JP2004286743A - ガス測定フィーラ - Google Patents

Abstract

【課題】電気的なエレメントの確実なコンタクティングを伴ったセンサ素子のモジュール式の製造が獲得されるようにする。
【解決手段】層１３〜１８が、ハウジング１１内で該ハウジング１１の長手方向軸線に対して横方向に延びていて、互いに位置決めされた貫通孔３３を有しており、エレメント１９〜２４のコンタクティングが、貫通孔３３を通して行われているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定ガスの物理的な特性、特に測定ガスの温度またはガス成分の濃度を測定するためのガス測定フィーラであって、ハウジング内に配置された、平らな層から形成されたセンサ素子が設けられており、該センサ素子が、層に配置された電気的にコンタクティングされたエレメントを有している形式のものに関する。

このような形式の公知のガス測定フィーラ（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１５１２９１号明細書参照）は、管状の金属製のハウジングを有している。このハウジング内には、プレーナ技術で製作された、方形の横断面を備えた縦長のセンサ素子が配置されている。このセンサ素子を製作するためには、焼結されていないセラミックス性のシート（グリーンシート）に電気的なエレメント、たとえば電極、抵抗ヒータと、別の機能層（たとえば絶縁層または多孔質のガス透過性の保護層）とが印刷され、シートが貼り合わされ、焼結される。センサ素子は、セラミックス性の層複合体の大面、すなわち層平面がハウジングの長手方向軸線に対して平行に方向付けられているようにガス測定フィーラのハウジング内に配置されている。

センサ素子は、測定ガスにさらされる測定ガス側の端部と、測定ガスと反対の側の接続側の端部とを有している。この接続側の端部には制御装置への接続部が形成されている。接続側の端部には、センサ素子の外面にコンタクト面が設けられている。このコンタクト面は、センサ素子の測定ガス側の端部における電気的なエレメントに、層複合体の内部に配置された、層平面で延びる導体路によって電気的に接続されている。コンタクト面は導体エレメントにクランプコンタクティングによって電気的にコンタクティングされている。このクランプコンタクティングを介して、センサ素子は、ガス測定フィーラの外部に位置する制御装置に電気的に接続されている。コンタクト面はセンサ素子の外面に設けられている。導体エレメントをコンタクト面に押圧するクランプ力はハウジングの長手方向軸線に対して垂直に作用する。

測定ガス側の区分をハウジングの接続側の区分に対してシールするためには、センサ素子がその長手方向延在長さに沿って中央でシールエレメントによって取り囲まれている。このシールエレメントは、２つのステアタイト層と、両ステアタイト層の間に位置する１つの窒化ホウ素層とを有している。シールエレメントはセラミックス性の２つの成形部材の間に配置されている。両成形部材はシールエレメントを圧縮し、このシールエレメントがガス密にセンサ素子とハウジングとに当て付けられるように変形させる。

すでに測定フィーラが提案されている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４０２４５号明細書参照）。この測定フィーラでは、センサ素子が同じくセラミックス性の層複合体として形成されている。しかし、この層複合体の層平面はハウジングの長手方向軸線に対して垂直に方向付けられている。ハウジング内のセンサ素子の測定ガス側のシールは、センサ素子の、測定ガスにさらされる端面に設けられたシールリングによって行われる。このシールリングを介して、センサ素子は、このセンサ素子の、測定ガスと反対の側の接続側の端面に作用する圧縮ばねによって、ハウジングに形成された環状肩部に向かって押圧される。接続側の端面にはコンタクト面が被着させられている。このコンタクト面はスルーホール接続によって、ネルンストセルの電極を形成する、層の間に配置された電気的なエレメントに電気的に接続されている。同じ圧縮ばねが圧着プレートに作用し、この圧着プレート内に導入されたコンタクト線材をコンタクト面に押圧する。コンタクト線材は金属シース線路の金属シース内に案内されている。この場合、コンタクト線材は金属シースに対して絶縁されている。金属シース線路は溶接結合によってハウジングに位置固定されているかまたはハウジングと一体に結合されている。

