DE4439898A1

DE4439898A1 - Elektrochemischer Meßfühler und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4439898A1
Application number: DE4439898A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dipl Ing Renz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: DE4439898B4; WO1996014574A1; JP3805363B2; EP0760947A1; US5723030A; JPH09507915A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Meß fühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Ga sen, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffge haltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Meßfühlers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Stand der Technik

Elektrochemische Meßfühler der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese sind beispielsweise in einer so genannten Fingerbauform ausgeführt, bei der ein Fest elektrolytkörper ein Sensorelement bildet, das als geschlossenes Rohr in einem metallischen Gehäuse dicht festgelegt ist. Eine äußere Meßelektrode des Sensorelementes ist hierbei direkt dem zu messenden Gas ausgesetzt, während eine innere, als Referenz elektrode dienende Elektrode einem Referenzgas, bei spielsweise dem Luftsauerstoff, ausgesetzt ist. Die Elektroden sind über Leiterbahnen, die innen und außen an dem geschlossenen Rohr geführt sind, mit einer Auswerteschaltung verbunden. Wird die Meß elektrode mit einem zu messenden Gas, beispielsweise mit dem Abgas eines Kraftfahrzeuges, beaufschlagt, stellt sich ein unterschiedlicher Sauerstoffpartial druck an der Meßelektrode und der Referenzelektrode ein, so daß zwischen den Elektroden ein Spannungs signal abgegriffen werden kann. Dieses Spannungs signal dient der Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in dem Abgas, so daß Rückschlüsse auf den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine geschlossen werden können. Insbesondere ist der sogenannte Lamdawert ermittel bar, der ein Maß für die Zusammensetzung des Luft- Kraftstoff-Gemisches bildet, mit dem die Verbren nungskraftmaschine betrieben wird. Je nachdem ob die Luft oder der Kraftstoff im stöchiometrischen Übeschuß vorliegt, ist der Lamdawert größer bezie hungsweise kleiner gleich 1.

Den bekannten elektrochemischen Meßfühlern ist ge meinsam, daß sie unmittelbar dem Abgasweg ausgesetzt sind, so daß die Referenzelektrode gegenüber dem Ab gasweg einer ausreichenden Abdichtung bedarf. Hierzu ist es bekannt, eine Vielzahl spezieller Dichtungen anzuordnen, die einerseits eine Abdichtung der Refe renzelektrode gegen das Abgas ermöglicht und anderer seits eine Zufuhr des Referenzgases, also des Luft sauerstoffes, zu der Referenzelektrode gestattet. Die Dichtanordnungen besitzen einen komplizierten und aufwendigen Aufbau. Insbesondere bei bestimmten Be triebssituationen des Kraftfahrzeuges, beispielsweise beim Anlassen, gelangt unverbrannter Kraftstoff in den Abgasweg, der den Meßfühler sozusagen umspült und somit selbst bei gasdichten Abdichtungen ein Eintritt des Kraftstoffes in den Referenzbereich nicht aus zu schließen ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Meßfühler mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß in einfacher Weise eine Abdichtung der Referenz elektrode möglich ist. Dadurch, daß der Referenzelek trode ein Pumpreferenzvolumen zugeordnet ist, daß mit einer einen hohen Gasdiffusionswiderstand aufweisen den Schicht überzogen ist, ist es in einfacher Weise möglich, die Abdichtung der Referenzelektrode auf die das Pumpreferenzvolumen abdeckenden Schicht zu be grenzen. Das Pumpreferenzvolumen bildet eine interne Bezugssauerstoffquelle für die Referenzelektrode. Durch das Anlegen einer Pumpspannung an die Referenzelektrode und einer dem Meßgas ausgesetzten Meßelektrode kann das Pumpreferenzvolumen aus dem Meßgas ständig mit frischen Sauerstoffionen versorgt werden. Eine Verbindung des Pumpreferenzvolumens mit der Atmosphäre und den damit notwendigen Abdichtungen gegenüber dem Eindringen von Fremdstoffen, beispiels weise von Kraftstoffen, kann somit eingespart werden. Die Referenzpumpspannung liegt ständig an dem Sensorelement an und wird von dem sich einstellenden Spannungssignal aufgrund eines Sauerstoffkonzentra tionsunterschiedes in dem Meßgas, also an der Meß elektrode, und in dem Pumpreferenzvolumen, also an der Referenzelektrode, überlagert. Mittels einer Aus werteschaltung kann in einfacher Weise das Pumprefe renzspannungssignal mit dem Meßspannungssignal abge glichen werden, so daß ein dem Sauerstoffkonzentra tionsunterschied entsprechendes Signal zur Verfügung steht.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß das Pumpreferenzvolumen an einem Grund des Sensorelementes angeordnet ist und mit der Schicht abgedeckelt ist, die vorzugsweise eine nicht 100%ige Gasundurchlässigkeit besitzt. Hierdurch wird erreicht, daß die das Pumpreferenzvolumen abdeckende Schicht gleichzeitig eine Ventilfunktion übernehmen kann, die für den Fall auslöst, daß in dem Pump referenzvolumen aufgrund des ständig anliegenden Pumpreferenzspannungssignals eine zu große Sauer stoffkonzentration entsteht. Ein sich hier auf bauender Überdruck wird bei Erreichen eines bestimm ten Grenzwertes über die das Pumpreferenzvolumen ab deckende Schicht abgebaut.

