DE2746786A1 - Gaskonzentration-messeinrichtung - Google Patents
Gaskonzentration-messeinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gaskonzentration-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen
Signals, das den Unterschied in der Konzentration einer gasförmigen Komponente aufzeigt, die in getrennten ersten
und zweiten Gasen enthalten ist, wobei diese Gaskonzentration-Meßzelle ein plattenförmiges Meßelement aufweist, das mit einer
ersten und zweiten Elektrode ausgestattet ist, wobei diese erste bzw. zweite Elektrode einem ersten bzw. zweiten Gas
ausgesetzt ist. Eine Kammer ist so in der Nähe des Meßelements ausgebildet, daß das eingedrungene erste Gas so in die Kammer
eingeführt wird, daß dieses Gas daran gehindert wird, mit der zweiten Elektrode in Kontakt zu kommen.
Damit bezieht sich die Erfindung auf eine Gaskonzentration-Meßeinrichtung
zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das für die Konzentration einer gasförmigen Komponente in einem
Mischgas repräsentativ ist, und insbesondere auf einen Sauerstoff-Konzentration-Sensor
zum Bestimmen der Sauerstoffkonzentration im Auspuffgas eines Verbrennungsmotors.
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Gaskonzentration-Meßeinrichtung des Typs vorzusehen,
bei dem ein plattenförmiges Meßelement verwendet wird, durch das die dem Stand der Technik anhanftenden Probleme gelöst werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer solchen Gaskonzentration-Meßeinrichtung die Probleme hinsicht-
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Hch der Gasleckage zu lösen, obwohl eine ausgesprochen
gasdichte Abdichtung zwischen dem Meßelement und der Halterung für das sichere Einspannen des Meßelements nicht vorhanden ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Gasmeßeinrichtung des Typs vorzusehen, bei dem ein plattenförmiges Meßelement mit zwei Elektroden auf den beiden
flachen Oberflächen dieses Meßelements vorgesehen ist, wobei in dieser Meßeinrichtung eine Kammer zwischen den zwei Elektroden
ausgebildet ist, die verhindert, daß das Gas, dem die eine Elektrode ausgesetzt ist, mit der anderen Elektrode in Kontakt
kommt. Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Sauerstoffkonzentration-Meßeinrichtung
zum Bestimmen der Sauerstoffkonzentration im Auspuffgas vorzusehen,
bei welcher Meßeinrichtung ein plattenförmiges Meßelement verwendet wird, das eine hohe Leistungsfähigkeit als auch eine
hohe Festigkeit aufweist und einfach und somit billig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gaskonzentration-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen
Signals, das den Unterschied in der Konzentration einer gasförmigen Komponente aufzeigt, die in getrennten ersten und
zweiten Gasen enthalten ist, wobei die Gaskonzentration-Meßeinrichtung gekennzeichnet ist durch ein Meßelement, das eine
flache Platte eines Feststoffelektrolyten, eine erste Elektrode, die auf der einen flachen Oberfläche dieser flachen Platte
angeordnet ist, und eine zweite Elektrode enthält, die auf der anderen flachen Oberfläche dieser flachen Platte angeordnet
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ist; Halteeinrichtungen zum Festhalten des Meßelements derart,
daß die erste Elektrode mit dem ersten Gas und die zweite Elektrode mit dem zweiten Gas in Berührung steht; und eine
Einrichtung zur Bildung einer Kammer in dieser Halteeinrichtung, wobei diese Kammer so zwischen dem ersten und zweiten Gas
angeordnet ist, daß das hindurchgeleckte erste Gas hineingelangt, die aber verhindert, daß dieses hindurchgeleckte erste Gas
die zweite Elektrode erreicht.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Gaskonzentration-Meßeinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung sollen in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden
Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
einer bekannten Gaskonzentration-Meßeinrichtung;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Gaskonzentration-Meßeinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren
bevorzugten Ausfuhrungsform einer Gaskonzentration-Meßeinrichtung
nach der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform einer Gaskonzentra-809817/0789
tion-Meßeinrichtung in Verbindung mit der vorliegenden Verbindung.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Sauerstoff-Konzentration-Sensor 1o als Beispiel für einen bekannten Gaskonzentrations-Sensor zur Erzeugung eines elektrischen Signals dargestellt, das den Unterschied in den Konzentrationen einer gasförmigen Komponente darstellt, die in zwei separaten Gasen enthalten ist. Der Sauerstoff-Konzentration-Sensor 1o enthält ein
Meßelement 12, das die Form eines an seinem einen Ende geschlossenen Rohrs aufweist. Wie dargestellt, ist auch das andere
Ende des Rohrs geschlossen, wobei jedoch eine öffnung zur Verbindung des Rohrinneren mit der atmosphärischen Luft vorhanden ist.
