KR20100053914A - Nox sensor module with plural piled nox sonsors - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A NOx sensor module with a plurality of NOx sensors stacked is provided to manufacture a NOx sensor to be a small size by stacking the NOx sensor. CONSTITUTION: A NOx sensor module(20) with a plurality of NOx sensors stacked comprises a plurality of NOx sensors(21), a support unit and a plurality of wires(25). Each NOx sensor comprises a sensing part(21a) and a reference part(21b). The support unit supports a plurality of NOx sensors in the stacked state. The wires sequentially connect the stacked NOx sensors. The support unit is combined with each side of the laminated NOx sensors. The support unit comprises a support stand. The support stand is extended to the stacked direction of the NOx sensors.

Description

적층 배치된 복수의 ΝΟх 센서를 구비한 ΝΟх 센서 모듈{NOx sensor module with plural piled NOx sonsors}ΝΟх sensor module with a plurality of stacked ΝΟх sensors {NOx sensor module with plural piled NOx sonsors}

본 발명은 센서 출력을 높이면서도 소형화가 가능한 구조를 갖는 NOx 센서 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a NOx sensor module having a structure capable of miniaturization while increasing the sensor output.

NOx 센서의 NOx 가스검출은 산소 감지물질 위에서 NOx 가스 반응시 산소 분압차에 의해 고체전해질 양단에 생기는 기전력을 검지하는 것을 기본 원리로 한다. 일반적으로 NOx 센서는 700이상의 고온 환경 및 배기가스 내 부식성분에 장기간 안정된 특성을 가지며 거동 가능한 재료로 구성되어야 하는데, 최근 배기가스환경에 적합한 YSZ(Yittria Stabilized Zirconia)를 전해질로 이용한 단순한 구조의 NOx 센서에 관한 연구가 많이 발표되고 있다. The NOx gas detection of the NOx sensor is based on detecting the electromotive force generated at both ends of the solid electrolyte by the oxygen partial pressure difference when the NOx gas reacts on the oxygen sensing material. In general, the NOx sensor should be composed of a material that has stable properties for a long time in the high temperature environment of more than 700 and the corrosive components in the exhaust gas, and is made of a flexible material. There is much research published on.

도 1 은 종래의 NOx 센서 모듈의 일 예를 도시한 것이다.1 illustrates an example of a conventional NOx sensor module.

종래 NOx 센서 모듈(10)은, YSZ를 전해질로 사용하고 그 위에 센싱(Sensing)부와 레퍼런싱(Referencing)부를 형성하여 NOx 센서(11)를 구성하였으며, 여기에 감도를 높이기 위하여 고온에서도 사용이 가능하도록 제작된 알루미늄 기판(13) 상에 NOx 센서(11)들을 일렬로 배치시켜 부착함으로써 하나의 NOx 센서 모듈(10)을 구성하는 형태였다. 이 방법은 NOx 센서(11) 하나를 사용하여 측정하는 방식에 비하여 다수의 NOx 센서(11)들을 직렬로 연결하여 사용함으로 기전력에서 더 높은 측정값을 나타내었다. 그러나 종래의 방식으로 제작된 NOx 센서 모듈(10)의 구조는 고온에서 사용하기 위하여 알루미나 기판(13)을 사용하여 그 위에 직렬로 연결하는 방식을 사용함으로써 센서 모듈(10)의 소형화가 불가능하다는 단점이 있다.The conventional NOx sensor module 10 uses the YSZ as an electrolyte and forms a sensing part and a referencing part thereon to configure the NOx sensor 11, and is used even at high temperature in order to increase sensitivity. One NOx sensor module 10 was configured by arranging and attaching the NOx sensors 11 in a line on the aluminum substrate 13 manufactured to enable this. This method shows a higher measurement value in electromotive force by using a plurality of NOx sensors 11 connected in series as compared to the method using one NOx sensor 11. However, the structure of the NOx sensor module 10 manufactured by the conventional method is disadvantageous that the miniaturization of the sensor module 10 is impossible by using the alumina substrate 13 connected in series in order to use at high temperature. There is this.

