DE3642409C2 - Verfahren zum Einstellen des Gasdiffusionswiderstandes eines porösen Körpers in einem Gassensor - Google Patents

Verfahren zum Einstellen des Gasdiffusionswiderstandes eines porösen Körpers in einem Gassensor

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Gasdiffusionswiderstandes eines porösen Körpers in einem Gassensor.
Maßnahmen zu einer genauen Bestimmung der Konzentration von Gasen in einer Umgebungsatmosphäre werden zunehmend zur Ermittlung einer etwaigen Umweltverschmutzung und in den verschiedensten Industriebereichen durchgeführt. Zu diesem Zweck wurden bereits zwei verschiedene Arten von Gasfühlern entwickelt. Bei einer Art, die üblicherweise als System mit begrenzter Gasstromdichte bzw. Diffusi­ onsstromdichte bezeichnet wird, ist ein fester Elektro­ lyt, der Ionen einer ausgewählten Gaskomponente zu leiten vermag, mit einem Elektrodenpaar versehen, wodurch ein Pumpelement entsteht. Dieses steht in Kontakt mit einer Analysenkammer mit einem porösen Material, das eine Gas­ diffusion zu begrenzen vermag. Wenn an das Pumpenelement eine Spannung angelegt wird, wird eine interessierende Gaskomponente aus der Analysenkammer ausgestoßen und die Konzentration dieses Gases in der Umgebungsatmosphäre als durch den Elektrolyten fließender Diffusionsgrenzstrom gemessen. Bei dem anderen Gasfühlertyp wird entweder eine elektrochemische Konzentrationszelle desselben Aufbaus, wie sie das Pumpelement aufweist, oder ein Gasfühlelement in Kontakt mit der Analysenkammer gebracht und der durch das Pumpelement fließende Strom derart eingestellt, daß die elektrochemische Zelle oder das Gasfühlelement eine konstante Leistung abgeben. Die Konzentration des interessierenden Gases in der Umgebungsatmosphäre wird dann über den eingestellten Strom bestimmt.
Die Gaskonzentration/Ausgangsleistung-Eigenschaften des beschriebenen Gasfühlers werden durch die Porosität des in der Analysenkammer vorgesehenen porösen Körpers oder seine Fähigkeit zur Begrenzung der Gasdiffusion in diese Kammer bestimmt. Die Porosität des porösen Körpers ist jedoch von sehr diffiziler Natur, so daß es bislang un­ möglich war, qualitativ gleichbleibende Gasfühler mit gleichmäßiger Begrenzung der Gasdiffusion herzustellen oder diese Eigenschaft durch Nachbehandlung des fertigen Gasfühlers sicherzustellen. Zur Gewährleistung gleich­ bleibend genauer Messungen der Konzentration eines inter­ essierenden Gases mußte man somit unter Berücksichtigung der Eigenschaften des verwendeten Gasfühlers jedesmal ei­ gene Meßschaltungen einstellen.
Die DE 27 11 880 A1 beschreibt einen Meßfühler zum Messen der Sauerstoffkonzentration in Gasen mit einer gasdurch­ lässigen Meßelektrode, der das zu untersuchende Gas zu­ führbar ist, mit einer gasdurchlässigen Gegenelektrode, der ein Bezugsgas mit bekannter Sauerstoffkonzentration zuführbar ist, und mit einem Festelektrolyten zwischen den beiden Elektroden. Bei diesem Meßfühler ist die Meße­ lektrode mit einer Beschichtung abgedeckt, welche für Sauerstoff einen definierten Diffusionswiderstand auf­ weist.
Die DE 29 28 496 A1 beschreibt einen elektrochemischen Meßfühler für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen. Dieser Meßfühler hat einen Festelektrolyten und zwei im Abstand voneinander angeordnete schichtförmige poröse Elektroden, von denen eine einem Meßgas ausgesetzt ist. Für die Zuführung von Gasen zu den beiden Elektroden sind Kanäle vorgesehen, die zwischen der betreffenden Elektrode und einer Deckplatte gebildet sind, wobei die lichte Höhe der Kanäle im Mikrometerbereich liegt und ih­ re Breite kleiner als 1 mm ist. Die Gaszuführkanäle haben Wände, die zumindest teilweise aus einem Material beste­ hen, welches die Einstellung eines Gasgleichgewichts ka­ talysiert.
