Claims (30)
1. Комбинированный датчик для измерения содержания кислорода и окислов азота в газовой среде, включающий в себя чувствительный элемент, располагаемый в указанной газовой среде и содержащий несколько проницаемых для кислорода электродных слоев, несколько проницаемых для кислорода диссоциативных электродных слоев, причем указанные диссоциативные электродные слои содержат материал, катализирующий диссоциацию окислов азота на азот и кислород, и несколько слоев проводящего ионы кислорода керамического материала, расположенных между соответствующими электродными слоями и соответствующими диссоциативными электродными слоями; выход электрического сигнала содержания кислорода, связанный с указанными электродными слоями; и выход электрического сигнала содержания окислов азота, связанный с указанными диссоциативными электродными слоями и электрически изолированный от выхода электрического сигнала содержания кислорода.1. A combined sensor for measuring the content of oxygen and nitrogen oxides in a gaseous medium, comprising a sensing element located in said gaseous medium and containing several oxygen-permeable electrode layers, several oxygen-permeable dissociative electrode layers, said dissociative electrode layers containing material catalyzing the dissociation of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen, and several layers of oxygen-ion-conducting ceramic material located between appropriate electrode layers and corresponding dissociative electrode layers; the output of the electrical signal of the oxygen content associated with the specified electrode layers; and the output of the electrical signal of the content of nitrogen oxides associated with these dissociative electrode layers and electrically isolated from the output of the electric signal of oxygen content.
2. Комбинированный датчик для измерения содержания кислорода и окислов азота в газовой среде, включающий в себя чувствительный элемент, располагаемый в газовой среде и содержащий несколько проницаемых для кислорода электродных слоев, несколько проницаемых для кислорода диссоциативных электродных слоев, содержащих родий в количестве, достаточном для катализа диссоциации окислов азота на азот и кислород, и несколько слоев проводящего ионы кислорода керамического материала, расположенных между соответствующими электродными слоями и соответствующими диссоциативными электродными слоями; выход электрического сигнала содержания кислорода, связанный с указанными электродными слоями; и выход электрического сигнала содержания окислов азота, связанный с указанными диссоциативными электродными слоями и электрически изолированный от выхода электрического сигнала содержания кислорода.2. A combined sensor for measuring the content of oxygen and nitrogen oxides in a gaseous medium, including a sensing element located in a gaseous medium and containing several oxygen-permeable electrode layers, several oxygen-permeable dissociative electrode layers containing enough rhodium for catalysis dissociation of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen, and several layers of oxygen-ion-conducting ceramic material located between the corresponding electrode layers and appropriate dissociative electrode layers; the output of the electrical signal of the oxygen content associated with the specified electrode layers; and the output of the electrical signal of the content of nitrogen oxides associated with these dissociative electrode layers and electrically isolated from the output of the electric signal of oxygen content.
3. Комбинированный датчик для измерения содержания кислорода и окислов азота в газовой среде, включающий в себя открытый корпус, образующий газовый канал;3. A combined sensor for measuring the content of oxygen and nitrogen oxides in a gas environment, including an open housing forming a gas channel;
чувствительный элемент, расположенный в указанном корпусе и содержащий несколько проницаемых для кислорода электродных слоев, несколько проницаемых для кислорода диссоциативных электродных слоев и несколько слоев проводящего ионы кислорода керамического материала, расположенных между соответствующими электродными слоями и соответствующими диссоциативными электродными слоями; и диффузионный барьер, ограничивающий область указанного газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды, причем чувствительный элемент расположен в указанной области газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды.a sensing element located in the housing and containing several oxygen-permeable electrode layers, several oxygen-permeable dissociative electrode layers and several oxygen ion-conducting ceramic materials located between the respective electrode layers and the corresponding dissociative electrode layers; and a diffusion barrier bounding the region of said gas channel with diffusion-limited flow of the gas medium, wherein the sensing element is located in said region of the gas channel with diffusion-limited flow of the gas medium.
4. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что газовый канал, образованный открытым корпусом, имеет входную часть и выходную часть, причем чувствительный элемент расположен поперек выходной части газового канала.4. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the gas channel formed by the open housing has an input part and an output part, the sensing element being located across the output part of the gas channel.
5. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть открытого корпуса представляет собой участок отвода кислорода, выполненный для поддержания благоприятного отношения содержания окислов азота к содержанию кислорода.5. The combined sensor according to claim 3, characterized in that at least a portion of the open casing is an oxygen removal section configured to maintain a favorable ratio of nitrogen oxide content to oxygen content.
