CN1645125A - 氧气浓度探测元件 - Google Patents
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Abstract
一种氧气浓度探测元件，包括：一个由电绝缘材料制成的基部、一个位于所述基部的外表面上并适于在通电时产生热量的加热器、以及一个位于所述基部外表面上的一个偏移位置上的氧气探测单元，在该偏移位置，所述氧气探测单元不与所述加热器叠置，所述氧气探测单元包括一个固体电解质层以及一对电极，所述固体电解质层位于所述一对电极之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧气浓度探测元件，它可用于一种用于探测废气中的氧气浓度的氧气传感器。
背景技术
通常，在与汽车发动机相连的排气管中装配有氧气传感器。所述氧气传感器适于探测从发动机中释放出的废气中的氧气浓度。根据由氧气传感器所检测到的氧气浓度，空气/燃油率被反馈控制在理想配给值，即14.7。
附图5示出了一个现有技术中的氧气浓度探测元件的纵向横截面视图。如图5所示，氧气浓度探测元件100包括基部101、位于基部101外部的一个固体电解质层102、以及位于基部101的外表面上的多孔层103。在固体电解质层102的内表面上设置参考电极104。探测电极105位于固体电解质层102的外表面上。固体电解质层102、参考电极104以及探测电极105共同形成了一个氧气探测单元120。带有氧气导入窗106A的致密层106覆盖固体电解质层102和探测电极105的外表面，除了通过氧气导入窗106A而暴露的探测电极105的一部分外表面之外。保护层107位于致密层106的外表面以及探测电极105的外表面的所述暴露部分上。将要被测量的气体流，例如从发动机流入排气管的废气被导入致密层106和保护层107的外部。
基部101由圆柱形固体芯棒110、形成于芯棒110外圆周面上的加热器图形111、以及位于芯棒110外圆周面上以覆盖加热器图形111的加热器绝缘层112构成。加热器绝缘层112由电绝缘材料制造并通过印刷而形成。因此，氧气探测单元120被叠置在加热器图形111的外表面上。
参考电极104和探测电极105由具有导电性和氧气渗透性的材料构成。参考电极104和探测电极105分别具有整体形成的导线。在图5中只标出了探测电极105的导线113。在参考电极104和探测电极105之间产生的输出电压通过导线113输出并被测量。致密层106由这样一种材料构成，该材料防止要被测量的气体中的氧气渗透入其中。保护层107由这样一种材料构成，该材料允许要被测量的气体中的氧气渗透入其中，但是防止要被测量的气体中的有害气体渗透入其中。
下面解释氧气浓度探测元件100的工作。当给加热器图形111通电以产生热量时，产生的热量通过加热器绝缘层112被输送给氧气探测单元120。氧气探测单元120的固体电解质层102被所传输的热量激励。要被测量的气体中的氧气渗透进入保护层107和探测电极105，并到达固体电解质层102的外表面。作为参考的空气中的氧气渗透进入多孔层103和参考电极104，并到达固体电解质层102的内表面。当在固体电解质层102的内表面与外表面之间存在氧气浓度差时，氧离子通过固体电解质层102输送，从而在参考电极104与探测电极105之间产生取决于氧气浓度差的电动势。因此，获得相应于氧气浓度差而变化的输出电压。
日本专利申请首次公开No.7-27737中描述了上述在背景技术部分中所揭示的氧气浓度探测元件。
发明内容
然而，现有技术中的氧气浓度探测元件100具有层状结构，其中由具有不同热膨胀系数的材料制成的加热器图形111和氧气探测单元120经由加热器绝缘层112而彼此重叠。热膨胀系数的不同将导致在加热器图形111与氧气探测单元120之间产生热应力，从而在它们之间产生分离以及由于分离而导致破裂。
