高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器及其制备方法，其中，该氧传感器的结构自上而下依次为：顶层多孔Pt电极、上层钇稳定氧化锆固体电解质、第二层多孔Pt电极、回字形致密Pt电极层、第三层多孔Pt电极、下层钇稳定氧化锆固体电解质、底层多孔Pt电极、绝缘层和加热电极。本发明专利技术提供的氧传感器以氧化锆固体电解质作为功能层，可以测量氧分压，并进一步换算获得氧浓度，进而可以实时监控环境下的氧分压和氧浓度；本发明专利技术采用磁控溅射工艺制备传感器，整个传感器的厚度可降低至2.1～47μm，从而可以降低功耗，改善加热的均匀性，最终保持氧的输运特性一致，进一步提升测氧精度。氧精度。氧精度。

【技术实现步骤摘要】
高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氧传感器及其制备方法，具体涉及一种高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器及其制备方法，属于传感器


技术介绍

[0002]随着海拔的升高，大气压会逐渐降低，由于空气中氧浓度不受海拔高低的影响，始终保持在21％左右，高原地区空气稀薄，氧分压低，所以导致人在高原地区吸入的氧气减少，进而出现“缺氧”。高原制氧机是一种在高原缺氧环境下用来提供氧气供应的制氧设备，其可大大降低高原反应对人体造成的伤害。
[0003]然而，现有的制氧机配备的氧传感器只测量氧浓度(％vol)，通过使用高原制氧机增加氧浓度使环境达到富氧状态。而在大气压低于869.7mabr的高原地区(西藏地区的年均气压在652.5mbar以下)，若氧浓度增加到其对应氧分压与标准大气压下氧分压一致时，材料的燃烧速度加快，例如滤纸的燃烧速度将超过3.01mm/s，极其容易引发火灾。所以在高原地区供氧就必须使用氧传感器在高原制氧机进行工作同时对氧分压也加以检测。
[0004]目前，制氧机多采用超声氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器，其特征在于，结构自上而下依次为：顶层多孔Pt电极(1)、上层钇稳定氧化锆固体电解质(2)、第二层多孔Pt电极(3)、回字形致密Pt电极层(4)、第三层多孔Pt电极(5)、下层钇稳定氧化锆固体电解质(6)、底层多孔Pt电极(7)、绝缘层(8)和加热电极(9)，其中：回字形致密Pt电极层(4)中间的空腔(11)与第二层多孔Pt电极层(3)、第三层多孔Pt电极层(5)共同形成密封的传感室；顶层多孔Pt电极(1)、回字形致密Pt电极层(4)和底层多孔Pt电极(7)上各连接有一根导电丝，并且通过此三根导电丝实现电连接通路；加热电极(9)上连接有两根导电丝，加热电极(9)和绝缘层(8)均呈S形并且二者的大小完全一致。2.一种权利要求1所述的高原制氧机专用小尺寸氧分压型氧传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：采用超声清洗的方式清洗硅基底；Step2：将硅基底固定在多靶磁控溅射的衬底盘上，设置溅射室环境参数；Step3：在第一块硅基底上依次溅射顶层多孔Pt电极(1)、上层钇稳定氧化锆固体电解质(2)、第二层多孔Pt电极(3)和回字形致密Pt电极层(4)，溅射完毕后去掉第一块硅基底，得到上半部分芯体；Step4：在第二块硅基底上依次溅射第三层多孔Pt电极(5)、下层钇稳定氧化锆固体电解质(6)、底层多孔Pt电极(7)、绝缘层(8)和加热电极(9)，溅射完毕后去掉第二块硅基底，得到下半部分芯体；Step5：在顶层多孔Pt电极(1)、回字形致密Pt电极层(4)和底层多孔Pt电极(7)上各连接一根导电丝，在加热电极(9)上连接两根导电丝，将上半部分芯体与下半部分芯体叠加到一起，整体进行叠压，得到初产品；Step6：对叠压后得到的初产品进行热退火处理。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在Step2中，设置溅射室环境参数具体如下：真空抽至4
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‑5Pa～6
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‑3Pa，通入O2与Ar的混合气体，O2与Ar的体积比例为1：1～20，气体流速16sccm～75sccm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在Step3和Step4中，溅射顶层多孔Pt电极(1)、第二层多孔Pt电极(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，孙志檬，初菲，刘皓，刘皞，杨杰，孙俊杰，
申请(专利权)人：明石创新产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：