变频氧传感器制造技术

本发明专利技术公开一种变频氧传感器，第一固体电解质层和腔室层围成第一密闭腔室，第二固体电解质层和腔室层围成第二密闭腔室，且腔室层设置有位于所述第一密闭腔室和所述第二密闭腔室之间的密闭内腔室，密闭内腔室通过第一固体电解质层、腔室层、第二固体电解质层与待测气氛隔绝，第一固体电解质层朝向敏感电极引脚层的一侧设有外电极，第一固体电解质层朝向腔室层的一侧设有第一公共电极，第一公共电极容置于第一密闭腔室，第二固体电解质层朝向腔室层的一侧设有第二公共电极，第二固体电解质层朝向阻隔层的一侧设有内电极，第二公共电极容置于第二密闭腔室。本发明专利技术的变频氧传感器不仅缩短了冷启动时间，还能避免密闭内腔室因高低温循环而开裂的情况。

【技术实现步骤摘要】
变频氧传感器
本专利技术涉及气体传感器
，特别涉及一种变频氧传感器。
技术介绍
变频氧传感器是一类重要的气体传感器，现有的变频氧传感器一般通过采用铂金环、高温玻璃釉密封形成密闭腔室，以去除环境的限制以及由于参比气室带来的测量误差。由于目前的变频氧传感器需要外置加热器来包围，以在工作时对变频氧传感器进行加热，进入工作状态的预热时间通常长达100秒以上，而且现有的变频氧传感器所用的高温玻璃釉在长期高低温循环使用过程中易于开裂，从而导致变频氧传感器内的密闭腔室失效，传感器无法正常工作，极大程度缩减了变频氧传感器的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种变频氧传感器，旨在解决现有技术中变频氧传感器启动慢且易于开裂的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出的变频氧传感器包括依次烧结而成的敏感电极引脚层、第一固体电解质层、腔室层、第二固体电解质层、阻隔层和加热层，所述第一固体电解质层和所述腔室层围成第一密闭腔室，所述第二固体电解质层和所述腔室层围成第二密闭腔室，且所述腔室层设置有位于所述第一密闭腔室和所述第二密闭腔室之间的密闭内腔室，所述密闭内腔室通过所述第一固体电解质层、所述腔室层、所述第二固体电解质层与待测气氛隔绝，所述第一固体电解质层朝向所述敏感电极引脚层的一侧设有外电极，所述第一固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第一公共电极，且所述第一公共电极容置于所述第一密闭腔室，所述第二固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第二公共电极，所述第二固体电解质层朝向所述阻隔层的一侧设有内电极，且所述第二公共电极容置于所述第二密闭腔室，所述加热层朝向所述阻隔层的一侧设有加热器，所述加热器用于加热所述外电极、所述第一公共电极、所述第二公共电极以及所述内电极。可选的，所述敏感电极引脚层朝向所述第一固体电解质层的一侧设有第一气体通道，所述阻隔层朝向所述第二固体电解质层的一侧设有第二气体通道，所述第一气体通道与所述第二气体通道均用于供待测气氛通过，且所述第一气体通道与所述外电极至少部分重叠，所述第二气体通道与所述内电极至少部分重叠。可选的，所述变频氧传感器还包括用于覆盖所述外电极的第一保护层和用于覆盖所述内电极的第二保护层，第一保护层设置于所述第一气体通道和所述外电极之间，所述第二保护层设置于所述第二气体通道和所述内电极之间，所述第一公共电极朝向所述腔室层的一侧覆盖有第三保护层，且所述第三保护层容置于所述第一密闭腔室，所述第二公共电极朝向所述腔室层的一侧覆盖有第四保护层，且所述第四保护层容置于所述第二密闭腔室。可选的，所述第一保护层、所述第二保护层、所述第三保护层以及第四保护层为多孔氧化锆层或多孔氧化铝层。可选的，所述加热层背离所述阻隔层的一侧设有正极加热引脚和负极加热引脚，所述加热器上连接有正极加热引线和负极加热引线，所述正极加热引脚、所述负极加热引脚分别对应与所述正极加热引线、所述负极加热引线连接。可选的，所述变频氧传感器还包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层设置于所述阻隔层朝向所述加热层一侧，所述第二绝缘层设于所述加热层背离所述正极加热引脚和所述负极加热引脚的一侧，所述加热器设于所述第二绝缘层朝向所述第一绝缘层的一侧。可选的，所述变频氧传感器还包括第一引脚、第二引脚以及第三引脚，所述第一引脚穿过所述敏感电极引脚层与所述外电极通过外电极引线连接，所述第二引脚依次穿过所述敏感电极引脚层、所述第一固体电解质层、所述腔室层以及所述第二固体电解质层，且所述第二引脚与所述内电极通过内电极引线连接，所述第三引脚依次穿过所述敏感电极引脚层、所述第一固体电解质层以及所述腔室层，且所述第一公共电极、所述第二公共电极分别对应通过第一公共电极引线、第二公共电极引线与所述第三引脚连接。可选的，所述外电极引线、所述内电极引线，所述第一公共电极引线以及所述第二公共电极引线均为致密铂制件，且所述外电极引线的厚度、所述内电极引线的厚度，所述第一公共电极引线的厚度以及所述第二公共电极引线的厚度均为5μm～50μm。可选的，所述第一公共电极、所述第二公共电极、所述内电极以及所述外电极均为多孔铂电极，且所述第一公共电极的厚度、所述第二公共电极的厚度、所述内电极的厚度以及所述外电极的厚度为5μm～50μm。可选的，所述敏感电极引脚层、所述第一固体电解质层、腔室层、所述第二固体电解质层、所述阻隔层以及所述加热层均为3％mol～10％mol氧化钇稳定氧化锆陶瓷。本专利技术的技术方案中，将加热器设置于加热层，可将加热器集成于变频氧传感器内部，以取代现有技术中加热器包围于变频氧传感器外围，缩短了加热器与第一公共电极、第二公共电极、外电极以及内电极之间的距离，可加快变频氧传感器的冷启动速度，避免因长时间冷启动变频氧传感器开裂的情况，在此基础上，将第一公共电极包裹在第一固体电解质层和腔室层之间的第一密闭腔室，并将第二公共电极包裹在腔室层和第二固体电解质层之间的第二密闭腔室内，使第一公共电极和第二公共电极完全与待测气氛隔绝，并通过第一固体电解质层、腔室层以及第二固体电解质层之间烧结形成第一密闭腔室、第二密闭腔室以及密闭内腔室，大大提高了变频氧传感器的结构可靠性，可进一步避免高温玻璃釉因高低温循环而开裂的情况，延长了变频氧传感器的使用寿命。本专利技术中的变频氧传感器不仅缩短了冷启动时间，还能避免因高低温循环而开裂的情况。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例变频氧传感器的装配示意图；图2为本专利技术一实施例变频氧传感器的分解示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100变频氧传感器18第二保护层1敏感电极引脚层19第三保护层2第一固体电解质层20第四保护层3腔室层21正极加热引脚4第二固体电解质层22负极加热引脚5阻隔层23正极加热引线6加热层24负极加热引线7密闭内腔室25第一绝缘层8第一密闭腔室26第二绝缘层9第二密闭腔室27第一引脚10外电极28第二引脚11第一公共电极29第三引脚12第二公共电极30外电极引线13...

