DE3509196C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sauerstoffsensor nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Sauerstoffsensor dieser Art ist aus der DE-OS 31 40 444 bekannt.
In den Fig. 7 und 8 dieser Veröffentlichung ist ein Sauerstoff
sensor dargestellt, bei dem die in der Schutzabdeckung vorgesehenen
Öffnungen eine dem Sauerstofferfassungsabschnitt gegenüberliegende
Lage aufweist. Die Öffnungen sind hierbei in gleichmäßigen Ab
ständen um den gesamten Umfang der Schutzabdeckung herum angeordnet.
Sie sind wahllos vorgesehen, wobei auch ein Teil der Öffnungen dem
Sauerstofferfassungselement direkt gegenüber liegt. Auch liegt je
weils eine Öffnung einer schmalen Seitenfläche des Fühlerelementes
gegenüber, wobei diese Öffnungen sich jedoch über die jeweilige
Seitenfläche hinaus erstrecken.
Aufgrund der vorgesehenen Öffnungen wird eine große Menge des zu
messenden Gases, d. h. eines durch ein Abgasrohr strömenden Abgases,
derart in die Schutzabdeckung eingeführt, daß nicht nur das Er
fassungselement am Erfassungsabschnitt am Ende des Fühlerelementes,
sondern auch andere Abschnitte des Elementes, die keine Elektrode
tragen, direkt den Gasströmungen ausgesetzt sind. Folglich sind ver
schiedene Teile des Fühlerelementes, beispielsweise ein Festelektro
lytkorpus sowie Platinelektroden, überflüssigerweise einer Qualitäts
verschlechterung ausgesetzt, die eine Verkürzung der nutzbaren
Lebensdauer des Sauerstoffsensors mit sich bringt. Zusätzlich zu
diesen Probelemen besteht bei dem bekannten Sauerstoffsensor das
Problem, daß das Ansprechverhalten des Sensors durch die Position
der Strömungsmitteldurchflußöffnungen, die in der Schutzabdeckung
ausgebildet sind, und die Umfangslage der Schutzabdeckung relativ
zu den Strömungslinien des durch die Leitung, an der der Sensor be
festigt ist, strömenden zu messenden Gases beeinflußt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sauerstoffsensor
der angegebenen Art zu schaffen, der bei niedrigen Schwankungen
im Ansprechverhalten eine besonders hohe nutzbare Lebensdauer auf
weist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sauerstoffsensor der
angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan
spruchs 1 gelöst.
Der Kern der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen
darin, daß zwei axiale Reihen von Öffnungen so in der Schutzab
deckung vorgesehen werden, daß sie ausschließlich den kleineren
Seitenflächen des Fühlerelementes gegenüber liegen. Hierdurch
wird sichergestellt, daß einerseits eine minimale, andererseits
jedoch ausreichende Mengen des Abgases ohne Beschädigung des Sauer
stofferfassungselementes in den Raum innerhalb der Schutzabdeckung
eindringen kann. Dabei ist es von Bedeutung, daß die Öffnungen eine
geringere Breite besitzen als die Breite des Fühlerelementes (Ab
stand zwischen den beiden Primärflächen).
Bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise
ausgebildeten Sauerstoffsensor ermöglichen die
Strömungsmittelwege ein Eindringen des zu
messenden Gases in die Schutzabdeckung in einer
minimal möglichen Menge, die zur Messung oder Be
stimmung der Sauerstoffkonzentration des zu
messenden Gases erforderlich ist. Die Position
der Strömungsmittelwege relativ zum Fühlerelement
ist so festgelegt, daß verhindert wird, daß
das Erfassungselement des Fühlerelementes dem
Strom des zu messenden Gases unmittelbar
ausgesetzt ist, und daß eine durch einen solchen
direkten Kontakt bedingte Qualitätsverschlechterung
minimiert wird. Somit wird durch die erfindungs
gemäße Anordnung der Strömungsmittelwege in der
Schutzabdeckung relativ zum Fühlerelement eine
Verbesserung in bezug auf die nutzbare Lebens
dauer und das Ansprechverhalten des Sauerstoff
sensors erreicht. Insbesondere wird das Ansprech
verhalten des Sensors durch die spezielle Um
fangslage des Sauerstoffsensors, genauer ge
sagt durch die Umfangslage der Schutzabdeckung
relativ zur Strömungslinie des zu messenden
Gases durch eine Leitung, an der der Sensor be
festigt ist, minimal beeinflußt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung um
fassen die Strömungsmittelwege des weiteren eine
Öffnung, die an einem Ende der Schutzabdeckung auf
der Seite ausgebildet ist, die dem Erfassungsab
schnitt des Fühlerelementes entspricht.
