[發(fā)明專利]一種分離式加熱的寬域型氧傳感器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011220116.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN112285186A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙毅;李冉;王會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心
• 主分類號(hào): G01N27/41
• 分類號(hào): G01N27/41;G01N27/409;G01N27/406;G01N27/407
• 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: 耿英

1.一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，包括傳感器片芯；在氧傳感器片芯一端的外部環(huán)繞有加熱器；所述加熱器與傳感器片芯之間的相對(duì)位置不變且非接觸；

傳感器片芯包括分別設(shè)置在層疊的不同氧化鋯基板上的能斯特電池、泵電池、檢測腔；

所述檢測腔為密閉腔體；

所述能斯特電池包括朝向環(huán)境氣體的能斯特環(huán)境檢測電極和朝向檢測腔設(shè)置的能斯特空腔檢測電極；通過能斯特環(huán)境檢測電極感應(yīng)擴(kuò)散進(jìn)密閉腔室的環(huán)境氣體氧氣壓力，通過能斯特空腔檢測電極感應(yīng)檢測腔內(nèi)的氧氣壓力，根據(jù)能斯特環(huán)境檢測電極和能斯特空腔檢測電極上的氧氣壓力差產(chǎn)生能斯特電壓信號(hào)；

所述泵電池包括泵電極和朝向檢測腔設(shè)置的泵電池地電極；通過在泵電極和泵電池地電極間施加不同方向的恒定電流，向檢測腔泵進(jìn)或泵出氧氣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，所述加熱器為環(huán)形電阻絲結(jié)構(gòu)，等距離環(huán)繞包圍在傳感器片芯外部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，所述加熱器的電阻絲等距環(huán)繞在包圍在傳感器片芯的傳感元頭部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，所述加熱器固定在支撐柱上，并與支撐柱形成電連接；所述支撐柱與傳感器片芯均穿過陶瓷底座，由陶瓷底座限定支撐柱與傳感器片芯之間的相對(duì)位置不變且無接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，將氧氣泵出或泵進(jìn)檢測腔使腔內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到預(yù)置的能斯特電壓閥值下限V₁或上限V₂時(shí)，向泵電池施加反向電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，能斯特電池設(shè)置在第一層氧化鋯基板上，其中能斯特環(huán)境檢測電極設(shè)置在第一層氧化鋯基板的背面，能斯特空腔檢測電極設(shè)置在第一層氧化鋯基板的正面；

檢測腔設(shè)置在第二層氧化鋯基板上；

泵電池設(shè)置在第三層氧化鋯基板上，其中，泵電極設(shè)置在第三層氧化鋯基板的正面，泵電池地電極設(shè)置在第三層氧化鋯基板的背面；

第一至第三層氧化鋯基板從上至下依次疊加采用基板成型工藝成型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，能斯特環(huán)境檢測電極、泵電極均設(shè)置在對(duì)應(yīng)的氧化鋯基板層的一端；能斯特空腔檢測電極穿過第二層氧化鋯基板與泵電池地電極相連，穿過第一層氧化鋯基板引出到第一層氧化鋯基板正面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式加熱的寬域型氧傳感器，其特征是，根據(jù)能斯特電壓信號(hào)的變化周期時(shí)間T與待測的環(huán)境氣體的氧氣壓力的比例關(guān)系，計(jì)算得到待測的環(huán)境氣體的氧氣濃度。