DE10220783A1

DE10220783A1 - Meßfühler

Info

Publication number: DE10220783A1
Application number: DE10220783A
Authority: DE
Inventors: Werner Wieland; Josef Hickl; Lothar Diehl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-05-11
Also published as: JP2004004072A; JP4361756B2; DE10220783B4

Abstract

Es wird ein Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen angegeben, der ein Sensorelement (10) mit einer dem Abgas ausgesetzten äußeren Elektrode (12) und ein das Sensorelement (10) umgebendes Schutzrohr (41) mit Durchtrittsöffnungen (42) für das Abgas aufweist. Zur Verhinderung einer Vergiftung des Sensorelements (10) durch im Abgas enthaltende Verbrennungsrückstände und Schwermetalle ist an die äußere Elektrode (12) und an das Schutzrohr (41) eine Gleichspannung mit einem gegenüber dem Schutzrohr (41) positiven Potential an der äußeren Elektrode (12) gelegt (Fig. 3).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Meßfühlern zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen, auch Lambdasonden genannt, bilden sich während des Fahrbetriebs infolge von Verbrennungsrückständen und im Abgas enthaltener Schwermetalle, wie Blei, Mangan, Zink, Kadmium, Magnesium, Cer, Silizium, die aus Additiven oder Restverunreinigungen in den Kraftstoffen, Schmierölen und Dichtungen im Motorblock herrühren, Ablagerungen auf dem Sensorelement, die langfristig zu einer Verglasung von im Sensorelement enthaltenen Schutzschichten und Diffusionsbarrieren und der Elektroden führen. Diese sog. Vergiftung des Meßfühlers stört die Funktion des Sensorelements, da die vorzugsweise aus Platin oder Platinlegierungen bestehenden Elektroden ihre katalytische Funktion verlieren.
Um dieser sog. Sondenvergiftung zu begegnen, ist bei einem bekannten Meßfühler dieser Art (EP 0 159 905 B1) die äußere Elektrode des Sensorelements mit einer schützenden, hitzebeständigen Metalloxidschicht beschichtet, in der Blei einfangende, stabile Metalle aus der Gruppe Platin, Ruthenium, Palladium, Nickel, Gold und Legierungen derselben gleichmäßig verteilt sind.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß mit geringem Zusatzaufwand, lediglich durch Anlegen eines gegenüber dem Schutzrohr positiven Spannungspotentials an die Außenelektrode des Sensorelements, die von dem Steuergerät abgeleitet werden kann, ein zuverlässiger Schutz gegen Vergiftung der Elektroden durch Schwermetallionen erhalten wird, da das als Kathode wirkende Schutzrohr die positiven Metallionen (Kationen) der Schwermetalle bindet. Damit kann die Lebensdauer des Meßfühlers wesentlich erhöht werden. Durch Auswahl eines geeigneten Spannungspotentials können auch noch andere, im Abgas nachgeordnete Sensoren, z. B. Temperaturfühler, und der im Abgasrohr befindliche Katalysator vor dem Vergiften geschützt werden.
Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den Merkmalen des Anspruchs 2 hat den gleichen Vorteil des Schutzes des Sensorelements gegen Vergiftung und einer damit verbundenen erhöhten Lebensdauer des Meßfühlers. Allerdings ist der Fertigungsaufwand höher, da ein zusätzlicher Fertigungsvorgang für die Anbringung der mindestens einen Opferkathode an der Innen- oder Außenwand des Schutzrohrs erforderlich ist. Bei der üblicherweise aus Platin oder Platinlegierungen bestehenden äußeren Elektrode wird die Opferkathode aus einem Material gefertigt, in dem in der Spannungsreihe gegenüber dem Platin "edlere" Metalle, wie Gold Rhenium, Rhodium oder Mischungen davon, gebunden sind, die im galvanischen Element gegenüber Platin ein negatives Potential annehmen.
Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den Merkmalen des Anspruchs 5 hat den Vorteil, daß die Schutzmittel gegen Vergiftung des Sensorelements am Sensorelement selbst angeordnete sind und damit der Schutz unabhängig von der Einbauart des Sensorelements in den Meßfühler erreicht wird. Die hierzu auf den Sensorkörper außen aufgebrachte Fangelektrode läßt sich, insbesondere bei einem planaren Aufbau des Sensorelements, kostengünstig bei der Fertigung des Sensorelements herstellen. Dabei fallen nur Materialkosten für die Elektrodenfläche der Fangelektrode und für deren erforderlichen Isolation gegenüber dem Sensorkörper an. Zusätzliche Fertigungsschritte sind nicht notwendig, da die Fangelektrode und ihre Leiterbahn in einem Layout mit den Anschlußkontakten des Widerstandsheizers gedruckt werden können. Die Fangelektrode erzeugt bei der an dem Widerstandsheizer anliegenden, relativen hohen Spannung ein hohes Saug- bzw. Abschirmfeld und hindert so die Abgasverunreinigungen am Niederschlag auf dem Sensorkörper.
Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den Merkmalen des Anspruchs 9 hat den Vorteil, daß das komplette Layout auf dem Festelektrolytteil des Sensorelements gedruckt ist und die Trägerschicht mit Widerstandsheizer unverändert bleibt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Meßfühler mit einer auf der Außenfläche der Trägerschicht angeordneten Fangelektrode gemäß Anspruch 5 und mit einer die äußere Elektrode ringförmig umschließenden Fangelektrode gemäß Anspruch 9 ausgestattet werden.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Sensorelements eines Meßfühlers,
Fig. 2 eine Draufsicht des Sensorelements in Fig. 1 mit teilweisem Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 ausschnittweise den Meßfühler mit integriertem Sensorelement nach Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 3 des modifizierten Meßfühlers,
Fig. 5 bis 7 jeweils eine Unteransicht von drei verschiedenen, gegenüber dem Sensorelement in Fig. 1 modifizierten Sensorelementen,
Fig. 8 eine Draufsicht eines weiteren, gegenüber dem Sensorelement in Fig. 1 modifizierten Sensorelements.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in Fig. 1 und 2 in verschiedenen Schnittdarstellungen gezeigte Sensorelement 10 für einen z. B. als planare Breitband-Lambdasonde ausgebildeten Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen ist im Aufbau und Wirkungsweise bekannt und beispielsweise in der DE 199 41 051 A1 detailliert beschrieben. Er weist eine vorzugsweise als keramische Folie ausgeführte erste Festelektrolytschicht 11 auf, auf der eine