(57)【要約】  センサ条件の方法は、燃焼プロセスからの排気のような異なるガスに対する反応の間の信号出力安定性及び識別を改良するために提案されている。反対極性及び等価振幅の矩形波（鋸波）電圧パルスは、センサ電極の間に印加される。チャージする電源が前記センサから非接続とされ、センサ放電が記録されるときに、これらパルスは、ポーズにより分離される。解析されるガスの濃度に関する有益情報は、２つの測定方法から抽出され得る。・  電圧パルスに直後に続くポーズ期間中に開回路電圧低下を測定すること。・  正（負）パルス中にチャージする電流を測定し、電圧パルスに続くポーズ期間中に電流を放電すること。
2009500594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの電極を持つセンサと、
このセンサを前記電極の交互の極性を条件とするための手段と、を含み、
これにより、ガスシステムは、混合ガス環境での個々のガスを測定するために使用され得るガスセンサシステム。
【請求項２】
前記センサは、燃焼排気の際に存在するO２ 、NOｘ、NO、 NO２、CO、CO２、非燃炭化水素、及び他のガスを備えるグループから選択され一つのガスを超えて検出可能である請求項１に記載のガスセンサシステム。
【請求項３】
前記センサは、
ジルコニウム酸素センサ、混合ポテンシャルセンサ、及びラムダセンサを備えるが、限定されずに、そのグループから選択される請求項２に記載のガスセンサシステム。
【請求項４】
前記条件とするための手段は、
前記センサ電極（３倍相境界線）の反応サイトでの酸化還元反応から蓄積された電荷を除去するための手段と、
前記センサの感覚大気の作用として生じる変化を特徴付けるための手段と、
を備える請求項３に記載のガスセンサシステム。
【請求項５】
汚染イオンを除去するための前記手段は、
前記電極の極性を反対にするための手段を備える請求項４に記載のガスセンサシステム。
【請求項６】
変化を特徴付けるための前記手段は、
前記電極の極性を反対にするのに続いて、前記ガスセンサの動的な放電を検出するための手段を備える請求項５に記載のガスセンサシステム。
【請求項７】
燃焼プロセスから排気のような異なるガスに対する応答の間の信号出力安定性及び識別を改善するためのセンサ条件の方法であって、
a.センサ電極の間に反対の極性の方形波（又は鋸波）及び等価振幅のような電圧パルスを印加し、
b.チャージする電源が前記センサから非接続でセンサ放電が記録されるときに、ポーズで前記パルスを分離し、
c.電圧パルスに直後に続くポーズ期間中で電圧低下から解析されるガスの濃度に関する有益情報を抽出する
各工程を備える方法。
【請求項８】
センサからの出力信号を条件とすることにより混合ガスを測定する方法であって、
a.チャージする電源にセンサ電極を接続することにより、反対極性の電圧パルス（方形波、鋸波、又は他の形状）及びセンサ電極間の近似的な等価振幅を印加し、
b.チャージする電源が前記センサから非接続に限定されないような技術によるポーズで前記パルスを分離し、
c.電圧パルスに直後に続くポーズ期間中で電圧低下から解析されるガスの濃度に関するセンサ情報の記録が抽出される
各工程を備える方法。
【請求項９】
前記センサ放電情報は、
a. ポーズ期間中（to）に経過した特定時間における電圧として解析されるガスについてセンサ応答（Vr）
Vr=Vo＋S＊Log(to)を計算し、
但し、S及びVoが、片対数座標（V〜Log(t)）において電圧低下曲線の初期部分の線形後退から計算された傾斜及び定数であるとき、
ｂ.公知の解析されるガス濃度（C）及びセンサ応答（Vr）
C＝F(Vr)
の間の従属として較正曲線を確立し、
ｃ. センサ応答（Vr）及び確立された較正曲線を使用することにより、解析されるプロセスにおける解析されるガス濃度を計算し、
の各ステップによって記録される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合ガスは、NOｘ、NO、 NO２、CO、CO２、非燃炭化水素、及び燃焼排気している他のガスを備え、限定されないでそのグループから選択される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記センサは、ポテンショメータのジルコニア酸素センサ、ラムダセンサ、及び混合ポテンシャルガスセンサを備え、限定されないでそのグループから選択されている請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
