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氧化锆工业陶瓷作为传感器的应用

  氧化锆工业陶瓷作为一种结构陶瓷,其性能有一系列的优点。那么采用具有优异性能的氧化锆工业陶瓷加工的氧传感器应用现状究竟如何呢?大家一起去看看吧。

  氧化锆式氧传感器是基于氧化锆固体电解质的材料特性来检测尾气中氧浓度的,按检测空燃比数值的范围不同分为:窄型氧传感器和宽型氧传感器。窄型氧传感器即“传统氧传感器”,只能检测空燃比是大于或小于14.7;宽型氧传感器即新式氧传感器,简称“空燃比传感器”,能检测的空燃比范围为23:1~11:1,且检测精度高,不仅能使发动机实现稀混合气或浓混合气控制,而且喷油量的控制更加精确。

  按传感器是否有加热装置分为:加热型和非加热型氧传感器。加热型氧传感器内有一个起预热作用的加热元件,在发动机起动后的20~30s内可迅速将氧传感器加热至工作温度;而非加热型氧传感器内没有加热元件,需靠排气的热量进行加热,这种传感器需要发动机起动并运转数分钟以后才能工作。

  传统氧传感器按照氧化锆的形状可分为“杯型”和“平面型”。杯型氧传感器的氧化锆被做成试管状,也称“锆管”。平面型氧传感器的氧化锆被做成平面状,其横截面为矩形。

  发动机排出的废气从氧传感器的端部经过并与锆管的外表面接触,空气从传感器尾部的通气孔进入锆管的内表面。在温度超过300℃时氧发生电离,根据ZrO2的测氧原理,由于大气中的氧气比废气中的氧气多,因而氧离子从大气侧向废气侧扩散,两侧离子的浓度差产生电动势,此时锆管相当于一个微电池,向外输出电压信号。锆管内外表面氧浓度差越大,输出电压信号也越高。

  空燃比传感器按照内部固体电解质的多少分为两种基本类型:单元件型和双元件型。单元件型空燃比传感器内部有一个氧化锆固体电解质,也称“极限电流型空燃比传感器”。双元件型空燃比传感器内部有两个氧化锆固体电解质,一个作为氧浓差电池,一个作为氧气泵。

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