CN110749638A - 一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传感技术领域，涉及一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件。该元件包括：两个过滤片(1)、三个电极环(2)以及两个氧化锆片(3)，其中，按照过滤片(1)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、过滤片(1)的顺序依次对中叠放，所述三个电极环(2)分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。
Description
技术领域
本发明属于传感技术领域，特别涉及一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件。
背景技术
飞机在飞行过程中，需要时刻监控氧气系统中的氧分压值，用于氧分压的控制，确保提供给飞行员的氧气处于舒适、安全的状态。目前氧浓度传感元件基本采用套管式和平板式，套管式体积大，并且只能定性检测；平板式安装尺寸大，焊点强度低，难以耐受航空机械应力环境。并且以上两种形式的传感元件普遍采用大气作为参比气体，只适用于汽车、锅炉等地面设备，航空产品大气随高度变化，非恒定，不适用于航空产品。
发明内容
本发明的目的：提供精度高、可靠性高、环境适应性高的微型氧浓度传感元件。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件，其特征在于，包括：两个过滤片1、三个电极环2以及两个氧化锆片3，其中，按照过滤片1、电极环2、氧化锆片3、电极环2、氧化锆片3、电极环2、过滤片1的顺序依次对中叠放，所述三个电极环2分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。
可选地，还包括：一个密封环4，所述密封环4设置在侧面上。
可选地，所述过滤片1为多孔透气材料。
可选地，所述过滤片1为氧化铝。
可选地，所述氧化锆片3与所述电极环2接触的表面涂敷有多孔铂涂层。
可选地，所述电极环2为环状结构，一侧设置有引出端。
可选地，所述密封环4覆盖范围至少包含中间的电极环2与两个氧化锆片3的结合部位。
可选地，所述密封环4通过烧结形成在所述传感元件的侧面上。
本发明的有益效果：一般氧化锆氧浓度传感元件的参比气室为大气，通过电极环2的环状结构设计，配合两件氧化锆片3以及密封环4制造出一个微型密闭的空腔5，作为传感元件的参比气室，解决了飞机上无法用大气作为参比气室的问题。其中一件氧化锆片3可用于动态控制空腔5内的氧气含量，大幅提高测量精度和可靠性。整体结构通过烧结结合，省去安装固定结构，保证传感元件尺寸、重量较小，客观上降低了与外界的接触面积和自身惯性，提高了环境适应性。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的结构示意图；
图2为根据本发明的实施例的氧化锆片3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明。
如图1所示，一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件，包括两件过滤片1、三件电极环2、两件氧化锆片3、一件密封环4。氧化锆片3两侧表面涂有多孔铂涂层，以过滤片1、电极环2、氧化锆片3、电极环2、氧化锆片3、电极环2、过滤片1的顺序依次对中叠放，密封环4覆盖在侧面，经烧结结合，形成微型密闭的空腔5。上侧电极环2和中间电极环2之间通入电流，控制空腔5内的氧含量，下侧电极环2和中间电极环2之间的氧化锆片3感应空腔5与外界的氧气浓度差，产生浓差电动势，通过电极环2的引出端输出。
设置过滤片1，并采用多孔透气材料，例如氧化铝，能够确保外界被测气体能够均匀的扩散至氧化锆片3的表面，过滤颗粒杂质，提高测量精度、稳定性和可靠性。
如图2所示，氧化锆片3与电极环2接触的表面涂敷有多孔铂涂层，不阻碍氧气与氧化锆片3的接触，起到氧气与氧离子的互相转变的催化作用，提高测量灵敏度。
电极环2设置为环状结构，配合两件氧化锆片3以及密封环4，客观形成一个微型密闭空腔5，通过调节电极环2间通入的电流，可调整空腔5内的氧含量，作为参比气室，消除了外界因素对于参比气室的影响，提高了测量精度和环境适应性。
传感元件通过烧结结合，尺寸重量十分微小，客观上降低了与外界的接触面积和自身惯性，在外界环境的温度、湿度、真空度、颗粒、机械冲击等影响下，传感元件对此的响应十分微弱，提高了环境适应性和可靠性。
Claims (8)
1.一种基于氧化锆的微型氧浓度传感元件，其特征在于，包括：两个过滤片(1)、三个电极环(2)以及两个氧化锆片(3)，其中，按照过滤片(1)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、氧化锆片(3)、电极环(2)、过滤片(1)的顺序依次对中叠放，所述三个电极环(2)分别与与其接触的上下两个层形成三个空腔。
2.根据权利要求1所述的传感元件，其特征在于，还包括：一个密封环(4)，所述密封环(4)设置在侧面上。
3.根据权利要求1所述的传感元件，其特征在于，所述过滤片(1)为多孔透气材料。
4.根据权利要求1所述的传感元件，其特征在于，所述过滤片(1)为氧化铝。
5.根据权利要求1所述的传感元件，其特征在于，所述氧化锆片(3)与所述电极环(2)接触的表面涂敷有多孔铂涂层。
6.根据权利要求1所述的传感元件，其特征在于，所述电极环(2)为环状结构，一侧设置有引出端。
7.根据权利要求2所述的传感元件，其特征在于，所述密封环(4)覆盖范围至少包含中间的电极环(2)与两个氧化锆片(3)的结合部位。
8.根据权利要求2或7所述的传感元件，其特征在于，所述密封环(4)通过烧结形成在所述传感元件的侧面上。
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