JPH021543A - 窒素酸化物濃度の計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は窒素酸化物の計測！！置、特に広域空燃比セ
ンサを応用したものに関する。

（従来の技術） 排気ガス中の窒素酸化物＜Ｎ０ｘ）を計測する装置に化
学発光分析計（ＣＬ　Ｄ　：ＣＩ＋ｅｍｉ　−Ｌ　ｕａ
ｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　　Ａ　ｎａｌｙｚｅｒ）が知られ
ている（株）山海堂発行内燃磯関、Ｖｏ１．２５　、Ｎ
ｏ、３１８　（１９８６）第６５頁、昭和５５年同社発
竹「自動車工学全書４巻ガソリンエンノン」第３９９頁
参照）。

これは、−酸化窒素（Ｎ　Ｏ）とオゾン（０３）が反応
し、次式（１）〜（３）に示すような二酸化窒素（Ｎ０
２）が生成する過程で、その一部がエネルギー的に不安
定な励起状態の二酸化窒素となり、それが標準状態に戻
るときに、近赤外線域の波長（０゜６〜３．０μｌ）の
光を発する現象を利用した分析法で、発光強度がＮｏ濃
度（Ｎｏの分子数）にほは比例することより、ＦＡ２３
図に示すように放出される光を光電子増倍管２にて増幅
し、電気信号に変換すると、サンプルガスのＮｏ濃度が
測定される。

ＮＯ＋０３　→ＮＯ２（ｏｒＮＯ２”　）＋０２・・・
（１） ＮＯ２京−＋ＮＯ２＋　ｈＬ＋（０，６−３，０μ　ｍ
）・・・（２） ＮＯ２車　＋Ｍ−４ＮＯ２＋Ｍ”　　　　　　　・・・
（３）ここで、ＮＯ２’は励起された状態のＮＯ２、！
１νは発光エネルギー、Ｍは共存ブスの分子である。

なお、これらの反応式から分かる゛ように、この分析法
ではＮＯにのみ感度を持ってＩｌｌるためＮ。

２をいったんＮｏに還元（または熱ＩＪ＞解）するコン
バータ（ＮＯｘコンバータ）３を通して分析することに
なる。また、サンプルガス中に他の物ｆｆ１（炭ａｔｔ
ス）があると、発光エネルギーの一部が吸収され、発光
強度が減少する効果（減光効果）を生ずるが、この効果
は低圧下で反応させるほど少ないため、反応槽１内を低
圧にする真空ポンプ４が組み合わせられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような計測装置では、反応ｔｆ１１や光
電子増倍管２さらに真空ポンプ４などを装備しているた
め装置全体ガスきく、かつこれらを駆動するために大電
力が要求されるので、ベンチテストには向いているもの
の、簡単に移動することができず、かつ自動車等の車両
に搭載するには不向きである。このため、小型で車載も
容易な計測装置が望まれることとなる。

この発明は、低い酸素分圧ではＮＯｘを分解するが高い
酸素分圧でｊ上Ｎｏにを分解しなくなる特性を有する触
媒を設けた広域空燃比センサを用いてＮＯｘを計測でき
るようにした装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手＃ｉ） この発明は、ｔ１％１図に示すように、酸素イオン伝導
性の固体電解質１０２及びこれに接して設けられた少な
（とも２つの電極１０３，１０４からなる電気化学的セ
ル１０１と、この電気化学的セルの一方の電極１０３を
所定のガス拡散抵抗で被測定ガス存在空間１０５に連通
する拡散律速手段１０６と、電気化学的セルの前記一方
の電極１０３に近接して設けられ、低い酸素分圧では窒
素酸化物（たとえばＮＯ）を分解するが高い酸素分圧で
は窒素酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒１０７
と、電気化学的セルの前記画電極１０３゜１０４間に電
流（ＩＰ）を供給する手段１０８と、電気化学的セルの
前記一方の電１１０３近傍の酸素分圧を測定する手段１
０９と、測定された酸素分圧が高い酸素分圧であるか低
い酸素分圧であるかをそれぞれ判定する手段１１０，１
１１と、これらが判定された場合に１前記両電極１０３
，１０４開に供給された電流をそれぞれ測定する手段１
１２．１１３と、測定された２つの電流値（ＩｐｃＡ）
とＩＰ（ロ））と酸素ガス成分（０２）に対する感度係
数（γ０２（Ａ）と７０２（Ｂ））およびゼロ出力値（
α（Ａ）とα（ロ））とを用いて窒素酸化物濃度（たと
えばＮｏ濃度ＸＮ０）を算出する手段１１４とを設けた
。

また、第２図に示すように、酸素イオン伝導性の固体電
解質１０２Ａ（１０２Ｂ）及びこれに接して設けられた
少なくとも２つの電極１０３Ａ、１０４Ａ（１０３Ｂ、
１０４１３）からなる電気化学的セル１０１　Ａ（１０
１Ｂ）と、この電気化学的セルの一方の電１１０３Ａ（
１０３Ｂ）を所定のガス拡散抵抗で被測定ガス存在空間
１０５に連通する拡散律速手段１０６Ａ（１０ｆ３Ｂ）
と、電気化学的セルの前記一方の電極１０３Ａ（１０３
＋３）に近接して設けられ、低い酸素分圧では窒素酸化
物（たとえばＮｏ）を分解するが高い酸素分圧では窒素
酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒１０７Ａ（１
０７ｆ３）と、電気化学的セルの前記両電ｔ！１１０３
　Ａ、１０４　Ａ（１０３Ｂ、１０４　Ｂ）Ｉｉｌｌｌ
こ電流を供給する手段１０８Ａ（１０８Ｂ）と、電気化
学的セルの前記一方の電極１０３Ａ（１０３Ｂ）近傍の
酸素分圧を測定する手段１０９Ａ（１０９Ｂ）とを２組
み有する。

