[其他]测定氧气浓度的装置

说明书

本发明是有关测定氧气浓度的装置，它的特点是用固体电解质来测定氧气浓度，特别对那些测定燃气中所含氧气浓度的装置是很适用的，因此可根据汽车的运行情况而适当调节燃料一空气混合比。

而这类测定氧气浓度的装置（以下简称为氧气传感器）可用作理想的油气混合比的传感装置，在此传感器内固体电解质的隔壁分开的排气与标准气体进行比较来产生电动势，固体电解质材料例如由氧化锆制成，该传感器用来调节送到发动机内的油气混合比约为4.7∶1。

有人对改进氧气传感器精度方面提出了一种方法，在这种传感器内，园柱形电解质一端是封闭的，通过插入一杆形加热器保持加热状态，但这样就需要有三个接头而使这种装置比较复杂，最近有人提出所谓细长型氧气传感器的建议，诸如日本公开专利No100746/1983所叙述的，在此细长型氧气传感器内，它的阴极上形成厚度只有400微米到500微米的扩散层，在阴极和阳极之间的电解质中氧离子进行强制流动，此电流就作为对应于标准气体测定氧气浓度的媒介，该细长型传感器至少要有4个接头，其中两个用于加热器，其他两个则用来输送氧离子电流，而联接这些接头引线的负极由于电压降不许可接地，若负极接地，就会发生电压降。上述形式的传感器中包括细长形传感器，加热器电极的延伸部分是镀镍的，而镍的引线用银焊固定在电极上，然而用银焊所固定的部分处在含氧气体中而受到氧化腐蚀，这就会引起发生很不利的自然脱开。大家知道包括有加热器的细长型氧气传感器装在小汽车排气管上时，当汽车在高速行驶以后，发动机处于怠速状态下，细长型传感器插入件的表面温度在夏季会高达500℃，所以若传感器要用于这种高温氧化气体的场合，它必须有一个长加热器，这样，加热器接头和引线与插入件的顶端隔开以防止加热器引线接头处温度超过200℃。当杆状加热器做得很长时，此加热器含有一定的弯曲度，例如相对于50毫米长度弯曲为0.2～0.3毫米，在这种情况下，如果加热器插入氧化锆管的内孔中，就会发生位置偏移，这就会导致氧化锆管温度分布的情况变坏，从而降低了氧化锆管的平均温度，这相应引起氧离子电流的变化，从而降低了氧离子电流。更进一步，如杆状加热器的弯曲度相对比较大时，就会在装配时引起折断的可能性。这种不利倾向增加。

因此本发明根本目的是提供一种测定氧气浓度的装置，而且还要体积小和耐用。

由以上目的，根据本发明在测定氧气浓度的装置中，加热器联结引线的一端通过一无机粘合件整体地粘结到支撑件上，加热器在园柱形固体电解质的内周边上支承，并由支撑件使园柱形电解质的一端封口。

根据本发明测定氧气浓度的装置包括有：一端开口一端封口的园柱形固体电解质;安置在园柱形固体电解质的内周边上的加热器;安置在加热器的一端的支撑件，它位于园柱形固体电解质的开口端，用于支承固体电解质内周边上的加热器，接到加热器一端的引线，它们位于固体电解质的开口端用于给加热输电，构成固体电解质一部分的检测电极;为了给检测电极提供输出信号的内外引线接头，此处支撑件和引线都由无机粘结件粘结到加热器上。

根据本发明的一个最佳实例，加热器以下述方式由支撑件支承，即加热器和固体电解质之间构成了标准气体入口通路，支撑件备有开口以与标准气体进入通路相连。无机粘结由玻璃组成。

根据本发明的测定氧气浓度装置，加热器长度能缩短，因而使加热器的整个尺寸减小且耐用性增加。

从下面的最佳实例叙述中并参阅附图，就会对本发明的上述以及其他目的、特点和优点了解得更清楚。

图1（a）和图1（b）表示根据本发明的测氧浓度装置中采用的加热器，它的结构的一个实例。

图2（a）表示印在铝片上加热器的图案。

图2（b）表示加热器的芯杆，铝片烧在该芯杆上。

图3表示按照本发明的具有加热器的细长型氧气传感器实例的结构。

图4加热器和它的引线之间接头耐火性的试验曲线。

本发明实例将在以下参照附图进行详细叙述。