DE10043089A1 - Gassensor - Google Patents

Gassensor

Info

Publication number
DE10043089A1
DE10043089A1 DE2000143089 DE10043089A DE10043089A1 DE 10043089 A1 DE10043089 A1 DE 10043089A1 DE 2000143089 DE2000143089 DE 2000143089 DE 10043089 A DE10043089 A DE 10043089A DE 10043089 A1 DE10043089 A1 DE 10043089A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
reference electrode
sensor according
diffusion barrier
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2000143089
Other languages
English (en)
Other versions
DE10043089C2 (de
Inventor
Hans-Martin Wiedenmann
Thomas Wahl
Harald Neumann
Lothar Diehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2000143089 priority Critical patent/DE10043089C2/de
Priority to JP2001259911A priority patent/JP4939705B2/ja
Publication of DE10043089A1 publication Critical patent/DE10043089A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10043089C2 publication Critical patent/DE10043089C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

Es wird ein Sensor zur Bestimmung von Gaskomponenten und/oder Konzentrationen von Gasbestandteilen in Gasgemischen vorgeschlagen, der sich insbesondere zur Analyse der Abgase von Verbrennungsmotoren eignet. Dieser Sensor weist eine Referenzelektrode (15) auf, die über einen Referenzgaskanal (10) mit einem Referenzgas, insbesondere Luft oder einem sauerstoffhaltigem Gas, beaufschlagbar ist. Weiter ist mindestens ein Mittel (14, 21) vorgesehen, das selektiv einen Zutritt mindestens eines in dem Referenzgas enthaltenen oxidierbaren Gasbestandteiles, insbesondere von Kohlenwasserstoffen, zu der Referenzelektrode (15) reduziert, verzögert oder unterbindet, und/oder das eine Oxidation mindestens eines oxidierbaren Gasbestandteiles an der Referenzelektrode (15) zumindest teilweise unterdrückt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Bestimmung von Gas­ komponenten und/oder Konzentrationen von Gasbestandteilen in Gasgemischen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Stand der Technik
Die Sensorelemente von üblichen planaren Lambda-Sonden wei­ sen einen Referenzgaskanal auf, der einerseits mit einer Re­ ferenzelektrode und andererseits mit dem Innenvolumen des Sensoraufbaus in Verbindung steht. Dieses Innenvolumen des Sensoraufbaus ist zwar wasserdicht verschlossen, steht je­ doch über Litzen des Anschlusskabels mit dem Innenraum des Steuergerätes in Verbindung. Daher kann Sauerstoff aus dem Steuergerät über den Referenzgaskanal bis zur Referenzelek­ trode gelangen, und steht dort als Referenzgas zur Verfü­ gung. Weiter kommt es durch den Temperaturwechsel der Sonde bei Betrieb zu einem verstärkten Gasaustausch, der über eine normale Diffusion hinausgeht.
Um zu vermeiden, dass Wasser oder Luftfeuchtigkeit zur Refe­ renzelektrode gelangt, ist bereits vorgeschlagen worden, ei­ ne semipermeable Membran am Sondenstecker oder an der Kabel­ durchführung vorzusehen, oder, die Kabelisolation aus semi­ permeablen Material auszuführen. Auf diese Weise dringt kein Wasser an die Referenzelektrode, während gleichzeitig die Sauerstoffversorgung sichergestellt ist.
Daneben ist auch eine sogenannte gepumpte Referenz bzw. eine mit einer Pumpspannung beaufschlagte Referenzelektrode be­ kannt, bei der über einen aufgeprägten anodischen Strom die Referenzelektrode aus dem Abgas mit Sauerstoff versorgt wird.
