[发明专利]陶瓷加热器和使用所述陶瓷加热器的气体传感器元件

说明书

本发明涉及一种陶瓷加热器和使用所述陶瓷加热器的气体传感器元件。一种陶瓷加热器具有由陶瓷制成的板基体和传导层。传导层具有加热部分和一对引线部分。当接收电力时，所述传导层产生热量。引线部分在板基体的一个部分处在宽度方向上彼此相邻地形成并且在板基体上沿着纵向方向形成。加热部分被形成以在板基体的其他部分上蜿蜒并且加热部分的两端分别都连接到引线部分。特别地，形成在加热部分的在宽度方向和纵向方向上的中央区域处的中央部分具有每单位长度阻值，其低于加热部分的其他线性形状部分的每单位长度阻值。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷加热器和使用所述陶瓷加热器的气体传感器元件。特别地，所述陶瓷加热器具有这样的结构，其中传导层形成在由陶瓷制成的板状基部元件上。

背景技术

陶瓷加热器广泛用于各种应用，所述陶瓷加热器被需要以产生热量从而快速地升高目标部分的温度。例如，陶瓷加热器用于将安装在连接到内燃机的排气管道上的气体传感器。当接收电力时，陶瓷加热器产生热量并且将热量供应到气体传感器中的固体电解质体以迅速地升高固体电解质体和形成在固体电解质体上的一对电极的温度以使得固体电解质体和电极的温度迅速达到其激活温度。

例如，专利文献1，日本特许公开S62-167396号示出了一种陶瓷加热器，其具有形成在热阻陶瓷基体上的加热电阻图案以使得加热电阻图案的中央部分和两个端部具有不同的线宽度或不同的线厚度从而大致具有其均匀的温度分布。特别地，加热电阻图案具有这样的结构，其中线性形状中央部分具有的线宽度大于两个端部的线宽度。在加热电阻图案中，两个端部为低加热温度，其低于中央部分的加热温度。

顺便提到，因为基于环保的考虑当前减少机动车辆排放等的车辆排放控制逐年变得更加严格，需要在怠速停止控制期间关闭要被供应到车载电子装置(诸如气体传感器)的电力。然而，当陶瓷加热器被反复地打开和关闭时，陶瓷加热器反复地膨胀和收缩。这使得陶瓷加热器中的加热部分劣化并且可能缩短陶瓷加热器的产品寿命。

发明内容

因此，期望提供一种陶瓷加热器和配备有所述陶瓷加热器的气体传感器元件，所述陶瓷加热器具有长的产品寿命、能够抑制陶瓷加热器的加热部分的劣化。

示例性实施例提供一种陶瓷加热器，其具有由陶瓷制成的板基体和构造以当接收电力时产生热量的传导层。在陶瓷加热器中，传导层具有一对引线部分和加热部分。引线部分形成在板基体的第一部分上并且在垂直于纵向方向的宽度方向上彼此相邻。加热部分以蜿蜒的形状形成在板基体的第二部分上，并且加热部分的两个端部分别连接到引线部分。加热部分具有形成在板基体的在宽度方向和纵向方向上的中央部分处的线性形状部分。形成在中央部分处的线性形状部分具有第一每单位长度阻值，其低于形成在除了中心部分以外的其他部分上的线性形状部分的第二每单位长度阻值。

根据另一示例性实施例，提供有一种气体传感器元件，其配备有具有上述结构的根据示例性实施例的陶瓷加热器。特别地，气体传感器元件具有与陶瓷加热器层压的固体电解质体，所述固体电解质体具有氧离子传导性。目标气体室形成在固体电解质体的第一表面上并且参考气体室形成在固体电解质体的第二表面上。气体传感器元件还具有一对电极。电极分别形成在固体电解质体的第一表面和第二表面上。电极检测引入目标气体室中的目标气体的氧浓度。加热部分的内侧线性形状部分的中央部分沿着纵向方向形成以使得内侧线性形状部分的中央部分面向电极。

在具有前述的改进结构的陶瓷加热器中，加热部分在接收电力时产生热量。特别地，中央线性形状部分具有与加热部分中其他线性形状部分的温度相比最大的温度。为了避免这个缺点，根据示例性实施例的陶瓷加热器具有改进的结构，其中，中央线性形状部分具有的每单位长度阻值低于其他线性形状部分的每个的阻值。这个改进的结构使得当加热部分接收电力并且产生热量时能够降低中央线性形状部分的峰值温度。更具体地，中央线性形状部分形成在加热部分的在纵向方向的中央部分处和在宽度方向上的内侧。中央线性形状部分具有的每单位长度阻值低于其他线性形状部分的阻值。其他线性形状部分形成在加热部分的在纵向方向上的两侧处和加热部分的在宽度方向上的外侧。