DE4416510C2 - Anordnung zum Bestimmen der Konzentration eines Gasteilchengemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen der Konzentration eines Gasteilchengemisches, mit einer Meßeinrichtung zum Messen eines Partialdruckes einer Teilchenart des Gasteilchengemisches, wobei die Meßeinrichtung dem anströmenden Gasteilchengemisch ausgesetzt ist.

Es ist bekannt, daß eine von einem Gasteilchengemisch angeströmte Fläche eines Raumflugkörpers einer Ero­ sion bzw. Ablation unterliegt. Dadurch findet ein Materialabtrag an der angeströmten Fläche statt, der im wesentlichen von der Dichte des Gasteilchenge­ misches, insbesondere der Teilchenartkonzentration vom Sauerstoff in dem Gasteilchengemisch und dem An­ stellwinkel der angeströmten Fläche in bezug auf das Gasteilchengemisch abhängt. Für künstliche Flugkörper ist der Einfluß eines Gasteilchengemisches beim Wie­ dereintritt in die Erdatmosphäre, die eine spezielle Form eines Gasteilchengemisches darstellt, auf die Flugkörper von wesentlicher Bedeutung. In Abhängig­ keit des beim Wiedereintritt anzutreffenden Gasteil­ chengemisches ist ein Schutz der Flugkörper unbedingt erforderlich, da es sonst zu einer unzulässigen Er­ wärmung und/oder zu einer übermäßigen Ablation der Flugkörperhülle kommen würde. Für die Auslegung des notwendigen Schutzes ist es jedoch nachteilig, daß die Zusammensetzung des Gasgemisches in der Erd­ atmosphäre und dessen Änderung über die Flughöhe des Flugkörpers nur unzureichend anhand von Modellrech­ nungen vorausgesagt werden können.

In der Kraftfahrzeugtechnik ist es bekannt, zur Be­ stimmung des Sauerstoffgehalts des Abgases von Brenn­ kraftmaschinen Sonden einzusetzen, die einen zwischen zwei Elektroden liegenden ionenleitenden Festkörper­ elektrolyten aufweisen. Die beiden Elektroden sind dabei gasdurchlässig und liefern je nach Sauerstoff­ gehalt in dem zu messenden Gas eine mit diesem Sauerstoffgehalt in Zusammenhang stehende Meßspan­ nung, so daß auf den Sauerstoffgehalt im Abgas ge­ schlossen werden kann. Eine derartige Lambda-Sonde ist beispielsweise in Sensor Magazin 1/88, Seite 20ff beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anord­ nung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine Erosions- oder Ablationsrate einer von einem Gasteilchengemisch angeströmten Fläche, insbesondere von künstlichen Flugkörpern, be­ stimmbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im An­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Meßeinrichtung einer von einem Gasteilchengemisch angeströmten Außenwand eines künstlichen Flugkörpers zugeordnet ist, ist es sehr vorteilhaft möglich, we­ nigstens eine vorhandene Teilchenartkonzentration in dem die Fläche anströmenden Gasteilchengemisch in einer Echtzeitmessung zu ermitteln und hieraus über den jeder Teilchenartkonzentration zuzuordnenden Par­ tialdruck (Maß für die Konzentration einer Teil­ chenart in dem gesamten Gasteilchengemisch) auf die Partialdichte der Teilchenart zu schließen. Aus der Teilchenartdichte läßt sich bei bekannter Anström­ geschwindigkeit der gesamte Fluß der Teilchenart auf eine definierte Fläche ermitteln. Hieraus ergibt sich die Anzahl der Teilchen, beispielsweise der Atome einer bestimmten Teilchenart, die während einer be­ stimmten Zeitspanne auf die Fläche auftreffen. Somit können theoretische Modellberechnungen des die Fläche anströmenden Gasteilchengemisches verifiziert werden und infolge des Gasteilchengemisches an der Fläche eintretende Ablationen besser vorausberechnet werden. Aufgrund der über eine bestimmte Zeitspanne sich ändernden Meßergebnisse kann unmittelbar auf eine in derselben Zeitspanne sich ändernde Teilchenartkonzen­ tration des Gasteilchengemisches geschlossen werden. Somit sind selbst komplexe, während einer Modellbe­ rechnung nur unzulänglich berücksichtigbare Parame­ ter, die die Teilchenartkonzentration des Gas­ teilchengemisches beeinträchtigen, tatsächlich erfaß­ bar. Wenn die das Gasteilchengemisch beeinflussenden Parameter separat gemessen werden, kann über eine Änderung der gemessenen Teilchenartkonzentration in dem Gasteilchengemisch auf den Einfluß der Parameter zurückgeschlossen werden.

