DE3525903C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gassonde mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
Es ist bekannt, das Vorhandensein eines Gases in Luft und
seine Konzentration mit einer Gassonde mit einem gasempfind
lichen Organ zu erfassen, welches aus einem Oxidhalbleiter,
z. B. Zinnoxid (SnO2), Zinkoxid (ZnO), Titandioxid (TiO2),
Cobaltoxid (CoO) u.dgl. hergestellt ist, dessen elektrischer
Widerstand sich bei Berührung mit dem Gas verändert. Um bei
dem gasempfindlichen Organ die Produktivität zu erhöhen, ist
zur Vereinfachung seines Aufbaus die sogenannte Hybridtech
nik entwickelt worden, bei der beispielsweise sowohl das
gasempfindiche Organ als auch die Elektroden hierfür in Form
von Dickfilmen auf ein elektrisch isolierendes keramisches
Substrat aufgedruckt werden.
Um eine solche Gassonde beim Meßvorgang in Stellung zu hal
ten, war es bisher üblich, sie in einem Gehäuse aufzunehmen,
das an der Stelle zum Erfassen des interessierenden Gases
ohne Schwierigkeiten befestigt werden kann. Es sind jedoch
bestimmte Schwierigkeiten aufgetreten, beispielsweise des
halb, weil die Gassonde mit dem auf dem keramischen Substrat
ausgebildeten gasempfindlichen Organ eine glatte Oberfläche
mit wenig Unebenheiten besitzt und es schwierig war zu be
stimmen, welcher Teil der Sonde mit oder ohne Zwischenschal
tung eines Abstandsstückes am Gehäuse befestigt werden soll
te, und auch weil bei Verwendung eines Abstandsstückes zwi
schen dem Gehäuse und der Gassonde während des Montagevor
ganges die Gefahr einer Berührung zwischen dem Abstandsstück
und dem gasempfindlichen Organ und einer Beschädigung des
letzteren durch das erstere besteht, weil das gasempfind
liche Organ zum Feststellen des Gases vom Substrat wegragt,
wogegen das Abstandsstück am Substrat eher eng anliegt, um
es sicher zu halten.
Eine gattungsgemäße Gassonde ist aus "Patents Abstracts of
Japan" JP-A2 56-118658 bekannt. Dort sind in einer treppenförmigen
Struktur zwei gasempfindliche Schichten jeweils zwischen
Elektroden sandwich-artig eingeschlossen. Die Elektroden
sind weitgehend gegen beim Hantieren mit der Gassonde mögliche
Verkratzungen ungeschützt.
Aus "Patents Abstracts of Japan" JP-A2 56-118657 ist eine insoweit
ähnliche Anordnung bekannt, bei der ebenfalls die gasempfindliche
Schicht sandwich-artig zwischen zwei Elektroden
eingeschlossen ist, wobei die Elektroden offenliegen, so daß
sie leicht verkratzbar sind.
Aus "Patents Abstracts of Japan" JP-A2 59-94054 ist schließlich
ein Gassensor bekannt, bei dem ein Heizelement vorgesehen
ist, das in bezug auf das Substrat auf der dem Gassensor gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist. Der Gassensor, also die
gasempfindliche Schicht, deckt dort nicht die Elektroden ab.
Vielmehr ist ein gesonderter Metallfilm vorgesehen, welcher die
Elektroden und die gasempfindliche Schicht überlappend abdeckt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Gassonde derart weiterzubilden, daß sie weitgehend gegen Verschmutzungen
und Verkratzungen geschützt ist und dabei eine zuverlässige
Funktion gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit bevorzugten
Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Wenn die Gassonde an einem Gehäuse angebracht oder an einem
Gegenstand befestigt wird, kann sie dadurch bei Verwendung
der Schulter zwischen der ersten und der zweiten keramischen
Schicht ohne Schwierigkeiten in Stellung gehalten werden.
Die Gassonde kann also unter günstigen Bedingungen montiert
oder befestigt werden.
