DE102014214399A1

DE102014214399A1 - Betriebsverfahren und Gassensor zur Detektion von Stickoxiden und anderen Gaskomponenten in einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE102014214399A1
Application number: DE102014214399.3A
Authority: DE
Inventors: Sabine Fischer; Maximilian Fleischer; Erhard Magori; Ralf Moos; Roland Pohle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2016-01-28
Also published as: WO2016012419A1

Abstract

Es wird ein Betriebsverfahren für einen Gassensor zur Detektion von Stickoxiden und anderen Gaskomponenten in einem Gasgemisch angegeben, bei dem – ein Gassensor verwendet wird, der einen Sauerstoffionenleiter und wenigstens zwei auf diesem angeordnete Elektroden umfasst, wobei zwei der Elektroden voneinander verschiedene katalytische Aktivität aufweisen, – der Gassensor derart mit dem Gasgemisch in Verbindung gebracht wird, dass beide Elektroden mit dem Gasgemisch in Kontakt treten, – für eine erste Zeitspanne zur Detektion von Stickoxiden ein Pulsmessbetrieb durchgeführt wird, bei dem innerhalb einer Pulszeitspanne eine Polarisations-Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird und innerhalb einer Depolarisationszeitspanne die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird, – für eine zweite Zeitspanne zur Detektion von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ein statischer Betrieb durchgeführt wird, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Gassensor zur Detektion von Stickoxiden und anderen Gaskomponenten in einem Gasgemisch sowie einen entsprechenden Gassensor.
Steigenden Anforderungen bzgl. der Emission von Abgasen und der Effizienz beim Betrieb von Kraftwerken, Feuerungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen, Gasturbinen und Motoren aller Art lässt sich unter anderem damit begegnen, dass die Zusammensetzung von Gasen in den jeweiligen Anlagen im laufenden Betrieb bestimmt und für einen verbesserten Betrieb ausgewertet wird. Daraus resultiert ein Bedarf an Sensoren zur Bestimmung von Komponenten eines Gasgemischs.
Ein Beispiel hierfür ist die ständig steigende Zahl an Kraftfahrzeugen, für die gleichzeitig immer strengere Abgasvorschriften einzuhalten sind, um die durch Verbrennungsabgase hervorgerufenen Schäden an Umwelt und Gesundheit zu begrenzen. Von den schädlichen Abgaskomponenten rückt nach Schwefeloxiden und Kohlendioxid immer mehr die Gruppe der Stickoxide, kurz NOx genannt, in den Vordergrund. Um die Stickoxidemissionen zu verringern, wird technisch und finanziell enormer Aufwand betrieben, beispielsweise die Abgasrückführung und die selektive katalytische Reduktion (SCR). Zur Überwachung der Funktion dieser Verfahren und zur Senkung der Betriebskosten ist eine laufende Überwachung der NOx-Konzentration im Abgas des Fahrzeugs notwendig.
Speziell bei Kraftfahrzeug-Anwendungen ist in bestimmten Ländern vorgeschrieben, dass die Funktionsfähigkeit des Abgasnachbehandlungssystems im Fahrzeug selbst diagnostiziert wird. Der Automobilhersteller muss sicherstellen, dass ein zufällig ausgewähltes Fahrzeug auch noch nach langer Laufzeit die Emissionsvorschriften einhält. Vor allem für Dieselfahrzeuge ist die Überwachung von NOx-Speicherkatalysatoren und SCR-Katalysatoren zur Verringerung der NOx-Emissionen eine Aufgabe, an der intensiv gearbeitet wird.
Stickoxide können neben dem Auftreten als Verbrennungsabgasen auch als Prozessgase chemischen Anlagen auftreten. Auch hier kann die Detektion der Stickoxide von Interesse sein. Weitere Anlagen, bei denen eine Überwachung der chemischen Prozesse prinzipiell wünschenswert ist, sind Kraftwerke, Feuerungsanlagen und Müllverbrennungsanlagen und Gasturbinen.
Bekannte Sensoren für die Messung von NOx sind optische oder chemolumineszenzbasierte Systeme. Neben dem hohen Preis besitzen diese Systeme den Nachteil, dass eine extraktive Messung notwendig ist, d.h. eine Gasentnahme nötig ist. Für viele Anwendungen ist dies mit hohem Aufwand verbunden.
