WO2000011459A1 - Elektrochemischer messfühler - Google Patents

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WO2000011459A1
WO2000011459A1 PCT/DE1999/001596 DE9901596W WO0011459A1 WO 2000011459 A1 WO2000011459 A1 WO 2000011459A1 DE 9901596 W DE9901596 W DE 9901596W WO 0011459 A1 WO0011459 A1 WO 0011459A1
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WO
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electrode
electrochemical sensor
insulating layer
sensor according
electrochemical
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Application number
PCT/DE1999/001596
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English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Jach
Johann Riegel
Lothar Diehl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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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
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes

Definitions

  • the invention relates to an electrochemical sensor with the features mentioned in the preamble of claim 1 and the use of the electrochemical sensor for determining the lambda value of gas mixtures.
  • Electrochemical sensors of the generic type comprise an electrochemical element which has an electrochemical pump cell with a preferably planar first solid electrolyte body and a first and a second, preferably porous electrode. These sensors further comprise an electrochemical sensor cell which interacts with the pump cell and has a preferably planar second solid electrolyte body and a third and a fourth preferably porous electrode. Furthermore, the electrochemical sensor has a gas inlet opening and one. Gas access channel, which is connected on the one hand to a measuring gas space. The gas access channel opens out :: on the other hand into a cavity, also known as a gas space, which is inside the electronic chemical element. The second and third electrodes and preferably a diffusion resistance device are arranged in the gas space.
  • the sample gas reaches the cavity from the sample gas space via the gas access opening and the gas access channel, the first and second electrodes of the pump cell regulating the access of the sample gas into the gas space or cavity.
  • a controlled partial pressure of the gas component to be measured for example oxygen, is thus provided.
  • the electrochemical potential difference between the electrodes of the second solid electrolyte body, which arises due to the different gas partial pressures in the diffusion resistance device and a reference gas space arranged, for example, in the second solid electrolyte body, can be determined by a detection device located outside the electrochemical element, for example a voltage measuring device - tion. Electrochemical sensors of the type described at the outset have been used, for example, in the catalytic exhaust gas detoxification of internal combustion engines under the technical designation "planar broadband lambda probes".
  • a planar probe is known from DE 38 11 713 C2. It is used to determine the lambda value of gas mixtures.
  • This lambda probe has an insulation layer based on aluminum oxide, with one insulation layer each extending over the entire width of the sensor.
  • An insulation layer is arranged between the conductor track of the first electrode and the first solid electrolyte body.
  • the invention provides an electrochemical sensor for determining a gas concentration of a measuring gas with an electrochemical element according to claim 1.
  • the electrode lead or conductor track of the first, second and / or third electrode is surrounded on all sides by an electrically insulating layer, the electrically insulating layer extending at least over a partial length of at least one electrode lead. It has surprisingly been found that the electrically insulating layer provided according to the invention not only reduces the reaction of the pump voltage to the Nernst voltage of the sensor cell, but also reduces the ripple of the lambda signal, particularly at high operating temperatures of the electrochemical sensor .
  • the electrochemical sensor according to the invention thus has improved controller dynamics compared to the prior art.
  • the second and third electrodes have a common electrode lead within the electrochemical sensor, which is preferably divided into partial leads shortly before the electrodes. It is advantageously achieved that only one electrically insulating layer according to the invention can be provided for the second and third electrode feed lines.
  • the electrically insulating layer which surrounds the electrode leads on all sides, is assigned to one or both sub-leads.
  • the electrically insulating layer extends over the common electrode feed line and over at least one of the two feed lines of the second and third electrodes.
  • the electrochemical sensor according to the invention preferably has a heater with which the sensor is brought to the necessary operating temperature at which the solid electrolyte bodies become electrically conductive due to ionic conduction.
  • the electrically insulating layer completely surrounds at least one of the electrode feed lines, but is only provided over a partial length of the electrode feed line, this partial length being viewed from the temperature distribution in the longitudinal direction of the electrochemical sensor. depends.
  • the preferably cuboidal electrochemical measuring sensor has in the region of its one end the pump cell with the first and second electrodes, Nernst or sensor cell with the third and fourth electrodes and the heater. The heating thus acts only in a partial area of the sensor, so that the temperature inside the sensor decreases in the longitudinal direction of extension of the electrode leads.
  • the electrically insulating layer is provided for the so-called "hot area". In other words: Outside the hot area, for example below a temperature of 300 ° C., the electrically insulating layer does not necessarily have to be provided on at least one electrode feed line, since the solid electrolyte body is not electrically conductive in this area.
  • the electrode lead of the first electrode has the insulating layer according to the invention at least over a partial length. It is then preferably provided that the electrically insulating layer is covered by a protective layer. This electrically insulating layer (insulating layer) is thus protected against mechanical and / or chemical influences against wear in relation to the sample gas chamber.
  • the protective layer can also extend over the area of the electrode feed line which does not have the insulating layer provided according to the invention.
  • the electrically insulating layer is porous or densely sintered, a gas-tight barrier being able to be provided in the case of a porous layer between the latter and the solid electrolyte body (s). This prevents, for example, chemically aggressive gases from reaching the electrode lead, which could possibly destroy or damage them.
  • the electrically insulating layer consists of aluminum oxide (Al O 3 ) or has aluminum oxide.
  • the protective layer for the first electrode lead is preferably made of zirconium oxide (Zr0 2 ).
  • the electrochemical sensor and the electrochemical element according to the invention are expediently produced by starting from platelet-shaped or foil-shaped oxygen-conducting solid electrolytes, for example from stabilized zirconium oxide, and these on both sides with an inner and outer pump electrode (first and second Electrode) coated with associated conductor tracks, which represent the supply line for electrical contact.
  • the electrically insulating layer according to the invention also referred to as a resistive layer, is applied between the conductor tracks and the solid electrolyte films. This means that the conductor tracks are preferably applied to the layer, which can preferably be present as an aluminum oxide paste.
