WO2001044797A1 - Elektrochemischer messfühler - Google Patents

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WO2001044797A1
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feed line
lead
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Inventor
Lothar Diehl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts

Definitions

  • the invention is based on an electrochemical sensor according to the preamble of the independent claims.
  • the sensors of the generic type must be heated in the active area to temperatures above about 350 ° C in order to achieve the necessary ionic conductivity of the
  • Solid electrolyte body in the measuring range and thus its temperature in the measuring range.
  • a disadvantage of the known method is that the measuring device, which determines the temperature-dependent resistance of the solid electrolyte body, assumes a constant resistance of the electrodes and the electrode feed lines.
  • the resistance of the electrode leads and the electrodes is, however, subject to a relatively strong manufacturing-related scatter.
  • the measuring device strikes this non-negligible scattering error of a temperature-related change in the resistance of the solid electrolyte body in the measuring range and provides a corresponding faulty control signal for the heating device of the sensor. This will cause the probe to operate at an incorrect operating temperature.
  • a further disadvantage is that the solid electrolyte body forms a further internal resistance in the supply area, which is connected in parallel with the internal resistance of the solid electrolyte body in the area of the electrodes (measuring area) and likewise makes a non-negligible contribution to the overall resistance. If, in addition, the temperature in the supply area is higher than in the measuring range, the internal resistance of the solid electrolyte body in the supply area decreases and makes a contribution to the total resistance, which depends on the temperature of the Solid electrolyte body depends in the lead area. This also controls the sensor to an incorrect operating temperature.
  • Lead area is known from DE 198 37 607 AI to provide the lead of an electrode with an electrically insulating layer opposite the lead area of the solid electrolyte body.
  • This embodiment has the disadvantage that the use of at least one insulating layer additionally requires at least one printing step and is therefore complex in terms of production technology.
  • the electrochemical sensor according to the invention with the characterizing features of the independent claims has the advantage over the prior art of an improved control of the operating temperature, which enables a more precise and uniform function of the sensor.
  • Solid electrolyte body which is connected in parallel to the internal resistance in the measuring range of the solid electrolyte body, the total resistance, significantly reduced.
  • the influence of the internal resistance in the supply area on the temperature control is therefore negligible.
  • the manufacturing advantage is that the saving of an electrically insulating layer eliminates a printing step.
  • the resistance of at least one electrode lead makes a smaller contribution to the overall resistance. Furthermore, the electrode lead is made of a material that has less manufacturing variation in terms of its resistance. Thus the influence of the resistance of the electrode lead to the total resistance is less.
  • a further additional advantage results from the formation of the outer pump electrode feed line and / or inner pump electrode feed line with a material which has a low resistance to the material of the respective electrode. This has the effect that the drop in the pump voltage in the outer pump electrode feed line and / or inner pump electrode is reduced and the pump function is thus improved.
  • a special embodiment of the invention provides that the reference electrode lead is arranged in the layer plane of the heater, whereby at least one printing step can be saved.
  • the heater and the reference electrode lead are made of the same material, which results in a further advantage in terms of manufacturing technology.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a sensor in an exploded view
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 3 shows an electrode with electrode feed of a sensor in plan view
  • Fig. 4 shows an electrode with electrode lead and a heater in plan view Description of the embodiments
  • FIG. 1 shows an electrochemical sensor for analyzing gases in the form of a planar sensor element 10.
  • the sensor element 10 with a measuring area 61 and a lead area 62 has electrical connection contacts 60, a first solid electrolyte film 11 called a heater film, an insulation layer 12, a heater 13, a further insulation layer 14, a second solid electrolyte foil 20 referred to as a reference gas channel foil and a reference electrode 21 with a reference electrode feed line 22.
  • a reference gas channel 29 is formed in the reference gas channel film 20 and is connected to the air as a reference gas atmosphere in the supply area via an opening.
  • the sensor element furthermore has, over the reference electrode 21 and the reference electrode feed line 22, a third solid electrolyte foil 23 called a measurement foil, a measurement electrode 26 with a measurement electrode feed line 27 and a porous protective layer 28.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of an electrochemical sensor for analyzing gases.
  • This sensor is a so-called broadband probe with two cells 37, 38.
  • the first cell 37 is a concentration cell which works according to the Nernst principle.
  • the mode of operation of the first cell 37 corresponds to the sensor described in FIG. 1.