Das Meßelement 12 besteht aus einem Feststoffel.ektrolyten aus einer stabilisierten Zirkoniumoxyd(ZrO2)-Keramik, durch die
die Sauerstoffionen hindurchwandern. Die äußere Oberfläche des Meßelements 12 ist mit einer porösen Platin-Elektrodenschicht
14 überzogen, die dem durch ein Rohr 16 fließenden Gasstrom ausgesetzt ist. Die innere Oberfläche des Meßelements 12 ist
ebenfalls mit einer porösen Platin-Elektrodenschicht 18 überzogen, die der Luftatmosphäre oder der Umgebungsluft ausgesetzt
ist.
Das Meßelement 12 ist in einer Halterung 2o befestigt, die ihrerseits in der Wand des Rohrs 16 festgeschraubt ist.
Zwischen dem Meßelement 12 und der Halterung 2o ist ein Dichtungsmittel 22 eingebracht, um ein Durchlecken des in dem
Rohr 16 strömenden Gases in die Atmosphärenluft zu verhindern.
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Mit dieser Anordnung bildet sich, wenn unterschiedliche Sauerstoffpartialdrucke auf beiden Seiten des Rohrs des Meßelements
12 vorhanden sind, über die Platinelektroden ein elektrisches Potential aus, wobei ein elektrisches Signal entsteht,
das den Unterschied der Sauerstoff-Gaskonzentration zwischen der Atmosphäre und dem durch das Rohr 16 strömenden Gas
wiedergibt.
Dieser Typ eines Gaskonzentration-Sensors weist jedoch die folgenden Nachteile auf: zunächst ist es sehr schwierig,
das Meßelement 12 in Form eines Rohres mit einem geschlossenen Ende herzustellen, so daß dieses Meßelement unvermeidlich teuer
wird. Außerdem kommt hinzu, daß, obwohl nur das Kopfteil des Meßelements 12 zur Messung der Gaskonzentration dient, es erforderlich
ist, sehr teure Platinelektroden und Feststoffelektrolyten an Flächen zu verwenden, die nicht zum Bestimmen der Gaskonzentration
dienen. Dies ist vom Standpunkt der Erhaltung der natürlichen Rohstoffvorräte sehr verschwenderisch.
Um diese vorstehend genannten Probleme zu lösen, ist vorgeschlagen worden, ein Feststoffelektrolyt-Meßelement zu verwenden,
das in Form einer Platte ausgebildet ist. Mit einem so gestalteten Meßelement ist es jedoch sehr schwierig, eine
gasdichte Abdichtung in einer Halterung zu erreichen. Aus diesem Grund hat ein Sensor, der ein Meßelement in Plattenform enthielt,
bis heute schlechte Arbeitscharakteristiken gezeigt. Durch die Maßnahmen zur Verbesserung der gasdichten Abdichtung wurde die
Konstruktion des Sensors in unvermeidbarer Weise sehr komplex
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und erforderte dadurch einen hohen Produktionsaufwand und eine hohe Präzision bei der Herstellung.
Mit der Erfindung sollen die vorstehend genannten Probleme, die dem bekannten Gaskonzentration-Sensor anhaften,
gelöst und ein verbesserter Gaskonzentration-Sensor des Typs vorgeschlagen werden, bei dem ein plattenförmiges Meßelement
verwendet wird.
