DE3310336C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Messen der Sauerstoffkonzentration in einem Meßgas können Strombegrenzungs-Sauerstoffmeß­ fühler verwendet werden. Bei den Strombegrenzungs-Sauerstoff­ meßfühlern besteht der Sensorelement-Körper aus einem für Sauerstoffionen durchlässigen Feststoff-Elektrolyt, wobei an einander gegenüberliegenden Flächen des Sensorelement-Körpers Plattenelektroden angebracht sind, von denen eine (als Negativ-Elektrode) mit einer porösen Keramikschicht beschichtet ist, welche dicker als die Abdeckung der anderen (positiven) Elektrode ist.

Im Einsatz wird der Sauerstoffmeßfühler mit dem dermaßen aufgebauten Sensorelement so angebracht, daß das Sensorelement mit dem Meßgas in Berührung kommt. Das Anlegen einer Spannung an die Plattenelektroden bewirkt, daß über das Sensorelement ein Begrenzungsstrom in Abhängigkeit von der Konzentration des Sauerstoffs in dem Gas fließt. Da­ her wird die Stärke dieses von dem Sensorelement abgege­ benen Stroms gemessen, um dadurch die Konzentration des Sauerstoffs in dem Meßgas zu ermitteln.

Das herkömmliche Verfahren zum Messen der Sauerstoffkon­ zentration unter Verwendung eines derartigen Strombegren­ zungs-Meßfühlers wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine grafische Darstellung des Zu­ sammenhangs zwischen der an den Sauerstoffmeßfühler ange­ legten Spannung und dem von dem Meßfühler abgegebenen Strom. Kurven 1, 2 und 3 stellen jeweils die Spannungs/Strom-Kennlinie bei einer Sauerstoffkonzen­ tration von 1%, 5% bzw. 10% in dem Meßgas dar.

Wenn an die einander gegenüberliegenden Plattenelektroden des Strombegrenzungs-Sauerstoffmeßfühlers eine Spannung angelegt wird, wird an der negativen Elektrode der Sauer­ stoff in dem Meßgas ionisiert, so daß er durch das Sen­ sorelement hindurch zu der positiven Elektrode dringt. Mit der Zunahme der an das Sensorelement ange­ legten Spannung steigt der Ausgangsstrom entsprechend bzw. proportional an. In Fig. 1 sind mit 1 a, 2 a und 3 a erste Anstiegsabschnitte der Kennlinien 1, 2 bzw. 3 für die jeweiligen Sauerstoff­ konzentrationen bezeichnet. Wenn die an das Sensorelement angelegte Spannung einen bestimmten Wert übersteigt, wird die Menge des von der negativen zu der positiven Elektro­ de durchtretenden Sauerstoffs begrenzt, da die negative Elektrode des Sensorelements mit der porösen Keramik­ schicht abgedeckt ist. Auf diese Weise wird bei einer weiteren Steigerung der angelegten Spannung der erzielte Strom konstant gehalten, nämlich der sog. Begrenzungs­ strom abgegeben. Mit 1 b, 2 b und 3 b sind jeweils die fla­ chen Abschnitte der Kennlinien 1, 2 bzw. 3 bei den ver­ schiedenen Sauerstoffkonzentrationen bezeichnet. Die Be­ grenzungsstrom-Werte ändern sich proportional zu den Sauerstoffkonzentrationen, wobei ferner von der Sauer­ stoffkonzentration der Bereich der Spannung abhängt, die zu einem Begrenzungsstrom führt. Wenn die angelegte Spannung über diesen den Begrenzungsstrom ergebenden Bereich an­ steigt, beginnt der abgegebene Strom wieder mit der an­ gelegten Spannung zu steigen. Mit 1 c, 2 c und 3 c sind je­ weils zweite Anstiegsabschnitte der Kennlinien bei den verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen bezeichnet.

Es sei angenommen, daß eine Spannung gewählt wird, die in den Spannungsbereich fällt, welcher bei allen der jeweils verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen die Stromstärken an den flachen Abschnitten1 b, 2 b bzw. 3 b ergibt, und daß diese Spannung an das Sensorelement angelegt wird. Die Sauerstoffkonzentration in dem Meßgas kann dann durch Messen des abgegebenen Stroms ermittelt werden, da das Sensorelement einen zur Sauerstoffkonzentration propor­ tionalen Begrenzungsstrom ergibt. Die die flachen Ab­ schnitte der Kennlinien ergebenden Spannungsbereiche ver­ schieben sich jedoch nach und nach bei den verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen.

