JP3328565B2

JP3328565B2 - ＮＯｘガス濃度検出器

Info

Publication number: JP3328565B2
Application number: JP34723297A
Authority: JP
Inventors: 聡菅谷; 紀彦灘浪; 昇石田; 崇文大島
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: JPH10221299A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＮＯｘガス濃度検出
器に関し、特に燃焼器や内燃機関の排ガスの成分である
ＮＯｘガス濃度を検出するために使用されるＮＯｘガス
濃度検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の排ガス規制の強化に伴い、
内燃機関等の排ガスに含まれるＮＯｘの濃度を直接的に
測定し、内燃機関や触媒の制御を行う研究が進められて
いる。特に、ジルコニア等の固体電解質（酸素イオン伝
導体）を用いて、第１酸素イオンポンプセルによってＮ
Ｏｘが実質的に分解しない程度に十分に酸素を汲み出
し、第２酸素イオンポンプセルによってＮＯｘを含む残
存ガスからさらに酸素を汲み出すことにより、ＮＯｘを
分解し解離した酸素イオンによって生じる電流Ｉp2を測
定してＮＯｘ濃度を検出するタイプのＮＯｘガス濃度検
出器は、排ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ等の妨害ガスの
影響を受けずにＮＯｘガス濃度を測定できると考えら
れ、広く研究が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなＮＯｘガス
濃度検出器において、前記電流Ｉp2には温度依存性、酸
素濃度依存性があり、正確なＮＯｘガス濃度測定の妨げ
となっている。

【０００４】このような事情に鑑みて、本発明は温度依
存性、酸素濃度依存性が小さく精密なＮＯｘガス濃度測
定を可能とするＮＯｘガス濃度検出器を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、被測定ガス
が導入される第１測定室と、第１測定室内の酸素濃度を
一定に制御するために第１測定室から酸素を汲み出す第
１酸素イオンポンプセルと、を備えたＮＯｘガス濃度検
出器において、第１酸素イオンポンプセルの電極の長さ
が第１測定室の長さに対して略同じ長さである場合、第
１測定室に大きな酸素濃度勾配が生じ、これによって、
測定室先端付近の酸素イオンポンプセルの電極に起電力
が発生し、この起電力がＮＯｘガス濃度測定に影響を及
ぼしていることを見出し、これを改善するために鋭意研
究を進めた結果、本発明に至ったものである。

【０００６】本発明の第１の視点は下記の要素を有す
る。拡散抵抗を介して被測定ガスが導入される。導入さ
れたガス中の酸素が選択的に外部に汲み出される測定室
内の被測定ガスの流れ方向に沿って、測定室の全長に対
し、酸素イオンポンプセルの電極の内少なくとも測定室
の壁面に設けられた方の電極の長さの比が、（電極／全
長）＝１／４〜３／４である。

【０００７】前記第１の視点の特徴は、第１拡散抵抗を
介して被測定ガスが導入される第１測定室と、前記第１
測定室内の被測定ガス中の酸素分圧を測定するための酸
素分圧検知電極と、酸素分圧検知電極の電位に基づき、
前記第１測定室から該測定室外へ、前記被測定ガス中の
酸素をＮＯｘが分解しない程度に十分に汲み出す第１酸
素イオンポンプセルと、前記第１測定室から第２拡散抵
抗を介してガスが導入される第２測定室と、電圧が印加
されて前記第２測定室中のＮＯｘを分解し、解離した酸
素によりＮＯｘガス濃度に応じた電流が流れる第２の酸
素イオンポンプセルと、を備えたＮＯｘガス濃度検出器
に好適に適用される。

【０００８】第１の視点に基づき、好ましいＮＯｘガス
濃度検出器は、測定室の一方に第１拡散抵抗、他方には
第２拡散抵抗が互いに離間して配置される。測定室の互
いに対向する面の一面側には、酸素イオンポンプセルの
測定室側の電極、他面側には第２拡散抵抗の入口側開口
が形成される。酸素イオンポンプセルの少なくとも測定
室側の電極は、拡散抵抗近傍から、長くとも第２拡散抵
抗の入口側開口直上よりも第１拡散抵抗側に延在して形
成される。また、好ましくは第２拡散抵抗の入口側開口
直上、又は近傍には酸素イオンポンプセルの少なくとも
測定室側の電極を形成しないことを特徴とする。

【０００９】また、他の好ましいＮＯｘガス濃度検出器
は、酸素イオンポンプセルが備える一対の電極の内、測
定室外に設けられた電極は封止ないし被覆され、該電極
に電気的に接続しガス拡散抵抗を有するリードを介して
大気に連通する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態を説明する。先ず、２組の拡散抵抗、酸素イオ
ンポンプセル、及び測定室を備えたＮＯｘガス濃度検出
器における測定原理は下記の通りである。(１)排気ガス
が拡散抵抗を有する第１拡散孔を通って第１測定室に流
入する。(２)第１酸素イオンポンプセルにより、第１測
定室の酸素をＮＯｘの分解（２ＮＯ→Ｎ₂＋Ｏ₂）が実質
的に起こらない程度に汲み出す（酸素分圧（濃度）検知
電極から出力される信号により第１測定室の酸素分圧を
制御する）。(３)拡散抵抗を有する第２拡散孔を通って
第１測定室のガス（濃度制御されたＯ₂ガス＋ＮＯｘガ
ス）が第２測定室に流入する。(４)第２測定室のＮＯｘ
ガスは、第２酸素イオンポンプセルが第２測定室のガス
より更に酸素を汲み出すことにより、Ｎ₂とＯ₂とに分解
される。(５)このとき、第２酸素イオンポンプセルに流
れる電流Ｉp2がＮＯｘガス濃度と直線関係を有するか
ら、Ｉp2を検出することによりＮＯｘガス濃度が測定可
能である。

