JP2004219405A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガスセンサの電気回路(15)は、両電極(3)、(5)間に交流電圧を印加する交流電源(19)と、両電極(3)、(5)間の交流電圧(交流実効電圧V)を測定する交流電圧計(21)と、両電極(3)、(5)間に流れる電流(交流実効電流I)を測定する交流電流計(23)とを有する。そして、両電極(3)、(5)に交流電圧を印加し、その際に発生する交流実効電圧Vと交流実効電流Iとからインピーダンスを求める。このインピーダンスは、触媒毒ガス濃度に対応しているので、インピーダンスと触媒毒ガス濃度との関係を示すマップを利用して、インピーダンスから触媒毒ガスの濃度を求めることができる。
【選択図】 図1
Description
(3)請求項3の発明は、前記第1電極と第2電極との間に、前記第2電極に対し前記第1電極が高電位となるように直流電圧を印加した状態で、前記第1電極と第2電極との間のインピーダンスを求めることを特徴とする。
本発明は、好ましい直流電圧の範囲を示している。つまり、直流電圧を、1200mVより大きい設定値にすると、第1電極上の水素濃度が低くなりすぎるため、電極に使用されているカーボンや触媒の腐食を引き起こす。そのため、インピーダンスが安定しなくなることにより、応答性が悪化する。また、ガスセンサの耐久性も悪化するため、この範囲が好ましい。
(6)請求項6の発明は、プロトンを伝導するプロトン伝導層と、被測定ガスの拡散を律速する拡散律速部と、前記拡散律速部を介して被測定ガス雰囲気に連通する測定室と、前記測定室内に収容され前記プロトン伝導層に接するとともに電気化学的に活性な触媒を有する第1電極と、前記測定室外にて前記プロトン伝導層に接する電気化学的に活性な触媒を有する第2電極及び参照電極と、を備え、前記第1電極と参照電極との間の電位差が所定値となるように前記第1電極と第2電極との間に前記第2電極に対し前記第1電極が高電位となるように直流電圧を印加する第1工程と、前記第1電極と第2電極との間に直流電圧を印加して水素又はプロトンをポンピングするとともに、前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して当該第1電極と第2電極との間のインピ−ダンスを求める第2工程と、を有し、該第2工程にて求めた前記インピーダンスに基づいて被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とする。
本発明では、第2電極と参照電極とを一体にすることで、センサ構造を簡単にすることができる。
本発明の様に、第1電極と参照電極との間の電位差を触媒毒ガスの酸化電位以上に設定することにより、第1電極と第2電極との間の電圧をCO等の触媒毒ガスが酸化する電圧以上にすることができる。このため、第1電極の触媒において、例えばCOが上記(A)式に従って反応できるようになり、触媒毒ガスによる不可逆的な被毒を起こらなくすることができる。
本発明では、電位差を250mV以上にすることで、第1電極と第2電極との間の電圧を触媒毒ガスが酸化する電圧以上にすることができる。これにより、第1電極の触媒において触媒毒ガスが反応し、触媒毒ガスよる不可逆的な被毒を起こらなくすることができる。
(10)請求項10の発明は、前記第1電極と第2電極との間に直流電圧を印加した状態で、前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して、前記インピーダンスを求めることを特徴とする。
本発明のように、第1電極と第2電極と間に印加する直流電圧を触媒毒ガスの酸化電圧以上にすることで、第1電極の触媒において触媒毒ガスが反応できるため、触媒毒ガスによる不可逆的な被毒を起こらなくすることができる。
本発明では、第1電極と第2電極との間に印加する直流電圧を400mV以上にすることで、触媒毒ガスが酸化する電圧以上となり、よって、第1電極の触媒において触媒毒ガスが反応し触媒毒ガスによる不可逆的な被毒を起こらなくすることができる。
(13)請求項13の発明は、前記第1電極と第2電極との間に直流電圧を印加した状態で印加される前記交流電圧の下限値が、触媒毒ガスの酸化電圧以上であることを特徴とする。
本発明では、交流電圧の下限値を400mV以上にすることで触媒毒ガスの酸化電圧以上となり、CO等による被毒を起こらないようにできる。尚、交流電圧の下限値の上限電圧としては、測定の誤差を引き起こしてしまわないように、水の解離電圧以下の電圧設定(例えば1200mV以下)であることが好ましい。
本発明では、限界電流まで水素をポンピングすることによって、第1電極上の水素濃度をより低くすることができるので、上記(A)式の反応をより安定して起こすことができる。
水素濃度により上述した限界電流値が異なるので、限界電流値から水素濃度を測定することができる。つまり、第1電極と第2電極との間に第2電極に対し第1電極が高電位となる電圧を印加すると、第1電極上で水素はプロトンに解離され、プロトンは、プロトン伝導層を介して第2電極側へ汲み出され、再び水素となって被測定ガス雰囲気に拡散する。その時、第1電極と第2電極との間に流れる電流値(限界電流:ここでは変化する電流値の1周期の平均電流)は水素濃度に比例するため、その電流値を測定することにより、水素濃度の測定が可能になる。
