[发明专利]一种带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器及其制备方法

摘要

一种带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器及其制备方法，涉及一种分压型氧传感器及其制备方法。本发明是要解决现有的分压型氧传感器传热效率低、加热器体积大、温场分布不均、耐力学冲击振动能力差的技术问题。本发明的带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器是由芯体和陶瓷加热器组成；将芯体通过放置于陶瓷加热器中间的通孔中，将芯体和陶瓷加热器之间的孔隙用高温封接玻璃填满，最后烧结成型得到带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器。本发明的分压型氧传感器可以提高传感器力学抗冲击强度、提升热传导效率、缩短冷启动时间、提升温场分布均一性，具有高精度、高可靠的优点。可用于密闭环境、大气环境等环境的氧浓度检测。

主权项

1.一种带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器，其特征在于带有陶瓷加热器结构的分压型氧传感器是由芯体(6)和陶瓷加热器(5)组成；/n所述的芯体(6)是由两个氧化铝过滤片(6-1)、两个氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)和三个铂电极(6-3)组成；所述的氧化铝过滤片(6-1)和氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)均为圆形，且氧化铝过滤片(6-1)和氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)的直径相等；/n所述的铂电极(6-3)是由铂环(6-3-2)和铂引脚(6-3-1)组成；所述的铂引脚(6-3-1)的一端与铂环(6-3-2)固定；所述的铂电极(6-3)为一体结构；/n芯体(6)是按照氧化铝过滤片(6-1)、铂电极(6-3)、氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)、铂电极(6-3)、氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)、铂电极(6-3)和氧化铝过滤片(6-1)的顺序从上至下依次堆叠固定组成；三个铂电极(6-3)之间呈120°夹角；所述的铂环(6-3-2)的圆心与氧化铝过滤片(6-1)的圆心和氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)的圆心在一条直线上；两个氧化锆固体电解质陶瓷片(6-2)与中间夹着的一个铂电极(6-3)密封使得铂环(6-3-2)中间的空心部分形成一个密闭腔室；/n所述的陶瓷加热器(5)是由引出端层(1)、第一加热丝层(2)、第二加热丝层(3)和第三加热丝层(4)组成；所述的引出端层(1)、第一加热丝层(2)、第二加热丝层(3)和第三加热丝层(4)的基体均为长方体结构且四个长方体的尺寸完全相同，在每个基体上表面的中心处均有一个通孔且孔径相等；/n所述的引出端层(1)的第一陶瓷基体(1-6)的上表面通孔边沿处均匀分布三个引出端(1-3)，引出端层1的第一陶瓷基体(1-6)的上表面还分别设置有第一引出线焊盘(1-1)和第二引出线焊盘(1-2)，第一引出线焊盘(1-1)和第二引出线焊盘(1-2)靠近第一陶瓷基体(1-6)的同一个边；从第一引出线焊盘(1-1)的上表面中心处至第一陶瓷基体(1-6)的下表面之间设置有导电金属；从第二引出线焊盘(1-2)的上表面中心处至第一陶瓷基体(1-6)的下表面之间设置有导电金属；/n所述的第一加热丝层(2)的第二陶瓷基体(2-5)的上表面通孔边沿处设置第一圆弧形加热丝(2-4)；第一加热丝层(2)的第二陶瓷基体(2-5)的上表面还设置有第三引出线焊盘(2-1)、第四引出线焊盘(2-3)和第五引出线焊盘(2-2)；第一圆弧形加热丝(2-4)的两端分别与第三引出线焊盘(2-1)和第四引出线焊盘(2-3)连接；从第三引出线焊盘(2-1)的上表面中心处至第二陶瓷基体(2-5)的下表面之间设置有导电金属；从第四引出线焊盘(2-3)的上表面中心处至第二陶瓷基体(2-5)的下表面之间设置有导电金属；从第五引出线焊盘(2-2)的上表面中心处至第二陶瓷基体(2-5)的下表面之间设置有导电金属；/n所述的第二加热丝层(3)的第三陶瓷基体(3-5)的上表面通孔边沿处设置第二圆弧形加热丝(3-4)；第二加热丝层(3)的第三陶瓷基体(3-5)的上表面还设置有第六引出线焊盘(3-1)、第七引出线焊盘(3-3)和第八引出线焊盘(3-2)；第二圆弧形加热丝(3-4)的两端分别与第六引出线焊盘(3-1)和第七引出线焊盘(3-3)连接；从第六引出线焊盘(3-1)的上表面中心处至第三陶瓷基体(3-5)的下表面之间设置有导电金属；从第七引出线焊盘(3-3)的上表面中心处至第三陶瓷基体(3-5)的下表面之间设置有导电金属；从第八引出线焊盘(3-2)的上表面中心处至第三陶瓷基体(3-5)的下表面之间设置有导电金属；/n所述的第三加热丝层(4)的第四陶瓷基体(4-4)的上表面通孔边沿处设置第三圆弧形加热丝(4-1)；第三加热丝层(4)的第四陶瓷基体(4-4)的上表面还设置有第九引出线焊盘(4-2)和第十引出线焊盘(4-3)；第三圆弧形加热丝(4-1)的两端分别与第九引出线焊盘(4-2)和第十引出线焊盘(4-3)连接；从第九引出线焊盘(4-2)的上表面中心处至第四陶瓷基体(4-4)的下表面之间设置有导电金属；从第十引出线焊盘(4-3)的上表面中心处至第四陶瓷基体(4-4)的下表面之间设置有导电金属；/n所述的陶瓷加热器(5)是按照引出端层(1)、第一加热丝层(2)、第二加热丝层(3)和第三加热丝层(4)的顺序从上至下依次堆叠固定组成；第一引出线焊盘(1-1)上表面的中心与第三引出线焊盘(2-1)上表面的中心在一条竖直直线上；第四引出线焊盘(2-3)上表面的中心与第七引出线焊盘(3-3)上表面的中心在一条竖直直线上；第六引出线焊盘(3-1)上表面的中心与第九引出线焊盘(4-2)上表面的中心在一条竖直直线上；第十引出线焊盘(4-3)上表面的中心、第八引出线焊盘(3-2)上表面的中心、第五引出线焊盘(2-2)上表面的中心和第二引出线焊盘(1-2)上表面的中心在一条竖直直线上；第三引出线焊盘(2-1)与第六引出线焊盘(3-1)错开设置；第十引出线焊盘(4-3)与第七引出线焊盘(3-3)错开设置；/n所述的芯体(6)设置在陶瓷加热器(5)的中心通孔中，三根铂丝将三个铂引脚(6-3-1)与三个引出端(1-3)分别连接；芯体(6)与陶瓷加热器(5)之间的孔隙通过高温封接玻璃密封填满形成一体结构。/n