(57)【要約】加熱構造（１）で加熱可能であるセンサ構造（１９）を有する平坦なセンサエレメント、特にガスセンサエレメントが提案されている。この場合、加熱構造（１）とセンサ構造（１９）との間には第１の間隔層（４′）が設けられている。この間隔層（４′）はセンサエレメント（３０）の平面図で見て加熱構造（１）の領域に第１の切欠き（１５）を有し、この切欠き（１５）内に、加熱構造（１）をセンサ構造（１９）から電気的に絶縁する第１の挿入体（９，９′）が挿入されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサエレメント、特に平坦なガスセンサエレメントであって、加熱構造（１）を用いて加熱可能であるセンサ構造（１９）を有している形式のものにおいて、加熱構造（１）とセンサ構造（１９）との間に第１の間隔層（４′）が設けられ、該間隔層（４′）が、センサエレメント（３０）に対する平面図で見て、加熱構造（１）の領域に第１の切欠き（１５）を有し、該切欠き（１５）内に加熱構造（１）をセンサ構造（１９）から電気的に絶縁する第１の挿入体（９，９′）が挿入されていることを特徴とする、センサエレメント。
【請求項２】
加熱構造（１）の、センサ構造（１９）とは反対側に基板（５）が設けられ、加熱構造（１）と基板（５）との間に第２の間隔層（４）が設けられ、該第２の間隔層（４）が、センサエレメント（３０）に対する平面図で見て、加熱構造（１）の領域に第２の切欠き（１６）を有し、該切欠き（１６）内に加熱構造（１）を基板（５）から分離する、特に電気的に絶縁する第２の挿入体（２，２′）が挿入されている、請求項１記載のセンサエレメント。
【請求項３】
第１と第２の切欠き（１５，１６）が少なくとも近似的に等しい寸法を有し、センサエレメント（３０）に対する平面図で見て、少なくとも近似的に互いに重ねて配置されており、加熱構造（１）が両側でそれに対し直接的に隣接した挿入体（９，９′，２，２′）により閉じ込められている、請求項２記載のセンサエレメント。
【請求項４】
第１及び／又は第２の挿入体（２，２′，９，９′）が厚さ１００μｍから１０００μｍ、特に２００μｍから５００μｍであるセラミックシート、特に酸化アルミニウムシート又は焼結によって酸化アルミニウムシートに変化させられるシートである、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項５】
第１の間隔層（４′）が第１の切欠き（１５）を側方にて、閉じたフレームの形で取囲みかつ／又は第２の間隔層（４）が第２の切欠き（１６）を側方にて、閉じたフレームの形で取囲んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項６】
第１の間隔層（４′）と第２の間隔層（４）とが相上下して配置され、加熱構造が少なくとも領域的に第１の挿入体（９，９′）を第２の挿入体（２，２′）から分離している、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項７】
基板（５）、第１の間隔層（４′）、第２の間隔層（４）及び別の層（１７）が第１及び第２の挿入体（２，２′，９，９′）並びに加熱構造（１）を、単数又は複数の加熱供給導体（６）と単数又は複数の、加熱供給導体（６）を間隔層（４，４′）から電気的に絶縁する層（７，１４）を除いて完全に取囲んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項８】
第１の挿入体（９，９′）と別の層（１７）との間に少なくとも領域的に特に電気的に絶縁する第１の中間層（１１）が設けられかつ／又は第２の挿入体（２，２′）と基板（５）との間に少なくとも領域的に特に電気的に絶縁する第２の中間層（１０）が設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項９】