Die DE 27 48 461 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Mes­ sung des Sauerstoffpartialdrucks unter Verwendung einer Sauerstoffkonzentrationszelle aus einem für Sauerstoffio­ nen leitfähigen festen Elektrolyten. Diese Vorrichtung hat eine monolithische Struktur und einen zylindrischen Körper, wobei die Sauerstoffkonzentrationszelle und die monolithische Struktur derart angeordnet sind, daß die zu messenden Gase die Sauerstoffkonzentrationszelle errei­ chen, nachdem sie durch die monolithische Struktur ge­ strömt sind. Die monolithische Struktur ist dabei als Ka­ talysator wirksam, wobei insbesondere hierfür eine Kera­ mik vorgesehen ist.
Die DE 29 11 042 A1 offenbart einen elektrochemischen Meßfühler für die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration mittels einer Sauerstoffkonzentrationskette mit einem io­ nenleitenden Festelektrolyten. Eine erste Elektrode be­ findet sich bei diesem Meßfühler auf der einem Ver­ gleichsgas ausgesetzten Oberfläche des Festelektrolyten, während sich auf der dem zu messenden Gas ausgesetzten Oberfläche hiervon eine zweite Elektrode angeordnet ist. Diese zweite Elektrode übt gleichzeitig eine Schutz­ schichtfunktion aus und enthält eine Mischung eines oder mehrerer, die Einstellung des thermodynamischen Gas­ gleichgewichtes katalysierenden Edelmetallpulvers und eines Pulvers eines oder mehrerer keramischer Materialien. Der Edelmetallgehalt der dem zu messenden Gas ausgesetz­ ten zweiten Elektrode nimmt in Richtung vom Festelektro­ lyten nach außen hin kontinuierlich ab. Um diese kontinu­ ierliche Konzentrationsabnahme zu erreichen, werden Sus­ pensionen mit Katalysator und Suspensionen ohne Katalysa­ tor nacheinander versprüht, woran sich ein Sinterschritt anschließt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen des Gasdiffusionswiderstandes eines porösen Körpers in einem Gassensor anzugeben, so daß sich ein Gassensor mit bezüglich der Begrenzung der Gasdiffusion gleichbleibenden Eigenschaften herstellen läßt und ohne Schwierigkeiten gleichbleibend genaue Messungen der Kon­ zentration interessierender Gase ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit dem im Anspruch 1 angegebenen Ver­ fahren gelöst.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung (in nicht zu­ sammengebautem Zustand) eines Fühlers für das Luft/Brennstoff-Verhältnis, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung behandelt werden kann und
Fig. 2(A) bis (D) perspektivische Querschnittdarstel­ lungen von vier Ausführungsformen eines Gas­ fühlers mit einem der Gasdiffusionsbegrenzung dienenden porösen Körper.
Zwei typische Beispiele von Gasfühlern der Art, bei der die Konzentration eines interessierenden Gases in Umge­ bungsatmosphäre unter Ausnutzung der Fähigkeit eines porösen Körpers (der eine Umgebungsatmosphäre nur in begrenztem Ausmaß einläßt) zur Gasdiffusionsbegrenzung bestimmt wird, wurden bereits beschrieben. Vier Ausfüh­ rungsformen dieser Art Fühler sind in nicht zusammenge­ bautem Zustand in Fig. 2(A) bis (D) dargestellt.
Bei der in Fig. 2(A) dargestellten Ausführungsform ist zwischen einem festen Elektrolyten 22 und einer Abschirm­ platte 24 ein Gasdiffusionsabschnitt in Form eines schmalen Spalts 20 vorgesehen. Ein poröser Körper 26, der eine Umgebungsatmosphäre einläßt, befindet sich an einer Stelle, die eine Verbindung zwischen dem Gas­ diffusionsabschnitt 20 und der Umgebungsatmosphäre her­ stellt. Der in Fig. 2(A) dargestellte Gasfühler arbeitet auf dem Prinzip der begrenzten Diffusionsstromdichte und bestimmt die Konzentration eines interessierenden Gases auf der Basis des begrenzten Stroms, der durch ein das interessierende Gas aus dem Gasdiffusionsabschnitt 20 herauspumpendes Pumpenelement strömt.
