DE4411370A1 - Elektrolytischer Gleichspannungs-Gassensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrolytische Gleichspannungs-Gassensoren, die zur quantitativen Bestim­ mung verschiedener Gase, wie beispielsweise Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Ozon oder von Gasen verwendet werden, die bei der Halbleiterherstellung verwendet werden.

Einige gefährliche Gase, die eine schädliche Wirkung für Menschen, Tiere oder Pflanzen haben können, oder ent­ flammbare oder explosive Gase werden in vielen Lebensumstän­ den verwendet. Solche gefährliche Gase können in Fabriken oder an Arbeitsplätzen freigesetzt werden. Durch hohe Kon­ zentrationen von Kohlenmonoxid oder Schwefelwasserstoff kön­ nen Unfälle mit tödlichem Ausgang verursacht werden. Es wer­ den Gassensoren unter Verwendung eines elektrolytischen Gleichspannungsverfahrens verwendet, um ein solches Gas nachzuweisen und die Konzentration dieses Gases exakt zu be­ stimmen.

Ein Beispiel eines solchen elektrolytischen Gleichspan­ nungs-Gassensors wird in der JP-A-55-87943 beschrieben und ist in Fig. 4 dargestellt. Dieser Sensor weist ein Gehäuse 1 mit einem Hohlzylinder 2, eine an einem Ende des Hohlzylin­ ders 2 befestigte sauerstoffdurchlässige Membran 3 aus Po­ lymerharz und eine am anderen Ende des Hohlzylinders 2 befe­ stigte gasdurchlässige Membran 4 aus Polymerharz auf, wo­ durch eine geschlossene Reaktionszelle definiert wird, die mit einem Elektrolytmaterial gefüllt ist.

Im einzelnen sind die sauerstoffdurchlässige Membran 3 und die gasdurchlässige Membran 4 durch Abdeckungen 6 und 7, deren mit Gewinde versehene Innenseiten in die gegenüberlie­ genden mit Gewinde versehenen Enden des Hohlzylinders einge­ schraubt werden, an den entgegengesetzten Enden des Hohlzy­ linders 2 befestigt. Die Abdeckung 6 weist in ihrer Mitte eine Sauerstoffeinlaßöffnung 8 und die Abdeckung 7 eine Gaseinlaßöffnung 9 auf. Die sauerstoffdurchlässige Membran 3 weist an ihrer Innenfläche eine Gegenelektrode 10 und eine Referenzelektrode 12 auf, während die gasdurchlässige Mem­ bran 4 eine über einen Katalysator mit ihrer Innenfläche verbundene Arbeitselektrode 11 aufweist. Durch die ein­ stückige Struktur aus der gasdurchlässigen Membran 4 und ei­ nem Katalysator aus einem Edelmetall wie beispielsweise Pal­ ladium oder Platin kann, wenn diese mit einem nachzuweisen­ den Gas in Kontakt gebracht wird, der Katalysator die Zer­ setzung des die Membran durchdringenden Gases beschleunigen, wodurch dem Elektrolyt Elektronen und Wasserstoffionen zuge­ führt werden. Andererseits strömt der Sauerstoff der Umge­ bungsluft, nachdem er die sauerstoffdurchlässige Membran 3 durchdrungen hat, in der Nähe der Gegenelektrode 10 in den Elektrolyt. Daher wird die Kathodenreaktion ausgelöst, wenn dieser Sauerstoff auf die von der Arbeitselektrode zugeführ­ ten Elektronen und Wasserstoffionen trifft, woraufhin diese Reaktion in einen elektrischen Strom umgewandelt wird, wo­ durch das Gas hinsichtlich der Höhe des derart umgewandelten elektrischen Stroms nachgewiesen wird.

