一种宽域氧传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种宽域氧传感器，增加设置固态电解质层，作为氧离子的传输路径，与感应电池电解质层共同用于氧离子的传输，增加一条传输路径，进而可突破现有技术的传感电池内阻值的调节下限，实现数倍于现有技术的下限值。将传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同侧表面，进而通过调整传感电池第二电极与传感电池第一电极的正对宽度和间距，即可增加氧离子的传输距离，进而增大传感电池内阻，突破现有技术的传感电池内阻值的调节上限，实现数倍于现有技术的上限值。本发明专利技术将传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同一端，采用流延片嵌套的方式制备扩散障与固态电解质层，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种宽域氧传感器


[0001]本专利技术涉及氧传感器
，更具体地说，涉及一种宽域氧传感器。

技术介绍

[0002]汽车氧传感器，即空燃比氧传感器，是电喷发动机控制系统中关键必须的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。
[0003]传统的开关型氧传感器已经不能满足日益严格的排放要求，取而代之的是控制精度更高的线性宽域氧传感器。空燃比氧传感器能在发动机不同工况下，准确地检测废气中的氧浓度，并及时地把信号传给行车电脑，进行精确计算和控制混合气浓度，使发动机实现较理想的空燃比，进而发动机的燃烧更好、动力更足、油耗更低、排放污染更少。
[0004]常见的空燃比氧传感器主要包括4线空燃比氧传感器和5线空燃比氧传感器，通过监测感应电池内阻来实现控温，则要求产品的温度—感应电池内阻曲线符合控制器的参数要求。
[0005]现有技术的空燃比氧传感器，根据电解质材料、电池结构不同，对应的控温策略存在一定差异。现有技术中，空燃比氧传感器的感应电池结构，由于结构原理的限制，使得基于该结构原理的产品存在一定的局限性，即不能满足不同感应电池内阻值的需求。例如感应电池结构中，如图1所示，感应外电极100、感应内电极101分别设置于感应层电解质102的两侧，而感应电池内阻值的大小主要由电解质材料、电池结构决定，如感应层电解质102的电导率以及厚度、感应外电极100与感应内电极101的正对投影面积。进而，在感应层电解质102材料不做变更的情况下，只能通过调节感应层电解质102的厚度以及感应外电极100与感应内电极101的正对投影面积实现，造成的不足如下：
[0006]1、可调范围较窄，通常只能实现100Ω以内的调节，无法满足不同感应电池内阻值的需求；
[0007]2、通过调节感应层电解质102的厚度实现调节感应外电极100与感应内电极101的距离，需要针对感应层电解质102进行工艺修改；而且，当通过加厚感应层电解质102增大感应外电极100与感应内电极101的距离时，还直接造成成本上升；
[0008]3、感应外电极100、感应内电极101分别设置于感应层电解质102的两侧，当减小感应外电极100、感应内电极101的正对投影面积时，感应外电极100、感应内电极101将形成交错电极，导致氧离子的传输路径不确定，将造成输出电压异常。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宽域氧传感器，实现传感电池内阻的大范围调节实施，满足不同传感电池内阻值的需求。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种宽域氧传感器，包括加热部分、传感电池部分、泵电池部分，传感电池部分包
括传感电池电解质层、传感电池第一电极、传感电池第二电极、扩散障，传感电池部分还包括固态电解质层，传感电池第一电极设置于传感电池电解质层与扩散障之间，传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同侧表面，传感电池第二电极设置于传感电池电解质层与固态电解质层之间，传感电池电解质层与固态电解质层用于氧离子的传输。
[0012]作为优选，传感电池第二电极制备于传感电池电解质层表面，固态电解质层制备于传感电池电解质层表面，并覆盖传感电池第二电极。
[0013]作为优选，传感电池第一电极位于扩散障覆盖的范围内，传感电池第二电极位于固态电解质层覆盖的范围内。
[0014]作为优选，泵电池部分与传感电池部分之间设置有填充基体层，扩散障、固态电解质层与填充基体层设置于同一层，扩散障与固态电解质层相邻设置。
[0015]作为优选，传感电池第一电极、传感电池第二电极设置于传感电池电解质层的同一端。
