KR102438819B1 - 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소(110)에 관한 것이다. 센서 요소(110)는 적어도 하나의 지지체(114)를 포함하고, 상기 지지체(114) 상에 적어도 하나의 제 1 전극 장치(116) 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치(118)가 제공된다. 제 1 전극 장치(116) 및 제 2 전극 장치(118)는 각각 적어도 하나의 전극 핑거(120)를 포함한다. 측정 가스(112)가 작용하도록 설계된, 전극 핑거(120)의 적어도 하나의 표면(124)은 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 전극 재료는 팔라듐, 이리듐, 루테늄 및 로듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된, 적어도 50 중량%의 비금속(base metal)을 포함한다.
Description
본 발명은 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소에 관한 것이다.
종래 기술에는 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 다수의 센서 요소가 개시되어 있다. 측정 가스는 예를 들어 내연 기관의 배기 가스일 수 있다. 특히, 입자는 그을음 입자 또는 먼지 입자일 수 있다. 본 발명은 이하에서 특히 그을음 입자의 검출을 위한 센서 요소를 참조하여 설명되지만, 다른 실시 예 및 응용이 제한되는 것은 아니다.
2개 이상의 금속 전극이 전기 절연 지지체 상에 장착될 수 있다. 전압의 작용 하에 또는 전압 없이 축적되는 입자들, 특히 그을음 입자들은 센서 요소의 수집 단계에서 예를 들어 빗 모양으로 서로 맞물리는 인터디지털 전극으로서 형성된 전극들 사이의 전기 전도성 브릿지를 형성함으로써 이를 단락시킨다. 재생 단계에서, 전극들은 일반적으로 통합된 가열 소자에 의해 연소되어 재생된다. 일반적으로 입자 센서는 입자 축적으로 인해 변화되는 전극 구조의 전기적 특성을 평가한다. 예를 들어, 전압이 일정하게 인가되면, 감소하는 저항 또는 증가하는 전류가 측정될 수 있다.
이러한 원리에 따라 동작하는 센서 요소는 일반적으로 저항성 센서라고 하고, 예를 들어, DE 103 19 664 A1, DE 10 2004 0468 82 A1, DE 10 2006 042 362 A1, DE 103 53 860 A1, DE 101 49 333 A1 및 WO 2003/006976 A2에 개시된 바와 같이 다양한 실시 예로 존재한다. 그을음 센서로서 설계된 센서 요소는 일반적으로 디젤 미립자 필터를 모니터링하기 위해 사용된다. 내연 기관의 배기 가스 관에서, 설명된 유형의 입자 센서는 일반적으로 보호 튜브 내에 수용되며, 상기 보호 튜브는 동시에 예를 들어 배기 가스가 입자 센서를 통해 흐르는 것을 허용한다.
센서 요소의 전극의 금속 표면은 기능상 높은 작동 온도에서의 내연 기관의 배기 가스에 직접 그리고 보호되지 않는 상태로 노출된다. 센서 요소의 가능한 높은 품질을 달성하기 위해, 전극의 긴 수명 및 특히 고온에서의 산화 및 환원 조건 하에서의 그 내식성은 필수 전제 조건이다. 이러한 센서 요소의 수명을 고려할 때, 특히 수집 단계 또는 재생 단계에서 외부 전극의 신속한 연소가 특히 임계적이다. 빗 모양으로 서로 맞물리는 인터디지털 전극으로서 설계된 전극의 미세 구조로 인해 그리고 전극 핑거의 높이 대 폭의 종횡비의 제조상 제한으로 인해, 작은 손실도 전극의 표면의 제거를 야기하고, 이는 센서 요소의 오동작 또는 고장을 일으킬 수 있다.
