JPH11271271A - 電気化学的測定センサ - Google Patents
電気化学的測定センサInfo
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- JPH11271271A JPH11271271A JP11022329A JP2232999A JPH11271271A JP H11271271 A JPH11271271 A JP H11271271A JP 11022329 A JP11022329 A JP 11022329A JP 2232999 A JP2232999 A JP 2232999A JP H11271271 A JPH11271271 A JP H11271271A
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定ガス中のガス濃度を求める電気化学的測
定センサにおいて、ラムダ信号のリプルを抑えて十分に
安定した出力量が得られるように構成する。 【解決手段】 第１の固体電解質体と第２の固体電解質
体を有する電気化学的素子が設けられている。第１の固
体電解質体６は、電気化学的ポンプセルと第１の電極７
および第２の電極８とガス室１３とを備えており、ガス
室１３内に第２の電極８が配置されている。第２の固体
電解質体１０は、センサセル９と第３および第４の電極
１１，１２を備えている。各電極は電気的な接触接続の
ためにそれぞれリード線を有する。第１および第２の電
極７，８の各リード線は機構２３，２３′により、少な
くとも第４の電極１２のリード線から容量的に互いに分
離されている。
定センサにおいて、ラムダ信号のリプルを抑えて十分に
安定した出力量が得られるように構成する。 【解決手段】 第１の固体電解質体と第２の固体電解質
体を有する電気化学的素子が設けられている。第１の固
体電解質体６は、電気化学的ポンプセルと第１の電極７
および第２の電極８とガス室１３とを備えており、ガス
室１３内に第２の電極８が配置されている。第２の固体
電解質体１０は、センサセル９と第３および第４の電極
１１，１２を備えている。各電極は電気的な接触接続の
ためにそれぞれリード線を有する。第１および第２の電
極７，８の各リード線は機構２３，２３′により、少な
くとも第４の電極１２のリード線から容量的に互いに分
離されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定ガス中のガス
濃度を求める電気化学的測定センサであって、電気化学
的素子が設けられており、該電気化学的素子は第１の固
体電解質体と第２の固体電解質体を有しており、前記第
１の固体電解質体は、電気化学的ポンプセルと第１の電
極（外側のポンプ電極）および第２の電極（内側のポン
プ電極）とガス室とを備えており、該ガス室はガス流入
開口部を介して測定室と連通していて、前記ガス室内に
第２の電極が配置されており、前記第２の固体電解質体
は、電気化学的センサセル（ネルンストセル）と第３お
よび第４の電極を備えており、各電極は電気的な接触接
続のためにそれぞれリード線を有する形式の、電気化学
的測定センサに関する。
濃度を求める電気化学的測定センサであって、電気化学
的素子が設けられており、該電気化学的素子は第１の固
体電解質体と第２の固体電解質体を有しており、前記第
１の固体電解質体は、電気化学的ポンプセルと第１の電
極（外側のポンプ電極）および第２の電極（内側のポン
プ電極）とガス室とを備えており、該ガス室はガス流入
開口部を介して測定室と連通していて、前記ガス室内に
第２の電極が配置されており、前記第２の固体電解質体
は、電気化学的センサセル（ネルンストセル）と第３お
よび第４の電極を備えており、各電極は電気的な接触接
続のためにそれぞれリード線を有する形式の、電気化学
的測定センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】上述の形式の電気化学的測定センサは公
知である。このセンサは電気化学的素子を有しており、
この素子は有利には平坦な第１の固体電解質体と有利に
は多孔質の第１および第２の電極をもつ電気化学的ポン
プセルを備えている。さらにこの測定センサは、有利に
は平坦な第２の固体電解質体と有利には多孔質の第３お
よび第４の電極をもつ電気化学的センサセルを備えてい
る。また、この測定センサはガス流入開口部をもつガス
流入路を有しており、この流入路は一方では測定ガス室
と連通している。他方、この流入路は、両方の固体電解
質体により取り囲まれた中空室と連通している。測定ガ
ス室内には拡散抵抗装置が配置されており、これには多
孔質充填物を含ませることができる。
知である。このセンサは電気化学的素子を有しており、
この素子は有利には平坦な第１の固体電解質体と有利に
は多孔質の第１および第２の電極をもつ電気化学的ポン
プセルを備えている。さらにこの測定センサは、有利に
は平坦な第２の固体電解質体と有利には多孔質の第３お
よび第４の電極をもつ電気化学的センサセルを備えてい
る。また、この測定センサはガス流入開口部をもつガス