Wenn daher an die einander gegenüberliegenden Elektroden des Strombegrenzungs-Sauerstoffmeßfühlers eine Spannung einer bestimmten Höhe gemäß der Darstellung durch die vertikale Linie B in Fig. 1 angelegt wird und die Sauer­ stoffkonzentration auf beispielsweise 1%, 5% oder 10% gehalten wird, gibt der Sauerstoffmeßfühler einen Strom ab, dessen Stärke dem Wert der Ordinate des Schnittpunkts der Linie B und der Kennlinie 1, 2 bzw. 3 entspricht. Der Zusammenhang zwischen dem abgegebenen Strom und den verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen wird im voraus ermittelt. Dann wird die Konzentration des in dem Meßgas enthaltenen Sauerstoffs anhand des im voraus ermittelten Zusammenhangs zwischen dem abgegebenen Strom und der Sauerstoffkonzen­ tration ermittelt. Da jedoch nach dem herkömmlichen Ver­ fahren die an das Sensorelement angelegte Spannung kon­ stant eingestellt wird, ist die genaue Ermittlung der Sauerstoffkonzentration nur bedingt möglich, da in man­ chen Fällen nicht der der bestimmten Sauerstoffkonzen­ tration entsprechende Begrenzungsstrom abgegeben wird.

Wenn beispielsweise die angelegte Spannung auf den kon­ stanten Wert x ₁ gemäß der Darstellung durch die vertikale Linie B eingestellt wird, ergibt der Sauerstoffmeßfühler bei einer Sauerstoffkonzentration von 5% bzw. 10% (gemäß der Kennlinien 2 bzw. 3) einen genauen Begrenzungsstrom mit der Stärke y ₂ bzw. y ₃ für diese Sauerstoffkonzentra­ tionen, da die Linie B die Kennlinie 2 bzw. 3 an dem flachen Abschnitt 2 b bzw. 3 b schneidet, weil die ange­ legte Spannung in dem Spannungsbereich liegt, der den flachen Abschnitt 2 b bzw. 3 b entstehen läßt. Wenn anderer­ seits die Sauerstoffkonzentration 1% ist, schneidet die vertikale Linie B die Kennlinie 1 nicht an dem flachen Abschnitt 1 b, sonder an einem gekrümmten Abschnitt, näm­ lich dem zweiten Anstiegsabschnitt 1 c. Infolgedessen ist die Stärke y ₁ des von dem Sauerstoffmeßfühler abgegebenen Stroms höher als diejenige des Begrenzungsstromes y ₁₂. Daher ergibt der Sauerstoffmeßfühler eine ungenaue Messung der Sauerstoffkonzentration in dem Meßgas.

Fig. 2 veranschaulicht mit einer strichpunktierten Linie ₁ den Zusammenhang zwischen dem von dem Sauerstoff­ meßfühler abgegebenen Strom und der Sauerstoffkonzentra­ tion für den Fall, daß die an das Sensorelement angelegte Spannung konstant gemäß der Darstellung durch die Linie B in Fig. 1 eingestellt wird. Die strichpunktierte Linie ₁ entspricht einem Zustand, bei dem die Linie B nah rechts gemäß der Darstellung in Fig. 1 versetzt ist. Im Gegensatz dazu entspricht eine Doppelpunkt-Strich-Linie ₂ einem Zustand, bei dem die Linie B abweichend von der Linie B nach Fig. 1 nach links versetzt ist.

Der abgegebene Strom wird aufgrund dieser Kurve ( ₁ oder ₂) in die Sauerstoffkonzentration umgesetzt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Linienverlauf der Strom­ abgabe/Sauerstoffkonzentration-Umsetzungslinie bei geringer Konzentration nach oben versetzt ist, während er bei einer Sauerstoffkonzentration von mehr als 10% nach unten auf die Linie ₂ versetzt ist, da der flache Abschnitt der entsprechenden Kennlinie nach rechts in Fig. 1 abweicht; infolgedessen wird der bei der angelegten Spannung x abgegebene Strom höher oder niedriger als der Begrenzungsstrom.

Da auf diese Weise beim konstanten Einstellen der an den Sauerstoffmeßfühler angelegten Spannung der Bereich der Sauerstoffkonzentrationen eingeengt ist, bei denen sich die entsprechenden Begrenzungsströme ergeben, kann das herkömmliche Verfahren keine genaue Messung der Sauer­ stoffkonzentrationen ergeben, wenn sich diese über einen weiten Bereich ändern.