Bei Betrieb bekannter Lambdasonden tritt das Problem auf, dass an der Referenzelektrode bzw. in einem benachbarten Re­ ferenzgasvolumen vielfach unverbrannte Kohlenwasserstoffe auftauchen, die beispielsweise von verschmutzten und/oder überhitzten Bauteilen oder einer undichten Packung der Sonde herrühren. Durch diese unverbrannten Kohlenwasserstoffe wird dann ein nicht vernachlässigbarer Teil des der Referenzelek­ trode zugeführten Sauerstoffes verbraucht, so dass die Sau­ erstoffkonzentration an der Referenzelektrode herabgesetzt und damit die Sondenfunktion gestört wird. Dieses Phänomen ist als CSD-Verhalten ("characteristic shift down") bekannt. In diesem Zusammenhang ist weiter störend, dass die unver­ brannten Kohlenwasserstoffe vorzugsweise an den heißen, ka­ talytisch aktiven Flächen, d. h. insbesondere an der Referenz­ elektrode in dem heißen Bereich der Sonde ("hot spot- Bereich"), oxidiert werden.
Zudem diffundieren die unverbrannten Kohlenwasserstoffe in dem Referenzgaskanal zwar meist langsamer als Sauerstoff, jedoch setzt ein Kohlenwasserstoffmolekül in der Regel mehr als ein Sauerstoffmolekül um, so dass die effektive Sauer­ stoffverbrauchsrate durch eindiffundierte unverbrannte Koh­ lenwasserstoffe größer ist als die Diffusionsrate für reinen Sauerstoff. Damit kommt es an der Referenzelektrode zu einer relativen Anreicherung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen bzw. zu einem relativen Sauerstoffmangel. Schließlich ist aufgrund der erläuterten Mechanismen die Gefahr des CSD- Verhaltens im Referenzgaskanal deutlich größer als im Innen­ volumen im Sondengehäuse, das mit dem Referenzgaskanal in Verbindung steht.
Die bereits vorgeschlagenen semipermeablen Membranen am Son­ denstecker zur Verhinderung des Eindringens von Wasser und ggf. unverbrannten Kohlenwasserstoffen sind schließlich hit­ zeempfindlich und teuer. Der Einsatz einer gepumpten Refe­ renzelektrode erfordert andererseits eine geänderte Ansteue­ rung des Gassensors, und stört zudem die Messung der Nernstspannung durch Polarisation von Elektroden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war eine kostengünstige, einfache und zuverlässige Unterdrückung des CSD-Verhaltens an der Referenzelektrode.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Gassensor hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine zuverlässige, einfache und kostengünstige Unterdrückung eines unerwünschten CSD- Verhaltens an der Referenzelektrode ermöglicht wird, so dass die Meßgenauigkeit, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Gassensors steigt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist besonders vorteilhaft, wenn eine Diffusionsbarriere für oxidierbare Gasbestandteile wie Kohlenwasserstoffe bei­ spielsweise im Referenzgaskanal vorgesehen ist, so dass die Diffusion von Sauerstoff zur Referenzelektrode gegenüber der Diffusion anderer Gasbestandteile zur Referenzelektrode be­ vorzugt wird. Die Wirkung der Diffusionsbarriere beruht da­ bei darauf, dass der Gastransport beispielsweise im Refe­ renzgaskanal vorwiegend über Knudsenströmung erfolgt, so dass sich Moleküle mit größerer Masse langsamer fortbewegen als Moleküle mit kleinerer Masse. Weiter lässt sich insbe­ sondere über die Porengröße der Diffusionsbarriere in einfa­ cher Weise die Diffusionsgeschwindigkeit von beispielsweise großen, unverbrannten Kohlenwasserstoffmolekülen einstellen bzw. reduzieren, da die Diffusionsgeschwindigkeit dieser Mo­ leküle mit kleiner werdendem Porenradius abnimmt. Somit wird erreicht, dass die effektive Rate des Sauerstoffverbrauches im Bereich der Referenzelektrode durch Eindiffusion von Koh­ lenwasserstoffmolekülen kleiner ist als die Rate der Eindif­ fusion der an der Referenzelektrode erwünschten Sauerstoff­ moleküle. Insgesamt kehrt sich dann eine unerwünschte rela­ tive Kohlenwasserstoff-Anreicherung an der Referenzelektrode in einen relativen Kohlenwasserstoff-Mangel um.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die der Referenzelektrode zugeführten oxidierbaren Gasbestandteile, insbesondere unverbrannten Kohlenwasser­ stoffe, durch eine in der Sonde zusätzlich vorgesehene kata­ lytisch aktive Fläche oder einen entsprechenden katalytisch aktiven Bereich aus dem Gas entfernt werden. Insofern über­ nimmt diese katalytisch aktive Fläche bzw. dieser Bereich zumindest teilweise die Umsetzung der oxidierbaren Bestand­ teile anstelle der Referenzelektrode, so dass der Sauer­ stoffgehalt an der Referenzelektrode hoch bleibt, und ein CSD-Verhalten dort nicht auftritt bzw. zumindest deutlich vermindert ist. Die zusätzlich vorgesehene, katalytisch ak­ tivere Fläche wirkt somit als Kohlenwasserstoff-Pumpe und entfernt störende Gaskomponenten beispielsweise aus dem In­ nenvolumen der Sonde, aus dem Referenzgaskanal oder einem Referenzgasvolumen in einer Umgebung der Referenzelektrode, ohne dass es zu einer lokalen Anreicherung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder sonstigen oxidierbaren Gasbestand­ teilen an der Referenzelektrode kommt.