In dem Fall, in dem das Erfassungselement im Er
fassungsabschnitt auf einer der gegenüberliegenden
Primärflächen des Fühlerelementes angeordnet ist,
können die Strömungsmittelwege desweiteren mindestens
eine zusätzliche Öffnung aufweisen, die in einem
Teil der Wand ausgebildet ist, der der anderen der
gegenüberliegenden Primärflächen gegenüberliegt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
besitzt das Sauerstoffühlerelement einen planaren
Festelektrolytkorpus, der im wesent
lichen aus Zirkondioxid besteht, und Elektro
den, die auf dem planaren Festelektrolytkorpus ange
ordnet sind. In diesem Fall dient eine der Elektroden
als das Erfassungselement des Fühlerelementes, das
dem zu messenden Gas ausgesetzt ist. Darüber hinaus
kann das Fühlerelement eine elektrische Heizein
richtung aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die
Schutzabdeckung eine zylindrische Wand, durch die
die Strömungsmittelwege ausgebildet sind. In diesem
Fall weist die zylindrische Wand die ersten und zweiten Öffnungen
oder eine zusätzliche Öffnung bzw. zusätzliche
Öffnungen auf, und das Ende der zylindrischen Wand
auf der Seite, die dem Erfassungsabschnitt des
Fühlerelementes entspricht, bildet die vorstehend
erwähnte Öffnung. Das in die Schutzabdeckung ein
geführte zu messende Gas wird durch diese Öffnung
abgegeben.
Bei einer anderen Ausführungsform weist die
zylindrische Schutzabdeckung eine Endwand an einem
Ende der zylindrischen Wand auf der dem Erfassungs
abschnitt des Fühlerelementes entsprechenden Seite
auf. Diese Endwand kann mit mindestens einer
Öffnung versehen sein, durch die das in die Schutz
abdeckung eingeführte zu messende Gas abgegeben wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im ein
zelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Teilansicht, teilweise im
Schnitt, einer Ausführungsform eines
Sauer
stoffsensors;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines
Beispiels eines in dem Sauerstoff
sensor der Fig. 1 verwendeten
Sauerstoffühlerelementes;
Fig. 3(a) eine Ansicht zur Verdeutlichung
von Gasöffnungen, die in einer das
Fühlerelement der Fig. 2 umgebenden
Schutzabdeckung ausgebildet sind;
Fig. 3(b) einen schematischen Schnitt ent
lang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 einen schematischen, Fig. 3(b)
entsprechenden Schnitt durch
eine andere Ausführungsform
eines Sauerstoffsensors; und
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt
durch einen Sauerstoffer
fassungsabschnitt des Fühler
elementes der Fig. 2, der be
nachbart zu seinem einen Ende
angeordnet ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Sauerstoffsensor umfaßt
ein längliches planares Sauerstoffühlerelement mit ei
nem laminaren Aufbau, das mit 2 bezeichnet ist. Dieses
planare Fühlerelement 2 besteht aus Zirkonoxid-Keramik
oder anderen Sauerstoffionen-leitenden Festelektrolyt
materialien. Wie in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab
dargestellt ist, handelt es sich bei dem Fühlerelement
2 um einen länglichen Korpus, der im Querschnitt recht
eckförmig ausgebildet ist und eine relativ geringe
Breite aufweist. Das Fühlerelement 2 besitzt einen
Durchgang 4 für ein Referenzgas, der über die Länge
des länglichen Korpus ausgebildet ist. Der Durchgang
4 endet an einem ersten Endabschnitt 2 a (am linken
Ende der Fig. 2) des länglichen Korpus des Fühlerele
mentes 2 und wird mit der umgebenden Atmosphäre in
Verbindung gehalten, die für den Sensor als Referenz
gas dient.
