DE102004047602A1 - Sensor unit for determining a sample gas parameter - Google Patents

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Berndt Cramer
Detlef Heimann
Bernd Schumann
Joerg Ziegler
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Robert Bosch GmbH
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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Abstract

Es wird eine Sensoreinheit zur Bestimmung eines physikalischen Parameters eines Messgases, insbesondere eines Sauerstoffgehaltes in einem Abgas einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten elektrochemischen, wenigstens einen Festelektrolyten und eine erste Elektrode (5) umfassenden Messzelle (1) zum Erzeugen eines ersten Messsignals, wobei vor der ersten Elektrode (5) ein erstes Diffusionswiderstandselement (6) angeordnet ist, vorgeschlagen, womit die Messgenauigkeit weiter verbessert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens eine zweite elektrochemische, wenigstens einen Festelektrolyten und eine zweite Elektrode (8) umfassende Messzelle (2) zum Erzeugen eines zweiten Messsignals vorgesehen ist, wobei vor der zweiten Elektrode (8) ein zweites Diffusionswiderstandselement (9) angeordnet ist, das einen zum ersten Diffusionswiderstandselement (5) unterschiedlichen Diffusionswiderstand für den Messgasdruck aufweist.It becomes a sensor unit for determining a physical parameter a measuring gas, in particular an oxygen content in an exhaust gas an internal combustion engine, with a first electrochemical, at least a solid electrolyte and a first electrode (5) Measuring cell (1) for generating a first measuring signal, wherein before the first electrode (5) a first diffusion resistance element (6) is arranged, proposed, whereby the measurement accuracy continues is improved. This is achieved by having at least one second electrochemical, at least one solid electrolyte and a second electrode (8) comprising measuring cell (2) for generating a second measuring signal is provided, wherein in front of the second electrode (8) a second diffusion resistance element (9) is arranged, the one different from the first diffusion resistance element (5) Diffusion resistance for having the sample gas pressure.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zur Bestimmung eines Messgasparameters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a sensor unit for determining a sample gas parameter according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik:State of the art:

Beispielsweise im Abgastrakt von Fahrzeugen werden zur Dosierung der Einspritzungen und zum Regeln des Lambdawertes sogenannte Lambdasonden in unterschiedlichsten Varianten eingesetzt. Entsprechende Lambdasonden weisen u. a. eine planare Sensoreinheit mit einer ersten und einer zweiten Festelektrolytfolie auf, zwischen denen ein Messgasraum ausgebildet ist. Dem Messgasraum in Strömungsrichtung des Gases vorgeschaltet ist eine Diffusionsbarriere. Das außerhalb der Sensoreinheit befindliche Messgas kann über eine in die erste Festelektrolytfolie eingebrachte Messgasöffnung und über die Diffusionsbarriere in den Messgasraum gelangen.For example In the exhaust tract of vehicles are used to dose the injections and for regulating the lambda value so-called lambda probes in a wide variety Variants used. Corresponding lambda sensors have u. a. a planar sensor unit with a first and a second solid electrolyte foil on, between which a measuring gas space is formed. The sample gas chamber in the flow direction upstream of the gas is a diffusion barrier. The outside the sensor unit located measuring gas can via a in the first solid electrolyte foil introduced sample gas opening and over enter the diffusion barrier in the sample gas space.

Im Messgasraum ist eine sogenannte Innenpumpelektrode und eine sogenannte Nernstelektrode angeordnet. Die Innenpumpelektrode bildet zusammen mit einer auf einer Außenfläche der Sensoreinheit aufgebrachten, sogenannten Außenpumpelektrode und dem zwischen der Innenpumpelektrode und der Außenpumpelektrode liegenden Bereich der ersten Elektrolytfolie eine sogenannte, elektrochemische Pumpzelle.in the Sample gas space is a so-called inner pump electrode and a so-called Nernst electrode arranged. The inner pump electrode forms together with one on an outer surface of the Sensor unit applied, so-called outer pumping electrode and the between the inner pump electrode and the outer pump electrode lying Area of the first electrolyte foil a so-called, electrochemical Pumping cell.

Die Nernstelektrode wirkt mit einer mit einem Referenzgas in Kontakt stehenden, sogenannten Referenzelektrode und mit dem zwischen der Nernstelektrode und der Referenzelektrode angeordneten Festelektrolyten zusammen, diese Elemente bilden eine sogenannte, elektrochemische Nernstzelle, mit der der Sauerstoffpartialdruck im Messgasraum bestimmt wird.The Nernst electrode is in contact with a reference gas standing, so-called reference electrode and with the between the Nernst electrode and the reference electrode arranged solid electrolyte Together, these elements form a so-called, electrochemical Nernst cell, with which the oxygen partial pressure in the sample gas chamber is determined becomes.

Durch die Pumpzelle wird durch Anlegen einer Pumpspannung derart Sauerstoff in den oder aus dem Messgasraum gepumpt, dass im Messgasraum ein Sauerstoffpartialdruck von ungefähr 10–7, was Lambda = 1 entspricht, vorliegt. Hierzu wird die Pumpspannung mittels einer Auswerteelektronik so geregelt, dass die an der Nernstzelle anliegende Nernstspannung einem Sollwert von beispielsweise 450 mV entspricht. Bei magerem Abgas wird aufgrund dieser Regelung der gesamte durch die Diffusionsbarriere strömende Sauerstoff durch die Pumpzelle abgepumpt. Da die Menge des durch die Diffusionsbarriere strömenden Sauerstoffs ein Maß für den Sauerstoffpartialdruck des Messgases ist, kann anhand des Pumpstroms auf den Sauerstoffpartialdruck im Messgas geschlossen werden. Bei fettem Abgas diffundieren oxidierbare Bestandteile des Messgases, beispielsweise Kohlenwasserstoffe, H2 oder CO, durch die Diffusionsbarriere in den Messgasraum. Die oxidierbaren Bestandteile des Messgases reagieren mit dem durch die Pumpzelle in den Messgasraum gepumpten Sauerstoff. Wiederum kann aufgrund des Pumpstroms auf den Sauerstoffbedarf im Abgas geschlossen werden.As a result of the pumping cell, oxygen is pumped into or out of the measuring gas space by applying a pumping voltage such that an oxygen partial pressure of approximately 10 -7 , which corresponds to lambda = 1, is present in the measuring gas space. For this purpose, the pumping voltage is controlled by means of evaluation so that the Nernst voltage applied to the Nernst cell corresponds to a setpoint value of, for example, 450 mV. In the case of lean exhaust gas, as a result of this regulation, the entire oxygen flowing through the diffusion barrier is pumped out through the pumping cell. Since the amount of oxygen flowing through the diffusion barrier is a measure of the oxygen partial pressure of the measurement gas, the oxygen partial pressure in the measurement gas can be deduced from the pumping current. With rich exhaust gas, oxidizable constituents of the measurement gas, for example hydrocarbons, H 2 or CO, diffuse through the diffusion barrier into the measurement gas space. The oxidizable constituents of the measuring gas react with the oxygen pumped through the pumping cell into the measuring gas space. Again, due to the pumping current, the oxygen demand in the exhaust gas can be deduced.

