一种氧化锆氧传感器测氧系统的设计

分析了氧化锆传感器的测氧原理,对能斯特方程做了修正。基于STM32 F3系列单片机设计了传感器加热电阻丝的温度检测和补偿电路、温度控制电路、氧浓差电势检测电路及恒流输出电路。系统采用PID算法,能有效精确地控制传感器的工作温度,具有一定的实用价值。     

铈锆储氧材料在浓差型汽车氧传感器中的应用研究

传统浓差型汽车氧传感器在结构上必须有连通大气的空气通道以提供恒定的氧分压,使得其制作工艺复杂、成本高、不便于微型化。文章提出利用铈基储氧材料的储氧特性,使其作为固态氧分压参考层,来制备一种新型的用于监测汽车尾气排放的氧浓差型氧传感器。研究利用添加锆形成铈锆复合固溶体氧化物(CZO)来改善氧化铈氧储能力(OSC),采用共沉淀法制备了CZO体系储氧材料,研究了老化温度对其相结构、比表面积及氧储能力的影响,并对制作的传感器进行测试,结果显示:在空燃比为1附近电势发生突变,突变电势范围为520～-200mV,贫燃时输出电势为负,富燃时输出电势为正。     

锅炉控制系统氧量变送器的设计

文中介绍了氧化锆氧浓着电池的工作原理。氧浓差电势与空气过剩系呈非线性关系，这样的非线性问题可以借用线表达式代替非线性函数来处理，而该线性表达式所描绘的特性能很好地满足分析和设计的目的。     

基于工业以太网的氧化锆分析仪

针对传统测氧仪表结构复杂、响应时间长、灵敏度低等不足,设计了以C8051F120单片机为控制核心的氧化锆分析仪.在分析氧化锆测氧原理的基础上,设计了氧电势信号调理电路、热电偶测温补偿电路和加热温度控制电路,采用数字PID控制算法将氧化锆传感器温度稳定地控制在700±1℃;给出了系统硬件电路的总体设计;利用以太网控制器CP2200设计了工业以太网接口,通过以太网接口能够快速准确的发送测量和报警信息.实验结果表明:该氧化锆分析仪控温准确、响应快速、灵敏度高、具有很高的实用价值.     

新型抽出式氧化锆氧分析仪的制备及性能研究

研制一种新型抽出式氧化锆氧分析仪并对其性能进行测试分析。仪器研制主要通过负压抽气泵结构设计、研制,氧化锆敏感元件的研制、性能测试,整套仪器的装配及性能测试等步骤完成。结果表明:氧化锆敏感元件能承受8次以上热震冲击,对空气无氧差电势在±1.0 m V之间;负压抽气泵所用压缩空气流量在20~30 L/min范围时,可将920℃测氧点气温降低至最佳温区300~500℃,氧信号的响应时间在6 s以内,该新型抽出式氧化锆氧分析仪寿命大于18个月。     

氧化锆氧传感器的研究进展

氧化锆氧传感器具有较高的测氧精度和良好的高温稳定性，被广泛应用于内燃机尾气排放中氧含量检测等领域。随着氧传感器研究的不断深入和陶瓷层压工艺技术的日益成熟，氧传感器逐渐向小型化方向发展，其形状由管式转为板式。同时，传统的氧传感器起始工作温度较高，而采用固体参比层代替参比空气有望降低氧传感器的工作温度，并易于降低氧传感器的加工难度，从而可降低产品成本。对近年来在氧化锆氧传感器板式结构、固体参比层和微型化研究等领域的发展进行了相关综述。     

传感器在家用电器中的应用(三)

七、热风取暖装置 在煤气取暖装置中,设置由氧化锆氧浓差电池组成的燃烧传感器,可检测一氧化碳和氧的浓度。这样可避免不完全燃烧。在高温气流中设置SiC热敏电阻,则能实现正常加热。 燃烧传感器设置在取暖炉燃烧室附近的高温气流中,燃烧不完全时,传感器电极间     

ZDO—101型氧量测定仪性能研究

讨论了用氧化锆固体电解质氧浓差电池测定气体中氧含量时，还原性气体杂质影响测量准确度的原因，研究了净化杂质的技术。以不同方法配制样品气，验证了了净化技术的效果及仪器测量的准确度和重复性，对仪器的结构、电测系统及其特性作了介绍。     