Durch die Anordnung der Meßeinrichtung an der Außen­ wand eines künstlichen Flugkörpers, zum Beispiel eines ballistischen Wiedereintrittskörpers, kann eine sich ändernde Teilchenartkonzentrationen während der Flugphase gemessen werden. Insbesondere beim Wieder­ eintritt in die Erdatmosphäre kann so das tatsächlich vorhandene Gasteilchengemisch der Erdatmosphäre in dem gesamten Höhenspektrum, das von dem künstlichen Flugkörper durchflogen wird, ermittelt und hieraus die Verhältnisse, das heißt die Zusammensetzung der Erdatmosphäre über die gesamte Höhe sicher bestimmt werden. Selbst ein künstlicher Flugkörper, zum Bei­ spiel ein Satellit auf einer niederen Flugbahn um die Erde, wird von einem Gasteilchengemisch mit einer bestimmten Teilchenartkonzentration angeströmt. In­ folge der nunmehr möglichen genauen Bestimmung von Partialdichten der einzelnen Teilchenarten über die Messung des Partialdrucks kann deren Einfluß auf Ablationserscheinungen an dem künstlichen Flugkörper ermittelt werden. Insbesondere können durch die pa­ rallele Erfassung von die Zusammensetzung des Gas­ teilchengemisches beeinflussenden Parametern sich än­ dernde Ablationseinflüsse erfaßt, ausgewertet und bei der Konstruktion von künstlichen Flugkörpern berück­ sichtigt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Einrichtung mehrere Elektrolytsonden aufweist, die zur gleichzeitigen Messung von unter­ schiedlichen Teilchenartkonzentration ein Sensorfeld bilden. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, eine in bezug auf die angeströmte Fläche definierte Fläche festzulegen, die von dem Sensorfeld gebildet wird und so gleichzeitig eine Echtzeitmessung der unterschied­ lichen Teilchenartkonzentrationen und ihre Auswir­ kungen auf die angeströmte Fläche ermittelt werden kann. Somit ist es möglich, die Gesamtdichte des Gasteilchengemisches und somit den Gesamtfluß des Gasteilchengemisches auf die angeströmte Fläche in einer bestimmten Zeitspanne zu ermitteln. Sehr vor­ teilhaft wird es möglich, die Auswirkungen auf einen künstlichen Flugkörper, beispielsweise eine von dem Gasteilchengemisch ausgehende Ablation und/oder Ab­ bremsung des künstlichen Flugkörpers, sicher zu er­ mitteln. Durch die tatsächliche Messung können komplizierte und dennoch ungenaue theoretische Mo­ dellberechnungen abgelöst oder zumindest auf ihren Aussageinhalt überprüft werden.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die von Elektroden gebildete Sensoroberfläche der Elektrolytsonden in ihren kata­ lytischen Eigenschaften gezielt veränderbar ist. Somit kann sehr vorteilhaft mit ein und derselben Elektrolytsonde auf die Messung von unterschiedlichen Teilchenartkonzentrationen abgestellt werden. Durch eine Festlegung eines geeigneten Prüfzyklusses kann beispielsweise nachfolgend der von einem atomaren und einem molekularen Sauerstoff in dem Gasteilchenge­ misch bewirkten Sauerstoffpartialdrücken unterschie­ den werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die ermittelte Charakteristik des Gas­ teilchengemisches zur Bestimmung eines Anstellwinkels eines mit der angeströmten Fläche versehenen Flug­ körpers relativ zur Flugrichtung verwendet wird. Somit ist es möglich, anhand der gemessenen Teilchen­ artkonzentration auf einen bestimmten Anstellwinkel der angeströmten Fläche, die eine bekannte definierte Lage zu dem Flugkörper aufweist, zu schließen und hieraus einen Anstellwinkel zu ermitteln, mit dem sich der Flugkörper relativ zu seiner Flugrichtung bewegt. Die Bestimmung des Anstellwinkels ergibt sich daraus, daß sich durch eine Änderung des Anstell­ winkels der Druck ändert, mit dem das Gasteilchen­ gemisch auf die Anordnung (Elektrolyt-Sonde) wirkt und damit eine Änderung der Konzentration der Teilchenart unmittelbar an einer Meßkammer der Anord­ nung einhergeht. Diese Messung ist insbesondere bei der Berechnung von Flugbahnen bzw. Flugbahnabwei­ chungen von Flugkörpern, zum Beispiel Raumflugkörpern (ballistische und semiballistische Kapseln, Satel­ liten und Raumgleitern), aber auch bei Flugzeugen und ähnlichem einsetzbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs­ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Einrichtung zum Messen einer Teilchenartkonzentration in einer von einem Gasteilchengemisch angeströmten Fläche;