Wie bekannt und in Fig. 5 dargestellt ist, umfaßt
das Fühlerelement 2 eine äußere Elektrode 3 a, die der
art an dem ersten Endabschnitt 2 a angeordnet ist, daß
sie einem Abgas oder anderen durch den Sauerstoffsensor
zu messenden Gasen ausgesetzt ist. Diese äußere Elektrode
3 a wird hiernach als "Erfassungselement" des Fühler
elementes 2 bezeichnet. Eine innere Elektrode 3 b
ist in einem Abschnitt des Fühlerelementes 2 im wesent
lichen zu der äußeren Elektrode 3 a ausgerichtet der
art angeordnet, daß sie dem Referenzgas im Referenzgas
durchgang 4 ausgesetzt ist. Bei diesem speziellen
Ausführungsbeispiel bildet der erste Endabschnitt
2 a des Fühlerelementes 2, an dem die äußere und innere
Elektrode 3 a, 3 b angeordnet sind, einen Erfassungsab
schnitt 5 (Fig. 2) des Elementes 2. Geeignete
Leitungen erstrecken sich von dieser äußeren und inne
ren Elektrode 3 a, 3 b in Richtung auf einen zweiten
Endabschnitt 2 b (rechtes Ende der Fig. 2) des Fühler
elementes 2, so daß elektrische Signale der Elektroden
3 a, 3 b einer äußeren Vorrichtung zugeführt werden
können. Das Fühlerelement 2 umfaßt eine geeignete be
kannte elektrische Heizeinrichtung 20, die Abschnitte
5 des Fühlerelementes 2, an denen die Elektroden 3 a,
3 b angeordnet sind, erhitzt. Durch das Erhitzen die
ser Abschnitte 5 durch die Heizeinrichtung 20 wird
es möglich, die erforderliche Aufwärmzeit zum Erreichen
einer ständigen Funktionsweise des Sensors nach
dem Beginn des Kontaktes mit dem zu messenden Gas,
beispielsweise einem Abgas, (d. h. nach dem Anlassen
einer kalten Brennkraftmaschine, deren Abgas vom
Sensor erfaßt wird) zu reduzieren. Darüber hinaus
hält die Heizeinrichtung 20 den ersten Endabschnitt
2 a (Erfassungsabschnitt 5) des Fühlerelementes 2
auf einer gewünschten Temperatur über einem unteren
Grenzwert, und zwar selbst dann, wenn die Temperatur
des zu messenden Gases (d. h. Abgases) für den beab
sichtigten Betrieb des Sensors nicht hoch genug ist.
Daher wird durch die Heizeinrichtung 20 eine be
ständige und genaue Messung der Sauerstoffkonzentration
des zu messenden Gases durch den Sauerstoffsensor zu
beliebigen Zeitpunkten sichergestellt.
Das auf diese Weise ausgebildete planare Fühlerele
ment 2 ist mit einer zylindrischen Schutzabdeckung 6,
die aus einem geeigneten metallischen Material besteht,
untergebracht bzw. wird von dieser umschlossen. Das
Fühlerelement 2 ist in der Schutzabdeckung 6 über
einen keramischen Isolator 8 und ein wärmebeständiges
Dichtungselement 10 gelagert, die in die Schutzab
deckung eingepaßt sind und durch die sich das Fühler
element 2 erstreckt, wie in Fig. 1 gezeigt. Auf
diese Weise wird das Fühlerelement 2 strömungsmittel
dicht in der Schutzabdeckung 6 gelagert. Die Schutz
abdeckung 6 wird derart durch ein ringförmiges Ge
häuse 12 gelagert, daß sie (und das darin angeordnete
Fühlerelement 2) sich durch die Bohrung des Gehäuses
12 erstreckt, so daß der erste Endabschnitt 2 a
(einschließlich des Erfassungsabschnittes 5) in eine
Leitung (nicht gezeigt), beispielsweise ein Abgas
rohr, durch das ein Abgas strömt, vorsteht. Der
Sauerstoffsensor ist an der Leitung, durch die das
Strömungsmittel fließt, befestigt, indem das ring
förmige Gehäuse 12 an der Leitung befestigt ist.