流入路を有しており、この流入路は一方では測定ガス室
と連通している。他方、この流入路は、両方の固体電解
質体により取り囲まれた中空室と連通している。測定ガ
ス室内には拡散抵抗装置が配置されており、これには多
孔質充填物を含ませることができる。
【０００３】測定ガスはガス流入開口部とガス流入路を
介してガス室内に到達し、そこにおいてポンプセルの第
１および第２の電極は、ガス室への測定ガスの流入に反
応して作用し、そのことでこれらの電極により被測定ガ
ス成分のコントロールされた分圧が生じる。第２の固体
電解質体における各電極間において、拡散抵抗装置とた
とえば第２の固体電解質体内に配置された基準ガス室と
におけるそれぞれ異なるガス分圧に起因して、電気化学
的な電位差が発生する。そしてこの電位差を、電気化学
的素子の外部におかれた電圧測定装置により測定するこ
とができる。
介してガス室内に到達し、そこにおいてポンプセルの第
１および第２の電極は、ガス室への測定ガスの流入に反
応して作用し、そのことでこれらの電極により被測定ガ
ス成分のコントロールされた分圧が生じる。第２の固体
電解質体における各電極間において、拡散抵抗装置とた
とえば第２の固体電解質体内に配置された基準ガス室と
におけるそれぞれ異なるガス分圧に起因して、電気化学
的な電位差が発生する。そしてこの電位差を、電気化学
的素子の外部におかれた電圧測定装置により測定するこ
とができる。
【０００４】上述の形式の測定センサは、プレーナ形広
帯域ラムダセンサという専門的な呼称で、たとえば内燃
機関における触媒による排気浄化技術において利用され
ている。従来技術に属する電気化学的測定センサの典型
的な構造は、ドイツ連邦共和国特許出願 DE 38 11 713
に示されている。公知の測定センサの欠点は、高い動作
温度においていわゆるラムダ＝１リプル（ラムダ＝１の
変動）を有することである。その結果、ラムダ値によっ
て制御量が表される調整過程において、問題点が生じる
ことになる。ラムダ信号のリプルにより多くの事例にお
いて、十分安定した出力量を生じさせることができな
い。
帯域ラムダセンサという専門的な呼称で、たとえば内燃
機関における触媒による排気浄化技術において利用され
ている。従来技術に属する電気化学的測定センサの典型
的な構造は、ドイツ連邦共和国特許出願 DE 38 11 713
に示されている。公知の測定センサの欠点は、高い動作
温度においていわゆるラムダ＝１リプル（ラムダ＝１の
変動）を有することである。その結果、ラムダ値によっ
て制御量が表される調整過程において、問題点が生じる
ことになる。ラムダ信号のリプルにより多くの事例にお
いて、十分安定した出力量を生じさせることができな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、測定ガス中のガス濃度を求める電気化学的測定セ
ンサにおいて、ラムダ信号のリプルを抑えて十分に安定
した出力量が得られるように構成することにある。
題は、測定ガス中のガス濃度を求める電気化学的測定セ
ンサにおいて、ラムダ信号のリプルを抑えて十分に安定
した出力量が得られるように構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、第１および第２の電極の各リード線は機構により、
少なくとも第４の電極のリード線から容量的に互いに分
離されていることにより解決される。
は、第１および第２の電極の各リード線は機構により、
少なくとも第４の電極のリード線から容量的に互いに分
離されていることにより解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明によれば、電気化学的素子
によりガス濃度たとえば酸素濃度を求めるための電気化
学的測定センサが提供される。測定センサは、電気化学
的ポンプセルと第１の電極（外側ポンプ電極）と第２の
電極（内側ポンプ電極）を備えた第１の固体電解質体を
有している。さらに測定センサはガス室を有しており、
このガス室はガス流入開口部とガス流入路を介して測定
ガス室と連通していて、ガス室の中に両方の電極のうち
の一方が配置されている。さらに第２の固体電解質体が
設けられており、これには第３および第４の電極を有す
る電気化学的センサセル（ネルンストセル）が設けられ
ている。各電極はそれぞれ、電気的な接触接続のための
リード線を有している。
によりガス濃度たとえば酸素濃度を求めるための電気化
学的測定センサが提供される。測定センサは、電気化学
的ポンプセルと第１の電極（外側ポンプ電極）と第２の
電極（内側ポンプ電極）を備えた第１の固体電解質体を
有している。さらに測定センサはガス室を有しており、
このガス室はガス流入開口部とガス流入路を介して測定
ガス室と連通していて、ガス室の中に両方の電極のうち
の一方が配置されている。さらに第２の固体電解質体が
設けられており、これには第３および第４の電極を有す
る電気化学的センサセル（ネルンストセル）が設けられ
ている。各電極はそれぞれ、電気的な接触接続のための
リード線を有している。
【０００８】本発明によれば、第１および第２の電極の
