DE3924644A1

DE3924644A1 - Measurement arrangement for oxygen and unburnt fuel in exhaust gas - contains cell for adding oxygen in series with cell for extracting free oxygen

Info

Publication number: DE3924644A1
Application number: DE19893924644
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Dr Rohr; Karl Dipl Ing Liemert; Kuno Hug
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AG Germany; ABB AB
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1991-01-31

Abstract

The measurement arrangement contains at least two measurement cells, each contg. at least a solid electrolyte and two electrodes. The cells are connected in series so that oxygen can be fed to an exhaust gas via the first cell and the total free oxygen in the exhaust gas can be extracted by the second cell. The first cell's solid electrolyte (21) is a cylinder with electrodes (27,28) on its inner and outer surfaces. The exhaust gas (4) is passed through the cylinder. USE/ADVANTAGE - Measuring oxygen and/or unburnt fuel components in exhaust gas.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1.

Eine solche Meßvorrichtung findet bevorzugt dort ihre Anwendung, wo für die Beurteilung von Verbrennungspro zessen die Kenntnis des Luft- bzw. Sauerstoffüberschus ses oder der Anteil an unverbrannten Brennstoffkomponen ten des Abgases, der gleichbedeutend mit einem Luft bzw. Sauerstoffmangel ist, benötigt wird. Dies ist be sonders dann von Bedeutung, wenn ein wirtschaftlicher und/oder schadstoffarmer Verbrennungsprozeß durchgeführt werden soll. Um dies zu ermöglichen, muß ein solcher Verbrennungsprozeß mit einem sehr geringen Sauerstoff überschuß durchgeführt werden.Such a measuring device is preferably found there Application where for the assessment of combustion pro knowledge of the excess of air or oxygen ses or the proportion of unburned fuel components ten of the exhaust gas, which is synonymous with an air or lack of oxygen is needed. This is be particularly important when an economic and / or low-pollutant combustion process carried out shall be. To make this possible, such a Very low oxygen combustion process surplus.

Aus der US-PS 43 69 431 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der der Sauerstoffgehalt von Gasen, insbesondere Abgasen und damit der Sauerstoffüberschuß geprüft werden kann. Für die Bestimmung des Sauerstoffmangels, bzw. den Nachweis von unverbrannten Brennstoffkomponenten im Ab gas, ist diese Vorrichtung nicht geeignet.From US-PS 43 69 431 a device is known with which the oxygen content of gases, in particular Exhaust gases and thus the excess oxygen are checked can. For the determination of the lack of oxygen or the Detection of unburned fuel components in the Ab gas, this device is not suitable.

Der Erfindung liegt ausgehend hiervon die Aufgabe zu grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der unver brannte Brennstoffkomponenten und Sauerstoffüberschuß in einem Abgas ermittelt werden können.Based on this, the object is the object reasons to create a device with the un burned fuel components and excess oxygen in an exhaust gas can be determined.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß wird dem zu messenden Abgas vor der Mes sung mit Hilfe einer ersten Meßzelle eine definierte Sauerstoffmenge beigemischt, so daß in dem zu einer O- zweiten Meßzelle geführten Abgasstrom eine ausreichende Menge an freiem Sauerstoff enthalten ist, um ggf. eine katalytische Nachverbrennung des überschüssigen Brenn stoffs an der heißen Edelmetallelektrode der zweiten Meßzelle zu bewirken. Der in dem Abgas nach dieser Ver brennung dann verbleibende freie Sauerstoff wird mit Hilfe der zweiten Meßzelle ermittelt. Dieser Sauerstoff anteil ist dem Strom direkt proportional, der zwischen den beiden Elektroden der zweiten Meßzelle fließt. Der zwischen den Elektroden der ersten Meßzelle fließende Strom ist der Menge des dem Abgas zudotierten Sauer stoffs ebenfalls direkt proportional. Mit Hilfe der bei den so ermittelten Stromsignale kann der Sauerstoffge halt, vor allem jedoch der Anteil an unverbranntem Brennstoff im Abgas ermittelt werden.According to the exhaust gas to be measured before the measurement solution with the help of a first measuring cell Amount of oxygen added, so that in the O- second measuring cell led exhaust gas flow sufficient Amount of free oxygen is included, possibly one catalytic afterburning of the excess burning material on the hot noble metal electrode of the second To effect measuring cell. The in the exhaust after this Ver burning then remaining free oxygen is with Using the second measuring cell. That oxygen share is directly proportional to the current between the two electrodes of the second measuring cell flows. The flowing between the electrodes of the first measuring cell Electricity is the amount of acid added to the exhaust gas also directly proportional. With the help of the current signals determined in this way can be the oxygen stop, but above all the proportion of unburned Fuel can be determined in the exhaust gas.

