[发明专利]气体传感器的校准方法

说明书

本发明提供一种气体传感器的校准方法，即使持续使用也可以抑制测定精度劣化。在混合电位型的气体传感器中，包括氧离子传导性固体电解质的气体传感器元件具备：检测电极，Au以规定的稠化度在贵金属粒子表面稠化，检测被测定气体中的规定的测定对象气体成分；配置在大气中的参比电极；和加热所述传感器的加热器；气体传感器构成为可以基于将传感器元件用加热器加热至规定的传感器驱动温度的状态下的传感器输出和测定对象气体成分的浓度之间成立的灵敏度特性求出测定对象气体成分的浓度的情况下，在将传感器元件用加热器加热的状态下进行规定的测定而以非破坏方式取得规定的替代稠化度指标的值，基于该值将灵敏度特性校准为与稠化度相对应的灵敏度特性。

技术领域

本发明涉及混合电位型的气体传感器，特别涉及该气体传感器的校准。

背景技术

在检测被测定气体中的规定气体成分而求出其浓度的气体传感器中，存在半导体型、接触燃烧型、氧浓度差检测型、极限电流型、混合电位型等各种方式的气体传感器。其中，有使用以氧化锆等作为固体电解质的陶瓷为主要构成材料的传感器元件。

其中，已经公知一种以烃气、氨气为检测对象成分的混合电位型的气体传感器，通过将设置于传感器元件表面的检测电极用贵金属(具体而言，为Pt和Au)与具有氧离子传导性的固体电解质的金属陶瓷制造，且在构成该检测电极的贵金属粒子的表面使Au稠化(提高贵金属粒子的表面的Au存在比)来确保检测灵敏度(例如，参见专利文献1和专利文献2)。

另外，关于这样的混合电位型的气体传感器，诊断因经时使用所致的检测电极的劣化程度的处理也已经是公知的(例如，参见专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-33510公报

专利文献2：日本专利第5918434号公报

专利文献3：日本特开2017-110967号公报

发明内容

已知：如专利文献3所公开，包含上述混合电位型气体传感器的、以氧化锆等陶瓷为传感器元件的主要构成材料的气体传感器中，主要由于长期使用导致被测定气体中的气体成分或中毒物质附着于电极表面，因此，尽管被测定气体中的测定对象气体成分的浓度相同，但输出值也发生变化。

针对这样的输出变化，能通过进行规定的恢复处理来除去吸附的气体成分而应对。即，能够再次实现原来的(使用初期的)输出值或者得到尽可能接近原来的输出值的输出值。亦即，可以说该输出变化的原因是由可逆的主要原因所导致的电极劣化(可逆劣化)。

作为上述恢复处理，可举出电气处理或加热处理。所谓电气处理，为如下方法：通过在隔着固体电解质而成对的电极间交替施加正负电位，而使电极微细化，或者使吸附物质脱离，由此，使输出得到恢复。加热处理为如下方法：通过将吸附物质、中毒物质暴露在高温中，而使吸附物质、中毒物质脱离或烧尽(氧化)，由此，使输出得到恢复。

然而，专利文献3中也提到：气体传感器的输出变化主要由于电极被暴露于高温气氛，导致其构成物质发生烧结。但是，本发明的发明人进行了潜心研究，发现在应对实际使用气体传感器时气体传感器的经时的输出变化时，实质上无需考虑烧结。原因在于，构成气体传感器的传感器元件在制造时用于将电极与传感器元件一体烧成的烧成温度至少是1300℃以上(例如以氧化锆为传感器元件的主要构成材料时，则为1400℃左右)，相对于此，在实际使用气体传感器时，传感器元件被内部的加热器直接加热或从外部被间接地加热的温度最多不过为900℃以下(例如在混合电位型的情况下为650℃左右)，所以认为可以视为实际上没有发生烧结。