【００１１】次に、本発明の一実施形態に係るＮＯｘガ
ス濃度検出器の特徴を、本発明の一実施例に係る検出器
を説明する図１及び、比較例に係る検出器を説明する図
１０を対比して説明する。なお、本発明は図１に示した
検出器に限定されるものではない。図１と図１０に示し
た検出器の異なる点は、図１の検出器において、第１酸
素イオンポンプセル６の電極６ａ，６ｂの第２拡散孔３
側の先端が除去されたことである（Ａ＞Ｂ）。従って、
電極６ａ，６ｂの長さに関して、図１の検出器の方が短
くされている（電極面積も小さい）。このように、第１
酸素イオンポンプセル６の電極が短くされたことによっ
て、第１測定室２内の特に被測定ガス流れ方向（第１拡
散孔１から第２拡散孔３に向かう方向）の酸素濃度勾配
が低くされ（電極６ｂ一端から他端までの酸素濃度差が
低減される、電極６ｂ存在部分での酸素濃度差が低減さ
れる）、電極６ａ，６ｂの先端部分に発生していた起電
力が抑制される（図１（Ｃ）参照）。さらに、電極６
ａ、６ｂに発生していた起電力の抑制に伴い、第１酸素
イオンポンプセル電圧Ｖp1が低減されることにより、Ｎ
Ｏｘガス濃度測定の温度依存性、酸素濃度依存性が減少
する。

【００１２】この効果は、余剰酸素を汲み出すのに必要
な第１酸素イオンポンプセル電圧Ｖp1が低減することに
より第１測定室内で酸素の汲み出し以外にＮＯガスの解
離分解がなくなることによる。すなわち第２測定室内に
流入するＮＯガスの低下がなくなり△Ｉp2（ゲイン）の
低下が抑制できる。

【００１３】さらに第１測定室２内で生じる酸素濃度勾
配が減少するため第２拡散孔３近傍は一定の酸素濃度と
なり、ＮＯｘ濃度を測定するための第２測定室４へ導入
される酸素濃度が、一定となる。すなわち、第２測定室
４内で汲み出す酸素濃度が一定（Ｉp2の安定化）とな
り、Ｉp2値はＮＯの解離分解量のみに依存する。

【００１４】また、図１０に示した比較例の検出器で
は、電極６ａ，６ｂが第１測定室２の全長に亘って延在
するため、第１測定室２の先端（電極６ａ，６ｂ先端
間）において、第１測定室２内外の酸素濃度差によって
は、第１酸素イオンポンプセル電圧Ｖp1とは逆方向の起
電力が発生し、第１測定室２の入口側（第１拡散孔１
側）では酸素が汲み出されるが、出口側（第２拡散孔３
側）では逆に酸素が汲み入れられるような現象が起こっ
ていると考えられる。これに対し、図１に示した検出器
では、電極６ａの先端が削除されているため、第１測定
室２の先端側（第２拡散孔３側、第１測定室出口側）に
おける起電力の発生が防止される（図１（Ｃ）参照）。

【００１５】第１酸素イオンポンプセルの電極の内少な
くとも該第１測定室の壁面に設けられた方の電極が長す
ぎると、第１酸素イオンポンプセル電圧Ｖp1が上昇し第
１測定室内でＮＯｘの解離が起こり、反対に短すぎると
第１測定室から酸素の汲み出しが不十分となり第２酸素
イオンポンプセル電流のゲインが低下するため、前記第
１測定室内の被測定ガスの流れ方向に沿って、前記第１
測定室の全長に対し、第１酸素イオンポンプセルの電極
の内少なくとも該第１測定室の壁面に設けられた方の電
極の長さの比は、（電極／全長）＝１／４〜３／４、好
ましくは、２／７〜４／７，５／７とする。なお、本発
明において、数値範囲の記載はその上下限の数値だけで
なく、任意の中間値を含むものである。

【００１６】本発明の好ましいＮＯｘガス濃度検出器
は、図１に示したように、第１酸素イオンポンプセル
６、酸素濃度測定セル７、第２酸素イオンポンプセル８
がいずれも互いに異なる固体電解質層に設けられている
ことを特徴とする。これによって、各セルの電極間に流
れるリーク電流が減少され、第１測定室２内の酸素濃度
が精度よく制御できる。さらに好ましくは、各セル間に
アルミナ等の絶縁膜、又は絶縁層を設ける。

【００１７】また、好ましくは、検出器を加熱する加熱
ヒータ層を積層された固体電解質層間に積層する。加熱
ヒータ層を設けることにより、酸素分圧検知電極を適温
に維持することができる。

【００１８】各セルの固体電解質としては、ジルコニア
とイットリアの固溶体、ジルコニアとカルシアの固溶体
などを用いる。薄板状にされた固体電解質層の両面にス
クリーン印刷及び焼結などの方法によって形成される多
孔質の電極としては、触媒作用を有する白金やロジウ
ム、或いはこれらの合金などを使用することが好まし
い。第１、第２拡散孔としては、多孔質のセラミックス
を用いることが好ましく、例えば多孔質アルミナセラミ
ックスなどである。加熱ヒータの発熱部をセラミックス
と白金又は白金合金の複合材料から形成し、リード部を
白金又は白金合金とすることが好ましい。

【００１９】なお、ＣＯガスセンサ、ＨＣガスセンサに
も本発明の測定方法を応用可能であり、ＮＯｘガス濃度
検出器の場合と同様に、Ｈ₂Ｏの影響が低減され対象ガ
ス濃度が精密に測定できることとなる。

【００２０】その他の好ましい特徴は、本出願人による
特願平８−１６０８１２号に記載されている通りであ
る。必要に応じこの出願を参照し本願に繰込むことがで
きるものとする。

【００２１】また、本発明は、下記のＮＯｘガス濃度検
出器に好適に適用される。すなわち、酸素イオン伝導量
を電気的に制御可能なセラミック体と、前記セラミック
体が面するように設けられたＮＯｘを含有する被測定ガ
スが流入する流路と、を有し、該流路はこれを通じて被
測定ガスが移動する過程で被測定ガス中のＮＯｘ濃度を
変化させるものであり、さらに、被測定ガスから酸素ガ
スを、前記セラミック体を介して前記流路の外へ導出す
ることによって、前記流路に導入する前とはＮＯｘ濃度
の異なる残留ガスを前記流路内に形成する手段と、前記
残留ガス中のＨ₂Ｏが実質的に解離しない範囲内で電圧
が印加されることによって、前記残留ガス中のＮＯｘを
窒素と酸素に解離するように、該セラミック体表面に形
成された複数の電極と、を有し、前記電極間において、
前記セラミック体に流れる電流を測定する手段と；但し
該電流はＮＯｘから解離した酸素の電気化学的作用によ
って生じるものである、前記測定された電流に基づい
て、被測定ガス中のＮＯｘ濃度を決定する手段と、が付
設された検出器である。