äußere Elektrode 12 und eine innere Elektrode 13, vorzugsweise aus Platin oder einer Platinlegierung aufgedruckt sind. Die äußere Elektrode 12 ist durch eine auf der Oberfläche der Festelektrolytschicht 11 verlaufende Leiterbahn 14 an einer Kontaktfläche 15 angebunden, die zum Anlegen eines Spannungspotentials dient. Zwischen der Leiterbahn 14 und der Kontaktfläche 15 einerseits und der Festelektrolytschicht 11 andererseits ist eine Isolationsschicht 16 angeordnet. Die äußere Elektrode 12, die nach Einbau des Meßfühlers in den Abgasstutzen der Brennkraftmaschine dem Abgas ausgesetzt ist, ist von einer Schutzschicht 17 abgedeckt. Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 zu erkennen ist, ist die innere Elektrode 13 über eine auf der Unterseite der Festelektrolytschicht 11 aufgedruckte Leiterbahn 18 mit einer auf der Oberfläche der Festelektrolytschicht 11 aufgebrachten Kontaktfläche 19 verbunden. Wie in Fig. 2 angedeutet ist, erfolgt die Verbindung zwischen der Leiterbahn 18 und der Kontaktfläche 19 mittels einer in eine Bohrung 20 in der Festelektrolytschicht 11 eingebrachten Durchkontaktierung 21. Auf die Unterseite der Festelektrolytschicht 11 ist eine zweite Festelektrolytschicht 22 mittels Siebdruck eines pastösen, keramischen Materials aufgedruckt. In dieser zweiten Festelektrolytschicht 22 ist in bekannter Weise ein Meßgasraum 23, in dem die innere Elektrode 13 zusammen mit einer Meßelektrode 24 angeordnet ist und ein Referenzgaskanal 25 ausgebildet, die über eine nicht zu sehende Leiterbahn und einer Durchkontaktierung 27 mit einer auf der Oberseite der Festelektrolytschicht 11 angeordneten Kontaktfläche 28 elektrisch leitend verbunden ist. Der Referenzgaskanal 25 ist mit einer Referenzluft beaufschlagt, während der Meßgasraum 23 in bekannter Weise über eine Diffusionsbarriere 29 und einer in die Festelektrolytschicht 11 eingebrachten Bohrung 30 mit dem Abgas der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Meßelektrode 24 und Referenzelektrode 26 sowie die Diffusionsbarriere 29 sind auf einer dritten Festelektrolytschicht 31, die ebenfalls als keramische Folie ausgeführt ist, aufgedruckt.
Der beschriebene Folienverbund ist mit einer Trägerschicht 32, die ebenfalls aus einem Festelektrolyten bestehen kann, zusammenlaminiert. Auf der der dritten Festelektrolytschicht 31 zugekehrten Oberfläche der Trägerschicht 32 ist ein Widerstandsheizer 34 angeordnet, der in einer Isolierung 39 z. B. aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) eingebettet ist. Der Widerstandsheizer 34 besteht aus einem im Bereich der Elektroden 12, 13, 24, 26 angeordneten Heizmäander, der über zwei parallele Leiterbahnen 341 auf zwei auf der Unterseite der Trägerschicht 32 angeordnete Anschlußkontakte 35, 36 gelegt ist. In Fig. 1 sind nur die eine Leiterbahn 341 und der eine Anschlußkontakt 35 zu sehen. Die Verbindung von den Leiterbahnen 341 zu den Anschlußkontakten 35, 36 erfolgt wiederum jeweils durch eine in eine Bohrung 37 in der Trägerschicht 32 eingebrachte Durchkontaktierung 38. Den Anschlußkontakten 35, 36 ist eine Isolationsschicht 33 unterlegt, die am Ende der Trägerschicht 32 auf deren Außenfläche 321 aufgedruckt ist.
