RU2143679C1 - Способ измерения концентрации газа в газовой смеси, а также электрохимический чувствительный элемент для определения концентрации газа - Google Patents
Способ измерения концентрации газа в газовой смеси, а также электрохимический чувствительный элемент для определения концентрации газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143679C1 RU2143679C1 RU97111884A RU97111884A RU2143679C1 RU 2143679 C1 RU2143679 C1 RU 2143679C1 RU 97111884 A RU97111884 A RU 97111884A RU 97111884 A RU97111884 A RU 97111884A RU 2143679 C1 RU2143679 C1 RU 2143679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- electrolyte
- sensing element
- concentration
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 19
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 5
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 claims 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000007785 strong electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000568 zirconium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
- G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen
Abstract
Изобретение касается способа, а также электрохимического чувствительного элемента для измерения концентрации по меньшей мере одного заранее заданного газа в газовой смеси с помощью оснащенного нагружаемыми первым и вторым электродами электролита, который вместе с подключенными к источнику напряжения электродами подвергается воздействию газовой смеси, причем источник напряжения вызывает протекающий через электроды и электролит электрический ток, который зависит от концентрации ионов и измеряется в виде сигнала концентрации газа. Газообразные молекулы адсорбируются в зоне первого каталитически активного электрода и электролита, которые затем расщепляются на атомы и затем преобразуются или в ионы, или после этого принимают участие в химической реакции, причем образующиеся в обоих случаях концентрации ионов зависят от каталитического действия по меньшей мере одного электрода и от измеряемой концентрации газа. Технический результат изобретения - снижение стоимости измерительных систем и способов измерения, исключение загрязнения отработанными газами, возможность измерений концентрации различных газов простым способом. 2 c. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение касается способа измерения концентрации по меньшей мере одного заранее заданного газа в газовой смеси посредством оснащенного неподвижными первым и вторым электродами электролита, который вместе с подключенными к источнику напряжения электродами подвергается воздействию газовой смеси, причем источник напряжения вызывает протекающий через электроды и электролит ток, который зависит от концентрации ионов и измеряется в виде сигнала концентрации газа, а также электрохимического чувствительного элемента.
Из патента США N 4190499 известен способ определения горючего в газовой смеси с избытком кислорода, причем газовая смесь первого и второго электродов с противоположных сторон подводится к твердому электролиту с кислородноионной проводимостью, причем электроды из различных материалов снабжены различной каталитической активностью относительно газовой смеси для заранее заданной температуры; различие в потенциалах выделения кислорода, которое создается на соответствующих электродах как результат различной каталитической активности, образует кислородноионную проводимость в ячейке с твердым электролитом, которая вырабатывает сигнал такой интенсивности, который является характерным для мгновенного сгорания в смеси, т.е. для метана, кислорода, углерода и моноокисей; выделенный по причине различных материалов электродов термоэлектрический потенциал оценивается или по напряжению, или по току. Если в газовой смеси имеются топливо или сжигаемые материалы, создается разность потенциалов.
Способ оказывается проблематичным относительно сравнительно дорогостоящей его структуры для образования термоэлектрического потенциала и при необходимости для регулирования температуры.
Кроме того, из Европейской выложенной заявки N 0019731 известен полярографический чувствительный элемент датчика для определения содержания кислорода в газах, в частности, в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, который имеет корпус в виде твердого электролита с кислородноионной проводимостью, который оснащен анодом и катодом, к которым может быть приложено постоянное напряжение; катод покрыт содержащим поры или каналы слоем в качестве диффузионного барьера и оснащен относительно установления термодинамического газового баланса каталитически активным материалом, в то время как анод состоит из каталитически активного материала; оба электрода в работающем по принципу диффузионного предельного тока чувствительном элементе датчика подвержены воздействию измеряемого газа.
При этом проблематичным оказывается ограничение тока по причине диффузионного барьера и ограниченного диапазона измерения.
Кроме того, из патента США N 5344549 известен способ определения парциального давления кислорода и чувствительный элемент для измерения парциального давления кислорода; твердый электролит с изменяемой электронной проводимостью оснащен двумя электродами, из которых только один электрод, который выполнен пористым, подвержен воздействию измеряемого газа, в то время как другой электрод в виде так называемого блокинг-электрода не подвергается воздействию измеряемого отработавшего газа. Протекание ионов кислорода внутри твердого электролита не предусмотрено.
По причине специальных мер по герметизации твердого электролита представляется сравнительно дорогостоящей конструкция чувствительного элемента.
Из патента США N 4199425 известен чувствительный элемент с твердым электролитом для измерения отработавшего газа с двумя платиновыми электродами, который предусмотрен для измерения кислорода и окислов азота в отработавшем газе; наружный платиновый электрод оснащен содержащим родий керамическим защитным слоем (окись алюминия), причем добавление родия должно сохранять химическое равновесие и обеспечивать измерение окиси азота.
