[发明专利]一种摩托车用片式氧传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种摩托车用片式氧传感器，包括从上到下依次叠加烧结而成的多孔及保护层、功能层、扩散层和加热层；多孔及保护层的一端为多孔氧化铝基片，多孔及保护层的另一端为第一氧化铝基片，功能层包括第一氧化锆基片、设于第一氧化锆基片两侧的内电极和外电极，扩散层包括第二氧化锆基片和设于第二氧化锆基片上方的扩散通道，加热层包括从上到下依次叠加的第二氧化铝基片和第三氧化铝基片，第三氧化铝基片上设有加热器；该摩托车用片式氧传感器在工作时，所述内电极和外电极上施加有作为测试参比的泵电流；本发明还公开了一种摩托车用片式氧传感器的制备方法；本发明结构紧凑，适用于摩托车尾气排放系统。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是一种摩托车用片式氧传感器及其制备方法。

背景技术

目前，氧传感器作为闭环反馈式电喷系统上必不可少的元件，已广泛用于汽车尾气控制系统中，以满足日益严格的排放要求。但随着环保要求的进一步提高，电喷系统也将强制应用于摩托车上。因此，研制出一种适用于摩托车电喷系统的氧传感器已成为一项紧迫的任务。

从功能上来看，摩托车用氧传感器与汽车用氧传感器一致，即测定尾气中氧气含量，将其转化为电信号，电子控制器(ECU)根据此电信号控制发动机喷油量来实现以过量空气系数λ＝1为目标的闭环控制，从而实现燃油的完全燃烧，使三元催化器对尾气中HC、CO和NO_x三种污染物都有最大的转化效率。从结构上来看，摩托车用氧传感器的体积要比汽车用氧传感器小很多，因此也被称为微型氧传感器，研究的一般思路是直接缩小汽车用氧传感器体积来达到目的，但仍需要针对摩托车使用环境对其结构进行重新设计以达到使用要求。

目前，汽车用氧传感器结构主要包括管式和片式，其中管式结构由于体积庞大，不适合摩托车使用，因此对其研究主要集中在片式结构上。目前，片式结构主要包括全氧化锆结构和氧化锆加氧化铝结构。两种结构都可以随着结构层的增加或减少灵活控制产品的厚度，但前者由于加热器上下需要设置绝缘层以及空气参比腔的存在，其宽度不能做到足够小；后者虽然没有绝缘层，但结构中还是存在空气参比腔，其宽度同样也很难做到足够小。并且空气腔的大小受到了限制，影响了空气的扩散以及更容易受到污染，导致输出信号的稳定性较差。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种摩托车用片式氧传感器及其制备方法，本发明的摩托车用片式氧传感器自带加热器，加热效率高，响应时间短，同时能确保传感器在工作时处于最佳工作温度，而且制备工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种摩托车用片式氧传感器，包括从上到下依次叠加烧结而成的多孔及保护层、功能层、扩散层和加热层；所述多孔及保护层的一端为多孔氧化铝基片，多孔及保护层的另一端为第一氧化铝基片，所述功能层包括第一氧化锆基片、设于第一氧化锆基片两侧的内电极和外电极，其中外电极位于第一氧化锆基片上靠近多孔及保护层一侧，且所述多孔氧化铝基片完全覆盖外电极，第一氧化铝基片覆盖外电极引线，所述扩散层包括第二氧化锆基片和设于第二氧化锆基片上方的扩散通道，所述加热层包括从上到下依次叠加的第二氧化铝基片和第三氧化铝基片，所述第三氧化铝基片上设有加热器。

作为一种优选的实施方试，所述第一氧化锆基片和第一氧化铝基片上均设有供外电极引线和内电极引线穿过的电极通孔，所述第一氧化铝基片上设有用于将外电极引线和内电极引线引出的一对电极引脚，所述内电极引线依次穿过第一氧化锆基片和第一氧化铝基片上的电极通孔后与其中一个电极引脚连接，所述外电极引线穿过第一氧化铝基片上的电极通孔后与另外一个电极引脚连接。

作为另一种优选的实施方试，所述扩散通道由逃脱材料烧结完全挥发后形成，且该扩散通道的一端与所述内电极接触，扩散通道的另一端延伸至第二氧化锆基片的末端并与空气连通。

作为另一种优选的实施方试，所述扩散通道的宽度为50μm-100μm，厚度为5μm-20μm。