このような測定フィーラは、構造体積の小さなセンサ素子の利点を有している。このセンサ素子では、このセンサ素子のシールおよびコンタクティングのために必要となる力がハウジングの長手方向軸線の方向に作用し、したがって、理想的な形式でセンサ素子の高い圧力負荷耐性が使用される。測定フィーラはその小さな構造体積に基づき、普段は接近することができない箇所への組付けのために適していて、初めて直接燃焼室内に挿入することもできる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１５１２９１号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２４０２４５号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた形式のガス測定フィーラを改良して、電気的なエレメントの確実なコンタクティングを伴ったセンサ素子のモジュール式の製造が獲得されるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、層が、ハウジング内で該ハウジングの長手方向軸線に対して横方向に延びていて、互いに位置決めされた貫通孔を有しており、エレメントのコンタクティングが、貫通孔を通して行われているようにした。

請求項１の特徴を備えた本発明によるガス測定フィーラは、センサ素子自体がコンタクティングシステムに含まれており、したがって、このコンタクティングシステムが変更される必要なしに、たとえばその都度抵抗ヒータを備えたまたは抵抗ヒータなしのジルコニアセンサまたは広域センサ、窒素酸化物測定センサまたは温度センサに使用するためのセンサ素子の種々異なる構造のモジュール式の製造が可能となるという利点を有している。センサ素子構造に応じて、それぞれ異なる数の貫通孔がスルーホール接続のために使用される。新たなコンタクティングコンセプトは、あらゆる種類の振動負荷に対する高い強度をセンサに付与している。センサ素子の種々異なる構造の実現の結果としてのセンサ素子の長さ増減はコンタクティングに影響を与えない。

従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載したセンサ素子の有利な構成および改良形が可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

測定ガスの物理的な特性を測定するための一般的なガス測定フィーラに対する実施例として、図１に部分的に縦断面図で概略的に示した、内燃機関の排ガス内の酸素濃度を測定するための広域酸素センサは円筒状のセンサ素子１２を有している。このセンサ素子１２は、測定ガス側に挿入された接続管片３２を備えた中空円筒状のハウジング１１内に配置されている。センサ素子１２はその測定ガス側の一方の端面１２１で測定ガスもしくは内燃機関の排ガスにさらされているのに対して、センサ素子１２の、排ガスと反対の側の接続側の端面１２２では、評価電子装置を備えた、酸素センサの外部に配置された制御装置へのセンサ素子１２の電気的な接続が行われている。

センサ素子１２は、いわゆる「プレーナ技術」で製作されている。このプレーナ技術によって、複数の平らな層が組み立てられて層複合体が形成される。この層複合体は、たとえば酸化アルミニウムもしくはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から成る絶縁シリンダ４４によって取り囲まれている。各層は、固体電解質、たとえば酸化ジルコニウムもしくはジルコニア（ＺｒＯ_２）から成る焼結されていないセラミックス性のシート（グリーンシート）から成っている。これらのシートには電気的なエレメントまたは機能層が印刷されている。グリーンシートはシートバインダを介して貼り合わされ、シート積層体が焼結される。シートの大面、すなわち層平面はハウジング１１内でこのハウジング１１の長手方向軸線に対して直角に方向付けられている。図１に示した、広域酸素センサに用いられるセンサ素子１２は全部で６つのシートまたは固体電解質層を有している。これらのシートまたは固体電解質層のうち、以下、上側の固体電解質層はヒータシート１３と呼び、このヒータシート１３の下側に位置する固体電解質層はその層状化の順番に等温シート１４、基準孔シート１５、ネルンストセルシート１６、中空室シート１７と呼び、一番下側の固体電解質層はポンピングセルシート１８と呼ぶ。前述したシートは図２〜図７にそれぞれ下面図（図ａ）、断面図（図ｂ）および平面図（図ｃ）で示してある。ヒータシート１３（図２参照）の下側のシート面には、絶縁体２５内に埋め込まれたメアンダ状の抵抗路１９が印刷されており、ヒータシート１３の、センサ素子１２の接続側の端面１２２を成す上側のシート面には、絶縁層（図示せず）を介在して複数のコンタクト面２０が印刷されている。ネルンストセルシート１６（図５参照）の上側のシート面には基準電極２１が印刷されており、ネルンストセルシート１６の、基準電極２１と反対の側の下側のシート面には測定電極２２が印刷されている。基準電極２１と測定電極２２とは公知の形式でネルンストセルを形成している。ポンピングセルシート１８（図７参照）の上側のシート面には内側のポンピング電極２３が印刷されており、ポンピングセルシート１８の、センサ素子１２の測定ガス側の端面１２１を形成する下側のシート面には外側のポンピング電極２４が印刷されている。一般的にこの外側のポンピング電極２４には、さらに、多孔質のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から成る保護層が印刷されている。この保護層は、ここでは図面を見やすくするために省略されている。