リード線は所定の機構により、少なくとも第４の電極と
は互いに容量的に分離されている。驚くべきことに、公
知の電気化学的測定センサにおいて電極リード線の容量
結合により、センサセルのネルンスト電圧へポンプ電圧
が作用するおそれのあることが判明し、殊に著しく温度
が高いと、周知ではあるが望ましくない現象であるラム
ダ＝１リプル（跳躍的なガス変化における出力信号のア
ンダーシュートまたはオーバーシュート）の原因とな
る。
リード線は所定の機構により、少なくとも第４の電極と
は互いに容量的に分離されている。驚くべきことに、公
知の電気化学的測定センサにおいて電極リード線の容量
結合により、センサセルのネルンスト電圧へポンプ電圧
が作用するおそれのあることが判明し、殊に著しく温度
が高いと、周知ではあるが望ましくない現象であるラム
ダ＝１リプル（跳躍的なガス変化における出力信号のア
ンダーシュートまたはオーバーシュート）の原因とな
る。
【０００９】電極リード線を本発明のように容量的に分
離することにより、有利なことにラムダ＝１リプルが低
減され、それどころかそのようなリプルが阻止される。
離することにより、有利なことにラムダ＝１リプルが低
減され、それどころかそのようなリプルが阻止される。
【００１０】殊に有利な実施例によれば、分離作用を生
じさせる機構は第２の電極のリード線により形成されて
いる。殊にこの場合、第１の電極と第２の電極のリード
線は互いに間隔をおいて上下に配置されている。このこ
とで、センサセルへのポンプ電圧の入力結合が回避さ
れ、その結果、ラムダ＝１リプルが少なくとも低減され
ることになる。
じさせる機構は第２の電極のリード線により形成されて
いる。殊にこの場合、第１の電極と第２の電極のリード
線は互いに間隔をおいて上下に配置されている。このこ
とで、センサセルへのポンプ電圧の入力結合が回避さ
れ、その結果、ラムダ＝１リプルが少なくとも低減され
ることになる。
【００１１】本発明の１つの実施形態によれば、第１の
電極と第２の電極のリード線が電気化学的素子において
中心に配置されている。このことにより、両方の電極リ
ード線の上述のような上下の配置を容易に行えるように
なる。
電極と第２の電極のリード線が電気化学的素子において
中心に配置されている。このことにより、両方の電極リ
ード線の上述のような上下の配置を容易に行えるように
なる。
【００１２】有利な実施例によれば、すべての電極のリ
ード線が互いに間隔をおいて上下に配置されている。こ
れによりセンサセルへの電圧の入力結合が回避される。
このことは殊に、測定センサヒータが設けられている場
合である。つまり、ヒータ用のリード線も電極のリード
線の下または上に配置することができる。
ード線が互いに間隔をおいて上下に配置されている。こ
れによりセンサセルへの電圧の入力結合が回避される。
このことは殊に、測定センサヒータが設けられている場
合である。つまり、ヒータ用のリード線も電極のリード
線の下または上に配置することができる。
【００１３】選択的に、容量的に分離するための機構を
電子を導く層により形成することができ、これは本発明
の１つの実施形態ではいわゆるシート接着層である。こ
のシート接着層は有利には第１の固体電解質体と第２の
固体電解質体を互いに接続し、したがってこれは結合さ
れた固体電解質体の一部分である。
電子を導く層により形成することができ、これは本発明
の１つの実施形態ではいわゆるシート接着層である。こ
のシート接着層は有利には第１の固体電解質体と第２の
固体電解質体を互いに接続し、したがってこれは結合さ
れた固体電解質体の一部分である。
【００１４】本発明の１つの実施例によれば、上述の層
は第２の電極と導電接続されている。しかし択一的に、
上述の層が電気化学的素子から接点を引き出すための固
有のリード線を有するように構成することもできる。
は第２の電極と導電接続されている。しかし択一的に、
上述の層が電気化学的素子から接点を引き出すための固
有のリード線を有するように構成することもできる。
【００１５】有利な実施形態によれば、シート層は二酸
化セリウムまたは二酸化チタンによりドーピングされて
いる。
化セリウムまたは二酸化チタンによりドーピングされて
いる。
【００１６】本発明による電気化学的測定センサならび
にその電気化学的素子の製造は、好適には以下のように
して行われる。すなわち、たとえば安定化ジルコニアか
ら成るプレート状またはシート状の酸素透過性の固体電
解質から出発し、その両側にそれぞれ内部ポンプ電極と
外部ポンプ電極をそれらに属する導体路とともに被着さ
せる。その際、内側ポンプ電極は有利には、測定ガスが
導かれる拡散路ないしはガス流入路の周縁領域に設けら
れており、これはガス拡散抵抗として用いられる。次
に、そのようにして出来上がったポンプセルを、同じよ
うにして製造された第２の固体電解質薄片から成るセン
サセル（ネルンストセル）といっしょに層状に貼り合わ
せることができ、これはたとえば１３００゜Ｃ〜１５５
０゜Ｃで焼結される。
にその電気化学的素子の製造は、好適には以下のように
して行われる。すなわち、たとえば安定化ジルコニアか
