УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА

1. Устройство определения концентрации газа, характеризующееся тем, что содержит элемент определения концентрации газа, включающий в себя первый электрохимический элемент, второй электрохимический элемент, непроницаемый корпус и блок сопротивления диффузии, при этом первый электрохимический элемент включает в себя первый элемент из твердого электролита, первый электрод и второй электрод, причем первый элемент из твердого электролита имеет кислородно-ионную проводимость, при этом первый электрод и второй электрод расположены на соответствующих поверхностях первого элемента из твердого электролита, при этом второй электрохимический элемент включает в себя второй элемент из твердого электролита, третий электрод и четвертый электрод, второй элемент из твердого электролита имеет кислородно-ионную проводимость, при этом третий электрод и четвертый электрод расположены на соответствующих поверхностях второго элемента из твердого электролита, первый элемент из твердого электролита, второй элемент из твердого электролита, непроницаемый корпус и блок сопротивления диффузии сконфигурированы для образования внутренней полости, блок сопротивления диффузии сконфигурирован для введения выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания в качестве исследуемого газа во внутреннюю полость через блок сопротивления диффузии, при этом первый электрод обращен в эту внутреннюю полость, второй электрод обращен в первую отдельную полость, как полость, отличную от упомянутой внутренней полости, при этом третий электрод расположен в положении в этой внутренней полости, которое ближе к блоку сопротивления диффузии, чем первый электрод, четвертый электрод обращен во вторую отдельную полость, как в полость, отличную от упомянутой внутренней полости, первый электрод сконфигурирован для разложения воды и оксида серы, содержащихся в исследуемом газе, когда напряжение, равное или большее, чем первое заданное напряжение, подано на первую электродную пару из первого электрода и второго электрода, а третий электрод сконфигурирован для разложения кислорода и оксида азота, содержащихся в исследуемом газе, когда напряжение, равное или большее, чем второе заданное напряжение, подано на вторую электродную пару из третьего электрода и четвертого электрода;
первый датчик тока, выполненный с возможностью выдачи первого определенного значения, согласованного с током, текущим через первую электродную пару;
первый источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на первую электродную пару;
второй источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на вторую электродную пару; и
электронный блок управления, сконфигурированный для:
(i) управления упомянутым вторым источником электропитания так, что первое удаляющее напряжение подается на вторую электродную пару, при этом первое удаляющее напряжение представляет собой напряжение, равное или большее, чем второе заданное напряжение, напряжение, равное или большее, чем нижний предел диапазона напряжения, в котором отображены характеристики предельного тока для оксида азота, на третьий электрод, и напряжение, которое ниже, чем напряжение, при котором инициируется разложение оксида серы;
(ii) управления первым источником электропитания так, что измерительное напряжение подается на первую электродную пару, при этом измерительное напряжение представляет собой напряжение, равное или большее, чем первое заданное напряжение и напряжение равное или большее, чем напряжение, при котором разложение воды инициируется, на первый электрод;
(iii) получения первого определенного значения от первого датчика тока, когда первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару и измерительное напряжение подано на первую электродную пару; и
(iv) определения концентрации оксида серы, содержащегося в исследуемом газе на основании упомянутого первого определенного значения.
2. Устройство определения концентрации газа по п. 1, в котором упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения значения силы тока, текущего через первую электродную пару, в качестве первого определенного значения.
3. Устройство определения концентрации газа по п. 2, в котором электронный блок управления выполнен с возможностью определения более высокого значения концентрации из концентраций оксида серы, содержащегося в исследуемом газе, когда первое определенное значение уменьшается.
4. Устройство определения концентрации газа по п. 1, дополнительно содержащее:
второй датчик тока, выполненный с возможностью выдачи второго определенного значения, согласованного с током, текущим через вторую электродную пару,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения второго определенного значения от второго датчика тока, когда первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару, и
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения концентрации кислорода, содержащегося в исследуемом газе, на основании упомянутого второго определенного значения.
5. Устройство определения концентрации газа по п. 1, дополнительно содержащее:
третий источник электропитания,
при этом элемент определения концентрации газа включает в себя третий электрохимический элемент, причем третий электрохимический элемент включает в себя третий элемент из твердого электролита, пятый электрод и шестой электрод, притом третий элемент из твердого электролита имеет кислородно-ионную проводимость, пятый электрод и шестой электрод расположены на соответствующих поверхностях третьего элемента из твердого электролита, пятый электрод обращен во внутреннюю полость, при этом пятый электрод расположен в положении во внутренней полости, которое ближе к блоку сопротивления диффузии, чем третий электрод, шестой электрод обращен к третьей отдельной полости, как полости отличной от этой внутренней полости, и пятый электрод сконфигурирован для разложения кислорода без разложения оксида азота, содержащегося в исследуемом газе, когда напряжение, равное или большее, чем третье заданное напряжение, подано на третью электродную пару из пятого электрода и шестого электрода,
при этом третий источник электропитания сконфигурирован с возможностью подачи напряжения на третью электродную пару,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления третьим источником электропитания так, что второе удаляющее напряжение подается на третью электродную пару, при этом второе удаляющее напряжение представляет собой напряжение, равное или большее, чем третье заданное напряжение, напряжение, равное или большее, чем нижний предел диапазона напряжения, в котором отображены характеристики предельного тока для кислорода, на пятый электрод, и напряжение, которое ниже, чем напряжение, при котором инициируется разложение оксида серы,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения первого определенного значения от первого датчика тока, когда второе удаляющее напряжение подано на третью электродную пару, первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару, и измерительное напряжение подано на первую электродную пару, и
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения концентрации оксида серы, содержащегося в исследуемом газе, на основании упомянутого первого определенного значения.
