CN103091381A - 用于抽吸运行和非抽吸运行的跳变探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于抽吸运行和非抽吸运行的跳变探测器。本发明涉及一种传感器装置(110)，用于检测测量气体空间(114)中的气体(112)的至少一种气体组分的至少一个份额，尤其是用于证实内燃机的废气(116)中的氧。所述传感器装置(110)包括至少一个传感器元件(118)。所述传感器元件(118)包括至少一个第一电极(120)和至少一个第一参考电极(122)和至少一个第二参考电极(124)。所述第二参考电极(124)与至少一个参考气体通道(126)连接。所述第一电极(120)分别通过至少一个固体电解质(128)与所述第一参考电极(122)和所述第二参考电极(124)连接。所述传感器元件(118)在所述第一参考电极(122)和所述参考气体通道(126)之间还具有至少一个扩散元件(130)。

Description

用于抽吸运行和非抽吸运行的跳变探测器

背景技术

由现有技术已知了用于检测测量气体空间中的气体的至少一种气体组分的至少一个份额的传感器元件，例如在《Sensoren im Kraftfahrzeug》(罗伯特博世有限责任公司，2010年第一版，第160-165页)中。传感器装置尤其可以涉及λ探测器(Lambdasonde)。基于离子导电的传感器元件的λ探测器(典型地由氧化锆制成)通常比较测量气体侧的电极的伽伐尼电势和参考电极的伽伐尼电势。参考电极优选位于定义的参考气体中(典型地空气)。检测的测量量通常可以涉及两个电极之间出现的能斯特电压，其中，通常能斯特电压越高，则尤其两个电极之间的分压差——例如氧(O₂)的分压差越大。

例如由DE 100 43 089 A1已知了一种用于确定气体组分和/或混合气体中气体成分的浓度的传感器，其中，所述传感器具有参考电极，可通过参考气体通道向所述参考电极施加参考气体、尤其是空气或含氧的气体。在一种有利的构型中，除参考气体通道以外，从探测器结构的内部容积到参考电极设有另一气体通道，其尤其具有催化活性区域或催化活性面。所述另一气体通道例如能够实施为双参考通道，其例如能够负责碳氢化合物(HC)反应。

例如可以通过一个敞开的参考通道(尤其具有小的横截面)提高信号精度，如同例如在由本专利申请的申请人随后公开的德国专利申请DE 102010 039 392中公开的那样。

在DE 100 51 833 A1中提出一种用于确定气体组分的平面气体传感器元件，其中，尤其电极可以在不同温度水平上和在参考侧移动。参考电极以彼此导电连接的多个分型面的形式构成。尤其大面积的参考电极通过划分成多个分型面而无法各处均匀加热，使得在参考电极的表面上始终存在热部位和冷部位，这明显减小废气温度、废气流和加热元件的加热功率对出现的能斯特电压的影响。因此，有利的是，将参考电极如此划分成彼此导电连接的多个分型面，使得参考电极的至少在很大程度上位于热区域中的那些分型面具有与至少在很大程度上位于热区域以外的那些分型面至少近似相等的内阻。

对于已知的传感器装置，尤其是对于λ探测器，尤其在参考气体通道中可能存在未燃烧的碳氢化合物，通过所述碳氢化合物通常消耗提供给参考电极的氧的一部分，从而参考电极上的氧浓度降低并且探测器功能因此受到妨碍。所述特性也称作CSD(characteristic shift down：特性下移，也称作continuous shift down或chemical shift down：连续下移或化学下移)。此外，未燃烧的碳氢化合物优选在热的催化活性面上、尤其在参考电极上氧化。

为了避免具有油气的参考空气中毒，尤其CSD，在现有技术中基本上遵循两种构思：

一方面，在参考气体通道中，通过参考泵流产生人工参考，如同例如在DE 199 63 566 A1和DE 43 33 230 A1中所述的那样。优选地，参考电极能够暴露于所述人工参考，例如可以通过从外部的电极到参考电极的参考泵流产生所述人工参考。例如能够通过控制装置中传感器装置、尤其探测器的适当布线实现所述参考泵流。探测器设计对于这种运行应通常具有密封的参考通道，例如具有大的扩散阻抗、例如细长和/或具有低的多孔性的参考空气通道，例如因此尤其能够通过参考泵流抽吸到参考电极上的氧保持在参考电极上和/或因此油气能够尽可能少地到达参考电极，其中，参考气体通道优选应以更大孔的材料构造，以便优选避免传感器元件例如由于参考电极上的氧超压的破裂。所述实现通常也称为“抽吸参考”。

在另一实现中，通常使用敞开的和/或非常多孔的参考空气通道，其中，这种实现通常称作“空气参考”，优选地，参考电极直接暴露于环境空气。由此例如能够实现：能够通过例如能够通过敞开的和/或非常多孔的参考空气通道到达参考电极的氧来消除碳氢化合物。优选地，没有从外部的电极向参考电极施加参考泵流。参考空气通道优选具有低的扩散阻抗，例如由于宽的参考空气通道，优选具有高的多孔性。

缺点尤其是，按照运行方式，尤其是在抽吸参考或者空气参考时，一般需要两种不同的探测器设计和/或探测器类型。

因此，期望一种传感器装置，尤其是λ探测器，例如λ＝1探测器，其可选地能够以抽吸参考或以敞开的参考、尤其以空气参考运行。由此，与传感器装置、尤其是探测器兼容的控制设备的数量例如也显著增加。

发明内容

因此，本发明提出一种用于检测测量气体空间中的气体的至少一种气体组分的至少一个份额的传感器装置和一种用于运行所述传感器装置的方法，所述传感器装置和所述方法至少在很大程度上避免和/或减小了已知的传感器装置和方法的预期缺点。

所述气体组分原则上可以涉及任意气体，优选地，所述气体组分可以涉及氧。所述份额例如可以涉及百分比和/或分压(Partialdruck)，尤其可以涉及氧百分比和/或氧分压。所述气体原则上可以涉及任意气体，特别地，所述气体可以涉及例如内燃发动机的具有燃烧残余物的废气。所述测量气体空间原则上可以涉及可以充满气体的任意空间。优选地，所述测量气体空间可以涉及内燃发动机的排气道。所述传感器装置尤其可以涉及用于证实内燃机(尤其是内燃发动机)的废气中的氧的传感器装置。所述内燃机和/或内燃发动机原则上可以涉及可以通过燃烧反应运行的任意机器，尤其可以涉及机动车，优选涉及汽车。

所述传感器装置包括至少一个传感器元件。传感器元件尤其可以涉及传感器装置的一个组件，其能够设置成通过电化学过程、尤其例如结合总压力推导出气体组分的份额。所述传感器元件优选可以涉及λ探测器。