ら成るプレート状またはシート状の酸素透過性の固体電
解質から出発し、その両側にそれぞれ内部ポンプ電極と
外部ポンプ電極をそれらに属する導体路とともに被着さ
せる。その際、内側ポンプ電極は有利には、測定ガスが
導かれる拡散路ないしはガス流入路の周縁領域に設けら
れており、これはガス拡散抵抗として用いられる。次
に、そのようにして出来上がったポンプセルを、同じよ
うにして製造された第２の固体電解質薄片から成るセン
サセル（ネルンストセル）といっしょに層状に貼り合わ
せることができ、これはたとえば１３００゜Ｃ〜１５５
０゜Ｃで焼結される。
【００１７】多孔質充填物を製造するためにたとえば、
多孔質に焼結されたシート挿入体から出発し、これは用
いられる固体電解質薄片の膨張特性に相応し、それとほ
ぼ等しい適切な膨張特性をもつセラミックス材料から成
るものとする。有利には充填物のために、固体電解質薄
片も形成するセラミックス材料から成るシート挿入体が
用いられる。この場合、挿入体の多孔性は、サーマルカ
ーボンブラック粉体、有機プラスチックまたは塩などの
細孔形成剤により形成することができ、これらは焼結プ
ロセスにおいて燃やされ分解または気化する。出発材料
は、焼結後に多孔性が１０〜５０％有利には４０％とな
るような混合比で用いられ、その際、孔の平均直径は約
５〜５０μｍ有利には１０μｍである。
多孔質に焼結されたシート挿入体から出発し、これは用
いられる固体電解質薄片の膨張特性に相応し、それとほ
ぼ等しい適切な膨張特性をもつセラミックス材料から成
るものとする。有利には充填物のために、固体電解質薄
片も形成するセラミックス材料から成るシート挿入体が
用いられる。この場合、挿入体の多孔性は、サーマルカ
ーボンブラック粉体、有機プラスチックまたは塩などの
細孔形成剤により形成することができ、これらは焼結プ
ロセスにおいて燃やされ分解または気化する。出発材料
は、焼結後に多孔性が１０〜５０％有利には４０％とな
るような混合比で用いられ、その際、孔の平均直径は約
５〜５０μｍ有利には１０μｍである。
【００１８】殊に有利には本発明は、内燃機関のガス混
合物についてラムダ値を求めるための広帯域ラムダセン
サに関係する。ここでラムダ値または”空気過剰率”
は、目下の空気燃料組成と化学量論的空気燃料組成との
比として定義されている。その際、センサによって、限
界電流変化を介して排気ガスにおける酸素含有量が求め
られる。
合物についてラムダ値を求めるための広帯域ラムダセン
サに関係する。ここでラムダ値または”空気過剰率”
は、目下の空気燃料組成と化学量論的空気燃料組成との
比として定義されている。その際、センサによって、限
界電流変化を介して排気ガスにおける酸素含有量が求め
られる。
【００１９】
【実施例】図１には、電気化学的測定センサ１の断面図
が示されており、この測定センサは電気化学的素子２と
電圧供給装置３を有している。さらにこれには評価装置
４が設けられており、これは電気化学的素子２の出力電
圧または出力電流を測定する。
が示されており、この測定センサは電気化学的素子２と
電圧供給装置３を有している。さらにこれには評価装置
４が設けられており、これは電気化学的素子２の出力電
圧または出力電流を測定する。
【００２０】電気化学的素子２は電気化学的ポンプセル
５を有しており、これは第１の平坦な固体電解質体６、
第１の多孔質電極７および第２の多孔質電極８により構
成されている。さらに電気化学的素子２は電気化学的セ
ンサセル（ネルンストセル）９を有しており、これは第
２の固体電解質体１０と第３の電極１１および第４の電
極１２によって構成されている。ポンプセル５へは第１
の電極７および第２の電極８のところで、外部の電圧供
給装置３によって電圧が供給される。第１の固体電解質
体６と第２の固体電解質体１０は互いに結合されてお
り、ガス室１３とも称する内部の中空室１４を取り囲ん
でいる。これは多孔質材料によって完全に充填されてお
り、第２および第３の電極８，１１を有している。ガス
室１３は、部分的に多孔質の充填物で被覆されたガス流
入路１５を介して測定ガス室１６と接続されている。第
１の固体電解質体６において測定ガス室１６の方に向い
た面は、多孔質セラミックスの保護層１７によって覆わ
れている。第２の固体電解質体１０は基準ガス室１８を
有している。この基準ガス室内には第４の電極１２が取
り付けられており、これは比較ガスに晒さらされていて
基準電極を成す。
５を有しており、これは第１の平坦な固体電解質体６、
第１の多孔質電極７および第２の多孔質電極８により構
成されている。さらに電気化学的素子２は電気化学的セ
ンサセル（ネルンストセル）９を有しており、これは第
２の固体電解質体１０と第３の電極１１および第４の電
極１２によって構成されている。ポンプセル５へは第１
の電極７および第２の電極８のところで、外部の電圧供
給装置３によって電圧が供給される。第１の固体電解質
体６と第２の固体電解質体１０は互いに結合されてお
り、ガス室１３とも称する内部の中空室１４を取り囲ん
でいる。これは多孔質材料によって完全に充填されてお
り、第２および第３の電極８，１１を有している。ガス