抵抗路１９、コンタクト面２０、基準電極２１、測定電極２２、内側のポンピング電極２３および外側のポンピング電極２４によって形成された全ての電気的なエレメントは白金または白金サーメットから製作されている。抵抗路１９と個々の電極とは個々のシートを通してコンタクト面２０にコンタクティング（接触接続）されている。基準孔シート１５（図４参照）には基準孔２６が打ち抜かれている。この基準孔２６内には基準電極２１が位置している。中空室シート１７（図６参照）には円形の中空室２７が打ち抜かれている。この中空室２７内には測定電極２２と内側のポンピング電極２３とが位置している。ポンピングセルシート１８（図７参照）には中央に拡散通路２８が打ち抜かれている。この拡散通路２８は多孔質の拡散障壁２９で満たされているので、排ガスが測定室または中空室２７内に拡散により進入することができる。ヒータシート１３（図２参照）および等温シート１４（図３参照）には、基準ガス通路３０のそれぞれ１つの区分が打ち抜かれている。この区分を介して、基準孔２６は、センサ素子１２の接続側の端面１２２における、基準ガスとして使用される空気に接続されている。さらに、ポンピングセルシート１８（図７参照）の下側のシート面には、絶縁リング４５の下側に敷設されたシールリング３１（図１参照）が印刷されている。このシールリング３１によって、ハウジング１１内に挿入されたセンサ素子１２は排ガスに対して、センサ素子１２の、外側のポンピング電極２４を支持する測定ガス側の端面１２１しか排ガスに接触しないようにシールされている。図１に認知することができるように、シールリング３１は、ハウジング１１内に押し込まれた、このハウジング１１に固く結合された管片３２に形成された、半径方向内向きに突出した環状ウェブ３２１に向かって押圧され、したがって、シール作用を獲得している。

電気的なエレメント１９〜２４のスルーホール接続（貫通接続）のためには、各シート１３〜１７（図２〜図６参照）に複数の貫通孔３３が打ち抜かれている。この場合、各シート１３〜１７には同じ孔パターンが形成されている。本実施例では、各シート１３〜１７に８つの貫通孔３３が設けられている。これらの貫通孔３３は等間隔を置いて１つのピッチ円に位置している。個々のシート１３〜１７における全てのピッチ円の半径は同じ大きさに寸法設定されている。ポンピングセルシート１８には、電極２３，２４の取付けの理由から、外側のポンピング電極２４のコンタクティングのためのただ１つの貫通孔４３しか設けられていない。シート中心からのこの貫通孔４３の半径方向の間隔は、シート１３〜１７に設けられた貫通孔３３のためのピッチ円の半径よりも少なくとも貫通孔３３の直径の分だけ小さく寸法設定されている。このずれは、排ガスが外側のポンピング電極２４のスルーホール接続部を介して内側のポンピング電極２３に到達することができないようにするために必要となる。内側のポンピング電極２３は貫通孔４３の領域に切欠き４７を有している。この切欠き４７の領域では、ポンピングセルシート１８にコンタクト面４８が被着させられている。このコンタクト面４８は貫通孔４３を取り囲んでいて、載置した中空室シート１７に設けられた貫通孔３３への導電的な接続部を形成している。貫通孔３３の動径ベクトルは貫通孔４３の動径ベクトルに整合している。全ての貫通孔３３，４３は同じ孔直径を有している。シート１３〜１８は、シート１３〜１７に設けられた貫通孔３３の全ての動径ベクトルひいては貫通孔３３自体が互いに整合しており、かつポンピングセルシート１８に設けられた貫通孔４３の動径ベクトルが、軸方向で重なり合って位置する列の貫通孔３３の動径ベクトルに整合しているように位置決めされて積み重ねられている。全ての貫通孔３３，４３は肉薄の孔壁絶縁体３４によってライニングされている（図９参照）。

