(57)【要約】【課題】構成の簡素化を図ることが可能な酸化還元判断センサ、酸素センサ、酸化還元判断方法、及び酸素センサの酸素濃度測定方法を提供する。【解決手段】酸化還元判断センサ１は、定電流回路４０から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体１０に供給するポンピングセル２０と、ポンピングセル２０によって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセル３０と、センサセル３０により出力される電圧を測定する電位測定部５０と、電位測定部５０により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する判断部６０と、を備えている。【選択図】図１
2011033506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、
前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、
前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定手段と、
前記電位測定手段により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする酸化還元判断センサ。
【請求項２】
定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、
前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、
前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定手段と、
前記電位測定手段により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする酸素センサ。
【請求項３】
定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、を備えた酸素センサの酸化還元判断方法であって、
前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定工程と、
前記電位測定工程において測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する判断工程と、
を備えることを特徴とする酸素センサの酸化還元判断方法。
【請求項４】
定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、を備えた酸素センサの酸素濃度判断方法であって、
前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定工程と、
前記電位測定工程において測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸化濃度を判断する判断工程と、
を備えることを特徴とする酸素センサの酸素濃度判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化還元判断センサ、酸素センサ、酸化還元判断方法、及び酸素センサの酸素濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、限界電流に基づいて雰囲気中の酸素濃度を測定する限界電流式酸素センサが知られている。限界電流式酸素センサは、車両の排気ガスが排出される排気通路に配置され、空燃比を検出するためのセンサとして用いられることがある。このセンサでは、ポンピングセルとセンサセルとが設けられ、センサセルにて限界電流を測定し、測定された限界電流の値に応じて酸素濃度を検出する。また、このセンサでは、限界電流の値に応じて測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかについても判断可能となっている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の酸素センサでは、限界電流から酸素濃度を測定するため、又は、限界電流から酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断するために、センサセルに所定電圧を印加する定電圧回路を設ける必要があり、構成の複雑化を招いてしまう。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、構成の簡素化を図ることが可能な酸化還元判断センサ、酸素センサ、酸化還元判断方法、及び酸素センサの酸素濃度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の酸化還元判断センサは、定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定手段と、前記電位測定手段により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この酸化還元判断センサによれば、センサセルにより出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する。