6. Комбинированный датчик по п.5, отличающийся тем, что заданное отношение содержания окислов азота к содержанию кислорода составляет менее чем примерно 1:5.6. The combined sensor according to claim 5, characterized in that the predetermined ratio of the content of nitrogen oxides to the oxygen content is less than about 1: 5.
7. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть открытого корпуса представляет собой участок отвода кислорода, а комбинированный датчик дополнительно содержит цепь обратной связи, включенную между чувствительным элементом и указанным участком отвода кислорода и выполненную для управления участком отвода кислорода в зависимости от количества кислорода, определяемого чувствительным элементом.7. The combined sensor according to claim 3, characterized in that at least a portion of the open housing is an oxygen exhaust section, and the combined sensor further comprises a feedback circuit included between the sensing element and said oxygen removal section and configured to control the oxygen removal section depending on the amount of oxygen determined by the sensing element.
8. Комбинированный датчик по п.7, отличающийся тем, что указанная цепь обратной связи выполнена с обеспечением снижения скорости отвода кислорода через участок отвода кислорода при снижении количества кислорода, определяемого чувствительным элементом.8. The combined sensor according to claim 7, characterized in that said feedback circuit is configured to reduce the rate of oxygen removal through the oxygen removal section while reducing the amount of oxygen detected by the sensing element.
9. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть открытого корпуса представляет собой участок отвода кислорода, содержащий проницаемый для кислорода катод, расположенный по внутренней поверхности открытого корпуса в области газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды; проницаемый для кислорода анод, расположенный по внешней поверхности открытого корпуса в области газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды; и проводящий ионы кислорода керамический материал, расположенный между указанными катодом и анодом.9. The combined sensor according to claim 3, characterized in that at least a portion of the open casing is an oxygen exhaust section comprising an oxygen-permeable cathode located on the inner surface of the open casing in the region of the gas channel with diffusion-limited supply of a gas medium; an oxygen-permeable anode located on the outer surface of the open casing in the region of the gas channel with diffusion-limited inflow of the gaseous medium; and oxygen ion conductive ceramic material located between said cathode and anode.
10. Комбинированный датчик по п.9, отличающийся тем, что анод содержит платину, а катод содержит платину и золото.10. The combined sensor according to claim 9, characterized in that the anode contains platinum, and the cathode contains platinum and gold.
11. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что электродные слои содержат материал, препятствующий диссоциации окислов азота на азот и кислород.11. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the electrode layers contain a material that prevents the dissociation of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen.
12. Комбинированный датчик по п.11, отличающийся тем, что электродные слои содержат платину и золото.12. The combined sensor according to claim 11, characterized in that the electrode layers contain platinum and gold.
13. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что диссоциативные электродные слои содержат материал, катализирующий диссоциацию окислов азота на азот и кислород.13. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the dissociative electrode layers contain a material that catalyzes the dissociation of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen.
14. Комбинированный датчик по п.13, отличающийся тем, что указанный материал диссоциативных электродных слоев катализирует диссоциацию окислов азота на N2 и О2.14. The combined sensor according to item 13, wherein said material of dissociative electrode layers catalyzes the dissociation of nitrogen oxides into N 2 and O 2 .
15. Комбинированный датчик по п.14, отличающийся тем, что диссоциативные электродные слои содержат родий.15. The combined sensor according to 14, characterized in that the dissociative electrode layers contain rhodium.
16. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит источник электроэнергии, подключенный таким образом, что один из электродных слоев и один из диссоциативных электродных слоев расположены смежно друг другу и имеют одноименную полярность и практически равнозначный электрический потенциал, с обеспечением препятствования перемещению кислорода между указанным электродным слоем и диссоциативным электродным слоем.16. The combined sensor according to claim 3, characterized in that it further comprises an electric power source connected in such a way that one of the electrode layers and one of the dissociative electrode layers are adjacent to each other and have the same polarity and almost equivalent electrical potential, providing preventing the movement of oxygen between the specified electrode layer and the dissociative electrode layer.
17. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что электродные слои электрически изолированы от диссоциативных электродных слоев.17. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the electrode layers are electrically isolated from the dissociative electrode layers.
18. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что электродные слои связаны с выходом электрического сигнала, независимого от выхода электрического сигнала, связанного с диссоциативными электродными слоями.18. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the electrode layers are connected to the output of the electrical signal, independent of the output of the electrical signal associated with the dissociative electrode layers.