【００２２】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施例に係るＮ
Ｏ_Xガス濃度検出器を説明するための図であり、図１
（Ａ）は長手方向に切断した断面図、図１（Ｂ）は第１
測定室部分の平面図、及び図１（Ｃ）は第１測定室の要
部拡大断面図である。図１の検出器は、固体電解質層と
該層を挟んで設けられた電極６ａ（正極），６ｂ（負
極）を備えた第１酸素イオンポンプセル６の層、固体電
解質層と該層を挟んで設けられた酸素分圧検知電極を備
えた酸素濃度測定セル７の層、固体電解質の層、及び固
体電解質層と該層を挟んで設けられた酸素イオンポンプ
電極を備えた第２酸素イオンポンプセル８の層の順に積
層されてなる。第１酸素イオンポンプセル６の層と酸素
濃度測定セル７の層の間には、図中左右側の絶縁層及び
上下側の固体電解質層によって第１測定室２が画成さ
れ、同様に第２酸素イオンポンプセル８の層の上部には
第２測定室４が画成されている。さらに、第１測定室２
には拡散抵抗を介して被測定ガスを導入するための第１
拡散孔１と第２拡散孔３の開口が離間して設けられてい
る。第２拡散孔３は、酸素濃度測定セル７の層及び固体
電解質の層を貫通して第１、第２測定室２，４を連通
し、少なくともＮＯｘとＯ₂とを含むガスを第１測定室
２から拡散抵抗を介して第２測定室４へ送る。

【００２３】なお、各固体電解質の層間には、それぞれ
アルミナからなる絶縁層が設けられ、不図示であるが、
検出器を加熱する加熱ヒータ層は、検出器全体を積層方
向に挟むように、セメント層を介して接着されている。
各電極は層間に形成されたリード線を介して、電源等の
検出器外部に接続する。

【００２４】また、この検出器の特徴の一つは、第１測
定室２と第２測定室４が上下方向に互いに概ね重なり合
って配置されていることである。また、第１拡散孔１
は、検出器の先端側でなく検出器の両側にあり、第２拡
散孔３には多孔質材料が充填され、全ての固体電解質層
間に絶縁膜（層）がそれぞれ配置されており、各セルの
電極は互いに絶縁されている点である。なお、第２測定
室４は空間を形成するが多孔質材料を充填してもよい。

【００２５】ここで、比較例である図１０の検出器と比
較して、図１の検出器の特徴は、第１酸素イオンポンプ
セル６に設けられた電極６ａ（正極）及び６ｂ（負極）
の、第１拡散孔から第２拡散孔へ流れる被測定ガスの流
れ方向（長手方向）に沿った長さが、第１測定室２の長
さに比べて短く（Ａ＞Ｂ）、かつ第２拡散孔３の開口直
上までは電極６ａ，６ｂが形成されていないことであ
る。

【００２６】このように形成された電極６ａ，６ｂの作
用については、発明の実施の形態の欄で先に述べた通り
であるので説明を省略する。

【００２７】図１に示した実施例、図１０に示した比較
例の検出器を用いてＮＯｘガス濃度測定を行った。使用
した実施例の検出器において、検出器外形は、長手方向
の長さが５０ｍｍ、幅（短手方向）が４ｍｍ、厚さ（積
層方向）が１．３ｍｍである。第１酸素イオンポンプセ
ルの厚さは０．３ｍｍ、電極６ａ，６ｂの長手方向の長
さＢは４ｍｍ、短手方向の長さは２ｍｍ、第１測定室の
長手方向の長さＡは７ｍｍ、短手方向の長さは２ｍｍ、
高さ５０μｍ、第１拡散孔の長手方向の長さは２ｍｍ、
短手方向の長さ１ｍｍ、厚さ５０μｍ、第２拡散孔の大
きさはφ１、図中第１拡散孔端部（右端）からの距離は
５．５ｍｍである。比較例の検出器（図１０参照）は、
電極６ａ，６ｂの長手方向の長さＢが７ｍｍ（Ａ＝Ｂ）
とされた以外は、実施例の検出器と同一寸法である。

【００２８】次に、測定に使用した検出器の製造方法及
びレイアウトを説明する。図２は、測定に使用した検出
器の製造方法及びレイアウトを説明するための図であ
る。実施例と比較例のレイアウトは、図１及び図１０に
示したように第１酸素イオン本ポンプセルの電極の長さ
が異なる以外は同一である。

【００２９】図２を参照して、図中左上から左下、そし
て右上から右下の順にＺｒＯ₂シート及び電極用ペース
トなどが積層されて、一体の検出器が作成される。な
お、測定に使用した検出器では、図１、図１０では不図
示ではあるが保護コートペースト(３)は設けられてい
る。絶縁コート、電極などペースト材料は、所定のＺｒ
Ｏ₂シートにスクリーン印刷されることにより、積層形
成される。次に、図２に示したＺｒＯ₂シートなど各構
成部品の製造例を説明する。

【００３０】［ＺｒＯ₂シート成形］ＺｒＯ₂粉末を600
℃×２時間、大気炉にて仮焼した。仮焼したＺｒＯ₂粉
末30kg、分散材150g、有機溶剤10kg、玉石60kgをトロン
メルにて調合し、約50時間混合し、分散させ、これにバ
インダー４kgを有機溶剤10kgに溶解させたものを添加
し、20時間混合して10Pa・s（パスカル・セカンド）程度
の粘度を有するスラリーを得た。このスラリーからドク
ターブレード法により、厚さ0.4ｍｍ程度のＺｒＯ₂グリ
ーンシートを作成し、100℃×１時間乾燥した。

【００３１】［印刷用ペースト］ (１)第１酸素イオンポンプ電極ａ、酸素分圧基準電極
（酸素基準電極ａ）、第２酸素イオンポンプ電極ａ、ｂ
用：白金粉末20g、ＺｒＯ₂粉末2.8g、適量の有機溶剤
を、らいかい機（或いはポットミル）にて調合し、４時
間混合し、分散させ、これにバインダー２gを有機溶剤2
0gに溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５gを
添加し、４時間混合して粘度150Pa・s程度のペーストを
作成した。