Die Schutzabdeckung 6 des Sauerstoffsensors, die das
Fühlerelement 2 abdeckt, besitzt Strömungswege, die
durch einen Teil oder Teile ihrer zylindrischen Wand,
die nicht dem Erfassungselement 3 a gegenüberliegen,
ausgebildet sind. Genauer gesagt, die zylindrische
Wand der Schutzabdeckung 6 besitzt mehrere (bei die
sem Ausführungsbeispiel drei) erste
Öffnungen 14, die in einem Teil der zylindrischen
Wand ausgebildet sind, der einer Seitenfläche 2 c des
Fühlerelementes 2 gegenüberliegt, genauer gesagt
einem Abschnitt der Seitenwand benachbart zum
ersten Endabschnitt 2 a gegenüberliegt, wie in den
Fig. 3(a) und 3(b) dargestellt ist. Daher sind
diese ersten Öffnungen 14 in der
Nachbarschaft des ersten Endabschnittes 2 a des
Fühlerelementes 2 angeordnet und in Axialrichtung
der Schutzabdeckung 6 voneinander beabstandet. In
einem anderen Teil der zylindrischen Wand, der dem
vorstehend angegebenen Teil diametral gegenüberliegt,
sind zweite Öffnungen 14
ausgebildet, so daß sie auf eine Seitenfläche 2 b ge
richtet sind, die der Seitenfläche 2 c gegenüber
liegt, wie in Fig. 3(b) dargestellt. Mit anderen
Worten, die beiden Sätze der ersten und zweiten
Öffnungen 14 sind in diametral gegenüber
liegenden Teilen der zylindrischen Wand der Schutz
abdeckung 6 ausgebildet, so daß sie weder einer
Fläche 2 e des rechteckförmigen Fühlerelementes 2,
auf der das Erfassungselement 3 a angeordnet ist,
noch einer Fläche 2 f, die der Fläche 2 e gegenüber
liegt, gegenüberliegen. Diese Flächen 2 e und 2 f werden
als Primärflächen des Fühlerelementes 2 bezeichnet,
die größer ausgebildet sind als die anderen Flächen.
Die gegenüberliegenden Seitenflächen 2 c und 2 d, die
den ersten und zweiten Öffnungen 14 gegenüberliegen, erstrecken sich
über die Länge des länglichen Fühlerelementes 2 und
verlaufen senkrecht zu den Primärflächen 2 e und 2 f.
Die gegenüberliegenden Primärflächen 2 e, 2 f begrenzen
das Fühlerelement 2 in Dickenrichtung, während die
gegenüberliegenden Seitenflächen 2 c, 2 d das Fühler
element in Breitenrichtung begrenzen.
Darüber hinaus besitzt die Schutzabdeckung 6 eine
Öffnung 18 an einem Ende der zylindrischen Wand auf
der Seite, die dem ersten Enabschnitt 2 a des Fühler
elementes 2 entspricht. Diese Öffnung 18 wirkt mit
den ersten und zweiten Öffnungen 14 zusammen und
bildet die Strömungswege, die das Eindringen des zu
messenden Gases in die Schutzabdeckung 6 und die Abgabe
desselben davon ermöglichen.
Wie vorstehend erläutert, sind die ersten und zweiten Öffnungen 14 und
die Öffnung 18 nur in den Teilen der Schutzabdeckung
6 ausgebildet, die den Seitenflächen 2 c, 2 d und einer
Endfläche 2 e des ersten Endabschnittes 2 a gegenüber
liegen. Keine Öffnungen sind in den anderen Teilen
der Schutzabdeckung 6 ausgebildet.
