DE2742306A1 - Sauerstoff-sensor - Google Patents
Sauerstoff-sensorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sauerstoff-Sensor
mit einem festen Elektrolyten mit einer mit einem porösen metallischen Film bedeckten Oberfläche und einem Sintermaterial
aus einem Metall und einem Oxyd des Metalls, auf der anderen Oberfläche angeordnet. Während der Verwendung entwickelt
sich zwischen dem Film und dem Sintermaterial eine elektromotorische Kraft (EMK).
Die Erfindung schafft also allgemein eine elektrochemische Sensorvorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts
in einem Gas oder einer Flüssigkeit unter Verwendung eines ionenleitfähigen Feststoff-Elektrolyten als Sauerstoff-Konzentrationszelle
und insbesondere einen Sauerstoff-Sensor, der insbesondere Anwendung findet für die Anpassung an ein
Steuersystem einer Luft/Kraftstoff-Gemisch-Versorgung mit geschlossenem Umlauf einer Verbrennungskraftmaschine.
Es ist bekannt, ein Gemisch eines sauerstoffhaltigen
Materials, wie ein Ni-NiO-, Cd-CdO- oder Zn-ZnO-Gemisch, als eine Sauerstoffionen-Bezugsquelle des Sauerstoff-Sensors
zu verwenden. Gewöhnlich wird das Gemisch in eine Ausnehmung im Elektrolyten gebracht, um eine die Ausnehmung festlegende
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Oberfläche elektrisch mit einem in das Gemisch eingetauchten Elektrodenglied zu verbinden, so daß eine elektromotorische
Kraft (EMK) zwischen der anderen Oberfläche des Elektrolyten und dem Elektrodenglied mit minimalem elektrischem Widerstand
entsteht. Bei einem solchen herkömmlichen Sauerstoff-Sensor jedoch ist das sauerstoffhaltige Gemisch pulverförmig
(oder gelegentlich eine Paste), so daß ein dichtes, festes Absetzen der Masse des Gemischs in der Ausnehmung des Elektrolyten
aufgrund seiner Fluidität nicht zu erwarten ist. Gewöhnlich wird irgendeine Vorspanneinrichtung eingesetzt, die die
Masse an die die Ausnehmung festlegende Oberfläche preßt, um die Masse ihre ursprüngliche Form beibehalten zu lassen, was
die gesicherte elektrische Verbindung zwischen der Oberfläche und dem Elektrodenglied induziert. Da jedoch die Fähigkeit,
das Pulvergemisch des sauerstoffhaltigen Materials zu komprimieren,
begrenzt ist, kommt es gelegentlich vor, daß das anfangs feste Gemisch durch Vibrationen und Wärmehysterese
locker wird, die während der Verwendung einwirken, mit dem Ergebnis, daß dadurch gebildete elektrische Verbindung bei
steigendem elektrischen Widerstand schlechter wird. Zudem ist bei dem zuvor genannten bekannten Sauerstoff-Sensor
eine Abdichtung erforderlich, um zu verhindern, daß das pulverige Gemisch des sauerstoffhaltigen Materials durch
irgendeinen Spalt in dem Sensor verloren geht. Dies führt zu erhöhten Produktionskosten für den Sensor. Daher ist der
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oben erwähnte bekannte Sauerstoff-Sensor aufgrund der Nachteile unpraktisch.
Die Erfindung sucht daher die oben beschriebenen verschiedenen Nachteile des bekannten Sauerstoff-Sensors zu beseitigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen und verbesserten Sauerstoff-Sensor zu schaffen, der eine feste Nasse sauerstoff haltigen Materials enthält, das als Elektrode wirkt, wobei
diese feste Masse ein Sintermaterial eines Metalls und eines Oxyds des Metalls ist.