DE 102008042770 A1은 금속 성분 및 세라믹 성분을 포함하는, 전기 화학 가스 센서용 전기 전도 층을 개시하며, 상기 금속 성분은 금속 합금을 포함한다. 특히, 예를 들어 카르보닐 또는 산화물 형태의 휘발성 금속 화합물의 증발 또는 형성과 같은 화학적 또는 물리적 공정으로 인한 재료 제거를 줄이기 위해 그리고 동시에 반응성 배기 재, 유회 또는 배기 가스 촉매 성분에 대한 피독성 및 내식성, 및 상기 방식으로 설계된 전극의 신호 안정성을 향상시키기 위해, 금속 성분은 백금 또는 백금 합금으로 형성될 수 있다. 이 경우, 특히, 백금 합금이 5 내지 10 중량%의 백금 합금의 총 중량부를 가진 로듐 및/또는 팔라듐, 5 중량% 이하의 백금 합금의 총 중량부를 가진 이리듐, 루테늄 및/또는 코발트를 포함하는 것이 바람직하다.
종래 기술에 개시된, 입자를 검출하기 위한 센서 요소들의 장점들에도, 여전히 개선 가능성이 있다.
본 발명의 과제는 종래 기술의 단점을 피하는, 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 범위에서, 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소가 제안된다. 센서 요소는 본 발명의 범위에서 입자를 정성적 및/또는 정량적으로 검출하는데 적합하고, 예를 들어 검출된 입자에 따른 전기 측정 신호, 예를 들면 전압 또는 전류를 생성할 수 있는 임의의 장치를 의미한다.
센서 요소는 특히 자동차에 사용하기 위해 설계될 수 있다. 특히, 측정 가스는 자동차의 배기 가스일 수 있다. 원칙적으로 다른 가스 및 가스 혼합물도 가능하다. 측정 가스 챔버는 원칙적으로 측정 가스를 수용하고 및/또는 측정 가스가 통과하도록 설계된 임의의 개방형 또는 폐쇄형 챔버일 수 있다. 예를 들어, 측정 가스 챔버는 내연 기관의 배기 가스 관일 수 있다.
센서 요소는 적어도 하나의 지지체를 포함하고, 상기 지지체 상에 적어도 하나의 제 1 전극 장치 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치가 장착된다. 제 1 전극 장치 및 제 2 전극 장치는 각각 적어도 하나의 전극 핑거를 갖는다. 본 발명의 범위에서, 지지체는 기본적으로 제 1 전극 장치 및 제 2 전극 장치를 지지하기에 적합한 임의의 기판 및/또는 제 1 전극 장치 및 제 2 전극 장치가 장착될 수 있는 임의의 기판을 의미한다.
전극 장치는 본 발명의 범위에서, 전류 측정 및/또는 전압 측정을 위해 적합하고 및/또는 전극 장치들과 접촉하는 적어도 하나의 요소에 전압 및/또는 전류를 제공할 수 있는 전기 도체를 의미한다. 전극 핑거는 본 발명의 범위에서 원칙적으로 하나의 차원에서의 치수가 적어도 하나의 다른 차원에서의 치수를 훨씬 초과하는, 예를 들면 적어도 팩터 2만큼, 바람직하게는 적어도 팩터 3만큼, 특히 바람직하게는 적어도 팩터 5만큼 초과하는 전극 장치의 임의의 성형부를 의미한다.
지지체는 적어도 하나의 전기 절연 재료, 특히 적어도 하나의 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 지지체는 적어도 하나의 지지체 표면을 가질 수 있다. 지지체 표면은 본 발명의 범위에서 기본적으로 지지체를 그 주변으로부터 한정하고 센서 요소의 제 1 및 제 2 전극 장치가 장착되는 임의의 층을 의미한다.
