DE2632249B2

DE2632249B2 - Elektrochemischer Meßfühler

Info

Publication number: DE2632249B2
Application number: DE2632249A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.(Grad.) 6906 Leimen Krapf; Franz-Josef Dr. 6941 Abtsteinach Rohr
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-07-17
Filing date: 1976-07-17
Publication date: 1980-07-03
Also published as: JPS6022737B2; DE2632249C3; DE2632249A1; FR2358656B3; US4128469A; JPS5337094A; FR2358656A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbesondere in Abgasen von Feuerungen oder Verbrennungsmotoren, mit einem ionenleitenden, einseitig verschlossenen, das Referenzgas führenden und von einem Gehäuse getragenen Festelektrolyt-Rohr, welches eine innere und eine äußere Elektrode aufweist, die über Kontaktflächen sowie Potentialableiter, welche durch Einwirkung eines Federelementes mit den Kontaktflächen in Berührung stehen, mit äußeren Anschlüssen elektronenleitend verbunden sind.

Bei einem bekannten Meßfühler dieser Art sind die Kontaktflächen von den innen und außen auf dem Festelektrolyt-Rohr angebrachten Elektroden mitgebfldet. Die zur Abnahme der Spannung vorgesehenen Potentialableiter weisen jeweils eine nachgiebige, elektrisch leitfähige Masse auf, die mittels eines Federelementes in den Spalt zwischen äußerer Elektrode und Gehäuse sowie in den Spalt zwischen innerer Elektrode und einem in den Außenraum führenden, gegen das Gehäuse isolierten rohrförmigen Anschlußteil gedrückt wird (DT-OS 2350253).

Neben dem aufwendigen Aufbau, insbesondere der Potentialableitung, liegt der Hauptnachteil des bekannten Meßfühlers darin, daß die äußere Elektrode an das metallische Gehäuse und somit an die Masse angeschlossen ist. Denn bei den hohen Betriebstemperaturen des Meßfühlers können am Masseanschluß der über ein Einschraubgewinde des Gehäuses erfolgt, leicht Oxidschichten und somit Übergangswiderstände und/oder thermoelektrische Störspannungen entstehen, die das Meßsignal vermindern bzw. verfälschen können. Diese Gefahr besteht um so mehr, als das Einschraubgewinde in unmittelbarer Nahe der Fühlerspitze und somit in der Nähe hoher Temperaturen angeordnet ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Meßfühler der eingangs genannten Art mit vereinfachtem Aufbau anzugeben, dessen Elektroden ohne großen Aufwand gegen das Gehäuse isoliert mit dem Außenraum verbunden sind, wobei die unter dem Einfluß von Federelementen stehenden Kontaktstellen sowie die Anschlüsse möglichst kühl gehalten sein sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nun erfindungsgemäß darin, daß die Kontaktflächen auf wenigstens einer der Gehäusedecke zugewandten Querschulter angeordnet sind, welche den das Referenzgas führenden Innenraum umgibt und mit Hilfe eines auf das offene Ende des Festelektrolyt-Rohres aufgesetzten, aus isolierendem vorzugsweise keramischen Material bestehenden Hohlkörpers gebildet ist, und daß die Potentialableiter zu einer auf der Querschulter stehenden rohrförmigen Baueinheit zusammengefaßt sind mit im wesentlichen axial verlaufenden elektrischen Leitern, deren untere Enden sich bereichsweise über die Stirnflache der Baueinheit erstrecken und die Kontaktflächen berühren und deren obere Enden die äußeren Anschlüsse bilden, und daß die Federelemente zwischen einem äußeren Absatz der Baueinheit und einem am Gehäuse angeordneten Gegenlager, vorzugweise der Gehäusedecke, eingefügt sind. Durch die Anordnung der Kontaktflächen um den das Referenzgas führenden Innenraum sind kurze Anschlußwege zu den F.lektroden sowie zu den im Bereich der Gehäusedecke angeordr, ;len Anschlüssen gegeben, und das Zusammenfassen der Potentialableiter zu einer gegen das Gehäuse isolierten Baueinheit vereinfacht den Aufbau und verringert somit die Kosten trotz gegen das Gehäuse isolierter Potentialableitung, Der keramische Hohlkörper vereinfacht nicht nur den Aufbau bzw, die Ausbildung der Querschulter, er isoliert gleichzeitig das Gehäuse gegen das heiße Festelektrolyt-Rohr. Hinzu kommt noch, daß beide äußeren Anschlüsse weit von der heißen Fühlerspitze angeordnet sind und somit die Gefahr von Oxydationen

