行切换，测定电极的泵电流也不出现变化。由此，在以往的气体传感器中，被测定气体的氧浓度变高时，无法将氨和氮氧化物的气体浓度分离而进行测定。

本发明的目的在于，提供一种即便在被测定气体中的氧浓度已增加的情况下也能够对被测定气体中的多个气体成分的浓度进行测定的气体传感器及其制造方法。

本发明的一个观点是一种气体传感器，该气体传感器在氧存在下对多个成分的浓度进行测定，其具备：结构体，该结构体至少由氧离子传导性的固体电解质构成；气体导入口，该气体导入口形成于上述结构体，且用于供被测定气体导入；预备空腔，该预备空腔具有预备泵电极，且与上述气体导入口连通；主空腔，该主空腔具有主泵电极，且与上述预备空腔连通；副空腔，该副空腔具有辅助泵电极，且与上述主空腔连通；测定空腔，该测定空腔具有测定电极，且与上述副空腔连通；特定成分测定机构，该特定成分测定机构对上述测定空腔内的特定成分的浓度进行测定；预备氧浓度控制机构，该预备氧浓度控制机构基于上述预备泵电极的电压而对上述预备空腔内的氧浓度进行控制；主氧浓度控制机构，该主氧浓度控制机构基于上述主泵电极的电压而对上述主空腔内的氧浓度进行控制；以及目标成分获取机构，该目标成分获取机构基于上述预备氧浓度控制机构的第1动作时的来自上述特定成分测定机构的传感器输出与上述预备氧浓度控制机构的第2动作时的来自上述特定成分测定机构的传感器输出之差、以及上述各传感器输出中的一方，来获取氨的浓度和氧化氮的浓度，上述预备泵电极的至少表面是由针对氨与氧的反应的活性较低的材料来形成的。

本发明的另一观点是一种气体传感器的制造方法，其是上述观点的气体传感器的制造方法，在上述预备空腔内将在投料组成中含有1wt％以上的Au(金)的Au(金)/Pt(铂)合金、与构成上述结构体的固体电解质一起进行烧成，由此来制作出上述预备泵电极。

根据上述观点的气体传感器及其制造方法，即便在被测定气体中的氧浓度较高的情况下，也会由于根据对预备空腔的泵电极的驱动或停止进行的切换，泵电流在测定电极出现变化，从而能够对多个气体成分的浓度进行测定。

上述的目的、特征和优点可以根据参照附图进行说明的以下的实施方式的说明，而容易地理解。

附图说明

图1是表示本实施方式的气体传感器的一个结构例的截面图。