[发明专利]传感器元件有效
申请号: | 201810222747.X | 申请日: | 2018-03-19 |
公开(公告)号: | CN108693235B | 公开(公告)日: | 2022-03-08 |
发明(设计)人: | 氏原浩佑;早濑徹;森本健司 | 申请(专利权)人: | 日本碍子株式会社 |
主分类号: | G01N27/407 | 分类号: | G01N27/407;G01N27/409 |
代理公司: | 北京旭知行专利代理事务所(普通合伙) 11432 | 代理人: | 王轶;陈东升 |
地址: | 日本国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传感器 元件 | ||
1.一种传感器元件,其是配备于对被测定气体中的规定气体成分进行检测的气体传感器的、平板状的传感器元件,
所述传感器元件的特征在于,具备:
基体部,该基体部含有氧离子传导性的固体电解质;以及
加热器部,该加热器部对所述传感器元件进行加热,
所述加热器部具有:
含有Pt的加热构件,该加热构件被从外部供电而发热;
绝缘层,该绝缘层以90wt%~99.9wt%的重量比而含有热膨胀系数与所述固体电解质的热膨胀系数不同的绝缘材料;以及
加热器电极,该加热器电极配备成在所述传感器元件的主面露出,并与所述加热构件电连接,
所述加热器部的除了所述加热器电极以外的部分埋设于所述基体部,
所述绝缘层具有:
气孔率为20%~40%的多孔质部;以及
气孔率为4%以下的致密部,
所述加热构件被所述致密部完全覆盖,
所述绝缘层中的除了所述致密部以外的部分为所述多孔质部,所述致密部被所述多孔质部完全覆盖,
所述传感器元件的厚度方向上,所述加热构件上的所述多孔质部与所述致密部的层叠部分的总厚度为25μm~100μm,
所述层叠部分的所述致密部的厚度为5μm以上,
所述层叠部分的、所述致密部的厚度相对于所述多孔质部的厚度的比值为0.05~2.0。
2.根据权利要求1所述的传感器元件,其特征在于,
所述氧离子传导性的固体电解质为氧化锆,
所述绝缘材料为α-氧化铝。
3.根据权利要求1或2所述的传感器元件,其特征在于,
所述传感器元件具备:
气体导入口,该气体导入口设置于所述基体部的一个端部;
至少1个内部空腔,该内部空腔设置于所述基体部的内部,并在规定的扩散阻力下与所述气体导入口连通;以及
至少1个电化学泵单元,该电化学泵单元包括外侧泵电极、内侧泵电极以及所述固体电解质,并在所述至少1个内部空腔与外部之间进行氧的吸入及吸出,其中,所述外侧泵电极设置于所述基体部的外表面,所述内侧泵电极设置成面对所述至少1个内部空腔,所述固体电解质存在于所述外侧泵电极与至少1个所述内侧泵电极之间,
除了所述加热器电极以外的所述加热器部,在从所述气体导入口至所述至少1个内部空腔的气体流通部的下方位置处因所述固体电解质而与所述气体流通部隔离,并且沿着所述气体流通部的延伸方向而配置。
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