CN108351319A - 电化学气体传感器 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于测量在空气和/或气体混合物中的气态组成部分的电化学气体传感器（1），所述气体传感器带有传感器壳体（2），在所述传感器壳体中布置有测量电极（4）和配对电极（5），电解质（7）处于所述测量电极和配对电极之间。此外，扩散阻挡部（15）处于所述传感器壳体（2）中，所述扩散阻挡部如下地实施，使得设置成用于浓度确定的气体的能有针对性地调整的气体流能够从周围环境供应给所述测量电极（4）。所描述的技术解决方案的突出之处在于，在所述扩散阻挡部（15）与所述测量电极（4）之间设置有至少一个气体可透的、排斥液体的压力吸收元件（16），所述压力吸收元件在所述传感器壳体（2）内部覆盖所述扩散阻挡部（15），并且所述压力吸收元件放置在所述传感器壳体（2）的内面（18）上，其中，所述内面（18）至少在所述压力吸收元件（16）放置于其上的区域中具有小于或等于2μm的平均的粗糙深度R_Z。

Description

电化学气体传感器

技术领域

本发明涉及用于测量在空气、蒸汽和/或气体流中的气态组成部分的电化学气体传感器（Gassensor），所述气体传感器带有传感器壳体，在所述传感器壳体中布置有测量电极和配对电极，电解质处于所述测量电极和配对电极之间。在所述传感器壳体中还设置有扩散阻挡部（Diffusionsbarriere），所述扩散阻挡部如下地实施，使得设置成用于浓度确定的气体的能有针对性地调整的气体流能够从周围环境供应给所述测量电极。

背景技术

由现有技术一般地已知如下电化学传感器，所述传感器有针对性地探测在气体、空气和/或蒸汽流中气体或测定其在相应的流中的浓度。这种传感器具有如下电化学单元（Zelle），在所述单元中，待检测的气体在测量电极处被氧化或还原，并且在此出现的离子通过在所述传感器壳体内部设置的电解质扩散到配对电极，在该处所述离子被相应地还原或氧化。与在所述气体混合物中的待监测的气体的气体浓度成比例的电流在所述测量电极与所述配对电极之间流动。借助于联接到所述电极处的测量和评价单元来测量电流强度，并由此最终测定在所述气体混合物中的相关的气体的份额。以前面所描述的传感器使能进行电化学地还原的气体或蒸汽、如例如氧和氮氧化物在阴极处得到检测，而能进行电化学地氧化的气体或蒸汽、如例如一氧化碳、二氧化硫和硫氢化物在阳极处得到检测。

在用于探测氧的电化学传感器中，所述氧在氧阴极处还原。待监测的气体混合物通过以膜片和/或毛细管的形式的扩散阻挡部到达液态电解质中，并且最终到达到所述测量电极，其中，所述扩散阻挡部如下地实施，使得气体的流入被限制到一值上，从而使得所述测量电极在极限电流范围内工作。在极限电流条件下，电极表面的氧浓度在实践中是零，并且所述极限电流与氧流动成比例，所述氧流动是在待研究的气体中的氧的浓度的函数。

就此而言，由DE 27 09 903 A1已知一种用于检测氧的电化学传感器，所述传感器具有专门地实施的扩散阻挡部。所描述的扩散阻挡部设置一个或多个窄的通道，所述通道伸延通过在其它情况下坚固的（feste）阻挡部。所述阻挡部或者以多孔的板片、塞子或膜片的形式、以简单的（einfachen）毛细管道（Kapillarrohres）的形式但或者以前面提及的备选方案的组合的形式来实施。

此外，由DE 2 155 935已知用于测量在气体混合物中的气态组成部分的电化学传感器，所述传感器具有传感器壳体，在所述传感器壳体中，测量电极、配对电极及还有参考电极布置在电解质中。这种三电极传感器被用于检测在气体混合物中的、尤其是在周围环境空气中的不同的组成部分，以便探测有害物质、如例如碳氢化物、一氧化碳或一氧化氮，但还探测呼吸酒精（Atemalkohol）。所述参考电极与恒电势器连接并且在所述测量电极处产生恒定的电势，从而应该防止传感器信号的漂移。

