CN103119430A - 包含参考电极和参考通道的传感器元件 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于检测一个测量气体室（112）中的气体的至少一个特性、尤其是用于检测气体的至少一个气体成分的含量的传感器元件（116）。所述传感器元件（116）具有至少一个电极（118），所述电极（118）通过至少一个参考气体通道（134）与至少一个周围环境室（136）连接。所述参考气体通道（134）具有一个流动阻力和一个扩散阻力。在所述流动阻力和所述扩散阻力之间的比m小于0.1。参考通道大多优选具有一个在传感器的未被加热的部分中的非直线的部分。

Description

包含参考电极和参考通道的传感器元件

技术领域

本发明涉及一种用于检测测量气体室中的气体的特性的已知传感器元件。

背景技术

这样的传感器元件能够被用于定性地和/或定量地检测气体的至少一个基本上任意的特性，尤其是用于检测测量气体室中的气体的至少一个气体成分的至少一个含量，例如气体成分分压和/或百分比。气体成分尤其可以是氧、氮、氧化氮、碳水化合物或其它类型的气体成分，它们优选可以被专门地发现。所述类型的传感器元件尤其可以基于一个或多个固体电解质的使用，即基于固体的、尤其是陶瓷固体的使用，它们具有传导离子、尤其是传导氧离子的特性。这样的固体电解质的例子是基于二氧化锆的固体电解质，例如钇稳定的二氧化锆（YSZ）和/或钪掺杂的二氧化锆（ScSZ）。这样的传感器元件例如在Robert Bosch GmbH：Sensoren im Kraftfahrzeug，2007版，第154-159页中被描述。本发明尤其是利用平面的跳跃探头，如例如在所述文献中在第156-157页中所描述那样，其中一个电极作为测量电极经受测量气体室并且一个另外电极作为参考电极通过一个参考气体通道与周围环境连接。但是本发明也可明确地转用到其他类型的传感器元件上。尤其是本发明也可以用到具有被泵激的参考物的跳跃探头上。这样的具有被泵激的参考物的跳跃探头例如在WO 2009/156007 A1中描述。由现有技术已知给泵激参考通道设计多孔填充和在静态测量时0.1至0.4μA的合成的空气极限电流。平均的参考泵激流典型地为22.5μA，并且传感器元件典型地以一个反向电压U_Gegen=1.61V运行。

在根据现有技术的参考泵激电流时，通常在参考电极上通过在参考气体通道中所形成的过压得到一个在初始电压中的100mV的信号偏差。跳跃探头的通过反向电压感应出的信号偏差在这里通常与气体的空气系数有关，因为在高的输出电压时，即在富油的废气时，仅有约15μA的小参考泵激流过，而在小的输出电压（较贫瘠的废气）时流过约31mA的高参考泵激电流。该偏差动态地围绕15mV改变直到静态值，因为参考通道中的压力首先必须增加或减小。时间常数可能随着直到10秒而导致传感器元件信号显著失真很多秒。静态和动态误差在这里通常与参考通道的由制造引起的偏差（Streuung）有关。由此能够形成超过10mV的传感器元件信号的4δ偏差。

对于具有被泵激的参考电极的这类传感器元件的短时间特性和长时间特性，流动效应和扩散效应起作用。基于常见传感器元件的参考通道的通常高的流动阻力在参考通道中形成干扰过压，该过压在传感器元件信号中产生偏差。而基于参考通道的通常小的扩散阻力形成富油气从参考侧的进入，这一方面可能导致由文献公开的性能下降（CSD）。因此希望有一个传感器元件，它至少在很大程度上避免已知的传感器元件的缺点并且它尤其是避免或至少减少上述的动态的偏差变化并且同时具有小的CSD效应。

发明内容

相应地提出一种用于检测测量气体室中的气体的至少一个特性的传感器元件和传感器装置，它们至少在很大程度上解决了该问题。如上所述，测量气体室中的气体的至少一个特性基本上可以是任意的、可物理和/或化学测量的特性，尤其是气体中的一个气体成分、优选氧、氮、氧化氮、碳水化合物或其它气体成分的含量。本发明在具有被泵激的参考电极的跳跃探头中可以被用于检查内燃机的废气中的氧，从而测量气体室尤其可以被构造为内燃机的废气系统。但是其它应用领域原则上也是可想到的。

