DE19532168A1 - Papierzuführvorrichtung für Papiervernichter und Papierzuführverfahren - Google Patents

Papierzuführvorrichtung für Papiervernichter und Papierzuführverfahren

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sauerstoffkonzentrati­ onsdetektor mit einer eingebauten Heizung, wie etwa einen Be­ grenzungsstrom-Typ-Sauerstoffkonzentrationsdetektor.
Herkömmlicherweise ist bei einem Sauerstoffkonzentrationsdetek­ tor eine Heizung an einer Innenseite des Detektors angebaut, der einen festen Elektrolyten aufweist, um den festen Elektro­ lyten zu beheizen, so daß sich die Charakteristik des Detektors schnell stabilisiert. Es ist jedoch in neuerer Zeit eine schnellere Beheizung des festen Elektrolyten erforderlich.
Um das oben erwähnte Erfordernis zu erreichen, ist es ein Ver­ fahren, der Heizung einen hohen Strom zuzuführen, und ein ande­ res Verfahren ist es, die Wärme von der Heizung effektiv einzu­ setzen. Wenn jedoch ein hoher Strom angelegt wird, so wird die Heizung durch einen abrupten Anstieg der Temperatur beschädigt. Deshalb wird es nach der vorliegenden Erfindung als ein effek­ tives Verfahren angesehen, die Wärme von der Heizung effektiv einzusetzen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sauer­ stoffkonzentrationsdetektor zu schaffen, um die Wärme von der Heizung effektiv einzusetzen.
Ein Sauerstoffkonzentrationsdetektor einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Sensorele­ ment, eine Heizung und eine Schicht mit einem hohen Emissions­ grad.
Das Sensorelement umfaßt einen festen Elektrolyten und eine äu­ ßere und eine innere Elektrode, die jeweils an einer äußeren und einer inneren Oberfläche davon vorgesehen sind. Die Heizung ist in der Nähe der inneren Oberfläche des Sensorelements vor­ gesehen. Die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad, die aus einem Material mit einem hohen Emissionsgrad besteht, ist zumindest an entweder der inneren Oberfläche des Sensorelements oder der Oberfläche der Heizung vorgesehen. Für den Fall, daß die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad an der inneren Oberfläche des Sensorelements vorgesehen ist, weist die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0.3 oder mehr auf. Für den Fall, daß die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad auf der Oberfläche der Heizung vorgesehen ist, weist die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0.6 oder mehr auf.
Vorzugsweise besteht die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad, die an der inneren Oberfläche des Sensorelements vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Eisen(III)Oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobal­ doxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Silikon-Nitrid, Alu­ minium-Nitrid und Silikon-Karbid besteht.
Vorzugsweise besteht die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad, die auf der Oberfläche der Heizung vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Eisen(III)Oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupfer­ oxid, Kobaldoxid, Chromoxid, Silikon-Nitrid, Aluminium-Nitrid und Silikon-Karbid besteht.
Vorzugsweise beträgt eine Rauhheit der Oberfläche der Schicht mit dem hohen Emissionsgrad 1 µm oder mehr.
Vorzugsweise weist die Heizung einen vieleckigen Querschnitt auf.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach der vorliegenden Erfindung ist die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad an der inneren Oberfläche des Sensorelements und/oder der Oberfläche der Heizung vorgesehen. Diese Schicht mit einem hohen Emissi­ onsgrad ist aus einem Material gebildet, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist.
Wenn die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad auf der inneren Oberfläche des Sensorelements vorgesehen wird, absorbiert die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad effizient Wärme, die von der Heizung abgestrahlt wird und beheizt den festen Elektroly­ ten ausreichend.
Wenn die Schicht mit dem hohen Emissionsgrad auf der Oberfläche der Heizung ausgebildet ist, absorbiert die Schicht mit dem ho­ hen Emissionsgrad die Wärme von der Heizung effizient, und strahlt diese effizient auf die innere Oberfläche des Sensore­ lements ab. Wenn die Schichten mit dem hohen Emissionsgrad so­ wohl auf der inneren Oberfläche des Sensorelements als auch auf der Oberfläche der Heizung vorgesehen sind, wird eine synergi­ stische Wirkung erzielt.
Deshalb wird entsprechend der vorliegenden Erfindung die Wärme von der Heizung effizient auf das Sensorelement übertragen, und das Sensorelement wird effizient beheizt. Sogar wenn die Tempe­ ratur des Gases, welches gemessen werden soll, niedrig ist, ist es nicht erforderlich, die Temperatur des Heizungs-Elementes der Heizung extrem anzuheben. Deshalb wird die Haltbarkeit der Heizung verbessert.
Ebenso, da das Sensorelement effizient beheizt wird, kann die Temperatur des Sensorelements angehoben werden, sogar wenn die Temperatur des Gases, welches zu messen ist, niedrig ist, wie etwa ein Motor-Abgas und stabile Sensor-Eigenschaften werden erhalten.
Deshalb wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Sauer­ stoffkonzentrationsdetektor mit der Heizung mit einer verbes­ serten Haltbarkeit geschaffen und mit stabilen Sensor- Eigenschaften geschaffen, sogar bei niedrigen Temperaturen.