In Fig. 2 der Zeichnungen ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer Gaskonzentration-Meßeinrichtung oder eines
Gaskonzentration-Sensors 3o dargestellt. In diesem Fall besteht der Gaskonzentration-Sensor 3o aus einem Sauerstoff-Gaskonzentration-Sensor,
der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der in einem Gas, das durch ein Rohr 32, beispielsweise eine
Auspuffleitung eines Verbrennungsmotors,strömt, vorhandenen
Sauerstoff-Konzentration erzeugt.
Der Gaskonzentration-Sensor 3o besteht aus einem zylindrischen metallischen Gehäuse 34, das in ein ringförmiges
Befestigungselement 36 eingeschraubt ist, das wiederum in der Wand des Rohrs 32 befestigt ist. Das zylindrische Gehäuse 34
ist an seinem einen Ende oder an seinem oberen Ende mit einer Öffnung 38 versehen. Ein radiales ringförmiges Flanschteil 34a
ist am anderen Ende des Gehäuses 34 vorgesehen und bildet durch seine innere umlaufende Kante eine öffnung 4o. Wie dargestellt,
steht die öffnung 4o mit dem Innern des Rohrs 32 durch eine öffnung (ohne Bezugszeichen), die in dem ringförmigen Befesti-
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gungselement 36 vorgesehen ist, in Verbindung.
Das Meßelement 42 ist innerhalb des Gehäuses und auf der inneren Oberfläche des Flanschteils 34a des Gehäuses
34 so angeordnet, daß es die Öffnung 4o verschließt. Das Meßelement 42 besteht aus einer flachen kreisrunden Platte 44
eines Feststoffelektrolyten, durch die die Sauerstoffionen
hindurchwandern. Der Feststoffelektrolyt besteht beispielsweise aus einem stabilisierten Zirkoniumoxyd (ZrO3). Wie ersichtlich,
berührt die flache Platte 44 mit ihrer flachen Bodenfläche die innere Oberfläche des Flanschteils 34a des Gehäuses 34 und
bildet eine Kontaktfläche A. Die flache Bodenfläche der flachen Platte 4 4 ist mit einer dünnen Schicht einer porösen Platinelektrode
46, die als eine erste Elektrode angesehen werden kann, überzogen, so daß diese erste Elektrode über die öffnung 4o,
die in dem ringförmigen Befestigungselement 36 vorhanden ist, mit dem im Rohr 32 strömenden Gas in Berührung kommt. Weiterhin
ist die obere flache Oberfläche der flachen Platte 44 ebenfalls mit einer dünnen Schicht einer porösen Platinelektrode 48,
die als eine zweite Elektrode angesehen wird, bis auf den Bereich, der mit dem keramischen Hohlzylinder 5o in Berührung
kommt und die Kontaktfläche B bildet, überzogen. Der Hohlzylinder 5o ist zwischen der flachen Platte 44 des Meßelements 42 und
einer Abdeckplatte 52 (oder einem Kissen bzw. Polster), die die am oberen Ende des Gehäuses 34 ausgebildete Öffnung verschließt,
eingesetzt. Der Hohlzylinder 5o ist in einem gewissen Abstand von der inneren Oberfläche des Gehäuses 34 angeordnet
und unterteilt den Innenraum des Gehäuses in eine äußere Kammer
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54 und eine innere Kanuner 56. Dabei kommt das Meßelement 42
so zu liegen, daß die Seitenfläche 44a der flachen Platte der inneren Oberfläche der zylindrischen Wand des Gehäuses
in einem Abstand gegenüberliegt und einen unteren Bereich der äußeren Kammer 54 bildet.
In diese äußere Kammer 54 ist eine Substanz S1 zum
Absorbieren des Gases, das über die Kontaktfläche A aus dem Rohr 32 hereinleckt, eingepackt, wobei die Substanz beispielsweise
aus aktivierten Kohlenstoffteilchen besteht. Die äußere Kammer 54 kann alternativ auch mit einer Art Katalysator S1 1
zur katalytischen Umwandlung des in dem Rohr 32 strömenden Gases in ein Gas oder eine Substanz ausgefüllt werden, das die
zweite Platinelektrode 48 nicht angreift.