抵抗路１９と、一方で個々の電極２１〜２４と、他方でコンタクト面２０との間のスルーホール接続部は導電性の孔壁ライニング４６によって形成されている。この孔壁ライニング４６は、軸方向で整合する相応の貫通孔３３の孔壁絶縁体３４に白金または白金サーメットの一貫した吸引または一貫した加圧によって被着させられる（図９参照）。この場合、電気的な各エレメント１９，２１〜２４に対して、周方向でずらされて配置されたコンタクト面２０の１つに対するコンタクティングが、シート１３〜１７に設けられた互いに整合する一連の貫通孔３３によって形成されている。半径方向のより大きな延在長さを備えて形成された縦長のコンタクト面２０は、ヒータシート１３に設けられたそれぞれ１つの貫通孔３３を取り囲むようにヒータシート１３に配置されている。

すでに上述したように、コンタクト面２０を介して、センサ素子１２は、評価電子装置を備えた制御装置に電気的に接続される。このためには、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）から成る接続プレート３５が設けられている。この接続プレート３５はセンサ素子１２の接続側の端面１２２に載着される。図８に下面図（図ａ）、断面図（図ｂ）および平面図（図ｃ）で示した接続プレート３５はシート１３〜１８と同じ直径を有していて、中央の孔３６を有している。この孔３６はセンサ素子１２の基準ガス通路３０に軸方向で整合している。接続プレート３５は二倍の数、ここでは全部で１６個の貫通孔３７を有している。これらの貫通孔３７のうち、それぞれ半分、ここでは８つが、互いに異なる半径を備えた２つのピッチ円の一方に等間隔で配置されている。この場合、一方のピッチ円における各貫通孔３７は他方のピッチ円における１つの貫通孔３７と共に共通の動径ベクトルにある。ピッチ円の半径は、センサ素子１２への接続プレート３５の載着時に、所定の動径ベクトルにあるそれぞれ２つの貫通孔３７が、ヒータシート１３に設けられたコンタクト面２０の１つに接触するように選択されている。センサ素子１２に対する接続プレート３５の位置決めを周方向でも確保するためには、接続プレート３５の、センサ素子１２に面した側の下面に、軸方向に突出したキー３８（図８参照）が形成されている。このキー３８は、ヒータシート１３に設けられた溝３９（図２参照）に形状接続的に、つまり、嵌合に基づく係合により挿入可能である。接続プレート３５の、所定の動径ベクトルにある２つの貫通孔３７を通してコンタクト線材４０が引き通されている。この場合、図１に見ることができるように、このコンタクト線材４０は、外側のピッチ円における貫通孔３７を通して導入されていて、接続プレート３５の下面に向かって折り曲げられていて、コンタクト線材４０の自由端部で内側のピッチ円における別の貫通孔３７を通って再び導出されている。この場合、コンタクト線材４０の、接続プレート３５の下面で延びる区分は接続プレート３５に平らに接触している。センサ素子１２内で電気的なエレメント１９，２１〜２４にコンタクティングされるコンタクト面２０の数および空間的な配置形式に相応して、相応に多くのコンタクト線材４０が、前述した形式で、接続プレート３５に設けられた、半径方向で整合するそれぞれ２つの貫通孔３７を通して案内され、接続プレート３５に位置固定される。この接続プレート３５はハウジング１１内に組み込まれているので、このハウジング１１内へのセンサ素子１２の押込みと同時に、接続プレート３５に設けられたキー３８に対する、ヒータシート１３に設けられた溝２９の軸方向の位置決め時に、スルーホール接続されたコンタクト面２０が、対応したコンタクト線材４０に自動的に当て付けられる。