본 발명은 위에서 설명한 종래 구조상의 문제점을 해결하고자 창출한 것으로, 본 발명은 복수의 NOx 센서를 구비함으로써 전술한 종래의 NOx 센서 모듈의 장점인 높은 출력을 갖도록 함과 동시에 NOx 센서 모듈 자체의 소형화가 가능하여 종래에 비해 배기관과 같은 좁은 공간에 설치하기에 적합한 구조의 NOx 센서 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described structural problems, and the present invention is provided with a plurality of NOx sensors to have a high output which is an advantage of the above-described conventional NOx sensor module and at the same time miniaturization of the NOx sensor module itself It is an object of the present invention to provide a NOx sensor module having a structure suitable for installation in a narrow space such as an exhaust pipe as compared to the conventional art.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NOx 센서 모듈은, 각각이 센싱부와 레퍼런싱부를 구비하며 상호 적층 배치된 복수의 NOx 센서; 상기 복수의 NOx 센서를 적층 상태로 지지하는 지지수단; 및 적층된 상기 복수의 NOx 센서를 직렬로 순차 연결하는 복수의 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The NOx sensor module according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of NOx sensors each having a sensing unit and a referencing unit and stacked on each other; Support means for supporting the plurality of NOx sensors in a stacked state; And a plurality of wires sequentially connecting the plurality of stacked NOx sensors in series.

여기에서 상기 지지수단은 적층된 상기 NOx 센서들의 측면이 결합되며 상기 NOx 센서들의 적층 방향으로 연장된 지지대를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 복수의 상기 지지대가 상기 NOx 센서의 중심을 기준으로 대칭 배치되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the support means may be configured to include a support coupled to the side of the stacked NOx sensors and extending in the stacking direction of the NOx sensors. At this time, it is preferable that the plurality of the support is arranged symmetrically with respect to the center of the NOx sensor.

한편, 상기 지지수단은 복수의 상기 지지대의 외부를 감싸는 원통형상의 외부덮개;를 더 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 외부덮개와 상기 NOx 센서들 사이에는 센싱 대상이 되는 기체의 유동 공간이 형성되도록 구성된다.On the other hand, the support means is preferably configured to further include a cylindrical outer cover surrounding the outside of the plurality of the support. At this time, between the outer cover and the NOx sensor is configured to form a flow space of the gas to be sensed.

상기 지지수단은, 상기 NOx 센서와 상기 지지대 사이에 개재되며 상기 NOx 센서의 상측 연부 및 하측 연부에 각각 결합되는 상부고정부재 및 하부고정부재를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 상부고정부재와 하부고정부재에는 도전성 재질의 핀이 관통 설치되며, 상기 와이어는 하나의 상기 NOx 센서의 상기 레퍼런싱부 및 인접된 상기 NOx 센서의 상기 센싱부를 상기 핀을 통하여 연결함으로써 복수의 상기 NOx 센서들을 직렬로 순차 연결한다.The support means may be configured to further include an upper fixing member and a lower fixing member interposed between the NOx sensor and the support and coupled to an upper edge and a lower edge of the NOx sensor, respectively. A pin made of a conductive material penetrates the upper fixing member and the lower fixing member, and the wire is connected to the reference unit of the one NOx sensor and the sensing unit of the adjacent NOx sensor through the pins. Connect NOx sensors in series.