Erfindungsgemäß weist die Meßvorrichtung zwei Meßzellen auf, die in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, hin tereinander in Reihe geschaltet sind, wobei das Abgas zunächst durch die erste Meßzelle hindurchgeleitet wird, in der eine Zudotierung von Sauerstoff erfolgt. Von die ser ersten Meßzelle wird das Abgas zur zweiten Meßzelle geleitet. Beide Meßzellen verfügen über einen Festelek trolyten und zwei Elektroden, wobei die beiden Elektro den einer jeden Meßzelle an je eine Spannungsquelle an geschlossen sind. Erfindungsgemäß besteht die Möglich keit, die Elektroden der beiden Meßzellen auf einem ge meinsamen Festelektrolyten anzuordnen. Auch hierbei wer den wiederum die Elektroden der beiden Meßzellen an je eine separate Spannungsquelle angeschlossen. Das Abgas wird durch den Innenbereich des gemeinsamen Festelektro lyten hindurchgeleitet, während die Luft bzw. der Sauer stoff für die erste Meßzelle in den Ringraum zwischen dem Gehäuse und dem Festelektrolyten eingeleitet wird. Der Innenbereich des Festelektrolyten ist gegen den mit Luft bzw. Sauerstoff gefüllten Ringraum hermetisch abge schlossen. Zur Erzielung eines konstanten Gasstroms ist mindestens eine Pumpe vorgesehen, sowie vor oder hinter der jeweils zweiten Meßzelle zusätzlich wenigstens eine Blende oder eine Düse angeordnet.According to the invention, the measuring device has two measuring cells seen in the direction of flow of the exhaust gas are connected in series, the exhaust gas is first passed through the first measuring cell, in which oxygen is added. From the ser first measuring cell, the exhaust gas becomes the second measuring cell headed. Both measuring cells have a fixed electrode trolytes and two electrodes, the two being electric that of each measuring cell to a voltage source are closed. According to the invention, there is the possibility speed, the electrodes of the two measuring cells on a ge to arrange common solid electrolytes. Also here who which in turn the electrodes of the two measuring cells each a separate voltage source is connected. The exhaust gas is through the interior of the common festival electric lyten passed through, while the air or the acid material for the first measuring cell in the annulus between the housing and the solid electrolyte is introduced. The interior of the solid electrolyte is against the Air or oxygen-filled annulus hermetically sealed closed. To achieve a constant gas flow is at least one pump is provided, as well as in front or behind each second measuring cell additionally at least one Aperture or a nozzle arranged.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.Further features essential to the invention are in the Un marked claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below using schematic Drawings explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine Meßvorrichtung mit zwei Meßzellen, Fig. 1 shows a measuring device with two measuring cells,

Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Meß vorrichtung. Fig. 2 shows a variant of the measuring device shown in Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen zwei Meßzellen 1 und 2, die in Reihe ge schaltet sind. Das Abgas 4, dessen Sauerstoffüberschuß bzw. dessen Gehalt an unverbranntem Brennstoff ermittelt werden soll, wird zunächst durch die Meßzelle 2 und dann durch die Meßzelle 3 geleitet. Die Meßzelle 2 wird durch einen Festelektrolyten 21 gebildet, der zylinderförmig ausgebildet und aus einem sauerstoffionenleitenden Mate rial gefertigt ist. Das Abgas 4 wird über eine Zuleitung 22 dem Innenbereich 21I des Festelektrolyten 21 zuge führt und über eine Leitung 23 in die zweite Meßzelle 3 eingeleitet. Der Festelektrolyt 21 der Meßzelle 2 ist von einem Gehäuse 24 so umgeben, daß zwischen dem Feste lektrolyten 21 und dem Gehäuse 24 ein Ringraum 25 ver bleibt. Diesem Ringraum 25 werden über Leitungen 26 Luft oder Sauerstoff zugeführt. Der Innenbereich 21I des Festelektrolyten 21 ist gegen den Ringraum 25 gasdicht verschlossen. Auf der Außenfläche 21A und auf der Innen fläche 21E des Festelektrolyten 21 ist jeweils eine Elektrode 27 bzw. 28 angeordnet. Diese sind aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt. Vorzugsweise wird hierfür Platin oder eine Mischung aus Platin und Metalloxiden des Lanthans, des Strontiums und des Magne siums bzw. Metalloxide von Lanthan, Strontium und Kobalt verwendet. Die auf der Außenfläche 21A angeordnete Elek trode 27 ist an den negativen Pol und die auf der Innen fläche 21E angeordnete Elektrode 28 ist an den positiven Pol einer ersten Gleichspannungsquelle 29 angeschlossen. Zwischen die beiden Elektroden 27 und 28 ist zusätzlich ein Amperemeter 30A geschaltet. Die Spannung zwischen den beiden Elektroden 27 und 28 kann mit Hilfe eines Widerstandes 30R auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Die Meßzelle 2 ist über die Leitung 23 mit der Meßzelle 3 verbunden. Diese wird durch einen becherför migen Festelektrolyten 21 gebildet, dessen geschlossenes Ende der Meßzelle 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Der Festelektrolyt 21 ist von einem Gehäuse 34 in definier tem Abstand umgeben, derart, daß zwischen dem Festelek trolyten 31 und dem Gehäuse 34 ein Ringraum 35 verblei bt. Der Festelektrolyt 31 ist auf seiner Außenseite 31A und auf seiner Innenseite 31E mit je einer Elektrode 37 bzw. 38 versehen. Die auf der Außenfläche 31A angeord nete Elektrode 37 ist an den Minuspol und die auf der Innenfläche 31E angeordnete Elektrode 38 ist an den Pluspol einer zweiten Gleichspannungsquelle 39 ange schlossen. An einem Amperemeter 40 kann die Größe des zwischen den Elektroden 37 und 38 fließenden Stroms ab gelesen werden. Über eine Leitung 43 wird das Abgas aus der zweiten Meßzelle 3 nach außen abgeleitet. Um den Strom des Abgases konstant halten zu können, ist minde stens eine Pumpe 44 vorgesehen, die bei dem hier darge stellten Ausführungsbeispiel der zweiten Meßzelle 3 nachgeschaltet ist. Zusätzlich ist vor oder hinter der zweiten Meßzelle 3 eine Düse oder eine Lochblende in die Leitung 43 eingebaut. Bei dem hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist eine Düse 45 hinter der Meßzelle 3 in stalliert, so daß das Abgas beispielsweise mit Schall geschwindigkeit durch die Meßvorrichtung strömt. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Das Abgas 4, dessen Sauerstoff überschuß bzw. dessen Gehalt an unverbrannten Brenn stoffkomponenten ermittelt werden soll, wird zunächst in die erste Meßzelle 2 eingeleitet. Dort wird dem Meßgas 4 Sauerstoff zudotiert. Die Menge des dem Abgas 4 zudo tierten Sauerstoffs ist dem Strom direkt proportional, der zwischen den beiden Elektroden 27 und 28 der ersten Meßzelle 2 fließt. Die Größe dieses Stroms kann an dem Amperemeter 30A abgelesen werden. Durch die Größe der Spannung, die zwischen die beiden Elektroden 27 und 28 gelegt wird, kann die Menge des Sauerstoffs, die dem Abgas 4 zudotiert wird, auf das gewünschte Maß einge stellt werden. Das mit Sauerstoff