ίο verringert ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Querschulter vom offenen Ende des Festelektrolyt-Rohres gebildet ist und der Hohlkörper aus einer auf das Festelektrolyt-Rohr gescho-ί benen zylindrischen Hülse besteht, die über das offene Ende des Festelektrolyt-Rohres ragt und unter Zwischenf ügung einer Sinterglaskeramik oder ähnlichem Material bestehenden Verbindungsschicht befestigt ist, und daß die innere Elektrode über eine im Rohrin-

jti neren verlaufende erste Leiterbahn rrit der über eine Kontaküfläche und die äußere Elektrode über eine durch diß Verbindungsschicht geführte zweite Leiterbahn mit der anderen Kontaktfläche elektronenleitend verbunden ist.

j > Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper als ringförmiger Zwischenflansch ausgebildet ist, dessen obere Öffnung zur Bildung der Querschulter abgesetzt ist, während in einer koaxialen unteren Aussparung das of-

iii fene Ende des Festelektrolyt-Rohres unter Einfügung einer Verbindungsschicht aus Glaslot, Sinterglaskeramik oder ähnlichem Material befestigt ist.

Hierbei ist es günstig, wenn die eine Kontaktfläche über eine auf der Wand der zentralen Durchtrittsöff-

r> nung des Isolierflansches angeordneten dritten Leiterbahn mit der inneren Elektrode verbunden ist, während die andere Kontaktfläche über eine vierte Leiterbahn, welche auf der Wand der Durchtrittsöffnung geführt ist, mit dem Ende einer fünften Leiterin bahn elektrisch leitend verbunden ist, die sich von der äuße-en Elektrode ausgehend durch die Verbindungsschicht über die Stirnseite des Festelektrolyt-Rohres bis etwa in den inneren Endbereich dieses Rohres erstreckt.

■r. Eine iandere, ebenso sichere Verbindung ist dann gegeben, wenn die eine Kontaktfläche über eine auf der Wand der zentralen Durchtrittsöffnung des Isolierflansches angeordneten dritten Leiterbahn mit der inneren Elektrode verbunden ist, während die andere

-.» Kontaktfläche über eine auf der Wand der Durchtrittsöffnung und des Festelektrolyt-Rohres bis in den Bereich der äußeren Elektrode geführten sechstel! Leiterbahn und ein die Wand des Festelektrolyt-Rohres etwa radial und gasdicht durchdringendes Verbin-

-.-■ dungselcment, z. B. in Form eines Drahtstückes, mit der äußeren Elektrode elektrisch leitend verbunden ist.

Eine empfehlenswerte Ausbildung der Potentialableiter besteht darin, daß diese als siebente und achte

wi Leiterbahnen auf der Innenseite eines Isolierrohres angeordnet sind, sich bis über die untere Stirnseite des Isolierrohres erstrecken, hier die Koitaktflächen berühren und im oberen Endbereich des Isolierrohres Anschlüsse für externe Leitungen bilden oder mitbil-

i, den.

Ein besonders stabiler Aufbau ergibt sich dann, wenn die Potentialableiter aus halbröhrenförmigen Elementen, z. B. aus Metall, bestehen, die durch wc-

nigstens ein Isolierstück zur Baueinheit miteinander verbunden sind, und daß die unteren Stirnseiten der Leiter die Kontaktflächen berühren, während das obere Ende der Baueinheit eine Steckerbuchse bildet, und daß die äußere Schulter und das abgesetzte obere Ende der Baueinheit mit einer Isolierschicht, z. B. aus Glas ist, verstehen sind.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert, welche folgendes schematisch zeigt

Fig. 1 einen Meßfühler gemäß der Erfindung mit einer Isolierhülse im zentralen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie IMI,

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch einen Meßfühler gemäß der Erfindung mit einem Isolierfjansch,

Fi g. 4 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Fig. 3 gemäß der Schnittlinie IV-IV, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind,

Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante des Gegenstandes der Fig. 3, wobei die Gehäuseteile nicht dargestellt sind, und