Bei der in Fig. 2(B) dargestellten Ausführungsform ist auf der Seite des festen Elektrolyten 22, ähnlich dem in Fig. 2(A) dargestellten, der nicht zum Gasdiffusions­ abschnitt 20 hin freiliegt, ein Atmosphärenzufuhrkanal 30 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform wirkt der feste Elektrolyt 22 als elektrochemische Konzentrations­ zelle.
Der in Fig. 2(A) gezeigte Gasdiffusionsabschnitt 20 kann - wie bei der in Fig. 2(C) dargestellten Ausführungsform gezeigt wird - mit einem porösen Körper 26a ausgefüllt sein. Der poröse Körper 26a besitzt die Fähigkeit, die Gasdiffusion zu begrenzen. Folglich arbeitet der in Fig. 2(C) dargestellte Gasfühler auf dem Prinzip der begrenzten Diffusionsstromdichte.
Bei der in Fig. 2(D) dargestellten Ausführungsform ist in dem Gasdiffusionsabschnitt 20 ein Gasfühlelement 34 vorgesehen. Aus der Atmosphäre wird mit einem Pumpen­ element 28 Sauerstoff zugeführt. Es sei darauf hingewie­ sen, daß die in den Fig. 2(A) bis (D) dargestellten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen. Das der Erfindung zugrundeliegende Konzept läßt sich auf jeden Gasfühler anwenden, der einen porösen Körper als Einrichtung zur Begrenzung einer Gasdiffusion enthält.
Diese Fühler können die Konzentration von gasförmigem Natrium ermitteln, wenn der feste Elektrolyt aus β-Al2O3 besteht. Mit ihrer Hilfe kann man gasförmigen Sauerstoff bestimmen, wenn der feste Elektrolyt aus einer festen Lösung einer geeigneten Verbindung, wie stabili­ siertem ZrO2, Cerdioxid, Thoriumdioxid oder Hafnium­ dioxid besteht. Gasfühler der Art, die sowohl ein Pumpenelement oder ein Gasfühlelement und eine elektro­ chemische Konzentrationszelle enthalten, können die Konzentrationen brennbarer Gase, wie H2, CO und CH4, messen, wenn ein Sauerstoffionen leitender fester Elektrolyt verwendet wird. Das Gasfühlelement kann aus Werkstoffen, z. B. Oxiden von Übergangsmetallen, deren elektrische Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit von Änderungen im Sauerstoffpartialdruck der Umgebungs­ atmosphäre leicht ändert, bestehen.
Der in Gasfühlern der beschriebenen Art verwendete poröse Körper kann aus Al2O3, Mullit, Spinell oder sonstigen Materialien, deren Porosität durch Einstellen von Faktoren, wie der Korngröße und dem Grad der Feuer­ festigkeit, variiert werden kann, bestehen.
Das erfindungsgemäß verwendete flüssige Imprägniermittel muß eine Komponente enthalten, die an dem porösen Körper 26 haftet oder mit diesem eine Bindung eingeht. Diese Komponente besteht vorzugsweise aus einer Verbindung, dies nachdem sie an dem porösen Körper 26 zum Haften gebracht wurde oder mit diesem eine Verbindung einge­ gangen ist, in hohem Maße hitzebeständig wird, da der Gasfühler während seines Betriebs in typischer Weise hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Vorzugsweise sollte die Komponente entweder in Form eines Kolloids oder einer Lösung, mit dem bzw. der der poröse Körper leicht imprägniert werden kann, zum Einsatz gelangen. Das flüssige Imprägniermittel kann aus einer Lösung eines Metall- oder Siliziumsalzes hoher Löslichkeit oder einer Dispersion eines Metall- oder Siliziumsalzes in kolloidalem Zustand oder einer Lösung einer organometalli­ schen Verbindung, z. B. eines Metall- oder Siliziumalkoxids, bestehen. Verwendbare Metallsalze sind die Nitrate, Sulfat oder Chioride von Metallen.