Wenn zum Einbauen der Gassonde in ein Gehäuse o. dgl. ein
Abstandsstück verwendet wird, um zwischen ihnen einen Ab
stand zu bewahren, bildet folglich der Schulterabschnitt
zwischen der ersten und der zweiten keramischen Schicht in
der treppenähnlichen Randstruktur eine Stelle für eine si
chere Anlage des Abstandsstückes an der Gassonde. Außerdem
wird verhindert, daß die auf diese Weise an der ersten kera
mischen Schicht anliegende Innenfläche des Abstandsstückes
in direkte Berührung mit der gasempfindlichen Schicht auf
der Oberseite des keramischen Substrats kommt, weil die er
ste keramische Schicht dicker ist, als die Höhe der gasemp
findlichen Schicht über der Oberseite des Substrats beträgt.
Dadurch ist die gasempfindliche Schicht beim Einbauen der
Gassonde in das Gehäuse gegen jegliche schädigende Berührung
mit dem Abstandsstück geschützt.
Ferner hat die Gassonde gemäß der Erfindung ein dickes End
stück und ein dünnes Endstück mit der gasempfindlichen
Schicht. Ist nun dieses dicke Endstück vom Gehäuse o. dgl. so
gehalten, daß das dünne Endstück in eine Meßatmosphäre hin
einragt, wird die Wärmekapazität des gasempfindlichen Teils
klein gehalten, um durch Erleichtern eines raschen Tempera
turanstiegs der gasempfindlichen Schicht ein rasches Anspre
chen zu ermöglichen und dabei die Gassonde selbst zuverläs
sig zu halten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teilseitenansicht mit einer Darstellung der
Beziehungen zwischen verschiedenen Schichten der
Gassonde,
Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Gesamtseitenansicht
eines Sauerstoffdetektors mit eingebauter Sauer
stoffsonde,
Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines
Innenzylinders des Sauerstoffdetektors, bei dem
Anschlußkontaktstücke aus einer Glasdichtung des
Innenzylinders herausragen,
Fig. 4 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines
Außenzylinders des Sauerstoffdetektors mit einer
Dichtung zum Verschließen eines Außenzylinderendes
vor dem Verbinden mit dem Innenzylinder,
Fig. 5A, 6A; 7A, 8A, 9A und 10A je eine vereinfachte Drauf
sicht zur Veranschaulichung des Zusammenbauens
einer Gassonde,
Fig. 5B, 6B, 7B, 8B, 9B und 10B je den Schnitt B-B in der
zugehörigen Fig. 5A, 6A, 7A, 8A, 9A bzw. 10A,
Fig. 11A eine Darstellung der Verbindung von Zuführdrähten
mit Anschlußkontaktstücken,
Fig. 11B eine Seitenansicht zu Fig. 11A und
Fig. 12 eine Schrägansicht der Gassonde mit einem auf ihr
angeordneten Abstandsstück.
Die verschiedenen Ansichten in den Zeichnungen zeigen eine
gasempfindliche Schicht 1, ein keramisches Substrat 2, eine
erste keramische Schicht 3, eine zweite keramische Schicht
4, eine Gassonde 10, gasempfindliches Material 11, ein Ge
häuse 12, einen Schutz 13, einen Innenzylinder 14, ein Ab
standsstück 15, Füllpulver 16, eine Glasdichtung 17, eine
Dichtung 18, einen Außenzylinder 19, eine Dichtung 20, Zu
führdrähte 21 bis 23, zusammendrückbare bzw. Quetschverbin
der 24 bis 26, Anschlußkontaktstücke 31 bis 33, einen plat
tenförmigen Grünling 40 für das Substrat 2, einen platten
förmigen Grünling 41 für eine keramische Abdeckung, einen
plattenförmigen Grünling 42 für die erste keramische Schicht
3, einen plattenförmigen Grünling 43 für die zweite kerami
sche Schicht 4, Elektroden 44 und 45, eine Heizschicht 46,
Endabschnitte 47 bis 49, Zuführdrähte 51 bis 53 aus Platin
und eine Öffnung bzw. Aussparung 55.
