JPH10239276A - 一酸化炭素ガスセンサおよび同センサを用いた測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＯガスの選択性に優れ、特に、並存する酸
素によるＣＯの検出への影響を極めて小さくした、高温
で高精度に作動するＣＯガスセンサを提供する。 【解決手段】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質基
体１の表面の少なくとも一部に電気的に接続され形成さ
れた金又は金合金を用いたＣＯガス検知極３と基準極２
よりなるＣＯガスセンサおよび同センサを搭載したＣＯ
ガス測定装置である。基準極２と検知極３との間に一定
電流を流したときの検知極３における一酸化炭素ガスの
吸着／酸化による起電力変化、あるいは基準極２と検知
極３との間の電圧を一定に保持したときの検知極３にお
ける一酸化炭素ガスの酸化反応による電流値、を測定す
ることによって一酸化炭素を定量する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、燃焼機関等の排
気ガスあるいは空気中の一酸化炭素（ＣＯ）ガスの濃度
を測定するためのＣＯガスセンサおよび同ＣＯガスセン
サを用いたＣＯガス濃度測定装置に関するものであり、
さらに詳しくは、並存する酸素（Ｏ₂）のＣＯガス測定
値への影響を小さくし、かつ６００℃〜９００℃という
高温でも動作可能なＣＯガスセンサおよび同ＣＯガスセ
ンサを用いたＣＯガス濃度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 石油ストーブ、石油ファンヒータ、ガ
スストーブ等の暖房機器や、湯沸器等の給湯設備といっ
た、化石燃料を燃焼させる機器においては、不完全燃焼
によって発生するＣＯガスによる中毒、死亡事故が後を
断たない。これは、ＣＯガスが無色無臭であるために人
間はＣＯガスの発生に気付かず、また、前記設備のある
室内等においては、ＣＯガスの分子量が空気とほぼ同じ
気体であるために空気中に均一に拡散するので、人間は
無意識にＣＯガスを吸引してしまい、吸引したＣＯガス
が血液内のヘモグロビンと直接結合して酸素吸収ができ
なくなり、窒息症状を引き起こすための結果である。

【０００３】 一方、上述の通り、ＣＯガスは人体にと
っては有毒なガスではあっても、工業的には利用価値の
高いガスの一種である。例えば、水素（Ｈ₂）ガスとＣ
Ｏガスからはメタノールが合成され、各種化成品の原料
として使用されている。また、近年の環境問題に端を発
する排ガス成分の規制および化石エネルギー資源の有効
利用においては、内燃機関や燃焼炉等から排出されるＣ
Ｏガス濃度の低減が望まれるために、排ガスの成分を分
析し、排ガスをフィードバックして処理する等して燃焼
効率、運転条件を最適化することが行われている。ま
た、従来のタービンによる発電システムよりもエネルギ
ー変換効率の高い燃料電池による発電システムの研究、
オンサイト試験が着実に進んでおり、このような燃料電
池においては、メタン（ＣＨ₄）ガスを主成分とする都
市ガスと水蒸気とを触媒下に反応させて生成する水素
（Ｈ₂）ガスとＣＯガスとの混合ガスが燃料として使用
される。

【０００４】 このように、各種の燃焼機器には、ＣＯ
ガスの発生検知と濃度測定を行うセンサを設置する必要
があり、また、これらの燃焼機器の保守点検には、携帯
用のＣＯガス濃度測定器が必要とされる。また、化学プ
ラントや燃焼機関等においてはＣＯガス濃度を適正に制
御するために常にＣＯガス濃度をモニターすることが望
まれる。

【０００５】 こうしたＣＯガスセンサの主な種類とし
ては、半導体型、触媒燃焼型、固体電解質型、熱伝導度
型があげられる。このうち、固体電解質型のＣＯガスセ
ンサは、濃淡電池の起電力測定を測定原理とするもの
で、酸素イオン伝導性を有する安定化ジルコニアと金属
電極とから構成され、耐熱性、耐衝撃性、耐被毒性に優
れるという特徴を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、この安定化
ジルコニアを使用したＣＯガスセンサは、酸素センサで
もあることから、酸素が共存する気体において、ＣＯガ
ス濃度を選択的に測定することは困難である。また、一
般に使用される白金電極を用いたセンサでは、６００℃
〜９００℃といった高温においては、ＣＯガスの白金電
極表面での酸化反応が速く、酸素が被測定気体に含まれ
る場合には、酸素とＣＯガスとのそれぞれに起因する測
定結果の分離が困難であるという問題を生ずる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本発明は、上述の問題
点に鑑みてなされたものであり、酸素を含有するガスに
含まれるＣＯガスの濃度を適正に測定するＣＯガスセン
サおよび同ＣＯガスセンサを用いたＣＯガス濃度測定装
置を提供するものである。すなわち、本発明によれば、
酸素イオン伝導性を有する固体電解質と、当該固体電解
質の表面の少なくとも一部に電気的に接続される、ＣＯ
ガス測定用の検知極および基準極を有するＣＯガスセン
サであって、当該検知極に金または金合金を使用するこ
とを特徴とするＣＯガスセンサおよび同ガスセンサを搭
載したＣＯガス濃度測定装置、が提供される。

【０００８】 また、本発明によれば、酸素イオン伝導
性を有する固体電解質と、当該固体電解質の表面の少な
くとも一部に電気的に接続される、一酸化炭素ガス測定
用の検知極と基準極および酸素測定用の検知極、および
／または基準極とを有する一酸化炭素ガスセンサであっ
て、当該一酸化炭素ガス測定用の検知極に金または金合
金を使用することを特徴とする一酸化炭素ガスセンサお
よび同ガスセンサを搭載した一酸化炭素ガス濃度測定装
置、が提供される。

【０００９】 さらに、本発明によれば、酸素イオン伝
導性を有する固体電解質と、当該固体電解質の表面の少
なくとも一部に電気的に接続される、一酸化炭素ガス測
定用の検知極、基準極、および酸素測定用の検知極、基
準極と、測定雰囲気における酸素濃度制御用の酸素ポン
プセルとを有する一酸化炭素ガスセンサであって、当該
一酸化炭素ガス測定用の検知極に金または金合金を使用
することを特徴とする一酸化炭素ガスセンサおよび同ガ
スセンサを用いた一酸化炭素ガス濃度測定装置、が提供
される。なお、前記一酸化炭素ガスセンサに設置される
酸素ポンプセルに用いられる電極としては一酸化炭素ガ
スを酸化しない金属酸化物電極であることが好ましい。