また、第３図に示すように、酸素イオン伝導性の固体電
解質１０２Ａ（１０２Ｂ）及びこれに接して設けられた
少なくとも２つの電極１０３　Ａ、１０４Ａ（１０３Ｂ
、１０４Ｂ）からなる電気化学的セルｌ０ＩＡ（ＩＯＩ
Ｂ）と、この電気化学的セルの一方の電極１０３Ａ（１
０３Ｂ）を所定のガス拡散抵抗で被測定ガス存在空間１
０５に連通する拡散律速手段１０６Ａ（１０６Ｂ）と、
電気化学的セルの前記一方の電極１０３Ａ（１０３Ｂ）
に近接して設けられる触媒１０７Ａ（１０７Ｂ）と、電
気化学的セルの前記両′４ｉ極１０３Ａ、１０４Ａ（１
０３Ｂ、１０４　Ｂ）間に電流を供給する手段１０８　
Ａ（１０８Ｂ）とを２組有し、この２組のうち一方の触
媒１０７Ａとして電気化°学的セルの前記一方の電極１
０３Ａ近傍の酸素分圧に関係なく窒素酸化物を分解しな
い性質を有するものを採用するのに対し、他方の触媒１
０７Ｂとして低い酸素分圧では窒素酸化物（たとえばＮ
ｏ）を分解するが高い酸素分圧では窒素酸化物を分解し
なくなる特性を有するものを採用し、電気化学的セルの
前記一方の電極１０３Ａ（１０３＋３）近傍の酸素分圧
をそれぞれ測定する手段１０９Ａ（１０９Ｂ）と、酸素
分圧に関係なく窒素酸化物を分解しない性質を有する触
媒を採用した側について、前記両電極１０３．１０４間
に供給された電流を測定する手Ｐｉ１１２と、低い酸素
分圧で窒素酸化物を分解する特性を有する触媒を採用し
た側について、測定された酸素分圧が低い酸素分圧であ
るかどうかを判定する手段１１１と、これが判定された
場合に前記画電極１０３．１０４間に供給された電流を
測定する手段１１３と、測定された２つの電流値（Ｉｐ
ｃ＾）とＩｐ　ｃ　ｎ　））と酸素ガス成分（０２）に
対する感度係数（γｏ２（Ａ）とγｏ２（［Ｉ））およ
びゼロ出力値（α（Ａ）とａ（ｏ　））とを用いて窒素
酸化物濃度（たとえばＮｏ濃度ＸＮ０）を算出する手段
１１４とを設けた。

さらに、ｍ４図に示すように、酸素イオン伝導性の固体
電解質１０２及びこれに接して設けられた少なくとも２
つの電極１０３．１０４からなる電気化学的セル１０１
と、この電気化学的セルの一方の電極１０３を所定のガ
ス拡散抵抗で被測定ガス存在申開１０５に連通する拡散
律速手段１０６と、電気化学的セルの眞記一方の電極１
０３に近接して設けられ、低い酸素分圧では窒素酸化物
（たとえばＮｏ）を分解するが高い酸素分圧では窒素酸
化物を分解しなくなる特性を有する触媒１０７と、電気
化学的セルの前記画電極１０３，１０４ＩＶ１１に電流
を供給する手段１０８と、電気化学的セルの前記′一方
の電極１０３近傍の酸素分圧を測定する手＃′ｉ１０９
と、高い酸素分圧と低い酸素分圧をそれぞれ基準酸素分
圧として設定する手段１１５Ａ、１１５Ｂと、設定され
た基準酸素分圧を所定時間毎に切り替えて出力する手段
１１６と、出力された基準酸素分圧と前記測定された酸
素分圧との比較に基づいて、測定された酸素分圧が高い
酸素分圧であるか低い酸素分圧であるかを判定する手段
１１７と、これらが判定された場合に前記両電極１０３
，１０４間に供給された電流をそれぞれ測定する手段１
１８と、測定された２つの電流値（ＩＰ（Ａ）とＩｐ　
（ｏ　）・）と酸素ガス成分（０２）に対する感度係数
（γ０２（Ａ）とγｏ２（Ｂ））およびゼロ出力値（α
（Ａ）とａ（［Ｉ））とを用いて窒素酸化物濃度（たと
えば：Ｎｏ濃度ＸＮ０）を算出する手段１１，４とを設
けた。

（作用） 本発明によれば、第１図ないし第４図に示すように、予
め設定すべきは酸素成分に対する感度係数（γ０２（Ａ
）とγ０２（Ｂ））とゼロ出力値（ａ（Ａ）とａ（ロ）
）だけであり、これら感度係数およびゼロ出力値と測定
された一対の電流値（■１）（Ａ）とＩｐ　ｃ　ｏ　）
）とを用いて窒素酸化物濃度が算出される。

この場合に、装置全体の構成は、電気化学的セル１．０
１（ＩＯＩＡ、１０１Ｂ）と、測定極の酸素分圧を測定
する手段１０９（１０９，、Ａ、１０９　Ｂ）と、酸素
分圧測定手段からの信号を処理する装置とからなるのみ
であり、装置全体が可搬性を有してコンパクトにまとま
る。さらに、排出ガス中に設けた電気化学的セルにて直
接にセンシングされると、計測の応答性に優れる。

また、電気化学的セル１０１をＰｔＳｉ図、第４図に示
すように、１つで構成する場合には、被測定ガスについ
ての条件がほぼ同じになるので、第２図、ｔ５３図の場
合よりもＮＯｘ濃度の計測精度がさらに高まり、かつセ
ンサの小型化もできる。

また、電気化学的セル１０１　Ａ、１０１　Ｂを第２図
、第３図に示すように２組とすれば、従来の広域空燃比
センサを触媒を除いてそのまま用いることで、微゛量成
分の窒素酸化物濃度が計測される。

さらに、第３図に示すように、２組のうち一方の触媒１
０７Ａとして、電気化学的セルの一方の電極１０３Ａ近
傍の酸素分圧に関係なく窒素酸化物を分解しない性質を
有するものとすれば、高価な白金触媒を採用する割合が
減るので、コスト低減が図れる。また、酸素分圧が両方
ともより・安定な低い酸素分圧で良く、計測精度の向上
が図れる。

（実施例） 実施例を説明するのに先立って、この発明のらととなっ
た窒素酸化物の計測理論を第５図ないし第１１図を参照
して説明する。

なお、センサの基本的構成は従来の広域空燃比センサ（
以下センサでも略称する）に負うところガスきい。ここ
に、広域空燃比センサの基本的な動作１ハ（埋、基本特
性等については、コ文（「広域空燃比センサを用いた小
型高応答空燃比計の開発」、自動車技術Ｖｏ１．４１．
Ｎｏ、１２．１９８７．第１４１４頁ないし１４１８頁
）に詳しい、このため、以下には一酸化窒素Ｎｏを中心
にして話を進めるのであるが、その際に関係する部分に
ついてこの論文を適宜引用するものとする。