제 1 전극 장치 및 제 2 전극 장치는 각각 적어도 2개의 전극 핑거를 포함할 수 있다. 제 1 전극 장치의 적어도 2개의 전극 핑거와 제 2 전극 장치의 적어도 2개의 전극 핑거는 서로 맞물릴 수 있다. 특히, 제 1 전극 장치의 전극 핑거와 제 2 전극 장치의 전극 핑거는 빗 모양으로 서로 맞물릴 수 있다. 또한, 제 1 전극 장치와 제 2 전극 장치는 헤링본 구조, 지그재그 구조 및 권선 구조로 이루어진 그룹으로부터 선택된 구조를 가질 수 있다.
전극 핑거의 횡단면 프로파일은 직사각형 또는 사다리꼴일 수 있다. 본 발명의 범위에서, 전극 핑거의 횡단면 프로파일은 전극 핑거의 주요 연장 방향에 대해 수직일 수 있는 전극 핑거의 윤곽을 의미한다. 예를 들어, 횡단면 프로파일은 전극 핑거의 연장 방향에 대해 수직으로 그리고 지지체의 표면에 대해 수직으로 배치될 수 있는 단면 평면 내의 프로파일일 수 있다.
측정 가스가 작용하도록 설계된, 전극 핑거의 적어도 하나의 표면은 특히 합금 형태의 전극 재료를 포함하고, 상기 전극 재료는 50 중량% 이상, 바람직하게는 55 중량% 이상, 더 바람직하게는 60 중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 65 중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 70 중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 75 중량% 이상 그리고 바람직하게는 95 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 90 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 85 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 80 중량% 이하의 비금속(base metal)을 포함하는 것이 제안된다.
이 경우, 적어도 하나의 전극 핑거는 전체적으로 전술한 전극 재료로 이루어진 체적을 가질 수 있다. 대안으로서, 센서 요소의 설계 및 측정 가스 흐름 내의 센서 요소의 배치에 따라, 적어도 측정 가스가 작용하도록 설계된 전극 핑거의 표면이 전술한 전극 재료를 포함하는 것으로 충분할 수 있다. 특히, 지지체 상의 전극 핑거의 공간적 배치로 인해 측정 가스가 먼저 제공되는 센서 요소 상의 전극 핑거들은 전체적으로 전술한 전극 재료로 이루어진 체적을 갖는 한편, 지지체 상의 전극 핑거의 공간 배치로 인해 마지막에 측정 가스가 제공되는, 센서 요소 상의 전극 핑거들은 그 표면에서만 전술한 전극 재료를 포함하는 한편, 후자의 전극 핑거의 나머지 체적은 달리 조성된, 금속 전도성 재료를 포함할 수 있도록, 다른 실시 예들도 가능하다.
"비금속(base metal)"이라는 용어는 여기서 기본적으로 적어도 50 중량%의 합금을 포함하는 합금의 임의의 금속 성분을 말한다. 즉, 비금속은 합금의 잔류 성분의 비율의 합에 상응하거나 또는 합금의 잔류 성분의 비율의 합을 초과하는 비율로 합금에 존재한다. 본원에서 합금이란 용어는 금속 특성을 갖는 적어도 2개의 상이한 화학 원소를 갖는 물질을 말하며, 상기 적어도 2개의 상이한 화학 원소는 합금이 금속 특성을 갖도록 합금 내에 존재한다. "금속 특성"이라는 용어는 기본적으로 특히, 재료의 높은 전기 전도성, 높은 열 전도성, 우수한 연성 및 높은 내열성이 동시에 존재함을 나타내는 재료의 금속 특성에 관련된다.
특히, 예를 들어 카르보닐 또는 산화물 형태의 휘발성 금속 화합물의 증발 또는 형성과 같은 화학적 또는 물리적 공정으로 인한 재료 제거를 감소시키기 위해 그리고 동시에 반응성 배기 재, 유회 또는 배기 가스 촉매 성분에 대한 피독성 및 내식성, 및 상기 방식으로 설계된 전극의 신호 안정성을 향상시키기 위해, 비금속은 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh)을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 따라서, 특히, 비금속은 금속 원소 백금(Pt)을 포함하지 않는다. 상기 비금속 중 적어도 하나, 특히 이리듐 및 로듐을 포함하는 전극은 상이한 연소 메커니즘과 관련하여 백금을 포함하는 비금속을 가진 전극보다 우수한 것으로 나타났다.