In die innere Kammer 56 ist eine Substanz S- zum
Aufbringen eines Sauerstoff-Partialdrucks auf die zweite Platinelektrode
48 eingefüllt, wobei diese Substanz beispielsweise aus einem Gemisch von pulverisiertem Nickel (Ni) und Nickeloxyd
(NiO2) oder aus einem gesinterten Metall, das aus einem Gemisch
aus Ni und NiO2 hergestellt worden ist, besteht.
Das Bezugszeichen 58 bezeichnet eine Anschlußklemme, die über die Substanz S2 mit der zweiten Platinelektrode 48
elektrisch verbunden ist, um das an den Elektroden 46 und 48 gebildete elektrische Potential abzunehmen. In diesem Fall ist
die erste Platinelektrode 46 durch das Gehäuse 34 geerdet.
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Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß, wenn auf
beiden Seiten des Meßelements 42 verschiedene Sauerstoffpartialdrücke
vorhanden sind, sich im Meßelement 42 ein elektrisches Potential aufbaut und ein elektrisches Signal erzeugt, das den
Unterschied in der Sauerstoffkonzentration zwischen dem in der inneren Kammer 56 vorhandenen Gas und dem im Rohr 32 strömenden
Gas wiedergibt bzw. ihm entspricht.
Da bei der in Fig. 2 gezeigten Gaskonzentration-Meßeinrichtung die Kontaktflächen A und B über die äußere Kammer
54 miteinander in Verbindung stehen, gelangt das im Rohr 32 strömende Gas nicht zur zweiten Platinelektrode 48 und hält
sein hohes Konzentrationsverhältnis, wenn dieses im Rohr 32 strömende Gas über die Kontaktfläche A, in der ein schmaler
Spalt oder eine öffnung ausgebildet ist, in die äußere Kammer hineinleckt. Demzufolge ist eine vollständige gasdichte Abdichtung
an der Kontaktfläche A nicht notwendig. In diesem Zusammenhang ist es schwierig, eine absolut gasdichte Abdichtung
zur Kontaktfläche A herzustellen, weil diese Kontaktfläche A
im wesentlichen durch eine Verbindung eines Metalls und eines porösen Keramikmaterials gebildet ist und weil die Kontaktfläche
A einer hohen Temperatur unterworfen ist, bei der die Verwendung von Dichtungsmitteln zur Abdichtung der Kontaktfläche A unmöglich
ist.
Um den Abdichtungseffekt weiter zu verbessern und zu verhindern, daß das im Rohr 32 strömende Gas durchleckt und
mit der zweiten Platinelektrode 48 in Berührung kommt, wird
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die zweite Kontaktfläche B vorzugsweise mit einem Dichtmittel
aus einem glasartigen Material oder aus einem keramischen Klebstoff abgedichtet. Außerdem ist es vorteilhaft zur Verbesserung
des vorstehend genannten Effekts eine Erhitzungseinrichtung zum Erhitzen der Substanz S. oder S.', die in die äußere Kammer
54 hineingepackt ist, zu verwenden, um dadurch die Absorptionsfähigkeit oder Unwandlungsfähigkeit hinsichtlich des Gases,
das in die äußere Kammer 54 hineinleckt, zu vergrößern.
Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Gaskonzentration-Sensors 3ο1 nach der vorliegenden Erfindung,
die im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 2 ähnlich ist;
insoweit sind auch entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In dieser Ausführungsform enthält die innere Kammer 56
keinerlei Substanz und ist leer. Allerdings steht diese innere Kammer 56 über eine Öffnung 62, die in der oberen Abdeckplatte
52 ausgebildet ist, mit der Atmosphäre in Verbindung. Außerdem ist die Anschlußklemme 58 direkt oder über einen Leiter 64
an die zweite Platinelektrode 48 angeschlossen. Damit ist, ebenso wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel, dieser Gaskonzentration-Sensor
fähig, ein elektrisches Signal, das den Unterschied in der Gaskonzentration zwischen der Atmosphäre und
dem im Rohr 32 strömenden Gas darstellt, zu bilden.