  • the inner pump electrode is is advantageously found in the edge region of a diffusion or gas access channel through which the measurement gas is supplied.
  • the pump cell obtained in this way can then be laminated and sintered together with a sensor cell (Nernst cell) made in a similar manner from a second solid electrolyte film and a third solid electrolyte film, which is optionally formed into a heater unit.
  • a sensor cell Nest cell
  • porous sintered film inserts made of ceramic material with a suitable thermal expansion behavior which corresponds to or comes close to that of the solid electrolyte films used.
  • a film insert made of ceramic material, from which the solid electrolyte films also consist, is preferably used for the filling.
  • the porosity of the insert can be generated by so-called pore formers, such as thermal soot powder, organic plastics or salts. These pore formers burn, decompose or evaporate during the sintering process.
  • the invention relates to broadband lambda probes for determining the lambda value of gas mixtures in internal combustion engines.
  • the lambda value or the "air ratio” is defined as the ratio of the current air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the lambda probes determine the oxygen content of the exhaust gas via a change in the limit current. drawing
  • FIG. 1 in a sectional end view an electrochemical sensor
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of an electrically insulating layer
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a layer
  • FIGS. 4a and 4b each show a greatly simplified illustration of the second and third electrodes and the associated electrode feed lines with the electrically insulating layer
  • FIG. 5 shows a sectional view along the line V-V in FIG. 4a
  • Figure 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in Figure 4b.
  • Figure 7 is a sectional view taken along the line VII-VII in Figure 4b.
  • FIG. 1 shows in cross section, that is to say in a sectioned end view, an electrochemical measuring sensor 1 which comprises an electrochemical element 2, an Power supply device serving voltage supply device 3 and an evaluation device, which can be implemented as a voltage measuring device 4.
  • the electrochemical element 2 has an electrochemical pump cell 5 which comprises a first planar solid electrolyte body 6, a first porous electrode 7 and a second porous electrode 8.
  • the electrodes 7 and 8 are preferably ring-shaped and each lead out of the electrochemical element 2 via a lead 7A or 8A for the purpose of electrical contacting.
  • the lead 7A is assigned to the first electrode 7; the lead 8A serves as a lead for the second electrode 8 and a third electrode 11, which can be designed in a ring shape.
  • the second and third electrodes 8 and 11 thus have a common electrode lead 8A, which is preferably divided shortly before the electrodes 8 and 11 into sub-leads 8B and 8C, the sub-lead 8B being assigned to the second electrode and the sub-lead 8C being assigned to the third electrode.
  • a separate electrode feed line to each electrode 8 and 11.
  • the electrochemical element referred to below as element 2 also has an electrochemical sensor cell 9 (Nernst cell) which has a second solid electrolyte body 10 and the third and fourth electrodes 11, 12.
  • the fourth electrode 12 (reference electrode) is led out of the electrochemical element 2 via feed line 12A.
  • the electrode leads 7A, 8A and 12A in FIG. 1 are led out of the side of the electrochemical sensor 1.
  • these electrode leads 7A, 8A and 12A extend into the image plane, the electrochemical sensor 1 also extending in the longitudinal direction into the image plane.
  • the sensor 1 is thus cuboid in shape, and its longitudinal extent can be substantially larger than its width.
  • the pump cell 5 is supplied with the pump voltage U p at the first and at the second electrodes 7 and 8 by means of the external voltage supply device 3. Alternatively, however, it is also possible to provide a power supply device.
  • the first and the second solid electrolyte bodies 6 and 10 are connected to one another and enclose an inner cavity 14, also referred to as a gas space. This is preferably completely or partially filled with a porous material 15 and accommodates the second and third electrodes 8 and 11.
  • the inner cavity 14 is connected to a measuring gas chamber 19 via a gas inlet channel 17, the gas inlet channel 17 preferably being at least partially equipped with a porous filling 16.
  • a porous cover 20, which can be part of a porous protective layer 21, can be attached above the gas inlet opening 18.
  • This protective layer 21 is attached to a surface 22 of the first solid electrolyte body 6 facing the measuring gas space 19 and can thus cover the first electrode 7 of the pump cell 5, also referred to as the outer pump electrode.
  • the second solid electrolyte body has a reference gas space 23.
  • This is assigned a reference gas channel, not shown here, which extends into the image plane and preferably opens at the other end of the sensor 1.
  • a reference gas also referred to as a reference gas, can be introduced into the reference gas space 23 through the reference gas channel.
  • the measuring gas passes through the gas inlet opening 18 and the gas inlet channel 17 into the inner cavity 14, a controlled partial pressure being set by means of a pump voltage U p applied to the first and second electrodes 7 and 8 of the pump cell 5 by pumping in or pumping out oxygen becomes.
  • the energy supply or voltage supply of the pump cell 5 is carried out by the voltage supply device 3 attached outside the electrochemical element 2.
  • the cover 20 and the cavity 14 located underneath prevent penetration of liquid components contained in the measurement gas.
  • This can be, for example, gasoline in the exhaust gas of an internal combustion engine his. This prevents this gasoline from reaching the gas chamber 13 via the gas inlet opening and the gas inlet channel 17.
  • the sensor 1 is preferably assigned a heater H, which can be implemented as a heating coil.
  • the heater H is preferably assigned to the second solid electrolyte body 10 or arranged within the solid electrolyte body 10 and is preferably located below the reference gas space 23.
  • the heater H or the heating coil is preferably parallel and at a distance from the electrodes 7, 8, 11 and 12, whereby the heater H or the heating coil is preferably located below the annular electrodes. This means that the heater H does not extend over the entire width and the entire length of the sensor 1.
  • the heater H is supplied with a heating voltage U H via an energy supply device, so that the sensor 1 can be brought to its operating temperature at which the solid electrolytic bodies 6 and 10 become electrically conductive through ion conduction.