Einzelheiten des Aufbaues der Gassonde werden im folgenden
anhand einer Ausführungsform der Erfindung in Form einer
Sauerstoffsonde beschrieben, mit der sich die Sauerstoffkon
zentration in den Abgasen von einem Verbrennungsmotor fest
stellen läßt.
Gemäß Fig. 1 besteht ein wesentliches Merkmal der Gassonde
10 darin, daß ihre gasempfindliche Schicht 1 auf dem trep
penähnlichen Randabschnitt des keramischen Substrats 2 ange
ordnet ist. Die erste und die zweite keramische Schicht 3
bzw. 4 sind auf das Substrat 2 aufgelegt und dabei in bezug
eines Randes des Substrats 2 zurückgesetzt. Dadurch ist an
diesem Ende des Substrats 2 eine treppenähnliche Randstruk
tur ausgebildet, bei der die erste keramische Schicht 3
dicker sein muß, als die Höhe der gasempfindlichen Schicht 1
über derjenigen Fläche des Substrats 2 beträgt, welche an
die Schicht 3 anschließt.
Wenn ein Abstandsstück 15 verwendet wird, um die Gassonde 10
von der Innenfläche eines Gehäuses 12 fernzuhalten (s. Fig.
2), ist das Abstandsstück 15 gemäß Fig. 12 an der Stufe bzw.
Schulter zwischen erster und zweiter keramischer Schicht 3
bzw. 4 in der treppenähnlichen Randstruktur gehalten. Da
durch wird verhindert, daß die Innenfläche des Abstands
stückes 15 in direkte Berührung mit der gasempfindlichen
Schicht 1 kommt, weil die erste keramische Schicht 3 dicker
ist, als die Höhe der gasempfindlichen Schicht 1 über dem
Substrat 2 beträgt. Auf diese Weise ist die Gefahr einer Be
schädigung der gasempfindlichen Schicht 1 durch eine solche
direkte Berührung durch das Abstandsstück 15 im wesentlichen
ausgeschlossen.
Gemäß Fig. 2 ist bei einer als Sauerstoffsonde ausgebildeten
Gassonde 10 eine gasempfindliche Schicht 1 auf einem kerami
schen Substrat ausgebildet. Die dargestellte Gassonde 10 er
faßt die Sauerstoffkonzentration eines überwachten Gases und
ist in einem zylindrischen Gehäuse 12 aufgenommen, das sich
an einem Verbrennungsmotor anbringen läßt. Zum Schutz der
Gassonde 10 ist mit dem motorseitigen Endstück 12 a des Ge
häuses 12 ein Schutz 13 verbunden. Die Gassonde 10 ist mit
Zwischenschaltung eines Abstandsstückes 15 von einem Innen
zylinder 14 gehalten, der vom Gehäuse 12 getragen wird. Der
Zwischenraum zwischen der Gassonde 10 und dem Innenzylinder
14 ist mit einem Füllpulver 16 und einer Glasdichtung 17
vollgestopft, um die Gassonde 10 in Stellung zu halten. Um
die Anbringung des Sauerstoffdetektors an einem Motor zu
vereinfachen, ist das Gehäuse 12 mit einem Gewinde 12 b ver
sehen. Somit kann der Sauerstoffdetektor an den Motor ange
schraubt werden, mit Zwischenschaltung einer Dichtung 18
zwischen dem Gehäuse 12 und dem Gewindeteil der Motorwand,
um ein Austreten von Motorabgasen an der Verschraubung zu
verhindern.
