(57)【要約】【課題】酸化物層の酸化状態の調整によって感度を安定させることができるガスセンサを提供する。【解決手段】本開示のガスセンサは、被測定ガス中の特定成分を検知するセンサ素子を備える。センサ素子は、酸素イオン伝導性の固体電解質層と、固体電解質層上に配置されると共に金属酸化物を主成分とする酸化物層と、酸化物層と接触し、かつ互いに離間して配置される第１電極及び第２電極と、固体電解質層と接触し、かつ酸化物層とは離間して配置される第３電極と、第１電極及び第２電極の少なくとも一方と、第３電極との間に電圧を印加する第１回路と、第１電極及び第２電極間の抵抗値を測定する第２回路と、を有する。【選択図】図１
2020112442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサであって、
被測定ガス中の特定成分を検知するセンサ素子を備え、
前記センサ素子は、
酸素イオン伝導性の固体電解質層と、
前記固体電解質層上に配置されると共に金属酸化物を主成分とする酸化物層と、
前記酸化物層と接触し、かつ互いに離間して配置される第１電極及び第２電極と、
前記固体電解質層と接触し、かつ前記酸化物層とは離間して配置される第３電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方と、前記第３電極との間に電圧を印加する第１回路と、
前記第１電極及び前記第２電極間の抵抗値を測定する第２回路と、
を有する、ガスセンサ。
【請求項２】
前記第１回路は、前記第２回路による測定時に電圧の印加を停止する、請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１回路による電圧の印加時に短絡可能である、請求項１又は請求項２に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記第１電極は、前記固体電解質層と前記酸化物層との間に配置され、
前記第２電極は、前記酸化物層の前記固体電解質層とは反対側の表面に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記センサ素子は、前記固体電解質層と接触し、かつ前記酸化物層とは離間して配置される第４電極をさらに有し、
前記第１回路において、前記第１電極又は前記第２電極が三電極法における作用電極、前記第３電極が三電極法における参照極、前記第４電極が三電極法における対極を構成する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記第３電極に供給される基準ガスから前記特定成分を除去するスクラバーをさらに備える、請求項５に記載のガスセンサ。
【請求項７】
前記第３電極は、前記特定成分を他の成分に変換する触媒機能を有する、請求項５又は請求項６に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定ガス中の特定成分を検知するガスセンサとして、金属酸化物製の酸化物層と、酸化物層上に配置された２つの電極とを有するセンサ素子を備えたものが公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
上記ガスセンサは、２つの電極間の抵抗値の変化に基づいて、被測定ガス中の特定成分を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸化物層は、酸化状態（つまり、表面にガスが吸着されて生じる空乏層の厚み）が、環境や熱履歴によって変化する。このような酸化物層における酸化状態の変化は、センサの感度を変動させる一因となる。
【０００６】
本開示の一局面は、酸化物層の酸化状態の調整によって感度を安定させることができるガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、ガスセンサである。ガスセンサは、被測定ガス中の特定成分を検知するセンサ素子を備える。センサ素子は、酸素イオン伝導性の固体電解質層と、固体電解質層上に配置されると共に金属酸化物を主成分とする酸化物層と、酸化物層と接触し、かつ互いに離間して配置される第１電極及び第２電極と、固体電解質層と接触し、かつ酸化物層とは離間して配置される第３電極と、第１電極及び第２電極の少なくとも一方と、第３電極との間に電圧を印加する第１回路と、第１電極及び第２電極間の抵抗値を測定する第２回路と、を有する。
【０００８】
このような構成によれば、第１回路によって、第１電極又は第２電極と第３電極との間に電圧を印加することで、酸化物層の酸化状態を調整することができる。そのため、酸化物層の酸化状態を一定に保ち易くできる。その結果、ガスセンサの感度を安定させることができる。
【０００９】