Die Erfindung schafft einen Sauerstoff-Sensor zur
Bestimmung des Sauerstoffgehalts in einem Fluid, der ein Gehäuse, einen festen, in dem Gehäuse angeordneten Elektrolyten
und erste und zweite Oberflächen aufweist, die dem Fluid bzw. einer Bezugssauerstoffquelle ausgesetzt sind, wobei eine
poröse Metallelektrode die erste Oberfläche des Elektrolyten bedeckt und ein Sintermaterial aus einem Metall und einem
Oxyd des Metalls auf der zweiten Oberfläche des Elektrolyten als Bezugssauerstoffquelle angeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren;
von diesen zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 3 eine Schnittansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Sauerstoff-Sensor
dargestellt, wie er allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet wird. Der Sensor 10 umfaßt einen rohrförmigen festen
Elektrolyten 12 mit einem geschlossenen Ende 12a und einem
offenen Ende 12b, wobei die Dicke des geschlossenen Endes 12a etwa 0,5 mm ist. Der feste Elektrolyt 12 kann aus ZrO2
bestehen, stabilisiert durch CaO, Y2O3, SrO, MgO oder ThO2,
oder aus Bi2O3, stabilisiert durch Nb2Oc, SrO, WO3, Ta2O5
oder Y2^3* Außerdem kann der Elektrolyt aus einem Gemisch
von ThO2 und Y2°3 °^er einem Gemisch von CaO und Y2O3 aufgebaut sein. Fest in den Elektrolyten 12 hinein angeordnet ist
ein zylindrischer Block mit einem Durchmesser von etwa 8 mm,
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der eine In der Erfindung vorherrschende, sauerstoffhaltige
Sintermasse 14 ist. Die Masse 14 kann aus einem Gemisch von Ni-NiO, Cd-CdO, Zn-ZnO, Cu-Cu2O, Co-CoO oder Cr-Cr3O3 bestehen. Jedes der Gemische kann aus 1 bis 99 % Metall und 99
bis 1 % Metalloxyd hergestellt sein. Versuche haben gezeigt, daß das Gemisch aus Ni-NiO erfindungsgemäß das beste ist.
Mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet ist ein Metallgehäuse, das den Elektrolyten 12 aufnimmt und diesen durch ein einwärts
gebogenes oberes Ende 16 a festlegt und den Elektrolyten 12 in bezug auf ein unteres Ende 16 b über eine Isolierplatte
18 nach unten drückt. Das Metallgehäuse 16 kann aus einem rostfreien Stahl, wie AISI 304 oder AISI 430, hergestellt
sein. Die Isolierplatte 18 kann aus Aluminiumoxyd, Mullit, Aluminosilicat, Forsterit oder Spinell hergestellt sein.
Die sauerstoffhaltige Sintermasse 14 ist mit einem Vorsprung 14 a ausgebildet, der nach außen vorragt und durch eine in
der Isolierplatte 18 gebildete Ofnnung 18 a ragt. Wenn gewünscht, kann der Vorsprung 14 a durch ein mit einem Ende
in die Masse 14 eingetauchtes metallisches Endglied ersetzt sein. Die äußere Oberfläche des Elektrolyten 12 ist mit
einer geeigneten porösen Metallelektrode 20 bedeckt, die beispielsweise ein Platinfilm mit einer Dicke von etwa
2 pm ist. Anstelle des Platinfilms mit die Oxydation för-
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dernden Katalysator-Eigenschaften sind andere Filme ohne
oxydationsfördernde katalytische Eigenschaften, wie Ag, Au
und SiC, verwendbar. Weiter sind Platingruppen-Metalle mit oxydationsfördernden katalytischen Eigenschaften, wie z.B.
Ru, Rh, Pd, Os und Ir, ebenfalls ftlr die Elektrode 2O verwendbar,
und Legierungen der Platingruppen-Metalle und Nichtedelmetalle sind ebenso als Elektrode 20 verwendbar.
Die Abscheidung einer Elektrode 20 auf der Oberfläche des Elektrolyten 12 erfolgt nach mehreren Methoden, wie dem
Plasmastrahl-Uberzugsverfahren, wie später beschrieben.
Mit diesem Aufbau des Sauerstoff-Sensors 10, ausgestattet
mit der festen oder gesinterten sauerstoffhaltigen Masse 14 gemäß der Erfindung sind folgende Möglichkeiten
und Vorteile gegeben:
Zunächst sind die innere Oberfläche des Elektrolyten 12 und die Masse 14 nur durch Pressen eines Teils der Masse 14
gegen den Elektrolyten 12 zuverlässig miteinander verbindbar. Diese elektrische Verbindung bleibt sicher erhalten, selbst
wenn sie starken Vibrationen ausgesetzt wird. Weiter ist ein Abdichten, wie zuvor erwähnt, überflüssig. Und 3. wird
aufgrund der Tatsache, daß die Masse 14 fest ist, der Vorgang
des Zusammensetzens des Sensors 10 vereinfacht.