第１及び／又は第２の中間層（１０，１１）が焼結に際し又は稼働中の温度交番に際し第１の挿入体（９，９′）と別の層（１７）との間及び／又は第２の挿入体（２，２′）と基板（５）との間に発生する機械的な応力を吸収するか又は均等化する層である、請求項８記載のセンサエレメント。
【請求項１０】
第１の切欠き（１５）が第１の挿入体（９，９′）で又は第１の挿入体（９，９′）と第１の中間層（１１）とで完全にかつ平らな面を成して充填されておりかつ／又は第２の切欠き（１６）が第２の挿入体（２，２′）で又は第２の挿入体（２，２′）と第２の中間層（１０）とで完全にかつ平らな面を成して充填されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１１】
第１の挿入体（９，９′）及び／又は第２の挿入体（２，２′）が、加熱構造（１）の熱い領域（３）が加熱供給導体（６）の冷たい領域（８）へ移行する領域（２６）にて、平面図で見て傾斜した縁（１２，１３）を有しており、第１の挿入体（９，９′）の縁（１２）と第２の挿入体（２，２′）の縁（１３）とが傾斜させられている場合に、該傾斜が特に逆向きに向けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１２】
第１及び／又は第２の中間層（１０，１１）がＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ及びＢａから選び出されたエレメントを有しているか又はＭｇ−Ａｌスピンネル、例えばＭｇＡｌ２Ｏ４、バリウムヘクサアルミン酸塩又は酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの混合物から成っている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１３】
第１の間隔層（４′）、基板（５）、第２の間隔層（４）及び別の層（１７）が酸化ジルコニウムから成っている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１４】
第１の間隔層（４′）が第１の切欠き（１５）を、第２の間隔層が第２の切欠き（１６）を閉じたフレームの形で取囲み、前記層（４，４′）で形成された加熱領域（３０′）の後方領域（２５）にて、フレームが３００μｍよりもはっきりと大きい幅、特に５００μｍから２０００μｍの幅を有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１５】
第１の挿入体（９，９′）及び／又は第２の挿入体（２，２′）が多孔形成剤を用いて焼結プロセスの間に形成される多孔性又は多孔質の中間構造を有しかつ／又は第１の挿入体（９，９′）及び／又は第２の挿入体（２，２′）が特に方形、円筒形又はレンズ形のフライス加工凹部（２０，２１）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１６】
第１の挿入体（９，９′）及び／又は第２の挿入体（２，２′）が領域的に少なくとも１つの切欠き、少なくとも１つの切込み（７′）又は少なくとも１つのスリットを有し、これらの切欠き、切込み又はスリットが平面図で見て、加熱構造（１）が占める面の上に又は下に位置することがないように配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサエレメント、特に平坦なガスセンサエレメント、例えばラムダゾンデ又は固形電解物質をベースとした酸化窒素センサであって、加熱構造で加熱可能な、独立請求項に記載した形式のセンサエレメントに関する。
【０００２】
背景技術
平坦なガスセンサエレメント（ラムダゾンデ）を製造するにあたっては、該ガスセンサエレメントを、多層のセラミック層構造に組込まれた、加熱構造を有する加熱装置を用いて加熱することが公知である。この場合、前記加熱は特にセンサエレメントの信号の安定化に役立つ。特許出願ＤＥ１９９０６９０８Ａ１号には２つのセラミック層の間の加熱構造を、ガスセンサエレメントの熱い領域にて、つまり測定兼基準電極も存在し析出しようとするガスに晒される領域にて、メアンダ状に構成されているプラチナ抵抗導体路として構成することが記載されている。