  • FIG. 2 shows a section along the line AA in FIG. 1, the protective layer 21 not being provided in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the partial representation according to FIG. 2 shows the electrode lead 7A of the first electrode 7. It can be seen that the electrode lead 7A is not attached directly to the surface 22 of the first solid electrolyte body 6, but to an electrically insulating layer 24. This is referred to below as the insulating layer 24 layer is preferably formed by two sub-layers 25 and 26, the sub-layer 26 enclosing the sides and the top of the electrode lead 7A. The electrode lead 7A is therefore surrounded on all sides by the electrically insulating layer 24. The width of the insulating layer 24 does not have to be dimensioned such that it extends over the entire width of the sensor 1.
  • FIG. 3 also shows a section through the electrode feed line 7A along the line AA in FIG. 1 in a further exemplary embodiment.
  • the insulating layer 24 which surrounds the electrode feed line 7A is here provided on its sides and on the top with a protective layer 27 which forms part of the protective layer 21 can be or in the area of the annular electrode 7 in this protective layer 21. It is therefore not necessary for the protective layer 27 to extend over the entire width of the sensor 1 in the region of the electrode feed line 7A.
  • the protective layer 27 serves in particular as wear protection for the electrically insulating layer 24. This layer 27 thus prevents chemically aggressive constituents contained in the measuring gas space 19 from destroying or damaging the electrode lead 7A.
  • FIG. 4a shows the electrode feed line 8A of the second and third electrodes 8 and 11. It is also shown here that the electrode lead 8A is divided into the partial leads 8B and 8C.
  • An electrically insulating insulating layer 24 is assigned over a partial length T to the electrode lead 8A and the partial lead 8B for the second electrode 8, which is also referred to as the inner pump electrode.
  • the insulating layer 24 extends from the annular second electrode 8 preferably not over the entire length of the solid electrolyte body or the sensor 1, but is only in a "hot area" of the sensor 1, which has a temperature due to the heat provided by the heater H, which is preferably is higher than approximately 300 ° C.
  • the insulating layer 24 therefore does not have to extend over the entire length of the electrode lead 8A.
  • Figure 4b shows a modified embodiment compared to Figure 4a, so that the same parts are provided with the same reference numerals. The difference is that in FIG. 4b the partial lead 8C for the third electrode 11 (Nernst electrode) also has the insulating layer 24 according to the invention.
  • Figure 5 shows a section along the line V-V in Figure 4a.
  • the partial feed lines 8B and 8C are shown again in section here. It can be clearly seen here that the insulating layer 24 completely encloses the partial feed line 8B, the insulating layer 24 here also preferably being formed by two partial layers 25 and 26.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the partial supply lines 8B and 8C along the line VI-VI in FIG. 4b, the partial supply line 8B as in FIG. 5 being surrounded by the insulating layer 24 according to the invention.
  • the partial supply line 8C is equipped with the insulating layer 24, it being shown in one embodiment variant that the insulating layer 24 of the partial supply line 8C is not in two parts, but is made in one piece.
  • Figure 7 shows along the line VII-VII in Figure 4b, the electrode lead 8A in a sectional view, the insulating layer 24 is also shown. This completely surrounds the electrode lead 8A and is designed here as an integral insulating layer 24. However, it is also possible to provide a two-part insulating layer here.
  • the solid electrolyte bodies 6 and 10 are formed by layers or foils lying one on top of the other, so that the insulating layers 24 and the electrodes and electrode leads can be provided in a quasi-stacked manner so that they can be made in a subsequent sintering process to be assembled to sensor 1.
  • the lead 7A of the first electrode 7 has the insulating layer 24 according to the invention. It is not necessary for this insulating layer 24 to extend over the entire length of the electrode lead 7A. It can also be provided here that the insulating layer 24 extends only over the partial length T (FIG. 4), that is to say in the region in which the solid electrolyte bodies are electrically conductive. If the insulating layer 24 only extends over the partial length T, it is still possible for the protective layer 27 to cover the entire length of the electrode lead.
  • Protective layer 27 lies on the insulating layer 24; the other part of the protective layer 27 is attached directly to the electrode lead 7A or surrounds the electrode lead.
  • the insulating layer 24 can be both porous and seal-sintering and preferably consists of aluminum oxide (A1 2 0 3 ) or has aluminum oxide. If a porous insulating layer 24 is provided, a gas-tight barrier (not shown) is preferably provided between the porous insulating layer 24 and the solid electrolyte body (s) 6 and 10, so that the electrode leads are not exposed to the measurement gas.
  • the insulating layer 24 prevents the pump voltage U p present at the electrodes 7 and 8 from being coupled into the sensor voltage or Nernst voltage U N.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Messfühler zum Bestimmen einer Gaskonzentration eines Messgases mit einem elektrochemischen Element, umfassend eine elektrochemische Pumpzelle, die einen ersten Festelektrolytkörper, eine erste und zweite Elektrode und einen über eine Gaszutrittsöffnung mit einem Messgasraum verbundenen Gasraum aufweist, in dem eine der beiden Elektroden angeordnet ist, und umfassend eine elektrochemische Sensorzelle, die eine dritte Elektrode, einen zweiten Festelektrolytkörper und einen Referenzgasraum aufweist, in dem eine vierte Elektrode angeordnet ist, wobei die Elektroden der Pump- und Sensorzelle eine Elektrodenzuleitung aufweisen, und wobei jeweils zwischen einer der Elektrodenzuleitungen der ersten und zweiten Elektrode und dem zugehörigen Festelektrolytkörper eien elektrisch isolierende Schicht zumindest bereichsweise vorgesehen ist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die elektrisch isolierende Schicht (24) die Elektrodenzuleitungen (7A, 8A) der ersten, zweiten und/oder dritten Elektrode (7, 8, 11) allseitig zumindest über eine Teillänge (T) der Elektrode (7A, 8A) umgibt.