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Fig. 2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sauerstoff-Sensors, wie er allgemein
mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist. Der Sauerstoff-Sensor 22 umfaßt einen scheibenförmigen festen Elektrolyten
24 mit einer Dicke von 1 mm. Eine äußere Oberfläche des Elektrolyten 24 ist mit einem porösen Metallfilm 26, wie
einem Platinfilm, mit einer Dicke von etwa 2 pm überzogen. Auf einer Innenseite oder einer oberen Oberfläche des
Elektrolyten 12 koaxial angeordnet, befindet sich eine zylindrische sauerstoffhaltige Masse 28, die gesintert ist.
Die gesinterte Masse 28 ist so ausgebildet, daß sie einen Außendurchmesser von 8 mm und eine Höhe von etwa 8 mm hat.
Konzentrisch um die Sintermasse 28 herum angeordnet, befindet sich ein ringförmiges Isolierglied 30 mit einer
unteren Oberfläche, die die nach innen weisende Oberfläche des Elektrolyten 24 berührt, und einer oberen Oberfläche,
bündig mit einer oberen Oberfläche der Masse 28, wie gezeigt. Eine scheibenförmige Isolierplatte 32 ist koaxial auf den
oberen Oberflächen der Sintermasse 28 und des Isoliergliedes 30 angeordnet. Ein metallisches Endglied 430 ist an seinem
unteren verstärkten Endteil in die Sintermasse 28 eingetaucht und ragt mit seinem oberen Endteil nach außen, dabei durch
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eine öffnung 32 a in der Isolierplatte 32 ragend. Ein zylindrisches
Metallgehäuse 36 mit nach innen gebogenen oberen und unteren Teilen 36 a und 36 b hält darin eine Einheit des
Elektrolyten 24, die Slntermasse 28, daslsolierglied 30, die Isolierplatte 32 und das Endglied 34 und legt alles
unter Verwendung eines Ringes 38 aus rostfreiem Stahl fest. Wie gezeigt, berührt das nach innen gebogene untere
Teil 36 b den porösen Metallfilm 26 auf dem Elektrolyten 24. Ein kreisförmiger Raum (ohne Bezugsziffer) um den
scheibenförmigen Elektrolyten 24 herum in dem Gehäuse 36 ist mit einem glasartigen Dichtungsmaterial 40 gefüllt,
wie z.B. einem Gemisch aus 70 % PbO, B-O, und SiO2, um zu
verhindern, daß ein den Metallfilm 26 berührendes Gas oder eine Flüssigkeit in die Sintermasse 28 eindringt. Mit diesem
Aufbau entwickelt sich die elektromotorische Kraft (EMK) zwischen dem Endglied 34 und dem Gehäuse 36 während
der Verwendung des Sensors 22.
In Fig. 3 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht. Um deren Beschreibung zu erleichtern, sind die allgemein gleichen Teile mit den
gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie im Falle der zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2. Wie sich aus
der folgenden Beschreibung ergibt, ist der Sensor 42 dieser
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dritten Ausführungsform mit einer Vorspanneinrichtung 44
ausgestattet, die dazu dient, die sauerstoffhaltige Sintermasse 28 kräftig an die innere Oberfläche des Elektrolyten
zu pressen. Der Sensor 42 weist einen scheibenförmigen Elektrolyten 24 mit einer Dicke von etwa 1 mm auf. Eine
äußere oder untere Oberfläche des Elektrolyten 24 ist mit einem porösen Metallfilm 26 von etwa 2 Jim Dicke bedeckt.
Auf einer inneren oder oberen Oberfläche des Elektrolyten 24 koaxial angeordnet ist eine sauerstoffhaltige Sintermasse
28, die zylindrisch ist. Die Höhe der Masse 28 ist etwa 6 mm, und der Außendurchmesser etwa 8 mm. Konzentrisch
um die Masse 28 herum angeordnet ist ein ringförmiges Isolierglied 30. Wie gezeigt, ist das Isolierglied 30 so angeordnet, daß es in einem bestimmten Abstand von einer
oberen Oberfläche mit der Sintermasse 28 nach oben ragt. Eine scheibenförmige Isolierplatte 32 ist auf einer oberen Oberfläche des Isoliergliedes 30 koaxial angeordnet,
um einen zylindrischen Raum 46 dazwischen und zwischen der oberen Oberfläche der Sintermasse 28 zu definieren.
Ein metallisches Endglied 34 ist an seinem unteren vergrößertem Endteil in die Sintermasse 28 eingetaucht und ragt mit
dem oberen Endteil nach außen, wobei es durch eine in der Isolierplatte 32 ausgebildete Öffnung 32 a hindurchragt.