【００３２】(２)第１酸素イオンポンプ電極ｂ、酸素分
圧検出電極（酸素基準電極ｂ）用：白金粉末19.8g、Ｚ
ｒＯ₂粉末2.8kg、金粉末0.2ｇ、適量の有機溶剤を、ら
いかい機（或いはポットミル）にて調合し、４時間混合
し、分散させ、これにバインダー２gを有機溶剤20gに溶
解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５gを添加
し、４時間混合して粘度150Pa・s程度のペーストを作成
した。

【００３３】(３)絶縁コート、保護コート用：アルミ
ナ粉末50gと適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポ
ットミル）にて調合し、１２時間混合し、溶解させ、さ
らに粘度調整剤20gを添加し、３時間混合して粘度100Pa
・s程度のペーストを作成した。

【００３４】(４)Pt入り多孔質用（リード線用）：ア
ルミナ粉末10g、白金粉末1.5g、バインダ2.5g、有機溶
剤20gを、らいかい機（或いはポットミル）にて調合
し、４時間混合し、さらに粘度調整剤10gを添加し、４
時間混合して粘度100Pa・s程度のペーストを作成した。

【００３５】(５)第１拡散孔用：平均粒径２μｍ程度
のアルミナ粉末10g、バインダ2g、有機溶剤20gを、らい
かい機（或いはポットミル）にて調合し、混合し、分散
させ、さらに粘度調整剤10gを添加し、４時間混合して
粘度400Pa・s程度のペーストを作成した。

【００３６】(６)カーボンコート用：カーボン粉末４
g、バインダ2g、有機溶剤40gを、らいかい機（或いはポ
ットミル）にて調合し、混合し、分散させ、さらに粘度
調整剤５gを添加し、４時間混合してペーストを作成し
た。なお、カーボンコートを印刷形成することにより、
一例を挙げれば、第１酸素ポンプ電極ｂと酸素基準電極
ｂとの接触が防止される。また、カーボンコートは第１
測定室及び第２測定室を形成するために用いられる。カ
ーボンは焼成途中で焼失するので、カーボンコート層は
焼成体には存在しない。

【００３７】［ペレット体］第２拡散孔用：平均粒径
２μｍ程度のアルミナ粉末20g、バインダ８g、有機溶剤
20gを、らいかい機（或いはポットミル）にて調合し、
１時間混合し、造粒し、金型プレスにて約２t/cm²圧を
加えφ1.3×0.8ｔの円柱状のプレス成形体（グリーン状
態）を作成した。このグリーン状態のプレス成形体を、
２、３層目のジルコニアグリーンシートの所定箇所に挿
入され、圧着して一体化した後、焼成することにより、
検出器中に第２拡散孔を形成する。

【００３８】［ＺｒＯ₂積層方法］２、３層目圧着後、
第２拡散孔が貫通する部分（φ1.3）を打ち抜く。打ち
抜き後、第２拡散孔となるグリーン円柱状成形体を埋め
込み、１〜４層のＺｒＯ₂グリーンシートを加圧力：５k
g/cm²、加圧時間：１分で圧着する。

【００３９】［脱脂及び焼成］圧着した生成形体を、40
0℃×２時間脱脂し、1500℃×１時間焼成する。

【００４０】このように作製した前記ＮＯｘガス濃度検
出器を用いて被測定ガス中のＮＯガス濃度測定試験を行
った。測定結果を表１及び表２に示し、図３〜９に測定
結果を整理して示す。なお、後述の試験例において共通
の測定条件は下記の通りである。被測定ガス成分：ＮＯ
（０〜１５００ｐｐｍ）、Ｏ₂（１〜１６％）、ＣＯ₂１
０％、残部Ｎ₂、排ガス（被測定ガス）温度：３００
℃、ヒータ電力１８〜２５Ｗ（２０Ｗで検出器温度８０
０℃相当）。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】［試験例１］ＮＯ：０％とし、酸素濃度を
変化させて第２酸素イオンポンプ電流のオフセット値の
変動を測定した。なお、オフセットとは、ＮＯを被測定
ガス中に投入していない場合のＩp2の値であり、その値
はより小さい方が好ましく、またいろいろな外的要因、
例えば被測定ガス雰囲気中の酸素濃度及び温度等の変動
に対し、より鈍感で変動し難いことが望ましい。第１測
定室２（図１参照）で汲み残した残留酸素濃度に相当す
るものである。図３に試験例１の結果を示す。図３は第
２酸素イオンポンプ電流Ｉp2オフセットの酸素濃度依存
性を示すグラフであり、三角が実施例、菱形が比較例の
検出器による測定データである。図３を参照して、実施
例の検出器によれば、酸素濃度１〜１６％の変化量に対
して、Ｉp2オフセットの変化量が１μＡ程度とされ、比
較例のそれに比べて酸素濃度依存性が小さくされたこと
が分かる。

【００４４】［試験例２］ＮＯ：１５００ｐｐｍを被測
定ガスに投入し、酸素濃度１〜１６％において、第２酸
素イオンポンプ電流のゲインを測定した。なお、ゲイン
とは、一定濃度のＮＯを投入した際のＩp2の変化量であ
る。図４に試験例２の結果を示す。図４は、第２酸素イ
オンポンプ電流のゲインΔＩp2の酸素濃度依存性を示す
グラフであり、三角が実施例、菱形が比較例の検出器に
よる測定データである。図４を参照して、実施例の検出
器によれば、酸素濃度１〜１６％の変化量に対して、Ｉ
p2ゲインの変化がほとんどなく、比較例のそれと比べて
ゲインの酸素濃度依存性が小さくされたことが分かる。

【００４５】［試験例３］ＮＯ：０％とし、酸素濃度変
化に対する第１酸素イオンポンプ電極間の第１酸素イオ
ンポンプセル電圧Ｖp1を測定した。酸素イオンポンプセ
ル電圧Ｖp1とは、第１測定室内の余剰酸素を外部へ汲み
出すのに必要な電圧のことである。図５に試験例３の結
果を示す。図５は第１酸素イオンポンプ電極電圧Ｖp1の
酸素濃度依存性を示すグラフであり、いずれも三角が実
施例、菱形が比較例の検出器による測定データである。
図５を参照して、実施例の検出器によれば、酸素濃度１
〜１６％の変化に対して比較例に比べて酸素イオンポン
プセル電圧Ｖp1が減少されている。