Bekannte Sensoren, die diese Nachteile überwinden, basieren auf yttriumstabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) und ähneln im Aufbau der herkömmlichen Lambda-Sonde; es kommen dabei Elektroden gleichen Materials zum Einsatz, beispielsweise aus Platin. Das Funktionsprinzip beruht dabei aber auf einem Zweikammersystem mit gleichzeitiger Messung von Sauerstoff und NOx. Nachteilig ist hierbei aber immer noch ein komplexer Aufbau und damit hoher Preis. Ein zentrales Prinzip der Lambdasonde ist dabei beispielsweise, dass eine der Elektroden dem zu vermessenden Gasgemisch zugewandt sein muss, während die andere Elektrode einem Gas mit einem definierten Sauerstoffpartialdruck zugewandt sein muss.
Im Gegensatz dazu sind auch sogenannte Mischpotential-Sensoren bekannt, die Elektroden aus verschiedenen Materialien beinhalten und als Sensorsignal die Potentialdifferenz zwischen diesen auswerten.
Aus der US 2005/0284772 A1 ist eine Messmethode bekannt, bei der zirkonoxidbasierte Lambdasonden oder Mischpotential-Sensoren verwendet werden, um einen NOx-Sensor aufzubauen. Als Messprinzip dient dabei eine dynamische Methode, wobei definierte Spannungs-Pulse an den Sensor angelegt und die jeweilige gasabhängige Depolarisation gemessen wird. Die so aufgezeichneten Entladekurven weisen eine starke Abhängigkeit von der umgebenden Gasatmosphäre auf. Stickoxide können dabei von anderen Gasen gut unterschieden werden, da bei diesem Sensortyp andere Gase nur sehr geringen Einfluss auf das Messsignal haben. Allerdings vermag der Sensor deswegen auch keine sonstigen Gase für sich genommen zu erkennen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gassensor und ein Betriebsverfahren für den Gassensor anzugeben, mit denen neben der Vermessung von Stickoxiden auch eine Erkennung anderer Gase ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich des Gassensors besteht eine Lösung in dem Gassensor mit den Merkmalen von Anspruch 10. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Betriebsverfahrens und Gassensors und beziehen sich soweit möglich auf Betriebsverfahren und Gassensor gleichermaßen.
Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für einen Gassensor zur Detektion von Stickoxiden und anderen Gaskomponenten in einem Gasgemisch wird ein Gassensor verwendet, der einen Sauerstoffionenleiter und wenigstens zwei auf diesem angeordnete Elektroden umfasst, wobei zwei der Elektroden voneinander verschiedene katalytische Aktivität aufweisen. Der Gassensor wird derart mit dem Gasgemisch in Verbindung gebracht, dass beide Elektroden mit dem Gasgemisch in Kontakt treten.
Im Betrieb wird für eine erste Zeitspanne zur Detektion von Stickoxiden ein Pulsmessbetrieb durchgeführt, bei dem innerhalb einer Pulszeitspanne eine Polarisations-Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird und innerhalb einer Depolarisationszeitspanne die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird.
Folgend wird für eine zweite Zeitspanne zur Detektion von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ein statischer Betrieb durchgeführt, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird. Mit anderen Worten wird während der zweiten Zeitspanne keine Polarisationsspannung angelegt.
Der erfindungsgemäße Gassensor ist zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestaltet und umfasst einen Sauerstoffionenleiter und wenigstens zwei auf dem Sauerstoffionenleiter angeordneten Elektroden, wobei zwei der Elektroden eine voneinander verschiedene katalytische Aktivität aufweisen. Dabei ist der Gassensor derart gestaltet, dass bei einem Betrieb des Gassensors wenigstens zwei der Elektroden mit dem Gasgemisch in Kontakt treten. Er weist ferner eine Steuereinrichtung auf, die ausgestaltet ist, den Sensor derart zu betreiben, dass für eine erste Zeitspanne zur Detektion von Stickoxiden ein Pulsmessbetrieb durchgeführt wird, bei dem innerhalb einer Pulszeitspanne eine Polarisations-Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird und innerhalb einer Depolarisationszeitspanne die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird, und für eine zweite Zeitspanne zur Detektion von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ein statischer Betrieb durchgeführt wird, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden gemessen wird.