Die Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks und -bedarfs setzt voraus, dass das Messgas sich im thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Ist dies nicht der Fall, liegen also oxidierbare und reduzierbare Gaskomponenten nebeneinander vor, so wird das Messergebnis verfälscht, da die oxidierbaren und die reduzierbaren Gaskomponenten unterschiedliche Diffusionskonstanten aufweisen können und somit unterschiedlich schnell durch die Diffusionsbarriere in den Messgasraum diffundieren.The Determination of the oxygen partial pressure and demand presupposes that the sample gas is in thermodynamic equilibrium. If this is not the case, then are oxidizable and reducible Gas components next to each other before, the measurement result is falsified because the oxidizable and the reducible gas components have different diffusion constants can have and thus at different speeds through the diffusion barrier in the Diffuse sample gas space.

Ein ähnlicher Effekt tritt bei fettem Abgas auf, bei dem nahezu keine reduzierbaren Komponenten vorliegen. Fettes Abgas enthält beispielsweise die Komponenten H2, CO und Kohlenwasserstoffe und wird als sogenanntes Mehrkomponentengas bezeichnet. Die Anteile der verschiedenen Komponenten können jedoch variieren. Da die verschiedenen Komponenten unterschiedliche Diffusionskoeffizienten aufweisen, wird das Messergebnis bei unterschiedlichen Zusammensetzungen eines fetten Abgases verfälscht. Derartige Ungleichgewichtsmessgase oder Mehrkomponentenmessgase treten insbesondere während der Regenerierphase von Dieselpartikelfiltern oder im Fettabgas, beispielsweise während der Regenerierung eines NOx-Speicherkatalysators, auf.A similar effect occurs with rich exhaust gas, in which there are almost no reducible components. Fat exhaust gas contains, for example, the components H 2 , CO and hydrocarbons and is referred to as a so-called multicomponent gas. However, the proportions of the various components may vary. Since the different components have different diffusion coefficients, the measurement result is falsified with different compositions of a rich exhaust gas. Such non-equilibrium measurement gases or multicomponent measurement gases occur in particular during the regeneration phase of diesel particulate filters or in the exhaust gas, for example during the regeneration of a NO x storage catalytic converter.

Aus der DE 100 13 882 A1 ist weiterhin bekannt, einen Bereich der Diffusionsbarriere mit einem katalytisch aktiven Material zu versehen. Durch das katalytisch aktive Material wird die Reaktion der oxidierbaren mit den reduzierbaren Komponenten des Ungleichgewichtsmessgases beschleunigt, so dass das Messgas nach Durchströmen des Bereichs der Diffusionsbarriere mit dem katalytisch aktiven Material im thermodynamischen Gleichgewicht vorliegt. In ähnlicher Weise bewirkt das katalytisch aktive Material eine Reaktion der Komponenten des Mehrkomponentenmessgases, wodurch das Mehrkomponentenmessgas weitgehend unabhängig von der ursprünglichen Zusammensetzung in einer definierten Zusammensetzung, im Wesentlichen H2 und CO, vorliegt.From the DE 100 13 882 A1 It is also known to provide a region of the diffusion barrier with a catalytically active material. The catalytically active material accelerates the reaction of the oxidizable with the reducible components of the unbalanced measuring gas so that the measuring gas is in thermodynamic equilibrium after flowing through the diffusion barrier area with the catalytically active material. Similarly, the catalytically active material effects a reaction of the components of the multicomponent measuring gas, whereby the multicomponent measuring gas is largely independent of the original composition in a defined composition, essentially H 2 and CO.

Nachteilig bei bisherigen Sonden ist darüber hinaus die Abhängigkeit des Messsignals vom Druck des Messgases, so dass sich z.B. Druckänderungen des Messgases störend auf die Messgenauigkeit auswirken.adversely in previous probes is beyond the dependence of the measurement signal from the pressure of the measurement gas, so that e.g. Pressure changes of the Measuring gas interfering affect the measurement accuracy.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung:Task and advantages of Invention:

Aufgabe der Erfindung ist, demgegenüber, eine Sensoreinheit zur Bestimmung eines physikalischen Parameters eines Messgases, insbesondere eines Sauerstoffgehalts in einem Abgas einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten elektrochemischen, wenigstens einen Festelektrolyten und eine erste Elektrode umfassenden Messzelle zum Erzeugen eines ersten Messsignals, vorzuschlagen, womit die Messgenauigkeit weiter verbessert wird.task the invention is, in contrast, a Sensor unit for determining a physical parameter of a Measuring gas, in particular an oxygen content in an exhaust gas of a Internal combustion engine, with a first electrochemical, at least a solid electrolyte and a first electrode comprising measuring cell for generating a first measurement signal to suggest, thus the measurement accuracy is further improved.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Sensoreinheit der einleitend genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.These Task is, starting from a sensor unit mentioned in the introduction Art, solved by the characterizing features of claim 1. By in the subclaims mentioned measures are advantageous embodiments and further developments of the invention possible.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Sensoreinheit dadurch aus, dass wenigstens eine zweite elektrochemische, wenigstens einen Festelektrolyten und eine zweite Elektrode umfassende Messzelle zum Erzeugen eines zweiten Messsignals vorgesehen ist, wobei insbesondere in Strömungsrichtung des Messgases vor der zweiten Elektrode ein zweites Diffusionswiderstandselement angeordnet ist, das einen zum ersten Diffusionswiderstandselement unterschiedlichen Diffusionswiderstand für den Messgasdruck bzw, eine zum ersten Diffusionswiderstandselement unterschiedliche Druckabhängigkeit aufweist. Das bedeutet, dass deren Grenzströme unterschiedlich druckabhängig sind.Accordingly is a sensor unit according to the invention characterized in that at least one second electrochemical, at least one Solid electrolyte and a second electrode comprising measuring cell is provided for generating a second measurement signal, in particular in the flow direction of the measuring gas in front of the second electrode, a second diffusion resistance element is arranged is that different from the first diffusion resistance element Diffusion resistance for the sample gas pressure or, one to the first diffusion resistance element having different pressure dependence. This means that their limit currents are different pressure-dependent.