Das so aufgebaute Sensorelement 10 wird in ein Gehäuse 40 des Meßfühlers, wie es in Fig. 3 ausschnittweise dargestellt ist, gasdicht eingesetzt, und über eine Anschlußleitung mit einem Anschlußstecker zum Anschließen eines Steuergeräts verbunden. Ein vollständiger Aufbau des Meßfühlers mit in das Gehäuse 40 eingesetztem Sensorelement 10 ist in der DE 197 14 203 C2 beschrieben. Das Sensorelement 10 steht mit seinem meßseitigen Ende (mit dem in Fig. 1 und 2 linken Teil des Sensorelements) aus dem Gehäuse 40 vor. Das meßseitige Ende wird von einem Schutzrohr 41 umschlossen, das am unteren Ende des Gehäuses 40 festgelegt ist. Das Schutzrohr 41 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 42 auf, so daß das im Abgasstutzen strömende Abgas über die Öffnungen 42 in Kontakt mit dem Sensorelement 10 treten kann. In Fig. 3 ist bei dem Sensorelement 10 die die äußere Elektrode 12 abdeckende Schutzschicht 17 entfernt, so daß auf der Oberseite des Sensorkörpers die äußere Elektrode 12 und die zu ihr führende Leiterbahn 14 zu sehen sind.
Um eine sog. Vergiftung des Meßfühlers zu verhindern, die durch Anlagerung von Verbrennungsrückständen und im Abgas enthaltenen Schwermetallen verursacht wird, und um damit die Lebensdauer des Meßfühlers beträchtlich zu erhöhen, ist an die äußere Elektrode und das Schutzrohr eine zusätzliche Gleichspannung gelegt, die der äußeren Elektrode 12 gegenüber dem Schutzrohr 41 ein positives Potential verleiht. Wie in Fig. 3 skizziert ist, wird hierzu eine von einer Spannungsquelle 44 abgenommene Gleichspannung mit ihrem positiven Potential an die äußere Elektrode 12 und mit ihrem negativen Potential an das Gehäuse 40 des Meßfühlers gelegt, das mit dem Schutzrohr 41 in elektrisch leitender Verbindung steht. Das Sensorelement 10 ist durch eine ihn umgebende Dichtung 43 gegenüber dem Gehäuse 40 isoliert. Vorzugsweise wird die in Fig. 3 durch die Spannungsquelle 44 symbolisierte, zwischen äußerer Elektrode 12 und Schutzrohr 41 liegende Gleichspannung an dem Steuergerät für den Meßfühler abgenommen. An dem gegenüber der äußeren Elektrode 12 negatives Potential aufweisenden Schutzrohr 41 lagern sich bei Betrieb des Meßfühlers die positiven Metallionen (Kationen) ab und werden dadurch von dem Sensorelement 10 weitgehend ferngehalten. Mit einem geeigneten Potential an der äußeren Elektrode 12 können auch im Abgasstrom nachgeordnete Abgassensoren, z. B. Thermofühler, sowie der Katalysator im Abgas vor dem Vergiften geschützt werden.
In einer in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante des beschriebenen Meßfühlers ist zum gleichen Zweck der Verhinderung der Vergiftung des Sensorelements 10 am Schutzrohr 41 mindestens eine Opferkathode 45 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind mehrere Opferkathoden 45 auf der Innenseiten bzw. Innenfläche des Schutzrohrs 41angebracht, jedoch ist es auch möglich, die Opferkathoden 45 auf der Außenfläche des Schutzrohrs 41 anzuordnen. Jede Opferkathode 45 besteht