（１）センサの動作原理 センサ本体１１の構造とセンサ制御回路２５とを第５図
に示すと、酸素イオン伝導性の固体電解質（０２を選択
的に透過する特性を有するジルコニア）】３を挟んで一
対のリング状電極１４．１５を配設した電気化学的セル
（ボンピングセルともいう）１２が層状に形成され、固
体電解質１３の中火において上下刃向に孔１７を貫通さ
せることで、拡散室１６を上部のセル外側と連通させて
いる。ここに、被測定ガス（排出ガス）はこの導入孔１
７を介してボンピングセル１２の一方の電極１４に導か
れるのであり、導入孔１７が所定のガス拡散抵抗を有す
る拡散体連部として構成されている。

２６１土ボンピングセル１２の画電極１４．１　ｓ間に
電流を流し込む手段（電流供給手段）で、この電流値（
センサ出力ともいう）■ｐにて電極１４近傍の酸素分圧
を自由に設定することができる。たとえば、埋′論空燃
比の酸素分圧とするためには、希薄燃焼時（過剰０２が
存在する）に、電流を実線矢印の方向に流すことにより
、過剰の０２をセル外側に汲み出し、この逆に過ａ燃焼
時（可燃成分ＣＯ、Ｈ２が存在する）には、破線矢印の
方向に電流を流すことにより、セル外側の排出ガス中か
ら過剰燃料分の０２を拡散室１６内に汲み入れる（主に
ＣＯ２を還元して得られる）ことができるからである。

ここに、キルンストによれば電極１４近傍の酸素分圧に
応じて次式で示す起電力（Ｅ）が発生することが知られ
ている。

Ｅ＝（ＲＴ／４Ｆ）ｊ口［（基準極の酸素分圧）／（測
定極の酸素分圧）］ ・・・■ ただし、Ｉでは気体定数、Ｆは７アラデ一定数、Ｔは素
子の絶対温度、Ｉ　ｎは自然対数である。

開式■によれば基準極と測定極との酸素分圧比１こ応じ
ｒこ出力が得られることを意味する。たとえば、基準極
の酸素分圧を大気中の酸素分圧（はぼ０．２０９気圧）
、温度を１０７３Ｋにとると、測定極の酸素分圧に対す
る起電力Ｅの関係は第６図に示すところとなり、同図に
よれば測定極の酸素分圧が起電力Ｅに変換されることが
分かる。

このため、同じく酸素イオン伝導性の固体電解質２０を
挾んで一対の電極２１．２２を配設した層状の第２の電
気化学的セル（センシングセルともいう）１９を１１１
ｊ記電気化学的セル１２と積層して形成する一方で、電
極２１を電極１４の近傍に設け、火気導入室２３に火気
を導入すれば、一方の電極２１が測定極、他方の電極２
２が基準極となり、ここに第２の電気化学的セル１９と
この電気化学的セルの画電極２１．２２開の電圧（■５
）を測定する手段とから酸素分圧測定手段が構成される
。

次に、センサ出力ＩＰの絶対値（図では単にＩＰで示す
）と電圧■ｓとの間には、第７図に示す関係が得られる
。この場合、電極】４の近傍に存在する被測定ガス中の
酸素分圧が低い領域ではＮＯを分解し、この逆に酸素分
圧が高い領域ではＮＯを分解じなくなる特性を有する触
媒１８を電極１４１こ近接して設けておくと、電極１４
近傍のＮＯ濃度が増すほどＩＰが増大ｒる。つまり、Ｎ
。

濃度とＩＰとが対応するのである。

なお、ＮＯを分解する触媒には公知の白金（Ｐ　ｔ）や
ロジウム（Ｒ，ｈ）があり、白金のように電極材を」ｋ
ねる触媒であれば、電極１４あるい１土２１を白金で形
成すれば良（、改めて触媒を設ける必要はない。

いま、■ｓとして、酸素分圧が低い領域での値（たとえ
ば０，４Ｖ）と、酸素分圧が高い領域での値（たとえば
ｏ、ｉ　ｖ）を選び、ＮＯ濃度を横軸として描き直せば
、第８図に示す関係が得られる。

同図より、Ｖ５＝０，４Ｖの場合は、Ｉ、がＮ。

濃度に比例して大きくなるのに対し、Ｖ　５　”　０　
。

１ｖの場合にはＮｏ濃度に関係なく横軸に平行な直線と
なる。後者の場合にＮ０２１１度に対して反応しなくな
る理由は、触媒が周囲の酸素分圧によってＮＯを分解（
つまりＮｏを還元）できなくなるためで、その還元効率
は触媒の種類に依存する。たとえば、白金であれば、第
９図に示すように、１０−２程度（ｖｊ＝ｏ、ｉｖに相
当する）を越える高い酸素分圧になると、還元効率が零
となっている。なお、１０−１〜１０−９程度の低い酸
素分圧がＶ、＝０．４Ｖに相当する。

したがって、”１７図と第８図より分かることは、■５
が０，４Ｖ（一定値）を維持するようにＩ、を変化させ
ると、平衡状態での１．の値がＮｏ濃度に比例するとい
うことである。なお、一定値として選択する値は、第７
図においてｖｓが変化してもｒｐが殆んど変化しない領
域であれば良く、０゜４ｖに限定される訳ではない。

ここに、Ｖ５を一定値に保つには、一定値制御系を構成
すれば良く、第５図においては、維持すべき一定値を基
準電圧（ＶＥ）として、このｖＥと■５とを比較器とし
ての差動アンプ２７に入力し、ＶＥと■５の差を電流供
給手段２６にフィードバックしてＩＰを増減させること
で、ｖｓがＶＥと一致するように制御される。そして、
平衡値に落ち着いたＩＰが電流測定手段２８にて測定さ
れる。

一方、センサ出力ＩＰとガス成分濃度との関係を、ネル
ンストの式を用いて表せば、次式■となる。

Ｉｐ　”（ｎＦ／ＲＴ）Ｐ　−Ｄ　・（Ａ／りＸ＝−■
ここで、ｎは電極反応における電荷の数、Ｐはガス圧力
、Ａは拡散室１６の拡散有効断面積、２は拡散室１６の
拡散有効距離、Ｄは導入孔１７にて定まる燃焼成分の拡
散係数、Ｘはガス成分の濃度である。なお、Ｆ　、Ｒ、
Ｔの意味は式■と同じである。

この式■によってもセンサ出力ＩＰがガス成分濃度（Ｘ
）に比例する特性をもって動作することがわかる。つま
り、ｔｊＳ８図はガス成分としてＮｏを選んだ場合の特
性であった。

（ｉｉ）排出ガス組成とセンサ出力特性エンジンの排出
ガス組成は、理論上は燃料の組成が定まれば燃焼反応式
（水性ガス反応を含む）で求められる。ここに、燃焼反
応式で求められる成分のモデルガスを用いて、ガス成分
（ｏ２．ｃｏ。

