KR20140148164A

KR20140148164A - 질소산화물 센서장치

Info

Publication number: KR20140148164A
Application number: KR20130071732A
Authority: KR
Inventors: 김준웅; 박진수
Original assignee: 김준웅
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-12-31

Abstract

질소산화물 센서장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 센서장치는, 산소이온 전도성 고체전해질을 포함하는 전해질층, 상기 전해질층과 연결되고 제1 반도체 금속산화물을 포함하는 제1 전극, 상기 전해질층과 연결되고 제2 반도체 금속산화물을 포함하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하는 전원부, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 신호를 측정하는 측정부를 포함한다.

Description

질소산화물 센서장치{DEVICE FOR SENSING NOx GAS}

본 발명은 질소산화물 센서장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 센서의 정확도를 높일 수 있는 질소산화물 센서장치에 관한 것이다.

질소산화물은 연소공기 및 연료에 함유된 질소가 온도 등의 영향을 받아 산소와 결합하여 생성된 것으로 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 삼산화이질소(N2O3) 및 아산화질소(N2O)를 포함하여 NOx로서 표시한다. 이 중 일산화질소 및 이산화질소가 질소산화물 가스의 대부분을 차지하며 이들은 대기오염원으로 작용하여 그 농도를 측정하여 배출량을 적절히 제어하도록 할 필요가 있다.

기존의 질소산화물 가스의 농도를 측정하는 방법으로는 평형전위를 이용하는 방법, 전류식 센서를 이용하는 방법, 혼합전위 방식 또는 질소산화물 가스를 하나의 가스 형태로 변환하는 변환셀을 이용하는 방법 등이 제안된 바 있으나, 이와 같은 종래의 방법들은 고온의 가스에 대해 적용하기 어렵거나 이산화질소와 일산화질소가 혼재하는 질소산화물 가스에 대해서는 측정 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

특히, 질소산화물 센서장치는 자동차 배기가스나 기타 오염원에서의 질소 산화물 가스의 양을 측정하는 것인 데, 이 때, 질소산화물 가스 외에 다른 가스로 인해 센서의 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.

위와 같은 문제점으로부터 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 일산화질소와 이산화질소를 동시에 측정하고, 측정정밀도를 확보할 수 있는 질소산화물 센서장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 센서장치는, 산소이온 전도성 고체전해질을 포함하는 전해질층, 상기 전해질층과 연결되고 제1 반도체 금속산화물을 포함하는 제1 전극, 상기 전해질층과 연결되고 제2 반도체 금속산화물을 포함하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하는 전원부, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 신호 를 측정하는 측정부를 포함한다.

상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 확장전극, 및 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제2 확장전극을 더 포함하되, 상기 제1 확장전극 또는 상기 제2 확장전극은 귀금속 성분을 포함할 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 온도를 일정하게 유지시키는 온도조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 고체 전해질, 귀금속, 유리성분 또는 부도체 산화물 중 하나를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 산화촉매층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 질소산화물 센서장치는, 산소이온 전도성 제1 고체전해질, 상기 제1 고체전해질과 접하고 반도체 금속산화물로 구비된 제1 전극, 상기 제1 고체전해질과 접하고 반도체 금속산화물로 구비된 제2 전극, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 확장전극, 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제2 확장전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적 신호를 인가하는 제1 전원, 상기 제1 확장전극 및 제2 확장전극 사이의 전기적 신호를 측정하는 측정부, 산화촉매를 포함하는 필터 부재, 상기 제1 전극과 제2 전극의 온도를 일정하게 유지하는 온도조절장치, 및 센서를 보호하는 하우징을 포함하는 질소산화물 가스센서를 제공한다.

상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나는 고체 전해질, 귀금속, 유리성분 또는 부도체 산화물 중 하나를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 확장전극 및 제2 확장전극은 귀금속으로 구비될 수 있다.

상기 제1 확장전극 및 제2 확장전극 중 적어도 하나와 제1 전극 내지 제2 전극의 적어도 일부가 오버랩 되도록 전극이 배치될 수 있다.

상기 제1 전극과 제1 확장전극 및 제2 전극과 제2 확장전극 중 적어도 하나는 산화촉매층을 더 포함할 수 있다.