전술한 바와 같이, 전극 재료는 바람직하게는 상기 비금속에 추가해서 적어도 하나의 추가 성분을 갖는 합금을 포함할 수 있다. 특히 바람직한 실시 예에서, 전극 재료는 상기 비금속에 추가해서 화학 원소 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 금(Au) 또는 은(Ag)으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 금속을 포함하고, 각각 선택된 추가 금속은 비금속과는 다르다. 바람직하게는, 전극 재료가 0.5 중량%, 바람직하게는 1 중량%, 더 바람직하게는 2.5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 5 중량%, 더욱 더 바람직하게는 7.5 중량%, 15 중량% 이하, 바람직하게는 12.5 중량% 이하, 더 바람직하게는 10 중량% 이하의 비율의 적어도 하나의 추가 금속을 포함할 수 있다.
추가의 실시 예에서, 전극 재료는 비금속 및 적어도 하나의 추가 금속에 추가해서, 적어도 하나의 세라믹-산화물 첨가제를 포함할 수 있다. 여기서, 세라믹-산화물 첨가제라는 용어는 합금의 금속 특성을 변화시키지 않으면서, 합금에 첨가될 수 있는 임의의 세라믹 산화물을 말한다. 세라믹 산화물은 원칙적으로 금속 특성에 비해 더 높은 경도, 내식성, 내마모성 및 내열성을 갖지만 더 높은 취성을 갖는 세라믹 특성을 나타내는 재료를 말한다. 합금에 첨가제로서 세라믹 산화물을 첨가함으로써, 바람직하게는 전극 재료의 내식성이 현저하게 높아질 수 있는데, 이는 특히 결정 입계에서의 금속 상들의 안정화에 기인할 수 있다.
특히, 선택된 비금속에 추가해서 전술한 화학적 또는 물리적 공정으로 인한 재료 제거를 감소시키기 위해 그리고 동시에 피독성 및 내식성 그리고 또한 신호 안정성을 개선하기 위해, 상기 세라믹 산화물 첨가제는 산화이트륨, 산화지르코늄, 산화란타늄 또는 산화토륨으로부터 선택될 수 있다. 이 산화물들에 대해, 특히 높은 내식성 증가 효과가 기대된다. 또한, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화마그네슘, 티탄산 알루미늄 및/또는 티탄산 바륨으로부터 선택되는 다른 산화물도 가능하다.
바람직한 구현 예에서, 전극 재료는 세라믹 산화물 첨가제를 0 중량%, 바람직하게는 1 중량%, 더 바람직하게는 2 중량%, 더 바람직하게는 3 중량%, 더욱 더 바람직하게는 4 중량%, 10 중량% 이하, 바람직하게는 8 중량% 이하, 더 바람직하게는 6 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 5 중량% 이하의 비율로 포함한다.
선택된 조성에 관계없이, 각각의 세부 사항은 최대 100 중량 %, 바람직하게는 정확히 100 중량 %를 채운다.
센서 요소는 특히 그을음 입자 센서로서 설계될 수 있다. 특히 바람직한 실시 예에서, 센서 요소는 850 ℃, 바람직하게는 950 ℃, 더 바람직하게는 1050 ℃, 1300 ℃ 이하, 특히 1250 ℃ 이하의 재생 단계의 온도에서 작동할 수 있다. 또한, 센서 요소는 적어도 하나의 보호 튜브 내에 수용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소의 제조 방법이 제안된다. 이를 위해, 적어도 하나의 제 1 전극 장치 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치는 지지체 상에 장착되고, 상기 제 1 전극 장치 및 상기 제 2 전극 장치는 각각 적어도 하나의 전극 핑거를 갖는다.