また、第１回路の電圧を変えることで、被測定ガスの種類（例えば、被測定ガスの還元性）に合わせて、酸化物層の酸化状態を調整できる。そのため、被測定ガスの種類を考慮してガスセンサの感度を調整し、ガスセンサの感度を高めることができる。
【００１０】
本開示の一態様では、第１回路は、第２回路による測定時に電圧の印加を停止してもよい。このような構成によれば、第２回路による測定精度を高めることができるので、ガスセンサの感度が向上する。
【００１１】
本開示の一態様では、第１電極と第２電極とは、第１回路による電圧の印加時に短絡可能であってもよい。このような構成によれば、酸化物層の酸化状態の偏りを抑えることができる。その結果、ガスセンサの感度がより安定する。
【００１２】
本開示の一態様では、第１電極は、固体電解質層と酸化物層との間に配置されてもよい。第２電極は、酸化物層の固体電解質層とは反対側の表面に配置されてもよい。このような構成によれば、第１電極及び第２電極の面積を大きくできるので、第１電極及び第２電極の抵抗値を下げることができる。その結果、第１回路の電圧印加によって酸化物層を効率よく酸化できる。
【００１３】
本開示の一態様では、センサ素子は、固体電解質層と接触し、かつ酸化物層とは離間して配置される第４電極をさらに有してもよい。第１回路において、第１電極又は第２電極が三電極法における作用電極、第３電極が三電極法における参照極、第４電極が三電極法における対極を構成してもよい。このような構成によれば、第１回路によって、酸化物層の電位を一定とすることができる。そのため、使用雰囲気が変わる場合にも酸化物層の酸化状態を一定に保ち易くできる。
【００１４】
本開示の一態様は、第３電極に供給される基準ガスから特定成分を除去するスクラバーをさらに備えてもよい。このような構成によれば、第３電極と特定成分との反応によって、第３電極の電位が変化することが抑制できる。その結果、酸化物層の電位の制御がより確実に行える。
【００１５】
本開示の一態様では、第３電極は、特定成分を他の成分に変換する触媒機能を有してもよい。このような構成によっても、第３電極と特定成分との反応によって、第３電極の電位が変化することが抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１Ａは、実施形態のガスセンサを示す模式的な平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線での模式的な断面図である。
【図２】図２Ａは、図１とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線での模式的な断面図である。
【図３】図３Ａは、図１及び図２とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での模式的な断面図である。
【図４】図４Ａは、図１、図２及び図３とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線での模式的な断面図である。
【図５】図５Ａは、図１から図４とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な断面図であり、図５Ｂは、図５Ａのセンサ素子の第１回路を示す模式的な回路図である。
【図６】図６Ａは、図１から図５とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線での模式的な断面図である。
【図７】図７Ａは、図１から図６とは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な断面図であり、図７Ｂは、図１から図６、及び図７Ａとは異なる実施形態のガスセンサを示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１Ａ，１Ｂにガスセンサ１の構成を示す。
【００１８】
ガスセンサ１は、環境管理、プロセス管理、医療等の分野に使用できる。本実施形態のガスセンサ１は、被測定ガス中の特定成分（本実施形態ではＮＯ２）を検知するように構成されている。本実施形態では、被測定ガスは呼気である。ガスセンサ１は、センサ素子２を備える。
【００１９】
＜センサ素子＞
センサ素子２は、被測定ガス中の特定成分（本実施形態ではＮＯ２）を検知する。センサ素子２は、基材３と、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６と、第２電極７と、第３電極８と、ヒータ９と、第１回路１０と、第２回路１１とを有する。
【００２０】
（基材）
基材３は、セラミックを主成分とする板状の部材である。ここで、「主成分」とは、８０質量％以上含有される成分を意味する。基材３を構成するセラミックとしては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等の絶縁性セラミックが挙げられる。
