Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Haupt¬ anspruchs.

Eine solche Vorrichtung gilt als bekannt (DE-P 41 02 741.8; Fig. 2b). Mit dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch nur eine potentiometrische Messung der Konzentration von Stickoxiden, z.B. NO mit vergleichsweise schlechter Empfindlichkeit dadurch möglich, daß ohne Stromfluß durch die beiden elektrochemischen Halbzel len die sich von selbst einstel lende Potentialdifferenz zwischen einer der Elektroden und der Gegenelektrode gemessen wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine gattungs¬ gemäße Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so weiter auszugestalten, daß eine Messung von NO mit deutlich verbesserter Empfindlichkeit möglich wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erf indung sind in dpn Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird hierbei zwischen der Meßelektrode und der Gegen¬ elektrode eine variable Spannung angelegt, wodurch sich ein durch die Gegenelektrode austretender elektrischer Strom ergibt, der eine Funktion der Konzentration in NO im Meßgas darstellt. Die ausgelegte Spannung wird dabei so nachgeführt, daß sich ein konstantes Potential zwischen der Meß- und der Referenzelektrode ergibt. Die gemessene Stromstärke ist durch die Kinetik der ablaufenden Elektrodenreaktionen begrenzt, welche durch die Anwesenheit von NO verändert wird. Deshalb erweist sich als wichtige Grundlage der Auswahl des Elektrodenmaterials die katalytische Wirkung dieses Materials auf NO. Als Elektrodenmaterialien kommen hier perowskitische Verbindungen der Form Ln_. AMO„ in Frage, wobei hier Ln ein Element der Reihe Sc, Y, L oder ein Vertreter der Lanthaniden (Ordnungszahl 58-71 ), A zumindest ein Element der zweiten Hauptgruppe, M zumindest ein Elemet der Übergangsmetalle Cr, Mn, Fe, Co ist und x zwischen 0,01 und 0,5 liegt.

Ferner lassen sich Querempfindlichkeiten, d.h. die Empfindlichkeit auf andere Gase im Gasgemisch durch Wahl des Materials der beiden Elektroden gezielt minimieren. Entscheidend erweist sich auch hier die katalytische Wirkung auf NO.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Figur 1 eine erste Ausführungsform der Anordnung, im schematischen

Querschnitt;

Figur 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 , in Draufsicht;

Figur 3 den prinzipiel len Aufbau der Messanordnung;

Figur 4 eine Kennlinienschar des zwischen Meß- und Gegenelektrode fließenden Stromes über der angelegten Spannung U mit der Konzentration an NO als Parameter;

Figur 5 ein Diagramm des fließenden Stromes in Abhängigkeit von NO; und

Figur 6 ein Diagramm über einen Langzeittest.

Der Träger 41 für die elektrochemische Zelle, vorzugsweise L0 ₃ weist auf dessen einer Seite 7 die Gegenelektrode 40, darüber eine poröse

Schicht eines anionenleitenden Festelektrolyten, vorzugsweise yttriumdotiertes Zirkondioxid (8 Mol-%) und darüber die Referenz- 1 1a und Meßelektroden 11b auf, die nachfolgend noch näher erläutert werden. Bei dieser Anordnung muß die Meßelektrode 1 1b in Draufsicht die Gegenelektrode 40 gänzlich überdecken. Ferner ist auf der einen Seite 7 des keramischen Plättchens 41 ein die elektrochemische Zelle umschließender Temperaturfühler 8 vorgesehen. Auf der Rückseite 9 des Trägers 41 ist eine Widerstandsheizschicht 10 vorgesehen, die in Draufsicht mäanderförmig aufgebracht sein kann.

Auf der Oberseite der als Festelektrolytschicht dienenden dünnen Schicht 6 sind zwei verschiedene Elektroden, nämlich eine Referenzfläche 1 1a und eine Meßelektrode 1 1b, die vorzugsweise perowskitische Materialien der Summenformel Ln. I ^— Λ A Λ MO. «____) (x = 0,01 bis 0,5) aufweisen, in Form dünner Schichten aufgebracht, die jeweils voneinander beabstandet angeordnet sind.

Diese mittels Siebdrucktechnik und anschließendem Sintern hergestellte Vorrichtung in Planar- bzw. Dickschichttechnologie weist eine äußerst geringe Masse und kleine Einbaumaße auf und benötigt darüber hinaus nur ein kleines Gehäuse als Halterung.

Zum Abgriff des Meßstromes sowie der Zuführung der Meßspannung sowie zur Beheizung der Widerstandsheizschicht 10 sind auf dem Träger 41 Metallschichten in Form von aufgedruckten Leiterbahnen 25 vorgesehen.

In Fig. 3 ist der prinzipielle Aufbau der eingesetzten amperometrischen Meßanordnung dargestellt. Zwischen der Meßelektrode 11b und der Gegen¬ elektrode 40 wird eine Spannung U 31 angelegt und der durch die Me߬ elektrode 1 1b, den Festelektrolyten, vorzugsweise YSZ (8 Mol-%) uπj die Gegenelektrode 40 als fließenden Strom I gemessen. Dabei wird die Spannung U 31 so nachgeführt, daß sich eine konstante Potentialdifferenz

U 30 zwischen der Meßelektrode 1 1b und Referenzelektrode 1 1 a ergibt, n

In jedem Falle sollte der Festelektrolyt ein 0 „ -Anionenleiter, wie wie beispielsweise ZrO„ oder CeO ^ sein.

Demgemäß ist in Fig. 2 eine Spannungsquelle 31 zwischen den Elektroden 1 1b und 40, ein Strommeßgerät 20 zwischen der Zuleitung zur Me߬ elektrode und der Zuleitung zur Gegenelektrode und ein Spannungsme߬ gerät 30 zwischen Meß- 11b und Referenzelektrode 1 1 a geschaltet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ergibt sich für jede Konzentration von NO eine Kurve des Stroms in Abhängigkeit der Spannung. Bei konstanter Spannung

U _, variiert somit der Strom zwischen dem Wert l . und I ^K ° Konz?

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit des Stromes von der Konzentration von NO einer erfindungsgemäßen Anordnung mit ^a 0 8 ^Sr 0 2 ^Mn0 3 ^{als E lektroden material} - ^{D |} e Langzeitstabilitat des Meßsignals (I) bei O und 2725 ppm NO-Konzentration ergibt sich ohne weiteres aus dem Diagramm gemäß Fig. 6.