汽车用氧传感器介绍与研究进展

介绍了汽车用氧传感器的原理、结构、发展情况及国内外研究新动向，并简要分析了其发展趋势。汽车尾气中的有害物造成的污染，给人类赖以生存的大气环境带来了越来越严重的危害。发达国家从六、七十年代就开始探索汽车尾气净化的途径，并取得了非常满意的净化效果。在我国，无铅汽油已经开始推广使用，但还只是汽车尾气净化工程的一个开端，相关的研究工作还需要全面展开。汽车用氧传感器在控制汽车尾气排放、节省燃料、净化空气中起着重要的作用。经掺杂稳定的立方相氧化锆（ZrO2)固体电解质材料，具有良好的高温氧离子导电性，是制造汽车用氧传感器的关键部件。氧传感器有氧浓差型和极限电流型类型，国内汽车用氧传感器的研究和制造已达到一定的规模，国外新近还研究出了一种化学扩散障型氧传感器。     

具有CeO_2-ZrO_2-Y_2O_3固态参考层的新型氧传感器的制备

传统浓差型汽车氧传感器结构上必须有参比空气通道以提供恒定的氧分压,故其工艺复杂、成本高、不便于微型化,同时空气通道会极大降低传感器的整体强度。文章利用CeO_2-ZrO_2-Y_2O_3固溶体(CZYO)具有的储氧特性,使其作为固态氧分压参考层,制备了一种用于监测汽车尾气排放的新型浓差型氧传感器,并对传感器分别在工作温度350,450,550℃进行测试,结果显示在空燃比为1附近输出电压发生突变,突变范围为700~-100 mV。     

空间飞行器表面原子氧密度传感技术综述与设想

对空间飞行器表面原子氧密度测量技术研究现状进行了探讨,并提出了一种新颖的测量方法设想,单个传感器采用YSZ(氧化钇稳定的氧化锆yttria-stabilized zirconia YSZ)作为敏感材料,通过测量YSZ阻抗变化的方法进行原子氧的测量.同时采用已知原子氧腐蚀速率的材料锇一起暴露测量,实现了对YSZ原子氧传感器的在线标定.该方案能解决空间飞行器表面原子氧密度的长期测量和传感器标定困难的问题.     

固体电解质电池在热处理中应用的初步探讨

固体电解质浓差电池又称氧探头,在热处理领域中用来测量控制炉气氛是目前国内外正在发展中的新课题。本文简述了固体电解质电池的测量原理以及用氧探头测量炉气氛的机理。氧势是决定炉气氧化金属能力的参数,而氧势与炉气中CO_2含量、露点以及碳势有着对应的关系,因此用氧探头测量控制炉气氛氧势即能达到控制炉气碳势的目的。本文在 JT—35井式气体渗碳炉以甲醇为稀释剂,煤油为渗碳剂,采用 HQG—71A 型红外线 CO_2、CH_4氧体分析仪和氧探头对炉气氛的变化进行同时连续测定。对氧探头的特性以及氧探头的输出电势与 CO_2、CH_4含量的对应关系,与碳势的对应关系进行了试验研究。多次试验结果表明氧探头的输出电势与炉气中 CO_2含量有良好的对应关系,有重现性;并与炉气碳势有对应的关系,因此在渗碳炉中可用氧探头测量控制炉气氛碳势。而且氧探头测量炉气氛反应快、灵敏度高、操作简便,直接装在炉内能反映炉气氛变化的过程,具有红外气体分析仪所不能及的优越性,为进一步探讨炉气氛的热力学和动力学性质提供了良好的测试途径。     

新型平板式汽车氧传感器的结构设计与数值模拟

设计了利用铈基储氧材料作为固态储氧参比层的新型平板式浓差型汽车氧传感器的多层结构,采用APDL建立其参数化有限元模型,通过热传导分析,对加热器进行优化设计。对优化模型施加阶跃电压,通过对电热耦合场模拟显示:t=4 s时,传感器活性区域温度均达到工作温度(300℃)以上,t=63 s时,各层温度趋于稳定,其中t=5 s时,各层温度梯度最大。热力耦合结果显示:各层最大等效应力先增大再缩小,最后趋于稳定,在t=5 s时,各层热应力值最大,但均小于相应温度下的断裂强度。     

