[发明专利]自动充氧型固体参比氧传感器

权利要求书

1.一种固体参比氧传感器，包括测氧单元、固体参比单元，其特征在于：还包括充氧单元， 该固体参比氧传感器由测氧单元、固体参比单元、充氧单元依次相叠而成；该测氧单元由 氧化钇稳定氧化锆陶瓷片、多孔铂测量电极、测量电极多孔保护层依次相叠而成；固体参 比单元由复合参比电极、固体参比层依次相叠而成；充氧单元由充氧电极一组成。

2.根据权利要求1所述的固体参比氧传感器，其特征在于：该充氧单元还包括充氧电解质层、 充氧电极二，该充氧单元由充氧电极一、充氧电解质层、充氧电极二依次相叠而成。

3.权利要求2所述的固体参比氧传感器的制作方法，其特征在于：在氧化钇稳定氧化锆陶瓷 片的一个表面依次涂覆并烧成多孔铂测量电极、测量电极保护层，并在其另一个表面依次 涂覆并烧成复合参比电极、固体参比层、充氧电极一、充氧电解质层、充氧电极二，构成 自动充氧型固体参比氧传感器。

4.权利要求2所述的固体参比氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的复合参比电极采用 由氧化铋基陶瓷粉、金属铂粉、高温粘结剂、低温粘结剂和溶剂配制而成的电极浆料经丝 网印刷、烧结而成，其质量百分含量分别为10-25％、5-15％、10-25％、2-8％、40-70％； 其中氧化铋基陶瓷粉的化学组成以摩尔百分含量计，为三氧化二钇0-35％、氧化钡0-15％、 三氧化二铋65-90％；高温粘结剂的化学组成以质量百分含量计，分别是氧化钠6-20％、 三氧化二硼20-35％、氧化钙5-10％、三氧化二铝5-10％、二氧化硅35-60％的玻璃粉；低 温粘结剂为甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯树胶中的一种或多种；溶剂为水、乙醇、松 油醇中的一种或多种；所制得的电极浆料经丝网印刷后在750-1000℃下烧结5-60分钟即 可得到复合参比电极。

5.权利要求2所述的固体参比氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的固体参比层为测氧 单元提供恒定的参比氧浓度，采用由固溶体粉、高温粘结剂、低温粘结剂和溶剂配制而成 的参比浆料经丝网印刷、烧结而成，其质量百分含量分别为：10-25％、10-25％、2-8％、 40-70％；其中固溶体粉的化学组成以摩尔百分含量计为：二氧化铈20-75％、二氧化锆 25-80％；高温粘结剂的化学组成以质量百分含量计分别是：氧化钠6-20％、三氧化二硼 20-35％、氧化钙5-10％、三氧化二铝5-10％、二氧化硅35-60％的玻璃粉；低温粘结剂为 甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯树胶中的一种或多种；溶剂为水、乙醇、松油醇中的一 种或多种；所制得的固体参比浆料经丝网印刷后在750-1000℃下烧结10-60分钟即可得到 固体参比层。

6.权利要求2所述的固体参比氧传感器的制作方法，其特征在于：所述的充氧单元中的充氧 电极一、充氧电极二为多孔铂电极；充氧电解质层采用由氧化钇稳定氧化铈锆陶瓷粉、高 温粘结剂、低温粘结剂和溶剂配制而成的充氧电解质浆料经丝网印刷、烧结而成，其质量 百分含量分别为20-40％、5-15％、2-8％、40-70％；其中氧化钇稳定氧化锆陶瓷粉的化学 组成以摩尔百分含量计，为三氧化二钇为0-10％、二氧化铈0-35％、二氧化锆为65-95％； 高温粘结剂的化学组成以质量百分含量计分别是：氧化钠6-20％、三氧化二硼20-35％、 氧化钙5-10％、三氧化二铝5-10％、二氧化硅35-60％的玻璃粉；低温粘结剂为甲基纤维 素、乙基纤维素、阿拉伯树胶中的一种或多种；溶剂可选水、乙醇、松油醇中的一种或多 种；所制得的电极浆料经丝网印刷后在750-1000℃下烧结5-60分钟即可得到充氧电解质 层。

7.权利要求2所述的固体参比氧传感器的使用方法，其特征在于：以充氧电极一为阳极、充 氧电极二为阴极，对充氧电解质层施加强度为2.5-10伏/毫米的直流电场，引导环境中的 氧先后扩散进入充氧电解质层和固体参比层，使固体参比层始终保持恒定饱和氧浓度。

8.权利要求1所述的固体参比氧传感器的使用方法，其特征在于：所述的充氧单元以复合参 比电极为阳极、充氧电极一为阴极，直接对固体参比层施加强度为2.5-10伏/毫米的直流 电场，引导环境中的氧扩散进入固体参比层，使固体参比层始终保持恒定饱和氧浓度。