[发明专利]一种氧化锆型极限电流氧传感器

说明书

本发明涉及氧传感器领域，尤指一种氧化锆型极限电流氧传感器。本发明氧化锆型极限电流氧传感器主要包括封装外壳、导电柱、敏感元件、保温棉、导电铂丝，其中敏感陶瓷元件是由氧化锆、氧化铝、贵金属铂等通过HTCC高温共烧陶瓷工艺制备而成。其中，氧化锆是一种掺杂氧化钇稳定形成的固体电解质，在高温下具有高氧离子传导和低电子导电能力，贵金属铂是理想的催化材料，可以将氧分子还原成氧离子，并使其有效的迁移到氧化锆固体电解质层，即可作为催化剂又可兼做集流体。本发明生产成本低，可以更好的控制极限电流的大小，确保了氧传感器具有高的信号强度和信号灵敏度，从而提高氧浓度检测的范围，进而实现对氧浓度的全量程检测。

技术领域

本发明涉及氧传感器领域，尤指一种氧化锆型极限电流氧传感器。

背景技术

氧化锆型极限电流氧传感器已经在例如工业、医疗、仓储、潜水、家用电器以及生物培养等多个行业及应用中使用了多年。氧化锆氧传感器通过化学反应，将氧信号转换成电信号，电信号的强弱及代表氧浓度的高低。常见的医疗用途包括通过对弥散制氧机制备氧气的监控进行闭环的控制，工业用途包括对管道、仪器等内部氧气浓度的测量、监控等对设备的工作进行控制。但目前的氧传感器生产成本高，难以控制极限电流的大小，检测氧浓度范围较窄，无法满足一些用户的对氧浓度全量程检测的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种氧化锆型极限电流氧传感器，可以更好的控制极限电流的大小，确保了氧传感器具有高的信号强度和信号灵敏度，从而提高氧浓度检测的范围。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氧化锆型极限电流氧传感器，包括透气网、敏感陶瓷元件、外壳、底座、导电柱、导电丝、固定玻璃釉、保温棉和绝缘玻璃釉，所述底座与外壳下端通过点焊固定，所述导电柱通过绝缘玻璃釉进行共烧与底座固定，并且一端位于外壳内，另一端延伸至外壳外部，所述敏感陶瓷元件设置在外壳内并且通过导电丝与导电柱导通连接，所述固定玻璃釉共烧于导电丝与敏感陶瓷元件之上，所述保温棉填充于外壳内部，所述外壳上端设有开口，所述透气网通过点焊与外壳开口位置固定。

进一步地，所述敏感陶瓷元件从上至下依次包括信号阳极、第一固体电解质、信号阴极、第二固体电解质、第三固体电解质、绝缘层和加热电极，所述第二固体电解质内设有空腔，所述第三固体电解质设有扩散孔，所述信号阳极通过印刷工艺固定在第一固体电解质表面，所述信号阴极通过印刷工艺固定在第二固体电解质空腔中。

其中，所述第一固体电解质、第二固体电解质、第三固体电解质由氧化锆烧结制成，所述氧化锆掺杂氧化钇摩尔百分比量为3-8％。

其中，所述扩散孔孔径的大小为10-1000um。

其中，所述信号阳极、信号阴极均由铂金掺杂氧化锆制成的多孔性透气材料，所述加热电极由纯度99.9％以上的铂金制成，所述绝缘层由纯度99.9％以上的氧化铝制成。

其中，所述信号阳极和加热电极分别设有固定玻璃釉，所述信号阳极和加热电极分别连接有导电丝。

进一步地，所述敏感陶瓷元件经过1-5小时的1400-1600℃的高温烧结而成。

进一步地，所述透气网为耐腐蚀透气网，为30-200目之间，所述外壳为耐腐蚀壳体，所述底座通过绝缘玻璃釉进行650-1350℃共烧固定导电柱，所述导电柱通过绝缘玻璃釉进行共烧固定底座内部，所述导电丝通过点焊到敏感陶瓷元件与导电柱之间。

进一步地，所述保温棉由石棉、莫来石纤维棉、氧化铝纤维棉中的一种或几种组成，其纤维直径为1-10um。