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華智通技術(shù)專家來解讀氮氧傳感器技術(shù)要點

2020-11-24 15:05:05 作者:houxianyong

在汽車行業(yè)中降低 NOX 的方法主要有兩種,NOX 氣體捕獲以及 NOX 還原。但是無論 哪種方法,準(zhǔn)確的測定 NOX 的濃度是首先要解決的問題。

現(xiàn)在市場上的NOX 傳感器是輩于氧化鋯基片的電化學(xué)電流測試方法,采用 多層氧化鋯基片多層層共燒而成,中間加入了加熱體、測試電極、氧泵電極等,它首先通過降低汽車尾氣中的氧氣的含量,將尾氣中氧氣含量降到了很低的程度( 10-3 ppm) , 使 NOX 氣體在測試電極表面分解成氮氣和氧氣氣體,通過測定氧氣氣體產(chǎn)生的電流強度 ,測試 NOX 的濃度。這種裝置的優(yōu)點在于可以在線測試 NOX 的濃度,體積小,安裝方便,但是它的缺點也是很明顯的,首先在NOX的濃度很低的時候,分解得到的氧氣氣體的濃度也很低,產(chǎn)生的電流就很小,在分析很小電流的時候,后續(xù)處理電路的成本就增加了,在不增加電路成本的情況下,只有降低測試的靈敏度了,也就是說,這種裝置很難測試較低的 NOX 濃度 ;其次制備工藝復(fù)雜,有很多的制備步驟,這些步驟中的任何一步失誤的話都會導(dǎo)致前功盡棄;

氮氧傳感器,其特征在于:該傳感器結(jié)構(gòu)包括從上到下依次疊壓的第一層基片、第二層基片、第三層基片、第四層基片、第五層基片;在第一層基片上 存在一個電極;在第二層基片上包含 了四個腔室:第 一腔室為原始氣體腔室,第二腔室和第三腔室為泵氧腔室,第四腔室為測量腔室;在第二腔室的上、下兩側(cè),第三腔室的上、下兩側(cè)以及第四腔室的下側(cè)分別存在一個電極;其中在第二腔室上側(cè)的電極與第一基片上的電極 構(gòu)成了第一泵氧電極,第三腔室上側(cè)的電極和第一基片上的電極構(gòu)成了第二泵氧電極;第 二腔室下側(cè)的電極為對電極;在第四腔室的中含有一個測量電極;在第一腔室、第二腔室、第三腔室及第四腔室之間 ,分別通過擴散障層隔開;在第三基片中含有 一個參考氣體腔室, 其與大氣相連,作為參考氣體通道;在第三基片和第四瞎片之間存在一個參考電極,作為測 輩電極的參考電極;在第四基片下側(cè)存在一個加熱電極;該傳感器所有基片的材料都是氧 化憶穩(wěn)定氧化鉛陶瓷,所有電極材料都是金屬鉛電極。

現(xiàn)有技術(shù)中,傳統(tǒng)的氮氧傳感器多采用片狀結(jié)構(gòu),由多層部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷基片疊合燒結(jié)而成。其結(jié)構(gòu)主要分為兩部分組成,一部分為實現(xiàn)氧化還原及電化學(xué)反應(yīng)的功能層,另一部分是負(fù)貢為氮氧傳感器加熱以達到催化反應(yīng)所需溫度的加熱層。針對傳統(tǒng)氮氧傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電極附近易開裂、靈敏度不高等缺點,最近發(fā)展的技術(shù)對其有所改進。

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,華智通以解決現(xiàn)有技術(shù)中由千使用陶瓷基片過多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜不足的問題。提供了一種新型的氮氧傳感器,包括從上到下依次疊壓的第一層基片、第二層基片、第三層基片、第四層基片、第五層基片。在第一層基片上存在一個電極。在第二層基片上包含了四個腔室:第一腔室為原始氣體腔室,第二胖室和第三胖室為泵氧腔室,第四胖室為測量胖室。在第二腔室的上、下兩側(cè),第  三腔室的上、下兩側(cè)以及第四腔室的下側(cè)分別存在一個電極。其中在第二腔室上側(cè)的電極 與第一基片上的電極構(gòu)成了第一泵氧電極,第三腔室上側(cè)的電極和第一基片上的電極構(gòu)成了第_泵 氧電極。第一腔 室下側(cè)的電極為對電極。在第四腔室的中含有一個測釐電極。在第一腔室、第二腔室、第三腔室及第四腔室之間,分別通過擴散障層隔開。在第三基片中含有一個參考氣體腔室,其與大氣相連,作為參考氣體通道。在第三基片和第四基片之間存在一個參考電極,作為測量電極的參考電極。在第四基片下側(cè)存在一個加熱電極。所有基片的材 籵都是由氧化憶穩(wěn)定氧化鈉。所有加熱電極材料都是伯電極。

具體實施方式

氮氧傳感器可用來測量汽車尾氣及電車鍋爐氣體中氮氧化物氣體含量的測量。該傳感器包括從上到 下依次疊壓的第一層基片、第二層基片、第三層基片、第四層基片、第五層基片。在第一層基 片上存在一個電極。在第二層基片上包含了四個腔室:第一腔室為原始氣體腔室,第二腔室和第三腔室為泵氧腔室,第四腔室為測量腔室。在第二腔室的上、下兩側(cè),第三腔室的上、下兩側(cè)以及第四腔室的下側(cè)分別存在一個電極。其中在第二腔室上側(cè)的電極與第一基片上的 電極構(gòu)成了第一泵氧電極,第三腔室上側(cè)的電極和第一基片上的電極構(gòu)成了第二泵氧電   極。第二腔室下側(cè)的電極為對電極。在第四腔室的中含有一個測擬電極。在第一腔室、第二腔室、第三腔室及第四腔室之間,分別通過擴散障層隔 開。在第三基片中含有一個參考氣體腔室,其與大氣相連,作為參考氣體通道。在第三基片和第四基片之間存在一個參考電極, 作為測量電極的參考電極。在第四基片下側(cè)存在一個加熱電極。所有基片的材料都是由氧  化憶穩(wěn)定氧化鉆。所有加熱電衱材料都是鉛電極。在測試過程中,位于第一腔室的含氮氧化物的混合氣體通過擴散障層進入第二腔室,第二腔室中的泵氧電極工作,將氣體中的大部 分氧氣泵出,之后氣體進入第三腔室,在第三腔室催化電極的作用下,氣體中的所有NO葉皮還原為NO和02 , NO又進一步被還原成島和02 , 經(jīng) 過氮氧化物還原得到的0 2進入第四腔室,在泵氧電極的作用下泵出第四腔室,通過測試泵氧電極與參考電極的電勢差,即可以獲得第 四腔室中小濃度 ,進而獲得原始氣體中氮氧化物的含量。

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