[實(shí)用新型]一種極限電流式線性氧傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820590865.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN208621556U
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡國付;堯中華;曾詠平;張喜成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢澤科寧電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/409
• 分類號(hào): G01N27/409
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本實(shí)用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種極限電流式線性氧傳感器。該極限電流式線性氧傳感器，包括依次設(shè)置的擴(kuò)散層、負(fù)電極層、電解質(zhì)層、正電極層和基板層，擴(kuò)散層包括用于過濾被測(cè)氣體的微孔擴(kuò)散層和用于限流被測(cè)氣體的超微孔擴(kuò)散層。擴(kuò)散層采用孔隙率分級(jí)技術(shù)，尾氣通過微孔擴(kuò)散層過濾后，再通過超微孔擴(kuò)散層進(jìn)行限流，可以過濾掉尾氣中容易使電極中毒或者反應(yīng)的有害顆粒，提高傳感器的使用壽命；通過精確調(diào)控微孔擴(kuò)散層和超微孔擴(kuò)散層的孔隙率，提高了傳感器的精確度和成品率。超微孔擴(kuò)散層的固體組成中添加鉑金粉，提高電解質(zhì)的催化能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其是涉及一種極限電流式線性氧傳感器。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)汽車數(shù)量的不斷增加，尾氣造成的環(huán)境的污染問題日趨嚴(yán)重，因此，國家對(duì)汽車尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)也不斷更新、日漸嚴(yán)格，世界各國也制定了愈來愈嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉，歐盟已經(jīng)從2009 年起開始執(zhí)行歐IV標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和懸浮粒子等機(jī)動(dòng)車排放物的限制更為嚴(yán)苛。在中國，國V(相等于歐洲的歐IV標(biāo)準(zhǔn))是目前國家規(guī)定的尾氣排放中的標(biāo)準(zhǔn)之一，而“國 VI”標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)將從2020年開始全面實(shí)施。從國Ⅰ提至國V，每提高一次標(biāo)準(zhǔn)，單車污染減少30％至50％。

在汽車燃燒階段，而減少尾氣的污染的方法最直接的方法之一就是使燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒更加充分，達(dá)到理論完全燃燒狀態(tài)。提高燃油的燃燒效率，盡量使燃燒過程更充分，達(dá)到既降低環(huán)境污染，又可以充分燃燒的節(jié)能目的。氧傳感器就是通過檢測(cè)尾氣中氧含量，根據(jù)氧含量與空燃比的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定空燃比，將信號(hào)反饋到汽車ECU，通過微調(diào)燃料的噴射量，使空燃比控制在理論燃燒狀態(tài)。據(jù)報(bào)道，氧濃差電池型氧傳感器和氧化物半導(dǎo)體型氧傳感器都只能檢測(cè)理論空燃比值，對(duì)貧燃區(qū)空燃比響應(yīng)慢、靈敏度很低，尤其在空燃比A/F>20 的情況。然而，為了減少污染和節(jié)約能源，要求傳感器能連續(xù)檢測(cè)出稀薄燃燒區(qū)的空燃比且靈敏的傳感器，人們便提出了極限電流型氧傳感器的概念。近年來，對(duì)該類型的氧傳感器研究非?；钴S，但實(shí)際上絕大多數(shù)處于研究階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。而制備出適合這種極限電流型氧傳感器的材料是基礎(chǔ)，只有使傳感器中各種基本的材料達(dá)到性能要求且傳感器構(gòu)造合理，才能提高傳感器的整體性能。

現(xiàn)有的陶瓷芯片氧傳感器檢測(cè)稀薄尾氣時(shí)，存在測(cè)試空燃比范圍窄的問題，不能對(duì)尾氣中氧含量的進(jìn)行精確檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種極限電流式線性氧傳感器及制造方法，克服了現(xiàn)有的稀薄尾氣檢測(cè)氧傳感器存在的測(cè)試空燃比范圍窄的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣中氧含量的精確控制。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種極限電流式線性氧傳感器，包括依次設(shè)置的擴(kuò)散層、負(fù)電極層、電解質(zhì)層、正電極層和基板層，其特征在于：所述擴(kuò)散層包括用于過濾被測(cè)氣體的微孔擴(kuò)散層和用于限流被測(cè)氣體的超微孔擴(kuò)散層。

作為優(yōu)選，所述超微孔擴(kuò)散層與微孔擴(kuò)散層連接，所述微孔擴(kuò)散層的孔隙率控制在7～15％，所述超微孔擴(kuò)散層的孔隙率控制在2～6％。

進(jìn)一步的，所述微孔擴(kuò)散層的印制料漿中固相粉體重量百分組成為：氧化鋯粉70～89wt％，鎂鋁尖晶石粉2～24wt％，白炭黑1～3wt％，碳酸鍶粉5～10wt％，其組份含量重量百分?jǐn)?shù)之和為100％；印制料漿中添加了有機(jī)料，有機(jī)料添加量以所述固相粉體重量為基礎(chǔ)計(jì)：增稠劑羥丙基甲基纖維素1～6wt％，增塑劑鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯 0.2～1.5wt％，有機(jī)溶劑松油醇18～45％；固相粉體均通過300目篩，印刷厚度控制在50～150μm。