JP4469607B2 - 混合気におけるガス成分の濃度を決定するための固体電解質センサ - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された、混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサを出発点とし、殊に内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサを出発点とする。

このような形式の公知のセンサ（DE 199 41 051 A1）では、濃度セルまたはネルンストセルの複数の線路は、層結合体の中央の層にある基準ガスチャネルの両側に延在し、これによってこれらの線路は、加熱素子の接続線路の上方に位置する。この加熱素子は、クロック駆動され、これによって加熱出力が制御可能である。このためにこの加熱素子の低電圧側にいわゆるローサイド（Low-Side）スイッチと称される電気的な半導体スイッチが設けられている。ここでこの半導体スイッチは、所望の熱出力に相応して導通制御されて、時間的に間隔が空けられてこの加熱素子に電流が流される。この加熱素子のスイッチングは、ネルンストセルへの容量性、誘導性および抵抗性の入力結合により、上記のセンサの出力信号に障害を発生させる。これらの入力結合は殊に大きい。それは、ネルンストセルが高抵抗であり、ネルンストセルと加熱素子との間隔が極めて小さく、線路の領域が強く加熱された場合に層および加熱素子絶縁部の比誘電率ε_ｒが大きく増大し、またネルンストセルの線路が加熱素子の線路に沿って延在しているからである。

発明の利点
請求項１または請求項８の特徴部分に記載された特徴的構成を有する本発明のセンサは、このセンサの出力信号における上記の障害が十分に抑圧されるという利点を有する。請求項１の特徴的構成を有するこのセンサでは、これはつぎにようにすることによって達成される。すなわち、ネルンストセルの２つの線路、すなわち、ネルンスト電極に至る線路と、基準電極に至る線路とを本発明にしたがって配置することより、これらの２つの線路では第１次近似において同じ入力結合が発生する。ここでこの同じ入力結合によりそれ自体で２つの接続接触部におけるネルンスト電圧が補償される。請求項８の特徴的構成を有するセンサでは、上記の利点はつぎのようにすることによって達成される。すなわち、ネルンスト電極に至る線路を用いて、基準電極に至る線路を遮蔽することにより、第１次近似においてこの基準電極に入力結合が行われないようにすることによって達成されるのである。請求項２２の特徴的構成を有するセンサでは、上記の利点はつぎのようにすることによって達成される。すなわち、ネルンストセルの電極に至る線路が、３つの層に平行な面にて加熱素子）の２つの接続線路の少なくとも１つに関して対称にかつ互いに平行に延在し、ネルンストセルに至る線路が、加熱素子の少なくとも１つの接続線路の、上記の３つの層に対して垂直に延在する中央面に関して鏡映対称に延在していることによって達成される。

本発明の手段により、ネルンストセルは高抵抗とすることができ、またネルンストセルに至る線路領域の加熱を考慮する必要もない。またコストをかけて加熱素子に電位調整層を作製する必要がない。本発明による線路のガイド部は、場合によってはこれを包囲する絶縁部を含めて問題なくかつ合理的に作製することができる。

他の請求項に示した手段により、本発明のセンサの有利な発展形態および改善が可能である。

図面
本発明を、図面に示した実施例に基づき、以下詳しく説明する。ここで、
図１は、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサを図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面で概略的に示しており、
図２は、図１の線II−IIに沿った断面を概略的に示しており、
図３は、図２の線III−IIIに沿った断面を概略的に示しており、
図４は、図２の線IV−IVに沿った断面を概略的に示しており、
図５は、第２実施例によるラムダセンサの、図２と同様の図を概略的に示しており、
図６は、図５の線VI−VIに沿った断面を概略的に示しており、
図７は、第３実施例によるラムダセンサの、図２と同様の図を概略的に示しており、
図８は、図７の線VIII−VIIIに沿った断面を概略的に示しており、
図９は、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する第４実施例の平面状広帯域ラムダセンサを図１０の線IX−IXに沿った断面で概略的に示しており、
図１０は、図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面を概略的に示しており、
図１１は、図１０の線XI−XIに沿った断面を概略的に示しており、
図１２は、図１０の線XII−XIIに沿った断面を概略的に示しており、
図１３は、第５実施例によるラムダセンサの、図１０と同様の図を概略的に示しており、
図１４は、図１３の線XIV−XIVに沿った断面を概略的に示しており、
図１５は、第６実施例によるラムダセンサの、図１０と同様の図を概略的に示しており、
図１６は、図１５の線XVI−XVIに沿った断面を概略的に示しており、
図１７は、第７実施例によるラムダセンサの、図１０と同様な図を概略的に示しており、
図１８は、図１７の線XVIII−XVIIIに沿った断面を概略的に示しており、
図１９は、図１７の線IXX−IXXに沿った断面を概略的に示している。

