JP2020042003A - センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行うポンプセルの一対の電極間の出力のバラつきや、ポンプ電圧の経時による上昇を抑制したセンサの製造方法を提供する。
【解決手段】第１測定室４１に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行い、第１測定室内の酸素濃度を調整する第１ポンプセル２Ａと、酸素濃度の調整後の被測定ガス中の酸素濃度に応じたポンプ電流が流れる第２ポンプセル２Ｂと、を有するセンサ素子１００を備えたセンサ１の製造方法であって、第１ポンプセルは、第１固体電解質体２１と、該第１固体電解質体の表面に形成され、一方が第１測定室に曝され、他方が第１測定室の外部に配置された一対の第１電極３１、３２と、を有し、センサ素子を所定の温度領域に加熱し、所定の水分濃度にしたリッチ雰囲気下で、第１電極間に０．６９Ｖ以下の正電圧を印加する第１エージング処理工程を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＮＯｘセンサ等のセンサの製造方法に関する。

自動車等の内燃機関から排出される排ガスの規制強化に伴い、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）量の低減が要求されている。そこで、近年、排ガス中のＮＯｘ濃度を直接測定できるＮＯｘセンサの開発が進んでいる。ＮＯｘセンサは、ジルコニア等の酸素イオン伝導性の固体電解質体の表面に一対の電極を形成してなる第１ポンプセル及び第２ポンプセルを有するＮＯｘセンサ素子を備えている。

ＮＯｘセンサは、ＮＯｘを含む被測定ガス空間に連通する第１測定室内の酸素を第１ポンプセルによって汲み出し又は汲み入れる。このとき、第１測定室内の酸素濃度を酸素濃度検出セルによって測定し、第１測定室内が所定の酸素濃度となるように第１ポンプセルを制御する。さらに、酸素濃度が制御（調整）された被測定ガスは、第１測定室又はこれと別のＮＯｘ測定室に配置された第２ポンプセルに一定電圧を印加することにより、被測定ガスに含まれるＮＯｘが窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とに分解される。このとき、第２ポンプセルの一対の電極間に流れる第２ポンプ電流を測定することにより、被測定ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。

上記構成のＮＯｘセンサは、電極を固体電解質体に設けただけでは、ＮＯｘセンサ素子（検出素子）の電極が十分に活性せず、十分なセンサ特性が得られない。特に、被測定ガス中の水分濃度が急変したときに、ＮＯｘ濃度の出力値（第２ポンプ電流）が変動して過渡ピークが生じ、この過渡ピークをＮＯｘ濃度として誤って検知するという問題がある。例えば、自動車等の内燃機関がアイドリング状態から走行状態へと変化する際、排ガス中の水分濃度が急激に増加するので、ＮＯｘ濃度の検知精度が低下するおそれがある。

そこで、リッチ雰囲気下にＮＯｘセンサ素子を配置して高温に曝し、第１ポンプセルの一対の電極間に交番電圧を印加し、第２ポンプセルの一対の電極間に直流電圧を印加してエージング処理を施すことにより、被測定ガス中の水分濃度が急変した場合におけるＮＯｘ濃度の検出精度の低下を抑制する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１７−７５７９８号公報

しかしながら、第１ポンプセルの一対の電極間に印加する電圧が高くなると、第１ポンプセルの一対の電極間の出力電流（第１ポンプ電流Ｉｐ１）の値がバラついたり、経時によりポンプ電圧Ｖｐが上昇する問題が生じることが判明した。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行うポンプセルの一対の電極間の出力のバラつきや、ポンプ電圧の経時による上昇を抑制したセンサの製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のセンサの製造方法は、第１測定室に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行い、前記第１測定室内の酸素濃度を調整する第１ポンプセルと、前記酸素濃度の調整後の前記被測定ガス中の酸素濃度に応じたポンプ電流が流れる第２ポンプセルと、を有するセンサ素子を備えたセンサの製造方法であって、前記第１ポンプセルは、第１固体電解質体と、該第１固体電解質体の表面に形成され、一方が前記第１測定室に曝され、他方が前記第１測定室の外部に配置された一対の第１電極と、を有し、前記センサ素子を所定の温度領域に加熱し、所定の水分濃度にしたリッチ雰囲気下で、前記第１電極間に０．６９Ｖ以下の正電圧を印加する第１エージング処理工程を有することを特徴とする。

