多气体检测装置以及多气体检测方法制造方法及图纸

提供一种多气体检测装置以及多气体检测方法，能够准确地检测被测气体中的成分的浓度。多气体检测装置(1)具备：第一单元部，具备第一电化学单元(51)；第二单元部，具备第二电化学单元(52)；第三单元部，具备第三电化学单元(53)；入口扩散律速体(15)，进行被测气体的扩散律速；以及被测气体室(30)，经由入口扩散律速体流入被测气体。第一单元部构成为选择性地检测被测气体室内的被测气体中包含的NOx或者氨的浓度，第二单元部构成为排出被测气体室内的被测气体中包含的氧并且将被测气体室内的被测气体中包含的NO2以及氨还原分解为NO，第三单元部构成为检测被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够同时检测被测气体中的多个成分的多气体检测装置以及多气体检测方法。
技术介绍
近年来，为了对内燃机的排放气体中包含的氮氧化物(NOx)进行净化，提出了在内燃机的排气通路内设置NOx选择还原催化剂的方案，该NOx选择还原催化剂选择性地还原排放气体中的NOx。NOx选择还原催化剂吸附氨，并且使流入的排放气体中的NOx与氨发生反应，从而对NOx进行还原、净化。例如，在这样的排气净化系统中，期望能够检测氨和NOx。因此，提出了能够检测被测气体中包含的NOx的浓度以及氨的浓度的多气体检测装置(例如专利文献1)。特别是，专利文献1记载的多气体检测装置具备：NOx传感器部，检测被测气体中包含的NOx的浓度；以及两个氨传感器部，检测被测气体中包含的氨的浓度。这两个氨传感器部构成为针对氨的灵敏度与针对NOx的灵敏度之比相互不同。根据专利文献1，能够通过这样构成的多气体检测装置来检测被测气体中包含的NOx的浓度和氨的浓度。专利文献1：日本特开2015-34814号公报专利文献2：国际公开第2009-10870号专利文献3：日本特开平10-038845号公报
技术实现思路
在专利文献1中，由两个氨单元部检测的被测气体与由NOx传感器部以及氧浓度检测单元检测的被测气体不同。具体而言，两个氨传感器部检测在多气体检测装置的元件部的周围流过的排放气体(被测气体)中的氨等的浓度，相对于此，NOx传感器部以及氧浓度检测单元检测经由扩散律速体(diffusioncontroller)导入到被测气体室内的排放气体(被测气体)中的NOx等以及氧的浓度。这样，在通过氨传感器部和NOx传感器部以及氧浓度检测单元检测不同的被测气体中的成分的浓度时，在例如多气体检测装置周围流过的排放气体中的特定的成分中产生浓度分布的情况等下，无法准确地检测这些成分的浓度。因此，鉴于上述课题，本专利技术的目的在于提供一种能够准确地检测被测气体中的成分的浓度的多气体检测装置。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其要旨如以下所述。(1)提供一种多气体检测装置，具备：第一单元部，具备第一电化学单元，该第一电化学单元具备：具有氧化物离子导电性的第一固体电解质体、配置在该第一固体电解质体的一个侧面上的第一电极以及配置在所述第一固体电解质体的另一个侧面上的第二电极；第二单元部，具备第二电化学单元，该第二电化学单元具备:具有氧化物离子导电性的第二固体电解质体、配置在该第二固体电解质体的一个侧面上的第三电极以及配置在所述第二固体电解质体的另一个侧面上的第四电极；第三单元部，具备第三电化学单元，该第三电化学单元具备：具有氧化物离子导电性的第三固体电解质体、配置在该第三固体电解质体的一个侧面上的第五电极以及配置在所述第三固体电解质体的另一个侧面上的第六电极；入口扩散律速体，被配置成从外部导入被测气体，并且进行所通过的被测气体的扩散律速；以及被测气体室，由所述第一固体电解质体、所述第二固体电解质体、所述第三固体电解质体以及所述入口扩散律速体划分形成，其中，所述被测气体室具有第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室，这些第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室被配置成在离开所述入口扩散律速体的方向上按照所述第一被测气体室、所述第二被测气体室、所述第三被测气体室的顺序排列，所述第一电极配置于所述第一被测气体室内，所述第三电极配置于所述第二被测气体室内，所述第五电极配置于所述第三被测气体室内，并且，所述第二电极、所述第四电极以及所述第六电极被配置成暴露于基准气体，在所述多气体检测装置中，所述第一单元部构成为选择性地检测所述第一被测气体室内的被测气体中包含的NOx或者氨的浓度，所述第二单元部构成为使所述第二被测气体室内的被测气体中包含的氧从所述第三电极向所述第四电极移动，并且将所述第二被测气体室内的被测气体中包含的NO2以及氨还原分解为NO，所述第三单元部构成为检测所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度。