另外，如果参考电极104和探测电极105的相应导线113在芯棒110的未被加热器绝缘层112所覆盖的一部分外表面上延伸，则导线113必须沿着一个台阶延伸，该台阶形成于芯棒110的上述部分外表面与加热器绝缘层112的径向延伸端面之间。为了确保加热器图形111与氧气探测单元120之间的绝缘，需要显著地增加加热器绝缘层112的厚度，因此上述台阶较大，从而导线113的长度拉长。这将导致导线113断裂，减少输出。另外，为了增加加热器绝缘层112的厚度，必须进行多次重复印刷。这将使得成本增加。
本发明的一个目的是提供一种氧气浓度探测元件，它能够防止加热器图形和氧气探测单元中由于热应力而发生的破裂，提高一对电极的导线的效率，并减少加热器绝缘层的印刷次数，从而节约成本。
通过下面参考附图所进行的描述，将理解本发明的其它目的和特征。
根据本发明的一个方面，提供了一种氧气浓度探测元件，包括：
一个基部，该基部由电绝缘材料构成；
一个加热器，该加热器位于所述基部的外表面上，所述加热器适于在通电时产生热量；
一个氧气探测单元，该氧气探测单元位于所述基部外表面的一个偏移位置，在该位置所述氧气探测单元不与所述加热器叠置，所述氧气探测单元包括一个固体电解质层以及一对电极，所述固体电解质层位于所述电极之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造氧气浓度探测元件的方法，所述氧气浓度探测单元包括一个基部、一个位于所述基部的一个外表面上的加热器、以及一个位于基部外表面的一个偏移位置上的氧气探测单元，在该位置所述氧气探测单元不与所述加热器叠置，所述氧气浓度探测单元包括一个固体电解质层以及一对电极，所述固体电解质层位于所述电极之间，所述方法包括：
通过模制电绝缘材料而形成所述基部；
通过在旋转所述基部时将由发热材料制成的糊膏丝网印刷于基部外表面的一个第一预定区域上，而形成所述加热器；
通过在旋转所述基部时将导电糊膏丝网印刷于基部外表面的一个与第一预定区域偏移的第二预定区域上，而形成一个电极；
通过在旋转所述基部时将糊膏材料丝网印刷于所述一个电极的外表面上，而形成一个固体电解质层；以及
通过在旋转所述基部时将导电糊膏丝网印刷于所述固体电解质层的外表面上，而形成另一个电极。
附图说明
图1为根据本发明氧气浓度探测元件第一实施例的沿着与氧气浓度探测元件的轴向相垂直的方向的横截面视图。
图2为第一实施例的分解视图，用于解释制造第一实施例中元件的方法。
图3为第一实施例的展开图。
图4与图1类似，但是示出了本发明氧气浓度探测元件的第二实施例。
图5为传统氧气浓度探测元件的部分纵向横截面视图。
具体实施方式
参考图1-3，现在解释根据本发明的氧气浓度探测元件的第一实施例。如图1所示，氧气浓度探测元件1A包括：基部2、位于所述基部2的外表面2A上的加热器3、以及覆盖加热器3的整个外表面的加热器绝缘层4。经由参考电极6和应力衰减层8，固体电解质层5相对于基部2外表面2A上的加热器3位于一个圆周偏移的位置。参考电极6位于固体电解质层5的一个内表面上。探测电极7位于固体电解质层5的一个外表面上。应力衰减层8位于基部2的外表面2A与参考电极6的一个内表面之间。带有窗口9A的致密层9位于固体电解质层5和探测电极7的外表面上。印刷保护层10位于致密层9、探测电极7以及加热器绝缘层4的外表面上。尖晶石保护层11位于印刷保护层10的整个外表面上。
特别地，基部2由电绝缘材料构成，例如氧化铝等陶瓷材料。基部2为固体芯棒，其形状为带有圆周外表面2A的圆柱棒。加热器3为加热器图形形式，并由发热和导电材料制成，比如钨和铂，它在通电时产生热量。如图2所示，加热器3具有整体形成的导线3A。当通过导线3A通电时，加热器3产生热量，使得固体电解质层5的温度升高，从而激励固体电解质层5。加热器绝缘层4由诸如氧化铝等电绝缘材料制成并使加热器3与周围电绝缘。
固体电解质层5具有氧离子传导性并由糊膏材料制成。所述糊膏材料可由以预定重量比混合在一起的氧化钇与氧化锆混合物制备。当被激励时，固体电解质层5在参考电极6与探测电极7之间产生电动势，该电动势根据参考电极6侧与探测电极7侧之间的氧气浓度差而变化。这使得氧离子沿着固体电解质层5的厚度方向在固体电解质层5中移动。也就是说，固体电解质层5、参考电极6和探测电极7共同形成了一个氧气探测单元15，用于将氧气浓度差转换成相应的电信号。
氧气探测单元15位于基部2的圆周外表面2A上的一个偏移位置，在该位置氧气探测单元15不与加热器3叠置，从而防止在给加热器3通电时氧气探测单元15受到热应力。在该实施例中，氧气探测单元15沿着基部2的径向相对于基部2的圆周外表面2A上的加热器3位于上述偏移位置。特别地，氧气探测单元15与基部2的圆周外表面2A上的加热器3径向相对地设置。氧气探测单元15沿着基部2的圆周方向与基部2的圆周外表面2A上的加热器3偏离一个间隙。在该位置，加热器3和氧气探测单元15不会受到热应力，该热应力是由于在给加热器3通电以产生热量时加热器和氧气探测单元的热膨胀系数差引起的。
参考电极6和探测电极7均由一种具有导电性和氧气渗透性的材料制成。如图2所示，参考电极6和探测电极7分别具有与其整体形成的导线6A和7A。在参考电极6与探测电极7之间产生的输出电压通过导线6A和7A被导向一个未示出的测量部。沿着基部2的圆周方向在加热器3与参考电极6及探测电极7之间具有一个间隙。该间隙如图3中的C1所示。该间隙为0.5毫米或更大。图3为氧气浓度探测元件1A的展开图，示出了氧气浓度探测元件1A的备层的轮廓。
应力衰减层8由氧化锆和氧化铝的混合物制成。应力衰减层8用于减小固体电解质层5和基部2之间的热应力差，该热应力差在固体电解质层5的烧结过程中产生。另外，应力衰减层8形成一个排气通道，用于经由一个路径(未示出)而将通过固体电解质层5传输给参考电极6的氧气释放出去。
致密层9由诸如氧化铝等陶瓷材料制成，它防止要被测量的气体中的氧气渗透进入其中。带有窗口9A的致密层9覆盖固体电解质层5的整个外表面，除了固体电解质层5的一部分外表面通过窗口9A而暴露给经由探测电极7、印刷保护层10和尖晶石保护层11要被测量的气体之外。要被测量的气体中的氧气可以通过致密层9的唯一窗口9A而进入探测电极7。
印刷保护层10覆盖探测电极7的外表面，探测电极7的外表面通过致密层9的窗口9A而暴露给外界。印刷保护层10由多孔材料制成，该材料防止要被测量的气体中的有害气体和灰尘渗透进入其中，但允许要被测量的气体中的氧气渗透进入。该多孔材料由氧化铝和氧化镁的混合物制成。
尖晶石保护层11由多孔材料制成，它允许要被测量的气体中的氧气渗透通过，并且它的多孔性大于印刷保护层10的多孔性。
参考图2，下面解释制造第一实施例中的氧气浓度探测元件1A的方法。首先，通过将诸如氧化铝的陶瓷材料注射成型为圆柱芯棒形状而制备基部2。接着，在基部2的圆周外表面2A的大致半区上以加热器图形形式设置加热器3。特别地，当旋转基部2时，由在通电时产生热量的铂或钨等发热材料制成的糊膏被丝网印刷于基部2的圆周外表面2A的所述大致半区上。接着，通过在基部2的圆周外表面2A的所述大致半区上进行丝网印刷而形成加热器绝缘层4，以便覆盖加热器3的整个外表面。当旋转基部2时，由诸如氧化铝等电绝缘材料制成的糊膏被丝网印刷于基部2的圆周外表面2A的所述大致半区上，以便覆盖加热器3的整个外表面。
