[實(shí)用新型]多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320544154.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203519552U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱捷;肖建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朱捷;肖建中
• 主分類號(hào): G01N27/409
• 分類號(hào): G01N27/409
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種氧傳感器，尤其涉及多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器。

背景技術(shù)

汽車氧傳感器是汽車電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI）中關(guān)鍵傳感部件，是一種固體電解質(zhì)氧傳感器，氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比A/F（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變，多安裝在汽車排氣管中用于測(cè)量汽車排放尾氣中的氧含量，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后反饋給控制電元，控制單元根據(jù)其信號(hào)對(duì)引擎的空燃比A/F進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)實(shí)際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動(dòng)勢(shì)：O伏）通知控制電元；當(dāng)空燃比比理論空燃比低時(shí)，在排氣中氧氣的濃度降低，氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（大電動(dòng)勢(shì)：1伏）通知控制電元。其輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠，抗干擾性強(qiáng)，使汽車動(dòng)力性能和燃油消耗達(dá)到最佳配比，從而達(dá)到減少尾氣排放和節(jié)約油耗的目的。

氧傳感器只有在高溫時(shí)（端部達(dá)到300°C以上）其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800°C時(shí)，對(duì)混合氣的變化反應(yīng)最快，而在低溫時(shí)這種特性會(huì)發(fā)生很大變化。第一代是加熱型管式氧傳感器，其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量精度低，第二代是加熱型片式結(jié)構(gòu)氧傳感器，其響應(yīng)時(shí)間短且測(cè)量精度高。現(xiàn)有設(shè)計(jì)的片式結(jié)構(gòu)氧傳感器包括保護(hù)層、氧化鋯敏感層、參比氣通道層、加熱層，此種結(jié)構(gòu)可以看出各層是直接相連的，由于氧傳感器不同結(jié)構(gòu)層間的熱膨脹系數(shù)不同，傳感器在使用過(guò)程中，由于經(jīng)常不斷的升溫與降溫，傳感器難以承受如此的熱疲勞，而在使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂等失效現(xiàn)象，而且不同結(jié)構(gòu)層間的力學(xué)性能匹配將直接導(dǎo)致氧傳感器的性能，各層的穩(wěn)定性能低。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有片式結(jié)構(gòu)氧傳感器在使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂等失效現(xiàn)象，本實(shí)用新型提供一種多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器，通過(guò)增加多孔過(guò)渡層，調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層間的熱膨脹，防止疊層之間開(kāi)裂，保證傳感器的使用壽命，進(jìn)一步的，提高氧傳感器不同結(jié)構(gòu)層間的力學(xué)性能匹配，增加各層的穩(wěn)定性能，從而提高傳感器的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器，包括氧化鋯敏感層、參比氣通道層、加熱層，所述氧化鋯敏感層上表面設(shè)置有外電極，下表面設(shè)置有內(nèi)電極，其特征在于，在氧化鋯敏感層和參比氣通道層之間設(shè)置有調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層熱膨脹系數(shù)、防止層與層之間開(kāi)裂的第一多孔過(guò)渡層，在參比氣通道層和加熱層之間設(shè)置有調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層熱膨脹系數(shù)、防止層與層之間開(kāi)裂的第二多孔過(guò)渡層，多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器依次排列為：氧化鋯敏感層、第一多孔過(guò)渡層、參比氣通道層、第二多孔過(guò)渡層和加熱層。

在氧化鋯敏感層和參比氣通道層之間、參比氣通道層和加熱層之間均設(shè)置了多孔過(guò)渡層，多孔過(guò)渡層可以調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層因?yàn)闊崤蛎浂鴮?dǎo)致的層間應(yīng)力，進(jìn)而防止層與層之間開(kāi)裂，保證了氧傳感器的使用壽命，同時(shí)保證不同結(jié)構(gòu)層之間的穩(wěn)定性能，提高氧傳感器整體結(jié)構(gòu)的性能。

進(jìn)一步的，所述多孔過(guò)渡層依次包括用于緊密粘合不同結(jié)構(gòu)層、調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層熱膨脹系數(shù)、增加不同結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性能的穩(wěn)定層，氧化鋯陶瓷層。優(yōu)選在穩(wěn)定層上還設(shè)置有提高不同結(jié)構(gòu)層間力學(xué)性能匹配的氧化鋁層。三層結(jié)構(gòu)的多孔過(guò)渡層互相協(xié)調(diào)，保證了氧傳感器的穩(wěn)定性能、力學(xué)匹配性能等。

氧傳感器只有在高溫時(shí)（端部達(dá)到300°C以上）其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。所以在加熱層上設(shè)置有加熱電極，只要加上電源后10S即可達(dá)到高溫，響應(yīng)時(shí)間快。

本實(shí)用新型的有益效果是：在氧化鋯敏感層和參比氣通道層之間、參比氣通道層和加熱層之間均設(shè)置了多孔過(guò)渡層，調(diào)節(jié)不同結(jié)構(gòu)層間的熱膨脹，防止疊層之間開(kāi)裂，保證傳感器的使用壽命，三層結(jié)構(gòu)的多孔過(guò)渡層，可提高氧傳感器不同結(jié)構(gòu)層間的力學(xué)性能匹配，增加各層的穩(wěn)定性能，從而提高傳感器的性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器拆分的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型多層片式結(jié)構(gòu)氧傳感器組合后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型三層結(jié)構(gòu)的多孔過(guò)渡層；

附圖的標(biāo)記含義如下：

1：保護(hù)層；2：氧化鋯敏感層；21：外電極；3：第一多孔過(guò)渡層；4：參比氣通道層；41：參比氣通道；5：第二多孔過(guò)渡層；6：加熱層；61：加熱電極；7：氧化鋯陶瓷層；8：穩(wěn)定層；9：氧化鋁層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。