Die einstückige Struktur aus der Membran und dem Kata­ lysator wird gebildet durch: Aufbringen von Teflon-Kunst­ stoffleim auf eine gasdurchlässige Polymerharzmembran; Auf­ bringen einer Edelmetall-Katalysatorschicht auf die gas­ durchlässige Membran; und Erwärmen der Schichtstruktur, um eine einstückige Struktur zu bilden. Durch das Erwärmen wer­ den feine Öffnungen in der Polymerharzmembran geschlossen, wodurch die Durchlässigkeit der gasdurchlässigen Membran lo­ kal verändert wird. Daher kann die Durchlässigkeit der gas­ durchlässigen Membran über ihre gesamte Fläche ungleichmäßig sein, so daß in der Membran die Durchlässigkeit lokal ver­ ringert wird. Dadurch sind die Umwandlung in einen elektri­ schen Strom und die Ansprechgeschwindigkeit nicht ausrei­ chend.

Die Arbeitselektrode und andere Elektroden kommen mit dem Elektrolyt direkt in Kontakt, wodurch die Dreiphasen- Grenzflächen (Kontaktflächen) zwischen dem Katalysator der Arbeitselektrode, der gasdurchlässigen Membran und dem Elek­ trolyt durch die Verformung der Membran, die Umgebungstem­ peratur und -feuchtigkeit und andere physikalische Faktoren beeinflußt werden können, wodurch die Empfindlichkeit des Sensors sich zeitlich verändert. Die Bedingung, bei der die Arbeitselektrode und die anderen Elektroden mit dem Elektro­ lyt in Kontakt stehen, verändert sich wesentlich, wenn die Lage des verwendeten Sensors beispielsweise durch Neigen des Sensors bei der Messung verändert wird. Daher hängt die Emp­ findlichkeit des Sensors von der Lage ab, die der Sensor einnimmt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrolytischen Gleichspannungs-Gassensor bereitzustellen, dessen Empfindlichkeit sich unter dem Einfluß der Umgebungs­ temperatur und -feuchtigkeit sicher nicht zeitlich verrin­ gert und bei dem keine nachteilige Wirkung auf die Durchläs­ sigkeit oder andere gewünschte Funktionen einer gasdurchläs­ sigen Membran hervorgerufen wird.

Ferner wird ein elektrolytischer Gleichspannungs-Gas­ sensor bereitgestellt, dessen Empfindlichkeit unabhängig von der Lage ist, die der Sensor bei der Messung einnimmt.

Um diese Aufgaben zu lösen, wird erfindungsgemäß ein elektrolytischer Gleichspannungs-Gassensor mit einem Ge­ häuse, das eine mit einem Elektrolyt gefüllte Reaktionszelle definiert, einer zwischen der Reaktionszelle und dem Gasein­ laß an einer Seite des Gehäuses befestigten gasdurchlässigen Membran, einer zwischen der Reaktionszelle und dem Sauer­ stoffeinlaß an der anderen Seite des Gehäuses befestigten sauerstoffdurchlässigen Membran, einer bezüglich des nachzu­ weisenden Gases wirkenden Arbeitselektrode, die permanent mit dem Elektrolyt in Kontakt gehalten wird, einer Gegen­ elektrode zum Zuführen von Sauerstoff, einer Referenzelek­ trode, um eine Gleichspannungsmessung zu ermöglichen, und Stromsammelanschlüssen, die an einem Ende jeweils mit diesen Elektroden und am anderen Ende mit ausgewählten Potentio­ staten eines Meßinstruments verbunden sind, verbessert, in­ dem die gasdurchlässige Membran unabhängig und getrennt von der Arbeitselektrode ausgebildet wird.

Es wird eine gewöhnliche gasdurchlässige Membran aus Polymerharz verwendet. Wie vorstehend beschrieben, wird eine herkömmliche gasdurchlässige Membran durch Bilden einer Schichtstruktur aus einer Polymerharzmembran, einem Edelmetallkatalysator und einer Arbeitselektrode herge­ stellt, wobei die Schichtstruktur einer Wärmebehandlung un­ terzogen wird, um einen einstückigen Aufbau zu bilden; an­ dere Polymerharze als Teflon können hierbei jedoch selten verwendet werden. Weil erfindungsgemäß die gasdurchlässige Membran von der Arbeitselektrode unabhängig und getrennt ist, wird die Wahlfreiheit bezüglich der Materialien für den Aufbau erhöht. Daher können andere Polymerharze als Teflon verwendet werden. Außerdem kann vorteilhaft die Be­ schaffenheit bzw. die Struktur der gasdurchlässigen Membran vollständig für den vorgesehenen Zweck verwendet werden, ohne daß eine nachteilige Wirkung auf die Durchlässigkeit der Membran hervorgerufen wird.

Eine Arbeitselektrode kann hergestellt werden, indem ein Edelmetallkatalysator, wie beispielsweise Palladium oder Platin, an einer Metallgaze oder einem elektrisch leitfähi­ gen, perforierten Bauteil befestigt und das den Katalysator haltende, perforierte Bauteil einer Wärmebehandlung unterzo­ gen wird. Als Befestigungseinrichtung muß nicht die gas­ durchlässige Membran verwendet werden, wodurch die Wahlfrei­ heit bezüglich der Materialien für die Befestigungs­ einrichtung erhöht wird, und elektrisch leitfähige Mate­ rialien ausgewählt werden können, wodurch die erforderlichen elektrischen Verbindungen zur Arbeitselektrode leichter gebildet werden können. Außerdem ist der elektrische Wider­ stand an der Arbeitselektrode stabil, wodurch gewährleistet wird, daß das durch die Gasreaktion erzeugte elektrische Ausgangssignal, die Ansprechgeschwindigkeit und andere fest­ gelegte Funktionen zeitlich stabil bleiben.

Bei einem solchen Gassensor kommt das Gas, nachdem es die gasdurchlässige Membran durchlaufen hat, mit der Ar­ beitselektrode in Kontakt, wodurch Elektronen und Wasser­ stoffionen in den Elektrolyt freigesetzt werden. Die Kathodenreaktion wird verursacht, wenn diese Elektronen und Wasserstoffionen mit Sauerstoff zusammentreffen, das von der Gegenelektrode zugeführt wird, nachdem Sauerstoff aus der Umgebungsluft die sauerstoffdurchlässige Membran durch­ drungen hat. Der durch die Kathodenreaktion erzeugte elek­ trische Strom kann über die Stromsammelanschlüsse zu den Potentiostaten eines zugeordneten Meßgeräts fließen, wodurch die Gaskonzentration gemäß einem elektrischen Strom nachge­ wiesen werden kann. Durch die sauerstoffdurchlässige Membran wird der in der Reaktionszelle vorherrschende Druck ge­ steuert.

Zwischen dem Elektrolyt und der Kombination aus der gasdurchlässigen Membran und der Arbeitselektrode wird ein wasserdurchlässiges poröses Element angeordnet. Die Gegen­ elektrode und die Referenzelektrode werden an der Seite auf dem wasserdurchlässigen porösen Element angeordnet, an der die Kombination aus der gasdurchlässigen Membran und der Ar­ beitselektrode angeordnet ist. Das wasserdurchlässige poröse Element erzeugt die Kapillarwirkung auf den Elektrolyt, um diesen zur Arbeitselektrode sowie zur Gegen- und zur Refe­ renzelektrode hin zu ziehen, wodurch diese Elektroden perma­ nent durch den Elektrolyt befeuchtet werden. Ein solches wasserdurchlässiges Element kann aus einer harten anorgani­ schen Substanz, wie beispielsweise Keramik hergestellt wer­ den. Es kann auch Vliesstoff oder Filterpapier verwendet werden, wobei diese Materialien jedoch unvorteilhaft auf­ quellen und ihr Volumen ändern. Durch dieses dazwischenlie­ gende poröse Material wird der Gassensor unempfindlich auf die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit und andere Umge­ bungsfaktoren, wodurch die Genauigkeit, mit der der Gassen­ sor die Gaskonzentration bestimmen kann, verbessert wird.

