DE19532158B4

DE19532158B4 - Sauerstoffkonzentrationsdetektor

Info

Publication number: DE19532158B4
Application number: DE19532158A
Authority: DE
Inventors: Akio Obu Tanaka; Naoto Tsushima Miwa; Toshitaka Toyohashi Saito; Hiromi Nagoya Sano; Kazunori Nagoya Suzuki; Masaya Kariya Fujimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2015-09-01
Also published as: JP3525532B2; JPH08122297A; DE19532158A1; US6951601B1

Abstract

Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit:
einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 23) vorgesehen sind; und
einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch
eine Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die an der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist und aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,3 oder mehr gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit eingebauter Heizung, wie etwa einen Grenzstrom-Sauerstoffkonzentrationsdetektor.
Bei einem Sauerstoffkonzentrationsdetektor ist die Heizung herkömmlicherweise an der Innenseite des aus einem Festelektrolyt bestehenden Sensorelements angebaut, um den Festelektrolyt schnell aufheizen zu können, damit sich seine Charakteristik rasch stabilisiert. In letzter Zeit besteht jedoch das Erfordernis, den Festelektrolyten noch schneller zu beheizen.
Um diesem Erfordernis gerecht zu werden, kann der Heizung entweder ein höherer Strom zugeführt werden oder die von der Heizung abgegebene Wärme effektiver genutzt werden. Wenn jedoch ein zu hoher Strom angelegt wird, so wird die Heizung durch einen abrupten Anstieg der Temperatur beschädigt. Daher erscheint es ratsamer, die von der Heizung abgegebene Wärme effektiver zu nutzen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Sauerstoffkonzentrationssensor mit Heizung zur Verfügung zu stellen, der die von der Heizung abgegebene Wärme effektiv nutzt.
Diese Aufgabe wird durch einen Sauerstoffkonzentrationssensor gemäß einem der unabhängigen Ansprüche 1, 2, 8, 11, 14 oder 17 gelöst.
Die beiden Ausführungsformen gemäß Anspruch 1 und 2 sind durch eine Schicht mit hohem Emissionsgrad gekennzeichnet, die entweder an der Innenfläche des Sensorelements oder auf der Oberfläche der Heizung vorgesehen ist. Für den Fall, dass sich die Schicht mit hohem Emissionsgrad an der Innenfläche des Sensorelements befindet, ist sie aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,3 oder mehr gebildet. Für den Fall, dass sich die Schicht mit hohem Emissionsgrad auf der Oberfläche der Heizung befindet, ist sie aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,6 oder mehr gebildet.
Die Schicht mit hohem Emissionsgrad kann gemäß Anspruch 3 auch an beiden Oberflächen, d.h. an der Innenfläche des Sensorelements und auf der Oberfläche der Heizung vorgesehen sein.
Wenn die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad an der Innenfläche des Sensorelements ausgebildet ist, adsorbiert die Schicht effizient die Wärme, die von der Heizung abgestrahlt wird und kann daher den Festelektrolyten ausreichend beheizen. Wenn die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad dagegen auf der Oberfläche der Heizung ausgebildet ist, absorbiert sie effizient die von der Heizung abgegebene Wärme und strahlt diese effizient auf die Innenfläche des Sensorelements ab. Wenn sowohl an der Innenfläche des Sensorelements als auch auf der Oberfläche der Heizung eine Schicht mit hohem Emissionsgrad vorgesehen ist, wird eine synergetische Wirkung erzielt.
Die an der Innenfläche des Sensorelements vorgesehene Schicht mit hohem Emissionsgrad besteht gemäß Anspruch 4 vorzugsweise aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Eisen(III)-oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaltoxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid, während die auf der Oberfläche der Heizung vorgesehene Schicht mit hohem Emissionsgrad gemäß Anspruch 5 vorzugsweise aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Eisen(III)-oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaltoxid, Chromoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid besteht.
Die Oberflächenrauheit der Schicht mit hohem Emissionsgrad beträgt gemäß Anspruch 6 vorzugsweise 1 μm oder mehr.
Außerdem hat die Heizung gemäß Anspruch 7 vorzugsweise einen vieleckigen Querschnitt.
Prinzipiell die gleichen Wirkungen lassen sich gemäß Anspruch 8 und 11 auch mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor erzielen, bei dem, anstatt eine Schicht mit hohem Emissionsgrad vorzusehen, die Innenelektrode ein Material mit einem hohem Emissionsgrad von 0,3 oder mehr umfasst oder bei dem die Heizung ein Material mit einem hohem Emissionsgrad von 0,6 oder mehr umfasst. Die Unteransprüche 9, 10, 12 und 13 geben jeweils Weiterentwicklungen dieser Ausführungsformen an.
