CN214150540U - 气体传感器、车辆后处理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体传感器、车辆后处理系统及车辆，属于尾气后处理领域，包括外壳、测量单元和透气保温层；测量单元具有多个测量腔室，测量单元的外表面还具有公共电极；透气保温层覆盖于公共电极之外，透气保温层用于使与测量反应相关的气体通过。本实用新型提供的气体传感器、车辆后处理系统及车辆中，透气保温层不仅能透过与测量反应相关的气体，还能有效避免尾气温度直接影响公共电极，避免公共电极的自温度补偿跟不上温度降低的速度，保证了公共电极的正常工作温度，避免传感器测量不准确的问题。

Description

气体传感器、车辆后处理系统及车辆

技术领域

本实用新型属于尾气后处理技术领域，更具体地说，是涉及一种气体传感器、车辆后处理系统及车辆。

背景技术

随着汽车行业的逐步发展，汽车对环境的影响也越来越显著，针对汽车尾气排放的问题，国家制定了一系列的限制标准，对多种有毒有害气体的排放做出了限制。汽车尾气的污染源主要包括碳氧化物、颗粒物和氮氧化物等。以氮氧化物传感器为例，其通过催化得到氧气(O₂)在电极之间形成电流/电压，来获取氮氧化物的含量，现有的传感器中，在600℃-700℃时氧浓差电势最符合能斯特方程，也最稳定，电极的电阻随加热呈线性变化，但是，现有的氮氧传感器中公共电极裸露于尾气中，尾气的温度是变化的，受外界环境影响(例如极寒天气)，可能是150℃，也有可能是600℃，当尾气的温度较低的时候，公共电极的温度容易被尾气温度拉低，公共电极的自温度补偿如果不能及时发挥作用，则会导致传感器测量不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体传感器、车辆后处理系统及车辆，旨在解决现有技术中存在的传感器的公共电极温度易受尾气温度影响而被拉低，导致传感器测量不准确的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种气体传感器，包括：

外壳；

测量单元，具有多个测量腔室，所述测量单元的外表面还具有公共电极；以及

透气保温层，覆盖于所述公共电极之外，所述透气保温层用于使与测量反应相关的气体通过。

作为本申请另一实施例，所述测量腔室分为第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第一腔室具有与尾气气源连通的进口，所述第二腔室的进口与所述第一腔室的进口连通，所述第一腔室内设有第一泵电极，所述第二腔室内设有第二泵电极；所述第三腔室与空气气源连通，所述第三腔室内设有参考电极。

作为本申请另一实施例，所述测量单元还具有加热电极。

作为本申请另一实施例，所述透气保温层为多孔分子筛保温层。

作为本申请另一实施例，所述透气保温层涂覆于所述公共电极的外表面。

作为本申请另一实施例，所述透气保温层的厚度为0.12毫米-0.18毫米。

作为本申请另一实施例，所述透气保温层为二氧化铝分子筛保温层。

作为本申请另一实施例，所述透气保温层为碳化硅分子筛保温层。

本实用新型提供的气体传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型气体传感器在公共电极之外覆盖有透气保温层，不仅能透过与测量反应相关的气体，还能有效避免尾气温度直接影响公共电极，避免公共电极的自温度补偿跟不上温度降低的速度，即保证了公共电极的正常工作温度，避免传感器测量不准确的问题。

本实用新型还提供一种车辆后处理系统，包括上述的气体传感器。

本实用新型的车辆后处理系统的有益效果与上述气体传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

本实用新型另提供一种车辆，包括上述的车辆后处理系统。

本实用新型的车辆的有益效果与上述气体传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气体传感器的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例采用的测量单元的内部结构示意图。

图中：1、外壳；101、连接壳体；102、双层进气壳体；103、进气孔；104、出气口；2、测量单元；201、公共电极；202、第一腔室；203、第二腔室；204、第三腔室；205、第一泵电极；206、第二泵电极；207、参考电极；208、加热电极；3、透气保温层；301、透气孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，现对本实用新型提供的气体传感器进行说明。所述气体传感器，包括外壳1、测量单元2和透气保温层3；测量单元2具有多个测量腔室，测量单元2的外表面还具有公共电极201；透气保温层3覆盖于公共电极201之外，透气保温层3用于使与测量反应相关的气体通过。

需要说明的是，本实用新型的气体传感器不仅适用于氮氧化物的监测，还能适用于利用类似结构及原理进行工作的气体传感器，在此不再一一举例。

与现有技术相比，本实用新型气体传感器在公共电极201之外覆盖有透气保温层3，不仅能透过与测量反应相关的气体，还能有效避免尾气温度直接影响公共电极201，避免公共电极201的自温度补偿跟不上温度降低的速度，即保证了公共电极201的正常工作温度，避免传感器测量不准确的问题。