(2)根据上述(1)记载的多气体检测装置，所述第二单元部构成为根据从所述第三电极向所述第四电极移动的氧的流量，检测所述第二被测气体室内的被测气体的氧浓度。(3)根据上述(1)或者(2)记载的多气体检测装置，所述第一固体电解质体、所述第二固体电解质体以及所述第三固体电解质体被构成为同一个固体电解质体。(4)根据上述(1)～(3)中的任意一个记载的多气体检测装置，所述第二电极、所述第四电极以及所述第六电极被构成为同一个电极。(5)根据上述(1)～(4)中的任意一个记载的多气体检测装置，所述第一单元部构成为选择性地检测NOx的浓度，所述第三单元部构成为从所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度减去由所述第一单元部检测出的NOx的浓度，从而检测被导入到所述被测气体室内的被测气体中包含的氨的浓度。(6)根据上述(1)～(4)中的任意一个记载的多气体检测装置，所述第一单元部构成为选择性地检测氨的浓度，所述第三单元部构成为从所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度减去由所述第一单元部检测到的氨的浓度，从而检测被导入到所述被测气体室内的被测气体中包含的NOx的浓度。(7)根据上述(1)～(6)中的任意一个记载的多气体检测装置，所述第三电极构成为其表面积大于所述第一电极的表面积。(8)根据上述(1)～(7)中的任意一个记载的多气体检测装置，在所述第一被测气体室与所述第二被测气体室之间配置第一分割扩散律速体，在所述第二被测气体室与所述第三被测气体室之间配置第二分割扩散律速体，所述第一分割扩散律速体进行从所述第一被测气体室向所述第二被测气体室移动的被测气体的扩散律速，所述第二分割扩散律速体进行从所述第二被测气体室向所述第三被测气体室移动的被测气体的扩散律速。根据本专利技术，提供能够准确地检测被测气体中的成分的浓度的多气体检测装置。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式的多气体检测装置的元件部的结构的示意性的剖面图。图2是示出本专利技术的一个实施方式的多气体检测装置的结构的示意性的剖面图。图3是示出第一单元部的施加电压与电极间电流的关系的图。图4是示出第二单元部的施加电压与电极间电流的关系的图。图5是示出第三单元部的施加电压与电极间电流的关系的图。图6是示意性地示出被测气体的流动的、与图1以及图2相同的剖面图。(符号说明)1：多气体检测装置；5：元件部；11：第一固体电解质体；12：第二固体电解质体；13：第三固体电解质体；30：被测气体室；31：第一被测气体室；32：第二被测气体室；33：第三被测气体室；41：第一电极；42：第二电极；43：第三电极；44：第四电极；45：第五电极；46：第六电极；51：第一电化学单元；52：第二电化学单元；53：第三电化学单元；61：第一电路；62：第二电路；63：第三电路；70：ECU。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。另外，在以下的说明中，对同样的构成要素附加同一参照编号。首先，参照图1以及图2，说明本专利技术的一个实施方式的多气体检测装置1。图1是示出本专利技术的一个实施方式的多气体检测装置的元件部的结构的示意性的剖面图。另外，图2是示出本专利技术的一个实施方式的多气体检测装置的结构的示意性的剖面图。多气体检测装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多气体检测装置，具备：第一单元部，具备第一电化学单元，该第一电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第一固体电解质体、在该第一固体电解质体的一个侧面上配置的第一电极以及在所述第一固体电解质体的另一个侧面上配置的第二电极；第二单元部，具备第二电化学单元，该第二电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第二固体电解质体、在该第二固体电解质体的一个侧面上配置的第三电极以及在所述第二固体电解质体的另一个侧面上配置的第四电极；第三单元部，具备第三电化学单元，该第三电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第三固体电解质体、在该第三固体电解质体的一个侧面上配置的第五电极以及在所述第三固体电解质体的另一个侧面上配置的第六电极；入口扩散律速体，被配置成从外部导入被测气体并且进行所通过的被测气体的扩