汽车用氧化锆式氧传感器应用现状与发展趋势

介绍了氧化锆式氧传感器在汽车排放控制系统中的重要性,按照检测空燃比数值范围的宽窄对国内外现阶段主要的氧化锆式氧传感器进行了分类,对传统的"杯型"氧传感器、"平面型"氧传感器和新型空燃比传感器的结构组成、工作原理、信号特性及应用情况进行了介绍,重点论述了单元件型空燃比传感器和双元件型空燃比传感器的工作机理,比较分析了这几类氧化锆式氧传感器的优缺点,归纳得出了新型空燃比传感器将逐步取代传统氧传感器,未来能够满足检测范围宽、工作温度低、体积小的氧传感器将成为汽车氧传感器的发展趋势。     

氧化锆氧传感器的发动机台架测试

氧化锆氧传感器已经广泛地应用于汽车尾气排放反馈控制系统中.我们在发动机台架上对自制的氧化锆氧传感器进行了性能测试.得到并分析了传感器的升温激活时间、响应性能和电动势输出以及在不同波动频率下的波形图.结果表明,其能满足实际应用的要求.     

固体电解质电位型甲烷传感器的气敏性能研究

研究了甲烷浓度和工作温度对氧化锆基混合电位型传感器响应值的影响.以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,氧化锡(SnO2)为工作电极的传感器对(200~1000)×10 -6浓度的甲烷具有良好的传感性能,传感器响应值与甲烷浓度的对数值呈良好的线性关系,传感器在650℃时具有良好的传感性能,其中响应时间和恢复时间均低至5 s.     

FET型氧传感器

<正> 氧传感器在工业过程检测、汽车发动机控制等领域已得到广泛应用。过去虽然已经研制出各种氧传感器,但迄今所使用的氧化锆氧传感器也只是限于克拉克型氧电极等产品。 氧化锆氧传感器由于工作温度在500℃以上,所以主要应用于过程测量和汽车方面。另外,氧化锆型氧电极虽然也可在室温条件下使用,但是需要电解质溶     

低温氧化锆氧传感器的研究

研究了一种新型氧化锆氧传感器－低温氧传感器。它以氧化钇稳定的氧化锆作电池，以二氧化钌（ＲｕＯ２）代替常规的金属铂（Ｐｔ）作电极，即使工作温度降至３００℃，它仍有较小的电池内电阻和较快的响应速度，其理想工作温度下限比常规氧化锆氧传感器降低了５００℃左右。因此，延长了电池的使用寿命，扩大了该传感器的应用范围。     

氧化锆基片式NO_x气体传感器的研制

采用具有自主知识产权的制备工艺流程,制备了氧化锆基NOx气体传感器。首先配制了性能良好的5mol%-ZrO2浆料,流延成型得到了氧化锆陶瓷素坯基片,经过剪裁、冲孔、开槽、丝网印刷等工艺,制备了传感器素坯,经过1450℃2h烧结得到了氧化锆基NOx传感器。应用线性伏安法初步测试了该NOx气体传感器的性能。制备的NOx气体传感器具有良好的NOx气体响应性能。初步性能测试结果表明,传感器的电流值和NO2气体浓度之间存在着强的线性相关性,线性相关系数99.27%,电流值在0.136A~0.142A之间,传感器的线性范围为:200ppm~2000ppm。     

用铈锆固溶体制备新型氧浓差型氧传感器

利用氧化铈—氧化锆固溶体储氧材料的储氧特性,使其作为固态氧分压参考层,制备了一种新型的用于监测汽车尾气排放的氧浓差型氧传感器,克服了传统浓差型氧传感器制作工艺复杂、成本高、不便于微型化的缺点。该传感器结构由钇稳定的氧化锆电解质、氧化铈—氧化锆固溶体氧分压固态参考层和铂电极组成。利用N2和O2的混合气体来模拟尾气对其分别在工作温度350,400,450℃进行测试,发现在空燃比为1附近电势发生突变,突变电势范围为520~-100mV。     

单片机控制的氧化锆氧量分析仪

本文介绍了利用氧化锆传感器测量氧含量的原理及ZOY-2型单片机控制氧化锆氧量分析仪.和日本的ZO21型氧化锆氧量分析仪相比,ZOY-2型增加了两种功能,其它性能也更先进.     

基于氧化锆传感器的烟气氧量检测系统

设计了一种基于能斯特方程的烟气含氧量检测系统。选用氧化锆传感器,以MSP430单片机为智能控制单元,设计了热电偶的测温补偿电路、控温电路以及氧化锆传感器的信号处理电路。采用模糊控制算法,实现了传感器温度的恒温控制,简化了控制流程。实验证明：传感器温度可长期保持在（750±1）℃的范围内;氧含量修正方程有着良好的线性。     

提高氧化错氧含量测量系统动态精度的新方法

本文根据氧化锆氧含量测量传感器的基本原理，针对其动态精度低的特点，提出了提高动态精度的动态预测法，采用该方法可以较精确地得到同一时刻氧化锆传感器输出的氧浓度电势和电热偶输出的热电势。     