混合ポテンシャルセンサとして酸素センサを使用する方法であって、
a.前記センサ電極と協働した容量をチャージし、
b.前記容量を放電し、そして
c.容量電圧を記録することによって、前記容量放電を測定し特徴付ける
各工程を備える方法。
【請求項１３】
前記方法が更に
a.反対に印加された電圧で容量チャージを交互に行い、
b.前記放電、測定、及び特徴付けを繰り返す
各工程を備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記容量は、電圧を印加することにより、前記容量は、前記電極でチャージされる請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
混合されたポテンシャルセンサとして酸素センサを使用する方法であって、
a.電流を適用することによって、前記センサの電極にチャージを形成し、
b.前記チャージを放電し、そして
c.チャージ及び放電プロセス中に電流を測定し及び特徴付ける
各工程を備える方法。
【請求項１６】
前記方法が更に
a.反対のチャージ極性を発生するための交流電流とし、
b.前記チャージ及び放電極性、測定、及び特徴付けを繰り返す
各工程を備える請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記チャージが、条件電流パルスを適用することにより、前記電極で前記チャージは、形成される請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
繰り返しパターンにおける正負極性の条件電流パルスを適用することにより、前記電極で前記チャージが形成される請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
電極を形成するための内外金属コーティングを持つジルコニアシンブルを持つガスセンサであって、前記２つの電極の間の電圧を測定することによって、前記シンブル内部に前記シンブルの外側の測定ガスと、前記シンブルの内側の基準ガスとの間の微分（差異）酸素濃度を測定するために使用され、該微分（差異）酸素濃度を計算し、
その改良として、
センサ電極間で反対の極性の電圧パルス及び近似等価振幅を印加することにより、前記センサを条件付けることによって、混合ガスを付加的に測定する工程を備える方法。
【請求項２０】
前記電圧パルスは、
a.チャージする電源にセンサ電極を接続し、
b.前記パルスをポーズで分離し、
c. 電圧パルスに直後に続くポーズ期間中で電圧低下から解析されるガスの濃度に関するセンサ放電情報の記録が抽出される
各工程によって生成される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ポテンショメータジルコニア酸素センサ、ラムダセンサ、及び混合ポテンシャルガスセンサを備え、限定されないでそのグループから選択されているガスセンサであって、その改良として、
電極を測定する際に、活性化反応の条件付けが、電極活動毒成分の蓄積を防止し、
それにより、前記センサは、電極触媒活動を酸化／還元反応に電子的に変化させることによって、ガスストリームの異なる成分について改良された感度を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはガスセンサ、特に、燃焼排気する際に、共通する、一酸化炭素、非燃炭化水素、及び窒素酸化物のような混合ポテンシャルガスセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼排気ガスは、次の主成分、即ち、N2、O２ 、CO、CO２、H2O、及びNOｘを含む。燃料の充分な領域では、排気は、過度の濃度のCO,炭化水素(HC)を含む。燃料不足領域では、排気は、NOｘの過度の濃度を含む。化学量論的な点の近くの燃焼は、これら有害汚染物質の最小濃度を含む（図１参照）。
【０００３】