Die von der Heizung abgegebene Wärme wird auch durch einen Sauerstoffkonzentrationssensor gemäß Anspruch 14 oder 17 effizienter genutzt, bei dem zumindest die Oberfläche der Innenelektrode, die der Außenelektrode gegenüberliegt, aus einem Material mit einem hohen Emissionsgrad besteht, der höher als der Emissionsgrad des Materials ist, aus dem die Außenelektrode besteht, oder bei dem das Sensorelement eine äußerste Schicht hat, die aus einem Material besteht, das einen geringeren Emissionsgrad hat als das Material, aus dem zumindest die Oberfläche der Innenelektrode besteht. Die Unteransprüche 15, 16, und 18 geben wiederum Weiterentwicklungen dieser Ausführungsformen an.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die von der Heizung abgegebene Wärme effizient auf das Sensorelement übertragen und dieses dadurch effizient beheizt. Daher ist es sogar dann, wenn die Temperatur des Gases (z.B. Motorabgas), welches gemessen werden soll, niedrig ist, nicht erforderlich, die Temperatur der Heizung extrem anzuheben, was die Haltbarkeit der Heizung verbessert.
Da das Sensorelement effizient beheizt wird, kann andererseits die Temperatur des Sensorelements angehoben werden, auch wenn die Temperatur des Gases (z.B. Motorabgas), welches gemessen werden soll, niedrig ist, was stabile Sensoreigenschaften ergibt.
Die Erfindung stellt also einen Sauerstoffkonzentrationssensor zur Verfügung, dessen Heizung eine verbesserte Haltbarkeit hat und der sogar bei niedrigen Temperaturen stabile Sensoreigenschaften hat.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
1 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 1 dargestellt ist.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die den Teil des Sensorelements zeigt, der der Heizung in dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 1 gegenüberliegt.
3 zeigt eine Funktion, die die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Grenzstrom des Grenzstrom-Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 1 darstellt.
4 zeigt eine allgemeine schematische Ansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 1 dargestellt ist.
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die den Teil des Sensorelements zeigt, der der Heizung in dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 3 gegenüberliegt.
6 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 3 dargestellt ist.
7 zeigt eine Funktion, in der die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der elektromotorischen Kraft des Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 4 dargestellt ist.
8 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 6 dargestellt ist.
9 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 7 dargestellt ist.
Die 10A bis 10C zeigen Ansichten zur Darstellung der Herstellungsschritte der Heizung des Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 7, und 10D zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XD-XD in der 10C verläuft.
11 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 8 dargestellt ist.
12 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 9 dargestellt ist.
13 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 10 dargestellt ist.
14 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 11 dargestellt ist.
15 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 12 dargestellt ist.
16A zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Sensorelements in dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 13, und 16B zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht davon.
17 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der das Sensorelement des Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 14 dargestellt ist.
18 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 14 dargestellt ist.
19 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht, in der das Sensorelement des Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 15 dargestellt ist.
Und 20 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der die Heizung während des Lagenaufwickelns nach einem herkömmlichen Beispiel dargestellt ist.
Ausführungsform 1:
Mit Bezug zu den 1 bis 4 wird nun ein Sauerstoffkonzentrationsdetektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung sowie die Verarbeitung des Sauerstoffkonzentrationsdetektors beschrieben.
Wie die 1, 2 und 4 zeigen, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform ein Sensorelement 2, welches aus einem Festelektrolyten 20 besteht und mit einer Außenelektrode 22 und einer Innenelektrode 23 versehen ist, die jeweils auf der Außenfläche 220 und der Innenfläche 230 des Sensorelements ausgebildet sind, sowie eine Heizung 3, die in der Nähe der Innenfläche 230 des Sensorelements angebracht ist.
Die Innenfläche 230 des Sensorelements 2 ist mit einer Schicht 1 mit hohen Emissionsgrad versehen, die durch ein Material gebildet ist, welches einen hohen Emissionsgrad hat.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 (4) nach dieser Ausführungsform ist ein Grenzstrom-Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der zur Messung von Motorabgas dient, wie später beschrieben werden wird.
Wie die 1 und 2 zeigen, ist das Sensorelement 2 topfförmig und besteht aus einem Zirconiumoxid-Festelektrolyten 20, dessen Innenfläche 230 eine Innenelektrode 23, die mit Luft in Berührung steht, und dessen Außenfläche 220 eine zylindrische Außenelektrode 22 aufweist, die mit dem Motorabgas als dem zu messenden Gas in Berührung steht. Die Innenelektrode 23 und die Außenelektrode 22 weisen Schichten aus Platin auf, die z.B. durch eine autokatalytische Galvanisierung erzeugt werden.