Für die Erfindung wurde erkannt, dass bei einem Mischpotentialsensor in zeitlicher Folge zum Pulsmessbetrieb, mit dem Stickoxide vermessen werden, aber bei dem sonstige Gase nicht gut erkennbar sind, ein statischer Betrieb erfolgen kann, bei dem weitere Gase wie Kohlenmonoxid CO oder Kohlenwasserstoffe HC erkennbar werden. Damit wird vorteilhaft ein sehr vielseitiger Sensor geschaffen, der bei vergleichsweise einfachem Aufbau eine Mehrzahl von Gasen zuverlässig detektieren kann. Dabei ist im Gegensatz zu den noch einfacheren halbleitenden Sensoren eine vergleichsweise hohe Selektivität gegeben, d.h. der Sensor kann ohne zusätzliche Sensoren Stickstoffoxide von anderen Gasen unterscheiden.
Zweckmäßig umfasst der Gassensor elektrische Anschlüsse an die Elektroden und Mittel, diese mit einer Spannung zu beaufschlagen sowie eine Einrichtung zur Messung der Spannung zwischen den Elektroden.
Das ionenleitende Material kann beispielsweise Zirkondioxid sein, insbesondere yttriumstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ). Es kann selbst als Träger für die Elektroden fungieren. Alternativ ist es auch möglich, dass das ionenleitende Material als Schicht auf einem Träger, beispielsweise aus Aluminiumoxid, aufgebracht ist. Die Elektroden sind dann zweckmäßig wiederum auf der Schicht aus dem ionenleitenden Material aufgebracht.
Vorteilhafte Weiterbildungen umfassen:

– Nach einem Pulsmessbetrieb und vor einem statischen Betrieb kann eine Entladung der Elektroden durch Kurzschließen der Elektroden durchgeführt wird. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Messung in dem statischen Betrieb nicht mehr durch die vorangegangene Polarisation im Pulsmessbetrieb beeinflusst wird. Dadurch wiederum werden die Messungen voneinander unabhängiger und dadurch genauer.
– Zweckmäßig ist die erste Zeitspanne ein ganzzahliges Vielfaches der Summe aus Pulszeitspanne und Depolarisationszeitspanne. Mit anderen Worten wird im Pulsmessbetrieb immer eine Mehrzahl vollständiger Messzyklen aus Pulszeitspanne und Depolarisationszeitspanne duchlaufen, bevor in den statischen Messbetrieb umgeschaltet wird. Auf den statischen Messbetrieb wiederum folgt der Pulsmessbetrieb.
– Bei nacheinander folgenden Pulszeitspannen kann die Polarisation der Polarisations-Spannung wechseln. Mit anderen Worten folgt auf einen Pulszeitspanne, bei der eine positive Polarisations-Spannung angelegt wird, eine Pulszeitspanne, bei der eine negative Polarisations-Spannung angelegt wird und umgekehrt.
– Der Gassensor kann mittels einer Beheizungseinrichtung auf eine Temperatur von wenigstens 350°C beheizt werden. Beispielsweise kann eine Temperatur von 400 °C, 500 °C oder 600 °C mittels der Beheizungseinrichtung gehalten werden. Dadurch wird vorteilhaft eine stabile und kontrollierte Ionenleitung im ionenleitenden Material erreicht. Die Beheizungseinrichtung kann beispielsweise als elektrischer Heizer in Form einer flachen Schicht aus beispielsweise Platin ausgestaltet sein. Sie ist zweckmäßig elektrisch von ionenleitenden Material und natürlich den Elektroden getrennt durch eine Isolatorschicht, beispielsweise durch den Träger.
– Vorteilhaft ist es, wenn der Gassensor innerhalb der ersten Zeitspanne auf eine Temperatur zwischen 350 °C und 500 °C, insbesondere zwischen 400 °C und 450 °C, beheizt wird und innerhalb der zweiten Zeitspanne auf eine Temperatur zwischen 450 °C und 700 °C, insbesondere zwischen 500 °C und 650 °C beheizt wird. Dadurch werden für die jeweilige Messung Temperaturen eingestellt, die sich in Messungen als optimal herausgestellt haben.
– Der Sauerstoffgehalt des zu vermessenden Gases kann mit einem Sauerstoffsensor ermittelt werden. Dadurch lassen sich Einflüsse von wechselndem Sauerstoffgehalt des Messgases auf die Messergebnisse verringern, indem der gemessene Sauerstoffgehalt mit den Sensorsignalen verrechnet wird.
– Als Polarisations-Spannung kann eine Spannung zwischen XXX V und YYY V verwendet werden.