Из выложенной заявки ФРГ N 3737215 известен электрохимический чувствительный элемент датчика для определения содержания кислорода в газах, в частности, в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, с твердым электролитом и, по меньшей мере, одним электродом в качестве чувствительного элемента датчика, который расположен на твердом электролите со стороны, подверженной воздействию измеряемого газа, причем чувствительный элемент датчика содержит пористый керамический защитный слой из окиси алюминия и/или магниевую матрицу типа шпинели с включенными в нее частицами двуокиси циркония. В качестве каталитически активного материала в матрицу защитного слоя добавлены частицы платины или платинового сплава, при этом электрод подвержен воздействию измеряемой газовой смеси, в то время как другой электрод подвержен воздействию дополнительного эталонного газа.
Из патента США N 4221650 известен чувствительный элемент для контроля содержания кислорода в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, который содержит твердый электролит с двуокисью циркония с кислородноионной проводимостью, 15-50 объемных процентов которого диспергировано в содержащем окись алюминия окисном соединении, причем твердый электролит имеет контакт с удаленными друг от друга электродами; чувствительный элемент выполнен в виде закрытой с одной стороны цилиндрической трубки, причем в закрытом скругленном конце двуокись циркония стабилизирована с помощью окиси иттрия. Электроды расположены с обеих сторон твердого электролита, причем наружная поверхность чувствительного элемента оснащена пористым изолирующим слоем, как, например, магнием по типу шпинели.
Кроме того, патент США N 3960693 описывает электрохимическое устройство для измерения концентрации кислорода в отработавших газах, в частности, в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, причем трубчатый твердый электролит выполнен с проходом, который состоит из двух удаленных друг от друга открытых концов, причем внутренний круговой уступ расположен между этими концами; трубчатая часть из ионопроводящего твердого электролита имеет закрытую первую зону, которая выступает от одного из открытых концов, и вторую зону, которая простирается через сквозной проход и оснащена круговым наружным фланцем; как на наружной поверхности, так и на внутренней поверхности трубчатая часть оснащена электронно-проводящим каталитическим слоем, который может состоять, например, из платины; нанесенный наружный слой, который подвержен воздействию окружающей атмосферы, служит при этом в качестве измерительного электрода.
Из патента США N 3152234 известен кислородный чувствительный элемент с трубчатым твердым электролитом, один конец которого закрыт; в этой концевой зоне находится внутренний электрод на платиновой основе и наружный каталитически активный, электроннопроводящий электрод, который также содержит платину и нанесен на наружной поверхности спеченного твердого электролита из двуокиси циркония путем напыления, катодного распыления, газопламенного напыления или с помощью толстопленочной технологии.
Из Европейской заявки на патент N 0294085 BI известен электрохимический элемент с твердым электролитом, который состоит из плотного прочного тела электролита и пористого прочного слоя электролита, причем нанесенный в наружной зоне закрытого конца металлокерамический электрод образуется предпочтительно путем смешивания порошка из металла платиновой группы, как, например, платина, родий, палладий, иридий, рутений или осмий или из металла, как, например, золото или никель, с керамическим порошком, как, например, окись циркония, гидрия или алюминия, а именно таким образом, что металлический порошок составляет менее 40 об.%. На внутренней стороне закрытого конца также нанесен электрод в качестве эталонного электрода, который подвержен воздействию воздуха, служащего в качестве эталонного газа. Таким образом можно определять парциальное давление кислорода в измеряемом газе с помощью электрохимической силы, которая создается между первым и вторым электродами.
Проблематичным оказывается использование диффузионных отверстий или диффузионных слоев, которые при использовании в отработавших газах могут загрязняться; кроме того, эталонные измерения с помощью эталонного газа или эталонного электрода приводят к сравнительно дорогостоящим измерительным системам или способам измерения.
Изобретение ставит перед собой задачу определения концентрации по меньшей мере одного газа в газовой смеси с помощью электрохимической ячейки с нагруженными напряжением электродами, причем необходимо отказаться от эталонных измерений, например, с помощью эталонного газа или эталонного электрода. Необходимо также отказаться от диффузионных отверстий или диффузионных слоев, которые могут загрязняться от отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, с помощью изменения приложенного напряжения и/или его полярности и применения различных материалов электродов должно обеспечиваться определение концентрации различных газов.
Задача с точки зрения способа измерения концентрации решается с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения.
При этом особенно предпочтительным оказывается то, что сравнительно простым образом можно проводить определение концентрации одного газа при одном измерении, или концентрации нескольких газов соответственно при нескольких измерениях.
Предпочтительные варианты выполнения способа указаны в пунктах 2-5 формулы изобретения.
Задача с точки зрения электрохимического чувствительного элемента для определения концентрации газа в газовой смеси решается с помощью признаков пункта 6 формулы изобретения.
При этом предпочтительным оказывается сравнительно простое изготовление и возможность измерения концентраций различных газов простым способом.
Предпочтительные варианты выполнения электрохимического чувствительного элемента указаны в пунктах 7-12 формулы изобретения.
Особенно предпочтительным можно рассматривать сравнительно простое изготовление чувствительного элемента планарного типа, который основывается данным изобретением. Такой планарный вариант выполнения позволяет производить систему из нескольких чувствительных элементов за одну единственную технологическую операцию.
Другое преимущество можно видеть в возможности зависящей от температуры оценки концентрации газа с помощью регулирования температуры чувствительного элемента.
Кроме того, использование рения особенно предпочтительно с точки зрения его удельной каталитической активности при обнаружении углеводородов.