所述传感器元件包括至少一个第一电极和至少一个第一参考电极以及至少一个第二参考电极。所述第一电极和/或第一参考电极和/或第二参考电极尤其可以分别涉及一个电极。电极可以涉及可以施加以电压和/或电流的部件。所述第一电极例如可以涉及外部的泵电极。所述第一参考电极和/或第二参考电极优选是参考电极。参考电极尤其可以涉及与参考气体、例如空气连通的电极，优选地，参考电极可以涉及可以用于测量参考气体、例如空气的伽伐尼电势的电极。

所述第二参考电极和(可选地)所述第一电极与至少一个参考气体通道——例如参考通道和/或参考空气通道连接。所述参考气体通道例如可以涉及参考气体空间。参考气体通道和/或参考气体空间原则上可以涉及能够与所述测量气体空间分开构造和/或优选能够相对于所述测量气体空间气体密封地遮蔽的空间。因此，优选至少在测量相关的时间间隔上，例如若干秒钟，尤其若干分钟，气体不可以从所述测量气体空间直接到达所述参考气体通道。所述第一参考电极能够如所述第二电极那样与相同的参考气体通道连接，然而也能够与另一参考气体通道、例如至少一个第二参考气体通道连接。参考气体通道和第一参考电极和/或第二参考电极之间的连接例如可以理解为直接连接和/或间接连接——例如通过扩散层。通过所述连接能够实现气体组分和/或氧的交换。所述第一参考电极可以与所述第二参考电极并且可选地与所述参考气体通道如此分开，使得优选地气体交换不可能。

表述“第一”和/或“第二”用作纯粹的命名，不表示顺序和/或是否还能够包括所述传感器装置的其他参考电极和/或参考气体通道和/或电极。例如所述传感器装置可以包括第三参考电极和/或另外的电极，例如第二电极，尤其是内部的泵电极。

所述第一电极分别通过至少一个固体电解质与所述第一参考电极和第二参考电极连接。例如，所述第一电极可以通过第一固体电解质与所述第一参考电极连接和/或所述第一电极可以通过第二固体电解质与所述第二参考电极连接。所述第一固体电解质和所述第二固体电解质可以不同地构造和/或可以是不同的固体电解质。然而，替代地，所述第一固体电解质和所述第二固体电解质也可以完全或者部分组成部分相同。固体电解质基本上可以涉及任意的、优选至少从工作温度起传导离子的固体。例如可以涉及传导氧离子的固体。这种固体、尤其是陶瓷固体在现有技术中基本上是已知的。例如能够使用钇稳定的氧化锆(YSZ)和/或例如基于氧化锆的其他固体电解质，例如掺杂钪的氧化锆(ScSZ)。固体电解质例如可以包括一个或者多个固体电解质薄膜和/或固体电解质膏糊，其优选能够硬化。

此外，所述传感器元件具有至少一个扩散元件，其与所述第一电极连接。扩散元件通常可以理解成设置用于吸收气体和实现气体的扩散输送的元件。特别地，所述扩散元件可以具有至少一种多孔性材料，例如至少一个多孔层。所述扩散元件可以与所述第一参考电极分开地构造，例如作为单独的元件。然而，替代地或者附加地，所述扩散元件也可以完全地或者部分地集成到所述第一参考电极中，例如通过如下方式：所述第一参考电极完全地或者部分地构造为多孔性电极，其具有至少一种多孔性电极材料，所述多孔性电极材料也可以用作扩散元件和优选用作气体储存器。所述扩散元件通常可以尤其设置成气体存储器。所述扩散元件和所述第一参考电极之间的连接尤其可以如此构造，使得能够实现所述第一参考电极和扩散元件之间的直接气体交换。特别地，所述扩散元件可以紧邻所述第一参考电极，例如作为紧邻所述第一参考电极的多孔性层。然而其他构型也是可能的。

在一种可能的构型中，所述至少一个扩散元件例如可以完全或者部分地构造在所述第一参考电极和所述参考气体通道之间。在此能够实现所述扩散元件和所述参考气体通道之间的气体交换。替代地或者附加地，所述扩散元件也可以完全地或者部分地相对于所述参考气体通道密封，例如通过气体密封的盖，从而阻止或者至少妨碍所述扩散元件和所述参考气体通道之间的气体交换。

所述扩散元件例如可以涉及例如可以具有扩散特性——例如氧扩散特性的元件、尤其是薄膜和/或膏糊。所述扩散元件优选可以涉及至少一个扩散层。但所述扩散层也能够完全地、至少部分地与所述扩散元件分开地构造，例如所述扩散元件和扩散层能够至少部分地重叠。表述“在......之间”在此尤其可以理解为所述扩散元件相对于所述第一参考电极和所述参考气体通道的布置，其中，所述扩散元件至少部分地覆盖所述第一参考电极，其中，所述扩散元件尤其覆盖所述第一参考电极的指向所述参考气体通道的表面的至少一部分。

如上所述，所述第一参考电极尤其也可以与所述参考气体通道连接。尤其可以通过所述扩散元件实现所述第一参考电极和参考气体通道之间的气体交换。在一种可能的构型中，所述扩散元件可以(如上所述)尤其至少部分地设置在所述第一参考电极和所述参考气体通道之间。通过所述扩散元件，尤其至少部分地通过所述扩散元件，尤其能够实现所述第一参考电极和所述参考气体通道之间的气体交换，例如气体——例如空气和/或氧和/或碳氢化合物的交换。优选地，所述第一参考电极和参考气体通道之间的气体交换可以仅仅通过所述扩散层实现。气体交换可以理解为尤其是两个方向上——例如从所述第一参考电极到所述参考气体通道和从所述参考气体通道到所述第一参考电极的气体交换。所述气体交换优选可以涉及扩散，尤其是氧扩散。所述扩散层尤其可以设置成阻止油气从所述参考气体通道到所述参考电极的扩散和/或促进所述参考电极和参考气体通道之间的氧扩散，例如从所述参考电极到所述参考气体通道。所述扩散层优选可以如此构造，使得不形成过高的氧超压，尤其可以不产生可能导致所述传感器元件、尤其是λ探测器破裂的超压。

然而，原则上，所述第一参考电极和/或所述扩散元件也可以完全地或者部分地相对于所述参考气体通道密封，使得不能进行直接气体交换。特别地，所述第一参考电极可以相对于所述参考气体通道密封，其中，阻止所述第一参考电极和所述参考气体通道之间的直接气体交换。然而，通过向所述第二参考电极传输离子——例如传输氧离子，在所述第一参考电极和参考气体通道之间仍然能够实现间接气体交换，即包括在此期间转变成离子的气体交换。