このセンサの製造方法によれば、第１エージング処理の際に第１ポンプセルの一対の電極間の出力（第１ポンプ電流）のバラつきや、第１電極間の電圧（第１ポンプ電圧）の経時による上昇を抑制することができる。又、第１ポンプセルの第１エージング処理を上述のように行いつつ、第２ポンプセルを適宜エージング処理することで、被測定ガス中の水分濃度が変化した場合に、過渡ピークを小さくしてＮＯｘ濃度の検出精度の低下を抑制できる。

本発明のセンサの製造方法において、前記正電圧を０．６６Ｖ以上とするとよい。
正電圧が＋０．６６Ｖ未満であると、経時により第１電極間の電圧（第１ポンプ電圧）が初期値よりも大幅に上昇する場合がある。そこで、このセンサの製造方法によれば、正電圧を０．６６Ｖ以上とすることで、第１ポンプ電圧の経時による上昇をさらに抑制できる。

本発明のセンサの製造方法において、前記第１エージング処理工程後、前記第１電極間に所定の交番電圧を印加する第２エージング処理工程をさらに有してもよい。
このセンサの製造方法によれば、λ乗り越し時における前記第１電極間の出力（第１ポンプ電流）のバラつきをさらに抑制できる。その際の交番電圧は、±０．７５Ｖ以上±１．０Ｖ以下とすることが好ましい。

本発明のセンサの製造方法において、前記第２ポンプセルは、第２固体電解質体と、該第２固体電解質体の表面に形成され、一方が前記第１測定室から前記酸素濃度が調整された被測定ガスが流入するＮＯｘ測定室に曝され、他方が前記ＮＯｘ測定室の外部に配置された一対の第２電極と、を有してもよい。
このようにセンサ素子がＮＯｘセンサ素子である場合に、本発明がさらに有効である。

この発明によれば、被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行う第１ポンプセルの一対の電極間の出力のバラつきや、ポンプ電圧の経時による上昇を抑制したセンサが得られる。

ＮＯｘセンサの長手方向に沿う断面説明図である。 ＮＯｘセンサ素子の長手方向に沿う断面説明図である。 第１エージング処理工程における、第１電極間の電圧と、それぞれ第１ポンプ電流Ｉｐ１及び第１ポンプ電圧Ｖｐ１との関係を示す図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
（実施形態１）
まず、後述するセンサの製造方法によって得られるセンサ（ＮＯｘセンサ）の構成について説明する。ＮＯｘセンサは、自動車や各種内燃機関における排気管に装着されるガスセンサである。ＮＯｘセンサは、測定対象となる排ガス中の特定ガス（窒素酸化物：ＮＯｘ）を検出するＮＯｘセンサ素子（検出素子）が組み付けられて構成される。

図１に示すように、ＮＯｘセンサ１は、排気管に固定するためのネジ部１３が外表面に形成された筒状の主体金具１５と、軸線Ｏ方向（ＮＯｘセンサ１の長手方向：図１の上下方向）に延びる板状形状のＮＯｘセンサ素子１００と、ＮＯｘセンサ素子１００の径方向周囲を取り囲むように配置される筒状のセラミックスリーブ１９と、軸線Ｏ方向に貫通する挿通孔１１１の内壁面がＮＯｘセンサ素子１００の後端部の周囲を取り囲む状態で配置される第１セパレータ１１３と、ＮＯｘセンサ素子１００と第１セパレータ１１３との間に配置される６個（図１には２個のみ図示）の接続端子１１５と、を備えている。