【００２１】
（固体電解質層）
固体電解質層４は、基材３の表面に配置されている。固体電解質層４は、酸素イオン伝導性を有する。固体電解質層４は、例えば、イットリア等の安定化材がドープされたジルコニアを主成分とする。
【００２２】
（酸化物層）
酸化物層５は、固体電解質層４の基材３とは反対側の表面に配置されている。酸化物層５は、固体電解質層４の表面の一部と、基材３の表面の一部とを被覆している。
【００２３】
酸化物層５は、金属酸化物を主成分とする。酸化物層５を構成する金属酸化物としては、三酸化タングステン（ＷＯ３）が好適である。
【００２４】
（第１電極及び第２電極）
第１電極６及び第２電極７は、固体電解質層４の基材３とは反対側の表面に互いに離間して配置されている。なお、第１電極６及び第２電極７のパッド部は、基材３の表面に配置されている。
【００２５】
第１電極６及び第２電極７は、それぞれ、固体電解質層４と接触しない部分が酸化物層５によって被覆されている。つまり、第１電極６及び第２電極７は、酸化物層５と接触している。
【００２６】
第１電極６及び第２電極７は、それぞれ、例えば、白金、ロジウム、金等の貴金属を主成分とする。
【００２７】
（第３電極）
第３電極８は、固体電解質層４の基材３とは反対側の表面に配置されている。第３電極８は、第１電極６及び第２電極７と離間すると共に、酸化物層５によって被覆されていない。なお、第３電極８のパッド部は、基材３の表面に配置されている。
【００２８】
つまり、第３電極８は、固体電解質層４と接触し、かつ酸化物層５とは離間して配置されている。第３電極８は、例えば、第１電極６及び第２電極７と同様の貴金属を主成分とする。
【００２９】
（ヒータ）
ヒータ９は、基材３の固体電解質層４とは反対側の表面に配置されている。ヒータ９は、加熱により固体電解質層４を活性化させる。
【００３０】
ヒータ９は、例えば、特定のパターン形状（例えば、ミアンダ形状）を有する白金等の導体（つまり、負荷抵抗）によって構成されている。ヒータ９には外部から電力が供給される。ヒータ９の加熱温度は、例えば４００℃である。
【００３１】
（形成方法）
センサ素子２における基材３と、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６と、第２電極７と、第３電極８と、ヒータ９とは、例えば以下の方法で形成される。
【００３２】
まず、未焼結のセラミックグリーンシートの表面に、スクリーン印刷等により、固体電解質ペースト、電極形成用の貴金属ペースト及びヒータ形成用の導電ペーストを、それぞれ印刷する。各ペーストの印刷後、セラミックグリーンシートを焼成することで、固体電解質層４、各電極６，７，８及びヒータ９が形成される。固体電解質層４の形成後、金属酸化物ペーストを印刷し焼成することで、酸化物層５が形成される。
【００３３】
（第１回路）
第１回路１０は、第１電極６と第３電極８との間に電圧を印加することで、酸化物層５の酸化状態を調整する回路である。
【００３４】
第１回路１０は、第２電極７と第３電極８との間に電圧を印加してもよい。また、第１回路１０は、第１電極６及び第２電極７との双方に電気的に接続されてもよい。例えば、第１回路１０による電圧の印加時に第１電極６と第２電極７とが短絡されてもよい。
【００３５】
（第２回路）
第２回路１１は、第１電極６及び第２電極７間の抵抗値を測定する。第２回路１１としては、公知の抵抗計が使用できる。
【００３６】
センサ素子２は、第２回路１１が測定した抵抗値に基づいて、被測定ガス中の特定成分を検知する。具体的には、酸化物層５の表面に吸着された酸素によって構成された空間電荷層に酸化性のガスが流入すると、空間電荷層が大きくなる。これにより、第１電極６及び第２電極７間の抵抗値が変化する。そのため、この抵抗値の変化に基づいて、被測定ガス中の特定成分の濃度を検知できる。
【００３７】
（第１回路及び第２回路の動作）
第１回路１０は、一定の電圧を第１電極６及び／又は第２電極７と第３電極８との間に印加することで、酸化物層５を酸化させる。
【００３８】
本実施形態のように、センサ素子２が酸化性ガスであるＮＯ２を検知する場合は、酸化物層５は、還元状態寄りであることが好ましい。そのため、第１回路１０によって印加される電圧は、比較的低くするとよい。なお、第１回路１０によって印加される電圧は、負の電圧であってもよい。一方、センサ素子２が特定成分として、ＮＯ２に代えてＨ２、ＣＯ等を検知する場合は、第１回路１０によって印加される電圧を比較的高くすることで、酸化物層５の酸化度合を高めるとよい。
【００３９】
このように、測定対象成分に合わせて、第１回路１０によって印加される電圧を調整することで、１つのガスセンサ１を複数の用途（つまり、複数種類の被測定ガスの測定）に用いることができる。
【００４０】
