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1. (WO2008083873) GESCHICHTETES FESTELEKTROLYT-GASSENSORELEMENT ZUR BESTIMMUNG EINER PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFT EINES MESSGASES
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Ansprüche

1. Sensorelement für einen Gassensor zur Bestimmung einer physikalischen Eigenschaft eines Messgases, insbesondere der Konzentration einer Gaskomponente im Messgas, mit einem aus mindestens zwei Keramikschichten (11 bis 15) zusammengesetzten Sensorkörper (10), der einen Messgasraum (27) mit einen über eine Diffusionsbarriere (31) erfolgenden
Messgaszutritt aufweist, mit einer dem Messgas ausgesetzten ersten Elektrode (23) und einer im Messgasraum (27) angeordneten zweiten Elektrode (29) und mit einem im Sensorkörper

(10) angeordneten Heizelement (16), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (23) in einer zwischen dem Messgasraum (27) und dem Heizelement (16) liegenden Schichtebene angeordnet ist.

2. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (23) in einem parallel zur Schichtung der Keramikschichten (11 bis 15) verlaufenden Kanal (22) angeordnet ist, der in einer quer zur Schichtung sich erstreckenden Außenwandfläche (101) des Sensorkörpers (10) frei mündet.

3. Sensorelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite
Elektrode (23, 29) planparallel zueinander angeordnet und so bemessen sind, dass die aufeinanderprojizierten Elektrodenflächen eine Mindestüberdeckung aufweisen die größer als 25% der Elektrodenfläche der kleineren der beiden Elektroden (23, 29) ist.

4. Sensorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im
Messgasraum (27) eine dritte Elektrode (30) planparallel zu der zweiten Elektrode (29) angeordnet ist und vorzugsweise dass die Elektrodenfläche der dritten Elektrode (30) gleich der Elektrodenfläche der zweiten Elektrode (29) bemessen ist.

5. Sensorelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messgasraum (27) in einer zwischen zwei Keramikschichten (13, 15) liegenden Zwischenschicht (14) ausgebildet ist, dass die erste und zweite Elektrode (23, 29) an der dem Heizelement (16) näher liegenden Keramikschicht (13) auf deren voneinander abgekehrten Oberflächen und die dritte Elektrode (30) auf der den Messgasraum (27) begrenzenden Oberfläche der vom Heizelement (16) weiter entfernt liegenden Keramikschicht (15) angeordnet ist.

6. Sensorelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (14) aus einem Festelektrolyten besteht.

7. Sensorelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die relative
Anordnung von Heizelement (16) und Elektroden (23, 29, 30) zueinander so getroffen ist, dass die an einem Festelektrolyten anliegende Elektrodenfläche der Elektroden (23, 29,30), die dem Heizelement (16) näher liegt als die andere Elektrodenfläche, von der den Elektroden (23, 29,30) zugekehrten Oberfläche des Heizelements (16) jeweils einen Abstand s, t, u aufweisen, der für die erste Elektrode (29) s≤300μm, vorzugsweise s≤150μm, für die zweite Elektrode (29) t≤450μm, vorzugsweise t≤250μm und für die dritte Elektrode (30) u≤500μm, vorzugsweise u≤300μm, ist und die Abstände s, t, u den Bedingungen l,5t>s und l,5u>s genügen.

8. Sensorelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorkörper (10) eine Referenzelektrode (35) so angeordnet ist, dass der Abstand v ihrer dem Heizelement (16) nächstliegenden, an dem Festelektrolyten anliegenden Elektrodenfläche von der der Referenzelektrode (35) zugekehrten Oberfläche des Heizelements (16) v≤500μm, vorzugsweise v≤300μm, ist und den Bedingungen l,5t>v und l,5u>v genügt.

9. Sensorelement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenschicht (14) ein Referenzgaskanal (40) ausgebildet ist und dass die
Referenzelektrode (35) innerhalb des Referenzgaskanals (40) an einer den Referenzgaskanal (40) begrenzenden Oberfläche der die Zwischenschicht (14) einschließenden
Keramikschichten (13; 15) angeordnet ist.

10. Sensorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (23) mit der zweiten Elektrode (29) und den dazwischenliegendem Festelektrolyten als Pumpzelle betrieben ist.

11. Sensorelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Referenzelektrode (35) mit der dritten Elektrode (30) und den Festelektrolyten eine Messoder Nernstzelle bildet.