Das Füllpulver 16, welches vorzugsweise ein Talkum-Glaspul
ver-Gemisch im Verhältnis 1 : 1 ist, fixiert die Gassonde 10
in ihrer Stellung im Innenzylinder 14. Die in den Innen
zylinder 14 gestopfte Glasdichtung 17, vorzugsweise aus Glas
mit niedrigem Schmelzpunkt, verhindert ein Austreten des
überwachten Gases und schützt Anschlußkontaktstücke der Gas
sonde 10. Zu diesem Zweck bedeckt und hält die Glasdichtung
17 sowohl einen Abschnitt der Gassonde 10 als auch Verbin
dungen zwischen den Anschlußkontaktstücken und weiter unten
näher beschriebenen Zuführdrähten aus Platin.
Mit dem Gehäuse 12 ist ein Außenzylinder 19 so verbunden,
daß er den Innenzylinder 14 abdeckt. Gemäß Fig. 4 ist am
oberen Ende in den Außenzylinder 19 eine Dichtung 20 aus
Silikonkautschuk gestopft, um sowohl herausgeführte Zuführ
drähte 21, 22 und 23 als auch ihre Verbindungen mit aus der
Glasdichtung 17 herausragenden Anschlußkontaktstücken 31, 32
und 33 der Gassonde 10 (s. Fig. 2) zu schützen und zu iso
lieren. Um das Verbinden der Zuführdrähte 21, 22 und 23 mit
den Anschlußkontaktstücken 31, 32 und 33 zu vereinfachen,
können die Dichtung 20 und die Zuführdrähte 21, 22 und 23
zuvor in den Außenzylinder 19 eingesetzt werden und es kön
nen mit den inneren Enden der Zuführdrähte 21, 22 und 23
zugehörige zusammendrückbare bzw. Quetschverbinder 24, 25
und 26 verbunden werden (s. Fig. 4). Danach können die An
schlußkontaktstücke 31, 32 und 33 der Gassonde 10 mit den
anderen Enden der zugehörigen Verbinder 24, 25 und 26 ver
bunden werden.
Ein Muster der Gassonde 10 wurde von der Anmelderin nach der
in Fig. 5A bis 10A dargestellten Vorgehensweise hergestellt.
Fig. 5B bis 10B zeigen die Schnitte B-B in den zugehörigen
Fig. 5A bis 10A. Zur deutlicheren Darstellung dieser Vorge
hensweise bzw. dieses Verfahrens ist die Gassonde 10 in Fig.
5A bis 10A in einem anderen Maßstab gezeichnet als die Gas
sonde 10 gemäß Fig. 2 und jene gemäß Fig. 11A und 12.
Zum Ausbilden eines plattenförmigen Grünlings 40 für das
keramische Substrat 2, eines plattenförmigen Grünlings 41
für eine keramische Abdeckung, eines plattenförmigen Grün
lings 42 für die erste keramische Schicht 3 und eines plat
tenförmigen Grünlings 43 für die zweite keramische Schicht 4
wurde folgendermaßen vorgegangen: Durch Mischen von 92 Gew.-%
Tonerde
(Al2O3) mit einem mittleren Korndurchmesser von
1,5 µm, 4 Gew.-% Siliziumoxid (SiO2), 2 Gew.-% Calciumoxid
(CaO2) und 2 Gew.-% Magnesiumoxid (MgO) wurden 100 Gew.-Tei
le Pulvergemisch hergestellt, und diesem wurden 12 Gew.-Tei
le Butyral-Harz und 6 Gew.-Teile Dibutylphthalat (DBP) zuge
setzt und daraus durch Durchmischen in einem organischen
Lösungsmittel ein Dickschlamm zubereitet. Aus diesem wurden
mit Hilfe einer Rakel die Grünlinge hergestellt. Deren Dicke
wurde so eingestellt, daß der Grünling 40 1 mm, der Grünling
41 0,2 mm, der Grünling 42 0,8 mm und der Grünling 43 0,8 mm
dick waren.