平板式二氧化锆氧传感器的研究进展

由于日益严格的排放法规,平板式二氧化锆氧传感器将成为汽车尾气控制应用的主流传感器。介绍了平板式氧传感器的制备工艺、结构和三种平板式氧传感器的工作原理并进行了对比。最后,展望了平板式氧传感器的发展前景。     

TiO2薄膜氧敏特性研究

金属氧化物随氧分压不同，有改变电导率这一性质而被广泛地用来制作氧敏传感器，传统的传感器大多是体材料或厚膜材料，工作时需加高温。本文描述的是ＴｉＯ２薄膜材料与Ｐｔ薄膜形成的肖特基势垒高度随氧分压不同而改变的氧敏现象，测定了该肖特基二极管的氧敏特性，并讨论了它的敏感机理。     

钢水成分传感器及其应用进展

本文主要介绍近年来钢水定氧、氮、氢和铁水定硅、硫传感器的技术进步及其应用进展.目前氧传感器的应用已经很成熟,但国产氧传感器在稳定性和测量范围尤其是低氧浓的测定上还应改进.基于氧化锆固体电解质氧浓差电池的铁水中硅、硫传感器也已经实用.基于质谱分析的钢中多气体在线分析为钢中气体的全分析提供了新途径.     

一种准确简便地标定氧化锆氧量分析仪的新方法

本文提出仅用一种标准气或不用标准气标定氧化锆氧量分析仪的新方法。它符合我国的相关检定规程,适宜含氧量下限不小于0．1％的氧量分析仪的首次检定、后续检定和使用中的检验,尤其适宜在发电厂使用了较长时间后,对“检测器的多孔陶瓷过滤网已破损或其气孔被堵塞程度不明”的情况下进行检定或标定。     

Compact electrochemical bifunctional NOx/O2 sensor with metal/metal oxide internal reference electrode for high temperature applications

Simultaneous measurement of total NO_x and O₂ using two electrochemical methods are demonstrated using metal/metal oxide internal oxygen reference electrode-based sensors at high temperatures. The Pd/PdO-containing reference chamber was sealed within a stabilized zirconia superstructure by a high pressure/temperature plastic deformation bonding method exploiting grain boundary sliding between the ceramic components. Amperometric and potentiometric NO_x sensing devices were assembled on the outside of the sensor. Pt-loaded zeolite Y was used to obtain total NO_x capability. Both the amperometric and potentiometric type sensors showed total NO_x response, with the potentiometric device showing better NO_x/O₂ signal stability and lower NO_x–O₂ cross-interference. Since these sensors do not require plumbing for reference air, there is more flexibility in the placement of such sensors in a combustion stream.     

基于LSCM/3YSZ致密扩散障型极限电流氧传感器的研究

采用固相法制备了LSCM(La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3)粉体。按不同质量比将其与3%-mol氧化钇稳定氧化锆粉体(3YSZ)混合,制备得到系列混合导体。根据热膨张系数、微观形貌等物理特性,选取合适比例的混合导体。采用Pt浆粘合法将其与8YSZ固体电解质叠层制作成致密扩散障型极限电流氧传感器。经测试,使用LSCM质量比分别为60%和70%的混合导体作为致密扩散障时,对应的氧传感器在973 K氧浓度分别为6 000×10-6～2.28%和1.22%～8.01%范围内具有良好的测氧特性,并且极限电流与氧浓度之间存在良好的线性关系;其在不同氧浓度下的响应时间曲线显示传感器重复性好,响应时间约数十秒。     

Improvement of the NOx selectivity for a planar YSZ sensor

In recent years planar yttria-stabilized zirconia (YSZ) based electrochemical gas sensors for automotive exhaust applications have become a major source of interest. The present work aims to develop a sensor for industrialisation. For this reason planar YSZ-based electrochemical sensors using two metallic electrodes (platinum and gold) were fabricated using screen-printing technology and tested in a laboratory test bench for different concentrations of pollutant gas such as CO, NO, NO₂ and hydrocarbons in oxygen rich atmosphere. It was furthermore shown that the selectivity towards NO_x could be highly reinforced by deposing a catalytic filter consisting of 1.7-4.5 wt.% Pt dispersed on alumina directly on the sensing elements. This filter was characterized by the use of SEM, TPD and XRD.     

Measurement of wireless pressure sensors fabricated in high temperature co-fired ceramic MEMS technology

High temperature co-fired ceramics (HTCCs) have wide applications with stable mechanical properties, but they have not yet been used to fabricate sensors. By introducing the wireless telemetric sensor system and ceramic structure embedding a pressure-deformable cavity, the designed sensors made from HTCC materials (zirconia and 96% alumina) are fabricated, and their capacities for the pressure measurement are tested using a wireless interrogation method. Using the fabricated sensor, a study is conducted to measure the atmospheric pressure in a sealed vessel. The experimental sensitivity of the device is 2 Hz/Pa of zirconia and 1.08 Hz/Pa of alumina below 0.5 MPa with a readout distance of 2.5 cm. The described sensor technology can be applied for monitoring of atmospheric pressure to evaluate important component parameters in harsh environments.