Das wasserdurchlässige Element kann einen sich in die Reaktionszelle erstreckenden Vorsprung aufweisen, dessen axiales Ende nahe am anderen Ende des Gehäuses und dessen radiale Enden nahe am Umfang des Gehäuses angeordnet ist, wodurch gewährleistet wird, daß das wasserdurchlässige po­ röse Element permanent und unabhängig von der Lage, die der Gassensor einnimmt, mit dem Elektrolyt in Kontakt gehalten wird. Außerdem kann das Gehäuse eine mit einer Öffnung ver­ sehene Trennwand zwischen dem wasserdurchlässigen porösen Element und der Reaktionszelle aufweisen, wobei der Vor­ sprung des porösen Elements sich durch die Öffnung der Trennwand erstrecken kann. Die Gegen- und die Referenz­ elektrode sind an entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs des porösen Elements und zwischen der mit einer Öffnung ver­ sehenen Trennwand und dem porösen Element angeordnet. Durch diese Anordnung wird die Genauigkeit der Messung unabhängig von der Lage, die der Gassensor einnimmt, gewährleistet. Der Vorsprung des wasserdurchlässigen porösen Elements kann eine geneigte, plattenähnliche Form oder eine zylindrische oder eine pfostenähnliche Form haben.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer in den beigefügten Abbildungen dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen elektrolytischen Gleich­ spannungs-Gassensors beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Positionsbeziehung, in der Teile und Elemente zu einem erfindungsgemäßen elektrolytischen Gleich­ spannungs-Gassensor zusammengesetzt werden;

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des elektrolytischen Gleichspannungs-Gassensors;

Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2; und

Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines herkömmli­ chen elektrolytischen Gleichspannungs-Gassensors.

Fig. 1 zeigt die Hauptteile eines erfindungsgemäßen elektrolytischen Gleichspannungs-Gassensors in einer Explo­ sionsansicht, um darzustellen, wie diese Teile angeordnet und zusammengesetzt werden, um den Gassensor zu bilden. Im einzelnen sind diese Teile eine Membran 20, eine Arbeits­ elektrode 21, ein wasserdurchlässiges poröses Element 22, eine Gegenelektrode 23 und eine Referenzelektrode 24.

Das wasserdurchlässige poröse Element 22 besteht aus Keramik und ist eine kreisförmige Scheibe mit einem recht­ eckigen Vorsprung 22a quer über ihren Durchmesser, weshalb es einen T-förmigen Querschnitt besitzt. Das Element wird in das Gehäuse des Sensors eingepaßt, wobei der Vorsprung 22a des Elements sich in die Reaktionszelle des Gehäuses er­ streckt. Gemäß Fig. 1 weist die kreisförmige Scheibe eine stufenförmige Umfangsvertiefung 22b an der Vorderseite auf, die der Rückseite gegenüberliegt, auf der der Vorsprung 22a ausgebildet ist.

Die Arbeitselektrode 21 wird auf der Vorderseite des wasserdurchlässigen porösen Elements 22 und die gasdurchläs­ sige Membran 20 aus Polymerharz auf der Arbeitselektrode 21 angeordnet. Andererseits werden die Gegenelektrode 23 und die Referenzelektrode 24 auf der Rückseite des wasserdurch­ lässigen porösen Elements 22 angeordnet, so daß der Vor­ sprung 22a zwischen diesen Elektroden 23 und 24 angeordnet wird. Die Anordnung wird, wie später beschrieben, in das Ge­ häuse 25 eingepaßt.