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Gegenstand der Fig. 5 gemäß der Schnittlinie VI-VI, wobei hinter der Schnittlinie liegende Teile nicht dargestellt sind.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 1 weist der Meßfühler ein zylindrisches Gehäuse 2 mit umgebördeltem Boden und Decke auf, das über Laschen 3, die an seinem unteren Ende befestigt sind, an der vorgesehenen Meßstelle festgelegt werden kann. Aus einer unteren öffnung des Gehäuses ragt ein Festelektrolyt-Rohr 4, z. B. aus dotiertem Zirkondioxid, mit verschlossenem unteren Ende und kreisringförmigem Querschnitt. Auf der äußeren Oberfläche dieses Rohres 4 ist eine katalytisch aktive äußere Elektrode 5 aus porösem Platin angeordnet, während die innere Oberfläche des Elektrolyt-Rohres 4 eine innere Elektrode 6 aufweist. Auf dem oberen Ende des Festelektrolyt-Rohres 4 ist eine am Gehäuse 2 anliegende kreisringzylindrische, keramische Isolierhülse 7 derart befestigt, daß am oberen Ende des Festelektrolytrohres 4 eine Querschulter 8 gebildet ist, die etwa senkrecht zur Längsachse verläuft. Für die Befestigung der Isolierhülse 7 ist zwischen dieser umd dem Festelektrolyt-Rohr 4 eine Verbindungsschicht 9 aus Glaslot oder einem Material ähnlicher Eigenschaften eingefügt. Um an der Austrittsstelle des Festelektrolyt-Rohres 4 aus dem Gehäuse 2 die äußere Elektrode 5 oder eine Leiterbahn vor der Berührung des Gehäuses 2 zu schützen und um das Festelektrolyt-Rohr 4 zu führen, weist die Isolierhülse7 einen den Gehäuseboden durchdringenden Vorsprung 36 auf. Die Länge der Isolierhülse 7 entspricht etwa dem Außendurchmesser und sein Durchmesser etwa dem 1,5- bis 2,0fachen des Festelektrolyt-Rohr-Außendurchmessers.