Ｎ２．ＮＯ，ＨＣ）の濃度とセンサ出力の関係を実験す
ると、センサ出力１ｐ（正しくは絶対値）は、第１０図
に示すように、それぞれのガス濃度に比例した出力とし
て得られる（温度、圧カ一定）。なお、（Ｎｏ）Ａ　、
（Ｎｏ）ｏ　はそｔｔぞｒＬｖ５　＝ｏ、ｉ　Ｖ。

０．４Ｖとした場合の特性である。

ここに、各ガス成分濃度に対するセンサ出力ＩＰの傾き
（この傾きを以下「感度係数４と称す）は、両式■に基
づくガス成分固有の値を持つことになる。たとえば、（
Ｎｏ）ｎに対しては０２のほぼ１／２の出力が得られて
いる。なお、感度係数は、単位温度当たりの電流出力の
形で示し、＋ａＡ／％の単位を用いる。

また、計算で求められる上記以外のガス成分（Ｎ２１ｃ
Ｏ２＊Ｉ（２０）にツいては、両式■においてｎ（電極
反応における電荷の数）が零であるため、センサ出力に
関与しない。この結果から、センサ出力は、排出ガス組
成（希薄空燃比領域では０２　、ＨＣ，ＮＯＱ度、過濃
領域ｔ’　Ｉｔ　ＣＯ、Ｈ２、ＨＣ、Ｎ　Ｏ濃度）と一
定の関係があることが分かる。

以上、センサの基本特性がら、センサ出力ＩＰは空燃比
の全域にわたり次式■で表すことができる。

Ｊｐ＝γｏ２Ｘｏ２　　＋γｃｏＸｃ。

＋γｕ　２　　Ｘ　ｕ　２　　＋γ　ｕ　　ｃ　Ｘ　ｎ
　　ｃ十γｕｏＸＮｏ＋６　　　　　　　・・・■ここ
で、Ｘｏ　２　ＩＸ　ｃｏ　ＩＸ　１＋２１Ｘ　ＩＩ　
ｃ、Ｘｉ　。

は各〃構成ｅｃＯ２＋ＣＯ，ｌ−１２、ＨｃｌＮＯ）の
ｉｌ１度（％）、γ０２＋γＣｏｔγ１１２．γＩＩｃ
、γＮｏは各ガス成分（０２，ＣＯ，＋−（２，ＨＣ，
ＮＯＨ−ｍ、Ｉｔするｍ度係１１ｔ（ｍＡ／％）、αは
各ガス成分がゼロの場合のセンサ出力（このセンサ出力
を以下「ゼロ出力」という）である。なお、この式■は
ＶＥ＝０，４Ｖとした場合の式であり、ｖＥ＝０．１　
Ｖとしだ場合には第５項目はない。

（ｉｉｉ）Ｎｏ濃度の算出 第５図において、Ｖ、を０．１■に設定したセンサと、
０　、４　Ｖに設定したｍ対のセンサを用意する。この
場合に、一対のセンサを区別するため改めてセンサＡ、
センサＢと略称することにし、各センサ出力には添字Ａ
、Ｂを付して区別すると、センサＡ（ＶＥ　Ａ　＝０．
Ｉ　Ｖのもの）についでのセンサ出力（１＋・（Ａ））
は次式（４）で与えられる。

ＩＰ　（Ａ　）”γ０２（Ａ）ＸＯ２ ＋γＣ０（Ａ　＞Ｘｃ。

十γ１１２（Ａ）ＸＩ＋２ 十７１１Ｃ（八）Ｘｕｃ 十〇（Ａ）　　　　　　　　・・・（４）ここで、ＸＯ
２＋Ｘ　ｃｏ＋Ｘ　ｏ　２　＋Ｘ　＋＋　ｃは排出ガス
中の各ガス成分（０２、Ｃｏ、１１２　、ＩＣ）の濃度
（％）、γ０２　（Ａ）＋７　Ｃｏ（Ａ　）Ｘｌ１１２
（Ａ）ｌγＩＩＣ（Ａ）は各ガス成分に対応するセンサ
Ａにつ（１ての感度係数（ｎＡ／％）、α（Ａ）はセン
サＡについてのゼロ出力である。

同様にして、センサＢ（Ｖｃａ＝０．４Ｖのもの）につ
いてのセンサ出力（ＩＦ（［＋））は次式（５）でＬテ
えられる。

ＩＰＣｌｌ）＝γｏ２　（ｎ　）Ｘｏ２＋γｃｏ（ｏ）
Ｘｃ。

Ｘｌ１１２（８）Ｘｌ１２ ＋　７　ｏ　ｃ　ｃ　ｕ　）Ｘ　ｕ　ｅ＋　γ　Ｎｏ（
ロ　）ＸＮＯ ＋１２（ロ）　　　　　　　　・・・（５）ここで、γ
ｏ２　（ロ）、γＣｏ（０）＋γＨ２（ロン管γ１１　
Ｃ（ロ）ｔγＮｏＣＢ）は各ガス成分（０２゜Ｃｏ、Ｏ
２，ＨＣ，ＮＯ）に対応するセンサＢについての感度係
数（＋ａＡ／％）、α（０）はセンサＢについてのゼロ
出力である。また、ＸＮＯはＮｏ濃度（％）である。

ここに、式（４）、（５）の相違は式（５）にはＸＮＯ
の項（第５項目）がある点とゼロ出力値（α（Ａ）とα
（Ｂ））である。ただ、α（＾）とα（Ｂ）については
予め求めておけば良い。

したがって、式（４）、（５）の差をとれば、Ｎ。

濃度（ＸＮＯ）が定量されるように見える。ところが、
各センサＡ、Ｂの０２　ｒ　ＣＯｒ　８２　ｒ　）（Ｃ
ｒ　Ｎ　Ｏに対する感度係数は概ね第１１図に示すレベ
ルであるため、Ｎｏに対する感度係数（γＮｏ（［１）
）は小さく、かつ排出ガス中のＮｏ濃度も０２１ＣＯ、
Ｈ２などに比して低い（数百〜数千ｐｐＩＩ）ので、実
際に得られる電流レベルはセンサ毎のバラツキの中に入
ってしまう。このため、単なるセンサ出力差（Ｉｐｃ口
：＋Ｉｐ　（Ａ　））では、Ｎｏ濃度を定量することが
できない。