Die Arbeitselektrode 21 wird hergestellt, indem ein Edelmetallkatalysator an einer Gaze aus rostfreiem Stahl (150 mesh) befestigt und die einstückige Struktur aus Kata­ lysator und Drahtgaze einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Gemäß Fig. 1 wird der kreisförmige Umfang der Drahtgaze um­ gebogen, die so auf die mit der Umfangsvertiefung versehene Rückfläche des wasserdurchlässigen porösen Elements 22 paßt. Ein Glasfaserfilter 26 wird zwischen der Arbeitselektrode 21 und dem wasserdurchlässigen porösen Element 22 angeordnet.

Die gasdurchlässige Membran 20 wird aus Fluorharz und ein Filter 27 aus teflonbeschichtetem, perforiertem rost­ freiem Stahl hergestellt. Der Filter 27 wird als Verstärkung zwischen der gasdurchlässigen Membran 20 und dem Gehäuse 25 angeordnet. Die Gegen- und die Referenzelektrode 23 bzw. 24 sind halbkreisförmig und werden wie im Fall der Arbeits­ elektrode 21 aus einer Gaze aus rostfreiem Stahl herge­ stellt. Die Arbeitselektrode 21 kann eine perforierte Folie aus rostfreiem Stahl sein, die hergestellt werden kann, in­ dem in einer Folie aus rostfreiem Stahl an ausgewählten Po­ sitionen durch einen Ätzprozeß Poren gebildet wenden.

Gemäß Fig. 2 weist das Gehäuse 25 an seiner Oberseite einen Flüssigkeitseinlaß 28 und an seiner Vorderseite einen mittig angeordneten Gaseinlaß 29 auf. Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht von Fig. 2 entlang der um 45° geneigten Linie 3-3 und in der durch Pfeile bezeichneten Richtung be­ trachtet, wodurch die Eckenstruktur des Gassensors in der unteren Hälfte der Abbildung dargestellt werden kann. Wie dargestellt, weist das Gehäuse 25 einen hinteren Behälter 30, eine Elektrodenhalterung 31 und eine Vorderabdeckung 32 auf. Der hintere Behälter 30 hat eine rechteckige schach­ telähnliche Form, die an dessen Vorderseite offen ist, wobei die plattenähnliche Elektrodenhalterung 31 in die Öffnung des hinteren Behälters 30 eingepaßt ist, um eine Reaktions­ zelle zu definieren. Eine Vorderabdeckung 32 wird auf den Öffnungsumfang der Elektrodenhalterung 31 angepaßt.

Der Elektrolyteinlaß 28 ist an der Oberseite des hinte­ ren Behälters 30 ausgebildet und wird durch Aufschrauben ei­ nes zugeordneten Stöpsels 33 geschlossen. Die Reaktionszelle wird durch die Elektrodenhalterung 31 im hinteren Behälter 30 definiert und mit einem Elektrolyt P gefüllt. Der hintere Behälter 30 weist an dessen Rückseite einen Sauerstoffeinlaß 30a auf. Der Innenumfang des hinteren Behälters 30 weist einen ringförmigen Grat 30b auf, wobei eine Ringführung 35 am hinteren Behälter 30 angebracht ist, um die Sauerstoffzu­ fuhr-/-drucksteuermembran 36 aus Teflon zu halten, wobei ein O-Ring 34 vollständig dicht um die Membran angeordnet ist.

Gemäß Fig. 2 weist die plattenähnliche Elektrodenhalte­ rung 31 eine rechteckige Öffnung 31a auf, die unter einem Winkel von 45° geneigt ist, so daß der Vorsprung 22a des wasserdurchlässigen porösen Elements 22 sich durch die plat­ tenähnliche Elektrodenhalterung 31 erstrecken kann. Gemäß Fig. 3 wird das wasserdurchlässige poröse Element 22 mit der plattenähnlichen Elektrodenhalterung 31 zusammengefügt, in­ dem der Vorsprung 22a des porösen Elements 22 in die rechteckige Öffnung 31a der Elektrodenhalterung 31 einge­ setzt wird, wodurch die halbkreisförmigen Gegen- und Refe­ renzelektroden 23 bzw. 24 zwischen dem porösen Element 22 und der Elektrodenhalterung 31 angeordnet werden und der Vorsprung 22a sich in den Elektrolyt P in der Reaktionszelle erstrecken kann.