第２回路１１は、第１回路１０による電圧の印加時に、第１電極６と第２電極７とを短絡させるように構成されてもよい。また、第２回路１１以外の回路を用いて、第１回路１０による電圧の印加時に、第１電極６と第２電極７とを短絡させてもよい。これにより、酸化物層５の酸化状態の偏りを抑えることができる。その結果、ガスセンサ１の感度がより安定する。
【００４１】
第２回路１１によって、第１電極６及び第２電極７間の抵抗値を測定する際（つまり、ガスセンサ１が稼働しているとき）は、第１回路１０は、電圧の印加を停止する。
なお、ヒータ９には、第２回路１１による測定時に加えて、第１回路１０による電圧の印加時にも電力が供給される。
【００４２】
［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）第１回路１０によって、第１電極６又は第２電極７と第３電極８との間に電圧を印加することで、酸化物層５の酸化状態を調整することができる。そのため、酸化物層５の酸化状態を一定に保ち易くできる。その結果、ガスセンサ１の感度を安定させることができる。
【００４３】
また、第１回路１０の電圧を変えることで、被測定ガスの種類（例えば、被測定ガスの還元性）に合わせて、酸化物層５の酸化状態を調整できる。そのため、被測定ガスの種類を考慮してガスセンサ１の感度を調整し、ガスセンサ１の感度を高めることができる。
【００４４】
（１ｂ）第１回路１０が第２回路１１による抵抗値の測定時に電圧の印加を停止することで、第２回路１１による測定精度を高めることができる。その結果、ガスセンサ１の感度が向上する。
【００４５】
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
図２Ａ，２Ｂに示すガスセンサ１Ａは、センサ素子２Ａを備える。
【００４６】
センサ素子２Ａは、基材３と、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６Ａと、第２電極７Ａと、第３電極８と、ヒータ９と、第１回路１０と、第２回路１１とを有する。センサ素子２Ａのうち、第１電極６Ａ及び第２電極７Ａ以外の構成は、図１Ａ，１Ｂのガスセンサ１と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
第１電極６Ａ及び第２電極７Ａは、酸化物層５の固体電解質層４とは反対側の表面に互いに離間して配置されている。つまり、第１電極６Ａ及び第２電極７Ａは、酸化物層５と接触しているが、固体電解質層４とは離間している。
【００４８】
［２−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）第１電極６Ａ及び第２電極７Ａを酸化物層５の表面に配置した場合でも、第１回路１０によって、酸化物層５の酸化状態を調整することができる。
【００４９】
［３．第３実施形態］
［３−１．構成］
図３Ａ，３Ｂに示すガスセンサ１Ｂは、センサ素子２Ｂを備える。
【００５０】
センサ素子２Ｂは、基材３と、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６Ｂと、第２電極７Ｂと、第３電極８と、ヒータ９と、第１回路１０と、第２回路１１とを有する。センサ素子２Ｂのうち、第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂ以外の構成は、図１Ａ，１Ｂのガスセンサ１と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
第１電極６Ｂは、固体電解質層４と酸化物層５との間に配置されている。具体的には、第１電極６Ｂは、固体電解質層４の基材３とは反対側の表面に配置されると共に、酸化物層５によって被覆されている。
【００５２】
第２電極７Ｂは、酸化物層５の固体電解質層４とは反対側の表面に配置されている。第２電極７Ｂは、平面視で（つまり厚み方向から視て）、第１電極６Ｂと重なる部位を有する。このように、第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂは、酸化物層５を挟むように配置されている。
【００５３】
［３−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）酸化物層５を挟むように第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂを配置することで、第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂの面積を大きくできる。そのため、第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂの抵抗値を下げることができる。その結果、第１回路１０の電圧印加によって酸化物層５を効率よく酸化できる。
【００５４】
