CN201926639U - 氧传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种氧传感器，包括：传感元件，传感器基座，壳体，所述壳体一端与所述传感器基座相连接，另一端与密封端子相连，其内置有陶瓷体；传感元件，位于所述传感器基座及壳体构成的腔体内，开口端紧压所述陶瓷体，另一端封闭，其内外表面均涂敷金属铂作为电极，分别与信号端子接触。所述传感元件的封闭端外部设有保护罩，保护罩上设有通气孔；壳体外设有防护罩，防护罩与壳体之间设有防水透气膜；传感元件的第二拐角处、传感器基座及壳体之间设有滑石块与垫圈。本实用新型提供的氧传感器为新型结构，易于安装，结构与制造工艺简单，成本低，具有良好的密封、防水和散热效果，可以大大提高使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氧传感器，主要用于检测氧气浓度，尤其涉及一种检测汽车尾气氧浓度以控制发动机空燃比的氧传感器。
背景技术
随着汽车工业的迅速发展，汽车尾气所带来的环境污染问题日益严重，因此，有效地控制汽车尾气，减少其对环境污染已成为当今重要的研究课题之一。在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件，由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降。故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU(Engine control unit发动机控制单元)发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，使其保持在理论空燃比附近工作，从而使三元催化处于最佳的工作状态。
目前使用广泛的氧传感器是浓差型氧化锆氧传感器，其核心元件是氧化锆陶瓷管，即锆管。锆管内表面与大气相通，外表面与废气接触，在管的内、外表面涂敷一层金属铂作为电极，并用金属线与传感器信号输出端子连接。氧传感器的工作原理是利用高温离子导电而无电子导电的特性，在达到工作温度时，一般在350℃到800℃，固体电解质两边的氧分压不同而形成浓差电动势。由于氧传感器是安装在排气管中，工作环境比较恶劣，所以传感器必须保证密封和防水。还有，由于传感器的工作温度很高，所以传感器的设计必须保证其散热比较好。目前市场上使用的氧化锆氧传感器大多结构复杂，制造困难，安装不方便，散热不好，这样因素都会影响氧传感器的密封和防水效果，降低氧传感器的使用寿命，甚至会使氧传感器无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型提供的氧传感器，目的在于提供一种新型结构的氧传感器，其结构简单，易于安装，制造工艺简单，成本低，具有良好的密封、防水和散热效果，可以大大提高使用寿命。
为解决上述问题，本实用新型提供的氧传感器，包括：传感器基座；壳体，一端与所述传感器基座相连接，另一端与密封端子相连，其内置有陶瓷体；传感元件，位于所述传感器基座及壳体构成的腔体内，开口端紧压所述陶瓷体，另一端封闭，其内外表面均涂敷金属铂作为电极，分别与信号端子接触。
作为本实用新型的一种优选方案，所述传感元件的封闭端外部设有保护罩，所述保护罩上设有通气孔，所述保护罩包括外保护罩与内保护罩，外保护罩与内保护罩通过焊接相连，所述传感器基座的一端与保护罩通过焊接相连。氧传感器插在排气管中，工作环境比较恶劣，保护罩对传感元件起到保护作用。
作为本实用新型的一种优选方案，所述传感器基座与壳体通过压铆连接，所述传感器基座与壳体之间设有第三垫圈，以保证传感器基座与壳体的稳固连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述传感元件的第一拐角处与传感器基座之间设有金属垫片，该金属垫片一端与传感元件平行，另一端随着距离传感元件封闭端的轴向距离变大，其距离传感原件的轴心之径向距离亦随之变大，所述金属垫片紧塞传感元件与传感器基座之间的缝隙，起到密封固定作用。
作为本实用新型的一种优选方案，所述传感元件的第二拐角处、所述传感器基座及壳体之间设有滑石块与第二垫圈。保证了传感元件良好的密封效果，使得参比气体和废气能够完全充分地隔离。
作为本实用新型的一种优选方案，所述壳体外设有防护罩，所述防护罩上设有通气孔一，所述壳体上设有通气孔二，外部空气经通气孔一与通气孔二，进入陶瓷体内部，通过陶瓷体的线槽与端子插入口、及陶瓷体与加热器间的间隙进入所述传感元件内部；所述防护罩与壳体之间设有防水透气膜，既保证参比腔内的参比气体与大气相通，又可防止水及蒸气进入传感元件，使氧传感器始终工作在灵敏状态，同时达到延长使用寿命的效果。
作为本实用新型的一种优选方案，所述氧传感器还包括密封端子，所述密封端子一端在轴向上紧压所述陶瓷体，另一端面暴露在空气中，所述密封端子的侧面在径向上紧压防护罩，以密封防护罩与壳体之间的间隙。
作为本实用新型的一种优选方案，所述陶瓷体内设有空腔，沿陶瓷体中心轴贯穿陶瓷体；所述陶瓷体上设有线槽，所述陶瓷体上设有端子插入口，所述端子插入口沿径向贯穿陶瓷体，且横穿线槽，所述端子插入口的宽度较线槽的宽度大。