Fig. 2 schematisch den Aufbau einer Festkörper­ elektrolytsonde und

Fig. 3 einen berechneten Meßsignalverlauf.

In Fig. 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Anordnung zum Messen einer Teilchenartkonzentration an einer einem Gasteilchengemisch ausgesetzten An­ strömfläche eines künstlichen Flugkörpers gezeigt. Der künstliche Flugkörper kann beispielsweise eine ballistische Kapsel sein. In der Fig. 1 ist ledig­ lich ein Ausschnitt einer Außenwand 12 der ballisti­ schen Kapsel dargestellt. Die Außenwand 12 weist von außen nach innen einen Hitzeschutz 14, eine Isola­ tionsschicht 16, eine Ablationsschicht 18 sowie die eigentliche Wandstruktur 20 auf. Die Hitzeschutz­ schicht 14, die Isolationsschicht 16 sowie die Ablationsschicht 18 sind an der hier mit einem Pfeil 22 angenommenen Bewegungsrichtung des Flugkörpers, an der in Bewegungsrichtung 22 vorderen Wandstruktur 20 angeordnet.

In der Außenwand 12 ist eine Durchführung 24 ange­ ordnet, die über eine eine Meßblende 26 bildende Öffnung in der Hitzeschutzschicht 14 mündet. Die Durchführung 24 wird im wesentlichen von einer sich axial erstreckenden Hülse 30 gebildet, die über einen gasdichten Flansch 32 fixiert ist. Die Hülse 30 ist gegen die Kraft einer Feder 34 axial verschieblich gelagert, um in hier nicht näher zu betrachtender Weise einen von einer äußeren, noch zu erläuternden Anströmung ausgehenden Staudruck auszugleichen. Die Hülse 30 ist über eine gasdichte Verschraubung 36 mit einer Meßeinrichtung 38 verbunden. Die Meßeinrichtung 38 besitzt ein Gehäuse 40, das einen mit der Ver­ schraubung 36 verbundenen Anschlußstutzen 42 aus­ bildet. Über den Anschlußstutzen 42 ist das Gehäuse 40 mit der Verschraubung 36 verbunden, so daß sich eine durchgehende Verbindung über die Meßblende 26, die Hülse 30, die Verschraubung 36 und den Anschlußstutzen 42 in das Gehäuse 40 ergibt. Das Gehäuse 40 ist über einen Flansch 44 abgeschlossen, der unter Zwischenschaltung einer Dichtung 46 mit dem Gehäuse 40 beispielsweise über hier angedeutete Schraubver­ bindungen 48 fest verbunden ist. Durch den Flansch 44 wird innerhalb des Gehäuses 40 ein gasdicht ausge­ führter Innenraum 50 ausgebildet.

In dem Innenraum 50 ist eine Festkörper- Elektrolytsonde 52 (im weiteren Sonde 52) angeordnet, deren an sich bekannter Aufbau anhand der Fig. 2 verdeutlicht wird. Die Sonde 52 ist mit ihrem Sondenkörper 54 in den Anschlußstutzen 42 eingeführt, beispielsweise eingeschraubt, so daß eine Meßkammer der Sonde 52 in einem Innenraum 56 des Anschluß­ stutzens 42 angeordnet ist, wobei dieser keine di­ rekte Verbindung mit dem Innenraum 50 des Gehäuses 40 besitzt. Der Flansch 44 besitzt eine Durchführung 58, die mit einem hier angedeuteten Gas-Druckbehälter 60 verbindbar ist. Die Durchführung 58 ist dabei durch ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil 62, ver­ schließbar. In dem Innenraum 50 des Gehäuses 40 ist eine hier angedeutete Meßelektronik 64 angeordnet, die nicht näher zu erläuternde Schaltungen zur Mes­ sung beispielsweise eines Temperatur-Spannungs-Ver­ laufs der Sonde 52 sowie eines in dem Innenraum 50 herrschenden Referenzdrucks aufweist. Der Meßelek­ tronik" 64 ist eine externe Auswerteelektronik 66 sowie eine Spannungsquelle 68 zugeordnet. Die Auswer­ teelektronik 66 und die Spannungsquelle 68 sind über hier angedeutete Leitungen 70, die durch den Flansch 44 gasdicht geführt sind, mit der Meßelektronik 64 bzw. der Sonde 52 verbunden.

Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auf die Anordnung des Gasdruckbehälters 60 und des Magnetventils 62 verzichtet werden, so daß der Innenraum 50 des Gehäuses 40 über die Durchführung 58 direkt mit einem Innenraum der ballistischen Kapsel in Verbindung steht und der hier herrschende Druck für den Sensor 52 als Referenzdruck verwendet wird. Dies bietet zwar den Vorteil, daß das Gehäuse 40 nicht druckdicht ausgeführt werden muß, jedoch eine zusätzliche Messung des Innendrucks in der ballisti­ schen Kapsel erfolgen muß, um den Referenzdruck zu bestimmen. Da jedoch beim Wiedereintritt einer balli­ stischen Kapsel in die Erdatmosphäre verschiedene Druckbereiche durchschritten werden, ist hier, um genaue Meßergebnisse erzielen zu können, die Anord­ nung von mehreren Drucksensoren zur Bestimmung des Referenzdrucks notwendig. Weiterhin ist eine separate Bestimmung des exakten Sauerstoff-Partialdrucks im Innenraum der ballistischen Kapsel notwendig. Das hier erwähnte, nicht dargestellte Ausführungsbei­ spiel, bietet die Möglichkeit, mit einem geringeren Platz- und Gewichtsbedarf auszukommen, erfordert je­ doch die zusätzliche Anordnung weiterer Meß-, ins­ besondere Drucksensoren. Dieses nicht dargestellte Ausführungsbeispiel ist jedoch ebenfalls ein mögli­ ches Ausführungsbeispiel für die gesamte Anordnung 10 und ist somit als im Sinne der Erfindung zu betrach­ ten.

In der Fig. 2 ist schematisch der an sich bekannte prinzipielle Aufbau des Sensors 52 verdeutlicht. Der Sensor 52 besitzt einen Festkörperelektrolyten 72, der zwischen zwei Elektroden 74 und 76 angeordnet ist. Die Elektroden 74 und 76 sind mit der Meß­ elektronik 64 (Fig. 1) verbunden, in der eine Son­ denspannung U_s meßbar ist. Die Elektrode 74 bildet dabei eine Anode und die Elektrode 76 eine Katode. Die Elektrode 74 ist einer Meßkammer 78, die dem in Fig. 1 gezeigten Innenraum 56 entspricht und die Elektrode 76 einer Referenzkammer 80, die dem in Fig. 1 gezeigten Innenraum 50 entspricht, zugeord­ net. Die Elektroden 74, 76 sind über eine hier angedeutete Elektrodenheizung 82 beheizbar. Der Fest­ körperelektrolyt 72 besteht beispielsweise aus Zirkonoxid ZrO₂, das mit Yttriumoxid Y₂O₃ stabi­ lisiert ist. Der Festkörperelektrolyt 72 besitzt eine Atom-Gitterstruktur, wobei das Atomgitter Sauerstoff- Fehlstellen aufweist, die bei erhöhten Sensortempera­ turen eine Sauerstoffionenleitung ermöglichen. Die Elektroden 74 und 76 bestehen beispielsweise aus porösem Platin, Wolfram oder Graphit.

Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Meßeinrichtung 38 direkt dem anströmenden Gasteilchengemisch ausgesetzt werden. Dies könnte beispielsweise bei semiballistischen Flugkörpern ge­ schehen, bei denen nicht so hohe Belastungen, insbe­ sondere ein nicht so hoher dynamischer Druck, während der Flugphase erwartet werden. Die unmittelbare Aus­ setzung der Meßeinrichtung 38, das heißt, ohne die in Fig. 1 gezeigte Durchführung 24, würde bei den an semiballistischen Flugkörpern auftretenden geringeren dynamischen Kräften und thermischen Belastungen nicht zu deren Zerstörung führen. Nach einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können in einem Sensorfeld mehrere, unterschiedliche Teilchenartkon­ zentrationen messende Sensoren 52 angeordnet sein. Diese Sensoren 52 sind entweder jeweils direkt über eine Durchführung 24 mit dem anströmenden Gasteilchen­ gemisch verbunden, oder eine Durchführung 24 bildet eine Erweiterung aus, so daß gleichzeitig mehrere Sensoren 52 mit dem Gasteilchengemisch beaufschlagt werden können. Die Sensoren besitzen quasi eine gemeinsame Meßkammer.

Insgesamt übt die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung 10 folgende Funktion aus:
In dem Moment, wo sich der Flugkörper in Bewegungs­ richtung 22 bewegt, bildet die Außenwand 12 eine An­ strömfläche für ein sich außerhalb der ballistischen Kapsel befindendes Gasteilchengemisch. Dieses Gas­ teilchengemisch besitzt eine Teilchenartkonzentration unterschiedlicher Struktur, beispielsweise atomaren Sauerstoff, molekularen Sauerstoff, Stickstoff usw. Die Meßblende 26 der Durchführung 24 bildet in bezug auf die gesamte angeströmte Fläche eine definierte Fläche, so daß sich in dem Innenraum 56 (Meßkammer 78) eine Teilchenartkonzentration einstellt, die dem außen anströmenden Gasteilchengemisch entspricht und einen bestimmten Meßdruck p_meß bewirkt. Bei dem ge­ zeigten Beispiel soll davon ausgegangen werden, daß als Teilchenartkonzentration Sauerstoff gemessen werden soll, so daß sich ein der Konzentration ent­ sprechender Sauerstoffpartialdruck in dem Innenraum 56 einstellt. In dem Innenraum 50 (Referenzkammer 80) wird über den Gasdruckbehälter 60, der hier als Sauerstoff-Druckbehälter ausgeführt ist, durch defi­ niertes Öffnen des Magnetventils 62 ein bestimmter Referenzdruck und somit eine bestimmte Sauerstoffkonzentration eingestellt. Dieser Referenz­ druck ist mit der Meßelektronik 64 ermittelbar, so daß eine Einregelung auf einen genau definierten Referenzdruck, beispielsweise von 1 bar, erfolgen kann. Durch die sich ergebenden unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen in dem Innenraum 46 und dem Innenraum 50 findet in dem Festkörperelektrolyten 72 eine Sauerstoffionenleitung statt. Hierbei findet an der Elektrode 74 folgende Reaktion statt; 2O^2- → O₂ + 4e⁻, während an der Elektrode 76 eine Reaktion O₂ + 4e⁻ → 2O^2- erfolgt. Entsprechend des Sauerstoff- Konzentrationsunterschiedes in dem Innenraum 56 und dem Innenraum 50 wird eine Sondenspannung U_s erzeugt, die sich nach der Nernstschen Gleichung wie folgt ergibt:

Hierbei ist eine Gaskonstante, F die Faraday- Konstante, T_s die Temperatur des Sensors 52, der Referenzdruck des Sauerstoffs in dem Innenraum 50, der Meßdruck des Sauerstoffs im Innenraum 56 und U₀ eine Offset-Spannung zwischen den Elektro­ den 74 und 76. Diese Offset-Spannung kann beispiels­ weise durch eine Temperaturdifferenz zwischen den Elektroden bewirkt werden. Zur Bestimmung der Sensor­ temperatur ist an sich ebenfalls bekannt, den Innen­ widerstand mittels einer überlagerten Wechselspannung zu messen, die sich abhängig von der Sensortemperatur ändert. Durch eine vorhergehende Eichung kann also die Abhängigkeit der Offset-Spannung von der Tempera­ tur und der Zusammenhang zwischen Wechselspannung und Sensortemperatur ermittelt werden und bei der Auswer­ tung in der Meßelektronik 64 berücksichtigt werden. Eine gewünschte Sensortemperatur T_s, die für eine exakte Auswertung der oben genannten Gleichung not­ wendig ist, kann also über die Elektrodenheizung 82 eingestellt werden.