이러한 본 발명에 따르면, NOx 센서가 적층 형태로 구성됨으로써 소형으로 제작이 가능하여 자동차 배기관 등에 장착되는 용도로 사용하기에 적합하다. 또한, 적층된 NOx 센서들로부터 핀을 쉽게 탈부착 할 수 있으므로 NOx 센서 모듈 전체의 출력을 용이하게 조절할 수 있다.According to the present invention, since the NOx sensor is configured in a stacked form, it can be manufactured in a small size, and thus is suitable for use in a vehicle mounted on an exhaust pipe. In addition, since the pins can be easily attached and detached from the stacked NOx sensors, the output of the entire NOx sensor module can be easily adjusted.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

도 2 내지 도 5 는 본 발명에 따른 NOx 센서 모듈의 구조를 도시한 것으로서, 도 2 는 NOx 센서 모듈의 사시도, 도 3 은 도 2 의 측단면도, 도 4 는 도 2 의 상면도, 도 5 는 도 2 의 부분 분해 사시도이다.2 to 5 show the structure of the NOx sensor module according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of the NOx sensor module, Figure 3 is a side cross-sectional view of Figure 2, Figure 4 is a top view of Figure 2, Figure 5 A partially exploded perspective view of FIG. 2.

본 발명에 따른 NOx 센서 모듈(20)은 상하 방향으로 적층 배치된 복수의 NOx 센서(21), 복수의 NOx 센서(21)를 적층 상태로 지지하는 복수의 지지대(28), 적층된 복수의 NOx 센서(21)를 직렬로 순차 연결하는 복수의 와이어(25)를 포함하여 구성된다.The NOx sensor module 20 according to the present invention includes a plurality of NOx sensors 21 stacked in up and down directions, a plurality of support 28 for supporting the plurality of NOx sensors 21 in a stacked state, and a plurality of stacked NOxs. It is comprised including the several wire 25 which sequentially connects the sensor 21 in series.

하나의 NOx 센서(21)는 원판 형상의 알루미늄 기판상에 센싱부(21a)와 레퍼 런싱부(21b)를 구비하는 구성을 가지며, 이러한 원판 형상의 NOx 센서(21)들이 상하 방향으로 소정 간격을 두고 이격된 상태로 적층된다.One NOx sensor 21 has a configuration in which a sensing unit 21a and a referencing unit 21b are provided on a disc-shaped aluminum substrate, and these disc-shaped NOx sensors 21 have a predetermined interval in the vertical direction. Stacked and spaced apart.

지지대(28)는 NOx 센서(21)들의 적층 방향으로 연장된 바아의 형태를 가지며, 지지대(28)에 NOx 센서(21)들의 측면이 결합됨으로써 지지대(28)에 의해 NOx 센서(21)들의 적층 상태가 유지된다.The support 28 has a shape of a bar extending in the stacking direction of the NOx sensors 21, and the sidewalls of the NOx sensors 21 are coupled to the support 28, thereby stacking the NOx sensors 21 by the support 28. The state is maintained.

이러한 지지대(28)는 세 개가 마련되어 NOx 센서(21)의 중심을 기준으로 대칭 배치되어 상호 120°의 각도를 이루도록 이격되어 있다. 이러한 구조에 의해 NOx 센서(21)들이 안정적으로 적층 지지된 상태를 유지한다.The support 28 is provided three are arranged symmetrically with respect to the center of the NOx sensor 21 are spaced apart to form an angle of 120 ° to each other. With this structure, the NOx sensors 21 are stably stacked and supported.

지지대(28)의 외측에는 원통형상의 외부덮개(29)가 설치되어 있다. 외부덮개(29)는 상하측이 개방된 실린더 형상을 갖도록 제작되어 지지대(28)의 외부 둘레 구간을 감싸도록 구성되나, 도 2 및 도 4 에는 도시의 편의상 외부덮개(29)의 일부만을 도시하였다. 외부덮개(29)와 NOx 센서(21)들 사이에는 센싱 대상이 되는 기체(예컨대 배기가스)의 유동이 가능하도록 유동 공간(30)이 형성된다.The outer side of the support 28 is provided with a cylindrical outer cover 29. The outer cover 29 is configured to have a cylindrical shape with the upper and lower sides open to surround the outer circumferential section of the support 28, but only a part of the outer cover 29 is shown in FIGS. . A flow space 30 is formed between the outer cover 29 and the NOx sensors 21 to allow flow of a gas (eg, exhaust gas) to be sensed.