dotierte Abgas 4 wird über die Leitung 23 der zweiten Meßzelle 3 zugeführt. Dort wird das Abgas an der Elektrode 37 vorbeigeleitet. The measuring device 1 shown in Fig. 1 comprises essentially two measuring cells 1 and 2, which are ge in series on. The exhaust gas 4 , whose excess oxygen or its unburned fuel content is to be determined, is first passed through the measuring cell 2 and then through the measuring cell 3 . The measuring cell 2 is formed by a solid electrolyte 21 which is cylindrical and is made of an oxygen ion-conducting material. The exhaust gas 4 is supplied via a feed line 22 to the inner region 21 I of the solid electrolyte 21 and is introduced into the second measuring cell 3 via a line 23 . The solid electrolyte 21 of the measuring cell 2 is surrounded by a housing 24 so that an annular space 25 remains between the solid electrolyte 21 and the housing 24 . This annular space 25 is supplied with air or oxygen via lines 26 . The inner region 21 I of the solid electrolyte 21 is sealed gas-tight against the annular space 25 . On the outer surface 21 A and on the inner surface 21 E of the solid electrolyte 21 , an electrode 27 or 28 is arranged. These are made of an electrically conductive material. Platinum or a mixture of platinum and metal oxides of lanthanum, strontium and magnesium or metal oxides of lanthanum, strontium and cobalt is preferably used for this. The electrode 27 arranged on the outer surface 21 A is connected to the negative pole and the electrode 28 arranged on the inner surface 21 E is connected to the positive pole of a first DC voltage source 29 . An ammeter 30 A is additionally connected between the two electrodes 27 and 28 . The voltage between the two electrodes 27 and 28 can be set to a desired value using a resistor 30 R. The measuring cell 2 is connected to the measuring cell 3 via the line 23 . This is formed by a becherför shaped solid electrolyte 21 , the closed end of the measuring cell 2 is arranged opposite. The solid electrolyte 21 is surrounded by a housing 34 at a defined spacing, in such a way that an annular space 35 remains between the electrolyte 31 and the housing 34 . The solid electrolyte 31 is provided on its outside 31 A and on its inside 31 E with an electrode 37 and 38 , respectively. The electrode 37 arranged on the outer surface 31 A is connected to the negative pole and the electrode 38 arranged on the inner surface 31 E is connected to the positive pole of a second DC voltage source 39 . The magnitude of the current flowing between the electrodes 37 and 38 can be read from an ammeter 40 . The exhaust gas is discharged to the outside from the second measuring cell 3 via a line 43 . In order to be able to keep the flow of the exhaust gas constant, at least one pump 44 is provided which is connected downstream of the second measuring cell 3 in the embodiment shown here. In addition, a nozzle or a perforated diaphragm is installed in the line 43 in front of or behind the second measuring cell 3 . In the exemplary embodiment shown here, a nozzle 45 is installed behind the measuring cell 3 , so that the exhaust gas flows, for example, at the speed of sound through the measuring device. The operation of the measuring device according to the invention is described below. The exhaust gas 4 , whose excess oxygen or its content of unburned fuel components is to be determined, is initially introduced into the first measuring cell 2 . There oxygen 4 is added to the measuring gas. The amount of oxygen added to the exhaust gas 4 is directly proportional to the current that flows between the two electrodes 27 and 28 of the first measuring cell 2 . The magnitude of this current can be read on the ammeter 30 A. Due to the size of the voltage that is applied between the two electrodes 27 and 28 , the amount of oxygen that is added to the exhaust gas 4 can be adjusted to the desired level. The exhaust gas 4 doped with oxygen is fed via line 23 to the second measuring cell 3 . There, the exhaust gas is conducted past the electrode 37 .