Außerdem enthält auch die äußere Kammer 54 keinerlei Substanz und ist leer. Die zylindrische Wand des Gehäuses 34
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ist mit öffnungen 66 versehen, durch die die äußere Kammer
54 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Mit dieser so ausgebildeten Einrichtung kann das Gas, wenn es vom Innern des Rohrs
32 über die Kontaktfläche A in die äußere Kammer 54 hineinleckt,
durch die öffnungen 66 in die Atmosphäre entweichen. Damit greift das aus dem Rohr 32 herausgeleckte Gas nicht die zweite
Platinelektrode 48 an.
Obwohl das Meßelement 42 in den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 jeweils so dargestellt und beschrieben worden
ist, daß es außerhalb des Wandniveaus des Rohrs 32 liegt, ist es manchmal auch erwünscht, daß das Meßelement 42 innerhalb
des Wandniveaus des Rohrs 32 zu liegen kommt, wobei die Gestalt des Gehäuses 34 und des Defestigungselements 36 abzuändern ist.
Obwohl das Gehäuse 34 und das Meßelement 42 in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 in einer zylindrischen Form
bzw. einer Scheibenform bezeichnet und beschrieben worden sind, ist
es ebenso möglich, daß diese in Anbetracht der verschiedenen Umstände in anderen Formen ausgebildet werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung eines Gaskonzentration-Sensors 3o", der aus einer zylindrischen
metallischen Halterung 68 zum Festhalten des Meßelements 42, das dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Meßelementen ähnlich ist,
besteht. Die zylindrische Halterung 68 ist mit einer zylindrischen Bohrung 7o oder einer Öffnung versehen. Entlang der inneren
Umfangsfläche dieser zylindrischen Bohrung 7o ist eine ringförmige Nut 72 vorgesehen, die in die zylindrische Bohrung 7ο übergeht.
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Der Randbereich der flachen zylindrischen Platte 44 des Meßelements 42 ist unverrückbar in die ringförmige Nut 72
eingesetzt und unterteilt die zylindrische Bohrung 7o in zwei Bereiche P1 und Pj. Es sei vermerkt, daß die flache kreisförmige
Platte 44 so eingebaut ist, daß die seitliche Oberfläche 4 4a der flachen kreisförmigen Platte 44 in einem Abstand zur
Oberfläche der ringförmigen Nut 72 steht, so daß ein Zwischenraum 74 oder eine Kammer gebildet wird, die durch eine sich
durch die Wand der zylindrischen Halterung 68 hindurch erstreckende öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die
Halterung 6 8 ist mittels des auf ihr vorgesehenen Schraubgewindeteils an der Wand des Rohrs befestigt, durch das ein Gas,
beispielsweise ein Auspuffgas strömt, was jedoch nicht dargestellt ist. Es versteht sich, daß in dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die erste und zweite Elektrode 46 bzw. 48 so angeordnet
sind, daß sie mit dem Gas im Bereich P1 bzw. mit der atmosphärischen
Luft im Bereich P„ in Verbindung stehen, so daß das Meßelement
ein elektrisches Signal erzeugt, das die Differenz in der Sauerstoffgaskonzentration
zwischen dem im Rohr 32 strömenden Gas und der Atmosphäre darstellt. In diesem Fall ist die erste Platinelektrode
46 elektrisch mit der Halterung 68 verbunden, während die zweite Elektrode 48 elektrisch von dieser Halterung 68
isoliert ist.
Mit dieser Anordnung kann das Gas durch die öffnung 76
in die Atmosphäre entweichen, wenn das im Bereich P1 vorhandene
Gas durch die Kontaktfläche A hindurch, in der die Halterung 68 und die Platte 44 einander berühren, in den Zwischenraum 74
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hineinleckt. Dadurch wird die zweite Platinelektrode 48 nicht durch das aus dem Bereich P^ herausleckende Gas beaufschlagt.
