[發明專利]片式寬域氧傳感器及其制作方法

無效

• 申請號: 201310149387.2
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103293208A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 徐斌;胡延超;李敏
• 申請（專利權）人: 蘇州禾蘇傳感器科技有限公司
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李金萬

技術領域

本發明涉及一種片式寬域氧傳感器及其制作方法，屬于汽車氧傳感器技術領域。?

背景技術

隨著對汽車尾氣排放要求的不斷提高，傳統的開關型氧傳感器已不能滿足高排放標準的要求，取而代之的是控制精度更高的線性寬域氧傳感器。?

寬域氧傳感器（Universal?Exhaust?Gas?Oxygen?Sensor，簡稱UEGO）能夠提供準確的空燃比反饋信號給ECU，從而ECU精確地控制噴油時間，使氣缸內混和氣濃度始終保持理論空燃比值。寬域氧傳感器的使用提高了ECU的控制精度，最大限度地發揮了三元催化器的作用，更加有效地降低了有害氣體的排放。寬域氧傳感器及其控制器的研究與開發，與當今汽車發展中的安全、環保、節能三大主題相吻合，具有一定的現實和長遠意義。?

目前的寬域氧傳感器專利主要集中于多層疊壓和共燒工藝，其主要技術要點為，首先通過漿料工藝制作固體電解質5Y-ZrO2生坯和導電漿料；然后通過絲網印刷工藝將電極和引線印刷于固體電解質生坯的表面；接著將印刷好的固體電解質生坯疊壓在一起；最后置于燒結爐中焙燒成成品。多層疊壓和共燒工藝可以獲得迅速響應的寬域氧傳感器，然而不足之處是這種工藝良率不高，漿料工藝對后續產品質量的影響非常大，在疊壓和焙燒過程會產生大量的次品。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種片式寬域氧傳感器及其制作方法，能提高傳感器的加熱效率和啟動速度，減少使用成本，同時增加寬域氧傳感器的精確性。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種片式寬域氧傳感器，它包括從上自下依次疊放的第一氧化鋯固體電解質基片、第二氧化鋯固體電解質基片和氧化鋯基板，其中，第二氧化鋯固體電解質基片中設置有通過尾氣擴散通道與尾氣進口連通的測試腔和參比腔，參比腔內填充有氧化鋁漿料，第一氧化鋯固體電解質基片的下表面安裝有泵電池內電極、測量電極以及參比內電極，第一氧化鋯固體電解質基片的上表面安裝有泵電池外電極和參比外電極，氧化鋯基板上設置有加熱電極和絕緣層，泵電池內電極和測量電極位于測試腔中，參比內電極位于參比腔中，其中，泵電池外電極、泵電池內電極以及第一氧化鋯固體電解質基片構成泵電池，參比內電極、參比外電極以及第一氧化鋯固體電解質基片構成參比電池，參比內電極、測量電極以及第二氧化鋯固體電解質基片構成測量電池。?

所述的絕緣層為氧化鋁絕緣層。?

所述的第一氧化鋯固體電解質基片或氧化鋯基板上設置有尾氣擴散通道與測試腔連通。?

本發明中的泵電池由外電極和內電極組成，負責將尾氣中的氧泵入測試腔或將測試腔泵出至尾氣。參比電池也有內外電極構成，用于將部分尾氣中的氧泵入參比腔，在參比腔內形成穩定的氧分壓，若想形成穩定的氧分壓，需要在參比電池內外電極之間加一個恒定的電壓。測試電池用于測試測試腔內氧氣的濃度，以參比腔中氧氣分壓作為參比，輸入電壓信號，以此電壓信號?判斷是濃燃燒還是稀燃燒，該信號指示ECU向泵電池發出向測試腔中泵進氧還是泵出氧的指示，無論泵進還是泵出，最終結果都是使得測量池電極之間形成恒定的電壓，換句話說，泵電池的作用就是使測量池有向著平衡點移動的趨勢，這個平衡點的電壓事先確定，而且參比池的氧濃度也是事先確定好的。泵電池輸出電流信號Ip，作為稀濃燃燒的依據。加熱電極用于給傳感器提供加熱電流，使傳感器盡快實現啟動。絕緣層用于使測試池、參比池、泵池電壓和加熱電壓之間不互相干擾，提高測試的精度。?

一種片式寬域氧傳感器的制作方法，它包含以下步驟：?

（1）、流延固體電解質生坯：按照80-120份ZrO2、5-15份PVB（聚乙烯醇縮丁醛）、40-60份二甲苯、5-15份乙醇的重量份進行稱量，配料后球磨不低于12小時，流延片采取傳統的流延工藝加工，接著流延、干燥得到電解質生坯；?

（2）、印刷：將干燥后的電解質生坯按照設計尺寸進行裁片，得到第一氧化鋯固體電解質基片和第二氧化鋯固體電解質基片，在第一氧化鋯固體電解質基片上絲網印刷泵電池外電極、泵電池內電極、參比內電極以及參比外電極，在第二氧化鋯固體電解質基片上裁出測試腔以及參比腔，然后在第二氧化鋯固體電解質基片上微筆直寫印刷測量電極，然后在參比腔中填充氧化鋁漿料，加熱干燥；?

（3）、然后在氧化鋯基板上印刷加熱電極，在氧化鋯基板或第一氧化鋯固體電解質基片上鉆尾氣擴散通道，然后在氧化鋯基板上印刷絕緣層；?

（4）、疊壓：加工完畢后將其等靜壓疊壓形成一整體；?

（5）、燒結：待完成上述各步后，將加工的生坯置于馬弗爐中不低于1200℃高溫焙燒3-5小時成型。?