[0016]作为优选，传感电池第一电极与传感电池第二电极的引线，延伸至传感电池电解质层的另一端。
[0017]作为优选，传感电池第一电极与传感电池第二电极的相对端为凹凸对应的结构。
[0018]作为优选，所述的固态电解质层为氧化锆填充层。
[0019]作为优选，在传感电池电解质层不变的情况下，当增大传感电池第一电极、传感电池第二电极的距离，或者减小传感电池第一电极、传感电池第二电极正对投影面积时，传感电池内阻增大；当减小传感电池第一电极、传感电池第二电极的距离，或者增大传感电池第一电极、传感电池第二电极正对投影面积时，传感电池内阻减小。
[0020]作为优选，加热部分与传感电池部分设置有基体部分，基体部分包括由传感电池部分至加热部分依次设置的氧化铝基体层、氧化锆基体层、氧化铝基体层，所述的氧化铝基体层为一层或多层。
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022]本专利技术所述的宽域氧传感器，增加设置固态电解质层，作为氧离子的传输路径，与感应电池电解质层共同用于氧离子的传输，增加一条传输路径，进而可突破现有技术的传感电池内阻值的调节下限，实现数倍于现有技术的下限值。
[0023]本专利技术将传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同侧表面，进而通过调整传感电池第二电极与传感电池第一电极的正对投影面积和/和间距，即可调整传感电池内阻。当增大传感电池第一电极、传感电池第二电极的距离，即可增加氧离子的传输距离，或者，减小传感电池第一电极、传感电池第二电极正对投影面积，均可增大传感电池内阻，突破现有技术的传感电池内阻值的调节上限，实现数倍于现有技术的上限值。反之，可减小传感电池内阻。
[0024]本专利技术将传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同一端，固态电解质层对应可设置于扩散障的旁边，可采用流延片嵌套的方式制备扩散障与固态电解质层，提高生产效率。
附图说明
[0025]图1是现有技术的横截面剖视图；
[0026]图2是本专利技术的结构爆炸图；
[0027]图3是本专利技术的纵截面剖视图(示出氧离子的传输路径)；
[0028]图4是图3的局部A放大示意图；
[0029]图5是图3的A-A剖面示意图；
[0030]图6是本专利技术的纵截面剖视图(传感电池第一电极与传感电池第二电极距离较大)；
[0031]图7是本专利技术的纵截面剖视图(传感电池第一电极与传感电池第二电极距离较小)；
[0032]图8是传感电池第一电极与传感电池第二电极的示意图(常规正对投影面积)；
[0033]图9是传感电池第一电极与传感电池第二电极的示意图(正对投影面积较小)；
[0034]图10是传感电池第一电极与传感电池第二电极的示意图(正对投影面积较大)；
[0035]图中：100是感应外电极，101是感应内电极，102是感应层电解质，11是加热器，12是绝缘基体层，13是加热器引脚，21是传感电池电解质层，22是传感电池第一电极，23是传感电池第二电极，24是扩散障，25是固态电解质层，31是泵电池电解质层，32是泵电池第一电极，33是泵电池第二电极，41是绝缘保护层，42是多孔保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽域氧传感器，包括加热部分、传感电池部分、泵电池部分，传感电池部分包括传感电池电解质层、传感电池第一电极、传感电池第二电极、扩散障，其特征在于，传感电池部分还包括固态电解质层，传感电池第一电极设置于传感电池电解质层与扩散障之间，传感电池第二电极与传感电池第一电极间隔设置于传感电池电解质层的同侧表面，传感电池第二电极设置于传感电池电解质层与固态电解质层之间，传感电池电解质层与固态电解质层用于氧离子的传输。2.根据权利要求1所述的宽域氧传感器，其特征在于，传感电池第二电极制备于传感电池电解质层表面，固态电解质层制备于传感电池电解质层表面，并覆盖传感电池第二电极。3.根据权利要求1所述的宽域氧传感器，其特征在于，传感电池第一电极位于扩散障覆盖的范围内，传感电池第二电极位于固态电解质层覆盖的范围内。4.根据权利要求3所述的宽域氧传感器，其特征在于，泵电池部分与传感电池部分之间设置有填充基体层，扩散障、固态电解质层与填充基体层设置于同一层，扩散障与固态电解质层相邻设置。5.根据权利要求1所述的宽域氧传感器，其特征在于，传感电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王齐军，王翼菲，尹镭，吴志庆，
申请(专利权)人：厦门宏发电力电器有限公司，
类型：发明
国别省市：