In der Fig. 3 ist ein theoretisch berechneter Meßsignalverlauf während des Apogäum-Wiedereintritts, das heißt der Wiedereinritt von dem erdfernsten Punkt, einer ballistischen Kapsel in die Erdat­ mosphäre dargestellt. Hierbei wird davon ausgegangen, daß der Sauerstoffpartialdruck entsprechend dem Sauerstoffanteil an die das Gasvolumengemisch dar­ stellende Erdatmosphäre von 20,95%, während des gesamten Wiedereintrittszeitraums 21% vom Gesamt­ druck beträgt. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß dieser Sauerstoffpartialdruck während des Wiederein­ tritts über die Meßblende 26 sofort in dem Innenraum 56 zur Verfügung steht.

In Fig. 3 ist die erwartete Sondenspannung U_s in Volt über der Abstiegszeit t des ballistischen Kör­ pers in Sekunden dargestellt. Ein erster Kurvenver­ lauf bezieht sich auf einen Referenzdruck von 1 bar und ein zweiter Kurvenverlauf bezieht sich auf einen statischen Druck in der ballistischen Kapsel. Der hier dargestellte Verlauf der Sondenspannung U_s entspricht dem theoretisch zu erwartenden Signal­ verlauf, kann jedoch aufgrund abweichender tatsäch­ licher Gegebenheiten während des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre hiervon abweichen. Insbesondere muß die gemessene Sondenspannung U_s in bezug auf einen Anstellwinkel der ballistischen Kapsel zu einem Fluggeschwindigkeitsvektor, das heißt die Ausrichtung der Meßblende 26 in bezug auf den Fluggeschwindig­ keitsvektor berücksichtigt werden. Weiterhin wird bei dem gezeigten theoretischen Verlauf der Sonden­ spannung U_s von einem gleichmäßigen Anteil des Sauer­ stoffpartialdrucks von 21% ausgegangen, wobei der tatsächliche Sauerstoffpartialdruck in den oberen Schichten der Erdatmosphäre nicht genau bekannt ist.

Claims (13)

1. Anordnung zum Bestimmen der Konzentration eines Gasteilchengemisches, mit einer Meßeinrichtung zum Messen eines Partialdruckes einer Teilchenart des Gasteilchengemisches, wobei die Meßeinrichtung dem anströmenden Gasteilchengemisch ausgesetzt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (38) einer von einem Gasteilchengemisch angeströmten Außenwand (12) eines künstlichen Flugkörpers zugeord­ net ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (38) mindestens eine Elektrolyt- Sonde (52) aufweist, deren Festkörperelektrolyt (72) dem anströmenden Gasteilchengemisch aussetzbar ist.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (38) mehrere Elektrolyt-Sonden (52) aufweist, die zur gleichzeitigen Messung von unterschiedlichen Teil­ chenartkonzentrationen ein Sensorfeld bilden.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von Elektroden (74, 76) gebildete Sensoroberfläche der Elektrolyt-Sonden (52) in ihren katalytischen Eigenschaften gezielt veränderbar sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyt-Sonde (52) mit einem veränderbaren Referenzdruck (p_ref) beauf­ schlagbar ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzkammer (80, Innenraum (50)) der Elektrolyt-Sonde (52) mit einer regelbaren Druckquelle (60) in Verbindung steht.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyt-Sonde (52) beabstandet zur angeströmten Fläche (12) angeordnet ist und indirekt mit dem Gasteilchengemisch beauf­ schlagbar ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyt-Sonde (52) direkt mit dem Gasteilchengemisch beaufschlagbar ist.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Konzentra­ tion des Gasteilchengemisches zur Bestimmung einer Ablationsrate der angeströmten Fläche (12) verwendet wird.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelte Kon­ zentration des Gasteilchengemisches zur Bestimmung eines Anstellwinkels bzw. bei Seitenwind die Anström­ richtung eines Flugkörpers relativ zur Flugrichtung verwendet wird.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Flugkörper ein ballistischer Flugkörper, insbesondere Raumflugkörper, ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Flugkörper ein semiballistischer Flug­ körper, Raumgleiter, Flugzeug oder ähnliches ist.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Elektro­ lytsonden andere Gassensoren, insbesondere Halb­ leiter, eingesetzt werden.