例如，传感器元件在所述第一参考电极与(可选地)所述扩散元件(一方面)和所述参考气体通道(另一方面)之间具有至少一个气体密封的盖，例如通过至少一个气体密封的覆盖元件。所述盖例如可以具有一个非多孔性的层，其阻止气体交换。可选地，通过至所述第二参考电极的离子传导、尤其是氧离子传导，例如伴随着随后的氧化反应，可以减小所述第一参考电极上的超压、尤其是氧超压。所述离子传导例如可以涉及平衡电流。所述平衡电流一般可以通过所述第一参考电极和第二参考电极上的分压差一一例如氧分压以及通过两个参考电极之间的内阻、尤其是所述第一参考电极和所述第二参考电极之间的内阻确定。

所述传感器元件可以在所述第一电极和所述第一参考电极之间具有第一内阻。所述内阻尤其可以涉及尤其在典型的工作温度下(例如在500℃和1100℃之间的范围内)例如通过固体电解质的离子传导的内阻。例如，所述内阻可以涉及离子传导的欧姆阻抗。

所述传感器元件可以在所述第一电极和所述第二参考电极之间具有第二内阻。所述第一内阻优选小于所述第二内阻。所述第一内阻例如可以以因数0.5、优选因数0.1、特别地以因数0.01小于所述第二内阻。

所述第一参考电极的电化学效率优选可以高于所述第二参考电极的电化学效率。电极的电化学效率可以理解为氧还原和/或氧化反应的能力。电化学效率一般与电极的内阻的倒数相关。

所述第一参考电极和所述第二参考电极优选可以电短接。所述第一参考电极和所述第二参考电极尤其可以具有共同的线路，特别是共同的电压线路。例如，所述第一参考电极也可以例如通过电导线与所述第二参考电极连接。“短接”尤其可以理解为欧姆阻抗小于10Ω，例如小于1Ω，优选小于0.1Ω。短接尤其可以理解为所述第一参考电极和所述第二参考电极相对于任意电势基准点可以具有相同的电势。

所述第一参考电极可以由设置在所述参考气体通道中的电极的至少一个第一区域构成。电极的一个区域尤其可以涉及所述电极的一部分。设置在参考气体通道中的电极尤其可以涉及至少部分地与所述参考气体通道连接的电极。所述第二参考电极可以由设置在参考气体通道中的电极的至少一个第二区域构成。表述“第一”和“第二”用作纯粹的命名，不表示顺序以及所述电极是否还具有其他区域。原则上，设置在参考气体通道中的电极例如还具有其他区域，例如至少一个第三区域，其例如可以分配给或者不分配给所述第一参考电极和/或所述第二参考电极和/或其他参考电极。

所述第一区域和第二区域优选可以不同。所述第一区域优选可以由朝向所述参考气体通道的至少一个扩散层覆盖。所述扩散层可以构成所述扩散元件的至少一部分。扩散层可以理解为可以具有扩散特性的层和/或薄膜。例如，所述扩散层可以促进氧从所述第一区域至所述参考气体通道和/或至所述扩散元件的扩散和/或可以抑制碳氢化合物和/或油气从所述参考气体通道至所述第一区域的扩散。

如上所述，所述第一参考电极与(可选地)所述扩散元件(一方面)和所述参考气体通道(另一方面)也可以气体密封地相互遮蔽，例如通过至少一个气体密封的盖，其可以设置在所述第一参考电极与(可选地)所述扩散元件(一方面)和所述参考气体通道(另一方面)之间。以这种方式或者以其他方式例如能够抑制与所述第一参考电极的气体交换。

所述参考气体通道优选可以构造成敞开的。当参考气体通道优选充满空气、尤其是仅仅充满空气时，参考气体通道例如可以构造成敞开的。然而，所述参考气体通道也可以完全地、优选部分地充满多孔性介质，其能够实现气体穿通和/或气体扩散。

例如，所述第一参考电极可以与所述第二参考电极短接，其方式是所述参考气体通道可以至少部分地以透气的、导电的电极材料完全地、优选部分地填充。所述参考气体通道在此可以构造为封闭的参考气体空间。然而，特别优选地，所述参考气体通道例如作为参考空气通道与所述传感器元件的环境——例如发动机空间的环境和/或环境空气连通，从而能够实现所述环境和所述参考气体空间之间的空气交换。

所述传感器装置可以包括至少一个控制装置。所述控制装置可以集中地或者分布式地构造并且例如可以完全或者部分地容纳在机动车的发动机控制设备中。但所述控制装置也可以完全地或者部分地集成到所述传感器元件中。所述控制装置例如也可以通过接口与所述传感器元件连接。但所述控制装置例如也可以完全地或者部分地集成到其他组件中，例如集成到插接件中。所述控制装置例如可以包括至少一个加载装置，以便向所述电极——尤其是所述第一电极和/或第一参考电极和/或第二参考电极和/或设置在所述参考气体通道中的电极和/或至少一个另外的电极施加电流和/或电压。所述加载装置例如可以涉及电压源和/或电流源。此外，所述控制装置必要时还可以包括测量装置，例如电压测量装置和/或电流测量装置。所述电压测量装置尤其可以构造用于测量能斯特电压和/或泵电压和/或至少一个另外的电压。所述电流测量装置尤其可以构造用于测量泵电流和/或至少一个另外的电流。此外，所述控制装置例如可选地包括分析装置，例如数据处理装置。此外，所述控制装置可以可选地包括至少一个信号发生器。所述控制装置可以可选地还包括至少一个调节器，例如至少一个锁定调节器。

所述控制装置可以优选地设置成在第一运行模式中在所述第一电极和第一参考电极之间向所述传感器元件施加至少一个泵电压和/或至少一个泵电流。所述第一运行模式尤其可以涉及具有抽吸参考的运行模式。此外，所述控制装置可以设置成在第二运行模式中在所述第一电极和第一参考电极之间没有泵电压和/或没有泵电流的情况下运行所述传感器元件。所述第二运行模式尤其可以涉及具有空气参考的运行模式。表述“第一”和“第二”在此用作纯粹的命名，不表示关于顺序的情况和关于是否还可以施加所述控制装置的其他运行模式的信息。原则上，例如还可以存在其他的运行模式。原则上能够以任意顺序、尤其是以一种限定的顺序——例如在所述控制装置中编程的顺序来实施所述第一运行模式和/或所述第二运行模式。尤其能够交替实施地使用所述第一运行模式和所述第二运行模式。此外，所述控制装置可以设置成在所述第一运行模式中和/或在所述第二运行模式中通过检测所述第一电极和所述第一参考电极之间和/或所述第一电极和所述第二参考电极之间和/或所述第一电极的至少一个电线路和所述第一参考电极的和/或所述第二参考电极的至少一个电线路之间的电压和/或电流例如通过使用特性曲线推导出所述气体组分的份额，尤其是氧分压。所述特性曲线尤其可以涉及所述第一参考电极和/或所述第二参考电极与所述第一电极、尤其是外部的泵电极之间的泵电流与所述气体组分的份额(尤其在已知的总压下)和/或所述氧分压之间的关系，尤其是线性关系。