상기 온도 조절 유닛은 저항체 및 상기 저항체를 덮고 있는 절연층을 더 포함할 수 있다.

상기 센서를 보호하는 하우징은 산화촉매를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 일산화질소와 이산화질소를 동시에 측정할 수 있는 질소산화물 센서장치를 제공할 수 있다.

또한, 고체전해질의 팽창 및 수축에 따른 고체전해질과 전극의 분리를 방지할 수 있으며, 전극의 재질 및 오버랩 구조를 개선함으로써 측정정밀도가 향상된 질소산화물 센서장치를 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 전극의 온도를 일정하게 유지함으로써 측정정밀도를 향상시킨 질소산화물 센서장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 센서장치 조립체의 단면도이다.
도 2는 도 1의 질소산화물 센서장치의 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도이다.
도 8은 도 2의 질소산화물 센서장치에 2.5μA의 전류를 인가했을 경우의 전압 및 농도 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 도 2의 질소산화물 센서장치에 각각 1.5μA, 2.5μA, 3.5μA의 전류를 인가하였을 경우의 전압 및 농도 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 센서장치의 평면도이다.
도 13 내지 도 18은 도 2의 질소산화물 센서장치가 다양한 온도 및 전류 조건 하에서 측정한 전압 및 농도 그래프이다.
도 19 및 도 20은 도 2의 질소산화물 센서장치에서 산소농도 및 수분농도 변화에 따른 전압 및 농도 그래프이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도이다.
도 23은 도 21의 질소산화물 센서장치에서 산소농도 및 수분농도 변화에 따른 전압 및 농도 그래프이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도이다.
도 25는 도 24의 질소산화물 센서장치의 탄화수소와 암모니아에 대한 교차감도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 또 다른 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 센서장치 조립체가 도시된다. 질소산화물 센서장치(1)와 온도 조절 장치(2)는 소정의 하우징(3) 내에 삽입되며, 하우징(3)에는 나사산(4)이 구비되어 배출가스관에 센서를 고정시킬 수 있다. 하우징(3)의 전단에는 복수의 통기공(5)이 형성될 수 있으며, 이 통기공을 통해 센서의 내부 공간(6)으로 자동차의 배기 가스와 같이, 이 센서 조립체가 설치된 위치에서 발생되는 가스가 유입되고 질소산화물 센서장치(1)가 유입 가스에 포함된 질소산화물 가스의 농도를 측정한다.

도 2를 참조하면, 도 1의 질소산화물 센서장치(1)의 구체적인 단면도가 도시된다. 본 실시예에 따른 질소산화물 센서장치(1)는 산소이온 전도성 제1 고체전해질(10)과, 이 제1 고체전해질(10)에 접하는 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)과, 전원부 및 측정부(80)를 포함한다.

산소이온 전도성 제1 고체전해질(10)은 고온에서 산소이온의 전도가 가능한 것으로 안정화 지르코니아, CeO₂ 또는 ThO₂로 구비될 수 있다.

이러한 제1 고체전해질(10)의 제1 영역(11)에는 제1 전극(20)이 접하고, 제2 영역(12)에는 제2 전극(30)이 접할 수 있다.

제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 이들에 전원이 인가되었을 때에 질소산화물과 산소에 대해 반응성을 갖는 반도체 금속산화물을 형성한다.

몇몇 다른 실시예에서, 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 동일하거나 서로 다른 반도체 금속산화물로 구비될 수 있다. 예컨대 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 CuO, NiO, CoO, Cr₂O₃, Cu₂O, MoO₂, Ag₂O, Bi₂O₃, Pr₂O₃ ZnO, MgO, V₂O₅, Fe₂O₃, TiO₂, CeO₂, WO₃ 및 MnO로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 금속 산화물 또는 반도체 산화물와 같은 산화물 물질이 제한없이 포함될 수 있다.