ＮＯｘセンサ素子１００は、長手方向に伸びる直方体形状（板型形状）に形成されており、その先端側に、測定対象ガスに含まれる特定ガス（ここではＮＯｘ）を検出する検知部１０１を備える。また、ＮＯｘセンサ素子１００は、後端側（図１の上方：長手方向後端部）の外表面のうち表裏の位置関係となる第１主面１０２及び第２主面１０３に、それぞれ電極パッド１０４が３個ずつ形成されている（詳細な図示は省略）。

ＮＯｘセンサ素子１００の６個の電極パッド１０４には、それぞれ異なる接続端子１１５が電気的に接続される。接続端子１１５は、外部からセンサの内部に配設されるリード線１３５に電気的に接続されている。これにより、リード線１３５が接続される外部機器と電極パッド１０４との間に流れる電流の電流経路が形成される。

主体金具１５は、軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔１３７を有し、貫通孔１３７の径方向内側に突出する棚部１３９を有する略筒状形状に構成されている。主体金具１５は、ＮＯｘセンサ素子１００の検知部１０１を貫通孔１３７の先端よりも先端側に配置し、６個の電極パッド１０４を貫通孔１３７の後端よりも後端側に配置する状態で、貫通孔１３７に挿通されたＮＯｘセンサ素子１００を保持するよう構成されている。

主体金具１５の貫通孔１３７の内部には、ＮＯｘセンサ素子１００の径方向周囲を取り囲む状態で、環状形状のセラミックホルダ１４１、滑石リング１４３、１４５及びセラミックスリーブ１９がこの順に先端側から後端側にかけて積層されている。主体金具１５の後端部１４７とセラミックスリーブ１９との間には、加締パッキン１４９が配置されている。主体金具１５の後端部１４７は、加締パッキン１４９を介してセラミックスリーブ１９を先端側に押し付けるように、加締められている。主体金具１５の棚部１３９とセラミックホルダ１４１との間には、滑石リング１４３、１４５及びセラミックホルダ１４１を保持する金属ホルダ１５１が配置されている。

主体金具１５の先端部１５３の外周には、ＮＯｘセンサ素子１００の突出部分を覆う金属製（例えば、ステンレス等）の二重構造とされたプロテクタ１５５が溶接等によって取り付けられている。主体金具１５の後端側外周には、外筒１５７が固定されている。外筒１５７の後端側の開口部には、６個のリード線挿通孔１６１（図１では２個のみ図示）が形成されたグロメット１５９が配置されている。６個のリード線挿通孔１６１には、６個の電極パッド１０４にそれぞれ電気的に接続される６本のリード線１３５（図１では２本が図示）が挿通される。

第１セパレータ１１３の外周には、鍔部１６３が形成されている。鍔部１６３は、保持部材１６５を介して外筒１５７に固定されている。第１セパレータ１１３の後端側には、第１セパレータ１１３とグロメット１５９との間で挟持される第２セパレータ１６７が配置されている。接続端子１１５の後端側は、第２セパレータ１６７の内部に挿入されている。

次に、ＮＯｘセンサ素子１００の構成について説明する。
図２に示すように、ＮＯｘセンサ素子１００は、第１固体電解質層（第１固体電解質体）２１、絶縁層２４、第３固体電解質層２３、絶縁層２５、第２固体電解質層（第２固体電解質体）２２、絶縁層２７をこの順で積層した構造を有する。絶縁層２４は、ＮＯｘセンサ素子１００の先端に向かってコの字状に切り欠かれ、この切り欠き部が第１測定室４１を形成し、第１測定室４１の先端（入口）に配置された第１拡散抵抗体５１を介して外部から被測定ガスが導入される。

第１ポンプセル２Ａは、酸素イオン伝導性を有するジルコニアを主体とする第１固体電解質層２１と、これを挟持するように配置された一対の第１電極３１、３２とを備えている。第１電極３２は、第１測定室４１に面している。第１電極３１、３２は、いずれも白金を主体としている。