传感器元件具有至少一个电极，它在下面也被称为参考电极，而不限制至少一个电极的另外的可能的应用目的。电极通过至少一个参考气体通道与至少一个周围环境室连接。周围环境室原则上可以是任意的气体存储器，尤其是具有实际不可改变的气体组成的气体存储器。周围环境室特别优选地可以是内燃机的周围环境、尤其是空气。周围环境室可以尤其是与测量气体室分开地构成，从而至少在很大程度上阻止周围环境室与测量气体室之间的气体补偿，尤其是在至少100秒的时间标度上。在周围环境室中可以尤其是存在空气。

电极能够以不同的方式设置在参考气体通道上。因此电极设置在一个电极中空室中，该电极中空室通过参考气体通道与周围环境室连接。但是特别优选地，电极设置在参考气体室内部，例如设置在参考气体通道的一个端部上。参考气体通道可以如下面还要详细说明那样构造为敞开的和未填充的，但是也可以完全地或部分地通过至少一种透气的、多孔的材料填充。电极可以作为面状电极设置在电极中空室和/或参考气体通道的一个壁上。变换地或附加地，但是电极也可以完全地或部分地在电极中空室或参考气体通道中分布地存在，例如其方式是使用一种电极材料，它是多孔的并且它完全地或部分地填满电极中空室和/或参考气体通道。参考气体通道的从电极的距离周围环境室最远的部分延伸直到周围环境室的区段在下面被看作参考气体通道及其纵向延伸部分。与此无关，在电极的那一侧上可以设置参考气体通道的一个或多个另外的区段，但是这些另外的区段对于以下的思考应当不予考虑。

参考气体通道按照本发明具有一个流动阻力和一个扩散阻力。流动阻力在这里被理解为这样一个阻力，参考气体通道使该阻力与总压力差△p_g成反比：

在这里

表示流动阻力，而

表示通过参考气体通道的气体交换的通过压力差△p_g驱动的流动部分。在下面也被称为R_Diffusion的扩散阻力是这样一个阻力，参考气体通道使该阻力与扩散流动相反作用，扩散流动通过一个气体成分的浓度差、尤其是分压差被驱动：

$R_{\mathrm{Diffusion}}=\frac{\mathrm{\Δ}{p}_i}{{I_p}^{\mathrm{Diffusion}}}---\left(2\right)$

在这里R_Diffusion表示扩散阻力，△p_i表示气体成分的分压差，而

表示气体成分的扩散流。

通过体积流量观察、例如根据哈根泊萧叶可发现，流动部分I_p ^Diffusion和参考气体通道的有效敞开面积的比与d²成比例，其中，d是参考气体通道的等效半径。对于有效的扩散流可发现，因为不仅有效的扩散流而且参考气体通道的有效敞开面积随着d²上升，所以I_p ^Diffusion与有效敞开面积的比是恒定的。

本发明基于以下认识，即在传统的具有被泵激的参考物的传感器元件中流动阻力与扩散阻力的比

通常过大，尤其是在多孔地填充的参考气体通道时。因此该比在常见的传感器元件中约为0.2，从而在避免高的CSD的同时在电极上形成显著过压。相应地建议，传感器元件被这样地设计，即流动阻力与扩散阻力之间的比m小于0.1。特别优选该比m小于0.05以及特别优选最高为0.01，尤其是最高为0.005或甚至最高为0.001。

尤其是具有极其小的横截面的参考气体通道被这样地设计，使得向内扩散的富油气任何时刻都可以被参考泵激电流镇静下来。因为富油气不位于过压下，所以它不能通过流动传送进来。参考气体通道可以尤其是理解为为具有小的流动阻力的敞开通道，由此能够实际上直接通过穿过参考气体通道的流出降低在参考物中形成的过压△p_g。流动阻力与扩散阻力的比m对于敞开通道而言可以例如仅为0.001。因此在不同的参考泵激电流和参考气体通道的不同极限流时通常在参考物中不形成不同的压力。