본 방법에 따르면, 적어도 하나의 전극 핑거는 적어도 측정 가스가 작용하도록 설계된 표면에 전극 재료를 포함하고, 상기 전극 재료는 증착 방법에 의해 센서 요소의 지지체 상에 및/또는 지지체 상에 이미 존재하는 전극 핑거 상에 제공된다.
특히 바람직한 실시 예에서, 전극 재료는 종래 기술에 알려진 후막 방법에 의해, 특히 스크린 인쇄에 의해 제공될 수 있다. 전술한 비금속, 특히 이리듐 및 그 합금의 불활성 소결 거동 때문에, 전술한 전극 재료의 소결 거동을 종래 기술, 예를 들어 DE 102008042770 A1에 알려진 백금/백금-서멧 페이스트의 소결 거동으로 조정하기 위해, 입자 크기 및/또는 세라믹-산화물 첨가제의 조정이 바람직할 수 있다.
대안적인 실시 예에서, 증착 방법은 박막 방법, 특히 스퍼터링 방법, 증착 방법 또는 갈바니 방법으로부터 선택될 수 있다. 그러나 다른 증착 방법의 적용도 원칙적으로 가능하다.
본 방법은 특히 본 발명에 따른, 즉 전술한 실시 예들 중 하나에 따른 또는 후술할 실시 예들 중 하나에 따른 센서 요소를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 정의 및 선택적인 구성들에 대해, 센서 요소의 설명이 참조될 수 있다. 그러나 원칙적으로 다른 실시 예들도 가능하다.
제안된 센서 요소 및 제안된 그 제조 방법은 공지된 센서 요소 및 관련 제조 방법에 비해 많은 장점을 갖는다.
특히, 적어도 측정 가스가 작용하도록 설계된 센서 요소의 전극 핑거의 표면 상에 제공되는 전극 재료는 예를 들어 카르보닐 또는 산화물 형태의 휘발성 금속 화합물의 증발 또는 형성과 같은 화학적 또는 물리적 공정으로 인한 재료 제거를 줄이고 동시에 반응성 배기 재, 유회 또는 배기 가스 촉매 성분에 대한 피독성 및 내식성, 및 또한 상기 방식으로 설계된 전극의 신호 안정성을 개선한다.
또한, 관련 제조 방법은 센서 요소의 지지체 상에 및/또는 지지체 상에 이미 존재하는 전극 핑거 상에 전극 재료의 간단한 증착을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 선택적 세부 사항들 및 특징들은 도면에 개략적으로 도시된 바람직한 실시 예의 하기 설명에 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 요소의 일 실시 예의 평면도이고,
도 2는 도 1의 센서 요소의 전극 핑거의 실시 예의 단면도이다.
도 2는 도 1의 센서 요소의 전극 핑거의 실시 예의 단면도이다.
도 1은 측정 가스 챔버 내의 측정 가스(112)의 입자를 검출하기 위한 본 발명에 따른 센서 요소(110)의 일 실시 예를 평면도로 도시한다. 센서 요소(110)는 특히 자동차에 사용하기 위해 설계될 수 있다. 특히, 측정 가스(112)는 자동차의 배기 가스일 수 있다. 센서 요소(110)는 도면에 도시되지 않은 하나 이상의 다른 기능 요소, 예를 들어 상기 종래 기술에 개시된 바와 같은 전극들, 전극 리드들 또는 접점들, 다수의 층들, 가열 소자, 전기 화학 셀들 또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 센서 요소(110)는 예를 들어 도시되지 않은 보호 튜브 내에 수용될 수 있다.
센서 요소(110)는 적어도 하나의 지지체(114)를 포함하고, 상기 지지체 상에 적어도 하나의 제 1 전극 장치(116) 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치(118)가 장착된다. 특히, 지지체(114)는 적어도 하나의 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 또한, 지지체(114)는 적어도 하나의 전기 절연 재료를 포함할 수 있다. 지지체(114)는 지지체 표면을 가질 수 있다.
