CN203479739U

CN203479739U - 汽车氧化锆氧传感器

Info

Publication number: CN203479739U
Application number: CN201320576386.1U
Authority: CN
Inventors: 李景河
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-09-17

Abstract

本实用新型公开了一种汽车氧化锆氧传感器，包括外壳、氧化锆元件、测温热电偶、电加热器和控制单元，氧化锆元件为U形管状结构，氧化锆元件的内、外壁对应位设置有内、外电极板，电加热器设于氧化锆元件U形管内侧靠近其转弯处，测温热电偶设于电加热器中心孔内，电加热器，测温热电偶，内、外电极板分别与控制单元相连，氧化锆元件外侧对称设置保温隔热层，陶瓷过滤器连接两保温隔热层近氧化锆元件U形转弯处的一端，氧化锆元件、保温隔热层和陶瓷过滤器形成参比气体、测量气体对流通道。本实用新型结构合理，能够通过陶瓷过滤器阻尼被测气体流量，使其与参比气体流量相对一致，可防止烟气直接冲刷电极，提高器件抗老化性能，提高测量精度。

Description

汽车氧化锆氧传感器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车尾气氧含量测量装置，具体涉及一种汽车氧化锆氧气氧传感器。

背景技术

利用氧化锆测氧技术，已广泛应用于各个领域对被测量气体的氧含量进行测定，利用氧传感器来测量汽车排放尾气中的氧含量，是通过测量氧含量的多少，确定发动机混合气的浓或稀，由氧传感器产生的信号，给发动机控制单元，根据信号修正调节燃油喷射时间控制汽车发动机的空\燃比，使发动机得到最佳浓度混合气，从而达到降低碳氢化合物，一氧化碳和氮氧化合物有害气体的排放对节约能源，提高效率，对于环境保护具有十分重要的意义。

目前利用氧化锆氧传感器测量汽车尾气中过剩空气含量时，氧化锆测量元件均为一端封闭的氧化锆管，采用直插式测量结构，汽车尾气加热到一定温度后，氧化锆测量元件成为一种具有仅能导通氧离子的稳固型固体电解质，在电解质的两侧附上多孔的金属铂电极板，当电解质的两侧通过不同的含氧浓度气体时，氧化锆两侧表面发生电荷积累，便产生一定的电位差，电动势的大小只与两侧气体中氧气含量有关。现在常用的氧化锆氧传感器的氧化锆管通过保护套管直接插入到排气管中，烟气通过保护套管、测量孔直接与氧化锆管电极板接触，由于烟气的流量、温度以及烟气对电极的冲刷和腐蚀，会缩短电极板使用寿命，影响测量结果的可靠性、准确性，不能满足宽范围空\燃比控制的需要。

实用新型内容

为克服以上技术中的不足，本实用新型的目的在于：提供一种汽车氧化锆氧传感器，防止汽车尾气直接冲刷电极板，提高抗老化性能，保证测量精度。

为解决其技术问题本实用新型采用的技术方案为：

所述汽车氧化锆氧传感器，包括外壳、氧化锆元件，测温热电偶、电加热器和控制单元，氧化锆元件为U形管状结构，氧化锆元件的内、外壁对应位置上设有内、外电极板，电加热器设于氧化锆元件内侧，并靠近其转弯处，测温热电偶设于电加热器中心孔内，电加热器、测温热电偶、内电极板、外电极板分别与控制单元相连，氧化锆元件外侧对称设置保温隔热层，陶瓷过滤器连接两保温隔热层靠近氧化锆元件转弯处的一端，氧化锆元件、保温隔热层和陶瓷过滤器形成参比气体对流通道和测量气体对流通道。