実施例の説明
様々な実施例において示した、混合気のガス成分の濃度を決定する一般的なセンサの例としての、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサは、すべての実施例において、外側のポンプ電極１２および内側のポンプ電極１３を備えたポンプセル１１と、ネルンスト電極１５および基準電極１６を備えた濃度セルまたはいわゆるネルンストセル１４とを有する。ポンプセル１１およびネルンストセル１４は、上下に重なった複数の固体電解質層からなる結合体に形成されており、これらの固体電解質層のうち、上の層１７は、互いに反対側を向いた面でポンプ電極１２，１３を支持しており、中央の層１８は、測定室２１と、多孔質のジルコニウムジオキシド（ＺｒＯ_２）またはアルミニウムオキシド（Ａl_２Ｏ_３）で充填された基準ガスチャネル２２とを含み、また下の層２０は、アルミニウムオキシド（Ａl_２Ｏ_３）からなる電気絶縁部２３に埋め込まれたメアンダー状の導体路の形態の加熱素子２４を支持している。中央の層１８と下の層２０との間にはさらに中間層１９が挿入されている。上の層１７、中間層１９および下の層２０はセラミックシートとして実施されており、これに対して中央の層１８は、多孔質のセラミック材料のスクリーン印刷を用いて、例えば上の層１７に形成される。多孔質材料のセラミック部材として有利には、上の層１７，中間層１９および下の層２０を形成するシートが構成されるのと同じ固体電解質材料を使用する。以下では上の層１７をポンプシート１７と、中間層１９を中間シート１９と、また下の層２０をヒータシート２０とそれぞれ称する。中間の層１８は基準チャネル層１８と称する。平面状の層結合体が組み合わされた形態は、基準チャネル層１８を印刷した複数のセラミックシートを一緒に積層して、引き続きこのラミネート状の構造を焼結することによって作製される。

固体電解質材料として例えば、ジルコニウムジオキシド（ＺrＯ_２）とイットリウムオキシド（Ｙ_２Ｏ_３）との混合酸化物（Mischoxid）を使用する。これはＹ_２Ｏ_３安定化ＺｒＯ_２またはＹ_２Ｏ_３部分安定化ＺｒＯ_２とも称される。

図１および図２に示されているように基準チャネル層１８にある基準ガスチャネル２２と、測定室２１とは、基準チャネル層１８の一体形の構成部分である分離壁１８１によって互い分離されている。測定室２１は、円環状に実施されており、開口部２５を介して排気ガスと関係する。開口部２５はポンプシート１７に垂直に入れられている。測定室２１は、開口部２５に対し、多孔質の拡散バリア２６で覆われている。測定室２１では一方の側にポンプセル１１の内側のポンプ電極１３が、また他方の側にネルンストセル１４のネルンスト電極１５が配置されており、この実施例では上記の電極１３，１５は環状であり、互いに間隔を開けて向かい合っている。外側で開口部２５のまわりを取り囲み円環状にポンプシート１７に取り付けられた外側のポンプ電極１２は、多孔質の保護層２８によって覆われており、線路２７によって接触接続されている。この線路はポンプシート１７の表面に被着されている。

抵抗ヒータとして構成された加熱素子２４は、電気絶縁部２３に埋め込まれており、ヒータシート２０によって支持される。絶縁部２３は、縁部側が固体電解質ウエブ（Festelektrolytsteg）２９によって包囲されており、これはヒータシート２０または中間シート１９にプリントされている。メアンダー状に敷設された加熱素子２４には接続線路３０，３１を介し、電流がクロック制御されて供給される。ここで幅の広い平らな導体路として形成された接続線路３０，３１も同様に絶縁部２３に埋め込まれている。

