Electrochemical sensing element for oxygen measurement in gases

Abstract

Abstract Translated from German Es wird ein elektrochemischer Meßfühler vorgeschlagen, der zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, insbesondere in Abgasen von Brennkraftmaschinen dient. Der Meßfühler besitzt ein in der Längsbohrung eines Metallgehäuses angeordnetes Festelektrolytrohr, das aus sauerstoffionen-leitendem Material besteht und auf seiner Außenseite eine mit einer porösen Schicht bedeckte Meßelektrode trägt; diese Meßeiektrode wirkt katalysierend auf das Meßgas und ist porös. Auf der Innenseite des Festelektrolytrohres befindet sich eine Bezugselektrode, die einem Bezugsstoff (z. B. Luftsauerstoff) ausgesetzt ist. Der nach dem potentiometrischen oder polarographischen Prinzip arbeitende Meßfühler enthält im Innenraum des Festelektrolytrohres ein stabförmiges Heizelement, das den Querschnitt des Festelektrolytrohr-Innenraumes im wesentlichen ausfüllt und dessen Anschlußdrähte für ein elektrisches Widerstandselement flexibel aus dem Heizelement herausragen. Zur Abstutzung des Heizelementes in Längsrichtung im Festelektrolytrohr-Innenraum kann pulver- oder faserförmiges Keramikmaterial Verwendung finden. An electrochemical sensor is proposed which is used to determine the oxygen content in gases, in particular in exhaust gases from internal combustion engines. The sensor has a solid electrolyte tube which is arranged in the longitudinal bore of a metal housing and which consists of material which conducts oxygen ions and which has a measuring electrode covered on the outside with a porous layer; this measuring electrode acts as a catalyst for the measuring gas and is porous. On the inside of the solid electrolyte tube there is a reference electrode, which is exposed to a reference material (e.g. atmospheric oxygen). The sensor, which operates according to the potentiometric or polarographic principle, contains in the interior of the solid electrolyte tube a rod-shaped heating element which essentially fills the cross section of the interior of the solid electrolyte tube and whose connecting wires for an electrical resistance element protrude flexibly from the heating element. Powder or fiber-shaped ceramic material can be used to support the heating element in the longitudinal direction in the interior of the solid electrolyte tube.

Inventors

• 👤 Helmut Dipl.-Ing. Weyl

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