Ниже предмет изобретения более подробно поясняется с помощью фиг. 1-7;
фиг.1 показывает основной принцип физического действия настоящего изобретения,
фиг. 2 показывает практический вариант выполнения чувствительного элемента с контактированием электролита с помощью нанесенных электродов,
фиг. 3 показывает возможный вариант выполнения чувствительного элемента планарной конструкции в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 4a показывает продольный разрез корпуса чувствительного элемента в соответствии с фиг.3,
фиг. 4b показывает поперечный разрез вдоль линии A-B в соответствии с фиг.4a,
фиг. 5 показывает диаграмму характеристик тока в виде функции приложенного напряжения для различных концентраций кислорода при температуре 900oC, причем в качестве электролита использована двуокись циркония, стабилизированная с помощью окиси иттрия,
фиг. 6 показывает на диаграмме характеристики дифференциального тока в виде функции концентрации кислорода для различных высоких приложенных напряжений в случае стабилизированного с помощью окиси иттрия электролита из двуокиси циркония, причем дифференциальный ток получается путем изменения полярности пары электродов из планарного золота и платины; температура составляет 900oC,
фиг.7 показывает вариант выполнения чувствительного элемента, содержащего более двух электродов, который базируется на настоящем изобретении.
фиг.1 показывает основной принцип физического действия настоящего изобретения,
фиг. 2 показывает практический вариант выполнения чувствительного элемента с контактированием электролита с помощью нанесенных электродов,
фиг. 3 показывает возможный вариант выполнения чувствительного элемента планарной конструкции в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 4a показывает продольный разрез корпуса чувствительного элемента в соответствии с фиг.3,
фиг. 4b показывает поперечный разрез вдоль линии A-B в соответствии с фиг.4a,
фиг. 5 показывает диаграмму характеристик тока в виде функции приложенного напряжения для различных концентраций кислорода при температуре 900oC, причем в качестве электролита использована двуокись циркония, стабилизированная с помощью окиси иттрия,
фиг. 6 показывает на диаграмме характеристики дифференциального тока в виде функции концентрации кислорода для различных высоких приложенных напряжений в случае стабилизированного с помощью окиси иттрия электролита из двуокиси циркония, причем дифференциальный ток получается путем изменения полярности пары электродов из планарного золота и платины; температура составляет 900oC,
фиг.7 показывает вариант выполнения чувствительного элемента, содержащего более двух электродов, который базируется на настоящем изобретении.
В соответствии с фиг.1 чувствительный элемент 2 подвержен воздействию газовой фазы 1; он имеет электролит 3, который предпочтительно выполнен в виде твердого электролита. Электролит 3 имеет электрический контакт с первым электродом 4, а также со вторым электродом 5, причем первый электрод выполнен в виде каталитически активного элемента. Поверхность первого электрода 4 состоит по меньшей мере из платины или металла платиновой группы. Второй электрод 5 состоит из золота. Электролит состоит из стабилизированной с помощью иттрия двуокиси циркония.
Электроды 4, 5 чувствительного элемента 2 соединены с помощью выводов 6, 7 со схемой последовательного включения источника 8 напряжения и амперметра 9.
Практический вариант выполнения чувствительного элемента пояснен с помощью фиг. 2. В соответствии с показанным там вариантом выполнения электролит контактирует с электроламп 4, 5, по меньшей мере контактная поверхность которых состоит из различных материалов. Первый электрод состоит предпочтительно из платины, второй электрод - из золота; электролит соответствует известному из фиг.1 электролиту; при этом электроды 4, 5 и электролит 3 расположены в изотермической зоне 24, причем электроды 4, 5 с помощью соединительных проводников 6, 7 выведены из термически изолированной зоны 24 и контактируют снаружи; при этом очень важным является то, что соединительные проводники 6, 7 не соединены с электролитом; предпочтительно соединительные проводники 6, 7 состоят из одинакового материала, например из платины, так что благодаря наличию изотермической зоны 24 можно избежать термического напряжения.
В соответствии с фиг.1 и 2 для измерения газовой фазы 1 электроды 4 и 5, а также электролит 3 типичным образом подвергаются воздействию анализируемого газа 1 или анализируемой фазы; во время процесса измерения один или несколько газовых компонентов адсорбируются и десорбируются на отрицательном электроде 4; первая возможность заключается в том, что молекула газа адсорбируется на материале электрода; затем адсорбированная молекула разделяется на отдельные атомы, в то время как они адсорбируются на материале электрода. Адсорбированные молекулы или адсорбированные атомы перемещаются в дальнейшем к контактной зоне между электродом 4, газовой фазой 2 и твердым электролитом 3. Такая контактная зона, в которой встречаются три фазы, называется тройной точкой; в данном случае она обозначена позицией 12. Линия, которая образуется тройными точками, называется тройной линией.
Вторая возможность заключается в том, что газообразные компоненты адсорбируются непосредственно в тройной точке. В любом из этих двух случаев один из этих адсорбированных газообразных компонентов может быть измеряемым газом.