散律速；以及被测气体室，利用所述第一固体电解质体、所述第二固体电解质体、所述第三固体电解质体以及所述入口扩散律速体划分形成，所述被测气体室具有第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室，这些第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室被配置成在从所述入口扩散律速体离开的方向上按照所述第一被测气体室、所述第二被测气体室、所述第三被测气体室的顺序排列，所述第一电极配置于所述第一被测气体室内，所述第三电极配置于所述第二被测气体室内，所述第五电极配置于所述第三被测气体室内，并且，所述第二电极、所述第四电极以及所述第六电极被配置成暴露于基准气体，其中，所述第一单元部构成为选择性地检测所述第一被测气体室内的被测气体中包含的NOx或者氨的浓度，所述第二单元部构成为使所述第二被测气体室内的被测气体中包含的氧从所述第三电极向所述第四电极移动，并且将所述第二被测气体室内的被测气体中包含的NO2以及氨还原分解为NO，所述第三单元部构成为检测所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度。...

【技术特征摘要】
2015.10.08 JP 2015-2001131.一种多气体检测装置，具备：第一单元部，具备第一电化学单元，该第一电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第一固体电解质体、在该第一固体电解质体的一个侧面上配置的第一电极以及在所述第一固体电解质体的另一个侧面上配置的第二电极；第二单元部，具备第二电化学单元，该第二电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第二固体电解质体、在该第二固体电解质体的一个侧面上配置的第三电极以及在所述第二固体电解质体的另一个侧面上配置的第四电极；第三单元部，具备第三电化学单元，该第三电化学单元包括具有氧化物离子导电性的第三固体电解质体、在该第三固体电解质体的一个侧面上配置的第五电极以及在所述第三固体电解质体的另一个侧面上配置的第六电极；入口扩散律速体，被配置成从外部导入被测气体并且进行所通过的被测气体的扩散律速；以及被测气体室，利用所述第一固体电解质体、所述第二固体电解质体、所述第三固体电解质体以及所述入口扩散律速体划分形成，所述被测气体室具有第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室，这些第一被测气体室、第二被测气体室以及第三被测气体室被配置成在从所述入口扩散律速体离开的方向上按照所述第一被测气体室、所述第二被测气体室、所述第三被测气体室的顺序排列，所述第一电极配置于所述第一被测气体室内，所述第三电极配置于所述第二被测气体室内，所述第五电极配置于所述第三被测气体室内，并且，所述第二电极、所述第四电极以及所述第六电极被配置成暴露于基准气体，其中，所述第一单元部构成为选择性地检测所述第一被测气体室内的被测气体中包含的NOx或者氨的浓度，所述第二单元部构成为使所述第二被测气体室内的被测气体中包含的氧从所述第三电极向所述第四电极移动，并且将所述第二被测气体室内的被测气体中包含的NO2以及氨还原分解为NO，所述第三单元部构成为检测所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度。2.根据权利要求1所述的多气体检测装置，其特征在于，所述第二单元部构成为根据从所述第三电极向所述第四电极移动的氧的移动量，检测所述第二被测气体室内的被测气体的氧浓度。3.根据权利要求1或者2所述的多气体检测装置，其特征在于，所述第一固体电解质体、所述第二固体电解质体以及所述第三固体电解质体被构成为同一个固体电解质体。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的多气体检测装置，其特征在于，所述第二电极、所述第四电极以及所述第六电极被构成为同一个电极。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的多气体检测装置，其特征在于，所述第一单元部构成为选择性地检测NOx的浓度，所述第三单元部构成为从所述第三被测气体室内的被测气体中包含的NO的浓度减去由所述第一单元部检测到的NOx的浓度，从而检测被导入到所述被测气体室内的被测气体中包含的氨的浓度。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木圭一郎，井手宏二，芹泽义久，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP