[其他]氧氣探測器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100466
• 申請日: 1986-01-21
• 公開（公告）號: CN86100466B
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上野定寧
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G01N27/56
• 分類號: G01N27/56
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建

本發(fā)明涉及氧氣探測器，更具體地說，是涉及適用于測定汽車排出的廢氣中所含氧氣濃度的氧氣探測器。

這種氧氣探測器具有固定在傳感元件上的加熱元件，有關(guān)這種氧氣探測器的制作技術(shù)，可提出下列方法，其中之一在日本實用新型公開號130，261/1983中有所說明。在這種工藝方法中，分別把二氧化鋯（ZrO₂）和三氧化二鋁（Al₂O₃）未燒結(jié)薄片作為傳感器元件和電絕緣基片，然后將電極，加熱元件壓制在這些未燒結(jié)薄片上，然后在不采用粘結(jié)劑的情況下，把它們進(jìn)行層壓之后再將其同時進(jìn)行燒結(jié)。另一種方法公布于日本專利公開號154，451/1980上，其中，同樣是在不采用粘結(jié)劑的情況下，將用穩(wěn)定的二氧化鋯（ZrO₂）薄膜或者較厚的薄片形成的傳感元件疊放在預(yù)先燒結(jié)過的三氧化二鋁（Al₂O₃）基底的加熱元件層上，然后經(jīng)熱處理將其燒結(jié)并與加熱元件連接成一體。

由于所用二氧化鋯（ZrO₂）及三氧化二鋁（Al₂O₃）薄層具有不同的熱膨脹系數(shù)，又由于在探測器的操作條件（600至900℃）與該裝置的靜置條件（室溫）之間會出現(xiàn)熱循環(huán)，致使兩層的熱膨脹程度不一樣，那么在這兩層之間的連接界面上就會產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致剝層，破裂或者類似的現(xiàn)象。而且，在將這兩種材料同時進(jìn)行燒結(jié)這種通常的工藝中，會產(chǎn)生諸如由于三氧化二鋁（Al₂O₃）的燒結(jié)程度不夠，而造成其強度不足;以及由于在燒結(jié)過程中加進(jìn)了太多的輔助燒結(jié)試劑，會造成電阻減小等等這樣的一些問題。

本發(fā)明的目的就是提供由具有不同熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料制成的傳感元件和加熱元件構(gòu)成的氧氣探測器。并且，在本發(fā)明的探測器中，將不同熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料互相連接起來，致使連接部分能防止熱循環(huán)以及熱沖擊，而且能讓所用加熱元件以優(yōu)良的導(dǎo)熱性加熱所用傳感元件。

本發(fā)明的特征是：就受熱時的性能變化情況而言，由于相變而致使陶瓷材料有時候表現(xiàn)出相當(dāng)程度的滯變非線性位移;因而，將由具有不同熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料制成的傳感元件和加熱元件，用插入到該傳感元件和加熱元件之間的中間層相互連接在一起，以此吸收或者減緩該傳感元件和加熱元件之間連接界面處的位移量。

本發(fā)明之所以優(yōu)越，乃是該加熱構(gòu)件是這樣成型的。這就是將其傳感元件用加熱元件包圍住，并把它埋入加熱元件，從而提高粘接強度的持久性;并且在該傳感元件和加熱元件之間夾入中間層，以使傳感元件在其受熱期間能夠與加熱構(gòu)件緊密接觸，而在其不受熱時，將該傳感元件保持在該加熱元件內(nèi)，從而防止該傳感元件脫落。

為了使傳感元件的溫度保持穩(wěn)定狀態(tài)，因此，在將探測器置于溫度波動頻繁的被測氣體條件下進(jìn)行檢測時，該傳感元件要保持所要求的檢測精度;除了其檢測電極部位之外，該傳感元件都被加熱構(gòu)件所包圍;而在傳感元件的檢測部位上，可以提供一個多孔保護膜。最好是，采用根據(jù)表示傳感元件的溫度的電子信號，把負(fù)反饋控制信號加給加熱元件的熱源的裝置。

圖1A為本發(fā)明一實施方案中所用傳感元件的透視圖;

圖1B為根據(jù)本發(fā)明一實施方案所制得的加熱元件的透視圖;

圖2為圖1A中沿2-2線所取的傳感元件的剖視圖;

圖3為圖2所示傳感元件的側(cè)視圖;

圖4為圖2中所示傳感元件所用的電子電路圖;

圖5為表明傳感元件特性的曲線圖;

圖6為表明傳感元件特性的曲線圖;

圖7為將傳感元件固定到加熱器上的氧氣探測器的俯視圖;

圖8為圖7中沿8-8線所取的傳感元件的剖視圖;

圖9為圖7中沿9-9線所取的傳感元件的剖視圖;

圖10為圖8中沿10-10線所取的傳感元件的剖視圖;

圖11為圖8中沿11-11線所取的傳感元件的剖視圖;

圖12為圖8中沿12-12線所取的傳感元件的剖視圖;

圖13A為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的傳感元件的透視圖;

圖13B為根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的加熱元件的透視圖;而

圖14為表明溫度和氣體流速之間的關(guān)系的曲線圖。

以下將參照圖1至12按照本發(fā)明詳細(xì)說明其氧氣探測器的一種實施方案。