本实用新型由电加热器进行加热，工作温度为800摄氏度，氧化锆元件的内侧，参比气体在参比气体对流通道内自然流动，氧化锆元件的外侧，汽车排气管中的尾气经陶瓷过滤器阻尼后进入被测气体对流通道，此时尾气烟压已大幅减小，流入被测气体对流通道的被测气体与流入参比气体对流通道的参比气体流量相对一致，当氧化锆元件内、外电极板通过不同的氧浓度的气体时，将在内、外电极板两侧产生电动势，电动势的大小与两侧气体中的氧气含量有关，通过检测排气中的氧含量，获得混合后的空\燃比信号，并将该信号输入到控制单元，由控制单元根据被测气体含氧量的大小对汽车发动机喷油时间进行修正，得到最佳浓度的混合气。另外，陶瓷过滤器可防止尾气中的灰尘、油、硅等成分对电极表面的冲刷而造成电极板的脱落，避免灰尘影响电极表面与气体良好接触，提高汽油、机油中含有铅、硫、磷等杂质的抗裂化性。

优选地，所述加热器采用陶瓷电加热器，陶瓷电加热器安装灵便、传热快，能快速将气体温度加热至工作温度。

优选地，所述保温隔热层为双层，两层中间设有空气隔热层，目的是为了增加热阻，增强保温隔热效果，保证氧化锆所处的工作环境稳定，有利于准确测量和避免传感器表面的高温辐射。

优选地，所述参比气体对流通道包括参比气体下对流通道和参比气体上对流通道，参比气体由参比气体下对流通道进入，由参比气体上对流通道流出，在氧化锆元件内侧形成对流。

优选地，所述测量气体对流通道包括测量气体下对流通道和测量气体上对流通道，汽车尾气经过陶瓷过滤器后进入测量气体上对流通道或测量气体下对流通道，然后流出。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构合理、实用性强，陶瓷过滤器对气体有阻尼作用，经过陶瓷过滤器后的汽车尾气烟压得以大幅减小，使得被测气体与参比气体流量相对一致，符合氧化锆测氧技术对气体流量的规范和要求，有利于获得准确的测量结果；电加热器、测温热电偶、隔热保温层及控制单元相互配合，保持氧化锆元件内温度相对稳定，陶瓷过滤器还可防止汽车尾气中的灰尘、油、硅等成分对内、外电极板表面的冲刷，避免灰尘影响内、外电极板表面与气体的良好接触，提高汽油、机油中含有铅、硫、磷等杂质的抗裂化性，延长内、外电极板的使用寿命。本实用新型在设计时，依据汽车排气管上的氧传感器的连接方式及尺寸进行设计，使其能够与其他类型的氧传感器进行互换，使其成为宽域式氧传感器，以实现更宽的空\燃比的测量控制区域，有利于提高全域控制及瞬时变化状态的控制能力。

附图说明

图1本实用新型实施例结构示意图

图中：1、外壳；2、保温隔热层；3、参比气体上对流通道；4、内电极板引线；5、内电极板；6、测量气体上对流通道；7、陶瓷过滤器；8、氧化锆元件；9、外电极板；10、测温热电偶；11、陶瓷电加热器；12、外电极板引线；13、测量气体下对流通道；14、参比气体下对流通道；15、电加热器引线；16、控制单元；17、测温热电偶引线。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型实施例做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例所述汽车氧化锆氧传感器，包括外壳1、氧化锆元件8，测温热电偶10、电加热器和控制单元16，氧化锆元件8为U形管状结构，氧化锆元件8的内、外壁对应位置上设有内电极板5、外电极板9，电加热器设于氧化锆元件8内侧，并靠近其转弯处，测温热电偶10设于电加热器中心孔内，电加热器、测温热电偶10、内电极板5、外电极板9分别与控制单元16相连，氧化锆元件8外侧对称设置保温隔热层2，陶瓷过滤器7连接两保温隔热层2近氧化锆元件8转弯处的一端，氧化锆元件8、保温隔热层2和陶瓷过滤器7形成参比气体对流通道和测量气体对流通道。图1中，箭头方向表示气体流动方向。