19. Комбинированный датчик по п.18, отличающийся тем, что электродные слои связаны с выходом электрического сигнала, указывающего содержание кислорода в газовой среде в области газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды, а диссоциативные электродные слои связаны с выходом электрического сигнала, указывающего содержание окислов азота в газовой среде в области газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды.19. The combined sensor according to claim 18, characterized in that the electrode layers are connected to the output of an electric signal indicating the oxygen content in the gas medium in the region of the gas channel with diffusion-limited supply of the gas medium, and dissociative electrode layers are connected to the output of the electric signal indicating the content of nitrogen oxides in the gas medium in the region of the gas channel with diffusion-limited inflow of the gas medium.
20. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что открытый корпус содержит трубку из проводящего ионы кислорода керамического материала, а указанный диффузионный барьер расположен поперек указанной трубки по ее внутреннему диаметру с образованием перегородки между областью газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды и входной частью газового канала.20. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the open casing comprises a tube of ceramic material conducting oxygen ions, and said diffusion barrier is located across said tube along its inner diameter to form a baffle between the region of the gas channel with diffusion-limited flow of gas and the inlet of the gas channel.
21. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что область газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды содержит герметически изолированную зону, включающую в себя диффузионное впускное отверстие, образованное диффузионным барьером, и выпускное отверстие датчика, образованное чувствительным элементом.21. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the region of the gas channel with diffusion-limited inflow of a gas medium comprises a hermetically isolated zone including a diffusion inlet formed by a diffusion barrier and a sensor outlet formed by a sensing element.
22. Комбинированный датчик по п.21, отличающийся тем, что герметически изолированная зона дополнительно содержит участок отвода кислорода.22. The combined sensor according to item 21, wherein the hermetically sealed zone further comprises an oxygen removal section.
23. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что диффузионный барьер образует перегородку между областью газового канала с диффузионно-ограниченным поступлением газовой среды и входной частью газового канала, причем комбинированный датчик содержит дополнительный кислородный датчик, расположенный в указанной входной части газового канала.23. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the diffusion barrier forms a partition between the region of the gas channel with diffusion-limited intake of the gas medium and the inlet of the gas channel, the combined sensor contains an additional oxygen sensor located in the specified inlet of the gas channel.
24. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что диффузионный барьер содержит перегородку из двуокиси циркония.24. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the diffusion barrier comprises a zirconium dioxide partition.
25. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что диффузионный барьер расположен поперек газового канала.25. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the diffusion barrier is located across the gas channel.
26. Комбинированный датчик по п.25, отличающийся тем, что диффузионный барьер содержит по существу равномерно выполненную перегородку.26. The combined sensor according A.25, characterized in that the diffusion barrier contains a substantially uniformly made partition.
27. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что диффузионный барьер выполнен с возможностью пропускания газа в количестве, переменном в зависимости от парциального давления кислорода во входной части газового канала.27. The combined sensor according to claim 3, characterized in that the diffusion barrier is configured to transmit gas in an amount that is variable depending on the partial pressure of oxygen in the inlet of the gas channel.
28. Комбинированный датчик по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нагреватель, выполненный для повышения рабочей температуры комбинированного датчика примерно до 800°С.28. The combined sensor according to claim 3, characterized in that it further comprises a heater made to increase the operating temperature of the combined sensor to about 800 ° C.
29. Комбинированный датчик по п.28, отличающийся тем, что открытый корпус содержит трубку из двуокиси циркония, а нагреватель выполнен по окружности указанного корпуса из двуокиси циркония.29. The combined sensor according to p. 28, characterized in that the open housing contains a tube of zirconium dioxide, and the heater is made around the circumference of the specified housing of zirconium dioxide.
30. Чувствительный элемент датчика для измерения содержания кислорода и окислов азота в газовой среде, содержащий несколько проницаемых для кислорода электродных слоев, несколько проницаемых для кислорода диссоциативных электродных слоев, причем указанные диссоциативные электродные слои содержат материал, катализирующий диссоциацию окислов азота на азот и кислород, несколько слоев проводящего ионы кислорода керамического материала, расположенных между соответствующими электродными слоями и соответствующими диссоциативными электродными слоями.30. A sensor element for measuring the content of oxygen and nitrogen oxides in a gaseous medium, comprising several oxygen permeable electrode layers, several oxygen permeable dissociative electrode layers, said dissociative electrode layers containing a material that catalyzes the dissociation of nitrogen oxides into nitrogen and oxygen, several layers of oxygen ion conducting ceramic material located between the respective electrode layers and the corresponding dissociative electrodes odnymi layers.