Die Meßzelle 3 verfügt über eine zusätzliche Heizung, so daß sie auf einer definierten Arbeitstemperatur gehalten werden kann. Befindet sich in dem Abgas 4 überschüssiger Brennstoff, so wird dieser an der heißen Elektrode 37, die vorzugsweise aus Platin gefertigt ist, katalytisch nachverbrannt. Der noch in dem Abgas verbleibende freie Sauerstoff wird mit Hilfe der Meßzelle 3 vollständig aus dem Abgas 4 extrahiert. Die Größe des zwischen den Elek troden 37 und 38 fließenden Stroms, welcher am Ampere meter 40 abgelesen werden kann, ist der Menge des im Abgas enthaltenen freien Sauerstoffs direkt proportio nal. Enthält das Abgas 4 unverbrannte Brennstoffkompo nenten, so kann aus der Menge des zudotierten Sauer stoffs und dem Rest an Sauerstoff, der nach einer even tuell erfolgten katalytischen Nachverbrennung im Abgas verbleibt, die Menge des unverbrannten Brennstoffs er mittelt werden. Hierfür wird die Differenz zwischen dem Strommeßsignal I₂ der zweiten Meßzelle 3 und dem Strom signal I₁ der ersten Meßzelle 2 gebildet.The measuring cell 3 has an additional heating so that it can be kept at a defined working temperature. If there is excess fuel in the exhaust gas 4 , this is catalytically afterburned on the hot electrode 37 , which is preferably made of platinum. The free oxygen still remaining in the exhaust gas is completely extracted from the exhaust gas 4 with the aid of the measuring cell 3 . The size of the current flowing between the electrodes 37 and 38 , which can be read on the ampere meter 40 , is directly proportional to the amount of free oxygen contained in the exhaust gas. If the exhaust gas contains 4 unburned fuel components, the amount of unburned fuel can be averaged from the amount of oxygen added and the rest of the oxygen that remains in the exhaust gas after any catalytic afterburning. For this purpose, the difference between the current measurement signal I _{2 of} the second measuring cell 3 and the current signal I _{1 of} the first measuring cell 2 is formed.

