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1. WO2011069733 - FESTELEKTROLYTSENSOR MIT ZWEI PUMPZELLEN ZUR MESSUNG VON STICKOXIDEN

Veröffentlichungsnummer WO/2011/069733
Veröffentlichungsdatum 16.06.2011
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2010/065865
Internationales Anmeldedatum 21.10.2010
IPC
G01N 27/419 2006.01
GSektion G Physik
01Messen; Prüfen
NUntersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Bestimmen ihrer chemischen oder physikalischen Eigenschaften
27Untersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Anwendung elektrischer, elektrochemischer oder magnetischer Mittel
26durch Untersuchen elektrochemischer Größen; Anwendung der Elektrolyse oder der Elektrophorese
416Messsysteme
417die Messzellen und Messsonden auf Fest-Elektrolyt-Basis benutzen
419Kombination von Pumpmesszellen und Konzentrationsmesszellen für Sauerstoff, die die Bestimmung von Spannungen oder Strömen einschließen
CPC
G01N 27/406
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
403Cells and electrode assemblies
406Cells and probes with solid electrolytes
G01N 27/409
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
403Cells and electrode assemblies
406Cells and probes with solid electrolytes
407for investigating or analysing gases
409Oxygen concentration cells
G01N 27/41
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
403Cells and electrode assemblies
406Cells and probes with solid electrolytes
407for investigating or analysing gases
41Oxygen pumping cells
G01N 27/419
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
27Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
26by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
416Systems
417using cells ; , i.e. more than one cell; and probes with solid electrolytes
419Measuring voltages or currents with a combination of oxygen pumping cells and oxygen concentration cells
G01N 7/00
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
7Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
Anmelder
  • ROBERT BOSCH GMBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • LIEMERSDORF, Dirk [DE]/[DE] (UsOnly)
  • SILLMANN, Benjamin [DE]/[DE] (UsOnly)
  • CRAMER, Berndt [DE]/[DE] (UsOnly)
Erfinder
  • LIEMERSDORF, Dirk
  • SILLMANN, Benjamin
  • CRAMER, Berndt
Gemeinsamer Vertreter
  • ROBERT BOSCH GMBH
Prioritätsdaten
10 2009 047 697.009.12.2009DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) FESTELEKTROLYTSENSOR MIT ZWEI PUMPZELLEN ZUR MESSUNG VON STICKOXIDEN
(EN) SOLID ELECTROLYTE SENSOR HAVING TWO PUMP CELLS FOR MEASURING NITROGEN OXIDES
(FR) CAPTEUR À ÉLECTROLYTE SOLIDE AVEC DEUX CELLULES DE POMPAGE POUR LA MESURE DES OXYDES D'AZOTE
Zusammenfassung
(DE)
Es wird Verfahren zur Erfassung eines Anteils mindestens einer Gasspezies in einem Messgasraum (112) vorgeschlagen. Dabei wird mindestens ein Sensorelement (110) verwendet. Das Sensorelement (110) weist mindestens eine Sauerstoffreduktions-Pumpzelle (127) zur Aufkonzentration der Gasspezies auf. Das Sensorelement (110) weist weiterhin mindestens eine der Sauerstoffreduktions-Pumpzelle (127) nachgeschaltete Pumpzelle (152) mit mindestens zwei Pumpelektroden (128, 150, 154) auf. Weiterhin weist das Sensorelement (110) mindestens eine gasdichte Kammer (148) auf. Mindestens eine der Pumpelektroden (128, 150, 154) ist mit durch die Sauerstoffreduktions-Pumpzelle (127) aufkonzentriertem Gas aus dem Messgasraum (112) beaufschlagbar. Mindestens eine weitere der Pumpelektroden (128, 150, 154) ist in der gasdichten Kammer (148) angeordnet. Weiterhin ist mindestens eine Messelektrode (150, 154) in der gasdichten Kammer (148) angeordnet. Die Sauerstoffreduktions-Pumpzelle (127) und die Pumpzelle (152) sind galvanisch getrennt sind. Das Verfahren weist folgende Phasen auf: - eine Initialisierungsphase, wobei in der Initialisierungsphase ein Herstellen oder Wiederherstellen eines definierten Ausgangszustands in der gasdichten Kammer (148) durch Pumpen erfolgt, und eine Akkumulationsphase, wobei in der Akkumulationsphase eine Akkumulation einer Menge an Sauerstoff in der gasdichten Kammer (148) durch Pumpen über die Pumpzelle (152) erfolgt, wobei die Menge an Sauerstoff ein Maß für einen Anteil der Gasspezies in dem Messgas darstellt. Aus einem Potenzialverlauf des Potenzials der Messelektrode (150, 154) wird auf den Anteil der Gasspezies geschlossen.