Mit einer Platinpaste, der 7% Tonerde (Al2O3), bezogen auf
den Platinbetrag, zugesetzt waren, wurden elektrisch leit
fähige Schichten 44 bis 49 in Form von Dickfilmmustern auf
gedruckt. Diese elektrisch leitfähigen Schichten bilden
Elektroden 44 und 45 zum Messen des elektrischen Widerstan
des der gasempfindlichen Schicht 1, eine Heizschicht 46 zum
Erwärmen der gasempfindlichen Schicht 1, und Endabschnitte
47, 48 und 49 zum Zuführen eines elektrischen Stroms zur
Heizschicht 46 und zum Wegleiten des Ausgangssignals von der
gasempfindlichen Schicht 1.
Beim Herstellen der Gassonde 10 wurden zuerst die Muster für
die Elektroden 44 und 45 und die Heizschicht 46 zusammen mit
ihren Endabschnitten 47 bis 49 mit der Platinpaste auf den
Grünling 40 für das keramische Substrat 2 aufgedruckt (s.
Fig. 5A und 5B). Danach wurden Zuführdrähte 51, 52 und 53
aus Platin mit einem Durchmesser von 0,2 mm auf den Endab
schnitten 47, 48 und 49 der zugehörigen Muster bzw. Bilder
angeordnet (s. Fig. 6A und 6B).
Gemäß Fig. 7A und 7B wurde in den Grünling 41 für die kera
mische Abdeckung eine Aussparung 55 beispielsweise durch
Ausstanzen an solcher Stelle eingearbeitet, daß nach dem
Auflegen des Grünlings 41 mit der so eingearbeiteten Ausspa
rung 55 auf den Grünling 40 für das Substrat 2 in der Weise,
daß die gesamte mit Leitungsbildern bedruckte Oberfläche des
Grünlings 40 bedeckt war, die Endabschnitte der Elektroden
44 und 45 durch die Aussparung 55 hindurch nach außen frei
lagen. Nach dem Auflegen in der vorstehend beschriebenen
Weise wurde der Grünling 41 mit dem Grünling 40 des Sub
strats 2 durch Erwärmen und Pressen verbunden. Bei dem ge
zeigten Beispiel entsprach das Laminat aus den so mitein
ander verbundenen beiden Grünlingen 40 und 41 dem weiter
oben angegebenen keramischen Substrat 2 gemäß Fig. 1. Zum
Herstellen der gasempfindlichen Schicht 1 gemäß Fig. 1 wurde
in die Aussparung 55 gasempfindliches Material 11 einge
bracht.
Gemäß Fig. 8A und 8B wurde der Grünling 42 für die erste
keramische Schicht 3 auf den Grünling 41 des vorstehend be
schriebenen Laminats aufgelegt und mit ihm durch Erwärmen
und Pressen verbunden. Dabei wurde der Grünling 42 entspre
chend Fig. 8A zurückgesetzt. Danach wurde der Grünling 43
für die zweite keramische Schicht 4 unter Zurücksetzung ge
genüber dem Grünling 42 auf diesen aufgelegt und mit ihm
durch Erwärmen und Pressen verbunden (s. Fig. 9A und 9B).
Dadurch wurde an einem Ende des Grünlings 40 für das Sub
strat 2 eine treppenähnliche Randstruktur ausgebildet. Beim
gezeigten Beispiel entsprachen die auf diese Weise mit dem
Grünling 41 verbundenen Grünlinge 42 und 43 der im Zusammen
hang mit Fig. 1 angegebenen ersten und zweiten keramischen
Schicht 3 bzw. 4.
Somit waren die aufgedruckten Muster für die Elektroden 44
und 45 und die Heizschicht 46 zwischen den Grünlingen 40 und
41 angeordnet, die Zuführungsdrähte 51, 52 und 53 aus Platin
ragten zum Teil aus den auf diese Weise miteinander verbun
denen Grünlingen 40 und 41 hervor, die vorderen Endabschnit
te der Elektroden 44 und 45 lagen durch die Aussparung 55
hindurch nach außen frei, und durch Verbinden der Grünlinge
42 und 43 in der vorstehend beschriebenen Weise mit den
Grünlingen 40 und 41 wurde ein grünes Laminat mit der trep
penähnlichen Randstruktur ausgebildet, das dann während zwei
Stunden bei einer Temperatur von 1500°C in Luft gebrannt
wurde, um das keramische Substrat 2 mit den auf es draufge
schichteten keramischen Schichten 3 und 4 herzustellen.