Ferner ist vorteilhaft, daß das Pumpreferenzvolumen und/oder die das Pumpreferenzvolumen abdeckende Schicht aus dem gleichen Material wie das Sensor element bestehen. Vorzugsweise wird eine Funktion des Pumpreferenzvolumens und der dieses abdeckende Schicht durch die Wahl einer unterschiedlichen Porösität eingestellt. Somit ist mit den allgemein bekannten, technologisch beherrschbaren Verfahrens schritten in einfacher Weise der Aufbau des Meßfühlers möglich.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin durch die im Anspruch 8 genannten Merkmale gelöst. Dadurch, daß auf der Referenzseite des rohrförmigen Sensorelemen tes ein Pumpreferenzvolumen und eine das Pumprefe renzvolumen abdeckende Schicht aufgetragen wird, die vorzugsweise durch ein definiertes Eintropfen eines das Pumpreferenzvolumen und die Schicht ergebenden Materials erfolgt, ist es in einfacher Weise möglich, das rohrförmige Sensorelement mit einem abgedichteten Pumpreferenzvolumen zu versehen. Durch die topf förmige Gestalt des rohrförmigen Sensorelementes kann das das Pumpreferenzvolumen ergebende Material in einfacher Weise während eines Durchlaufverfahrens in das Sensorelement eingetropft werden, so daß durch eine dosierte Eingabe einer bestimmten Menge des Materials ein definiertes Pumpreferenzvolumen in dem Sensorelement erzeugbar ist.

Das erzeugte Pumpreferenzvolumen kann vorzugsweise mit einer weiteren eingetropften Materialschicht überdeckt werden, die gegenüber dem Pumpreferenz volumen einen hohen Gasdiffusionswiderstand aufweist. Die das Pumpreferenzvolumen und die das Pump referenzvolumen abdeckende Schicht ergebenden Materialien können gemeinsam mit dem Sensorelement co-gesintert werden, so daß in einem Arbeitsgang ein komplettes Sensorelement erzeugbar ist. Die Verfahren zum Einbringen des Pumpreferenzvolumens und der dieses abdeckenden Schicht sind somit mit den bekannten Verfahrensschritten zum Herstellen der Sensorelemente kombinierbar und für eine massenhafte Fertigung geeignet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merk malen.

Zeichnung

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

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen elektrochemischen Meßfühler und

Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Sensorelement.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist in einer Schnittdarstellung ein allgemein mit 10 bezeichneter, elektrochemischer Meß fühler dargestellt. Der Meßfühler 10 besitzt ein metallisches Gehäuse 12, das an seiner Außenseite ei nen Schlüsselsechskant 14 und ein Gewinde 16 zum Be festigen in einem nicht dargestellten Meßgasrohr auf weist. Das Gehäuse 12 ist hülsenförmig ausgebildet und besitzt eine Durchgangsöffnung 18. Die Durch gangsöffnung 18 ist als Stufenbohrung ausgeführt und bildet einen Dichtsitz 20 aus. In der Durchgangs öffnung 18 des Gehäuses 12 ist ein Sensorelement 22 geführt. Das Sensorelement 22 besitzt einen wulst förmigen Kopf 24, der eine Ringschulter 26 ausbildet. Zwischen dem Sensorelement 22 und dem Gehäuse 12 ist eine Dichtung 28 angeordnet.

