[发明专利]一种新型氨气传感器芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型氨气传感器芯片及其制备方法。芯片包括由上而下依次设置的第一层至第五层流延基片，在第一层流延基片正面印刷公共外电极，其反面印刷非活性电极，在第一层流延基片反面或第三层流延基片正面印刷催化电极，非活性电极和公共外电极形成泵氧功能单元，催化电极和公共外电极形成测氨功能单元；在第三层流延基片反面或第四层流延基片正面印刷参考电极；在第五层流延基片正面印刷加热电阻，加热电阻两侧分别印刷绝缘层，加热电阻通过小孔和第五层流延基片反面引脚相连。本发明具有控制简单和测试精确的特点，所制备的氨气传感器芯片能够连续精确地测量氧气和氨气含量。

技术领域

本发明属于汽车尾气传感器技术领域。尤其涉及一种新型氨气传感器芯片及其制备方法。

背景技术

目前车用尾气氨气传感器芯片采用催化电极与普通电极的电势差构成，依据催化反应氨气对于环境氧的消耗造成与对比电极五消耗的氧电势差构成浓差电池测量氨气的含量。

这种氨气传感器芯片的缺点是，按照能斯特公式氧浓差电势与氧含量比值的对数成正比，所以经过催化耗氧造成的两个电极的氧浓差比值非常接近1，从而对应的电势差极小，难以检查出氨气的含量；即使经过类似氧泵的抽氧过程使得环境氧降低从而扩大催化耗氧造成的两个电极的氧浓差比值偏离1多一些，也不足以满足达到显著的测量效果的条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型氨气传感器芯片及其制备方法，是提供一种通过泵氧减少环境氧含量基础上再通过催化使得环境氨气耗氧从而测试精确的环境氨气含量的传感器芯片设计及制备方法，用该方法制备的氨气传感器芯片对应电控单元与目前市面上NOx传感器的电控单元基本一样，简单有效，能精确连续测量氧气和氨气含量。以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种新型氨气传感器芯片，包括由上而下依次设置的第一层流延基片、第二层流延基片、第三层流延基片、第四层流延基片、第五层流延基片，在第一层流延基片正面印刷公共外电极，其反面印刷非活性电极，在第一层流延基片反面或第三层流延基片正面印刷催化电极，非活性电极和公共外电极形成泵氧功能单元，催化电极和公共外电极形成测氨功能单元；在第三层流延基片反面或第四层流延基片正面印刷参考电极；在第五层流延基片正面印刷加热电阻，加热电阻上下两侧分别印刷绝缘层，加热电阻通过小孔和第五层流延基片反面引脚相连。

作为本发明进一步的方案：催化电极是在相应位置表面先印刷催化电极非活性电极层，其上用多孔浆料印刷催化电极催化层。

作为本发明进一步的方案：非活性电极和催化电极由已冲孔的第二层流延基片分隔开并形成电气缓冲间、第一腔室以及第二腔室，两腔室之间留有狭缝扩散通道。

一种新型氨气传感器芯片的制备方法，包括如下步骤：

（1）在第一层流延基片正面印刷公共外电极，反面印刷非活性电极，在第一层流延基片反面或第三层流延基片正面印刷催化电极，非活性电极和催化电极由已冲孔的第二层流延基片分隔开并形成第一腔室和第二腔室，两腔室之间留有狭缝扩散通道，非活性电极和公共外电极形成极限电流型主泵用于泵氧测试氧含量，催化电极和公共外电极形成极限电流型测量泵用于测量氨气含量；

（2）第三层流延基片反面或第四层流延基片正面印刷参考电极，在第五层流延基片正面印刷加热电阻，加热电阻上下两侧有绝缘层，加热电阻通过小孔与第五层流延基片反面的小孔相连；

（3）将五层基片经过等静压叠合成为整体生坯，切割生坯形成单个芯片生坯；经过排胶并在1450摄氏度烧结1-3小时，制得新型氨气传感器芯片。

作为本发明进一步的方案：催化电极先印刷一个非活性电极然后其上再印刷催化层，催化层具有促进尾气中氨气与氧反应的能力，根据反应后氧含量的减少计算出尾气中氨气的含量。

作为本发明进一步的方案：所述印刷加热电阻阻值为2~20欧姆。