In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn der vorgesehene katalytisch aktive Bereich oder die vorgesehene katalytisch aktive Fläche eine höhere katalytische Aktivität hinsichtlich der Oxidation mindestens eines oxidierbaren Gasbestandteiles in dem Gasgemisch aufweist als die Referenz­ elektrode.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass neben dem Referenzgaskanal von dem Innenvolumen des Sondenaufbaus zu der Referenzelektrode ein weiterer Gas­ kanal vorgesehen ist, der mit einem katalytisch aktiven Be­ reich oder einer katalytisch aktiven Fläche verbunden ist, und über den diesem Bereich oder dieser Fläche zumindest ein Teil des Referenzgases zuführbar ist, um dadurch dem Refe­ renzgas oxidierbare Gasbestandteile zu entziehen.
Schließlich ist vorteilhaft, wenn in das Material der Refe­ renzelektrode ein Zusatzstoff eingebracht ist, der ein Kata­ lysatorgift enthält, und/oder wenn auf die Referenzelektrode eine Zusatzschicht aufgebracht ist, die ein solches Kataly­ satorgift enthält oder daraus besteht. Durch dieses Kataly­ satorgift kann ebenfalls eine Oxidation oxidierbarer Gasbe­ standteile an der Referenzelektrode zumindest teilweise un­ terdrückt werden.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfol­ genden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen aus dem Stand der Technik bekannten Teil eines planaren Gassensors 5 im Bereich der Referenzelektro­ de, Fig. 2 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung eine Modifikation von Fig. 1, Fig. 3 zeigt als zwei­ tes Ausführungsbeispiel eine weitere Modifikation von Fig. 1, Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei dort zusätzlich ein Teil des Sondengehäuses dargestellt ist.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung geht zunächst von einer bekannten planaren Lambda-Sonde gemäß Fig. 1 aus.
Im Einzelnen ist in Fig. 1 ein Ausschnitt aus einer derar­ tigen Lambda-Sonde 5 dargestellt, wobei lediglich die Refe­ renzelektrode 15, ein darunter befindliches Referenzgasvolu­ men 13, ein mit dem Referenzgasvolumen 13 in Verbindung ste­ hender Referenzgaskanal 10 und eine zu der Referenzelektrode 15 führende Anschlussleitung 11 dargestellt ist. Die Refe­ renzelektrode 15 und die Anschlußleitung 11 ist beispiels­ weise aus Platin ausgeführt und porös.
Daneben zeigt Fig. 1, dass sich die Referenzelektrode 15 und das Referenzgasvolumen 13 in einem heißen Bereich 12 des Gassensors 5 befinden. Dazu ist üblicherweise in einer zu den dargestellten Schichten des Gassensors 5 benachbarten Schicht ein Heizer vorgesehen, der den dargestellten heißen Bereich 12 beheizt. In Fig. 1 sind im Übrigen der mit dem Referenzgas 10 in Verbindung stehende Sondenraum und weitere Details zum Anschluss der Referenzelektrode 15 nicht darge­ stellt, da diese Einzelheiten bekannt sind.
