[發明專利]一種保護性強的家電用空燃比傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110195864.3
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN113155899A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張琛
• 申請（專利權）人: 廈門海賽米克新材料科技有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 廈門天誠欣創知識產權代理事務所(普通合伙) 35266
• 代理人: 張浠娟

本發明公開了一種保護性強的家電用空燃比傳感器及其制備方法，家電用空燃比傳感器由多層陶瓷片疊合而成，由上而下依次為固體電解質層、擴散基體層、基體層及加熱器基體層，擴散基體層上設置擴散緩沖室、多孔擴散障及氣室，傳感器的電極端頭外側還包裹一層氣孔率大于多孔擴散障的多孔材料層。本發明在電極端頭位置包裹氣孔率大于多孔擴散障的多孔材料對被測氣體中的微小塵埃、雜質進行過濾，使得多孔擴散障不會被堵塞使得極限電流輸出穩定，從而保證濕度測試的準確性。

技術領域

本發明涉及傳感器的技術領域，特別是指一種保護性強的家電用空燃比傳感器及其制備方法。

背景技術

近幾年，氣體傳感器發展十分迅速，除了在汽車領域得到廣泛應用外，同時也在一些民生、國防、醫學、食品安全等行業得到了廣泛關注與認可，特別是檢測氧含量的傳感器。測量氧含量的氣體傳感器按輸出特性主要分為窄域型和寬域型，窄域型是利用氧化鋯固體電解質的能斯特原理，確認排氣中的氧含量是濃還是稀，但不能做精確的判斷。寬域型利用極限電流技術能夠實現對氧含量的線性控制，精確判斷排氣中的氧含量具體值。在民用家電領域，對氧含量測定的精度要求較高，如家用烤箱，烤箱是一種密封的用來烘烤食物的電器，在烹飪過程中，內部的烘烤溫度是最為重要的參數，另一個重要的參數是烤箱內部的濕度，為了保證烘烤食物的口感最佳，使得食物的營養價值最高，烤箱內部通常會采用精度較高的空燃比傳感器，用于檢測烤箱內的氧含量，通過氧含量和濕度的比例關系，推算出濕度值。空燃比傳感器屬于寬域型氣體傳感器，它是通過輸出極限電流的大小來計算氧含量。

如圖1及圖2所示，現有家電用空燃比傳感器10由多層陶瓷片疊合而成，由上而下依次為保護層1A、固體電解質層2A、擴散基體層3A、基體層4A及加熱器基體層5A。在固體電解質層2A的上表面設有外電極61A、外電極引線、過孔，下表面設置有內電極62A、內電極引線，內電極62A通過內電極引線再到過孔實現與其中一個電極引腳相連，外電極61A通過外電極引線與另一個電極引腳相連，兩電極引腳實現信號的對外輸出，外電極61A的表面覆蓋有一層多孔保護層11A，外電極引線的表面覆蓋有一層保護層1A，擴散基體層3A上設置有多孔擴散障31A及氣室32A；加熱器基體層5A上表面設置有加熱器7A、加熱器引線，下表面設置有加熱器引腳，加熱器通過加熱器引線與加熱器引腳相連，從而實現外接電壓的輸入。

現有的家電用空燃比傳感器氧氣的傳輸路徑為：直接從多孔擴散障31A傳輸到內電極62A，長時間使用后，被測氣體中的微小塵埃、雜質8A會附著在多孔擴散障31A的位置處，使得控制進氣量的多孔擴散障31A氣孔率降低，極限電流出現下漂的現象，導致檢測到的氧含量比實際偏低，影響濕度的測量準確性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種保護性強、測量精度高的家電用空燃比傳感器。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種保護性強的家電用空燃比傳感器，其由多層陶瓷片疊合而成，由上而下依次固體電解質層、擴散基體層、基體層及加熱器基體層，擴散基體層上設置擴散緩沖室、多孔擴散障及氣室，加熱器基體層上表面設置有加熱器、加熱器引線，下表面設置有加熱器引腳，加熱器通過加熱器引線與加熱器引腳相連；傳感器的電極端頭外側還包裹一層氣孔率大于多孔擴散障的多孔材料層。

進一步，所述多孔擴散障的氣孔率為10％～40％，多孔材料層的氣孔率為50％～70％。

進一步，所述固體電解質層的上表面設置有外電極、外電極引線、過孔，下表面設置有內電極、內電極引線，內電極通過內電極引線再到過孔與其中一個電極引腳相連，外電極通過外電極引線與另一個電極引腳相連，外電極的上表面覆蓋有多孔保護層，多孔保護層具有氣孔，外電極引線的上表面覆蓋有保護層。

進一步，所述固體電解質層為摻雜氧化釔的氧化鋯材料，保護層、擴散基體層、基體層和加熱器基體層均為氧化鋁材料。

進一步，所述基體層具有多層。