Die ringförmige Vorderabdeckung 32 weist eine Nachweis­ öffnung 29 auf und wird auf das Öffnungsende der Elektroden­ halterung 31 angepaßt, um den Glasfaserfilter 26, die Ar­ beitselektrode 21, die gasdurchlässige Membran 20 und den Filter 27, betrachtet in die Richtung von innen nach außen, in der genannten Reihenfolge am wasserdurchlässigen porösen Element anzubringen. D.h., der Glasfaserfilter 26 wird auf dem wasserdurchlässigen porösen Element 22 angeordnet, wobei der Umfang des Filters in die Umfangsvertiefung 22b des po­ rösen Elements 22 eingepaßt wird; die Arbeitselektrode 21 wird auf dem Glasfaserfilter 26 angeordnet; die gas­ durchlässige Membran 20 wird auf der Arbeitselektrode 21 angeordnet; und schließlich wird der Filter 27 auf der gas­ durchlässigen Membran 20 angeordnet. Die Schichtstruktur wird durch die ringförmige Vorderabdeckung 32 unter Verwen­ dung eines O-Rings 37 gehalten, um den Umfang der Schicht­ struktur vollständig abzudichten.

Das Gehäuse 25 weist an dessen Ecken befestigte Strom­ sammelstäbe 38 auf, die sich nach hinten erstrecken, um eine lösbare Verbindung mit einem zugeordneten Gasmeßgerät zu er­ möglichen.

Bei der Verwendung dringt der Elektrolyt in den Vor­ sprung 22a des wasserdurchlässigen porösen Elements 22 ein, um die Gegen- und die Referenzelektrode 23 bzw. 24 sowie die Arbeitselektrode 21 zu erreichen, wodurch diese Elektroden permanent befeuchtet werden. Obwohl die Arbeitselektrode 21 unter dem Einfluß der Kapillarwirkung befeuchtet werden kann, wird durch die Verwendung des Glasfaserfilters 26 ge­ währleistet, daß die gesamte Fläche der Arbeitselektrode 21 durch den Elektrolyt befeuchtet wird.

Die Flüssigkeits-, Gas- und Festkörperphasen-Grenzflä­ chen zwischen diesen verschiedenen Elektroden 21, 23 und 24, der gasdurchlässigen Membran 20 und dem Elektrolyt P werden durch den porösen massiven Körper 22, dessen Form und Größe sich nicht ändern können, fest definiert. Daher werden diese Teile permanent bei einem festen Druck gepreßt, der unabhän­ gig von der Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit ist.

Durch die Stabilität der vorstehend beschriebenen Drei­ phasen-Grenzflächen und das zwangsweise Eintauchen des Elek­ trolytträgers in den Elektrolyt wird unabhängig von der Lage, die der Gassensor einnimmt, eine konstante Zufuhr des Elektrolyten zu den Dreiphasen-Grenzflächen des Gassensors gewährleistet. Daher ist die Meßgenauigkeit sicher unabhän­ gig von Änderungen der Meßlage.

Gemäß dem vorstehend Erwähnten wird verdeutlicht, daß die Vorteile des erfindungsgemäßen elektrolytischen Gleich­ spannungs-Gassensors sind:
Durch den Aufbau der gasdurchlässigen Membran und der Arbeitselektrode als getrennte Bauteile wird die Wahlfrei­ heit bezüglich des Materials und der Struktur der gasdurch­ lässigen Membran erhöht, wobei die Eigenschaften des ausge­ wählten Materials und der gewählten Struktur vollständig bei der Formgestaltung ausgenutzt werden können, ohne die Funk­ tion des Gasdurchlaßvermögens und der Gastrennung zu ver­ schlechtern, und wobei die gasdurchlässige Membran nicht als Katalysatorhalterung an der Arbeitselektrode verwendet wer­ den muß, wodurch elektrisch leitfähige Materialien verwendet werden können, um die elektrische Verbindung von der Ar­ beitselektrode zur Außenseite zu erleichtern. Der elektri­ sche Widerstand an der Elektrode bleibt unverändert, so daß keine nachteiligen Wirkungen auf das vorgeschriebene elek­ trische Ausgangssignal, die Ansprechgeschwindigkeit und an­ dere festgelegte Funktionen verursacht werden, wodurch eine exakte Messung gewährleistet wird.