ネルンストセル１４は、基準電極１６に接触接続している線路３２と、ネルンスト電極１５に接触接続している線路３３とを有する。ポンプセル１１の内側のポンプ電極１３は線路３３に接触接続しているため、ネルンスト電極１５と内側のポンプ電極１３とは同電位である。図面に示したラムダセンタのすべての実施例において、ネルンスト電極１４に至る線路３２，３３は、中央の層１８、すなわち基準チャネル層１８に延在している。ラムダセンサの様々な実施例は、基準チャネル層１８内での線路３２，３３の案内の仕方が、加熱素子２４の接続線路３０，３１に対して相対的に、それぞれ独特である点だけが異なっている。

図１〜８に示したラムダセンサの３つの実施例では、ネルンストセル１４の線路３２，３３は、上記の複数の層に平行な面において平行に、かつ加熱素子２４の２つの接続線路３０，３１の少なくとも１つに関して対称に配置されている。２つの線路３２，３３は、幅の広い平らな導体路として形成されており、アルミニウムオキシド（Ａl_２Ｏ_３）からなる絶縁部３４に埋め込まれている。ここで基準電極１６に至る線路３２は、つねに基準ガスチャネル２２に近い方にある。択一的には線路３２が基準チャネル２２それ自体に延在することも可能である。

図１〜４に示された実施例のラムダセンサ、また図５および６に示された実施例のラムダセンサでは、ネルンストセル１４の線路３２，３３は、層１７〜２０に対して垂直に伸びる、加熱素子２４の接続線路３１の中央面３５に関して鏡映対称に延在しており、しかも（それらが基準チャネル層１８に配置されていることに起因して）接続線路３１の上方に延在している。有利には接続線路３１は、クロック供給されない接続線路であり、つまりこの接続線路には、加熱出力を制御するためにクロック制御されるローサイドスイッチは接続されていないのである。図４からわかるように、図１〜４の実施例における線路３２，３３は、接続線路３１を覆っている。これに対して（図６からわかるように）図５および６の実施例において線路３２，３３は、接続線路３１を覆っておらず、幅の狭い導体路として接続線路３１の両側に位置している。

図７および８に示したラムダセンサの実施例では、ネルンストセル１４の電極１６，１５に至る各線路３２，３３は、平行な２つの線路パス３２１，３２２ないしは３３１，３３２に分けられており、線路パス３２１，３３１ないしは３２２，３３２の各ペアは、接続線路３０ないしは３１に対応している。接続線路３０に対応する線路パスのペアは、基準電極１６に至る線路パス３２１と、ネルンスト電極１５に至る線路パス３３１とからなり、また接続線路３１に対応する線路パスのペアは、基準電極１６に至る線路パス３２２と、ネルンスト電極１５に至る線路パス３３２とからなる。線路パス３２１，３３１ないしは３２２，３３２の各ペアはここでも、幅の広い導体路として形成された、対応する接続線路３０ないしは３１の中央面３５に関して対称に配向されている。ここで基準電極１６に至る線路パス３２１および３２２は、基準チャネル２２に沿いすぐ近くに延在している。すなわち、この基準チャネルと、ネルンスト電極１５に至る線路パス３３１および３３２との間に位置している。図示の実施例では線路パスのペア３２２，３３２ないしは３２１，３３１は、それぞれ対応する接続線路３０ないしは３１を覆っている。しかしながら線路パスのペア３２２，３３２ないしは３２１，３３１は図６のように配置して、これらが幅の狭い導体路として、対応する接続線路の両側に位置するようにすることも可能である。

図９〜１９に示したラムダセンサの４つの実施例では、ネルンストセル１４の線路３２，３３は、基準チャネル層１８内でつぎように配置される。すなわち、ネルンスト電極１５に至る線路３３が、基準電極１６に至る線路３２用に、加熱素子２４の接続線路３０，３１に対する遮蔽部を形成するように配置されるのである。ネルンストセル１４の線路３２，３３および加熱素子２４の接続線路３０，３１は、ここでも幅の広い平らな導体路として形成される。ネルンスト電極１５に至る線路３３は、ここでも同時にポンプセル１１の内側のポンプ電極１３に至る線路でもある。

