[实用新型]一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片

说明书

本实用新型公开了一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片，其特征是包括电极保护层、响应电极层、陶瓷电解质层、工作对电极层、加热电极和加热保护层，所述响应电极层、陶瓷电解质层、工作对电极层从上到下依次排列，整体构成氮氧传感器的电压信号输出层，所述电极保护层位于电压信号输出层的上表面，电压信号输出层的下表面位于加热电极的上方，加热电极嵌装在加热保护层的内部。本实用新型整体结构设计合理，整体稳定性好，自带加热功能，加快了传感器芯片的启动速度，减少了传感器芯片的启动时间，提高了传感器芯片输出响应信号的强度，降低了传感器芯片制作的材料成本。

技术领域

本实用新型涉及气体传感器芯片，具体属于一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片。

背景技术

氮氧(NOx)传感器是对汽车尾气氧浓度进行信号检测的一种半导体陶瓷传感器，是汽车电喷系统中最重要的传感器。氮氧(NOx)传感器的核心组件是氮氧(NOx)传感器芯片。现有的氮氧(NOx)传感器芯片有三大类型分别为电流型、阻抗型和电压型氮氧(NOx)化物传感器芯片，三类氮氧(NOx)传感器芯片的功能结构中都包含有响应电极、固体电解质及工作对电极。

其中，电流型氮氧(NOx)传感器芯片的实质为泵氧型氮氧(NOx)传感器芯片，此类型氮氧(NOx)传感器芯片大都为多腔陶瓷结构，其制作工艺复杂，使得电流型氮氧(NOx)传感器芯片产品的生产合格率难以保证。阻抗型氮氧(NOx)传感器芯片信号测量复杂，检测信号过程容易受检测回路的影响，导致检测信号不稳定。普通的电压型氮氧(NOx)传感器芯片，普遍使用铂-铑等贵金属作为响应电极和工作对电极。这些由贵金属制作的电极是优良的催化剂，对氮氧化物均具有一定的催化作用，使得其输出响应信号弱，并且没有自加热功能，在氮氧(NOx)传感器芯片冷启动时，启动速度慢，整体启动响应时间长。为此，本实用新型提供了一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片。

实用新型内容

本实用新型提供一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片，以锰酸镨钙和钪稳定氧化锆((Pr0.7Ca0.3)0.9MnO3-Zr0.92Sc0.08O2)复合陶瓷为工作对电极；以多孔锰酸镨钙((Pr0.7Ca0.3)0.9MnO3)陶瓷材料为响应电极，替代贵金属电极；采用致密的钪稳定氧化锆Zr0.92Sc0.08O2陶瓷材料为固体电解质，同时自带加热功能，能够减少普通的电压型氮氧(NOx)传感器芯片的冷启动时间，加快启动速度，传感器芯片的输出响应信号强，降低了传感器芯片制作的材料成本，适合在生产制造传感器产品时推广使用。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种复合陶瓷自加热型氮氧化物传感器芯片，其特征是包括电极保护层、响应电极层、陶瓷电解质层、工作对电极层、加热电极和加热保护层，所述响应电极层、陶瓷电解质层、工作对电极层从上到下依次排列，整体构成氮氧传感器芯片的电压信号输出层，所述响应电极层与工作对电极层的侧面具有相应的电压信号输出引线，将响应电极层与工作对电极层相互连接，所述电极保护层位于电压信号输出层的上表面，电压信号输出层的下表面位于加热电极的上方，加热电极嵌装在加热保护层的内部，与加热保护层形成一个整体，加热保护层位于最底层，所述电极保护层和加热保护层，将加热电极电压信号输出层整体复合在电极保护层和加热保护层形成的一体化陶瓷结构内部。

优选地，所述电极保护层和加热保护层都由多孔氧化铝陶瓷材料制成，电极保护层位于响应电极层的上表面，电极保护层和加热保护层侧面相互连接，形成一个多孔氧化铝陶瓷整体。

优选地，所述响应电极层由多孔(Pr0.7Ca0.3)0.9MnO3陶瓷材料制成，陶瓷电解质层由致密的钪稳定氧化锆Zr0.92Sc0.08O2陶瓷材料制成，工作对电极层由多孔(Pr0.7Ca0.3)0.9MnO3-Zr0.92Sc0.08O2复合陶瓷材料制成。