【技术保护点】
1.一种变频氧传感器，其特征在于，所述变频氧传感器包括依次烧结而成的敏感电极引脚层、第一固体电解质层、腔室层、第二固体电解质层、阻隔层和加热层，所述第一固体电解质层和所述腔室层围成第一密闭腔室，所述第二固体电解质层和所述腔室层围成第二密闭腔室，且所述腔室层设置有位于所述第一密闭腔室和所述第二密闭腔室之间的密闭内腔室，所述密闭内腔室通过所述第一固体电解质层、所述腔室层、所述第二固体电解质层与待测气氛隔绝，所述第一固体电解质层朝向所述敏感电极引脚层的一侧设有外电极，所述第一固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第一公共电极，且所述第一公共电极容置于所述第一密闭腔室，所述第二固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第二公共电极，所述第二固体电解质层朝向所述阻隔层的一侧设有内电极，且所述第二公共电极容置于所述第二密闭腔室，所述加热层朝向所述阻隔层的一侧设有加热器，所述加热器用于加热所述外电极、所述第一公共电极、所述第二公共电极以及所述内电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种变频氧传感器，其特征在于，所述变频氧传感器包括依次烧结而成的敏感电极引脚层、第一固体电解质层、腔室层、第二固体电解质层、阻隔层和加热层，所述第一固体电解质层和所述腔室层围成第一密闭腔室，所述第二固体电解质层和所述腔室层围成第二密闭腔室，且所述腔室层设置有位于所述第一密闭腔室和所述第二密闭腔室之间的密闭内腔室，所述密闭内腔室通过所述第一固体电解质层、所述腔室层、所述第二固体电解质层与待测气氛隔绝，所述第一固体电解质层朝向所述敏感电极引脚层的一侧设有外电极，所述第一固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第一公共电极，且所述第一公共电极容置于所述第一密闭腔室，所述第二固体电解质层朝向所述腔室层的一侧设有第二公共电极，所述第二固体电解质层朝向所述阻隔层的一侧设有内电极，且所述第二公共电极容置于所述第二密闭腔室，所述加热层朝向所述阻隔层的一侧设有加热器，所述加热器用于加热所述外电极、所述第一公共电极、所述第二公共电极以及所述内电极。


2.如权利要求1所述的变频氧传感器，其特征在于，所述敏感电极引脚层朝向所述第一固体电解质层的一侧设有第一气体通道，所述阻隔层朝向所述第二固体电解质层的一侧设有第二气体通道，所述第一气体通道与所述第二气体通道均用于供待测气氛通过，且所述第一气体通道与所述外电极至少部分重叠，所述第二气体通道与所述内电极至少部分重叠。


3.如权利要求2所述的变频氧传感器，其特征在于，所述变频氧传感器还包括用于覆盖所述外电极的第一保护层和用于覆盖所述内电极的第二保护层，第一保护层设置于所述第一气体通道和所述外电极之间，所述第二保护层设置于所述第二气体通道和所述内电极之间，所述第一公共电极朝向所述腔室层的一侧覆盖有第三保护层，且所述第三保护层容置于所述第一密闭腔室，所述第二公共电极朝向所述腔室层的一侧覆盖有第四保护层，且所述第四保护层容置于所述第二密闭腔室。


4.如权利要求3所述的变频氧传感器，其特征在于，所述第一保护层、所述第二保护层、所述第三保护层以及第四保护层为多孔氧化锆层或多孔氧化铝层。


5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：占忠亮，仝永成，陈初升，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34