燃焼ガスストリームにおけるO２の濃度を測定するために、ジルコニア酸素センサが典型的に使用される。通常は、プラチナの内外の金属コーティングを持ち、電極を形成（図２参照）するジルコニアシンブルが一般的に形成されている。その時、これら電極は、前記シンブルの外側の測定ガスと、前記シンブルの内側の基準ガス、通常は、大気の空気との間の微分された酸素濃度を測定するために使用される。２つの電極間の電圧を測定することにより、該微分された酸素濃度が計算される。
【０００４】
幾つかの電気化学的な反応が３相境界線（TPBL、Pt電極を分離する線、解析されたガス、及びジルコニア基板）の近傍で電極面上に発生する。
【０００５】
O2 ＋4e-⇔2O2-                              (1)  
CO ＋O2 ⇔CO2＋2e-                          (2)
2NO＋4e-⇔N2 ＋2O2-                         (3)
反応式（１）は、両電極（測定電極１及び基準電極３、図２参照）上に発生する。反応式２及び３は、測定電極上にのみ発生する。高められた温度（＞６００℃）では、式(2)及び式(3)の 反応率は、反応式(1)と比べて無視できるほど小さく、O2の直接測定用のジルコニア酸素センサの利用が許容されている。この範囲ではセンサ応答は、ネルンスト（Nernst）式：
EMF＝RT／４F＊Ln（Pair/Pgas）            （4）
但し、Rは、完全なガスモル定数、Tは、絶対温度、Fは、ファラディ定数、Pairは、センサの基準側の酸素の一部圧力、及びPgasは、測定側の酸素の一部圧力である。
【０００６】
低い温度（≦５００℃）では、反応式(2)及び(3)の反応率は、反応式(1)と比較可能となってきており、ジルコニアセンサが他のガス構成燃焼排気の測定に使用されるのを許容する。センサ応答は、ネルスト式によってより長い記述がされない。典型的には、発生されたセンサ出力は、式（４）で予測されたEMFより高いのが重要である。幾つかの反応が測定電極に同時に起こるので、この範囲でのセンサ応答は、混合ポテンシャルと呼ぶ。
【０００７】
混合ポテンシャルの範囲では、酸化反応式（２）は、活性化反応サイト（TPBL）の近傍において酸素イオンを消費し、センサ出力を増加している。こうして、炭素一酸化物の増大された濃度の存在がセンサ出力を増大させるであろう。他方、還元反応（３）は、TPBLの近傍において、酸素イオン濃度を増大させるであろう。混合ポテンシャルの範囲では、ジルコニアセンサは、酸素一部圧力の変化に対して大変弱い応答を持っている。
【０００８】
数タイプの混合ポテンシャルガスセンサが、燃焼制御及び環境監視プロセス用に発達している。図３及び図４は、図２に示す構成に加えて混合されたポテンシャル測定用に使用可能なセンサ構成の例を示す。図３及び図４では、両測定電極は、解析されるガスに晒される。混合ポテンシャル信号は、これら測定電極の異なる触媒活動によって発生される。これらセンサは、炭素一酸化物及び窒化酸化物の存在に強い応答を明白に示していた。しかしながら、安定性、反復可能性、及び選択性は、可変の商業的なセンサの発達を許容しなかった。（米国特許第６，６０５，２０２Ｂ１参照）
【０００９】
ジルコニア酸素センサの選択性及び感度制を改善するために微分パルス電圧測定法（DPV）が使用される。DPV法は、パルス電圧を持つセンサ電極間で印加されたバイアスされ印加され増大する電圧をパルス電圧で重ねあわせ、その時の不意の電圧変化の瞬間での結果電流を測定する。発生電流は、解析されたガスで存在するNOｘの濃度に関する。
【特許文献１】米国特許第６，６０５，２０２号明細書Ｂ１
【特許文献２】米国特許第５，５５４，２６９号明細書
【非特許文献１】「酸化還元ガスを感知するための固体電極に基づく混合ポテンシャル型装置における進歩」  N.三浦、G.Lu、N.山添、ソリッドソテートイオニックス  １３６−１３７巻、５３３−５４２頁、2000年」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
DPDの欠点は、発生電流がセンサ電極抵抗に反比例する事実に関連する。電極抵抗は、通常、センサの劣化で増大し、追加的には、DPVはDC電圧を有するバイアスセンサを含み、直流電圧が、電極において分極し、センサの抵抗が増大する。電極抵抗の変化は、相当な正確性を維持するために頻繁に再較正する必要がある。