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Ein zylindrisches Metallgehäuse 36 mit nach innen gebogenen oberen und unteren Teilen 36 a und 36 b hält darin eine
Elektrolyteinheit 24, die Sintermasse 28, das isolierende Glied 30 und das Endglied 34 und fixiert es dicht und fest
durch die Anordnung eines rostfreien Stahlrings 38 zwischen der Isolierplatte 32 und dem nach innen gebogenen oberen
Endteil 36 a des Gehäuses 36. Wie gezeigt, ist das Gehäuse 36 dieser Ausführungsform so ausgebildet, daß es ein Teil
mit großem Durchmesser aufweist, der das Isolier«jlied 30,
die Isolierplatte 32 und den Ring 38 dicht aufnimmt, sowie ein Teil mit kleinem Durchmesser 36 d, das den Elektrolyten
24 festsetzend aufnimmt. Ein kreisförmiger Raum (ohne Bezugsziffer) um die Sintermasse 28 herum und zwischen dem Elektrolyten
24 und dem Isolierglied 30 in dem Gehäuse 36 ist mit einem glasartigen Dichtungsmaterial 40 gefüllt. Zusätzlich
zu den obigen Elementen ist die Scheibenfeder 44 in dem zylindrischen Raum 46 so angeordnet, daß sie die Sintermasse
28 auf die Innenfläche des Elektrolyten 24 preßt. Wenn gewünscht, kann eine andere Feder (nicht dargestellt) anstelle
der Scheibenfeder 44 verwendet werden. Mit diesem Aufbau des Sauerstoff-Sensors 42, ausgestattet mit der Feder 44,
können die folgenden zusätzlichen Vorteile erzielt werden: Zunächst wird die Spannungskonzentration, die auf dem
Elektrolyten 24 Anwendung findet, erheblich beseitigt, so
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daß der Elektrolyt 24 während seiner Verwendung nicht mehr bricht. Zweitens wird die Wärmeausdehnung der Sintermasse
28 durch die Feder 44 aufgefangen, so daß die Masse 26 nicht mehr bricht.
Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele.
Zur Herstellung eines Sauerstoff-Sensors wie dem in
Fig. 1 gezeigten wurde das folgende Verfahren angewandt. Eine feste Lösung von 85 Mol-% ZrO- und 15 Mol-% CaO wurde
für die Bildung des rohrartigen Elektrolyts 12 mit einem geschlossenen Ende verwendet. Eine Mischung aus 44 Gewichtsprozent Ni und 56 Gewichtsprozent NiO wurde bei Raumtemperatur mit etwa 5OOO kg/cm komprimiert, um einen Formkörper
zu liefern, und dann wurde der Formkörper bei etwa 1400 C
etwa eine Stunde in einer Stickstoff-Atmosphäre gebrannt. Damit war die Dichte des gebrannten Formkörpers etwa 6,5 g/cm
(theoretischer Wert ist etwa 8,2 g/cm ), und seine Biegefestig·
2
keit betrug etwa 800 kg/cm .
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Der gebrannte oder gesinterte Körper wurde dann geformt
oder zu einer Form geschnitten, die praktisch dem inneren Zylinderraum des Elektrolyten 12 glich, und dann
wurde der zylindrisch ausgeformte Sinterkörper in den Raum gestoßen. Die Isolierplatte 18 wurde aus Al3O3 hergestellt, und
das Gehäuse war aus rostfreiem Stahl (AISI 304). Die Elektrode 20 wurde durch Überziehen der äußeren Oberfläche des
Elektrolyten 12 mit einer Platinpulver in einem organischen Bindemittel dispergiert enthaltenden Paste und dann durch
Brennen des überzogenen Elektrolyten für etwa eine Stunde bei etwa 1OOO°C hergestellt. Damit wurden eine ausgezeichnete
Leistung und Dauerhaftigkeit im Sensor erzielt.
Zur Herstellung eines Sauerstoff-Sensors wie dem in Fig. 2 gezeigten wurde die folgende Arbeitsweise angewandt.
Der Elektrolyt 24 wurde aus einer festen Lösung von 10 Mol-% Y2O3 und 90 Mol-% ZrO2 hergestellt. Die zylindrische Sintermasse
28 wurde aus einem Ni-NiO-Gemisch unter Verwendung der im Zusammenhang mit Beispiel 1 zuvor genannten Sintertechnik
hergestellt. Al3O3 diente zur Bildung der Isolatoren
30 und 32, und rostfreier Stahl (AISI 304) wurde für das Gehäuse 36 verwendet. Der Metallfilm 26 und das metallische
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Endglied 34 wurden aus Platin bzw. einem rostfreien Stahl (AISI 430) hergestellt. Auch bei diesem Sensor wurden zufriedenstellende Leistung und Beständigkeit erzielt.