Description

Elektrochemischer Meßfühler
Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Meßfühler mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen sowie die Verwendung des elektrochemischen Meßfühlers zur Bestimmung des Lambda- ertes von Gasgemischen gemäß Anspruch 13.
Stand der Technik
Elektrochemische Meßfühler der gattungsgemäßen Art sind bekannt . Sie umfassen ein elektrochemisches Element, welches eine elektrochemische Pumpzelle mit einem vorzugsweise planaren ersten Festelektrolytkorper und einer ersten und einer zweiten vorzugsweise porösen Elektrode auf eist . Diese Meßfühler umfassen weiterhin eine mit der Pumpzelle zusammenwirkende elektrochemische Sensorzelle, die einen vorzugsweise planaren zweiten Festelektrolytkorper sowie eine dritte und eine vierte vorzugsweise poröse Elektrode aufweist. Ferner besitzt der elektrochemische Meßfühler eine Gaszutrittsöffnung und einer. Gaszutrittskanal , der einerseits mit einem Meßgasraum verbunden ist. Der Gaszutrittskanal münde:: andererseits in einem auch als Gasraum bezeichneten Hohlraum, der innerhalb des elektro- chemischen Elements liegt. In dem Gasraum ist die zweite und dritte Elektrode und vorzugsweise eine Diffusionswiderstandseinrichtung angeordnet. Diese kann durch eine poröse Füllung gebildet werden. Das Meßgas gelangt aus dem Meßgasraum über die Gaszutrittsöffnung und den Gaszutrittskanal in den Hohlraum, wobei die erste und die zweite Elektrode der Pumpzelle regulierend auf den Zutritt des Meßgases in den Gasraum beziehungsweise Hohlraum wirken. Somit wird ein kontrollierter Partialdruck der zu messenden Gaskomponente, beispielsweise Sauerstoff, bereitgestellt. Der elektrochemische Potentialunterschied zwischen den Elektroden des zweiten Fest- elektrolytkörpers, der sich aufgrund der unterschiedlichen Gaspartialdrücke in der Diffusionswi- derstandseinrichtung sowie einem beispielsweise im zweiten Festelektrolytkorper angeordneten Referenz- gasraum einstellt, kann durch eine außerhalb des elektrochemischen Elements liegende Erfaεsungsein- richtung, beispielsweise eine Spannungsmeßeinrich- tung, erfaßt werden. Elektrochemische Meßfühler der eingangs beschriebenen Art haben unter der Fach.be- zeichnung "Planare Breitband-Lambda-Sonden" beispielsweise in der katalytischen Abgasentgiftung von Verbrennungsmotoren Verwendung gefunden.
Aus der DE 38 11 713 C2 ist eine planare Sonde bekannt. Sie dient zur Bestimmung des Lambda- ertes von Gasgemischen. Diese Lambda-Sonde weist eine auf Alu iniumoxid-Basis aufgebaute Isolationsschicht auf, wobei jeweils eine Isolationsschicht sich über die gesamte Breite des Meßfühlers erstreckt. Eine Isolationsschicht ist zwischen der Leiterbahn der ersten Elektrode und dem ersten Festelektrolytkorper angeordnet. Eine zweite Isolationsschicht liegt zwischen der Leiterbahn der zweiten Elektrode und dem ersten Festelektrolytkorper vor.
Nachteilig bei den bekannten elektrochemischen Meßfühlern ist, daß diese insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen eine sogenannte Lambda=l-Wel- ligkeit aufweisen. Dies führt bei Regelvorgängen zu Problemen, bei denen der Lambda-Wert die Regelgröße darstellt. Durch die Welligkeit des Lambda-Signals ist in manchen Fällen eine hinreichend stabile Ausgangsgröße nicht einstellbar.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung stellt einen elektrochemischen Meßfühler zum Bestimmen einer Gaskonzentration eines Meßgases mit einem elektrochemischen Element gemäß Anspruch 1 bereit. Erfindungsgemäß ist vor-ge- sehen, daß die Elektrodenzuleitung beziehungsweise Leiterbahn der ersten, zweiten und/oder dritten Elektrode allseitig von einer elektrisch isolieiren- den Schicht umgeben sind, wobei sich die elektrisch isolierende Schicht zumindest über eine Teillänge zumindest einer Elektrodenzuleitung erstreckt. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß sich mit der erfindungsgemäß vorgesehenen elektrisch isolierenden Schicht nicht nur die Rückwirkung der Pump- spannung auf die Nernstspannung der Sensorzelle reduzieren läßt, sondern auch die Welligkeit des Lambda-Signals reduziert wird, dies insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen des elektrochemischen Meßfühlers. In vorteilhafter Weise läßt sich somit das bekannte, aber unerwünschte Phänomen der Lambda=l-Welligkeit (Gegenschwing- oder Üb>er- schwingerscheinungen bei sprunghaftem Gaswechsel) nahezu beseitigen. Damit weist der erfindungsgemäße elektrochemische Meßfühler eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Reglerdynamik auf.
In bevorzugter Ausführungsfor ist vorgesehen, daß die zweite und dritte Elektrode eine gemeinsame Elektrodenzuleitung innerhalb des elektrochemischen Meßfühlers aufweisen, die sich vorzugsweise kurz vor den Elektroden in Teilzuleitungen aufteilt. In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, daß lediglich eine erfindungsgemäße elektrisch isolierende Schicht für die zweite und die dritte Elektrodenzuleitung vorgesehen werden kann.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß die elektrisch isolierende Schicht, die die Elektrodenzuleitungen allseitig umgibt, einer oder beiden Teilzuleitungen zugeordnet ist. Mit anderen Worten: Die elektrisch isolierende Schicht erstreckt sich über die gemeinsame Elektrodenzuleitung sowie über zumindest eine der beiden Teilzuleitungen der zweiten und dritten Elektrode.
Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße elektrochemische Meßfühler eine Heizung auf, mit der der Meßfühler auf die notwendige Betriebstemperatur gebracht wird, bei der die Festelektrolytkorper aufgrund Ionenleitung elektrisch leitend werden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß die elektrisch isolierende Schicht zumindest eine der Elektrodenzuleitungen zwar vollständig umgibt, jedoch nur über eine Teillänge der Elektrodenzuleitung vorgesehen ist, wobei diese Teillänge von der Temperaturverteilung -in Längsrichtung des elektrochemischen Meßfühlers gesehen- abhängt. Das heißt, der vorzugsweise quaderformige elektrochemische Meßfühler weist im Bereich seines einen Endes die Pumpzelle mit der ersten und zweiten Elektrode, Nernst- beziehungsweise Sensorzelle mit der dritten und vierten Elektrode und die Heizung auf. Die Heizung wirkt somit lediglich in einem Teilbereich des Meßfühlers, so daß die Temperatur innerhalb des Meßfühlers in Längserstrek- kungsrichtung der Elektrodenzuleitungen abnimmt . Da die Festelektrolytkorper erst ab einer bestimmten Betriebstemperatur elektrisch leitend werden, genügt es, wenn die elektrisch isolierende Schicht für den sogenannten "heißen Bereich" vorgesehen ist. Mit anderen Worten: Außerhalb des heißen Bereichs, beispielsweise unter einer Temperatur von 300°C, muß die elektrisch isolierende Schicht an zumindest einer Elektrodenzuleitung nicht zwingend vorgesehen sein, da in diesem Bereich der Festelektrolytkorper nicht elektrisch leitend ist.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß lediglich die Elektrodenzuleitung der ersten Elektrode die erfindungsge äße Isolierschicht zumindest über eine Teillänge aufweist. Vorzugsweise ist dann vorgesehen, daß die elektrisch isolierende Schicht von einer Schutzschicht abgedeckt ist. Somit ist diese elektrisch isolierende Schicht (Isolierschicht) gegenüber dem Meß- gasraum gegen mechanische und/oder chemische Einflüsse gegen Verschleiß geschützt. Selbstverständlich kann sich die Schutzschicht auch über den Bereich der Elektrodenzuleitung erstrecken, der die erfindungsgemäß vorgesehene Isolierschicht nicht aufweist. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die elektrisch isolierende Schicht porös oder dichtsinternd ausgebildet ist, wobei bei einer porösen Schicht zwischen dieser und dem/den Festelektrolytkorper (n) eine gasdichte Barriere vorgesehen sein kann. Damit wird verhindert, daß beispielsweise chemisch aggressive Gase an die Elektrodenzuleitung gelangen, die diese möglicherweise zerstören oder beschädigen könnten.
In bevorzugter Ausführungsform besteht die elektrisch isolierende Schicht aus Aluminiumoxid (AI O3) oder weist Aluminiumoxid auf.
Die Schutzschicht für die erste Elektrodenzuleitung besteht vorzugsweise aus Zirkonoxid (Zr02) .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen elektrochemischen Meßfühlers und des elektrochemischen Elements erfolgt zweckmäßigerweise, indem man von plättchen- oder folienförmigen Sauerstoff-leitenden Festelek- trolyten, zum Beispiel aus stabilisiertem Zirkondi- oxid, ausgeht und diese beidseitig mit je einer inneren und äußeren Pumpelektrode (erste und zweite Elektrode) mit dazugehörigen Leiterbahnen beschichtet, die die Zuleitung zum elektrischen Kontaktieren darstellen. Zwischen den Leiterbahnen und den Festelektrolytfolien wird die erfindungsgemäße, auch als resistive Schicht bezeichnete elektrisch isolierende Schicht aufgebracht. Das heißt, daß die Leiterbahnen vorzugsweise auf die Schicht aufgebracht werden, die vorzugsweise als Aluminiumoxid- Paste vorliegen kann. Die innere Pumpelektrode be- findet sich dabei in vorteilhafter Weise im Randbereich eines Diffusions- oder Gaszutrittskanals, durch den das Meßgas zugeführt wird. Die so erhaltene Pumpzelle kann dann mit einer in ähnlicher Weise hergestellten Sensorzelle (Nernstzelle) aus einer zweiten Festelektrolytfolie und einer dritten, gegebenenfalls zu einer Heizereinheit ausgebildeten Festelektrolytfolie, zusammenlaminiert und gesintert werden.
Für die Herstellung der porösen Füllungen, beispielsweise des Gasdiffusionswiderstands beziehungsweise der Diffusionsbarriere im Gasraum, geht man insbesondere von porös sinternden Folieneinlagen aus keramischem Material mit geeignetem thermischem Ausdehnungsverhalten aus, das demjenigen der verwendeten Festelektrolytfolien entspricht beziehungsweise nahekommt. Vorzugsweise verwendet man für die Füllung eine Folieneinlage aus keramischem Material, aus dem auch die Festelektrolytfolien bestehen. Die Porosität der Einlage kann durch sogenannte Porenbildner, wie Thermalrußpulver , organische Kunststoffe oder Salze erzeugt werden. Diese Porenbildner verbrennen, zersetzen sich oder verdampfen bei dem Sinterprozeß.