  • the same reference numerals are therefore used in FIG. 2 for the same elements.
  • the second cell 38 is an electrochemical pump cell that mates with the first
  • Cell 37 is laminated together and which interacts with the concentration cell in a manner known per se based on the principle of operation of the broadband probe.
  • An intermediate layer 35 and a full layer 34 are arranged between the first cell 37 and the second cell 38 to form an intermediate space (not shown in more detail) for accommodating the diffusion barrier 30.
  • the second cell 38 has an inner pump electrode 31
  • Inner pump electrode feed line 32 a fourth solid electrolyte film 33 referred to as a pump film, an outer pump electrode 40 with outer pump electrode feed line 41 and a porous protective layer 42.
  • Inner pump electrode feed line 32 converge in feed area 62 of sensor element 10.
  • FIG. 3 shows a large area of a solid electrolyte film 49 with an electrode 50 and an electrode feed line 51, which can form, for example, the measurement electrode 26 with measurement electrode feed line 27 or the reference electrode 21 with reference electrode feed line 22 of the sensor shown in FIG. 1.
  • the electrode 50 shown in FIG. 3 with an electrode feed line 51 can, for example, also include the outer pump electrode 40
  • the electrode lead 51 consists of an electrically conductive material, preferably of platinum, and has a ceramic component, for example 7% by volume Al 2 O 3 , for mechanical stabilization.
  • the electrode 50 is made of a catalytic material, preferably platinum, and a ceramic material, preferably from 20 vol .-% Y 2 0 3 stabilized Zr0 second In a further embodiment, the Electrode 50 also has a porosity created by a pore former.
  • the transition between the electrode 50 and the electrode lead 51 is carried out with a wedge-shaped transition region 52 with an overlap zone.
  • the electrode 50 and the electrode lead 51 are produced by a method known per se, for example by screen printing.
  • the embodiment described can be used in any combination for each of the electrodes shown in FIGS. 1 and 2 and the respective electrode leads. It is quite conceivable to use the described design of the electrode 50 with the electrode feed line 51 also for other electrochemical sensors of the generic type.
  • the A1 2 0 3 has no ionic conductivity in comparison to the Zr0 2 stabilized with Y 2 0 3 , which is expedient as a ceramic material for the electrode 21, 31.
  • Y 2 0 3 which is expedient as a ceramic material for the electrode 21, 31.
  • a further exemplary embodiment of a broadband probe (FIG. 2) consists in that the outer pump electrode lead 41 has a low-resistance material in comparison to the material of the outer pump electrode 40 in order to reduce the drop in the pump voltage in the feed region. This is achieved in that the proportion of the electrically conductive material, for example the Platinum, in the cermet material of the outer pump electrode lead 41 is higher than in the outer pump electrode 40.
  • FIG. 4 A further embodiment is shown in FIG. 4, in which the electrode 50 and electrode feed line 51 are connected to a
  • Transition area 52 are arranged in a layer plane in which a heater 55 embedded in the solid electrolyte body is located.
  • a heater 55 embedded in the solid electrolyte body is located.
  • the heater 55, the electrode 50 and the electrode lead 55 are pressed onto the first insulation layer 12.
  • the heater 55 is made of the same material as the electrode lead 51.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Messfühler zum Bestimmen einer Gaskonzentration eines Messgases mit einem Sensorelement, das mindestens eine auf einem ionenleitenden Festelektrolytkörper angeordneten Elektrode (50), zu der eine Elektrodenzuleitung (51) geführt ist, aufweist. Die Elektrodenzuleitung (51) besteht aus einem Material, das im Vergleich zum Material der Elektrode (50) eine wesentlich geringere oder keine Ionenleitfähigkeit besitzt und/oder niederohmig ist.

Description

Elektrochemischer Meßfühler
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektrochemischen Meßfühler nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Die Meßfühler der gattungsgemäßen Art müssen im aktiven Bereich auf Temperaturen über zirka 350 °C erwärmt werden, um die notwendige Ionenleitfähigkeit des
Festelektrolytkörpers zu erreichen. Um die Meßgenauigkeit des Meßfühlers zu erhöhen, ist bekannt, die Betriebstemperatur der Meßzelle, also des Festelektrolytkörpers im Meßbereich, zu kontrollieren und erforderlichenfalls einzuregeln. Hierzu ist bekannt, dem Meßfühler eine Heizeinrichtung zuzuordnen, die abhängig von einer an der Meßzelle gemessenen Betriebstemperatur zu- beziehungsweise abschaltbar ist.