Mit Hilfe der beiden, unterschiedlich druckabhängigen Messzellen und der hiermit erzeugten unterschiedlich druckabhängigen Messsignale kann in vorteilhafter Weise der Störeinfluss aufgrund des Messgasdrucks bzw. aufgrund von Druckänderungen des Messgases bestimmt werden.With Help of the two different pressure-dependent measuring cells and the hereby generated differently pressure-dependent measurement signals can in Advantageously, the interference due to the sample gas pressure or due to pressure changes be determined of the sample gas.

Einerseits kann der erfindungsgemäß bestimmte Störeinfluss vom eigentlich zu bestimmenden Parameter des Messgases eliminiert werden, so dass sich die Messgenauigkeit des Messparameters entscheidend verbessert. Andererseits kann der Störeinfluss je nach Anwendungsfall als weiterer, zweiter Parameter des Messgases für unterschiedlichste Verwendungen zur Verfügung gestellt werden.On the one hand can the inventively certain interference effect eliminated from the actually to be determined parameters of the sample gas so that the measurement accuracy of the measurement parameter is crucial improved. On the other hand, the interference can depending on the application as another, second parameter of the sample gas for a wide variety of uses to disposal be put.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinheit als Multifunktionssensoreinheit zur Bestimmung wenigstens zweier physikalischer Parameter des Messgases ausgebildet. Beispielsweise ist die Sensoreinheit als Lambdasonde zur Bestimmung des Lambdawertes und als Drucksensor zur Bestimmung eines Drucks, insbesondere des Absolutdrucks und/oder von Druckänderungen, des Messgases ausgebildet. Entsprechend dieser Ausführungsvarianten der Erfindung wird die Einsatzmöglichkeit der Sensoreinheit wesentlich erhöht. Darüber hinaus verringert, bei vergleichbarer Funktionalität, eine entsprechend ausgebildete Multifunktionssensoreinheit den konstruktiven Aufwand gegenüber mehreren, einzelnen Sensoreinheiten.In A particular embodiment of the invention is the sensor unit as a multifunction sensor unit for determining at least two formed physical parameter of the measuring gas. For example is the sensor unit as a lambda probe for determining the lambda value and as a pressure sensor for determining a pressure, in particular the Absolute pressure and / or pressure changes, the Measuring gas formed. According to these embodiments of the invention becomes the application possibility the sensor unit substantially increased. Furthermore reduced, with comparable functionality, a suitably trained Multifunction sensor unit the design effort compared to several, individual sensor units.

Vorteilhafterweise ist eine Kontrolleinheit zum Vergleich wenigstens der beiden unterschiedlich druckabhängigen Messsignale der ersten Messzelle und der zweiten Messzelle vorgesehen. Ein derartig vorteilhafter Vergleich der beiden Messsignale gewährleistet eine besonders einfache Bestimmung des Störeinflusses bzw. der Störgröße und/oder die vorteilhafte Identifizierung der entsprechenden Messfehler. Der erfindungsgemäße Vergleich der beiden Messsignale kann beispielsweise mit Hilfe einer Differenzbildung und/oder einer Verhältnisbildung, u.s.w. der beiden Messsignale umgesetzt werden.advantageously, is a control unit for comparing at least the two different pressure-dependent measurement signals provided the first measuring cell and the second measuring cell. Such an advantageous Comparison of the two measuring signals ensures a particularly simple Determination of the interference or the disturbance and / or the advantageous identification of the corresponding measurement errors. The comparison according to the invention the two measurement signals can, for example, by means of a difference and / or a ratio formation, etc. the two measurement signals are implemented.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einer der Diffusionswiderstände bzw. einer der Diffusionsbarrieren derart ausgebildet, dass eine sogenannte Knudsendiffusion verwirklicht wird. Insbesondere der andere Diffusionswiderstand bzw. die andere Diffusionsbarriere ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass eine sogenannte Gasphasendiffusion verwirklicht wird.In a preferred embodiment the invention is at least one of the diffusion resistors or one of the diffusion barriers is formed such that a so-called Knudsendiffusion is realized. In particular, the other diffusion resistance or the other diffusion barrier is advantageously such designed to realize a so-called gas phase diffusion becomes.

Vorteilhafterweise weisen die beiden Diffusionswiderstände bzw. Diffusionsbarrieren unterschiedliche Porositäten und/oder mittlere Porenanteile und/oder Porengrößen auf. Entsprechend unterschiedlich realisierte Diffusionswiderstände sind besonders einfach herstellbar. Beispielsweise werden entsprechend unterschiedliche Poren mittels unterschiedlicher Porenbildner, wie z.B. verschieden gemahlenem Kohlenstoff oder dergleichen, erzeugt. Der Kohlenstoff bzw. der entsprechend eingesetzte Stoff, wie z.B. Kunststoff, etc., bildet vorzugsweise beim Sinterprozess entsprechend vorteilhafte Poren der jeweiligen Diffusionswiderstände bzw. Diffusionswiderstandselemente aus.advantageously, have the two diffusion resistances or diffusion barriers different porosities and / or average pore portions and / or pore sizes. Accordingly different realized diffusion resistances are particularly easy to produce. For example, be accordingly different pores using different pore formers, such as e.g. variously milled carbon or the like. Of the Carbon or the correspondingly used substance, such as e.g. Plastic, etc., preferably forms correspondingly advantageous in the sintering process Pores of the respective diffusion resistors or diffusion resistance elements out.

Einer/eines der Diffusionswiderstände bzw. Diffusionswiderstandselemente weist eine vergleichsweise sehr feine Porosität bzw. Poren auf, deren Durchmesser im Bereich der freien Weglänge der Sauerstoffmoleküle liegen. Das bedeutet, dass beispielsweise die Poren Durchmesser besitzen, die im Bereich zwischen ca. 0,05 bis 0,5 Mikrometern liegen. Dieser Diffusionswiderstand generiert z.B. einen Diffusionsstrom der entsprechenden Messzelle. Der Diffusionsstrom ist abhängig bzw. im Wesentlichen proportional vom herrschenden Absolutdruck des Sauerstoffs. Ein entsprechender Diffusionswiderstand/Diffusionswiderstandselement weist im Wesentlichen eine sogenannte Knudsendiffusion auf.One or one of the diffusion resistances or diffusion resistance elements has a comparatively very fine porosity or pores whose diameter lies in the region of the free path length of the oxygen molecules. This means, for example, that the pores have diameters ranging between about 0.05 to 0.5 microns. This diffusion resistance generates eg a diffusion current of the corresponding measuring cell. The diffusion flow is dependent or essentially proportional to the prevailing absolute pressure of the oxygen. A corresponding diffusion resistance / diffusion resistance element has in We sentlichen a so-called Knudsendiffusion.

