TWI480544B - Testing device for flat plate gas sensing element and its detecting method - Google Patents

Description

平板式氣體感測元件檢測設備及其檢測方法

一種平板式氣體感測元件檢測設備及其檢測方法，尤指以自動化方式檢測平板式氣體感測元件之檢測設備及其檢測方法。

按，平板式氣體感測元件為用以偵測排放廢氣的含氧量，並將所偵測後的電壓或電流訊號傳輸至汽車微電腦，藉以控制汽車的空氣及燃油比例，使燃燒效率提高。

目前平板式氣體感測元件中之含氧感知器與空燃比感知器在架構上極為類似，均是利用內建之加熱線加熱，使氧化鋯成為氧離子之良好導體，以一對白金電極當觸媒，讓氧氣由一側變成氧離子流經氧化鋯至另一側，再變成氧氣。含氧感知器是利用內部空氣通道側與外部廢氣側之氧分壓差，氧離子由內至外流動時產生電動勢，由電壓大小可得知廢氣之含氧量。然而未組裝前在大氣中，由於沒有氧分壓差，因此無法測得電壓。而空燃比感知器則是反向加電壓，讓氧氣由廢氣側泵至內部空氣通道側，利用多孔性擴散層限制氧氣量，以產生極限電流，再由電流大小得知空燃比。為了確保組裝後平板式氣體感測元件可正常運作，如能在組裝前，對平板元件進行檢測與篩選，則可提高組裝成品之良品率。而檢測方法之好壞、準確性以及檢測效率，悠關著生產業者所花費的成本。因此，要如何使檢測效率提高，並增加檢測之準確性，為相關業者所亟欲改善之課題。

本發明之主要目的乃在於，利用自動化方式檢測平板式氣體感測 元件，以節省檢測成本，並可加快檢測效率，提升產品之良率。

為達上述目的，本發明平板式氣體感測元件檢測設備，係具有基座、複數承載裝置以及檢測裝置，基座表面係設置有轉盤，轉盤下方連接有第一驅動器，而承載裝置係環狀排列於轉盤表面周緣，承載裝置係具有導電座以及連接座，導電座表面設置有第一導電端子組與第二導電端子組，在連接座表面設置有插孔，插孔內設置有第一接觸端子組與第二接觸端子組，而檢測裝置係於基座表面設置有本體，本體位於轉盤一側，本體內設置有檢測座，檢測座下方連接有用以驅動檢測座上下位移之第二驅動器，而檢測座於靠近轉盤之下方側設置有第一探針組與第二探針組，第一探針組與第二探針組係分別正對於第一導電端子組與第二導電端子組。

本發明平板式氣體感測元件檢測方法，其中該平板式氣體感測元件一端之二側表面分別設置有加熱線導電墊與觸媒導電墊，另端設置有正面或側面多孔性陶瓷窗，當平板式氣體感測元件進行測試時，係將加熱線導電墊與觸媒導電墊分別連接於第一電源供應器與第二電源供應器，第一電源供應器係供應電源至加熱線導電墊，使平板式氣體感測元件加熱至一設定時間，續利用第二電源供應器供應檢測電壓至觸媒導電墊，並量測觸媒導電墊之電流。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉出可行實施例，並且配合圖式說明如下：請參閱第一圖至第七圖所示，由圖中可清楚看出本發明之檢測設 備10係具有基座1、複數承載裝置2、檢測裝置3以及待測之平板式氣體感測元件4，其中：該基座1表面係設置有轉盤11，轉盤11下方連接有用以驅動轉盤11轉動之第一驅動器12，而轉盤11底面設置有用以輔助轉盤轉動之軸承組件13，以及輔助轉盤11轉動定位之定位件14，基座1上設置有警示燈15、開關16以及顯示器17，且基座1一側設置有供平板式氣體感測元件4放置之置放盤18。

複數承載裝置2係環狀排列於轉盤11表面周緣，承載裝置2係具有導電座21以及連接座22，導電座21表面設置有第一導電端子組211與第二導電端子組212，而連接座22表面設置有插孔221，插孔221為配合平板式氣體感測元件4斷面製成長形孔，插孔221內設置有第一接觸端子組222與第二接觸端子組223，且第一導電端子組211與第一接觸端子組222之間電性連接有第一導線組23，而第二導電端子組212與第二接觸端子組223之間電性連接有第二導線組24。