Fig. 1 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 1 dargestellt ist;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die den Teil des Sensorelements zeigt, der der Heizung in dem Sauerstoffkonzen­ trationsdetektor nach dem Beispiel 1 gegenüberliegt;
Fig. 3 zeigt eine Funktion, die die Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Begrenzungsstrom des Begren­ zungsstrom-Typ- Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Bei­ spiel 1 darstellt;
Fig. 4 zeigt eine allgemeine schematische Ansicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 1 dar­ stellt ist;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die den Teil des Sensorelements zeigt, der der Heizung in dem Sauerstoffkonzen­ trationsdetektor nach dem Beispiel 3 gegenüberliegt;
Fig. 6 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 3 dargestellt ist;
Fig. 7 zeigt eine Funktion, in der die Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der elektromotorischen Kraft des Sauerstoffkonzentrationsdetektors nach dem Beispiel 4 dar­ gestellt ist;
Fig. 8 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 6 dargestellt ist;
Fig. 9 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 7 dargestellt ist; die
Fig. 10A bis 10C zeigen Ansichten zur Darstellung der Herstellungs-Schritte der Heizung des Sauerstoffkonzentra­ tionsdetektors nach dem Beispiel 7; und die Fig. 10D zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XD-XD in der Fig. 10C verläuft;
Fig. 11 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 8 dargestellt ist;
Fig. 12 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 9 dargestellt ist;
Fig. 13 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 10 dargestellt ist;
Fig. 14 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 11 dargestellt ist;
Fig. 15 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 12 dargestellt ist;
Fig. 16A zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Sensorelements in dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 13, und Fig. 16B zeigt eine teilweise schematische Querschnittsansicht davon;
Fig. 17 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der das Sensorelement des Sauerstoffkonzentrationsde­ tektors nach dem Beispiel 14 dargestellt ist;
Fig. 18 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dem Beispiel 14 dargestellt ist;
Fig. 19 zeigt eine teilweise schematische Querschnittsan­ sicht, in der das Sensorelement des Sauerstoffkonzentrationsde­ tektors nach dem Beispiel 15 dargestellt ist; und
Fig. 20 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der die Heizung während des Blatt-Aufwickelns nach einem herkömmlichen Beispiel dargestellt ist.
Ausführungsform 1
Ein Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des­ selben sowie die Verarbeitung des Sauerstoffkonzentrationsde­ tektors wird mit bezug zu den Fig. 1 bis 4 beschrieben wer­ den.
Wie die Fig. 1, 2 und 4 zeigen, umfaßt der Sauerstoffkonzen­ trationsdetektor nach dieser Ausführungsform ein Sensorelement 2, welches aus einem festen Elektrolyten 20 besteht, und wel­ ches mit einer äußeren Elektrode 22 und einer inneren Elektrode 23 versehen ist, die jeweils auf der äußeren Oberfläche 220 und der inneren Oberfläche 230 des Sensorelements ausgebildet sind, sowie eine Heizung 3, die in der Nähe der inneren Oberfläche 230 des Sensorelements angebracht ist.
Die innere Oberfläche 230 des Sensorelements 2 ist mit einer Schicht 1 mit einem hohen Emissionsgrad versehen, die durch ein Material gebildet ist, welches einen hohen Emissionsgrad auf­ weist.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 (Fig. 4) nach dieser Ausführungsform ist ein Begrenzungsstrom-Typ-Sauerstoffkonzen­ trationsdetektor zur Messung von Motor-Abgas, wie es später be­ schrieben werden wird.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist das Sensorelement 2 topf­ förmig und besteht aus einem festen Zirkonoxid-Elektrolyten 20, dessen innere Oberfläche 230 eine innere Elektrode 23 aufweist, die mit Luft in Berührung steht sowie die äußere Oberfläche 220 eine zylindrische äußere Elektrode 22 aufweist, die mit dem Mo­ tor-Abgas als dem zu messenden Gas in Berührung steht. Diese innere Elektrode 23 und die äußere Elektrode 22 weisen Schich­ ten aus Platin auf, die z. B. durch eine autokatalytische Galva­ nisierung erzeugt werden.
Eine poröse Schicht 1 mit einem hohen Emissionsgrad entspre­ chend der vorliegenden Erfindung ist auf der inneren Oberfläche 230 ausgebildet, um so die innere Elektrode 23 abzudecken.
Eine Gas-Diffusions-Schicht 26 ist auf der äußeren Oberfläche des festen Elektrolyten 20 ausgebildet, um so die äußere Elek­ trode 22 abzudecken, und eine poröse Abscheide-Schicht 27 ist auf der weiteren äußeren Oberfläche ausgebildet. Die Gas- Diffusions-Schicht 26 ist eine poröse plasma-beschichtete Alu­ miniumoxid-Magnesiumoxid-Schicht. Die Abscheide-Schicht 27 ist ausgebildet, um das Sensorelement 2 zu schützen, indem giftige Substanzen wie etwa Phosphor (P) und Blei (Pb) im Abgas abge­ schieden werden und besteht aus Aluminiumoxid.
Andererseits, wie die Fig. 1, 2 und 20 zeigen, umfaßt die Heizung 3 ein Heizelement 32 aus Platin oder Wolfram, welches auf der Oberfläche einer keramischen Stange 31 aus Aluminiu­ moxid vorgesehen ist und welches mit einem Aluminiumoxid-Blatt 33 beschichtet ist. Dieses Heizelement 32 wurde bisher auf das Blatt 32 gedruckt und wird hergestellt, indem es zusammen mit dem Blatt 33 rund um die keramische Stange 31 aufgewickelt wird. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet Anschlußdrähte.
