[發明專利]一種氧傳感器極限電流的檢測方法

在審

• 申請號: 201410510024.1
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104237338A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周鳳星;萬興兵;董烈超;嚴?？?/a>
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種氧傳感器極限電流的檢測方法，其特征在于所述檢測方法是：

第一步、先對待檢測的氧傳感器兩個黑色接線端施加12V直流電壓進行加熱，加熱時間為30～50s；然后在對所述氧傳感器的兩個黑色接線端繼續施加12V直流電壓的條件下，將所述氧傳感器放置在微氧濃度的環境中；

第二步、以每次0.02～0.05V的增幅，對所述氧傳感器的藍色接線端和白色接線端從0V逐次施加直流電壓至2V，在藍色接線端和白色接線端所施加電壓的線路中，測量每次施加的電壓所產生的對應電流；

第三步、實測極限電流的獲取

步驟1、以電壓為橫坐標和電流為縱坐標，作出第二步中逐次施加的電壓與每次所產生的對應電流的關系曲線；

步驟2、確定所述關系曲線的左拐點和右拐點分別所對應的電壓值；

步驟3、計算所述左拐點和所述右拐點所對應的電壓區間內所有電流值的平均值，所得平均值即為本次實測極限電流值I_C；

第四步，根據實測極限電流值I_C與理論極限電流值I_L進行對比，若實測極限電流值I_C與理論極限電流值I_L的相對誤差時，則所述氧傳感器的極限電流參數合格；否則，不合格；

所述理論極限電流I_L：

IL=-4FSDPRTLln(1-Xo2)---(1)]]>

由于氧傳感器的測試環境的氧濃度很小，即Xo₂趨近于0，根據則式(1)簡化為：

IL=4FSDPRTL·Xo2---(2)]]>

式(1)和式(2)中：F—法拉第常數，96487C/mol；

R—通用氣體常數，8.314J/(mol×K)；

T—微氧濃度環境的絕對溫度，K；

D—氧傳感器中的氧氣有效擴散系數，m²/s；

S—氧傳感器擴散孔面積，m²；

Xo₂—微氧濃度環境中的氧氣濃度，％；

L—氧傳感器的擴散孔長度，m；

P—微氧濃度環境中混合氣體總壓力，Pa；

所述藍色接線端代表信號接線端，白色接線端代表接地端，黑色接線端代表加熱接線端。

2.根據權利要求1所述氧傳感器極限電流的檢測方法，其特征在于所述12V直流電壓是由12V可控線性電源A產生，可控線性電源A由工控機控制。

3.根據權利要求1所述氧傳感器極限電流的檢測方法，其特征在于所述微氧濃度是指在混合氣體中O₂的濃度小于或等于3Vol％。

4.根據權利要求1所述氧傳感器極限電流的檢測方法，其特征在于所述從0V逐次施加電壓到2V是由輸出范圍為0～2V的可控線性電源B產生，可控線性電源B由工控機控制。

5.根據權利要求1所述氧傳感器極限電流的檢測方法，其特征在于所述測量每次施加的電壓所產生的對應電流的方法：采用具有RS485通訊接口的萬用表板卡，調節萬用表板卡至電流測量功能端，將萬用表板卡串聯至藍色和白色接線端所施加電壓線路中；萬用表板卡的RS485接口通過RS485轉RS232模塊連接至工控機串口，工控機通過串口發送指令控制萬用表板卡的電流數據讀取。