本申请提供了一种用于检测氨和氮氧化物的装置，包括基体，基体上依次设置有进气口、第一腔室、第二腔室、第三腔室和出气口，第二腔室与第一腔室及第三腔室同时连通，第一腔室与进气口连通，第三腔室与出气口连通；其中，第一腔室用于将尾气中的NH3转化为N2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电压变化；第二腔室用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并用于将尾气中的NO2转化为NO，目标气体包括HC、CO和H2中的一种或多种；第三腔室用于将NO分解为N2和O2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电压变化。通过本实用新型专利技术提供的装置，同时满足了对氨和氮氧化物含量的精确测量。对氨和氮氧化物含量的精确测量。对氨和氮氧化物含量的精确测量。
【技术实现步骤摘要】
一种用于检测氨和氮氧化物的装置及氮氧传感器
[0001]本申请涉及传感器领域，特别是涉及一种用于检测氨和氮氧化物的装置及氮氧传感器。
技术介绍
[0002]柴油机凭借其动力性强、燃油消耗率低、经济性能好等有限逐渐成为现有交通运输领域中普及最广的运输工具，然而柴油机在行驶过程中排放的尾气会对环境造成严重污染，尾气中的气体污染物在所有环境污染物排放中占据10％以上，其尾气中的气体污染物以一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物和氮氧化合物为主。针对此，我国制定了机动车污染物排放标准用以限制尾气中污染物的排放，经过了国Ⅰ提升至国
Ⅵ
漫长的发展历程，每提高一次标准，尾气中排放污染物可减少50％。
[0003]目前我国已经在实施国
Ⅵ
b，NO
X
的排放限值下降到82.1％。现在行业内针对轻型柴油车对国
Ⅵ
排放法规的排放路线主要后处理路线为LNT联合DPF及SCR或者DOC联合SDPF及SCR，其中SCR作为尾气处理路线中的必不可少的核心单元，其在含氧气氛下，利用喷入的还原剂NH3或者尿素与尾气中的氮氧化合物性能反应，将氮氧化合物催化还原成对环境无害的N2和H2O。其反应公式如下:
[0004]2NH3+NO+NO2→
2N2+3H2O
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(1)
[0005]8NH3+6NO2→
7N2+12H2O
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(2)
[0006]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O
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(3)
[0007]从公式(1)、(2)和(3)可知，三种反应所消耗的NH3是不一样的，因此现有技术都是控制尿素喷射系统过喷NH3，以保证其氮氧化合物的充分分解。NH3过喷不仅会造成原料的浪费、导致成本升高，而且再次对环境产生二次污染。
[0008]因此，相关技术中，亟待一种可以对喷入的NH3进行测量的装置。
技术实现思路
[0009]针对上述问题，本技术提供了一种用于检测氨和氮氧化物的装置和氮氧传感器。
[0010]本技术的技术方案是：一种用于检测氨和氮氧化物的装置，包括基体，所述基体上依次设置有进气口、第一腔室、第二腔室、第三腔室和出气口，所述第二腔室与所述第一腔室及所述第三腔室同时连通，所述第一腔室与进气口连通，所述第三腔室与所述出气口连通；
[0011]其中，所述第一腔室用于将尾气中的NH3转化为N2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电压变化；
[0012]所述第二腔室用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并用于将尾气中的NO2转化为NO，所述目标气体包括HC、CO和H2中的一种或多种；
[0013]所述第三腔室用于将NO分解为N2和O2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电
压变化。
[0014]可选地，所述第一腔室内设有泵氧内电极，所述基体的上方设有公共外电极，所述公共外电极与所述泵氧内电极连接形成泵氧单元IP1和第一腔室氧浓差单元V1；其中，所述泵氧内电极上涂覆有用于捕捉通入到所述第一腔室中的所述NH3的材料层，以使所述NH3转化为N2；
[0015]其中，所述泵氧单元IP1用于将所述NH3转化为N2的这一反应过程中产生的O2‑
泵出所述第一腔室，所述第一腔室氧浓差单元V1用于基于被泵出的所述O2‑
所带来的电流变化或电压变化确定通入所述第一腔室的所述NH3含量。
[0016]可选地，所述材料层包括多条Pt带，多条所述Pt带在所述第一基板的下表面间隔均匀地涂覆，每条所述Pt带上涂覆有NiO层，任意相邻两条所述Pt带之间涂覆有Au带；
[0017]其中，所述NiO层用于捕捉所述NH3，所述多条Pt带用于催化所述NH3反应，所述Au带用于促进所述NH3反应。
[0018]可选地，所述基体从上至下包括第一基板、第二基板、第三基板、第四基板和第五基板；