図９〜１２による実施例では、ネルンストセル１４の線路３２，３３は互いに平行に延在しているため、ネルンスト電極１５に至る線路３３は、基準電極１６に至る線路３２と、加熱素子２４の接続線路３１との間にある。付加的にはネルンスト電極１５に至る線路３３に付加面３６を形成して基準電極１６を覆うことができる。これによって基準電極１６それ自体も加熱素子２４の接続線路３１に対して遮蔽される。図１２の断面図からわかるように付加面３６と基準電極１６との間、ならびに付加面３６の下および基準電極１６の上にアルミニウムオキシド（Ａl_２Ｏ_３）からなる絶縁物３７が配置される。

図１３および１４によるラムダセンサの実施例では、ネルンスト電極１５に至る線路３３は、平行な２つの線路パス３３１，３３２に分けられ、これらの１つずつが、加熱素子３４の接続線路３０ないしは３１の上方に延在する。図１４の断面図からわかるようにネルンスト電極１５に至る線路パス３３２は、基準電極１６に至る線路３２と、加熱素子２４の接続線路３１との間にある。これに対してネルンスト電極１５に至る線路パス３３１は、基準チャネル層１８において接続線路３０に平行に延在する。線路パス３３２も、線路パス３３１も共に、対応する接続線路３１ないしは３０に関して対称に配向されている。

図１５および１６によるラムダセンサの実施例では付加的に、基準電極１６に至る線路３２も２つの線路パス３２１および３２２に分けられている。基準電極１６に至る線路パス３２１，３２２およびネルンスト電極１５に至る線路パス３３１，３３２は対称に配置されており、基準電極１６に至る線路パスと、ネルンスト電極１５に至る線路パスとからなる１つずつのペアが接続線路に対応付けられている。図１６からわかるようにネルンスト電極１５に至る線路パス３３２は、基準電極１６に至る線路パス３２２と、加熱素子２４の接続線路３１との間に配置されており、またネルンスト電極１５に至る線路パス３３１は、基準電極１６に至る線路パス３２１と、加熱素子２４の接続線路３０との間に配置されている。

図１７〜１９によるラムダセンサの実施例では、基準ガスチャネル２２は、基準電極１６の線路３２から形成されている。ここでこれは、多孔質に焼結される電極ペーストから線路３２を作製することによって行われる。線路３２は、Ａl_２Ｏ_３からなる電気絶縁部３２に埋め込まれている。すなわちすべての側が絶縁部３４によって取り囲まれているのである（図１８）。線路３２は、ネルンスト電極１５の線路３３のよりも格段に幅が狭く設計されてこの中央に配置され、線路３３により、加熱素子２４の２つの接続線路３０，３１が広範囲に覆われる。基準電極１６それ自体は、上の層１７、すなわちポンプシート１７と隣接する面を除いて、絶縁部３４と同じ材料からなる絶縁体３７によって取り囲まれているため、基準電極１６は、下方に延在するネルンスト電極１５の線路３３の部分からら電気的に絶縁されている（図１９）。ネルンスト電極１５の線路３３には絶縁部は不要であり、固体電解質に直接載置されている（図１８および１９）。

上に説明した平面状の広帯域ラムダセンサの１変更形態では、層結合体の中間層１９を省略することができ、これよってセンサの厚さが小さくなるか、または上および下の層１７，２０を同じ厚さの基板に作製することができる。

