CN206387763U - 一种电流式固态电解质氧分析传感器 - Google Patents
一种电流式固态电解质氧分析传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206387763U CN206387763U CN201620978236.7U CN201620978236U CN206387763U CN 206387763 U CN206387763 U CN 206387763U CN 201620978236 U CN201620978236 U CN 201620978236U CN 206387763 U CN206387763 U CN 206387763U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- solid electrolyte
- current type
- analyte sensors
- cathode sheets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
本实用新型公开了化学气体传感器技术领域的一种电流式固态电解质氧分析传感器，包括阴极片，所述阴极片的底部设置有陶瓷加热装置，所述阴极片的顶部设置有电解质阻碍层，所述电解质阻碍层的顶部设置有阳极片，所述阴极片的右侧和阳极片的右侧均设置有电极线，本实用新型结构简单，由多孔层和混合导体层组成扩散障碍层，并与固体电解质层紧密结合，使得传感器的响应时间大大缩短，并且采用陶瓷加热装置加热，确保热面温度均匀，而且整个传感器小型化，具有便携性，敏感度高，重量轻，造价低，可以检测“呼吸到呼吸”，甚至在一个单一呼吸中的氧气分析，具有很强的实用性，可以大批量的生产使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学气体传感器技术领域，具体为一种电流式固态电解质氧分析传感器。
背景技术
汽车用氧传感器是发动机控制系统重要部件之一，通过氧传感器对汽车发动机的空燃比进行调节，控制发动机中的燃烧过程，不仅可以降低污染物的排放，还可以提高燃料的燃烧效率。
目前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。汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件，并且氧传感器均安装在发动机排气管上。目前普遍使用的是氧化锆浓差电池型氧传感器，但这种传感器只能使燃烧控制在理论空燃比附近。若控制发动机在富氧状态下的稀薄燃烧区燃烧，不仅能更有效地减少污染物的排放，而且可以进一步提高燃烧效率，由于浓差电池型氧传感器的信号与氧的分压成对数关系，因此在整个稀薄燃烧区内，信号变化很小，不够敏感。
现有的氧传感器敏感度不够，响应时间长，不够小型化，不具有便携性，特别是在医学使用中对人体呼吸气体中的氧气不能有效地进行检测和分析。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种涉及化学气体传感器，以解决上述背景技术中提出的氧传感器敏感度不够，响应时间长，不够小型化，不具有便携性，特别是在医学使用中对人体呼吸气体中的氧气不能有效地进行检测和分析的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电流式固态电解质氧分析传感器，包括阴极片，所述阴极片的底部设置有陶瓷加热装置，所述阴极片的顶部设置有电解质阻碍层，所述电解质阻碍层的顶部设置有阳极片，所述阴极片的右侧和阳极片的右侧均设置有电极线，所述电极线的右端设置有接头。
优选的，所述陶瓷加热装置包括陶瓷基体层，所述陶瓷基体层的顶部镶嵌有加热组件，所述加热组件的顶部设置有釉层，且釉层设置在陶瓷基体层的顶部。
优选的，所述电解质阻碍层的包括固体电解质层，所述固体电解质层的底部设置有多孔层，所述多孔层的内腔设置有混合导体层。
优选的，所述阴极片和阳极片均为铂电极片。
优选的，所述加热组件包括两组加热螺旋管，且两组加热螺旋管相互对称设置，两组所述加热螺旋管的一端相互连接，所述加热螺旋管的另一端均连接有导线，所述导线的另一端均设置有导线接头。
优选的，所述混合导体层为氧离子-电子混合导体层。
优选的，所述固体电解质层为YSZ固体电解质。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，使用方便，设计巧妙，使用可靠，具有很强的实用性和新颖性，由多孔层和混合导体层组成扩散障碍层，并与固体电解质层紧密结合，使得传感器的响应时间大大缩短，敏感度大幅度提升，使得传感器的效率更高，并且采用陶瓷加热装置加热，确保热面温度均匀，消除了设备的热点及冷点，具有节省能源、加热时间短、寿命长、保温性能好、机械性能强、耐腐蚀、抗磁场等优点，而且整个传感器小型化，具有便携性，敏感度高，重量轻，造价低，可以检测“呼吸到呼吸”，甚至在一个单一呼吸中的氧气分析，具有很强的实用性，可以大批量的生产使用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型陶瓷加热装置的结构示意图；
图3为本实用新型电解质阻碍层结构示意图；
图4为本实用新型加热组件示意图；
图5为本实用新型结构爆炸图。
图中：1陶瓷加热装置、11陶瓷基体层、12加热组件、121加热螺旋管、 122导线、123导线接头、13釉层、2阴极片、3电解质阻碍层、31固体电解质层、32多孔层、33混合导体层、4阳极片、5电极线、6接头。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种电流式固态电解质氧分析传感器，包括阴极片2，所述阴极片2的底部设置有陶瓷加热装置1，所述阴极片2的顶部设置有电解质阻碍层3，所述电解质阻碍层3的顶部设置有阳极片 4，所述阴极片2的右侧和阳极片4的右侧均设置有电极线5，所述电极线5的右端设置有接头6。