【０００３】
さらに主として二酸化ジルコニウムから成る固形電解質をベースとしたセラミック製のガスセンサエレメントの場合には、加熱構造を、本来のセンサ構造の領域に設けられたイオン導体もしくは固形電解質から電気的に絶縁することが必要である。このためにはプリントされた加熱構造、例えばＤＥ１９９０６９０８Ａ１号によって公知である加熱構造が同様にプリントされた、酸化アルミニウムから成る、厚さ約２０μｍから５０μｍの２つの層の間に埋設されるか又は加熱装置はすでに２つのセラミックシートの間に埋設された加熱構造で、二酸化ジルコンから成るセンサエレメントの片側に特に全面的に焼結されるか又は接着される。
【０００４】
しかし、前記両方法の欠点は稼働及び／又は製造に際しセンサエレメントにおいて発生する機械的な応力、主として使用される材料の異なる熱膨脹係数に起因する機械的な応力並びにセンサエレメントの、センサ構造とは反対側に対する比較的に大きな放熱である。
【０００５】
本発明の課題は所属のセンサ構造に対し又はそこで使用されているイオン導体もしくは固形電解質に対しできるだけ容量の少ない電気的な結合を有する加熱構造を備えたセンサエレメントを提供することである。さらに本発明の課題は加熱構造により発生させられた熱をできるだけセンサ構造に供給し、その際同時にセンサエレメント内部の機械的な応力を回避することである。
【０００６】
発明の利点
本発明のセンサエレメントは公知技術に対し、加熱構造が電気的にセンサ構造に対し容量的にわずかな結合を有し、加熱構造の本来のセンサ機能が所望の加熱を除いて、電気的に少なくともほぼ妨げられないという利点を有している。
【０００７】
そのうえ、本発明によるセンサエレメントの構造によって、センサエレメント内の機械的な応力ができるだけ抑制され、加熱構造の周囲に配置されたセンサ構造が加熱構造によって効果的にかつ迅速に加熱されるという利点が達成される。
【０００８】
本発明の有利な構成は従属請求項に記載した処置により達成される。
【０００９】
特に有利であるのは、加熱構造の熱い領域が有利には酸化アルミニウムから成る電気的に絶縁する２つの挿入体又はインレイの間に配置されていることである。このような形式で加熱構造の熱い領域はセンサエレメントに統合される。この場合、電気的に絶縁する挿入体は加熱構造と一緒に、完全に又は部分的にセンサエレメントの別の層、通常は二酸化ジルコニウムから成る層で取囲まれた絶縁体を形成する。
【００１０】
さらにこれに関連して、電気的に絶縁する挿入体とその中に埋設された加熱構造を形成する絶縁体と隣接する二酸化ジルコニウム層との間に、有利には同様に電気的に絶縁する、焼結に際し、両方の層、つまり有利には酸化アルミニウムから成る、電気的に絶縁する挿入体と有利には二酸化ジルコニウムから成る隣接する層の縮化に抗して作用する中間層とが設けられていると有利である。
【００１１】
さらに容量的な結合に望まれる減少に関しては、電気的に絶縁する挿入体と有利には別に設けられた第２の挿入体とがそれぞれ１００μｍから１０００μｍまでの厚さ、特に２００μｍから５００μｍまでの厚さを有していること、すなわち前記両挿入体が公知技術よりも著しく厚く構成されていると有利である。
【００１２】
さらに第１の間隔層が電気的に絶縁する第１の挿入体により占められた第１の切欠きを側方で、閉じたフレームの形で取囲んでいると有利である。この場合にはさらに第２の間隔層が第２の挿入体により占められた第２の切欠きも側方で、同様に閉じられたフレームの形で取囲んでいることが有利である。このような形式で挿入体とその中に埋設された加熱構造とから形成された絶縁体は完全に基板、領域的にフレーム状である間隔層及び有利には絶縁体と本来のセンサ構造との間にある、それぞれ有利には二酸化ジルコニウムから成る別の層によって閉じ込められている。
【００１３】