Der mit der Schutzab
deckung 6 versehene Sauerstoffsensor wird so installiert,
daß der Endabschnitt der Schutzabdeckung 6, die die
Öffnungen 14 aufweisen, einem Strom eines Abgases
oder eines anderen zu messenden Gases ausgesetzt
ist, der durch eine Leitung fließt, an der das ring
förmige Gehäuse 12 befestigt ist. In diesem Zustand
wird das zu messende Gas in einer minimal möglichen
Menge durch die zweiten Öffnungen
14, die der Seitenfläche 2 d des Fühlerelementes 2
gegenüberliegen, wie in Fig. 3(b) gezeigt, in
die Schutzabdeckung 6 eingeführt. Der eingeführte
Strom des zu messenden Gases wird an der Seiten
fläche 2 d in zwei Teilströme entlang den gegenüber
liegenden Primärflächen 2 e und 2 f aufgeteilt. Die
beiden Teilströme des Gases vereinigen sich wieder,
bevor sie die ersten Öffnungen 14 der Schutzabdeckung 6,
die der Seitenfläche 2 c des Fühlerelementes 2 gegen
überliegen, erreichen. Das Gas wird dann durch die ersten
Öffnungen 14, die der Seitenfläche 2 c gegenüber
liegen, in den Strom außerhalb der Abdeckung 6 ab
gegeben. Gleichzeitig verläßt das in die Schutz
abdeckung 6 eingeführte Gas diese durch die Öffnung
18 am Ende derselben.
Die Schutzabdeckung 6 erlaubt somit nur die Ein
führung einer begrenzten Menge des zu messenden
Gases durch die zweiten Öffnungen 14, die der Seitenfläche
2 d des Fühlerelementes 2 gegenüberliegen. Dadurch
wird eine unmittelbare schädliche Beeinflussung
des Festelektrolyten, der Elektroden und der ande
ren Bauteile des Fühlerelementes 2 durch das zu
messende Gas auf ein Minimum gebracht. Eine
Qualitätsverschlechterung dieser Bauteile wird
daher in wirksamer Weise verhindert und die nutz
bare Lebensdauer des Sauerstoffsensors in signi
fikanter Weise verlängert.
Die jeweiligen drei Öffnungen 14 sind
entlang einer im wesentlichen geraden Linie auf
jeder Seite des länglichen Fühlerelementes 2 ange
ordnet. Die der Seitenfläche 2 c gegenüberliegenden ersten
Öffnungen 14 sind symmetrisch zu den der gegenüber
liegenden Seitenfläche 2 d gegenüberliegenden zweiten
Öffnungen 14 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform
wird das zu messende Gas nicht senkrecht zu den
Primärflächen 2 e oder 2 f auf das Fühlerelement 2
gerichtet, obwohl der Sauerstoffsensor relativ zu
den Strömungslinien des zu messenden Gases durch die
Leitung, mit der der Sensor verbunden ist, in Um
fangsrichtung angeordnet ist. Mit anderen Worten,
das zu messende Gas wird durch einen der beiden gegen
überliegenden Sätze von Öffnungen 14 (durch die
Öffnungen 14, die einer der gegenüberliegenden
Seitenflächen 2 c, 2 d gegenüberliegend) in die
Schutzabdeckung 6 eingeführt. Das bedeutet, daß
das Gas immer in Richtung auf eine der Seitenflächen
2 c, 2 d geführt wird, unabhängig von der Umfangs
lage des Sauerstoffsensors realtiv zur Strömungs
richtung des zu messenden Gases durch die Leitung,
d. h. relativ zur Leitung. Somit besitzt die Umfangs
lage des Sauerstoffsensors relativ zu den Strömungs
linien des durch die Leitung fließenden Gases einen
vergleichsweise geringen Einfluß auf das Ansprech
verhalten des Sauerstoffsensors. Mit anderen Worten,
bei dem Sauerstoffsensor ist unabhängig von der
Umfangslage des Sensors ein relativ gutes Ansprech
verhalten sichergestellt. Darüber hinaus gestattet
die Öffnung 18 am Ende der Schutzabdeckung 6 eine
Abgabe des eingeführten zu messenden Gases durch
diese, wodurch eine glatte Strömung des Gases über
die Länge des Fühlerelementes 2 und somit eine Ver
besserung des Ansprechverhaltens des Sensors erzielt
wird.
Während die drei ersten und zweiten Öffnungen
14 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
in jedem der diametral gegenüberliegenden Teile der
zylindrischen Wand 6, welche den entsprechenden
Seitenflächen 2 c, 2 d des Fühlerelementes 2 gegenüber
liegen, ausgebildet sind, ist es auch möglich, die
Zahl der erforderlichen Öffnungen 14 zu verändern.
