[发明专利]气体传感器

摘要

本发明提供一种能够以良好的精度直至高浓度范围得到被测定气体中水蒸气和二氧化碳的浓度的气体传感器。将从气体导入口(10)至第一内部空间(20)的扩散阻力设为370/cm以上1000/cm以下，主泵单元(21)将第一内部空间(20)的氧分压调整为10^－12atm～10^－30atm，第一测定泵单元(50)对第二内部空间(40)的氧分压进行调整,以使得由水蒸气的分解生成的氢被选择性地燃烧，第二测定泵单元(47)对第二测定用内侧电极(44)的表面的氧分压进行调整，以使得由二氧化碳的分解生成的一氧化碳在第二测定用内侧电极(44)的表面全部燃烧。

主权项

1.一种气体传感器，其使用包含氧离子导电性的固体电解质的传感器元件构成、并基于所述固体电解质内流动的电流来确定被测定气体中的水蒸气成分及二氧化碳成分的浓度，其特征在于，具备：/n气体导入口，所述被测定气体从外部空间被导入该气体导入口；/n第一扩散控制部，其与所述气体导入口连通，对所述被测定气体赋予第一扩散阻力；/n第一内部空间，其与所述第一扩散控制部连通，在所述第一扩散阻力下，被测定气体从所述外部空间被导入该第一内部空间；/n第二扩散控制部，其与所述第一内部空间连通，对所述被测定气体赋予第二扩散阻力；/n第二内部空间，其与所述第二扩散控制部连通，在所述第二扩散阻力下，被测定气体从所述第一内部空间被导入该第二内部空间；/n主电化学泵单元，其由面向所述第一内部空间而形成的主内侧电极、在所述传感器元件的外表面形成的第一外侧电极、存在于所述主内侧电极与所述第一外侧电极之间的所述固体电解质构成；/n第一测定用电化学泵单元，其由面向所述第二内部空间而形成的第一测定用内侧电极、在所述传感器元件的外表面形成的第二外侧电极、存在于所述第一测定用内侧电极与所述第二外侧电极之间的所述固体电解质构成；/n第二测定用电化学泵单元，其由在所述第二内部空间内、且相关于所述第一测定用内侧电极与所述第二扩散控制部相反一侧的位置形成的第二测定用内侧电极、在所述传感器元件的外表面形成的第三外侧电极、存在于所述第二测定用内侧电极与所述第三外侧电极之间的所述固体电解质构成；/n基准气体空间，基准气体被导入该基准气体空间；以及/n面向所述基准气体空间而形成的基准电极，/n从所述气体导入口至所述第一内部空间的扩散阻力为370/cm以上1000/cm以下，/n所述主电化学泵单元将所述第一内部空间的氧分压调整为10^－12atm～10^－30atm，以使得所述第一内部空间中所述水蒸气成分及所述二氧化碳成分实质上被全部分解，/n所述第一测定用电化学泵单元对所述第二内部空间的氧分压进行调整，以使得由所述水蒸气成分的分解而生成的氢在所述第二内部空间内选择性地燃烧，且使得所述第二内部空间的氧分压大于所述第一内部空间的氧分压，/n所述第二测定用电化学泵单元对所述第二测定用内侧电极的表面附近的氧分压进行调整，以使得由所述二氧化碳成分的分解而生成的一氧化碳在所述第二测定用内侧电极的表面附近选择性地燃烧，且使得所述第二测定用内侧电极的表面附近的氧分压在所述第二内部空间的氧分压以上，而且，/n基于在通过所述第一测定用电化学泵单元将氧供给至所述第二内部空间时所述第一测定用内侧电极与所述第二外侧电极之间流动的电流的大小，确定存在于所述被测定气体中的所述水蒸气成分的浓度，/n基于在通过所述第二测定用电化学泵单元将氧供给至所述第二测定用内侧电极的表面时所述第二测定用内侧电极与所述第三外侧电极之间流动的电流的大小，确定存在于所述被测定气体中的所述二氧化碳成分的浓度。/n