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。     

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。     

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。     

氧化锆氧传感器浓差电势的测试研究

针对氧敏材料氧化锆氧浓差电势受工作温度及本底电势影响很大的特性,设计并制作了氧化锆氧传感器浓差电势的测量和检测系统,重点实现了不同工作温度的精确、稳定及迅速测量。在此基础上,完成了温度从400℃到800℃、氧气浓度从0%到6%时,氧化锆传感器浓差电势的测量的试验。对试验数据进行作图比较、回归分析等并得出结论。     

固体电解质SO2气体传感器件

以LaF3（掺杂5％CaF2）单晶为固体电解质，Na2SO3、Na2O为参比电极，含不同SO2浓度的空气为待测电极构成敏感浓差电池，对空气中SO2浓度进行测量。在不同温度下，采用电池两极电动势方法进行测量。实验发现，电池两极的电动势与SO2在空气中分压对数、体积分数成正比；电池的响应时间小于6s．从测量得到的阻抗谱图，发现LaF3（掺杂5％CaF2）单晶在常温下就具有较高的离子电导率，适于作为气体敏感浓差电池的固体电解质材料。     

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     

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。     

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。     

国外动态

氧传感器在工业上的应用氧传感器是化学传感器的一种。它主要由固体电解质(ZrO_2-MgO和ZrO_2-CaO系氧化物)及两侧的白金电极等组成。当两电极处于不同氧分压P_O_2~I、P_O_2~I下,氧化物中的氧能离子化成O~(2-)离子移动。如同干电池一样氧化物两侧就产生电动势E,实验求得:     

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。     

DWO型钢液浓差定氧仪设计原理

DWO型钢液浓差定氧仪以Cr_2O_3或ZrO_2固体电解质组成浓差电池,用于快速分析冶炼过程中钢水含氧量的变化,控制冶炼过程。文章介绍了仪器设计的理论依据,温度自动补偿原理,各单元电路的功能,最后给出了测试数据。由于采用温度自动补偿,消除了温度的影响,电势仅与钢水含氧量有关,因而简化了电路,提高了动态范围和可靠性。对高温条件下自由电子造成的误差,采用了两个非线性运算电路,克服了自由电子导电带来的误差,使仪表在较宽温度范围内精度高于1.5％。固态电解质浓差电池直接定氧法,具有快速简便,再现性好等优点,能作现场直接测定,控制生产过程,近年来在钢铁工业中获得广泛应用。采用浓差定氧工艺可以合理地进行脱氧控制,有利于推广半镇静钢的生产,提高生产能力,缩短冶炼周期,节省能源,降低成本。通过定氧测铝还能避免连铸机浇口堵塞事故。     

经皮氧分压监测仪传感器的研制

本传感器采用Clark电极,传感器性能稳定,重复性好,氧分压在0～120mmHg柱范围内呈良好线性关系,连续测定4小时,其飘移信号小于2mmHg柱。可连续监测病员氧分压的变化。     

固体铁氧化物与CO2-CO气体间18O交换的质谱研究

为掌握冶金反应过程中氧在气-固两相间的迁移动力学,采用氧同位素交换技术研究了1373 K时固体铁氧化物与CO₂-CO气体的氧同位素交换反应,考察了气相氧分压（CO₂/CO比值）对氧同位素交换反应的影响。结果表明：在氧同位素交换反应前期,反应速率随时间急剧下降,后期缓慢下降,反应前期和后期的控制性环节分别为界面化学反应和氧在铁氧化物内的扩散;氧分压的提高有利于氧同位素交换反应的进行。     

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。     

EL15-2C型风向传感器现场故障排除实例分析

文章针对DZZ5型自动气象站EL15-2C型风向传感器出现的数据异常情况,通过与风向数据采集逆向的逐级故障排查原则,依次对软件、数据采集器风向通道、防雷板风向通道、信号电缆和风向传感器5个环节进行故障排除。阐述基于格雷码位电平的判断方法快速确定导致风向数据异常的故障点的故障检修方法,旨在为自动气象站格雷码风向输出的风向传感器的维护保障工作提供维修指导及参考。     

汽油杂质对氧传感器响应特性的影响

汽油中的硫、磷、铅、锰、硅等微量杂质会严重影响电喷发动机系统中氧传感器的氧敏效应，是使氧传感器失效的主要原因之一。分析了这些杂质对氧传感器响应特性的影响以及损坏氧传感器的主要原因。研究发现：硫和锰会与氧传感器中的多孔铂电极发生反应，降低电极活性而恶化由稀至浓响应速度。铅会与铂电极形成低共熔物，延长氧传感器的响应时间。而硅和磷的作用主要在于对多孔电极层和保护层的严重堵塞。     

氧传感器对电喷发动机性能影响试验分析

采用切断氧传感器的方法,研究发动机性能的变化.试验发现,由于怠速时发动机温度较低,氧传感器在发动机怠速时在空燃比反馈控制中不起作用.怠速时断开氧传感器对发动机影响不大,在负荷试验中,断开氧传感器后,发动机不受空燃比反馈控制,耗油变大,混合气比有氧传感器时变浓,排放恶化明显.     

极限电流型氧敏元件测试系统设计

设计了一套用于测试极限电流型氧敏元件性能的测试系统。该测试系统主要包括注气排气装置、流量控制及测量装置、供电加热装置、控温测温装置、测试电路等，可以很好地模拟氧敏元件的各种现场使用环境，能满足极限电流型氧敏元件的测试要求。设计相应的测试电路，可用于测试浓差型和半导体电阻型氧敏元件的性能。     

平板式ZrO2汽车氧传感器的结构、原理及研究进展

庞大的汽车氧传感器市场、严格的汽车尾气排放法规和国内相关技术的欠缺，使得研究和开发具有自主产权的、性能好、可靠性高的氧传感器产品显得尤为迫切和重要。目前，平板式ZrO2汽车氧传感器由于具有尺寸小、响应快、能耗低、易集成、在恶劣环境下工作稳定等优点，而成为汽车尾气控制的主流氧传感器。介绍了该传感器的结构、原理、国内外发展研究进展及发展趋势。     

SOI压力传感器及其应用

SOI压力传感器是一种新型的、先进的物性型压力传感器.其采用硅氧化物实现压力芯片的敏感元件和与基片之间的电隔离,替代传统的pn结电隔离技术,打破极限使用温度上限的局限性,不存在微漏电通道,保障在高温条件下长期稳定工作.SOI压力传感器可广泛应用于石油、化工、冶金、航天、航空、船舶等领域的高温压力检测,极好地解决了高温传感器性能指标稳定性差,高低温宽温区的性能兼容性和分散性较大,环境试验适应性差、寿命短和可靠性低等技术难题.