一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件制造技术

技术编号:23238050 阅读:20 留言:0更新日期:2020-02-04 17:51
本发明专利技术属于传感技术领域,涉及一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件。该元件包括:两个过滤片(1)、三个电极环(2)以及两个氧化锆片(3),其中,按照过滤片(1)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、过滤片(1)的顺序依次对中叠放,所述三个电极环(2)分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。

A micro oxygen concentration sensor based on zirconia

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件
本专利技术属于传感
,特别涉及一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件。
技术介绍
飞机在飞行过程中,需要时刻监控氧气系统中的氧分压值,用于氧分压的控制,确保提供给飞行员的氧气处于舒适、安全的状态。目前氧浓度传感元件基本采用套管式和平板式,套管式体积大,并且只能定性检测;平板式安装尺寸大,焊点强度低,难以耐受航空机械应力环境。并且以上两种形式的传感元件普遍采用大气作为参比气体,只适用于汽车、锅炉等地面设备,航空产品大气随高度变化,非恒定,不适用于航空产品。
技术实现思路
本专利技术的目的:提供精度高、可靠性高、环境适应性高的微型氧浓度传感元件。本专利技术的技术方案:第一方面,提供了一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件,其特征在于,包括:两个过滤片1、三个电极环2以及两个氧化锆片3,其中,按照过滤片1、电极环2、氧化锆片3、电极环2、氧化锆片3、电极环2、过滤片1的顺序依次对中叠放,所述三个电极环2分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。可选地,还包括:一个密封环4,所述密封环4设置在侧面上。可选地,所述过滤片1为多孔透气材料。可选地,所述过滤片1为氧化铝。可选地,所述氧化锆片3与所述电极环2接触的表面涂敷有多孔铂涂层。可选地,所述电极环2为环状结构,一侧设置有引出端。可选地,所述密封环4覆盖范围至少包含中间的电极环2与两个氧化锆片3的结合部位。可选地,所述密封环4通过烧结形成在所述传感元件的侧面上。本专利技术的有益效果:一般氧化锆氧浓度传感元件的参比气室为大气,通过电极环2的环状结构设计,配合两件氧化锆片3以及密封环4制造出一个微型密闭的空腔5,作为传感元件的参比气室,解决了飞机上无法用大气作为参比气室的问题。其中一件氧化锆片3可用于动态控制空腔5内的氧气含量,大幅提高测量精度和可靠性。整体结构通过烧结结合,省去安装固定结构,保证传感元件尺寸、重量较小,客观上降低了与外界的接触面积和自身惯性,提高了环境适应性。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的结构示意图;图2为根据本专利技术的实施例的氧化锆片3的结构示意图。具体实施方式下面结合附图详细说明。如图1所示,一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件,包括两件过滤片1、三件电极环2、两件氧化锆片3、一件密封环4。氧化锆片3两侧表面涂有多孔铂涂层,以过滤片1、电极环2、氧化锆片3、电极环2、氧化锆片3、电极环2、过滤片1的顺序依次对中叠放,密封环4覆盖在侧面,经烧结结合,形成微型密闭的空腔5。上侧电极环2和中间电极环2之间通入电流,控制空腔5内的氧含量,下侧电极环2和中间电极环2之间的氧化锆片3感应空腔5与外界的氧气浓度差,产生浓差电动势,通过电极环2的引出端输出。设置过滤片1,并采用多孔透气材料,例如氧化铝,能够确保外界被测气体能够均匀的扩散至氧化锆片3的表面,过滤颗粒杂质,提高测量精度、稳定性和可靠性。如图2所示,氧化锆片3与电极环2接触的表面涂敷有多孔铂涂层,不阻碍氧气与氧化锆片3的接触,起到氧气与氧离子的互相转变的催化作用,提高测量灵敏度。电极环2设置为环状结构,配合两件氧化锆片3以及密封环4,客观形成一个微型密闭空腔5,通过调节电极环2间通入的电流,可调整空腔5内的氧含量,作为参比气室,消除了外界因素对于参比气室的影响,提高了测量精度和环境适应性。传感元件通过烧结结合,尺寸重量十分微小,客观上降低了与外界的接触面积和自身惯性,在外界环境的温度、湿度、真空度、颗粒、机械冲击等影响下,传感元件对此的响应十分微弱,提高了环境适应性和可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件,其特征在于,包括:两个过滤片(1)、三个电极环(2)以及两个氧化锆片(3),其中,按照过滤片(1)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、过滤片(1)的顺序依次对中叠放,所述三个电极环(2)分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件,其特征在于,包括:两个过滤片(1)、三个电极环(2)以及两个氧化锆片(3),其中,按照过滤片(1)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、过滤片(1)的顺序依次对中叠放,所述三个电极环(2)分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。


2.根据权利要求1所述的传感元件,其特征在于,还包括:一个密封环(4),所述密封环(4)设置在侧面上。


3.根据权利要求1所述的传感元件,其特征在于,所述过滤片(1)为多孔透气材料。


4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘威陈浩远张志强赵振平张铭郭子昂
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所
类型:发明
国别省市:上海;31

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