参考气体通道可以尤其是具有最大500000μm²、优选最大100000μm²、尤其是最大50000μm²或最大10000μm²的有效敞开面积并且特别优选具有500μm²至10000μm²、尤其是从900μm²至2500μm²的有效面积。在本发明的范围中优选的未被填充的参考气体通道中，有效敞开面积被理解为整个横截面积。在通过多孔材料填充的参考气体通道中，有效敞开面积被理解为参考气体通道的横截面的穿过多孔材料的面积，它位于气孔内部并且通过在气孔的壁的区域中的那些面积、即被填充的面积来减小。在多孔地填充的参考气体通道中有效敞开面积由此小于在相同横截面的未被填充的参考气体通道中的有效敞开面积。如果参考气体通道被这样地设计，即它具有一个在其长度上不恒定的横截面，那么代替有效敞开面积可以采用在参考气体通道上的平均的有效敞开面积。参考气体通道如上所述优选未被填充地构成。但是参考气体通道也可以完全地或部分地被至少一种多孔材料填充。未被填充的参考气体通道在这里被理解为一个通道，它至少在很大程度上没有被填充多孔的、透气的材料。但是尤其是在电极的区域中出现这样的填充，因为如上所述电极本身可以被嵌入到多孔材料中。参考通道至少从电极的离周围环境室最近的端部至少参考通道的末端优选敞开地构成。

传感器元件能够以不同的方式有利地被扩展。这样该传感器元件优选还可以具有至少一个加热元件，该加热元件被设置用于将所述传感器元件在所述电极处加热到至少600℃至800℃的温度T_el。超过该温度的温度也是可以的。传感器元件还优选这样地构成，即参考气体通道的超过一半设置在所述传感器元件的一个区域中，在该区域中所述传感器元件的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el并且特别优选不超过0.7T_el。参考气体通道尤其可以具有至少一个非直线的区域，即一个区域，在该区域中参考气体通道没有直线走向。该非直线的区域可以例如通过具有至少一个曲折部和/或至少一个双圈或多折圈的构型实现。也可以想到其它可能性来人为地在传感器元件的一个区域中延长参考气体通道。尤其可以将非直线的区域设置在传感器元件的一个区域中，在该区域中在所述传感器元件的运行中所述传感器元件的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el和特别优选不超过0.7T_el。非直线的区域尤其可以设置在传感器元件的一个区域中，在该区域中设有所述电极的至少一个连接触点，即一个区域，该区域可从外部被接触。参考气体通道可以在它的长度上构造有恒定的横截面。但是它也可以具有至少一个缩窄部，尤其是是一个部位，在该部位上参考气体通道的横截面最小。所述缩窄部可以尤其设置在一个区域中，在该区域中在所述传感器元件的运行中所述传感器元件的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el和特别优选不超过0.7T_el。所述缩窄部尤其又可以设置在一个区域中，在该区域中设有所述电极的至少一个连接触点。

传感器元件尤其还可以具有至少一个另外的电极，其中，所述电极和所述至少一个另外的电极尤其可以通过至少一个固体电解质、优选通过至少一个陶瓷电解质相互连接并且例如形成至少一个单元。所述至少一个单元可以在传感器元件的运行中作为泵激单元和/或电位测量单元、例如能斯特单元使用。在所提出的传感器元件的运行的范围中也可以实现双重功能，使得例如电极可以不仅作为用于能斯特电压测量的参考电极而且作为用于被泵激的参考物的泵激电极使用。所述至少一个另外的电极可以尤其被加载来自测量气体室的气体，尤其是通过至少一个透气的多孔的保护层。但是其它的设计方案基本上也是可行的。所述至少一个另外的电极可以例如设置在传感器元件的层状结构的表面上，而参考电极可以设置在较深的层平面中，例如设置在固体电解质的与所述至少一个另外的电极相对置的侧上。但是变换地也可以将所述至少一个另外的电极设置在层状结构内部并且例如通过至少一个气体连接装置与测量气体室连接。不同的设计方案是可行的。

在本发明的另一个方面中提出一种用于检测一个测量气体室中的气体的至少一个特性的传感器装置。该传感器装置包括至少一个根据以上设计方案之一或多个的传感器元件。该传感器装置还包括至少一个能与所述传感器元件连接的控制器。术语能连接在这里表示一个状态，在该状态中能够首先建立一个连接，或也表示一个状态，在该状态中已经存在连接。该连接可以例如通过至少一个接口实现，该接口可以永久地或也可以拆卸地构成。变换地或附加地，控制器但是也可以完全地或部分地集成到传感器元件中。