室１３は、部分的に多孔質の充填物で被覆されたガス流
入路１５を介して測定ガス室１６と接続されている。第
１の固体電解質体６において測定ガス室１６の方に向い
た面は、多孔質セラミックスの保護層１７によって覆わ
れている。第２の固体電解質体１０は基準ガス室１８を
有している。この基準ガス室内には第４の電極１２が取
り付けられており、これは比較ガスに晒さらされていて
基準電極を成す。
【００２１】さらにこの電気化学的素子２には第３の固
体電解質体１９も設けられており、これは加熱装置２０
を有していて、第２の固体電解質体１０と結合されてい
る。
体電解質体１９も設けられており、これは加熱装置２０
を有していて、第２の固体電解質体１０と結合されてい
る。
【００２２】測定ガスはガス流入開口部２１およびガス
流入路１５を介してガス室１３に到達し、その際、酸素
の吸い込みまたは吐き出しによりポンプセル５における
第１および第２の電極７，８に加わるポンプ電圧によっ
て、コントロールされた分圧が生じる。
流入路１５を介してガス室１３に到達し、その際、酸素
の吸い込みまたは吐き出しによりポンプセル５における
第１および第２の電極７，８に加わるポンプ電圧によっ
て、コントロールされた分圧が生じる。
【００２３】ガス室１３内と第２の固体電解質体１０中
に配置された基準ガス室１８内においてガス分圧がそれ
ぞれ異なることから、第２の固体電解質体１０における
第３の電極１１と第４の電極１２との間で電気化学的電
位差が発生し、これは電気化学的素子の外部に設けられ
た電圧測定装置４（評価装置）によって測定される。
に配置された基準ガス室１８内においてガス分圧がそれ
ぞれ異なることから、第２の固体電解質体１０における
第３の電極１１と第４の電極１２との間で電気化学的電
位差が発生し、これは電気化学的素子の外部に設けられ
た電圧測定装置４（評価装置）によって測定される。
【００２４】図２には、図１の電気化学的測定センサ２
のうち、導体路として構成された電極７，８，１１，１
２と加熱体２０のリード線領域における断面図が略示さ
れている。図２における層平面は、図１の図平面に対し
て平行に位置している。リード線２２ａは、第１の電極
７のための導線を成している。リード線２２ｂにより、
電極８と電極１１の接触接続が可能となる。また、リー
ド線２２ｃは第４の電極に対応づけられており、リード
線２２ｄは加熱体２０と接触接続している。
のうち、導体路として構成された電極７，８，１１，１
２と加熱体２０のリード線領域における断面図が略示さ
れている。図２における層平面は、図１の図平面に対し
て平行に位置している。リード線２２ａは、第１の電極
７のための導線を成している。リード線２２ｂにより、
電極８と電極１１の接触接続が可能となる。また、リー
ド線２２ｃは第４の電極に対応づけられており、リード
線２２ｄは加熱体２０と接触接続している。
【００２５】リード線２２ａと２２ｂとの間にはポンプ
電圧Ｕｓが存在しており、したがってこの電圧は電極
７，８にも加わっている。リード線２２ｂと２２ｃによ
りいわゆるネルンスト電圧（センサ電圧）Ｕｎが案内さ
れ、この電圧は電極１１，１２に加わる。図２からすぐ
にわかるように、ポンプ電圧Ｕｓはネルンスト電圧Ｕｎ
へは入力結合していない。電極７，１１のリード線２２
ｂは、ポンプ電圧Ｕｓとネルンスト電圧Ｕｎを容量的に
分離する機構２３としてはたらく。図示されているよう
に、リード線２２ａと２２ｂは互いに間隔をおいて配置
されている。リード線２２ｂは（上から見ると）、リー
ド線２２ａによってほとんど覆われることになる。つま
り機構２３によって両方の電圧の分離が行われ、その結
果、動作中（殊に高温時）、出力電圧とも称するネルン
スト電圧Ｕｎの影響がなくなり、ひいては電気化学的素
子２において僅かなラムダ＝１リプルしか発生しないこ
とになる。
電圧Ｕｓが存在しており、したがってこの電圧は電極
７，８にも加わっている。リード線２２ｂと２２ｃによ
りいわゆるネルンスト電圧（センサ電圧）Ｕｎが案内さ
れ、この電圧は電極１１，１２に加わる。図２からすぐ
にわかるように、ポンプ電圧Ｕｓはネルンスト電圧Ｕｎ
へは入力結合していない。電極７，１１のリード線２２
ｂは、ポンプ電圧Ｕｓとネルンスト電圧Ｕｎを容量的に
分離する機構２３としてはたらく。図示されているよう
に、リード線２２ａと２２ｂは互いに間隔をおいて配置
されている。リード線２２ｂは（上から見ると）、リー
ド線２２ａによってほとんど覆われることになる。つま
り機構２３によって両方の電圧の分離が行われ、その結
果、動作中（殊に高温時）、出力電圧とも称するネルン
スト電圧Ｕｎの影響がなくなり、ひいては電気化学的素
子２において僅かなラムダ＝１リプルしか発生しないこ
とになる。
【００２６】図３には、電気化学的素子２の第２の実施
例に関する断面図が概略的に描かれている。図２と同じ
部分には同じ参照符号が付されており、それらについて
は上述の説明を参照されたい。ここでは図２による実施
例とは異なり、電極リード線２２ａと２２ｂはじかに上
下に重なり合っていない。このため第１の固体電解質体