Demgegenüber weist ein anderer bzw. der zweite Diffusionswiderstand bzw. ein anderes bzw. das zweite Diffusionswiderstandselement Poren mit einem Durchmesser z.B. im Bereich von ca. 0,5 bis 20 Mikrometern auf, so dass die sogenannte Gasphasendiffusion realisiert wird. Der entsprechende Diffusionsstrom hängt im Wesentlichen nicht vom Absolutdruck des Sauerstoffs des Messgases ab.In contrast, points another or the second diffusion resistance or another or the second diffusion resistance element pores having a diameter e.g. in the range of about 0.5 to 20 microns, so that the so-called gas phase diffusion is realized. The corresponding diffusion current hangs in the Essentially not from the absolute pressure of the oxygen of the sample gas from.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine dritte elektrochemische, wenigstens einen Festelektrolyten und eine dritte Elektrode umfassende Messzelle zum Erzeugen eines dritten Messsignals vorgesehen, wobei insbesondere in Strömungsrichtung des Messgases vor der dritten Elektrode ein dritter Diffusionswiderstand angeordnet ist, der ein katalytisch aktives Material umfasst. Ein entsprechend ausgebildetes Diffusionswiderstandselement mit einem katalytisch aktiven Material bewirkt insbesondere bei einem Ungleichgewichtsmessgas eine Reaktion der oxidierbaren mit den reduzierbaren Komponenten des Messgases. Hierdurch ist zumindest das zur dritten Elektrode strömende Messgas im thermodynamischen Gleichgewicht, so dass wenigstens an dieser Elektrode eine genaue Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks auch bei Ungleichgewichtsmessgasen bzw. Mehrkomponentenmessgasen möglich ist. Hiermit kann der entsprechende Störeinfluss weitestgehend beseitigt bzw. die Messgenauigkeit der Sensoreinheit weiter verbessert werden. Andererseits ist denkbar, dass auch ein Sensor zur Bestimmung eines Maßes für das thermodynamische Gleichgewicht verwirklicht wird. Denkbar ist darüber hinaus, dass die erste oder die zweite Messzelle als dritte Messzelle gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Hiermit wird der konstruktive Aufwand entsprechend vorteilhaft vermindert.In an advantageous embodiment The invention is at least a third electrochemical, at least a solid electrolyte and a third electrode comprising measuring cell provided for generating a third measurement signal, in particular in the flow direction of the sample gas before the third electrode, a third diffusion resistance is arranged, which comprises a catalytically active material. One appropriately designed diffusion resistance element with a Catalytically active material causes especially in an imbalance measuring gas a reaction of the oxidizable with the reducible components of the sample gas. This is at least the third electrode flowing Measuring gas in thermodynamic equilibrium, so that at least this electrode an accurate determination of the oxygen partial pressure also with imbalance measuring gases or multicomponent measuring gases possible is. This can largely eliminate the corresponding interference or the measurement accuracy of the sensor unit can be further improved. On the other hand, it is conceivable that a sensor for determining a Measure of the thermodynamic Balance is realized. It is also conceivable that the first or the second measuring cell as a third measuring cell according to the invention is trained. Hereby, the design effort is accordingly advantageously reduced.

Vorteilhafterweise weist die erste und/oder die zweite Messzelle wenigstens eine zur dritten Messzelle unterschiedliche katalytische Aktivität auf. Vorzugsweise weist der erste und/oder der zweite Diffusionswiderstand bzw. das erste und/oder zweite Diffusionswiderstandselement einen in Bezug zum dritten Diffusionswiderstand bzw. Diffusionswiderstandselement unterschiedlichen Anteil und/oder unterschiedliches, katalytisch aktives Material auf. Beispielsweise umfasst das/der erste und/oder das/der zweite Diffusionswiderstandselement/Diffusionswiderstand nahezu kein katalytisch aktives Material.advantageously, the first and / or the second measuring cell has at least one third measuring cell on different catalytic activity. Preferably the first and / or the second diffusion resistance or the first and / or second diffusion resistance element with respect to a to the third diffusion resistance or diffusion resistance element different proportion and / or different, catalytic active material. For example, the first and / or includes the second diffusion resistance element / diffusion resistance almost no catalytically active material.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Kontrolleinheit zum Vergleich des dritten Messsignals mit den ersten und/oder zweiten Messsignalen der ersten bzw. zweiten Messzelle ausgebildet.In An advantageous variant of the invention is the control unit for comparing the third measuring signal with the first and / or second Measuring signals of the first and second measuring cell formed.

Vorzugsweise ist wenigstens eine voneinander weitestgehend unabhängige Betriebsweise wenigstens zweier, insbesondere weitgehend dreier Messzellen vorgesehen. Hiermit wird gewährleistet, dass in vorteilhafter Weise voneinander unabhängige Messsignale genierbar sind, die zur separaten Auswertung der einzelnen Messsignale bzw. zum Vergleich dieser verwendet werden können. Entsprechend voneinander unabhängig generierte Messsignale ermöglichen zudem die vorteilhafte Verwendung der separaten Messsignale für eine Bestimmung des jeweiligen Parameters des Messgases.Preferably is at least a largely independent operating mode at least two, in particular substantially three measuring cells provided. This ensures that advantageously independent of each other measuring signals genierbar are for separate evaluation of the individual measurement signals or to compare these can be used. According to each other independently enable generated measuring signals In addition, the advantageous use of separate measurement signals for a determination the respective parameter of the sample gas.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind wenigstens zwei, insbesondere drei Messzellen strömungstechnisch bzw. in Bezug auf die Strömung des Messgases parallel miteinander verschaltet. Die bezüglich der Strömung des Messgases realisierte Parallelschaltung der Messzellen ermöglicht eine konstruktiv besonders einfache Realisierung der Erfindung bzw. unabhängige Betriebsweise der Messzellen. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit eine gemeinsame Messgasöffnung für wenigstens zwei, insbesondere drei Messzellen auf. Hiermit wird der konstruktive Aufwand zur Realisierung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit besonders vorteilhaft verringert.In A preferred variant of the invention are at least two, in particular three measuring cells fluidically or with respect to the flow of the Measuring gases interconnected in parallel. The regarding the flow the measuring gas realized parallel connection of the measuring cells allows a constructive Particularly simple implementation of the invention or independent operation the measuring cells. Preferably, the sensor unit has a common Measuring gas opening for at least two, in particular three measuring cells. This is the constructive Effort for the realization of the sensor unit according to the invention particularly advantageously reduced.