所述控制器被设置用于使电极作为被泵激的参考电极运行。在运行中检测在被泵激的参考电极和传感器元件的至少一个另外的电极之间的至少一个电压。在运行中，与电压的检测同时地或在时间上错开地还通过至少一个参考泵激电流将至少一个气体成分、尤其是氧泵激到被泵激的参考电极。为了保证所述运行，例如控制器可以包括至少一个测量装置、例如电压测量装置，借助该测量装置能够检测在被泵激的参考电极和至少一个另外的电极之间的电压。控制器还可以例如包括至少一个泵激电流源和/或至少一个泵激电压源，以便对泵激单元施加一个泵激电流和/或泵激电压，使得所述至少一个气体成分被泵激。传感器元件可以一体地或也可以多部分地构成。相应地对于电压测量和泵激电流测量可以使用传感器元件的相同或也不同的单元，其中，被泵激的参考电极是两个单元的组成部分。不同的设计方案是可想到的。

通过建议的传感器元件和建议的传感器装置能够至少在很大程度上避免已知的传感器元件和传感器装置的缺点。尤其是允许实现高的扩散阻力和小的流动阻力，从而一方面能够避免或至少在很大程度上减小CSD效应。另一方面允许显著地改善传感器元件的动态性，因为通过在被泵激的参考电极上的压力变化引起的偏差波动按照本发明可显著地被减小。优选通过参考气体通道引起的阻力的绝大部分设置在传感器元件的冷区域中，因为在那里作为温度函数的扩散阻力较大而同样作为温度函数的流动阻力较小，从而m随着温度的上升而增加以及随着温度下降而减小。

参考泵激电流的下降通常不形成压力减小，因为压力几乎不会超过常压。在按照本发明的传感器元件中，尤其是在敞开的参考通道中，存在的压力由此几乎是恒定的并且对在被泵激的参考电极和至少一个另外的电极之间的电压的影响不再是可测的。同时通过按照本发明的设计方案也可以通过这时相应高地设计的参考泵激电流同样消除CSD风险。

在本申请的范围中，所述的流动阻力、扩散阻力和由这些量推导出的量尤其是涉及具有在100℃和400℃之间的温度的气体，和/或尤其是具有周围环境空气的成分或尤其是具有一种气体的成分，该气体由周围环境空气通过添加或通过去除氧至少基本上被产生或至少基本上由氧组成和/或该气体尤其是位于常压下或位于0.5至10巴的压力下。在本申请的范围中，所述的流动阻力、扩散阻力和由这些量推出的量尤其是涉及尤一种气体，该气体具有250℃的温度，由氧组成并且位于常压下。

附图说明

本发明的优选设计方案的其它细节和特性由下面的实施例结合附图得出。其示出：

图1示出按照本发明的传感器装置的一个实施例；

图2示出通过一个优选传感器元件的参考气体通道的可能设计方案的横截面；和

图3示意地示出在参考气体通道的不同填充和不同有效敞开面积时参考气体污染和过压的影响。

具体实施方式

在图1中从侧面以剖视图示出一个按照本发明的用于检测一个测量气体室112中的气体的至少一个特性的传感器装置110。该传感器装置110包括一个控制器114和至少一个传感器元件116，该传感器元件与控制器114连接或可与控制器114连接。

传感器元件116在该实施例中包括一个电极118，该电极在下面也被称为参考电极120并且包括在传感器元件116的一个层状结构内部中的多孔的、透气的电极材料122。传感器装置110在所示的实施例中还包括一个另外的电极124，该另外的电极在该实施例中可以设置在传感器元件116的一个指向测量气体室112的外表面上并且相应地也可以被称为外电极126。外电极126通过一个多孔的、透气的保护层128与测量气体室112处于连接中并且通过固体电解质130与参考电极120连接成一个单元132，该单元可用作泵激单元和/或能斯特单元。参考电极120通过一个参考气体通道134与一个周围环境室136、例如周围环境空气连接。参考气体通道134具有一个长度L，该长度典型地可以为大约30mm。

传感器元件116在所示的实施例中具有一个加热元件138，该加热元件被设置用于将在参考电极120和/或单元132的区域中的测量区域加热到典型为780℃至800℃的温度。为此目的，控制器114例如可以包括一个在图1中表示的加热功率发生器140，以便通过加热触点H+、H-对加热元件138加载电加热功率。