６内部において、電圧を表す矢印で示したポンプ電圧Ｕ
ｓが発生する。ネルンスト電圧Ｕｎは、リード線２２ｂ
と２２ｃとの間に発生する。ポンプ電圧Ｕｓがネルンス
ト電圧Ｕｎへ入力結合するのを防止するために機構２
３′が設けられており、これは層２４によって形成され
ている。この層２４は導電性の導電性のシート接着層で
あり、これによって第１の固体電解質体６と第２の固体
電解質体１０を互いに結合させることができる。層２４
が導電性であることから、ポンプセル５とセンサセル９
の容量的な分離が達成される。その理由は、層２４はリ
ード線２２ｂと導電接続されているからである。つまり
この場合、遮蔽機構が実現されることになる。また、層
２４をリード線２２ｂと同じ電位に保つようにすれば、
層２４を別個に接続することも可能であることはいうま
でもない。そしてこの層はリード線２２ｂと２２ｃとの
間に延びているが、それらが属する有利にはリング状の
電極は覆っていない。
例に関する断面図が概略的に描かれている。図２と同じ
部分には同じ参照符号が付されており、それらについて
は上述の説明を参照されたい。ここでは図２による実施
例とは異なり、電極リード線２２ａと２２ｂはじかに上
下に重なり合っていない。このため第１の固体電解質体
６内部において、電圧を表す矢印で示したポンプ電圧Ｕ
ｓが発生する。ネルンスト電圧Ｕｎは、リード線２２ｂ
と２２ｃとの間に発生する。ポンプ電圧Ｕｓがネルンス
ト電圧Ｕｎへ入力結合するのを防止するために機構２
３′が設けられており、これは層２４によって形成され
ている。この層２４は導電性の導電性のシート接着層で
あり、これによって第１の固体電解質体６と第２の固体
電解質体１０を互いに結合させることができる。層２４
が導電性であることから、ポンプセル５とセンサセル９
の容量的な分離が達成される。その理由は、層２４はリ
ード線２２ｂと導電接続されているからである。つまり
この場合、遮蔽機構が実現されることになる。また、層
２４をリード線２２ｂと同じ電位に保つようにすれば、
層２４を別個に接続することも可能であることはいうま
でもない。そしてこの層はリード線２２ｂと２２ｃとの
間に延びているが、それらが属する有利にはリング状の
電極は覆っていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気化学的測定センサを示す図である。
【図２】電極リード線を容量的に分離するための機構に
関する第１の実施例を示す図である。
関する第１の実施例を示す図である。
【図３】電極リード線を容量的に分離するための機構に
関する第２の実施例を示す図である。
関する第２の実施例を示す図である。
１ 電気化学的測定センサ ２ 電気化学的素子 ３ 電圧供給層値 ４ 評価装置 ５ ポンプセル ６ 第１の固体電解質体 ７ 第１の電極 ８ 第２の電極 ９ センサセル １０ 第２の固体電解質体 １１ 第３の電極 １２ 第４の電極 １３ ガス質 １４ 中空室 １５ ガス流入路 １６ 測定ガス室 ２２ａ 電極７のためのリード線 ２２ｂ 電極８と電極１１のためのリード線 ２２ｃ 電極１２のためのリード線 ２２ｄ 加熱体４と接続されるリード線 ２３ ポンプ電圧とネルンスト電圧を容量的に分離する
機構 ２４ 導電性のシート接着層
機構 ２４ 導電性のシート接着層
フロントページの続き (72)発明者 オラフ ヤッハ ドイツ連邦共和国 ベープリンゲン メル ツェーデスシュトラーセ 16 (72)発明者 ハーラルト ノイマン ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン レー メンシュトラーセ 29／１ (72)発明者 ヴァルター シュトラースナー ドイツ連邦共和国 ショルンドルフ ショ ルンバッハー ヴェーク 37／16 (72)発明者 ヨハン リーゲル ドイツ連邦共和国 ビーテッヒハイム−ビ ッシンゲン アイヒェンヴェーク 27 (72)発明者 ローター ディール ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト グ ルーベンエッカー 141
Claims (12)
- 【請求項１】 測定ガス中のガス濃度を求める電気化学
的測定センサであって、電気化学的素子が設けられてお
り、該電気化学的素子は第１の固体電解質体と第２の固
体電解質体を有しており、 前記第１の固体電解質体は、電気化学的ポンプセルと第
１の電極および第２の電極とガス室とを備えており、該
ガス室はガス流入開口部を介して測定室と連通してい
て、前記ガス室内に第２の電極が配置されており、 前記第２の固体電解質体は、電気化学的センサセルと第
３および第４の電極を備えており、 各電極は電気的な接触接続のためにそれぞれリード線を
有する形式の、 電気化学的測定センサにおいて、 第１および第２の電極（７，８）の各リード線は機構
（２３；２３′）により、少なくとも第４の電極（１
２）のリード線から容量的に互いに分離されていること
を特徴とする、電気化学的測定センサ。 - 【請求項２】 分離作用を生じさせる前記機構（２３；
２３′）は、第２の電極（８）のリード線（２２ｂ）に