Um die Betriebstemperatur der Meßzelle zu ermitteln, ist bekannt, den Meßfühler mit einer WechselSpannung zu beaufschlagen und mit einer Meßeinrichtung einen Gesamtwechselstromwiderstand zu ermitteln, der sich aus den Wechselstromwiderständen des Festelektrolytkörpers sowie der entsprechenden Elektroden und Elektrodenzuleitungen zusammensetzt. Aus dem Gesamtwiderstand kann auf den temperaturabhängigen Innenwiderstand des
Festelektrolytkörpers im Meßbereich und damit auf seine Temperatur im Meßbereich geschlossen werden.
Bei dem bekannten Verfahren ist nachteilig, daß die Meßeinrichtung, die den temperaturabhängigen Widerstand des Festelektrolytkörpers ermittelt, von einem konstanten Widerstand der Elektroden und der Elektrodenzuleitungen ausgeht. Der Widerstand der Elektrodenzuleitungen und der Elektroden unterliegt aber einer relativ starken fertigungsbedingten Streuung. Die Meßeinrichtung schlägt diesen nicht vernachlässigbaren Streuungsfehler einer temperaturbedingten Änderung des Widerstandes des Festelektrolytkörpers im Meßbereich zu und stellt ein entsprechendes fehlerbehaftetes Regelsignal für die Heizeinrichtung des Meßfühlers zur Verfügung. Hierdurch wird der Meßfühler auf eine falsche Betriebstemperatur geregelt.
Nachteilig ist weiterhin, daß der Festelektrolytkörper im Zuleitungsbereich einen weiteren Innenwiderstand bildet, der zum Innenwiderstand des Festelektrolytkörpers im Bereich der Elektroden (Meßbereich) parallel geschaltet ist und ebenfalls einen nicht vernachlässigbaren Beitrag zum Gesamtwiderstand liefert. Wenn zudem die Temperatur im Zuleitungsbereich höher ist als im Meßbereich, vermindert sich der Innenwiderstand des Festelektrolytkörpers im Zuleitungsbereich und liefert einen Beitrag zum Gesamtwiderstand, der von der Temperatur des Festelektrolytkörpers im Zuleitungsbereich abhängt . Hierdurch wird der Meßfühler ebenfalls auf eine falsche Betriebstemperatur geregelt.
Zur Vermeidung des Einflusses des Innenwiderstandes im
Zuleitungsbereich ist aus der DE 198 37 607 AI bekannt, die Zuleitung einer Elektrode gegenüber dem Zuleitungsbereich des Festelektrolytkörpers mit einer elektrisch isolierenden Schicht zu versehen. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Verwendung mindestens einer isolierenden Schicht zusätzlich mindestens einen Druckschritt erfordert und daher fertigungstechnisch aufwendig ist .
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße elektrochemische Meßfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil einer verbesserten Regelung der Betriebstemperatur, wodurch eine präzisere und gleichmäßigere Funktion des Meßfühlers ermöglicht wird.
Mit der durch die kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 beschriebenen Erfindung wird erreicht, daß der Innenwiderstand zwischen den auf einem Festelektrolytkörper angeordneten Elektrodenzuleitungen deutlich höher ist als der Innenwiderstand zwischen den jeweiligen Elektroden. Somit wird der Beitrag, den der Innenwiderstand im Zuleitungsbereich des
Festelektrolytkörpers, der zum Innenwiderstand im Meßbereich des Festelektrolytkörpers parallel geschaltet ist, zum Gesamtwiderstand leistet, deutlich vermindert. Damit ist der Einfluß des Innenwiderstandes im Zuleitungsbereich auf die Temperaturregelung vernachlässigbar. Ein weiterer, fertigungstechnischer Vorteil besteht darin, daß durch die Einsparung einer elektrisch isolierende Schicht ein Druckschritt entfällt.
Gemäß der durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 11 beschriebenen Erfindung wird erreicht, daß der Widerstand mindestens einer Elektrodenzuleitung einen geringeren Beitrag zum Gesamtwiderstand leistet . Weiterhin wird die Elektrodenzuleitung aus einem Material gefertigt, das bezüglich seines Widerstandes eine geringere Fertigungsstreuung aufweist. Somit ist der Einfluß des Widerstandes der Elektrodenzuleitung zum Gesamtwiderstand geringer.