しかしながら、次に示す理論に基づけば、Ｎ。

に対する感度係数を測定しなくとも、両センサ出力を用
いて、Ｎ　Ｏ７１３度を計測することができる。

この理論を述べると、センサＡ、Ｉ３の特性として、次
式（６Ａ）〜（６Ｃ）の関係があることが分かっている
。ただし、開式において、ηは各ガス成分（ＣＯ、ｔｌ
　２　、ＩＩ　Ｃ）ニ対−ｉ　７．感度係数と０２１．
：ｍ対する感度係数との比で、無名数である。

７ＣＯ（Ａ）Ｘｌ０２（Ａ） ＝γｃｏ（ロ）／γｏ２（ｕ） ＝りｃｏ（一定値） ・・・（６Ａ） ７＋１２（Ａ）Ｘｌ０２（Ａ） ＝γ　＋＋２　（Ｂ　）Ｘｌ０２　　ＣＢ　　）＝りＩ
【２（一定値） ・・・（６Ｂ） γ　ＩＩＣ（Ａ）Ｘｌ０２（Ａ） ＝７　ＩＣ（Ｂ）Ｘｌ０２　　（０） ＝ｒ／ＩＩＣ（一定値） ・・・（６Ｃ） そこで、これらの式を曲成（４）、（５）に代入すると
、 ｒ、　（Ａ）＝７０２　ＣＡ　）（ＸＯ２＋Ｘｃｏり　
ｃｏ＋Ｘｎ２　　η　ｕ　２　　＋　Ｘ　ｕ　　ｃ　η
　ｕｃ）十α（Ａ） ・・・（７） ｌ　　ｐ　　（Ｂ）”　　γ　０２　　（ロ　　）（Ｘ
ｏ２＋Ｘｃｏり　ｃｏ＋Ｘ　ｕ２　１　１２　　＋Ｘ　
＋＋　　ｃ　η　ｕｃ）十Ｘ　ＨｏγＮＯ＋α（０） ・・・（８） となるので、 Ｋ＝Ｘｏ２＋Ｘｃｏｌｃｏ＋Ｘｎ２１７Ｈ２＋Ｘｏｃη
ＩＩ　Ｃ と置（と、次式（９）、（１０）が得られる。

Ｉｐ　（Ａ　）＝７０２（＾）ｌＩＫ＋ａ（＾）・・・
（９） Ｉｐ　　（ａ　　）”γｏ２　　（ｏ　　）　　０に＋
ＸＮＯγｐ４ｏ＋Ｑｃ　　Ｂ　＞ ・・・（１０） 式（９）、（１０）よＩ）　Ｋを消去して、ｘＮＯにつ
いて！！埋する。

ＸＮｏ＝ｔ（Ｉｐ　（ｎ　）−α（８））（γ０２（［
１）／γ０２（＾　）） Ｘ（Ｉｐ　（Ａ　）−Ｃ１ｃｈ　））ｌ／γＮＯ・・・
（１１） ここでも、 ７ＮｏＣＩ＋）／γ０２　（［１）＝’７ＮＯ（一定値
）・・・（１２） であることを考慮して、これを式（１１）に代入すると
、次式（１３）が最終的仲得られる。

ＸＮ０＝ｌ（ＩＰ　＜　０　）　　Ｑｃ　Ｏ））−（γ
０２（Ｄ）／γｏ２．ｃａ　　））Ｘ（Ｉｐｃ＾　）−
α（Ａ））１ ／りＮｏ・γｏ２　　ｃ　ｏ　＞ ・・・（１３） 式（１３）は、センサＡ、Ｂについて０２に対する感度
係数（γ０２（Ａ）Ｉγ０２（８））とゼロ出力（α（
Ａ’＞＋ＣＩｃｏ＞）を予め求めておけば（なお、ηＮ
ｏは固有の値）、センサＡ、Ｂで実際に測定されるＩｐ
　（Ａ　）ｔｌｐ　ｃ　ｏ　）を用−１て、ＸＮＯつま
りＮ　Ｏｍ度が計算で求められることを示して−る。

したがって、この式（１３）によれば、Ｎｏ濃度のよう
な微量成分（数千ｐｐＬ１１）であっても確実に計測す
ることができる。しかも、感度係数も各センサに対し０
２についてだけ予め求めておくだけで良く、極めて簡単
である。

なお、センサＢは低い酸素分圧（ｔｏ−”〜１０−１気
圧）であるため、センサＢについてのゼロ出力（ａ（ｅ
））は理論的にはほぼゼロであり、α（、、＝０として
も良い。

これで、理論的な説明を終え、次に実施例を説明する。

この場合、実施例としては、最終的にＩＰ（＾）とＩＰ
Ｃｌｌ）が得られる構成であれば良いので、様々なタイ
プが考え得るが、以下には３つの実施例を挙げるに止ど
める。

第１２図〜第１５図は第１実施例で第３図に対応する。

第１３図と第１４図は、一対のセンサ本体１１Ａ、ＩＩ
Ｂの構造を示し、触媒の特性以外はぼ特性の揃ったもの
を用意している。触媒については、一方のセンサ４２Ｂ
について測定極の酸素分圧が低い領域でＮＯを分解する
特性を有するものであるのに対し、他方のセンサ４２Ａ
については測定極の酸素分圧に関係なくＮｏを分解しな
いものとしている。つまり、第５図のところで説明した
ように、酸素分圧が低い領域でＮｏを分解する触媒１８
を一対のセンサＡ、Ｉ３の双方とも設けておき、そのう
ち一方のセンサＡについでの基準電圧Ｖ、＾を高くする
ことでＮｏ濃度に感応させないようにするのではなく、
この実施例では触媒自体のほうでＮＯ′ａ度に感応させ
ないようにするのである。言い替えると、一方のセンサ
Ａについては酸素分圧測定手段ｌこて測定される酸素分
圧を所定値にするものであるともいえる。

具体的には一方のセンサ４２Ｂについての電極２１１３
を白金で形成するのに対し、他方のセンサ４２Ａの電極
２１Ａについては測定極の酸素分圧に関係なくＮｏを分
解しない電極材を採用する。

この上うな゛電極材には、公知のペロブスカイト型複合
酸化物（たとえばランタンストロンチウム鉄酸化物Ｌａ
ｌ　−Ｘ　５ｒ）（ＦｅＯ＊　）やホタル石型酸化物（
たとえばセ１７７系（ＣａＯ２）ｏ　、ａ　（ＬａＯＨ
、ｓ　）０．４）りどがある。