該檢測裝置3係於基座1表面設置有本體31，本體31位於轉盤11一側，本體31內設置有檢測座32，檢測座32內活動螺接有螺桿321，且檢測座32下方設置有第二驅動器33，第二驅動器33係連接於螺桿321，第二驅動器33驅動螺桿321進而使檢測座32上下位移；本體31內側壁上設置有垂直向之滑軌311，而檢測座32一側設置有滑座322，滑座322係活動連接於滑軌311上，在本體31內部上表面設置有上止擋柱312以及上光電偵測器313，而本體31內部下表面設置有下止擋柱314以及下光電偵測器315，以使第二驅動器33於帶動 檢測座32上下位移時，利用上光電偵測器313以及下光電偵測器315在檢測座32到達上、下定位時，能夠停止第二驅動器33。而檢測座32於靠近轉盤11之下方側朝下設置有第一探針組34與第二探針組35，第一探針組34與第二探針組35之探針末端為伸縮式，且第一探針組34與第二探針組35係分別正對於第一導電端子組211與第二導電端子組212之上方，而第一探針組34與第二探針組35係分別連接於第一電源導線組36與第二電源導線組37。

該平板式氣體感測元件4一端之二側表面分別設置有加熱線導電墊41與觸媒導電墊42，另端則設置有多孔性陶瓷窗43。

請參閱第一圖至第九圖所示，當使用者利用本發明檢測設備10進行檢測平板式氣體感測元件4時，係先將平板式氣體感測元件4插入各承載裝置2之插孔221內，使平板式氣體感測元件4之加熱線導電墊41與觸媒導電墊42分別電性連接於承載裝置2之第一接觸端子組222與第二接觸端子組223，而平板式氣體感測元件4之插置作業可以人工方式或自動化方式進行。當平板式氣體感測元件4電性連接於承載裝置2後，基座1之第一驅動器12為驅動轉盤11轉動，使承載裝置2之第一導電端子組211與第二導電端子組212正對於檢測裝置3之第一探針組34與第二探針組35，再利用檢測裝置3之第二驅動器33驅動螺桿321，使檢測座32向下位移，讓第一探針組34與第一導電端子組211呈電性連接，而第二探針組35與第二導電端子組212呈電性連接，即可對平板式氣體感測元件4進行檢測作業。當檢測完畢後，檢測裝置3之第二驅動器33再次驅動螺桿321，使檢測座 32向上位移，讓第一探針組34與第二探針組35離開第一導電端子組211與第二導電端子組212後，基座1之第一驅動器12驅動轉盤11再次轉動，使下一個承載裝置2之第一導電端子組211與第二導電端子組212正對於檢測裝置3之第一探針組34與第二探針組35，以重複上述步驟，即可連續的對平板式氣體感測元件4進行檢測。待檢測後之平板式氣體感測元件4冷卻後，即可取下，依測得之電流值分類，放置於置放盤18。

請參閱第一圖與第五圖至第九圖所示，由圖中可清楚看出，該第一電源導線組36與第二電源導線組37分別連接有第一電源供應器5與第二電源供應器6。當平板式氣體感測元件4進行檢測過程時，第一電源供應器5係透過第一電源導線組36、第一探針組34、第一導電端子組211、第一導線組23與第一接觸端子組222，以提供電源至平板式氣體感測元件4之加熱線導電墊41，使平板式氣體感測元件4加熱至一設定時間後，續利用第二電源供應器6供應檢測電源，以透過第二電源導線組37、第二探針組35、第二導電端子組212、第二導線組24與第二接觸端子組223至觸媒導電墊42，並檢測觸媒導電墊42之電流，而且對於每一平板式氣體感測元件4可重複檢測數次觸媒導電墊42之電流，並將觸媒導電墊42所產生之電流，經由訊號界面7傳輸至集訊器8，作數據擷取、儲存。而由顯示器17顯示，讓使用者可清楚得知平板式氣體感測元件4之檢測狀態與測得之電流值。

[應用例一] 空燃比感知器平板之檢測：

將平板元件接觸墊端插入承載裝置2之插孔221內，轉盤11轉動至檢測裝置3定位後，第一探針組34與第二探針組35下降，第一電源供應器5供應直流電壓13V，經30秒加熱後，第二電源供應器6供應直流檢測電壓0.4V 15秒，可測得極限電流值，與目標值比對，即可知是否為良品。

[應用例二] 含氧感知器平板之檢測：

將平板元件接觸墊端插入承載裝置2之插孔221內，轉盤11轉動至檢測裝置3定位後，第一探針組34與第二探針組35下降，第一電源供應器5供應直流電壓13V，經30秒加熱後，第二電源供應器6供應直流檢測電壓0.8V 15秒，可測得電流值I，將測試電壓除以電流值I，即可計算得知感測層之內阻，由內阻大小，可研判是否為良品。

以上所舉實施例僅用為方便說明本發明，而並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變化與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

