一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件制造技术

本实用新型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：第一过滤片、第二过滤片、第一电极环、第二电极环、第三电极环以及第一氧化锆片、第二氧化锆片，其中，按照第一过滤片、第一电极环、第一氧化锆片、第二电极环、第二氧化锆片、第三电极环、第二过滤片的顺序依次对中叠放，所述第一电极环与第一过滤片和第一氧化锆片形成空腔，第二电极环与第一氧化锆片和第二氧化锆片形成空腔，第三电极环与第二氧化锆片和第二过滤片形成空腔，所述第一过滤片、第二过滤片、第一电极环、第二电极环、第三电极环以及第一氧化锆片、第二氧化锆片通过烧结结合。

【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，包括：第一过滤片1、第二过滤片1.1、第一电极环2、第二电极环2.1、第三电极环2.2以及第一氧化锆片3、第二氧化锆片3.1，其中，按照第一过滤片1、第一电极环2、第一氧化锆片3、第二电极环2.1、第二氧化锆片3.1、第三电极环2.2、第二过滤片1.1的顺序依次对中叠放，所述第一电极环2与第一过滤片1和第一氧化锆片3形成空腔，第二电极环2.1与第一氧化锆片3和第二氧化锆片3.1形成空腔，第三电极环2.2与第二氧化锆片3.1和第二过滤片1.1形成空腔，所述第一过滤片1、第二过滤片1.1、第一电极环2、第二电极环2.1、第三电极环2.2以及第一氧化锆片3、第二氧化锆片3.1通过烧结结合。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，所述第一过滤片1和第二过滤片1.1为多孔透气过滤片。可选地，所述第一过滤片1和第二过滤片1.1为氧化铝过滤片。可选地，所述第一氧化锆片3和第二氧化锆片3.1与第一电极环2、第二电极环2.1和第三电极环2.2接触的表面涂敷有多孔铂涂层。可选地，所述第一电极环2、第二电极环2.1、第三电极环2.2为环状结构，一侧设置有引出端。可选地，所述密封环4覆盖范围至少包含第二电极环2.1与第一氧化锆片3和第二氧化锆片3.1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，包括第一过滤片1、第二过滤片1.1、第一电极环2、第二电极环2.1、第三电极环2.2以及第一氧化锆片3、第二氧化锆片3.1。第一氧化锆片3和第二氧化锆片3.1两侧表面涂有多孔铂涂层，以第一滤片1、第一电极环2、第一氧化锆片3、第二电极环2.1、第二氧化锆片3.1、第三电极环2.2、第二过滤片1.1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。第一电极环2和第二电极环2.1之间通入电流，控制空腔5内的氧含量，第三电极环2.2和第二电极环2.1之间的第二氧化锆片3.1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。设置第一过滤片1和第二过滤片1.1，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第一氧化锆片3和第二氧化锆片3.1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，氧化锆片与电极环接触的表面涂敷有多孔铂涂层，不阻碍氧气与氧化锆片的接触，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。电极环设置为环状结构，配合两件氧化锆片以及密封环，客观形成一个微型密闭空腔5，通过调节电极环间通入的电流，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：第一过滤片(1)、第二过滤片(1.1)、第一电极环(2)、第二电极环(2.1)、第三电极环(2.2)以及第一氧化锆片(3)、第二氧化锆片(3.1)，其中，按照第一过滤片(1)、第一电极环(2)、第一氧化锆片(3)、第二电极环(2.1)、第二氧化锆片(3.1)、第三电极环(2.2)、第二过滤片(1.1)的顺序依次对中叠放，所述第一电极环(2)与第一过滤片(1)和第一氧化锆片(3)形成空腔，第二电极环(2.1)与第一氧化锆片(3)和第二氧化锆片(3.1)形成空腔，第三电极环(2.2)与第二氧化锆片(3.1)和第二过滤片(1.1)形成空腔，所述第一过滤片(1)、第二过滤片(1.1)、第一电极环(2)、第二电极环(2.1)、第三电极环(2.2)以及第一氧化锆片(3)、第二氧化锆片(3.1)通过烧结结合。/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：第一过滤片(1)、第二过滤片(1.1)、第一电极环(2)、第二电极环(2.1)、第三电极环(2.2)以及第一氧化锆片(3)、第二氧化锆片(3.1)，其中，按照第一过滤片(1)、第一电极环(2)、第一氧化锆片(3)、第二电极环(2.1)、第二氧化锆片(3.1)、第三电极环(2.2)、第二过滤片(1.1)的顺序依次对中叠放，所述第一电极环(2)与第一过滤片(1)和第一氧化锆片(3)形成空腔，第二电极环(2.1)与第一氧化锆片(3)和第二氧化锆片(3.1)形成空腔，第三电极环(2.2)与第二氧化锆片(3.1)和第二过滤片(1.1)形成空腔，所述第一过滤片(1)、第二过滤片(1.1)、第一电极环(2)、第二电极环(2.1)、第三电极环(2.2)以及第一氧化锆片(3)、第二氧化锆片(3.1)通过烧结结合。


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。

【专利技术属性】
技术研发人员：潘威，肖红玉，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：新型
国别省市：上海;31