Mit der Erfindung des unabhängigen Anspruchs 21, der eine Kombination der kennzeichnenden Merkmale des ersten und des zweiten unabhängigen Anspruchs darstellt, wird eine weitere Verbesserung der Regelung der Betriebstemperatur des Meßfühlers erreicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Meßfühlers möglich.
Die Ausbildung der Innenpumpelektrodenzuleitung und/oder der Referenzelektrodenzuleitung mit einem Material, das gegenüber der jeweiligen Elektrode eine geringere oder gar keine Ionenleitfähigkeit aufweist, hat den zusätzlichen Vorteil, daß die resistive Kopplung der jeweiligen Elektrodenzuleitungen, die zu einer Rückwirkung der Pumpspannung auf die Meßspannung der Sensorzelle führen kann, verhindert wird. Dadurch wird die Lambda=l -Welligkeit verringert oder sogar verhindert und damit die Regeldynamik des Meßfühlers weiter verbessert.
Ein weiterer zusätzlicher Vorteil ergibt sich aus der Ausbildung der Außenpumpelektrodenzuleitung und/oder Innenpumpelektrodenzuleitung mit einem Material, das gegenüber dem Material der jeweiligen Elektrode niederohmig ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich der Abfall der Pumpspannung in der Außenpumpelektrodenzuleitung und/oder Innenpumpelektrode verringert und somit die Pumpfunktion verbessert ist.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Referenzelektrodenzuleitung in der Schichtebene des Heizers angeordnet wird, wodurch mindestens ein Druckschritt eingespart werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird Heizer und Referenzelektrodenzuleitung aus demselben Material gefertigt, wodurch sich ein weiterer fertigungstechnischer Vorteil ergibt.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Meßfühlers in einer Explosionsdarstellung, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Meßfühlers in einer Explosionsdarstellung, Fig. 3 eine Elektrode mit Elektrodenzuleitung eines Meßfühlers in Draufsicht und
Fig. 4 eine Elektrode mit Elektrodenzuleitung sowie ein Heizer in Draufsicht Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figur 1 zeigt einen elektrochemischen Meßfühler zur Analyse von Gasen in Form eines planaren Sensorelements 10. Das Sensorelement 10 mit einem Meßbereich 61 und einem Zuleitungsbereich 62 weist elektrische Anschlußkontakte 60, eine als Heizerfolie bezeichnete erste Festelektrolytfolie 11, eine Isolationsschicht 12, einen Heizer 13, eine weitere Isolationsschicht 14, eine als Referenzgaskanalfolie bezeichnete zweite Festelektrolytfolie 20 sowie eine Referenzelektrode 21 mit Referenzelektrodenzuleitung 22 auf. In der Referenzgaskanalfolie 20 ist ein Referenzgaskanal 29 ausgebildet, der im Zuleitungsbereich über eine Öffnung mit der Luft als Referenzgasatmosphäre in Verbindung steht . Das Sensorelement weist ferner über der Referenzelektrode 21 und der Referenzelektrodenzuleitung 22 eine als Meßfolie bezeichnete dritte Festelektrolytfolie 23, eine Meßelektrode 26 mit Meßelektrodenzuleitung 27 sowie eine poröse Schutzschicht 28 auf.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines elektrochemischen Meßfühlers zur Analyse von Gasen. Dieser Meßfühler ist eine sogenannte Breitbandsonde mit zwei Zellen 37, 38. Die erste Zelle 37 ist eine Konzentrationszelle, die nach dem Nernst-Prinzip arbeitet. Die Wirkungsweise der ersten Zelle 37 entspricht dem in Figur 1 beschriebenen Meßfühler. Für die gleichen Elemente werden daher in Figur 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die zweite Zelle 38 ist eine elektrochemische Pumpzelle, die mit der ersten
Zelle 37 zusammenlaminiert ist und die in an sich bekannter Weise nach dem Funktionsprinzip der Breitbandsonde mit der Konzentrationszelle zusammenwirkt. Im Ubergangsbereich zwischen erster Zelle 37 und zweiter Zelle 38 ist eine Zwischenschicht 35 und eine Fullschicht 34 zur Ausbildung eines nicht naher dargestellten Zwischenraumes zur Aufnahme der Diffusionsbarriere 30 angeordnet. Die zweite Zelle 38 weist eine Innenpumpelektrode 31 mit
Innenpumpelektrodenzuleitung 32, eine als Pumpfolie bezeichnete vierte Festelektrolytfolie 33, eine Außenpumpelektrode 40 mit Außenpumpelektrodenzuleitung 41 sowie eine poröse Schutzschicht 42 auf. Die Meßelektrodenzuleitung 27 und die
Innenpumpelektrodenzuleitung 32 laufen im Zuleitungsbereich 62 des Sensorelements 10 zusammen.