内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサを示す、図２の線Ｉ−Ｉに沿った概略断面図である。 図１の線II−IIに沿った概略断面図である。 図２の線III−IIIに沿った概略断面図である。 図２の線IV−IVに沿った概略断面図である。 第２実施例によるラムダセンサの、図２と同様の図である。 図５の線VI−VIに沿った概略断面図である。 第３実施例によるラムダセンサの、図２と同様の図である。 図７の線VIII−VIIIに沿った概略断面図である。 内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する第４実施例の平面状広帯域ラムダセンサを示す、図１０の線IX−IXに沿った概略断面図である。 図９の線Ｘ−Ｘに沿った概略断面図である。 図１０の線XI−XIに沿った概略断面図である。 図１０の線XII−XIIに沿った概略断面図である。 第５実施例によるラムダセンサの、図１０と同様の図である。 図１３の線XIV−XIVに沿った概略断面図である。 第６実施例によるラムダセンサの、図１０と同様の図である。 図１５の線XVI−XVIに沿った概略断面図である。 第７実施例によるラムダセンサの、図１０と同様の図である。 図１７の線XVIII−XVIIIに沿った概略断面図である。 図１７の線IXX−IXXに沿った概略断面図である。

Claims (22)

1. 混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ、例えば、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサであって、
   該センサは、少なくとも１つのポンプセル（１１）および少なくとも１つの濃度セルないしはネルンストセル（１４）を有しており、
   前記ポンプセル（１１）は、前記混合気に曝される外側のポンプ電極（１２）と、測定室（２１）に配置される内側のポンプ電極（１３）とを有しており、
   前記の濃度セルないしはネルンストセル（１４）は、測定室（２１）に配置されるネルンスト電極（１５）と、測定室（２１）から分離された基準ガスチャネル（２２）に配置される基準電極（１６）とを有しており、
   前記の濃度セルないしはネルンストセルは、上下に重なった複数の固体電解質層からなる結合体に形成されており、
   前記固体電解質層のうち、
   上の層（１７）は、互いに反対側を向いた面に前記ポンプ電極（１２，１３）を支持しており、
   中央の層（１８）には、測定室（２１）と、基準ガスチャネル（２２）と、内側のポンプ電極（１３）および前記のネルンスト電極および基準電極（１５，１６）に通じる電気的な線路（３２，３３）とが含まれ、
   下の層（２０）は、２つの電気的接続線路（３０，３１）を備えかつ絶縁部（２３）に埋め込まれた加熱素子（２４）を有している形式の、混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサにおいて、
   前記のネルンストセル（１４）の電極（１５，１６）に至る線路（３２，３３）は、前記の上の層、中央の層および下の層に平行な面にて、前記加熱素子（２４）の２つの接続線路（３０，３１）の少なくとも１つに関して対称にかつ互いに平行に延在し、
   前記のネルンストセル（１４）に至る線路（３２，３３）は、加熱素子（２４）の少なくとも１つの接続線路（３１）の、前記の上の層、中央の層および下の層（１７〜２０）に対して垂直に延在する中央面（３５）に関して鏡映対称に延在していることを特徴とする、
   混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ。
2. 前記のネルンストセル（１４）の線路（３２，３３）および加熱素子（２４）の接続線路（３０，３１）は、幅の広い平らな導体路として形成されている、
   請求項１に記載のセンサ。
3. 前記のネルンストセル（１４）に至る線路（３２，３３）は、加熱素子（２４）の少なくとも１つの接続線路（３１）の上方で当該接続線路を部分的に覆うように位置している、
   請求項２に記載のセンサ。
4. 前記のネルンストセル（１４）に至る線路（３２，３３）は、加熱素子（２４）の少なくとも１つの接続線路（３１）の上方で当該接続線路の両側に位置している、
   請求項１に記載のセンサ。
5. 前記の基準電極（１６）の線路（３２）は、ネルンスト電極（１５）の線路（３８）よりも基準ガスチャネル（２２）の近くにあるか、または当該基準ガスチャネル（２２）それ自体に延在する、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載のセンサ。
6. 加熱電流を制御するため、接続線路を介しクロック制御されて前記加熱素子（２４）がスイッチングされ、