도 2에 도시된 예에서는 제1 영역(11)과 제2 영역(12)은 제1 고체전해질(10)에 있어 서로 대향된 영역으로 정의되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 확장전극(30) 및 제2 확장전극(40)은 전기전도성 금속으로 형성될 수 있으며, 몇몇 다른 실시예에서 제1 확장전극(30) 및 제2 확장전극(40)은 부식환경에서 견딜 수 있도록 귀금속으로 형성될 수 있다. 귀금속으로는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금으로부터 선택된 물질 중 적어도 하나가 적용 가능하되, 바람직하게는 금이나 백금이 적용 가능하다.

다시 도 1을 참조하면, 제1 확장전극(30) 및 제2 확장전극(40)은 고체전해질(10) 상에 박막 형태로 패터닝되어 배선의 기능까지 병행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도면으로 도시하지는 않았지만 별도의 추가배선(미도시)을 상기 제1 확장전극(30) 및 제2 확장전극(40)을 덮도록 더 형성할 수도 있다. 이 때에는 추가배선을 귀금속으로 한정될 필요는 없으며, 전기전도도가 양호해 배선으로 사용 가능한 금속이면 어떠한 것이든 적용 가능하다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도가 도시된다. 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 고체전해질(10), 제1 전극(20)과 제1 확장전극(40), 제2 전극(30)과 제2 확장전극(50)은 동일 평면상의 다른 영역에 위치할 수도 있으며, 중첩될 수도 있다.

본 명세서에서 제1 전극(20)은 양의 전극으로, 제2 전극(30)은 음의 전극으로 정의될 수 있으나, 그 반대의 정의도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의상 제1 전극(20)은 양의 전극으로, 제2 전극(30)은 음의 전극으로 정의한다.

양의 전극인 제1 전극(20)과 고체 전해질(10) 사이 계면에서는 산소이온이 산소가스로 변환하는 애노딕 반응이 일어나고, 동시에 산화질소(NO) 가스가 존재할 경우 하기 식 1에 나타난 바와 같이 산화질소에 의한 애노딕 반응이 일어나 일정한 전류를 흘려주기 위해 전압의 크기를 감소시키고, 일정한 전압을 유지하기 위해 전류의 크기를 감소시킨다. 이 때, 제1 전극(20)에는 애노딕 분극이 가해졌으므로 일산화질소(NO)에 대한 반응은 크고 이산화질소(NO₂)에 대한 반응은 감소된다.

(식 1)

음의 전극인 제2 전극(30)과 고체 전해질(10) 사이 계면에는 산소가스가 산소이온으로 변환하는 캐소딕 반응이 일어나고, 동시에 이산화질소(NO₂) 가스가 존재할 경우 하기 식 2에 나타난 바와 같이 이산화질소(NO₂)에 의한 캐소딕 반응이 일어나 일정한 전류를 흘려주기 위한 전압의 크기를 감소시키고, 일정한 전압을 유지하기 위한 전류를 감소시킨다. 이 때, 제2 전극(30)에는 캐소딕 분극이 가해졌으므로 이산화질소(NO₂)에 대한 반응은 크고 일산화질소(NO)에 대한 반응은 감소된다.

(식 2)

이 때, 제1 노드(60) 및 제2 노드(70)에는 측정부(80)가 연결되어 제1 노드(60) 및 제2 노드(70) 사이 즉, 제1 확장전극(40)과 제2 확장전극(50) 사이의 전기적 신호 예를 들어 전압 또는 전류를 측정한다. 이와 같은 전기적 신호 측정은 직접 제1 전극(20)과 제2 전극(30) 사이에서 이루어질 수도 있다.

이처럼 본 발명에 따르면 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO₂)의 혼합가스가 존재할 경우 두 가지 가스 모두에 대한 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 구조에서 고온 상태에서 질소산화물 혼합가스에 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)이 노출되면 질소산화물 가스 내의 이산화질소 및 일산화질소의 농도에 따라 전기적 신호의 크기가 변화되면서 이산화질소와 일산화질소의 농도 합을 측정할 수 있다.