(EN)
The invention relates to a method for detecting a ratio of at least one gas species in a gas measurement chamber (112). At least one sensor element (110) is used in doing so. The sensor element (110) according to the invention has at least one oxygen reduction pump cell (127) for concentrating the gas species. The sensor element (110) further has at least one pump cell (152) downstream of the oxygen reduction pump cell (127) having at least two pump electrodes (128, 150, 154). The sensor element (110) further has at least one gas-tight chamber (148). At least one of the pump electrodes (128, 150, 154) can be impinged by gas from the gas measurement chamber (112) concentrated by the oxygen reduction pump cell (127). At least one other of the pump electrodes (128, 150, 154) is arranged in the gas-tight chamber (148). Furthermore, at least one measurement electrode (150, 154) is arranged in the gas-tight chamber (148). The oxygen reduction pump cell (127) and the pump cell (152) are galvanically separated. The method comprises the following phases: an initialization phase, wherein a defined initial state is established or reestablished in the gas-tight chamber (148) by pumps in the initialization phase, and an accumulation phase, wherein a volume of oxygen is accumulated in the gas-tight chamber (148) by pumps via the pump cell (152) in the accumulation phase, wherein the volume of oxygen represents a measurement for a ratio of the gas species in the measurement gas. A ratio of the gas species is decided upon from a potential curve of the potential of the measurement electrode (150, 154).
(FR)
L'invention concerne un procédé de détermination de la proportion d'au moins une espèce gazeuse dans une chambre de mesure (112), en utilisant au moins un élément capteur (110). L'élément capteur (110) comprend au moins une cellule de pompage (127) de réduction de l'oxygène pour la concentration des espèces gazeuses. L'élément capteur (110) comprend en outre au moins une cellule de pompage (152) montée en aval d'une cellule de pompage (127) de réduction de l'oxygène, avec au moins deux électrodes de pompage (128, 150, 154). Par ailleurs, l'élément capteur (110) possède au moins une chambre étanche au gaz (148). Au moins l'une des électrodes de pompage (128, 150, 154) peut être mise au contact du gaz concentré par la cellule de pompage (127) de réduction de l'oxygène en provenance de l'espace de mesure du gaz (112). Au moins une autre des électrodes de pompage (128, 150, 154) est placée dans la chambre étanche au gaz (148). Par ailleurs, au moins une électrode de mesure (150, 154) est disposée dans la chambre étanche au gaz (148). La cellule de pompage (127) de réduction de l'oxygène et la cellule de pompage (152) sont isolées galvaniquement l'une de l'autre. Le procédé comprend les étapes suivantes : - une étape d'initialisation dans laquelle a lieu l'établissement ou le rétablissement d'un état de départ défini dans la chambre étanche au gaz (148) par pompage ; et - une étape d'accumulation dans laquelle une quantité d'oxygène est accumulée dans la chambre étanche au gaz (148) par pompage à l'aide de la cellule de pompage (152), la quantité d'oxygène constituant une mesure de la proportion des espèces gazeuses dans le gaz de mesure. La proportion des espèces gazeuses est déterminée à partir de l'allure du potentiel de l'électrode de mesure (150, 154).
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