第１測定室４１のうち入口と反対端には、第２拡散抵抗体５２が配置されている。第２拡散抵抗体５２を介して第１測定室４１の奥側には、第１測定室４１と連通するＮＯｘ測定室（第２測定室）４２が形成されている。ＮＯｘ測定室４２は、第３固体電解質層２３を貫通して第１固体電解質層２１と第２固体電解質層２２との層間に形成されている。

第２ポンプセル２Ｂは、酸素イオン伝導性を有するジルコニアを主体とする第２固体電解質層２２と、一対の第２電極３３、３４とを備えている。一方の第２電極３３は、第２固体電解質層２２のうち、ＮＯｘ測定室４２に面した表面に配置されている。他方の第２電極３４は、一方の第２電極３３の対極となり、ＮＯｘ測定室４２の外部に配置されている。第２電極３３、３４は、いずれも白金を主体としている。第２電極３３は、第２固体電解質層２２上における絶縁層２５の切り抜き部に配置され、後述する基準電極３６に対向して基準酸素室５３に面している。

酸素濃度検出セル２Ｃは、酸素イオン伝導性を有するジルコニアを主体とする第３固体電解質層２３と、これを挟持するように配置された検知電極３５及び基準電極３６とを備えている。検知電極３５は、第１電極３２より下流側で第１測定室４１に面している。検知電極３５及び基準電極３６は、いずれも白金を主体としている。なお、図示はしないが、検知電極３５の端縁は、アルミナを主体とする絶縁コート層によって積層方向に挟持されている。

絶縁層２５は、第３固体電解質層２３に接する基準電極３６が内部に配置されるように切り抜かれ、その切り抜き部には、多孔質体が充填されて基準酸素室５３を形成している。そして、酸素濃度検出セル２Ｃに予め微弱な一定値の電流を流すことにより、酸素を第１測定室４１から基準酸素室５３内に送り込み、酸素基準とする。

絶縁層２７の内部には、ＮＯｘセンサ素子１００の長手方向に沿って延びるヒータ２８が埋設されている。ヒータ２８は、ＮＯｘセンサ素子１００を活性温度に昇温し、各固体電解質層（第１固体電解質層２１、第２固体電解質層２２、第３固体電解質層２３）の酸素イオンの伝導性を高めて動作を安定化させるために用いられる。各絶縁層２４、２５、２７は、アルミナを主体とする。第１拡散抵抗体５１及び第２拡散抵抗体５２は、アルミナ等の多孔質物質からなる。ヒータ２８は、白金等からなる。

次に、ＮＯｘセンサ素子１００の動作の一例について説明する。
まず、ヒータ２８により、第１ポンプセル２Ａ、第２ポンプセル２Ｂ、酸素濃度検出セル２Ｃが活性化温度（例えば、５５０℃以上）まで加熱されると、第１ポンプセル２Ａは、第１測定室４１に流入した被測定ガス（排ガス）中の過剰な酸素を第１電極３２から第１電極３１へ向かって汲み出す。

このとき、第１ポンプセル２Ａには、被測定ガス中の酸素濃度に応じた第１ポンプ電流Ｉｐ１が流れる。また、第１測定室４１内の酸素濃度は、酸素濃度検出セル２Ｃの電極間電圧に対応したものとなるため、この電極間電圧が一定電圧（例えば４２５ｍＶ）になるように第１ポンプ電流Ｉｐ１の通電量を制御し、第１測定室４１内の酸素濃度をＮＯｘが分解しない程度の所定濃度に調整する。

酸素濃度が調整された被測定ガスは、ＮＯｘ測定室４２に向かってさらに流れる。このとき、第２ポンプセル２Ｂの端子間電圧（電極間電圧）として、被測定ガス中のＮＯｘガスが窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とに分解する程度の一定電圧（酸素濃度検出セル２Ｃの制御電圧の値よりも高い電圧、例えば４５０ｍＶ）を印加することにより、ＮＯｘが窒素と酸素とに分解される。