В тройных точках для адсорбированных молекул или атомов имеются две возможности; первая возможность заключается в том, что они преобразуются в анионы, а именно, с помощью поглощения электронов, которые имеются в материале электродов. В этом случае электролит 3 должен быть проводником для этих анионов, и измеряемый газ должен был бы составляться из молекул, которые соответствуют анионам. Материал электрода 4 выбирается таким образом, что эта реакция ускоряется; это означает, что материал электрода 4 служит в качестве катализатора реакции ионизации. Типичный пример можно видеть в том, что молекулы кислорода преобразуются в атомы кислорода и эти атомы кислорода преобразуются в тройной точке 12 в ионы O2- в результате поглощения двух электронов электрода 4. В качестве надлежащего электролита можно рассматривать двуокись циркония, так как двуокись циркония является хорошим проводником ионов O2- при высоких температурах. Пригодным материалом для первого электрода 4 оказалась платина, в то время как второй электрод 5 состоит из золота. Вторая возможность заключается в том, что в тройной точке возникает реакция между двумя или большим количеством веществ. По меньшей мере одно из веществ должно было бы быть в наличии в адсорбированной форме и по меньшей мере одно из веществ должно было бы быть измеряемым газом. Если при этой реакции атом типа X обменивается между вступающими в реакции веществами, тогда электролит должен был бы быть проводником ионов типа X. Пример такой реакции представлен ниже:
2CO+2NO --- 2CO2+N2
В этом случае два атома кислорода обмениваются между азотом и углеродом. Поэтому в этом случае электролит должен был бы быть проводником ионов кислорода, как это соответствует двуокиси циркония. В этом случае ионом типа X является ион кислорода. Важной является концентрация этих ионов кислорода вблизи тройной точки, так как это влияет на равновесие между вступающими в реакцию веществами. Материал электрода 4 выбирается таким образом, чтобы реакция ускорялась. Это означает, что материал электрода 4 действует для реакции в качестве катализатора. Количество ионов, которые направляются от электрода 4 через электролит 3 к электроду 5, зависит от концентрации анионов, которые имеются в распоряжении на электроде 4. Эта концентрация определяется химической реакцией вблизи тройной точки электрода 4 и в соответствии с этим концентрацией газообразного вещества, которое должно быть определено.
2CO+2NO --- 2CO2+N2
В этом случае два атома кислорода обмениваются между азотом и углеродом. Поэтому в этом случае электролит должен был бы быть проводником ионов кислорода, как это соответствует двуокиси циркония. В этом случае ионом типа X является ион кислорода. Важной является концентрация этих ионов кислорода вблизи тройной точки, так как это влияет на равновесие между вступающими в реакцию веществами. Материал электрода 4 выбирается таким образом, чтобы реакция ускорялась. Это означает, что материал электрода 4 действует для реакции в качестве катализатора. Количество ионов, которые направляются от электрода 4 через электролит 3 к электроду 5, зависит от концентрации анионов, которые имеются в распоряжении на электроде 4. Эта концентрация определяется химической реакцией вблизи тройной точки электрода 4 и в соответствии с этим концентрацией газообразного вещества, которое должно быть определено.
В общем и целом на долю потока ионов в электролите влияют различные факторы. Одним из этих факторов является величина катализа реакции с помощью материала электрода 4; другим фактором является концентрация измеряемого газа. Другие факторы включают напряжение источника 8, температуру, величину поверхности электродов 4 и 5. Так как доля потока ионов через электролит непосредственно пропорциональна электрическому току, который измеряется амперметром 9, то этот ток также оказывает влияние через концентрацию измеряемого газа.
Если предположить, что анионы перемещаются через электролит от электрода 4 к электроду 5, то эти ионы рекомбинируются на электроде 5, причем они нейтрализуются и рекомбинируются в газовые молекулы, которые в последующем отпускаются в атмосферу газа 1. Эта реакция называется дисперсной реакцией.
Определяющий долю скорости в адсорбции, реакции, перемещении и десорбции шаг может быть также связан с электродом 5, вместо электрода 4, как это было изложено в предыдущих абзацах. В этом случае электрический ток I определяется каталитическим действием электрода 5. Материал электрода 5 в этом случае очень важен, важнее материала электрода 4. Относительные размеры электродов 4 и 5 также определяют, возникнет ли определяющий долю скорости шаг на электроде 4 или электроде 5.
При этом не требуется, чтобы материалы электродов 4 и 5 обязательно были различными. В случае, когда для электродов выбираются материалы различного типа, можно повышать или понижать чувствительность чувствительного элемента с помощью переполюсовки электродов. При условии, что, например, ток I измеряется с помощью амперметра 9 с использованием электрической полярности в соответствии с фиг. 1, это означает, что электрод 4 соединен с отрицательным полюсом, а электрод 5 - с положительным полюсом электрического источника напряжения 8. Если ионы электролита являются отрицательными ионами, ионный ток протекает в соответствии со стрелкой 11 на фиг. 1, показывающей направление переноса ионов. При этом предполагается, что определяющий скорость шаг образования ионов и десорбционной реакции, как она упомянута выше, связана с электродом 4. В этом случае каталитическая активность электрода 4 определяет силу электрического тока I. При переполюсовке электрического напряжения протекает другой ток I, так как электрод 5 состоит из материала, отличного от электрода 4. С помощью выбора материалов электродов 4 и 5 можно сделать различие между двумя измеренными токами настолько большим, насколько это возможно, вследствие чего повышается чувствительность измеряемого газа. В большинстве случаев желательна высокая чувствительность. В случае, когда зона концентрации газа, которую необходимо измерить, очень велика, желательно иметь в распоряжении различные зоны чувствительности. Это можно реализовать также с помощью различных материалов электродов, причем каждый получается по удельной чувствительности измеряемого газа.