Ferner können die Spannungsbereiche, die bei den Kenn­ linien die flachen Abschnitte für den Begrenzungsstrom ergeben, voneinander aufgrund von Abweichungen der Eigen­ schaften verschiedener Sauerstoffmeßfühler verschieden sein. Einer derartigen Abweichung kann mit dem vorstehend herkömmlichen Verfahren nicht in zufriedenstellender Wei­ se begegnet werden.

Ein weiteres Problem besteht in der Schwierigkeit, bei einem System, bei dem der proportional zu der Sauerstoff­ konzentration in einem Meßgas abgegebene Strom unter Ver­ wendung des Strombegrenzungs-Sauerstoffmeßfühlers ermittelt und in eine Brennstoffzuführvorrichtung ein auf dem abgegebenen Strom beruhendes Steuersignal zum Steuern des Luft/Brennstoffverhältnisses in einer Maschine ein­ gegeben wird, eine zufriedenstellende Regelung des Luft/ Brennstoffverhältnisses zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das eine genaue Messung der Sauerstoffkonzentration in dem Gas über einen weiten Bereich der Sauerstoffkonzentration ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem angegebenen Verfahren ist zudem die Linearität zwischen dem von dem Sauerstoffmeßfühler ab­ gegebenen Strom und der zu erfassenden Sauerstoffkonzen­ tration gewährleistet.

Ferner ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Konzentration des Sauerstoffs in dem Gas auch bei gegensei­ tigen Abweichungen der Sauerstoffmeßfühler genau meß­ bar.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Meßverfahren wird der lineare Zusammenhang zwischen der an den Sauer­ stoffmeßfühler angelegten Spannung und dem von demselben abgegebenen Strom (Begrenzungsstrom) durch eine lineare Funktion bestimmt, die durch die flachen (Strombegren­ zungs-)Abschnitte der Spannungs/Strom-Kennlinien bei den verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen verläuft, wonach aus diesem dermaßen bestimmten linearen Zusammenhang und den Kennlinien der Zusammenhang zwischen dem abgegebenen Strom und der Sauerstoffkonzentration bestimmt wird. Dann wird eine Spannung einer vorgegebenen Größe an das Sauer­ stoffmeßfühler-Element angelegt, wobei die Stärke des sich aus dem Element ergebenden Stroms gemessen wird. Unter Bezugnahme auf den abgegebenen Strom und die ge­ nannte lineare Funktion, bei der der Sauerstoffmeßfühler den Begrenzungsstrom ergibt, wird die Spannung auf eine geeignete Spannung korrigiert, die dann an das Sauerstoff­ meßfühler-Element angelegt wird, um den Begrenzungsstrom bei dieser korrigierten Spannung zu erhalten. Schließlich wird unter den Begrenzungsstromabgabe-Bedingungen die Stärke des abgegebenen Stroms gemäß dem linearen Zusammen­ hang zwischen dem von dem Sauerstoffmeßfühler abgegebenen Strom und den Sauerstoffkonzentrationen in die Sauer­ stoffkonzentration umgesetzt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert.

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung, die für einen Strombegrenzungs-Sauerstoffmeßfühler Kennlinien für die an das Sauerstoffmeßfühler-Element ange­ legte Spannung und denvon dem Element abgege­ benen Strom sowie eine schräge Spannungs-Strom- Gerade zeigt.

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung des Zusammen­ hangs zwischen dem von dem Sauerstoffmeßfühler- Element abgegebenen Strom und der Sauerstoffkon­ zentration.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Systems zur Aus­ führung des Verfahrens.

Das Verfahren wird in Einzelheiten anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher Fig. 1 den Zusammenhang zwi­ shen der an einen Sauerstoffmeßfühler in Strombegren­ zungs-Ausführung angelegten Spannung und dem von dem Meßfühler abgegebenen Strom bei verschiedenen Sauerstoff­ konzentrationen als Kennlinien zeigt. Aus diesen wird eine schräge Gerade A bestimmt, die durch flache Strombe­ grenzungs-Abschnitte der Spannungs/Strom-Kennlinien bei diesen verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen verläuft. Ferner wird eine Stromabgabe/Sauerstoffkonzentration- Umsetzungslinie gemäß der Darstellung in Fig. 2 be­ stimmt.