도 8을 참조하면, 질소산화물 센서장치(1)에 2.5μA의 전류를 인가했을 경우의 전압 및 농도 그래프가 도시된다. 질소산화물 센서(1)에 양의 감지전극(20)으로 NiO, 음의 감지전극(30)으로 CuO가 형성되고, 산소이온 전도성 고체전해질(10)은 안정화 지르코니아로 이루어지며, 제1 확장전극(40) 및 제2 확장전극(50)은 백금으로 형성되어 700, 산소분압 20%에서 2.5의 일정한 전류를 인가하였을 경우의 전압 그래프이다. 도시한 바와 같이, 질소산화물 센서장치(1)는 질소산화물의 전체 농도에 비례하여 출력값이 비례하는 것을 확인할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 질소산화물 센서장치(1)에 각각 1.5μA, 2.5μA, 3.5μA의 전류를 인가하였을 경우의 전압 및 농도 그래프가 도시된다. 2.5이외에는 질소산화물 전체 농도와 전압 출력값이 비례하지 않는 것을 확인할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 질소산화물 센서장치의 평면도가 도시된다. 상기한 바와 같이 질소산화물 전체 농도와 전압 출력이 비례하지 않는 경우, 제1 확장전극(40) 및 제2 확장전극(50) 중 적어도 하나와 제1 전극(20) 내지 제2 전극(30)과 겹치는 넓이를 제1 전극(20) 및 제2 전극(30) 넓이의 소정 범위까지 설정하여 농도와 출력 관계를 보완할 수 있다. 즉, 제1 전극(20)과 제1 확장전극(40)의 일부는 서로 오버랩될 수 있으며, 제2 전극(30)과 제2 확장전극(50)의 일부는 서로 오버랩될 수 있다.

도 13 내지 도 18을 참조하면, 질소산화물 센서장치(1)가 다양한 온도 및 전류 조건 하에서 측정한 전압 및 농도 그래프가 도시된다. 도 13 내지 도 18의 전압 및 농도 그래프는, 제1 전극(20)과 겹치는 제1 확장전극(40)의 넓이를 제1 전극(20)의 3%, 제2 전극(30)과 겹치는 제2 확장전극(50)의 넓이를 제2 전극(30)의 75%로 한 질소산화물 센서장치(1)로 측정한 결과로서, 폭 넓은 구동온도와 폭 넓은 구동 전류에서 질소산화물 전체 농도와 전압 출력값이 비례하는 것을 확인할 수 있다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 질소산화물 센서장치(1)에서 산소농도 및 수분농도 변화에 따른 전압 및 농도 그래프가 도시된다. 질소산화물 센서장치(1)는 산소농도 감소에 의해 센서의 전압 출력값이 증가하는 반면, 수분 농도 증가에 의해서는 센서의 출력값이 감소하는 영향을 받는 것을 확인할 수 있다.

도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도가 도시된다. 본 실시예에 따른 질소산화물 센서장치(1)는 수분 농도 증가에 의한 출력값 오차를 보정하기 위한 것으로, 도 21은 제1 전극(20_1) 및 제2 전극(30_1) 중 적어도 하나에 적어도 하나 이상의 부도체 산화물을 포함시킴으로써 오차를 보정할 수 있다. 바람직하게는 Al₂O₃, ZrO₂ 및 CaO₂ 이 부도체 산화물로 적용 가능하다.

또한 도 22에 도시한 바와 같이, 제1 전극(20_1) 및 제2 전극(30_1)에서 상기한 부도체 산화물을 포함하는 층과 포함하지 않는 층을 교대로 적층함으로써 출력값에 대한 오차를 보정할 수 있다.

도 23을 참조하면, 도 21의 질소산화물 센서장치에서 산소농도 및 수분농도 변화에 따른 전압 및 농도 그래프가 도시된다. 앞선 도 21의 구성과 같이 제1 전극(20_1)과 제2 전극(30_1)에 Al₂O₃를 포함하는 질소산화물 센서장치(1)로 농도 및 전압 출력을 측정한 결과, 산소농도 변화와 수분농도 변화가 센서 출력값에 미치는 영향이 서로 상쇄된 형태의 그래프가 도시된다.

한편 온도 변화에 의한 팽창과 수축이 반복되어 고체전해질(10)과 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 분리가 일어난다.

상기의 질소산화물 센서의 문제점은 제1 전극(20) 및 제2 전극(30) 중 적어도 하나에 고체전해질을 더 포함시킴으로써 해결할 수 있다. 또한 상기의 질소산화물 센서의 문제점은 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)중 적어도 하나에 유리성분을 더 포함시킴으로써 해결할 수도 있다.