作为本实用新型的一种优选方案，所述陶瓷体内的空腔中插有加热器，该加热器与所述传感元件之间保持间隙，加热器两处涂敷导电材料作为电极；所述加热器上连接有两个加热器端子，加热器端子通过所述线槽引出。所述加热器端子设有一个以上的倒钩，所述加热器端子插在所述端子插入口中，卡住所述加热器的两个电极。加热器既保证传感器快速达到工作温度，又能避免直接接触传感元件而导致传感元件热应力过大，引起传感元件开裂变形。传感元件、加热器端子与陶瓷体三者的装配简单、牢固。
作为本实用新型的一种优选方案，所述信号端子包含信号端子一与信号端子二，所述信号端子一与所述传感元件内表面相接触，所述信号端子二与所述传感元件外表面相接触；所述信号端子一为沿筒形轴线方向有开口的中空筒形金属片，信号端子二为中空的筒形金属片，所述信号端子一与信号端子二通过线槽引出。信号端子一与信号端子二分别将传感元件内外表面检测到的氧浓度差形成的电动势差输出至控制单元ECU。
作为本实用新型的一种优选方案，所述信号端子二上设有小孔，从通气孔一、通气孔二进入的外部参比空气，通过所述小孔及传感元件、加热器与陶瓷体的间隙进入传感元件内表面。
作为本实用新型的一种优选方案，所述传感器基座上设有第一垫圈，在将氧传感器安装在排气管上时，使第一垫圈压缩变形，确保排气管中的废气不会通过传感器基座与外部空气相通。
本实用新型提供了一种新型结构的氧传感器，其结构简单，易于安装，制造工艺简单，成本低，而且具有良好的密封效果，使参比气体和被测气体能充分隔离开，以保证氧传感器向ECU发出正确的信号。其良好的防水和散热效果，可以大大提高产品的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型氧传感器的剖视图；
图2为加热器端子的结构图；
图3为加热器端子的局部放大图；
图4为陶瓷体的结构图；
图5为陶瓷体的剖视图；
图6为陶瓷体的仰视图；
图7为陶瓷体的俯视图。
附图标记如下：
1通气孔 2保护罩 201内保护罩
202外保护罩 3传感元件 301信号端子一
302信号端子二 3021小孔 303金属垫片
4加热器 401加热器端子 402加热器端子倒钩
5传感器基座 501螺纹机构 502第一垫圈
503滑石块 504第二垫圈 505第三垫圈
6壳体 601通气孔二 7陶瓷体
701端子插入口 702空腔 703线槽
8防护罩 801通气孔一 9防水透气膜
10密封端子
具体实施方式
以下结合较佳的具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型氧传感器，包括传感元件3，传感器基座5，壳体6，陶瓷体7；壳体6一端与所述传感器基座5相连接，另一端与密封端子10相连，其内置有陶瓷体7。传感元件3位于所述传感器基座5及壳体6构成的腔体内，开口端紧压所述陶瓷体7，另一端封闭，传感器基座5与壳体6通过压铆连接，传感器基座5与壳体6之间设有第三垫圈505，以保证传感器基座与壳体的稳固连接。
传感元件3的封闭端外部设有保护罩2，包括内保护罩201与外保护罩202，内保护罩201与外保护罩202通过激光焊接相连，传感器基座5一端与保护罩2通过焊接相连。传感元件3的封闭端插在排气管中，工作环境比较恶劣，保护罩2对传感元件3起到保护作用。
氧传感器插入排气管中，通过传感器基座5的螺纹结构501与排气管进行紧固，同时使得第一垫圈502压缩变形，密封传感器基座5与排气管，确保排气管中的废气不会通过传感器基座5与外部相通；
传感元件3的第一拐角处与传感器基座5之间设有金属垫片303，所述金属垫片303紧塞传感元件3与传感器基座5之间的缝隙，起到固定和密封传感器基座5与传感元件3的作用。传感元件3的第二拐角处、传感器基座5及壳体6之间设有滑石块503与第二垫圈504。在安装过程中，滑石块503受传感元件3、传感器基座5及第二垫圈504的挤压，粉碎成滑石粉；滑石粉与第二垫圈504保证了氧传感器良好的密封效果，使得外部空气(参比气体)与被测废气能够完全隔离。
壳体6的外部设有防护罩8，传感元件3的开口端紧压陶瓷体7，氧传感器一端设有密封端子10，密封端子10一端在轴向上紧压陶瓷体7，另一端面暴露在空气中，密封端子10的侧面在径向上紧压防护罩8，以密封防护罩8与壳体6之间的间隙。
防护罩8上设有通气孔一801，壳体6上设有通气孔二601，信号端子二302上设有小孔，外部空气经通气孔一801、防水透气膜与通气孔二601，进入陶瓷体7内部，通过陶瓷体7的线槽703与端子插入口701、及陶瓷体7与加热器4间的间隙进入所述传感元件3内部；也可通过信号端子二302上的小孔3021，及传感元件3、陶瓷体7与加热器4之间的缝隙进入传感元件3内部。
陶瓷体7内设有空腔702，沿陶瓷体中心轴贯穿陶瓷体7，陶瓷体7上设有线槽703，端子插入口701沿径向贯穿陶瓷体7、横穿线槽703，其宽度较线槽703的宽度大。陶瓷体7内的空腔702中插有加热器4，加热器4与传感元件3之间有间隙，加热器4两处涂敷金作为电极；加热器4上连接有两个加热器端子401，加热器端子上有倒钩402，分别插在陶瓷体上的对应于加热器端子的端子插入口701中，卡住加热器4的两个电极，加热器端子401通过线槽703引出，加热器4、加热器端子401与陶瓷体7三者的装配简单、牢固。