Ein bevorzugtes Beispiel ist Al(NO3)3, das in hohem Maße löslich ist nachdem es an dem porösen Körper zum Haf­ ten gebracht wurde oder mit diesem eine Bindung einge­ gangen ist, stabiles Al2O3 liefert. Bevorzugt wird auch CaCl2, das eine vergleichbar hohe Löslichkeit aufweist und nach der Bindung an den porösen Körper stabiles CaO liefert. Platinsäure [H2(PtCl4)] besitzt die Fähigkeit, dem porösen Körper katalytische Eigenschaften zu ver­ leihen, nachdem sie nach ihrer Applikation auf den porösen Körper zu Pt versetzt ist.
Nachdem der poröse Körper in einem Gasfühler durch Tauchen oder in sonstiger geeigneter Weise imprägniert wurde, wird die spezielle Komponente in dem flüssigen Imprägniermittel an dem porösen Körper zum Haften ge­ bracht. Dies erreicht man durch Zersetzen oder Sintern mit Hilfe von Wärme, durch eine während des Trocknens ablaufende chemische Reaktion oder durch mechanische Befestigung oder Verbindung.
Erfindungsgemäß wird der in einem Gasfühler benutzte poröse Körper mit einem flüssigen Imprägniermittel der beschriebenen Art behandelt, so daß die Porosität des porösen Körpers derart eingestellt wird, daß er in optimaler Weise die Gasdiffusion zu begrenzen vermag.
Die Poren in einem porösen Körper erzeugen einen Druck­ widerstand und begrenzen die Geschwindigkeit der Gas­ diffusion. In anderen Worten gesagt, wird die Fähigkeit des porösen Körpers zur Begrenzung der Gasdiffusion durch seine Porosität bestimmt. Wenn der poröse Körper mit dem flüssigen Imprägniermittel der beschriebenen Art behandelt wird, haftet bzw. verbindet sich die im Imprägniermittel enthaltene Komponente an bzw. mit den Wänden der vorhandenen Poren, so daß sie deren Größe verringert, d. h. sie senkt die Porosität und erhöht den durch die Poren bedingten Druckwiderstand. Dies führt dazu, daß die Fähigkeit des porösen Körpers zur Begrenzung der Gasdiffusion verbessert wird. Durch ge­ eignete Wahl der Art und Konzentration des flüssigen Imprägniermittels lassen sich somit die Eigenschaften beliebiger Gasfühler in geeigneter Weise auf die ge­ wünschten Werte einstellen.
Die in Fig. 1 in nicht zusammengebautem Zustand darge­ stellte Ausführungsform eines erfindungsgemäß einge­ stellten Gasfühlers zeigt einen Fühler für das Luft-/­ Brenn- bzw. Kraftstoff-Verhältnis. Der Fühler enthält ein erstes Element A aus einer porösen Elektrode 1, einer porösen Elektrode 2 und einer festen Elektrolyt­ platte 3 zwischen den beiden porösen Elektroden 1 und 2, ein zweites Element B aus einer Elektrode 4, einer Elektrode 5 und einer festen Elektrolytplatte 6 zwischen den beiden Elektroden 4 und 5, sowie eine interne Referenzsauerstoffquelle R in der Form der Elektrode 1 an der Grenzfläche zwischen dem ersten Element A und einer Abschirmplatte 7. Die Elektrode 1 ist in die feste Elektrolytplatte 3 eingelassen.
Ein leckagebeständiger Teil besteht aus einem porösen Isolator Z und einem Leiter 14 von der Elektrode 1. Ein Ende des Isolators Z steht mit dem Leiter 14 von der Elektrode 1 in Kontakt. Das andere Ende des Isola­ tors Z steht mit einem an die Elektrode 2 angeschlosse­ nen durchgehenden Loch 15 in Kontakt. Zwischen den Elektroden 2 und 4 auf den ersten und zweiten Elementen A und B, die über einen dazwischenliegenden Abstandhal­ ter 8 aufeinanderliegen, ist eine Gaskammer 9 gebildet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Abstand­ halter 8 an vier Stellen aufgeschnitten und mit einem porösen Körper gefüllt, um die gasdiffusionbegrenzenden Stellen T auszubilden.