In besonders vorteilhafter Weise betrifft die Erfindung Breitband-Lambda-Sonden zur Bestimmung des Lambda-Wertes von Gasgemischen in Brennkraftmaschi- nen. Der Lambda-Wert oder die "Luftzahl" ist dabei als das Verhältnis des aktuellen Luft-Kraftstoff- Verhältnisses zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis definiert. Die Lambda-Sonden ermitteln den Sauerstoffgehalt des Abgases über eine Grenzstromänderung. Zeichnung
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in geschnittener Stirnansicht sche atisch einen elektrochemischen Meßfühler,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrisch isolierenden Schicht,
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schicht,
Figuren jeweils eine stark vereinfachte Darstel- 4a und b lung der zweiten und dritten Elektrode sowie den zugehörigen Elektrodenzuleitungen mit der elektrisch isolierenden Schicht,
Figur 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Figur 4a,
Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Figur 4b, und
Figur 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII-VII entlang in Figur 4b.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt im Querschnitt, also in geschnittener Stirnansicht, einen elektrochemischen Meßfühler 1, der ein elektrochemisches Element 2 , eine als Ener- gieversorgungseinrichtung dienende Spannungsversorgungseinrichtung 3 sowie eine Auswerteeinrichtung aufweist, die als Spannungsmeßgerät 4 realisiert sein kann.
Das elektrochemische Element 2 weist eine elektrochemische Pumpzelle 5 auf, die einen ersten planaren Festelektrolytkorper 6, eine erste poröse Elektrode 7 und eine zweite poröse Elektrode 8 umfaßt. Die Elektroden 7 und 8 sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet und über jeweils eine Zuleitung 7A beziehungsweise 8A zwecks elektrischer Kontaktiexrung aus dem elektrochemischen Element 2 herausgeführt. Die Zuleitung 7A ist der ersten Elektrode 7 zugeordnet; die Zuleitung 8A dient als Zuleitung für die zweite Elektrode 8 und eine dritte Elektrode 11, die ringförmig ausgestaltet sein kann. Die zweite und dritte Elektrode 8 und 11 weisen also eine gemeinsame Elektrodenzuleitung 8A auf, die sich vorzugsweise kurz vor den Elektroden 8 und 11 in Teilzuleitungen 8B und 8C aufteilt, wobei die Teilzuleitung 8B der zweiten Elektrode und die Teilzuleitung 8C der dritten Elektrode zugeordnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, jeder Elektrode 8 und 11 eine separate Elektrodenzuleitung zuzuordnen.
Das im folgenden lediglich als Element 2 bezeichnete elektrochemische Element weist weiterhin eine elektrochemische Sensorzelle 9 (Nernstzelle) auf, die einen zweiten Festelektrolytkorper 10 sowie die dritte und eine vierte Elektrode 11, 12 aufweist. Die vierte Elektrode 12 (Referenzelektrode) ist über Zuleitung 12A aus dem elektrochemischen Element 2 herausgeführt. Der Übersichtlichkeit halber sind die Elektrodenzuleitungen 7A, 8A und 12A in Figur 1 seitlich aus dem elektrochemischen Meßfühler 1 herausgeführt. Tatsächlich erstrecken sich diese Elektrodenzuleitungen 7A, 8A und 12A jedoch in die Bildebene hinein, wobei sich der elektrochemische Meßfühler 1 in Längsrichtung ebenfalls in die Bildebene hinein erstreckt. Der Meßfühler 1 ist also quaderförmig ausgebildet, wobei seine Langserstreckung wesentlich größer als seine Breite sein kann.
Die Pumpzelle 5 wird an der ersten und an der zweiten Elektrode 7 und 8 mittels der externen Spannungsversorgungseinrichtung 3 mit der Pumpspannung Up versorgt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine Stromversorgungseinrichtung vorzusehen.
Der erste und der zweite Festelektrolytkorper 6 und 10 sind miteinander verbunden und umschließen einen auch als Gasraum bezeichneten inneren Hohlraum 14. Dieser ist vorzugsweise mit einem porösen Material 15 ganz oder teilweise gefüllt und nimmt die zweite und dritte Elektrode 8 und 11 auf. Der innere Hohlraum 14 steht über einen Gaszutrittskanal 17 mit einem Meßgasraum 19 in Verbindung, wobei der Gaszutrittskanal 17 vorzugsweise zumindest teilweise mit einer porösen Füllung 16 ausgestattet ist. Über der Gaszutrittsöffnung 18 kann eine poröse Abdeckung 20 angebracht sein, die Teil einer porösen Schutzschicht 21 sein kann. Diese Schutzschicht 21 ist an einer dem Meßgasraum 19 zugewandten Fläche 22 des ersten Festelektrolytkörpers 6 angebracht und kann somit die erste auch als äußere Pumpelektrode bezeichnete Elektrode 7 der Pumpzelle 5 bedecken. Der zweite Festelektrolytkorper weist einen Referenzgasraum 23 auf. Diesem ist ein hier nicht dargestellter Referenzgaskanal zugeordnet, der sich in die Bildebene hinein erstreckt und vorzugweise am anderen Ende des Meßfühlers 1 mündet. Durch den Re- ferenzgaskanal kann ein auch als Referenzgas bezeichnetes Vergleichsgas in den Referenzgasraum 23 eingeleitet werden.
Aus dem Meßgasraum 19 gelangt das Meßgas über die Gaszutrittsöffnung 18 und den Gaszutrittskanal 17 in den inneren Hohlraum 14 , wobei mittels einer an die erste und zweite Elektrode 7 und 8 der Pumpzelle 5 angelegte Pumpspannung Up durch Zupumpen oder Abpumpen von Sauerstoff ein kontrollierter Partialdruck eingestellt wird. Die Energieversorgung beziehungsweise Spannungsversorgung der Pumpzelle 5 übernimmt -wie bereits erwähnt- die außerhalb des elektrochemischen Elements 2 angebrachte Spannungsversorgungseinrichtung 3.
Aufgrund der unterschiedlichen Partialdrucke in dem Gasraum 13 sowie dem im zweiten Festelektrolytkorper 10 angeordneten Referenzgasraum, stellt sich ein elektrochemischer Potentialunterschied zwischen der dritten und der vierten Elektrode 11 und 12 der Sensorzelle ein. Dieser Potentialunterschied wird durch das außerhalb des elektrochemischen Elements 2 liegende Spannungs eßgerät 4 erfaßt. Selbstverständlich ist es auch möglich, hier allgemein eine Auswerteeinrichtung vorzusehen.