［４．第４実施形態］
［４−１．構成］
図４Ａ，４Ｂに示すガスセンサ１Ｃは、センサ素子２Ｃを備える。
【００５５】
センサ素子２Ｃは、基材３と、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６Ｂと、第２電極７Ｂと、第３電極８Ｃと、ヒータ９と、第１回路１０と、第２回路１１とを有する。センサ素子２Ｃのうち、第３電極８Ｃ以外の構成は、図３Ａ，３Ｂのガスセンサ１Ｂと同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
第３電極８Ｃは、基材３と固体電解質層４との間に配置されている。具体的には、第３電極８Ｃは、基材３の固体電解質層４と同じ側の表面に配置されると共に、固体電解質層４によって被覆されている。また、第３電極８Ｃは、平面視で、第１電極６Ｂ及び第２電極７Ｂと重なる部位を有する。
【００５７】
［４−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（４ａ）酸化物層５の酸化に用いる第３電極８Ｃを固体電解質層４で保護することができる。
【００５８】
［５．第５実施形態］
［５−１．構成］
図５Ａ，５Ｂに示すガスセンサ１Ｄは、センサ素子２Ｄと、スクラバー１３と、を備える。
【００５９】
＜センサ素子＞
センサ素子２Ｄは、固体電解質層４Ｄと、酸化物層５と、第１電極６と、第２電極７と、第３電極８Ｄと、ヒータ９と、測温抵抗体９Ａと、第４電極１２と、第１回路１０Ｄと、第２回路１１と、を有する。
【００６０】
センサ素子２Ｄのうち、固体電解質層４Ｄ、第３電極８Ｄ、測温抵抗体９Ａ、第４電極１２、及び第１回路１０Ｄ以外の構成は、図１Ａ，１Ｂのガスセンサ１と同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
本実施形態の固体電解質層４Ｄは、先端が閉塞したチューブを形成している。チューブの内側と外側とは、固体電解質層４Ｄによって隔離されている。チューブの外側の表面には、酸化物層５、第１電極６、第２電極７及び第４電極１２が配置されている。チューブの内側の表面には、第３電極８Ｄ、ヒータ９及び測温抵抗体９Ａが配置されている。ガスセンサ１Ｄでは、固体電解質層４Ｄが構成するチューブの外側に被測定ガスが供給される。
【００６２】
第３電極８Ｄは、チューブの先端部の内側に配置されている。本実施形態では、第１回路１０Ｄによって酸化物層５に電圧を印加する際に、第３電極８Ｄ（つまり、チューブ内部）に基準ガスＧ０が供給される。これにより、第３電極８Ｄは、基準ガスＧ０に晒される。
【００６３】
測温抵抗体９Ａは、チューブの内側の表面において、ヒータ９の近くに配置されている。測温抵抗体９Ａは、温度によって自身の抵抗値が変化する。そのため、測温抵抗体９Ａの抵抗値に基づいて、ヒータ９の通電制御を行うことができる。
【００６４】
第４電極１２は、チューブの外側において、固体電解質層４Ｄの表面に配置されている。第４電極１２は、酸化物層５に被覆されていない。つまり、第４電極１２は、固体電解質層４Ｄと接触し、かつ酸化物層５とは離間して配置されている。
【００６５】
図５Ｂに示すように、第１回路１０Ｄにおいて、第１電極６又は第２電極７（図５Ｂでは第１電極６）が三電極法における作用電極、第４電極１２が三電極法における参照極、第４電極１２が三電極法における対極（つまりカウンター電極）を構成している。
【００６６】
第１回路１０Ｄは、電源Ｅによって、第１電極６と第３電極８Ｄとの間に電圧を負荷する。電源Ｅと第３電極８Ｄとの間には、オペアンプＯＰが配置されている。電源Ｅは、オペアンプＯＰの非反転入力端子に接続されている。第３電極８Ｄは、オペアンプＯＰの出力端子に接続されている。第４電極１２は、オペアンプＯＰの反転入力端子に接続されている。
【００６７】
＜スクラバー＞
スクラバー１３は、第３電極８Ｄに供給される基準ガスＧ０から、センサ素子２Ｄが検知する特定成分を除去する。
【００６８】
基準ガスＧ０としては、大気、キャリブレーション用のガス、被測定ガス等を用いることができる。例えば、センサ素子２ＤがＮＯｘを検知する場合では、スクラバー１３は、ＮＯ２を除去する。また、スクラバー１３は、水蒸気及び有機物をさらに除去できるものが好ましい。
【００６９】
［５−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（５ａ）第１回路１０Ｄによって、酸化物層５の電位を一定にすることができる。そのため、使用雰囲気が変わる場合にも酸化物層５の酸化状態を一定に保ち易くできる。
【００７０】
（５ｂ）スクラバー１３によって基準ガスＧ０から特定成分を除去することで、第３電極８Ｄと特定成分との反応によって第３電極８Ｄの電位が変化することが抑制できる。その結果、酸化物層５の電位の制御がより確実に行える。
【００７１】
［６．第６実施形態］
［６−１．構成］
図６Ａ，６Ｂに示すガスセンサ１Ｅは、センサ素子２Ｅと、スクラバー１３と、第１ケーシング１４と、第２ケーシング１５とを備える。スクラバー１３は、図５Ａのガスセンサ１Ｄと同じものである。
【００７２】
＜センサ素子＞
センサ素子２Ｅは、固体電解質層４と、酸化物層５と、第１電極６Ｂと、第２電極７Ｂと、第３電極８と、ヒータ９と、第４電極１２Ｅと、第１回路（図示省略）と、第２回路（図示省略）とを有する。
【００７３】
センサ素子２Ｅのうち、第４電極１２Ｅ以外の構成は、図３Ａ，３Ｂのガスセンサ１Ｂと同じものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
第４電極１２Ｅは、固体電解質層４の基材３とは反対側の表面に配置されている。第４電極１２Ｅは、第１電極６Ｂ又は第２電極７Ｂが作用電極、第３電極８が参照極を構成する第１回路において、対極を構成している。なお、第４電極１２Ｅのパッド部は、基材３の表面に配置されている。
【００７５】
＜ケーシング＞
第１ケーシング１４は、固体電解質層４の表面の一部と、酸化物層５と、第１電極６Ｂと、第２電極７Ｂと、第４電極１２Ｅとを格納するように、基材３又は固体電解質層４上に配置されている。
【００７６】
なお、第１電極６Ｂ、第２電極７Ｂ及び第４電極１２Ｅのパッドは、第１ケーシング１４の外側に配置されている。また、第４電極１２Ｅは、第１ケーシング１４及び第２ケーシング１５に格納されなくてもよい。
【００７７】
第１ケーシング１４内には、開口１４Ａから被測定ガスＧ１が供給される。つまり、第１ケーシング１４は、センサ素子２Ｅによって特定成分を検知するための空間を画定している。
【００７８】
第２ケーシング１５は、固体電解質層４の表面の一部と、第３電極８とを格納するように、基材３又は固体電解質層４上に配置されている。なお、第３電極８のパッドは、第２ケーシング１５の外側に配置されている。
【００７９】
第２ケーシング１５内には、開口１５Ａからスクラバー１３を通過した基準ガスＧ０が供給される。つまり、第２ケーシング１５は、第３電極８に基準ガスＧ０を供給するための空間を画定している。
【００８０】
なお、第３電極８が被測定ガスＧ１中の特定成分を他の成分に変換する触媒機能を有してもよい。例えば、第３電極８はＮＯｘを他の成分に変換する触媒機能を有してもよい。これにより、図７Ａに示すガスセンサ１Ｆのように、スクラバー１３を省略することができる。
【００８１】
ガスセンサ１Ｆでは、被測定ガスＧ１が、第１ケーシング１４及び第２ケーシング１５に並列に供給される。なお、ガスセンサ１Ｆでは、第１ケーシング１４及び第２ケーシング１５を省略してもよい。
【００８２】
また、図７Ｂに示されるガスセンサ１Ｇのように、被測定ガスＧ１を第１ケーシング１４及び第２ケーシング１５に直列に供給してもよい。ガスセンサ１Ｇでは、被測定ガスＧ１は、第１ケーシング１４内に開口１４Ａから供給されたのち、別の開口１４Ｂから排出され、第２ケーシング１５内に開口１５Ａから供給される。また、ガスセンサ１Ｇでは、スクラバー１３が第１ケーシング１４と第２ケーシング１５との間の流路に配置される。
【００８３】
［６−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（６ａ）第３電極８と、その他の電極とを空間的に隔離することで、第３電極８が被測定ガスＧ１に晒されることを避けることができる。その結果、酸化物層５の電位をより正確に一定とすることができる。
【００８４】
［７．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００８５】
（７ａ）上記実施形態のガスセンサにおいて、第１回路は、必ずしも第２回路による測定時に電圧の印加を停止しなくてもよい。つまり、第２回路による測定中にも、第１回路によって、第１電極及び／又は第２電極と第３電極との間に電圧が印加されてもよい。
【００８６】
（７ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…ガスセンサ、
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…センサ素子、３…基材、
４，４Ｄ…固体電解質層、５…酸化物層、６，６Ａ，６Ｂ…第１電極、
７，７Ａ，７Ｂ…第２電極、８，８Ｃ，８Ｄ…第３電極、９…ヒータ、
９Ａ…測温抵抗体、１０，１０Ｄ…第１回路、１１…第２回路、
１２，１２Ｅ…第４電極、１３…スクラバー、１４…第１ケーシング、
１４Ａ，１４Ｂ…開口、１５…第２ケーシング、１５Ａ…開口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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