Auf der Innenfläche 230 ist entsprechend der vorliegenden Erfindung eine poröse Schicht 1 mit einem hohen Emissionsgrad ausgebildet, um so die Innenelektrode 23 abzudecken.
Auf der Außenfläche des Festelektrolyten 20 ist eine Gasdiffusionsschicht 26 ausgebildet, um so die Außenelektrode 22 abzudecken, während auf deren Außenfläche wiederum eine poröse Abscheidungsschicht 27 ausgebildet ist. Die Gasdiffusionsschicht 26 ist eine poröse, durch Plasmabeschichtung aufgebrachte Schicht aus Aluminiumoxid und Magnesiumoxid. Die Abscheidungsschicht 27 dient dazu, das Sensorelement 2 zu schützen, indem sie giftige Substanzen wie etwa Phosphor (P) und Blei (Pb) im Abgas abfängt, und besteht aus Aluminiumoxid.
Wie die 1, 2 und 20 zeigen, umfasst andererseits die Heizung 3 ein Heizelement 32 aus Platin oder Wolfram, welches sich auf der Oberfläche eines Keramikstabs 31 aus Aluminiumoxid befindet und mit einer Aluminiumoxidlage 33 beschichtet ist. Dieses Heizelement 32 wurde bisher auf die Lage 32 aufgedruckt und wird hergestellt, indem es zusammen mit der Lage 33 rund um den Keramikstab 31 aufgewickelt wird. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet Anschlussdrähte.
Die poröse Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad wurde gebildet, indem eine Schlämme eines später noch zu beschreibenden Materialpulvers mit hohem Emissionsgrad in Wasser aufgelöst wurde, diese auf die Innenfläche 230 des Sensorelements 2 aufgebracht und dann getrocknet und gebrannt wurde, indem das Sensorelement auf etwa 1000°C erhitzt wurde. Die Schlämme wurde aufgebracht, indem die Schlämme auf die topfförmig Innenfläche 230 des Sensorelements gegossen wurde und anschließend die überschüssige Schlämme entfernt wurde.
Die Rauheit der Oberfläche der Innenfläche 230 beträgt etwa 10 μm.
Die Porosität der Schicht 1 mit dem hohen Emissionsgrad ist bei dieser Ausführungsform unter Berücksichtigung der Diffusion der Luft innerhalb des Sensorelements auf 50 Prozent festgelegt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 4 der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 nach der Anbringung des Sensorelements 2 und der Heizung 3 beschrieben.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 umfasst ein Sensorelement 2, in das eine Heizung 3 eingesetzt ist, und ist mit einem Gehäuse 46 und einer ein Fenster aufweisenden Hülle 461 abgedeckt. Die Außenelektrode 22, die Innenelektrode 23 und die Heizung 3 sind am oberen Teil des Sensorelements 2 jeweils über Leitungsdrähte 41, 42 und 45 mit einem Stecker 48 verbunden. Der so aufgebaute Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 wird mittels eines Flansches 47 an dem Motorauspuffrohr befestigt, wobei der Flansch 47 am Gehäuse 46 angebracht ist.
Dieser Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 ist ein Grenzstrom-Sauerstoffkonzentrationsdetektor, bei dem Sauerstoffionen in dem Festelektrolyten diffundieren, wenn zwischen der Außenelektrode 22 und der Innenelektrode 22 eine Spannung angelegt wird, und bei dem der Grenz stromwert für die Konzentration an diffundierten Sauerstoffionen gemessen wird. Die 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K = Luftmenge/Kraftstoffmenge) des Motors und dem Grenzstromwert, wenn das Motorabgas mit Hilfe dieses Sauerstoffkonzentrationsdetektors gemessen wird.
Ausführungsform 2:
Als nächstes wird der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach der Ausführungsform 1 besprochen, bei dem nur auf der Innenfläche des Sensorelements eine Schicht mit hohem Emissionsgrad (Tabelle 1) ausgebildet war.
Der Bereich der auf der Innenfläche des Sensorelements ausgebildeten Schicht mit dem hohen Emissionsgrad betrug 60 Prozent der Fläche der Innenfläche, und die Dicke der Schicht mit dem hohen Emissionsgrad betrug etwa 20 μm. Der Typ der Schichten mit dem hohen Emissionsgrad und der Emissionsgrad bei 500 bis 1200°C ist in der Tabelle 1 angegeben.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor wurde getestet, um festzustellen, wie hoch die Temperatur des Festelektrolyten in dem Sensorelement ansteigt, wenn die Temperatur der Heizung auf 1050°C gehalten wird. Der Test wurde unter der Bedingung ausgeführt, dass an die Heizung eine Leistung von 28 W (Watt) angelegt wurde.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor wurde im Motorabgas angeordnet, und es wurde die Leistung des Sensors während des Motorleerlaufs gemessen. Der Innenwiderstand des Sensorelements während des Leerlaufs wurde in drei Klassen von 20 kΩ (Kiloohm) oder darunter, 20 bis 40 kΩ, und 40 kΩ und darüber eingeteilt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Als Vergleichsbeispiele dienten bei der gleichen Messung herkömmliche Detektoren, wobei die Elektroden eine Platin- und Goldbeschichtung aufwiesen, jedoch ohne eine Schicht mit hohem Emissionsgrad versehen waren (Versuche C1 und C2).