【００１０】 上述した一酸化炭素ガスセンサにおいて
は、一酸化炭素ガス測定用の検知極は、金または金合金
と、固体電解質と同じ材料との混合によるサーメット電
極であってもよく、該検知極の表面にはガス拡散律速層
を設けることが好ましい。特に被測定気体中にプロパ
ン、ブタン、ヘキサンなどの高級炭化水素などの高分子
量の可燃性ガスが含まれている場合には、ガス拡散律速
層を設けたセンサの使用が好ましい。また、センサの構
造として、一酸化炭素ガス測定用の検知極と基準極の両
方の電極が、該固体電解質の同一面上に配置された構造
としてもよい。さらに、該一酸化炭素ガス測定用の検知
極と基準極に加えて、一酸化炭素ガス測定用の参照極を
設けた三電極構造としてもよい。

【００１１】 本発明の一酸化炭素ガスセンサにおいて
は、一酸化炭素測定用の検知極と基準極間に一定電流を
流し、このときの該検知極における一酸化炭素ガスの吸
着／酸化による起電力変化を測定する方法が用いられ、
これによって一酸化炭素の検出感度を向上させることが
可能である。または、該検知極と該基準極間を一定の電
圧に保持したときに、該検知極における一酸化炭素ガス
の酸化反応による電流変化を測定することによっても、
一酸化炭素の検出感度の向上が図られ、濃度測定を良好
に行うことが可能である。

【００１２】 特に被測定気体中にＮＯｘやＳＯｘ等の
ガスが酸素と共に含まれている場合には、一酸化炭素ガ
スセンサーにおける被測定気体の流入から流出のために
設けられたガス流路において、一酸化炭素ガス検知極に
被測定気体が到達する前のガス流路の一部に被測定気体
を８５０℃〜９５０℃に予め加熱するための高温前処理
部を設けてもよい。係る構成を採用することによって、
この高温前処理部でＮＯ_xガスやＳＯ_xガスがそれぞれセ
ンサ温度付近での化学平衡（ＮＯ⇔ＮＯ₂、ＳＯ₂⇔ＳＯ
₃）に到達することによって一酸化炭素ガス検知極にお
けるＮＯガスやＳＯ₂ガスなどによる干渉を低減させる
ことができる。

【００１３】 さらに、一酸化炭素測定用電極に加え
て、酸素測定用の電極を備えた本発明の一酸化炭素ガス
センサにおいては、一酸化炭素濃度と酸素濃度とを同時
に測定するとともに、酸素濃度の測定結果によって一酸
化炭素濃度の補正を行う測定方法が採用される。また、
一酸化炭素測定用電極に参照極を加えた電極構造の場合
には、ＣＯガス測定用の検知極および基準極間に一定の
電流を流して参照極と検出極との間の電圧を測定するこ
とにより、あるいは検知極と参照極間を一定の電圧に保
持して検知極と基準極間の電流を測定することにより、
検知極でのＣＯガスの反応のみを分離してより高精度に
測定することが可能である。したがって、本発明におい
ては、一酸化炭素ガスセンサの構造に応じて、上述した
測定方法を組み合わせて応用することによって測定精度
を向上させることが可能である。

【００１４】 上記の一酸化炭素ガスセンサの構成部材
の一つである固体電解質は、酸化ジルコニウムと安定化
剤とから構成されていることが好ましく、該安定化剤と
しては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イッ
トリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、希土類金
属酸化物が好適に用いられる。また、一酸化炭素ガス測
定用の検知極以外の電極としては、多孔性白金、または
多孔性白金と該固体電解質と同じ材料との混合物から構
成されるサーメット電極を使用することが好ましい。さ
らに、該固体電解質の近傍に、あるいは一体的に温度測
定用素子とヒータを備え、該固体電解質を６００℃〜９
００℃の一定温度に加熱・保温することができる構造と
した場合には、測定値の温度依存性の低減にも対処する
ことが可能となる。

【００１５】 一酸化炭素ガス測定用の検知極を固体電
解質の上に形成するに際しては、固体電解質を予め化学
エッチングなどの処理に供することにより図１２に模式
的に示したようにその表面を粗面化し、同固体電解質と
同検知極との密着性を高めると共に、同検知極と同固体
電解質とＣＯガスとの三者の接触界面の面積を増大させ
ることが好ましい。このように三者の接触界面の面積を
増大させることにより更にＣＯの検出感度を向上させる
ことができる。上述のエッチング処理に代え、例えば特
定の平均粒径を有するＡｕまたはＡｕ合金の微粒子から
なる層を固体電解質上に配置し、微粒子層の上に電極膜
を配置することによっても、同一の効果が発揮される。

【００１６】 本発明によれば、上記の一酸化炭素ガス
センサを特開平１−２５０７５３号公報に開示の測定す
る雰囲気に挿入する直入型や特開平３−２７７９５７号
公報に開示の測定する雰囲気の近傍に配置させ、測定す
る気体の流速を利用して測定気体を装置内に取り入れ、
測定する直結型の燃焼排ガス中のガス成分濃度測定用の
器機のセンサとして使用することにより、より正確な一
酸化炭素ガス濃度の測定ができるので、より完全な燃焼
を達成するためのデータのフィードバックが可能とな
り、燃焼効率を高めることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】 上述の通り、本発明によれば、
燃焼機関あるいは空気中の一酸化炭素（ＣＯ）ガスの濃
度を測定する場合に、ＣＯガス測定用の検知極に、従来
から使用される白金よりも触媒性の低い金または金合金
を用いた電極を採用することによって、酸素（Ｏ₂）濃
度のＣＯガス濃度測定値への影響が小さくすることがで
き、さらにセンサの作動温度を６００℃〜９００℃とい
う高温にできるという利点がある。また、ＣＯガス測定
用の検知極および基準極間に一定の電流を流すか、また
は検知極と基準極間を一定の電圧に保持することによ
り、検知極内でＣＯガスの酸化反応を促進して、ＣＯガ
スセンサのＣＯガスに対する感度を高めることができ
る。以下、本発明の実施の形態について図面を参照しな
がら説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００１８】 図１は、本発明のＣＯガスセンサの基本
構造を示す断面図である。固体電解質板１と、固体電解
質板１を挟み込む一対の電極である基準極２と検知極３
とが固体電解質板１の表面に形成される。このとき、基
準極２は基準ガス側に、検知極３は測定ガス側に形成さ
れ、それぞれの電極にはリード線４，５が取り付けられ
る。また、固体電解質板１は基体６に嵌挿されて測定ガ
ス領域と基準ガス領域との隔壁の役割をも果たしてい
る。

