【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及傳感器元件及氣體傳感器。
技術(shù)介紹
1、以往，已知有對汽車的尾氣等被測定氣體中的nox等特定氣體的濃度進(jìn)行檢測的氣體傳感器中使用的傳感器元件。例如，專利文獻(xiàn)1中記載有一種傳感器元件，該傳感器元件具備：元件主體，其具有氧離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì)層且內(nèi)部設(shè)置有供被測定氣體導(dǎo)入并使其流通的被測定氣體流通部；測定電極，其配設(shè)在被測定氣體流通部的內(nèi)周面上；基準(zhǔn)電極，其配設(shè)在元件主體的內(nèi)部；以及基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部，其供成為被測定氣體的特定氣體濃度的檢測基準(zhǔn)的基準(zhǔn)氣體(例如大氣)導(dǎo)入并使其流通至基準(zhǔn)電極?；鶞?zhǔn)氣體導(dǎo)入部具有多孔質(zhì)的基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層?；谠谠搨鞲衅髟幕鶞?zhǔn)電極與測定電極之間產(chǎn)生的電動勢，能夠檢測被測定氣體中的特定氣體濃度。另外，以利用內(nèi)置于傳感器元件的加熱器將傳感器元件加熱至規(guī)定的驅(qū)動溫度(例如800℃)而使固體電解質(zhì)活化的狀態(tài)進(jìn)行特定氣體濃度的測定。
2、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
3、專利文獻(xiàn)
4、專利文獻(xiàn)1：日本特開2020-094899號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、不過，在未驅(qū)動傳感器元件的期間，基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部中的多孔質(zhì)的基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層有時吸附有外部的水。當(dāng)開始傳感器元件的驅(qū)動時，由于傳感器元件被加熱器加熱，所以基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層內(nèi)的水成為氣體而排到傳感器元件的外部，不過，在至水排盡的期間，有時因存在氣體的水而導(dǎo)致基準(zhǔn)電極周圍的氧濃度降低。因此，有時從傳感器元件的驅(qū)動開始至基準(zhǔn)電極的電位穩(wěn)定所需的時間(以下稱為穩(wěn)定時間)變長。另外，考慮為了使穩(wěn)定時間變
2、本專利技術(shù)是為了解決上述課題而實施的，其主要目的在于，使傳感器元件的穩(wěn)定時間變短，且使針對污染物質(zhì)的耐受性提高。
3、本專利技術(shù)為了達(dá)成上述的主要目的而采用以下的手段。
4、[1]本專利技術(shù)的傳感器元件具備：
5、元件主體，該元件主體具有氧離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì)層，且內(nèi)部設(shè)置有供被測定氣體導(dǎo)入并使其流通的被測定氣體流通部；
6、測定電極，該測定電極配設(shè)于所述被測定氣體流通部；
7、基準(zhǔn)電極，該基準(zhǔn)電極配設(shè)于所述元件主體的內(nèi)部；
8、基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部，該基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部具有在所述元件主體的外部呈開口且將成為所述被測定氣體中的特定氣體濃度的檢測基準(zhǔn)的基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入到所述元件主體內(nèi)的基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入空間、以及使該基準(zhǔn)氣體從該基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入空間流通至所述基準(zhǔn)電極的多孔質(zhì)的基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層；以及
9、加熱器，該加熱器對所述元件主體進(jìn)行加熱，
10、所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層在所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入空間與所述基準(zhǔn)電極之間的所述基準(zhǔn)氣體的路徑上具有第一多孔質(zhì)區(qū)域和第二多孔質(zhì)區(qū)域，該第二多孔質(zhì)區(qū)域具有氣孔率比該第一多孔質(zhì)區(qū)域小的低氣孔率區(qū)域且配置成比該第一多孔質(zhì)區(qū)域靠近所述基準(zhǔn)電極。