Die poröse Schicht 1 mit einem hohen Emissionsgrad wurde ausge­ bildet, indem eine Schlämme eines Material-Puders mit einem ho­ hen Emissionsgrad in Wasser ausgelöst wurde, wie später noch zu beschreiben ist, indem diese auf die innere Oberfläche 230 des Sensorelements 2 aufgebracht wird, diese getrocknet wird und gebrannt wird, indem das Sensorelement auf etwa 1000°C erhitzt wird. Die Schlämme wurde aufgebracht, indem die Schlämme auf die topfförmig innere Oberfläche 230 des Sensorelements gegos­ sen wurde und anschließend die überschüssige Schlämme entfernt wurde.
Die Rauhheit der Oberfläche der inneren Oberfläche 230 beträgt etwa 10 µm.
Die Porösität der Schicht 1 mit dem hohen Emissionsgrad wird auf 50 Prozent bei dieser Ausführungsform festgelegt, unter Be­ rücksichtigung der Diffusion der Luft innerhalb des Sensorele­ ments.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 der Sauer­ stoffkonzentrationsdetektor 4 nach der Anbringung des Sensore­ lements 2 und der Heizung 3 beschrieben werden.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 umfaßt ein Sensorelement 2, in das eine Heizung 3 eingesetzt ist und ist mit einem Ge­ häuse 46 und einer Hülle 461 mit einem Fenster abgedeckt. Die externe bzw. äußere Elektrode 22, die interne bzw. innere Elek­ trode 23 und die Heizung 3 sind mit einem Stecker 48 am oberen Teil des Sensorelements 2 jeweils über Leitungsdrähte 41, 42 und 45 verbunden. Der so aufgebaute Sauerstoffkonzentrationsde­ tektor 4 ist mittels eines Flansches 47 an dem Motor-Abgas-Rohr befestigt, wobei der Flansch 47 am Gehäuse 46 angebracht ist.
Dieser Sauerstoffkonzentrationsdetektor 4 ist vom Begrenzungs­ strom-Typ, bei dem Sauerstoff-Ionen in dem festen Elektrolyten diffundiert sind, indem eine Spannung zwischen der äußeren Elektrode 22 und der inneren Elektrode 22 angelegt wird, und indem der Begrenzungsstrom-Wert für die Konzentration der dif­ fundierten Sauerstoff-Ionen gemessen wird. Die Fig. 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K = Menge an Luft / Menge an Kraftstoff) des Motors und dem Begren­ zungsstrom-Wert, wenn das Motor-Abgas gemessen wird, indem die­ ser Sauerstoffkonzentrationsdetektor benutzt wird.
Ausführungsform 2
Als nächstes wird der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach der Ausführungsform 1 verarbeitet, bei dem eine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad nur auf der inneren Oberfläche des Sensore­ lements (Tabelle 1) ausgebildet wurde.
Der Bereich der Schicht mit dem hohen Emissionsgrad, die auf der inneren Oberfläche des Sensorelements ausgebildet wird, be­ trug 60 Prozent der Fläche der inneren Oberfläche und die Dicke der Schicht mit dem hohen Emissionsgrad betrug etwa 20 µm. Der Typ der Schichten mit dem hohen Emissionsgrad und der Emissi­ onsgrad bei 500 bis 1200°C ist in der Tabelle 1 dargestellt.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor wurde getestet, um festzu­ stellen, wie hoch die Temperatur des festen Elektrolyten in dem Sensorelement ansteigt, wenn die Temperatur der Heizung auf 1050°C gehalten wird. Der Test wurde unter der Bedingung aus­ geführt, daß eine Leistung von 28 W (Watt) an die Heizung ange­ legt wird.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor wurde im Motor-Abgas ange­ ordnet und die Leistung des Sensors während des Motor-Leerlaufs wurde gemessen. Der Innenwiderstand des Sensorelements während des Leerlaufs wurde in drei Klassen von 20 kΩ (Kiloohm) oder darunter, 20 bis 40 kΩ, und 40 kΩ und darüber eingeteilt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Als vergleichende Beispiele dienen bei der gleichen Messung herkömmliche Detektoren, wobei die Elektroden eine Platin- und Gold-Beschichtung aufweisen, jedoch ohne eine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad versehen sind (Versuch, Nr. C1 und C2).
Die Ergebnisse für diese Beispiele sind ebenfalls in der Tabel­ le 1 dargestellt.
Wie die Tabelle 1 zeigt, da die Sauerstoffkonzentrationsdetek­ toren nach der vorliegenden Erfindung (Versuch, Nr. 1 bis 6) Schichten mit einem hohen Emissionsgrad aufweisen, die auf der inneren Oberfläche des Sensorelements ausgebildet sind, zeigt der feste Elektrolyt eine hohe Temperatur, wodurch die Sauer­ stoffkonzentrationsdetektoren exzellente Sensor-Eigenschaften zeigen. Dies deshalb, weil die Schichten mit dem hohen Emissi­ onsgrad einen Emissionsgrad von 0.3 oder mehr aufweisen. Ande­ rerseits, im Vergleich zu den Beispielen C1 und C2, ist die Temperatur des festen Elektrolyten niedrig und die Sensor- Eigenschaften sind ungenügend. Dies deshalb, weil der Emissi­ onsgrad der Platin-Beschichtung und der Gold-Beschichtung der Vergleichs-Beispiele C1 und C2 jeweils nur 0.1 und 0.03 be­ trägt.
