JP2004507760A - 加熱装置、特にガスの分析のためのセンサ素子用の加熱装置 - Google Patents

Abstract

特に内燃機関の排ガスを分析するためのセンサ素子用の加熱装置が提案されている。この加熱装置は、支持体（１０）上に延在する、特にメアンダ形のヒートコンダクタ（１１）並びにこのヒートコンダクタ（１１）の周囲に配置され、かつこのヒートコンダクタ（１１）から電気的に絶縁された少なくとも１つの伝熱素子（１２）を有する。

Description

【０００１】
本発明は、独立形式請求項の前提部による加熱装置、特に内燃機関の排ガスを分析するためのセンサ素子用の加熱装置に関する。
【０００２】
従来の技術
平板型ガスセンサ（ラムダセンサ）の製造の際に、このガスセンサを多層のセラミック層構造中に組み込まれた加熱装置を用いて加熱することは公知である。ドイツ国特許出願公開第１９９０６９０８号明細書には、加熱装置を２つのセラミック層間に白金導体路の形で作成し、この導体路をガスセンサの加熱領域、つまり測定電極及び基準電極が存在し、かつ測定すべきガスにさらされる領域にメアンダ形（ｍａｅａｎｄｅｒｆｏｅｒｍｉｇ；蛇行状）で構成されていることはすでに記載されている。
【０００３】
本発明の課題は、例えばガスセンサ中に使用される公知の加熱装置を、加熱時間の短縮及びできる限り均質な熱伝達に関して改善することであった。
【０００４】
本発明の利点
本発明による加熱装置は、先行技術のものと比較して、加熱装置からその上方にある電極もしくは電解質層への明らかに均等な熱伝達を達成するという利点を有する。さらに、本発明による加熱装置により、改善された熱伝導もしくは改善された熱伝達によって隣接する層への加熱時間が明らかに短縮される。最終的に、熱放射の均一性の達成が、例えばこの種の加熱装置を有するガスセンサ内で、亀裂形成の危険性をも減少させる。
【０００５】
本発明による加熱装置の前記した利点は、大部分がいわゆる黒体放射体効果（Ｓｃｈｗａｒｚｓｔｒａｈｌｅｒｅｆｆｅｋｔ）の利用に基づく、つまり、付加的な伝熱素子、例えば金属面をヒートコンダクタの周囲に配置することに基づき、前記の金属面はヒートコンダクタから電気的に絶縁されているが、ヒートコンダクタと伝熱的には関係しており、それにより熱放射によって、全体の加熱装置を備えた表面又は隣接する面へ均一でかつ迅速に熱伝達される。その他の点では、設けられた伝熱素子により、全体で提供された加熱装置の放射面も拡大される。
【０００６】
本発明の有利な実施態様は、引用形式請求項に記載された処置から生じる。
【０００７】
配置された伝熱素子が金属面であり、この金属面はメアンダ形に延在するヒートコンダクタと同じ金属からなりかつ特に白金面の形で構成されている場合が特に有利である。さらに、メアンダ構造の間に分配されたできる限り多くの金属面が設けられているのが有利であり、その際、しかしながらヒートコンダクタとその周囲に設けられた付加的な金属面との間に短絡が生じないことが常に保証されなければならない。
【０００８】
本発明を図面を用いてかつ次の記載で詳細に説明する。
【０００９】
実施例
記載された実施例は、例えばドイツ国特許出願公開第１９９０６９０８号明細書にすでに提案されているような多数のセラミック層と、分析すべきガスにさらされる少なくとも１つの測定電極と、少なくとも１つの基準電極とを備えたガスセンサ（ラムダセンサ）に関する。
【００１０】
前記の明細書から、平坦な二酸化ジルコニウム支持体上に白金導体路がヒートコンダクタとして作成され、前記の導体路はガスセンサの加熱領域においてメアンダ形に構成されていることはさらに公知である。ヒートコンダクタを備えた支持体上に、例えば酸化アルミニウムからなる他の絶縁層が存在する。最後に、前記の明細書から、支持体上に延在するヒートコンダクタが白金含有ペーストを印刷し、引き続き焼結させて白金にすることで、センサの加熱領域において、平坦なメアンダ形に構成された白金導体路が生じることは公知である。
【００１１】
図１は、この種の先行技術から公知の加熱装置を示し、その際、に酸化ジルコニウムからなる支持体１０上にヒートコンダクタ１１として平坦な白金導体路が作成されている。このヒートコンダクタ１１は例えばメアンダ形の構造を有し、最終的に図示されていない絶縁層内に組み込まれる。
【００１２】
図２は本発明による実施例として、図１を変更したものを示し、その際、ヒートコンダクタ１１のメアンダ形の構造の間に、さらに前記のヒートコンダクタ１１から電気的に絶縁された金属面１２が配置されている。この金属面１２は、記載された例の場合、同様に白金からなり、支持体１０上にヒートコンダクタ１１を印刷する際に同時に作成される。図２によると、有利に多数のこの種の金属面１２が設けられており、この場合、この金属面１２はヒートコンダクタ１１の個々のメアンダの間で短絡を生じないように常に配置されている。
【００１３】
図１又は図２による加熱装置並びにそれにより製造されたガスセンサの他の公知の詳細部分に関しては、ドイツ国特許出願公開第１９９０６９０８号明細書が参照される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスセンサにおいて使用されるような先行技術から公知の加熱装置
【図２】本発明により改良された加熱装置

Claims (6)

1. 支持体（１０）上に延在するヒートコンダクタ（１１）を備えた加熱装置、特に内燃機関の排ガスを分析するためのセンサ素子用の加熱装置において、ヒートコンダクタ（１１）の周囲に、このヒートコンダクタ（１１）から電気的に絶縁された少なくとも１つの伝熱素子（１２）が配置されていることを特徴とする、加熱装置。
2. 伝熱素子（１２）が金属面として構成されている、請求項１記載の加熱装置。
3. 多数の金属面が配置されており、この金属面はメアンダ形に構成されたヒートコンダクタ（１１）の周囲に、このヒートコンダクタ（１１）から電気的に絶縁されて配置されている、請求項２記載の加熱装置。
4. 金属面が少なくとも１種の良好な伝熱性の金属を有する、請求項２又は３記載の加熱装置。
5. 金属が白金又は白金合金である、請求項４記載の加熱装置。
6. ヒートコンダクタ（１１）がセラミックの支持体（１０）上に延在する、特にメアンダ形の白金導体路の形に構成されている、請求項１記載の加熱装置。