[發(fā)明專利]傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410247919.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104237355A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P.諾爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/407
• 分類號(hào): G01N27/407
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜荔南;胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器、譬如氣體傳感器、例如廢氣傳感器。

背景技術(shù)

許多應(yīng)用需要并使用傳感器。例如，傳感器用作為廢氣傳感器，例如用作為L(zhǎng)ambda探頭、譬如Lambda躍變探頭（Sprungsonde）、Lambda寬帶探頭或者氮氧化物傳感器。

這樣的傳感器常常包括作為有源元件的傳感器元件以及可將傳感器的有源傳感器元件加熱的加熱裝置。在此，在所述傳感器元件的情況下常常使用電極，所述電極施加在電解質(zhì)上，并且基于可能的催化活性以及金屬表面上的可能的氧傳輸而與要測(cè)量的物質(zhì)接觸，并且還與電解質(zhì)接觸以用于裝入或放出氧。因此，電極的材料的共同點(diǎn)是即使在高溫下仍盡可能高度地耐氧化或耐腐蝕。

因此公知的是，電極由作為電極材料的貴金屬制成。這樣的電極于是即使在提高的溫度下仍可以相對(duì)于腐蝕是足夠穩(wěn)定的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主題是一種傳感器，其具有傳感器元件以及尤其是用于加熱傳感器元件的加熱元件，其中傳感器元件具有可暴露于要測(cè)量物質(zhì)的前電極和相對(duì)電極，其中傳感器元件、尤其是前電極和相對(duì)電極能夠通過(guò)電接觸部被電接觸，尤其是其中加熱元件具有導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)、前電極、相對(duì)電極中的至少一個(gè)和電接觸部至少之一至少部分地由多個(gè)彼此連接的顆粒構(gòu)成，其中顆粒至少部分地由貴金屬或貴金屬合金構(gòu)成。

這樣的傳感器尤其是可以低成本地制造，其中傳感器的選擇性和靈敏度同樣是高的。

為此，傳感器首先包括傳感器元件。在此，可以以公知方式將傳感器元件理解成傳感器的有源測(cè)量元件。例如而非限制地，傳感器元件可以基于本身為對(duì)于專業(yè)人員來(lái)說(shuō)針對(duì)氣體傳感器、諸如Lambda探頭或氮氧化物傳感器所公知的構(gòu)造。在此，這樣的傳感器元件可以具有可暴露于要測(cè)量物質(zhì)的前電極和相對(duì)電極，其中傳感器元件、尤其是前電極和相對(duì)電極可以通過(guò)電接觸部被電接觸。在此，相對(duì)電極可以示例性地被構(gòu)造成背電極，或者布置為與前電極相鄰。在此，用語(yǔ)“前電極”和“相對(duì)電極”在本發(fā)明的意義上不應(yīng)理解為限制性的。因此，以對(duì)于專業(yè)人員可清楚認(rèn)識(shí)到的方式，可以設(shè)置僅僅一個(gè)前電極或任意多個(gè)前電極和/或僅僅一個(gè)相對(duì)電極或任意多個(gè)相對(duì)電極，其中所述特征可以以適當(dāng)方式針對(duì)各一個(gè)前電極和/或相對(duì)電極或者針對(duì)任意多個(gè)前電極和/或相對(duì)電極來(lái)設(shè)置。純粹示例性地，可以針對(duì)寬帶Lambda探頭設(shè)置3至4個(gè)電極，諸如內(nèi)泵電極、外泵電極、能斯特電極、參考電極。

因此，可以針對(duì)這樣的傳感器以本身公知的方式將前電極尤其是構(gòu)造為在與要測(cè)量的物質(zhì)、譬如要測(cè)量的氣體相互作用的情況下影響傳感器元件的可改變的電特性。在此，可改變的電特性例如可以包括傳感器元件的電容值、電導(dǎo)值或電阻值。所述特性也可以是通過(guò)薄層離子導(dǎo)體的能斯特電壓或泵電流，其中例如Lambda躍變探頭情況下的電壓和用于Lambda寬帶傳感器的電流可以是優(yōu)選的。在此，特定值可以依賴于氣體的類型以及濃度，使得可以進(jìn)行定性以及定量的測(cè)量。為了檢測(cè)可改變電特性的特定值，電接觸部可以將前電極和相對(duì)電極與對(duì)應(yīng)的測(cè)量設(shè)備接觸。

另外，傳感器或例如傳感器元件尤其是具有用于對(duì)傳感器元件進(jìn)行加熱的加熱元件。該加熱元件尤其是可以用于生成恒定的測(cè)量溫度。在此，可選的加熱元件尤其是包括導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)。在此，加熱結(jié)構(gòu)可以作為加熱裝置的這樣的有源部分，并且因此譬如施加加熱所需的熱。在此，尤其是可以將導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)理解成這樣的結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)可以具有例如處于5歐姆電阻范圍中的電導(dǎo)率，并且在電流導(dǎo)通的情況下尤其是可以生成對(duì)于所期望的應(yīng)用或所期望的熱容而言足夠的焦耳熱。從前面可以看出，加熱結(jié)構(gòu)或其電阻值等等可以與傳感器的所期望的應(yīng)用領(lǐng)域相匹配，因此確切的擴(kuò)展方案可以以對(duì)于專業(yè)人員可理解的方式強(qiáng)烈變動(dòng)。

另外，在前述傳感器的情況下規(guī)定：導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)、前電極、相對(duì)電極中的至少一個(gè)和電接觸部之一至少部分地由貴金屬或貴金屬合金構(gòu)成。在此，導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)、前電極、相對(duì)電極和/或至少一個(gè)電接觸部還至少部分地由多個(gè)彼此連接的顆粒構(gòu)成，其中顆粒至少部分地由貴金屬或貴金屬合金構(gòu)成。

在此，由彼此連接的、也即尤其是導(dǎo)電地彼此連接的顆粒構(gòu)成的前述構(gòu)造與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)電加熱結(jié)構(gòu)、前電極、相對(duì)電極和電接觸部的分別實(shí)心的構(gòu)造相比實(shí)現(xiàn)了顯著優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)于這些顆粒，所述顆粒至少部分地由貴金屬或貴金屬合金構(gòu)造。在此，貴金屬合金可以是如下的合金：該合金具有貴金屬和至少一種另外的金屬或者多種貴金屬，例如可以僅僅由貴金屬構(gòu)成。