[發明專利]一種氧化鋯型極限電流氧傳感器

有效

• 申請號: 202011378828.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112378978B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 吳永文;胡沙沙;黃宗波;廖瑞楷;王志偉
• 申請（專利權）人: 深圳安培龍科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 張黎

本發明涉及氧傳感器領域，尤指一種氧化鋯型極限電流氧傳感器。本發明氧化鋯型極限電流氧傳感器主要包括封裝外殼、導電柱、敏感元件、保溫棉、導電鉑絲，其中敏感陶瓷元件是由氧化鋯、氧化鋁、貴金屬鉑等通過HTCC高溫共燒陶瓷工藝制備而成。其中，氧化鋯是一種摻雜氧化釔穩定形成的固體電解質，在高溫下具有高氧離子傳導和低電子導電能力，貴金屬鉑是理想的催化材料，可以將氧分子還原成氧離子，并使其有效的遷移到氧化鋯固體電解質層，即可作為催化劑又可兼做集流體。本發明生產成本低，可以更好的控制極限電流的大小，確保了氧傳感器具有高的信號強度和信號靈敏度，從而提高氧濃度檢測的范圍，進而實現對氧濃度的全量程檢測。

技術領域

本發明涉及氧傳感器領域，尤指一種氧化鋯型極限電流氧傳感器。

背景技術

氧化鋯型極限電流氧傳感器已經在例如工業、醫療、倉儲、潛水、家用電器以及生物培養等多個行業及應用中使用了多年。氧化鋯氧傳感器通過化學反應，將氧信號轉換成電信號，電信號的強弱及代表氧濃度的高低。常見的醫療用途包括通過對彌散制氧機制備氧氣的監控進行閉環的控制，工業用途包括對管道、儀器等內部氧氣濃度的測量、監控等對設備的工作進行控制。但目前的氧傳感器生產成本高，難以控制極限電流的大小，檢測氧濃度范圍較窄，無法滿足一些用戶的對氧濃度全量程檢測的要求。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種氧化鋯型極限電流氧傳感器，可以更好的控制極限電流的大小，確保了氧傳感器具有高的信號強度和信號靈敏度，從而提高氧濃度檢測的范圍。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種氧化鋯型極限電流氧傳感器，包括透氣網、敏感陶瓷元件、外殼、底座、導電柱、導電絲、固定玻璃釉、保溫棉和絕緣玻璃釉，所述底座與外殼下端通過點焊固定，所述導電柱通過絕緣玻璃釉進行共燒與底座固定，并且一端位于外殼內，另一端延伸至外殼外部，所述敏感陶瓷元件設置在外殼內并且通過導電絲與導電柱導通連接，所述固定玻璃釉共燒于導電絲與敏感陶瓷元件之上，所述保溫棉填充于外殼內部，所述外殼上端設有開口，所述透氣網通過點焊與外殼開口位置固定。

進一步地，所述敏感陶瓷元件從上至下依次包括信號陽極、第一固體電解質、信號陰極、第二固體電解質、第三固體電解質、絕緣層和加熱電極，所述第二固體電解質內設有空腔，所述第三固體電解質設有擴散孔，所述信號陽極通過印刷工藝固定在第一固體電解質表面，所述信號陰極通過印刷工藝固定在第二固體電解質空腔中。

其中，所述第一固體電解質、第二固體電解質、第三固體電解質由氧化鋯燒結制成，所述氧化鋯摻雜氧化釔摩爾百分比量為3-8％。

其中，所述擴散孔孔徑的大小為10-1000um。

其中，所述信號陽極、信號陰極均由鉑金摻雜氧化鋯制成的多孔性透氣材料，所述加熱電極由純度99.9％以上的鉑金制成，所述絕緣層由純度99.9％以上的氧化鋁制成。

其中，所述信號陽極和加熱電極分別設有固定玻璃釉，所述信號陽極和加熱電極分別連接有導電絲。

進一步地，所述敏感陶瓷元件經過1-5小時的1400-1600℃的高溫燒結而成。

進一步地，所述透氣網為耐腐蝕透氣網，為30-200目之間，所述外殼為耐腐蝕殼體，所述底座通過絕緣玻璃釉進行650-1350℃共燒固定導電柱，所述導電柱通過絕緣玻璃釉進行共燒固定底座內部，所述導電絲通過點焊到敏感陶瓷元件與導電柱之間。

進一步地，所述保溫棉由石棉、莫來石纖維棉、氧化鋁纖維棉中的一種或幾種組成，其纖維直徑為1-10um。