保护罩2上设有多个通气孔1，排气管中的废气通过通气孔1进入氧传感器中与传感元件3外表面接触，传感元件3内外表面均涂敷金属铂作为电极，信号端子包含信号端子一301与信号端子二302，信号端子一301与信号端子二302为中空的筒形金属片；信号端子二302与传感元件3外表面接触；信号端子一301与传感元件3内表面接触。信号端子一与信号端子二通过线槽703引出，输出信号。
Claims (21)
1.氧传感器，包括：传感器基座；
壳体，一端与所述传感器基座相连接，另一端与密封端子相连，其内置有陶瓷体；
传感元件，位于所述传感器基座及壳体构成的腔体内，开口端紧压所述陶瓷体，另一端封闭，其内外表面均涂敷金属铂作为电极，分别与信号端子接触。
2.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感元件的封闭端外部设有保护罩，保护罩上设有通气孔。
3.根据权利要求2所述的氧传感器，其特征在于：所述保护罩包括外保护罩与内保护罩，外保护罩与内保护罩通过焊接相连，所述传感器基座的一端与保护罩通过焊接相连。
4.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感器基座与壳体通过压铆连接。
5.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感器基座与壳体之间设有第三垫圈。
6.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感元件的第一拐角处与传感器基座之间设有金属垫片，所述金属垫片紧塞传感元件与传感器基座之间的缝隙。
7.根据权利要求6所述的氧传感器，其特征在于：该金属垫片一端与传感元件平行，另一端随着距离传感元件封闭端的轴向距离变大，其距离传感元件的轴心之径向距离亦随之变大。
8.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感元件的第二拐角处、所述传感器基座及壳体之间设有滑石块与第二垫圈。
9.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述壳体外设有防护罩。
10.根据权利要求9所述的氧传感器，其特征在于：所述防护罩上设有通气孔一，所述壳体上设有通气孔二，外部空气经通气孔一与通气孔二，进入所述传感元件内部。
11.根据权利要求10所述的氧传感器，其特征在于：所述防护罩与壳体之间设有防水透气膜。
12.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述氧传感器包括密封端子，所述密封端子一端在轴向上紧压所述陶瓷体，另一端面暴露在空气中，所述密封端子的侧面在径向上紧压防护罩。
13.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述陶瓷体内设有空腔，沿陶瓷体中心轴贯穿陶瓷体；所述陶瓷体上设有线槽，所述陶瓷体上设有端子插入口，所述端子插入口沿径向贯穿陶瓷体，且横穿线槽，所述端子插入口的宽度较线槽的宽度大。
14.根据权利要求13所述的氧传感器，其特征在于：所述陶瓷体内的空腔中插有加热器，所述加热器与所述传感元件之间有间隙，加热器上有两处涂敷导电材料作为电极。
15.根据权利要求14所述的氧传感器，其特征在于：所述加热器上连接有两个加热器端子，加热器端子通过所述线槽引出。
16.根据权利要求15所述的氧传感器，其特征在于：所述加热器端子设有一个以上的倒钩，所述加热器端子插在所述端子插入口中。
17.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述信号端子包含信号端子一与信号端子二，信号端子一与所述传感元件内表面相接触，信号端子二与所述传感元件外表面相接触。
18.根据权利要求17所述的氧传感器，其特征在于：所述信号端子一为沿筒形轴线方向有开口的中空筒形金属片，信号端子二为中空的筒形金属片。
19.根据权利要求17所述的氧传感器，其特征在于：所述信号端子一与信号端子二通过线槽引出。
20.根据权利要求17所述的氧传感器，其特征在于：所述信号端子二上设有小孔。
21.根据权利要求1所述的氧传感器，其特征在于：所述传感器基座上设有第一垫圈。
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Cited By (3)
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Denomination of utility model: Aging system of oxygen sensor and its working method Effective date of registration: 20131219 Granted publication date: 20110810 Pledgee: Pudong New Area Shanghai Zhangjiang microfinance Limited by Share Ltd Pledgor: Shanghai Saisai Auto Technology Service Co., Ltd. Registration number: 2013310000068 |
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