(19)請求項19の発明は、前記異なる周波数の交流電圧を印加して求めたインピーダンスが、異なる2つの周波数の切り替え波形からなる交流電圧を印加して測定した2つのインピ−ダンスであることを特徴とする。
本発明は、上述のZ2とZ1+Z2を求めることができる周波数を例示したものであり、これらの周波数の間で測定したインピーダンスを用いることで、H2O濃度依存性が補正でき、精度良くCO等の触媒毒ガス濃度を測定できる。
(22)請求項22の発明は、前記第1電極と第2電極との間に印加する交流電圧が、5mV以上であることを特徴とする。
尚、交流電圧が5〜300mVであると、感度が大きく好ましく、交流電圧が150mVであると、感度が最も大きくなるので、より好ましい。
本発明は、第2電極に使用する触媒を例示したものであり、この触媒を用いることにより、CO等の触媒毒ガスを好適に吸着でき、よって、インピーダンスが変化するため、CO等の触媒毒ガス濃度の測定が可能になる。
(24)請求項24の発明は、前記電極に用いられている触媒の密度が、0.1μg/cm2〜10mg/cm2であることを特徴とする。
本発明は、ガスセンサにより、その濃度を測定できる触媒毒ガスを例示したものである。つまり、本発明のガスセンサにより、CO又は含硫黄物質(例えばH2S)のガス濃度を好適に測定することができる。
a)まず、本実施例1(請求項1の発明に該当)の構成について、図1に基づいて説明する。尚、図1はガスセンサの長手方向の断面図である。
b)次に、本実施例におけるガスセンサの測定原理について説明する。
そして、このインピーダンスは、触媒毒ガス濃度に対応しているので、例えばインピーダンスと触媒毒ガス(例えばCO)濃度との関係を示すマップを利用して、インピーダンスから触媒毒ガスの濃度を求めることができる。
この様に、本実施例では、上述した構造のガスセンサにおいて、両電極3、5に交流電圧を印加し、その際に発生する交流実効電圧Vと交流実効電流Iとからインピーダンスを求め、このインピーダンスに基づいて触媒ガス濃度を測定できる。
a)まず、本実施例2(請求項3の発明に該当)の構成について、図2に基づいて説明する。尚、図2はガスセンサの長手方向の断面図である。
つまり、本実施例では、第2支持体39には、被測定ガス雰囲気と第2電極35とを連通する空孔47が設けられているが、第1支持体37には、その様な空孔は設けられておらず、第1電極33は、第1支持体37により、被測定ガスとの接触が遮断されている。
ガスセンサを、燃料ガス中に配置すると、第2電極35に到達したCO等の触媒毒ガスが、第2電極35の触媒に吸着し、触媒上のH2をプロトンに変化させる活性サイトが触媒毒ガスにより被覆される。
また、本実施例では、前記実施例1と同様な効果を奏するとともに、特に、第1電極33を被測定ガス雰囲気から遮蔽しているため、遮蔽している第1電極33の触媒含有量を多くすることができるとともに、被測定ガス雰囲気に接する第2電極35の触媒含有量を少なくすることができる。そのため、感度とゼロ点との比であるSN比の悪化を抑制しつつ応答性に優れたガスセンサとすることができる。
a)まず、本実施例3(請求項5の発明に該当)の構成について、図3に基づいて説明する。尚、図3はガスセンサの長手方向の断面図である。
本実施例では、第1支持体79に、ガスセンサの周囲から(第1電極73が収容された)測定室83に導入される被測定ガスの拡散を律速する拡散律速孔77が設けられている。一方、第2支持体81には、前記実施例2と同様な空孔85が設けられている。そして、プロトン伝導層71を介して、第1電極73から第2電極75側にプロトン(H+)のポンピングが行われる。
ガスセンサを、燃料ガス中に配置すると、拡散律速孔77を通って第1電極73に到達した水素及び触媒毒ガスは、第1電極73と第2電極75と間に電圧を印加することによりプロトンとなって、プロトン伝導層71を介して第2電極75側へ汲み出される。
本実施例のガスセンサでは、上述した様に、交流電圧計91で測定した交流実効電圧Vと、電流計93で測定した交流実効電流Iとから、インピーダンスを求め、このインピーダンスから、精度良く且つ応答性良く触媒毒ガス濃度を求めることができる。
a)まず、本実施例4(請求項6の発明に該当)の構成について、図4に基づいて説明する。尚、図4はガスセンサの長手方向の断面図である。
本実施例では、スイッチング素子127を切り替えることにより、第1の工程と第2の工程とを、規定時間毎に切り替えて、COガスの濃度を測定する。
a)まず、本実施例5(請求項7の発明に該当)の構成について、図5に基づいて説明する。尚、図5はガスセンサの長手方向の断面図である。
・第1スイッチング素子149のA端子に接続した状態で、第1電極133と第2電極135との間の電位差(Vs)を測定する。
次に、本発明の効果を確認した実験例について説明する。