Die Abdeckung 20 und der darunter befindliche Hohlraum 14 verhindern ein Eindringen von im Meßgas enthaltenen flüssigen Anteilen. Dies kann beispielweise Benzin im Abgas einer Brennkraftmaschine sein. Mithin wird verhindert, daß dieses Benzin über die Gaszutrittsöffnung und den Gaszutrittska- nal 17 in den Gasrau 13 gelangt.
Dem Meßfühler 1 ist vorzugsweise eine Heizung H zugeordnet, die als Heizwendel realisiert sein kann. Die Heizung H ist vorzugsweise dem zweiten Festelektrolytkorper 10 zugeordnet beziehungsweise innerhalb des Festelektrolytkörpers 10 angeordnet und liegt vorzugsweise unterhalb des Referenzgasraums 23. Die Heizung H beziehungsweise die Heizwendel liegt vorzugsweise parallel und in einem Abstand zu den Elektroden 7, 8, 11 und 12, wobei sich die Heizung H beziehungsweise die Heizwendel vorzugsweise unterhalb der ringförmigen Elektroden befindet. Das heißt, die Heizung H erstreckt sich nicht über die gesamte Breite und die gesamte Länge des Meßfühlers 1.
Die Heizung H ist über eine Energieversorgungsein- richtung mit einer Heizspannung UH versorgt, so daß der Meßfühler 1 auf seine Betriebstemperatur gebracht werden kann, bei der die Festelektrolytk.ör- per 6 und 10 durch Ionenleitung elektrisch leitend werden.
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 1, wobei die Schutzschicht 21 beim Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Figur 2 nicht vorgesehen ist. Die Teildarstellung gemäß Figur 2 zeigt die Elektrodenzuleitung 7A der ersten Elektrode 7. Es ist ersichtlich, daß die Elektrodenzuleitung 7A nicht unmittelbar auf der Fläche 22 des ersten Festelektrolytkörpers 6 angebracht ist, sondern auf einer elektrisch isolierenden Schicht 24. Diese im folgenden als Isolierschicht 24 bezeichnete Schicht ist vorzugsweise durch zwei Teilschichten 25 und 26 gebildet, wobei die Teilschicht 26 die Seiten und die Oberseite der Elektrodenzuleitung 7A umschließt. Mithin ist die Elektrodenzuleitung 7A von der elektrisch isolierenden Schicht 24 allseitig umgeben. Die Breite der Isolierschicht 24 muß nicht so bemessen sein, daß sie sich über die gesamte Breite des Meßfühlers 1 erstreckt.
Figur 3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel ebenfalls einen Schnitt durch die Elektrodenzuleitung 7A entlang der Linie A-A in Figur 1. Die Isolierschicht 24, die die Elektrodenzuleitung 7A umgibt, ist hier an ihren Seiten und der Oberseite mit einer Schutzschicht 27 versehen, die Teil der Schutzschicht 21 sein kann beziehungsweise im Bereich der ringförmigen Elektrode 7 in diese Schutzschicht 21 übergeht. Es ist also nicht erforderlich, daß sich im Bereich der Elektrodenzuleitung 7A die Schutzschicht 27 über die gesamte Breite des Meßfühlers 1 erstreckt. Die Schutzschicht 27 dient insbesondere als Verschleißschutz für die elektrisch isolierende Schicht 24. Diese Schicht 27 verhindert also, daß im Meßgasraum 19 enthaltene chemisch aggressive Bestandteile die Elektrodenzuleitung 7A zerstören oder beschädigen.
In Figur 4a ist die Elektrodenzuleitung 8A der zweiten und dritten Elektrode 8 und 11 wiedergegeben. Es ist auch hier dargestellt, daß sich die Elektrodenzuleitung 8A in die Teilzuleitungen 8B und 8C aufteilt. Der Elektrodenzuleitung 8A sowie der Teilzuleitung 8B für die zweite auch als innere Pumpelektrode bezeichneten Elektrode 8 ist eine elektrisch isolierende Isolierschicht 24 über eine Teillänge T zugeordnet. Die Isolierschicht 24 er- streckt sich von der ringförmigen zweiten Elektrode 8 vorzugsweise nicht über die gesamte Länge des Festelektrolytkörpers beziehungsweise des Meßfühlers 1, sondern liegt lediglich in einem "heißen Bereich" des Meßfühlers 1 vor, der aufgrund der von der Heizung H bereitgestellten Wärme eine Temperatur aufweist, die vorzugsweise höher als circa 300°C liegt. Die Isolierschicht 24 muß sich also nicht über die gesamte Länge der Elektrodenzuleitung 8A erstrecken.
Figur 4b zeigt gegenüber Figur 4a ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, so daß gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Der Unterschied besteht darin, daß in Figur 4b auch die Teilzuleitung 8C für die dritte Elektrode 11 (Nernstelek- trode) die erfindungεge äße Isolierschicht 24 aufweist.
Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V in Figur 4a. Hier sind nochmals die Teilzuleitungen 8B und 8C im Schnitt dargestellt. Hier wird deutlich erkennbar, daß die Isolierschicht 24 die Teilzuleitung 8B vollständig umschließt, wobei die Isolierschicht 24 auch hier vorzugsweise durch zwei Teilschichten 25 und 26 gebildet ist.
Figur 6 zeigt entlang der Linie VI-VI in Figur 4b eine Schnittansicht der Teilzuleitungen 8B und 8C, wobei die Teilzuleitung 8B wie in Figur 5 von der erfindungsgemäßen Isolierschicht 24 umgeben ist. Außerdem ist die Teilzuleitung 8C mit der Isolierschicht 24 ausgestattet, wobei in einer Ausfüh- rungsvariante dargestellt ist, daß die Isolierschicht 24 der Teilzuleitung 8C nicht zweigeteilt, sondern einstückig ausgeführt ist. Figur 7 zeigt entlang der Linie VII-VII in Figur 4b die Elektrodenzuleitung 8A in Schnittansicht, wobei auch die Isolierschicht 24 wiedergegeben ist. Diese umschließt die Elektrodenzuleitung 8A vollständig und ist hier als einstückige Isolierschicht 24 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, hier eine zweigeteilte Isolierschicht vorzusehen.