Vorzugsweise sind wenigstens zwei, insbesondere drei Messzellen elektrisch parallel miteinander verschaltet. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird vor allem die elektrotechnische Verschaltung der einzelnen Messzellen gemäß der Erfindung vorteilhaft vermindert. Vorzugsweise weisen wenigstens zwei, insbesondere drei Messzellen eine gemeinsame Gegenelektrode auf. Hierdurch wird sowohl der elektrotechnische Aufwand vermindert als auch die Auswertung der Messsignale vereinfacht.Preferably At least two, in particular three measuring cells are electrically parallel interconnected with each other. With the help of this measure, especially the electrotechnical Interconnection of the individual measuring cells according to the invention advantageous reduced. Preferably, at least two, in particular three Measuring cells on a common counter electrode. This will both the electrical engineering effort is reduced as well as the evaluation the measurement signals simplified.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine der, insbesondere mehrere Messzellen als Pumpmesszelle ausgebildet. Vorzugsweise weist diese Pumpzelle neben der ersten, zweiten oder dritten Elektrode eine vorteilhafte Pumpelektrode auf, die insbesondere auf der Außenfläche des Festelektrolyten angeordnet ist. Bevorzugt ist die äußere Elektrode eine gemeinsame Gegenelektrode wenigstens zweier, insbesondere dreier Messzellen.In a particular embodiment of the invention is at least one the, in particular a plurality of measuring cells designed as a pumping cell. Preferably, this pump cell in addition to the first, second or third electrode to an advantageous pumping electrode, in particular on the outside surface of the Solid electrolyte is arranged. The outer electrode is preferred a common counter electrode of at least two, in particular three measuring cells.

Vorteilhafterweise weist die Sensoreinheit eine Nernstzelle auf, die von wenigstens einer der Elektroden und einer Referenzelektrode ausgebildet wird. Die Referenzelektrode ist insbesondere einem Referenzgas ausgesetzt bzw. steht mit diesem direkt in Kontakt. Vorteilhafterweise ist eine zweite und/oder eine dritte Nernstzelle vorgesehen, die insbesondere von der zweiten bzw. der dritten Elektrode und der Referenzelektrode gebildet wird.advantageously, the sensor unit has a Nernst cell, which at least one of the electrodes and a reference electrode is formed. The reference electrode is exposed in particular to a reference gas or is in direct contact with this. Advantageously a second and / or a third Nernstzelle provided, in particular from the second and the third electrode and the reference electrode is formed.

In einer besonderen Variante der Erfindung ist eine erste Messeinheit vorgesehen, die die erste Pumpzelle und die erste Nernstzelle umfasst. Vorteilhafterweise ist eine zweite Messeinheit vorgesehen, die die zweite Pumpzelle und die zweite Nernstzelle umfasst, und insbesondere ist eine dritte Messeinheit vorgesehen, die die dritte Pumpzelle und die dritte Nernstzelle umfasst. Mit Hilfe dieser Ausführungsformen der Erfindung sind vorteilhafte, unabhängig voneinander arbeitende Messeinheiten realisierbar, die jeweils ein weitestgehend unabhängiges Messergebnis in vorteilhafter Weise erzeugen können.In a particular variant of the invention, a first measuring unit is provided, which is the first Pump cell and the first Nernst cell includes. Advantageously, a second measuring unit is provided which comprises the second pumping cell and the second Nernst cell, and in particular a third measuring unit is provided which comprises the third pumping cell and the third Nernst cell. With the aid of these embodiments of the invention, advantageous measuring units operating independently of one another can be realized, each of which can generate a largely independent measurement result in an advantageous manner.

Generell kann die zweite erfindungsgemäße Messzelle zugleich auch als die oben angeführte dritte Messzelle realisiert werden. Das heißt, dass diese Messzelle beide Funktionalitäten gemäß der Erfindung verwirklicht.As a general rule can the second measuring cell according to the invention at the same time as the above third measuring cell can be realized. That means that this cell is both functionalities according to the invention realized.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.One embodiment The invention is illustrated in the drawing and is based on the Figures in more detail below explained.

Im Einzelnen zeigt:in the Individual shows:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Sonde und 1 a schematic sectional view of a probe according to the invention and

2 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Sonde gemäß 1. 2 a schematic plan view of the probe according to the invention according to 1 ,

In 1 bzw. 2 ist schematisch eine Lambdasonde, insbesondere eine Breitbandlambdasonde (LSU: Lambda-Sonde Universal) dargestellt. Die LSU weist eine erste Messzelle 1 und eine zweite Messzelle 2 sowie eine Nernstzelle 3 auf.In 1 respectively. 2 schematically a lambda probe, in particular a broadband lambda probe (LSU: lambda probe universal) is shown. The LSU has a first measuring cell 1 and a second measuring cell 2 as well as a Nernst cell 3 on.

Die erste Messzelle 1 umfasst eine äußere Pumpelektrode 4, eine innere Pumpelektrode 5 sowie eine erste Diffusionsbarriere 6. Die zweite Messzelle 2 umfasst eine äußere Pumpelektrode 7, eine innere Pumpelektrode 8 sowie eine Diffusionsbarriere 9. Die Nernstzelle 3 umfasst eine Referenzelektrode 10 und die innere Pumpelektrode 5 bzw. 8. Die Referenzelektrode 10 ist in einem Referenzkanal 11 angeordnet, der im Allgemeinen mit Umgebungsluft gefüllt ist.The first measuring cell 1 includes an outer pumping electrode 4 , an inner pumping electrode 5 and a first diffusion barrier 6 , The second measuring cell 2 includes an outer pumping electrode 7 , an inner pumping electrode 8th and a diffusion barrier 9 , The Nernst cell 3 includes a reference electrode 10 and the inner pump electrode 5 respectively. 8th , The reference electrode 10 is in a reference channel 11 arranged, which is generally filled with ambient air.

Die beiden äußeren Pumpelektroden 4 und 7 sind elektrisch leitend mit einer Leitung 12 verbunden. Lediglich aus Gründen der Verständlichkeit ist die Leitung 12 symbolisch als Kabel oder dergleichen aufgeführt. Im Allgemeinen erfolgt die elektrisch leitende Verbindung 12 der beiden äußeren Pumpelektroden 4 bzw. 7 mittels einer auf der Sonde aufgebrachten Leiterbahn.The two outer pumping electrodes 4 and 7 are electrically conductive with a line 12 connected. Merely for the sake of clarity, the line 12 symbolically listed as a cable or the like. In general, the electrically conductive connection takes place 12 the two outer pumping electrodes 4 respectively. 7 by means of an applied on the probe trace.