11、該傳感器元件中，基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層具備具有氣孔率較小的低氣孔率區(qū)域的第二多孔質(zhì)區(qū)域。據(jù)此，即便污染物質(zhì)從傳感器元件的外部侵入于基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部，基準(zhǔn)電極周圍的氧濃度也不易降低。另外，基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層在比第二多孔質(zhì)區(qū)域靠基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部的入口側(cè)的位置具有氣孔率比低氣孔率區(qū)域大的第一多孔質(zhì)區(qū)域。據(jù)此，在未驅(qū)動傳感器元件時吸附于基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層內(nèi)的水容易在傳感器元件驅(qū)動時擴散到傳感器元件的外部。因此，能夠使傳感器元件的穩(wěn)定時間變短。由此，該傳感器元件的穩(wěn)定時間變短，且針對污染物質(zhì)的耐受性提高。此處，所述第二多孔質(zhì)區(qū)域可以整體為所述低氣孔率區(qū)域，也可以具有所述低氣孔率區(qū)域和氣孔率為所述第一多孔質(zhì)區(qū)域的氣孔率以上的高氣孔率區(qū)域。
12、[2]上述傳感器元件(上述[1]所述的傳感器元件)中，所述第一多孔質(zhì)區(qū)域的每單位長度的擴散阻力rp1與所述第二多孔質(zhì)區(qū)域的每單位長度的擴散阻力rp2之比rp2/rp1可以為5以上50以下。若比rp2/rp1為5以上，則傳感器元件針對污染物質(zhì)的耐受性進(jìn)一步提高。若比rp2/rp1為50以下，則傳感器元件的穩(wěn)定時間進(jìn)一步變短。
13、[3]上述傳感器元件(上述[1]或[2]所述的傳感器元件)中，所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入空間的每單位長度的擴散阻力rp0與所述第一多孔質(zhì)區(qū)域的每單位長度的擴散阻力rp1之比rp1/rp0可以為2以上10以下。若比rp1/rp0為2以上，則傳感器元件針對污染物質(zhì)的耐受性進(jìn)一步提高。若比rp1/rp0為10以下，則傳感器元件的穩(wěn)定時間進(jìn)一步變短。
14、[4]上述傳感器元件(上述[1]～[3]中的任一項所述的傳感器元件)中，所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入部的擴散阻力ra可以為1200mm-1以下。據(jù)此，傳感器元件的穩(wěn)定時間進(jìn)一步變短。
15、[5]上述傳感器元件(上述[1]～[4]中的任一項所述的傳感器元件)中，所述低氣孔率區(qū)域的寬度w2可以為所述第一多孔質(zhì)區(qū)域的寬度w1的90％以上，且為所述基準(zhǔn)電極的寬度wr的90％以上。據(jù)此，可更可靠地得到利用低氣孔率區(qū)域來提高傳感器元件針對污染物質(zhì)的耐受性的效果。應(yīng)予說明，第二多孔質(zhì)區(qū)域整體為低氣孔率區(qū)域的情況下，第二多孔質(zhì)區(qū)域的寬度直接成為寬度w2。
16、[6]上述傳感器元件(上述[1]～[5]中的任一項所述的傳感器元件)中，俯視下，所述低氣孔率區(qū)域的面積s2可以為所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層中的所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入空間與所述基準(zhǔn)電極之間的部分的面積sw的45％以上。據(jù)此，可更可靠地得到利用低氣孔率區(qū)域來提高針對污染物質(zhì)的耐受性的效果。應(yīng)予說明，第二多孔質(zhì)區(qū)域整體為低氣孔率區(qū)域的情況下，第二多孔質(zhì)區(qū)域的面積直接成為面積s2。
17、[7]上述傳感器元件(上述[1]～[6]中的任一項所述的傳感器元件)中，所述第二多孔質(zhì)區(qū)域可以具有：所述低氣孔率區(qū)域、以及氣孔率為所述第一多孔質(zhì)區(qū)域的氣孔率以上的高氣孔率區(qū)域，所述低氣孔率區(qū)域和所述高氣孔率區(qū)域在所述基準(zhǔn)氣體導(dǎo)入層的厚度方向上重疊配設(shè)。
18、[8]上述傳感器元件(上述[7]所述的傳感器元件)中，所述低氣孔率區(qū)域的厚度t2a可以為所述第二多孔質(zhì)區(qū)域的厚度t2的50％以上。
19、[9]上述傳感器元件(上述[7]所述的傳感器元件)中，所述低氣孔率區(qū)域的厚度t2a可以為所述第二多孔質(zhì)區(qū)域的厚度t2的90％以上。
20、[10]本專利技術(shù)的氣體傳感器具備上述的任一方案的傳感器元件(上述[1]～[9]中的任一項所述的傳感器元件)。因此，該氣體傳感器能夠得到與上述的本專利技術(shù)的傳感器元件同樣的效果，例如傳感器元件的穩(wěn)定時間變短且傳感器元件針對污染物質(zhì)的耐受性提高的效果。
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1.一種傳感器元件，具備：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器元件，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器元件，其中，
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器元件，其中，
10.一種氣體傳感器，其中，
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種傳感器元件，具備：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器元件，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器元件，其中，
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：橋川凌，渡邊悠介，田中信伍，伊丹一起，
申請(專利權(quán))人：日本礙子株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：
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