そして、ＮＯｘの分解により生じた酸素がＮＯｘ測定室４２から基準酸素室５３に配置される第２電極３４に向かって汲み出されるように、第２ポンプセル２Ｂに第２ポンプ電流Ｉｐ２が流れる。第２ポンプ電流Ｉｐ２とＮＯｘ濃度の間には直線関係があるため、第２ポンプ電流Ｉｐ２を検出することにより、被測定ガス中のＮＯｘ濃度を検出することができる。

このように、ＮＯｘセンサ１は、第２ポンプ電流Ｉｐ２を検出し、ＮＯｘ濃度に換算することで（本実施形態では、窒素酸化物の濃度に換算した値として説明するため、ＮＯｘ濃度に換算するものとして説明するが、詳細にはＮＯ濃度を換算するものである）、ＮＯｘ濃度を検出することができる。

なお、本実施形態において、第２ポンプ電流Ｉｐ２に基づくＮＯｘ濃度換算値の算出は、ＮＯｘセンサ素子１００に接続されるマイクロコンピュータ（図示省略）にて第２ポンプ電流Ｉｐ２を電圧変換して読み込み、所定の演算式等を用いてＮＯｘ濃度を演算することで算出することができる。

次に、本実施形態のＮＯｘセンサ１の製造方法について説明する。
本実施形態のＮＯｘセンサ１の製造方法は、ＮＯｘセンサ素子１００を所定の温度領域に加熱し、所定の水分濃度にしたリッチ雰囲気下で、第１電極３１、３２間に正電圧を印加し、これにより第１ポンプセル２Ａが第１測定室４１から酸素を汲み出す状態となるように第１電極３１、３２間に電圧を印加する第１エージング処理工程を有する。以下、このＮＯｘセンサ１の製造方法について詳細に説明する。

ＮＯｘセンサ１において、被測定ガス中の水分濃度が変化（急変）した場合、ＮＯｘが存在しない条件下でも、第２ポンプ電流Ｉｐ２が流れる（過渡ピークが生じる）という問題がある。この過渡ピークは、その絶対値（最大ピーク値）が大きいほど、ＮＯｘ濃度換算値に影響を与える。さらに、被測定ガス中の水分濃度が急変してから過渡ピークが減衰してＮＯｘ濃度換算値の変動が収束するまでの時間が長くなるほど、ＮＯｘ濃度換算値に影響を与える時間も長くなる。
このため、本実施形態では、第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に、正電圧を印加し、第１ポンプセル２Ａのエージング処理を行う。
そして、上述した第１ポンプセル２Ａのエージング処理を行いながら（第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に正電圧を印加しながら）、適宜第２ポンプセル２Ｂのエージング処理も行う。

ここで、第１電極３１、３２間に印加する正電圧を＋０．６９Ｖ以下（好ましくは＋０．６６〜＋０．６９Ｖ）とする。
正電圧が＋０．６９Ｖを超えると、第１電極３１、３２間に電圧を印加した際に、第１電極３１、３２間に流れる電流（第１ポンプ電流Ｉｐ１）が個々のＮＯｘセンサ素子１００ごとにバラついてしまい、個々のＮＯｘセンサ素子１００の管理や制御が困難になる。
又、正電圧が＋０．６６Ｖ未満であると、経時により第１電極３１、３２間の電圧（第１ポンプ電圧Ｖｐ１）が初期値よりも大幅に上昇する場合がある。

このように、第１エージング処理の際に第１ポンプセルの一対の電極間の出力（第１ポンプ電流Ｉｐ１）のバラつきを抑制したＮＯｘセンサ１が得られる。又、第１ポンプセルのエージング処理を上述のように行いつつ、第２ポンプセルを適宜エージング処理することで、被測定ガス中の水分濃度が変化した場合に、過渡ピークを小さくしてＮＯｘ濃度の検出精度の低下を抑制できる。