所述第一参考电极的几何形状例如可以与所述第二参考电极的几何形状不同。所述第一参考电极的几何形状和/或第二参考电极的几何形状例如可以理解为所述第一参考电极和/或第二参考电极的外部形状和/或形貌。例如，所述第一参考电极和第二参考电极可以构造成不同大小的，例如具有不同的体积和/或不同大小的表面。

所述第二参考电极例如可以构造成环形的。环形的结构可以涉及一个环，尤其可以涉及具有内开口的圆形结构，所述内开口优选同样具有圆形的结构，所述环原则上可以涉及完全封闭的环或者至少部分地敞开的、例如多处敞开的环。环形构型不一定是圆形的，例如，环也可以是多边形和/或矩形的形状和/或非圆形的形状——例如椭圆形，分别具有或者不具有至少一个孔和/或至少一个缺口，其例如同样可以构造成环形的和/或多边形的和/或矩形的和/或非圆形的和/或椭圆形的。所述第一参考电极在此例如尤其可以构造成环形的和/或多边形的和/或矩形的和/或非圆形的和/或椭圆形的，优选地没有孔和/或没有缺口。所述第一参考电极和/或第二参考电极的其他构型原则上也是可能的。

所述第二参考电极优选可以环形地包围所述第一参考电极。例如所述第一参考电极和所述第二参考电极可以重叠，其中，所述第一参考电极和所述第二参考电极可以设置在例如基本上可以相互平行地定向的不同的层中。所述传感器元件尤其可以制造成层结构。“包围”在此可以理解成所述第二参考电极包围所述第一参考电极，尤其通过所述第二参考电极在所述第一参考电极的平面和/或层上的投影包围所述第一参考电极。所述第二参考电极可以完全和/或至少部分地包围所述第一参考电极。

所述第一参考电极的平均温度优选可以高于所述第二参考电极的平均温度。尤其可以通过至少一个加热元件调节和/或调整所述第一参考电极的平均温度和/或所述第二参考电极的平均温度。所述传感器元件尤其可以包括所述加热元件。所述加热元件尤其可以设置用于调节和/或调整和/或模拟所述第一参考电极的平均温度和/或所述第二参考电极的平均温度，例如尤其可以逐步地提高和/或降低所述第一参考电极的平均温度和/或所述第二参考电极的平均温度。特别是为了获得温度差，所述加热元件例如可以与所述第二参考电极相比更近地定位在所述第一参考电极上。所述第一参考电极优选可以至少部分地设置在至少一个热点中。热点优选可以涉及所述传感器元件的一部分，其比所述传感器元件的其余部分具有更高的温度和/或更高的平均温度。所述第二参考电极优选可以设置在所述热点以外。所述热点尤其可以通过所述加热元件加热。优选地，所述热点位于包括所述第一电极和/或第一参考电极和/或所述固体电解质的至少一部分的区域中，尤其是包括所述第一电极和第一参考电极之间的固体电解质的区域。所述第二参考电极和/或所述固体电解质在所述第一电极和第二参考电极之间的区域优选位于所述热点以外。例如，所述传感器元件和/或所述传感器装置也可以包括多个加热元件，例如一个加热元件对于每个参考电极、尤其是对于所述第一参考电极和所述第二参考电极。例如可以向所述第一参考电极的加热元件施加不同于所述第二参考电极的加热元件的另一电压。尤其可以如此相对于所述第二参考电极的平均温度提高所述第一参考电极的平均温度，使得由此可以影响所述第一参考电极和/或第二参考电极的内阻和/或电化学效率。所述第一参考电极的平均温度例如可以比所述第二参考电极的平均温度高至少10℃，优选高至少50℃，特别优选地高至少100℃。平均温度尤其可以涉及在所述第一参考电极和/或所述第二参考电极的总体积上积分的温度，以所述第一参考电极的体积和/或所述第二参考电极的体积加权。

所述第一参考电极的材料成分例如可以与所述第二参考电极的材料成分不同。材料成分原则上可以理解为尤其是所述第一参考电极和/或所述第二参考电极的材料的成分，例如包围所述第一参考电极和/或所述第二参考电极的部件的膏糊成分和/或固体电解质成分和/或体(Bulk)成分。所述第一参考电极的材料成分优选可以与所述第二参考电极的材料成分如此不同，使得由此所述第一参考电极的电化学效率相对于所述第二参考电极优选更高和/或所述第一内阻相对于所述第二内阻优选更小。

所述第一电极和所述第一参考电极之间的最小距离例如可以小于所述第一电极和所述第二参考电极之间的最小距离。所述最小距离优选可以涉及所述第一电极和第一参考电极或者第二参考电极之间的路径的长度，其中，所述路径优选分别如此延伸，使得沿着所述第一电极和第一参考电极或者第二参考电极之间的所述路径的内阻最小。特别地，所述最小距离例如涉及气体和/或气体成分——例如氧离子在最短时间内在所述第一电极和第一参考电极或者所述第二参考电极之间能够经过的距离。所述第一电极和所述第一参考电极之间的平均距离优选可以如此更短，使得由此所述第一参考电极的电化学效率相对于所述第二参考电极优选更高和/或所述第一内阻相对于所述第二内阻优选更小。

与所述第一参考电极相比，所述第二参考电极与所述固体电解质的连接例如可以更差。更差的连接尤其可以涉及差的机械连接和/或化学连接和/或电连接和/或电化学连接。优选地，所述第二参考电极与所述固体电解质的连接比所述第一参考电极与所述固体电解质的连接更差，使得由此所述第一参考电极的电化学效率相对于所述第二参考电极优选更高和/或所述第一内阻相对于所述第二内阻优选更小。

所述第一参考电极和所述第二参考电极可以具有至少一个共同的层。例如所述第一参考电极和所述第二参考电极可以由一层组成。所述层的多孔性和(因此)所述层中的气体扩散应优选较小。

根据本发明的传感器装置优选可以涉及跳变探测器，例如平面跳变探测器，尤其涉及用于抽吸和非抽吸运行的跳变探测器。所述传感器装置尤其可以包括至少一个λ＝1传感器，尤其是至少一个可以可选地以抽吸参考或者空气参考运行的λ＝1传感器。

