[发明专利]氮氧化物传感器芯片及氮氧化物总量的检测方法

权利要求书

1.一种氮氧化物传感器芯片，其特征在于，包括从上到下依次叠置的第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片和第六基片；

所述第二基片上设置第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室和第五腔室；

第一基片的上表面设有主泵外电极，下表面设有第一主泵内电极，第一辅泵内电极和第二检测电极；

所述第一腔室与第二腔室间设有第一扩散障碍层，第二腔室与第三腔室间设置第二扩散障碍层，第三腔室与第四腔室间设置第三扩散障碍层，第四腔室与第五腔室间设置第四扩散障碍层；

所述第一主泵内电极容置在第三腔室内，所述第一辅泵内电极和第一检测电极容置在第四腔室内，所述第二检测电极容置在第五腔室内；

所述第三基片上表面设有容置在第三腔室内的第二主泵内电极和容置在第四腔室内的第二辅泵内电极，并且还设置有第一检测电极；

所述第三基片下表面设有参比电极，第四基片上设有参比腔室，参比电极容置在参比腔室内；

第五基片与第六基片之间设有加热电极。

2.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器芯片，其特征在于，所述第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片和第六基片均为钇掺杂的氧化锆。

3.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器芯片，其特征在于，还包括第三检测电极，所述第三检测电极容置在第五腔室内，并设置于所述第三基片的上表面上。

4.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器芯片，其特征在于，所述第一扩散障碍层、第二扩散障碍层、第三扩散障碍层和第四扩散障碍层均为在第二基片上形成的扩散狭缝组成。

5.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器芯片，其特征在于，所述第四扩散障碍层包括腔室壁和空气狭缝，所述空气狭缝宽度小于30微米，所述的腔室壁为在第二基片上打孔形成的。

6.根据权利要求1所述的氮氧化物传感器芯片，其特征在于，所述的第四扩散障碍层厚度小于50微米。

7.一种氮氧化物总量的检测方法，其利用权利要求1-6所述的氮氧化物传感器芯片，并包括：

(1)当尾气进入第三腔室中，通过主泵外电极与参比电极之间的电压差Vref检测到氧气浓度的变化，第一主泵内电极和主泵外电极之间施加泵电压E0，将氧气泵出，产生电流Ip0；

(2)通过第一主泵内电极和参比电极之间的电压Vo测量第三腔室内剩余氧气浓度；

(3)主泵外电极与第一辅泵内电极之间施加泵电压E1，产生电流Ip1，且将电流Ip1预设为一恒定的数值；

(4)当尾气中的氮氧化物浓度变化时，电流Ip1发生变化，将电流Ip1反馈给主泵，控制主泵的泵电压E0，使得电流Ip1始终保持在一个恒定的数值；

(5)通过第一辅泵内电极与参比电极之间的电压差V1测量第四腔室内剩余氧气的浓度，且V1被恒定为一固定数值，用于反馈控制主泵外电极与第一辅泵内电极之间的泵电压E1；

(6)第四腔室内的主泵外电极与第一检测电极之间施加一可变的泵电压E2，产生电流Ip2，此电流为NOX分解产生的电流；

(7)第五腔室内的主泵外电极与第二检测电极之间施加一恒定的泵电压E3，产生电流Ip3，通过调整第一检测泵电极上施加的电压E2大小，将电流Ip3始终恒定为一固定数值，以保证第三腔室内，氮氧化物充分分解；

(8)电流Ip2和Ip3的和即为氮氧化物的总量。