[实用新型]一种车用片式结构氧传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氧传感器装置，特别是用于检测发动机排出废气中氧浓度的氧传感器，具体地说是一种车用片式结构氧传感器。 

背景技术

随着世界汽车保有量的快速增长，汽车排气污染和能源紧张问题日趋严重，节约燃油和减少汽车尾气污染已成为现代汽车工业迫在眉睫的问题。车用氧传感器可实现对发动机尾气氧浓度的监测，判断发动机燃烧状况，并反馈到电子控制燃油喷射装置，从而精确控制燃油的喷射时间和喷射量，达到降低发动机的油耗、提升功率，减少污染排放的目的。随着汽车尾气排放标准的不断提高，对车用氧传感也提出了更高的要求。传统管式结构的氧化锆氧传感器由于加热设备和氧化锆陶瓷分离，传感器响应时间较长，对工作温度的要求也相对较高。尤其是当汽车刚启动时，发动机温度较低，管式传感器通常不能及时达到所需的工作温度从而影响其性能，造成此阶段汽车尾气中有害成分含量较高，因此还很不理想，不能满足当前节能减排的需要。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供加热体内植式设置且能在较短时间内满足工作温度，加快响应速度的一种车用片式结构氧传感器。该传感器结构简单、制造方便、机械强度高、抗干扰能力强并且适于规模化生产。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种车用片式结构氧传感器，包括由上至下依次叠置的敏感层、参比气通道层和加热器层，其中：加热器层包括加热基体和底部布设有加热体的绝缘层组成，绝缘层设置在加热基体上表面制有的长方形下凹区中；参比气通道层为制有参比气通道的参比气通道本体，该参比气通道与外界环境相连通；敏感层包括上、下表面分别设置有外电极层和内电极层的氧化锆敏感基体以及包覆在外电极层上表面的多孔保护层；参比气通道贯通参比气通道本体的上下表面，并且参比气通道的上下壁分别由氧化锆敏感基体的下表面和绝缘层的上表面构成，内电极层位于参比气通道所处的空间内，加热体和内电极层分别引出有加热器电极引脚和内电极引脚。 

为优化上述技术方案，采取的措施还包括： 

上述的加热基体制有向下贯通加热基体下表面的加热器电极引出孔，加热器电极引脚设置在加热基体下表面的一端，并且加热器电极引脚通过加热器电极引出孔与加热体电连接，氧化锆敏感基体制有向上贯通氧化锆敏感基体上表面的内电极引出孔，内电极引脚设置在氧化锆敏感基体上表面的一端，并且内电极引脚通过内电极引出孔与内电极层电连接。

上述的参比气通道气孔的孔径范围为0.2mm-0.6mm，加热基体和参比气通道本体以及氧化锆敏感基体的厚度均为0.2mm-0.6mm。 

上述的绝缘层为采用氧化铝材料制作的厚度为40um-80um的长方形陶瓷片体，加热基体长方形下凹区的深度为40um-80um。 

与现有技术相比，本实用新型的氧传感器与传统的氧传感器相比具有以下优点： 

易于规模化生产：本实用新型采用片式结构，体积较小，制造设备和生产工艺相对传统的管式结构简单。使得本产品制造成本和材料成本相对较低，传感器集成化程度高。

启动快：本实用新型的氧化锆敏感基体采用流延成型，使氧化锆电解质薄膜化，减少了传感器的内阻，并且将加热体集成于传感器中，能使传感器在较短的时间内达到工作温度，加快响应速度。 

机械强度高：由于采用了机械强度较高的具有0-10%摩尔钇含量和0-40%质量分数氧化铝的氧化锆生瓷片作为传感器的加热器基体和参比气通道本体，大大增加了传感器的机械强度，使本产品能在发动机内较恶劣的环境下工作。 

抗干扰能力强：汽油和机油中的铅、硫、磷等杂质,大大降低电极的催化活性，灰尘、油、硅等成分则会堵塞电极,这些都导致电极中毒，从而使传感器失效。采用厚膜丝网印刷技术在外电极上印刷多孔的镁铝尖晶石作为传感器的多孔保护层，可以避免上述现象的发生，使传感器具有很强的抗干扰性。 

性能高：本实用新型对传感器各层的厚度和形状及加热器的结构进行了精心设计，加热器根据所配Pt浆料的方阻进行设计，使传感器各部分受热均匀。绝缘层氧化铝的长和宽都小于加热器基体。使加热器基体和参比气通道本体直接接触，避免了不同材料因热膨胀系数不同而产生的变形。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的纵向剖视结构图； 

图2是图1中加热体的结构示意图；

图3是图1中加热器层的俯视结构结构图；

图4是本实用新型实施例的仰视图；

图5是本实用新型实施例的俯视图；