Die Ergebnisse für diese Beispiele sind ebenfalls in der Tabelle 1 dargestellt.
Wie sich aus der Tabelle 1 ergibt, zeigt der Festelektrolyt, da die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren nach der vorliegenden Erfindung (Versuche 1 bis 6) Schichten mit einem hohen Emissionsgrad aufwiesen, die auf der Innenfläche des Sensorelements ausgebildet waren, eine hohe Temperatur, weshalb die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren exzellente Sensoreigenschaften zeigen. Und zwar deshalb, weil die Schichten mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0,3 oder mehr aufwiesen. Im Vergleich dazu ist in den Beispielen C1 und C2 die Temperatur des Festelektrolyten niedrig und sind die Sensoreigenschaften ungenügend. Und zwar deshalb, weil der Emissionsgrad der Platinbeschichtung und der Goldbeschichtung der Vergleichsbeispiele C1 und C2 jeweils nur 0,1 und 0,03 beträgt. Tabelle 1: Beispiele mit Schichten mit einem hohen Emissionsgrad auf den Innenflächen der Sensorelemente.
Ausführungsform 3:
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektoren nach dieser Ausführungsform ist, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, eine Ausführungsform, bei der eine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad auf der Oberfläche der Heizung ausgebildet ist.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform umfasst eine Heizung 3 mit einem Heizelement 32, welches mit einer Aluminiumoxidlage 33 sowie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einer Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad beschichtet ist. Auf der Seite des Sensorelements 2 ist keine Schicht mit hohem Emissionsgrad ausgebildet. Die anderen Aspekte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
In dem Fall mit dieser Ausführungsform wurden 3 Typen von Schichten mit hohem Emissionsgrad (Versuche 7 bis 9) benutzt, wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist. Die Schichten 1 mit hohem Emissionsgrad wurden, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, auf der Oberfläche der Aluminiumoxidlage 33 ausgebildet, die das Heizelement 32 der Heizung 3 abdeckt. Die Dicke der Schichten mit hohem Emissionsgrad betrug 20 μm. Die Schichten 1 mit hohem Emissionsgrad wurden ausgebildet, indem die Heizung in eine Schlämme aus einem Material mit hohem Emissionsgrad (Y₂O₃, Fe₂O₃ oder NiO in der Tabelle 2) getaucht und dann getrocknet und gebrannt wurde.
Als Vergleichsbeispiel wurde eine Heizung benutzt, die nur mit einer Aluminiumoxidlage 32 beschichtet war, ohne dass eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen war, wie es herkömmlich üblich ist.
Die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren dieser Ausführungsform wurden auf die gleiche Weise getestet wie bei der Ausführungsform 2. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Der Tabelle 2 ist zu entnehmen, dass die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren nach der vorliegenden Erfindung (Versuche 7 bis 9) auch dann eine hohe Temperatur des Festelektrolyten zeigen, wenn eine Schicht mit hohem Emissionsgrad auf der Heizung ausgebildet ist, und hervorragende Sensoreigenschaften aufweisen. Dagegen ist bei dem Vergleichsbeispiel C3, obwohl auf der äußersten Oberfläche der Heizung 3 eine Aluminiumoxidlage vorgesehen ist, die Temperatur des Festelektrolyten niedrig, da der Emissionsgrad der Aluminiumoxidlage niedrig ist.
Wie es aus der obigen Beschreibung zu entnehmen ist, wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Haltbarkeit der Heizung verbessert und es wird ein Sauerstoffkonzentrationsdetektoren erhalten, der stabile Sensor-Eigenschaften aufweist. Tabelle 2: Beispiele, die Schichten mit einem hohen Emissionsgrad auf der Oberfläche der Heizungen aufweisen.
Ausführungsform 4:
Bei den oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 3 sind die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren vom Grenzstromtyp, bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sauerstoffkonzentrationsdetektoren von Typ mit elektromotorischer Kraft.
Wie die 7 zeigt, weist dieser Typ von Sauerstoffkonzentrationsdetektoren eine Charakteristik auf, bei der sich die elektromotorische Kraft bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis plötzlich verändert.
