[实用新型]氧探头传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种采用氧化锆固体电解质组成的氧浓度差电池来测量的传感器，尤其是氧化锆球与氧化铝保护管为一体的氧探头传感器。

背景技术

氧探头传感器是采用氧化锆固体电解质组成的氧浓度差电池来测氧的传感器，它是上世纪6O年代才兴起的，属于固体离子学中一个重要应用方面，这类氧传感器已在国内外广泛用于工业炉窑优化燃烧、汽车尾气测量和热处理工业炉气氛控制。但现有技术氧探头传感器的氧化锆球与氧化铝管都是分体的，如申请号为CN200720095602.5的实用新型公开的氧探头传感器，它是将氧化锆球固定在内、外电极和陶瓷管的前端，陶瓷管末端和内电极上固定绝缘定位套，外径处装有密封圈，内电极的延长段套有绝缘套并安装复位大弹簧和复位小弹簧，绝缘套用弹簧挡圈卡紧，再用垫圈和扁螺母锁紧，通过复位大弹簧和复位小弹簧保证金属内管与氧化锆球及刚玉陶瓷管与氧化锆球紧密接触，即通过弹簧压紧使氧化锆球与氧化铝管紧密接触起到密封作用。这种结构存在的问题是，氧化锆球与氧化铝管之间容易产生松动而接触不严，出现缝隙，发生漏气，破坏内部气路，使电极检测出现波动，影响检测的精度，因此使用寿命短。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的不足之处，提供一种将氧化锆球与氧化铝管为一体的结构，解决漏气和寿命短的问题，使测量更精确，使用寿命更长的氧探头传感器。

本实用新型采用的技术方案包括机座，在机座上设有吹炭黑孔，在机座左端内螺纹连接外电极，在机座右端外螺纹连接接线盒，在接线盒上设有参比气孔，在外电极内安装氧化铝管和氧化锆球，在氧化锆球上连接有内电极，内电极内腔体为参比气路，氧化铝管和外电极之间的腔体为清洗气路，在外电极上设有进气孔，所述氧化铝管与氧化锆球粘接后烧结成一体结构。

     所述氧化铝管右端安装有同时起到对在外电极定位和对氧化铝管起支撑作用的支座在机座内安装有活动密封件，在活动密封件内孔安装氧化铝管，在活动密封件右端与接线盒之间的腔体内安装大弹簧和小弹簧，大弹簧和小弹簧之间用金属环连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是实现了非金属氧化物陶瓷间的一体化连接，通过粘结后烧结将将氧化锆球与氧化铝管制成一体结构，其抗拉件封接强度≥90.0 Mpa，解决了氧化锆球与氧化铝管之间容易产生松动而接触不严，出现缝隙，发生漏气的问题，提高了产品的质量和产品的使用寿命，可用于渗碳和碳氮共渗等气氛控制，使用温度在650~1000℃，碳势控制范围在0.3~1.5%C，电势输出精度为±1mv，碳势控制精度为±0.05%C，响应时间≤1秒，正常使用寿命1年。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：

1.外电极，2.氧化锆球，

3.氧化铝管，4.吹炭黑孔，

5.活动密封件，6.机座，

7.接线盒，8.参比气孔，

9.第一弹簧，10.第二弹簧，

11.金属环，12.支座，

13.内电极，14.参比气路，

15.清洗气路，16.进气孔。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括机座6，在机座6上设有吹炭黑孔4，在机座6左端通过内螺纹连接外电极1，在机座6右端通过外螺纹连接接线盒7，在接线盒7上设有参比气孔8，在外电极1内安装氧化铝管3和氧化锆球2，在氧化锆球2上连接有内电极13，内电极13内腔为参比气路14，氧化铝管3和外电极1之间的腔体为清洗气路15，在外电极1上设有进气孔16，所述氧化铝管3与氧化锆球2粘接后烧结成一体结构；在所述氧化铝管3右端安装有同时起到对在外电极1定位和对氧化铝管3起支撑作用的支座12，机座6内安装活动密封件5，在活动密封件5内孔安装氧化铝管3，在活动密封件5右端与接线盒7之间的腔体内安装有用细钢丝缠成较大直径的大弹簧9和用粗钢丝缠成较小直径的小弹簧10，大弹簧9和小弹簧10之间用金属环11连接，通过弹簧的压紧和复位，可使活动密封件5左右移动，通过活动密封件5的左右移动，实现氧化铝管3和内电极13的左右移动，即带动氧化锆球2与外电极1的进气孔16打开或关闭，实现气路中气体量的变化。检测时，通过弹簧压紧氧化锆球2，进气孔16处于关闭状态，检测后，通过进气孔16进气，压缩弹簧复位，打开进气孔16，可以对气路进气清洗，以便恢复检测状态，为下一次检测做好准备。

所述氧化铝管3与氧化锆球2粘接后烧结成一体结构的制备方法是选用高摩尔系数钇稳定氧化锆造粒粉，采用等静压机在200Mp的压力下制作成短管，在车床上加工成带一定角度的氧化锆球坯；选择纳米微晶氧化锆造粒粉，采用等静压机，在300Mp的压力下制成氧化铝管坯，并在车床上加工成与氧化锆球角度相配的管口，然后用纳米锆粉、纳米铝粉、有机溶剂和辅料组成的粘结剂将氧化铝管坯与氧化锆球坯粘在一起，进入窑炉在1450℃-1550℃的温区环境中烧成。