An das obere offene Ende des Festelektrolyt-Rohres 4 schließt sich die Potentialablerter-Baueinheit 11 an. Sie besteht aus einem Isolierrohr 12, das auf der Querschulter 8 des Festelektrolyt-Rohres 4 steht, etwa gleichen Außendurchmesser wie das Festelektrolyt-Rohr 4 aufweist und somit von dem überstehenden Ende der Isolierhülse 7 zentriert ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das untere Ende des Isolierrohres 12 eine äußere radial vorspringende Nase 45 auf, die in eine entsprechende Aussparung der Isolierhülse 7 eingreift, um eine Drehbewegung des Isolierrohres 12 gegenüber der Querschulter 8 zu verhindern. Die Innendurchmesser von Festelektrolyt- und ι Isolierrohr sind ungefähr gleich, so daß ein etwa gleichbleibender Querschnitt für den das Referenzgas, im vorliegenden Fall Luft, führenden Innenraum 1 gegeben ist. Das obere Ende des Isolierrohres 12 mündet in den Außenraum 43 und weist einen äußern ren Absatz 13 auf, der in einer Öffnung der Gehäusedecke 14 geführt ist und etwas in den Außenraum 43 ragt. Auf der durch den Absatz 13 gebildeten Schulter 15 ist ein Zwischenring 16 aus Metall angeordnet. Zwischen der Gehäusedecke 14 und dem ι "> Zwischenring 16 sind zwei Tellerfedern 17 angeordnet, die das Isolierrohr 12 auf die Querschulter 8 des Festelektrolyt-Rohres 4 drücken und somit festhalten, denn das Isolierrohr 12 ist nicht auf der Querschulter 8 befestigt, sondern lose aufgesetzt. In den -Ό Zeichnungen ist der Übersicht wegen zwischen Querschulter 8 und Baueinheit 11 ein Abstand dargestellt. Die innere Elektrode 6, die sich nicht vollständig bis zum oberen Ende des Festelektrolyt-Rohres 4 ausdehnt, ist über eine erste Leiterbahn 18 nach oben .'"> verlängert. Hierbei erstreckt sich das obere Ende 19 dieser leiterbahn 18 bis über die Querschulter 8 des Festelektrolyt-Rohres 4 und bildet hier eine Kontaktfläche. Die äußere Elektrode 5 ist ebenso wie die innere Elektrode 6 an eine zweite Leiterbahn 20 angein schlossen, die in der Verbindungsschicht 9 etwa diametral zur ersten Leiterbahn 18 nach oben geführt ist, sich mit ihrem Ende 21 über die Querschulter 8 des Festelektrolyt-Rohres 4 erstreckt und eine zweite Kontaktfläche bildet. Die Kontaktflächen haben etwa r> die Breite der Leiterbahnen 18,20 und sind etwa diametral um die Öffnung des Festelektrolyt-Rohres 4 angeordnet. Als Material für die Leiterbahnen 18, 20 ist hauptsächlich Platin verwendet, die Breite der Leiterbahnen 18, 20 beträgt je nach Größe des Meßf üh-4Ii lers 1 bis 10 mm. Beim Einsatz von sehr schmalen Leiterbahnen 18,20 wird man die Kontaktflächen zur besseren Kontaktgabe breiter als die Leiterbahnen 18, 20 ausführen, z. B. 2- bis 4fach. Eine bevorzugte Breite der Leiterbahnen 18, 20 beträgt 2 bis 4 mm. 5 Um nun das Potential der Elektroden 5,6 nach außen führen zu können, sind auf der Innenseite des Isolierrohres 12 eine siebente Leiterbahn 22 und eine achte Leiterbahn 23 aufgebracht. Diese Leiterbahnen 22,23 führen vertikal nach oben und entsprechen in so ihren Dimensionen etwa den Leiterbahnen 18,20. Die siebenten und achten Leiterbahnen 22, 23 sind ebenfalls etwa diametral zueinander angeordnet, ihre unteren Enden erstrecken sich über die untere Stirnfläche des Isolierrohres 12 und berühren die Kontaktflächen 19 und 21. Die oberen Enden der siebenten und achten Leiterbahnen 22, 23 enden etwa bündig mit dem Isolierrohr 12. Für den Anschluß dieser Leiterbahnen 22,23 an ein Steuer- bzw. Meßgerät wird ein auf die Anordnung der Leiterbahnen 22, 23 abgestimmter Stecker in das Isolierrohr 12 eingesteckt, das obere Ende des Isolierrohres 12 dient sozusagen als Buchse 24. Hierbei ist jedoch zn beachten, daß der Innenraum des Festelektrolyt-Rohres 4 nicht von seinem Referenzgas, z. B. Luft des AuSenraums, abgeschnitten wird.

Bei der Ausführungsvariante des Meßfühlers nach Fig. 3 ist zwischen dem oberen Ende des Festelektrolyt-Rohres 4 und der PotentialaHeiter-Baueinheit 11

ein isolierender ringförmiger Zwisehenflansch 25 mit einer zentrischen Durchtrittsöffnung eingefügt. Das Festelektrolyt-Rohr 4 ist in einer zur Durchtrittsöffnung koaxialen unteren Aussparung des Zwischenflansches 25 unter Einfügung einer Verbindungs- "> schicht 26, vorzugsweise aus Glaslot oder Sinterglaskeramik, befestigt. In einer oberen koaxialen Aussparung, die zur Gehäusedecke 14 zeigt, ist das Isolierrohr 12 zentriert und gelagert, wobei die Innendurchmesser von Isolierrohr 12, Zwichenflansch 25 "> und Festelektrolyt-Rohr 4 etwa gleich sind. Die Isolierrohre 12 der Fig. 1 und 2 sind in ihrem Aufbau gleich, ein Unterschied besteht lediglich darin, daß hier zum Anpressen des Isolierrohres 12 auf die Querschulter 33 Schraubenfedern 27 vorgesehen sind. r>