Es wurde wie in Beispiel 2 gearbeitet, jedoch mit der Ausnahme, daß der Elektrolyt 24 aus einer festen Lösung von
15 Mol-% Nb3O5 und 85 Mol-% Β*2°3 ner9estellt wurde. Es wurden praktisch die gleiche Leistung und Haltbarkeit erhalten
wie in Beispiel 2.
Zur Herstellung eines Sauerstoff-Sensors wie dem in Fig. 2 gezeigten wurde folgendermaßen vorgegangen. Es wurde
praktisch wie in Beispiel 2 gearbeitet, mit der Ausnahme der Bildung der sauerstoffhaltigen Sintermasse 28. In diesem Beispiel wurde die Sintermasse 28 unter Anwendung eines "Heißpreßverfahrens" hergestellt, wobei ein Gemisch von 44 Gewichts
prozent Ni und 56 Gewichtsprozent NiO etwa 10 Minuten bei 12OO°C mit etwa 3OO kg/cm komprimiert wurde. Mit dieser
Methode betrug die Dichte der hergestellten Sintermasse etwa
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3 3
7,8 kg/cm (theoretischer Wert ist etwa 8,2 kg/cm ), und die
Biegefestigkeit betrug etwa 1300 kg/cm . Die Leistung und
Haltbarkeit des Sensors gemäß diesem Beispiel war praktisch die gleiche wie in Beispiel 2.
Zur Herstellung eines Sauerstoffsenors wie dem in
Fig. 3 gezeigten, wurde folgendermaßen gearbeitet. Der Elektrolyt 24 wurde aus einer festen Lösung von 1O Mol-% Y2 0I un<*
90 Mol-% ZrO2 hergestellt, und die zylindrische Sintermasse 28 wurde aus einem Gemisch von 44 Gewichtsprozent Ni und
56 Gewichtsprozent NiO unter Verwendung praktisch der gleichen Formtechnik wie in Beispiel 2 hergestellt. Die Isolatoren 30 und 32 wurden aus Al2O-. hergestellt, und das Gehäuse 36 bestand aus rostfreiem Stahl (AISI 430). Für die Bildung des Films 26 wurde Platin und für das Endglied 34 ein rostfreier Stahl (AISI 430) verwendet. Eine in dem Raum 46 angeordnete Scheibenfeder wurde aus rostfreiem Stahl hergestellt (AISI 3O4-CSP). Befriedigende Leistung und Haltbarkeit wurden auch in diesem Sensor erhalten.
Fig. 3 gezeigten, wurde folgendermaßen gearbeitet. Der Elektrolyt 24 wurde aus einer festen Lösung von 1O Mol-% Y2 0I un<*
90 Mol-% ZrO2 hergestellt, und die zylindrische Sintermasse 28 wurde aus einem Gemisch von 44 Gewichtsprozent Ni und
56 Gewichtsprozent NiO unter Verwendung praktisch der gleichen Formtechnik wie in Beispiel 2 hergestellt. Die Isolatoren 30 und 32 wurden aus Al2O-. hergestellt, und das Gehäuse 36 bestand aus rostfreiem Stahl (AISI 430). Für die Bildung des Films 26 wurde Platin und für das Endglied 34 ein rostfreier Stahl (AISI 430) verwendet. Eine in dem Raum 46 angeordnete Scheibenfeder wurde aus rostfreiem Stahl hergestellt (AISI 3O4-CSP). Befriedigende Leistung und Haltbarkeit wurden auch in diesem Sensor erhalten.
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Es wurde wie in Beispiel 5 gearbeitet, jedoch mit der
Ausnahme, daß die Scheibenfeder durch eine Spiralfeder aus rostfreiem Stahldraht(AISI 631-WPC) mit einem Durchmesser
von 0,8 mm ersetzt wurde. Es wurde praktisch die gleiche Leistung und Haltbarkeit wie in Beispiel 5 erzielt.