図１に示したように、接続プレート３５は圧縮ばね４１を介して、ハウジング１１に形成された環状肩部４２に軸方向で支持される。センサ素子１２の押込み後には、環状ウェブ３２１を有する管片３２が押し込まれ、これによって、圧縮ばね４１が軸方向の押圧力を接続プレート３５にかつ接続プレート３５とセンサ素子１２とを介してシールリング３１に加えるので、一方ではコンタクト線材４０がコンタクト面２０に向かって押圧され、他方ではシールリング３１が、管片３２に設けられた環状ウェブ３２１に向かって押圧される。管片３２はこの位置でハウジング１１に溶接される。これによって、同時に確実なコンタクティングとセンサ素子１２のシールとが達成されている。

穿孔されたシートから成るセンサ素子１２の構造は、有利には、センサ素子１２のモジュール式の構造を許容しているので、種々異なる形式のセンサ素子を同様に製作することができる。この場合、各センサ素子の軸方向の構造長さしか変化させられない。広域酸素センサに用いられる前述したセンサ素子１２の代わりに、空気過剰率＝１センサ（ジルコニアセンサとも呼ばれる）に用いられるセンサ素子を構想したい場合には、内側のポンピング電極２３と外側のポンピング電極２４とを備えたポンピングセルシート１８と、中空室シート１７とが省略される。測定電極２２が排ガスに直接さらされている。相応して、ヒータシート１３に設けられたコンタクト面２０のほとんどがスルーホール接続されず、相応して、コンタクト線材４０が接続プレート３５内にほとんど挿入されない。空気過剰率＝１センサを抵抗ヒータなしに形成したい場合には、ヒータシート１３が省略され、等温シート１４にコンタクト面２０が、前述した形式で印刷される。

図１０には、温度センサとして構想された測定フィーラが縦断面図で部分的に示してある。この測定フィーラのセンサ素子５０は排ガス温度を測定するために働く。センサ素子５０は、それぞれ固体電解質から成る第１のシート５１と第２のシート５２とを有している。この第１のシート５１と第２のシート５２との間には第１の絶縁層５３が設けられている。この第１の絶縁層５３はメアンダ状の抵抗層５５を完全に取り囲んでいるので、この抵抗層５５は両シート５１，５２に対して絶縁されている。第１のシート５１は第２の絶縁層５４によって完全にカバーされている。第２の絶縁層５４の、センサ素子５０の接続側の端面５０２を形成する外面には、全周にわたって等間隔で配置された、半径方向に延びるコンタクト面５６が設けられているので、第１のシート５１に被着させられた第２の絶縁層５４の上面は、図２に示したヒータシート１３の上面と同じ外観像を有している。コンタクト面５６の２つは抵抗層５５に、絶縁層５４と、シート５１と、絶縁層５３とを通って一貫して延びるスルーホール接続部を介して導電的に接続されている。このためには、各絶縁層５３，５４とシート５１とが同じく貫通孔３３を備えている。この場合、絶縁層５３，５４とシート５１とは、図１によるセンサ素子１２において図２および図３に示した孔パターンと同じ孔パターンを有している。ここでも、白金または白金サーメットから成る孔壁ライニングによるスルーホール接続が形成される。このスルーホール接続は、絶縁層５３，５４およびシート５１の、互いに位置決めされて整合する貫通孔３３に行われている。接続側では、すでに図１に示した測定フィーラに対して説明したように、センサ素子５０に同じ接続プレート３５が載着されている。この接続プレート３５は２つのコンタクト線材４０で圧縮ばね４１によってコンタクト面５６に押圧される。ばね圧は、同時に、管片３２に形成された環状ウェブ３２１へのシールリング３１の圧着のために働く。このシールリング３１は、第２のシート５２の、センサ素子５０の測定ガス側の端面５０１を形成する下側の外面に、絶縁リング４５を介在して配置されている。