[+/-O₂] = I₂-I₁[+/- O₂] = I₂-I₁

Ein Sauerstoffdefizit von [-O₂]=1% entspricht bzw. einem Brennstoffüberschuß von 2% H₂ oder 2% CO oder 0,5% CH₄.An oxygen deficit of [-O₂] = 1% corresponds to a fuel excess of 2% H ₂ or 2% CO or 0.5% CH ₄ .

Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Meßvorrichtung 1. Der Unterschied zu der in Fig. 1 ge zeigten Ausführungsform besteht darin, daß die beiden Meßzellen 2 und 3 einen gemeinsamen Festelektrolyten 21 aufweisen, der zylinderförmig ausgebildet und aus einem sauerstoffionenleitenden Werkstoff hergestellt ist. Der Festelektrolyt 21 ist im Abstand von einigen Millimetern von einem Gehäuse 24 umgeben, derart, daß ein Ringraum 25 zwischen dem Festelektrolyten 21 und dem Gehäuse 24 gebildet wird. Der Innenraum 21I des Festelektrolyten 21 ist gegen diesen Ringraum 25 abgegrenzt. Über Zuleitun gen 26 wird Luft oder Sauerstoff in den Ringraum 25 ein geleitet. Das zu messende Abgas 4 wird über eine Leitung 22 in den Innenbereich 21 I des Festelektrolyten 21 ein geleitet und über eine zweite Leitung 23 wieder aus dem Festelektrolyten 21 entfernt. Um den Strom des Abgases 24 konstant halten zu können, ist in die Leitung 23 eine Pumpe 44 eingebaut. Am Ende des Festelektrolyten 21 ist, in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, eine Düse oder Blende 45 in die Leitung 23 integriert. Zur Ausbildung der ersten Meßzelle 2 ist auf der Außenfläche 21A des Festelektrolyten 21 eine erste Elektrode 27 und auf der Innenfläche 21I des Festelektrolyten 21 eine zweite Elektrode 28 angeordnet. Die Elektrode 27 ist an den negativen und die Elektrode 28 an den positiven Pol ei ner Gleichspannungsquelle 29 angeschlossen. Der zwischen den Elektroden 27 und 28 fließende Strom kann mit Hilfe des Amperemeters 30A gemessen werden. Die zweite Meßzel le 3 wird durch zwei Elektroden 37 und 3S gebildet. Die Elektrode 37, die auf der Innenfläche 21E des Festelek trolyten 21 angeordnet ist, ist mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle 39 verbunden, deren positiver Pol an die Elektrode 38 angeschlossen ist, die auf der Au ßenfläche 21A des Festelektrolyten 21 angeordnet ist. Mit Hilfe des Anperemeters 40 kann die Größe des zwi schen den Elektroden 37 und 38 fließenden Stroms ermit telt werden. Die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestell ten Meßvorrichtung 1 ist die gleiche wie die der in Fig. 1 dargestellten Meßvorrichtung 1. FIG. 2 shows a variant of the measuring device 1 shown in FIG. 1 . The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the two measuring cells 2 and 3 have a common solid electrolyte 21 , which is cylindrical and is made of an oxygen-ion-conducting material. The solid electrolyte 21 is surrounded by a housing 24 at a distance of a few millimeters, such that an annular space 25 is formed between the solid electrolyte 21 and the housing 24 . The interior 21 I of the solid electrolyte 21 is delimited against this annular space 25 . Air or oxygen is fed into the annular space 25 via supply lines 26 . The exhaust gas 4 to be measured is passed via a line 22 into the inner region 21 I of the solid electrolyte 21 and removed again from the solid electrolyte 21 via a second line 23 . In order to keep the flow of the exhaust gas 24 constant, a pump 44 is installed in the line 23 . At the end of the solid electrolyte 21 , as seen in the flow direction of the exhaust gas, a nozzle or orifice 45 is integrated in the line 23 . To form the first measuring cell 2 , a first electrode 27 is arranged on the outer surface 21 A of the solid electrolyte 21 and a second electrode 28 is arranged on the inner surface 21 I of the solid electrolyte 21 . The electrode 27 is connected to the negative and the electrode 28 to the positive pole egg ner DC voltage source 29 . The current flowing between the electrodes 27 and 28 can be measured using the ammeter 30 A. The second measuring cell 3 is formed by two electrodes 37 and 3 S. The electrode 37 , which is arranged on the inner surface 21 E of the solid electrolyte 21 , is connected to the negative pole of a voltage source 39 , the positive pole of which is connected to the electrode 38 , which is arranged on the outer surface 21 A of the solid electrolyte 21 . With the help of the Anememeters 40 , the size of the current between the electrodes 37 and 38 flowing current can be determined. The operation of the measuring device 1 shown in FIG. 2 is the same as that of the measuring device 1 shown in FIG. 1 .

Claims

1. Meßvorrichtung zur Ermittlung des Sauerstoffan teils und/oder des Anteils an unverbrannten Brennstoff komponenten in einem Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei mit mindestens einem Festelektrolyten (21) und je zwei Elektroden (27, 28 bzw. 37, 38) versehene Meßzellen (2 und 3) so in Reihe geschaltet sind, daß dem Abgas (4) über die erste Meßzelle Sauerstoff zuführbar und mit der zweiten Meßzelle (3) der gesamte freie Sau erstoff aus dem Abgas extrahierbar ist.1. Measuring device for determining the oxygen content and / or the proportion of unburned fuel components in an exhaust gas, characterized in that at least two measuring cells provided with at least one solid electrolyte ( 21 ) and two electrodes ( 27 , 28 and 37 , 38 ) ( 2 and 3 ) are connected in series so that the exhaust gas ( 4 ) can be supplied with oxygen via the first measuring cell and with the second measuring cell ( 3 ) the entire free oxygen can be extracted from the exhaust gas.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Festelektrolyt (21) der ersten Meßzel le (2) als Zylinder ausgebildet, auf seiner Außenfläche (21A) mit einer ersten Elektrode (27) und auf seiner Innenfläche (21I) mit einer zweiten Elektrode (28) ver sehen ist, und daß das Abgas (4) über eine Zuleitung (22) und eine Ableitung (23) durch den Innenbereich (21I) des Festelektrolyten (21) führbar ist.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the solid electrolyte ( 21 ) of the first Meßzel le ( 2 ) formed as a cylinder, on its outer surface ( 21 A) with a first electrode ( 27 ) and on its inner surface ( 21 I) ver can be seen with a second electrode ( 28 ), and that the exhaust gas ( 4 ) via a feed line ( 22 ) and a discharge line ( 23 ) through the inner region ( 21 I) of the solid electrolyte ( 21 ) is feasible.

3. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Festelektrolyt (21) der ersten Meßzelle (2) von einem Gehäuse (24) so umge ben ist, daß zwischen dem Festelektrolyten (21) und dem Gehäuse (24) ein Ringraum (25) verbleibt, in den über eine Zuleitung (26) Luft oder Sauerstoff einleitbar ist.3. Measuring device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the solid electrolyte ( 21 ) of the first measuring cell ( 2 ) by a housing ( 24 ) is so ben that between the solid electrolyte ( 21 ) and the housing ( 24 ) an annular space ( 25 ) remains, into which air or oxygen can be introduced via a feed line ( 26 ).

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (27) der ersten Meßzelle (2) an den negativen Pol und die zweite Elektrode (28) der ersten Meßzelle (2) an den positiven Pol einer Gleichspannungsquelle (29) angeschlossen ist.4. Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first electrode ( 27 ) of the first measuring cell ( 2 ) to the negative pole and the second electrode ( 28 ) of the first measuring cell ( 2 ) to the positive pole of a DC voltage source ( 29 ) is connected.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßzelle (3) mit einem einseitig geschlossenen becherförmigen Festelek trolyten (31) versehen ist, der in definiertem Abstand von einem den Festelektrolyten (31) nach außen begren zenden Gehäuse (34) umschlossen ist, und daß das aus der ersten Meßzelle (2) ausströmende Abgas (4) über eine Leitung (23) in das Gehäuse (34) der zweiten Meßzelle (3) einleitbar ist.5. Measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second measuring cell ( 3 ) with a cup-shaped Festelek closed electrolyte ( 31 ) is provided, which at a defined distance from a solid electrolyte ( 31 ) to the outside limiting housing ( 34 ) is enclosed and that the exhaust gas ( 4 ) flowing out of the first measuring cell ( 2 ) can be introduced via a line ( 23 ) into the housing ( 34 ) of the second measuring cell ( 3 ).

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Festelektrolyt (31) der zweiten Meßzelle (3) auf seiner Innen- und auf seiner Außenfläche (31A und 31E) mit je einer Elektrode (37, 38) versehen ist, und daß die auf seiner Außenfläche (31A) angeordnete Elektrode (37) mit dem Minuspol und die auf seiner Innenfläche (31E) angeordnete Elektrode (38) mit dem Pluspol einer zweiten Spannungsquelle (39) verbunden ist.6. Measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the solid electrolyte ( 31 ) of the second measuring cell ( 3 ) on its inner and on its outer surface ( 31 A and 31 E) each with an electrode ( 37 , 38 ) is provided, and that the electrode ( 37 ) arranged on its outer surface ( 31 A) is connected to the negative pole and the electrode ( 38 ) arranged on its inner surface ( 31 E) is connected to the positive pole of a second voltage source ( 39 ).