この結果、センサ４２Ａについての基準電圧■ＥＡはセ
ンサ４２Ｂの基準電圧ＶＥｎ（０，４■）と同じで良い
ことになる。よって前述のごとく、この場合両センサと
も低い酸素分圧であるため、ゼロ出力（α（Ａ）、α（
０））は式（１３）において、α（Ａ　’）＝Ｏ１ｆｆ
（ｏ）＝０としても良い。

なお、一対のセンサ本体１１Ａ、ＩＩＢは、第１２図で
示すように、排気管４１に対して連続して設けられる。

３１　Ａ、３１　Ｂはヒータ、３２Ａ。

３２Ｂはヒータ用電源である。

第１２図において４３　Ａ、４３　Ｂはセンサ感度設定
器で、各センサ４２　Ａ、４２　Ｂについて予め求めた
γ０２（＾　）Ｉ２Ｏ３（Ｂ　）を設定する。また、４
４Ａ、４４Ｂはゼロ出力設定器で、各センサ４２　Ａ、
４２　Ｂについて予め求めたα（Ａ）、α（０）を設定
する。センサ感度設定器４３Ａ、４３Ｂからの信号およ
びゼロ出力設定器４４Ａ、４４Ｂからの信号と、一対の
センサ４２Ａ、４２ＢからのＩＰ（＾）ＴＩＰ　ｃ　１
１　）とをマイクロコンピュータからなる演算ｖｃｒｆ
１４５に入力させ、演算装置４５におい一乙第１５図に
示す動作を行わせてＸＮＯを吐露させる。求めたＸＮＯ
は出力装置４６にてアナログ表示器（またはデノタル表
示器）に出力させる。

この例によれば、予め設定すべきは０２に対する感度係
数およびゼロ出力だけあり、いがなる感度係数およびゼ
ロ出力を持つ一対のセンサ４２Ａ。

４２Ｂ間においても、触媒以外の特性が揃ってぃれば、
予め設定したセンサ毎の感度係数（γｏ２　（）、γ０
２　（ロ））およびゼロ出力（Ｑ（Ａ）ｌα（ロ））と
各センサ出力（Ｉｐ　（Ａ　）ＴＩＰ　ｃ　ＩＩ　））
とを使って演算することで、Ｎｏ濃度が精度良く定量さ
れ表示される（ステップ５１〜５６）。

この場合に、全体の構成は、ｍ１２図に示す通り一対の
センサ４２Ａ、４２Ｂとセンサ４２Ａ、４２Ｂからの゛
信号を処理する装置（センサ感度設定Ｗ４３Ａ、４３Ｂ
、ゼロ出力設定器４４Ａ、４４Ｂ。

演算装置４５．出力装置４６）とからなるのみであり、
装置全体が可搬性を有してコンパクトにまとまり、かつ
極めて安価ならのとすることができる。

この結果、車両に容易に装着することができ、ベンチテ
ストだけでなく実ＩＢ走行を行っての計測をすることも
できる。その際、排出ガスをサンプルバンクに集めるこ
となく、排気管４１より直接にセンシングしているので
、応答性に極めて優れ、各種の運転条件に対応したＮｏ
濃度の把握が容易となる。

また、第１３図４１４図に示すセンサ本体構造とするの
であれば、電Ｎｉ２１　Ａ、２１８部分の変更をするだ
けで済み、後は従来の広域空燃比センサを製造するのと
同じ工程で製作することができる。つまり、従来の広域
空燃比センサを殆んど変更することなく用いることで、
Ｎｏを計測することができるので、コストアンプを招か
ずに済む。

さらに、一方のセンサ本体１１Ａについてはその？ｌ極
２１Ａに高価な白金触媒を採用しないで済むので、コス
ト低減を図ることができる。

また、酸素分圧が両方ともより安定な低い酸素分圧で良
く、計測精度の向上が図れる。

次に、第１６図ないしｆｆ１１９図は第２実施例で第２
図に対応する。第１６図は一対のセンサ本体の構成図、
第１７図は一対のセンサ本体を構成する各部を上下に離
して示した斜視図、第１８図は一対のセンサ本体に対応
するセンサ制御回路の構成図、第１９図は演算装置の構
成図である。

この例は、第１６図、第１７図に示すように一対のセン
サ本体１１Ａ、ＩＩＢを１つのアルミナ基板５１上に一
体に構成したものである。一対のセンサ本体１１Ａ、１
１［３を別個に設ける構成であると、同じような特性の
ものを揃えていても、センサ本体の晒される雰囲気温度
や、被測定ガスの温度、圧力、流速などがセンサ出力に
大きく影響ｒるため、これらの条件が同一でない場合に
計測精度が低下することがあるからである。たとえば、
被測定ガス温度を相違させた場合の測定極近傍の酸素分
圧と起電力Ｅの関係を第２０図に示すと、特に酸素分圧
が高い領域においてガス温度に対する変化ガスきく、こ
れによって高い酸素分圧のときのセンサ出力ＩＰがＮｏ
濃度に関係なく変化している。つまり、一対のセンサ本
体の晒されるガス温度が違えば両者の酸素分１王にずれ
が生じ、このずれ分が計測精度の誤差となるのである。

これに対して、一対のセンサ本体１１　Ａ、１１Ｂを第
１６図に示すように一体に構成すれば、センサ本体の特
性を揃えることができるばかりが、被測定ガスについて
の条件をほぼ同じにすることができるので、ＮＯ′ａ度
の計測精度をさらに高めることができるのである。また
、第１実施例よりも装置を小型化することができる。

なお、この例では第１実施例と相違して、一対のセンサ
本体の各電極２１　Ａ、２１　Ｂとも測定極の酸素分圧
が低い領域でＮＯを分解する電極材（白金）を用いてい
る。したがって、第１８図では一方のセンサについての
基準電圧ＶＥＩＩに高い電圧（０，４Ｖ）を与えている
のに対し、他方のセンサについての基準電圧ＶＥＡには
低い電圧（０，１Ｖ）を与えている。なお、周基準電圧
ｖＥＡ　＋ＶＥ　Ｏの向きが第１’Ｘ施例と相違するが
、要は基準電圧が差動アンプ２７　Ａ、２７　Ｂにマイ
ナス入力として入れば構わない。

また、この例では、第１８図に示すように、各検出抵抗
（Ｒ１）とこの抵抗間の電圧を測定する手段５５　Ａ、
５５　Ｂとから一対の電流測定手段を溝威し％　ＩＰ（
＾）ＩＩＰ　（ａ　）の代わりに電圧値Ｖｉａ＊Ｖｉａ
として扱っている。第１７図において、３１はヒータ、
５２は大気導入板、５３はスペーサである。