よって構成されている、請求項１記載の測定センサ。 - 【請求項３】 前記の第１および第２の電極（７，８）
の各リード線（２２ａ，２２ｂ）は互いに間隔をおいて
上下に配置されている、請求項１または２記載の測定セ
ンサ。 - 【請求項４】 第１および第２の電極（７，８）のリー
ド線（２２ａ，２２ｂ）は電気化学的素子（２）におい
て中心に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項
記載の測定センサ。 - 【請求項５】 電極（７，８，１１，１２）のすべての
リード線（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は互いに間隔をお
いて上下に配置されている、請求項１または２記載の測
定センサ。 - 【請求項６】 前記機構（２３；２３′）は電子を導く
層（２４）により構成されている、請求項１記載の測定
センサ。 - 【請求項７】 前記層（２４）はシート接着層である、
請求項６記載の測定センサ。 - 【請求項８】 前記層（２４）は第２の電極（８）と導
電接続されている、請求項６または７記載の測定セン
サ。 - 【請求項９】 前記シート接着層は、第１の固体電解質
体（６）と第２の固体電解質体（１０）の間に配置され
ている、請求項７記載の測定センサ。 - 【請求項１０】 前記シート接着層は、二酸化セリウム
または二酸化チタンによりドーピングされている、請求
項７〜９のいずれか１項記載の測定センサ。 - 【請求項１１】 前記電気化学的素子（２）には第３の
固体電解質体（１９）も設けられており、該第３の固体
電解質体（１９）は加熱装置（２０）を有する、請求項
１〜１０のいずれか１項記載の測定センサ。 - 【請求項１２】 内燃機関におけるガス混合物のラムダ
値を求める、請求項１〜４のいずれか１項記載の電気化
学的測定センサの用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803532.2 | 1998-01-30 | ||
| DE19803532A DE19803532A1 (de) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Elektrochemischer Meßfühler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271271A true JPH11271271A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=7856092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11022329A Abandoned JPH11271271A (ja) | 1998-01-30 | 1999-01-29 | 電気化学的測定センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6270639B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11271271A (ja) |
| DE (1) | DE19803532A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003519382A (ja) * | 1999-12-29 | 2003-06-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ガスセンサー、殊にラムダゾンデ |
| JP2008516195A (ja) * | 2004-10-05 | 2008-05-15 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ガス混合物内のガス成分の濃度を決定するためのセンサ・エレメントおよびその作動方法 |
| JP2019203844A (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ素子及びガスセンサ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10014995C1 (de) * | 2000-03-25 | 2001-07-19 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer Meßfühler |
| DE10027897A1 (de) * | 2000-06-06 | 2001-12-13 | Delphi Tech Inc | Verfahren und Anordnung zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines einem Verbrennungsprozeß zuzuführenden Gemisches |