【００１９】 固体電解質板１としては、酸素イオン伝
導性を有する材料であればよく、酸化ジルコニウム、酸
化ビスマス、酸化セリウムが例としてあげられるが、本
発明においては、高温安定性、化学的安定性に優れた安
定化ジルコニアが好適に使用される。安定化ジルコニア
とは、純粋な酸化ジルコニウムは約１０００℃におい
て、単斜晶と正方晶との間で体積変化を伴うマルテンサ
イト型相転移を起こし、この相転移のときにクラックの
発生が生ずるので、これを防止するために、安定化剤と
呼ばれる２価または３価の金属酸化物を固溶させて、酸
化ジルコニウムの高温安定相である立方晶を全温度範囲
で安定相とさせたものである。また、このような安定化
剤の固溶は、酸素欠陥を生じさせ、イオン伝導度を向上
させる役割をも果たす。本発明における安定化剤として
は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化セリウム
（ＣｅＯ₂）、酸化スカンジウム（Ｓｃ₂Ｏ₃）および希
土類酸化物が好適に用いられる。

【００２０】 また、固体電解質板１の作製方法として
は、従来公知の種々の方法、例えば、プレス成形法、鋳
込み成形法、あるいは押出成形法やドクターブレード法
により作製したグリーンシートを打ち抜き加工等するこ
とにより、所定形状の成形体を得ることができ、これを
脱脂・焼成して作製される。さらに、必要に応じて、研
削・研磨加工を行ってもよい。また、化学エッチング、
例えば２．５％フッ素酸溶液に２０〜３０分浸漬して、
表面の粗面化を行ってもよい。

【００２１】 次に、基準極２は、固体電解質板１に電
気的に接続するものであり、また、ガスを拡散／吸着す
る電極としての機能を必要とするために、多孔性である
ことが好ましい。この基準極２は基準ガス中のＯ₂をイ
オン化する電気化学反応の場でもあることから、これに
適する材料としては、Ｏ₂を吸着し、イオン化する性質
を有する白金（Ｐｔ）が好適に使用される。また、Ｐｔ
を主成分としたパラジウム（Ｐｄ）やロジウム（Ｒｄ）
等との合金、あるいは、ＰｔおよびＰｔ合金と固体電解
質材料とのサーメット材料を使用してもよい。なお、基
準極２の材料としてサーメットを使用する理由は、基準
ガス中のＯ₂をイオン化する電気化学反応は、ガス相と
金属電極と固体電解質の三者の接触界面で起こることか
ら、この反応場を多く提供することと、電極と固体電解
質との密着性の向上および熱膨張係数の整合を図って、
高温での使用における熱応力による電極の剥離等を防止
することにある。

【００２２】 基準極２の固体電解質板１への取り付け
は、Ｐｔを含むペーストあるいは、Ｐｔと固体電解質と
のサーメットよりなるペーストを固体電解質板１の表面
にスクリーン印刷等の方法によって印刷し、ペーストが
未乾燥の状態でＰｔメッシュを当てて乾燥して焼き付け
る方法や、ＰｔメッシュをＰｔを含むスラリーに含浸さ
せたのち、スラリーが未乾燥の状態で固体電解質板１上
に載置して焼き付ける等の方法が最も簡易で行い易い。
あるいは、これらのペーストをスクリーン印刷した状態
のままでも構わない。この焼き付けは、基準極２とは固
体電解質板１の反対の面に形成される検知極３の焼き付
けと同時に行ってもよいし、逐次、別々に行ってもよ
い。Ｐｔリード線４の基準極への取付は、基準極がＰｔ
メッシュの場合には、予めスポット溶接、アーク溶接等
を用いて、Ｐｔリード線４とＰｔメッシュとを溶接して
おく方法が、取り付け強度が高く、好ましい。また、ス
クリーン印刷のみの電極形成の場合には、焼き付けによ
りＰｔリード線４を取り付けることが可能である。その
他の電極形成方法としては、Ｐｔメッキ、塩化白金膜の
焼付け等をあげることができる。

【００２３】 一方、固体電解質板１の基準極２が取り
付けられた反対の面には、検知極３が設置される。検知
極３も基準極２と同様に、固体電解質板１に電気的に接
続し、また、ガス相／金属電極／固体電解質の三者の接
触界面において、固体電解質を移動した酸素イオンと電
極中の金属成分に吸着したＣＯガスとが酸化反応を起こ
して二酸化炭素（ＣＯ₂）ガスを生成、脱離させる機能
を必要とするために、多孔性であることが好ましい。ま
た、これに適する材料としては、共存するＯ₂によるＣ
Ｏガスの酸化を促進させない性質を有することが好まし
い。即ち、化１式に示されるような吸着酸素（Ｏ（ａ
ｄ））とＣＯガスとの反応が起こらずに、化２式に示さ
れる基準極側から固体電解質を移動してきた酸素イオン
（Ｏ^2-）とＣＯガスとが反応してＣＯ₂と電子（ｅ^-）生
成することが好ましく、この生成した電子が、ＣＯガス
測定に応用される。