Auf den Wänden der Durchtrittsöffnung 28 sind dritte und vierte Leiterbahnen 29, 30 etwa diametral zueinander vorgeseher,, deren obers Enden 31, 32 sich segmentartig über die Querschulter 33 der oberen Aussparung erstrecken und die Kontaktflächen bil- -'« den. Das untere Ende der Leiterbahn 29 erstreckt sich auf der inneren Oberfläche bis zur inneren Elektrode 6 und ist dort mit ihr verbunden. Die äußere Elektrode 5 ist mit einer fünften Leiterbahn 34 verbunden, die im Bereich der Verbindungsschicht 26 r> nach oben geführt ist und sich mit ihrem Endbereich 35 etwa in den Innenraum 1 des Festelektrolyt-Rohres 4 erstreckt. In diesem Endbereich 35 ist die fünfte Leiterbahn 34 von der vierten Leiterbahn 30 überlappt un». damit elektrisch verbunden. Bezüglich der m Ausbildung der Leiterbahnen gilt auch hier das bei der Besprechung der Fig. 1 Gesagte. Ist die Verbindungsschicht 26 aus isolierendem Material, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, hergestellt, so erstreckt sich diese vorzugsweise noch über jenen Be- r. reich der äußeren Elektrode 5 bzw. Leiterbahn 34, der sich innerhalb der unteren Gehäuseöffnung befindet, um Berührungen zwischen Gehäuse und Elektrode bzw. Leiterbahn zu vermeiden.

Da bei der vorbeschriebenen Ausführungsvariante v\ der Zwisehenflansch 25 aus einem Material hergestellt ist, das neben schlechter elektrischer Leitfähigkeit vorzugsweise auch eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist ein Wärmefluß vom Fühler zu den Kontaktflächen 31,32 vermindert, so daß die Gefalv von 4-, Korrosionen und Oxydationen dieser Flächen vermindert ist, eine einwandfreie Kontaktgabe auch über längere Zeiträume gewährleistet ist und gegebenenfalls unedle Metalle für die Leiterbahnen bzw. Kontaktflächen eingesetzt werden können. Um den War- -.<> mefluß vom Fühler zu den Kontaktflächen wirksam zu verringern, beträgt die Dicke des Flansches 25 im Bereich zwischen Isolierrohr 12 und Festelektrolyt-Rohr 4 mindestens das 0,5fache des Festelektrolyt-Rohr-Außendurchmessers. Um auch die Wärmeab- » leitung an das den Zwisehenflansch 25 umgebende Gehäuse 2 zu verringern, ist das Verhältnis von Festelektrolyt-Rohr-Außendurchmesser zu Flansch-Außendurchmesser etwa 1:1,5 bis 1:2.

In Fi g. 2 ist eine Ausführungsvariante des Meßfüh- eo leraufbaus gemäß Fig. 3 ohne Gehäuse dargestellt. Der Isolierflansch 25 weist hier an seinem unteren Ende einen äußeren Vorsprung 36 auf, mit dem er die untere Gehäuseöffnung durchdringt. Genau wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist auch hier die innere Elektrode 6 an eine dritte Leiterbahn 29 angeschlossen, deren oberes Ende 31 eine Kontaktfläche bildet. Etwa diametral gegenüber der Leiterbahn 29 ist auf der Wand der Durchtrittsöffnung 28 eine sechste Leiterbahn 37 aufgebracht, deren oberes radiales Ende 32 die Kontaktfläche bildet und deren unterer Bereich sich bis in das Festelektrolyt-Rohr 4 erstreckt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist hier ein Verbindungselement 42 durch die Wand des Festelektrolyt-Rohres 4 geführt und mittels Glaslot gasdicht befestigt, um die äußere Elektrode 5 mit der sechsten Leiterbahn 37 elektronenleitend zu verbinden. Es leuchtet ein, daß der innere Oberflächenbereich des Festelektrolyt-Rohres 4, auf welchem die sechste Leiterbahn 37 geführt ist, von der inneren Elektrode 6 freigehalten sein muß. Als Verbindungselement 42 dient vorzugsweise ein Stück eines korrosionsfesten Drahtes, z. B. aus Platin.

Die Potentialableiter-Baueinheit 11 besteht hier aus zwei halbröhrenförmigen elektrischen Leitern 38,

39 aus Meta!!, die durch zwisch^nocfüotp· radial verlaufende Isolierstücke 40 zu einer rohrförmigen Baueinheit zusammengefaßt sind, deren unteres Ende in die obere Aussparung des Zwischenflansches 25 eingreift und deren Leiter 38, 39 die Kontaktflächen 31, 32 berühren. Der röhrenförmige Aufbau der Potentialableiter-Baueinheit 11 ist aus Fig. 6 sehr deutlich zu erkennen, ebenso die vorspringende Nase 45, die von einer radialen Verlängerung eines Isolierstückes

40 gebildet ist. Um nun eine Potentialableitung über die Teller- oder Schraubenfedern, welche auf der oberen Schulter 15 des Potentialabieiters 11 einwirken, zu vermeiden, ist diese Schulter 13 mit einer Isolierschicht 41, z. B. aus Glas, überzogen. Der Innenraum am oberen Ende der Baueinheit 11 bildet auch hier eine Buchse für die Aufnahme eines Steckers und somit die Anschlüsse 44 für externe Leitungen.