【００１１】
本発明の課題は、酸化可能（炭素一酸化物、非燃炭化水素等）で還元可能（窒化一酸化物等）な排出ガス流において、存在するガスの濃度を検出するための新しい方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、センサ電極が条件付け処理に依存するのに基づいている。反対極性及び等価振幅の方形波（又は鋸波）電圧パルスは、センサ電極間に印加される。これらパルスは、チャージ電源がセンサから非接続になりその開回路センサ放電が例えばデータ獲得システム（DAQ）で記録されるときに、ポーズによって分離される。解析されたガスの濃度に関する有益な情報は、電圧パルスに直後に続くポーズ期間中に電圧低下を測定することにより、抽出され得る。
【００１３】
代替的な方法は、正または負のパルス間にチャージする電流を測定し、電圧パルスに続くポーズ（センサ電極が切り換わるとき）中に電流を放電することを含むものである。
【００１４】
動的なセンサ方法は、反応式１−３によるTPBL近傍でO2−イオンの濃度を制御する還元可能な／酸化可能なガスの総濃度に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の利点及び特徴は、以下の詳細の記述及び特許請求の範囲及び図面を参照すれｈが、理解されよう。図面に関しては、同一の要素は同一の基準符号で識別される。
【００１６】
本発明の最良の実施の形態は、以下のものを含み、タイプの公知の酸素センサに適用される好ましい実施例の観点から提案されている。しかしこれらに限定されるものではない。
【００１７】
１．図２に示されたような伝統的なジルコニア酸素センサ（８）。センサは、一般的に、内部のプラチナのコーティング（３）及び外部のプラチナのコーティング（２）を持ち、基準及び測定電極を形成するジルコニアシンブル（１）から形成されている。基準電極は、通常、周囲空気（５）に晒され、測定電極は、解析されるガス（７）に晒される。基準及び測定電極間で測定された電気起電力（EMF）が、解析されるガスにおける一部酸素圧力を獲得するのに使用される。
【００１８】
２．図３に示されているような混合されたポテンシャルセンサ（型１）。センサの両電極（２及び９）は、解析されるガスに晒される。
【００１９】
３．図４に示されているような混合されたポテンシャルセンサ（型２）。センサは、解析されるガスに晒される２つの測定電極（２及び９）及び空気に通常晒される基準電極を有する。
【００２０】
４．ラムダセンサ−両シンブル型及び平面多層設計。
【００２１】
提案された条件処理の概略図が図５に示される。センサ（１４）は、直列接続される抵抗器R及びキャパシタCによって現れている。正パルス（I）期間では、センサは、スイッチ（１２）を閉じ、且つ、スイッチ（１３）を開くことにより、電源（１１）で接続されている。測定センサ電極（解析されるガスに晒される）は、電源の極性により正にチャージされている。ポーズ（II）期間では、スイッチ（１２）は開き、且つ、スイッチ（１３）は閉じる。センサ電極は電源から非接続となり開回路センサ放電がデータ獲得システム（DAQ）で記録される。ポーズの終りにおいて、センサ電極は再びDAQから非接続となり、電源に接続されるが、逆極性（III）を持つ。センサ電極を測定することは、負にチャージされる。負パルスの終りで、センサ電極は、電源から再び非接続となり、スイッチ１２を開き、且つ、スイッチ１３を閉じることによって、DAQと再接続され、センサ放電が直接の極性を持つ電源と再び接続される、そして、プロセスはそれ自身で繰り返すであろう。
【００２２】
本発明のもう一つの実施例では、DAQは、解析されるセンサに永久接続され得るし、スイッチ１２だけは、電源からセンサ電極を接続及び非接続するのに使用される。
【００２３】
伝統的な酸素センサのために、電圧が参照及び測定電極（２及び３、図２参照）間に印加される。型１の混合されたポテンシャルセンサのために、−電圧が２つの測定電極（２及び９、図３参照）間に印加される。型２の混合されたポテンシャルセンサのために、−電圧が２つの測定電極（２及び９）の間か、測定及び基準電極の各々の間（２及び３、又は９及び３、図４参照）に印加される。
【００２４】