其中，所述陶瓷加热装置1包括陶瓷基体层11，方便安装加热组件12，所述陶瓷基体层11的顶部镶嵌有加热组件12，所述加热组件12的顶部设置有釉层13，且釉层13设置在陶瓷基体层11的顶部，提高加热性能，并将加热组件 12覆盖，防止加热组件12暴露在空气中，使得加热效果不好，所述电解质阻碍层3的包括固体电解质层31，方便进行电解，使得传感器得以工作，所述固体电解质层31的底部设置有多孔层32，所述多孔层32的内腔设置有混合导体层 33，多孔层32与混合导体层33组成扩散障碍层，可以阻碍氧的通过，方便测量出氧的浓度，所述阴极片2和阳极片4均为铂电极片，方便进行电解反应，同时测量两电极间的电流，从而根据电流与氧浓度的线性关系，测得氧的浓度，所述加热组件12包括两组加热螺旋管121，方便加热，且两组加热螺旋管121 相互对称设置，两组所述加热螺旋管121的一端相互连接，所述加热螺旋管121 的另一端均连接有导线122，方便给加热螺旋管121通电，所述导线122的另一端均设置有导线接头123，方便连接电源，所述混合导体层33为氧离子-电子混合导体层，方便氧通过氧空位进行迁移，氧在混合导体层33中的扩散比在气相中慢的多，在阴极片2上覆盖一层混合导体层33，可以有效的限制向阴极片2 的供氧速度，成为氧传递的限速环节，从而能使传感器的输出电信号与环境氧分压成线性关系，并且在传感器的使用过程中，不会发生传感器堵塞的问题，所述固体电解质层31为YSZ固体电解质，方便进行电解。
工作原理：使用时，利用陶瓷加热装置1进行加热，可确保热面温度均匀，消除了设备的热点及冷点，具有节省能源、加热时间短、寿命长、保温性能好、机械性能强、耐腐蚀、抗磁场等优点，其中导线接头123分别连接电源的正负极，导线接头123向导线122输送电能，导线122向加热螺旋管121输送电能，加热螺旋管121发出热量，并通过釉层13传递热量，使得热量分布更为均匀；同时，阴极片2连接电源的负极，阳极片4连接电源的正极，通过电极线5和接头6完成，电压和温度保持恒定，温度要高于450摄氏度，然后会发生电解反应，由多孔层32和混合导体层33组成的扩散障碍层，具有良好的导电性，即扩散障碍层顶部和底部之间的电势差很小，电压实际上是施加在固体电解质层31的顶部和底部，使得固体电解质层31和阴极片2与阳极片4组成一个泵氧电池，多孔层32、混合导体层33与固体电解质层31接触处的氧接收电子，形成负二价氧离子，在电势梯度的推动下，负二价氧离子向阳极片4迁移，放电后形成氧分子，由于多孔层32、混合导体层33与固体电解质层31接触处的氧被不断抽到阳极片4处，并且变成氧分子进入外部气氛，那么多孔层32、混合导体层33与固体电解质层31接触处的氧就会不断减少，于是多孔层32、混合导体层33的底部与顶部之间会出现一个氧浓度差，在氧浓度梯度推动下，多孔层32、混合导体层33的底部氧分子获得电子，以负二价氧离子的形式迁移到多孔层32、混合导体层33与固体电解质层31的接触处，由于混合导体层33是良好的氧离子-电子导体，负二价氧离子在混合导体层33中的迁移完全是在氧浓度梯度的驱动下进行的；根据氧浓度与电流之间的线性关系，从而通过测量阴极片2与阳极片4之间的电流就可测量出氧的浓度。
该传感器的尺寸约为20x3.5x0.5mm，小型化，具有便携性，敏感度高，重量轻，造价低，可以检测“呼吸到呼吸”，甚至在一个单一呼吸中的氧气分析，具有很强的实用性，可以大批量的生产使用。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种电流式固态电解质氧分析传感器，包括阴极片(2)，其特征在于：所述阴极片(2)的底部设置有陶瓷加热装置(1)，所述阴极片(2)的顶部设置有电解质阻碍层(3)，所述电解质阻碍层(3)的顶部设置有阳极片(4)，所述阴极片(2)的右侧和阳极片(4)的右侧均设置有电极线(5)，所述电极线(5)的右端设置有接头(6)。
2.根据权利要求1所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述陶瓷加热装置(1)包括陶瓷基体层(11)，所述陶瓷基体层(11)的顶部镶嵌有加热组件(12)，所述加热组件(12)的顶部设置有釉层(13)，且釉层(13)设置在陶瓷基体层(11)的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述电解质阻碍层(3)的包括固体电解质层(31)，所述固体电解质层(31)的底部设置有多孔层(32)，所述多孔层(32)的内腔设置有混合导体层(33)。
4.根据权利要求1所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述阴极片(2)和阳极片(4)均为铂电极片。
5.根据权利要求2所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述加热组件(12)包括两组加热螺旋管(121)，且两组加热螺旋管(121)相互对称设置，两组所述加热螺旋管(121)的一端相互连接，所述加热螺旋管(121)的另一端均连接有导线(122)，所述导线(122)的另一端均设置有导线接头(123)。
6.根据权利要求3所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述混合导体层(33)为氧离子-电子混合导体层。
7.根据权利要求3所述的一种电流式固态电解质氧分析传感器，其特征在于：所述固体电解质层(31)为YSZ固体电解质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620978236.7U CN206387763U (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620978236.7U CN206387763U (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206387763U true CN206387763U (zh) | 2017-08-08 |