Tabelle 1
Beispiele mit Schichten mit einem hohen Emissions­ grad auf den inneren Oberflächen der Sensorelemente
Ausführungsform 3
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektoren nach dieser Ausführungs­ form ist, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, eine Aus­ führungsform, bei der eine Schicht mit einem hohen Emissions­ grad auf der Oberfläche der Heizung ausgebildet ist.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektoren nach dieser Ausführungs­ form umfaßt eine Heizung 3 mit einem Heizelement 32, welches mit einem Aluminiumoxid-Blatt 33 beschichtet ist und welches weiterhin mit einer Schicht 1 mit einem hohen Emissionsgrad in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschichtet ist. Auf der Seite des Sensorelements 2 ist keine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad ausgebildet. Die anderen Aspekte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
In dem Fall mit dieser Ausführungsform werden 3 Typen von Schichten mit hohem Emissionsgrad (Versuch, Nr. 7 bis 9) be­ nutzt, wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist. Die Schichten 1 mit einem hohen Emissionsgrad werden, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, auf der Oberfläche des Aluminiumoxid-Blattes 33 ausgebildet, welches das Heizelement 32 der Heizung 3 abdeckt. Die Dicke der Schichten mit hohem Emissionsgrad betrug 20 µm. Die Schichten 1 mit hohem Emissionsgrad wurden ausgebildet, in­ dem die Heizung in die Schlämme aus einem Material mit hohem Emissionsgrad (Y₂O, Fe₂O₃ or NiO in der Tabelle 2) getaucht wur­ de, getrocknet und gebrannt wurde.
Als ein vergleichendes Beispiel wurde die Heizung benutzt, die nur mit einem Aluminiumoxid-Blatt 32 beschichtet ist, ohne das eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen ist, wie es herkömmlich üblich ist.
Die Sauerstoffkonzentrationsdetektoren dieser Ausführungsform wurden auf die gleiche Weise getestet wie bei der Ausführungs­ form 2. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Es ist der Tabelle 2 zu entnehmen, daß die Sauerstoffkonzentra­ tionsdetektoren nach der vorliegenden Erfindung (Versuch, Nr. 7 bis 9) eine hohe Temperatur des festen Elektrolyten zeigen, so­ gar wenn eine Schicht mit hohem Emissionsgrad auf der Heizung ausgebildet ist sowie sie hervorragende Sensor-Eigenschaften aufweisen. Andererseits ist bei dem vergleichenden Beispiel C3, obwohl ein Aluminiumoxid-Blatt auf der äußersten Oberfläche der Heizung 3 vorgesehen ist, die Temperatur des festen Elektroly­ ten niedrig, da der Emissionsgrad des Aluminiumoxid-Blattes niedrig ist.
Wie es aus der obigen Beschreibung zu entnehmen ist, wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Haltbarkeit der Heizung verbessert und es wird ein Sauerstoffkonzentrati­ onsdetektoren erhalten, der stabile Sensor-Eigenschaften auf­ weist.
Tabelle 2
Beispiele, die Schichten mit einem hohen Emissions­ grad auf der Oberfläche der Heizungen aufweisen
Ausführungsform 4
Bei den oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 3 sind die Sau­ erstoffkonzentrationsdetektoren vom Begrenzungsstrom-Typ, bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sauerstoffkonzentrati­ onsdetektoren von Typ mit elektromotorischer Kraft.
Wie die Fig. 7 zeigt, weist dieser Typ von Sauerstoffkonzen­ trationsdetektoren eine Charakteristik auf, bei der sich die elektromotorische Kraft bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis plötzlich verändert.
Ausführungsform 5
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der in den oben er­ wähnten Ausführungsformen gezeigt ist, wird, wenn die Luft- Seiten-Elektrode (interne Oberfläche des Sensorelements) durch die Paste aus Platin oder ähnlichem ausgebildet wird, ein wär­ mebeständiges Metalloxid mit hohem Emissionsgrad, wie etwa Alu­ miniumoxid, Zirkonoxid, Eisen-(III)-Oxid, und Nickeloxid mit dem Material für die Elektrode, wie etwa Platin gemischt, um eine Gemisch-Elektrode auszubilden, um den Emissionsgrad der Elektrode selbst auf 0.3 oder mehr zu bringen.
Durch diese Integration der Elektrode und der Schicht mit hohem Emissionsgrad wird ebenfalls die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 6
Diese Ausführungsform ist ähnlich zu dem Sauerstoffkonzentrati­ onsdetektor nach der Ausführungsform 3, bei der eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad teilweise auf der Oberfläche der Hei­ zung 3 ausgebildet ist, wie es in der Fig. 8 gezeigt ist.
Bei dem Sensorelement 2 ist die äußere Elektrode 22 am unteren Ende der Seite des festen Elektrolyten 20 als ein Band vorgese­ hen. Andererseits ist die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad ebenso am unteren Ende der Seite der Heizung 3 als ein Band vorgesehen, und zwar an einer Position, die der äußeren Elek­ trode 22 gegenüberliegt. An dem oberen Teil der Heizung 3 ist keine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad vorgesehen. In anderen Punkten entspricht diese Ausführungsform der Ausführungsform 1.
Bei einem Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der zur Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Motors eingesetzt wird, wird, denn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, Sau­ erstoff, der von dem Spalt zwischen der Heizung 3 und der inne­ ren Elektrode 23 zugeführt wird, in der inneren Elektrode 23 zu Sauerstoff-Ionen, die sich durch den festen Elektrolyten 20 zu der äußeren Elektrode 22 bewegen, wie es durch den Pfeil in der Fig. 8 gezeigt ist. Durch dieses Phänomen erfaßt der Sauer­ stoffkonzentrationsdetektor, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist. Falls die Innenseite des Sensorelements 2 unter der Bedingung einer Sauerstoff-Armut steht, so kann die korrekte Erfassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses nicht erreicht wer­ den.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungs­ form weist den Aufbau auf, daß der Spalt zwischen der inneren Elektrode 23 und der Heizung 3 am oberen Teil der Heizung 3 groß ist und daß der Sauerstoff leicht einströmt. Deshalb wird die Sauerstoff-Armut im Sensorelement 2 verhindert und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird sehr genau gemessen. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 er­ reicht.