Wie aus den Figuren ersichtlich, sind die einzelnen Teile des Meßfühlers im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Vertikalachse aufgebaut oder diametral angeordnet.

Die Verbindungsschichten 9 und 26, die vorzugsweise aus Glaslot oder Sinterglaskeramik bestehen und somit weder Elektronen noch Ionen leiten, trennen in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 bis 6 das Festelektrolyt-Rohr 4 von dem Zwisehenflansch 25. Hierdurch wird die Ausbildung von zusätzlichen elektrochemischen Potentialen (Mischpotentialen) im Bereich des Zwischenflansches 25, der ja kälter ist als das Festelektrolyt-Rohr, weitgehend ausgeschlossen. Dies ist für die Meßgenauigkeit von Bedeutung, denn solche Mischpotentiale verfälschen die von dem Fühler abgegebene elektrische Spannung.

Bestehen Zwisehenflansch 25 und Isolierrohr 12 aus Ionen und Elektronen nichtleitendem Material, insbesondere aus Magnesiumsilikat Mg₂ (SiO₄), Magnesium-AIuminium-Spinell MgO · Al₂O₃ oder Sinterglaskeramik mit der Zusammensetzung etwa
SiO₂ 35 bis 50%

MgO 50 bis 30% und

AI₂O₃ 15 bis 30%,

so ist eine Mischpotentialbildung praktisch völlig ausgeschlossen. Denn die auf dem Zwisehenflansch 25 und dem Isolierrohr 12 ablaufenden Leiterbahnen sind jetzt elektrochemisch völlig passiv. Der Meßfühler weist somit einen elektrochemisch aktiven Bereich, der sich über die Länge des Festelektrolytrohres erstreckt, und einen passiven Bereich auf, der vom Zwisehenflansch 25 und/oder dem Isolierrohr 12 gebildet wird. Hierdurch ist eine Verfälschung des Meßergebnisses weitgehend vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 030127/272

Claims

Patentansprüche;

1, Elektrochemischer Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbeson- ^ dere in Abgasen von Feuerungen oder Verbrennungsmotoren, mit einem ionenleitenden, einseitig verschlossenen, das Referenzgas führenden und von einem Gehäuse getragenen Festelektrolyt-Rohr, welches eine innere und eine äußere Elektrode aufweist, die Ober Kontaktflächen sowie Potentialableiter, welche durch Einwirkung eines Federelementes mit den Kontaktflächen in Berührung stehen, mit äußeren Anschlüssen elektronenleitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (19,21; 31, 32) auf wenigstens einer der Gehäusedecke (14) zugewandten Querschulter (8; 33) angeordnet sind, weiche den das Referenzgas führenden Innenraum £ i) umgibt und mit Hilfe eines auf das offene Ende des Festelektrolyt-Rohres (4) aufgesetzten, aus isolierendem, vorzugsweise keramischen Material bestehenden Hohlkörpers (7; 25) gebildet ist, und daß die Potentialableiter zu einer auf der Querschulter (8; 33) stehenden rohrförmigen Baueinheit (11) zusammengefaßt sind mit im wesentlichen axial verlaufenden elektrischen Leitern (22, 23; 38, 39), deren untere Enden sich bereichsweisc über die Stirnfläche der Baueinheit (11) erstrecken und die Kontaktflächen berühren jo und deren obc -t; Enden die äußeren Anschlüsse (24; 44) bilden, und daß die Federelemente (17; 27) zwischen einer äußeren Schulter (15) der Baueinheit (11) und einem im Gehäuse angeordneten Gegenlager, vorzugsweise der Gehäusedecke π (14), eingefügt sind.
2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschulter (8) vom offenen Ende des Festelektrolyt-Rohres (4) gebildet