aus einem Material, in dem gegenüber dem Platinmaterial der äußeren Elektrode 12 "edlere" Metalle oder Mischungen davon gebunden sind. Solche "edlere Metalle" sind Metalle, die in der Spannungsreihe unterhalb des Platins liegen, wie Gold (Au), Rhenium (Re), Rhodium (Rh), so daß zwischen der äußeren Elektrode 12 und der Opferkathode 45 ein Potentialgefälle entsteht. Dieses Material wird in Form von dünnen Schichten auf die Innen- oder Außenfläche des Schutzrohrs 41 aufgedampft. Auch bei dieser Ausgestaltung des Schutzrohrs 41 lagern sich die freien Metallionen aus dem Abgas an den als "Opferkathode" wirkenden, aufgedampften, dünnen Metallschichten an, so daß eine Vergiftung des Sensorelements verhindert wird. Allerdings verliert die Opferkathode 45 ihre Schutzwirkung, wenn sie vollkommen belegt ist, da dann ein Potentialausgleich stattfindet.
Wenn in bestimmten Anwendungsfällen das Schutzrohr 41 nicht für den beschriebenen Zweck herangezogen werden soll oder kann, so kann der Vergiftung des Sensorelements mit einem in Fig. 5 bis 8 in verschiedenen Varianten abgeänderten Aufbau des Sensorelements 10 entgegengetreten werden. Wie in Fig. 5 dargestellt wird auf der von dem Widerstandsheizer 34 in Fig. 3 abgekehrten unteren Außenfläche 321 der Trägerschicht 32 im Bereich des Widerstandsheizers 34 eine Fangelektrode 46 aufgebracht, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 als Netz oder Gitter 49 aus Platin oder einer Platinlegierung ausgeführt ist. Die Fangelektrode 46 ist über eine dünne Leiterbahn 47 mit dem Anschlußkontakt 35, an dem das Pluspotential der Heizspannung anliegt, verbunden. Zwischen der Außenfläche 321 und der Fangelektrode 46 ist eine Isolationsschicht 48 vorhanden, die bis zu der unter den Anschlußkontakten 35, 36 vorhandenen Isolationsschicht 33 reicht. Fangelektrode 46, Leiterbahn 47 mit Anschlußkontakten 35, 36 und Isolationsschicht 48 werden vorzugsweise in einem Druckschritt hergestellt. Zur zeichnerischen Heraushebung der Isolationsschichten 33 und 48 sind diese in Fig. 5 und den nachfolgenden Fig. 6 bis 8 schraffiert dargestellt.
Die als Gitter 49 ausgebildete Fangelektrode 46 kann - wie dies in Fig. 6 dargestellt ist - über die dünne Leiterbahn 47 auch mit dem Anschlußkontakt 36, an dem das negative Potential der Heizspannung liegt, verbunden werden.
In einer alternativen Ausführungsform des Sensorelements 10 - wie sie in Fig. 7 dargestellt ist - sind im Bereich des Widerstandsheizers 34 zwei vorzugsweise gleich große Fangelektroden 46 und 46' angeordnet, die über jeweils eine Leiterbahn 47 mit dem Anschlußkontakt 35 bzw. dem Anschlußkontakt 36 des Widerstandsheizers 34 verbunden sind.