Практический вариант выполнения чувствительного элемента настоящего изобретения представлен на фиг. 3. Фиг.3 является примером планарного чувствительного элемента для определения кислорода. Планарный электролит 3 нанесен на инертную подложку 10; электролит 3 состоит из стабилизированной с помощью окиси иттрия или магния двуокиси циркония, подложка состоит из окиси алюминия. Электролит 3 покрывается планарными электродами 4, 5. Электрод 4 состоит из платины, а электрод 5 - из золота. В этом случае длина тройной линии настолько велика, насколько это возможно, чтобы увеличить поток ионов через электролит, откуда получается высокая чувствительность.
Фиг. 4a представляет примерный практический вариант выполнения чувствительного элемента в соответствии с фиг.3, который ориентирован на использование в области высоких температур, например, в системах отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Подложка 10 чувствительного элемента расположена в головной зоне 13 металлического корпуса 15. Головная зона 13 ввинчена в оснащенное резьбой отверстие. Головная зона 13 состоит из жаропрочного материала. Выводы электродов 4, 5 контактируют с помощью соединительных проводов 6, 7 (см. также фиг. 2 и 3).
Эти соединительные провода 6, 7 напрессованы на подложку чувствительного элемента с помощью жаростойкой и электроизолирующей прессованной детали 25. Прессованная деталь 25 состоит из окиси алюминия, однако она может состоять также из кордиерита или дихроита. Прессованная деталь 25 прижимается к соединительным проводам 6, 7 с помощью термостойкой пружины 16. Металлический корпус 15 состоит из термостойкого металла и его головная зона 13 заваривается в краевой зоне 17; сваривание осуществляется герметично. Чтобы предотвратить утечку газа через соединительные провода 6, 7, используется термостойкое уплотнение 19.
На фиг. 4b можно видеть в поперечном разрезе вдоль линии AB на фиг.4a прессованную деталь 25, а также соединительные провода 6, 7. Диаграмма характеристик на фиг. 5 ориентирована на вариант выполнения, в котором чувствительность повышена благодаря применению двух различных материалов электродов; вариант выполнения ориентирован на чувствительный элемент, в котором в качестве электролита использована стабилизированная с помощью окиси иттрия двуокись циркония; измеряемым газом является кислород и электроды 4 и 5 состоят соответственно из платины и золота. Температура газа и чувствительного элемента составляет 900oC. При этом посредством переполюсовки электродов определяется разница между током, при котором платиновый электрод включен как положительный полюс, и током, при котором золотой электрод включен как положительный полюс, откуда получается более высокая чувствительность с точки зрения содержания кислорода, как в случае, когда полярность не изменяется. Это соответствует факту, что, если золотой электрод включен как положительный полюс, ток I с возрастающей концентрацией кислорода уменьшается, в то время как ток I при положительно включенном платиновом электроде увеличивается. При этом необходимо обратить внимание на то, что такой чувствительный элемент может применяться также без изменения полярности источника напряжения.
В соответствии с фиг. 5 характеристики A, B и C справедливы для положительно подключенного платинового электрода, причем для характеристики A содержание кислорода составляет 0%, для характеристики B - 1% и для характеристики C - 20%; при этом можно видеть, что при приложенном напряжении 6 В в соответствии с характеристикой A достигается ток около 1,90 мА, в соответствии с характеристикой B - около 2,44 мА и в соответствии с характеристикой C - около 2,56 мА; при изменении полярности золотой электрод подключается положительно, причем характеристика D справедлива в отношении содержания кислорода 0%, характеристика E - в отношении содержания кислорода 1% и характеристика F - в отношении содержания кислорода 20%; это означает, что при приложенном напряжении 6 В в соответствии с характеристикой D получается ток около 1,67 мА, причем отличие от характеристики A составляет 0,23 мА; для характеристики E ток равен примерно 2,28 мА, так что отличие от соответствующей характеристики B находится в пределах 0,16 мА; в соответствии с характеристикой F сила тока составляет порядка 2,21 мА, откуда получается отличие от характеристики C в 0,35 мА (20% доли кислорода).
Фиг. 6 представляет в виде диаграммы характеристик разницу между обоими токами I для положительного платинового электрода и положительного золотого электрода в виде функции созданной концентрации кислорода "c", которая может быть выведена непосредственно из экспериментального результата в соответствии с фиг.5. Как можно видеть из этой фигуры с помощью семейства кривых, чувствительность кислорода зависит также от уровня электрического напряжения.