両センサ電極が空気に晒されるとき、センサはゼロ出力電圧を発生する。この場合、負又は正にチャージされたセンサは、負又は正のパルスの後に完全に放電する。但し、パルス間のポーズが十分長い場合である（図６参照）。
【００２５】
測定電極が燃焼排気に晒されるならば、センサは電圧出力を発生する（Vs、図７参照）（ネルスト等式（４）によるか、混合ポテンシャル応答によるかいずれか）。正又は負のパルスを重ねると、図７に示されるように動的放電
を生じる。センサ出力（Vs）は、幾つかの手法で動的放電から抽出され得る。
１）パルスとパルスの期間のポーズは、十分長く、センサはVsのレベルに完全に放電され得る。
２）動的なセンサは、キャパシタ放電の式で記述され得る。
【００２６】
V＝Vs＋Vo＊exp（-t/RC）            (5)
但し、Voは、正／負のパルス振幅で、ｔは時間、Rはセンサ抵抗、そしてCはセンサキャパシタンスである。初期放電の傾斜を測定することにより、Vｓ値は、
ポーズ期間を減少することにより測定をより早くするのを許容するように推定され得る。
【００２７】
（１．例１  窒化酸素（NO）の測定例１）
本発明の好ましい実施例の一例により、NOの濃度が伝統的なジルコニア酸素センサ及び提案された条件処理を使用して測定された。排気ガス酸素センサ（EGO）（０．５−１０％の広い範囲で酸素濃度の正確な測定が可能）は、〜５１０℃の温度での加熱炉内に置かれる。センサは内部ヒーターに備えられ、ヒーター電圧は、V=１０ボルトに設定される。センサ測定電極は、N２、O2、NO、NO２、COガスに晒されており、燃焼プロセス排気での条件をシミュレートする。
【００２８】
提案された方法の利点を示すために、我々は、最初にセンサを3％（バランスN2）のO2濃度でのNO(0-１０００ｐｐｍ)の集中においてパルス変化に晒した。図８は、適用されたNOに応答してEGOセンサmＶを示す。センサ応答は、むしろ弱く（＜１５mＶ）基線の重要なドリフトを示す。この行為は、典型的には、相対的に低い操作温度での伝統的なジルコニア酸素センサのためにある。（「酸化還元ガスを感知するための固体電極に基づく混合ポテンシャル型装置における進歩」  N.三浦、G.Lu、N.山添、ソリッドソテートイオニックス  １３６−１３７巻、５３３−５４２頁、2000年」参照）。
【００２９】
センサ応答のこの型は、出力の重要な出力によるNO濃度を測定するのに直接使用されない。
【００３０】
図９（a）は、本発明による条件処理に依存する間,センサ出力信号を示す。条件処理は、＋／−２．５ボルトの振幅及び2秒の期間での方形波パルスを含んでいた。センサ電極は、電源から非接続とされたときに、パルスは、ポーズ（10秒期間を持つ）で分離された。図９（a）での実線は、印加電圧を示し、中実円は、DAQで測定された電圧を示す。正及び負の電圧パルスに続くポーズ期間中のセンサ放電は、方程式（５）で近似された。曲線適用手順の結果が、図９（b）及び図９（ｃ）で示される。放電曲線の初期部は、片対数座標における直線で近似され得る。適用線は、ｔ＝１０秒のポーズ期間に重なった。図９（b）及び図９（ｃ）での中実の正方形及び矢印は、結果として推定された電圧を示す。これら電圧は、本発明の好ましい実施例による条件処理下の解析されたガスに応じて測定のために続けて使用される。
【００３１】
図１０は、図８で示されているような同一のテスト設定で測定されたセンサ条件処理を使用することにより、NOの濃度におけるパルス変化に対するEGOセンサの応答を示す。条件処理は、１５から〜８０mＶの解析されるガス（NO）に対するセンサ応答の重要な振幅という結果となったし、センサ基線信号のドリフトを減少させる（NO＝0ｐｐｍにおける）。達成された改善としては、正の電圧パルスに続くポーズ期間中に測定されたセンサ応答用に最も明白である。負の電圧パルスでセンサ測定電極の活性化が、適用されたNOに応じたセンサ出力の減少の結果を生じた期間の間に、正の電圧パルスでセンサ電極の活性化は、適用されたNOの応答にセンサ出力の増加という結果を生じた。（図１０（a）及び
１０（b）参照)
【００３２】
図１１は、条件処理に依存する間に、NO（０；５０；１００；２００；５００；1０００；５００；２００；１００；５０；０ｐｐｍ）のステップ変化に対するセンサ応答を示す。センサ応答は、強く、ヒステリシスはほとんど示さない。
【００３３】