Die Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, wobei ausgehend von Fig. 1 der Referenzgaskanal 10 mit einer porösen Füllung als Diffusionsbarriere 14 versehen ist, die eine offene Porosität von 10 Vol.-% bis 60 Vol.-% und eine Porengröße von 1 µm bis 20 µm, insbesondere 5 µm bis 10 µm, aufweist. Die Einstellung der Porengröße der Füllung erfolgt dabei entweder über die Zugabe von Glaskohle oder Flammenruß zu einer an sich bekannten Aluminiumoxid- oder Zirkoniumdioxid-Paste. Weiter wird die Porengröße in der po­ rösen Füllung wird bevorzugt so klein gewählt, dass Knudsen­ diffusion in dem Referenzgaskanal 10 auftritt. Die als Dif­ fusionsbarriere 14 agierende poröse Füllung des Referenzgas­ kanals 10 verhindert oder reduziert so bei Betrieb des Gas­ sensors 5 die Konzentration oxidierbarer Gasbestandteile an der Referenzelektrode 15. Im Übrigen kann sich die Diffusi­ onsbarriere 14 bzw. die poröse Füllung auch in den Bereich des Referenzgasvolumens 13 hinein erstrecken.
Die Fig. 3 zeigt eine zur Fig. 2 alternative Ausführungs­ form, wobei der Referenzgaskanal 10 in seinem Anfangsbereich teilweise aufgeweitet, und dort mit der Diffusionsbarriere 14 in Form der porösen Füllung versehen worden ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich die Diffusions­ barriere 14 nun in einem kalten Bereich 16 des Gassensors befindet, d. h. die Diffusionsbarriere 14 ist von dem heißen Bereich 12 beabstandet. Weiter ist in Fig. 3 vorgesehen, dass der Bereich der Diffusionsbarriere 14 deutlich breiter als der Referenzgaskanal 10 ausgeführt ist, um so einen mög­ lichst niedrigen Gesamtdiffusionswiderstand zu erreichen, wodurch an der Referenzelektrode 15 trotz der Diffusionsbar­ riere 14 stets ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, während gleichzeitig die Konzentration oxidierbarer Gasbe­ standteile, beispielsweise von Kohlenwasserstoffen, an der Referenzelektrode 15 reduziert ist. Die Fig. 3 zeigt zudem, dass der Eingangsbereich der Diffusionsbarriere 14, d. h. der Übergang vom Referenzgaskanal 10 in die Diffusionsbar­ riere 14, zunächst offen als freies Volumen ausgeführt ist, um so den für die durch den Referenzgaskanal 10 an die Dif­ fusionsbarriere 14 herangeführten Gase zugänglichen Quer­ schnitt der Diffusionsbarriere 14 möglichst groß zuhalten, und einen über den gesamten Querschnitt der Diffusionsbar­ riere gleichmäßigen Eintritt dieser Gase zu gewährleisten.
Die Anordnung der Diffusionsbarriere 14 in dem kalten Be­ reich 16 des Gassensors 5 nutzt die Temperaturabhängigkeit der Diffusionskoeffizienten der einzelnen Gasbestandteile aus.
Die beiden in den Fig. 2 und 3 erläuterten Diffusionsbar­ rieren 14 sind schließlich bevorzugt derart ausgeführt, dass der Diffusionswiderstand für durch die Diffusionsbarriere 14 zu der Referenzelektrode 15 durchtretenden Sauerstoff zumin­ dest näherungsweise konstant bleibt gegenüber einem Sensor ohne Diffusionsbarriere gemäß Fig. 1. Dazu stehen als Para­ meter die Porosität der Diffusionsbarriere auch die Ausdeh­ nung der Diffusionsbarriere 14 gemäß Fig. 3 zur Verfügung.