Vorzugsweise ist der Spalt zwischen der Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad und der inneren Elektrode 23 0.1 mm oder mehr breit, um so die Bewegung des Sauerstoffs oder ähnliches nicht zu stören.
Ausführungsform 7
Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, umfaßt der Sauerstoffkonzen­ trationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Heizung 39, die aus Silikon-Nitrid besteht, welches eine hohe Wärmebestän­ digkeit und einen hohen Emissionsgrad aufweist.
Wie es in der Fig. 10A gezeigt ist, werden bei der Herstellung der Heizung 39 zwei Formteile mit der gleichen Form 390, die aus Silikon-Nitrid bestehen, vorgesehen. Eines der Formteile 390 ist an zwei Stellen mit einer W-Mo-(Wolfram-Molybdän)- Leit-Paste 392 bedruckt sowie ein Wolfram-Draht 391 mit dem an­ deren Formteil 390 verbunden ist. Der Wolfram-Draht 391 und die Leit-Paste 392 können auch auf dem gleichen Formteil vorgesehen sein.
Als nächstes werden die beiden Formteile 390 übereinander ge­ legt, um ein Laminat auszubilden, werden die Leit-Paste 392 dem Wolfram-Draht 391 gegenüberliegt. Dann wird das Laminat in der heißen Presse bei einer Temperatur zwischen 1700 und 1800°C gesintert, um ein gesintertes Teil zu erhalten.
Als nächstes wird das gesinterte Teil bearbeitet, um daraus ein zylindrisches Teil 399 zu machen, wie es in der Fig. 10B ge­ zeigt ist. Dann werden, wie es die Fig. 10C zeigt, zwei Ni- Leitungs-Drähte 394 an die Seite des zylindrischen Teils 399 gelötet, indem eine Au-Ni-Hartlötung 393 benutzt wird, um eine Verbindung zu der Leit-Paste 392 herzustellen. D.h., wie es die Fig. 10D zeigt, da die Leit-Paste 392 an der Seite des zylin­ drischen Teils 399 offen liegt, daß die Au-Ni-Hartlötung 393 vorgesehen ist, um die Leit-Paste 392 abzudecken. Dadurch wird die Heizung 39 erhalten, die aus Silikon-Nitrid besteht.
Diese Heizung 39 wird in das Sensorelement 2 eingesetzt, wie die Fig. 9 zeigt. Die anderen Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform wird das Sensorelement 2 effizient beheizt, da die Heizung 39 aus einem Material besteht, welches hoch wärmebe­ ständig ist und welches einen hohen Emissionsgrad aufweist. Zu­ sätzlich wird der gleiche Effekt erzielt wie bei der Ausfüh­ rungsform 1.
Ausführungsform 8
Wie die Fig. 11 zeigt, umfaßt der Sauerstoffkonzentrationsde­ tektor nach dieser Ausführungsform ein Sensorelement 2, welches so ausgebildet ist, daß der Spalt zwischen der inneren Elektro­ de 23 und der Heizung 39 am oberen Teil des Sensorelements 2 breiter ist, sowie der Spalt zwischen der inneren Elektrode 23 und der Heizung 39 in der Nähe der äußeren Elektrode 22 enger ist.
Die Heizung 39, die in das Sensorelement 2 eingesetzt ist, ist die Heizung 39, die aus einem Material besteht, welches hoch wärmebeständig ist und welches einen hohen Emissionsgrad auf­ weist, wie bei der Ausführungsform 7. Die anderen Schritte sind gleich wie bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform, strömt der Sauerstoff leicht ein, da der Spalt zwi­ schen der inneren Elektrode 23 und der Heizung 39 im oberen Teil der Heizung 39 weit ist. Deshalb wird die Sauerstoff-Armut in dem Sensorelement 2 verhindert und das Luft-Kraftstoff- Verhältnis wird genau gemessen. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Der Spalt zwischen der Heizung 39 und der inneren Elektrode 23 beträgt vorzugsweise 0.1 mm oder mehr, um so die Bewegung des Sauerstoffs oder ähnliches zu stören.
Ausführungsform 9
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungs­ form ist eine Ausführung, bei der die innere Elektrode 239 in dem Sensorelement 2 aus einem Material besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, wie etwa Platinschwarz oder Rut­ heniumoxid, wie es in der Fig. 12 gezeigt ist.
Bei der Herstellung der inneren Elektrode 239, für den Fall mit Platinschwarz, wird die Paste durch Mischung von 82 Gewichts­ prozent Platinschwarz-Pulver mit 18 Gewichtsprozent einer Mi­ schung aus einem organischen Bindemittel und einem organischen Lösemittel hergestellt. Andererseits, für den Fall mit Rutheni­ umoxid, wird die Paste durch Mischung von 76 Gewichtsprozent Rutheniumoxid-Pulver mit 24 Gewichtsprozent einer Mischung aus einem organischen Bindemittel und einem organischen Lösemittel hergestellt.