ここで、本件出願人は、酸化雰囲気におけるセンサセルの電極間電位差と、還元雰囲気におけるセンサセルの電極間電位差が異なることを見出した。すなわち、還元雰囲気において一方の電極の酸素濃度はポンピングセル側から供給される酸素により酸素濃度が高くなるが、他方の電極の酸素濃度は還元雰囲気に曝されて酸素濃度が低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。特に、この構成では、限界電流を得るために定電圧回路を設ける必要が無い。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明の酸素センサは、定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定手段と、前記電位測定手段により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この酸素センサによれば、センサセルにより出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する。ここで、本件出願人は、測定雰囲気の酸素濃度に応じてセンサセルの電圧値が異なることを見出した。ポンピングセルによって一定濃度の酸素ガスが供給されるため、一方の電極の酸素濃度は一方の電極の酸素濃度よりも高くなるが、測定雰囲気の酸素濃度が低ければ、この雰囲気に曝される他方の電極の酸素濃度は低くなる。このような酸素濃度の差によって、電圧値は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて測定雰囲気の酸素濃度を判断できることとなる。特に、この構成では、限界電流を得るために定電圧回路を設ける必要が無い。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の酸化還元判断方法は、定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、を備えた酸素センサの酸化還元判断方法であって、前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定工程と、前記電位測定工程において測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する判断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この酸化還元判断方法によれば、センサセルにより出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する。ここで、本件出願人は、酸化雰囲気におけるセンサセルの電極間電位差と、還元雰囲気におけるセンサセルの電極間電位差が異なることを見出した。すなわち、一方の電極の酸素濃度はポンピングセル側から供給される酸素により酸素濃度が高くなるが、他方の電極の酸素濃度は還元雰囲気に曝されて酸素濃度が低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。特に、この方法では、限界電流を得るために定電圧回路を必要としない。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の酸素センサの酸素濃度測定方法は、定電流回路から供給される定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体に供給するポンピングセルと、前記ポンピングセルによって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なセンサセルと、を備えた酸素センサの酸素濃度判断方法であって、前記センサセルにより出力される電圧を測定する電位測定工程と、前記電位測定工程において測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸化濃度を判断する判断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この酸素センサの酸素濃度測定方法によれば、センサセルにより出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する。ここで、本件出願人は、測定雰囲気の酸素濃度に応じてセンサセルの電圧値が異なることを見出した。ポンピングセルによって一定濃度の酸素ガスが供給されるため、一方の電極の酸素濃度は一方の電極の酸素濃度よりも高くなるが、測定雰囲気の酸素濃度が低ければ、この雰囲気に曝される他方の電極の酸素濃度は低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて測定雰囲気の酸素濃度を判断できることとなる。特に、この方法では、限界電流を得るために定電圧回路を必要としない。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る酸化還元判断センサの構成図である。
【図２】酸化雰囲気及び還元雰囲気におけるセンサセルの電圧の実験値を示すグラフである。
【図３】酸化雰囲気及び還元雰囲気におけるセンサセルの電圧の計算値（理論値）と実験値とを示す図である。