挿入体と隣接する、有利には二酸化ジルコニウムから成る層の間とに選択的に設けられた中間層に関しては、この中間層がわずかな焼結活性度しか有せず、特に密に焼結せず、したがって中間層は焼結後多孔質に留まりかつ応力を均等化する層として作用することができるようになっていると有利である。しかし、選択的に一方又は両方の中間層を機械的な応力を吸収する層として構成することもできる。これは一方では挿入体と中間層との間にかつ他方では中間層と通常は二酸化ジルコニウムから成る中間層の、挿入体とは反対側の面との間に特に良好な付着と特に良好な結合とを生ぜしめる。中間層の材料としては応力を均等化する層の場合、マグネシウム−アルミニウムスピンネル、例えばＭｇＡｌ２Ｏ４又はバリウムヘクサアルミナート又は応力を吸収する層の場合には二酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの混合物が特に適していることが判明した。
【００１４】
さらに所望された容量の低い結合は、中間層によって電気的に絶縁する第１の挿入体の厚さと有利には選択的に使用される第２の挿入体の厚さとが比較的に大きいことで強められる。その際、センサエレメントを焼結によって製作する場合又はセンサエレメントを稼働させた場合に、特に温度交番に際して、二酸化ジルコニウムに対する酸化アルミニウムのわずかな熱膨脹に基づきセンサエレメントに変形又は亀裂が発生することはない。
【００１５】
比較測定によって容量的な連結は、先きに述べた処置によって全部で少なくともファクタ５から１０減ずることができることが証明された。
【００１６】
さらに、加熱構造からセンサ構造への改善された熱伝達は、挿入体の領域にてセンサエレメントの後方の領域も、つまり側方でセンサエレメントの加熱供給導体に向いた側も、フレームとして構成された間隔層で取囲まれ、いまやこの後方領域においても間隔層の材料に相応して例えば熱伝導性の悪い二酸化ジルコニウムが存在し、これが不都合な放熱を回避する。さらにこの後方領域はフレームの幅によって規定されたほぼ３００μｍよりも大きい、特に５００μｍから２０００μｍの側方の寸法を有していることもできる。これも熱の放出の抑制に役立つ。
【００１７】
加熱構造からセンサ構造への熱の伝達をさらに改善するためには、加熱構造の、センサ構造とは反対側にて、挿入された第２の挿入体が、特にセンサエレメントを製作する間に多孔形成剤を用いて形成された多孔質性又は多孔質の中空構造を有しかつ／又は第１の挿入体も例えば方形、円筒形又はレンズ状の切欠きを有していると数倍有利である。第１の挿入体の前記構造によってまず加熱構造からセンサ構造へ向かう方向での熱伝導がいくらか妨げられるが、しかしこれによって有利な形式で加熱構造からセンサ構造への電気的な信号の容量的な結合がさらに減じられる。その上、挿入体の多孔性又はそれに設けられたフライス加工凹部又は切欠きは機械的な応力を減少させるために有利である。
【００１８】
センサエレメントの製造及び／又は運転に際し、特に膨脹に際し、センサエレメントの機械的な応力を減少させる構想に関しては、第１及び／又は第２の挿入体が領域的に少なくとも１つの切欠き、有利には前記挿入体を横切る多数の切込み又はスリットを有し、該切欠きが平面図で見て加熱構造によって占められた面の上又は下に位置しないように配置されていると有利である。その限りにおいては前記切込み又はスリットは挿入体にて、加熱構造がその下に又は上にちょうど存在しない個所に設けられる。
【００１９】
酸化アルミニウムから成る比較的に厚い、密で、つまり多孔質でない挿入体を第１及び／又は第２の挿入体として使用することはこの挿入体が周囲の二酸化ジルコニウム層に対し加熱構造の良好な電気的な絶縁を行ない、これにより、加熱構造からプラチナが挿入体へ拡散侵入することも回避される。さらに酸化アルミニウムから成る挿入体は比較的に熱伝導性がよく、センサ構造の有効な加熱が改善される。
【００２０】
さらに、使用された第１の挿入体及び／又は第２の挿入体が少なくとも、加熱構造の熱い領域が加熱供給導体の冷たい領域へ移行する領域にて、平面図で見て傾斜した縁を有していると有利である。この場合、第１の挿入体の縁と第２の挿入体の縁との両方が傾斜させられている場合にはこの傾斜が反対の方向に向けられていると有利である。これにより傾斜は平面図で見て、加熱構造が加熱供給導体へ移行するオーバラップ領域を規定する。挿入体の縁の傾斜は機械的な応力により挿入体に亀裂が形成されかつ拡がることを阻止する。