Als nächstes wird die oben erwähnte Paste auf die Oberfläche des festen Elektrolyten 20 durch bedrucken der gekrümmten Ober­ fläche aufgebracht. Dann wird der feste Elektrolyt 20 für 10 Minuten zum Ausgleich der Luft ausgesetzt. Der feste Elektrolyt 20 wird dann in einem Sinter-Ofen angeordnet und bei einer Tem­ peratur zwischen 1100 und 1400°C für 5 Stunden in Luft gesin­ tert, für Platinschwarz, sowie bei einer Temperatur zwischen 760 und 850°C für 10 Minuten in Luft gesintert, für Rutheniu­ moxid.
Dadurch wird die innere Elektrode 239 auf der inneren Oberflä­ che des festen Elektrolyten 20 ausgebildet. Die anderen Schrit­ te entsprechen denen bei der Ausführungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform besteht die innere Elektrode 23 aus einem Material mit einem hohen Emissionsgrad. Deshalb wird die Wärme von der Heizung 3 effizient auf das Sensorelement 2 übertragen sowie das Sensorelement 2 effizient beheizt wird. Zusätzlich dazu wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 10
Wie die Fig. 13 zeigt, umfaßt der Sauerstoffkonzentrationsde­ tektor nach dieser Ausführungsform eine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad, die aus einem Material besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, welches auf der Oberfläche der inneren Elektrode 239 ausgebildet ist, während die äußere Elek­ trode 229 aus einem Material besteht, welches einen Emissions­ grad aufweist, der geringer ist als der Emissionsgrad der Schicht 1 mit dem hohen Emissionsgrad.
Die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad besteht aus einem der Ma­ terialien, die in der Tabelle 2 angeführt sind oder aus ähnli­ chem.
Andererseits setzt, unter der Bedingung, daß die äußere Elek­ trode 229 einen Emissionsgrad aufweist, der niedriger ist als der Emissionsgrad der Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad, sich die äußere Elektrode 229 z. B. aus Platin (Emissionsgrad: 0.1), Gold (Emissionsgrad: 0.03) oder Palladium (Emissionsgrad: 0.33) zusammen. Andere Schritte sind die gleichen wie bei der Ausfüh­ rungsform 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform, da eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad auf der inneren Elektrode 23 vorgesehen ist, wird die Wärme effizient absorbiert, die von der Heizung 3 abgestrahlt wird. Anderer­ seits, da die äußere Elektrode 22 aus einem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist, wird wenig Wär­ me aus dem Sensorelement 2 abgegeben. Deshalb wird das Sensore­ lement 2 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung erzielt wie bei der Ausführungsform 1.
Ausführungsform 11
Wie die Fig. 14 zeigt, umfaßt der Sauerstoffkonzentrationsde­ tektor nach dieser Ausführungsform eine innere Elektrode 239, die aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad aufweist, der größer ist als der Emissionsgrad der äußeren Elektrode 229, und zwar an der Stelle des Sensorelements 2, die der äußeren Elektrode 229 gegenüberliegt.
D. h., daß die äußere Elektrode 229 am unteren Ende der Seite des festen Elektrolyten 20 als ein Band vorgesehen ist. Ande­ rerseits ist die innere Elektrode 239 ebenfalls an dem unteren Ende der Seite der Heizung 3 als ein Band vorgesehen. Im oberen Teil des Sensorelements 2 ist keine innere Elektrode 239 vorge­ sehen.
Die innere Elektrode 239 setzt sich aus Platinschwarz oder ähn­ lichem zusammen, genauso wie bei der Ausführungsform 9. Die äu­ ßere Elektrode 229 setzt sich aus Platin oder ähnlichem zusam­ men, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist, wie nach der Ausführungsform 10. Die anderen Schritte entsprechen denen bei der Ausführungsform 1.
In der Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 238 eine Leitung zur Verbindung der inneren Elektrode 239 mit dem äußeren An­ schluß (nicht dargestellt).
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungs­ form umfaßt eine innere Elektrode 239, die nur auf der minimal benötigten Fläche vorgesehen ist. Dadurch werden die Material- Kosten zur Herstellung der Elektroden reduziert. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 12
Wie die Fig. 15 zeigt, umfaßt der Sauerstoffkonzentrationsde­ tektor nach dieser Ausführungsform die äußerste Schicht 270, die aus einem Material besteht, welches einen Emissionsgrad aufweist, der niedriger ist als der Emissionsgrad der inneren Elektrode 239, die an dem Sensorelement 2 vorgesehen ist.
D. h., daß die äußerste Schicht 270 auf der Oberfläche der Gas- Diffusions-Schicht 26 in dem Sensorelement 2 vorgesehen ist und besteht z. B. aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder Magnesiumoxid. Die äußerste Schicht 270 ist eine poröse Schicht, die das Gas einfach durchläßt, welches zu messen ist.
Die äußerste Schicht 270 wird durch ein Verfahren hergestellt, indem ein pulverförmiges Material vorbereitet wird, welches aus den oben beschriebenen Substanzen besteht und wobei das pulver­ förmige Material durch eine Plasma-Beschichtung aufgebracht wird, oder durch ein Verfahren, bei dem die Schlämme des pul­ verförmigen Materials vorbereitet wird und diese Schlämme auf­ gebracht und gebrannt wird, oder durch ein Verfahren zur Ver­ dampfung, wie etwa Sprühen und eine Wärme-Behandlung.
Andererseits setzt sich die innere Elektrode 239 aus Platin­ schwarz zusammen, wie bei der Ausführungsform 9. Die anderen Schritte entsprechen den Schritten bei der Ausführungsform 1.
