平面型氧传感器的传感元结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型与检测发动机尾气成分的气体传感器有关，具体属于一种平面型氧传感器的传感元结构。
【背景技术】
[0002]氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，主要用于控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量，在使用三元催化转换器减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。
[0003]现有的氧传感器，如图1所示，包括传感元I (内置有加热器)、传感器座、第一绝缘衬套2、密封衬套3、第二绝缘衬套4、接触端子5以及线束组件，传感元I依次穿过第一绝缘衬套2、密封衬套3和第二绝缘衬套4，第一绝缘衬套2、密封衬套3和第二绝缘衬套4外部嵌套传感器座。传感元I的尾部与接触端子5相接触，接触端子5又与传感器的线束组件相连。传感元I为平面型，其是由多个功能层(敏感层、加热层等)构成的功能陶瓷，包括传感元基体11、信号面接触片12和加热器面接触片13，如图2、图3所示，其中信号面接触片12和加热器面接触片13分别位于传感元基体11的两面。在传感元中，连通传感元表面接触片和传感元内部功能层的是过孔6，其中信号面过孔61连通信号面接触片12和内部功能层，加热器面过孔62连通加热器面接触片13和内部功能层，过孔6的直径通常大于0.5mm且深度大于0.1mm。
[0004]在现有的传感器结构中，过孔6分布在密封区域7和接触区域8之间，其中密封区域7指的是传感元I与第一绝缘衬套2、密封衬套3、第二绝缘衬套4接触的部分，而接触区域指的是传感元I与接触端子5接触的部分。在传感器的装配和使用过程中，如传感元I受到振动或者外力冲击，那么传感元与接触端子的接触点81会受到来自接触端子5的侧向力，如图7所示的受力分析以及弯矩分布图。当传感元与接触端子的接触点81受到侧向力F时，则会在接触点81和密封区域7之间产生弯矩。在现有的传感元结构中，过孔6正好处于接触点81和密封区域7之间，因此过孔处的传感元会受到大小等于F*L的弯矩。由于过孔部位通常分布3个过孔(如图2、图3所示)，因此传感元I在过孔处的强度会大大降低，当侧向力F较大时，传感元I在过孔处发生断裂失效的风险比较大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种平面型氧传感器的传感元结构，可以解决现有传感元与接触端子相接触的部位受到较大侧向力时传感元在过孔处易于发生断裂失效的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供的平面型氧传感器的传感元结构，包括传感元基体、接触端子、位于传感元基体表面的接触片、连通接触片与传感元基体内功能层的过孔，所述传感元基体上套有衬套形成密封区域，所述接触端子与接触片相接触形成接触区域，所述接触区域位于过孔和密封区域之间。
[0007]在上述结构中，所述接触片包括信号面接触片和加热器面接触片，二者分别位于传感元基体的两个面，传感元基体的功能层包括敏感层和加热层，其中信号面接触片通过信号面过孔与传感元基体内的敏感层连通，加热器面接触片通过加热器面过孔与传感元基体内的加热层连通。
[0008]其中，所述过孔的直径大于0.5mm且深度大于0.1mm。
[0009]较佳的，所述过孔位于接触片的底部。
[0010]本实用新型将传感元的过孔(连通传感元表面接触片与传感元内部功能层)设置在相对于传感元与接触端子的接触处远离传感元与密封组件(第一绝缘衬套、密封衬套和第二绝缘衬套)的接触区域的部分接触片所在位置，这样能大大降低在生产过程和使用过程中传感元在过孔处发生断裂以及失效的可能性，提高了产品的鲁棒性和生产过程的鲁棒性。同时，传感元中过孔的尺寸和数量不发生变化，传感器的装配流程也没有任何变化，因此无需增加制造成本和引进任何新的工装设备。
【附图说明】
[0011]图1是现有的氧传感器中传感元接触结构的示意图；
[0012]图2是图1中传感元的信号面的示意图；
[0013]图3是图1中传感元的加热器面的示意图；
[0014]图4是本实用新型的氧传感器中传感元接触结构的示意图；
[0015]图5是图4中传感元的信号面的示意图；
[0016]图6是图4中传感元的加热器面的示意图；
[0017]图7是受力分析比较示意图。
[0018]其中【附图说明】如下:
[0019]I为传感元；11为传感元基体；12为信号面接触片；13为加热器面接触片；2为第一绝缘衬套；3为密封衬套；4为第二绝缘衬套；5为接触端子；6、6’为过孔；61、61’为信号面过孔；62、62’为加热器面过孔；7为密封区域；8为接触区域；81为接触端子与传感元的接触点。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0021]本实用新型提供的平面型氧传感器的传感元结构，该氧传感器包括传感元1、衬套(具体包括第一绝缘衬套2、密封衬套3、第二绝缘衬套4)，如图4所示，所述传感元I依次贯穿第一绝缘衬套2、密封衬套3和第二绝缘衬套4。传感元结构包括传感元基体11、位于传感元基体11表面的接触片、接触端子5，所述接触片与接触端子5相接触并通过过孔6’与传感元基体11内的功能层(包括敏感层和加热层)连通。
[0022]如图5、图6所示，所述接触片包括信号面接触片12和加热器面接触片13，二者分别位于传感元基体11的两个面，其中信号面接触片12通过信号面过孔61’与传感元基体11内的敏感层连通，加热器面接触片13通过加热器面过孔62’与传感元基体11内的加热层连通。
[0023]在本实施例中，过孔6’(包括信号面过孔61’和加热器面过孔62’ )直径大于0.5mm且深度大于0.1mm，定义传感元I与第一绝缘衬套2、密封衬套3、第二绝缘衬套4接触的部分为密封区域7，传感元I (即接触片)与接触端子5接触的部分为接触区域8，所述接触区域位于过孔6’和密封区域之间，如图4所示。如图5、图6所示，信号面接触片12和加热器面接触片13的一部分位于接触区域8和密封区域7之间，另一部分位于接触区域8下方，信号面过孔61’和加热器面过孔62’则分布于接触区域8下方的部分接触片所在位置。优选的，信号面过孔61’和加热器面过孔62’分别位于信号面接触片12和加热器面接触片13的底部。
[0024]传感元I与接触端子5的接触点81处受侧向力F时，现有过孔6处的传感元与本实用新型过孔6’处的传感元的弯矩比较如图7所示。在现有的传感元结构中，过孔6处于接触点81和密封区域7之间，其所在位置的传感元受到大小等于F*L的弯矩，而此处传感元通常分布有3个过孔，因此传感元I在过孔处的强度较低，易于断裂甚至失效。而本实用新型的过孔6’位于接触片的底部(即传感元与接触端子的接触点81与传感元I的自由端之间)，不处于接触点81和密封区域7之间，因此当接触点81处的传感元受到侧向力F时，过孔6’处不会产生弯矩，不存在断裂的风险，同时接触点81与密封区域7之间的部分传感元各处的弯矩不变，但是由于该部分传感元没有了过孔，所以传感元的强度明显提高，发生断裂的风险与现有的结构相比大大降低，产品的鲁棒性和生产过程的鲁棒性都得到了显著的提尚。
[0025]传感元中过孔的尺寸和数量不发生变化，传感器的装配流程也没有任何变化，因此无需增加制造成本和引进任何新的工装设备。
[0026]以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，其并非对本实用新型进行限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下通过任何修改、等同替换、改进等方式所获得的所有其它实施例，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。
【主权项】
1.一种平面型氧传感器的传感元结构，包括传感元基体、接触端子、位于传感元基体表面的接触片、连通接触片与传感元基体内功能层的过孔，其特征在于，所述传感元基体上套有衬套形成密封区域，所述接触端子与接触片相接触形成接触区域，所述接触区域位于过孔和密封区域之间。
2.根据权利要求1所述的平面型氧传感器的传感元结构，其特征在于，所述接触片包括信号面接触片和加热器面接触片，二者分别位于传感元基体的两个面，传感元基体的功能层包括敏感层和加热层，其中信号面接触片通过信号面过孔与传感元基体内的敏感层连通，加热器面接触片通过加热器面过孔与传感元基体内的加热层连通。
3.根据权利要求1所述的平面型氧传感器的传感元结构，其特征在于，所述过孔的直径大于0.5mm且深度大于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的平面型氧传感器的传感元结构，其特征在于，所述过孔位于接触片的底部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种平面型氧传感器的传感元结构，包括传感元基体、接触端子、位于传感元基体表面的接触片、连通接触片与传感元基体内功能层的过孔，所述传感元基体上套有衬套形成密封区域，所述接触端子与接触片相接触形成接触区域，所述接触区域位于过孔和密封区域之间。本实用新型大大降低在生产过程和使用过程中传感元在过孔处发生断裂以及失效的可能性，提高了产品的鲁棒性和生产过程的鲁棒性，同时无需增加制造成本和引进任何新的工装设备。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN204389469
【申请号】CN201420867815
【发明人】李冠南, 殷峻, 王谦
【申请人】联合汽车电子有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月26日