| US6579436B2 (en) * | 2000-12-18 | 2003-06-17 | Delphi Technologies, Inc. | Gas sensor and method of producing the same |
| US6579435B2 (en) * | 2000-12-18 | 2003-06-17 | Delphi Technologies, Inc. | Gas sensor |
| DE10133160C1 (de) * | 2001-07-07 | 2003-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Sensorelement mit leitfähiger Abschirmung |
| JP5155712B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-03-06 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ、ＮＯｘセンサ、およびガスセンサの作製方法 |
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| DE102017204236A1 (de) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Sensors zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3482745D1 (de) * | 1983-11-18 | 1990-08-23 | Ngk Insulators Ltd | Elektrochemische vorrichtung mit einem messfuehlelement. |
| JP2502961B2 (ja) * | 1984-04-26 | 1996-05-29 | 日本碍子株式会社 | 電気化学的装置の製造方法 |
| DE3728618C1 (de) * | 1987-08-27 | 1988-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Sensorelement fuer Grenzstromsensoren zur Bestimmung des lambda-Wertes von Gasgemischen |
| DE3811713A1 (de) | 1988-04-08 | 1989-10-19 | Bosch Gmbh Robert | Planare polarographische sonde zur bestimmung des (lambda)-wertes von gasgemischen |
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| JPH07119741B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1995-12-20 | 本田技研工業株式会社 | 比例型排気濃度センサにおける出力補正方法 |
| JP2669699B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1997-10-29 | 日本碍子株式会社 | 空燃比センサ |
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-
1998
- 1998-01-30 DE DE19803532A patent/DE19803532A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11022329A patent/JPH11271271A/ja not_active Abandoned
- 1999-01-29 US US09/239,291 patent/US6270639B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP4813729B2 (ja) * | 1999-12-29 | 2011-11-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ガスセンサー、殊にラムダゾンデ |
| JP2008516195A (ja) * | 2004-10-05 | 2008-05-15 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ガス混合物内のガス成分の濃度を決定するためのセンサ・エレメントおよびその作動方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19803532A1 (de) | 1999-08-05 |
| US6270639B1 (en) | 2001-08-07 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060127 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20060221 |