Da der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform eine innere Elektrode 239 aufweist, die aus einem Ma­ terial besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, wird die Wärme von der Heizung 3 effizient absorbiert. Anderer­ seits, da die äußerste Schicht 270 des Sensorelements 2 aus ei­ nem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist, wird wenig Wärme aus dem Sensorelement 2 abgegeben. Deshalb wird das Sensorelement 2 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 13
Wie in den Fig. 16A und 16B gezeigt ist, umfaßt der Sauer­ stoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausführungsform eine Heizung 38, die einen vieleckigen Querschnitt aufweist.
D. h., daß die Heizung 38 einen achteckigen Querschnitt aufweist und eine Schicht mit hohem Emissionsgrad ist auf der Oberfläche der Heizung 38 vorgesehen. Andere Schritte sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1.
Zylindrische Körper mit der gleichen Querschnitts-Fläche haben eine größere Oberflächen-Fläche, wenn der Querschnitt vieleckig ist anstatt kreisförmig. Deshalb hat die Heizung 38 nach dieser Ausführungsform eine größere Oberflächen-Fläche und beheizt das Sensorelement 2 noch effizienter. Zusätzlich wird wie gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 14
Die oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 13 betreffen Sauer­ stoffkonzentrationsdetektoren, die topfförmige Sensorelemente benutzen, wohingegen diese Ausführungsform einen Sauerstoffkon­ zentrationsdetektor 49 betrifft, der einen Laminat-Typ- Sensorelement umfaßt, wie es in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist.
Das Laminat-Typ-Sensorelement 5 umfaßt Heizungen 3, die Heize­ lemente 395 aufweisen, die auf dem festen Elektrolyten 20 zu­ sammen mit Aluminiumoxid-Substraten 201 und 202 ausgebildet sind. In dem Zwischenraum zwischen dem festen Elektrolyten 20 und dem Aluminiumoxid-Substrat 202 ist eine innere Elektrode 239 auf der inneren Oberfläche 230 des festen Elektrolyten 20 vorgesehen. Andererseits ist eine äußere Elektrode 22 auf der äußeren Oberfläche 220 des festen Elektrolyten 20 vorgesehen, sowie eine Glas-Diffusions-Schicht 26 und eine Abscheide-Schicht 27 in dieser Reihenfolge auf die Oberfläche der äußeren Elektrode 22 geschichtet sind.
Die interne Elektrode 239 setzt sich aus einem Material zusam­ men, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, wie etwa Pla­ tinschwarz nach der Ausführungsform 9.
Bei der Herstellung der inneren Elektrode 239 nach dieser Aus­ führungsform wird die Paste, wie bei der Ausführungsform 9 be­ schrieben, auf der inneren Oberfläche 230 des festen Elektroly­ ten 20 vorgesehen und bei dieser Ausführungsform wird die Paste auf die Oberfläche des festen Elektrolyten 20 durch Siebdruck aufgebracht.
Wie die Fig. 18 zeigt, wird der Sauerstoffkonzentrationsdetek­ tor 49 nach dieser Ausführungsform erzeugt, indem ein Sensore­ lement 2 mit einer Heizung 3 in das Gehäuse 46 montiert wird. Deshalb wird keine einzelne Heizung eingesetzt, anders als bei den vorherigen Ausführungsformen. Die anderen Schritte entspre­ chen den Schritten bei der Ausführungsform 1.
Die innere Elektrode 23 setzt sich bei dem Sauerstoffkonzentra­ tionsdetektor 49 nach dieser Ausführungsform aus einem Material mit hohem Emissionsgrad zusammen. Deshalb wird die Wärme von der Heizung 3 effizient auf das Sensorelement 5 übertragen und deshalb wird das Sensorelement 5 effizient beheizt. Zusätzlich wird die gleiche Wirkung die bei der Ausführungsform 1 erzielt.
Ausführungsform 15
Wie in der Fig. 19 gezeigt, benutzt der Sauerstoffkonzentrati­ onsdetektor nach dieser Ausführungsform ein Laminat-Typ- Sensorelement 5, welches eine Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad aufweist, die auf der Oberfläche der inneren Elektrode 23 aus­ gebildet ist, so wie bei dem topfförmigen Sensorelement 2 nach der Ausführungsform 10.
Die Schicht 1 mit hohem Emissionsgrad setzt sich aus einem der Materialien oder ähnlichem zusammen, die in der obigen Tabelle 2 angeführt sind.
Andererseits weist die äußere Elektrode 229 einen Emissionsgrad auf, der niedriger ist als der Emissionsgrad der inneren Elek­ trode 23 und setzt sich z. B. aus Platin, Gold oder Palladium zusammen. Andere Schritte sind gleich wie bei der Ausführungs­ form 1.
Bei dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach dieser Ausfüh­ rungsform, da eine Schicht mit hohem Emissionsgrad auf der in­ neren Elektrode 23 vorgesehen ist, wird die Wärme von der Hei­ zung 3 effizient absorbiert. Andererseits wird wenig Wärme von dem Sensorelement 2 nach außen abgegeben, da die äußere Elek­ trode 22 aus einem Material besteht, welches einen niedrigen Emissionsgrad aufweist. Deshalb beheizt die Heizung 3 das Sen­ sorelement 2 effizient. Zusätzlich dazu wird die gleiche Wir­ kung wie nach der Ausführungsform 1 erzielt.
Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach der vorliegenden Er­ findung umfaßt ein Sensorelement mit einem festen Elektrolyten und hat eine externe Elektrode und eine interne Elektrode, die jeweils an der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche vorgesehen sind, sowie eine Heizung, die in der Nähe der inne­ ren Oberfläche des Sensorelements vorgesehen ist, bei dem eine Schicht mit einem hohen Emissionsgrad, welche aus einem Materi­ al besteht, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, an der inneren Oberfläche des Sensorelements und/oder der Oberfläche der Heizung vorgesehen ist.