– Die Pulszeitspanne beträgt bevorzugt zwischen XXX s und YYY s, insbesondere zwischen ZZZ s und WWW s.
– Die zwei Elektroden mit voneinander verschiedener katalytischer Aktivität können voneinander verschiedene Materialien aufweisen. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass eine der Elektroden eine Beschichtung aufweist, die bei der anderen Elektrode nicht vorhanden ist. Mögliche Materialien sind beispielsweise CuO, ZnO, SnO2, CdO oder Perovskite wie LaFeO3, LaCoO3 oder LaMnO3. Elektroden aus diesen Materialien können untereinander oder beispielsweise mit Elektroden aus Gold oder Platin kombiniert werden.
– Die zwei Elektroden mit voneinander verschiedener katalytischer Aktivität können voneinander verschiedene Mikrostruktur und/oder verschiedene Dicke aufweisen, insbesondere sogar bei gleichem Material. Auch damit kann eine unterschiedliche katalytische Aktivität begründet werden.
– Das ionenleitende Material kann als poröses Material ausgeführt sein. Bei einem Sensor aus dem Stand der Technik, bei dem das ionenleitende Material sowohl an das zu vermessende Gasgemisch als auch an beispielsweise Umgebungsluft grenzt, führen die Gradienten im Partialdruck der verschiedenen Gase zu einer Diffusion der Gase durch das ionenleitende Material, was zu einer Verschlechterung des Sensorsignals führt. Da beim vorliegenden Sensor das ionenleitende Material nicht mehr an die Umgebungsluft angrenzt, sondern zweckmäßig von allen Seiten vom zu vermessenden Gas umgeben ist, passiert keine solche Diffusion mehr und ein poröses, insbesondere offenporiges Material kann verwendet werden. Vorteilhaft ist ein poröses ionenleitendes Material leichter herzustellen, stabiler gegenüber den Belastungen durch wechselnde Temperaturen und weist eine höhere spezifische Oberfläche auf, was für die Interaktion mit Gasen und damit für das Sensorsignal Vorteile bringt.
– Der Gassensor kann drei oder vier Elektroden umfassen. Dabei können beispielsweise zwei der Elektroden auf einer Seite des ionenleitenden Materials angeordnet sein, während die dritte oder die dritte und vierte Elektrode auf der anderen Seite des ionenleitenden Materials angeordnet sind. Mit den weiteren Elektroden lassen sich mehrere Verbesserungen erreichen. So kann das Einprägen einer Spannung während einer jeweiligen Pulszeitspanne für die verschiedenen Paare von Elektroden mit zeitlichem Versatz erfolgen, also mit anderen Worten phasenverschoben. Damit wird häufiger ein Messpunkt erzeugt und damit die zeitliche Auflösung verbessert. Alternativ oder zusätzlich können Paare von Elektroden in Serie geschaltet werden und damit eine Verbesserung Signalhubs erreicht werden.
– Die Elektroden können geometrisch gestaltet werden, um eine Verbesserung der Signalqualität zu erreichen. Beispielsweise können die Elektroden als Fingerelektroden (Interdigitalelektroden) gestaltet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen schematisch
1 eine Variante eines Gassensors gemäß der Erfindung mit zwei Elektroden,
2 ein Schema für das Messverfahren zum Betrieb des Gassensors.
1 zeigt stark schematisiert einen ersten Gassensor 1 gemäß der Erfindung. Dieser umfasst einen Block 2 aus YSZ-Material. Auf einer ersten Seite dieses Blocks 2 ist sind eine erste Platin-Elektrode 4 und eine zweite Platin-Elektrode 5 aufgebracht. Die zweite Platin-Elektrode 5 ist mit einem Katalysator in Form von LaFeO3 überzogen.
Die Platin-Elektroden 4, 5 sind elektrisch mit einer Einrichtung 7 zur Erzeugung und Messung von Spannung und/oder Strom verbunden. In 1 nicht dargestellt sind Mittel, mit denen der erste Gassensor 1 in einen mit dem zu vermessenden Gasgemisch gefüllten Raum eingebracht werden kann, beispielsweise einen Flansch zum Einschrauben in eine entsprechend ausgestaltete Öffnung. Diese Mittel und der Gassensor 1 sind so gestaltet, dass nach Anbringen des Gassensors 1 sowohl die erste als auch die zweite Platin-Elektrode 4, 5 bzw. der Katalysator direkt mit dem Gasgemisch in Kontakt stehen. Eine Berührung des Blocks 2 mit beispielsweise der Umgebungsluft hingegen wird dabei zweckmäßig vermieden.