【００２４】

【化１】 ＣＯ＋Ｏ（ａｄ）→ＣＯ₂

【００２５】

【化２】 ＣＯ＋Ｏ^2-→ＣＯ₂＋２ｅ^-

【００２６】 このことから、本発明においては、金
（Ａｕ）が好適に使用される。検知極として、Ａｕに
０．１〜１０ｗｔ％の他の貴金属を加えたＡｕ合金を用
いるとより好ましい。Ａｕに０．１〜１０ｗｔ％、好ま
しくは０．１〜５ｗｔ％、より好ましくは、０．１〜１
ｗｔ％の他の貴金属を加えることにより検知極の製造時
の高温下でのＡｕ粒子の凝集を抑制し、検知極の多孔質
性の保持と、検知極の表面積の拡大化が可能となり、結
果としてＣＯの検出感度をより向上させることができ
る。なお、Ａｕと合金化される金属としては、Ｒｈ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ、銀（Ａｇ）等が例としてあげられる。このと
きの、Ａｕの含有率としては、９０ｗｔ％以上、好まし
くは９５ｗｔ％以上、より好ましくは９９ｗｔ％以上が
好適であり、Ａｕの含有率は合金の融点と焼付け温度あ
るいはセンサの使用温度により適宜選択し定めればよ
い。係る合金の調製方法としては、常法に従えばよい。
勿論、Ａｕまたは上述のＡｕ合金に固体電解質板と同じ
材料を混合したサーメット電極も好適に用いられる。サ
ーメット材料を使用する理由は基準極２の場合と同様で
ある。なお、本発明に係るＣＯ検知極として、Ａｕ １
００ｗｔ％のもの、Ｐｔとの合金であってＡｕ ９０ｗ
ｔ％のものとＡｕ ９９ｗｔ％のもの２種類を用いて、
ＣＯガス濃度として０、２０、４０および８０ｐｐｍを
含む被測定ガスを使用してＣＯガス濃度に対する検出感
度の比較実験を行ったところ、図１６に示すように、Ｐ
ｔ １ｗｔ％、Ａｕ ９９ｗｔ％よりなる合金を用いた検
知極がもっとも高い感度を示した。また、ＣＯ濃度が高
くなるにつれて、Ａｕ １００ｗｔ％のものよりも合金
の方が、合金のうちでもＡｕが９９ｗｔ％でＰｔが１ｗ
ｔ％のものがより優れた検出感度を示した。比較のＣＯ
検知極としてＰｔ １００ｗｔ％のものも使用したがＣ
Ｏガス濃度の検知極としては感度は低く、ＣＯガス濃度
による検出感度の変化も認められなかった。

【００２７】 検知極３の固体電解質板１への取り付け
および検知極３へのリード線５の取り付けは、前述した
基準極２の場合と同様にして、電極材としてのＡｕ、Ａ
ｕ合金またはＡｕと上記貴金属の混合物を含むペースト
あるいはＡｕと固体電解質とのサーメットよりなるペー
ストと、ＡｕメッシュまたはＡｕ合金メッシュ、そして
Ａｕリード線５を用いて行うことができる。また、別の
検知極の形成方法としては、Ａｕメッキ、スパッタリン
グ法等をあげることができる。ＡｕまたはＡｕ合金の微
粒子を用いて、微粒子層を形成させ、その上に電極膜を
形成して検知極を形成する場合には、微粒子を分散させ
たペーストを固体電解質上に塗布し、これを焼成し、そ
の上にＡｕまたはＡｕ合金よりなる電極膜を塗布・焼成
するか、微粒子層および電極膜を順次塗布し、両者を同
時に焼成すればよい。なお、ＡｕまたはＡｕ合金の微粒
子とは平均粒度が０．０１〜１０μのもの、好ましくは
０．０１〜１μ、より好ましくは０．０１〜０．１μの
ものをいい、粒子の形状としては、必ずしも球状でなく
ともよく、顆粒状のものや、ラグビーボール様のものな
どでもよい。

【００２８】 このようにして電極が取り付けられた固
体電解質板１は基体６に嵌挿され、固体電解質板１が基
準ガス雰囲気と測定ガス雰囲気とを隔てる隔壁の役割を
果たす。固体電解質板１と基体５とのシールは、ガラス
融着材等を用いることができる。また、基準ガスとして
は、通常は空気が用いられる。このような隔壁型の構造
とした場合には、基準ガスと測定ガスのそれぞれのＣＯ
ガス分圧の違いによる起電力を測定することによって、
測定ガス中のＣＯガス濃度を測定することが可能であ
り、このときには基準極２を検知極３と同じ材質で形成
しても差し支えない。

【００２９】 図２は、本発明の別の実施形態を示して
おり、有底円筒形とした固体電解質基体１１の先端部の
内側に基準極１２を、その外側に検知極１３を設け、各
電極からＰｔリード線１４、Ａｕリード線１５が引き出
された構造を示している。有底円筒形の固体電解質基体
１１は鋳込み成形、押出成形、射出成形等による成形体
を焼成することで容易に作製でき、各電極の取付も、図
１の実施形態についての説明と同様に、電極材料を含む
ペースト等を電極取り付け位置に塗布し、電極材のメッ
シュを当てて焼き付けることで作製することが可能であ
る。本実施形態も、測定ガスと基準ガスとを隔離する構
造であるので、センサは濃淡電池を構成することから、
基準極１２を検知極１３と同じ、ＡｕまたはＡｕ合金で
構成することも可能である。

【００３０】 一方、図３は本発明のさらに別の実施形
態を示しており、固体電解質板２１の同一表面上に、基
準極２２と検知極２３とが取り付けられ、各電極にはＰ
ｔリード線２４およびＡｕリード線２５が取り付けられ
ている。この場合には基準ガスが必要ではなく、これら
のセンサ素子全体が測定ガス雰囲気中に設置される。ま
た、固体電解質板２１の形状は板状に限定されず、円筒
状、棒状等、特に制約があるものではない。

【００３１】 本実施形態の場合には、基準極２２と検
知極２３とは異なる材料で構成することが好ましい。な
ぜなら、ＣＯガスの検知極２３上での電極反応と基準極
での電極反応の違いにより生ずる起電力を測定すること
によって、測定ガス中のＣＯガス濃度を測定することが
できるからである。

【００３２】 図４は、図２に示した実施形態の例に、
Ｏ₂測定用の電極を取り付け、ＣＯガス濃度とＯ₂濃度を
同時に測定することにより、Ｏ₂ガス濃度の測定結果を
用いて、ＣＯガス測定結果に含まれるＯ₂の反応による
影響を除外し、補正することによって、より高精度なＣ
Ｏガス濃度の測定を可能とした実施形態である。本実施
形態においては、ＣＯガス測定用の基準極１２および検
知極１３は、前述した図２に示した実施形態と同じもの
を使用することができる。そして、Ｏ₂測定用の基準極
２６および検知極２７は、基本的にＯ₂センサであるか
ら、従来のジルコニアＯ₂センサの電極に使用されてい
る多孔性Ｐｔ電極が好適に用いられる。また、Ｏ₂測定
用のこれら電極の取り付け方法およびリード線２８の取
り付け方法は、ＣＯガス測定用電極の場合と同様に行う
ことができ、リード線２８としては、Ｐｔ線が好適に使
用される。なお、本実施の形態は、図１に示した平板状
素子についても適用できることは容易に考えられる。ま
た、ＣＯガス測定用の基準極とＯ₂測定用の基準極とを
共用してもよい。