Claims (17)

1. Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit:
einem Sensorelement (2) mit einem festen Elektrolyten (20) und äußeren und inneren Elektroden (22, 23), die jeweils an äu­ ßeren und inneren Oberflächen (220, 230) davon vorgesehen sind;
einer Heizung (3), die in der Nähe der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist; und
einer Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, welche durch ein Material ausgebildet ist, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist, ist zumindest entweder an der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) oder auf der Oberfläche der Hei­ zung (3) vorgesehen;
wobei die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist,
einen Emissionsgrad von 0.3 oder mehr aufweist, sowie die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der Oberfläche der Heizung (3) vorgesehen ist, einen Emissionsgrad von 0.6 oder mehr aufweist.
2. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der inneren Ober­ fläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien besteht, die aus einer Gruppe ausge­ wählt sind, die aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Ei­ sen-(III)-Oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaldoxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Silikon-Nitrid, Aluminium- Nitrid und Silikon-Karbid besteht.
3. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad, die auf der Oberfläche der Heizung (3) vorgesehen ist, aus einem oder mehreren Materialien besteht, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Eisen-(III)- Oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobaldoxid, Chro­ moxid, Silikon-Nitrid, Aluminium-Nitrid und Silikon-Karbid be­ steht.
4. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 1, wobei eine Rauhheit der Oberfläche der Schicht (1) mit hohem Emissionsgrad 1 µm oder mehr beträgt.
5. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Heizung (3) einen vieleckigen Querschnitt aufweist.
6. Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit:
einem Sensorelement (2) mit einem festen Elektrolyten (20) und einer äußeren Elektrode (22), die auf einer äußeren Ober­ fläche (220) davon vorgesehen ist;
einer Heizung (3), die in der Nähe einer inneren Oberflä­ che (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist; und
einer Elektrode (23), die ein Material umfaßt, welches ei­ nen hohen Emissionsgrad aufweist, und die auf der inneren Ober­ fläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist;
wobei die Elektrode (23), die auf der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, einen Emissions­ grad von 0.3 oder mehr aufweist.
7. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 6, wobei das Material, welches einen hohen Emissionsgrad aufweist und wel­ ches in der Elektrode (23) enthalten ist, die auf der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist, aus ei­ nem oder mehreren Materialien besteht, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Eisen-(III)-Oxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Kobal­ doxid, Chromoxid, Yttriumoxid, Cordierit, Silikon-Nitrid, Alu­ minium-Nitrid und Silikon-Karbid besteht.
8. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 6, wobei die Rauhheit der Oberfläche der Elektrode (23) 1 µm oder mehr be­ trägt.
9. Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit:
einem Sensorelement (2) mit einem festen Elektrolyten (20) und äußeren und inneren Elektroden (22, 23), die jeweils an äu­ ßeren und inneren Oberflächen (220, 230) davon vorgesehen sind;
einer Heizung (3), die in der Nähe der inneren Oberfläche (230) des Sensorelements (2) vorgesehen ist;
wobei die Heizung (3) aus einem oder mehreren Materialien besteht, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Silikon- Nitrid, Aluminium-Nitrid und Silikon-Nitrid besteht.
10. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 9, wobei die Heizung (3) einen vieleckigen Querschnitt aufweist.
11. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 9, wobei das Material mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0.6 oder mehr aufweist.
12. Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit:
einem Sensorelement (2) mit einem festen Elektrolyten (20) und äußeren und inneren Elektroden (229, 239), die jeweils an äußeren und inneren Oberflächen davon vorgesehen sind;
einer Heizung (3), die in der Nähe der inneren Oberfläche des Sensorelements (2) vorgesehen ist;
wobei die innere Elektrode (239) aus einem oder mehreren Materialien besteht, die einen hohen Emissionsgrad aufweisen
und wobei die äußere Elektrode (229) aus einem Material be­ steht, welches einen Emissionsgrad aufweist, der geringer ist als der Emissionsgrad der inneren Elektrode (239).
13. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 12, wobei die innere Elektrode aus Platinschwarz und Rutheniumoxid be­ steht.
14. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 12, wobei die Oberfläche der inneren Elektrode, die der äußeren Elektrode gegenüberliegt, aus einem Material besteht, welches einen Emis­ sionsgrad aufweist, der höher ist als der Emissionsgrad der äu­ ßeren Elektrode.
15. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 12, wobei das Material mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0.3 oder mehr aufweist.
16. Sauerstoffkonzentrationsdetektor mit:
einem Sensorelement (2) mit einem festen Elektrolyten (20) und äußeren und inneren Elektroden (22, 239), die jeweils an äußeren und inneren Oberflächen davon vorgesehen sind;
einer Heizung (3), die in der Nähe der inneren Oberfläche des Sensorelements (2) vorgesehen ist;
wobei zumindest die Oberfläche der inneren Elektrode (239) aus einem Material besteht, das einen hohen Emissionsgrad auf­ weist und wobei eine Schicht (270), die aus einem Material be­ steht, welches einen Emissionsgrad aufweist, der niedriger ist als der Emissionsgrad der inneren Elektrode, als eine äußerste Schicht des Sensorelements vorgesehen ist.
17. Sauerstoffkonzentrationsdetektor nach Anspruch 16, wobei das Material mit dem hohen Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0.3 oder mehr aufweist.
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