本发明的另一方面描述了一种用于运行传感器装置、尤其是如上所述的传感器装置的方法。在第一运行模式、例如如上所述的运行模式中，尤其在具有空气参考的运行模式中，可以在所述第一电极和所述第一参考电极之间向所述传感器元件施加泵电压和/或泵电流，其中，在第二运行模式中，尤其在具有空气参考的运行模式中，在所述第一电极和所述第一参考电极之间没有电压并且没有泵电流的情况下运行所述传感器元件。在所述第一运行模式中和/或在所述第二运行模式中，通过检测所述第一电极和所述第一参考电极之间和/或所述第一电极和所述第二参考电极之间和/或所述第一电极的至少一个电线路和所述第一参考电极的和/或所述第二参考电极的至少一个电线路之间的电压和/或电流来推导出气体成分的份额，尤其是如果总压是已知的，则例如也推导出氧份额。

根据本发明的传感器装置和根据本发明的方法相对于已知的传感器装置和方法具有多个优点。例如根据本发明的传感器装置和根据本发明的方法、尤其是根据本发明的设计提供以下优点：所述传感器元件、尤其是所述探测器不仅能够以抽吸参考运行(例如在第一运行模式中)而且能够以空气参考运行(例如在第二运行模式中)。由此，所述传感器元件、尤其是所述探测器例如能够与多个控制设备和/或控制装置兼容。在所述第一运行模式中，例如在具有抽吸参考的运行中，由此获得的优点是所述第二参考电极能够用作相对于所述第一参考电极的“超压阀”。由此例如能够与参考泵电流——例如所述第一电极和第一参考电极之间的泵电流无关地使尤其所述第一参考电极的气体区域中、尤其靠近所述第一参考电极的氧分压p(O₂)保持恒定。由此，尤其是可以相对于现有技术的传感器装置和方法提高例如特性曲线精度和/或可以实现高特性曲线精度，因为运行条件能够例如保持得更稳定。

附图说明

在下面的附图中示出了本发明的实施例，并且在下面的描述中详细地说明本发明的实施例。附图示出：

图1：根据本发明的传感器装置的第一实施例；

图2：根据本发明的传感器装置的第一实施例的内阻的示意图；

图3：第一电极和第一参考电极之间以及第一电极和第二参考电极之间的示例性电势变化曲线；

图4A：具有示意性示出的内阻的根据本发明的传感器装置的第二实施例的示意图；

图4B：根据本发明的传感器装置的第二实施例的传感器薄膜的俯视图；

图5A：具有示意性示出的内阻的根据本发明的传感器装置的第三实施例的示意图；

图5B：根据本发明的传感器装置的第三实施例的传感器薄膜的俯视图。

具体实施方式

在图1、2、4A和4B、5A和5B中示出根据本发明的传感器装置110的实施例，所述传感器装置用于检测测量气体空间114中的气体112的至少一种气体成分、尤其是氧的至少一个份额，尤其用于证实内燃机的废气116中的氧。传感器装置110包括至少一个传感器元件118。所述传感器元件118包括至少一个第一电极120和至少一个第一参考电极122和至少一个第二参考电极124。所述第二参考电极124和(可选地)所述第一参考电极122与至少一个参考气体通道126连接，尤其例如如此连接，使得可以发生气体成分交换，尤其是气体交换，例如氧离子交换。第一电极120分别通过至少一个固体电解质128与第一参考电极122和第二参考电极124连接。传感器元件118在第一参考电极122和参考气体通道126之间具有至少一个扩散元件130。扩散元件130尤其可以涉及扩散层156。通过扩散元件130能够实现第一参考电极122和参考气体通道126之间的气体交换。所述气体交换优选能够仅仅通过扩散层156进行。原则上，扩散元件130和/或(可选地)扩散层156也可以是气体密封的，例如完全密封的，例如通过至少一个气体密封的盖相对于参考气体通道126密封。作为扩散层156的替代或者附加，例如可以插入至少一个盖元件，例如完全气体密封的盖层。例如，传感器元件118在第一参考电极122和参考气体通道126之间可以具有至少一个气体密封的盖。第一参考电极122上的超压、尤其是氧超压例如能够通过氧离子传导到第二参考电极124例如随着随后的氧化降低。

参考气体通道126优选可以构造成敞开的。根据本发明的传感器装置110、尤其是根据本发明的设计尤其可以基于：参考气体通道126——例如参考空气通道构造成敞开的和/或实现两个参考电极、尤其是第一参考电极122和第二参考电极124，其中，电极135中的一个、尤其是第一参考电极122可以由扩散层156覆盖。扩散层156优选具有低的多孔性。优选地，扩散层156具有如此低的多孔性，使得油气不能从参考气体通道126扩散到第一参考电极122。然而，优选地，多孔性应当如此高，使得尤其在第一参考电极122和/或第二参考电极124上不能形成例如可能使传感器元件118破裂的氧超压。

第一参考电极122和第二参考电极124、尤其是参考电极优选可以电短接，例如通过共同的线路142。传感器元件118优选可以在第一电极120和第一参考电极122之间具有第一内阻(R1)132。传感器元件118可以在第一电极120和第二参考电极124之间优选具有第二内阻(R2)134。第一内阻132优选可以小于第二内阻134。特别地，如同例如在图2中示出的那样，优选位于第一电极120、尤其是外部的泵电极和第一参考电极122之间的第一内阻(R1)132与尤其位于第一电极120、例如外部的泵电极和第二参考电极124之间的第二内阻(R2)134相比可以是低欧姆的。其中，“低欧姆”优选可以理解成可以存在高离子传导能力。

第一参考电极122的电化学效率优选可以高于第二参考电极124的电化学效率。例如，参考电极、尤其是第一参考电极122和第二参考电极124能够如此构造，使得第二参考电极124可以具有比第一参考电极122更小的电化学效率，所述第二参考电极124例如能够构造成空气参考电极，所述第一参考电极122优选能够设有扩散层156，例如设有扩散元件130。例如通过第一参考电极122的另一尤其更高的电极温度、尤其是更高的平均温度和/或通过电极135的不同膏糊成分——例如第一参考电极122与第二参考电极124相比的不同膏糊成分和/或通过电极135的不同几何形状——例如第一参考电极122与第二参考电极124相比的不同几何形状能够实现电化学效率的降低，如同例如下面所阐明的那样。