【００２１】
実施例
図１にはセンサ構造１９と加熱領域３０′とを有するセンサエレメント３０、例えば平坦なガスセンサエレメント、ＮＯｘセンサ又は一般的なラムダゾンデが示されている。このようなラムダゾンデはＤＥ１９９０６９０８Ａ１号、特にそこに示された図１から、以下詳細に説明した加熱領域３０′の構造を除いて公知である。その限りにおいてはセンサ構造１９の公知の構造に対する説明は省略する。又、図１によるセンサエレメント３０の製造に関しては公知技術が用いられる。つまりセラミック製のグリーンシートが用いられ、このグリーンシートに必要に応じて別の層がプリントされ、これがスタックされ、ラミネートされかつセンサエレメント３０として焼結される。
【００２２】
図１には二酸化ジルコニウムから成る基板５又は底層を有する固形電解質を有する平坦なガスセンサエレメントの形をした焼結されたセラミック製センサエレメント３０が示されている。基板５の上には領域的に当初第２の中間層１０が存在している。この中間層１０は製造に際し、基板５を形成するセラミック製のグリーンシートの上にプリントされる。さらに下方のフレームを形成する、二酸化ジルコニウムから成る第２の間隔層４が設けられている。これにより槽状の第２の切欠き１６が規定されている。この切欠き１６内には、第２の中間層１０をプリントしかつ基板５の上に第２の間隔層４を施したあとで、第２の挿入体２が挿入される。第２の挿入体２は説明した実施例ではセンサエレメント３０の製作を終了する焼結のあとで、電気的な絶縁作用を有し、２００μｍから５００μｍまでの厚さを有している。この第２の挿入体２は製作に際しまずセラミック製のグリーンシートとして酸化アルミニウムセラミックのベース上に配置され、次いでセンサエレメント３０の残りの構成部材との複合で行なわれる焼結により酸化アルミニウムセラミックに変えられる。
【００２３】
次いで第２の間隔層４と第２の挿入体２との上にはさらに、領域的にプラチナ抵抗導体路の形の加熱構造１が有利にはプリントにより施される。その際、第２の挿入体２の上側の領域はセンサエレメント３０の熱い領域を規定している。さらに一般的な、第２の間隔層４の上を延びる加熱供給導体６が設けられている。この加熱供給導体６は例えば同様にプリントされたプラチナ導体路から成っている。加熱供給導体６は殊にセンサエレメント３０の冷たい領域８に延在し、第２の間隔層４もしくは第２の挿入体２から、加熱供給導体６の下側にある、有利には同様にプリントされた絶縁層７によって分離されている。第２の間隔層４と絶縁層７を備えた第２の挿入体２との確実な結合を達成するためには絶縁層７の領域に例えば酸化アルミニウムと二酸化ジルコニウムとの混合物から成り、有利には絶縁層７の部分層を形成する移行材料１４が設けられている。したがって絶縁層７と第２の挿入体２もしくは間隔層４は確実にかつ固く互いに結合される。
【００２４】
さらに図１には移行材料１４を備えた絶縁層７が領域的に、加熱構造１の、加熱供給導体６とは反対側にも存在し、加熱構造１が第２の間隔層４もしくはその上にある第１の間隔層４′から電気的に絶縁されていることが示されている。加熱構造１は説明した例では通常のようにメアンダ形に構成されている。
【００２５】
第２の間隔層４の上には有利には同様に構成された第１の間隔層４′がある。この間隔層４′は例えば同様に二酸化ジルコニウムから成りかつあらためて閉じたフレームの形に構成されている。この第１の間隔層４′は、酸化アルミニウムセラミックから成る第１の挿入体９が挿入される切欠き１５を規定している。この第１の挿入体９の上にはさらに全面的に第１の中間層１１が設けられている。この中間層１１は製造方法の経過にて、当初セラミック製のグリーンシートとして挿入された第１の挿入体９の上にプリントされている。第１の中間層１１の組成は有利には第２の中間層１０の組成に相当する。第１の挿入体９の組成は有利には第２の挿入体２の組成と同じである。つまり第１の挿入体９も焼結後は有利には酸化アルミニウムセラミックから成っている。