如果使用电化学传感器以探测在气体混合物中的氧，则必须使所述氧在其处还原的测量电极被充分地极化，以便无疑地在极限电流范围内工作，在所述极限电流范围中，所述极限电流的值无关于电势。同时，所述测量电极不可以过强地极化，以便可靠地避免氢形成，所述氢形成引起氧测量值的失真（Verfälschung）。为了确保所述测量电极（在这种情况下所述阴极）的相应的运行，电极材料必须如下地选择，使得在阴极与阳极之间调整出适合的运行电势。就此而言，将贵金属、如例如金、铂、钯等或碳使用于所述测量电极和配对电极已被证明为有利的。

假如所述阳极的电势具有相对高的运行电势，则需要恒电势器，以便使所述氧阴极足够程度地（weit）到所述极限电流范围内极化。在此，所施加的电压又必须保持在如下值之下，所述值使所述阴极极化直到氢形成范围内。

如上面的实施方案所示出的那样，特别重要的是，所述测量电极以待研究的气体的正确的体积流来供给，以便使所述测量电极在所述极限电流范围内工作。就此而言，毛细管的或专门的通道结构（可能与膜片组合）的使用尤其被证明为有利的。然而，在具有至少一个毛细管的扩散阻挡部在用于探测气体的电化学传感器中的使用方面有问题的是，在所述毛细管内部能够构建出压力波并且由于所述压力波所造成的压力冲击能够蔓延（fortpflanzen）直到所述测量电极。这种压力冲击在所述测量电极处至少短时间地促使待探测的气体的部分压力（Partialdruckes）的变化，并因此定期（regelmäßig）引起所述气体传感器的信号瞬变，并由此能够对于错误警告是有因果关系的。特别是在电化学传感器（在空气、气体混合物或蒸汽中的氧份额应该藉由其来测定）的情况下，从所述扩散阻挡部的毛细管出发蔓延直到所述测量电极的压力冲击定期引起测量值的漂移。

发明内容

从由现有技术已知的用于探测在空气、气体混合物中或在蒸汽中的选出的气体、尤其是氧的份额的电化学传感器出发（在所述传感器中，所述扩散阻挡部具有毛细管），本发明基于如下任务，即说明一种技术解决方案，所述解决方案防止由于通过所述毛细管蔓延直到所述测量电极的压力冲击而产生的负面作用，或至少使其最小化。在此，待说明的技术解决方案应该能够以相对简单的方式集成到电化学传感器的已知构造中。结构上的和生产技术上的消耗相对于已知传感器尤其应该通过简单的措施来减少。在此，待说明的技术解决方案的技术设计方案的突出之处应该在于，在生产相应的电化学传感器时，针对用于使能作用到所述测量电极上的压力冲击最小化的相应的保护机构到所述传感器壳体中的引入的消耗最小化，并且同时实现了较高的产品可靠性、尤其是在传感器装配方面的提高的可靠性。

前面提及的任务以具有在权利要求1中阐述的技术特征的电化学气体传感器来解决。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题并且在下面的描述中部分地参考图来更详细地阐释。

本发明涉及用于测量在空气中、在气体混合物中和/或在蒸汽中的气态组成部分的电化学气体传感器，所述气体传感器带有传感器壳体，在所述传感器壳体中布置有测量电极和配对电极，电解质处于所述测量电极与配对电极之间。此外，扩散阻挡部处于所述传感器壳体中，所述扩散阻挡部如下地实施，使得设置成用于浓度确定的气体的受界定的气体流能够从周围环境供应给所述测量电极。为了实现待测量的气体的有针对性的供应，所述扩散阻挡部具有至少一个毛细管。根据本发明实施的电化学气体传感器的突出之处在于，在所述扩散阻挡部的毛细管与所述测量电极之间设置有至少一个气体可透的、排斥液体的（flüssigkeitsabstoßendes）压力吸收元件，所述压力吸收元件在所述传感器壳体内部覆盖所述毛细管，并且所述压力吸收元件放置在所述传感器壳体的内面上，其中，所述压力吸收元件放置于其上的并且也能够被称为贴靠面的内面至少部分地具有如下表面，所述表面具有小于或等于2μm、特别优选地小于或等于1μm且相当特别优选地小于或等于0.5μm的平均的粗糙深度（Rautiefe）R_Z。在相当专门的实施方式中提供如下表面，所述表面具有小于或等于0.25μm的平均的粗糙深度R_Z。平均的粗糙深度R_Z在本发明的意义下被理解为根据DIN EN ISO 4287或ASME B46.1的平均的粗糙深度R_Z。在此，所述平均的粗糙深度R_Z是根据如下公式的多个、尤其是五个相继的单个测量路段的单个粗糙深度R_Zi的算术平均值