Die beiden Messzellen 1 und 2 weisen ein gemeinsames Gaszutrittsloch 13 auf, durch das das Messgas, insbesondere Abgas eines Fahrzeuges, zu den beiden Diffusionsbarrieren 6 bzw. 9 strömt. Der Messgasstrom teilt sich im Gaszutrittsloch 13 derart auf, dass ein Teil durch die Diffusionsbarriere 6 zur inneren Pumpelektrode 5 und ein anderer Teil durch die Diffusionsbarriere 9 zur inneren Pumpelektrode 8 strömt. Demzufolge sind die beiden Messzellen strömungstechnisch parallel miteinander verschaltet und können unabhängig voneinander parallel betrieben bzw. ausgewertet werden. Darüber hinaus werden durch die elektrische Leitung 12 bzw. Verbindung der beiden äußeren Pumpelektroden 4 bzw. 7 diese und die Referenzelektrode 3 für beide Messzellen 1 bzw. 2 verwendet.The two measuring cells 1 and 2 have a common gas access hole 13 on, through which the sample gas, in particular exhaust gas of a vehicle, to the two diffusion barriers 6 respectively. 9 flows. The sample gas stream is divided in the gas inlet hole 13 so on, that part through the diffusion barrier 6 to the inner pumping electrode 5 and another part through the diffusion barrier 9 to the inner pumping electrode 8th flows. Consequently, the two measuring cells are connected in fluid communication with each other and can be operated or evaluated independently of each other in parallel. In addition, by the electric line 12 or connection of the two outer pumping electrodes 4 respectively. 7 this and the reference electrode 3 for both measuring cells 1 respectively. 2 used.

Die beiden Diffusionsbarrieren 6 bzw. 9 weisen unterschiedliche Druckabhängigkeiten auf, so dass unterschiedliche, verschieden druckabhängige Pumpströme der beiden Messzellen 1 und 2 ausgebildet werden. Die unterschiedliche Druckabhängigkeit der beiden Diffusionsbarrieren 6 und 9 wird insbesondere dadurch realisiert, dass unterschiedliche Ausbildungen der Porositäten vorgesehen sind. Beispielsweise weist eine Barriere 6, 9 eine sehr feine Porosität auf und zeigt hierdurch fast nur sogenannte Knudsendiffusion, während die andere Barriere 9, 6 im Wesentlichen nur Gasphasendiffusionseigenschaft besitzt. Die Gasphasendiffusion wird insbesondere durch eine vergleichsweise grobe Porosität und/oder durch Kanalausbildung erreicht.The two diffusion barriers 6 respectively. 9 have different pressure dependencies, so that different, different pressure-dependent pumping currents of the two measuring cells 1 and 2 be formed. The different pressure dependence of the two diffusion barriers 6 and 9 is realized in particular by the fact that different configurations of the porosities are provided. For example, a barrier 6 . 9 a very fine porosity and thereby shows almost only so-called Knudsendiffusion, while the other barrier 9 . 6 has essentially only gas phase diffusion property. The gas phase diffusion is achieved in particular by a comparatively coarse porosity and / or by channel formation.

Eine Sonde gemäß den 1 bzw. 2 ermöglicht sowohl die Messung der Sauerstoffkonzentration als auch die Messung des Gesamtdruckes des Messgases bzw. Abgases.A probe according to the 1 respectively. 2 allows both the measurement of the oxygen concentration and the measurement of the total pressure of the sample gas or exhaust gas.

In 2 sind die Diffusionsbarrieren 6, 9, Elektroden 5, 8, 10 in der Aufsicht eigentlich nicht sichtbar und nur zur Veranschaulichung der Position entsprechend aufgeführt.In 2 are the diffusion barriers 6 . 9 , Electrodes 5 . 8th . 10 in the supervision actually not visible and listed only to illustrate the position accordingly.

Die Messzelle 1 weist einen Pumpstrom I1 und die Messzelle 2 einen Pumpstrom I2 auf. Unter Atmosphärendruck werden I10 und I20 bestimmt. Hieraus ergibt sich eine Normierungskonstante A, wobei A = I10/I20 ist.The measuring cell 1 has a pumping current I1 and the measuring cell 2 a pumping current I2. Under atmospheric pressure I1 0 and I2 0 are determined. This results in a normalization constant A, where A = I1 0 / I2 0 .

Die Diffusionsbarrieren 6 und 9 weisen wie bereits oben erwähnt, unterschiedliche Druckabhängigkeiten auf. Zum Beispiel sei die Diffusionsbarriere 6 weniger druckabhängig und mehr auf der Gasphasendiffusionsseite als die Diffusionsbarriere 9, die fast vollständig auf der Knudsendiffusionsseite sei.The diffusion barriers 6 and 9 have, as already mentioned above, different pressure dependencies. For example, suppose the diffusion barrier 6 less pressure dependent and more on the gas phase diffusion side than the diffusion barrier 9 which is almost entirely on the Knudsen diffusion side.

Tritt im Messgas ein vom Atmosphärendruck unterschiedlicher Druck auf, so unterscheiden sich die beiden Pumpströme I1D und I2D um einen Faktor voneinander. Da bei der Knudsendiffusion der Pumpstrom I2 proportional dem Druck P ist, ergibt sich: P = I2D/I1D*A.If a pressure different from the atmospheric pressure occurs in the measuring gas, then the two pumping currents I1D and I2D differ from each other by one factor. Since in Knudsendiffusion the pumping current I2 is proportional to the pressure P results itself: P = I2D / I1D * A.

In dem Fall, dass die Diffusionsbarriere 6 durch einen vergleichsweise kleinen Knudsenanteil auch eine gewisse Druckabhängigkeit aufweist, kann diese Abhängigkeit insbesondere durch Messen und eine numerische Näherungsformel herausgerechnet bzw. eliminiert werden. Hieraus kann immer ein Drucksignal erzeugt werden.In the case that the diffusion barrier 6 by a relatively small Knudsenanteil also has a certain pressure dependence, this dependence can be calculated out or eliminated in particular by measuring and a numerical approximation formula. From this, a pressure signal can always be generated.

Vorteilhafterweise vergleicht der Regler R2 den Soll- und Istwert zur Luftreferenz bzw. Referenzelektrode 10 und richtet den Pumpstrom I20 vorzugsweise so aus, um die Differenz zwischen Soll- und Istwert zu verringern. Der Strom I10 wird durch den Regler R1 vorzugsweise zwischen den inneren Pumpelektroden 5, 8 derart angelegt, so dass die Differenz zwischen Soll- und Istwert der Elektrodenspannung der Pumpelektrode 5 zur Luftreferenz verschwindet. Hierbei wird vorteilhafterweise der Strom I10 nicht von der äußeren Pumpelektrode 4, 7, sondern über die innere Pumpelektrode 8 zur äußeren Pumpelektrode 4, 7 eingestellt. Dies geschieht, um eine zweite äußere Pumpelektrode 4, 7 zu vermeiden. Dies ändert jedoch nichts am Zustand der beiden Elektroden, die eingeregelt sind, auch bei diesem Verfahren. Der Sensor zeigt somit die zwei Pumpströme I1 und I2. Da aber die Diffusionsbarrieren 6, 9 nicht immer drucktechnisch in der richtig bemessenen Größe bzw. exakt gleich groß hergestellt werden können, ist die Normierung des Sensors nötig. Die Schwankungen in der Geometrie können drucktechnisch bedingt ca. 5–20% betragen. Dies wird durch die o.g. Normierungskonstante A aufgefangen.Advantageously, the controller R2 compares the setpoint and actual value to the air reference or reference electrode 10 and preferably aligns the pumping current I2 0 so as to reduce the difference between the setpoint and the actual value. The current I1 0 is preferably provided by the regulator R1 between the inner pumping electrodes 5 . 8th so applied, so that the difference between the setpoint and actual value of the electrode voltage of the pumping electrode 5 to the air reference disappears. In this case, advantageously, the current I1 0 is not from the outer pumping electrode 4 . 7 but via the inner pumping electrode 8th to the outer pumping electrode 4 . 7 set. This happens to a second outer pumping electrode 4 . 7 to avoid. However, this does not change the state of the two electrodes that are regulated, even in this method. The sensor thus shows the two pumping currents I1 and I2. But because the diffusion barriers 6 . 9 Standardization of the sensor can not always be produced in the correct size or exactly the same size. The fluctuations in the geometry may be about 5-20% due to printing technology. This is compensated by the normalization constant A mentioned above.

Grundsätzlich kann neben der linearen bzw. rechteckigen/rechtwinkligen Anordnung bzw. Ausbildung der Elektroden, Gasöffnungen, Diffusionsbarrieren, etc. auch runde, halbkreisförmige, ovale, polygonförmige oder vergleichbare Ausbildungen der entsprechenden Elemente realisiert werden.Basically in addition to the linear or rectangular / rectangular arrangement or Formation of the electrodes, gas openings, Diffusion barriers, etc. also round, semicircular, oval, polygonal or realized comparable training of the corresponding elements become.

Da die Zellen 1 und 2 mit Diffusionsbarrieren unterschiedlicher Porosität ausgelegt sind, können generell auch die Barrieren und/oder die in Strömungsrichtung des Gases dahinter liegenden Pumpelektroden mit Katalysatoren unterschiedlich ausgestattet bzw. beschichtet werden.Because the cells 1 and 2 are designed with diffusion barriers of different porosity, in general, the barriers and / or lying behind in the flow direction of the gas pump electrodes can be equipped with catalysts differently or coated.

Es können mehrere Konfigurationen angelegt werden, zum Beispiel:It can several configurations are created, for example:

A) Konfiguration für brennbare Gase: A) Configuration for flammable gases:

Einbau der stärkeren Oxidationskatalyse durch einen Katalysator in der Barriere von Zelle 1 und 2, so dass zum Beispiel die Zelle mit der höheren Katalyse im Allgemeinen keine brennbaren Gasanteile in ihrem Inneren aufweist, weil alle brennbaren Gasbestandteile wie NH3, Kohlenwasserstoffe, CO und H2 und andere vorher an oder in der Barriere 6, 9 oxidiert worden sind. Diese Zelle mit der katalytisch höher aktiven Barriere 6, 9 weist vorzugsweise auch die katalytisch aktivere Elektrode als Pumpelektrode auf.Incorporation of stronger oxidation catalysis by a catalyst in the barrier of cell 1 and 2 For example, the higher catalysis cell generally has no combustible gas constituents in its interior because all combustible gas constituents such as NH3, hydrocarbons, CO and H2 and others previously at or in the barrier 6 . 9 have been oxidized. This cell with the catalytically higher active barrier 6 . 9 preferably also has the catalytically active electrode as the pumping electrode.

Passend hierzu wird in der anderen Zelle die andere Barriere 6, 9 dazu weniger katalytisch aktiv ausgeführt und sie enthält auch eine Pumpelektrode mit einem Edelmetall niedrigerer katalytischer Aktivität (zum Beispiel eine Platin-Edelmetalllegierungen mit Gold ...), so dass diese Zelle auch mehr brennbare Stoffe in ihr Inneres hinein lassen kann und die dort vermehrt eintretenden brennbaren Gase elektrochemisch durch vermehrtes Einpumpen von Sauerstoff detektiert werden können.In keeping with this, the other barrier becomes the other cell 6 . 9 It also contains a pumping electrode with a noble metal of lower catalytic activity (for example, a platinum-noble metal alloys with gold ...), so that this cell can also let more combustible materials into their interior and the more there entering combustible gases can be detected electrochemically by increased pumping in of oxygen.

Somit kommt in vorteilhafter Weise ein unterschiedlicher Pumpstrom in beiden Zellen 1, 2 auch als Funktion der brennbaren Gasbestandteile zustande. Die Funktion kann auch genutzt werden, wenn die durch das eigentliche Design gewünschte Druckinformation nicht im Vordergrund steht.Thus, advantageously, a different pumping current occurs in both cells 1 . 2 also as a function of the combustible gas components. The function can also be used if the printing information required by the actual design is not the main focus.

B) Konfiguration für oxidierende Gase: B) Configuration for oxidizing gases:

Es werden die Barriere 6, 9 und Pumpelektrode 5, 8 einer Zelle 1, 2 so ausgelegt, dass bei einer Zelle die eine Barriere 6, 9 und auch deren innenliegende Pumpelektrode 5, 8 mehr das NO zersetzt und so ein höherer Sauerstoffpumpstrom zustande kommt in dieser Zelle 1, 2 als in der anderen Zelle 1, 2, die zum Beispiel kein das NO zersetzenden Elektroden- und Katalysatorwerkstoff enthält. Dort wird das NO weder in der Barriere 6, 9, noch auf der Pumpelektrode 5, 8 zersetzt, weil dort die Barriere 6, 9 dazu weniger katalytisch aktiv ist und auch eine Pumpelektrode 5, 8 niedriger katalytischer Aktivität für die NO-Zersetzung verwendet wird. (Zum Beispiel eine Pt-Edelmetalllegierungen mit Gold ...).It will be the barrier 6 . 9 and pump electrode 5 . 8th a cell 1 . 2 designed so that in a cell the one barrier 6 . 9 and also its internal pumping electrode 5 . 8th more the NO decomposes and so a higher oxygen pumping current comes about in this cell 1 . 2 than in the other cell 1 . 2 For example, it does not contain the NO decomposing electrode and catalyst material. There, the NO is neither in the barrier 6 . 9 , still on the pump electrode 5 . 8th decomposed, because there is the barrier 6 . 9 less catalytically active and also a pumping electrode 5 . 8th low catalytic activity is used for NO decomposition. (For example, a Pt-precious metal alloys with gold ...).