Der in der Fig. 1 dargestellte Meßfühler 10 besitzt ein potententialfrei angeordnetes Sensorelement 22, wobei der prinzipielle Aufbau ebenfalls für ein po tentialbehaftet angeordnetes Sensorelement 22 gilt. Die Unterschiede zwischen den potentialfrei und po tentialbehaftet angeordneten Sensorelementen 22 sol len im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher erläutert, da sie dem Fachmann allgemein ge läufig sind.

Das Sensorelement 22 ist im vorliegenden Beispiel ei ne an sich bekannte Sauerstoffsonde, die bevorzugter weise für das Messen des Sauerstoffpartialdruckes in Abgasen, vorzugsweise bei Kraftfahrzeugen, Verwendung findet. Das Sensorelement 22 besitzt einen rohrförmi gen Festelektrolytkörper 30, dessen meßgasseitiger Endabschnitt mittels eines Bodens 32 verschlossen ist. Auf der dem Meßgas ausgesetzten Außenseite des Festelektrolytkörpers 30 ist eine schichtförmige, gasdurchlässige Meßelektrode 34 angeordnet. Auf der der Außenseite abgewandten Innenseite des Festelek trolytkörpers ist eine gasdurchlässig und ebenfalls schichtförmig ausgebildete Referenzelektrode 36 ange ordnet. Die Meßelektrode 34 ist über eine Leiterbahn 38 mit einem ersten Elektrodenkontakt 40 verbunden. Über die Meßelektrode 34 und teilweise über die Leiterbahn 38 ist eine poröse Schutzschicht 42 ge legt. Die Referenzelektrode 36 ist über eine zweite Leiterbahn 44 mit einem zweiten Elektrodenkontakt 46 verbunden. Die Elektrodenkontakte 40 und 46 befinden sich jeweils auf einer vom offenen Ende des Fest elektrolytkörpers 30 gebildeten Stirnfläche 48. Die Leiterbahnen 38 und 44 sind vorteilhafterweise als Cermet-Schichten aufgebaut und co-gesintert.

Das meßgasseitig aus der Durchgangsöffnung 18 des Gehäuses 12 herausragende Sensorelement 22 ist mit Abstand von einem Schutzrohr 50 umgeben, welches für den Ein- beziehungsweise Austritt eines Meßgases Öff nungen 52 besitzt. Das Schutzrohr 50 ist am meßgas seitigen Ende des Gehäuses 12 gehalten, beispielswei se in eine Nut 54 eingepaßt.

In einem Innenraum 56 des Festelektrolytkörpers 30 ist über der Referenzelektrode 36 ein Pumpreferenz volumen 58 angeordnet. Das Pumpreferenzvolumen 58 be steht aus einem keramischen Material, das eine Po rösität zum Aufnehmen eines Referenzgases aufweist. Das Pumpreferenzvolumen 58 kann beispielsweise aus dem gleichen Material wie der Festelektrolytkörper 30 bestehen. Sowohl der Festelektrolytkörper 30 als auch das Pumpreferenzvolumen 58 können beispielsweise aus stabilisiertem Zirkonoxid bestehen. Eine Porösität kann durch Zumischen der Stabilisierungsmittel, bei spielsweise Yttriumoxid, erfolgen. Durch die Beigabe unterschiedlicher Mengen von Stabilisatoren und/oder weiterer während eines Sinterprozesses sich auflösen der Bestandteile, kann die Porösität sowohl des Fest elektrolytkörpers 30 als auch des Pumpreferenzvolu mens 58 eingestellt werden. Das Pumpreferenzvolumen 58 ist etwa halbkugelförmig ausgebildet und füllt den Innenraum 56 des Festelektrolytkörpers 30 im Bereich dessen Bodens 32 aus. Über dem Pumpreferenzvolumen 58 ist eine Schicht 60 angeordnet. Die Schicht 60 überdeckt das Pumpreferenzvolumen 58 über dessen gesamte, dem Innenraum zugewandte Oberfläche. Die Schicht 60 bildet an ihrem Außenumfang einen Kragen 62 aus, der in Richtung des meßgasfernen Endes des Festelektrolytkörpers 30 hochsteht. Weiterhin ist die Schicht 60 über die Leiterbahn 44, die die Re ferenzelektrode 36 mit dem Elektrodenkontakt 46 ver bindet, angeordnet. Die Schicht 60 ist hierbei vor zugsweise nur im Bereich der Leiterbahn 44, das heißt, also nicht über den gesamten Innenumfang des Festelektrolytkörpers 30, vorgesehen. Die Schicht 60 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem keramischen Material, das einen hohen Gasdiffusionswiderstand aufweist. Als Material für die Schicht 60 kann beispielsweise ebenfalls Zirkonoxid verwendet werden, wobei der Gasdiffusionswiderstand durch entsprechende Stabilisatoren eingestellt werden kann.