R_Z = 1/n*(R_Z1 + R_Z2 + _… + R_Zn)。

在这种情况下，单个测量路段的单个粗糙深度R_Zi涉及由在单个测量路段内的粗糙度轮廓（Rauheitsprofils）的最大轮廓峰的高度和最大轮廓谷的深度构成的和。根据DINEN ISO 4287或ASME B46.1的平均的粗糙深度的相应的测定为了更好的表明而图形地在图1中示出。

在特别的实施方式中，所述传感器壳体的至少如下元件具有塑料，所述元件例如具有罐形的罩或盖的形状并且所述压力吸收元件在完成装配的状态下放置在所述元件的特别平滑的表面上。优选地，所述传感器壳体的至少所述元件借助于注射成型方法制造，其中，注射成型工具的如下部分尤其通过磨削、抛光、研磨和/或扁平珩磨（Flachhonen）变得特别平滑，所述部分与所述平滑的表面对置，或在其处，所述平滑的表面在制造工艺期间至少短时间地触碰所述注射成型工具。工具表面的抛光（以便由此制造适合的传感器壳体部件）已被证明为特别适合的。

根据本发明的特别的实施方式，所述压力吸收元件以气体可透的盘的形式实施，所述盘在所述传感器壳体的内侧上覆盖所述毛细管，并且如下地放置在所述传感器壳体的内面上，使得在所述传感器壳体内部放置的毛细管开口完全地（vollumfänglich）被所述压力吸收元件包围。以特别优选的方式，气体可透地实施的尤其以盘的形式的压力吸收元件具有热塑性的氟塑料、例如具有聚氟乙丙烯（Polyfluorethylenpropylen）（FEP）或聚四氟乙烯（PTFE）。同样能够考虑的是，备选地或补充地将玻璃或石英纤维无纺布、硅酸盐、尤其是铝硅酸盐（Alumosilikat）或炭（Kohle）用于所述压力吸收元件。优选地，所述压力吸收元件具有至少一个铝硅酸盐压制品和/或至少一个炭无纺布压制品。对于在所述传感器壳体内部覆盖所述毛细管的开口的压力吸收元件的设计方案而言重要的是，气体、尤其是待研究的气体能够快速地穿过扩散（hindurchdiffundieren）并且尽管如此对于穿通所述气体可透的压力吸收元件而言仍产生阻力。此外重要的是，所述压力吸收元件不吸收液体，其中，在此不重要的是，这是涉及从外部穿入到所述传感器壳体中的液体还是涉及处于所述传感器壳体中的电解质的液体。

关于在所述扩散阻挡部中设置的毛细管能够考虑的是，其涉及单个毛细管、多个毛细管或涉及适合地实施的通道结构。根据另外的优选的实施方式，所述扩散阻挡部除了所述毛细管或相应地适合的通道结构以外还具有至少一个另外的、气体可透的、例如以多孔的结构元件的形式的结构部件，所述结构元件将气体到所述传感器壳体的内部中到所述测量电极的流入限制到期望的值上。这种附加地设置的气体可透的结构元件以适合的方式布置在所述传感器壳体的外侧上并且与所述毛细管和/或所述通道结构流动技术地串联。

根据本发明的另外的实施方式，在所述传感器壳体内部设置有参考电极。所述恒电势器借助于所述参考电极在所述测量电极处产生恒定的电势并以这种方式防止传感器信号的漂移。在这种情况下，所述测量电极、所述配对电极和所述参考电极经由电接触线路（Kontaktleitungen）以优选的方式与测量和评价单元连接，恒电势器集成到所述测量和评价单元中。优选地，所述测量电极的电势相对于所述配对电极的电势保持到在-0.3与-0.9V之间的值上。在所述传感器内部的空气氧（Luftsauerstoff，有时称为空气中的氧）的还原能够以这种方式减少到如下程度，使得通过氧/水氧化还原系统所产生的电流相对于通过污物的转化（Umsetzung）所产生的电流是微不足道的。通过两个电极和联接到恒电势器处的参考电极的设置保证了在所述测量电极与所述配对电极之间流动的电流与在总气体流中的待探测的气体的浓度成比例。