该控制器114在所示的实施例中还包括一个加载装置142，以便对单元132加载泵激电压和/或泵激电流，使得氧离子从外电极126被泵激到参考电极120。通过该方式能够在参考电极120上建立氧存储，从而参考电极120可以作为被泵激的参考物144运行。在图1中仅仅象征性地示出的加载装置142能够以不同的方式设计。

控制器114还包括一个测量装置146，它在图1中仅仅象征性地被示出。测量装置146被设置用于检测参考电极120和外电极126之间的电压，该电压例如可以是测量气体室112中的氧分压和/或氧浓度的尺度。

整个传感器元件116典型地在其长度延伸方向上具有一个长度I，该长度大约35mm。但是其它的设计方案也基本上是可以的。单元132的其中出现上述的运行温度的真正区域通常以距传感器元件116的一个端面148大约10mm的距离d的方式向着传感器元件116的后端部150的方向延伸。典型地在单元132的区域中出现大约780至800℃的所述温度，而在传感器元件的后端部150上的连接触点152的区域中典型地出现500至550℃的温度。

如上所述，参考气体通道134可以是敞开的或者也完全地或部分地被透气的、多孔的材料填充。在图1中从参考电极120本身看去该参考气体通道作为敞开的参考气体通道示出。在图3中示意地示出两种效应，参考气体通道134通过这两种效应决定性地影响传感器元件116的性能。在水平轴上在这里标出有效的敞开面积A，其中，一个具有小的有效面积的区域象征性地以附图标记154标出，而一个具有大的有效面积的区域象征性地通过附图标记156标出。在竖直轴上标出参考气体通道134的填充方式。一个其中参考气体通道134敞开地构成的范围以附图标记158表示，而一个其中参考气体通道1被较多气孔的材料填充的范围标有附图标记160。还在图表中标出一根线，该线标有附图标记162并且表示具有相同横截面的参考气体通道134。

在图3中的图表中象征性地标出四种情况。首先一个标有附图标记164的情况表示一个具有大的有效的敞开面积的参考气体通道134，它是很多孔的。在该情况中出现性能下降（CSD），因为气体、尤其是富油气能够从周围环境室136到达参考电极120。其原因是在情况164中参考气体通道134的扩散阻力过小。但是同时在该情况中在参考电极120上不出现过压或仅出现相对小的过压，因为它由于高的有效敞开面积能够轻微地向着周围环境室136建立。高的多孔性通常引起大的有效敞开面积，这又可引起小的流动阻力，由此能够至少在很大程度上消除过压。

通过附图标记166表示一种情况，其中参考气体通道134具有一个大的有效敞开面积并且同时被构造为敞开的。在该情况中由于参考气体通道134的小的流动阻力又不会在参考电极120上出现过压。但是由于扩散阻力小，富油气又从周围环境空气136轻易地到达参考电极120，从而能够形成CSD。

还在图3中以附图标记168表示一种情况，其中参考气体通道134具有小的有效敞开面积并且同时构造为多孔的。由于高的扩散阻力，在该情况中不出现或仅出现很小的CSD。但是同时由于高的流动阻力在参考电极120的区域中出现过压。

以附图标记170最后表示按照本发明优选的情况。其中在至少很大程度上敞开设计的同时参考气体通道134的一个小的有效敞开面积被绘出。在该情况中由于高的扩散阻力而不出现或仅出现小的CSD，而由于小的流动阻力同时也不能在参考电极120的区域中建立过压或仅仅建立稍微的过压。如上所述，扩散阻力和流动阻力的比通过参量m表示，它与参考气体通道134的等效直径的平方成反比。

优选同样如上所述，参考气体通道134的与流动和/或扩散相反作用的阻力的较大部分设置在传感器元件116的冷区域中，因为在那里作为温度的函数下降的扩散阻力较大，并且作为温度的函数上升的流动阻力较小。因子m由此随着温度增加。因为传感器元件116不能构造为任意长，并且因为对于很多用途需要小的短的传感器元件116（即具有小的长度I的传感器元件），按照本发明参考气体通道134可以人为地延长，以便满足上述条件，即参考气体通道134的较大部分设置在传感器元件116的冷区域中。两种用于实现这点的可能性在图2中示出。这些可能性可单独地或也可组合地实现。

