[实用新型]一种组合式传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种组合式传感器，属于尾气测量传感器领域。

背景技术

随着全世界范围内环境问题的日益加剧，排放法规的日益严格，机动车的排放问题越来越受到人们的关注。机动车尾气排放被指是构成雾霾的重要来源之一，据相关数据显示，2010年我国机动车排放污染物5226.8万吨，包括氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、颗粒物，其中汽车排放的NOX和PM超过85%。为此，日益严格的环保法规也将治理的重点放在氮氧化物NOX和颗粒物的排放上，因此对尾气中NOX和颗粒物浓度的检测就显得十分重要。

由于发动机燃烧及其尾气排放温度较高，尾气传感器必须能够在较高的温度下工作。要求尾气传感器材料能够经受-30℃—950℃的经常性的温度突变的冲击。目前市场上比较成熟的检测尾气中NOx浓度的传感器是基于氧化锆为基板的电化学式传感器，在US2010/0243447A1中有详细的描述，这些氮氧化物气体传感器的片芯部分的结构是通过把固体电解质的素坯进行切割成形，再印刷上电极图案，层层叠压后煅烧而成的，其内部结构包括多个腔室和气体扩散通道。该传感器具有体积小，耐高温，耐腐蚀，灵敏度高等特点。

目前用于检测PM的传感器包括光学式，感应电荷式等。其中光学式价格低，但受温度和水分影响，难以在尾气苛刻工作条件下使用。由于需要价格高昂的计电器，也限制了感应电荷式在汽车上的使用。文献OCHST．Particlatemattersensorforonboarddiagnostics(OBD)ofdieselparticulatefilters(DPF)．SAEInternational2010报道了一种累积式PM传感器如图1所示，该传感器包括钇稳定氧化锆基片、敏感电极、测温电极和加热电极，其原理基于对钇稳定氧化锆基片上印刷的梳状电极的电阻的测试。因为上述的两种传感器都是以氧化锆为基板，又都包含加热电极和测温电极，如果将其集成在一个传感器上，将会极大节约成本和降低损耗。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种组合式传感器，其即能检测尾气中氮氧化物浓度又能检测尾气中颗粒物浓度的传感器，使氮氧化物敏感元件与颗粒物敏感元件共用一个加热器，即节约成本，又降低损耗。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种组合式传感器，由氮氧化物敏感层A、加热层B、颗粒物敏感层C组成，其特征在于：加热层B布置于氮氧化物敏感层A和颗粒物敏感层C之间并结合成一体；氮氧化物敏感层A由外电极基板、反应腔室基板、内电极基板、参比电极基板、底层基板组成，外电极基板顶面覆盖导线绝缘层，外电极基板顶面的尾端有电极引脚i、电极引脚j、电极引脚g、电极引脚h，导线绝缘层上布置主泵外电极，主泵外电极上方覆盖外电极保护层；反应腔室基板开有第一反应腔室和第二反应腔室，反应腔室基板位于外电极基板的下方，反应腔室基板与外电极基板之间布置主泵内电极和辅泵内电极；内电极基板位于反应腔室基板的下方，内电极基板与反应腔室基板之间布置有下层主泵内电极、下层辅泵内电极和检测电极，下层主泵内电极、下层辅泵内电极与主泵内电极、辅泵内电极通过第一反应腔室和第二反应腔室侧壁上的电极浆料连接；参比电极基板位于内电极基板的下方，参比电极基板开有空气参比腔室，参比电极布置在参比电极基板与内电极基板之间；底层基板布置在参比电极基板的下方；

加热层B的加热基板开有两个加热基板通孔，加热电极和测温电极布置在加热基板顶面；

颗粒物敏感层C的敏感层基板位于加热基板下方，敏感层基板上也开有两个与加热基板位置一致的敏感层基板通孔，敏感层基板底面覆盖绝缘层，敏感层基板底面的后端有电极引脚a、电极引脚b、电极引脚c、电极引脚d、电极引脚e、电极引脚f，绝缘层下方再布置颗粒物敏感电极，颗粒物敏感电极为梳状叉指电极，颗粒物敏感电极的导线上覆盖保护层。

所述的电极引脚j与检测电极尾端通过组合式传感器一侧涂覆的电极浆料连接，电极引脚h与辅泵内电极尾端通过组合式传感器另一侧涂覆的电极浆料连接，电极引脚g与主泵内电极的尾端通过组合式传感器与电极引脚h同侧涂覆的电极浆料连接。

所述的加热电极通过加热基板通孔和敏感层基板通孔与电极引脚c和电极引脚d连接，电极引脚b和电极引脚e与颗粒物敏感电极连接，参比电极通过组合式传感器的侧面涂覆的电极浆料与下方的电极引脚a连接，测温电极通过组合式传感器的另一侧涂覆的电极浆料与电极引脚f连接。