10‧‧‧檢測設備

1‧‧‧基座

11‧‧‧轉盤

12‧‧‧第一驅動器

13‧‧‧軸承組件

14‧‧‧定位件

15‧‧‧警示燈

16‧‧‧開關

17‧‧‧顯示器

18‧‧‧置放盤

2‧‧‧承載裝置

21‧‧‧導電座

211‧‧‧第一導電端子組

212‧‧‧第二導電端子組

22‧‧‧連接座

221‧‧‧插孔

222‧‧‧第一接觸端子組

223‧‧‧第二接觸端子組

23‧‧‧第一導線組

24‧‧‧第二導線組

3‧‧‧檢測裝置

31‧‧‧本體

311‧‧‧滑軌

312‧‧‧上止擋柱

313‧‧‧上光電偵測器

314‧‧‧下止擋柱

315‧‧‧下光電偵測器

32‧‧‧檢測座

321‧‧‧螺桿

322‧‧‧滑座

33‧‧‧第二驅動器

34‧‧‧第一探針組

35‧‧‧第二探針組

36‧‧‧第一電源導線組

37‧‧‧第二電源導線組

4‧‧‧平板式氣體感測元件

41‧‧‧加熱線導電墊

42‧‧‧觸媒導電墊

43‧‧‧多孔性陶瓷窗

5‧‧‧第一電源供應器

6‧‧‧第二電源供應器

7‧‧‧訊號界面

8‧‧‧集訊器

第一圖 係為本發明之立體外觀圖。

第二圖 係為本發明之局部側視示意圖。

第三圖 係為本發明之局部立體外觀圖。

第四圖 係為本發明承載裝置之立體外觀圖。

第五圖 係為平板式氣體感測元件之立體外觀圖。

第六圖 係為本發明檢測裝置之立體外觀圖。

第七圖 係為本發明之方塊圖。

第八圖 係為本發明檢測平板式氣體感測元件之動作示意圖(一)。

第九圖 係為本發明檢測平板式氣體感測元件之動作示意圖(二)。

10‧‧‧檢測設備

1‧‧‧基座

11‧‧‧轉盤

15‧‧‧警示燈

16‧‧‧開關

17‧‧‧顯示器

18‧‧‧置放盤

2‧‧‧承載裝置

3‧‧‧檢測裝置

Claims (8)

1. 一種平板式氣體感測元件檢測設備，該平板式氣體感測元件一端之二側表面分別設置有加熱線導電墊與觸媒導電墊，另端設置有多孔性陶瓷窗，該檢測設備係具有基座、複數承載裝置以及檢測裝置，其中：該基座表面係設置有轉盤，轉盤下方連接有用以驅動轉盤轉動之第一驅動器；複數承載裝置係環狀排列於轉盤表面周緣，各承載裝置係分別具有導電座以及連接座，導電座表面設置有第一導電端子組與第二導電端子組，而連接座表面設置有插孔，插孔內設置有第一接觸端子組與第二接觸端子組，且第一導電端子組與第一接觸端子組彼此電性連接，而第二導電端子組與第二接觸端子組彼此電性連接；該檢測裝置係於基座表面設置有本體，本體位於轉盤一側，本體內設置有檢測座，檢測座下方連接有用以驅動檢測座上下位移之第二驅動器，而檢測座於靠近轉盤朝下設置有第一探針組與第二探針組，第一探針組與第二探針組係分別正對於第一導電端子組與第二導電端子組；藉上，平板式氣體感測元件插入各承載裝置之插孔內，使平板式氣體感測元件之加熱線導電墊與觸媒導電墊分別電性連接於承載裝置之第一接觸端子組與第二接觸端子組，透過第二驅動器驅動檢測座向下位移，使第一探針組、第一導電端子組與第一接觸端子組呈電性連接，以提供電源至平板式氣體感測元件之加熱線導電墊，於平板式氣 體感測元件加熱至一設定時間後，利用供應檢測電源透過第二探針組、第二導電端子組與第二接觸端子組至觸媒導電墊，並檢測觸媒導電墊之電流值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該轉盤底面設置有用以輔助轉盤轉動之軸承組件，以及輔助轉盤轉動定位之定位件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該基座上設置有警示燈、開關以及顯示器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該基座一側設置有供平板式氣體感測元件放置之置放盤。
5. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該第一探針組與第二探針組係分別連接於第一電源導線組與第二電源導線組，第一電源導線組與第二電源導線組分別連接有第一電源供應器與第二電源供應器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該檢測座內活動螺接有螺桿，螺桿為連接於第二驅動器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該檢測裝置之本體內側壁上設置有垂直向之滑軌，而檢測座一側設置有滑座，滑座係連接於滑軌。
8. 如申請專利範圍第1項所述之平板式氣體感測元件檢測設備，其中該檢測裝置之本體內部上表面設置有上止擋柱以及上光電偵測器，而本體內部下表面設置有下止擋柱以及下光電偵測器。