Ausführungsform 5:
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der in den oben erwähnten Ausführungsformen gezeigt ist, wird, wenn die luftseitige Elektrode (Innenfläche des Sensorelements) durch eine Paste aus Platin oder ähnlichem ausgebildet wird, ein wärmebeständiges Metalloxid mit hohem Emissionsgrad, etwa Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Eisen(III)-oxid und Nickeloxid mit dem Material für die Elektrode, etwa Platin gemischt, um eine Mischelektrode auszubilden, um den Emissionsgrad der Elektrode selbst auf 0,3 oder mehr zu bringen.
Durch diese Integration der Elektrode und der Schicht mit hohem Emissionsgrad wird ebenfalls die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 6:
Diese Ausführungsform ähnelt dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach der Ausführungsform 3, bei dem, wie es in der 8 gezeigt ist, auf einem Teil der Oberfläche der Heizung 3 eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad ausgebildet ist.
Bei dem Sensorelement 2 ist die Außenelektrode 22 am unteren Ende der Seite des Festelektrolyten 20 als ein Band vorgesehen. Andererseits ist die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad am unteren Ende der Seite der Heizung 3 ebenso als ein Band vorgesehen, und zwar an einer Position, die der Außenelektrode 22 gegenüberliegt. An dem oberen Teil der Heizung 3 ist keine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform der Ausführungsform 1.
Bei einem Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der zur Steuerung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eines Motors eingesetzt wird, wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, Sauerstoff, der von dem Spalt zwischen der Heizung 3 und der Innenelektrode 23 zugeführt wird, in der Innenelektrode 23 zu Sauerstoffionen, die sich durch den Festelektrolyten 20 zu der Außenelektrode 22 bewegen, wie es durch den Pfeil in der 8 gezeigt ist. Durch dieses Phänomen erfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist. Falls die Innenseite des Sensorelements 2 unter der Bedingung einer Sauerstoffarmut steht, so kann die korrekte Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht erreicht werden.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem der Spalt zwischen der Innenelektrode 23 und der Heizung 3 am oberen Teil der Heizung 3 groß ist und der Sauerstoff leicht einströmt. Deshalb wird die Sauerstoffarmut im Sensorelement 2 verhindert und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird sehr genau gemessen. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erreicht.
Der Spalt zwischen der Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad und der Innenelektrode 23 hat vorzugsweise eine Breite von 0,1 mm oder mehr, um so die Bewegung des Sauerstoffs oder dergleichen nicht zu stören.
Ausführungsform 7:
Wie die 9 und 10 zeigen, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Heizung 39, die aus Siliziumnitrid besteht, welches eine hohe Wärmebeständigkeit und einen hohen Emissionsgrad hat.
Wie in der 10A gezeigt ist, werden bei der Herstellung der Heizung 39 zwei Formteile mit der gleichen Form 390, die aus Siliziumnitrid bestehen, vorgesehen. Eines der Formteile 390 ist an zwei Stellen mit einer Leitpaste 392 aus W-Mo (Wolfram-Molybdän) bedruckt, und mit dem anderen Formteil 390 ist ein Wolframdraht 391 verbunden. Der Wolframdraht 391 und die Leitpaste 392 können auch auf dem gleichen Formteil vorgesehen sein.
Als nächstes werden die beiden Formteile 390 übereinander gelegt, um ein Laminat auszubilden, während die Leitpaste 392 dem Wolframdraht 391 gegenüberliegt. Dann wird das Laminat in der Heißpresse bei einer Temperatur zwischen 1700 und 1800°C gesintert, um ein Sinterteil zu erhalten.
Als nächstes wird das Sinterteil bearbeitet, um daraus ein zylindrisches Teil 399 zu machen, wie es in der 10B gezeigt ist. Dann werden, wie es die 10C zeigt, zwei Ni-Leitungsdrähte 394 an die Seite des zylindrischen Teils 399 gelötet, indem eine Au/Ni-Hartlötung 393 benutzt wird, um eine Verbindung zu der Leitpaste 392 herzustellen. Da die Leitpaste 392 an der Seite des zylindrischen Teils 399 offen liegt, dient die Au/Ni-Hartlötung 393 also dazu, die Leitpaste 392 wie in der 10D gezeigt abzudecken. Dadurch wird die aus Siliziumnitrid bestehende Heizung 39 erhalten.
Diese Heizung 39 wird, wie die 9 zeigt, in das Sensorelement 2 eingesetzt. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform wird das Sensorelement 2 effizient beheizt, da die Heizung 39 aus einem Material besteht, welches hoch wärmebeständig ist und welches einen hohen Emissionsgrad aufweist. Zusätzlich wird der gleiche Effekt erzielt wie bei der Ausführungsform 1.