【００４６】［試験例４］ＮＯ：０％とし、Ｏ₂７％を
被測定ガスに投入し、ヒータ電力を変化させて第２酸素
イオンポンプ電流Ｉp2のオフセット値の変動を測定し
た。図６に試験例４の結果を示す。図６は第２酸素イオ
ンポンプ電流Ｉp2オフセットの温度（ヒータ電力）依存
性を示すグラフであり、三角が実施例、菱形が比較例の
検出器による測定データである。図６を参照して、実施
例の検出器によれば、ヒータ電力１８〜２５Ｗの変化量
に対して、Ｉp2オフセットの変化がほとんどなく、すな
わち温度依存性が改善されたことが分かる。

【００４７】［試験例５］ＮＯ：１５００ｐｐｍ、
Ｏ₂：７％を被測定ガスに投入し、ヒータ電力を変化さ
せて第２酸素イオンポンプ電流のゲインを測定した。図
７に試験例５の結果を示す。図７は、第２酸素イオンポ
ンプ電流ΔＩp2の温度（ヒータ電力）依存性を示すグラ
フであり、三角が実施例、菱形が比較例の検出器による
測定データである。図７を参照して、実施例の検出器に
よれば、ヒータ電力１８〜２５Ｗの変化量に対して、Ｉ
p2ゲインの変化がほぼ一定になり、比較例のそれと比べ
て温度依存性が改善されたことが分かる。

【００４８】［試験例６］ＮＯ：０％とし、Ｏ₂：７％
を被測定ガスに投入し、ヒータ電力に対する第１酸素イ
オンポンプ電極での第１酸素イオンポンプセル電圧Ｖp1
の変化を測定した。図８に試験例６の結果を示す。図８
は第１酸素イオンポンプ電極電圧Ｖp1の温度（ヒータ電
力）依存性を示すグラフであり、いずれも三角が実施
例、菱形が比較例の検出器による測定データである。実
施例の検出器によれば、ヒータ電力１８〜２５Ｗの変化
に対して、比較例に比べてＶp1が大幅に減少されてい
る。

【００４９】以上の試験例１〜６（図３〜図８）の結果
より、第１酸素イオンポンプセルの電極（少なくとも第
１測定室側の電極）が第１測定室の長さに比べて長い場
合には、第１酸素イオンポンプセルの先端（前記電極先
端側、第１拡散孔と反対側）に発生する起電力の影響に
より（有効電圧が低下する）、第１酸素イオンポンプセ
ル電圧Ｖp1が上昇する傾向にあること（有効電圧の低下
を補償するため、逆に汲み入れられた第１測定室の酸素
を汲み出し、第１測定室内の酸素濃度を所定濃度に維持
するため）、短い場合にはポンプ能力不足のために（酸
素が多く第２測定室に拡散し、微量のＮＯｘガス濃度検
出が不正確になる）、第２酸素イオンポンプ電極電流Ｉ
p2のゲインが低下する傾向があることが分かった。図９
に、第１酸素イオンポンプ電極の長さと、第１酸素イオ
ンポンプ電極電圧Ｖp1電圧との関係、及び第２酸素イオ
ンポンプ電流ΔＩp2（ゲイン）との関係を示す。図９よ
り、第１測定室の長さ７ｍｍに対し、第１酸素イオンポ
ンプ電極の長さ４ｍｍ、すなわち“電極長さ”／“第１
測定室”＝４／７とすることが特に好ましいことが分か
る。また、第１酸素イオンポンプ電極の長さ２〜５．４
ｍｍ程度が好ましく、さらに好ましくは３．５〜５ｍｍ
程度である。表１及び表２にはこの電極の長さが４ｍｍ
の場合のデータを示したが、表３には長さ２ｍｍの場合
のデータを示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】また、図９より、第１酸素イオンポンプセ
ルの電極が長くされ、第２拡散孔に被った状態では、起
電力の影響により第１酸素イオンポンプ電極電圧Ｖp1が
上昇する傾向にあること、ΔＩp2が小さくなることが分
かる。そして、第１酸素イオンポンプセルの電極が短か
すぎれば、ポンプ能力不足のためＩp2出力が低下するこ
とが分かる。

【００５２】［Ｖp2用電極内蔵型］図１１（Ａ）〜
（Ｄ）は、本発明の他の実施例に係るＮＯｘガス濃度検
出器を説明するための図であり、図１１（Ａ）は長手方
向に切断した断面図、図１１（Ｂ）は第１測定室部分の
平面図、図１１（Ｃ）は第１測定室の要部拡大断面図で
ある。図１１（Ｄ）は第２測定室の平面投影図である。
図１１（Ａ）〜（Ｄ）の検出器は、固体電解質層と該層
を挟んで設けられた電極６６ａ，６６ｂを備えた第１酸
素イオンポンプセル６６の層、固体電解質層と該層を挟
んで設けられた酸素分圧（濃度）検知電極６７ａ，酸素
分圧（濃度）基準電極６７ｂを備えた酸素濃度測定セル
６７の層、固体電解質の層、及び固体電解質層と該層の
一面において、第２測定室６４内に設けられた酸素イオ
ンポンプ電極６８ａと、第２測定室６４外に絶縁層７１
−３に覆われて設けられた酸素イオンポンプ電極６８ｂ
を備えた第２酸素イオンポンプセル６８の層の順に積層
されてなる。なお、図１に示した前記実施例において
は、酸素イオンポンプ電極６８ａ，６８ｂは固体電解質
層の両面に一つずつ形成されていたが、本実施例におい
ては、固体電解質層の一面に両酸素イオンポンプ電極６
８ａ，６８ｂが共に形成され、電極６８ａは第２測定室
６４内に位置し，電極６８ｂは絶縁層７１−３に覆われ
て第２測定室６４外に位置している（さらに、電極６８
ｂは電極リード、リードを介して拡散抵抗をもって大気
に連通している（図１１及び図１６参照））。第１酸素
イオンポンプセル６６の層と酸素濃度測定セル６７の層
の間には、図中左右側の絶縁層及び上下側の固体電解質
層によって第１測定室（第１流路）６２が画成され、同
様に第２酸素イオンポンプセル６８の層の上部には第２
測定室（第２流路）６４が画成されている。さらに、第
１測定室６２には拡散抵抗を介して被測定ガスを導入す
るための第１拡散孔６１と第２拡散孔６３の開口が離間
して設けられている。第２拡散孔６３は、酸素濃度測定
セル６７の層及び固体電解質の層を貫通して第１、第２
測定室６２，６４を連通し、少なくともＮＯｘとＯ₂と
を含むガスを第１測定室６２から拡散抵抗を介して第２
測定室６４へ送る。