Die Figur 3 zeigt eine Großfläche einer Festelektrolytfolie 49 mit einer Elektrode 50 und einer Elektrodenzuleitung 51, die beispielsweise die Meßelektrode 26 mit Meßelektrodenzuleitung 27 oder die Referenzelektrode 21 mit Referenzelektrodenzuleitung 22 des in Figur 1 gezeigten Meßfühlers ausbilden können. Die in Figur 3 gezeigte Elektrode 50 mit Elektrodenzuleitung 51 kann beispielsweise auch die Außenpumpelektrode 40 mit
Außenpumpelektrodenzuleitung 41, die Innenpumpelektrode 31 mit Innenpumpelektrodenzuleitung 32, die Meßelektrode 26 mit Meßelektrodenzuleitung 27 oder die Referenzelektrode 21 mit Referenzelektrodenzuleitung 22 des in Figur 2 dargestellten Meßfühlers darstellen.
Die Elektrodenzuleitung 51 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus Platin, und weist zur mechanischen Stabilisierung einen keramischen Anteil, beispielsweise 7 Vol.-% Al203 auf. Die Elektrode 50 besteht aus einem katalytischen Material, vorzugsweise Platin, und einem keramischen Material, vorzugsweise aus 20 Vol.-% mit Y203 stabilisiertem Zr02. In einer weiteren Ausführung weist die Elektrode 50 weiterhin eine durch einen Porenbildner erzeugte Porosität auf. Der Übergang zwischen Elektrode 50 und Elektrodenzuleitung 51 ist mit einem keilförmigen Übergangsbereich 52 mit einer Überlappzone ausgeführt. Die Herstellung von Elektrode 50 und Elektrodenzuleitung 51 erfolgt nach einem an sich bekannten Verfahren, zum Beispiel durch Siebdruck.
Die beschriebene Ausführung kann für jede der in Figur 1 und 2 gezeigten Elektroden und jeweiligen Elektrodenzuleitungen in beliebiger Kombination angewendet werden. Es ist durchaus denkbar, die beschriebene Ausführung der Elektrode 50 mit Elektrodenzuleitung 51 auch für andere elektrochemische Meßfühler der gattungsgemäßen Art anzuwenden.
Bei dem Ausführungsbeispiel zur Breitbandsonde (Figur 2) sind zur Verminderung der Lambda=l-Welligkeit die Innenpumpelektrodenzuleitung 32 und/oder die Referenzelektrodenzuleitung 22 mit A1203 als keramische Komponente ausgeführt. Das A1203 besitzt im Vergleich zu dem mit Y203 stabilisiertem Zr02, das als keramisches Material für die Elektrode 21, 31 zweckmäßig ist, keine Ionenleitfähigkeit. Dadurch kommt es zwischen den Elektrodenzuleitungen 22, 32 zu keiner Ionenleitung, wodurch in diesem Bereich der Innenwiderstand erhöht wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Breitbandsonde (Figur 2) besteht darin, daß die Außenpumpelektrodenzuleitung 41 zur Verminderung des Abfalls der Pumpspannung im Zuleitungsbereich ein im Vergleich zum Material der Außenpumpelektrode 40 niederohmiges Material aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Anteil des elektrisch leitenden Materials, zum Beispiel des Platins, im Cermet-Material der Außenpumpelektrodenzuleitung 41 höher ist als in der Außenpumpelektrode 40.
In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der die Elektrode 50 und Elektrodenzuleitung 51 mit einem
Übergangsbereich 52 in einer Schichtebene angeordnet sind, in der sich ein in den Festelektrolytkörper eingebetteter Heizer 55 befindet. Beispielsweise werden dazu der Heizer 55, die Elektrode 50 und die Elektrodenzuleitung 55 auf die erste Isolationsschicht 12 gedrückt. In bevorzugter Ausführung ist der Heizer 55 aus demselben Material wie die Elektrodenzuleitung 51 gefertigt .