Ausführungsform 8:
Wie die 11 zeigt, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform ein Sensorelement 2, welches so ausgebildet ist, dass der Spalt zwischen der Innenelektrode 23 und der Heizung 39 am oberen Teil des Sensorelements 2 breiter ist, und der Spalt zwischen der Innenelektrode 23 und der Heizung 39 in der Nähe der Außenelektrode 22 enger ist.
Die Heizung 39, die in das Sensorelement 2 eingesetzt wird, ist die Heizung 39 der Ausführungsform 7, die aus einem Material besteht, welches hoch wärmebeständig ist und welches einen hohen Emissionsgrad aufweist. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform, strömt der Sauerstoff leicht ein, da der Spalt zwischen der Innenelektrode 23 und der Heizung 39 im oberen Teil der Heizung 39 weit ist. Deshalb wird die Sauerstoffarmut in dem Sensorelement 2 verhindert und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird genau gemessen. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Der Spalt zwischen der Heizung 39 und der Innenelektrode 23 beträgt vorzugsweise 0,1 mm oder mehr, um so die Bewegung des Sauerstoffs oder dergleichen zu stören.
Ausführungsform 9:
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform entspricht einer Ausführung, bei der die Innenelektrode 239 in dem Sensorelement 2 wie es in der 12 gezeigt ist, aus einem Material besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, etwa aus Platinschwarz oder Rutheniumoxid.
Bei der Herstellung der Innenelektrode 239 wird die Paste im Fall von Platinschwarz durch Mischung von 82 Gewichtsprozent Platinschwarzpulver mit 18 Gewichtsprozent einer Mischung aus einem organischen Bindemittel und einem organischen Lösungsmittel hergestellt. Im Fall von Rutheniumoxid wird die Paste dagegen durch Mischung von 76 Gewichtsprozent Rutheniumoxidpulver mit 24 Gewichtsprozent einer Mischung aus einem organischen Bindemittel und einem organischen Lösungsmittel hergestellt.
Als nächstes wird die oben erwähnte Paste durch Bedrucken der gekrümmten Oberfläche auf die Oberfläche des Festelektrolyten 20 aufgebracht. Dann wird der Festelektrolyt 20 zum Ausgleich für 10 Minuten der Luft ausgesetzt. Der Festelektrolyt 20 wird dann in einem Sinterofen angeordnet und im Fall von Platinschwarz bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1400°C für 5 Stunden in Luft gesintert und im Fall von Rutheniumoxid bei einer Temperatur zwischen 760 und 850°C für 10 Minuten in Luft gesintert.
Dadurch wird die Innenelektrode 239 auf der Innenfläche des Festelektrolyten 20 ausgebildet. Die anderen Schritte entsprechen denen bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform besteht die Innenelektrode 23 aus einem Material mit einem hohen Emissionsgrad. Deshalb wird die Wärme von der Heizung 3 effizient auf das Sensorelement 2 übertragen sowie das Sensorelement 2 effizient beheizt. Zusätzlich dazu wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 10:
Wie die 13 zeigt, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Schicht mit hohem Emissionsgrad, die aus einem Material besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, welches auf der Oberfläche der Innenelektrode 239 ausgebildet ist, während die Außenelektrode 229 aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad aufweist, der geringer als der Emissionsgrad der Schicht 1 mit dem hohen Emissionsgrad ist.
Die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad besteht aus einem der Materialien, die in der Tabelle 2 angeführt sind oder aus ähnlichem.
Unter der Bedingung, dass die Außenelektrode 229 einen Emissionsgrad hat, der niedriger ist als der Emissionsgrad der Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad, setzt sich die Außenelektrode 229 z.B. aus Platin (Emissionsgrad: 0,1), Gold (Emissionsgrad: 0,03) oder Palladium (Emissionsgrad: 0,33) zusammen. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Da bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform auf der Innenelektrode 23 eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen ist, wird die Wärme effizient absorbiert, die von der Heizung 3 abgestrahlt wird. Da andererseits die Außenelektrode 22 aus einem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist, wird wenig Wärme aus dem Sensorelement 2 abgegeben. Deshalb wird das Sensorelement 2 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung erzielt wie bei der Ausführungsform 1.
Ausführungsform 11:
Wie die 14 zeigt, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Innenelektrode 239, die aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad hat, der größer als der Emissionsgrad der Außenelektrode 229 ist, und zwar an der Stelle des Sensorelements 2, die der Außenelektrode 229 gegenüberliegt.
Die Außenelektrode 229 ist dabei am unteren Ende der Seite des Festelektrolyten 20 als ein Band vorgesehen ist, während die Innenelektrode 239 ebenfalls an dem unteren Ende der Seite der Heizung 3 als ein Band vorgesehen ist. Im oberen Teil des Sensorelements 2 ist keine Innenelektrode 239 vorgesehen.
