[發明專利]一種氧傳感器

無效

• 申請號: 200810089045.5
• 申請日: 2008-04-16
• 公開（公告）號: CN101561412A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 李志宏
• 申請（專利權）人: 李志宏
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 北京鑫媛睿博知識產權代理有限公司
• 代理人: 計小玲

【技術領域】

本發明涉及一種氧傳感器，屬于汽車尾氣檢測領域，用于車用理論空燃比檢測。

【背景技術】

在發動機控制系統中，氧傳感器、三元催化與電子控制供油系統為一套，即所謂的三元系統，此系統是現代發動機控制的核心?，F在使用最多的車用氧傳感器是檢測理論空燃比型氧傳感器，它用于發動機的電噴控制系統中，使其保持在理論空燃比附近工作，從而使三元催化處于最佳的工作區間。

目前廣泛使用的氧傳感器是濃差型氧化鋯氧傳感器，主要采用管式結構，該氧傳感器內部由陶瓷感測頭、電極墊片、壓縮彈簧及信號導線等元件所組構而成。其中，陶瓷感測頭可采用冷均壓成型或射出成型兩種方式制出。但存在以下缺點：以冷均壓成型制出而言，機器設備成本昂貴，成型速度慢，模具成本與附屬周邊設備維修保養不易且成本高，以及成型出的制品會產生毛邊，產品工藝上需多一道車毛邊的二次加工程序。而以射出成型而言，其所制出陶瓷感測頭成本高，且需在氧化鋯中加入許多有機添加物以增加其結合性，所以在成型后陶瓷感測頭再進行高溫燒結時，會因其有機物燃燒殘留較大空隙且產生收縮現象，使陶瓷感測頭整體組織致密度不足，相對于所成型的整體結構強度就會稍嫌不足，嚴重的甚至會產生龜裂現象，所制出品質良好率低。故陶瓷感測頭的制造是目前無法大量生產，而造成產品單價居高不下，也是目前產業上的技術瓶頸。

中國專利申請號CN001206370公開了一種管狀氧傳感器及其制造方法。氧傳感器的一端開口，一端封閉的管狀陶瓷氧敏感元件的內外表面有帶導電連線的多孔參比電極和測量電極。測量電極的極面上依次設置有氧化鋯多孔保護層和氧化鋁多孔保護層。在靈敏度和激活速度上已經取得了較大的進步。但是，隨著人們對環保意識的提高，意識到汽車排放污染物對大氣層的破化，人們對氧傳感器的成本、靈敏度和激活速度提出了更高的要求。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題是提供一種成本低、靈敏度高、激活快的氧傳感器。

本發明進一步要解決的技術問題是提供一種氧傳感器，其對氧傳感器主體機械強度要求低。

本發明次進一步要解決的技術問題是提供一種工作壽命長的氧傳感器。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案是：

一種氧傳感器，包括敏感元件、加熱體和高溫電極，敏感元件是片狀結構，加熱體內部設置有空腔且在其一表面設有與空腔相連的小孔，該敏感元件一面通過小孔與環境大氣相接觸，另一面與汽車尾氣相連，敏感元件與加熱體為一體結構，高溫電極與敏感元件的兩側電極相連，在加熱體印有高溫電極的一側設有保護層或覆蓋有絕緣片，其特征在于：所述的敏感元件由CeO₂包覆TiO₂形成的包覆粉體壓制而成，其中CeO₂含量為10％wt，表面涂覆銀電極；所述的保護層或絕緣片為多孔氧化鋁。

所述片狀敏感元件的上表面面積小于加熱體的上表面面積。

所述片狀敏感元件的上表面為圓形、橢圓形或方形，厚度小于1毫米。

在所述片狀敏感元件的內外表面設有測量電極和參比電極，參比電極通過小孔與環境大氣相接觸，測量電極與汽車尾氣相接觸。

所述測量電極和參比電極為多孔金屬電極或氧化物電極。

所述測量電極的厚度為5-25微米，孔隙率為40-60％；所述參比電極的厚度為5-50微米，孔隙率為30-60％。所述測量電極的厚度為5-25微米，孔隙率為40-60％；參比電極的厚度為5-50微米，孔隙率為30-60％。

所述測量電極和參考電極為多孔金屬電極或氧化物電極。

在加熱體印有高溫電極的一側設有保護層或覆蓋有絕緣片。

所述加熱體為片狀結構。

所述片狀加熱體的上表面為方形、臺形或錐形。

所述測量電極的表面設置有保護層。

本發明的技術效果是：

(1)氧傳感器成本低、靈敏度高、激活快。其原理是這樣的，本發明氧傳感器為片式氧傳感器，用氧化鋁陶瓷基片印刷電阻漿料、疊片，高溫共燒制備具有內部腔體結構的片狀陶瓷加熱體，用模壓法或流延法制備敏感元件，從而成本低廉，產品一致性高，裝配簡單，且敏感元件與加熱體由高溫密封材料連為一體結構，加熱體的熱量直接傳導到敏感元件上，熱效率高，尤其在高溫狀態下，用老式筒形傳感器一半的耗電量就可以加熱傳感元件。此外，敏感元件的厚度小于1毫米，直徑為8.5毫米，相對于氧化鋯陶瓷管來說質量小、厚度薄，即氧傳感器的總容量較小，可縮短發動機啟動后至氧傳感器激活的等待時間。

(2)對氧傳感器主體的機械強度要求低。敏感元件的面積小、厚度薄，所以對主體的機械強度要求低。