【００３３】 さらに、図５は、２箇所の凹部を有する
Ｈ型の固体電解質基体３１を用いたセンサの実施形態を
示している。一つの凹部は基準ガス雰囲気に接するもの
で、その凹部の底部に多孔性Ｐｔからなる基準極３２が
設けられ、基準極３２には、Ｐｔリード線３４が取り付
けられている。一方の凹部は測定ガス雰囲気に接し、そ
の凹部の底部にＡｕまたはＡｕ合金よりなる検知極３３
が設けられ、検知極３３には、Ａｕリード線３５が取り
付けられている。さらに、その凹部の横壁部には、Ｏ₂
測定センサ４１およびＯ₂ポンプセル４２が取り付けら
れ、ここで、Ｏ₂測定センサ４１の電極３６およびＯ₂ポ
ンプセル４２の電極３７のそれぞれ一方は凹部の内側に
形成され、それぞれもう一方の電極は凹部の外側に形成
されて、これら全ての電極が測定ガス雰囲気と接してい
る。ここで、Ｏ₂ポンプセルの電極３７としては、ＣＯ
ガスを酸化しない性質を有することが好ましく、ランタ
ンマンガナイト（ＬａＭｎＯ₃）等の導電性金属酸化物
電極が好適に用いられる。なお、各電極３６および３７
に取り付けられるリード線３８および３９としては、と
もに、Ｐｔ線が好適に使用されるが、電極３７はセラミ
ックス電極であることから、溶接によるリード線３９の
直接の取り付けは不可能であるため、電極表面をメタラ
イズした後に、リード線３９を焼き付ける方法が一般的
に用いられる。

【００３４】 このような構造とすることにより、Ｏ₂
測定センサによって常に測定ガス雰囲気中のＯ₂濃度が
一定となるように、ポテンシオスタット４３を制御して
Ｏ₂ポンプセルを駆動させることができる。したがっ
て、測定ガスのＣＯガス検知極でのＯ₂濃度が常に一定
に保たれるので、ＣＯガス測定用の検知極３３で生ずる
Ｏ₂の影響を容易に除外してＣＯガスの測定をすること
が可能となり、さらに測定精度の向上が図られる。

【００３５】 図６は、図２に示した実施の形態におい
て、ＣＯ検出用の検知極１３の表面上に、ガス拡散律速
層１８を設けたものである。このガス拡散律速層１８
は、検知極１３の表面へＣＯガス以外の可燃性ガス例え
ば、プロパンやブタンといった炭化水素などの高分子量
の可燃性ガスが拡散接触することを抑制できるガス拡散
律速層であって、このようなガス拡散律速層１８を設置
することによって本発明のセンサにおけるＣＯガスの選
択性を向上させるとができる。具体的には、ゼオライト
膜等が用いられ、その成形方法としては、検知極１３の
表面にディッピング等の方法によって検知極１３の材料
に積層形成するか、あるいは、検知極１３を固体電解質
基体１１に形成した後に、スクリーン印刷やスパッタリ
ング等の方法によって形成することも可能である。ま
た、このようなガス拡散律速層１８は、上述した全ての
実施形態に適用できることは言うまでもない。

【００３６】 さて、これまでに説明した、本発明のＣ
ＯガスセンサにおけるＣＯガス濃度の測定方法について
は、まず、固体電解質板が隔壁となって基準ガス雰囲気
と測定ガス雰囲気とを隔離する構造においては、濃淡電
池が形成されることから、この濃淡電池の起電力からＣ
Ｏガス濃度を測定することが可能である。また、検知極
と基準極を固体電解質に設けたもの全体を測定ガス雰囲
気中に設置する場合には、ＣＯガス測定用の検知極と基
準極とに異なる材質を使用することで、各電極間に生じ
た起電力差を測定し、ＣＯ濃度を知ることができる。

【００３７】 このことに加え、本発明においては、上
述した全ての実施形態において、ＣＯガス測定用の検知
極と基準極との間に一定の電流を流し、このときの検知
極でのＣＯガスの吸着／酸化による起電力変化を測定す
ることでＣＯガス濃度を測定することができる。この方
法によれば、電極上でのＣＯガスの酸化反応が促進さ
れ、ＣＯガスに対するセンサ感度を向上させることがで
きる。また、ＣＯガス測定用の検知極と基準極との間を
一定の電圧に保持するに必要な、検知極と基準極との間
の電流を測定することによっても、同様の効果を得るこ
とができる。

【００３８】 さらに、図７は図１に示した本発明のＣ
Ｏガスセンサにおける基本構造において、ＣＯガス測定
用の参照極７を設けた構造を示している。この参照極７
は基準極２と同様に多孔質Ｐｔから構成され、リード線
８としてはＰｔ線が使用される。本構造のＣＯガスセン
サにおいては、基準極２および検知極３の間に一定の電
流を流すときの、参照極７と検知極３との間の電圧を測
定することにより、検知極３でのＣＯガスの反応のみを
分離して測定することができるので、より高精度な測定
が可能となる。

【００３９】 図８は、図２に示した有底円筒形の固体
電解質基体１１を用いた実施形態にＰｔリード線１７を
取り付けた参照極１６を設置した実施形態を示したもの
であるが、参照極１６の機能は、図７に示した参照極７
と同様である。