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e e r s e i f e
Claims (19)
1. Gaskonzentration-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines
elektrischen Signals, das den Unterschied in der Konzentration einer gasförmigen Komponente aufzeigt, die in getrennten
ersten und zweiten Gasen enthalten ist, gekennzeichnet durch ein Meßelement (42), das eine flache Platte (44) eines Feststoffelektrolyten,
eine erste Elektrode (46) , die auf der einen flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44) angeordnet ist,
und eine zweite Elektrode (48) enthält, die auf der anderen
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flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44) angeordnet ist; Halteeinrichtungen (34, 5o) zum Festhalten des Meßelements
(42) derart, daß die erste Elektrode(46) mit dem ersten Gas und die zweite Elektrode (48) mit dem zweiten Gas in Berührung
steht; und eine Einrichtung zur Bildung einer Kammer (54) in dieser Halteeinrichtung (34, 5o), wobei diese Kammer so zwischen
dem ersten und zweiten Gas angeordnet ist, daß das hindurchgeleckte erste Gas hineingelangt, die aber verhindert, daß dieses
hindurchgeleckte erste Gas die zweite Elektrode (48) erreicht.
2. Gaskonzentration-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das den Unterschied in der Konzentration
einer gasförmigen Komponente aufzeigt, die in getrennten ersten und zweiten Gasen enthalten ist, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (34) mit ersten und zweiten Öffnungen (4o, 38), die
einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei dieses Gehäuse dicht in eine Wand eingesetzt ist, innerhalb der das erste
Mischgas strömt, und wobei die erste Öffnung (4o) direkt mit einer in dieser Wand vorgesehenen öffnung kommuniziert;
ein Meßelement (42), das eine flache Platte (44) eines Feststoffelektrolyten,
eine erste Elektrodenschicht (46) , die auf der ersten flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44) aufgebracht
ist, und eine zweite Elektrodenschicht (48), die auf der zweiten flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44)
aufgebracht ist, wobei dieses Meßelement (42) in dem Gehäuse (34) so angeordnet ist, daß es die erste Öffnung (4o) dieses
Gehäuses (34) verschließt und es der ersten Elektrodenschicht möglich ist, über die erste öffnung sowie über die öffnung in
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der Wand mit dem ersten Gas in Berührung zu kommen; eine Abdeckplatte (52), die die zweite Öffnung (38) des Gehäuses
(34) verschließt; einen Hohlzylinder (5o), der an seinem ersten bzw. zweiten Ende erste und zweite Öffnungen aufweist, wobei
dieser Hohlzylinder (5o) zwischen dem Meßelement (42) und der Abdeckplatte (52) sowie in einem Abstand von der inneren
Oberfläche des äußeren Gehäuses (34) angeordnet ist und den Innenraum dieses Gehäuses (34) in eine äußere Kammer (54) und
eine innere Kammer (56) unterteilt, und wobei das erste bzw. zweite Ende dieses Hohlzylinders (5o) die zweite flache Oberfläche
der flachen Platte (44) des Meßelements (42) bzw. eine innere Oberfläche der Abdeckplatte (52) berührt; und eine
Anschlußklemme (58) innerhalb der in dem Gehäuse (34) ausgebildeten inneren Kammer (56) , wobei diese Anschlußklemme (58)
mit der zweiten Elektrodenschicht (48), die auf der zweiten flachen Oberfläche der flachen Platte (44) des Meßelements
(42) aufgetragen ist, elektrisch verbunden ist.
3. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) an seinem ersten
Ende ein Flanschteil (34a) aufweist, das einstückig mit der Wand dieses Gehäuses ausgebildet ist, wobei die erste öffnung
(4o) dieses Gehäuses (34) durch die Innenkante dieses Flanschteils (34a) gebildet ist.
4. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (42) so angeordnet
ist, daß die erste flache Oberfläche der flachen Platte (44)
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die innere Oberfläche dieses Flanschteils (34a) berührt und die Seitenfläche (44a) der flachen Platte (44) in Abstand
der inneren Oberfläche des Gehäuses (34) gegenüberliegt und dazwischen innerhalb dieses Gehäuses ein unterer Bereich der
äußeren Kammer (54) gebildet ist.
5. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine erste Substanz
(S1) zum Absorbieren des ersten Gases enthält, wobei diese
erste Substanz (S.) in die äußere Kammer (54) innerhalb des Gehäuses (34) eingefüllt ist und das erste Gas, das in diese
äußere Kammer (54) eindringt, absorbiert.
6. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine zweite Substanz (S1')
zur katalytischen Umwandlung des ersten Gases in ein Gas,
das die zweite Elektrodenschicht (48) des Meßelements (42) nicht angreift, vorgesehen ist, wobei diese zweite Substanz
(S1 1) in die innerhalb des Gehäuses (34) angeordnete äußere
Kammer (54) eingefüllt ist.
7. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem eine dritte Substanz
(S2), die in die innere Kammer (56) innerhalb des Gehäuses (34)
eingefüllt ist und zur Bildung des zweiten Gases dient.
8. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Substanz (S.) aus
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aktiviertem Kohlenstoff besteht.
9. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Substanz (S3) zur Erzeugung
eines Sauerstoffpartialdrucks auf der zweiten Elektrodenschicht (48) vorgesehen ist.
10. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Substanz (S2) ein Gemisch
aus pulverförmiger! Ni und NiO2 ist.
11. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese dritte Substanz (S2) aus
einem gesinterten Metall besteht, das aus einem. Gemisch von Ni und NiO2 hergestellt ist.
12. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem ein hitzebeständiges
Dichtmittel zum Abdichten einer Kontaktfläche B zwischen der zweiten flachen Platte (44) des Meßelements (42) und dem ersten
Ende des Rohrzylinders (5o) umfaßt.
13. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses hitzebeständige Dichtmittel aus einem glasartigen Material besteht.
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14. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses hitzebeständige Dichtmittel aus einem keramischen Klebstoff besteht.
15. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem eine Erhitzungseinrichtung (6o) zum Erhitzen der zweiten Substanz aufweist.
16. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (34) mit einer öffnung
(66) zur Verbindung der äußeren Kammer (54) mit der Außenseite dieses Gehäuses (34) versehen ist.
17. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (52) mit einer Öffnung (62) versehen ist, die eine Verbindung zwischen der
inneren Kammer (56) mit der Außenseite des Gehäuses (34) schafft.
18. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß diese außerdem einen elektrischen
Leiter (64) aufweist, der die elektrische Anschlußklemme (58) und die zweite Elektrodenschicht (48) des Meßeleiaents (42)
miteinander verbindet.
19. Gaskonzentration-Meßeinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wand ein Teil eines Auspuffgasrohrs (32) eines Verbrennungsmotors darstellt, in welchem Rohr
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das als erstes Gas bezeichnete, vom Verbrennungsmotor ausgestoßene
Auspuffgas strömt.
2o. Gaskonzentration-Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das den Unterschied in der Konzentration
einer gasförmigen Komponente aufzeigt, die in getrennten ersten und zweiten Gasen enthalten ist, gekennzeichnet durch
eine Halterung (68) mit einer durchgehenden öffnung (7o) und einer entlang der inneren Umfangsflache dieser Halterung angeordneten
Nut (72); und ein Meßelement (42), bestehend aus einer flachen Platte (44) eines Feststoffelektrolyten, einer ersten
Elektrodenschicht (46), die auf der ersten flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44) angeordnet ist, und einer zweiten
Elektrodenschicht (48), die auf der zweiten flachen Oberfläche dieser flachen Platte (44) angeordnet ist, wobei das Meßelement
(42) fest in die Nut (72) dieser Halterung (68) eingesetzt ist und einen Zwischenraum (74) zwischen der Seitenfläche der
flachen Platte (44) und der inneren Oberfläche der Nut (72) freiläßt, welcher Zwischenraum (74) durch eine die Halterung
(68) durchsetzende öffnung (76) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und wobei die erste bzw. zweite Elektrodenschicht (46, 48)
mit dem ersten bzw. zweiten Gas in Kontakt steht.
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|---|---|---|---|
| JP51123855A JPS5853306B2 (ja) | 1976-10-18 | 1976-10-18 | ガス濃度検出装置 |
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| DE2746786A1 true DE2746786A1 (de) | 1978-04-27 |
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- 1977-10-18 DE DE19772746786 patent/DE2746786A1/de not_active Withdrawn
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| JPS5853306B2 (ja) | 1983-11-28 |
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