ist und der Hohlkörper aus einer auf das Festelektrolyt-Rohr (4) geschobenen zylindrischen Hülse (7) besteht, die über das offene Ende des Festelektrolyt-Rohrs (4) ragt und unter Zwischenfügung einer aus Glaslot oder ähnlichem Material bestehenden Verbindungsschicht (9) befestigt ist, 4-, und daß die innere Elektrode (6) über eine im Rohrinneren verlaufende erste Leiterbahn (18) mit der einen Kontaktfläche (19) und die äußere Elektrode (5) über eine durch die Verbindungsschicht (9) geführte zweite Leiterbahn (20) mit v> der anderen Kontaktfläche (21) elektronenleitend verbunden ist.
3. Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (18, 20) aus streifenförmigen Verlängerungen der Elektroden -,-. (5, 6) bestehen.
4. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper als ringförmiger Zwischenflansch (25) ausgebildet ist, dessen obere öffnung zur Bildung der Querschulter (33) _hn abgesetzt ist, während in einem koaxialen unteren Absatz das offene Ende des Festelektrolyt-Rohres (4) unter Einfügung einer Verbindungsschicht (26) aus Glaslot, Sintcrglaskcramik oder ähnlichem Material befestigt ist. _h-,
5. Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kontaktfläche (31) über eine auf der Wand der zenti ilen Durchtrittsöffnung (28) des Zwischenflansches (25) angeordneten dritten Leiterbahn (29) mit der inneren Elektrode (6) verbunden ist, während die andere Kontaktfläche (32) über eine vierte Leiterbahn (30), welche auf der Wand der Durchtrittsöffnung (28) geführt ist, mit dem Ende einer fünften Leiterbahn (34) elektrisch leitend verbunden ist, die sich von der äußeren Elektrode (5) ausgehend durch die Verbindungsschicht (26) über die Stirnseite des Festelektrolyt-Rohres (4) bis etwa in den inneren Endbereich (35) dieses Rohres (4) erstreckt.
6. Meßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kontaktfläche (31) über eine auf der Wand der zentralen Durchtrittsöffnung (28) des Zwischenflansches (25) angeordneten dritten Leiterbahn (29) mit der inneren Elektrode (6) verbunden ist, während die andere Kontaktfläche (32) über eine auf der Wand der Durchtrittsöffnung (28) und des Festelektroiyt-Rohres (4) bis in den Bereich der äußeren Elektrode (5) geführten sechsten Leiterbahn (37) und ein die Wand des Festelektrolyt-Rohres etwa radial und gasdicht durchdringendes Verbindungselement (42), z. B. in Form eines Drahtstükkes, mit der äußeren Elektrode (5) elektrisch leitend verbunden ist.
7. Meßfühler nach einem der Ansprüche 2 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) bzw. der Zwischenfla^sch (25) am unteren Ende einen eine öffnung des Gehäusebodens durchdringenden Vorsprung (36) aufweist.
8. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (19, 21; 31,32) etwa in Form von Sektoren ausgebildet und etwa diametral zueinander angeordnet sind.
9. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialableiter als siebente und achte Leiterbahnen (22,23) auf der Innenseite eines Isolierrohres (12) angeordnet sind, sich bis über die untere Stirnseite des Isolierrohres (12) erstrecken, hier die Kontaktflächen (19,21; 31,32) berühren und im oberen Endbereich des Isolierrohres (12) Anschlüsse (24) für externe Leitungen bilden oder mitbilden.
10. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialableiter aus halbröhrenförmigen Leitern (38, 39), z. B. aus Metall, bestehen, die durch wenigstens ein Isolierstück (40) zur Baueinheit miteinander verbunden sind, und daß die unteren Stirnseiten der Leiter (38, 39) die Kontaktflächen (31, 32) berühren, während das obere Ende der Baueinheit (11) eine Steckerbuchse als Anschluß (44) bildet, und daß die äußere Schulter (15) und das abgesetzte obere Ende der Baueinheit (11) mit einer Isolierschicht (41), z. B. aus Glaslot, versehen sind.
11. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) bzw. der Zwischenflansch (25) bzw. das Isolierrohr (12) im wesentlichen aus Magnesiumsilikat Mg₂ (SiO₄), Magnesium-Aluminium-Spinell MgO AI₂O, oder Sinterglaskeramik mit der Zusammensetzung SiO₂ 35 bis 50%, MgO 50 bis 30Cf und AI₂O₁ 15 bis 20% besteht.