一种内嵌导电铂丝氧传感器的制作方法

本实用新型涉及氧传感器领域，尤指一种内嵌导电铂丝氧传感器。

背景技术：

传统的氧传感器都是使用接触电极与外界端子进行信号传输，在工作过程中长时间的剧烈振动，高低温交替，很容易导致接触电极与外界端子之间接触不良，导致输出电路断路，产品信号异常。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种一种内嵌导电铂丝氧传感器，直接将导电铂丝内嵌至氧传感器陶瓷体内部，导电铂丝上下侧面通过包裹电极包裹，在生瓷体阶段通过等静压处理之后能够实现导电铂丝周围被包裹电极全包裹，可靠性大大提高，寿命也延长。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种内嵌导电铂丝氧传感器，包括叠设的氧化铝基体和氧化锆基体，所述氧化锆基体的内、外表面分别对应覆盖有内信号电极及外信号电极，所述氧化铝基体内置有用于给氧化锆基体、内信号电极以及外信号电极传递热量的加热电极，所述氧化铝基体内置有下导电铂丝，所述下导电铂丝的上下两侧通过下包裹电极包裹，所述氧化锆基体内置有上导电铂丝，所述上导电铂丝的上下两侧通过上包裹电极包裹。

进一步地，所述氧化锆基体包括依次叠设的第一氧化锆基体、第二氧化锆基体、第三氧化锆基体，所述上包裹电极位于所述第二氧化锆基体、第三氧化锆基体之间，所述内信号电极位于第一氧化锆基体、第二氧化锆基体之间。

其中，所述内信号电极与上包裹电极之间，及所述外信号电极与上包裹电极之间分别通过导通孔相连通。

进一步地，所述氧化铝基体包括依次叠设的第一氧化铝基体、第二氧化铝基体，所述下包裹电极以及加热电极位于所述第一氧化铝基体、第二氧化铝基体之间。

进一步地，所述氧化锆基体、内信号电极、外信号电极、氧化铝基体、加热电极、上导电铂丝及下导电铂丝一体成型。

进一步地，所述内信号电极以及外信号电极均为一层多孔的铂膜。

其中，所述上导电铂丝以及下导电铂丝的直径为0.2-0.5mm。

其中，所述上导电铂丝以及下导电铂丝的直径为0.4mm。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的内嵌导电铂丝氧传感器，通过直接将导电铂丝内嵌至氧传感器陶瓷体内部，导电铂丝上下面通过包裹电极包裹，在生瓷体阶段通过等静压处理之后能够实现导电铂丝周围被包裹电极全包裹，可靠性大大提高，寿命也延长；此外，通过控制导电铂丝的直径在0.2-0.5mm，使得其有足够的导电性，同时又有足够的强度承受高温的热振动。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是本实施例的爆炸图。

附图标号说明：1.氧化锆基体；11.第一氧化锆基体；12.第二氧化锆基体；13.第三氧化锆基体；2.氧化铝基体；21.第一氧化铝基体；22.第二氧化铝基体；3.内信号电极；4.加热电极；5.下包裹电极；6.下导电铂丝；7.导通孔；8.外信号电极；9.上包裹电极；10.上导电铂丝。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本技术：
可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中前、后、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

请参阅图1-2所示，本实用新型关于一种内嵌导电铂丝氧传感器，包括叠设的氧化铝基体2和氧化锆基体1，氧化锆基体1的内、外表面分别对应覆盖有内信号电极3及外信号电极8，氧化铝基体2内置有用于给氧化锆基体1、内信号电极3及外信号电极8传递热量的加热电极4，氧化铝基体2内置有下导电铂丝6，下导电铂丝6的上下两侧通过下包裹电极5包裹，氧化锆基体1内置有上导电铂丝10，上导电铂丝10的上下两侧通过上包裹电极9包裹，通过直接将导电铂丝内嵌至氧传感器陶瓷体内部，导电铂丝上下面通过包裹电极包裹，在生瓷体阶段通过等静压处理之后能够实现导电铂丝周围被包裹电极全包裹，可靠性大大提高，寿命也延长。

具体地，本实施例氧化锆基体1包括依次叠设的第一氧化锆基体11、第二氧化锆基体12、第三氧化锆基体13，上包裹电极9位于第二氧化锆基体12、第三氧化锆基体13之间，内信号电极3位于第一氧化锆基体11、第二氧化锆基体12之间，氧化铝基体2包括依次叠设的第一氧化铝基体21、第二氧化铝基体22，下包裹电极5以及加热电极4位于第一氧化铝基体21、第二氧化铝基体22之间。其中，内信号电极3与上包裹电极9之间，及外信号电极8与上包裹电极9之间分别通过导通孔7相连通。

本实施例氧化锆基体1、内信号电极3、外信号电极8、氧化铝基体2、加热电极4、上导电铂丝10以及下导电铂丝6一体成型；其中，本实施例采用流延成型、丝网印刷、铂丝填充、高温烧结等工艺，以及多层陶瓷高温共烧(htcc)技术，将氧化锆基体1、内信号电极3、外信号电极8、氧化铝基体2、加热电极4、上导电铂丝10以及下导电铂丝6烧结成整体，生产成本低。

在本实施例中，氧传感器的基本元件是氧化钇稳定的氧化锆基体1，是一种固体电解质，氧化铝基体2内的加热电极4经过外界供电发热，热量传递至氧化锆基体1及内信号电极3、外信号电极8，使得其达到正常的工作温度，内信号电极3、外信号电极8接触外部的氧气，氧气在外信号电极8上获得电子发生电离，以氧离子的形式渗入固体电解质，并从内信号电极3向外信号电极8迁移，然后在外信号电极8上给出电子，生成氧气，这一过程能迅速的达到电化学平衡，从而在内信号电极3、外信号电极8间产生电动势e，电动势e由能斯特(nernst)方程式决定：

e＝(rt/4f)ln(pair/pexh)

其中，方程式中：t为绝对温度(k)；r为通用气体常数；r＝8.314j/mol·k；f为法拉第常数，f＝96500c·mol，pair为大气中的氧分压，pexh为排气中的氧分压。

在本实施例中，内信号电极3及外信号电极8均为一层多孔的铂膜。此外，上导电铂丝10以及下导电铂丝6的直径为0.2-0.5mm，优选为0.3mm，使得其有足够的导电性，同时又有足够的强度承受高温的热振动。

需要进一步说明的是，本实施例所提及的流延成型、丝网印刷、铂丝填充、高温烧结等工艺以及多层陶瓷高温共烧(htcc)技术属于本领域现有的常规技术，在此不再赘述。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”“固定”等术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：包括叠设的氧化铝基体和氧化锆基体，所述氧化锆基体的内、外表面分别对应覆盖有内信号电极及外信号电极，所述氧化铝基体内置有用于给氧化锆基体、内信号电极以及外信号电极传递热量的加热电极，所述氧化铝基体内置有下导电铂丝，所述下导电铂丝的上下两侧通过下包裹电极包裹，所述氧化锆基体内置有上导电铂丝，所述上导电铂丝的上下两侧通过上包裹电极包裹。

2.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述氧化锆基体包括依次叠设的第一氧化锆基体、第二氧化锆基体、第三氧化锆基体，所述上包裹电极位于所述第二氧化锆基体、第三氧化锆基体之间，所述内信号电极位于第一氧化锆基体、第二氧化锆基体之间。

3.根据权利要求2所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述内信号电极与上包裹电极之间，及所述外信号电极与上包裹电极之间分别通过导通孔相连通。

4.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述氧化铝基体包括依次叠设的第一氧化铝基体、第二氧化铝基体，所述下包裹电极以及加热电极位于所述第一氧化铝基体、第二氧化铝基体之间。

5.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述氧化锆基体、内信号电极、外信号电极、氧化铝基体、加热电极、上导电铂丝及下导电铂丝一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述内信号电极以及外信号电极均为一层多孔的铂膜。

7.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述上导电铂丝以及下导电铂丝的直径为0.2-0.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种内嵌导电铂丝氧传感器，其特征在于：所述上导电铂丝以及下导电铂丝的直径为0.4mm。

技术总结
本实用新型涉及氧传感器领域，尤指一种内嵌导电铂丝氧传感器。本实用新型的内嵌导电铂丝氧传感器，通过直接将导电铂丝内嵌至氧传感器陶瓷体内部，导电铂丝上下面通过包裹电极包裹，在生瓷体阶段通过等静压处理之后能够实现导电铂丝周围被包裹电极全包裹，可靠性大大提高，寿命也延长；此外，通过控制导电铂丝的直径在0.2‑0.5mm，使得其有足够的导电性，同时又有足够的强度承受高温的热振动。

技术研发人员：吴永文;黄宗波;刘超群
受保护的技术使用者：深圳安培龙科技股份有限公司
技术研发日：2020.02.14
技术公布日：2020.10.23