【００４０】 図９は、図１に示したＣＯガスセンサの
被測定気体５０の流路において、ＣＯガス測定用検知極
３よりも被測定気体取入口側に基体６に高温前処理部と
して高温前処理部９を設けた態様の基本構造の断面図で
ある。被測定気体５０はＣＯガス検知極に至るまでに高
温前処理部９、例えば基体６の被測定気体取入口近傍に
設けられたヒータで８５０〜９５０℃に加熱される。被
測定気体５０がこの部分で８５０〜９５０℃に加熱され
ることにより、同気体中に含まれるＮＯ_XやＳＯ_Xをセン
サ温度付近での化学平衡に到達させ、ＣＯガス測定用検
知極に対するＮＯやＳＯ₂などによる干渉を防止又は実
質的に零にする。かかる構成を採用することにより、よ
り正確なＣＯガス濃度の測定が達成される。なお、図９
のセンサを用いて、高温前処理部９で８５０℃に被測定
気体を加熱したときの本発明に係る一酸化炭素ガスセン
サ検知極の検出感度に及ぼす影響を試験した。被測定気
体中のＣＯ濃度がそれぞれ０、１０、２０、３０、４
０、および５０ｐｐｍのものを用い、高温前処理部９を
ヒータで加熱したときと加熱しなかったときのセンサの
検出感度への影響を測定し、その結果を図１７にまとめ
て示す。前処理により明らかにＣＯガス検出感度が高ま
ることが判る。

【００４１】 図１０は、図２に示したＣＯガスセンサ
の被測定気体５０の流路において、ＣＯガス測定用検知
極１３よりも被測定気体取入口側に高温前処理部として
高温前処理部９を設けたものの基本構造を示す。なお、
ＣＯガス測定用検知極１３と高温前処理部９、例えばヒ
ータとを一体化して固定すると共に被測定気体５０がセ
ンサ外にＣＯガス測定用検知極１３に接触することなく
流出することを防止するために固体電解質基体１１と高
温前処理部９の支持体５３との間に充填材を用いる。高
温前処理支持体５３としては、ＣＯガスの検出に影響を
与えないものを選択し、使用すればよい。また、充填材
の材質としてはＣＯガスとの反応性がないことを要する
こと以外に特に制限はないが、アルミナやジルコニアな
どのセラミックスが好適に使用される。図９に示したセ
ンサと同様より正確なＣＯガス濃度の測定が可能とな
る。

【００４２】 図１１は図５に示したＣＯガスセンサの
被測定気体５０の流路において、Ｏ₂測定用電極３６と
Ｏ₂ポンプセル電極３７よりも手前に高温前処理部とし
て高温前処理部９として固体電解質基体３１の一部にヒ
ータを設けたものの基本構造を示す。なお、図１１にお
いてはポンプセル電極のみ示し、Ｏ₂ポンプ４２および
ポテンシオスタット４３については図示していない。本
図に示したセンサの場合も、図９に示したセンサと同様
より正確なＣＯガス濃度の測定が可能となる。

【００４３】 図１２は、固体電解質のＣＯガス検知極
と接する側の表面を化学エッチングにより粗面化したの
ち、その粗面化した面上にＣＯガス検知極を形成した場
合の固体電解質とＣＯガス検知極との結合状態を示す断
面図である。このように、ガス相と金属電極と固体電解
質の三者の接触界面の面積を大きくすることにより、Ｃ
Ｏガス濃度の検出感度を上げることができる。エッチン
グにより粗面化したのち、ＣＯガス検知極を形成させた
検知極を用いたときのＣＯガス検知極を用いたときのＣ
Ｏガス検出感度を、化学エッチングせずにＣＯガス検知
極を形成させた検知極と比較して試験した。被測定気体
中にＣＯガスを０、２０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ及び８０ｐ
ｐｍ含むものを用いて、前記両検知極の検出感度を測定
し、その結果を図１８に示す。図１８の結果から明らか
なようにエッチングにより三者の接触界面の面積を大き
くすることにより、明らかな検出感度の向上が認められ
た。また、化学エッチングに代えて、ＡｕまたはＡｕ合
金の微粒子層を固体電解質と電極膜との間に形成した場
合にもＣＯガスの検出感度の上昇が認められた。

【００４４】 図１３は、図１に示すＣＯガスセンサを
搭載した直結型のＣＯガス測定装置の基本構造の概略図
である。同装置はセンサ装置の取付部１１８を有するセ
ンサケース１１０と、同センサケース１１０に着脱自在
となるように取付けられたセンサカバー１１４と、同セ
ンサ箱内に収容された本発明に係るＣＯガスセンサ１０
８、同センサ１０８固定用の固定台１０９と基準ガス供
給管１１２と、センサ１０８の前面に設けられた多孔質
セラミックスよりなるフィルター１１３と、二重構造を
有する被測定気体採取管１０３とエゼクターガス供給管
１０１より基本的には構成されている。

【００４５】 被測定気体採取管１０３は二重構造とさ
れており、外周側には被測定気体採取路１１５が形成さ
れ、内側には被測定気体排出路１０４が形成される。エ
ゼクターガス供給管１０１の一端にはエゼクター供給口
１０７が設けられる。このエゼクターガス供給管１０１
は、まず１０１ａで示すように保温材１０２の中を通っ
た後、露出状態で被測定気体採取管１０３の外周に螺旋
状に巻き付けられた形状の露出したエゼクターガス供給
管部１０１ｂへと至り、次いで直線状の露出したエゼク
ターガス供給管部１０１ｃへと連なり、更に再び１０１
ｄで示すように保温材１０２の中を通って設けられ、被
測定気体採取管１０３の内部に露出してエゼクター１０
６へと連なる。

【００４６】 エゼクター供給口１０７よりエゼクター
ガスを供給すると、このエゼクターガスは、保温材１０
２内の埋め込み部分１０１ａ、露出部１０１ｂ，１０１
ｃ、保温材１０２内の埋め込み部分１０１ｄを順次通過
し、エゼクター１０６のエゼクター吹出口１２０より吹
き出される。これにより、エゼクター１０６の周辺が負
圧となって対流が起こる結果、装置の外部から被測定気
体が採取口１１６より採取され、被測定気体採取路１１
５内を矢印Ａのように流れ、反転して被測定気体排出路
１０４内を矢印Ｂのように流れ、再び装置の外部へと排
出される。その間に被測定気体中のＣＯガスがセンサ１
０８により測定される。