Gemäß Fig. 10A und 10B wurde auf das gebrannte keramische
Substrat 2 durch die Aussparung 55 in seiner aus dem Grün
ling 41 hergestellten Abdeckung hindurch gasempfindliches
Material 11 aufgetragen. Zu diesem Zweck wurde eine Titan
dioxidpaste folgendermaßen hergestellt: 1 Mol-Teil Platin
schwarz wurde mit 100 Mol-Teilen Titandioxidpulver (TiO2)
mit einem mittleren Korndurchmesser von 1,2 µm gemischt;
bezogen auf das ganze Pulvergemisch wurden diesem 3 Gew.-%
Ethylzellulose zugesetzt, und das so erhaltene Gemisch wurde
unter Beobachtung seiner Viskosität weiter in BUTYL CARBITOL
(Warenzeichen von 2-(2-Butoxy-ethoxy)ethanol) gemischt, um
die Titandioxidpaste mit einer Viskosität von 300 Poise zu
erzeugen.
Die Titandioxidpaste wurde nach der Dickfilmtechnik so in
die Aussparung 55 eingetragen, daß die Aussparung 55 gefüllt
war und daß dabei eine satte Berührung zwischen den vorderen
Endabschnitten der Elektroden 44 und 45 mit der Titandioxid
paste gewährleistet war. Das keramische Laminat mit der an
ihm aufgetragenen Titandioxidpaste wurde während einer Stun
de bei 1200°C in Luft gebrannt, so daß die gasempfindliche
Schicht 1 als Auflage auf dem keramischen Substrat 2 gebil
det wurde. Damit war die Herstellung eines Musters der Gas
sonde 10 beendet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Dicke
der durch Brennen des Grünlings 42 hergestellten ersten ke
ramischen Schicht 3 größer war als die Höhe der gasempfind
lichen Schicht 1 über der sich an die Schicht 3 anschließen
den Fläche des Substrats 2. Diese Höhe betrug weniger als
0,3 mm.
Die von der Gassonde 10 herausragenden Zuführungsdrähte 51,
52 und 53 aus Platin wurden in der in Fig. 11A dargestellten
Weise mit den zugehörigen Anschlußkontaktstücken 31, 32 und
33 verbunden. Die Anschlußkontaktstücke 31, 32 und 33 wurden
gemäß Fig. 11A durch Ätzen einer 0,3 mm dicken Platte aus
Nickel und ohne sie voneinander zu trennen hergestellt. So
dann wurden die Anschlußkontaktstücke 31, 32 und 33 mit den
Zuführungsdrähten 51, 52 und 53 in Berührung gebracht und
die aneinander anliegenden Abschnitte durch Löten miteinan
der verbunden. Die auf diese Weise mit den Anschlußkontakt
stücken 31, 32 und 33 versehene Gassonde 10 wurde in dem vom
Gehäuse 12 getragenen Innenzylinder 14 (s. Fig. 3) so in
Stellung gebracht, daß die miteinander verbundenen Abschnit
te der Anschlußkontaktstücke 31, 32 und 33 und der Zufüh
rungsdrähte 51, 52 und 53 durch die Glasdichtung 17 im In
nenzylinder 14 geschützt waren. Sodann wurden die drei An
schlußkontaktstücke 31, 32 und 33 an zweckdienlichen Stellen
voneinander getrennt, um ihnen eine bestimmte Länge zu
geben.