(実験例1)
まず、本実施例1の効果を確認するために行った実験例について説明する。
具体的には、インピーダンスアナライザ(SOLARTRON製 SI 1260 IMPEDANCE / GAIN-PHASE ANALYZER)を用いて、下記条件のもとでインピーダンスの測定を行った。
・ガス組成:CO=0→2→5→10→20→50→100→50→20→10→5→2→0ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2 (体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:15μg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:15μg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧 :0mV
・交流電圧 :150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
その結果を図6に示す。図6から明らかな様に、センサ出力(インピーダンスZの絶対値)がCO濃度の変化に応じて変化しており、本実施例1のガスセンサを用いて、ヒーター等の回復手段を用いることなく、可逆的にCO濃度の測定が可能であることが分かる。
(実験例2)
本実験例2では、前記図2に示す実施例2のガスセンサ(請求項3に該当)を用いて、CO濃度測定を行った。
≪測定条件≫
・ガス組成:CO=0→2→5→10→20→50→100→50→20→10→5→2→0ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:15μg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧 :700mV
・交流電圧 :150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
その結果を図7に示す。図7から明らかな様に、センサ出力(インピーダンスZの絶対値)がCO濃度の変化に応じて変化しており、本実施例2のガスセンサを用いて、ヒーター等の回復手段を用いることなく、可逆的にCO濃度の測定が可能であることが分かる。
(実験例3)
本実験例3では、前記図2に示す実施例2のガスセンサ(請求項3に該当)を用いて、ガスセンサの応答性の実験を行った。
・ガス組成:CO=0→100→0ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1μg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:15μg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:0、400、700、1000、1200mV(実施例)、-100、1500mV (比較例)、
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
その結果を図8に示す。同図は、横軸に時間をとり、縦軸にインピーダンスの比を取ったものであり、COが0ppmから100ppmに変化したときの応答特性を示している。尚、−100mVとは、第1電極側を−極とした場合である。
(実験例4)
本実験例4では、前記図3に示す実施例3のガスセンサ(請求項5に該当)を用いて、CO濃度測定を行った。
≪測定条件≫
・ガス組成:CO=1000、5000、10000、15000、20000ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt-Au担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極第2電極間の設定
・直流電圧:700mV
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
その結果を図9に示す。図9より、センサ出力がCO濃度の変化に応じて変化しており、本実施例のガスセンサにより、CO濃度の測定が可能であることがわかる。
(実験例5)
本実験例5では、前記図3に示す実施例3のガスセンサ(請求項5に該当)を用いて、ガスセンサの応答性の実験を行った。
・ガス組成:CO=1000→5000→10000→15000→20000→
15000→10000→5000→1000ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt-Au担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:700mV
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
・データサンプリング間隔:5sec
その結果を図10に示す。図10より、センサ出力がCO濃度の変化に対して可逆的に変化していることがわかる。すなわち、実施例3のガスセンサを用いることにより、ヒーター等の回復の手段を有することなく、可逆的にCO濃度測定が可能であることがわかる。