Die Innenelektrode 239 setzt sich genauso wie bei der Ausführungsform 9 aus Platinschwarz oder ähnlichem zusammen. Die Außenelektrode 229 setzt sich wie bei der Ausführungsform 10 aus Platin oder ähnlichem zusammen, welches einen niedrigen Emissionsgrad hat. Die anderen Schritte entsprechen denen bei der Ausführungsform 1.
In der 14 bezeichnet das Bezugszeichen 238 eine Leitung zur Verbindung der Innenelektrode 239 mit dem Außenanschluss (nicht dargestellt).
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform umfasst eine Innenelektrode 239, die nur auf der minimal benötigten Fläche vorgesehen ist. Dadurch werden die Materialkosten zur Herstellung der Elektroden reduziert. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 12:
Wie die 15 zeigt, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform die äußerste Schicht 270, die aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad hat, der niedriger als der Emissionsgrad der Innenelektrode 239 ist, die an dem Sensorelement 2 vorgesehen ist.
Und zwar befindet sich die äußerste Schicht 270 auf der Oberfläche der Gasdiffusionsschicht 26 in dem Sensorelement 2 und besteht z.B. aus Aluminiumoxid, Zirconiumoxid oder Magnesiumoxid. Die äußerste Schicht 270 ist eine poröse Schicht, die das zu messende Gas einfach durchlässt.
Die äußerste Schicht 270 wird durch ein Verfahren hergestellt, bei dem ein pulverförmiges Material vorbereitet wird, welches aus den oben beschriebenen Substanzen besteht und bei dem das pulverförmige Material durch eine Plasmabeschichtung aufgebracht wird, oder durch ein Verfahren, bei dem die Schlämme des pulverförmigen Materials vorbereitet wird und dann diese Schlämme aufgebracht und gebrannt wird, oder durch ein Verdampfungsverfahren wie Sprühen und Wärmebehandeln.
Die Innenelektrode 239 setzt sich dagegen wie bei der Ausführungsform 9 aus Platinschwarz zusammen. Die anderen Schritte entsprechen den Schritten bei der Ausführungsform 1.
Da der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Innenelektrode 239 aufweist, die aus einem Material besteht, welches einen hohen Emissionsgrad hat, wird die Wärme von der Heizung 3 effizient absorbiert. Da die äußerste Schicht 270 des Sensorelements 2 andererseits aus einem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad hat, wird wenig Wärme aus dem Sensorelement 2 abgegeben. Deshalb wird das Sensorelement 2 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 13:
Wie in den 16A und 16B gezeigt ist, umfasst der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Heizung 38, die einen vieleckigen Querschnitt aufweist.
Und zwar hat die Heizung 38 einen achteckigen Querschnitt und ist auf der Oberfläche der Heizung 38 eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Zylindrische Körper mit der gleichen Querschnittsfläche haben eine größere Oberfläche, wenn der Querschnitt vieleckig anstatt kreisförmig ist. Deshalb hat die Heizung 38 nach dieser Ausführungsform eine größere Oberfläche und beheizt das Sensorelement 2 noch effizienter. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 14:
Die oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 13 betreffen Sauerstoffkonzentrationsdetektoren, die topfförmige Sensorelemente benutzen, wohingegen diese Ausführungsform einen Sauerstoffkonzentrationsdetektor 49 betrifft, der ein laminatförmiges Sensorelement umfasst, wie es in den 17 und 18 gezeigt ist.
Das laminatförmige Sensorelement 5 umfasst Heizungen 3, mit Heizelementen 395, die zusammen mit Aluminiumoxidsubstraten 201 und 202 auf dem Festelektrolyten 20 ausgebildet sind. In dem Zwischenraum zwischen dem Festelektrolyten 20 und dem Aluminiumoxidsubstrat 202 ist auf der Innenfläche 230 des Festelektrolyten 20 eine Innenelektrode 239 vorgesehen. Andererseits ist auf der Außenfläche 220 des Festelektrolyten 20 eine Außenelektrode 22 vorgesehen, und sind auf der Oberfläche der Außenelektrode 22 eine Gasdiffusionsschicht 26 und eine Abscheidungsschicht 27 in dieser Reihenfolge aufgeschichtet.
Die Innenelektrode 239 setzt sich aus einem Material zusammen, welches einen hohen Emissionsgrad hat, etwa aus Platinschwarz nach der Ausführungsform 9.
Bei der Herstellung der Innenelektrode 239 nach dieser Ausführungsform wird die Paste, wie bei der Ausführungsform 9 beschrieben, auf der Innenfläche 230 des Festelektrolyten 20 vorgesehen und wird die Paste bei dieser Ausführungsform auf die Oberfläche des Festelektrolyten 20 durch Siebdruck aufgebracht.