Die Dreiphasen-Grenzflächen sind durch den porösen mas­ siven Körper, dessen Größe und Form sich nicht ändern kann, fest definiert. Daher werden die zugeordneten Teile bei ei­ nem vorgegebenen Druck, der unabhängig von der Umge­ bungstemperatur und -feuchtigkeit ist, permanent gepreßt.

Durch das zwangsweise Eintauchen des Elektrolytträgers in den Elektrolyt wird unabhängig von der Lage, die der Gas­ sensor einnimmt, eine konstante Zufuhr des Elektrolyten zu den Dreiphasen-Grenzflächen des Gassensors gewährleistet. Daher ist die Meßgenauigkeit sicher unabhängig von Ände­ rungen der Meßlage.

Claims (5)

1. Elektrolytischer Gleichspannungs-Gassensor mit:
einem Gehäuse, das eine mit einem Elektrolyt ge­ füllte Reaktionszelle definiert, einer zwischen der Re­ aktionszelle und einem Gaseinlaß an einer Seite des Ge­ häuses befestigten gasdurchlässigen Membran, einer zwi­ schen der Reaktionszelle und einem Sauerstoffeinlaß an der anderen Seite des Gehäuses befestigten sauerstoff­ durchlässigen Membran, einer bezüglich des nachzu­ weisenden Gases wirkenden Arbeitselektrode, die per­ manent mit dem Elektrolyt in Kontakt gehalten wird, ei­ ner Gegenelektrode zum Zuführen von Sauerstoff, einer Referenzelektrode, um eine Gleichspannungsmessung zu ermöglichen, und Stromsammelanschlüssen, die an einem Ende jeweils mit diesen Elektroden und am anderen Ende mit ausgewählten Potentiostaten eines Meßinstruments verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdurchlässige Membran unabhängig und getrennt von der Arbeitselektrode ist.

2. Gassensor nach Anspruch 1 mit einem zwischen der gas­ durchlässigen Membran mit der Arbeitselektrode und dem Elektrolyt angeordneten wasserdurchlässigen porösen Element.

3. Gassensor nach Anspruch 2, wobei das wasserdurchlässige poröse Element einen Vorsprung aufweist, der sich in der Reaktionszelle erstreckt, wobei das axiale Ende des Vorsprungs nahe am anderen Ende des Gehäuses angeordnet ist und dessen radiale Enden nahe am Umfang des Gehäu­ ses angeordnet sind, wodurch gewährleistet wird, daß das wasserdurchlässige poröse Element unabhängig von der Lage, die der Gassensor einnimmt, permanent mit dem Elektrolyt in Kontakt steht.

4. Gassensor nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse eine mit einer Öffnung versehene Trennwand zwischen dem wasser­ durchlässigen porösen Element und der Reaktionszelle aufweist, wobei der Vorsprung sich durch die Öffnung der Trennwand erstrecken kann und die Gegenelektrode und die Referenzelektrode an den entgegengesetzten Sei­ ten des Vorsprungs des wasserdurchlässigen porösen Ele­ ments zwischen der mit einer Öffnung versehenen Trenn­ wand und dem wasserdurchlässigen porösen Element ange­ ordnet werden können.

5. Gassensor nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei das wasser­ durchlässige poröse Element aus Keramik hergestellt wird.