接着，通过在基部2的圆周外表面2A的一个相对半区上进行丝网印刷，而形成应力衰减层8，该相对半区与形成加热器3及加热器绝缘层4的圆周外表面2A的大致半区完全相对。当旋转基部2时，包括氧化锆和氧化铝的糊膏材料被丝网印刷于基部2的圆周外表面2A的所述相对半区上。
然后，通过在旋转基部2时将例如铂膏等导电糊膏丝网印刷于应力衰减层8的外表面上而形成带有导线6A的参考电极6。随后，通过在旋转基部2时将包括氧化锆和氧化钇的糊膏材料丝网印刷于参考电极6和应力衰减层8的外表面上而形成固体电解质层5。通过在旋转基部2时将例如铂膏等导电糊膏丝网印刷于固体电解质层5的外表面上而形成带有导线7A的探测电极7。
接着，通过在探测电极7和固体电解质层5上进行丝网印刷而形成带有矩形窗口9A的致密层9。当旋转基部2时，由诸如氧化铝等陶瓷材料制成的糊膏被丝网印刷于探测电极7以及固体电解质层5的外表面上，以便覆盖探测电极7以及固体电解质层5的外表面，除了探测电极7的外表面的一个中央部分之外。所述糊膏因此被丝网印刷，从而形成带有窗口9A的致密层9，通过窗口9A，探测电极7的外表面的中央部分被暴露。所述探测电极7的暴露的中央部分用作电极的一个有效部分。
随后，通过在致密层9和加热器绝缘层4的外表面上进行丝网印刷以覆盖基部2的圆周外表面2A的整个圆周区域，从而形成印刷保护层10。当旋转基部2时，具有氧气可渗透性及有害气体非渗透性的糊膏材料，例如由氧化铝和氧化镁混合物制成的糊膏材料被丝网印刷于致密层9以及加热器绝缘层4的外表面上，以便在基部2的圆周外表面2A的整个圆周区域上延伸。接着，通过在印刷保护层10的外表面上进行丝网印刷而形成尖晶石保护层11。当旋转基部2时，用于尖晶石保护层11的糊膏材料被丝网印刷于印刷保护层10的外表面上，以便在基部2的圆周外表面2A的整个圆周区域上延伸。这样就完成了丝网印刷的顺序操作。因此，就制备了具有多层结构的氧气浓度探测元件1A的一个毛坯体。
接着，该毛坯体在高温下被烘烤并被烧结成一个整体。因此制得氧气浓度探测元件1A，它然后被安装到一个未示出的氧气传感器上。
下面将解释氧气浓度探测元件1A的操作，其中应用氧气浓度探测元件1A的氧气传感器位于与发动机相连的一个排气管上。氧气传感器被如此设置，使得穿过排气管的废气能够沿着氧气浓度探测元件1A的一个圆周外表面流动，作为参考的空气被导入氧气浓度探测元件1A的内侧以穿过应力衰减层8而到达参考电极6。给加热器3通电以产生所需的热量，用于将整个氧气浓度探测元件1A的温度升高至一个预定温度，在该温度，固体电解质层5被激励。
在这种情况下，从发动机释放的废气流入排气管并经过氧气浓度探测元件1A的圆周外表面。经由尖晶石保护层11、印刷保护层10以及探测电极7，废气中的氧气被导入已被激励的固体电解质层5中。另一方面，空气中的氧气被导入并被收集于参考电极6的周围。当在固体电解质层5的内外表面之间存在氧气浓度差时，氧离子就在固体电解质层5中移动，从而在参考电极6与探测电极7之间产生电动势。因此，就获得根据氧气浓度差而变化的输出电压。
第一实施例的氧气浓度探测元件1A具有以下效果。通过上述偏移，也就是说，在基部2的圆周外表面2A上加热器3与氧气探测单元15的非叠置构造，加热器3和氧气探测单元15不会受到热应力，该热应力是在给加热器3通电而生成热量时产生的。这就可以防止在加热器3或者氧气探测单元15上出现破裂。特别地，与现有技术中的氧气浓度探测元件相比，加热器3和氧气探测单元15位于偏移位置，从而加热器3和氧气探测单元15不会经由它们之间彼此接触的表面而彼此粘附。这就抑制了在给加热器3通电而产生热量时由于加热器3与氧气探测单元15之间的热膨胀系数差而产生在粘附表面上的热应力。因此，就能够防止由热应力引起的加热器3和氧气探测单元15中的破裂。