[0019]其中，在所述第一基板和所述第二基板共同形成所述第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第三基板位于所述第二基板的左侧，所述第二基板、所述第三基板和所述第四基板共同形成与空气相连通的参考腔室；所述第四基板和所述第五基板共同形成加热腔室，所述加热腔室内设有加热单元。
[0020]可选地，所述第二腔室内设有主泵内电极，所述第三腔室内设有副泵内电极和参考内电极，所述参考腔室内设有参考外电极；所述公共外电极与所述主泵内电极连接形成主泵单元IP0；所述公共外电极与所述副泵内电极连接形成副泵单元IP3；所述公共外电极与所述参考外电极连接形成总氧浓差单元V0；所述参考外电极与所述主泵内电极连接形成第二腔室氧浓差单元V2；所述参考外电极和所述参考内电极连接形成参考单元V3，所述副泵内电极和所述公共外电极连接形成第三腔室氧浓差单元V4；
[0021]其中，所述主泵单元IP0用于将O2泵出所述第二腔室或将O2泵入所述第二腔室，所述第二腔室氧浓差单元V2通过反馈调节使所述第二腔室的氧浓度维持到恒定值；
[0022]所述副泵单元IP3用于将NO分解出的O2泵出所述第三腔室，第三腔室氧浓差单元V4用于基于被泵出的所述O2所带来的电流变化或电压变化，确定通入所述第三腔室的氮氧化物含量。
[0023]可选地，所述主泵内电极包括多条Pt带，多条所述Pt带在所述第一基板的下表面涂覆，任意相邻两条所述Pt带之间涂覆有Au带。
[0024]可选地，所述Pt带、NiO层和Au带的尺寸大小均相同且不小于1μm。
[0025]可选地，所述第二腔室内还涂覆有ZnFe2O4涂层，所述ZnFe2O4涂层用于捕捉并催化流经所述第二腔室内的NO2。
[0026]可选地，所述装置的输出端连接控制单元的输入端，所述控制单元用于控制所述泵氧单元IP1和所述主泵单元IP0的电压方向。
[0027]本技术还提供了一种氮氧传感器，包括氮氧传感器本体，所述氮氧传感器本体上包括传感器接插头、传感器探头、主线和电脑板，所述传感器探头内固定设置有如上所述的用于检测氨和氮氧化物的装置。
[0028]与现有技术相比，本申请包括以下优点：
[0029]采用本申请的技术方案，通过由第一基板和第二基板构成的第一腔室，第一腔室内设有泵氧内电极，第一基板的上方设有公共外电极，所述公共外电极与所述泵氧内电极连接形成泵氧单元IP1和第一腔室氧浓差单元V1，第一腔室的泵氧内电极具有对NH3优异的捕捉特性并且对HC、CO等物质不敏感，可有效地促进“NH3与O2‑
的反应，并将参与反应的O2‑
通过泵氧单元IP1从泵氧内电极泵出，O2‑
通过第一基板形成的电解质空位转移到公共外电极上，从而通过O2‑
产生电势差V1实现对NH3的含量的测量。并通过第二腔室和第三腔室的配合实现了NO
X
的测量。通过本技术提供的装置，打破了现有柴油机尾气后处理不能对NH3进行测量的壁垒本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于检测氨和氮氧化物的装置，其特征在于，包括基体，所述基体上依次设置有进气口、第一腔室、第二腔室、第三腔室和出气口，所述第二腔室与所述第一腔室及所述第三腔室同时连通，所述第一腔室与所述进气口连通，所述第三腔室与所述出气口连通；其中，所述第一腔室用于将尾气中的NH3转化为N2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电压变化；所述第二腔室用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并用于将尾气中的NO2转化为NO；所述第三腔室用于将NO分解为N2和O2，并能测量这一反应过程中的电流变化或电压变化。2.根据权利要求1所述的一种用于检测氨和氮氧化物的装置，其特征在于，所述第一腔室内设有泵氧内电极，所述基体的上方设有公共外电极，所述公共外电极与所述泵氧内电极连接形成泵氧单元IP1和第一腔室氧浓差单元V1；其中，所述泵氧内电极上涂覆有用于捕捉通入到所述第一腔室中的所述NH3的材料层，以使所述NH3转化为N2；其中，所述泵氧单元IP1用于将所述NH3转化为N2的这一反应过程中产生的O2‑
泵出所述第一腔室，所述第一腔室氧浓差单元V1用于基于被泵出的所述O2‑
所带来的电流变化或电压变化，确定通入所述第一腔室的所述NH3含量。3.根据权利要求2所述的一种用于检测氨和氮氧化物的装置，其特征在于，所述材料层包括多条Pt带，多条所述Pt带在所述基体的下表面间隔均匀地涂覆，每条所述Pt带上涂覆有NiO层，任意相邻两条所述Pt带之间涂覆有Au带；其中，所述NiO层用于捕捉所述NH3，多条所述Pt带用于催化所述NH3反应，所述Au带用于促进所述NH3反应。4.根据权利要求2所述的一种用于检测氨和氮氧化物的装置，其特征在于，所述基体包括从上至下顺次连接的第一基板、第二基板、第三基板、第四基板和第五基板；其中，在所述第一基板和所述第二基板共同形成所述第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第三基板位于所述第二基板的左侧，所述第二基板、所述第三基板和所述第四基板共同形成与空气相连通的参考腔室；所述第四基板和所述第五基板共同形成加热腔室，所述加热腔室内设...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵振兴，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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