제 1 전극 장치(116) 및 제 2 전극 장치(118)는 각각 적어도 하나의 전극 핑거(120)를 포함한다. 제 1 전극 장치(116) 및 제 2 전극 장치(118)는 각각 도 1에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 전극 핑거(120)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 장치(116)의 전극 핑거(120)와 제 2 전극 장치(118)의 전극 핑거(120)는 서로 맞물릴 수 있다. 그러나 제 1 전극 장치(116)와 제 2 전극 장치(118)는 다른 구조를 가질 수도 있다. 특히, 제 1 전극 장치(116)와 제 2 전극 장치(118)는 빗 구조, 헤링본 구조, 지그재그 구조 및 권선 구조로 이루어진 그룹으로부터 선택된 구조를 가질 수 있다.
도 2는 센서 요소(110)의 전극 핑거(120)의 실시 예를 단면도로 도시하며, 전극 핑거(120)는 지지체(114) 상에 장착된다. 이 경우, 전극 핑거(120)는 체적(122)을 갖고, 측정 가스(112)가 작용하도록 설계된 표면(124)를 갖는다.
전극 핑거(120)의 체적(122) 또는 전극 핑거의 적어도 표면(124)은 특히 합금의 형태로 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 전극 재료는 50 중량% 이상 그리고 바람직하게는 95 중량% 이하의 비금속을 포함하며, 상기 비금속은 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것이 제안된다.
또한, 전극 재료(126)는 상기 비금속에 추가해서, 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 금(Au) 및 은(Ag)으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 금속을 0.5 중량% 내지 15 중량%의 비율로 포함하고, 상기 선택된 추가 금속은 상기 선택된 비금속과는 다르다.
또한, 전극 재료(126)는 적어도 하나의 비금속 및 적어도 하나의 추가 금속에 추가해서, 세라믹-산화물 첨가제를 0 중량% 내지 10 중량%의 비율로 포함하고, 상기 세라믹-산화물 첨가제는 바람직하게는 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 란타늄(La) 또는 토륨(Th)의 산화물로부터 선택될 수 있다.
요약하면, 전극 재료(126)는 바람직하게는 각각 100 중량 %를 채우는 다음의 조성(중량%) 중 하나를 가질 수 있다. 다음에서, 8개의 예시적인 조성이 제시된다; 그러나 본 발명에 따르면, 다수의 다른 조성이 가능하다:
바람직한 실시 예에서, 전극 핑거(120)의 체적(122)은 전체적으로 전극 재료(126)로 이루어질 수 있다. 대안적 실시 예에서, 측정 가스(112)가 작용하도록 설계된, 전극 핑거(120)의 적어도 표면(124)은 전극 재료(126)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예들도 가능하다; 특히, 지지체(114) 상의 전극 핑거(120)의 제 1 공간 배치(128)로 인해 먼저 측정 가스(112)가 제공되는 전극 핑거(120)의 체적(122)이 전체적으로 전극 재료(126)로 이루어지는 한편, 지지체(114) 상의 전극 핑거(120)의 제 2 공간 배치(130)로 인해 마지막에 측정 가스(112)가 제공되는 전극 핑거(120)의 표면(124)만이 전극 재료(126)를 포함하는 한편, 제 2 공간 배치(130)에서 전극 핑거(120)의 나머지 체적은 달리 조성된, 금속 전도성 재료를 포함할 수 있는 실시 예.