所述压力吸收元件能够以优选的方式以如此适合的方式吸收通常延续直到所述测量电极的压力冲击就此而言是惊人的，因为这与迄今适用的理论、也就是说通过在所述毛细管中的压力冲击进行物质运输或通过该压力冲击所引起的对所述物质运输的干扰的理论相矛盾。由此迄今从如下出发，即空气通过所述毛细管流动到所述氧传感器的测量电极，并且所述空气的氧份额在所述测量电极上还原，并且现在没有氧的其余空气逆着新流入的新鲜空气又向外流动。在此应该考虑的是，压力冲击是机械的纵向波，所述纵向波不受阻碍地运动通过所述毛细管。所述氧部分压力的源于这种压力冲击的出现的在所述测量电极处出现的波动由此能够引起信号瞬变。迄今从如下出发，即所述纵向波在所述毛细管中干扰在流入的与从所述传感器中流出的空气之间的流动平衡，并由此必须使压力冲击在到达所述毛细管之前消去或减少到如下程度，使得在所述毛细管中的流动平衡不受干扰。根据本发明设置的压力吸收元件防止压力冲击蔓延直到所述测量电极上，其方式为，延缓所述压力冲击的快速传播，从而最终使波最小值或波谷与波最大值或波峰一起打到所述测量电极上，在此处带来所述压力冲击的消去。

本发明现在正是以如下为基础，即压力吸收元件设置在所述传感器壳体的内侧上，其中，所述压力吸收元件覆盖所述毛细管。根据本发明设置的压力吸收元件由此处于所述毛细管在所述传感器壳体内侧上的输出端与所述测量电极之间。这种布置方案不是仅仅具有实现出现的压力冲击的特别适合的阻尼的优点，而是更确切地说产生关于电化学传感器的生产方面的优点。这些优点尤其应该归因于所述压力吸收元件从现在起能够同所述测量电极在所述传感器壳体内侧上在所述毛细管之前进行固定，并由此省去通常出现的工作步骤，在所述工作步骤中，相应的压力吸收元件藉由粘接垫（Klebepad）从外部覆盖所述毛细管地粘上到所述传感器壳体上。如此粘上的压力吸收元件还具有如下缺点，即所述压力吸收元件能够被轻易移除，这引起所述氧传感器的带有上面描述的后果的极其不稳定的运行。电化学传感器的通过根据本发明的技术解决方案所实现的制造由此带来在组装时的较大的可靠性，并由此带来较高的产品可靠性。因此，所述传感器壳体以优选的方式具有在注射成型方法过程中（im Wege）制造的壳体罩，所述压力吸收元件与所述测量电极一起在所述壳体罩的内侧上固定在所述壳体罩中。

对于根据本发明的技术解决方案而言重要的是，所述传感器壳体的与所述压力吸收元件处于接触中的内面具有特别平滑的表面。所述表面的带有小于5μm的值的平均的粗糙度值R_Z已被证明为特别有利的。一旦所述表面的平均的粗糙度R_Z采纳小于1μm的值，则在压力冲击的缓冲或消去方面产生特别的成果。

附图说明

在下面在没有一般的本发明思路的限制的情况下参考图根据专门的实施方式描述本发明。在此：

图1示出所述平均的粗糙深度R_Z的测定的图形的图示；

图2示出根据本发明实施的氧传感器的示意性图示；以及

图3示出根据本发明实施的电化学氧传感器的剖切图示。

具体实施方式

图1以图形的图示示出根据DIN EN ISO 4287或根据ASME B46.1的所述平均的粗糙深度R_Z的测定。所述平均的粗糙深度R_Z涉及根据如下公式的多个相继的单个测量路段的单个粗糙深度R_Zi的算术平均值

R_Z = 1/n*(R_Z1 + R_Z2 + _… + R_Zn)。

优选地，为了所述平均的粗糙深度R_Z的所述测定来感测五个单个测量路段的单个粗糙深度R_Zi。如从图1中能够得知的那样，在所述单个测量路段上分别测定所述粗糙度轮廓关于平均的轮廓线的最大轮廓峰的高度和所述最大轮廓谷的深度，并且由此计算出所述单个粗糙深度R_Zi。

图2以示意性的图示示出根据本发明实施的用于探测在气体混合物中的氧份额的电化学传感器1的实施方案。所述电化学传感器1具有传感器壳体2，在所述传感器壳体的内部空间3中，将测量电极4、参考电极6以及配对电极5布置在电解质7内。通过所述电解质使所述电极5、6、7相互电连接。所述测量电极4以及所述配对电极5由含贵金属的材料构成。