Die Gassonde 10 hat also an dem Ende des keramischen Sub
strats 2, das die gasempfindliche Schicht 1 trägt, eine
treppenähnliche Randstruktur, so daß ein auf die Gassonde 10
montiertes Abstandsstück 15 ohne Schwierigkeiten und in zu
verlässiger Weise an der
Schulter zwischen der ersten kera
mischen Schicht 3 und der zweiten keramischen Schicht 4 der
treppenähnlichen Randstruktur in Stellung bringbar ist (s.
Fig. 12). Bei der dargestellten Ausführungsform wurden die
keramischen Schichten 3 und 4 in der vorstehend näher
erläuterten Weise aus den Grünlingen 42 und 43 hergestellt.
Außerdem ist derjenige Teil der Gassonde 10, der an der In
nenfläche des Abstandsstückes 15 anliegt, dicker, als die
Höhe der gasempfindlichen Schicht 1 ab der Unterseite der
Gassonde 10 beträgt, so daß der Hohlraum des Abstandsstückes
15 größer ist als der die Schicht 1 tragende Abschnitt der
Gassonde 10 und das Abstandsstück 15 ohne Schwierigkeiten an
der Gassonde 10 anbringbar ist, ohne dabei die Schicht 1 zu
berühren. Folglich sind die Arbeitsbedingungen für das Zu
sammenbauen von Gassonde 10 und Gehäuse 12 verbessert, und
die Gefahr, daß dabei die Schicht 1 beschädigt wird, ist im
wesentlichen ausgeschlossen.
Bei der vorstehend als Ausführungsform der Erfindung be
schriebenen Sauerstoffsonde ist an die Zuführungsdrähte 21
und 23 eine Heizstromquelle angeschlossen, um die Heiz
schicht 46 zum Aktivieren der gasempfindlichen Schicht 1 zu
erwärmen. Die Sauerstoffkonzentration kann durch Messen des
elektrischen Widerstandes an den Zuführungsdrähten 22 und 23
bestimmt werden, und ein Wechsel der Sauerstoffkonzentration
kann durch Messen von Veränderungen dieses elektrischen
Widerstandes überwacht werden.
Claims (4)
1. Gassonde mit einem keramischen Substrat (2; 40), auf dem
Elektroden (44, 45) und eine gasempfindliche Schicht (1; 11)
in einer treppenförmigen Struktur angeordnet sind, durch die
die gasempfindliche Schicht geschützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem keramischen Substrat (2; 40) eine erste keramische
Schicht (3, 42) in bezug auf die Kante des keramischen
Substrats versetzt ausgeformt ist, daß eine zweite keramische
Schicht (4, 43) auf der ersten keramischen Schicht in bezug auf
deren Kante versetzt ausgeformt ist, so daß an der Kante
des Substrats die treppenförmige Struktur gebildet ist, daß die
gasempfindliche Schicht (1; 11) die Elektroden (44, 45) abdeckt,
welche unter der ersten keramischen Schicht verlaufen,
und daß die Höhe der über die Oberfläche des Substrates (2)
vorstehenden gasempfindlichen Schicht (1; 11) geringer ist als
die Stärke der ersten keramischen Schicht (3).
2. Gassonde nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Heizschicht (46) vorgesehen ist, die auf dem keramischen
Substrat (2) auf der gleichen Seite wie die gasempfindliche
Schicht befestigt ist und mit Zuführdrähten (51, 53)
versehen ist, so daß die gasempfindliche Schicht (1; 11) heizbar ist.
3. Gassonde nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Abstandsstück (15) an der Stufe zwischen der ersten
keramischen Schicht (3) und der zweiten keramischen Schicht (4)
befestigt ist, wobei das Abstandsstück (15) stärker ist als die
Höhe der ersten und zweiten keramischen Schichten (3 bzw. 4).
4. Gassonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das keramische Substrat (2; 40) zweilagig ist und eine
Öffnung (55) aufweist, in welcher die gasempfindliche Schicht
(1; 11) die Elektroden (44, 55) abdeckt.
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