Die Fig. 4 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ausgehend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein zusätzlicher Gaskanal 22 vorgesehen ist, der zu einer katalytisch aktiven Fläche 21, beispielsweise einer katalytisch aktiven Schicht, führt. Weiter kann vorgesehen sein, dass in einer Umgebung der katalytisch aktiven Fläche 21, beispielsweise darunter, zusätzlich ein Gasvolumen 20 vorgesehen ist, das mit dem Gaskanal 22 und der katalytisch aktiven Fläche 21 in Verbindung steht, und das den Zutritt eines Gases zu der katalytisch aktiven Fläche 21 erleich­ tert. Die katalytisch aktive Fläche 21 gemäß Fig. 4 hat die Aufgabe, mindestens einen in dem Referenzgas enthaltenen oxidierbaren Gasbestandteil, insbesondere mindestens einen Kohlenwasserstoff, zumindest teilweise zu oxidieren bzw. aus dem Referenzgas zu entfernen. Dazu weist die katalytisch ak­ tive Fläche 21 bevorzugt eine höhere katalytische Aktivität hinsichtlich der Oxidation beispielsweise eines Kohlenwas­ serstoffes oder eines sonstigen oxidierbaren Gasbestandtei­ les in dem Gasgemisch auf als die Referenzelektrode 15. Da­ durch wird insgesamt erreicht, dass sich die Konzentration von oxidierbaren Gasbestandteilen bzw. Kohlenwasserstoffen an der Referenzelektrode 15 vermindert, und ein unerwünsch­ tes CSD-Verhalten unterdrückt wird.
Schließlich ist in Fig. 4 dargestellt, dass sich die kata­ lytisch aktive Fläche 21 bevorzugt in dem heißen Bereich 12 des Gassensors 5 befindet, da damit deren katalytische Akti­ vität steigt, und dass der Referenzgaskanal 10 neben dem heißen Bereich 12 an der Referenzelektrode 15 endet. Um eine optimale Beheizung auch der Referenzelektrode 15 zu gewähr­ leisten kann jedoch der heiße Bereich 12 abweichend von Fig. 4 auch unsymmetrisch ausgeführt sein, und sich bei­ spielsweise in den Bereich der Referenzelektrode 15 erstrec­ ken.
Die katalytisch aktive Fläche 21 gemäß Fig. 4 ist bei­ spielsweise in Form einer Platinelektrode bzw. einer Platin- Insel ausgeführt, die zentral in dem heißen Bereich 12 liegt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung geht aus von ei­ nem Aufbau gemäß Fig. 1 aus, wobei jedoch die Referenzelek­ trode 15 aus einem Material besteht oder ein solches ent­ hält, dass eine katalytische Umsetzung bzw. Oxidation der in dem zugeführten Gasgemisch enthaltenen oxidierbaren Gasbe­ standteile unterdrückt oder vermindert. Dazu ist die Refe­ renzelektrode 15 gemäß Fig. 1 beispielsweise mit einem Zu­ satzstoff versehen oder mit einer Schicht bedeckt, die aus einem Katalysatorgift besteht oder ein solches enthält. Un­ ter einem Katalysatorgift wird dabei ein Material verstan­ den, das eine Oxidation mindestens eines oxidierbaren Gasbe­ standteiles des Gasgemisches an der Referenzelektrode 15 zu­ mindest teilweise unterdrückt. Bevorzugt werden Katalysator­ gifte eingesetzt, die eine Oxydation von Kohlenwasserstoffen an der Referenzelektrode 15 zumindest weitgehend verhindern.
Dazu eignet sich insbesondere eine aus Platin/Gold herge­ stellte Referenzelektrode 15.
Die Fig. 5 erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel, wo­ bei abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die ka­ talytisch aktive Fläche 21 nicht in dem heißen Bereich 12 des Sensors 5 angeordnet ist, sondern bereits im Sondenge­ häuse 30. Auf diese Weise werden oxidierbare Gasbestandteile bereits im Sondengehäuse 30 durch die katalytisch aktive Fläche 21 aus dem Gasgemisch entfernt bzw. es wird zumindest deren Konzentration vermindert, so dass schon das in den Re­ ferenzgaskanal 10 eintretende Gas an derartigen oxidierbaren Bestandteilen, insbesondere unverbrannten Kohlenwasserstof­ fen, verarmt ist.