また、酸素分圧を一定に保つ手段としては、（イ）排気
温度が２００〜９００℃と変化してもヒータ３１への供
給電圧を制御してセンサ本体温度を一定に保つ、（ロ）
センサ本体温度を測定し、測定したセンサ本体温度に応
じて基準電圧を変化させるなどが考えられる。

次に、第２１図、第２２図は第３実施例で第４図に対応
する。この例はセンサ本体１１およびセンサ制御１路を
１つずつしか設けていなくとも、２つのセンサ出力Ｉｐ
　（Ａ　）ＩＩＰ　（ａ　＞が得られるようにしたもの
である。たとえば、第２１図に示すように、２つの基準
電圧ＶεＡ（０，１■）とＶＥ　ｏ（０，４Ｖ）をそれ
ぞれ設定する設定器６１．６２と、ＣＰＵ６７からの信
号にて駆動され所定時間毎に切換えられるスイッチ６３
とを設けておくと、切換スイッチ６３が図示の位置にあ
る場合にＩＰ（＾）が出力され、スイッチ６３が切換え
られることによりＩＰ　（Ｂ　）が出力されることにな
る。この様子を第２２図に示す。

つまり、この例は時分割方式であり、この例によればセ
ンサ本体１１．センサ制御回路が各１個でよく、センサ
本体１１の固体差に基づ＜　Ｉｐ　ｃＡ）ｅＩＰ　（Ｂ
　）への影響が低減されるので、第１′３１施例や第２
実施例よりも計測精度がさらに高まる。また、センサ本
体１１についての小型化の程度は第２実施例の場合より
も大きい。

ただし、応答性の点では、Ｉｐ　ｃＡ）ｙｌｐ　ｃＢ）
を連続して検出する第１実施例や第２実施例のほうが優
る。センサ出力は正確には第２２図に示すように１次の
応答遅れ曲線で立ち上がるものだからである。なお、セ
ンサ出力が平衡値に達するまでの時間は、エンジン負荷
とエンジン回転数に応じて変化するので、切換時間（た
とえばｔｌやＬ２　）を負荷と回転数に応じて可変とす
ることもできる。

ｍ２１図において、６５は電流電圧変換器、６６はＡ／
Ｄ変換器、６８は感度係数設定器、６９はゼロ出力設定
器、７０は発光ダイオードを用いた表示器、７１はＤ／
Ａ変換器である。

ここでは、−例としてＮＯを挙げて説明したが、他の窒
素酸化物ＣＮＯ２＠ＮＯｓ等）についても触媒を相違さ
せることで同様に適用することができる。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので□、
以下に記載されるような効果を奏する。

請求項１〜４の計測装置においては、酸素イオン伝導性
の固体電解質及びこれに接して設けられた少なくとも２
つの電極からなる電気化学的セルの一方の電極に拡散律
速手段を介して被測定ガスを導くとともに、この電極に
低い酸素分圧では窒Ｘ酸化物を分解するが高い酸素分圧
では窒素酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒を近
接して設け、かつこの電極近傍の酸素分圧を測定する手
段と、測定された酸素分圧に応じて電気化学的セルの両
電極間に供給する電流を測定する手段と、この測定され
た電流値と酸素ガス成分に対する感度係数とを用いて窒
素酸化物濃度を算出する手段とを設けたので、装置全体
が軽量かつ可搬性を有して、車両への装着が容易となる
とともに、コスト低減が図れ、かつ応答性にも優れる。

ｉｎ請求項、４の計測装置においては、電気化学的セル
と酸素分圧測定手段が１組だけであるので、彼測定ガス
についての条件がほぼ同じにな１）、ＮＯｘ濃度の計測
１１１度をさらに高めることができるばかりか、センサ
の小型化もできる。