另外，如图2所示，参考电极6的导线6A和探测电极7的导线7A分别非直接地和直接地位于基部2的圆周外表面2A上，而不在加热器绝缘层4上延伸。因此，相比于现有技术，导线6A和7A被设置成不会沿着位于加热器绝缘层4的径向延伸端表面与基部2的圆周外表面2A之间的台阶延伸。这就避免了增加导线6A和7A长度的必要性，因此改善了导线6A和7A的输出，并导致节省成本。
另外，因为加热器3和氧气探测单元15被设置在圆周偏移的位置上，所以即使在加热器绝缘层4的厚度减小时，也能实现它们之间的绝缘。这可有利于减少加热器绝缘层4的印刷次数，并因此降低氧气浓度探测元件1A的生产成本。相比而言，因为图5所示现有技术的氧气浓度探测元件具有加热器图形111和氧气探测单元120的层状结构，所以通过多次执行加热器绝缘层112的印刷，在加热器图形111与氧气探测单元120之间形成具有大厚度的加热器绝缘层112。这导致成本的增加。因此，本发明的氧气浓度探测元件1A包括加热器3和氧气探测单元15的偏移构造以及具有相对小厚度并覆盖加热器3外表面的加热器缘层4的构造，从而能够确保加热器3与氧气探测单元15之间的绝缘。因此，本发明的氧气浓度探测单元1A有利于减少加热器绝缘层4的印刷次数以及生产成本。
另外，因为基部2具有带有圆周外表面2A的圆柱棒形状，所以氧气浓度能够以稳定的精确性被探测，而不会受处于安装状态的氧气浓度探测单元1A的方向的影响，或者受要被测量的气体的流动方向的影响。
另外，加热器3和氧气探测单元15位于基部2的圆周外表面2A的径向相对的位置上。因此，氧气浓度探测单元1A能够具有一个紧凑结构，同时在加热器3和氧气探测单元15之间有足够的间隙以获得彼此之间的绝缘。而且，加热器3和氧气探测单元15通过丝网印刷而在同一表面-即基部2的圆周外表面2A-上的圆周偏移的位置上形成。因此，氧气浓度探测元件1A能够容易地制成。
另外，加热器3以及氧气探测单元15的参考电极6和探测电极7被设置得在它们之间具有0.5毫米或更大的圆周间隙C1。因此，在加热器3与参考电极6及探测电极7之间具有充足的绝缘间隔。这就减小了加热器绝缘层4的厚度，从而减少了绝缘层4的印刷次数并降低生产成本。
另外，因为应力衰减层8夹设于基部2与氧气探测单元15之间，所以在烧结固体电解质层5时产生在基部2与氧气探测单元15的固体电解质层5之间的热应力差能够被减小。
参考图4，解释本发明的氧气浓度探测元件的第二实施例。图4为第二实施例的氧气浓度探测元件1B的展开图，示出了氧气探测元件1B的各层的轮廓。第二实施例在加热器3和氧气探测单元15的构造上不同于第一实施例。相似的附图标记代表相似的部件，因此，省略了对这些部件的详细描述。
如图4所示，加热器3和氧气浓度探测元件1B的氧气探测单元15在圆周外表面2A上沿着基部2的轴向M以及周向彼此偏离。另外，在加热器3与氧气探测单元15的参考电极6和探测电极7之间具有周向间隙C1和轴向间隙C2。间隙C1和C2的每一个为0.5毫米或更大。类似于第一实施例的氧气浓度探测元件1A，氧气浓度探测元件1B的加热器3和氧气探测单元15位于所述偏移位置，在该位置加热器3和氧气探测单元15不会彼此径向叠置。
第二实施例的氧气浓度探测元件1B通过与第一实施例中的方法类似的方法而制造，除了在基部2的圆周外表面2A上在相应的轴向和周向偏移位置上形成加热器3、参考电极6以及探测电极7之外。
通过氧气浓度探测元件1B的加热器3和氧气探测单元15的偏移构造，第二实施例具有一个紧凑结构，同时在加热器3和氧气探测单元15之间具有足够的间隙以获得彼此之间的绝缘。另外，氧气浓度探测元件1B的加热器3和氧气探测单元15通过丝网印刷而在同一表面-即基部2的圆周外表面2A-的相对偏移的位置上形成。因此，氧气浓度探测元件1B能够容易地制成。