Claims (10)
- 측정 가스 챔버 내의 측정 가스(112)의 입자를 검출하기 위한 센서 요소(110)로서, 상기 센서 요소(110)는 적어도 하나의 지지체(114)를 포함하고, 상기 지지체(114) 상에 적어도 하나의 제 1 전극 장치(116) 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치(118)가 장착되며, 상기 제 1 전극 장치(116) 및 상기 제 2 전극 장치(118)는 각각 적어도 하나의 전극 핑거(120)를 포함하고, 상기 측정 가스(112)가 작용하도록 설계되는 상기 전극 핑거(120)의 적어도 하나의 표면(124)은 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 전극 재료(126)는 팔라듐, 이리듐, 루테늄 및 로듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된, 적어도 50 중량%의 비금속을 포함하고,
상기 지지체(114) 상에서의 제1 공간 배치(128)로 인해 상기 제 1 전극 장치(116)의 전극 핑거에 먼저 측정 가스(112)가 제공되고, 상기 지지체(114) 상에서의 제2 공간 배치(130)로 인해 상기 제 2 전극 장치(118)의 전극 핑거에 마지막으로 측정 가스(112)가 제공되며,
상기 제 1 전극 장치(116)의 전극 핑거의 체적(122)은 전체적으로 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 제 2 전극 장치(118)의 전극 핑거의 표면(124)만이 전극 재료(126)를 포함하는, 센서 요소(110). - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 재료(126)는 최대 95 중량%의 비금속을 포함하는, 센서 요소(110). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전극 재료(126)는 상기 비금속에 추가해서 백금, 로듐, 루테늄, 레늄, 팔라듐, 코발트, 이리듐, 금 또는 은으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 금속을 포함하는, 센서 요소(110). - 제 3 항에 있어서,
상기 전극 재료(126)는 상기 적어도 하나의 추가 금속을 0.5 중량% 내지 15 중량%의 비율로 포함하는, 센서 요소(110). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전극 재료(126)는 추가로 적어도 하나의 세라믹-산화물 첨가제를 포함하는, 센서 요소(110). - 제 5 항에 있어서,
상기 세라믹-산화물 첨가제는 이트륨, 지르코늄, 란타늄 또는 토륨의 산화물로부터 선택되는, 센서 요소(110). - 제 5 항에 있어서,
상기 전극 재료(126)는 상기 세라믹-산화물 첨가제를 0 중량% 내지 10 중량%의 비율로 포함하는, 센서 요소(110). - 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서 요소(110), 상기 제 1 전극 장치(116) 및 상기 제 2 전극 장치(118)는 각각 빗 모양으로 서로 맞물리는 전극 핑거(120)로서 형성되는, 센서 요소(110). - 측정 가스 챔버 내의 측정 가스(112)의 입자를 검출하기 위한 센서 요소(110)의 제조 방법으로서, 적어도 하나의 제 1 전극 장치(116) 및 적어도 하나의 제 2 전극 장치(118)가 지지체(114) 상에 장착되고, 상기 제 1 전극 장치(116) 및 상기 제 2 전극 장치(118)는 각각 적어도 하나의 전극 핑거(120)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 전극 핑거(120)는 적어도 상기 측정 가스(112)가 작용하도록 설계되는 표면(124) 상에 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 전극 재료(126)는 증착 방법에 의해 제공된, 팔라듐, 이리듐, 루테늄 및 로듐을 포함하는 그룹으로부터 선택된, 적어도 50 중량%의 비금속을 포함하고,
상기 지지체(114) 상에서의 제1 공간 배치(128)로 인해 상기 제 1 전극 장치(116)의 전극 핑거에 먼저 측정 가스(112)가 제공되고, 상기 지지체(114) 상에서의 제2 공간 배치(130)로 인해 상기 제 2 전극 장치(118)의 전극 핑거에 마지막으로 측정 가스(112)가 제공되며,
상기 제 1 전극 장치(116)의 전극 핑거의 체적(122)은 전체적으로 전극 재료(126)를 포함하고, 상기 제 2 전극 장치(118)의 전극 핑거의 표면(124)만이 전극 재료(126)를 포함하는, 센서 요소(110)의 제조 방법.
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