所述测量电极4以及所述参考电极6和所述配对电极5通过分离无纺布8相互分开，在处于所述待监测的空气中的氧还原的情况下在所述测量电极4处形成的离子能够穿过所述分离无纺布来扩散。由于在所述测量电极4处发生的氧还原以及在所述配对电极处发生的扩散到所述配对电极的离子的氧化而促使在所述测量电极4与所述配对电极5之间发生电流流动（Stromfluss）。所述电流流动的大小与进入到所述传感器内部空间3中的空气的氧份额成比例。

不仅所述测量电极4而且所述配对电极5联接到测量和评价单元9处，所述测量和评价单元感测在这两个电极4、5之间流动的电流并由此测定待研究的气体混合物的氧份额。在此考虑的是，所述氧份额与在这两个电极4、5之间流动的电流成比例。此外，所述参考电极6同样联接到所述测量和评价单元9处，其中，设置有集成到所述测量和评价单元中的恒电势器10，所述恒电势器保证了借助于所述参考电极6在所述测量电极4处调整出在-0.3与-0.9V之间的电势。以这种方式可靠地避免了所述测量信号的波动。

此外，在所述参考电极6与所述配对电极5之间设置有另外的分离无纺布12和芯子11。

此外，在所述传感器壳体2的在所述配对电极5下方的下侧上引入压力平衡开口13，尤其是在所述配对电极5处由于氧化而形成的氧能够通过所述压力平衡开口逸出（entweichen）。所述压力平衡开口13在此以优选的方式通过气体可透的膜片遮盖。

在于图2中示出的电化学传感器1方面对于本发明重要的是，在所述传感器壳体2的内侧14上在所述测量电极4与所述毛细管15的放置在该侧上的开口之间设置有压力吸收元件16，所述压力吸收元件能够可靠地吸收通过所述毛细管15延续的且作用到所述测量电极4上的压力冲击。所述压力吸收元件16以由聚四氟乙烯（PTFE）构成的气体可透的、排斥液体的盘的形式实施。所述毛细管15通过所述压力吸收元件16完全地（vollumfänglich）被覆盖。

图3以剖切视图示出根据本发明实施的用于探测在空气流中的氧的电化学传感器1。在所述传感器1的在图3中示出的位置中，含氧的空气从下方流入到所述传感器壳体2的内部空间3中，在其中所述电极4、5、6布置在电解质7中，由此（如下面描述的那样）促使电流流动。在于图3中示出的电化学传感器1的上侧处示出需要的电接触部17，经由所述接触部使在所述传感器壳体2内部设置的电极4、5、6与中央的测量和评价单元9导电地连接。

在所述传感器1运行期间，含氧的空气通过在所述传感器壳体2中设置的具有毛细管15的扩散阻挡部流入到所述传感器内部空间3中。在所述传感器壳体2内部设置有被电解质7包围的测量电极4、参考电极6以及配对电极5。在所述测量电极4与所述参考电极6之间设置有分离无纺布8，在所述测量电极4处在氧还原期间出现的离子能够穿过所述分离无纺布扩散到所述配对电极5。在所述参考电极6与所述配对电极5之间设置有芯子11，所述芯子同样以处于所述传感器壳体2中的电解质浸润并且在所述参考电极6与所述配对电极之间建立一间距。在所述电化学传感器1运行期间，所述参考电极6是无电流的，从而在所述参考电极处既没有离子也没有电极流动。当所述电流流动到所述配对电极5时，所述测量电极4的电势相对于所述参考电极6来测量。在此，所述电势保持稳定，因为所述电势不必通过电流流动平衡。这也是针对在所述参考电极6与所述测量电极4以及所述配对电极5之间的相对大的间距的原因。

在所述配对电极5处发生来自所述测量电极4的离子的氧化，在所述氧化时出现氧，所述氧能够经由所述压力平衡开口13从所述传感器壳体2中逸出。相对于周围环境地，所述压力平衡开口13通过适合的气体可透的膜片或相应的结构部件分开。在氧经由其进入到所述传感器壳体2中的侧上也设置有气体可透的膜片，所述膜片流动技术地与所述毛细管15串联。