【００４７】 図１４および１５は本発明におけるセン
サを用いて、ＣＯガス濃度の測定を行った結果の一例で
ある。尚、比較にＰｔを検知極として使用した場合の測
定結果も併せて示している。これらの図から明らかなよ
うに、ＣＯガスに対する感度はＣＯガス濃度に比例して
おり、また、測定ガス中のＯ₂濃度を変化させた場合に
も、Ｏ₂センサおよびＯ₂ポンプの駆動により、ＣＯ測定
値には影響がないことがわかる。なお、ＣＯガスの反応
に起因する起電力差の温度依存性を低減するために、固
体電解質の近傍にあるいは一体的に温度測定用素子とヒ
ータを備え、該固体電解質を６００℃〜９００℃に加熱
・保温することができる構造とすると、高温ガスを一定
温度にて測定することが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】 上述した通り、本発明のＣＯガスセン
サによれば、燃焼機関からの排ガスや空気中のＣＯガス
の濃度を測定する場合に、ＣＯガス測定用の検知極に、
従来から使用されるＰｔよりも触媒性の低いＡｕまたは
Ａｕ合金を電極として用いることによって、ＣＯガスの
選択性を向上させることが可能となる。また、Ｏ₂セン
サとの併用によって、ＣＯガス測定値をＯ₂測定値によ
って補正することで、ＣＯガスの測定精度を向上させる
ことができる。さらに、Ｏ₂ポンプをも併用することに
よってＯ₂濃度のＣＯガス濃度測定値への影響を極めて
小さくすることができるという利点を有する。これに加
えて、本発明のＣＯガスセンサ全てにおいて、ＣＯガス
測定電極間に一定電流を流すか、または一定電圧に保持
してＣＯガス検知極でのＣＯガスに対する感度を向上さ
せることが可能となり、総じて、ＣＯガスセンサの測定
精度を著しく向上させることができる。固体電解質の検
知極と結合する側の表面を化学エッチングするなどによ
り粗面化するか、または、ＡｕまたはＡｕ合金からなる
微粒子の層を固体電解質と電極膜との間に設けて、ガス
相と金属電極と固体電解質との三者の接触界面の面積を
大きくすることによりＣＯガス検出感度を向上させるこ
とができる。さらにセンサは６００℃〜９００℃といっ
た高温において作動し、測定ガス中に含まれる他成分干
渉ガスによる誤差を低減できるという利点がある。ま
た、被測定気体を予め加熱するための高温前処理部、例
えばヒータを設けることによりＮＯやＳＯ₂による影響
をさらに排除することができ、より正確な一酸化炭素ガ
ス濃度の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＣＯガスセンサの基本構造を示す断
面図である。

【図２】 本発明のＣＯガスセンサの一実施形態を示す
断面図である。

【図３】 本発明のＣＯガスセンサの別の実施形態を示
す断面図である。

【図４】 本発明のＣＯガスセンサにおいて、Ｏ₂測定
用電極を設けた実施形態を示す断面図である。

【図５】 本発明のＣＯガスセンサにおいて、Ｏ₂ポン
プを設けた実施形態を示す断面図である。

【図６】 本発明のＣＯガスセンサにおいて、ガス拡散
律速層を設けた実施形態を示す断面図である。

【図７】 本発明のＣＯガスセンサにおいて、参照極を
設けた実施形態を示す断面図である。

【図８】 本発明のＣＯガスセンサにおいて、参照極を
設けた別の実施形態を示す断面図である。

【図９】 図１に示したＣＯガスセンサの一部に高温前
処理部を設けた実施形態を示す断面図である。

【図１０】 図２に示したＣＯガスセンサの一部に高温
前処理部を設けた実施形態を示す断面図である。

【図１１】 図５に示したＣＯガスセンサの一部に高温
前処理部を設けた実施形態を示す断面図である。

【図１２】 本発明の酸素ガスセンサにおいて、固体電
解質のＣＯガス検知極との結合部位を形成する側の表面
を粗面化したのち、その表面にＣＯガス検知極を形成し
たものの固体電解質と酸素ガス検知極との結合状態を模
式的に示す断面図である。

【図１３】 本発明のＣＯガスセンサを搭載したＣＯガ
ス測定装置の断面図である。

【図１４】 本発明のＣＯガスセンサを用いたＣＯガス
測定結果を示すグラフである。

【図１５】 本発明のＣＯガスセンサを用いたＣＯガス
測定結果を示す別のグラフである。

【図１６】 Ａｕの合金化によるＣＯガス検出感度に及
ぼす影響を測定した結果を示すグラフである。

【図１７】 高温前処理部により被測定気体を加熱した
場合のＣＯガス検出感度に及ぼす影響を測定した結果を
示すグラフである。

【図１８】 固体電解質と検知極との接触する固体電解
質の表面を化学エッチングした検知極を用いた場合のＣ
Ｏガス検出感度に及ぼす影響を測定した結果を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１…固体電解質板、２…ＣＯガス測定用基準極、３…Ｃ
Ｏガス測定用検知極、４…Ｐｔリード線、５…Ａｕリー
ド線、６…基体、７…ＣＯガス測定用参照極、８…Ｐｔ
リード線、９…高温前処理部、１１…固体電解質基体、
１２…ＣＯガス測定用基準極、１３…ＣＯガス測定用検
知極、１４…Ｐｔリード線、１５…Ａｕリード線、１６
…ＣＯガス測定用参照極、１７…Ｐｔリード線、１８…
ガス拡散律速層、２１…固体電解質板、２２…ＣＯガス
測定用基準極、２３…ＣＯガス測定用検知極、２４…Ｐ
ｔリード線、２５…Ａｕリード線、２６…Ｏ₂測定用基
準極、２７…Ｏ₂測定用検知極、２８…Ｐｔリード線、
３１…固体電解質基体、３２…ＣＯガス測定用基準極、
３３…ＣＯガス測定用検知極、３４…Ｐｔリード線、３
５…Ａｕリード線、３６…Ｏ₂測定用電極、３７…Ｏ₂ポ
ンプセル電極、３８…Ｐｔリード線、３９…Ｐｔリード
線、４１…Ｏ₂センサ、４２…Ｏ₂ポンプ、４３…ポテン
シオスタット、５０…被測定気体、５１…基準気体、５
２…充填材、５３…高温前処理部支持体、５５…粗面化
された固体電解質板表面、１０１…エゼクターガス供給
管、１０１ａ，１０１ｄ…保温材に埋め込まれたエゼク
ターガス供給管部、１０１ｂ，１０１ｃ…露出したエゼ
クターガス供給管部、１０２…保温材、１０３…被測定
気体採取管、１０４…被測定気体排出路、１０６…エゼ
クター、１０７…エゼクター供給口、１０８…センサ、
１０９…センサ固定台、１１０…センサケース、１１１
…基準ガス入口、１１２…基準ガス供給管、１１３…フ
ィルター、１１４…センサカバー、１１５…被測定気体
採取路、１１６…被測定気体採取口、１１８…センサ装
置の取付部、１２０…エゼクター吹出口、Ａ…排出され
た気体の流れの方向を示す矢印、Ｂ…排出される気体の
流れ方向を示す矢印。