6. Устройство определения концентрации газа по п. 5, дополнительно содержащее:
второй датчик тока, выполненный с возможностью выдачи второго определенного значения, согласованного с током, текущим через вторую электродную пару; и
третий датчик тока, выполненный с возможностью выдачи третьего определенного значения, согласованного с током, текущим через третью электродную пару,
при этом электронный блок управления выполнен с возможностью получения второго определенного значения от второго датчика тока, когда первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару, при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью для определения концентрации оксида азота, содержащегося в исследуемом газе на основании упомянутого второго определенного значения, и
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения третьего определенного значения от третьего датчика тока, когда второе удаляющее напряжение подано на третью электродную пару,
при этом электронный блок управления выполнен с возможностью для определения концентрации кислорода, содержащегося в исследуемом газе на основании упомянутого третьего определенного значения.
7. Устройство определения концентрации газа по п. 1, дополнительно содержащее:
третий источник электропитания,
при этом элемент определения концентрации газа включает в себя третий электрохимический элемент, причем третий электрохимический элемент включает в себя третий элемент из твердого электролита, пятый электрод и шестой электрод, притом третий элемент из твердого электролита имеет кислородно-ионную проводимость, пятый электрод и шестой электрод расположены на соответствующих поверхностях третьего элемента из твердого электролита, при этом пятый электрод обращен во внутреннюю полость, причем пятый электрод расположен в области, достигаемой исследуемым газом, содержащим кислород, с концентрацией, равной концентрации кислорода, содержащегося в исследуемом газе, достигающем третьего электрода во внутренней полости, шестой электрод обращен к третьей отдельной полости, как к полости, отличной от этой внутренней полости, при этом пятый электрод сконфигурирован для разложения кислорода без разложения оксида азота, содержащегося в исследуемом газе, когда напряжение, равное или большее, чем третье заданное напряжение, подано на третью электродную пару из пятого электрода и шестого электрода,
при этом третий источник электропитания выполнен с возможностью подачи напряжения на третью электродную пару,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления третьим источником электропитания так, что второе удаляющее напряжение подается на третью электродную пару, при этом второе удаляющее напряжение представляет собой напряжение, равное или большее, чем третье заданное напряжение, равное или большее, чем нижний предельный диапазон напряжения, в котором отображены характеристики предельного тока кислорода, на пятом электроде, и напряжение, которое ниже, чем напряжение, при котором инициируется разложение оксида серы,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения первого определенного значения от первого датчика тока, когда второе удаляющее напряжение подано на третью электродную пару, первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару, и измерительное напряжение подано на первую электродную пару, и
причем упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения концентрации оксида серы, содержащегося в исследуемом газе, на основании упомянутого первого определенного значения.
8. Устройство определения концентрации газа по п. 7, дополнительно содержащее:
второй датчик тока, выполненный с возможностью выдачи второго определенного значения, согласованного с током, текущим через вторую электродную пару; и
третий датчик тока, выполненный с возможностью выдачи третьего определенного значения, согласованного с током, текущим через третью электродную пару,
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения третьего определенного значения от третьего датчика тока, когда второе удаляющее напряжение подано на третью электродную пару, при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью для определения концентрации кислорода, содержащегося в исследуемом газе, на основании упомянутого третьего определенного значения, и
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью получения второго определенного значения от второго датчика тока, когда первое удаляющее напряжение подано на вторую электродную пару, при этом электронный блок управления выполнен с возможностью для определения концентрации оксида азота, содержащегося в исследуемом газе, на основании разницы между упомянутым третьим определенным значением и упомянутым вторым определенным значением.
9. Устройство определения концентрации газа по п. 8,
в котором упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения более высокого значения концентрации кислорода, содержащегося в исследуемом газе, при увеличении третьего определенного значения, и
при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью определения более высокого значения концентрации оксида азота, содержащегося в исследуемом газе, при увеличении разницы между вторым определенным значением и третьим определенным значением.
10. Устройство определения концентрации газа по любому из пп. 5-9, в котором пятый электрод содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из платины, золота, свинца и серебра.
11. Устройство определения концентрации газа по любому из пп. 1-9, в котором третий электрод содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из платины, родия и палладия.
12. Устройство определения концентрации газа по любому из пп. 1-9, в котором первый электрод содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из платины, родия и палладия.