도 24를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도가 도시된다. 센서장치로 실소산화물 가스를 측정할 경우, 질소산화물(NO)과 다른 가스에 의하여 센서장치의 출력값에 영향을 미치는 다른 가스가 더 혼합되어 유입될 수 있다. 이러한 질소산화물 가스가 아닌 다른 가스는 센싱 오차를 불러일으킬 수 있으며 센서의 정확도를 저하시키는 요인이 된다.

이와 같은 경우, 도 24에 도시한 바와 같이 제1 전극(20) 및 제1 확장전극(40)과 제2 전극(30) 및 제2 확장전극(50)에 산화촉매를 포함하는 필터부재(90)를 더 배치시킴으로써 센서 오차를 개선할 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 측정가스의 유입구인 하우징(3)의 전단에 형성되는 복수의 통기공(5)(도 1 참조)에 산화촉매를 포함하는 필터부재(7)가 제공될 수 있다.

도 25를 참조하면, 도 24의 질소산화물 센서장치의 탄화수소와 암모니아에 대한 교차감도 변화를 나타내는 그래프가 도시된다. 제1 전극(20) 및 제1 확장전극(40)과 제2 전극(30) 및 제2 확장전극(50)에 백금(Pt)을 산화촉매로 하는 필터부재를 배치시킬 경우의 질소산화물 센서장치가 탄화수소(Hydro Carbon)와 암모니아(NH₃)에 대한 교차감도가 감소함을 확인할 수 있다.

도 26 내지 도 28을 참조하면, 본 발명의 또 다른 다양한 실시예에 따른 질소산화물 센서장치의 단면도가 도시된다. 질소산화물 가스센서(1)의 경우, 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 온도에 매우 민감한 특성을 가질 수 있다. 따라서 도 26에 도시된 바와 같이, 제1 전극(20)에 대향되게 제1 온도 조절 유닛(60)을 설치하고, 제2 전극(20)에 대향되게 제2 온도 조절 유닛(70)을 설치하여 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 상기의 경우 제1 전극(20)과 제2 전극(30)을 서로 동일한 온도로 유지하거나 제1 온도 조절 유닛(60)과 제2 온도 조절 유닛(70)의 온도를 달리하여 서로 다른 온도로 설정할 수도 있다.

또한 도 27에 도시한 바와 같이, 제1 온도 조절 유닛(60)만 설치함으로써 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 온도를 서로 다르게 유지할 수 있다.

또한 도 28에 도시된 바와 같이, 제1 전극(20)과 제2 전극(30)을 같은 평면상에 설치할 경우, 일측에 제1 온도 조절 유닛(60)을 배치하는 것으로 제1 전극(20)과 제2 전극(30)의 온도를 동일하게 유지하거나 제1 온도 조절 유닛(60)의 열선배치 간격 등을 달리하여 온도를 다르게 유지할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 고체전해질
20: 제1 전극
30: 제2 전극
40: 제1 확장전극
50: 제2 확장전극

Claims

산소이온 전도성 고체전해질을 포함하는 전해질층;
상기 전해질층과 연결되고 제1 반도체 금속산화물을 포함하는 제1 전극;
상기 전해질층과 연결되고 제2 반도체 금속산화물을 포함하는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하는 전원부; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기적 신호를 측정하는 측정부를 포함하는, 질소산화물 센서장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 확장전극; 및
상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제2 확장전극을 더 포함하되,
상기 제1 확장전극 또는 상기 제2 확장전극은 귀금속 성분을 포함하는, 질소산화물 센서장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 온도를 일정하게 유지시키는 온도조절부를 더 포함하는, 질소산화물 센서장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 고체전해질, 귀금속 물질, 유리성분 또는 부도체 산화물 중 하나 이상을 더 포함하는, 질소산화물 센서장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 산화촉매층을 더 포함하는, 질소산화물 센서장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 확장전극은 상기 제1 전극과 일부가 오버랩되고,
상기 제2 확장전극은 상기 제2 전극과 일부가 오버랩되는, 질소산화물 센서장치.