抵抗層５５を補償調整するためには、第１の絶縁層５４と第１のシート５１とに、互いに整合する開口が設けられている。この開口は、補償調整が行われた後、いわゆる「調整孔閉鎖体５７」によって閉鎖される。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。したがって、センサ素子１２，５０の高温使用時には、コンタクト面と電気的なエレメントとの間のスルーホール接続の形成のために、層複合体において軸方向で整合する貫通孔３３内に白金線材を焼結により埋め込むことができる。このような事例では、コンタクト線材４０を備えた接続プレート３５が省略されてもよく、焼結により埋め込まれた白金線材の突出長さがコンタクト線材として使用されてもよい。この場合、圧縮ばね４１はセンサ素子１２；５０の接続側の端面１２２；５０２に直接支持されることが望ましい。

図５に示したＩ−Ｉ線に沿った、平らな層で形成された、内燃機関の排ガス内の酸素濃度を測定するためのセンサ素子を備えた広域酸素センサの概略的な部分断面図である。

センサ素子のヒータシートの下面図である。

図２ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子のヒータシートの平面図である。

センサ素子の等温シートの下面図である。

図３ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子の等温シートの平面図である。

センサ素子の基準孔シートの下面図である。

図４ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子の基準孔シートの平面図である。

センサ素子のネルンストセルシートの下面図である。

図５ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子のネルンストセルシートの平面図である。

センサ素子の中空室シートの下面図である。

図６ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子の中空室シートの平面図である。

センサ素子のポンピングセルシートの下面図である。

図７ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

センサ素子のポンピングセルシートの平面図である。

図１に示したセンサ素子に用いられる接続プレートの下面図である。

図８ａに示したＡ−Ｂ線に沿った断面図である。

図１に示したセンサ素子に用いられる接続プレートの平面図である。

図１に示した部分ＩＸの拡大図である。

排ガスの温度測定ためのセンサ素子を備えた測定フィーラの部分的な縦断面図である。

符号の説明

１１ ハウジング、 １２ センサ素子、 １３ ヒータシート、 １４ 等温シート、 １５ 基準孔シート、 １６ ネルンストセルシート、 １７ 中空室シート、 １８ ポンピングセルシート、 １９ 抵抗路、 ２０ コンタクト面、 ２１ 基準電極、 ２２ 測定電極、 ２３ ポンピング電極、 ２４ ポンピング電極、 ２５ 絶縁体、 ２６ 基準孔、 ２７ 中空室、 ２８ 拡散通路、 ２９ 拡散障壁、 ３０ 基準ガス通路、 ３１ シールリング、 ３２ 接続管片、 ３３ 貫通孔、 ３４ 孔壁絶縁体、 ３５ 接続プレート、 ３６ 孔、 ３７ 貫通孔、 ３８ キー、 ３９ 溝、 ４０ コンタクト線材、 ４１ 圧縮ばね、 ４２ 環状肩部、 ４３ 貫通孔、 ４４ 絶縁シリンダ、 ４５ 絶縁リング、 ４６ 孔壁ライニング、 ４７ 切欠き、 ４８ コンタクト面、 ５０ センサ素子、 ５１ シート、 ５２ シート、 ５３ 絶縁層、 ５４ 絶縁層、 ５５ 抵抗層、 ５６ コンタクト面、 ５７ 調整孔閉鎖体、 １２１ 端面、 １２２ 端面、 ３２１ 環状ウェブ、 ５０１ 端面、 ５０２ 端面

Claims (12)