Steht die Außenfläche 321 der Trägerschicht 32 nicht zur Aufbringung einer Fangelektrode 46 zur Verfügung, so wird die Fangelektrode 46 durch einen auf der Oberfläche der Festelektrolytschicht 11 die äußere Elektrode 12 umgehenden Ring 50 aus Platin realisiert. In diesem Fall wird die Fangelektrode 46 über eine dünne Leiterbahn 51 an die Kontaktfläche 19 für die Kontaktierung der inneren Elektrode 13 (Fig. 1 und 2) angeschlossen. Alternativ kann mittels einer entsprechenden Durchkonaktierung im Sensorelement 10 auch der positive Anschlußkontakt 35 oder der negative Anschlußkontakt 36 für den Widerstandsheizer 34 auf eine auf der Oberfläche der Festelektrolytschicht 11 ausgebildete Kontaktfläche gelegt und die Leiterbahn 51 zum Ring 50 an diese Kontaktfläche angeschlossen werden. In diesem Fall ist die Fangelektrode 46 (Ring 50) mit dem positiven oder negativen Potential der Heizspannung beaufschlagt. Die als Ring 50 ausgebildete Fangelektrode 46 und die dünne Leiterbahn 51 sind wiederum mit einer Isolationsschicht 52 unterlegt, die vorzugsweise zusammen mit der Isolationsschicht 16 für die Leiterbahn 14 der äußeren Elektrode 12 und für die Kontaktflächen 19 und 18 auf die Festelektrolytschicht 11 aufgedruckt wird.
In allen Ausführungsbeispielen von Fig. 5 bis 8 besteht die Fangelektrode 46, 46' aus Platin mit einem geringen Stützgehalt an Zirkoniumoxid (ZrO₂) oder an Aluminiumoxid (Al₂O₃), der beispielhaft ≍ 20% ZrO₂ oder ≍ 8% (3-20%) Al₂O₃ beträgt. Die sehr dünnen, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 5-25 µm ausgeführten, Leiterbahnen 47, 51 bestehen aus Platin oder einer Platinlegierung, die aus Kostengründen und zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität einen hohen Stützgehalt an Zirkoniumoxid (ZrO₂) oder Aluminiumoxid Al₂O₃ aufweisen. Beispielhaft beträgt der Stützgehaltanteil bei ZrO₂ ≍ 40% (10-50%) und bei Al₂O₃ ≍ 20%. Falls erforderlich können die Fangelektrode 46 und die Leiterbahnen (47, 51) mit einer weiteren Isolationsschicht abgedeckt werden.
Bei dem mit dem Sensorelement 10 gemäß Fig. 5 ausgestatteten Meßfühler wird zwischen dem auf Masse liegenden Gehäuse 40 und der an dem positiven Potential der Heizspannung von z. B. 13 V angeschlossenen Fangelektrode 46 ein elektrisches Feld mit einer Feldstärke von z. B. 2,6 kV/m aufgebaut. Bei dem mit dem Sensorelement 10 gemäß Fig. 6 ausgestatteten Meßfühler wird zwischen dem auf Masse liegenden Gehäuse 40 und dem an dem negativen Potential der Heizspannung angeschlossenen Fangelektrode 46 ein gleich großes, inverses elektrisches Feld aufgebaut. Bei dem mit dem Sensorelement 10 gemäß Fig. 6 ausgestatteten Meßfühler bildet sich das elektrische Feld zwischen den Fangelektroden 46 und 46' aus, dessen Feldstärke bei einer beispielhaft angenommenen Heizspannung von 13 V und einer entsprechenden geometrischen Anordnung der Fangelektroden 46, 46' z. B. 13 kV/m beträgt. Bei dem mit dem Sensorelement 10 gemäß Fig. 8 ausgestatteten Meßfühler bildet sich das elektrische Feld zwischen der äußeren Elektrode 12 und dem Ring 50 aus und weist beispielhaft bei Anschluß des Rings 50 an die Kontaktfläche 19 eine Feldstärke von ±5 kV/m und bei Anschluß des Rings 50 an die mit dem Anschlußkontakt 35 oder 36 des Widerstandsheizers 34 verbundene Kontaktfläche aufgrund der höheren Heizspannung eine betragsmäßig größere Feldstärke auf. In allen Fällen wird ein Saug- bzw. Abschirmfeld erzeugt, das eine Ablagerung der Metallionen aus dem Abgas an der äußeren Elektrode 12 weitgehend verhindert.