Auf dem ersten Elektrodenkontakt 40 liegt ein erstes Kontaktteil 64 und auf dem zweiten Elektrodenkontakt 46 ein zweites Kontaktteil 66 auf. Die Kontaktteile 64 und 66 sind mit einem Meßelektroden-Anschluß 68 und einem Referenzelektroden-Anschluß 70 kontaktiert. Die Anschlüsse 68 und 70 werden mit nicht dargestell ten Anschlußkabeln kontaktiert und nach außen zu ei nem Meß- oder Steuergerät geführt.

In der Durchgangsöffnung 18 des Gehäuses 12 ist fer ner eine Isolierhülle 72 eingebracht, welche vor zugsweise aus einem keramischen Material besteht. Mit Hilfe eines nicht dargestellten, mechanischen Mittels wird die Isolierhülle 72 auf die Kontaktteile 64 und 66 gedrückt, wodurch eine elektrische Verbindung zu den Elektrodenkontakten 40 und 46 realisiert wird.

In dem verbleibenden Innenraum 56 des Festelektrolyt körpers 30 kann ferner eine, hier nicht dargestellte Heizeinrichtung eingebracht sein.

In der Fig. 2 ist in einer schematischen Perspektiv ansicht der Festelektrolytkörper 30 aufgeschnitten dargestellt. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Anhand der Perspektivansicht wird deut lich, wie in dem Hohlraum 56 am Grund 32 des Fest elektrolytkörpers 30 das Pumpreferenzvolumen 58 ange ordnet ist. Das Pumpreferenzvolumen 58 überdeckt die in Fig. 2 nicht dargestellte Referenzelektrode 36 vollständig. Über dem Pumpreferenzvolumen 58 ist die Schicht 60 vorgesehen, die einerseits in den Kragen 62 aus läuft und andererseits die Leiterbahn 44 über deckt.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Meßfühler 10 übt folgende Funktion aus:
Über die Anschlüsse 68 und 70 beziehungsweise die Leiterbahnen 38 und 44 liegt zwischen der Meß elektrode 34 und der Referenzelektrode 36 ein defi niert festgelegtes Pumpspannungssignal an. Das Pump spannungssignal wird von dem nicht dargestellten Meß- oder Steuergerät bereitgestellt. Aufgrund der an liegenden Pumpspannung werden aus dem Meßgas, das durch die Öffnungen 52 in das Gehäuse 50 eindringen kann, Sauerstoffionen in das Pumpreferenzvolumen 58 gepumpt. Der Vorgang des Abpumpens von Sauerstoffio nen aus einem Meßgas in eine Pumpreferenz ist allge mein bekannt. Bei einer Änderung einer Sauerstoff konzentration in dem Meßgas ändert sich der Sauer stoffpartialdruck an der Meßelektrode 34 gegenüber dem Sauerstoffpartialdruck an der Referenzelektrode 36. Hierdurch kann ein bestimmtes Spannungssignal abgegriffen werden, das dem Sauerstoffkonzentrations unterschied zwischen der Meßelektrode 34 und der Referenzelektrode 36 proportional ist. Dieses Span nungssignal wird in einer Auswerteschaltung der nicht dargestellten Meß- oder Steuergeräte mit dem Pump spannungssignal abgeglichen, so daß ein Meßsignal erhalten wird, das ein Maß für eine Sauerstoff konzentration in dem Meßgas liefert. Dieses kann in allgemein bekannter Weise für die Steuerung einer Einspritzung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.