传感器装置110可以具有至少一个控制装置136。控制装置136例如可以通过接口138与传感器元件118连接，如同例如在图1、图2、图4A和图5A中示出的那样。但控制装置136也可以完全或者部分地集成到传感器元件118中。但控制装置136例如也可以完全或者部分地集成到其他组件中，例如集成到插接件和/或发动机控制装置中。控制装置136例如可以包括至少一个加载装置，以便向电极135——例如第一电极120和/或第一参考电极122和/或第二参考电极124施加电流和/或电压。所述加载装置例如可以涉及电压源和/或电流源。所述加载装置尤其可以包括电导线。例如所述加载装置尤其可以包括至少两个加热线路，尤其用于向加热元件140、尤其至少一个加热薄膜148供给电压和/或电流。此外，控制装置136必要时可以包括至少一个测量装置，例如至少一个电压测量装置和/或至少一个电流测量装置。此外，控制装置136可以可选地包括例如至少一个分析装置，例如至少一个数据处理装置。此外，控制装置136可以可选地包括至少一个信号发生器。控制装置136还可以可选地包括至少一个调节器，例如至少一个锁定调节器。

控制装置136尤其可以设置成在第一运行模式中在第一电极120、例如外部的电极和第一参考电极122之间向传感器元件118施加泵电压和/或泵电流。在所述第一运行模式中尤其可以涉及具有抽吸参考的运行模式。控制装置136还可以设置成在第二运行模式中在第一电极120、尤其是外部电极和第一参考电极122之间无泵电压且无泵电流的情况下运行传感器元件118。控制装置136还可以设置成例如在第一运行模式中和/或在第二运行模式中通过检测第一电极120和第一参考电极122之间和/或第一电极120和第二参考电极124之间和/或第一电极120的至少一个电线路142和第一参考电极122的和/或第二参考电极124的至少一个电线路142之间的电压和/或电流来推导出气体成分的份额，例如氧分压。在第一运行模式中，尤其是在具有抽吸参考的运行模式中，例如由于第一内阻132与第二内阻134相比更小，在扩散元件130中、尤其在扩散层156中的局部分压、尤其是氧分压p(O₂)提高，其中，电流、尤其是离子流优选能够在第一电极120和第一参考电极122之间流动，尤其是与从第一电极120到第二参考电极124的电流相比，尤其是其中可以将氧离子从第一电极120传输到第一参考电极122。例如由此尤其可以在第一参考电极122上阻止CSD。在例如第一内阻132和第二内阻134之间的内阻差例如是1000Ω并且在第一电极120和参考电极——尤其是第一参考电极122和第二参考电极124之间的参考泵电流是50μA的情况下，例如在第一参考电极122上得到1000Ωx50μA＝50mV的能斯特电压，尤其是第一参考电极122上的氧分压，所述第一参考电极122上的氧分压以因数10高于第二参考电极124上的氧分压。由此，例如第一参考电极122尤其由于更小的第一内阻132RiDC应具有能斯特电压。

特别地，优选在第一参考电极122和第二参考电极124之间可以构成混合电势。混合电势例如可以通过总电压U_N1≥U_ges≥U_N2描述。U_N1优选可以是第一电极120、尤其是外部的泵电极和第一参考电极122之间的能斯特电压。U_N2优选可以是第一电极120、尤其是外部的泵电压和第二参考电极122之间的能斯特电压。由此，例如能够降低第二参考电极124上的CSD的影响(如果存在)。在第一时刻，尤其在不存第一参考电极122和第二参考电极124之间的平衡电流的情况下，能够得到例如在图3中示出的电势变化曲线。图3根据间距x示出电势变化曲线

尤其如通过垂直的虚线表示的那样，尤其是根据第一电极120、尤其是外部的泵电极分别和参考电极——尤其第一参考电极122和第二参考电极124之间的间距x。图3尤其示出电势变化曲线，其中，第一电极120、尤其是外部的泵电极例如暴露于油气，并且第二参考电极124承受轻微的CSD，并且在第一参考电极122和第二参考电极124之间没有平衡电流流动。所测量的总电压U_ges、尤其是能斯特电压优选如以上所述的那样由第一参考电极122和第二参考电极124上的单个电压组成。

例如在第一运行模式期间、尤其是在抽吸参考时例如在第一参考电极122和第二参考电极124之间形成的分压差、尤其是pO₂差例如可以引起从第一参考电极122到第二参考电极124的流、尤其是O₂流，其尤其可以通过电短接实现。第二参考电极124上的可能的CSD由此例如能够至少部分地降低。然而通常由此不能完全阻止第二参考电极124上的CSD。电流、例如从第一参考电极122到第二参考电极124的平衡电流例如可以在1μA和10mA之间，优选在10μA和1mA之间，特别优选地大约是100μA。参考通道、尤其是敞开的参考通道的极限电流例如可以在5μA和50mA之间，例如在50μA和5mA之间，特别优选地大约是500μA。第一参考电极122和第二参考电极124之间的电流、尤其是平衡电流通常达不到敞开的参考通道的极限电流。

在第二运行模式中，尤其是在空气参考时，例如第一参考电极122上的可能的CSD优选通过从第二参考电极124到第一参考电极122的流、尤其是通过O₂流降低和/或阻止。在第二运行模式中，尤其是在空气参考时，通常没有参考泵电流流动，由此例如通过内阻差0或者基本上仅仅通过平衡电流确定电压降。因此，平衡电流优选指数式衰减，并且通常延迟地出现分压、尤其是氧分压的完全平衡。平衡电流通常能够通过第一参考电极122和第二参考电极124上的氧分压的差和通过两者之间的内阻、尤其是第一参考电极122和第二参考电极124之间的内阻确定。

传感器元件118、尤其是探测器能够可选地在第一运行模式中在抽吸参考下运行或者在第二运行模式中以空气参考运行，优选由此确定和/或调节是否在第一电极120和第一参考电极122之间施加电流和/或电压，或者在第一电极120和第一参考电极122之间施加电流和/或电压，如同例如在第一运行模式中所要求的那样。

工作原理尤其可以基于：传感器元件118的第一内阻132(例如在第一电极120、尤其外部的泵电极和第二参考电极124之间)与第二内阻134(例如在第一电极120、尤其是外部的泵电极和第一参考电极122之间)相比更高。第一内阻132和第二内阻134之间的差别能够通过传感器装置110的不同实施方式实现，例如如下所述并且在图1、2、4A和4B、5A和5B中示例性示出的那样。

第一参考电极122在此尤其能够以多孔性材料、尤其是以多孔性扩散元件130覆盖。特别地，第一参考电极122可以涉及以多孔性扩散元件130覆盖的参考电极，如同例如在图1中示出的那样。特别地，在图1和2中示出的第一实施例中，第一参考电极122构造成与第二参考电极124分开，其中，两个参考电极——例如第一参考电极122和第二参考电极124具有共同的线路142，尤其是电线路142，使得第一参考电极122优选与第二参考电极124短接。