对于本发明重要的是压力吸收元件16在所述传感器壳体2的内侧14上的设置，所述压力吸收元件全面地（vollflächig）覆盖所述毛细管15。所述压力吸收元件16涉及由PTFE（聚四氟乙烯）制造的盘。在此，所述压力吸收元件16如下地实施，使得会通过所述毛细管蔓延且打到所述测量电极4上的压力冲击以适合的方式得到缓冲或吸收。

为了确保对这种压力冲击的充分的缓冲或消去，重要的是，所述传感器壳体2的、所述压力吸收元件16放置于其上的内面18具有特别平滑的表面。在根据图3的所示出的实施例中，所述传感器壳体2、尤其是下方的罐形的部件19涉及如下注射成型部件，在所述注射成型部件中，所述压力吸收元件16放置于其上的内面18是经抛光的。由于所述面18的抛光，所述表面具有如下平均的粗糙度R_Z，所述平均的粗糙度采纳大约1μm的值。在这个范围内得到关于出现的压力冲击的缓冲或消去的特别好的值。就此而言，试验已记载（belegt），在具有平均的粗糙度R_Z≤5μm的表面的情况下，已经能够实现压力冲击的相对好的缓冲。只要提供具有在0.1与1μm之间的平均的粗糙度值R_Z的表面，则能够进一步改善所述压力吸收元件的吸收压力冲击的能力。然而，针对相应地适合的表面的制造的成本显著提高。

在于图3中示出的用作为压力吸收元件16的盘方面重要的是，氧能够相对快速地穿过扩散，并且尽管如此在穿通所述元件时仍存在足够的流动阻力，从而使得所述测量电极4能够在极限电流范围内运行并且同时避免了会延续到所述测量电极4上且促使氧部分压力变化的压力冲击。

同时，所述压力吸收元件16如下地实施，使得所述压力吸收元件不能够吸收液体，其中，不重要的是，所述液体是从外部通过所述毛细管15过来还是从内部源于所述电解质7。

在图3中示出的用于探测在空气流中的氧份额的电化学传感器的功能以如下为基础，即在所述空气中所含有氧在所述测量电极4上还原。在此，所述氧根据如下反应，即

O₂ + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-

在所述测量电极或氧阴极处还原。

出现的OH^-离子扩散通过所述液态电解质7以及设置的分离无纺布8、12，并且在所述配对电极5处根据如下反应，即

2H₂O →O₂ + 4H+ + 4e^-

氧化。

与在所述空气流中含有的氧的浓度成比例的电流在这两个电极4、5之间流动。由于联接到恒电势器10处的参考电极6的设置（所述恒电势器集成到这所述测量和评价单元9中）保证了在所述测量电极4处调整出-0.3至-0.9V的电势，并且以这种方式防止测量值的漂移。

只要压力冲击（例如在电梯、泵脉冲等中的压力波）打到所述测量电极4上，则导致在所述测量电极4处的氧部分压力的波动，这又引起信号瞬变。

通过在所述传感器壳体2的内侧14上覆盖所述毛细管15的压力吸收元件16的设置（其中，所述压力吸收元件16贴靠在所述传感器壳体2的特别平滑的内面18处），以特别适合的方式防止了压力冲击从所述毛细管15蔓延直到所述测量电极4。更确切地说，所述压力吸收元件保证了相应的压力冲击的能量被所述压力吸收元件16以适合的方式吸收。由此，可靠地避免了由于这种压力冲击所造成的在所述测量电极4处的氧部分压力的波动，所述波动最终引起信号瞬变。

由此，本发明以如下惊人的认知为基础，即所描述的压力吸收元件16即使在其在所述传感器壳体2的内侧14上在所述毛细管开口与所述测量电极4之间布置时也起作用。此外，在这种布置方案方面有利的是，所述布置方案关于生产用于探测在气体混合物中的氧份额的电化学传感器1方面具有特别的优点。由此，在制造相应的传感器1时能够将所述压力吸收元件16与所述测量电极4一起在所述毛细管15之前进行固定，从而能够省去要不然设置的工作步骤，即将相应的压力吸收元件16在所述传感器壳体2的外侧上尤其是通过粘接安置到所述毛细管15上。

因为迄今在所述传感器壳体2的外侧上在所述毛细管开口上设置的压力吸收元件16有时候（teilweise）被移除或存在对此的危险，所以所述压力吸收元件16在所述传感器壳体2的内侧14上的安置还具有如下优点，即这种布置方案带来组装的简化及由此可靠的执行，并且最终带来产品可靠性的提高。

