技术领域 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的测量传感器,尤其用于 确定被测气体、尤其是内燃机废气中一种气体成分的物理特性、尤其 是温度或浓度的气体传感器。 背景技术 这种测量传感器例如作为λ探针被用来确定内燃发动机的废气中 的氧浓度。该测量传感器设有一个自身的电加热器,以便使对气体敏 感的传感元件尽可能快速地、且在发动机热运转阶段期间就达到其工 作温度上。该传感元件由陶瓷材料制造,但这种陶瓷对强的温度波动 非常敏感,该温度波动将引起陶瓷中的裂缝及由此导致测量传感器的 功能缺陷直至完全失效。当冷水滴碰到已被加热的传感元件上时,将 出现极端的温度波动、也被称为所谓的温度冲击,例如当内燃发动机 起动及在热运转阶段时出现在传感元件的表面上。这些水滴可能通过 以下方式形成,即在热运转阶段期间由发动机燃烧形成的水蒸汽冷凝 在排气装置及测量传感器的表面上及从冷凝水膜释放出水滴,然后水 滴被气体流夹带及由气体流导至传感元件上。 在一个公知的用作废气传感器的测量传感器(DE 199 24 319 C2) 中,为了保护传感元件防止其被废气流中夹带的水滴的冲击,设有一 个由内管及外管组成的双保护管,这些内及外管各设有一些气体入口 及出口,该双保护管包围着传感元件遭受废气的区段。在内管的至少 一个入口和/或外管的至少一个入口上设有流体部件,该部件使进入到 由内及外管包围的中间空间中和/或内管的内空间中的废气流在内管 和/或外管的相应内表面的方向上转向。由此使水保持在内部的管表面 上及由于随内燃发动机温度的增加而增加的废气温度使水逐渐地蒸 发。 发明内容 根据本发明的、具有权利要求1的特征的测量传感器有其优点, 即通过将中心保护管设在双保护管内部设置可达到对传感元件更好 的保护,而不会由于被测气体的温度波动对测量传感器的动态特性产 生不利影响。直接地罩在传感元件测量气体侧的端部区段上的附加的 中心保护管一方面对由水滴落引起的热冲击方面提供了可靠的保护 及另一方面减小了在变热的传感元件上由对被测气体的热辐射及对 流形成的热损耗,以致在接通后测量传感器非常快地达到其工作温度 及在所有工作条件下可靠地保持该工作温度。热损耗的减小可附加地 降低测量传感器的加热功率损耗。通过借助中心保护管有目的地达到 的双保护管中及内管与中心保护管之间的中间空间中的被测气流及 通过由中心保护管中的透气孔构成的轮廓边(Abrisskante)可实现被 测气体围绕传感元件的被测气体侧的区段的良好涡流,该涡流与被测 气体的通常在内燃机废气中出现的脉动一起将引起中心保护管内部 中被测气体的快速交换。由于借助该中心保护管达到的对传感元件改 善的保护可使双保护管中的透气孔作得大些,以致它们不会由沉积的 颗粒如碳黑阻塞。穿过双保护管中的透气孔的颗粒将在中心保护管的 热管壁上被燃烧掉,因为该中心保护管由于它靠近被加热的传感元件 及其很薄的壁厚很快地被加热到对于颗粒的燃烧过程充分的温度上。 由此总地改善了测量传感器的使用寿命及动态特性,即使在困难的工 作条件下、例如在单缸调节时,该动态特性也可被保持。 根据本发明的测量传感器作为λ探针也可有利地使用在这样的内 燃发动机上,在这些内燃机中在空载与满负载之间在废气中出现大的 温度差及由于过热的原因测量传感器必需由热的废气流回复地安装 到排气管中。尽管与此相关的在冷起动后测量传感器壳体的长加热时 间及与此相关的、在长的空转运行阶段及在低的外界温度情况下在壳 体上部分地长时间不超过露点温度,仍能有效地达到对传感元件的保 护。 通过在其它权利要求中所述的措施可得到权利要求1中给出的测 量传感器有利的进一步构型及改进。 根据本发明的一个有利的实施形式,双保护管的内管的伸出端按 照一个截锥的形式锥形地变细及由一个管底封闭,而外管通过一个环 形的底部件支撑在内管上。内管的管底设有一个端孔及环形的底部件 或底环设有多个在圆周方向上相互错开布置的透气孔。通过该结构措 施可达到双保护管中及双保护管的内管与中心保护管之间明显改善 的被测气体的流动,这将引起中心保护管内的被测气体的最佳涡流。 根据本发明的一个有利的实施形式,中心保护管被构成薄壁的, 以致它仅具有很小的热容量,这不会对测量传感器的动态特性产生不 利的影响。 附图说明 在以下的说明中将借助附图中所示的实施例来详细地描述本发 明。附图以一个区段表示用于内燃机、尤其用于机动车的内燃发动机 的一个λ探针的纵截面图。 具体实施方式 为了减少机动车中内燃发动机的有害物质排放,使用了具有λ调 节的三元催化器。这里图1中以纵截面区段地表示的λ探针用于控制 空气-燃料混合物,以便借助对废气中氧成分浓度的测量来建立尽可能 按化学计量的混合物,由此通过最佳燃烧使有害物质排放最小化。