[發明專利]氮氧傳感器氧泵極限電流測量電路

無效

• 申請號: 201210330438.7
• 申請日: 2012-09-08
• 公開（公告）號: CN102841113A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 談洪亮;尹亮亮;宋巍;倪銘;于政
• 申請（專利權）人: 無錫隆盛科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01R19/00
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

技術領域

本發明涉及電流測量電路，特別是一種氮氧傳感器中氧泵極限電流的測量電路。

背景技術

節能減排已成為當今社會面臨的共同問題，各國對空氣質量的要求也越來越高，機動車尾氣排放已經成為主要的大氣污染物。目前，汽車發動機后處理系統中通常選用氮氧傳感器來測量所排放的尾氣中含有NOx的濃度，并根據氮氧傳感器測量的NOx濃度值來采取相應的措施，降低NOx氣體的排放，從而使排放的尾氣符合國家標準的要求。

氮氧傳感器芯片如圖2所示，由數層氧化鋯陶瓷壓制而成，在第二層氧化鋯壓層中設置有兩個空腔——第一空腔和第二空腔，第一空腔內設置有主泵，第二空腔內設置有輔助泵和測量泵，主泵、輔助泵和測量泵用于去除尾氣中的O₂、HC、CO、CO₂等對最終NOx測試結果有影響的氣體。氮氧傳感器陶瓷芯片采用雙空腔多電池結構，通過對空腔內的測量氣體進行分室、分級控制，實現對NOx的測量，原理如下：

氣體通過第一擴散障7進入第一空腔室5，在該室中由主泵正極1和主泵負極2組成的主泵可以泵入或者泵出第一空腔室5中的O₂，并將排氣中沒有完全氧化的成分（HC、CO和H₂）進行氧化。這樣，排氣在第一空腔室中5只剩下沒有分解的NOx和濃度很低（幾個ppm）的O₂。剩余氣體經過第二擴散障8進入第二空腔室6，此時，由主泵正極1和輔助泵負極3組成的輔助泵進一步將剩余的氧離子泵出，使得氣體中只剩下沒有分解的NOx，此時，由主泵正極1和測量泵負極4組成的測量泵可以將NOx還原成N₂和O₂。?在測量電極上NOx被分解出來的O₂被測量泵不斷抽走，產生泵電流，而被抽走的O₂與被分解的NOx有一定的關系，此時因抽走O₂而產生的泵電流，即代表了氣體中的NOx含量，即完成了NOx氮氧傳感器對NOx氣體的測量。

在主泵、輔助泵、測量泵的工作過程中，由控制器對各個氧泵施加的VP0、VP1、VP2電壓，以控制主泵、輔助泵、測量泵泵氧的能力，控制器通過讀取電流表IP0、IP1、IP2的電流值來確定各個回路的的極限電流值。但在電壓的施加過程中，由于控制策略的要求，經常會出現施加的電壓大于氧泵達到飽和電流所需的電壓，當電壓遠遠大于氧泵所需極限電流電壓時，極限電流會發生突變，此時通過IP0、IP1、IP2讀取的電流并不等于極限電流，因此會產生較大誤差，影響氮氧傳感器的測量精度。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種氮氧傳感器氧泵極限電流的測量電路，能夠準確測量氧泵的極限電流值，進一步保證氮氧傳感器的測量精度。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

氮氧傳感器氧泵極限電流測量電路，包括控制器，所述氮氧傳感器的主泵、輔助泵以及測量泵兩端分別并聯一測量支路，所述測量支路包括串聯連接的精密電阻和二極管，所述精密電阻兩端的電壓采樣信號端連接控制器的輸入端。

由于采用了以上技術方案，本發明所取得技術進步如下。

本發明應用在氮氧傳感器中，用于測量氧泵的極限電流，無論氧泵的工作電壓多高，均能夠精確地測量出流過氧泵的極限電流，從而使控制器能夠準確地為氧泵提供工作電壓，以進一步保證氮氧傳感器的測量精度。

附圖說明

圖1為本發明的電路圖。

圖2為本發明在氮氧傳感器芯片中的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合具體附圖對本發明進行進一步詳細說明。

氮氧傳感器氧泵保護電路，其電路圖如1所示，包括控制器M和三個測量支路，測量支路包括串聯連接的精密電阻和二極管，所述精密電阻兩端的電壓采樣信號端連接控制器M?的輸入端。

其中測量支路Ⅰ包括串聯連接的精密電阻R1和二極管D1，精密電阻R1的一端連接控制器的A1輸出端，精密電阻R1的另一端連接二極管D1的正極，二極管D1的負極連接控制器的A2輸出端。精密電阻R1兩端的電壓采樣信號端連接控制器M的輸入端AD1和AD2，控制器M用于根據AD1和AD2端采集的信號，計算精密電阻R1的端電壓。