Abschließend sei noch betont, dass die vorstehenden Ausfüh­ rungsbeispiele ohne weiteres auch kombiniert werden können, d. h. es kann beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 in dem Referenzgaskanal 10 zusätzlich eine Diffusi­ onsbarriere 14 vorgesehen sein, oder das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 oder 3 kann zusätzlich auch eine katalytisch aktive Fläche 21 in dem Sondengehäuse gemäß Fig. 5 aufwei­ sen.

Claims (16)

1. Sensor zur Bestimmung von Gaskomponenten und/oder Konzentrationen von Gasbestandteilen in Gasgemischen, insbe­ sondere in Abgasen von Verbrennungsmotoren, mit einer Refe­ renzelektrode, die über einen Referenzgaskanal mit einem Re­ ferenzgas, insbesondere Luft oder einem sauerstoffhaltigen Gas, beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass minde­ stens ein Mittel (14, 21) vorgesehen ist, das selektiv einen Zutritt mindestens eines in dem Referenzgas enthaltenen oxi­ dierbaren Gasbestandteiles zu der Referenzelektrode (15) re­ duziert, verzögert oder unterbindet, und/oder das eine Oxi­ dation mindestens eines oxidierbaren Gasbestandteiles an der Referenzelektrode (15) zumindest teilweise unterdrückt.
2. Sensor nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel den Zutritt von in dem Referenzgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen zu der Referenzelektrode (15) gegenüber Sauerstoff reduziert, verzögert oder unterbindet, und/oder dass das Mittel (14, 21) eine Oxidation von Kohlenwasser­ stoffen an der Referenzelektrode (15) zumindest teilweise unterdrückt.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass in einer Umgebung der Referenzelektrode (15) ein Referenzgasvolumen (13) vorgesehen ist, das mit dem Refe­ renzgaskanal (10) in Verbindung steht.
4. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode (15) be­ heizbar und/oder innerhalb eines heißen Bereiches (12) des Sensors angeordnet ist.
5. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode (15) zumin­ dest bereichsweise katalytisch aktiv ist, und insbesondere Platin enthält oder daraus besteht.
6. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Diffusionsbarriere (14) ist, die für Sauer­ stoff eine höhere Durchlässigkeit oder Diffusionsrate auf­ weist als für zumindest einen der oxidierbaren Gasbestand­ teile des Referenzgases.
7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsbarriere (14) für Sauerstoffmoleküle eine hö­ here Durchlässigkeit oder Diffusionsrate aufweist als für mindestens eine Kohlenwasserstoffverbindung mit einer höhe­ ren Molekülmasse als Sauerstoff.
8. Sensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, dass die Diffusionsbarriere (14) eine zumindest be­ reichsweise in den Referenzgaskanal (10) integrierte und/oder mit dem Referenzgaskanal (10) in Verbindung stehen­ de Diffusionsbarriere (14) ist.
9. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Diffusionsbarriere (14) eine zumin­ dest bereichsweise in den Referenzgaskanal (10) eingebrachte poröse Füllung ist.
10. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Diffusionsbarriere (14) und/oder die poröse Füllung eine offene Porosität von 10 Vol.-% bis 60 Vol.-% und eine Porengröße von 1 µm bis 20 µm, insbesonde­ re 5 µm bis 10 µm, aufweist.
11. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Diffusionsbarriere (14) von der Refe­ renzelektrode (15) über den Referenzgaskanal (10) beabstan­ det ist und/oder in einem kalten Bereich (16) des Sensors angeordnet ist.
12. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Mittel eine mit dem Referenzgaskanal (10) in Verbindung stehender katalytisch aktiver Bereich oder eine katalytisch aktive Fläche (21) ist, die mindestens einen in dem Referenzgas enthaltenen oxidierbaren Gasbe­ standteil, insbesondere mindestens einen Kohlenwasserstoff, zumindest teilweise oxidiert und/oder aus dem Referenzgas entfernt.
13. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der katalytisch aktive Bereich oder die katalytisch aktive Fläche (21) eine höhere katalytische Ak­ tivität hinsichtlich der Oxidation mindestens eines oxidier­ baren Gasbestandteiles in dem Gasgemisch aufweist als die Referenzelektrode (15).
14. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel einen Gaskanal (22) aufweist, über den dem kata­ lytisch aktiven Bereich oder der katalytisch aktiven Fläche (21) zumindest ein Teil des Referenzgases zuführbar ist.
15. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Mittel das Material der Refe­ renzelektrode (15), ein in die Referenzelektrode (15) einge­ brachter Zusatzstoff und/oder eine zumindest bereichsweise auf die Referenzelektrode (15) aufgebrachte Schicht ist.
16. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Material der Referenzelektro­ de (15), der Zusatzstoff und/oder die Schicht ein Katalysa­ torgift ist oder enthält, das eine Oxidation mindestens ei­ nes oxidierbaren Gasbestandteiles des Gasgemisches an der Referenzelektrode (15) zumindest teilweise unterdrückt.
DE2000143089 2000-09-01 2000-09-01 Gassensor Expired - Fee Related DE10043089C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000143089 DE10043089C2 (de) 2000-09-01 2000-09-01 Gassensor
JP2001259911A JP4939705B2 (ja) 2000-09-01 2001-08-29 ガスセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000143089 DE10043089C2 (de) 2000-09-01 2000-09-01 Gassensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10043089A1 true DE10043089A1 (de) 2002-03-21
DE10043089C2 DE10043089C2 (de) 2003-02-27

Family

ID=7654631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000143089 Expired - Fee Related DE10043089C2 (de) 2000-09-01 2000-09-01 Gassensor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4939705B2 (de)
DE (1) DE10043089C2 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006069919A1 (de) * 2004-12-28 2006-07-06 Robert Bosch Gmbh Sensorelement für einen gassensor
WO2009027168A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Robert Bosch Gmbh Feldeffekttransistor-gassensor mit gehäuse und darin enthaltenem porösen katalytischen material
WO2009156007A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-30 Robert Bosch Gmbh Lambdasonde enthaltend einen sauerstoffspeicher im referenzkanal
EP2176650A1 (de) * 2007-08-15 2010-04-21 Delphi Technologies, Inc. Sauerstoffsensor und verfahren zur herstellung des wasserstoffsensors
WO2012034760A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Sensorelement enthaltend eine referenzelektrode und einen referenzkanal
DE102011084653A1 (de) 2011-10-17 2013-04-18 Robert Bosch Gmbh Sprungsonde für den gepumpten und ungepumten Betrieb
EP3460462A1 (de) 2017-09-25 2019-03-27 Francisco Albero S.A.U. Abgassensor
US20200191744A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-18 Ngk Insulators, Ltd. Gas sensor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001843A1 (de) 2009-03-25 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Sensorelements und Sensorelement
DE102009001840A1 (de) 2009-03-25 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Sensorelements und Sensorelement
DE102009001839A1 (de) 2009-03-25 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Sensorelements und Sensorelement
JP6455389B2 (ja) * 2015-10-13 2019-01-23 株式会社デンソー センサ制御装置
JP7183910B2 (ja) * 2019-03-28 2022-12-06 株式会社デンソー ガスセンサ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5413683A (en) * 1993-03-25 1995-05-09 Ngk Insulators Ltd. Oxygen sensing apparatus and method using electrochemical oxygen pumping action to provide reference gas
US5531879A (en) * 1995-07-05 1996-07-02 Ford Motor Company Hego sensor without characteristic shift down
DE19815700B4 (de) * 1998-04-08 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Elektrochemisches Sensorelement mit porösem Referenzgasspeicher
DE19832098C2 (de) * 1998-07-16 2001-12-13 Bosch Gmbh Robert Sauerstoffühler