Die Elektrode 5 des zweiten Elements B ist mit einer An­ schlußklemme 10 verbunden. Die Elektroden 1 und 2 des ersten Elements A und die Elektrode 4 des zweiten Elements B sind über miteinander in Verbindung stehende Löcher mit Anschlußklemmen 11, 12 bzw. 13 verbunden.
Die Abmessungen der einzelnen Teile des Fühlers sind folgende: Jede der festen Elektrolytplatten 3 und 6 ist 0,5 mm dick, 4 mm breit und 25 mm lang. Jede der Elektroden 1, 2, 4 und 5 mißt 2,4 mm × 7,2 mm. Der Ab­ standhalter 8 ist 60 µm dick, 4 mm breit und 25 mm lang. Die in dem Abstandhalter 8 ausgebildete Gaskammer 9 mißt 2,4 mm × 7,7 mm. Die vier eine Gasdiffusion be­ grenzenden Teile T bestehen aus einem porösen Körper und sind 1,7 mm breit. Die Abschirmplatte 7 ist 0,5 mm dick, 4 mm breit und 25 mm lang. Der poröse Isolator besteht aus Al2O3 und ist 1 mm breit, 10 mm lang und 30 µm dick.
Die festen Elektrolytplatten 3 und 6, die die Basis der ersten und zweiten Elemente A und B bilden, bestehen aus einem festen Elektrolyt auf Y2O3-ZrO2-Basis. Jede der Elektroden 1, 2, 4 und 5 besteht aus einem porösen Körper, in welchem Platin mit 10 Gew.-% Y2O3-ZrO2 dotiert ist. Die Abschirmplatte 7 und der Abstandhalter 8 bestehen aus Zirkonoxid.
Es wurde eine Reihe von Fühlern für das Luft/Brenn- oder Kraftstoff-Verhältnis der dargestellten Bauweise herge­ stellt. Deren eine Gasdiffusion begrenzende poröse Teile T werden mit verschiedenen, in der folgenden Tabelle aufgeführten flüssigen Imprägniermitteln imprägniert. Nach dem Sintern der Imprägniermittel werden die Änderungen in der Fähigkeit der Teile T zur Begrenzung einer Gasdiffusion untersucht. Da die Fähigkeit eines porösen Körpers zur Begrenzung einer Gasdiffusion nicht direkt gemessen werden kann, be­ dient man sich der folgenden indirekten Methode. Eine Spannung von 500 mV wird an die Elektrode 2 des ersten Elements A angelegt. An die Gegenelektrode 2 wird keine Spannung angelegt. Mittlerweile wurde in die Gaskammer atmosphärische Luft (mit Sauerstoff in einem Partial­ druck von 19,6 kPa (0,2 kg/cm2)) eingeleitet (das zweite Element B blieb inaktiv). Jeder Prüfling wird auf 600°C erwärmt. Der zwischen den Elektroden 1 und 2 des ersten Elements A fließende Strom Icp wird gemessen und dient als Index für die Fähigkeit des porösen Körpers zur Be­ grenzung einer Gasdiffusion. Je niedriger der Wert des Stroms Icp ist, desto stärker begrenzt der poröse Körper eine Gasdiffusion.
Die Ergebnisse der Icp-Messungen nach Behandlung mit verschiedenen flüssigen Imprägniermitteln sind in der folgenden Tabelle ebenfalls angegeben.
TABELLE
*Die prozentuale Senkung errechnet sich wie folgt: 100 - (Icp nach der Behandlung/Icp vor der Behand­ lung) × 100
**Die Prüflinge Nr. 8a, 9a und 10a entsprechen den Prüflingen 8, 9 bzw. 10 mit der Ausnahme, daß sie nochmals mit 200 g/l einer wäßrigen Lösung von H2PtCl6 . 6H2O behandelt wurden. Die Prüflinge Nr. 8b, 9b und 10b entsprechen den Prüflingen Nr. 8a, 9a und 10a mit der Ausnahme, daß sie nochmals mit 200 g/l einer wäßrigen Lösung von H2PtCl6 . 6H2O be­ handelt wurden.