Aus den Figuren 5 bis 7 ist noch ersichtlich, daß die Festelektrolytkorper 6 und 10 durch aufeinan- derliegende Schichten beziehungsweise Folien gebildet werden, damit die Isolierschichten 24 sowie die Elektroden und Elektrodenzuleitungen quasi aufein- andergestapelt bereitgestellt werden können, so daß sie in einem nachfolgenden Sinterprozeß zum Meßfühler 1 zusammengesetzt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Zuleitung 7A der ersten Elektrode 7 die erfindungsge äße Isolierschicht 24 aufweist. Es ist nicht erforderlich, daß sich diese Isolierschicht 24 über die gesamte Länge der Elektrodenzuleitung 7A erstreckt. Auch hier kann vorgesehen sein, daß sich die Isolierschicht 24 lediglich über die Teillänge T (Figur 4) erstreckt, also in dem Bereich, in dem die Festelektrolytkorper elektrisch leitend sind. Sofern sich also die Isolierschicht 24 lediglich über die Teillänge T erstreckt, ist es dennoch möglich, daß die Schutzschicht 27 die gesamte Länge der Elektrodenzulei-
Schutzschicht 27 liegt auf der Isolierschicht 24 auf; der andere Teil der Schutzschicht 27 ist direkt auf der Elektrodenzuleitung 7A angebracht beziehungsweise umgibt die Elektrodenzuleitung. Die Isolierschicht 24 kann sowohl porös als auch dichtsinternd ausgeführt sein und besteht vorzugsweise aus Aluminiumoxid (A1203) oder weist Aluminiumoxid auf. Sofern eine poröse Isolierschicht 24 vorgesehen ist, ist vorzugsweise zwischen der porösen Isolierschicht 24 und dem/den Festelektrolytkorper (n) 6 und 10 eine gasdichte Barriere (nicht dargestellt) vorgesehen, damit die Elektrodenzuleitungen nicht dem Meßgas ausgesetzt sind.
Die erfindungsgemäße Isolierschicht 24 verhindert, daß die an den Elektroden 7 und 8 vorliegende Pu p- spannung Up in die SensorSpannung beziehungsweise Nernstspannung UN eingekoppelt wird. Es wird also eine resistive Entkopplung bereitgestellt, die zudem in besonders vorteilhafter Weise die sogenannte Lambda=l-Welligkeit der Nernstspannung UN reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrochemischer Meßfühler zum Bestimmen einer Gaskonzentration eines Meßgases mit einem elektrochemischen Element, umfassend eine elektrochemische Pumpzelle, die einen ersten Festelektrolytkorper, eine erste und zweite Elektrode und einen über eine Gaszutrittsöffnung mit einem Meßgasraum verbundenen Gasraum aufweist, in dem eine der beiden Elektroden angeordnet ist, und umfassend eine elektrochemische Sensorzelle, die eine dritte Elektrode, einen zweiten Festelektrolytkorper und einen Referenzgasraum aufweist, in dem eine vierte Elektrode angeordnet ist, wobei die Elektroden der Pump- und Sensorzelle eine Elektrodenzuleitung aufweisen, und wobei jeweils zwischen einer der Elektrodenzuleitungen der ersten und zweiten Elektrode und dem zugehörigen Festelektrolytkorper eine elektrisch isolierende Schicht zumindest bereichsweise vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (24) die Elektrodenzuleitungen (7A,8A) der ersten, zweiten und/oder dritten Elektrode (7,8,11) allseitig zumindest über eine Teillänge (T) der Elektrodenzuleitung (7A, 8A) umgibt.
2. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Elektrode (8,11) eine gemeinsame Elektrodenzuleitung (8A) aufweisen, die sich vorzugsweise kurz vor den Elektroden (8,11) in Teilzuleitungen (8B,8C) aufteilt.
3. Elektrochemischer Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (24) die eine oder beide Teilzuleitungen (8B, 8C) umgibt.
4. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßfühler (1) eine Heizung (H) zugeordnet ist.
5. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillänge (T) , über die sich die elektrisch isolierende Schicht (24) erstreckt, von der -in Längsrichtung des elektrochemischen Meßfühlers (1) gesehen- Temperaturverteilung abhängt.
6. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schicht (24) über den -in Längsrichtung des Meßfühlers (1) gesehen- Bereich der Elektrodenzuleitung (7A,8A) erstreckt, in dem aufgrund der über die Heizung (H) zugeführten Wärme die Festelektrolytkorper (6,10) elektrisch leitend sind.
7. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Elektrodenzuleitung (7A) der ersten Elektrode (7) zugeordnete Isolierschicht (24) von einer Schutzschicht (27) abgedeckt ist.
8. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schutzschicht (27) auch über die keine elektrisch isolierende Schicht (24) aufweisenden Bereiche der Elektrodenzuleitung (7A) der ersten Elektrode (7) erstreckt.
9. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (24) porös oder dichtsinternd ist.
10. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (24) aus Aluminiumoxid (A1203) besteht oder Aluminiumoxid (A1203) aufweist.
11. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (27) aus Zirkonoxid (Zr02) besteht.
12. Elektrochemischer Meßfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer porösen Isolierschicht (24) zwischen dieser und dem/den Festelektrolytkorpe (n) (6,10) eine gasdichte Barriere vorgesehen ist.
13. Verwendung des elektrochemischen Meßfühlers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 zur Bestimmung des Lambda-Wertes von Gasgemischen in Brennkraft aschine .
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