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006069919A1 (de) * 2004-12-28 2006-07-06 Robert Bosch Gmbh Sensorelement für einen gassensor
EP2176650A4 (de) * 2007-08-15 2015-03-25 Delphi Tech Inc Sauerstoffsensor und verfahren zur herstellung des wasserstoffsensors
EP2176650A1 (de) * 2007-08-15 2010-04-21 Delphi Technologies, Inc. Sauerstoffsensor und verfahren zur herstellung des wasserstoffsensors
US8418527B2 (en) 2007-08-29 2013-04-16 Robert Bosch Gmbh Field effect transistor gas sensor having a housing and porous catalytic material contained therein
WO2009027168A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Robert Bosch Gmbh Feldeffekttransistor-gassensor mit gehäuse und darin enthaltenem porösen katalytischen material
WO2009156007A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-30 Robert Bosch Gmbh Lambdasonde enthaltend einen sauerstoffspeicher im referenzkanal
CN102077083A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 罗伯特.博世有限公司 在基准通道中包含λ探测器的氧气存储器
WO2012034760A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Sensorelement enthaltend eine referenzelektrode und einen referenzkanal
CN103119430A (zh) * 2010-09-15 2013-05-22 罗伯特·博世有限公司 包含参考电极和参考通道的传感器元件
DE102011084653A1 (de) 2011-10-17 2013-04-18 Robert Bosch Gmbh Sprungsonde für den gepumpten und ungepumten Betrieb
US9255904B2 (en) 2011-10-17 2016-02-09 Robert Bosch Gmbh Step-change sensor for pumped and unpumped operation
EP3460462A1 (de) 2017-09-25 2019-03-27 Francisco Albero S.A.U. Abgassensor
US20200191744A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-18 Ngk Insulators, Ltd. Gas sensor
US11686700B2 (en) * 2018-12-12 2023-06-27 Ngk Insulators, Ltd. Gas sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002116179A (ja) 2002-04-19
DE10043089C2 (de) 2003-02-27
JP4939705B2 (ja) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69535008T2 (de) Messverfahren zur Bestimmung der NOx Konzentration in einem Gas
DE19941051C2 (de) Sensorelement zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Gasgemischen und Verfahren zur Herstellung desselben
DE10043089C2 (de) Gassensor
DE19851949C1 (de) Sensor für die Untersuchung von Abgasen und Untersuchungsverfahren
EP0904533B1 (de) Sensor zur bestimmung der konzentration oxidierbarer bestandteile in einem gasgemisch
DE3807907C2 (de)
DE19955125A1 (de) Gassensor und Verfahren zur Messung der Konzentration eines bestimmten Gases
DE3445755A1 (de) Luft/kraftstoffverhaeltnis-detektor
DE19623434A1 (de) Sensor zur Bestimmung der Konzentration oxidierbarer Bestandteile in einem Gasgemisch
WO2009156007A1 (de) Lambdasonde enthaltend einen sauerstoffspeicher im referenzkanal
EP0738386B1 (de) Elektrochemischer messfühler zur bestimmung von stickoxiden in gasgemischen
DE10312732A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Messsonde zur Messung einer Gaskonzentration
EP0923724B1 (de) Messanordnung zur bestimmung von gasbestandteilen in gasgemischen
WO2008080698A1 (de) Sensorelement mit unterdrückter fettgasreaktion
WO2008080730A1 (de) Sensorelement mit zusätzlicher diagnosefunktion
DE10023062B4 (de) Messeinrichtung zur Konzentrationsbestimmung von Gaskomponenten im Abgas einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung eines Betriebs der Messeinrichtung
WO2009156008A1 (de) Sensorelement einer lambdasonde
DE10226207B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Konzentrationsbestimmung einer Methankomponente
WO2008080675A1 (de) Festelektrolyt-sensorelement mit brenngassensitiver anode
DE10308395A1 (de) Sensorelement eines Gassensors
WO2010108732A1 (de) Verfahren zum betreiben einer lambda-sonde
EP2411794A2 (de) Verfahren zum betreiben eines sensorelements und sensorelement
DE102009011298A1 (de) Gassensor
DE102006062057A1 (de) Sauerstoffsensor mit zusätzlicher Brenngasdetektion
EP1498729A1 (de) Elektrochemische Pumpzelle für Gassensoren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee