气体传感器、用于气体传感器的测量元件及其制造方法_3

文档序号:9928834阅读:来源:国知局
溶液之前,所述线圈被嵌 入到由纤维状材料构成的支架中。在运种情况下被用于涂层所述加热螺旋丝的涂层溶液具 有载体和催化剂前体。在运种情况下,所述纤维状材料已经被布置在加热螺旋丝周围。也可 想象的是,不仅由纤维状材料构成的支架被涂层有涂层溶液,所述涂层溶液附加地具有纤 维状材料。
[0030] 在任何情况下都认识到,根据本发明的方法是用于制造测量元件的方法,其中用 于气体传感器的测量元件被设置,并且其中所述测量元件具有加热螺旋丝,所述加热螺旋 丝被涂层有陶瓷,其中所述陶瓷具有纤维状材料。
【附图说明】
[0031] 本发明的其他特征、细节和优点由权利要求书的条文W及由下面对实施例和附图 的描述得出。其中: 图1示出根据本发明的具有根据本发明的测量元件的气体传感器的示意图。
[0032] 图2a至2d示出跌落实验的结果,所述跌落实验利用按照接下来描述的例1至4的不 同测量元件被执行,其中图2a示出根据例1的按照现有技术的测量元件,图化示出根据例2 的根据本发明的测量元件,图2c示出根据例3的按照现有技术的测量元件W及图2d示出根 据例4的根据本发明的测量元件; 图2e示出对在机械损害按照例1至4的测量元件之后的零点电压的测量技术上的检验 和变化的概况; 图3示出根据本发明的用于制造根据本发明的测量元件的方法的示意图; 图4示出可替换的用于制造根据本发明的测量元件的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 在图1中示出的根据本发明的气体传感器100有具有进气装置120的外壳IlOW及 被布置在外壳110中的测量元件10。所述进气装置120利用可透气的膜而被密封。在实施变 型方案中,所述进气装置120气密地、防爆地被封闭。
[0034] 所述测量元件10具有加热螺旋丝20。所述加热螺旋丝20被弯曲成线圈。所述线圈 被陶瓷30围绕。在此,所述陶瓷30有珠状体的形状。加热螺旋丝20和陶瓷30共同形成载体催 化元件、也就是测量元件10。在此,所述加热螺旋丝20有两个线端部,所述线端部分别与气 体传感器100的接触部130相连。所述接触部130通过套管140被引到所述外壳110的外侧。W 运种方式可能的是,在所述测量元件10与例如气体测量仪器之间制造导电连接,在所述气 体测量仪器中可采用所述气体传感器100。
[0035] 陶瓷30由载体、催化剂和纤维状材料构成的混合物构成。运种陶瓷30的成分的不 同实例从接下来被描述的例1至4中得知。
[0036] 在图2a至2d中是跌落实验的不同结果,所述跌落实验利用按照现有技术的测量元 件W及根据本发明的测量元件而被执行。在此,在图2a和图2c中示出的测量元件、也就是与 接下来被描述的例1和3相对应的测量元件与现有技术相对应。在图2b和2d中示出的(也就 是说按照例2或例4被制造的)测量元件是根据本发明的测量元件。
[0037] 例1: 为了制造测量元件10,如在图2a中可认识到的那样,在大约50° C下,2gS(乙二胺)S氯 化锭(I I I)水合物(T;ris(ethylendiamin)Rhodium(| I IHrichlorid Hy化at)(阿法埃莎 (Alfa Aesar)公司,10553)在揽拌下被溶解在IOml蒸馈水中。紧接着,200mg氧化侣(BDHA 学制品有限公司(BDH化emicals),33138 2S)和IOOmg二氧化错(西格玛奥德里奇(Sigma Al化ich)公司,544760)被加到Iml所获得的溶液,并在超声波浴中被悬置10分钟。紧接着, 悬浮物逐步地被涂覆到形成加热螺旋丝20的销线圈(直径2扣m,贺利氏(胎raeus)公司) 上。在每个涂覆步骤之后,通过设置经过销丝的为70mA的加热电流而跟随干燥步骤。在最后 的涂层和干燥过程之后,通过设置为115mA的工作电流而般烧在先前的步骤中获得的珠状 体。在此,作为催化剂前体而被包含在涂层溶液中的锭盐被转换为氧化锭。
[003引 例2: 为了根据本发明的具有相对应的陶瓷30的测量元件10,玻璃纤维作为纤维状材料 而被提供。在此,在市场上可买到的玻璃纤维可被采用,或者所述玻璃纤维由玻璃纤维无纺 布(Glasfaservlies)如下被制造 :0.5g玻璃纤维无纺布(Munktell公司,MK360)被切碎并被 放到50ml蒸馈水中。然后,所述玻璃纤维被轻轻地揽拌24个小时,使得它们可W膨胀。然后, 膨胀的玻璃纤维无纺布团在60° C下被干燥约6个小时,在所述膨胀的玻璃纤维无纺布团中, 所述玻璃纤维杂乱地并且自由地存在。
[0039]如已经针对例1所描述的那样,然后,由相对应地曾给其附加氧化侣和氧化错的 lml = (乙二胺)=氯化锭(I I I)溶液制造悬浮物,并且给所述悬浮物渗入2g被干燥过的玻璃 纤维。运样制造的涂层溶液在所述超声波浴中被处理10分钟。此后,如同样针对例1所描述 的那样,所述悬浮物被涂覆到销线圈上,并且W运种方式获得载体催化元件珠状体。运里, 也在每个涂覆步骤之后,设置用于干燥的加热电流,并且按照例I,在最后的涂层和干燥过 程之后设置相对应的工作电流,用于般烧探测器珠状体。
[0040] 按照例2所包含的测量元件10具有陶瓷30,所述陶瓷30具有关于陶瓷大约0.5重量 百分比的玻璃纤维比例。
[0041] 例3: 为了制造可替换的、同样按照现有技术的测量元件10,在大约50° C下,2gS(乙二胺)S 氯化锭(I I I)水合物(阿法埃莎公司,10553)再次在揽拌下被溶解在IOml蒸馈水中。紧接着, 200mg氧化侣(BDH化学制品有限公司,33138 2S)和75mg二氧化姉(西格玛奥德里奇公司, 544841)被加到Iml所获得的溶液,并在所述超声波浴中被悬置10分钟。此处,其他行为方式 也如已经针对例1所描述的那样实现。
[0042] 例4: 为了可替换的根据本发明的按照在图2d中示出的实例的测量元件10,首先玻璃纤 维作为纤维状材料被再次提供。为此,〇.5g玻璃纤维无纺布(沃特曼(Whatman)公司,GF/D) 被放到50ml蒸馈水中并轻轻地被揽拌24个小时。然后,膨胀的玻璃纤维无纺布团在60° C下 被干燥6个小时,在所述膨胀的玻璃纤维无纺布团中,所述玻璃纤维紧接着杂乱地并且自由 地存在。
[0043] 然后如针对例3已经描述的那样,由锭盐溶液、氧化侣和二氧化姉制造悬浮物。 IOmg被干燥过的玻璃纤维被加到Iml所述悬浮物。混合物在超声波浴中被处理10分钟。其他 行为方式按照上面针对例3或例1描述的行为而实现。
[0044] 获得如下测量元件10:所述测量元件10的陶瓷30具有关于所述陶瓷大约2.6%的玻 璃纤维的重量比例。
[004引就运点而言认识到,不仅按照图1中的实施例的所述测量元件10而且按照图化和 2d的所述测量元件10都总是如下测量元件10:所述测量元件10具有加热螺旋丝20,所述加 热螺旋丝20被涂层有陶瓷30,其中所述陶瓷30具有纤维状材料。在此,所述纤维状材料从包 含玻璃纤维、微纤维和/或纳米纤维或者运一类的组中被选出,也就是玻璃纤维、尤其是石 英玻璃、棚娃酸盐、碱金属娃酸盐或者运一类的。所述加热螺旋丝20是由贵金属或者贵金属 合金构成的线,优选地是从包含销、钮、锭、银、钉、饿、鹤、铜、银、儀和运一类的W及由运些 元素构成的合金的组中被选出的线,也就是销或者销锭合金、尤其是销。所述陶瓷30包含催 化剂,也就是从包含销、钮、锭、银、钉W及上述元素的氧化物的组中被选出的催化剂,也就 是氧化锭。除此之外,所述陶瓷30还具有载体,优选地具有由纳米颗粒制造的载体,所述纳 米颗粒的材料从包含金属氧化物、半金属氧化物、过渡金属的氧化物、金属、半金属和/或过 渡金属氧化物构成的组合物和/或运一类的组中被选出,也就是特别地由氧化侣、氧化错或 者二氧化姉构成的纳米颗粒,或由氧化侣和氧化错构成的组合物或由氧化侣和氧化姉构成 的组合物。
[0046] 所述纤维状材料关于陶瓷的重量比例为至少0.1%且最高25%,也就是为至少0.5% 且最高5%。
[0047] 进一步认识到,按照图化和图2d或图1示出的测量元件10按照一种方法而被制造, 所述方法具有步骤: a.提供加热螺旋丝20 b.制造涂层溶液 C.涂覆涂层溶液 d. 干燥 e. 重复步骤C.和d.,直到珠状体30形成 f. 般烧珠状体30。
[0048] 在此,所述方法的步骤d.或f.包括施加加热电流。此外,所述方法的步骤b还包括 步骤: bl.制造载体原块 b2.将纤维状材料添加到原块,W及 b3.悬置从步骤b2.中获得的由载体原块和纤维状材料构成的混合物。
[0049] 所述按照例1、2、3和4而被制造的测量元件10在其制造之后不仅被检验相对于可 燃烧的气体的灵敏度,而且被检验相对于机械损害的稳健性。在图2e中相对应地认识到,在 根据例2和例4的根据本发明的测量元件10与根据例1和例3的按照现有技术的测量元件10 之间要查明相对于甲烧、丙烷或者氨的灵敏度没有显著的下降。运样,按照例1的测量元件 具有相对于甲烧为2.5mV/%L化的灵敏度、相对于丙烷为1.6mV/%L化的灵敏度W及相对于氨 为2.6mV/%L化的灵敏度。按照例2的被渗入为0.5%重量百分比的纤维状材料的部分的测量 元件10具有相对于甲烧为2.4mV/%L化的灵敏度、相对于丙烷为1.6mV/%L化的灵敏度W及相 对于氨为2
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