Als nächstes wird beim Anlegen einer Spannung einer be­ stimmten Höhe an das Meßfühler- bzw. Sensorelement ein Strom abgegeben, wonach unter Heranziehen des vorstehend genannten Schräggeraden-Zusammenhangs zwischen der Span­ nung und dem Strom die angelegte Spannung korrigiert wird.

Dann wird die korrigierte Spannung an das Sensorelement angelegt und von diesem ein Strom abgegeben, dessen Stär­ ke unter Heranziehen des durch die Gerade in Fig. 2 gezeigten linearen Zusammenhangs zwischen dem Strom und der Sauerstoffkonzentration in die Sauerstoffkonzentra­ tion in dem Meßgas umgesetzt wird.

Nachstehend werden eine schräge Gerade für den Zusammen­ hang zwischen der Spannung und dem Strom sowie eine Strom­ abgabe/Sauerstoffkonzentration-Umsetzungsgerade erläutert, die für die Ausführung des Meßverfahrens herangezogen werden.

In Fig. 1 ist mit A eine schräge Gerade bezeichnet, deren Variable die an das Sensorelement angelegte Span­ nung X und der von dem Element abgegebene Strom Y sind und die eine lineare Funktion Y = mX + n (m, n = konstant, m < 0, n < 0) darstellt. Die lineare Funktion wird so bestimmt, daß die Gerade durch die flachen Abschnitte 1 b, 2 b und 3 b der Kennlinien1, 2 und 3 für die verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen hindurch verläuft. Das heißt, diese lineare Funktion wird so festgelegt, daß die an das Sen­ sorelement anzulegende Spannung X in den Spannungsbereich fällt, bei dem sich der flache Abschnitt 1 b, 2 b bzw. 3 b ergibt. Allgemein kann die an das Sensorelement anzule­ gende Spannung auf 0,2 bis 1,0 V eingestellt werden. Die Konstante m kann in geeigneter Weise durch Verändern eines in dem Sauerstoffmeßfühler angebrachten veränderbaren Widerstands gewählt werden, wobei sie vorzugsweise so gewählt wird, daß sich im wesentlichen die gleiche Steigung wie an den Anstiegsabschnitten 1 a, 2a und 3 a der Kennlinien 1, 2 und 3 ergibt. Wenn die Kon­ stante m auf diese Steigung der Anstiegsabschnitte einge­ stellt wird, kann selbst bei einer allmählichen Verschie­ bung des flachen Bereichs der Kennlinie mit zunehmender Sauerstoffkonzentration die schräge Gerade A dement­ sprechend extrapoliert werden, so daß die Gerade A von den niedrigeren bis zu den höheren Konzentrationen durch die flachen Abschnitte der Kennlinien hindurch verläuft.

Der Zusammenhang zwischen der Spannung und dem Strom ge­ mäß der schrägen Geraden A (Y = mx + n) wird mittels einer geeigneten Maßnahme wie eines Tabellenverfahrens unter Verwendung z. B. eines Integrierschaltungs-Speichers oder eines Funktionsgenerators in einen Speicher einer in Fig. 4 gezeigten Steuereinrichtung 20 eingespeichert. Die gespeicherten Werte werden dann für die Messung der Sauerstoffkonzentration in dem Gas herangezogen.

Aus den Kennlinien 1, 2 und 3 sowie der schrägen Geraden A wird die Stromabgabe/Sauerstoffkonzentration-Umsetzungs­ linie nach Fig. 2 dermaßen bestimmt, daß an den Schnitt­ punkten zwischen den Kennlinie 1, 2 und 3 und der schrä­ gen Geraden A die Stärken y ₁₂, y ₂ und y ₃ und die entspre­ chenden Sauerstoffkonzentrationen z ₁, z ₅ und z ₁₀ ermittelt, diese Werte für die Ströme und die Sauerstoffkon­ zentrationen gemäß der Darstellung in Fig. 2 auf einer Ordinate bzw. einer Abszisse aufgetragen und die Auftragsorte durch Linien verbunden werden. Alle diese Werte der abgegebenen Ströme für die Gerade A sind Begrenzungsströme. Infolgedessen kann die Linearität dieser Umsetzungslinie bzw. Umsetzungsgeraden über einen wei­ ten Bereich von niedrigen bis zu hohen Sauer­ stoffkonzentrationen sichergestellt werden.

Der Zusammenhang für die Gerade wird gleichermaßen wie der Zusammenhang für die Gerade A in einen Speicher der Steuereinrichtung 20 als eine lineare Funktion Y = aZ (mit a = konstant) eingegeben; sobald es erforderlich ist, wird für die Messung der Sauerstoffkonzentration der abgespeicherte Zusammenhang herangezogen.