Фиг. 7 представляет вариант выполнения чувствительного элемента с более чем двумя электродами, в котором используется способ в соответствии с изобретением. Как видно из этой фигуры, чувствительный элемент выполнен планарным. Электролит 3 покрыт тремя электродами 4, 5 и 20; электроды 4, 5, 20 изготовлены из аналогичных или различных материалов, что однако зависит от определяемого газа. При измерении содержания кислорода электрод 4 состоит, например, из платины, электрод 5 - из золота и электрод 20 - из платины; в качестве электролита 3 используется стабилизированная с помощью окиси иттрия или магния двуокись циркония. Первый измеряемый ток I протекает через электроды 4 и 5; второй измеряемый ток I' протекает через электроды 4 и 20. Для представленного на фиг. 7 случая полярность и уровень электрического напряжения не изменяются. Альтернативу можно видеть в том, что полярность и/или уровень напряжения меняется или изменяется между положением 26 и/или положением 27 переключателя 28. На основании этих измерений тока можно рассчитать одну или несколько концентраций газа. При этом важным является то, что количество определяемых концентраций газа не может превышать количество измеренных токов.
Claims (22)
1. Способ измерения концентрации, по меньшей мере, одного заранее указанного газа в газовой смеси с помощью оснащенного нагружаемыми первым и вторым электродами электролита, который вместе с подключенными к источнику напряжения электродами подвергается воздействию газовой смеси, причем источник напряжения вызывает протекающий через электроды и электролит электрический ток, который зависит от концентрации ионов и измеряется в виде сигнала концентрации газа, отличающийся тем, что газообразные молекулы адсорбируются в зоне первого каталитически активного электрода и электролита, затем расщепляются на атомы и после этого преобразуются в ионы или затем принимают участие в химической реакции, причем образующаяся в обоих случаях концентрация ионов зависит от каталитического действия, по меньшей мере, одного электрода и измеряемой концентрации газа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каталитическая активность первого или второго электрода определяет поток ионов в электролите и электрический ток.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что напряжение на электродах переключается от двух до нескольких различных величин, причем следствием каждой из различных величин напряжения является другой ток, как мера концентрации газа.
4. Способ по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что переключается полярность на электродах, причем следствием каждой полярности является другой ток, как мера концентрации газа.
5. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что регулируется температура чувствительного элемента.
6. Электромеханический чувствительный элемент для определения концентрации газа в газовой смеси, в частности доли кислорода в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, причем электролит вместе с нанесенными на него электродами подвержен воздействию газовой смеси и причем к электродам приложено электрическое напряжение, которое вызывает протекающий через электролит ток, отличающийся тем, что первый каталитически активный электрод (4, 5, 20) предусмотрен для адсорбции, преобразования ионов и/или химической реакции, причем протекающий через электролит (3) и электроды (4, 5, 20) электрический ток предусмотрен в качестве величины измерения концентрации газа.
7. Электрический чувствительный элемент по п.6, отличающийся тем, что предусмотрен, по меньшей мере, второй каталитически активный электрод (4, 5, 20) для адсорбции, преобразования ионов и/или химической реакции.
8. Чувствительный элемент по одному из п.6 или 7, отличающийся тем, что первый и, по меньшей мере, второй электроды (4, 5, 20) имеют различную каталитическую активность.
9. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, два электрода (4, 5, 20) состоят из различных материалов.
10. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 9, отличающийся тем, что на электролит (3) нанесено более двух электродов (4, 5, 20), которые предусмотрены для определения концентрации нескольких газов.
11. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 10, отличающийся тем, что величину и/или полярность напряжения или напряжений на электродах (4, 5, 20) можно изменять.
12. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 11, отличающийся тем, что электроды (4, 5, 20), как основная составная часть, имеют благородный металл или сплав, основой которого является благородный металл.
13. Электрохимический чувствительный элемент по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из электродов содержит золото, платину, родий или палладий.
14. Электрохимический чувствительный элемент по п.12 или 13, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из электродов (4, 5, 20) имеет, по меньшей мере, один окисел металла.
15. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 14, отличающийся тем, что для определения окислов азота, по меньшей мере, один из электродов (4, 5, 20) содержит окись церия или родий.
16. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 15, отличающийся тем, что электролит (3) выполнен в виде твердого электролита.
17. Электрохимический чувствительный элемент по п.16, отличающийся тем, что в качестве электролита (3) используется двуокись циркония.
18. Электрохимический чувствительный элемент по п.17, отличающийся тем, что двуокись циркония стабилизирована с помощью окиси иттрия.
19. Электрохимический чувствительный элемент по п.17, отличающийся тем, что двуокись циркония стабилизирована, по меньшей мере, с помощью иттрия, магния, кальция, церия или самария.
20. Электрохимический чувствительный элемент по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из электродов содержит золото.
21. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 20, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из электродов содержит рений.