Claims

1. Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einem Sensorelement (10), das eine dem Abgas ausgesetzte, äußere Elektrode (12) aufweist, und mit einem das Sensorelement (10) umgebenden, mit Durchtrittsöffnungen (42) für das Abgas versehenen Schutzrohr (41), dadurch gekennzeichnet, daß an die äußere Elektrode (12) und das Schutzrohr (41) eine Gleichspannung mit einem gegenüber dem Schutzrohr (41) positiven Potential an der äußeren Elektrode (12) gelegt ist.

2. Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einem Sensorelement (10), das eine dem Abgas ausgesetzte äußere Elektrode (12) aufweist, und mit einem das Sensorelement (10) umgebenden, mit Durchtrittsöffnungen (42) für das Abgas versehenen Schutzrohr (41), dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (41) mindestens eine Opferkathode (45) trägt.

3. Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Opferkathode (45) auf der Innen- oder Außenseite des Schutzrohrs (41) angebracht ist.

4. Meßfühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode (12) aus Platin oder einer Platinlegierung und die Opferkathode (45) aus einem Material besteht, in dem in der Spannungsreihe gegenüber Platin edlere Metalle, wie Gold, Rhenium oder Rhodium, oder Mischungen davon gebunden sind.

5. Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einem Sensorelement (10) das eine dem Abgas ausgesetzte äußere Elektrode (12) und eine innere Elektrode (13), die auf einer Festelektrolytschicht (11) angeordnet sind, und einen im Bereich der Elektroden (12, 13) plazierten Widerstandsheizer (34) aufweist, der von einer an die Festelektrolytschicht (11) angebundenen Trägerschicht (32) aufgenommen und mit zwei auf der von der Festelektrolytschicht (11) abgekehrten Außenfläche (321) der Trägerschicht (32) angeordneten Anschlußkontakten (35, 36) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche (321) der Trägerschicht (32) im Bereich des Widerstandsheizer (34) mindestens eine Fangelektrode (46) angeordnet ist, die über eine Leiterbahn (47) mit einem der Anschlußkontakte (35, 36) des Widerstandsheizers (34) verbunden ist, und daß zwischen der Außenfläche (321) der Trägerschicht (32) und der Fangelektrode (46) sowie der Leiterbahn (47) eine Isolationsschicht (48) angeordnet ist.

6. Meßfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander angeordnete Fangelektroden (46, 46') mit vorzugsweise gleicher Elektrodenfläche über je eine Leiterbahn (47, 47') mit je einem der beiden Anschlußkontakte (35, 36) des Widerstandsheizers (34) verbunden sind.

7. Meßfühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Fangelektrode (46, 46') als Vollfläche ausgebildet ist.

8. Meßfühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Fangelektrode (46, 46') als Netz oder Gitter (49) ausgebildet ist.

9. Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einem Sensorelement (10), das eine dem Abgas ausgesetzte äußere Elektrode (12) und eine innere Elektrode (13), die auf einer Festelektrolytschicht (11) angeordnet sind, und einen im Bereich der Elektroden (12, 13) plazierten Widerstandsheizer (34) aufweist, der von einer an die Festelektrolytschicht (11) angebundene Trägerschicht (32) aufgenommenen und mit zwei auf der von der Festelektrolytschicht (11) abgekehrten Außenfläche (321) der Trägerschicht (32) angeordneten Anschlußkontakten (35, 36) verbunden ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Trägerschicht (32) abgekehrten Außenfläche des Festelektrolyten (11) eine die äußere Elektrode (12) ringförmig umschließende Fangelektrode (46) angeordnet ist, die über eine Leiterbahn (51) mit einer Kontaktfläche (19) zum Anschließen der Innenelektrode (13) oder mit einem Anschlußkontakt (35, 36) für den Widerstandsheizer (34) verbunden ist, und daß zwischen der Außenfläche der Festelektrolytschicht (11) einerseits und der Fangelektrode (46) und der Leiterbahn (51) andererseits eine Isolationsschicht (52) angeordnet ist.

10. Meßfühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (19) zum Anschließen der inneren Elektrode (13) auf der Außenfläche der Festelektrolytschicht (11) angeordnet ist und zu einer zu der inneren Elektrode (13) führenden Leiterbahn (18) durchkontaktiert ist.

11. Meßfühler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Anschlußkontakte (35, 36) des Widerstandsheizers (34) auf eine auf der Außenfläche der Festelektrolytschicht (11) angeordnete Kontaktfläche durchkontaktiert ist und daß die Leiterbahn (51) mit der Kontaktfläche verbunden ist.

12. Meßfühler nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahn (51) mit einer Isolationsschicht abgedeckt ist.

13. Meßfühler nach einem der Ansprüche 5-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12, 13, 46) aus Platin, vorzugsweise mit einem geringen Stützgehalt an Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder Zirkoniumoxid (ZrO₂) bestehen.

14. Meßfühler nach einem der Ansprüche 5-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (47, 47', 51) zu der Fangelektrode (46, 46') aus Platin oder einer Platinlegierung mit einem hohen Stützgehalt an Zirkonoxid (Zr₂O) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) bestehen.

15. Meßfühler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (47, 47', 51) sehr dünn, vorzugsweise mit einer Dicke von 5-25 µm, ausgeführt sind.

16. Meßfühler nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Fangelektrode (46, 46') und die Leiterbahnen (47, 47') zusammen mit den Anschlußkontakten (35, 36) des Widerstandsheizers (34) auf die mit einer Isolationsschicht (48) bedruckte Außenfläche (321) der Trägerschicht (32) im gleichen Druckprozeß aufgedruckt sind.