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質
   と、当該固体電解質の表面の少なくとも一部に電気的に
   接続される、一酸化炭素ガス測定用の検知極および基準
   極を有する一酸化炭素ガスセンサであって、 当該検知極に金または金合金を使用することを特徴とす
   る一酸化炭素ガスセンサ。
2. 【請求項２】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極を当
   該固体電解質上に設けられたＡｕまたはＡｕ合金微粒子
   層の上に電極膜を配置させることにより形成させたこと
   を特徴とする請求項１記載の一酸化炭素ガスセンサ。
3. 【請求項３】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極が、
   金または金合金と、当該固体電解質と同じ材料から構成
   されるサーメット電極であることを特徴とする請求項１
   記載の一酸化炭素ガスセンサ。
4. 【請求項４】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極表面
   にガス拡散律速層を設けたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
5. 【請求項５】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極およ
   び基準極の両方の電極が、当該固体電解質の同一面上に
   配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の一酸化炭素ガスセンサ。
6. 【請求項６】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極およ
   び基準極に加えて、一酸化炭素ガス測定用の参照極を設
   けた三電極構造とすることを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
7. 【請求項７】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質
   と、 当該固体電解質の表面の少なくとも一部に電気的に接続
   される、一酸化炭素ガス測定用の検知極と基準極、およ
   び酸素測定用の検知極、および／または基準極とを有す
   る一酸化炭素ガスセンサであって、 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極に金または金合金を
   使用することを特徴とする一酸化炭素ガスセンサ。
8. 【請求項８】 酸素イオン伝導性を有する固体電解質
   と、 当該固体電解質の表面の少なくとも一部に電気的に接続
   される、一酸化炭素ガス測定用の検知極と基準極、およ
   び酸素測定用の検知極、および／または基準極と、 測定雰囲気における酸素濃度制御用の酸素ポンプセルと
   を有する一酸化炭素ガスセンサであって、 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極に金または金合金を
   使用することを特徴とする一酸化炭素ガスセンサ。
9. 【請求項９】 当該酸素ポンプセルの電極が金属酸化物
   であることを特徴とする請求項８記載の一酸化炭素ガス
   センサ。
10. 【請求項１０】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極を
    当該固体電解質上に設けられたＡｕまたはＡｕ合金微粒
    子層の上に電極膜を配置させることにより形成させたこ
    とを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の一酸化
    炭素ガスセンサ。
11. 【請求項１１】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極
    が、金または金合金と、当該固体電解質と同じ材料から
    構成されるサーメット電極であることを特徴とする請求
    項７〜１０のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
12. 【請求項１２】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極表
    面にガス拡散律速層を設けたことを特徴とする請求項７
    〜１１のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
13. 【請求項１３】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極の両方の電極が、当該固体電解質の同一面上
    に配置されたことを特徴とする請求項７〜１２のいずれ
    かに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
14. 【請求項１４】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極に加えて、一酸化炭素ガス測定用の参照極を
    設けた三電極構造とすることを特徴とする請求項７〜１
    ３のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
15. 【請求項１５】 一酸化炭素濃度と酸素濃度とを同時に
    測定するとともに、酸素濃度の測定結果によって一酸化
    炭素濃度の測定結果を補正することにより、一酸化炭素
    ガス濃度を決定することを特徴とする請求項７〜１４の
    いずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
16. 【請求項１６】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極間に一定電流を流したときの、当該検知極に
    おける一酸化炭素ガスの吸着／酸化による起電力変化を
    測定することにより、一酸化炭素ガスの濃度を測定する
    ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の一
    酸化炭素ガスセンサ。
17. 【請求項１７】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極間に一定電流を流したときの、当該検知極に
    おける一酸化炭素ガスの吸着／酸化による検知極と参照
    極間の起電力変化を測定することにより、一酸化炭素ガ
    スの濃度を測定することを特徴とする請求項６または請
    求項１４〜１６のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセン
    サ。
18. 【請求項１８】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極間を一定の電圧に保持したときに、当該検知
    極における一酸化炭素ガスの酸化反応による電流値を測
    定することにより、一酸化炭素の濃度を測定することを
    特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の一酸化炭
    素ガスセンサ。
19. 【請求項１９】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極お
    よび基準極間を一定の電圧に保持したときに、当該検知
    極における一酸化炭素ガスの酸化反応による検知極およ
    び参照極間の電流値を測定することにより、一酸化炭素
    の濃度を測定することを特徴とする請求項６または請求
    項１４〜１８のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセン
    サ。
20. 【請求項２０】 当該固体電解質が、酸化ジルコニウム
    と安定化剤とから構成されていることを特徴とする請求
    項１〜１９のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセンサ。
21. 【請求項２１】 当該固体電解質に含まれる当該安定化
    剤が、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イット
    リウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、希土類金属
    酸化物のいずれか一つ、または複数の前記安定化剤を含
    むことを特徴とする請求項２０記載の一酸化炭素ガスセ
    ンサ。
22. 【請求項２２】 当該一酸化炭素ガス測定用の検知極以
    外の電極が多孔性白金、または白金と当該固体電解質と
    同じ材料との混合物から構成されるサーメット電極であ
    ることを特徴とする請求項２１記載の一酸化炭素ガスセ
    ンサ。
23. 【請求項２３】 固体電解質を６００℃〜９００℃で使
    用する請求項１〜２２のいずれかに記載の一酸化炭素ガ
    スセンサ。
24. 【請求項２４】 被測定気体が一酸化炭素ガス測定用の
    検知極に到達する前に、同被測定気体を８５０℃〜９５
    ０℃に予め加熱するための高温前処理部を更に有する請
    求項１〜２３のいずれかに記載の一酸化炭素ガスセン
    サ。
25. 【請求項２５】 請求項１〜２４のいずれかに記載の一
    酸化炭素ガスセンサを搭載した一酸化炭素ガス測定装
    置。