因此一方面在图2中示出，与参考气体通道134的直线走向相比，参考气体通道134在一个冷区域中可以人为地延长，该冷区域位于传感器元件116的后端部150附近。因此参考气体通道134例如在该区域中可以具有一个双圈172，尤其是在连接触点152的区域中。传感器元件116在该区域中例如可以具有至少一个缩窄部174或瓶颈，它可作为双圈172的变换或附加实现并且在图2中象征性地示出。在一个在其它方面优选构造有恒定横截面的参考气体通道134中的缩窄部174可以通过不同方式构成。

Claims (12)

1.用于检测一个测量气体室（112）中的气体的至少一个特性、尤其是用于检测气体的至少一个气体成分的含量的传感器元件（116），其中，所述传感器元件（116）具有至少一个电极（118），所述电极（118）通过至少一个参考气体通道（134）与至少一个周围环境室（136）连接，所述参考气体通道（134）具有一个流动阻力和一个扩散阻力，其中，在所述流动阻力和所述扩散阻力之间的比m小于0.1。

2.根据权利要求1的传感器元件（116），其特征在于，m小于0.05并且特别优选为最高0.01或甚至最高0.005或最高0.001。

3.根据以上权利要求之一的传感器元件（116），其特征在于，所述参考气体通道（134）具有最大500000μm²、优选最大100000μm²、尤其是最大50000μm²或最大10000μm²的有效敞开面积并且特别优选具有500μm²至10000μm²、尤其是从900μm²至2500μm²的有效面积。

4.根据以上权利要求之一的传感器元件（116），其特征在于，所述参考气体通道（134）被构造为敞开的、未被填充的参考气体通道（134）。

5.根据以上权利要求之一的传感器元件（116），其特征在于，所述传感器元件（116）还具有至少一个加热元件（138），其中，所述加热元件（138）被设置用于将所述传感器元件（116）在所述电极（118）处加热到至少600℃至800℃的温度T_el。

6.根据权利要求5的传感器元件（116），其特征在于，所述参考气体通道（134）的超过一半设置在所述传感器元件（116）的一个区域中，在该区域中所述传感器元件（116）的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el并且特别优选不超过0.7T_el。

7.根据前述两个权利要求之一的传感器元件（116），其特征在于，所述参考气体通道（134）具有至少一个非直线的区域、尤其一个具有至少一个曲折部和/或至少一个双圈（172）的区域中。

8.根据权利要求7的传感器元件（116），其特征在于，所述非直线的区域设置在一个区域中，在该区域中在所述传感器元件（116）的运行中所述传感器元件（116）的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el和特别优选不超过0.7T_el，所述非直线的区域尤其是设置在一个区域中，在该区域中设有所述电极（118）的至少一个连接触点（152）。

9.根据权利要求5至8之一的传感器元件（116），其特征在于，所述参考气体通道（134）具有至少一个缩窄部（174），其中，所述缩窄部（174）设置在一个区域中，在该区域中在所述传感器元件（116）的运行中所述传感器元件（116）的温度不超过0.8T_el、尤其是不超过0.75T_el和特别优选不超过0.7T_el，所述缩窄部（174）尤其是设置在一个区域中，在该区域中设有所述电极（118）的至少一个连接触点（152）。

10.根据以上权利要求之一的传感器元件（116），其特征在于，所述传感器元件（116）具有至少一个另外的电极（124），其中，所述电极（118）和所述至少一个另外的电极（124）通过至少一个固体电解质（130）连接。

11.根据权利要求10的传感器元件（116），其特征在于，所述另外的电极（124）能够被加载来自测量气体室（112）的气体，尤其是通过至少一个透气的多孔的保护层（128）。

12.用于检测一个测量气体室（112）中的气体的至少一个特性的传感器装置，包括至少一个根据以上权利要求之一的传感器元件（116），还包括至少一个能与所述传感器元件（116）连接的控制器（114），其中，所述控制器（114）被设置用于使电极（118）作为被泵激的参考电极（144）运行，其中，检测在被泵激的参考电极（144）和传感器元件（116）的至少一个另外的电极（124）之间的至少一个电压并且通过至少一个参考泵激电流将至少一个气体成分、尤其是氧泵激到被泵激的参考电极（144）。

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