【００２６】
全体的に第１の間隔層４′と第２の間隔層４とそれにより側方にて取囲まれた第１の挿入体９と第２の挿入体２と第１の中間層１１並びに第２の中間層１０は加熱領域３０′を規定する。この場合、第１の中間層１１と第２の中間層１０の厚さは、挿入体２，９と加熱構造１と一緒に間隔層４，４′における切欠き１５，１６を完全にかつ平らに閉鎖するように選択されている。
【００２７】
加熱供給導体６の上には図１によれば移行材料１４を有する別の絶縁層７があるので、加熱供給導体６も絶縁層７と移行材料１４によって閉じ込められ、ひいては間隔層４，４′に対しかつ領域的には挿入体２，９に対しても電気的に絶縁されている。
【００２８】
第１の間隔層４′の上には全面的に別の層１７、有利には二酸化ジルコニウム層が設けられている。この層１７の上には本来のセンサ構造１９が構成されているので、センサ構造１９は加熱構造１で加熱可能である。
【００２９】
前記構造によって、両側にて直接的に隣接した挿入体２，９によって閉じ込められた加熱構造１は第１の挿入体９を介しセンサ構造１９に対し電気的に絶縁されるので容量的な結合は大きく抑制される。
【００３０】
第１の挿入体９及び／又は第２の挿入体２の厚さは、２００μｍと５００μｍとの間である。第１の中間層１１及び／又は第２の中間層１０の厚さは有利には５μｍから５０μｍ、特に１０μｍから３０μｍであると有利である。
【００３１】
第１及び／又は第２の中間層１０，１１は特に、センサエレメントの製造の工程で用いられた焼結に際して第１の挿入体９と別の層１７との間もしくは第２の挿入体２と基板５との間に発生する応力を吸収するか又は均等化する。このためには第１及び／又は第２の中間層１０，１１がそれぞれ隣接した挿入体もしくは基板５又は別の層１７に対し焼結される場合、わずかな焼結活性度を有しかつ特に密には焼結されず、つまり多孔質に留まるか又は第１及び／又は第２の中間層１０，１１が焼結される場合に該中間層１０，１１に隣接する挿入体９と隣接する別の層１７とに焼結結合されるかもしくは隣接する第２の挿入体２と隣接する基板５とに焼結結合される。
【００３２】
第１及び／又は第２の中間層１０，１１の組成に関しては、これがアルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム又はバリウムの群から選出されたエレメントを有していると有利である。有利には第１の中間層１０も第２の中間層１１もマグネシウム−アルミニウムスピンネル、例えばＭｇＡｌ２Ｏ４から又はバリウムヘクサアルミナートから又は酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの混合物とから成っていると有利である。
【００３３】
第２の挿入体２によって充たされた切欠き１６もしくは第１の挿入体９により充たされた第１の切欠き１５の側方の広がりは、切欠きが平面図で見て加熱構造１の熱い領域３によって占められた面を覆うような大きさを有している。
【００３４】
図２には図１の加熱領域３０′の縦断面図が示されている。この場合には加熱構造１、下にある絶縁層７と移行材料１４とを有する加熱供給導体６並びに熱い領域３にて加熱構造１の上もしくは下にある第２の挿入体２と第１の挿入体９だけが示されている。図面には熱い領域３における加熱構造１のメアンダ形の構造と、プラチナ抵抗導体路の形で構成された、本来の加熱構造１の幅に比較して比較的に広幅の加熱供給導体６とがはっきり示されている。
【００３５】
さらに図１と関連して図２には、第１の挿入体９と第２の挿入体２とが平面図で見て、熱い領域３から冷たい領域８への移行を規定しているオーバラップ領域２６に傾斜縁１２，１３を有していることが示されている。この場合、前記両傾斜縁１２，１３の傾斜は互いに逆向きである。このためには図２に示されているように、第１の間隔層４′における第１の切欠き１５の形は第１の挿入体９の形に相応して構成され、第２の間隔層４における第２の切欠き１６の形は第２の挿入体２の形に相応して構成されている。