(実験例6)
本実験例6では、前記図3に示す実施例3のガスセンサ(請求項5に該当)を用いて、CO濃度を測定できる直流電圧設定値を確認した。
・ガス組成:CO=0、20000ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・印加電圧Vp:0〜1000mV(100mV/min sweep印加)
・第1電極の電極触媒:Pt-Au担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
その結果を図11及び図12に示す。両図は、横軸には印加電圧Vpをとり、縦軸は流れた電流値Ipをとったものである。
(実験例7)
本実験例7では、前記図4に示す実施例4のガスセンサ(請求項6に該当)を用いて、安定してCO濃度を測定できる参照電極と第1電極との間の設定電位を確認した。
・ガス組成:CO=0、20000ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・印加電圧Vp:0〜1000mV(100mV/min sweep印加)
・第1電極の電極触媒:Pt-Au担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
前記測定結果を図13及び図14に示す。両図から、CO=0ppmの時には、Vs=100mVから電流値(Ip)は一定(限界電流)となっているが、CO=20000ppmの時には、電流値が低く(限界電流に到らず)、COの被毒を受けていることがわかる。
(実験例8)
本実験例8は、前記図3に示す実施例3のガスセンサ(請求項5に該当)を用い、そのCO濃度の測定の際に、CO濃度の補正を行ったものである。
・ガス組成:CO=1000、5000、10000、15000、20000ppm
・その他のガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=15、20、25、30、35%、
残部N2(体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt-Au担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
≪(1)インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:700mV
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
前記測定結果を図15に示す。図15から、各H2O濃度においてインピーダンス(従ってセンサ出力)はCO濃度に応じて変化するので、各H2O濃度においてCO濃度測定が可能であることが分かる。
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:700mV
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:5kHz
その結果を、下記表1に示す。尚、表1では、各周波数のインピーダンスの差も示している。
ここで、異なる2つの周波数の切り替え波形からなる交流によりインピーダンスを測定する下記a)、b)の2種の方法について記述する。
(実験例9)
本実験例9は、前記図2に示す実施例2のガスセンサ(請求項2に該当)において、H2O濃度補正を行うための上述した2つの周波数の確認を行った。
・ガス組成:CO=0、100ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2 (体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:0.015mg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧 :700mV
・交流電圧 :150mV(実効値)
・測定周波数:1000000〜0.1Hz
図18及び図19に測定結果のグラフを示す。図18は横軸に測定周波数をとり、縦軸に100ppm時の感度をとったものであり、図19は横軸に測定周波数をとり、縦軸に100ppm時のインピーダンスをとったものである。
(実験例10)
本実験例10は、前記図2に示す実施例2のガスセンサ(請求項2に該当)において、インピーダンスを測定するための交流電圧を定めたものである。
≪測定条件≫
・ガス組成:CO=0、100ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2 (体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:0.015mg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:0mV
・交流電圧:5、10、100、150、200、300、500mV(実効値)
・測定周波数:1Hz