另外，如图4所示，氧气浓度探测元件1B的氧气探测单元15的参考电极6和探测电极7与加热器3之间具有偏移间隙C1和C2。藉此，与第一实施例类似，在加热器3与电极6、7之间具有足够的绝缘间隔。这就可以减小加热器绝缘层4的厚度，从而减少绝缘层4的印刷次数并降低生产成本。
另外，本发明能够如下被改型，并获得与第一和第二实施例相同的功能和效果。致密层9的窗口9A的形状不限于第一及第二实施例中的矩形，也可以为圆形、椭圆形、三角形以及包括五边形的多边形。另外，基部2的形状不限于圆柱棒形，也可以为具有平直外表面的其它形状。
本申请基于2004年1月19日递交的在先日本专利申请No.2004-010132。该在先申请的全部内容被结合在此以作参考。
虽然以上参考本发明的特定实施例进行了描述，但是本发明并不限于上述实施例。根据本发明的教导，本领域的普通技术人员能够对上述实施例进行多种改变和变型。本发明的范围参考下列权利要求而被限定。
Claims (20)
1、一种氧气浓度探测元件，包括：
一个基部，该基部由电绝缘材料制成；
一个加热器，该加热器位于所述基部的外表面上，所述加热器适于在通电时产生热量；以及
一个氧气探测单元，该氧气探测单元位于所述基部外表面上的一个偏移位置，在该位置所述氧气探测单元不与所述加热器叠置，所述氧气探测单元包括一个固体电解质层和一对电极，在所述一对电极之间设置所述固体电解质层。
2、如权利要求1所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述基部具有圆柱棒形状，所述基部的外表面为圆周外表面。
3、如权利要求2所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：沿着所述基部的径向，所述氧气探测单元不与所述加热器叠置。
4、如权利要求2所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：沿着所述基部的圆周方向，所述氧气探测单元与所述加热器偏置。
5、如权利要求3所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述氧气探测单元与所述加热器径向相对地设置。
6、如权利要求4所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述氧气探测单元的所述一对电极与所述加热器之间偏移一个周向间隙。
7、如权利要求2所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述氧气探测单元沿着所述基部的轴向与所述加热器偏移。
8、如权利要求7所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述加热器与所述氧气探测单元的所述一对电极被设置成彼此之间具有一个轴向间隙。
9、如权利要求1所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：进一步包括一个应力衰减层，其被设置在所述基部与所述氧气探测单元的所述一对电极的其中一个之间，所述应力衰减层适于减小热应力差，所述热应力差是在烧结所述固体电解质层时，在所述基部与所述固体电解质层之间产生的。
10、如权利要求1所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：进一步包括一个加热器绝缘层，其覆盖所述加热器的外表面。
11、如权利要求10所述的氧气浓度探测元件，其特征在于：所述一对电极分别具有与之整体形成的导线，所述导线位于所述基部的外表面上，而不会分别在所述加热器绝缘层上延伸。