【図４】本実施形態に係る酸化還元判断方法を示すフローチャートである。
【図５】酸素センサの酸素濃度測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る酸化還元判断センサの構成図である。図１に示す酸化還元判断センサ１は、車両の排気ガスが排出される排気通路等に配置され、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断するためのものである。
【００１７】
この酸化還元判断センサ１は、ガス律速体１０と、ポンピングセル２０と、センサセル３０と、定電流回路４０と、電位測定部（電位測定手段）５０と、判断部（判断手段）６０とを備えている。
【００１８】
ガス律速体１０は、例えば多孔質セラミック基板からなり、拡散律速された酸素ガスをセンサセル３０側に供給するものとして機能する。
【００１９】
ポンピングセル２０は、酸素ガスをガス律速体１０に供給するものであって、ガス律速体１０側から順に、第１電極２１と、固体電解質２３と、第２電極２２とを積層した積層構造となっている。詳細に第１電極２１は、白金などからなる例えば平板状の部材であって、ガス律速体１０の一面側に設けられている。固体電解質２３は、安定化ジルコニアからなる部材であって、図１に示すように例えば断面略Ｌ字状に形成されている。この固体電解質２３は、第１電極２１の一部を覆うと共にＬ字の先端側がガス律速体１０に接するように配置されている。第２電極２２は、第１電極２１と同様に白金などからなり、例えば断面略Ｌ字状に形成されている。この第２電極２２は、固体電解質２３の一部を覆うと共にＬ字の先端側がガス律速体１０に接するように配置されている。
【００２０】
なお、各電極２１，２２及び固体電解質２３は、図１に示した形状に限るものではない。例えば、第２電極２２及び固体電解質２３がすべて平板状であってもよいし、第１電極２１が断面Ｌ字状であってもよい。また、各電極２１，２２及び固体電解質２３は、他の形状であってもよい。加えて、各電極２１，２２及び固体電解質２３を平面視した形状は、各電極２１，２２の配索の関係などから種々の形状を採用可能である。
【００２１】
定電流回路４０は、ポンピングセル２０に定電流を供給するものである。この定電流回路４０は、第１電極２１が陰極で第２電極２２が陽極となるように接続される。また、定電流回路４０の接続により、ポンピングセル２０は、定電流に応じた濃度の酸素ガスをガス律速体１０に供給することとなる。
【００２２】
センサセル３０は、ポンピングセル２０によって供給された酸素ガスの濃度と測定雰囲気における酸素濃度に応じた電圧を出力可能なものである。このセンサセル３０は、ガス律速体１０側から順に、第３電極３１と、固体電解質３３と、第４電極３２とを積層した積層構造となっている。詳細に第３電極３１は、白金などからなる例えば平板状の部材であって、ガス律速体１０の他面側に設けられている。固体電解質３３は、安定化ジルコニアからなる部材であって、図１に示すように例えば断面略Ｌ字状に形成されている。この固体電解質３３は、第３電極３１の一部を覆うと共にＬ字の先端側がガス律速体１０に接するように配置されている。第４電極３２は、第３電極３１と同様に白金などからなり、例えば断面略Ｌ字状に形成されている。この第４電極３２は、固体電解質３３の一部を覆うと共にＬ字の先端側がガス律速体１０に接するように配置されている。
【００２３】
なお、各電極３１，３２及び固体電解質３３は、図１に示した形状に限るものではない。例えば、第４電極３２及び固体電解質３３がすべて平板状であってもよいし、第３電極３１が断面Ｌ字状であってもよい。また、各電極３１，３２及び固体電解質３３は、他の形状であってもよい。加えて、各電極３１，３２及び固体電解質３３を平面視した形状は、各電極３１，３２の配索の関係などから種々の形状を採用可能である。
【００２４】
電位測定部５０は、センサセル３０により出力される電圧を測定するものである。この電位測定部５０は、第３電極３１と第４電極３２との電位差を測定することとなる。判断部６０は、電位測定部５０により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断するものである。
【００２５】
次に、本実施形態に係る酸化還元判断センサ１の基本動作を説明する。まず、定電流回路４０はポンピングセル２０に定電流を供給する。これにより、ポンピングセル２０は、第２電極２２において酸素ガスＯ２、水蒸気Ｈ２Ｏ、及び炭酸ガスＣＯ２を下記式により分解する。
Ｏ２＋４ｅ−→２Ｏ２−
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→２Ｈ２＋Ｏ２−
ＣＯ２＋４ｅ−→Ｃ＋２Ｏ２−
【００２６】
また、分解された酸素イオンは固体電解質２３へ汲み取られ、固体電解質２３中を伝導し、第１電極２１に達する。そして、酸素イオンは、第１電極２１において電子を放出し、酸素ガスとなってガス律速体１０に導入される。
【００２７】
その後、酸素ガスはガス律速体１０を介して、センサセル３０の第３電極３１に到達する。次いで、酸素ガスは第３電極３１において電子を受け取って酸素イオンとなり、酸素イオンは、固体電解質３３中を伝導し、第４電極３２において電子を放出して酸素ガスとなる。
【００２８】