1. 測定ガスの物理的な特性、特に測定ガスの温度またはガス成分の濃度を測定するためのガス測定フィーラであって、ハウジング（１１）内に配置された、平らな層（１３〜１８；５１〜５４）から形成されたセンサ素子（１２；５０）が設けられており、該センサ素子（１２；５０）が、層（１３，１６，１８；５３，５４）に配置された電気的にコンタクティングされたエレメント（１９〜２４；５５，５６）を有している形式のものにおいて、層（１３〜１８；５１〜５４）が、ハウジング（１１）内で該ハウジング（１１）の長手方向軸線に対して横方向に延びていて、互いに位置決めされた貫通孔（３３，４３）を有しており、エレメント（１９〜２４；５５，５６）のコンタクティングが、貫通孔（３３；４３）を通して行われていることを特徴とする、測定ガスの物理的な特性を測定するためのガス測定フィーラ。
2. 層（１３〜１８；５１〜５４）に設けられた貫通孔（３３）が、ピッチ円に配置されており、個々の層（１３〜１８；５１〜５４）に設けられた貫通孔（３３，４３）の動径ベクトルが互いに整合している、請求項１記載のガス測定フィーラ。
3. 層（１３〜１７；５１〜５４）の少なくとも一部で貫通孔（３３）の孔パターンが同じである、請求項１または２記載のガス測定フィーラ。
4. センサ素子（１２；５０）が、下側の端面（１２１，５０１）で測定ガスにさらされており、エレメント（１９，２１〜２４；５５）と白金線材とのコンタクティングが行われており、該白金線材が、センサ素子（１２；５０）の、測定ガスと反対の側の端面（１２２；５０２）で、軸方向で互いに整合した選び出された貫通孔（３３）内に導入されていて、該貫通孔（３３）内で白金ペーストによって封止されていて、次いで、焼結により埋め込まれている、請求項１から３までのいずれか１項記載のガス測定フィーラ。
5. センサ素子（１２；５０）が、下側の端面（１２１；５０１）で測定ガスにさらされていて、センサ素子（１２；５０）の、測定ガスと反対の側の上側の端面（１２２；５０２）に、各層（１３〜１７；５１〜５３）に設けられた貫通孔（３３）の数に相当する数のコンタクト面（２０；５６）を支持しており、該コンタクト面（２０；５６）が、それぞれ１つの貫通孔（３３）を取り囲んでいる、請求項１から３までのいずれか１項記載のガス測定フィーラ。
6. 一方で選び出されたエレメント（１９，２１〜２４；５５）と、他方で選び出されたコンタクト面（２０；５６）との間のコンタクティングが、軸方向で互いに整合した対応した貫通孔（３３）を通して形成された、孔壁絶縁体（３４）をカバーする、有利には白金から成る孔壁ライニング（４６）によって生ぜしめられている、請求項５記載のガス測定フィーラ。
7. センサ素子（１２；５０）の、コンタクト面（２０；５６）を支持する端面（１２２，５０２）に、コンタクト面（２０；５６）をコンタクティングするコンタクト線材（４０）を貫通案内するための貫通孔（３７）を備えた接続プレート（３５）が載着されている、請求項５または６記載のガス測定フィーラ。
8. 接続プレート（３５）に設けられた貫通孔（３７）が、外側のピッチ円と内側のピッチ円とに等間隔で配置されており、これによって、半径方向で位置決めされたそれぞれ２つの貫通孔（３７）が、センサ素子（１２；５０）のコンタクト面（２０；５６）によってカバーされるようになっている、請求項７記載のガス測定フィーラ。
9. コンタクト面（２０；５６）を覆うためのコンタクト線材（４０）が、一方の孔円における１つの貫通孔（３７）内に導入されていて、接続プレート（３５）の、コンタクト面（２０；５６）に面した側の下面に沿って案内されていて、導入貫通孔（３７）に対して半径方向で位置決めされた、他方のピッチ円における貫通孔（３７）から再び導出されている、請求項８記載のガス測定フィーラ。
10. 層（１３〜１８；５１，５２）が、固体電解質、有利にはジルコニア（ＺｒＯ_２）から成っている、請求項１から９までのいずれか１項記載のガス測定フィーラ。
11. 接続プレート（３５）が、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）またはジルコニア（ＺｒＯ_２）から成っている、請求項７から１０までのいずれか１項記載のガス測定フィーラ。
12. 層（１３〜１８；５１，５２）に設けられたエレメントが、ネルンストセルの電極（２１，２２）および／またはポンピングセルの電極（２３，２４）および／または抵抗ヒータの抵抗路（１９）または温度依存性の抵抗層（５５）であり、有利には白金または白金サーメットから成っている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のガス測定フィーラ。

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