其中，加热器采用陶瓷电加热器11，陶瓷电加热器安装灵便、传热快，能快速将气体温度加热至工作温度；保温隔热层2为双层，两层中间设有空气隔热层，目的是为了增加热阻，增强保温隔热效果，保证氧化锆所处的工作环境稳定，有利于准确测量和避免传感器表面的高温辐射；参比气体对流通道包括参比气体下对流通道14和参比气体上对流通道3，参比气体由参比气体下对流通道14进入，由参比气体上对流通道3流出，在氧化锆元件8内侧形成对流；测量气体对流通道包括测量气体下对流通道13和测量气体上对流通道6，汽车尾气经过陶瓷过滤器11后进入测量气体上对流通道6或测量气体下对流通道13，然后流出，陶瓷过滤器7可防止尾气中的灰尘、油、硅等成分对内、外电极板表面的冲刷而造成内电极板5和外电极板9的脱落，避免灰尘影响内、外电极板表面与气体的良好接触，提高汽油、机油中含有铅、硫、磷等杂质的抗裂化性；陶瓷电加热器11、测温热电偶10、内电极板5、外电极板9分别通过电加热器引线15、测温热电偶引线17、内电极引线4、外电极引线12与控制单元16相连。另外，本实施例结构依据汽车排气管上常用的氧传感器的连接方式及尺寸进行设计，使其能够与其他类型的氧传感器进行互换，使其成为宽域式氧传感器，以实现更宽的空\燃比的测量控制区域，有利于提高全域控制及瞬时变化状态的控制能力。

本实施例工作时，工作温度为800摄氏度，由陶瓷电加热器11进行加热，测温热电偶进行温度测量，并将测得的温度数据传输给控制单元16，氧化锆元件8内侧，常温下的参比气体经参比气体下对流通道14通过高温层，形成气体的热对流，经参比气体上对流通道3流出，形成参比气体的自然流动，氧化锆元件8外侧，汽车排气管中的尾气经陶瓷过滤器7阻尼后的被测气体，分别由测量气体上对流通道6和测量气体下对流通道13排除，形成气体的流动，当氧化锆元件8内、外电极侧通过不同的氧浓度的气体时，内、外电极板之间产生电动势，电动势的大小与氧化锆元件8两侧气体中的氧气含量有关，通过检测被测气体中的氧含量，获得混合后的空\燃比信号，并将该信号输入到控制单元16，由控制单元16根据被测氧含量的大小对发动机喷油时间进行修正，得到最佳浓度的混合气。

Claims

1.一种汽车氧化锆氧传感器，包括外壳(1)、氧化锆元件(8)，测温热电偶(10)、电加热器和控制单元，其特征在于，氧化锆元件(8)为U形管状结构，氧化锆元件(8)的内、外壁对应位置上设有内、外电极板，电加热器设于氧化锆元件(8)内侧，并靠近其转弯处，测温热电偶(10)设于电加热器中心孔内，电加热器、测温热电偶(10)、内电极板(5)、外电极板(9)分别与控制单元(16)相连，氧化锆元件(8)外侧对称设置保温隔热层(2)，陶瓷过滤器(7)连接两保温隔热层(2)靠近氧化锆元件(8)转弯处的一端，氧化锆元件(8)、保温隔热层(2)和陶瓷过滤器(7)形成参比气体对流通道和测量气体对流通道。

2.根据权利要求1所述的汽车氧化锆氧传感器，其特征在于，所述电加热器采用陶瓷电加热器(11)。

3.根据权利要求1或2所述的汽车氧化锆氧传感器，其特征在于，所述保温隔热层(2)为双层，两层中间设有空气隔热层。

4.根据权利要求1或2所述的汽车氧化锆氧传感器，其特征在于，所述参比气体对流通道包括参比气体下对流通道(14)和参比气体上对流通道(3)。

5.根据权利要求1或2所述的汽车氧化锆氧传感器，其特征在于，所述测量气体对流通道包括测量气体下对流通道(13)和测量气体上对流通道(6)。