Claims

Ansprüche
1. Elektrochemischer Meßfühler zur Bestimmung von Gaskomponenten und/oder Gaskonzentrationen in Gasgemischen mit mindestens einer auf einem ionenleitenden Festelektrolytkörper angeordneten Elektrode, zu der eine Elektrodenzuleitung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenzuleitung (51) ein Material aufweist, das im Vergleich zum Material der Elektrode (50) eine wesentlich geringere oder keine Ionenleitfähigkeit besitzt.
2. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (50) und die Elektrodenzuleitung (51) jeweils aus einem Cermet-Material gebildet sind und daß die wesentlichen keramischen Komponenten von Elektrode (50) und Elektrodenzuleitung (51) unterschiedlich sind.
3. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente der Elektrodenzuleitung (51) 5 - 10 Vol.-% Al203 aufweist.
4. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente der Elektrode (50] 10 - 60 Vol.-%, vorzugsweise 20 Vol.-% mit Y203 stabilisiertes
Zr02 aufweist.
5. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Elektrode (50) durch Zugabe eines Porenbildners eine erhöhte Porosität aufweist.
6. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Komponente der Elektrode
(50) und/oder der Elektrodenzuleitung (51) Pt aufweist.
7. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektrodenzuleitung (51) und Elektrode (50) ein keilförmiger Übergangsbereich (52) mit einer Überlappzone ausgebildet ist.
8. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrodenzuleitung (51) und/oder Elektrode (50) in einer Schichtebene angeordnet sind/ist, in der sich ein in den Festelektrolytkörper eingebetteter Heizer (55) befindet.
9. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizer (55) aus demselben Material wie die Elektrodenzuleitung (51) gefertigt ist.
10. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (50) eine Innenpumpelektrode (31) und/oder eine Referenzelektrode (21) mit den entsprechenden Elektrodenzuleitungen (32, 22) einer Meßzelle sind/ist.
11. Elektrochemischer Meßfühler zur Bestimmung von
Gaskomponenten und/oder Gaskonzentrationen in Gasgemischen mit mindestens einer auf einem ionenleitenden Festelektrolytkörper angeordneten Elektrode, zu der eine Elektrodenzuleitung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenzuleitung (51) ein im Vergleich zum Material der Elektrode (50) niederohmiges Material aufweist .
12. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (50) und die Elektrodenzuleitung (51) jeweils aus einem Cermet-Material gebildet sind und daß die wesentlichen keramischen Komponenten von Elektrode (50) und Elektrodenzuleitung (51) unterschiedlich sind.
13. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente der Elektrodenzuleitung (51) 5 - 10 Vol.-% Al203 aufweist.
14. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Komponente der Elektrode (50) 10 - 60 Vol.-%, vorzugsweise 20 Vol.-% mit Y203 stabilisiertes Zr02 aufweist.
15. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Elektrode (50) durch Zugabe eines Porenbildners eine erhöhte Porosität aufweist.
16. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Komponente der Elektrode
(50) und/oder der Elektrodenzuleitung (51) Pt aufweist.
17. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektrodenzuleitung (51) und Elektrode (50) ein keilförmiger Übergangsbereich (52) mit einer Überlappzone ausgebildet ist.
18. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrodenzuleitung (51) und/oder Elektrode (50) in einer Schichtebene angeordnet sind/ist, in der sich ein in den Festelektrolytkörper eingebetteter Heizer (55) befindet.
19. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizer (55) aus demselben Material wie die Elektrodenzuleitung (51) gefertigt ist.
20. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (50) mit Elektrodenzuleitung
(51) eine Außenpumpelektrode (40) und/oder eine
Innenpumpelektrode (31) mit entsprechender Elektrodenzuleitung (41, 32) ist.
21. Elektrochemischer Meßfühler zur Bestimmung von Gaskomponenten und/oder Gaskonzentrationen in Gasgemischen mit mindestens einer auf einem ionenleitenden Festelektrolytkörper angeordneten Elektrode, zu der eine Elektrodenzuleitung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenzuleitung (51) ein im Vergleich zum Material der Elektrode (50) niederohmiges Material aufweist, das zudem im Vergleich zum Material der Elektrode (50) eine wesentlich geringere oder keine Ionenleitfähigkeit besitzt.
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