【００５３】なお、各固体電解質の層間には、それぞれ
アルミナからなる絶縁層が設けられ、不図示であるが、
検出器を加熱する加熱ヒータ層は、検出器全体を積層方
向に挟むように、セメント層を介して接着されている。
各電極は層間に形成されたリード線を介して、電源等の
検出器外部に接続する。例えば、図１１（Ｄ）を参照し
て、第２酸素イオンポンプセル６８の電極６８ａ，６８
ｂは、リード６８ｃ，６８ｄに電気的接続している。

【００５４】また、この検出器の特徴の一つは、第１測
定室６２と第２測定室６４が上下方向に互いに概ね重な
り合って配置されていることである。また、第１拡散孔
６１は、検出器の先端側でなく検出器の両側にあり、第
２拡散孔６３には多孔質材料が充填され、全ての固体電
解質層間に絶縁層（膜）がそれぞれ配置されており、各
セルの電極は互いに絶縁されている点である。なお、第
２測定室６４は空間を形成するが多孔質材料を充填して
もよい。また、別の特徴は、固体電解質層の一面に両酸
素イオンポンプ電極が共に形成され、一方の電極６８ａ
は測定室６４内に位置し，他方の電極６８ｂは絶縁層７
１−３に覆われて（封止ないし内蔵されて）測定室６４
外に位置していることである。この内蔵された電極６８
ｂは、絶縁層７１−３が該電極６８ｂの保護手段とな
り、且つリード部６８ｄが拡散抵抗手段となって、拡散
抵抗を介して大気に連通しているため、被測定ガス（排
ガス）の雰囲気から電極６８ｂが遮断されて直接外気に
接触することがなくされ、且つ電極６８ｂ周辺において
汲み出された酸素がプールされることとなり、電極６８
ｂ周囲（近傍）の酸素濃度が安定化され。その結果、第
２酸素イオンポンプセル６８の一対の電極６８ａ，６８
ｂ間に発生する起電力が安定化する。更に、発生する起
電力が安定化することにより、第２酸素イオンポンプセ
ル６８に印加されるポンプ電圧Ｖp2の有効ポンプ電圧
（Ｖp2一起電力）が安定化され、ＮＯｘガス濃度測定の
酸素濃度依存性が減少する。なお、このような検出器の
製造工程においては、第２酸素イオンポンプセル６８の
両電極６８ａ，６８ｂを一度に印刷することができると
いう利点も有する。また、酸素濃度基準電極を、実質的
にセラミック体内に封止し（好ましくは自己生成電極と
する）、大気と多孔質導電性リードを介し所定の拡散抵
抗をもってつながるように構成することで、酸素濃度基
準電極の基準電位が安定する。酸素を導出するために流
路外に配置された電極についても同様である。

【００５５】ここで、図１１（Ａ）〜（Ｄ）の検出器に
対しての比較例である図１２の検出器と比較して、図１
１（Ａ）〜（Ｄ）の検出器の特徴は、第１酸素イオンポ
ンプセル６６に設けられた電極６６ａ（正極）及び６６
ｂ（負極）の、第１拡散孔６１から第２拡散孔６３へ流
れる被測定ガスの流れ方向（長手方向）に沿った長さ
が、第１測定室６２の長さに比べて短く（Ａ＞Ｂ）、か
つ第２拡散孔６３の開口直上の位置までは電極６６ｂが
形成されていないことである。なお、比較例において、
参照符号４１が第１拡散孔、４２が第１測定室、４３が
第２拡散孔、４４が第２測定室、４６が第１酸素イオン
ポンプセル、４６ａ，４６ｂが第１酸素イオンポンプ電
極、４７が酸素濃度測定セル、４７ａが酸素濃度検知電
極、４７ｂが酸素濃度基準電極、４８が第２酸素イオン
ポンプセル、４８ａ，４８ｂが第２酸素イオンポンプ電
極、５０ｃが絶縁層である。

【００５６】図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示した実施例、図
１２に示した比較例の検出器を用いてＮＯｘガス濃度測
定を行った。使用した実施例の検出器において、検出器
外形は、長手方向の長さが５０ｍｍ、幅（短手方向）が
４ｍｍ、厚さ（積層方向）が１．３ｍｍである。第１酸
素イオンポンプセル６６の厚さは０．３ｍｍ、電極６６
ａ，６６ｂの長手方向の長さＡは７ｍｍ及び長さＢは４
ｍｍ、短手方向の長さは２ｍｍ、第１測定室６２の長手
方向の長さＡは７ｍｍ、短手方向の長さは２ｍｍ、高さ
５０μｍ、第１拡散孔６１の長手方向の長さは２ｍｍ、
短手方向の長さ１ｍｍ、厚さ５０μｍ、第２拡散孔６３
の大きさはφ１、図中第１拡散孔６１端部（右端）から
の距離は５．５ｍｍである。比較例の検出器（図１２参
照）は、電極４６ａ，４６ｂの長手方向の長さＢが７ｍ
ｍ（Ａ＝Ｂ）とされた以外は、実施例の検出器と同一寸
法である。

【００５７】図１３に示すＮＯｘガス濃度測定システム
を参照して、本実施例に係る検出器とその比較例に係る
検出器を用いた測定例を説明する。すなわち、エアーフ
ローセンサにダミー信号を入れ、インジェクタパルス幅
を変えて、下記設定となるように空燃比を制御し（排気
ガス中の酸素濃度が変化する）、本実施例に係る検出器
の出力とその比較例に係る検出器の出力との比較を行っ
た。なお、この制御はオープンループ制御であるためλ
補正はＵＥＧＯ（ユニバーサル全領域空燃比センサ）で
実施した。その他の条件を下記に示す。また、ＮＯｘガ
ス濃度検出器の装填形態を図１６を参照して後述する。