Auf der Rückseite des Blocks 2 ist eine Platin-Heizstruktur 3 aufgebracht. Diese ist ausgestaltet, den Gassensor 1 auf beispielsweise 500 °C zu beheizen. Zur Temperaturkontrolle kann einerseits die Heizstruktur 3 selbst verwendet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass ein zusätzlicher Temperaturfühler dafür vorgesehen ist. Liegt die Temperatur des Gasgemischs selbst deutlich oberhalb von 350°C, kann es auch ausreichend sein, die Heizstruktur 3 nur als Temperaturfühler zu betreiben, da eine zusätzliche Beheizung unnötig ist.
Das Verfahren zum Betrieb des Gassensors 1 ist in 2 vereinfacht skizziert. 2 zeigt den Verlauf 20 der Spannung zwischen den Elektroden 4, 5 über die Zeit t. Der Zeitverlauf gliedert sich dabei in einen Pulszeitraum 21, während dem mittels der Einrichtung 7 eine Polarisations-Spannung zwischen den Platin-Elektroden 4, 5 angelegt wird. Die Spannung 20 zwischen den Elektroden 4, 5 entspricht in diesem Pulszeitraum 21 daher erzwungen der Polarisations-Spannung. Die hier verwendete Polarisations-Spannung beträgt bevorzugt zwischen 0,5 V und 1 V, beispielsweise 0.8 V. Die Dauer des Pulszeitraums 21 beträgt bevorzugt zwischen 0,1 s und 1 s.
Auf den Pulszeitraum 21 folgt ein Depolarisationszeitraum 22. Während diesem Zeitraum wird keine Polarisations-Spannung an die Elektroden 4, 5 angelegt und die Spannung zwischen den Elektroden fällt ausgehend von der vorher angelegten Polarisations-Spannung ab. Während diesem Depolarisationszeitraum 22 wird der Verlauf 20 der Spannung an einem oder mehreren Zeitpunkten aufgezeichnet und die Höhe der Spannung ausgewertet als Signal für die Präsent von Gasen. Die Anwesenheit von Stickoxiden senkt die Spannung im Depolarisationszeitraum 22 gegenüber dem Verlauf 20, wenn keine Stickoxide vorhanden sind. Ein Messwert kann beispielsweise nach Ablauf einer festen Zeit innerhalb des Depolarisationszeitraums 22 genommen werden, beispielsweise nach 1 s oder nach 3 s. Dies gibt der Spannung ausreichend Zeit, einen nahezu konstanten Wert anzunehmen und erlaubt gleichzeitig Messwerte in nicht allzu langem Abstand.
Auf den Depolarisationszeitraum 22 folgt ein weiterer Pulszeitraum 23, während dem wieder mittels der Einrichtung 7 eine Polarisations-Spannung zwischen den Platin-Elektroden 4, 5 angelegt wird, diesmal allerdings mit der umgekehrten Polarität, beispielsweise –0,8 V. Nach diesem Pulszeitraum 23 folgt ein weiterer Depolarisationszeitraum 24, in dem wieder der Abfall der Spannung in Richtung zu 0 V zwischen den Elektroden 4, 5 ausgewertet wird.
Der beschriebene Zyklus aus Pulszeitraum 21, 23 und Depolarisationszeitraum 22, 24 kann sich nun mehrfach wiederholen, was in 2 aber der Übersicht halber nicht dargestellt ist. Gemäß 2 folgt bereits auf die ersten vier Zeiträume 21 ... 24 ein statischer Zeitraum 25, in dem ein statischer Messbetrieb durchgeführt wird. Im statischen Zeitraum 25 wird keinerlei Spannung an die Elektroden 4, 5 angelegt, sondern lediglich die Spannung gemessen und ausgewertet. Um Nachwirkungen der letzten Polarisations-Spannung auf diese Messungen zu vermeiden, werden die Elektroden 4, 5 zwischen dem zweiten Depolarisationszeitraum 24 und dem statischen Zeitraum 25 für eine kurze Zeit kurzgeschlossen und damit die Spannung dazwischen auf null gesetzt. Im gegebenen Beispiel zeigt sich im statischen Zeitraum 25 eine positive Spannung, was auf das Vorhandensein von CO oder HCs schließen lässt.
