[實用新型]一種極限電流型氧傳感器

有效

• 申請號: 201821606115.5
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN208953479U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 趙鋒;王純強;胡乾;陳志
• 申請（專利權）人: 江蘇惟哲新材料有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧朝瑞;楊辰

一種極限電流型氧傳感器，其無需增大空氣腔的截面積即可確保空氣腔進氣充足，可大大提高極限電流型氧傳感器對空燃比的測量范圍，其包括六層自下而上疊壓的陶瓷基板，第六生瓷層與第五生瓷層相連接的位置設置有加熱器，第四生瓷層內開有空氣腔，空氣腔的一端穿過第四生瓷層的一端端面與外部空氣連通，空氣腔內安裝有參比電極，第二生瓷層內開有尾氣腔，尾氣腔內安裝有泵電極，泵電極分別安裝于第一生瓷層的下表面、第三生瓷層的上表面，第一生瓷層上開有擴散孔，擴散孔與尾氣腔相連通，尾氣腔內圍繞擴散孔的位置填充有擴散層，第四生瓷層內空氣腔兩側分別開有側通孔，側通孔的一端與空氣腔連通，側通孔的另一端與外部空氣連通。

技術領域

本實用新型涉及氧傳感器技術領域，具體為一種極限電流型氧傳感器。

背景技術

為嚴格限制汽車尾氣中碳氫化合物、一氧化碳及氮氧化合物三種污染物的排放，常在汽車發動機上安裝三元催化器，三元催化器是一種能同時凈化汽車尾氣中的碳氫化合物、一氧化碳及氮氧化合物三種污染物的催化器。由于三元催化器只能在理論空燃比附近很小的范圍內工作，空燃比為汽車尾氣中空氣與燃料氣體的質量比例，理論空燃比為14.7，目前理論空燃比的維持主要依靠氧傳感器實現。

現有技術中常用的氧傳感器包括極限電流型氧傳感器，其陶瓷基板內設置有尾氣腔與空氣腔，尾氣腔通過擴散孔與汽車排氣管道連通，尾氣腔內設置有泵電極，空氣腔內設置有參比電極，汽車尾氣通過擴散孔進入尾氣腔內，氧氣通過泵電極與參比電極實現在尾氣腔與空氣腔內的擴散，從而控制汽車尾氣的空燃比維持在合理值。

目前，經研究將汽車尾氣的空燃比控制在理論值附近時，燃料燃燒最充分，三元催化器的凈化能力最強，排放的有害氣體最少，當汽車尾氣空燃比大于理論值時汽車尾氣被稱為稀薄氣體，小于理論值時被稱為過濃氣體，在這兩種狀態下，泵電流方向相反，空燃比偏離合理值，將導致三元催化器的凈化能力大大降低。但是現有技術中常用的氧傳感器在汽車尾氣出現過濃狀態時存在無法準確測量實際空燃比的情況，其對空燃比的控制范圍較窄，無法將空燃比準確修正到理論值，其主要原因是氧傳感器中的空氣腔結構存在進氣不足的問題，當空腔進氣不足時，極限電流在過濃氣氛時變化趨緩，喪失與空燃比一一對應的關聯性，如圖6所示，圖6中λ表示實際空燃比與理論空燃比的比值，氧傳感器已無法準確表征尾氣中空燃比的狀態，為了增加空腔的進氣量，現有技術中常采用增加空氣腔的截面積的方式，但是空氣腔的截面積增大易導致以下問題產生：（1）使整個裝置的制造工藝難度的大幅增加；（2）在保持相對結構不變的條件下，則必須增加各陶瓷基片的厚度，造成成本的上升；（3）若陶瓷基片的厚度不變，只將空氣腔變大，則會造成整體強度的下降，且在汽車行駛時，可能導致氧傳感器因高速振動而斷裂失效的問題出現。

實用新型內容

針對現有技術中存在的極限電流型氧傳感器對空燃比的測量范圍較窄，空氣腔結構存在進氣不足的問題，本實用新型提供了一種極限電流型氧傳感器，其無需增大空氣腔的截面積即可確保空氣腔進氣充足，可大大提高極限電流型氧傳感器對空燃比的測量范圍。

一種極限電流型氧傳感器，其包括六層自下而上疊壓的陶瓷基板，分別為第一生瓷層、第二生瓷層、第三生瓷層、第四生瓷層、第五生瓷層、第六生瓷層；所述第六生瓷層與第五生瓷層相連接的位置設置有加熱器，所述加熱器的外表面覆蓋有絕緣層；所述第四生瓷層內開有空氣腔，所述空氣腔的一端穿過所述第四生瓷層的一端端面與外部空氣連通，所述空氣腔內安裝有參比電極，所述參比電極的上表面固定于所述第三生瓷層的下表面；所述第二生瓷層內開有尾氣腔，所述尾氣腔內安裝有泵電極，所述泵電極與所述參比電極通過電線連接，所述泵電極分別安裝于所述第一生瓷層的下表面、第三生瓷層的上表面，所述第一生瓷層上開有擴散孔，所述擴散孔與所述尾氣腔相連通，所述尾氣腔內圍繞所述擴散孔的位置填充有擴散層，其特征在于，所述第四生瓷層內所述空氣腔兩側分別開有側通孔，所述側通孔的一端與所述空氣腔連通，所述側通孔的另一端與外部空氣連通。