22. Электрохимический чувствительный элемент по одному из пп.6 - 21, отличающийся тем, что, по меньшей мере, подверженная воздействию газовой смеси часть электродов (4, 5, 20) оснащена пористой каталитически неактивной защитной оболочкой.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4445033A DE4445033A1 (de) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | Verfahren zur Messung der Konzentration eines Gases in einem Gasgemisch sowie elektrochemischer Sensor zur Bestimmung der Gaskonzentration |
| DEP4445033.8 | 1994-12-16 | ||
| PCT/EP1995/004899 WO1996018890A1 (de) | 1994-12-16 | 1995-12-12 | Verfahren zur messung der konzentration eines gases in einem gasgemisch sowie elektrochemischer sensor zur bestimmung der gaskonzentration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97111884A RU97111884A (ru) | 1999-06-10 |
| RU2143679C1 true RU2143679C1 (ru) | 1999-12-27 |
Family
ID=6536093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97111884A RU2143679C1 (ru) | 1994-12-16 | 1995-12-12 | Способ измерения концентрации газа в газовой смеси, а также электрохимический чувствительный элемент для определения концентрации газа |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5820745A (ru) |
| EP (1) | EP0797770A1 (ru) |
| JP (1) | JPH10510622A (ru) |
| CN (1) | CN1050667C (ru) |
| BR (1) | BR9510040A (ru) |
| DE (1) | DE4445033A1 (ru) |
| RU (1) | RU2143679C1 (ru) |
| WO (1) | WO1996018890A1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532139C1 (ru) * | 2013-04-25 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Способ измерения кислорода в газовых средах |
| RU2541702C2 (ru) * | 2009-03-25 | 2015-02-20 | Роберт Бош Гмбх | Датчик для определения концентрации газообразных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания |
| RU2623067C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2017-06-21 | ЭмЭсЭй ТЕКНОЛОДЖИ, ЭлЭлСи | Опрос датчика |
| RU201867U1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭРИС" | Термокаталитический сенсор для обнаружения углеводородов |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9713953D0 (en) * | 1997-07-03 | 1997-09-03 | Fray Derek J | Novel method of measurement of the composition of gases using ionically conducting electrolytes |
| GB2387230B (en) * | 2002-02-28 | 2005-12-21 | Ngk Spark Plug Co | Prismatic ceramic heater for heating gas sensor element, prismatic gas sensor element in multi-layered structure including the prismatic ceramic heater, |
| US7200495B2 (en) | 2002-04-11 | 2007-04-03 | The Charles Stark Draper Laboratory | Method and apparatus for analyzing spatial and temporal processes of interaction |
| CN101435789B (zh) * | 2008-12-23 | 2012-01-25 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 电化学扩散式气体传感器 |
| JP5796344B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | センサー装置 |
| RU2459309C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | Способ измерения концентрации ионов и устройство для его реализации |
| US9562873B2 (en) | 2011-10-14 | 2017-02-07 | Msa Technology, Llc | Sensor interrogation |
| KR101303936B1 (ko) * | 2011-11-28 | 2013-09-05 | 한국과학기술연구원 | 가스 센서용 복합 분리막 구조체, 이를 포함하는 가스 센서 장치, 이를 이용한 가스 농도 측정 방법 및 장치 |
| DE102012016816B4 (de) * | 2012-08-24 | 2021-02-04 | Testo SE & Co. KGaA | Gassensor |
| DE102013205037A1 (de) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement und Abgassensor aufweisend ein Sensorelement |
| EP2799858A1 (de) | 2013-05-02 | 2014-11-05 | E+E Elektronik Ges.m.b.H. | Amperometrischer Gassensor |
| JP6256933B2 (ja) * | 2013-05-23 | 2018-01-10 | 木村 光照 | 濃縮機能を有する水素ガスセンサとこれに用いる水素ガスセンサプローブ |
| DE102016201950A1 (de) * | 2016-02-10 | 2017-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Gassensor |
| EP3519804B1 (en) * | 2016-09-30 | 2022-05-11 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for electrolyte concentration measurement |
| CN108593726A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-28 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 一种开放式快响应电化学气体传感器 |
| US11112378B2 (en) | 2019-06-11 | 2021-09-07 | Msa Technology, Llc | Interrogation of capillary-limited sensors |
| CN114755280A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 长城汽车股份有限公司 | 一种氨气传感器及测量尾气后处理系统中氨气含量的方法以及汽车尾气后处理系统 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2304464C2 (de) * | 1973-01-31 | 1983-03-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Meßfühler für die Überwachung der Funktionsfähigkeit von Katalysatoren in Abgas |
| US4190499A (en) * | 1973-03-27 | 1980-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | Combustibles sensor |
| FR2224043A5 (ru) * | 1973-03-28 | 1974-10-25 | Bosch Gmbh Robert | |
| DE2700807A1 (de) * | 1977-01-11 | 1978-07-13 | Bosch Gmbh Robert | Festelektrolytrohr fuer einen messfuehler zur bestimmung des sauerstoffgehaltes in abgasen und verfahren zur herstellung desselben |
| DE2718907C2 (de) * | 1977-04-28 | 1984-04-12 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in Abgasen |