その結果を図20に記す。図20から明らかな様に、5mV以上でインピーダンスが測定できることがわかる。特に、感度は大きい方が好ましいことから、交流電圧は5mV〜300mVが好ましい。更には最も感度が大きくなる交流電圧である150mVが好ましい。
(実験例11)
本実験例11は、前記図2に示す実施例2のガスセンサ(請求項2に該当)において、
第2電極の触媒量を変化させたときの感度特性を評価したものである。
≪測定条件≫
・ガス組成:CO=0、10、20、50、100、200、500、1000、2000、10000、20000ppm
・その他ガス組成:H2=35%、CO2=15%、H2O=25%、残部N2 (体積%)
・ガス温度:80℃
・ガス流量:10L/min
・第1電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒 触媒密度:1mg/cm2
・第2電極の電極触媒:Pt担持カーボン触媒
触媒密度:1.5μg/cm2 、15μg/cm2、150μg/cm2、1mg/cm2
≪インピーダンスアナライザ≫
第1電極、第2電極間の設定
・直流電圧:700mV
・交流電圧:150mV(実効値)
・測定周波数:1Hz、5kHz
図21に測定結果を示す。図21から明らかな様に、触媒量が1mg/cm2では、10〜100ppmの範囲でほとんどインピーダンスに変化はないが、触媒量を減少させるにつれて、10〜100ppmの低濃度のCOに対してインピーダンスが変化することが分かる。すなわち、感度を示すようになっていることが分かる。
例えば、第1電極等に用いる電極触媒は、被測定ガス中の触媒毒ガスを吸着し、分解又は解離又は含水素物と反応させることにより水素又はプロトンを生じることができる触媒であればよく、前記実施例や実験例に限定されるものではない。
3、33、73、103、133…第1電極
5、35、75、105、135…第2電極
15、45、65、116、146…電気回路
16、17、47、85、115、145…空孔
77、107、137…拡散律速孔
19、49、89、121、148…交流電源
51、87、119、147…直流電源
117…参照電極
Claims (25)
- プロトンを伝導するプロトン伝導層と、前記プロトン伝導層に接して設けられ且つ電気化学的に活性な触媒を有し且つ被測定ガス雰囲気に接する第1電極及び第2電極と、
を備え、
前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して当該第1電極と第2電極との間のインピーダンスを求め、そのインピーダンスに基づいて被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とするガスセンサ。 - プロトンを伝導するプロトン伝導層と、前記プロトン伝導層に接して設けられ且つ電気化学的に活性な触媒を有し且つ被測定ガス雰囲気から遮蔽された第1電極と、前記プロトン伝導層に接して設けられ且つ電気化学的に活性な触媒を有し且つ被測定ガス雰囲気に接する第2電極と、
を備え、
前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して当該第1電極と第2電極との間のインピーダンスを求め、そのインピーダンスに基づいて被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とするガスセンサ。 - 前記第1電極と第2電極との間に、前記第2電極に対し前記第1電極が高電位となるように直流電圧を印加した状態で、前記第1電極と第2電極との間のインピーダンスを求めることを特徴とする前記請求項2に記載のガスセンサ。
- 前記直流電圧が、1200mV以下であることを特徴とする前記請求項3に記載のガスセンサ。
- プロトンを伝導するプロトン伝導層と、被測定ガスの拡散を律速する拡散律速部と、前記拡散律速部を介して被測定ガス雰囲気に連通する測定室と、前記測定室内に収容され前記プロトン伝導層に接するとともに電気化学的に活性な触媒を有する第1電極と、前記測定室外にて前記プロトン伝導層に接するとともに電気化学的に活性な触媒を有する第2電極と、
を備え、
前記第1電極と前記第2電極との間に前記第2電極に対し前記第1電極が高電位となるように直流電圧を印加して水素又はプロトンをポンピングするとともに、前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して当該第1電極と第2電極との間のインピーダンスを求め、そのインピーダンスに基づいて被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とするガスセンサ。 - プロトンを伝導するプロトン伝導層と、被測定ガスの拡散を律速する拡散律速部と、前記拡散律速部を介して被測定ガス雰囲気に連通する測定室と、前記測定室内に収容され前記プロトン伝導層に接するとともに電気化学的に活性な触媒を有する第1電極と、前記測定室外にて前記プロトン伝導層に接する電気化学的に活性な触媒を有する第2電極及び参照電極と、
を備え、
