一种监测残氧浓度的浓差式氧传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种监测残氧浓度的浓差式氧传感器及其制备方法，其中，浓差式氧传感器的结构自上而下依次为：Al2O3基片、上层多孔Pt电极、钇稳定氧化锆固体电解质、下层多孔Pt电极、回字形致密钇稳定氧化锆层、Al2O3绝缘层和加热电极，其中，上层多孔Pt电极和下层多孔Pt电极上各连接有一根导电丝、加热电极上连接有两根导电丝，加热电极呈S形排布。本发明专利技术的有益之处在于：该浓差式氧传感器结构简化，加热均匀，能够在低氧环境中准确监测残氧浓度。能够在低氧环境中准确监测残氧浓度。能够在低氧环境中准确监测残氧浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种监测残氧浓度的浓差式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，具体涉及一种监测残氧浓度的浓差式氧传感器及其制备方法，属于氧传感器


技术介绍

[0002]基于氧化锆固体电解质的氧传感器因具有响应快、寿命长等优势在医药、包装、存储等需要检测氧含量的场合发挥着重要作用。其中，浓差式氧化锆氧传感器由于电动势与待测气体中氧含量成对数关系(如图1所示)，在低氧浓度下(小于6％)具有较高的灵敏度，随着氧浓度的变化其浓差电势会出现较大的变化，因而可以在低氧环境中进行残氧含量监测，尤其是在低温、农副产品海上运输等严苛的环境下具有不可替代性。通过对环境中残氧浓度监测并根据监测结果调整工艺，从而可以保证氧敏感性制剂、食物等产品在常温下抑制产品变质，进而保证产品质量，并减少空调制冷费用。
[0003]目前，现有的浓差式氧传感器，其结构多为陶瓷流延的片式结构，结构复杂，需要多层流延基片，氧的传输路径较长，并且在工作过程中进行加热处理时功耗较大且不能保证加热的一致性，进而导致固体电解质层各个区域温度不一致，影响氧输运特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测残氧浓度的浓差式氧传感器，其特征在于，结构自上而下依次为：Al2O3基片(1)、上层多孔Pt电极(2)、钇稳定氧化锆固体电解质(3)、下层多孔Pt电极(4)、回字形致密钇稳定氧化锆层(5)、Al2O3绝缘层(6)和加热电极(7)，其中，上层多孔Pt电极(2)和下层多孔Pt电极(4)上各连接有一根导电丝、加热电极(7)上连接有两根导电丝，加热电极(7)呈S形排布。2.一种权利要求1所述的监测残氧浓度的浓差式氧传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：对Al2O3基片进行化学清洗；Step2：将Al2O3基片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Al2O3基片上依次溅射上层多孔Pt电极(2)、钇稳定氧化锆固体电解质(3)、下层多孔Pt电极(4)和回字形致密钇稳定氧化锆层(5)，溅射完毕后保留Al2O3基片，得到上半部分芯体；Step4：在第二块Al2O3基片上依次溅射Al2O3绝缘层(6)和加热电极(7)，溅射完毕后去掉Al2O3基片，得到下半部分芯体；Step5：在上层多孔Pt电极(2)和下层多孔Pt电极(4)上各连接一根导电丝、在加热电极(7)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并叠压得到初产品；Step6：对叠压后得到的初产品进行热退火处理；Step7：在上层多孔Pt电极(2)、钇稳定氧化锆固体电解质(3)、下层多孔Pt电极(4)、回字形致密钇稳定氧化锆层(5)和Al2O3绝缘层(6)的外侧涂覆陶瓷密封胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在Step2中，溅射室的环境参数具体如下：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中，溅射上层多孔Pt电极(2)和下层多孔Pt电极(4)的工艺参数为：以购买得到的电极用商业Pt靶材作为目标靶材，设置溅射室的压力为20Pa～80Pa、薄膜沉积速度为6nm/min～15nm/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，孙志檬，初菲，刘皓，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：