具体的には、本実施形態のＮＯｘセンサ１の製造方法は、まず、ＮＯｘセンサ素子１００を組み付けたＮＯｘセンサ１（図１参照）を作製する。そして、所定の水分濃度にしたリッチ雰囲気下で、ＮＯｘセンサ素子１００を所定の温度領域に加熱する。本実施形態では、リッチ雰囲気の水分濃度を１０体積％とし、ＮＯｘセンサ素子１００を８００〜８５０℃に加熱する。なお、リッチ雰囲気は、Ｈ_２：３体積％、水分（Ｈ_２Ｏ）：１０体積％、Ｎ_２：残部である。

ここで、「リッチ雰囲気」とは、理論空燃比（λ＝１）に対して酸素の割合が少ない雰囲気、すなわち理想的な完全燃焼ができる空気と燃料の混合比である理論空燃比で燃焼されたガス雰囲気を基準にしたときに、そのガス雰囲気よりも酸素の割合が少ない（酸素分圧が低い）ガス雰囲気を意味する。本実施形態では、リッチ雰囲気の水分が略一定状態となるようにする。

次いで、第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に、上述の正電圧を印加し、第１ポンプセル２Ａのエージング処理を行う。そして、上述した第１ポンプセル２Ａのエージング処理を行いながら（第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に正電圧を印加しながら）、以下のようにして、第２ポンプセル２Ｂのエージング処理も適宜行う。
具体的には、第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に＋０．６９Ｖ以下の正電圧が印加されている間（第１ポンプセル２Ａが第１測定室４１から酸素を汲み出す状態となるように第１電極３１、３２間に電圧が印加されている間）、第２ポンプセル２Ｂの第２電極３３、３４間に所定の電圧（＋１．０〜２．０Ｖの間、例えば１．５Ｖ）を印加する。

図３は、第１エージング処理工程における、第１電極間の電圧と、それぞれ第１ポンプ電流Ｉｐ１及び第１ポンプ電圧Ｖｐ１との関係を実験的に示す。
同図において、図１、図２のＮＯｘセンサ１を用い、リッチ雰囲気下で第１エージング処理中の第１電極３１、３２間の正電圧を種々変化させたとき、複数個のＮＯｘセンサ１についてそれぞれ第１ポンプ電流Ｉｐ１を測定し、バラツキを標準偏差σで評価した。σが０．４以下であれば、第１ポンプ電流Ｉｐ１のバラツキが少ないとみなした。

一方、第１ポンプセル２Ａの電極活性が劣化してＶｐ１が経時変化する要因として、酸素ポンピングの繰り返しが想定される。この劣化状態を疑似的に再現するため、第１ポンプセル２Ａへの通電を８６４００回繰り返す耐久試験を行った。
耐久試験後の第１ポンプ電圧Ｖｐ１を測定し、この値を、耐久試験前の初期のＶｐ１に対する変化率として求め、変化率が１３０％以下であれば、耐久性が良好とみなした。

同図に示すように、正電圧が＋０．６９Ｖ以下であれば、第１ポンプ電流Ｉｐ１のバラツキが小さいことがわかった。又、正電圧が＋０．６６Ｖ以上であれば、耐久性が良好なことがわかった。

また、本実施形態では第１エージング処理後、第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に、交番電圧を印加し、第１ポンプセル２Ａをエージングする第２エージング処理をさらに行う。
そして、上述した第１ポンプセル２Ａのエージング処理を行いながら（第１ポンプセル２Ａの第１電極３１、３２間に正電圧を印加しながら）、適宜第２ポンプセル２Ｂのエージング処理も行う。