前記第1電極と参照電極との間の電位差が所定値となるように前記第1電極と第2電極との間に前記第2電極に対し前記第1電極が高電位となるように直流電圧を印加する第1工程と、前記第1電極と第2電極との間に直流電圧を印加して水素又はプロトンをポンピングするとともに、前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して当該第1電極と第2電極との間のインピ−ダンスを求める第2工程と、を有し、該第2工程にて求めた前記インピーダンスに基づいて被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とするガスセンサ。 - 前記第2電極が前記参照電極の機能を兼ね備え、前記第2電極及び前記参照電極が一体となっていることを特徴とする前記請求項6に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と参照電極との間の前記電位差が、触媒毒ガスの酸化電位以上であることを特徴とする前記請求項6又は7に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と参照電極との間の前記電位差が、250mV以上であることを特徴とする前記請求項8に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に直流電圧を印加した状態で、前記第1電極と第2電極との間に交流電圧を印加して、前記インピーダンスを求めることを特徴とする前記請求項5〜9のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に印加する直流電圧が、触媒毒ガスの酸化電圧以上であることを特徴とする前記請求項10に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に印加する直流電圧が、400mV以上であることを特徴とする前記請求項11に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と前記第2電極との間に直流電圧を印加した状態で印加される前記交流電圧の下限値が、触媒毒ガスの酸化電圧以上であることを特徴とする前記請求項11又は12に記載のガスセンサ。
- 前記交流電圧の下限値が、400mV以上であることを特徴とする前記請求項13に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に印加される電圧によって流れる電流が、限界電流であることを特徴とする前記請求項5〜14のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記限界電流の値から、前記被測定ガス中の水素濃度を求めることを特徴とする前記請求項15に記載のガスセンサ。
- 前記第1電極に含有されている触媒が、前記被測定ガス中の前記触媒毒ガスを吸着し、分解、解離、又は含水素物と反応させることにより、水素又はプロトンを生じさせることができる触媒であることを特徴とする前記請求項5〜16のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に異なる周波数の交流電圧を印加して求めたインピーダンスに基づいて、前記被測定ガス中の触媒毒ガス濃度を求めることを特徴とする前記請求項1〜17のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記異なる周波数の交流電圧を印加して求めたインピーダンスが、異なる2つの周波数の切り替え波形からなる交流電圧を印加して測定した2つのインピ−ダンスであることを特徴とする前記請求項18に記載のガスセンサ。
- 前記異なる周波数の交流電圧を印加して求めたインピーダンスが、異なる2つの周波数の合成波からなる交流電圧を印加して測定した2つのインピ−ダンスであることを特徴とする前記請求項18に記載のガスセンサ。
- 前記異なる2つの周波数の一方が10000〜100Hzの間にあり、もう一方が10〜0.05Hzの間にあることを特徴とする前記請求項19又は20のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記第1電極と第2電極との間に印加する交流電圧が、5mV以上であることを特徴とする前記請求項1〜21のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記第2電極に用いられている触媒が、被測定ガス中の触媒毒ガスを吸着することができる触媒であることを特徴とする前記請求項1〜22のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記電極に用いられている触媒の密度が、0.1μg/cm2〜10mg/cm2であることを特徴とする前記請求項1〜23のいずれかに記載のガスセンサ。
- 前記触媒毒ガスが、CO又は含硫黄物質であることを特徴とする前記請求項1〜24のいずれかに記載のガスセンサ。
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