对 于该λ探针在下面将作为一个用作气体传感器的普通测量传感器的实 施例来描述,借助该测量传感器可测量被测气体的物理特性,例如被 测气体的温度或被测气体中一种气体成分的浓度。 该λ探针具有由一种陶瓷制成的传感元件11,该传感元件具有一 个遭受废气的、气体侧的端部区段111及一个这里未示出的、连接侧 的端部区段,在该连接侧的端部区段中进行传感元件11的电接触以与 控制及求值装置连接。传感元件11被接收在传感器壳体12中,对于 该传感器壳体在图1中仅表示出其气体侧的端部区段,其中在传感器 壳体12的内部通过该传感器壳体12静直径的减小构成一个壳体肩部 121。传感元件11借助一个无间隙地包围传感元件11的陶瓷密封装置 13被气密地放置在传感器壳体12中并且用气体侧的端部区段从传感 器壳体12伸出。传感器壳体12设有一个外螺纹区段122,借助该外 螺纹区段使λ探针这样地旋拧在一个保持在内燃机排气管上的接口段 中的安装位置上,以致被测气体侧的端部区域111被浸入到在排气管 中导行的废气流中。 传感元件11的气体侧的端部区段111被一个双保护管14包围, 该双保护管被套在一个构成在传感器壳体12上的壳体环圈 (Gehusebund)123上及与该环圈气密地焊接。双保护管14由一个 外管15及一个内管16组成,该内管被外管15以一定径向间隔同心 地包围并且超过外管15的自由端部伸出。该伸出端锥形地变细及由 一个与内管16一体的管底161封闭。在管底161中开有一个中心端 孔17,在内管16的背离管底161的端部的附近在管壁中设有透气孔 18。这些透气孔18在一个圆周线上最好彼此等距离地布置,由此得 到透气孔18的一个环绕的圈。外管15通过一个与其一体的底环151 支撑在内管16上及通过该底环覆盖其端部,由此在外管15与内管16 之间构成一个环形的间隙19。该环形间隙19通过在底环151中设有 的透气孔20与废气流连通。透气孔20最好在圆周方向上等距离地布 置。 传感元件11的气体侧的端部区段111被罩上一个具有管套211 及管底212的中心保护管21,该保护管被这样地固定在传感器壳体 12中,以致既相对端部区段111也相对内管16保持一个径向距离。 为了固定在传感器壳体12中,中心保护管21在其背离管底212的端 部213上被锥形地扩宽及尽量形状锁合地接触在壳体肩部121上,在 这里该中心保护管通过密封装置13轴向不可移动地被固定。在中心 保护管21的管套211中具有透气孔22,这些透气孔相对内管16上的 透气孔18被向着管底212错位地布置。这里该布置这样地实现,即 如内管16那样使透气孔22在圆周线上最好等距离地布置及由此构成 一个环绕的孔圈。内管16及中心保护管21的孔圈彼此在轴向上隔开。 不仅透气孔22的位置而且其数目、形状及大小将根据由废气预给定 的技术上的实际情况而变化。保护管21被构成这样意义上的薄壁, 即它的壁厚小于双保护管14的内管16或外管15的壁厚,而决不会 大于它们。 如果测量传感器被放置在排气管中,则通过测量传感器11的伸 入到排气管中的端部区域在排气管中形成一个横截面变窄部分。通过 横截面变窄使内管16上的端孔17区域中的废气加速及在该区域中产 生一个负压。同时,在废气流动方向(箭头23)上看,在内管16的 伸出端的前面通过外管15的底环151中的透气孔20建立了一个过压。 这样形成的压力降与废气的压力波动一起负责保护管内废气的流动。 该废气流通过外管15的底环151上的一部分透气孔20进入,流过外 管与内管15,16之间的环形间隙19,以便通过内管16上的透气孔 18进入到内管16与中心保护管21之间的环形间隙24。在该环形间 隙24中,废气在与环形间隙19中的流动方向相反的流动方向上流动 及通过中心保护管21中的透气孔22进入中心保护管21的内空间中。 通过由中心保护管21中的透气孔22构成的轮廓边与废气的脉动影响 一起在气体室中形成围绕传感元件11的端部区段111的一个强的废气 涡流,由此使废气足够快的交换。废气从中心保护管21的内空间中 的流出是通过另外一部分透气孔22及通过内管16的端孔17来实现 的。在此,中心保护孔21这样地降低对流及辐射引起的传感元件11 的热损耗,即在所有的工作条件下保持传感元件11的预定工作温度。 内管16上的透气孔18及外管15的底环151中的透气孔20被构成这 样大小,以致它们不会由沉积的颗粒如碳黑阻塞。通过这些相对大的 透气孔18,20与废气一起流入的颗粒将在中心保护管21的外壁上被 燃烧掉,因为中心保护管21由于它靠近被加热的传感元件11及其薄 壁特性被传感元件加热到一定温度,在该温度上这些颗粒可被燃烧 掉。