7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konstanthaltung des Gas stroms durch die beiden Meßzellen (2 und 3) hindurch mindestens eine Pumpe (44) und vor oder hinter der zwei ten Meßzelle (3) zusätzlich mindestens eine Lochblende oder Düse (45) angeordnet sind.7. Measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that for keeping the gas flow constant through the two measuring cells ( 2 and 3 ) through at least one pump ( 44 ) and in front of or behind the two th measuring cell ( 3 ) additionally at least one Pinhole or nozzle ( 45 ) are arranged.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Meßzellen (2 und 3) einen ge meinsamen zylinderförmigen Festelektrolyten (21) aufwei sen, der in definiertem Abstand zur Ausbildung eines Ringraums (25) von einem Gehäuse (24) umgeben ist, und daß der Innenbereich (21I) des Festelektrolyten (21) gegen den Ringraum (25) gasdicht abgegrenzt und das Ab gas (4) über eine Zuleitung (22) und eine Ableitung (23) durch den Innenbereich (21I) des Festelektrolyten (21) leitbar ist.8. Measuring device according to claim 1, characterized in that the two measuring cells ( 2 and 3 ) have a common cylindrical solid electrolyte ( 21 ) sen, which is surrounded by a housing ( 24 ) at a defined distance to form an annular space ( 25 ) , and that the inner region ( 21 I) of the solid electrolyte ( 21 ) against the annular space ( 25 ) delimited gas-tight and the gas ( 4 ) via a feed line ( 22 ) and a derivative ( 23 ) through the inner region ( 21 I) of the solid electrolyte ( 21 ) is conductive.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenbereich (25) des Gehäu ses (24) Luft oder Sauerstoff einleitbar ist, daß auf der Außenfläche (21A) des Festelektrolyten (21) eine erste Elektrode (27) und auf der Innenfläche (21E) des Festelektrolyten (21) eine zweite Elektrode (28) zur Ausbildung der ersten Meßzelle (2) angeordnet ist, daß die erste Elektrode (28) der ersten Meßzelle (2) an den negativen und die zweite Elektrode der ersten Meßzelle an den positiven Pol einer Gleichspannungsquelle (29) angeschlossen ist.9. Measuring device according to claim 1 and 8, characterized in that in the inner region ( 25 ) of the hous ses ( 24 ) air or oxygen can be introduced that on the outer surface ( 21 A) of the solid electrolyte ( 21 ) a first electrode ( 27 ) and on the inner surface ( 21 E) of the solid electrolyte ( 21 ) a second electrode ( 28 ) for forming the first measuring cell ( 2 ) is arranged, that the first electrode ( 28 ) of the first measuring cell ( 2 ) on the negative and the second electrode the first measuring cell is connected to the positive pole of a DC voltage source ( 29 ).

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, 8 und 9, da durch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (37) der zweiten Meßzelle (3) auf der Innenfläche (21E) und die zweite Elektrode (38) der zweiten Meßzelle (3) auf der Außenfläche 21A) des Festelektrolyten (21) angeordnet ist, und daß die erste Elektrode (37) der zweiten Meß zelle (3) an den negativen Pol und die zweite Elektrode (38) der zweiten Meßzelle (3) an den positiven Pol einer zweiten Spannungsquelle (40) angeschlossen ist, und daß zur Konstanthaltung des durch den Innenbereich (21I) des Festelektrolyten (21) geleiteten Abgasstroms wenigstens eine Pumpe (44) und vor oder hinter der Meßvorrichtung (1) eine Düse oder Blende (45) vorgesehen ist.10. Measuring device according to claim 1, 8 and 9, characterized in that the first electrode ( 37 ) of the second measuring cell ( 3 ) on the inner surface ( 21 E) and the second electrode ( 38 ) of the second measuring cell ( 3 ) on the Outer surface 21A) of the solid electrolyte ( 21 ) is arranged, and that the first electrode ( 37 ) of the second measuring cell ( 3 ) to the negative pole and the second electrode ( 38 ) of the second measuring cell ( 3 ) to the positive pole of a second voltage source ( 40 ) is connected, and that at least one pump ( 44 ) and in front of or behind the measuring device ( 1 ) a nozzle or orifice ( 45 ) is provided to keep the exhaust gas flow conducted through the inner region ( 21 I) of the solid electrolyte ( 21 ) constant.