Die Zelle 1, 2, die mehr NO elektrochemisch abpumpt, als die andere Zelle 2, 1, weist in vorteilhafter Weise eine das NO zersetzenden Legierung oder Katalyseschicht auf der Barriere 6, 9 und/oder Elektrode 5, 8 auf, beispielsweise eine Platin-Rhodium-Legierung. Die andere Zelle 1, 2 verwendet eine Edelmetalllegierung geringerer NO-Zersetzungs- und Pumpfähigkeit.The cell 1 . 2 which emits more NO electrochemically than the other cell 2 . 1 , advantageously comprises a NO decomposing alloy or catalyst layer on the barrier 6 . 9 and / or electrode 5 . 8th on, for example, a platinum-rhodium alloy. The other cell 1 . 2 uses a noble metal alloy of lower NO decomposition and pumpability.

Claims (16)

Sensoreinheit zur Bestimmung eines physikalischen Parameters eines Messgases, insbesondere eines Sauerstoffgehaltes in einem Abgas einer Brennkraftmaschine, mit einer ersten elektrochemischen, wenigstens einen Festelektrolyten und eine erste Elektrode (5) umfassenden Messzelle (1) zum Erzeugen eines ersten Messsignals, wobei vor der ersten Elektrode (5) ein erstes Diffusionswiderstandselement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zweite elektrochemische, wenigstens einen Festelektrolyten und eine zweite Elektrode (8) umfassende Messzelle (2) zum Erzeugen eines zweiten Messsignals vorgesehen ist, wobei vor der zweiten Elektrode (8) ein zweites Diffusionswiderstandselement (9) angeordnet ist, das einen zum ersten Diffusionswiderstandselement (5) unterschiedlichen Diffusionswiderstand für den Messgasdruck aufweist.Sensor unit for determining a physical parameter of a measuring gas, in particular an oxygen content in an exhaust gas of an internal combustion engine, having a first electrochemical, at least one solid electrolyte and a first electrode ( 5 ) measuring cell ( 1 ) for generating a first measurement signal, wherein in front of the first electrode ( 5 ) a first diffusion resistance selement ( 6 ), characterized in that at least one second electrochemical, at least one solid electrolyte and a second electrode ( 8th ) comprehensive measuring cell ( 2 ) is provided for generating a second measuring signal, wherein in front of the second electrode ( 8th ) a second diffusion resistance element ( 9 ) arranged one to the first diffusion resistance element ( 5 ) has different diffusion resistance for the sample gas pressure. Sensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit als Multifunktions-Sensoreinheit zur Bestimmung wenigstens zweier physikalischer Parameter des Messgases ausgebildet ist.Sensor unit according to claim 1, characterized that the sensor unit as a multi-functional sensor unit for determining formed at least two physical parameters of the sample gas is. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit als Lambda-Sonde zur Bestimmung des Lambda-Wertes und als Drucksensor zur Bestimmung des Drucks des Messgases ausgebildet ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor unit as a lambda probe for determining the lambda value and as a pressure sensor for determining the pressure the measuring gas is formed. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit zum Vergleich wenigstens der beiden unterschiedlich druckabhängigen Messsignale der ersten Messzelle (1) und der zweiten Messzelle (2) vorgesehen ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit for comparing at least the two different pressure-dependent measuring signals of the first measuring cell ( 1 ) and the second measuring cell ( 2 ) is provided. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Diffusionswiderstandselemente (6, 9) unterschiedliche mittlere Porenanteile und/oder mittlere Porengrößen aufweisen.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the two diffusion resistance elements ( 6 . 9 ) have different average pore portions and / or average pore sizes. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Diffusionswiderstandselemente (6, 9) zur Knudsendiffusion ausgebildet ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the diffusion resistance elements ( 6 . 9 ) is designed for Knudsendiffusion. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Diffusionswiderstandselemente (6, 9) Poren mit einem Durchmesser von ca. 0,05 bis 0,5 Mikrometern aufweist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the diffusion resistance elements ( 6 . 9 ) Has pores with a diameter of about 0.05 to 0.5 microns. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Diffusionswiderstandselemente (6, 9) zur Gasphasendiffusion ausgebildet ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the diffusion resistance elements ( 6 . 9 ) is designed for gas phase diffusion. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Diffusionswiderstandselemente (6, 9) Poren mit einem Durchmesser von ca. 0,5 bis 20 Mikrometern aufweist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the diffusion resistance elements ( 6 . 9 ) Has pores with a diameter of about 0.5 to 20 microns. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dritte elektrochemische, wenigstens einen Festelektrolyten und eine dritte Elektrode umfassende Messzelle zum Erzeugen eines dritten Messsignals vorgesehen ist, wobei vor der dritten Elektrode ein drittes Diffusionswiderstandselement angeordnet ist, das ein katalytisch aktives Material umfasst.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one third electrochemical, at least a solid electrolyte and a third electrode comprising measuring cell is provided for generating a third measurement signal, wherein before the third electrode is arranged a third diffusion resistance element, which comprises a catalytically active material. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Messzelle (1, 2) wenigstens eine zur dritten Messzelle unterschiedliche katalytische Aktivität aufweist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second measuring cell ( 1 . 2 ) has at least one catalytic activity different from the third measuring cell. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Messzellen (1, 2) in Bezug auf die Strömung des Messgases parallel verschaltet sind.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least two measuring cells ( 1 . 2 ) are connected in parallel with respect to the flow of the measuring gas. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit eine gemeinsame Messgasöffnung (13) für wenigstens zwei Messzellen (1, 2) aufweist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit has a common measuring gas opening ( 13 ) for at least two measuring cells ( 1 . 2 ) having. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Messzellen (1, 2) elektrisch parallel verschaltet sind.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least two measuring cells ( 1 . 2 ) are electrically connected in parallel. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Messzellen (1, 2) eine gemeinsame Gegenelektrode (4, 7) aufweisen.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least two measuring cells ( 1 . 2 ) a common counterelectrode ( 4 . 7 ) exhibit. Sensoreinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Messzellen (1, 2) als Pumpmesszelle (1, 2) ausgebildet ist.Sensor unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the measuring cells ( 1 . 2 ) as a pump measuring cell ( 1 . 2 ) is trained.
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