对于通过在所述传感器壳体2的内侧上覆盖所述毛细管15的压力吸收元件16消去压力冲击而言特别有利的是，在将所述压力吸收元件16在所述毛细管15后方放入时，所述传感器壳体的被接触的内面18的表面是格外平滑的。这能够例如当相应的表面以注射工具（Spritzwerkzeug）抛光时得以实现。

优选地，所述传感器壳体2的在所述压力吸收元件16放置于其上的内侧14上的相应的表面应该具有小于或等于5μm的平均的粗糙度R_Z。在带有采纳小于或等于1μm的值的平均的粗糙度R_Z的表面的情况下，实现了压力冲击的消去的进一步改善。如果使用具有较大粗糙度的表面，那么这又引起压力冲击蔓延到所述测量电极上，这引起在所述测量电极上的氧部分压力的变化以及与此相关联的信号瞬变。

附图标记列表

1 传感器

2 传感器壳体

3 传感器内部空间

4 测量电极

5 配对电极

6 参考电极

7 电解质

8 分离无纺布

9 测量和评价单元

10 恒电势器

11 芯子

12 分离无纺布

13 压力平衡开口

14 传感器壳体内侧

15 扩散阻挡部

16 压力吸收元件

17 接触部

18 内面

19 罐形的传感器壳体部件。

Claims (13)

1.用于测量在空气和/或气体混合物中的气态组成部分的电化学气体传感器（1），所述气体传感器带有传感器壳体（2），在所述传感器壳体中布置有测量电极（4）和配对电极（5），电解质（7）处于所述测量电极和配对电极之间，并且扩散阻挡部（15）处于所述传感器壳体中，所述扩散阻挡部如下地实施，使得设置成用于浓度确定的气体的能有针对性地调整的气体流能够从周围环境供应给所述测量电极（4），

其特征在于，在所述扩散阻挡部（15）与所述测量电极（4）之间设置有至少一个气体可透的、排斥液体的压力吸收元件（16），所述压力吸收元件在所述传感器壳体（2）内部覆盖所述扩散阻挡部（15），并且所述压力吸收元件放置在所述传感器壳体（2）的内面（18）上，其中，所述内面（18）至少在所述压力吸收元件（16）放置于其上的区域中具有小于或等于2μm的平均的粗糙深度R_Z。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，

其特征在于，所述内面（18）至少在所述压力吸收元件（16）放置于其上的区域中具有小于或等于1μm的平均的粗糙深度R_Z。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，

其特征在于，所述内面（18）至少在所述压力吸收元件（16）放置于其上的区域中具有小于或等于0.5μm、尤其是小于等于0.25μm的平均的粗糙深度R_Z。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，所述扩散阻挡部（15）具有毛细管、通道结构、膜片和/或气体可透的材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，所述压力吸收元件（16）具有热塑性的氟塑料。

6.根据权利要求5所述的气体传感器，

其特征在于，所述压力吸收元件（16）具有聚四氟乙烯（PTFE）。

7.根据权利要求5所述的气体传感器，

其特征在于，所述压力吸收元件（16）具有聚氟乙丙烯（FEP）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，所述压力吸收元件（16）具有玻璃、石英、硅酸盐、炭和/或铝硅酸盐。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，所述压力吸收元件（16）至少部分地实施为无纺布和/或实施为压制品。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，在所述传感器壳体（2）中设置有布置在所述电解质（7）中的参考电极（6）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的气体传感器，

其特征在于，所述传感器壳体（2）具有罐形的传感器壳体结构部件（19），所述传感器壳体结构部件借助于注射成型方法由塑料制造，其中，所述扩散阻挡部（15）实施为毛细管，所述毛细管伸出穿过所述罐形的结构部件，并且所述毛细管（15）在所述罐形的盖结构部件（19）的内侧上被所述压力吸收元件（15）覆盖。

12.用于测量在空气和/或气体混合物中的气态组成部分的装置，所述装置带有根据前述权利要求中任一项所述的电化学传感器（1），所述装置具有与所述测量电极（4）和所述配对电极（5）连接的测量和评价单元（9），所述测量和评价单元取决于在所述配对电极（5）处的电势变化来产生代表在所述空气和/或气体混合物中的气体浓度的测量信号。

13.根据权利要求12所述的装置，

其特征在于，设置有显示单元，所述显示单元与所述测量和评价单元（9）连接并且取决于所述测量信号给出关于所述气体浓度的信息。