氧化锆氧传感器在工业锅炉中的应用

介绍了氧化锆氧传感器的基本原理和燃煤工业锅炉送风控制系统，指出将氧化锆氧传感器和计算机技术应用到工业锅炉中，是减少燃煤工业锅炉的排放污染和降低运行成本最有效的办法。     

测氧传感器在气体渗碳中的应用

论述了气体渗碳过程中的炉气碳势控制原理，测氧传感器的内部结构及炉气碳与氧电势之间的相互关系。实测了不同温度、不同氧电势下的炉气碳势，并通过测氧传感器，碳势控制仪、流量计及电磁阀构成的控制回路实现了炉气碳的自动控制。     

测氧传感器在气体渗碳中的应用

论述了气体渗碳过程中的炉气碳势控制原理、测氧传感器的内部结构及炉气碳势与氧电势之间的相互关系。实测了不同温度、不同氧电势下的炉气碳势,并通过测氧传感器、碳势控制仪、流量计及电磁阀构成的控制回路实现了炉气碳势的自动控制。由于采用了智能化的控制方式,碳势控制精度得到很大提高。     

汽车排放控制系统中的氧传感器现状及展望

介绍了浓差型(Nernst型)、极限电流型和半导体电阻型等汽车排放控制系统中的氧传感器原理及结构。在综合该领域国内外研究现状的基础上,对氧传感器的发展进行了展望。     

基于单片机的K型热电偶冷端自动补偿设计

以单片机强大的数据处理功能为基础,以试验数据的拟合而不是理想集成运放的计算公式为测量依据,提出了检测环境电势和现场电势的新方法,并根据两者之和即为热电偶标准电势这一基本依据,设计了热电偶冷端自动补偿系统的硬件及相关软件。由于采用了软件对各电势信号处理．大大简化了传统补偿电路,使硬件设计仅包括环境温度测量、现场电势测量及单片机的信号处理三个模块,并且显著降低了成本。仿真及试验结果表明,本补偿系统可使控温最大偏差〈5℃。     

NO x 传感器的氧补偿及其标定策略

针对氧化锆基氮氧化物传感器信号受汽车尾气氧含量影响,导致精度不佳问题,提出一种氧补偿算法和标定策略。根据NO_x传感器工作原理进行模拟试验,分析不同氧含量下泵电流I_P2与NO_x浓度的关系,得出氧补偿算法,并分析了氧含量与补偿系数的关系,设计出一种实时对I_P2误差补偿的方案,使I_P2在氧含量为0%～20%,NO_x为0～3 000×10^-6范围内的误差减小到23 nA,对应NO_x浓度误差降低到15×10^-6以内。为进一步提高传感器测量的准确度,设计了一套标定方案,并与国外NO_x传感器进行对比测试。结果表明,该传感器在发动机瞬态工况下,NO_x浓度为0～2 000×10^-6的环境中,测量误差为0～25×10^-6,验证了该方案的可行性,满足尾气中NO_x浓度的监测要求,为提高氧化锆基NO_...     

一种宽工作温度范围的高灵敏度铯原子磁传感器

针对航空平台磁异常探测应用需求,研制了一种宽工作温度范围的高灵敏度铯原子磁传感器,解决了现有传感器存在的工作温度范围小、低温下易磁场失锁等问题。利用温度反馈机制对铯原子灯激发源进行实时补偿,提高了原子磁传感器的稳定性和工作温度范围,铯原子灯输出光功率稳定性由2.10(标准差)提升至0.62,传感器工作温度范围由-20℃～60℃提升至-50℃～70℃。基于低噪声铯原子灯和窄线宽铯原子吸收室技术,该文开展了铯原子磁传感器整机设计与参数优化,研制出高灵敏度铯原子磁传感器样机。测试结果表明,在常温及地磁背景下的实际测量灵敏度达■Hz,指标优于同类国际先进水平产品G-824A型铯原子磁传感器。