ここで、第１電極３１、３２間に印加する交番電圧を±０．７５Ｖ以上±１．０Ｖ以下（好ましくは＋０．７５Ｖ）とする。
これにより、λ乗り越し時における第１電極３１、３２間の出力（第１ポンプ電流）のバラつきをさらに抑制できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）上述の実施形態では、ＮＯｘセンサ素子１００が組み付けられた状態のＮＯｘセンサ１に対してエージング処理工程を行ったが、例えば、ＮＯｘセンサ素子１００やＮＯｘセンサ１の中間組立体に対してエージング処理工程を行ってもよい。すなわち、ＮＯｘセンサ１の製造過程においてエージング処理工程を行えばよい。

（２）また、各エージング処理工程において、エージング処理時間は、適宜変更可能である。

（３）上述の実施形態では、ＮＯｘセンサ１は、自動車や各種内燃機関の排ガス中のＮＯｘガス濃度を検出するガスセンサに適用したものであるが、例えば、ボイラ等の燃焼ガス中のＮＯｘガス濃度を検出するガスセンサに適用してもよい。

（４）上述の実施形態では、ＮＯｘセンサ素子１００を構成する固体電解質層を第１固体電解質層２１、第２固体電解質層２２、第３固体電解質層２３の３層としたが、例えば、ＮＯｘセンサ素子１００を構成する固体電解質層を第１固体電解質層２１、第２固体電解質層２２の２層としてもよい。
又、上述の実施形態では、ＮＯｘセンサ素子１００として、第１ポンプセル２Ａの一方の電極（第１電極３２）が第１測定室４１に面し、第２ポンプセル２Ｂの一方の電極（第２電極３３）が第１測定室と別のＮＯｘ測定室４２に面した構成とした。これに対し、第１ポンプセル２Ａ及び第２ポンプセル２Ｂの両電極３２、３３が共通の室（第１測定室４１）に面した構成でもよい。

１ センサ（ＮＯｘセンサ）
２Ａ 第１ポンプセル
２Ｂ 第２ポンプセル
２１ 第１固体電解質層（第１固体電解質体）
２２ 第２固体電解質層（第２固体電解質体）
３１、３２ 第１電極
３３、３４ 第２電極
４１ 第１測定室
４２ ＮＯｘ測定室（第２測定室）
１００ センサ素子（ＮＯｘセンサ素子）

Claims (5)

1. 第１測定室に導入される被測定ガス中の酸素の汲み出し及び汲み入れを行い、前記第１測定室内の酸素濃度を調整する第１ポンプセルと、
   前記酸素濃度の調整後の前記被測定ガス中の酸素濃度に応じたポンプ電流が流れる第２ポンプセルと、を有するセンサ素子を備えたセンサの製造方法であって、
   前記第１ポンプセルは、第１固体電解質体と、該第１固体電解質体の表面に形成され、一方が前記第１測定室に曝され、他方が前記第１測定室の外部に配置された一対の第１電極と、を有し、
   前記センサ素子を所定の温度領域に加熱し、所定の水分濃度にしたリッチ雰囲気下で、前記第１電極間に０．６９Ｖ以下の正電圧を印加する第１エージング処理工程を有することを特徴とするセンサの製造方法。
2. 前記第１エージング処理工程において、前記正電圧を０．６６Ｖ以上とすることを特徴とする請求項１に記載のセンサの製造方法。
3. 前記第１エージング処理工程後、前記第１電極間に所定の交番電圧を印加する第２エージング処理工程をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のセンサの製造方法。
4. 前記所定の交番電圧を、±０．７５Ｖ以上±１．０Ｖ以下とすることを特徴とする請求項３に記載のセンサの製造方法。
5. 前記第２ポンプセルは、第２固体電解質体と、該第２固体電解質体の表面に形成され、一方が前記第１測定室から前記酸素濃度が調整された被測定ガスが流入するＮＯｘ測定室に曝され、他方が前記ＮＯｘ測定室の外部に配置された一対の第２電極と、を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサの製造方法。

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