[发明专利]传感器元件

说明书

本发明提供一种即便长期持续使用也能抑制劣化并确保NOx测定精度的气体传感器元件。传感器元件具备：传感器电极，其以面对被测定气体导入空间的方式设置于固体电解质层的一个主面上，且具有氧分解能力和NOx分解能力；监视器电极，其以面对被测定气体导入空间的方式设置于固体电解质层的一个主面上，且具有氧分解能力；以及基准电极，其以面对基准气体导入空间的方式设置于固体电解质层的另一个主面上，加热器部的加热器部件与传感器电极及监视器电极各自的俯视时的面积比为50％以上的范围重叠。

技术领域

本发明涉及求解氮氧化物(NOx)的浓度的气体传感器，特别是涉及其传感器元件中的电极的配置。

背景技术

已经公知：作为使用以氧离子传导性的固体电解质为主要构成成分的传感器元件的气体传感器(NOx传感器)，在利用泵单元对被测定气体的氧浓度进行调整的基础上，基于在仅对氧进行泵送的监视器单元与对氧和NOx进行泵送的传感器单元中分别流通的电流的差值而测定被测定气体中的NOx浓度(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-20894号公报

发明内容

在将如上所述的气体传感器安装于汽车排气路径而使用的情况下，希望能够长期稳定地使用。另一方面，当在将传感器元件加热到高温以使固体电解质活化的状态下使用气体传感器时，如果传感器元件的电极长期持续暴露于高温中则会劣化，这种劣化会对各单元的泵送能力造成影响。因此，在如专利文献1中公开那样的、基于监视器单元的电流值与传感器单元的电流值之间的差值而求解NOx浓度的气体传感器的情况下，从保持NOx的检测精度的观点考虑，优选两个单元所具备的电极的劣化行为相同。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种即便长期持续使用也能抑制劣化并确保NOx的测定精度的气体传感器的传感器元件。

为了解决上述课题，本发明的第一方案是对被测定气体中的NOx的浓度进行测定的气体传感器的传感器元件，其特征在于，具备：固体电解质层，该固体电解质层具有氧离子传导性；被测定气体导入空间，被测定气体导入至该被测定气体导入空间；基准气体导入空间，基准气体导入至该基准气体导入空间；加热器部，该加热器部对所述传感器元件进行加热；传感器电极，该传感器电极以面对所述被测定气体导入空间的方式设置于所述固体电解质层的一个主面上，且具有氧分解能力和NOx分解能力；监视器电极，该监视器电极以面对所述被测定气体导入空间的方式设置于所述固体电解质层的所述一个主面上，且具有氧分解能力；以及基准电极，该基准电极以面对所述基准气体导入空间的方式设置于所述固体电解质层的另一个主面上，作为电化学泵单元的传感器单元构成为包括所述传感器电极、所述基准电极以及所述固体电解质层，作为电化学泵单元的监视器单元构成为包括所述监视器电极、所述基准电极以及所述固体电解质层，从所述一个主面侧俯视观察时，所述加热器部的加热器部件与所述传感器电极及所述监视器电极各自的面积比为50％以上的范围重叠。

本发明的第二方案在第一方案所涉及的传感器元件的基础上，其特征在于，从所述一个主面侧俯视观察时，所述加热器部的所述加热器部件与所述传感器电极及所述监视器电极各自的面积比为80％以上的范围重叠。

本发明的第三方案在第一方案所涉及的传感器元件的基础上，其特征在于，从所述一个主面侧俯视观察时，所述传感器电极及所述监视器电极分别具有与所述加热器部件及所述基准电极的双方均重叠的区域，所述基准电极与所述传感器电极及所述监视器电极各自的面积比为50％以上的范围重叠。

本发明的第四方案在第一方案所涉及的传感器元件的基础上，其特征在于，所述传感器电极及所述监视器电极配置于所述加热器部件的元件长度方向上的配设范围的基端面附近的位置。

本发明的第五方案在第一方案至第四方案中的任一方案所涉及的传感器元件的基础上，其特征在于，所述传感器电极及所述监视器电极在元件长度方向上并联配置。