Wie die 18 zeigt, wird der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 49 nach dieser Ausführungsform erzeugt, indem ein Sensorelement 2 mit einer Heizung 3 in das Gehäuse 46 montiert wird. Deshalb wird anders als bei den vorherigen Ausführungsformen keine Einzelheizung eingesetzt. Die anderen Schritte entsprechen den Schritten bei der Ausführungsform 1.
Die Innenelektrode 23 setzt sich bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor 49 nach dieser Ausführungsform aus einem Material mit hohem Emissionsgrad zusammen. Deshalb wird die Wärme von der Heizung 3 effizient auf das Sensorelement 5 übertragen und wird das Sensorelement 5 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 15:
Wie in der 19 gezeigt ist, benutzt der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform ein laminatförmiges Sensorelement 5, welches wie bei dem topfförmigen Sensorelement 2 nach der Ausführungsform 10 eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad aufweist, die auf der Oberfläche der Innenelektrode 23 ausgebildet ist.
Die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad setzt sich aus einem der Materialien, die in der obigen Tabelle 2 angeführt sind, oder ähnlichem zusammen.
Die Außenelektrode 229 hat dagegen einen Emissionsgrad, der niedriger als der Emissionsgrad der Innenelektrode 23 ist und setzt sich z.B. aus Platin, Gold oder Palladium zusammen. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Da bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform auf der Innenelektrode 23 eine Schicht mit hohem Emissionsgrad vorgesehen ist, wird die Wärme von der Heizung 3 effizient absorbiert. Andererseits wird von dem Sensorelement 2 wenig Wärme nach außen abgegeben, da die Außenelektrode 22 aus einem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist. Deshalb beheizt die Heizung 3 das Sensorelement 2 effizient. Zusätzlich dazu wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.

Claims

Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 23) vorgesehen sind; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die an der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist und aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,3 oder mehr gebildet ist.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen sich eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 23) befinden; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der Oberfläche der Heizung (3) vorgesehen ist und aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,6 oder mehr gebildet ist.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 2, bei dem an der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) eine Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad vorgesehen ist, die aus einem Material mit einem Emissionsgrad von 0,3 oder mehr gebildet ist.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 1 oder 3, bei dem die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die an der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Eisen(III)-oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaltoxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 2, bei dem die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der Oberfläche der Heizung (3) vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Eisen(III)-oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaltoxid, Chromoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Oberflächenrauheit der Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad 1 μm oder mehr beträgt.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Heizung (3) einen vieleckigen Querschnitt hat.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 23) vorgesehen sind; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Innenfläche (230) des Sensorelement (2) vorgesehene Innenelektrode (23) ein Material mit hohem Emissionsgrad umfasst, das einen Emissionsgrad von 0,3 oder mehr hat.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 8, bei dem das Material mit hohem Emissionsgrad, das in der Innenelektrode (23) enthalten ist, aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Eisen(III)-oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaltoxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Oberflächenrauheit der Innenelektrode (23) 1 μm oder mehr beträgt.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 23) vorgesehen sind; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (3) ein Material mit hohem Emissionsgrad umfasst, das einen Emissionsgrad von 0,6 oder mehr hat.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 11, bei dem das Material mit hohem Emissionsgrad, das in der Innenelektrode (23) enthalten ist, aus einem oder mehreren Materialien der Gruppe Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Siliziumcarbid besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Heizung (3) einen vieleckigen Querschnitt hat.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 239) vorgesehen sind; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche der Innenelektrode (239), die der Außenelektrode (22) gegenüberliegt, aus einem Material mit einem hohen Emissionsgrad besteht, der höher als der Emissionsgrad des Materials ist, aus dem die Außenelektrode (22) besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 14, bei dem die Innenelektrode (239) aus Platinschwarz oder Rutheniumoxid besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 14, bei dem das Material mit dem hohem Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0,3 oder mehr hat.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor, mit: einem Sensorelement (2) aus einem Festelektrolyt (20), der eine Außen- und eine Innenfläche (220, 230) hat, auf denen eine Außen- und eine Innenelektrode (22, 239) vorgesehen sind; und einer Heizung (3), die in der Nähe der Innenfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (2) eine äußerste Schicht (270) hat, die aus einem Material besteht, das einen geringeren Emissionsgrad hat als das Material, aus dem zumindest die Oberfläche der Innenelektrode (239) besteht.
Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 17, bei dem das Material mit hohem Emissionsgrad, aus dem zumindest die Oberfläche der Innenelektrode (239) besteht, einen Emissionsgrad von 0,3 oder mehr hat.