12、一种制造氧气浓度探测元件的方法，所述氧气浓度探测元件包括一个基部、一个位于所述基部外表面上的加热器、以及一个位于所述基部外表面的一个偏移位置上的氧气探测单元，在所述偏移位置，所述氧气探测单元不与所述加热器叠置，所述氧气探测单元包括一个固体电解质层以及一对电极，所述固体电解质层位于所述一对电极之间，所述方法包括：
通过模制一种电绝缘材料而形成所述基部；
通过在旋转所述基部时将由发热材料制成的糊膏丝网印刷于所述基部外表面的一个第一预定区域上，而形成所述加热器；
通过在旋转所述基部时将导电糊膏丝网印刷于所述基部外表面上的一个与所述第一预定区域相偏置的第二预定区域上，而形成带有导线的所述一对电极中的其中一个；
通过在旋转所述基部时将糊膏材料丝网印刷于所述一对电极的所述其中一个的一个外表面上，而形成所述固体电解质层；
通过在旋转所述基部时将导电糊膏丝网印刷于所述固体电解质层的一个外表面上，而形成带有导线的所述一对电极中的另一个。
13、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述基部具有圆柱棒形状，所述外表面为圆周外表面，所述第一预定区域为所述基部的所述圆周外表面的一个大致半区，所述第二预定区域为所述基部的圆周外表面的一个相对半区，它与上述大致半区径向相对。
14、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述基部具有圆柱棒形状，所述外表面为圆周外表面，所述第一预定区域和所述第二预定区域沿着所述基部的轴向彼此偏移设置。
15、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述氧气浓度探测元件包括一个覆盖所述加热器外表面的加热器绝缘层，所述方法进一步包括：通过在旋转所述基部时将由电绝缘材料制成的糊膏丝网印刷于所述基部外表面的所述第一预定区域上以便覆盖所述加热器的外表面，从而形成所述加热器绝缘层。
16、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述氧气浓度探测元件包括一个位于所述基部与所述氧气探测单元的一对电极的其中一个之间的应力衰减层，所述方法进一步包括：通过在旋转所述基部时将糊膏材料丝网印刷于所述基部外表面的所述第二预定区域上，从而形成所述应力衰减层。
17、如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述氧气浓度探测元件包括一个带有窗口的致密层，所述致密层位于所述一对电极的另一个的外表面上以及所述固体电解质层的所述外表面上，所述方法进一步包括：通过在旋转所述基部时将由陶瓷材料制成的糊膏丝网印刷于所述一对电极的另一个的外表面上以及所述固体电解质层的所述外表面上，从而形成所述带有窗口的致密层。
18、如权利要求17所述的方法，其特征在于：所述氧气浓度探测元件包括一个印刷保护层，它位于所述致密层的一个外表面上以及所述一对电极的另一个的一个外表面的一部分上，该部分通过所述致密层的窗口而暴露，所述方法进一步包括：通过在旋转所述基部时将具有氧气可渗透性和有害气体非渗透性的糊膏材料丝网印刷于所述致密层的所述外表面上以及所述一对电极的另一个的外表面的通过致密层的窗口而暴露的部分上，以便在所述基部的外表面上延伸，从而形成所述印刷保护层。
19、如权利要求18所述的方法，其特征在于：所述氧气浓度探测元件包括一个位于所述印刷保护层的整个外表面上的尖晶石保护层，所述方法进一步包括：通过在旋转所述基部时将具有比用于印刷保护层的糊膏材料更大的多孔性的糊膏材料丝网印刷于所述印刷保护层的整个外表面上，而形成所述尖晶石保护层，从而形成所述氧气浓度探测元件的一个毛坯体。
20、如权利要求19所述的方法，进一步包括烘干所述毛坯体。
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