第二参考电极124例如可以涉及引回的(zurückgezogen)第一参考电极122，尤其涉及可以设置在热点144以外的第一参考电极122，如同例如在图2、图4A和图5A中示出的那样。热点144优选可以涉及传感器元件118的一个区域，所述区域具有比传感器元件118的其他部分更高的温度，例如更高的平均温度。热点144在图2、图4A和图5A中分别通过圆圈示意性表明。传感器元件118优选能够具有至少一个热点144。热点144例如能够具有更高的平均温度，其方式是，例如通过加热元件140加热热点144，例如其方式是，热点144邻近加热元件140。第一参考电极122的平均温度例如可以比第二参考电极124的平均温度更高。例如，第二参考电极124能够例如在例如连接触点的线路142的方向上定位在热点144以外和/或第一参考电极122优选可以至少部分地设置在热点144中。热点144例如可以构造为大约圆形的，如同尤其在图2、4A、4B、5A、5B中示出的那样。原则上，热点144可以具有任意的形状，特别是任意的延展，例如椭圆形或其他圆形形状，特别地，热点144也可以具有三维延展，例如大约球形或椭圆体形。尤其与第一电极120和第一参考电极122之间的几何距离相比，通过第二参考电极124在线路142的方向上的定位例如也可以延长第一电极120、例如外部的泵电极和第二参考电极124之间的几何距离，由此例如第二内阻134能够相对于第一内阻132提高。

特别地，第一电极120和第一参考电极122之间的最小距离可以比第一电极120和第二参考电极124之间的最小距离更小，这同样能够相对于第二内阻134减小第一内阻132。

内阻、尤其是第一内阻132尤其也能够通过更低的平均温度——例如通过更低的运行温度相对于第二内阻134减小，由此例如能够实现第二参考电极124的高欧姆连接。第一参考电极122设置在热点144中(由此通常能够伴随第一参考电极122的提高的平均温度)由此尤其可以导致与优选可以设置在热点144以外的第二参考电极124的第二内阻134相比更低的第一内阻132。

在第二实施例中，如在图4A和4B中示出的那样，第二参考电极124能够优选环形地包围第一参考电极122。例如，第二参考电极124能够构造成环形的和/或至少部分地、优选完全地设置在热点144以外。也在第二实施例中，如在图4A和图4B中示出的那样，第二参考电极124能够优选地定位在热点144以外。由此，例如可以相对于第一参考电极122降低第二参考电极124的电化学活性，例如伴随着第二内阻134与第一内阻132相比的升高。第二实施例(如在图4A和4B中示出的那样)和/或环形的第二参考电极124的优点尤其可以是对称性，因为通过对称性例如可以在烧结工艺之后避免传感器元件118中的机械应力。

图4B和5B分别示出根据本发明的传感器装置110的实施例的传感器元件118、尤其是传感器薄膜246的俯视图。特别地，图4B和5B示出至少一个传感器薄膜146，其中，在图1、2、4A和5A中示出了至少一个传感器薄膜146和至少一个加热薄膜148。传感器薄膜146优选可以涉及传感器元件118的一个组件、尤其是一个层，其例如包括固体电解质128。加热薄膜148优选可以涉及传感器元件118的一个组件、尤其是一个层，其例如包括加热元件。图1、2、4A、5A尤其示出根据本发明的传感器装置110、尤其是传感器元件118的实施例的横截面。

在图5A和5B中示例性地示出了根据本发明的传感器装置110的第三实施例，其中，第一参考电极122和第二参考电极124能够组合地构造。例如，第一参考电极122和第二参考电极124可以具有至少一个共同的层150。例如，在制造根据本发明的传感器装置110期间，连通地挤压第一参考电极122和第二参考电极124。可以分配给第一参考电极122的区域——例如至少一个第一区域152能够附加地由扩散层、例如由扩散元件130覆盖。例如，第一参考电极122和第二参考电极124能够通过优选具有高欧姆的支撑框架(Stützgerüst)的、厚的、唯一的电极135实现。厚的、唯一的电极135例如能够仅仅通过与氧化锆(ZrO₂)接触——例如在敞开的参考通道——例如参考气体通道126的加热侧上加热。由此例如能够实现第一参考电极122——尤其是防扩散的第一参考电极122和/或更热的第一参考电极122。在所述实施例中，传感器元件118优选可以包括至少一个组合的电极135、尤其是组合地包括第一参考电极122和第二参考电极124的电极135，其中，在第一参考电极122上优选可以有至少一个扩散层156。

在第二实施例和第三实施例中，如同例如在图4A和5A中示出的那样，尤其存在和/或示意性示出至少两个第二内阻134，尤其是基于环形的第二参考电极124。

第一参考电极122尤其可以通过设置在参考气体通道126中的电极135的至少一个第一区域152构成，所述第一区域152优选至少部分地以扩散元件130覆盖。第二参考电极124可以通过设置在参考气体通道126中的电极135的至少一个第二区域154构成。第一区域152和第二区域154优选可以不同，并且第一区域152能够通过至少一个扩散层156面向参考气体通道126覆盖。扩散层156能够构成扩散元件130的至少一部分。例如，此外，第一参考电极122的几何形状可以与第二参考电极124的几何形状不同。

例如，第一参考电极122的材料成分与第二参考电极124的材料成分可以不同。特别地，能够存在不同的电极实施方式，例如第一参考电极122和/或第二参考电极124的不同实施方式，例如如上所述，以便优选实现第二内阻134高于第一内阻132。特别地，能够与第二参考电极124不同地实现第一参考电极122，尤其通过不同的电极实施方式和/或不同的电极几何形状和/或另外的材料成分，以便同样相对于第一内阻132提高第二内阻134。优选地，所述变化、尤其是差别能够如此实施，使得第二参考电极124的电化学活性相对于第一参考电极122的电化学活性降低。由此，尤其第二内阻134同样能够相对于第一内阻132升高。所述变化和/或不同的电极实施方式和/或第二参考电极124的电化学活性的降低和/或第二内阻134相对于第一内阻132的升高能够进一步例如通过从以下组中选择的措施进行，所述组包括：尤其第一参考电极122和/或第二参考电极124的电极膏糊的支撑框架成分的变化；膏糊添加物，其优选不是电化学活性的，例如在第二参考电极124中，例如Al₂O₃；减小的电极面，尤其第二参考电极124的电极面；差的电极连接，尤其第二参考电极124与薄膜、尤其是与传感器薄膜146、例如与固体电解质128的电极连接；第一参考电极122和/或第二参考电极124的改变的多孔性，尤其是第一参考电极122的多孔性，其能够导致相对于第二参考电极124的三相界面的延长，其中，电子相和离子相以及气体相通常在三相界面上相互邻接；第一电极122和/或第二参考电极124的改变的厚度，尤其是第一参考电极122相对于第二参考电极124厚度的增加；第一参考电极122和/或第二参考电极124的、特别优选第一参考电极122相对于第二参考电极124的电子相的改变的渗流(尤其是连通的电子传导材料，例如Pt)和/或离子相的改变的渗流(例如ZrO2)；通过电化学活性的膏糊部分的变化，例如第一参考电极122的和/或第二参考电极124的电化学活性的膏糊部分的变化，优选第一参考电极122相对于第二参考电极124电化学活性的膏糊部分的变化，例如通过Pt完全或者部分由Pd取代。特别地，与第一参考电极122相比，第二参考电极124优选可以具有与固体电解质128更差的连接。