【００３６】
図２には第２の挿入体２及び／又は第１の挿入体９が選択的にスリット又は切込みの形をした切欠き７′を有していることが示されている。これらの切欠き７′は平面図で見て、加熱構造が占める面の上又は下に存在しないように配置されている。さらに図２には第１の間隔層４′とその下にある第２の間隔層４とから形成された後方の領域２５がもう１度しめされている。この後方の領域２５は明らかに３００μｍよりも大きい幅、例えば５００μｍから２０００μｍの幅を有している。
【００３７】
図３には図１と図２に対し選択的なセンサエレメント３０の実施例が示されている。この場合第２の挿入体２は多孔質の中空室構造２′として構成され、このような形式で機械的な応力をより良く吸収するか又は放出できるようになっている。多孔質の中空室構造は挿入体もしくは象眼細工又はインレイとして構成された、焼結後、中空室構造２′を有する第２の挿入体を形成するセラミック製のグリーンシートにまず多孔形成剤が添加される。この多孔形成剤は焼結プロセスの経過中に、第２の挿入体２に多孔質の中空構造が与えられるように作用する。これに適した多孔形成剤、例えば煤粒子又はガラス炭素粒子は公知技術により知られている。
【００３８】
図４には図３の変化実施例としてのセンサエレメント３０が示されている。この場合には、第１の挿入体９も多孔質の中空室構造９′を有する第１の挿入体の形で構成されている。多孔質の中空室構造２′を有する第２の挿入体は図４では図３に相応して構成されている。このような形式で、一方では、加熱構造１の容量的な結合がセンサ構造１９の領域にてさらに減じられ、他方では発生する機械的な応力がさらに減少させられるかもしくはより効果的に吸収、又は放出される。もちろん、発生させられた中空室構造によっては加熱構造１からセンサ構造１９の領域への熱伝導の有効性が低下することは甘受されなければならない。
【００３９】
図５と６には第１の挿入体９の別の実施例が示されている。特に図５には第１の挿入体９が図４の多孔質の中空室構造の代りにレンズ状の切欠き２０を備えていることが示されている。このレンズ状の切欠きは有利には挿入体９の、加熱構造１に向いた側に設けられている。さらに挿入体９は酸化アルミニウムセラミックから成っていると有利である。レンズ形の切欠き２０は第１の挿入体９を製作するために当初使用されたセラミック製グリーンシートの切削加工で形成される。図６によれば方形の切欠きもしくはフライス加工部２１が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】センサエレメントの第１実施例を示した図。この場合には埋設され、上にセンサ構造が存在する加熱領域が主として示されている。
【図２】図１の加熱領域を長手方向に断面した平面図。
【図３】センサエレメントの、図１に対し選択的な実施例を示した図。
【図４】センサエレメントの択一的な実施例を示した図。
【図５】レンズ形の切欠きを有する酸化アルミニウムから成る挿入体を示した図。
【図６】方形の切欠きを有する酸化アルミニウムから成る挿入体を示した図。
【符号の説明】
【００４１】
１  加熱構造、  ２  挿入体、  ３  熱い領域、  ４  間隔層、  ５  基板、  ６  加熱供給導体、  ７  絶縁層、  ８  冷たい領域、  ９  挿入体、  １０  中間層、  １１  中間層、  １２  傾斜縁、  １３  傾斜縁、  １４  移行材料、  １５  切欠き、  １６  切欠き、  １７  層、  １９  センサ構造、  ２０  切欠き、  ２１  フライス加工部、  ２５  後方の領域、  ２６  オーバラップ領域、  ３０  センサエレメント
【図１】
2005517952.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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