Darüber hinaus können die Größe, der Abstand und
andere Eigenschaften der Öffnungen 14 in geeigneter
Weise festgelegt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt die
Schutzabdeckung 6 die Öffnung 18 an ihrem Ende,
das dem ersten Endabschnitt 2 a des Fühlerelementes
2 entspricht. Dieses Ende der Schutzabdeckung 6
kann jedoch auch durch eine Endwand verschlossen sein.
Falls gewünscht, kann diese Endwand eine geeignete
Anzahl von Öffnungen oder Löchern aufweisen, durch
die das in die Abdeckung 6 eingeführte zu messende
Gas nach außen in die Leitung abgegeben wird.
Obwohl die Schutzabdeckung 6 bei der vorstehend be
schriebenen Ausführungsform die ersten und zweiten
Öffnungen 14 nur in den diametral gegen
überliegenden Teilen ihrer zylindrischen Wand,
die den Seitenflächen 2 c, 2 d des Fühlerelementes
2 gegenüberliegen, aufweist, können auch zusätz
liche Öffnungen 14′, die den Öffnungen 14 ent
sprechen, in einem anderen Teil der zylindrischen
Wand ausgebildet sein, wie in Fig. 4 gezeigt. Genauer
gesagt, wenn ein Erfassungselement 16 (äußere Elektrode)
des Elementes 2 nur auf der Primärfläche 2 e angeordnet
ist, können die zusätzlichen Öffnungen 14′ in einem
Teil der zylindrischen Wand der Abdeckung 6 ausge
bildet sein, der der Primärfläche 2 f gegenüberliegt.
In diesem Fall wird auch das Erfassungselement oder
die äußere Elektrode 16 gegen eine Qualitätsver
schlechterung durch einen direkten Kontakt mit Strömen
des in die Schutzabdeckung 6 eingeführten zu messenden
Gases geschützt.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist das
Fühlerelement 2 relativ zur Schutzabdeckung 6 der
art angeordnet, daß die ersten und zweiten und zusätzlichen Öffnungen 14, 14′ Teilen der
Seitenflächen 2 c, 2 d benachbart zum ersten Endab
schnitt 2 a (Erfassungselement 16) gegenüberliegen.
Bei dem in den dargestellten Ausführungsformen ver
wendeten Fühlerelement 2 findet ein planarer Fest
elektrolytkorpus Verwendung, der aus einem Sauer
stoffionen-leitenden Festelektrolyt besteht und
nach dem Prinzip einer Sauerstoffkonzentrations
zelle arbeitet. Es wird jedoch ebenfalls vorge
schlagen, ein Fühlerelement zu verwenden, das mit
einem Sauerstofferfassungselement versehen ist,
das aus einem Oxid, beispielsweise Titandioxid, be
steht, dessen elektrischer Widerstand in Abhängig
keit von der Sauerstoffkonzentration des zu
messenden Gases schwankt.
Claims (7)
1. Sauerstoffsensor mit einem planaren Sauerstoffühler
element, das einen Sauerstofferfassungsabschnitt aufweist,
der in der Nähe eines Endes desselben angeordnet ist, und
einer Schutzabdeckung, die das Fühlerelement umschließt,
um insbesondere den Erfassungsabschnitt zu schützen, wo
bei sich auf dem Sauerstofferfassungsabschnitt ein Sauer
stofferfassungselement befindet, das einem zu messenden
Gas ausgesetzt ist, das Fühlerelement gegenüberliegende
Primärflächen aufweist, die größer ausgebildet sind als
die anderen gegenüberliegenden Seitenflächen desselben,
und das Erfassungselement auf der Seite von einer der Pri
märflächen angeordnet ist, wobei die Schutzabdeckung in
einer dem Sauerstofferfassungsabschnitt gegenüberliegen
den Lage Strömungsmittelwege aufweist, die ein Strömen
des zu messenden Gases durch eine Wand der Schutzabdec
kung gestatten, und wobei diese Strömungsmittelwege eine
Öffnung besitzen, die sich durch einen Teil der Schutz
abdeckungswand erstreckt, der einer der gegenüberliegen
den anderen Seitenflächen des Fühlerelementes gegenüber
liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittel
wege eine Vielzahl von ersten Öffnungen (14), die einer
(2 c) der gegenüberliegenden anderen Seitenflächen gegen
überliegen, und eine Vielzahl von zweiten Öffnungen (14),
die der anderen Seitenfläche (2 d) gegenüberliegen, umfas
sen, und daß die Öffnungen (14) eine geringere Breite be
sitzen als die Breite des Fühlerelementes (2) (Abstand
zwischen den beiden Primärflächen (2 e, 2 f)).
2. Sauerstoffsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Strömungsmittelwege desweiteren eine Öffnung
(18) umfassen, die an einem Ende der Schutzabdeckung (6)
auf der Seite ausgebildet ist, die dem Sauerstofferfas
sungsabschnitt (5) des Fühlerelementes (2) entspricht.
3. Sauerstoffsensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das
Sauerstofferfassungselement auf einer der gegenüberlie
genden Primärflächen angeordnet ist, dadurch gekennzeich
net, daß die Strömungsmittelwege desweiteren mindestens
eine zusätzliche Öffnung (14′) umfassen, die in einem
Teil der Schutzabdeckungswand ausgebildet ist, der der
anderen der gegenüberliegenden Primärflächen (2 e, 2 f)
gegenüberliegt.
4. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoffühlerele
ment (2) einen planaren Festelektrolytkorpus, der im we
sentlichen aus Zirkondioxid besteht, sowie Elektroden
(3 a, 3 b; 16), die auf dem planaren Elektrolytkorpus an
geordnet sind, umfaßt, wobei eine der Elektroden (3 a,
16) als dem zu messenden Gas ausgesetztes Erfassungsele
ment dient.
5. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß in das Fühlerelement
(2) eine elektrische Heizeinrichtung (20) eingearbei
tet ist.
6. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung
(6) eine zylindrische Wand besitzt, durch die sich die
Strömungsmittelwege erstrecken.
7. Sauerstoffsensor nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung auf
der Seite, die dem Sauerstofferfassungsabschnitt des Füh
lerelementes entspricht, eine Endwand aufweist und daß
die Endwand mindestens eine Öffnung besitzt, durch die
das in die Schutzabdeckung eingeführte zu messende Gas
abgegeben wird.
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Publications (2)
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Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH063429B2 (ja) * | 1984-10-18 | 1994-01-12 | 日本碍子株式会社 | 酸素センサ |
EP0242014B1 (de) * | 1986-02-19 | 1991-02-27 | General Motors Corporation | Abgas-Sauerstoff-Sensor mit externen/internen Rückhaltemitteln |
JPH079077Y2 (ja) * | 1988-01-29 | 1995-03-06 | 日本碍子株式会社 | 酸素センサ |
EP0578350B1 (de) | 1992-06-30 | 1998-06-10 | International Control Automation Finance S.A. | Sauerstoffkonzentrationsanalysator |
US5275723A (en) * | 1992-07-06 | 1994-01-04 | Sp Industries Ltd. Partnership | Mobile phase reservoir |
DE4318107A1 (de) * | 1993-06-01 | 1994-12-08 | Bosch Gmbh Robert | Meßfühleranordnung in einer Gasleitung |
SE512866C2 (sv) * | 1995-02-21 | 2000-05-29 | Volvo Ab | Anordning för analys av avgaser |
US6083368A (en) * | 1996-04-20 | 2000-07-04 | Kawaso Electric Industrial Co., Ltd. | Probe device for continuous measurements of oxygen in running molten metal |
US6015533A (en) * | 1997-11-14 | 2000-01-18 | Motorola Inc. | Sensor housing for a calorimetric gas sensor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52102091A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-26 | Nissan Motor | Protection hood for oxygen concentration detector |
US4184934A (en) * | 1978-09-13 | 1980-01-22 | The Bendix Corporation | Protective shield having omni-directional diverter for sensing means |
DE2909452C2 (de) * | 1979-03-10 | 1986-12-18 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektrochemischer Meßfühler für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbesondere in Abgasen |
JPS5769236A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | Gas sensor |
JPS5768843A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-27 | Canon Inc | Electrophotographic receptor |
US4415878A (en) * | 1982-09-30 | 1983-11-15 | Ford Motor Company | Partial pressure of oxygen sensor-III |
-
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JPH0535327Y2 (de) | 1993-09-08 |
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