【００５８】エンジン：２．０Ｌ直列６気筒ターボチャージャーエンジン回転数：３０００ｒｐｍ吸気管負圧：−３５０ｍｍＨｇ周波数：０．５Ｈｚ振幅（狙い）：λ±３％取付位置：図１３参照

【００５９】図１４に図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示した実
施例の検出器による結果、及び図１５に図１２に示した
比較例の検出器による結果を示す。これらの図より、比
較例の結果においては、酸素濃度曲線が立ち上がる際に
（ストイキ点通過時）、検出器出力に大きなスパイクノ
イズが発生していることが分かる。一方、実施例の結果
においては、スパイクノイズが見られない。従って、図
１１（Ａ）〜（Ｄ）に示した構造を有する実施例の検出
器によれば、ストイキ点通過時のＮＯｘガス濃度検出出
力におけるスパイクノイズの発生が抑制され、酸素濃度
変動に影響されにくい、正確なＮＯｘガス濃度測定を行
うことができることが分かる。

【００６０】［ＮＯｘガス濃度検出器の装填例］図１６
に、本発明に基づくＮＯｘガス濃度検出器を取付金具に
装填した例を示す。検出器素子は、被測定ガス取入口が
形成されている下側部分が、穴が開けられたプロテクタ
内に位置するように固定されている。検出器素子はその
長手方向にそってヒータが付設されている。検出器素子
とヒータの図中上側部分は、シール材に覆われ、下側の
シール材は気体の通過を許容するポーラスな材質からな
り、上側のシール材は気密質の材料からなる。また、シ
ール材外周側にはホルダが設けられ、ホルダと主体金具
の間にはステンレス材及びタルク材（タルク材の下端は
ホルダのフランジ部に当接している）が封入されてい
る。斯くして、ステンレス材及びタルク材を介して、主
体金具の径方向に作用するカシメ力及び軸方向に作用す
るカシメ力により、ホルダが主体金具に対して固定さ
れ、検出器素子も安定して保持される。また、取付金具
の上部においては、第１外筒と第２外筒が同軸に組
み合わされかつ互いに係止されている。第１外筒は主
体金具内まで延在して、主体金具に対して係止されてい
る。第２外筒の上部内には防水ゴムが封入されてい
る。また、検出器素子に形成されている電極（不図示）
はガス拡散抵抗を有する電極リードを介してガス拡散抵
抗有するリード線の一端に電気的に接続しており、この
リード線の他端は大気に接続している。

【００６１】また、本発明に基づく被測定ガス中のＮＯ
ｘガス濃度の測定方法においては、次のような事実を利
用することができる。すなわち、室温において、ＮＯ₂
が微小な量、例えば０．１％（１０００ｐｐｍ）のＮＯ
₂が他のガスと存在する雰囲気は、例えば８００℃−１
気圧の高温雰囲気下になると、ＮＯ₂のほとんどが、Ｎ
Ｏと(1/2)Ｏ₂に解離して０．１％のＮＯが存在すると考
えても良い。従って、例えばｎＮＯｘ（ｎ：ＮＯｘ分子
数）が微量存在する気体を、(１)高温（７００℃以上）
下で、ｎＮＯｘをｎＮＯｘと(n/2)Ｏ_1-xに分解させると
共に、発生した(n/2)Ｏ_1-xを除去する工程を通し、(２)
ついで、(１)の工程で生成したｎＮＯを(n/2)Ｎ₂と(n/
2)Ｏ₂に解離させ、その(n/2)Ｏ₂をイオンとして酸素イ
オン伝導体を通過させて電流を測定すると、ｎ／２を電
流に比例した値として決定できることとなる。つまり、
ｎが決定できれば、ｎＮＯｘの量を決定できることとな
る。

【００６２】なお、ＮＯｘガス濃度検出器の試験用ＮＯ
ｘガスとしては、ＮＯ₂ガス及びＮＯガスのいずれも同
様に用いることができるが、ＮＯの方がＮＯ₂よりも分
子量が小さく、拡散制限を受け難いので、上述の試験例
ではＮＯを試験用ガスとして用いている。

【００６３】本発明に基づく理想的なＮＯｘガス濃度検
出器は、上記工程(１)において、生成したＮＯを該工程
(１)において分解せずに、工程(２)へ投入されるもの
である。しかしながら、好ましい検出器（例えば、図２
１（Ａ）〜（Ｄ）参照）の場合においても、上記工程
(１)において、ＮＯの解離は始まっている。このＮＯの
解離と酸素の解離率は、上記工程(１)における印加電圧
の影響や、電極材料、形状などの設計要因によって決ま
る。従って、正確なＮＯｘ量の決定には、このような工
程(１)でのＮＯの解離を補償することも考慮されるべき
である。具体的には、工程(１)におけるＮＯのＮとＯへ
の解離の程度を示す解離度合（６０〜９５％）の逆数に
て補償させることとなる。

【００６４】また、第１流路（第１測定室）における残
留ガスの生成は、実質的にＮＯの解離が許容されるが補
償されるような条件下で行う。この条件下では、雰囲気
から流入するＮＯｘにより解離したＮＯ量が補償され、
残留ガスは平衡状態となる。温度によって概略決定され
る平衡状態において（但し、この温度は、温度が高くな
るに連れてＮＯ₂の存在比率が減少するような温度）、
ＮＯｘは実質的にＮＯとＮＯ₂の合計と捉えられる。例
えば、室温において５割のＮＯ₂がある場合、７００℃
又はそれ以上の温度では５％又はそれ以下となる。

【００６５】本発明に基づくＮＯｘガス濃度検出器は、
約７００℃又はそれ以上（９００℃以下）で使用するこ
とが好ましく、より好ましくは７５０〜８５０℃であ
る。ＮＯｘ中のＮＯの役割は比較的小さい。すなわち、
上述したような注意深く設定された条件下においては、
すなわち、ＮＯ₂をＮＯと見なしてもよい。