ここで、第３電極３１と第４電極３２とには電位差が発生する。具体的に電位差は以下のようにして求めることができる。まず、第３電極３１の電位Ｅ１は、
Ｅ１＝Ｅ０＋（ＲＴ／４Ｆ）Ｉｎ（ｐＯ２〔１〕）
なる式によって表わすことができる。
【００２９】
また、第４電極３２の電位Ｅ２は、
Ｅ２＝Ｅ０＋（ＲＴ／４Ｆ）Ｉｎ（ｐＯ２〔２〕）
なる式によって表わすことができる。
【００３０】
ここで、Ｅ０は起電力であり、Ｒは気体定数であり、Ｆはファラデー定数である。また、ｐＯ２〔１〕は第３電極３１における酸素濃度であり、ｐＯ２〔２〕は第４電極３２における酸素濃度である。
【００３１】
そして、電位差Ｅは、上記式から、
Ｅ＝Ｅ１−Ｅ２＝（ＲＴ／４Ｆ）Ｉｎ（ｐＯ２〔１〕／ｐＯ２〔２〕）
・・・・（１）
で表わすことができる。この式（１）から明らかなように、電位差は両電極３１，３２の酸素濃度によって変化するといえる。
【００３２】
ここで、測定雰囲気が還元雰囲気である場合、電位差は大きくなる傾向にある。酸化還元判断センサ１では、ポンピングセル２０から一定濃度の酸素ガスがガス律速体１０に供給される。このため、第３電極３１には比較的濃度が高い酸素ガスが供給されることとなる。これに対して、第４電極３２は還元雰囲気に曝されていることから、第４電極３２において酸素濃度は低くなる。よって、（ｐＯ２〔１〕／ｐＯ２〔２〕）の分母が小さくなり、全体として電位差が大きくなる。逆に、測定雰囲気が酸化雰囲気である場合、電位差は小さくなる傾向にある。この場合、還元雰囲気であると同様に、第３電極３１には比較的濃度が高い酸素ガスが供給される。これに対して、第４電極３２は酸化雰囲気に曝されていることから、第４電極３２において酸素濃度は比較的高くなる。よって、（ｐＯ２〔１〕／ｐＯ２〔２〕）の分母が大きくなり、全体として電位差が小さくなる。
【００３３】
従って、判断部６０は、電位測定部５０により測定された電圧値によって、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。特に本実施形態に係る酸化還元判断センサ１は、特許文献１に記載のセンサとは異なり、センサセル３０側に定電圧回路を設けておらず、構成が簡素化しつつも、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できる。
【００３４】
図２は、酸化雰囲気及び還元雰囲気におけるセンサセル３０の電圧の実験値を示すグラフであり、図３は、酸化雰囲気及び還元雰囲気におけるセンサセル３０の電圧の計算値（理論値）と実験値とを示す図である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、酸素濃度が０％〜２０％において電位測定部５０により測定される電圧値は、−１０２．００ｍＶ〜−１３．７８ｍＶを示している。一方、水素濃度が１％〜２％である還元雰囲気において電位測定部５０により測定される電圧値は、−９１０．００ｍＶ〜−８６８．００ｍＶを示している。よって、判断部６０は、電位測定部５０により測定される電圧値が所定値（例えば−５００ｍＶ）以上であるか、所定値未満であるかに基づいて、酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。
【００３６】
なお、上記において酸素濃度０％とは、実際には酸素濃度を０．００５％として測定している。また、水素濃度１％とは、酸素濃度が１×１０−１９％であり、水素濃度１．５％とは、酸素濃度が５×１０−１９％であり、水素濃度２％とは、酸素濃度が１×１０−２０％である。また、図３において示す計算値とは、式（１）によって求められた値である。
【００３７】
次に、本実施形態に係る酸化還元判断方法を説明する。図４は、本実施形態に係る酸化還元判断方法を示すフローチャートである。図４に示すように、定電流回路４０がポンピングセル２０に定電流を供給すると、電位測定部５０はセンサセル３０の電圧値を測定する（Ｓ１）。次いで、判断部６０は、ステップＳ１において測定された電圧値が−５００ｍＶ以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００３８】
電圧値が−５００ｍＶ以上であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、判断部６０は測定雰囲気が酸化雰囲気であると判断し（Ｓ３）、図４に示す処理を終了する。一方、電圧値が−５００ｍＶ以上でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、判断部６０は測定雰囲気が還元雰囲気であると判断し（Ｓ４）、図４に示す処理を終了する。
【００３９】