| DE2810134A1 (de) * | 1978-03-09 | 1979-09-20 | Bosch Gmbh Robert | Zirkonoxid-keramik mit feinkoernigem und thermisch stabilem gefuege sowie mit hoher thermoschockbestaendigkeit, daraus hergestellte formkoerper, verfahren zur herstellung der formkoerper und ihre verwendung |
| US4199425A (en) * | 1978-11-30 | 1980-04-22 | General Motors Corporation | Solid electrolyte exhaust gas sensor with increased NOx sensitivity |
| DE2922131A1 (de) * | 1979-05-31 | 1980-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Polarographischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen, insbesondere in abgasen von verbrennungsmotoren |
| FR2470383A1 (fr) * | 1979-11-23 | 1981-05-29 | Renault | Sonde electrochimique de detection de variation de la teneur en oxygene |
| JPS58109846A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-06-30 | Toyota Motor Corp | 酸素検出用素子及びその製造方法 |
| DE3239850A1 (de) * | 1982-10-27 | 1984-05-03 | Nissan Motor | Vorrichtung zur feststellung eines nichtstoechimetrischen kraftstoff/luft-verhaeltnisses |
| US4547281A (en) * | 1983-11-21 | 1985-10-15 | Gte Laboratories Incorporated | Gas analysis apparatus |
| JPH0752171B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1995-06-05 | 日本碍子株式会社 | 電気化学的素子 |
| DE3728618C1 (de) * | 1987-08-27 | 1988-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Sensorelement fuer Grenzstromsensoren zur Bestimmung des lambda-Wertes von Gasgemischen |
| US4915814A (en) * | 1987-09-30 | 1990-04-10 | Hitachi, Ltd. | Sensor for measurement of air/fuel ratio and method of manufacturing |
| DE3737215A1 (de) * | 1987-11-03 | 1989-05-24 | Bosch Gmbh Robert | Elektrochemischer messfuehler |
| US5344549A (en) * | 1991-10-11 | 1994-09-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Oxygen partial pressure sensor |
| JP3314426B2 (ja) * | 1992-12-25 | 2002-08-12 | 株式会社デンソー | 酸素センサ |
| SE513477C2 (sv) * | 1993-11-08 | 2000-09-18 | Volvo Ab | Sensor för detektering av kväveoxidföreningar |
| US5543025A (en) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Solid state oxygen sensor |
-
1994
- 1994-12-16 DE DE4445033A patent/DE4445033A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-12-12 JP JP8518254A patent/JPH10510622A/ja not_active Ceased
- 1995-12-12 EP EP95942123A patent/EP0797770A1/de not_active Withdrawn
- 1995-12-12 BR BR9510040A patent/BR9510040A/pt active Search and Examination
- 1995-12-12 CN CN95196804.1A patent/CN1050667C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-12 WO PCT/EP1995/004899 patent/WO1996018890A1/de not_active Application Discontinuation
- 1995-12-12 RU RU97111884A patent/RU2143679C1/ru active
- 1995-12-12 US US08/849,573 patent/US5820745A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2541702C2 (ru) * | 2009-03-25 | 2015-02-20 | Роберт Бош Гмбх | Датчик для определения концентрации газообразных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания |
| RU2623067C2 (ru) * | 2011-10-14 | 2017-06-21 | ЭмЭсЭй ТЕКНОЛОДЖИ, ЭлЭлСи | Опрос датчика |
| RU2532139C1 (ru) * | 2013-04-25 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Способ измерения кислорода в газовых средах |
| RU201867U1 (ru) * | 2020-08-14 | 2021-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭРИС" | Термокаталитический сенсор для обнаружения углеводородов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10510622A (ja) | 1998-10-13 |
| CN1050667C (zh) | 2000-03-22 |
| DE4445033A1 (de) | 1996-06-27 |
| US5820745A (en) | 1998-10-13 |
| BR9510040A (pt) | 1998-06-02 |
| EP0797770A1 (de) | 1997-10-01 |
| CN1170459A (zh) | 1998-01-14 |
| WO1996018890A1 (de) | 1996-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2143679C1 (ru) | Способ измерения концентрации газа в газовой смеси, а также электрохимический чувствительный элемент для определения концентрации газа | |
| JP3871497B2 (ja) | ガスセンサ | |
| US4927517A (en) | NOx sensor having catalyst for decomposing NOx | |
| US6051123A (en) | Multi-functional and NOx sensor for combustion systems | |
| US6344119B2 (en) | Gas sensor | |
| US4224113A (en) | Method of detecting air/fuel ratio in combustor by detecting oxygen in combustion gas | |
| US4264425A (en) | Device for detection of air/fuel ratio from oxygen partial pressure in exhaust gas | |
| US6287439B1 (en) | Gas sensor | |
| EP0798555B1 (en) | Oxide sensor | |
| US5667652A (en) | Multi-functional sensor for combustion systems | |
| US4814059A (en) | Electrochemical device having a heater and leak protection electrode | |
| US6355151B1 (en) | Gas sensor | |
| JPH11223617A (ja) | 二酸化硫黄ガスセンサ | |
| JP2000065789A (ja) | 一酸化炭素センサとその作製方法及び使用方法 | |
| EP0798556B1 (en) | Gas sensor | |
| JP2788511B2 (ja) | 酸素濃度検出器の処理方法 | |
| EP0849590B1 (en) | Gas sensor | |
| GB2029578A (en) | Solid electrolyte cells for gas analysis | |
| US6277267B1 (en) | Gas sensor | |
| EP0791825B1 (en) | Sensing device for measuring nitrogen oxides | |
| KR100495967B1 (ko) | 가스 혼합물 내의 가스 성분을 측정하기 위한 측정 장치 | |
| JP2004053579A (ja) | ガスセンサ素子及び含水素ガスの測定方法 | |
| US5772863A (en) | Electrocatalytic cermet sensor | |
| US20040099053A1 (en) | Air/fuel-ratio detecting apparatus | |
| EP0272774A2 (en) | Electrochemical gas sensor |