한편, 각각의 NOx 센서(21)와 지지대(28) 사이에는 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)가 개재되어 있다. 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)는 도 5 에 도시된 바와 같이 기본적으로 중앙 부위가 개방된 원판상으로 형성되어 전체적으로 도우넛 형상을 이룬다. 이에 따라 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)는 NOx 센서(21)의 상측 연부 및 하측 연부에 각각 결합되어 NOx 센서(21)의 상하측에서 맞물려 NOx 센서(21)를 고정한다. 이에 따라 NOx 센서(21)는 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)를 개재하여 지지대(28)에 고정되는 구조를 갖게 된다.On the other hand, the upper fixing member 22 and the lower fixing member 23 is interposed between each of the NOx sensor 21 and the support 28. As shown in FIG. 5, the upper fixing member 22 and the lower fixing member 23 are basically formed in a disc shape having an open central portion to form a donut shape as a whole. Accordingly, the upper fixing member 22 and the lower fixing member 23 are respectively coupled to the upper edge and the lower edge of the NOx sensor 21 to be engaged at the upper and lower sides of the NOx sensor 21 to fix the NOx sensor 21. Accordingly, the NOx sensor 21 has a structure that is fixed to the support 28 via the upper fixing member 22 and the lower fixing member 23.

한편, 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)에는 관통공(24a)이 형성되어 있으며, 이 관통공(24a)에는 핀(24)이 관통 결합되어 있다. 이 핀(24)에 의해 상부고정부재(22)와 하부고정부재(23)가 상호 고정된다. 또한, 핀(24)은 도전성 재질로 형성되며, 와이어(25)는 하나의 NOx 센서(21)의 레퍼런싱부(21a) 그와 인접된 NOx 센서(21)의 센싱부(21b)를 핀(24)을 통하여 연결하도록 구성되어 있다. 이에 따라 복수의 NOx 센서(21)들을 직렬로 순차 연결된 상태가 이루어진다.On the other hand, the upper fixing member 22 and the lower fixing member 23 is formed with a through hole (24a), the pin 24 is coupled to the through hole (24a). The upper fixing member 22 and the lower fixing member 23 are fixed to each other by the pin 24. In addition, the pin 24 is formed of a conductive material, and the wire 25 pins the sensing portion 21b of the NOx sensor 21 adjacent to the referencing portion 21a of one NOx sensor 21. 24) is configured to connect. Accordingly, a plurality of NOx sensors 21 are sequentially connected in series.

이러한 본 발명에 따른 NOx 센서 모듈(21)에 의하면, 도 1 과 같은 종래의 일렬로 부착한 구조에 비하여 NOx 센서가 적층 형태로 구성됨으로써 소형으로 제작이 가능하다는 특징이 있다. 이에 따라 공간 활용도가 높아 자동차 배기관 등에 장착되는 용도로 사용하기에 적합하다.According to the NOx sensor module 21 according to the present invention, the NOx sensor has a feature that it can be manufactured in a compact form compared to the conventional structure attached in a line as shown in FIG. As a result, the space utilization is high, and thus it is suitable for use in a vehicle exhaust pipe.

또한, 적층된 NOx 센서(21)들로부터 핀(24)을 쉽게 탈부착 할 수 있으며, 이에 따라 NOx 센서(21)들을 모듈(20) 내에서 상호 용이하게 전기적으로 연결하거나 분리함으로써 NOx 센서 모듈(20) 전체의 출력을 용이하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the pin 24 may be easily attached and detached from the stacked NOx sensors 21, and thus, the NOx sensors 21 may be easily electrically connected to or separated from each other in the module 20. ) There is an advantage that the whole output can be easily adjusted.

나아가, 본 발명에 따르면 지지대(28)와 외부덮개(29)의 구조에 의해 NOx 센서(21)들의 안정된 적층 구조를 유지할 수 있음과 동시에 NOx 센서(21)들과 외부덮개(29)사이의 공간을 확보하여 배기가스의 유입을 원활하게 할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, the structure of the support 28 and the outer cover 29 can maintain a stable stack structure of the NOx sensors 21 and at the same time the space between the NOx sensors 21 and the outer cover 29. It can ensure the inflow of exhaust gas smoothly.

도 1 은 종래의 NOx 센서 모듈의 일 예를 도시한 도면,1 is a view showing an example of a conventional NOx sensor module,

도 2 는 본 발명에 따른 NOx 센서 모듈의 사시도,2 is a perspective view of a NOx sensor module according to the present invention;

도 3 은 도 2 의 측단면도,3 is a side cross-sectional view of FIG.

도 4 는 도 2 의 상면도, 그리고4 is a top view of FIG. 2, and

도 5 는 도 2 의 부분 분해 사시도이다.5 is a partially exploded perspective view of FIG. 2.

Claims (9)

각각이 센싱부와 레퍼런싱부를 구비하며 상호 적층 배치된 복수의 NOx 센서;A plurality of NOx sensors, each of which includes a sensing unit and a referencing unit and is stacked on each other; 상기 복수의 NOx 센서를 적층 상태로 지지하는 지지수단; 및Support means for supporting the plurality of NOx sensors in a stacked state; And 적층된 상기 복수의 NOx 센서를 직렬로 순차 연결하는 복수의 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.NOx sensor module comprising a; a plurality of wires for sequentially connecting the plurality of stacked NOx sensors in series. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지수단은,The support means, 적층된 상기 NOx 센서들의 측면이 결합되며 상기 NOx 센서들의 적층 방향으로 연장된 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The side of the stacked NOx sensors are coupled to the NOx sensor module, characterized in that it comprises a support extending in the stacking direction of the NOx sensors. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 복수의 상기 지지대가 상기 NOx 센서의 중심을 기준으로 대칭 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The NOx sensor module, characterized in that a plurality of the support is arranged symmetrically with respect to the center of the NOx sensor. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 지지수단은 복수의 상기 지지대의 외부를 감싸는 원통형상의 외부덮개;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The support means further comprises a cylindrical outer cover surrounding the outside of the plurality of the support; NOx sensor module further comprises. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 외부덮개와 상기 NOx 센서들 사이에 센싱 대상이 되는 기체의 유동 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.NOx sensor module, characterized in that the flow space of the gas to be sensed between the outer cover and the NOx sensor is formed. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 5, 상기 지지수단은, 상기 NOx 센서와 상기 지지대 사이에 개재되며 상기 NOx 센서의 상측 연부 및 하측 연부에 각각 결합되는 상부고정부재 및 하부고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The supporting means further includes an upper fixing member and a lower fixing member interposed between the NOx sensor and the support and coupled to upper and lower edges of the NOx sensor, respectively. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 지지수단은 상기 상부고정부재와 하부고정부재를 관통하는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The supporting means further comprises a pin passing through the upper fixing member and the lower fixing member, the NOx sensor module. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 핀은 도전성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.The pin is NOx sensor module, characterized in that formed of a conductive material. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 와이어는, 하나의 상기 NOx 센서의 상기 레퍼런싱부 및 인접된 상기 NOx 센서의 상기 센싱부를 상기 핀을 통하여 연결함으로써 복수의 상기 NOx 센서들을 직렬로 순차 연결하는 것을 특징으로 하는 NOx 센서 모듈.And the wire connects the plurality of NOx sensors in series by connecting the reference portion of one NOx sensor and the sensing portion of the adjacent NOx sensor through the pin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101700758B1 (en) * 2016-03-14 2017-01-31 국방과학연구소 Multi gas detection apparatus with stack structure
EP3421943A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-02 Siemens Ltd. China Sensor apparatus

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