Die Steuereinrichtung 20 weist eine Steuereinheit 21, eine Recheneinheit 22, einen Digital/Analog-Wandler 23 und einen Analog/Digital-Wandler 24 auf. Mit der Steuerein­ heit 21 sind die Recheneinheit 22, der Digital/Analog- Wandler 23 und der Analog/Digital-Wandler 24 entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Ablauffolge steuerbar, wobei an den Digital/Analog-Wandler 23 und beispielsweise an ein Maschinen-Brennstoffeinspritz-System 25 ein Signal abgegeben wird. Der Digital/Analog-Wandler 23 ist zum Einstellen der an den Sauerstoffmeßfühler anzulegen­ den Spannung x ₁ ausgebildet. Die Stärke y ₁ des von dem Sauerstoffmeßfühler abgegebenen Stroms wird in den Analog/ Digital-Wandler 24 zur Analog/Digital-Umsetzung eingege­ ben. Danach wird das umgesetzte Signal in die Rechenein­ heit 22 eingegeben, in der nach der linearen Funktion X = (Y - b)/a aufgrund des eingegebenen Signals die Span­ nung x ₂ bestimmt wird. Im weiteren wird die Stärke y ₁₂ des beim Anlegen der Spannung x ₂ an den Sauerstoffmeß­ fühler abgegebenen Stroms in den Analog/Digital-Wandler 24 eingegeben, wonach das umgesetzte Signal in die Rechen­ einheit 22 eingegeben wird, in der nach der lineaten Funktion Z = Y₁₂/a die Sauerstoffkonzentration in dem Meßgas ermittelt wird.

Das Meßverfahren wird anhand der oder aufgrund der Kenn­ linien 1, 2 und 3, der schrägen Geraden A und der Um­ setzungsgeraden ausgeführt. Das Verfahren wird in grö­ ßeren Einzelheiten anhand eines Beispiels erläutert, welches ein Verfahren zum Messen der Konzentration des Sauerstoffs im Abgas einer Brennkraftmaschine betrifft.

An einem Auspuffrohr der Brennkraftmaschine wird ein Sauerstoffmeßfühler der Strombegrenzungs-Ausführung in der Weise angebracht, daß das Sensorelement des Sauer­ stoffmeßfühlers mit dem Abgas der Maschine in Berührung gebracht ist. Dann wird an das Sensorelement eine Span­ nung einer bestimmten Höhe x ₁ angelegt. Diese Spannung wird gewöhnlich auf einen bestimmten Wert von 0,2 bis 1,0 V eingestellt, mit dem der Sauerstoffmeßfühler üb­ licherweise gespeist wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 gibt dann bei einer Sauerstoffkonzentration von 1% (Kennlinie 1) das Sensorelement den Strom y ₁ ab. Das Signal für den Ausgangsstrom y ₁ wird in die Steuerein­ richtung 20 eingegeben, in welche im voraus der Zusammen­ hang der Geraden A eingegeben wurde, so daß dann die Spannung x ₂ bestimmt wird. Auf diese Weise wird die an das Sensorelement anzulegende Spannung von der Spannung x ₁ auf die Spannung x ₂ korrigiert. Dann wird die korri­ gierte Spannung x ₂ an das Sensorelement angelegt, wonach schließlich aufgrund des von dem Element abgegebenen Stroms y ₁₂ aus dem Zusammenhang für die Umsetzungsgerade nach Fig. 2 die Sauerstoffkonzentration ermittelt wird. Die vorstehend genannten Meßschritte werden als ein Zyklus zur Messung der Sauerstoffkonzentration ausgeführt. Dieser Zyklus wird 0,1mal bis 10mal je Sekunde wiederholt, um die Sauerstoffkonzentration im Abgas fortlaufend zu erfassen.

Wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas 10% beträgt, bewirkt das Anlegen der Spannung x ₁, daß das Sensorele­ ment den Strom y ₃ abgibt. In diesem Fall ist keine Korrek­ tur der Spannung erforderlich, da für den Strom y ₃ die Spannung auf der Geraden A gleich x ₁ ist. Aus dem Strom y ₃ wird ohne Spannungskorrektur anhand der Umsetzungsge­ raden die Sauerstoffkonzentration z ₁₀ ermittelt.

Hinsichtlich der anfänglich an das Sensorelement ange­ legten Spannung besteht keine Einschrän­ kung auf eine bestimmte Spannung; vielmehr kann die Span­ nung auf eine geeignete Höhe innerhalb des Spannungsbe­ reichs eingestellt werden, bei dem das Sensorelement ge­ wöhnlich betrieben wird. Ferner kann die korrigierte Spannung an das Sensorelement mittels einer üblicher­ weise verwendeten Schaltung mit einem Mikrocomputer, einem Digital/Analog-Wandler, einem Ausgangsverstärker usw. an­ gelegt werden.

Gemäß den vorangehenden Ausführungen wird bei dem Meß­ verfahren die an das Sauerstoffmeßfühlerelement, d. h., an das Sensorelement anzulegende Spannung auf den Be­ reich gesteuert, in welchem bei den verschiedenen Sauer­ stoffkonzentrationen immer die Begrenzungsströme abgege­ ben werden. Aufgrund des von dem Sensorelement abgegebenen Stroms ist es daher möglich, die Sauerstoffkonzentration genau zu ermitteln.

Da ferner bei Schwankungen der Begrenzungsstrom-Eigen­ schaften der Sauerstoffmeßfühler-Elemente die schräge Spannungs/Strom-Gerade durch Datenanalyse so festgelegt werden kann, daß einer derartigen Abweichung begegnet ist, ist die Linearität der Geraden gewährleistet.

Das Meßverfahren ist nicht nur zu dem vorstehend beschrie­ benen Messen der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine anwendbar, sondern z. B. auch zum Messen der Sauerstoffkonzentration im Abgas eines Warmwasser­ bereiters oder einer Feuerungsanlage mit üblicher Brennstoff-Verbrennung.

Claims (3)

1. Verfahren zum Messen der Sauerstoffkonzentration in einem Meßgas unter Verwendung eines Strombegrenzungs- Sauerstoffmeßfühlers, der einen der Sauerstoffkonzen­ tration im Gas entsprechenden Strom abgibt und dessen Kennlinie zwischen der an den Sauerstoffmeßfühler an­ gelegten Spannung und dem von demselben abgegebenen Strom aus einem ersten Anstiegsabschnitt, bei dem inner­ halb eines Spannungsbereichs unter einem ersten Span­ nungswert die Stromstärke mit dem Anstieg der Spannung zunimmt, einem flachen Abschnitt, bei dem von dem ersten Spannungswert bis zu einem zweiten Spannungswert selbst bei dem Anstieg der Spannung eine im wesentlichen konstante Stromstärke vorliegt, und einen zweiten Anstiegs­ abschnitt bei einer Spannung oberhalb des zweiten Span­ nungswerts besteht, wobei sich bei dem Strombegrenzungs- Sauerstoffmeßfühler der die flachen Abschnitte der Span­ nungs/Strom-Kennlinien ergebende Spannungsbereich von dem ersten zu dem zweiten Anstiegsabschnitt in Abhängig­ keit von unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen in dem Gas verschiebt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage und die Steigung einer schrägen Geraden, deren Variable die an den Sauerstoffmeßfühler angelegte Spannung und der von dem Sauerstoffmeßfühler abgegebene Strom sind, in der Weise bestimmt werden, daß die an den Sauerstoff­ meßfühler angelegten und längs der schrägen Geraden bei unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen abgenommenen Spannungen jeweils in den bestimmten Spannungsbereich fallen, der bei der jeweiligen Sauerstoffkonzentration den flachen Abschnitt ergibt,
daß der Zusammenhang einer Stromabgabe/Sauerstoffkonzen­ tration-Umsetzungsgeraden mit der Spannungs/Strom-Kenn­ linie und der schrägen Geraden bestimmt wird,
daß eine Anfangsspannung vorgegebener Höhe an den Sauer­ stoffmeßfühler angelegt wird, damit dieser einen Strom abgibt,
daß aufgrund des abgegebenen Stroms unter Bezug auf die schräge Gerade die Anfangsspannung korrigiert wird,
daß die korrigierte Spannung an den Sauerstoffmeßfühler angelegt wird, damit dieser einen Strom abgibt, und
daß aus dem auf diese Weise durch das Anlegen der korri­ gierten Spannung abgegebenen Strom unter Bezug auf die Stromabgabe/Sauerstoffkonzentration-Umsetzungsgerade die Sauerstoffkonzentration in dem Gas bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der schrägen Geraden im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Anstiegsabschnitte der Spannungs/Strom-Kennlinien ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhe der Anfangsspannung 0,2 bis 1,0 V beträgt.