【００６６】また、残留ガス中のＮＯｘを窒素と酸素に
解離する工程において、セラミック体表面に形成された
複数の電極間に印加する電圧は、残留ガス中のＨ₂Ｏな
いしＣＯ₂のような妨害ガス成分が、実質的に解離しな
い範囲内で印加することが好ましい。これによって、妨
害ガスの影響が低減され正確なＮＯｘガス濃度測定を行
うことができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮＯｘガ
ス濃度検出器によれば、第１測定室に発生していた起電
力が抑制され、第１酸素イオンポンプセル電圧Ｖp1が低
減し第１測定室内におけるＮＯガスの解離分解が抑制さ
れる。これによってＮＯｘガス濃度検出の酸素依存性及
び温度依存性が改善され、より正確なＮＯｘガス濃度検
出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施例に係る、
ＮＯｘガス濃度検出器を説明するための図であり、
（Ａ）は長手方向に切断した断面図、（Ｂ）は第１測定
室部分の平面図、及び（Ｃ）は第１測定室の要部拡大断
面図である。

【図２】測定に使用したＮＯｘガス濃度検出器の製造方
法及びレイアウトを説明するための図である。

【図３】本発明の一実施例及び比較例に係る、第２酸素
イオンポンプ電流Ｉp2（オフセット）の酸素濃度依存性
を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施例及び比較例に係る、第２酸素
イオンポンプ電流ΔＩp2（ゲイン）の酸素濃度依存性を
示すグラフである。

【図５】本発明の一実施例及び比較例に係る、第１酸素
イオンポンプセル電圧Ｖp1の酸素濃度依存性を示すグラ
フである。

【図６】本発明の一実施例及び比較例に係る、第２酸素
イオンポンプ電流Ｉp2（オフセット）の温度（ヒータ電
力）依存性を示すグラフである。

【図７】本発明の一実施例及び比較例に係る、第２酸素
イオンポンプ電流ΔＩp2（ゲイン）の温度（ヒータ電
力）依存性を示すグラフである。

【図８】本発明の一実施例及び比較例に係る、第１酸素
イオンポンプセル電圧Ｖp1の温度（ヒータ電力）依存性
を示すグラフである。

【図９】本発明の一実施例及び比較例に係る、第１酸素
イオンポンプ電極の長さと、第１酸素イオンポンプ電極
電圧Ｖp1電圧との関係、及び第２酸素イオンポンプ電流
ΔＩp2（ゲイン）との関係を示すグラフである。

【図１０】比較例に係る、ＮＯ_Xガス濃度検出器の概略
構成を示す断面図である。

【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施例に係る
ＮＯｘガス濃度検出器を説明するための図であり、
（Ａ）は長手方向に切断した断面図、（Ｂ）は第１測定
室部分の平面図、（Ｃ）は第１測定室の要部拡大断面
図、（Ｄ）は第２測定室の平面投影図である。

【図１２】図１１に示した検出器に対して比較例となる
検出器を説明するため図である。

【図１３】排気ガス中のＮＯｘガス濃度を測定するため
のシステムの一例を示す図である。

【図１４】図１３に示したシステムに図１１（Ａ）〜
（Ｄ）に示した実施例の検出器を適用した場合の測定結
果を示す図である。

【図１５】図１３に示したシステムに図１２に示した比
較例の検出器を適用した場合の測定結果を示す図であ
る。

【図１６】本発明の一実施例に係るＮＯｘガス濃度検出
器を取付金具に装填した様子を示す図である。

【符号の説明】

１，６１：第１拡散孔２，６２：第１測定室３，６３：第２拡散孔４，６４：第２測定室６，６６：第１酸素イオンポンプセル６ａ，６ｂ，６６ａ，６６ｂ：第１酸素イオンポンプ電
極７，６７：酸素濃度測定セル８，６８：第２酸素イオンポンプセル８ａ，８ｂ，６８ａ，６８ｂ：第２酸素イオンポンプ電
極７１−３絶縁層Ａ：第１測定室の長さ（比較例の第１酸素イオンポンプ
セルの電極長さ）Ｂ：第１酸素イオンポンプセルの電極長さ

フロントページの続き (72)発明者大島崇文名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献特開平10−160703（ＪＰ，Ａ) 特開平８−271476（ＪＰ，Ａ) 特開平９−288085（ＪＰ，Ａ) 特開平10−221298（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/419 G01N 27/41 G01N 27/406 G01N 27/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１拡散抵抗を介して被測定ガスが導入さ
れる第１測定室と、前記第１測定室内の被測定ガス中の酸素分圧を測定する
ための酸素分圧検知電極と、前記酸素分圧検知電極の電位に基づき、前記第１測定室
から該測定室外へ、前記被測定ガス中の酸素をＮＯｘが
実質的に分解しない程度に十分に汲み出す第１酸素イオ
ンポンプセルと、前記第１測定室から第２拡散抵抗を介してガスが導入さ
れる第２測定室と、電圧が印加されて前記第２測定室中のＮＯｘを分解し、
解離した酸素によりＮＯｘガス濃度に応じた電流が流れ
る第２酸素イオンポンプセルと、を備えたＮＯｘガス濃
度検出器であって、前記第１測定室内の被測定ガスの流れ方向に沿って、前
記第１測定室の全長に対し、第１酸素イオンポンプセル
の電極の内少なくとも該第１測定室の壁面に設けられた
方の電極の長さの比が、（電極／全長）＝１／４〜３／４、とされたことを特徴とするＮＯｘガス濃度検出器。
【請求項２】前記第１測定室側に前記第１拡散抵抗、前
記第２拡散抵抗が互いに離間して配置され、前記第１測定室の互いに対向する面の一面側には、前記
第１酸素イオンポンプセルの前記第１測定室側の電極、
他面側には前記第２拡散抵抗の入口側開口が形成され、前記第１酸素イオンポンプセルの少なくとも前記第１測
定室側の電極は、前記第１拡散抵抗近傍から、長くとも
前記第２拡散抵抗の入口側開口直上よりも該第１拡散抵
抗側に延在して形成されたことを特徴とする請求項１記
載のＮＯｘガス濃度検出器。
【請求項３】前記第２酸素イオンポンプセルが備える一
対の電極の内、一方の電極は前記第２測定室内に設けら
れ、前記第２測定室外に設けられた他方の電極は封止な
いし被覆され、該電極に電気的に接続しガス拡散抵抗を
有するリードを介して大気に連通することを特徴とする
請求項１又は２記載のＮＯｘガス濃度検出器。