このようにして、本実施形態に係る酸化還元判断センサ１によれば、センサセル３０により出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する。ここで、本件出願人は、酸化雰囲気におけるセンサセル３０の電極間電位差と、還元雰囲気におけるセンサセル３０の電極間電位差が異なることを見出した。すなわち、還元雰囲気において一方の電極３１の酸素濃度はポンピングセル２０側から供給される酸素により酸素濃度が高くなるが、他方の電極３２の酸素濃度は還元雰囲気に曝されて酸素濃度が低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極３１，３２間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。特に、この構成では、限界電流を得るために定電圧回路を設ける必要が無い。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る酸化還元判断方法によれば、センサセル３０により出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する。ここで、本件出願人は、酸化雰囲気におけるセンサセル３０の電極３１，３２間電位差と、還元雰囲気におけるセンサセルの電極３１，３２間電位差が異なることを見出した。すなわち、一方の電極３１の酸素濃度はポンピングセル２０側から供給される酸素により酸素濃度が高くなるが、他方の電極３２の酸素濃度は還元雰囲気に曝されて酸素濃度が低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極３１，３２間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断できることとなる。特に、この方法では、限界電流を得るために定電圧回路を必要としない。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００４１】
なお、上記では、測定雰囲気が酸化雰囲気であるか還元雰囲気であるかを判断する酸化還元判断センサ１及び酸化還元判断方法を説明したが、これに限らず、酸素濃度を測定する酸素センサ１及び酸素濃度測定方法に適用してもよい。
【００４２】
この場合、酸素センサの構成は図１に示した酸化還元判断センサ１と同様である。但し、判断部６０は、酸化還元判断センサ１と異なり、電位測定部５０により測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する。すなわち、判断部６０は、電位測定部５０により測定された電圧値と図２及び図３に示したようなデータとを対比させるなどして、酸素濃度を求めることとなる。なお、酸素濃度の算出方法は種々存在し、酸素濃度は測定された電圧値と式（１）とに基づいて算出されてもよい。
【００４３】
図５は、酸素センサの酸素濃度測定方法を示すフローチャートである。図５に示すように、酸素濃度を測定する場合、まず電位測定部５０はセンサセル３０の電圧値を測定する（Ｓ１１）。次いで、判断部６０はステップＳ１１において測定された電圧値に基づいて酸素濃度を判断する（Ｓ１２）。その後、図５に示す処理は終了する。
【００４４】
このようにして、酸素センサによれば、センサセル３０により出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する。ここで、本件出願人は、測定雰囲気の酸素濃度に応じてセンサセルの電圧値が異なることを見出した。ポンピングセル２０によって一定濃度の酸素ガスが供給されるため、一方の電極３１の酸素濃度は一方の電極の酸素濃度よりも高くなるが、測定雰囲気の酸素濃度が低ければ、この雰囲気に曝される他方の電極３２の酸素濃度は低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極３１，３２間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて測定雰囲気の酸素濃度を判断できることとなる。特に、この構成では、限界電流を得るために定電圧回路を設ける必要が無い。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００４５】
また、酸素センサの酸素濃度測定方法によれば、センサセル３０により出力される電圧を測定し、測定された電圧値に基づいて、測定雰囲気の酸素濃度を判断する。ここで、本件出願人は、測定雰囲気の酸素濃度に応じてセンサセル３０の電圧値が異なることを見出した。ポンピングセル２０によって一定濃度の酸素ガスが供給されるため、一方の電極３１の酸素濃度は一方の電極の酸素濃度よりも高くなるが、測定雰囲気の酸素濃度が低ければ、この雰囲気に曝される他方の電極３２の酸素濃度は低くなる。このような酸素濃度の差によって、電極３１，３２間電位差は変化する傾向にある。よって、測定された電圧値に基づいて測定雰囲気の酸素濃度を判断できることとなる。特に、この方法では、限界電流を得るために定電圧回路を必要としない。従って、構成の簡素化を図ることができる。
【００４６】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…酸化還元判断センサ，酸素センサ
１０…ガス律速体
２０…ポンピングセル
２１…第１電極
２２…第２電極
２３…固体電解質
３０…センサセル
３１…第３電極
３２…第４電極
３３…固体電解質
４０…定電流回路
５０…電位測定部（電位測定手段）
６０…判断部（判断手段）
【図１】
2011033506.tif 000003
【図２】
2011033506.tif 000004
【図３】
2011033506.tif 000005
【図４】
2011033506.tif 000006
【図５】
2011033506.tif 000007