請求項２の計測装置においては、従来の広域空燃比セン
サを殆んど変更することなく用いることができるので、
コストアップを招かずに済む。

請求項３の計測装置においては、２組のうち一方の触媒
として高価な白金を使わずに済むので、コストの低減が
図れる。また、酸素分圧が両方ともより安定な低い酸素
分圧で良く、計測精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の請求項１についてのクレーム対応図
、第２図ないし第４図はこの発明の請求項２ないし４に
つい′Ｃのクレーム対応図、第５図はセンサの作動原理
を説明するための概略図、第６図は測定極の酸素分圧に
対する起電力Ｅの特性図、第７図は測定極で測定される
電圧ｖ５に対するセンサ出力１　ｐの特性図、第８図は
Ｎ　Ｏ＋１１度に対するセンサ出力ＩＰの特性図、第９
図は白金についてのＮｏ還元効率を示す特性図、第１０
図は各ガス成分ｌ農度に対するセンサ出力ＩＰの特性図
、ｍｉ＋図は各ガス成分に対する感度係数の実測値の一
例を示す表図である。 第１２図はこの発明の１５１実施例の装置全体図、ｔｊ
ｔＪ１３図とｆｊＳ１４図はこの実施例の一対のセンサ
本体の補遺とセンサ制御回路を示す概略図、第１５図は
この実施例の制御動作を説明するための流れ図である。 第１６図はｍ２実施例のセンサ本体の補遺を示す概略図
、第１７図はこの実施例のセンサ本体を構成する各部を
離して示した斜視図、第１８図はこの実施例の一対のセ
ンサ制御回路を示す概略図、第１９図はこの実施例の演
Ｗ、装置を示すブロック図、ｒ５２０図はガス温度を相
違させた場合の起電力Ｅの特性図である。 第２１図は第３実施例の装置全体図、第２２ＵｊＪはこ
の実施例の作用を説明するための波形図、第２３図は従
来例の概略図である。 １１・・・センサ本体、１１Ａ、１１Ｂ・・・一対のセ
ンサ本体、１２・・・電気化学的セル、１２Ａ、１２Ｂ
・・・−肘の電気化学的セル、１３・・・固体電解質、
１４．１．５・・・一対の電極、１６・・・拡散室、１
６Ａ。 １、６　Ｂ・・・拡散室、１７・・・導入孔、１７Ａ、
１７１３・・・導入孔、１８・・・触媒、１９・・・第
２の電気化学的セル、１９Ａ、１９Ｂ・・・一対の第２
の電気化学的セル、２０・・・固体電解質、２１．２２
・・・−灯の電極、２５・・・センサ制御回路、２５　
Ａ　、　２　、’＞　Ｂ・・・−対のセンサ制御回路、
２６・・・電流供給）段、２６Ａ、２６Ｂ・・・一対の
電流供給手段、２７・・・差動アンプ、２７Ａ、２７Ｂ
・・・一対の差動アンフ゛、２８・・・電流測定手段、
４２　Ａ、４２　Ｂ・・・一対のセンサ、４３　Ａ、４
３　Ｂ・・・感度係数設定器、４４Ａ、、ｉ４Ｂ・・ゼ
ロ出力設定器、４５・・・演算装置、４Ｇ・・・出力装
置、５５　Ａ、５５　Ｂ・・・電圧測定手段、６１．６
２・・・基ペヘ電圧設定器、６３・・・切換スイッチ、
６４・・・差動アンプ、６７・・・ＣＰＵ、６８・・・
感度係数設定器、６９・・ゼロ出力設定器、１０１・・
・電気化学的セル、１０１　Ａ、１０１１３・・・一対
の電気化学的セル、１０２・・・固体電解質、１０３．
１０４・・・電極、１０６・・・拡故律Ｊ！！手段、１
０６Δ、１０６Ｂ・・・拡故律連手段、１０７・・・触
媒、１０７Ａ、１０７Ｂ・・・触媒、１０８・・・電流
供給手段、１０８Ａ、１０８Ｂ・・・電流供給手段、１
０９・・・酸素分圧測定手段、１０９Ａ、１０９Ｂ・・
・酸素分圧測定手段、１１０・・・高い酸素分圧？ｌＩ
ｌ平定、１１１・・・低い酸素分圧判定手段、１１２．
１１３・・・電流測定手段、１１４・・・窒素酸化物濃
度算出手段、１１５Ａ、１．１５Ｂ・・・基準酸素分圧
設定手段、１１６・・・切換手段、１１７・・・酸素分
圧判定手段、１１８・・・電流測定手段。 第６ 図 ン貝ｌ」定、４！に二１の隙棗イビ１−五（気Ｌ）第９
図 西支素分圧 （気圧） 〈 第１１ 図 第２３図 、３ 第１３図 第１４ 図 図 第１９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸素イオン伝導性の固体電解質及びこれに接して設
   けられた少なくとも２つの電極からなる電気化学的セル
   と、この電気化学的セルの一方の電極を所定のガス拡散
   抵抗で被測定ガス存在空間に連通する拡散律速手段と、
   電気化学的セルの前記一方の電極に近接して設けられ、
   低い酸素分圧では窒素酸化物を分解するが高い酸素分圧
   では窒素酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒と、
   電気化学的セルの前記両電極間に電流を供給する手段と
   、電気化学的セルの前記一方の電極近傍の酸素分圧を測
   定する手段と、測定された酸素分圧が高い酸素分圧であ
   るか低い酸素分圧であるかをそれぞれ判定する手段と、
   これらが判定された場合に前記両電極間に供給された電
   流をそれぞれ測定する手段と、測定された２つの電流値
   と酸素ガス成分に対する感度係数とを用いて窒素酸化物
   濃度を算出する手段とを設けたことを特徴とする窒素酸
   化物濃度の計測装置。 ２、酸素イオン伝導性の固体電解質及びこれに接して設
   けられた少なくとも２つの電極からなる電気化学的セル
   と、この電気化学的セルの一方の電極を所定のガス拡散
   抵抗で被測定ガス存在空間に連通する拡散律速手段と、
   電気化学的セルの前記一方の電極に近接して設けられ、
   低い酸素分圧では窒素酸化物を分解するが高い酸素分圧
   では窒素酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒と、
   電気化学的セルの前記両電極間に電流を供給する手段と
   、電気化学的セルの前記一方の電極近傍の酸素分圧を測
   定する手段とを２組有することを特徴する請求項１記載
   の窒素酸化物濃度の計測装置。 ３、酸素イオン伝導性の固体電解質及びこれに接して設
   けられた少なくとも２つの電極からなる電気化学的セル
   と、この電気化学的セルの一方の電極を所定のガス拡散
   抵抗で被測定ガス存在空間に連通する拡散律速手段と、
   電気化学的セルの前記一方の電極に近接して設けられる
   触媒と、電気化学的セルの前記両電極間に電流を供給す
   る手段とを２組有し、この２組のうち一方の触媒として
   電気化学的セルの前記一方の電極近傍の酸素分圧に関係
   なく窒素酸化物を分解しない性質を有するものを採用す
   るのに対し、他方の触媒として低い酸素分圧では窒素酸
   化物を分解するが高い酸素分圧では窒素酸化物を分解し
   なくなる特性を有するものを採用し、電気化学的セルの
   前記一方の電極近傍の酸素分圧をそれぞれ測定する手段
   と、酸素分圧に関係なく窒素酸化物を分解しない性質を
   有する触媒を採用した側について、前記両電極間に供給
   された電流を測定する手段と、低い酸素分圧で窒素酸化
   物を分解する特性を有する触媒を採用した側について、
   測定された酸素分圧が低い酸素分圧であるかどうかを判
   定する手段と、これが判定された場合に前記両電極間に
   供給された電流を測定する手段と、測定された２つの電
   流値と酸素ガス成分に対する感度係数とを用いて窒素酸
   化物濃度を算出する手段とを設けたことを特徴する窒素
   酸化物の計測装置。 ４、酸素イオン伝導性の固体電解質及びこれに接して設
   けられた少なくとも２つの電極からなる電気化学的セル
   と、この電気化学的セルの一方の電極を所定のガス拡散
   抵抗で被測定ガス存在空間に連通する拡散律速手段と、
   電気化学的セルの前記一方の電極に近接して設けられ、
   低い酸素分圧では窒素酸化物を分解するが高い酸素分圧
   では窒素酸化物を分解しなくなる特性を有する触媒と、
   電気化学的セルの前記両電極間に電流を供給する手段と
   、電気化学的セルの前記一方の電極近傍の酸素分圧を測
   定する手段と、高い酸素分圧と低い酸素分圧をそれぞれ
   基準酸素分圧として設定する手段と、設定された基準酸
   素分圧を所定時間毎に切り替えて出力する手段と、出力
   された基準酸素分圧と前記測定された酸素分圧との比較
   に基づいて、測定された酸素分圧が高い酸素分圧である
   か低い酸素分圧であるかを判定する手段と、これらが判
   定された場合に前記両電極間に供給された電流をそれぞ
   れ測定する手段と、測定された２つの電流値と酸素ガス
   成分に対する感度係数とを用いて窒素酸化物濃度を算出
   する手段とを設けたことを特徴とする窒素酸化物濃度の
   計測装置。