CN209055498U - 一种片式传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种片式传感器，包括外电极层、上陶瓷层、内电极层、空腔层和下陶瓷层；所述内电极层嵌设在空腔层内；所述上陶瓷层和下陶瓷层相对设置在空腔层两侧，将其包裹在内；所述上陶瓷层上沿厚度方向设置有传导通孔；所述传导通孔内设置有导体材料；所述上陶瓷层包括若干层相互叠加的陶瓷片；所述传导通孔两端的陶瓷片表面设置有导体层；所述导体层与导体材料相互连接；当相邻陶瓷片上的传导通孔因为收缩变形或对准误差无法实现良好连接时，导体层能够作为导体材料的延伸，扩大接触面，从而显著提高对准偏差的适应性；所述传导通孔包括若干相互间隔的子通道，显著提高了工艺生产的稳定性。

Description

一种片式传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种片式传感器。

背景技术

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，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，故在排气管中安装传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

自加热型片式传感器由于加热器内埋在陶瓷内部，可以直接对自身进行加热。因此这类传感器具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。传感器依靠封闭在内的电极与外部电极所在环境的含氧浓度差对比来实现检测，而根据组装工艺，包裹住加热器的陶瓷是由多层陶瓷片叠加而成的，两个检测电极以及加热部件和外部电极之间都需要穿过陶瓷来实现连接。这就需要在陶瓷上设置通孔，随后运用丝网印刷工艺向通孔内填入导体材料，通过精确的对准使内外电极相连。

在实际生产中，通孔直径一般为0.15mm～0.30mm，由于加工过程中陶瓷层有收缩，加上对准时存在对准误差，通孔的对准很难保证。所以有必要发明一种对准要求低，连接稳定的片式传感器。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种对准要求低，连接稳定的片式传感器。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种片式传感器，包括外电极层、上陶瓷层、内电极层、空腔层和下陶瓷层；所述内电极层嵌设在空腔层内；所述上陶瓷层和下陶瓷层相对设置在空腔层两侧，将其包裹在内；

所述外电极层固定设置在上陶瓷层背向内电极层的一侧；所述上陶瓷层上沿厚度方向设置有传导通孔；所述传导通孔内设置有导体材料；所述外电极层通过导体材料与内电极层连接。

进一步地，所述上陶瓷层包括若干层相互叠加的陶瓷片；若干所述传导通孔分别对应设置在陶瓷片上；相邻所述传导通孔内的导体材料相互接触；所述传导通孔两端的陶瓷片表面设置有导体层；所述导体层与导体材料相互连接。

进一步地，所述导体层区域将传导通孔区域包覆在内。

进一步地，所述传导通孔包括若干相互间隔的子通道；相邻所述陶瓷片上的子通道相互对应设置。

进一步地，同一陶瓷片上的若干所述子通道沿陶瓷片厚度方向呈中心对称状分布。

进一步地，所述子通道的数量为4个。

进一步地，所述空腔层与下陶瓷层之间依次夹持设置有上绝缘层、加热件和下绝缘层；所述上绝缘层和下绝缘层将加热件包裹在内；所述下陶瓷层背向加热件的一侧固定设置有加热电极；所述下陶瓷层上沿厚度方向也设置有传导通孔；所述加热电极通过导体材料与加热件连接。

有益效果：本实用新型的一种片式传感器，包括外电极层、上陶瓷层、内电极层、空腔层和下陶瓷层；所述内电极层嵌设在空腔层内；所述上陶瓷层和下陶瓷层相对设置在空腔层两侧，将其包裹在内；所述上陶瓷层上沿厚度方向设置有传导通孔；所述传导通孔内设置有导体材料；所述外电极层通过导体材料与内电极层连接；所述上陶瓷层包括若干层相互叠加的陶瓷片；所述传导通孔两端的陶瓷片表面设置有导体层；所述导体层与导体材料相互连接；当相邻陶瓷片上的传导通孔因为收缩变形或对准误差无法实现良好连接时，导体层能够作为导体材料的延伸，扩大接触面，从而显著提高对准偏差的适应性；所述传导通孔包括若干相互间隔的子通道，显著提高了工艺生产的稳定性。

附图说明

附图1为传感器整体结构示意图；

附图2为电极连接示意图；

附图3(a)为正常情况下的传导通孔截面示意图；

附图3(b)为印刷偏移后的传导通孔截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

一种片式传感器，如附图1所示，包括外电极层1、上陶瓷层2、内电极层3、空腔层4和下陶瓷层5；所述内电极层3嵌设在空腔层4内；所述上陶瓷层2和下陶瓷层5 相对设置在空腔层4两侧，将其包裹在内；

如附图2所示，所述外电极层1固定设置在上陶瓷层2背向内电极层3的一侧；所述上陶瓷层2上沿厚度方向设置有传导通孔6；所述传导通孔6内设置有导体材料61；所述外电极层1通过导体材料61与内电极层3连接；