此外，所印刷的固体电解质128的特性可以不同，优选以便相对于第一内阻132提高第二内阻134。尤其与电极膏糊、特别是第一参考电极122和/或第二参考电极124的膏糊的改动相比，例如能够通过所印刷的固体电解质本身的改动来调整第一内阻132和第二内阻134之间的电阻比。例如，固体电解质薄膜、尤其是薄膜、例如传感器薄膜146(优选可以至少部分地构成固体电解质128)例如通过镶嵌技术如此构成，使得所述固体电解质薄膜优选具有高离子传导性的区域和低离子传导性的区域。例如，第一区域152优选可以具有高离子传导性和/或第二区域154优选具有低离子传导性。优选地，在此，第二参考电极124印刷到具有低传导性的区域上、例如尤其离子传导性低的第二区域154上，和/或第一参考电极122和/或外部的电极印刷到具有高传导性的区域上、尤其是高离子传导性的第一区域152上。

此外，例如可以例如通过调节加热元件140来降低温度、尤其是传感器元件118的至少一部分的温度和/或平均温度，其中，传感器元件118的至少一部分的温度的降低例如能够实现传感器元件118的至少一部分的催化活性的降低，其中，传感器元件118的至少一部分、例如第一参考电极122和/或第二参考电极124的催化活性的降低能够实现CSD的降低。

例如，第一参考电极122可以设有金(Au)，因此例如在传感器元件118的至少一部分的温度较低时，例如200-1000℃，特别是500-800℃，优选500℃时成为HC传感器。由此例如能够避免参考中、例如第一参考电极122上和/或第二参考电极124上和/或参考气体通道126中的HC氧化，其中，尽管如此仍然能够分析氧分压、尤其是O₂分压，因为电极功能——例如第一电极120的功能和/或第一参考电极122的功能和/或第二参考电极124的功能在足够高欧姆地量取探测器信号时很少需要、优选从不需要从参考电极——例如第一参考电极122和/或第二参考电极124到外部的泵电极——例如第一电极120的泵载荷。由此，例如参考电极——例如第一参考电极122和/或第二参考电极124上所需的氧移除还可能是无阻碍的。对此，例如可以避免从通过氧化的氧消耗到纯粹的氧排出的碳氢化合物(HC)扩散的危险，例如类似于水那样。

Claims (11)

1.一种传感器装置(110)，用于检测测量气体空间(114)中的气体(112)的至少一种气体组分的至少一个份额，尤其是用于证实内燃机的废气(116)中的氧，其中，所述传感器装置(110)包括至少一个传感器元件(118)，其中，所述传感器元件(118)包括至少一个第一电极(120)和至少一个第一参考电极(122)和至少一个第二参考电极(124)，其中，所述第二参考电极(124)与至少一个参考气体通道(126)连接，其中，所述第一电极(120)分别通过至少一个固体电解质(128)与所述第一参考电极(122)和所述第二参考电极(124)连接，其中，所述传感器元件(118)还具有至少一个与所述第一参考电极(122)连接的扩散元件(130)。

2.根据前述权利要求所述的传感器装置(110)，其中，所述扩散元件(130)至少部分地设置在所述第一参考电极(122)和所述参考气体通道(126)之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述第一参考电极(122)也与所述参考气体通道(126)连接，其中，通过所述扩散元件(130)能够实现所述第一参考电极(122)和所述参考气体通道(126)之间通过所述扩散元件(130)的气体交换。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述第一参考电极(122)相对于所述参考气体通道(126)密封，其中，所述第一参考电极(122)和所述参考气体通道(126)之间的直接气体交换被阻止。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述传感器元件(118)在所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间具有第一内阻(132)，其中，所述传感器元件(118)在所述第一电极(120)和所述第二参考电极(124)之间具有第二内阻(134)，其中，所述第一内阻(132)小于所述第二内阻(134)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述第一参考电极(122)和所述第二参考电极(124)电短接。

7.根据前述权利要求所述的传感器装置(110)，其中，所述第一参考电极(122)通过设置在所述参考气体通道(126)中的电极(135)的至少一个第一区域(152)构成，其中，所述第二参考电极(124)通过设置在所述参考气体通道(126)中的电极(135)的至少一个第二区域(154)构成，其中，所述第一区域(152)和所述第二区域(154)不同，其中，所述第一区域(152)通过至少一个扩散层(156)朝着所述参考气体通道(126)覆盖，其中，所述扩散层(156)构成所述扩散元件(130)的至少一部分。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述参考气体通道(126)构造成敞开的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述传感器装置(110)包括至少一个控制装置(136)，其中，所述控制装置(136)设置成在第一运行模式中在所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间向所述传感器元件(118)施加泵电压和/或泵电流，其中，所述控制装置(136)还设置成在第二运行模式中在所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间不存在泵电压并且不存在泵电流的情形下运行所述传感器元件(118)，其中，所述控制装置(136)还设置成在所述第一运行模式中和/或在所述第二运行模式中通过检测所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间和/或所述第一电极(120)和所述第二参考电极(124)之间和/或所述第一电极(120)的至少一个电线路(142)和所述第一参考电极(122)的和/或所述第二参考电极(124)的至少一个电线路(142)之间的电压和/或电流来推导出所述气体组分的份额。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)，其中，所述第一参考电极(122)的几何形状与所述第二参考电极(124)的几何形状不同。

11.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(110)的方法，其中，在第一运行模式中，在所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间向所述传感器元件(118)施加泵电压和/或泵电流，其中，在第二运行模式中，在所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间不存在泵电压并且不存在泵电流的情况下运行所述传感器元件(118)，其中，在所述第一运行模式中和/或在所述第二运行模式中，通过检测所述第一电极(120)和所述第一参考电极(122)之间和/或所述第一电极(120)和所述第二参考电极(124)之间和/或所述第一电极(120)的至少一个电线路(142)和所述第一参考电极(122)的和/或所述第二参考电极(124)的至少一个电线路(142)之间的电压和/或电流来推导出所述气体组分的份额。

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