Mit den vorgenannten Arten des Aufbaus des erfindungsgemäßen Sauerstoff-Sensors werden folgende charakteristische
Wirkungen erhalten:
(1) Da die sauerstoffhaltige Masse, wie ein Ni-NiO-Gemisch, in eine Sintermasse mit hoher mechanischer Festigkeit überführt wird, wird zuverlässiger elektrischer Anschluß zwischen dem Elektrolyten und der festen Masse leicht
durch einfaches Pressen eines Teils der festen Masse des Elektrolyten erzielt.
(2) Da die sauerstoffhaltige Sintermasse eine höhere
elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zur Pulvermasse besitzt, kann die Sintermasse als sogenannte Innenelektrode
verwendet werden, die gewöhnlich ein poröser Metallfilm ist,
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der eine Oberfläche des einem Bezugsgas ausgesetzten Elektrolyten bedeckt. Dies bedeutet eine Vereinfachung des Herstellungsverfahrens des Sauerstoff-Sensors, und dies wiederum
führt zu geringen Herstellungskosten.
(3) Die sauerstoffhaltige Sintermasse hat eine größere
Menge Metalloxyd oder Metalloxyde pro Volumeneinheit im Vergleich zur Pulvermasse. Dies bedeutet, daß die Sintermasse
eine verhältnismäßig lange Lebensdauer hat.
(4) Bei dem in Fig. 3 dargestellten Sensor mit der
Vorspanneinrichtung ist die auf den Elektrolyten angewandte Spannungskonzentration eliminiert, so daß der Elektrolyt
während seiner Verwendung nie zerbricht. Die Wärmeausdehnung der Sintermasse, ausgelöst beispielsweise durch ein
Fluid höherer Temperatur, wird absorbiert, so daß einem Bruch der Masse vorgebeugt wird.
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L β e r s e i t e
Claims (9)
- Dr. D.Thomsen PATE NTANWALTS BÜROTelefon (069) 530211530212W. Weinkauff 1SZ1ZZ )-p-J742306Telex 524303 xpert dPATENTANWÄLTEMünchen: Frankfurt/M.:Dr. rer. nat. D. Thomsen Dipl.-Ing. W. Weinkauff(Fuchshohl 71)Dresdner Bank AQ, München, Konto 5 5748000 München Kaiser-Ludwig-Platz 6 20. September 1977Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, JapanSauerstoff-Sensor
Patentansprüche1, Sauerstoff-Sensor zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in einem Fluid, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (16, 36), einen festen Elektrolyten (12, 24) in dem Gehäuse mit ersten und zweiten Oberflächen, die dem Fluid bzw. einer Bezugssauerstoffquelle ausgesetzt sind, eine poröse Metall-809812/0983elektrode (20, 26), die die erste Oberfläche des Elektrolyten bedeckt, und ein Slntermaterlal (14, 2 8) aus einem Metall und einem Oxyd des Metalls, das auf der zweiten Oberfläche des Elektrolyten als Bezugssauerstoffquelle angeordnet ist. - 2. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Metall hergestellt ist und ein Teil (16 a, 36 b) aufweist, das die poröse Metallelektrode berührt.
- 3. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter einen Isolator (18, 30, 32) aufweist, der in dem Gehäuse festsitzend angeordnet ist, um das Sintermaterial an seinem Platz zu halten, dabei aber das Gehäuse von dem Sintermaterial elektrisch zu isolieren erlaubt.
- 4. Sauorstoff-Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial einen durch eine im Isolator gebildete öffnung hindurchragenden integrierten Vorsprung (14 a) als Anschlußpunkt aufweist.
- 5. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn-809812/0983zeichnet, daß er weiter ein metallisches Anechlußglied (34) aufweist, dessen eines Ende in das Sintermaterial taucht und dessen anderes Ende durch eine im Isolator gebildete öffnung (32 a) hindurch von diesem vorragt.
- 6. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter Vorspanneinrichtungen (44) aufweist, die in einem Zwischenraum (46) zwischen dem Isolator und dem Sintermaterial funktionell angeordnet sind, um das Sintermaterial gegen den Elektrolyten vorzuspannen.
- 7. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung eine Scheibenfeder (44) ist.
- 8. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zu einem Rohr (12) mit einem geschlossenen Ende (12 a) und einem offenen Ende (12 b) gestaltet ist, wobei die äußere und die innere Oberfläche des Rohres der ersten bzw. zweiten Oberfläche entspricht und das Innere des rohrartig geformten Elektrolyten mit dem Sintermaterial gefüllt ist.
- 9. Sauerstoff-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial aus einem Gemisch aus Nickel (Ni) und Nickeloxyd (NiO) hergestellt ist.809812/0983
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