陶瓷层具体可采用氧化锆材料，同时外电极层1和内电极层3内含有金属铂，空腔层4内存储有对比气体；当传感器被加热到一定温度时，内外的氧化锆层因为所在环境的氧浓度不同，会传导氧离子从而形成电流和电压，依靠此参数就能够实现对目标环境氧浓度的监测。

所述上陶瓷层2包括若干层相互叠加的陶瓷片21，图中展示的构成上陶瓷层2的陶瓷片21共有三层；若干所述传导通孔6分别对应设置在陶瓷片21上；相邻所述传导通孔6内的导体材料61相互接触，外电极层1和内电极层3通过若干个传导通孔6内导体材料的传导实现连接；所述传导通孔6两端的陶瓷片表面设置有导体层62；所述导体层62与导体材料61相互连接，导体层62的作用在于：当相邻陶瓷片21上的传导通孔 6因为收缩变形或对准误差无法实现良好连接时，陶瓷层表面的导体层62能够作为导体材料61的延伸，扩大接触面，从而显著提高对准偏差的适应性。

所述导体层62区域将传导通孔6区域包覆在内，则相邻传导通孔6之间无论向哪一方向错开，都依然处于导体层62的区域内，从而保证陶瓷片21之间的良好传导连接。

如附图3(a)所示为正常情况下的传导通孔截面，附图3(b)所示为印刷偏移后的传导通孔截面；所述传导通孔6包括若干相互间隔的子通道63；相邻所述陶瓷片21 上的子通道63相互对应设置；这样即使在丝网印刷时出现部分子通道63断路或者对准时出现严重的偏差，各陶瓷片21之间仍能实现连接，从而提高了工艺生产的稳定性。

同一陶瓷片21上的若干所述子通道63沿陶瓷片厚度方向呈中心对称状分布，从而可以很好地兼顾各个方向上可能出现的对准偏移。

所述子通道63的数量为4个，因为子通道63是中心对称的，所以刚好对应水平面内相互垂直的四个方向；此时子通道63的数量适中，便于在兼顾对中适应性的同时控制生产成本。

所述空腔层4与下陶瓷层5之间依次夹持设置有上绝缘层7、加热件8和下绝缘层9；所述上绝缘层7和下绝缘层9将加热件8包裹在内；所述下陶瓷层5背向加热件8 的一侧固定设置有加热电极10；所述下陶瓷层5上沿厚度方向也设置有传导通孔6；所述传导通孔6内同样设置有导体材料61；所述加热电极10通过导体材料61与加热件8 连接；

通过内置加热件8就可以实现传感器的自加热，从而摆脱对环境内气体温度的依赖，启动检测会更加迅速；同时下陶瓷层5和上陶瓷层2的结构是相似的，也由若干陶瓷片21叠加构成；加热件8和加热电极10同样可以通过若干陶瓷片21上的传导通孔6实现连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种片式传感器，其特征在于：包括外电极层(1)、上陶瓷层(2)、内电极层(3)、空腔层(4)和下陶瓷层(5)；所述内电极层(3)嵌设在空腔层(4)内；所述上陶瓷层(2)和下陶瓷层(5)相对设置在空腔层(4)两侧，将其包裹在内；

所述外电极层(1)固定设置在上陶瓷层(2)背向内电极层(3)的一侧；所述上陶瓷层(2)上沿厚度方向设置有传导通孔(6)；所述传导通孔(6)内设置有导体材料(61)；所述外电极层(1)通过导体材料(61)与内电极层(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种片式传感器，其特征在于：所述上陶瓷层(2)包括若干层相互叠加的陶瓷片(21)；若干所述传导通孔(6)分别对应设置在陶瓷片(21)上；相邻所述传导通孔(6)内的导体材料(61)相互接触；所述传导通孔(6)两端的陶瓷片表面设置有导体层(62)；所述导体层(62)与导体材料(61)相互连接。

3.根据权利要求2所述的一种片式传感器，其特征在于：所述导体层(62)区域将传导通孔(6)区域包覆在内。

4.根据权利要求2所述的一种片式传感器，其特征在于：所述传导通孔(6)包括若干相互间隔的子通道(63)；相邻所述陶瓷片(21)上的子通道(63)相互对应设置。

5.根据权利要求4所述的一种片式传感器，其特征在于：同一陶瓷片(21)上的若干所述子通道(63)沿陶瓷片厚度方向呈中心对称状分布。

6.根据权利要求5所述的一种片式传感器，其特征在于：所述子通道(63)的数量为4个。

7.根据权利要求1所述的一种片式传感器，其特征在于：所述空腔层(4)与下陶瓷层(5)之间依次夹持设置有上绝缘层(7)、加热件(8)和下绝缘层(9)；所述上绝缘层(7)和下绝缘层(9)将加热件(8)包裹在内；所述下陶瓷层(5)背向加热件(8)的一侧固定设置有加热电极(10)；所述下陶瓷层(5)上沿厚度方向也设置有传导通孔(6)；所述加热电极(10)通过导体材料(61)与加热件(8)连接。