Die über dem Pumpreferenzvolumen 58 angeordnete Schicht 60 gewährleistet, daß in das Pumpreferenz volumen 58 keine Fremdstoffe, insbesondere keine Benzoldämpfe oder flüssiger Kraftstoff, eindringen kann. Durch die Ausbildung des Kragens 62 und dem Vorhandensein der Schicht 60 über der Leiterbahn 44 wird ein Eindringen von Kraftstoff beziehungsweise Kraftstoffdämpfen in das Pumpreferenzvolumen 58 ver hindert. Durch die Ausbildung der Schicht 60 wird so mit an eine Abdichtung des Innenraums 56 gegenüber Kraftstoffen beziehungsweise Kraftstoffdämpfen keine besondere Anforderung mehr gestellt. Die Anordnung von zusätzlichen, aufwendigen Dichtungselementen, die darüber hinaus eine dichtende Durchführung der Anschlüsse 68 und 70 gewährleisten müssen, ist somit nicht mehr zwingend erforderlich.

Durch die Einstellung eines definierten hohen Gas diffusionswiderstandes der Schicht 60 wird neben der Abdichtung des Pumpreferenzvolumens 58 gegenüber Kraftstoffen beziehungsweise Kraftstoffdämpfen eine Ventilfunktion für das Pumpreferenzvolumen 58 mög lich. Steigt aufgrund der permanent angelegten Pump spannung zwischen der Meßelektrode 34 und der Refe renzelektrode 36 der Druck infolge des Zupumpens von Sauerstoffionen innerhalb des Pumpreferenzvolumens 58 an, so kann bei Erreichen eines festlegbaren Grenz wertes dieser Druck durch die Schicht 60 abgebaut werden. Die Grenzwerte lassen sich durch eine Porösität der Schicht 60 einstellen, die gleichzeitig den Gasdiffusionswiderstand der Schicht 60 bestimmt. Somit ist das Sensorelement 22 gleichzeitig vor einer Zerstörung durch zu hohe Drücke innerhalb des Pump referenzvolumens 58 geschützt.

Die Herstellung des Sensorelementes 22 kann derart erfolgen, daß in den Hohlraum 56 des Festelektrolyt körpers 30 nach Aufbringen der Referenzelektrode 36 und der diese mit dem Elektrodenkontakt 46 ver bindenden Leiterbahn 44 das das Pumpreferenzvolumen 58 ergebende Material durch die in Fig. 1 dar gestellte meßgasferne Öffnung eingefüllt wird. Das Einfüllen kann beispielsweise durch Eintropfen eines keramischen Materials erfolgen. Es wird so viel kera misches Material eingefüllt, bis sich ein Füllstand innerhalb des Festelektrolytkörpers 30 ergibt, der ein Abdecken der Referenzelektrode 36 gewährleistet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Hohlraum 56 des Festelektrolytkörpers 30 komplett mit dem keramischen Material zu füllen und dieses dann soweit auszubringen, beispielsweise auszusaugen, bis der für das Pumpreferenzvolumen 58 benötigte Füllungsgrad er reicht ist.