Nach Ablauf des statischen Zeitraums 25 wird wieder zu einem mehreren Zyklen aus Pulszeitraum 21, 23 und Depolarisationszeitraum 22, 24 zurückgekehrt. So können abwechselnd Messwerte für NO / NO2 und für CO / HC gewonnen werden. Dabei ist es möglich, dass die Gase die jeweils anderen Messwerte beeinflussen. Dann kann es sinnvoll sein, mit den Messwerten den Messwert für die jeweils anderen Gase zu korrigieren, um die gegenseitigen Einflüsse zu minimieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2005/0284772 A1 [0009]

Claims

Betriebsverfahren für einen Gassensor (1) zur Detektion von Stickoxiden und anderen Gaskomponenten in einem Gasgemisch, bei dem – ein Gassensor (1) verwendet wird, der einen Sauerstoffionenleiter (2) und wenigstens zwei auf diesem angeordnete Elektroden (4, 5) umfasst, wobei zwei der Elektroden (4, 5) voneinander verschiedene katalytische Aktivität aufweisen, – der Gassensor (1) derart mit dem Gasgemisch in Verbindung gebracht wird, dass beide Elektroden (4, 5) mit dem Gasgemisch in Kontakt treten, – für eine erste Zeitspanne zur Detektion von Stickoxiden ein Pulsmessbetrieb durchgeführt wird, bei dem innerhalb einer Pulszeitspanne (21, 23) eine Polarisations-Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) angelegt wird und innerhalb einer Depolarisationszeitspanne (22, 24) die Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) gemessen wird, – für eine zweite Zeitspanne (25) zur Detektion von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ein statischer Betrieb durchgeführt wird, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) gemessen wird.
Betriebsverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem nach einem Pulsmessbetrieb und vor einem statischen Betrieb eine Entladung der Elektroden (4, 5) durch Kurzschließen der Elektroden (4, 5) durchgeführt wird.
Betriebsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Zeitspanne ein ganzzahliges Vielfaches der Summe aus Pulszeitspanne (21, 23) und Depolarisationszeitspanne (22, 24) ist.
Betriebsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem bei nacheinander folgenden Pulszeitspanne (21, 23)n die Polarisation der Polarisations-Spannung wechselt.
Betriebsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Gassensor (1) auf eine Temperatur von wenigstens 350°C beheizt wird.
Betriebsverfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der Gassensor (1) innerhalb der ersten Zeitspanne auf eine Temperatur zwischen 350 °C und 500 °C, insbesondere zwischen 400 °C und 450 °C, beheizt wird und innerhalb der zweiten Zeitspanne (25) auf eine Temperatur zwischen 450 °C und 700 °C, insbesondere zwischen 500 °C und 650 °C beheizt wird.
Betriebsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Sauerstoffgehalt des Gases mit einem Sauerstoffsensor ermittelt wird.
Betriebsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Polarisations-Spannung eine Spannung zwischen 0,2 V und 2 V, insbesondere zwischen 0,5 V und 1 V, verwendet wird.
Betriebsverfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Pulszeitspanne (21, 23) zwischen 0,1 s und 5 s beträgt, insbesondere zwischen 0,5 s und 3 s.
Gassensor (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: – einen Sauerstoffionenleiter (2) und – wenigstens zwei auf dem Sauerstoffionenleiter angeordneten Elektroden (4, 5), wobei zwei der Elektroden (4, 5) eine voneinander verschiedene katalytische Aktivität aufweisen, wobei der Gassensor (1) derart gestaltet ist, dass bei einem Betrieb des Gassensors (1) wenigstens zwei der Elektroden (4, 5) mit dem Gasgemisch in Kontakt treten, – eine Steuereinrichtung (7), die ausgestaltet ist, den Gassensor (1) derart zu betreiben, dass – für eine erste Zeitspanne zur Detektion von Stickoxiden ein Pulsmessbetrieb durchgeführt wird, bei dem innerhalb einer Pulszeitspanne (21, 23) eine Polarisations-Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) angelegt wird und innerhalb einer Depolarisationszeitspanne (22, 24) die Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) gemessen wird, – für eine zweite Zeitspanne (25) zur Detektion von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ein statischer Betrieb durchgeführt wird, bei dem die Spannung zwischen den Elektroden (4, 5) gemessen wird.
Gassensor (1) gemäß Anspruch 10, bei dem die zwei Elektroden (4, 5) mit voneinander verschiedener katalytischer Aktivität verschiedene Materialien aufweisen.