図１１（a）で示されたデータは、図１２で示されたセンサがNO濃度に関する較正曲線を確立するように使用される。この較正曲線は、NO濃度（０；５０；１００；２００；５００；1０００；５００；２００；１００；５０；０ｐｐｍ）（図１３参照）又はNO（０−１０００ｐｐｍ）でのパルス変化期間中（図１４参照）のステップ変化の条件での解析されたガスでのNO濃度を直接測定するのに使用された。両方の場合では、センサ条件処理は、解析されたガスに応答した安定で繰り返し可能なセンサ出力を生じる結果となった。
【００３４】
図１で見られるように、燃焼排気は、混合ガスO2、NO、CO等を含む。センサ出力の交互干渉は、個々のガスを混合で信頼できる測定を提供する際に、重要な要因である。我々は、センサを条件処理に依存する間、CO及びO2の変動に応じてEGOセンサの干渉を検証する。燃焼プロセス用のNO検出の望ましい範囲は、０−１０００ｐｐｍである。得られたデータは、低（NO=０ｐｐｍ）で、中範囲（NO=２５０ｐｐｍ）NO範囲（NO=２５０ｐｐｍ）NO濃度で、他のガスとの干渉を示すであろう。図１５は、１０００ｐｐｍCO（NO=０ｐｐｍで）に対するセンサ応答が３０ｐｐｍＮＯを超えないことを示す。２５０ｐｐｍNOで２５０ｐｐｍCOの干渉が４９＋／−４５NO（図１６参照）。
【００３５】
０．５−１０％の範囲でのO２の干渉は、２５ｐｐｍＮＯを超えないで（図１７参照）、それは６１＋／−２５ｐｐｍNO（NO=２５０ｐｐｍで）である（図１８参照）。
【００３６】
図１９は、ガス混合において、２５０ｐｐｍNOに対する７５ｐｐｍNO２の付加の効果を示す。センサ出力において結果として生じるシフトは、７８＋／−２５ｐｐｍであって、本発明の好ましい実施例がNO＋NO２（NOｘ）の組合せ濃度ｍの測定を許容する直接の証拠を提供する。
【００３７】
（２．例２  COの測定例）
本発明の好ましい実施例において、排気ガス混合における異なるガスに対する感度は、条件付けている電圧パルスの振幅を変化することにより、変化され得る。図２０は、条件付ける電圧パルス＝１ボルトの振幅で条件処理にセンサが依存する間、１５００ｐｐｍCO（２％O２）に対するセンサ応答を示す。COに対するセンサ感度は、２．５ボルトの電圧振幅を条件処理と比較して改善したことが重要である。
【００３８】
CO/NOｘ検出の代替的方法は、パルス及びポーズ期間中にチャージ／放電電流を測定することに基づいている。図２１は、これら測定図を示す。センサ（１４）は、直列接続された抵抗器R及びキャパシタCによって表されている。正のパルス（I）期間中に、センサは、スイッチ（１２）を閉じ、且つ、スイッチ（１３）を開くことによって、電源（１１）に接続される。測定センサ電極（解析されるガスに晒される）は、電源の極性により正にチャージされている。動的なセンサチャージは、電流計（１７）と共に記録される。ポーズ（II）期間中は、スイッチ１２は開き、スイッチ１３は閉じる。センサ電極は、電源から非接続となり、電流計を介して入れ替わる。センサ放電電流は、電流計（１７）と共に記録される。ポーズ期間の終了時に、センサ電極間のシャントが除去され、電極が逆極性（III）電源と接続される。測定センサ電極は、負にチャージされ動的なセンサチャージは、電流計（１７）と共に記録される。
負パルスの終了時に、センサ電極は再び電源と非接続となり、スイッチ１２を開き且つスイッチ１３を閉じることにより、電流計を介して切り換わる。センサ放電電流は、電流計（１７）と共に記録される。ポーズ期間の終了時に、センサ電極が電源と再び接続され、プロセス自身は繰り返すであろう。動的なセンサチャージ／放電電流は、酸化−還元反応率を反映するであろうし、雰囲気ガスにおけるCO及びNOｘの濃度に関連しているであろう。
【００３９】
例１及び２に図示されているようにセンサ条件の提案された方法の利点は次のように要約され得る。
【００４０】
１．正負パルスは、等価振幅を持ち、センサ電極の総極性の原因ではない。
【００４１】
２．各サイクルにおいてO2−イオンの新鮮な供給を介して活性化反応サイトをリフレッシュすることにより、センサ安定性を改善し、酸化還元反応からチャージの蓄積を防止する。また、排気流（例えば、SO2／SO3）の微小要素の毒作用を防止し、それにより、通常、解析されるCO/NOガスに対する応答を妨害して遮蔽する。
【００４２】
３．印加電圧振幅及びパルス期間は、特に、解析されるガス（CO又はNOX）に対する感度を改善するのに選択され得る。上述された反応式２及び３は、正負ポテンシャルを印加することによって加速され得る。
【００４３】
４．提案されたセンサ条件は、解析されるガスに晒された一電極と、空気に晒された参照電極とを持つ、伝統的なジルコニアO2センサに適用され得る。解析されるガスに晒された２つの電極を持つセンサに適用され得る。それにより、２つの電極の異なる触媒活動による混合されたポテンシャル応答を生成する。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施例が図示され目的のために提案された。それらは、開示した正確な型式に本発明を限定する意図でなく、明らかな多くの修正及び変形例が上記教えの見地から可能である。実施例は、本発明及びその実践的な応用の原理を最も良く説明するために選択され記述されている。それにより、当業者が本発明を様々な修正を考慮して特定使用することも可能である。特許請求の範囲に規定されたもの及びその均等物についても意図されている。従って、本発明は特許請求の範囲に規定されたものにのみに限定されるのではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】燃焼排気プロセスの概略図である。
【図２】ジルコニア酸素センサの概略図である。
【図３】解析されるガスに晒された２つの電極を持つ型１の混合ポテンシャルセンサの概略図である。
【図４】解析されるガスに晒された２つの電極及び空気に晒された基準電極を持つ型２の混合ポテンシャルセンサの概略図である。
【図５】本発明によるセンサ状態の概略図である。
【図６】空気に晒される両電極を持つセンサ放電の概略図である。
【図７】測定電極が燃焼排気に晒されているセンサの放電図である。
【図８】公知手順による処理条件なしに３％O２でNO（０−１０００ｐｐｍ）のパルスへのポテンショメータ酸素センサの応答図である。
【図９】好ましい実施例による提案された方法と共に、処理条件に依存しデータ処理アルゴリズムを説明する間に、ポテンショメータ酸素センサからの出力を示す。
【図１０】好ましい実施例による提案された方法と共に、処理条件に依存する間に、NOのパルスへのポテンショメータ酸素センサの応答を示す。
【図１１】好ましい実施例による提案された方法と共に、処理条件に依存する間に、NOのステップ変化へのポテンショメータの酸素センサの応答を示す。
【図１２】適用されたNOｐｐｍ濃度を持つセンサ出力に関連する校正曲線を示す。
【図１３】好ましい実施例による提案された方法と共に、NOのステップ変化中に測定されたNOｐｐｍ濃度を示す。
【図１４】好ましい実施例による提案された方法と共に、０−１０００ｐｐｍ  NOパルスに応答する測定されたNOｐｐｍ濃度を示す。
【図１５】CO（０−１０００ｐｐｍ）及びNO＝０ｐｐｍの干渉パルスを示す。
【図１６】３％02でのNO（２５０ｐｐｍ）とCO（２５０ｐｐｍ）との間の干渉を示す。
【図１７】NO＝０ｐｐｍでの０．５−１０％範囲での酸素濃度における干渉変化を示す。
【図１８】NO＝２５０ｐｐｍでの０．５−１０％範囲での酸素濃度における干渉変化を示す。
【図１９】３％02でのNO（２５０ｐｐｍ）とNO２（７５ｐｐｍ）との間での干渉を示す。
【図２０】好ましい実施例による提案された方法と共に、COのステップ変化へのポテンシャルメータの酸素センサの応答を示す。
【図２１】センサがチャージ／放電する電流測定の図である。
【符号の説明】
【００４６】
I            正パルス
II          正パルス後のパルス
III          負パルス
IV          負パルス後のパルス
１１        外部電源
１２、１３  自動スイッチ
１４        センサ
１５        データ獲得システム
１６        解析されるガスに応じたセンサ出力電圧
１７        電流計
１８        測定されたセンサ電流
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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