具体地，请参阅图1，外壳1包括连接壳体101和双层进气壳体102；连接壳体101套设固接于测量单元2之外；双层进气壳体102具有内外间隔设置的两侧，双层进气壳体102套设于测量单元2之外，其外层壳体连接于连接壳体101，且设有进气孔103，内层壳体的端部与连接壳体101的端部间隔设置，双层进气壳体102上与连接壳体101相对的一侧设有出气口104。

使用时，可将出气口104朝下设置，气体从外层壳体上的进气孔103进入到内层壳体和外层壳体的间隙之中，气体向上流动，经过内层壳体和连接壳体101之间的间隙，进而汇聚到内层壳体围合形成的空间内，此时气体能与测量单元2接触进行测量，当气体汇聚量增加时，气体能逐渐从下方的出气口104中排出。本实施方式的外壳1能延长尾气与测量单元2的接触时间及有效接触量，进而使尾气与测量单元2充分接触，保证测量的准确性。图1中的箭头表明了尾气流通的路径。

请参阅图2，测量腔室分为第一腔室202、第二腔室203和第三腔室204；第一腔室202具有与尾气气源连通的进口，第二腔室203的进口与第一腔室202的进口连通，第一腔室202内设有第一泵电极205，第二腔室203内设有第二泵电极206；第三腔室204与空气气源连通，第三腔室204内设有参考电极207。图2中的箭头为尾气流动方向。

具体地，公共电极201、第一泵电极205、第二泵电极206和参考电极207均为以氧化锆为基材的涂Pt电极。以氮氧化物传感为例，以下叙述其传感工作原理。

感测步骤一：尾气经第一腔室202的进口进入第一腔室202，且当尾气富氧时(例如空燃比＞14.3:1的情况下)，第一泵电极205利用周边的氧将尾气中的HC、CO、H₂，反应生成H₂O、CO₂等；当尾气贫氧时(例如空燃比≤14.3:1的情况下)，公共电极201会向第一腔室202内补充氧，利用周边的氧将尾气中的HC、CO、H₂反应生成H₂O、CO₂等。

感测步骤二：尾气随后进入第二腔室203，尾气主要成分为氮氧化物，其中包含大量的NO和少量的NO₂，NO易被Pt催化为N₂和O₂，反应公式是“2NO→N₂+O₂”，NO₂基本不被Pt催化，所以NO被催化形成的O₂在电极间流动形成变化了的电流/电压，该电流值/电压值即可对应于NO的含量，并且由于尾气中NO₂的含量很少(10％以下)，因此测出的NO量，可大概代表氮氧化物的量。

请参阅图2，测量单元2还具有加热电极208。加热电极208用于对公共电极201进行加热，保证公共电极201、第一泵电极205和第二泵电极206的温度处于600℃-700℃的范围之内，进而使得氧浓差电势最符合能斯特方程，也最稳定。

可选的，参阅图2，透气保温层3为多孔分子筛保温层。本实施方式中的透气保温层3具有透气孔301，透气孔301的孔径足以保证排气中的CO、H₂、NO_X、HC、O₂等气体分子均透过AlO₂分子筛保温层与公共电极201接触，进而能正常工作。

可选的，透气保温层3涂覆于公共电极201的外表面。通过涂覆的方式设置透气保温层3，制造简单，附着力强，使用稳定性好。

可选的，透气保温层3的厚度为0.12毫米-0.18毫米。具体地，透气保温层3的厚度为0.15毫米。通过设置合适厚度的透气保温层3，既能保证其保温效果，还能保证气体分子能够较快的透过透气保温层3与公共电极201接触。

可选的，为了保证透气性，同时避免对气体的感测产生干扰，透气保温层3为二氧化铝分子筛保温层。

可选的，为了保证透气性，同时避免对气体的感测产生干扰，透气保温层3为碳化硅分子筛保温层。

本实用新型还提供一种车辆后处理系统，包括上述的气体传感器。

本实用新型的车辆后处理系统的有益效果与上述气体传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

本实用新型另提供一种车辆，包括上述的车辆后处理系统。

本实用新型的车辆的有益效果与上述气体传感器的有益效果相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.气体传感器，其特征在于，包括：

外壳；

测量单元，具有多个测量腔室，所述测量单元的外表面还具有公共电极；以及

透气保温层，覆盖于所述公共电极之外，所述透气保温层用于使与测量反应相关的气体通过。

2.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述测量腔室分为第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第一腔室具有与尾气气源连通的进口，所述第二腔室的进口与所述第一腔室的进口连通，所述第一腔室内设有第一泵电极，所述第二腔室内设有第二泵电极；所述第三腔室与空气气源连通，所述第三腔室内设有参考电极。

3.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述测量单元还具有加热电极。

4.如权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，所述透气保温层为多孔分子筛保温层。

5.如权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，所述透气保温层涂覆于所述公共电极的外表面。

6.如权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，所述透气保温层的厚度为0.12毫米-0.18毫米。

7.如权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，所述透气保温层为二氧化铝分子筛保温层。

8.如权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，所述透气保温层为碳化硅分子筛保温层。

9.车辆后处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的气体传感器。

10.车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的车辆后处理系统。

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