   加熱素子（２４）のスイッチングされない接続線路は、ネルンストセル（１４）に至る線路（３２，３３）に空間的に対応する接続線路（３１）を形成する、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のセンサ。
7. 前記のネルンストセル（１４）の各線路（３２，３３）は、平行な２つの線路パス（３２１，３２２，３３１，３３２）に分けられ、
   ネルンスト電極（１５）に至る線路パス（３３１ないしは３３２）と、基準電極（１６）に至る線路パス（３２１ないしは３２２）とからなる、線路パスの１つずつのペアは、接続線路（３０，３１）に対応しており、
   各線路パスペアにて、基準電極（１６）に至る線路パス（３２１ないしは３２２）は基準ガスチャネル（２２）の近い方に位置している、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載のセンサ。
8. 混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ、例えば、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサであって、
   該センサは、少なくとも１つのポンプセル（１１）および少なくとも１つの濃度セルないしはネルンストセル（１４）を有しており、
   前記ポンプセル（１１）は、前記混合気に曝される外側のポンプ電極（１２）と、測定室（２１）に配置される内側のポンプ電極（１３）とを有しており、
   前記の濃度セルないしはネルンストセル（１４）は、測定室（２１）に配置されるネルンスト電極（１５）と、測定室（２１）から分離された基準ガスチャネル（２２）に配置される基準電極（１６）とを有しており、
   前記の濃度セルないしはネルンストセルは、上下に重なった複数の固体電解質層からなる結合体に形成されており、
   前記固体電解質層のうち、
   上の層（１７）は、互いに反対側を向いた面に前記ポンプ電極（１２，１３）を支持しており、
   中央の層（１８）には、測定室（２１）と、基準ガスチャネル（２２）と、内側のポンプ電極（１３）および前記のネルンスト電極および基準電極（１５，１６）に通じる電気的な線路（３２，３３）とが含まれ、
   下の層（２０）は、２つの電気的接続線路（３０，３１）を備えかつ絶縁部（２３）に埋め込まれた加熱素子（２４）を有している形式の、混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサにおいて、
   前記のネルンストセル（１４）の電極（３２，３３）を配置して、ネルンスト電極（１５）に至る線路（３３）が、基準電極（１６）に至る線路（３２）用に、加熱素子（２４）の接続線路（３０，３１）に対する遮蔽部を形成するようにしたことを特徴とする、
   混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ。
9. 前記のネルンストセル（１４）の線路（３２，３３）および加熱素子（２４）の接続線路（３０，３１）は、幅の広い平らな導体路として形成されている、
   請求項８に記載のセンサ。
10. 前記のネルンストセル（１４）の線路（３２，３３）は互いに平行に延在して、ネルンスト電極（１５）の線路（３３）が、基準電極（１６）に至る線路（３２）と加熱素子（２４）の接続線路（２１）との間に位置するようにした、
    請求項８または９に記載のセンサ。
11. 前記のネルンストセル（１４）のネルンスト電極（１５）に至る線路（３３）は、基準電極（１６）を覆う付加面（３６）を有する、
    請求項８から１０までのいずれか１項に記載のセンサ。
12. 前記のネルンスト電極（１５）に至る線路（３３）は、平行な２つの線路パス（３３１，３３２）に分けられており、
    当該線路パスの１つずつは、加熱素子（２４）の接続線路（３０，３１）の上方で当該接続線路に沿って延在している、
    請求項８から１１までのいずれか１項に記載のセンサ。
13. 前記のネルンストセル（１４）の線路（３３，３２）はそれぞれ平行な２つの線路パス（３２１，３２２，３３１，３３２）に分けられており、
    当該の線路パス（３２１，３２２，３３１，３３２）を配置して、ネルンスト電極（１５）に至る１つずつの線路パス（３３１ないしは３３２）が、加熱素子（２４）の２つの接続線路（３０，３１）と、基準電極（１６）に至る線路パス（３２１ないしは３２２）との間に位置するようにした、
    請求項８から１１までのいずれか１項に記載のセンサ。
14. 前記のネルンストセル（１４）の線路（３２，３３）は、電気絶縁部（３４）に埋め込まれている、
    請求項１から１３までのいずれか１項に記載のセンサ。
15. 前記の基準電極（１６）の線路（３２）は、多孔質に焼結される電極ペーストからなり、同時に基準ガスチャネル（２２）を形成する、
    請求項９から１０までのいずれか１項に記載のセンサ。
16. 前記のネルンスト電極（１５）の線路（３３）は、基準電極（１６）の線路（３２）よりも広い幅で設計されており、
    基準電極（１６）の線路（３２）は、ネルンスト電極（１５）の線路（３３）の中央に配置されている、
    請求項１５に記載のセンサ。
17. 前記の基準電極（１６）の線路（３２）は、電気絶縁部（３４）に埋め込まれている、
    請求項１５または１６に記載のセンサ。
18. 前記基準電極（１６）は、前記の上の層（１７）に隣接する表面を除いて、電気絶縁体（３７）によって取り込まれている、
    請求項１５から１７までのいずれか１項に記載のセンサ。
19. 前記のネルンストセル（１４）のネルンスト電極（１５）と、ポンプセル（１１）の内側のポンプ電極（１３）とは同電位であり、
    前記のネルンスト電極（１５）に至る線路（３３）は、同時に内側のポンプ電極（１３）に至る線路を形成する、
    請求項１から１８までのいずれか１項に記載のセンサ。
20. 前記絶縁部（３４）はアルミニウムオキシド（Ａl_２Ｏ_３）から構成される、
    請求項１４または１７に記載のセンサ。
21. 前記固体電解質層（１７〜２０）は、ジルコニウムジオキシド（ＺｒＯ_２）とイットリウムオキシド（Ｙ_２Ｏ_３）との混合酸化物から構成される、
    請求項１から２１までのいずれか１項に記載のセンサ。
22. 混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ、例えば、内燃機関の排出ガスにおける酸素濃度を決定する平面状広帯域ラムダセンサであって、
    該センサは、少なくとも１つのポンプセル（１１）および少なくとも１つの濃度セルないしはネルンストセル（１４）を有しており、
    前記ポンプセル（１１）は、前記混合気に曝される外側のポンプ電極（１２）と、測定室（２１）に配置される内側のポンプ電極（１３）とを有しており、
    前記の濃度セルないしはネルンストセル（１４）は、測定室（２１）に配置されるネルンスト電極（１５）と、測定室（２１）から分離された基準ガスチャネル（２２）に配置される基準電極（１６）とを有しており、
    前記濃度セルないしはネルンストセルは、上下に重なった複数の固体電解質層からなる結合体に形成されており、
    前記固体電解質層のうち、
    上の層（１７）は、互いに反対側を向いた面に前記ポンプ電極（１２，１３）を支持しており、
    中央の層（１８）には、測定室（２１）と、基準ガスチャネル（２２）と、内側のポンプ電極（１３）および前記のネルンスト電極および基準電極（１５，１６）に通じる電気的な線路（３２，３３）とが含まれ、
    下の層（２０）は、２つの電気的接続線路（３０，３１）を備えかつ絶縁部（２３）に埋め込まれた加熱素子（２４）を有している形式の、混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサにおいて、
    前記のネルンストセル（１４）の電極（１５，１６）に至る線路（３２，３３）は、前記の上の層、中央の層および下の層に平行な面にて、前記加熱素子（２４）の２つの接続線路（３０，３１）の少なくとも１つに関して対称に、かつ互いに平行に延在し、
    前記のネルンストセル（１４）の電極（１５，１６）に至る各線路は２つの平行な線路パス（第１の線路パス３２１，３３１および第２の線路パス３２２，３３２）に分割され、
    当該の線路パス（第１の線路パス３２１，３３１および第２の線路パス３２２，３３２）は、前記の上の層、中央の層および下の層（１７〜２０）に対して平行な面にて互いに平行に延在しており、
    当該の線路パスの１つずつのペア（第１の線路パス３２１，３３１および第２の線路パス３２２，３３２）は、加熱素子（２４）の２つの接続線路（３０，３１）の１つずつに割り当てられており、
    前記の線路パスの１つずつのペア（第１の線路パス３２１，３３１および第２の線路パス３３１および３２２，３３２）はそれぞれ、基準電極（１６）に至る線路パス（３２１，３２２）と、ネルンスト電極（１５）に至る線路パス（３３１，３３２）とからなり、
    前記の線路パスの各ペア（第１の線路パス３２１，３３１および第２の線路パス３２２，３３２）は、前記の３つの層（１７〜２０）に対して垂直に延びる、加熱素子（２４）の接続線路（３０，３１）の中央面（３５）に対して鏡映対称に配置されていることを特徴とする、
    混合気におけるガス成分の濃度を決定するためのセンサ。

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