Auf die das Pumpreferenzvolumen 58 ergebende kerami sche Masse wird sodann die die Schicht 60 ergebende keramische Masse aufgetragen. Das Aufbringen der Schicht 60 kann beispielsweise ebenfalls durch definiertes Eintropfen einer bestimmten Menge an keramischem Material erfolgen. Das Einbringen der Schicht 60 kann beispielsweise ebenfalls durch Einbringen einer bereits vorgefertigten Folie, die die Konturen der Schicht 60, einschließlich ihres Kragens 62 und der die Leiterbahn 44 übergreifenden Bestandteile aufweist. Sowohl dem das Pumpreferenz volumen 58 als auch dem die Schicht 60 ergebenden keramischen Material sind Stabilisatoren zugemischt, die eine Einstellung einer definierten Porösität gestatten. Diese erfolgt so, daß das Pumpreferenz volumen 58 zum Speichern des Sauerstoffs geeignet ist, während die Schicht 60 eine undurchlässige Barriere für Kraftstoffe beziehungsweise Kraftstoff dämpfe bildet. Ein Entweichen von Sauerstoff aus dem Pumpreferenzvolumen 58 in den Innenraum 56 des Sensorelementes 22 bei Erreichen eines bestimmten Grenzdruckwertes wird durch die Schicht 60 gestattet, indem diese einen genau definierten, hohen Gas diffusionswiderstand aufweist. Nach Einbringen des das Pumpreferenzvolumen 58 beziehungsweise des die Schicht 60 ergebenden keramischen Materials kann ein Sintern des Sensorelementes 22 erfolgen. Das Sintern kann hierbei beispielsweise als sogenanntes Co- Sintern erfolgen, indem der Festelektrolytkörper 30, das Pumpreferenzvolumen 58 und die Schicht 60 in einem Arbeitsgang gesintert werden. Es ist jedoch auch ein aufeinanderfolgendes Sintern möglich, indem beispielsweise zuerst der Festelektrolytkörper 30 mit der Meßelektrode 34, der Referenzelektrode 36 und den Leiterbahnen 38 beziehungsweise 34 gesintert wird und erst anschließend das Pumpreferenzvolumen 58 und die Schicht 60 aufgesintert werden. Das Sintern von kera mischem Material ist allgemein bekannt und soll hier im Rahmen der Beschreibung nicht weiter ausgeführt werden.

Claims

1. Elektrochemischer Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasen, insbesondere zur Be stimmung des Sauerstoffgehaltes in Abgasen von Ver brennungsmotoren, mit einem rohrförmigen Sensor element, an dessen Außenseite eine dem Meßgas aus gesetzte Meßelektrode und an dessen Innenseite eine Referenzelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzelektrode (36) mit einer einen hohen Gasdiffusionswiderstand aufweisenden Schicht (60) überzogen ist, derart, daß sich an der Referenzelektrode (36) ein Pumpreferenz volumen (58) ausbildet.

2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvolumen (58) an einem Boden (32) des Sensorelementes (22) angeordnet ist und mit der Schicht (60) abgedeckelt ist.

3. Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (60) gleich zeitig eine die Referenzelektrode (36) kontaktierende Leiterbahn (44) überdeckt.

4. Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (60) an ihrem Außenumfang an der Innenwand des Sensorelementes (22) einen Kragen (62) ausbildet.

5. Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvolumen (58) und/oder die Schicht (60) aus dem gleichen Ma terial wie das Sensorelement (22) bestehen.

6. Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Wahl einer un terschiedlichen Porösität des für das Sensorelement (22), das Pumpreferenzvolumen (58) und die Schicht (60) verwendeten keramischen Materials deren jewei lige Funktion einstellbar ist.

7. Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzelektrode (36) und die Meßelektrode (34) mit einem permanenten Pumpspannungssignal beaufschlagbar sind, so daß ein Einpumpen von Sauerstoffionen in das Pumpreferenzvo lumen (58) erfolgt.

8. Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Meßfühlers zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasen, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffge haltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren, mit einem rohrförmigen Sensorelement, an dessen Außenseite eine dem Meßgas ausgesetzte Meßelektrode und an dessen Innenseite eine einem Referenzgas ausgesetzte Refe renzelektrode angeordnet sind, dadurch gekennzeich net, daß auf der Referenzseite des Sensorelementes ein Pumpreferenzvolumen und eine das Pumpreferenzvo lumen abdeckende Schicht aufgetragen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvolumen und die dieses abdeckende Schicht vor dem Sintern des Sensorelementes (22) aufgetragen werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvo lumen und die dieses abdeckende Schicht durch Ein bringen in einen Innenraum des rohrförmigen Sensor elementes erzeugt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvo lumen und die dieses abdeckende Schicht durch Ein füllen einer definierten Menge eines keramischen Materials in den Innenraum (56) erzeugt werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvo lumen und die dieses abdeckende Schicht durch Ein tropfen einer definierten Menge eines keramischen Materials erzeugt werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvo lumen und die dieses abdeckende Schicht durch Ein füllen einer beliebigen Menge eines keramischen Materials und anschließendes definiertes Absaugen einer überflüssigen Menge des eingefüllten kerami schen Materials erfolgt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpreferenzvo lumen und die dieses abdeckende Schicht mit dem Sensorelement co-gesintert werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement, das Pumpreferenzvolumen und die dieses abdeckende Schicht in getrennten Schritten gesintert werden.