Die Ergebnisse der Tabelle zeigen, daß bei Verwendung von zwei flüssigen Imprägniermitteln derselben Art und Konzentration die Icp-Abnahme unabhängig vom Wert des vor der Behandlung mit den Imprägniermitteln fließenden Icp praktisch konstant ist. Ein Vergleich der Ergebnisse mit den Prüflingen Nr. 1 bis 4 mit denen der Prüflinge Nr. 5 bis 7 zeigt, daß eine bloße Änderung in der Konzentration eines Imprägniermittels eine entsprechende Abnahme im Icp zur Folge hat.
Erfindungsgemäß wird der in einem Gasfühler als Mittel zur Begrenzung der Gasdiffusion verwendete poröse Körper mit einem flüssigen Imprägniermittel behandelt. Hier­ durch läßt sich auf einfache Weise die Fähigkeit des porösen Körpers zur Begrenzung der Gasdiffusion ein­ stellen und eine gleichbleibende Herstellung von Gas­ fühlern mit gleichmäßiger Begrenzung der Gasdiffusion erreichen. Zwischen der Art und Konzentration eines flüssigen Imprägniermittels und der Änderung in der Fähigkeit des porösen Körpers zur Begrenzung der Gas­ diffusion nach der Behandlung mit diesem Imprägnier­ mittel besteht eine bestimmte Beziehung. Folglich kann man auf der Basis eines vorgegebenen Profils dieser Be­ ziehung ohne weiteres das Ausmaß der Gasdiffusionsbegrenzung in einem Gasfühler auf einen gewünschten Wert ein­ stellen. So kann beispielsweise der Fachmann ohne wei­ teres ein Gerät herstellen, das zunächst das Ausmaß der Gasdiffusionsbegrenzung in einem fertigen Gasfühler mißt, und danach den Fühler mit verschiedenen flüssigen Imprägniermitteln mit bekannten Werten für die Ein­ stellung der Ausmaße der Gasdiffusionsbegrenzung be­ handeln.

Claims (11)

1. Verfahren zum Einstellen des Gasdiffusionswiderstan­ des eines porösen Körpers in einem Gassensor mit einem Pumpelement mit dem porösen Kör­ per (26) zum Begrenzen der Gasdiffusion, wobei ein elektrischer Strom durch das Pumpelement zu fließen vermag, um eine Konzentration einer interessierenden Gaskomponente zu verändern, die interessierende Gas­ komponente durch das poröse Material (26) zu diffun­ dieren vermag und die Konzentration der interessie­ renden Gaskomponente im zu analysierenden Gas bezogen ist auf einen Wert des angelegten Stromes, der einer Größe der Gasdiffusion entspricht, um die Konzentra­ tion der interessierenden Gaskomponente zu messen, mit den folgenden Schritten:
  • - Bestimmen der vorgegebenen Fähigkeit des porösen Körpers (26) zur Begrenzung der Gasdiffusion;
  • - Vorsehen eines elektrolytischen flüssigen Imprä­ gniermittels, das eine vorbestimmte Konzentration einer Komponente enthält, die an dem porösen Körper (26) haftet oder mit diesem eine Bindung eingeht,
  • - Einstellen des gewünschten Gasdiffusionswiderstan­ des durch Imprägnieren des porösen Körpers abhängig von der vorgegebenen Fähigkeit des porösen Körpers zur Begrenzung der Gasdiffusion, und
  • - Erwärmen oder Trocknen des imprägnierten porösen Körpers (26), so daß die Komponente an dem porösen Körper haftet oder mit diesem eine Bindung eingeht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Imprägniermittel eine Lösung eines Metallsalzes verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz Al(NO3)3 verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz CaCl2 verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz H2PtCl6 verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsalzkomponente in kolloidaler Form ein­ gesetzt wird.
7. Gassensor mit einer Sensorzelle und einem Pumpelement mit einem porösen Körper, dessen Gasdif­ fusionswiderstand gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 eingestellt ist.
8. Gassensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper ein daran haftendes oder an sich gebundenes Metallsalz enthält.
9. Gassensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Al(NO3)3 enthält.
10. Gassensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz CaCl2 enthält.
11. Gassensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz H2PtCl2 enthält.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3841621A1 (de) * 1988-12-10 1990-07-12 Draegerwerk Ag Elektrochemische messzelle mit mikrostrukturierten kapillaroeffnungen in der messelektrode
GB2288874A (en) * 1994-04-28 1995-11-01 Univ Middlesex Serv Ltd Reducing gas analysis apparatus
DE19539357B4 (de) * 1994-10-24 2011-09-15 Denso Corporation Luft-Brennstoffverhältnis-Erfassungseinrichtung
US5795545A (en) * 1996-05-20 1998-08-18 Motorola Inc. Integrated ceramic exhaust gas sensors
DE19710559A1 (de) * 1997-03-14 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Sensor mit einem Dünnfilmelement
JPH11166911A (ja) * 1997-12-04 1999-06-22 Denso Corp 空燃比センサ
DE19846487C5 (de) * 1998-10-09 2004-12-30 Basf Ag Meßsonde für die Detektion der Momentankonzentrationen mehrerer Gasbestandteile eines Gases
US6819811B1 (en) * 2000-11-09 2004-11-16 Quantum Group Inc. Nano-size gas sensor systems
US6365880B1 (en) * 2000-12-19 2002-04-02 Delphi Technologies, Inc. Heater patterns for planar gas sensors
US6638416B2 (en) * 2001-09-24 2003-10-28 Delphi Technologies, Inc. Hydrogen sensing process
US7361313B2 (en) * 2003-02-18 2008-04-22 Intel Corporation Methods for uniform metal impregnation into a nanoporous material
JP4106243B2 (ja) * 2002-06-25 2008-06-25 日本特殊陶業株式会社 ガスセンサの製造方法
DE102005059594A1 (de) * 2005-12-14 2007-06-21 Robert Bosch Gmbh Sensorelement sowie Verfahren und Mittel zu dessen Herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2748461A1 (de) * 1976-10-29 1978-05-03 Ngk Insulators Ltd Vorrichtung zur messung des sauerstoffpartialdrucks
DE2711880A1 (de) * 1977-03-18 1978-09-21 Bosch Gmbh Robert Messfuehler zum messen der sauerstoffkonzentration
DE2911042A1 (de) * 1979-03-21 1980-10-02 Bosch Gmbh Robert Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung der sauerstoffkonzentration und verfahren zu seiner herstellung
DE2928496A1 (de) * 1979-07-14 1981-01-29 Bosch Gmbh Robert Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3092799A (en) * 1958-02-18 1963-06-04 Nat Res Dev Apparatus for detecting combustible gases having an electrically conductive member enveloped in a refractory material
US3564474A (en) * 1968-06-04 1971-02-16 Nat Res Dev Electrically heatable elements
US3978006A (en) * 1972-02-10 1976-08-31 Robert Bosch G.M.B.H. Methods for producing oxygen-sensing element, particularly for use with internal combustion engine exhaust emission analysis
JPS5033892A (de) * 1973-07-24 1975-04-01
JPS51145390A (en) * 1975-06-10 1976-12-14 Nissan Motor Co Ltd Manufacturing method of a coated layer of oxygen senser
DE2621676C3 (de) * 1976-05-15 1979-01-11 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Elektrochemischer Gasdetektor zum Nachweis von Gasspuren
GB1516039A (en) * 1976-06-18 1978-06-28 English Electric Valve Co Ltd Combustible gas detectors
US4199425A (en) * 1978-11-30 1980-04-22 General Motors Corporation Solid electrolyte exhaust gas sensor with increased NOx sensitivity
JPS59163558A (ja) * 1983-03-09 1984-09-14 Ngk Insulators Ltd 電気化学的装置
JPS6093342A (ja) * 1983-10-27 1985-05-25 Toyota Motor Corp 酸素濃度検出素子の出力調整方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2748461A1 (de) * 1976-10-29 1978-05-03 Ngk Insulators Ltd Vorrichtung zur messung des sauerstoffpartialdrucks
DE2711880A1 (de) * 1977-03-18 1978-09-21 Bosch Gmbh Robert Messfuehler zum messen der sauerstoffkonzentration
DE2911042A1 (de) * 1979-03-21 1980-10-02 Bosch Gmbh Robert Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung der sauerstoffkonzentration und verfahren zu seiner herstellung
DE2928496A1 (de) * 1979-07-14 1981-01-29 Bosch Gmbh Robert Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen

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