Family
ID=59487326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620978236.7U Active CN206387763U (zh) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206387763U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107796860A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-13 | 南京瀚雅健康科技有限公司 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
-
2016
- 2016-08-29 CN CN201620978236.7U patent/CN206387763U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107796860A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-13 | 南京瀚雅健康科技有限公司 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
| CN107796860B (zh) * | 2016-08-29 | 2024-01-23 | 江苏瀚雅医疗科技有限公司 | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104359959B (zh) | 以Ni3V2O8为敏感电极的YSZ基混成电位型NH3传感器及制备方法 | |
| TWI427308B (zh) | 多功能固態氧化物燃料電池檢測裝置 | |
| CN107741447A (zh) | 一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片 | |
| CN109001284A (zh) | 一种氮氧化物传感器陶瓷芯片 | |
| CN103257161B (zh) | 复合金属氧化物为钝化参考电极的埋藏式nasicon基h2传感器及其制备方法 | |
| CN107748191A (zh) | 车用氮氧化物氨气集成传感器 | |
| CN207396398U (zh) | 一种高绝缘性的片式氧传感器陶瓷芯片 | |
| CN206387763U (zh) | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 | |
| CN112683979A (zh) | 一种电化学氨气传感器芯片及其使用方法 | |
| CN105683744A (zh) | 探测氮氧化物的气体传感器和这种气体传感器的运行方法 | |
| CN203479739U (zh) | 汽车氧化锆氧传感器 | |
| CN100501138C (zh) | 一种电流型汽车尾气传感器的制造方法 | |
| Shen et al. | Alumina substrate-supported electrochemical device for potential application as a diesel particulate matter sensor | |
| CN101561414A (zh) | 一种极限电流型氧传感器及其制备方法 | |
| CN102866192A (zh) | 一种固体电解质的电流型no2传感器及其制备方法 | |
| CN107796860A (zh) | 一种电流式固态电解质氧分析传感器 | |
| CN202903732U (zh) | 快速响应的平板宽量程氧传感器 | |
| CN206399892U (zh) | 一种新型片式浓差型汽车氧传感器 | |
| CN207964716U (zh) | 一种陶瓷基体co传感器 | |
| CN202770799U (zh) | 一种固体电解质的电流型no2传感器 | |
| CN209400464U (zh) | 一种催化分解氮氧化合物的传感器芯片 | |
| CN205280647U (zh) | 混合电势传感器 | |
| CN207866754U (zh) | 智能氮氧传感器感应芯片 | |
| CN207396405U (zh) | 一种氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷共烧的片式氧传感器陶瓷芯片 | |
| CN215263251U (zh) | 一种复合式氧传感器芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220331 Address after: 210044 floor 4, No. 6 Kefeng Road, Jiangbei new area, Nanjing, Jiangsu Patentee after: Jiangsu Hanya Medical Technology Co.,Ltd. Address before: No. 86-1, Shuanggao Road, Gaochun Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu 210000 Patentee before: NANJING HIGHERMED HEALTH SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |