專利名稱：氧傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧傳感器，主要用于檢測氧氣濃度，尤其涉及一種檢測汽車尾氣氧濃度以控制發(fā)動機空燃比的氧傳感器。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車尾氣所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重，因此，有效地控制汽車尾氣，減少其對環(huán)境污染已成為當今重要的研究課題之一。在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機上，氧傳感器是必不可少的元件，由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降。故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向E⑶(Engine control unit發(fā)動機控制單元)發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，使其保持在理論空燃比附近工作，從而使三元催化處于最佳的工作狀態(tài)。目前使用廣泛的氧傳感器是濃差型氧化鋯氧傳感器，其核心元件是氧化鋯陶瓷管，即鋯管。鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與廢氣接觸，在管的內(nèi)、外表面涂敷一層金屬鉬作為電極，并用金屬線與傳感器信號輸出端子連接。氧傳感器的工作原理是利用高溫離子導(dǎo)電而無電子導(dǎo)電的特性，在達到工作溫度時，一般在350°C到800°C，固體電解質(zhì)兩邊的氧分壓不同而形成濃差電動勢。由于氧傳感器是安裝在排氣管中，工作環(huán)境比較惡劣，所以傳感器必須保證密封和防水。還有，由于傳感器的工作溫度很高，所以傳感器的設(shè)計必須保證其散熱比較好。目前市場上使用的氧化鋯氧傳感器大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，安裝不方便，散熱不好，這樣因素都會影響氧傳感器的密封和防水效果，降低氧傳感器的使用壽命， 甚至?xí)寡鮽鞲衅鳠o法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的氧傳感器，目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)的氧傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，制造工藝簡單，成本低，具有良好的密封、防水和散熱效果，可以大大提高使用壽命。為解決上述問題，本發(fā)明提供的氧傳感器，包括傳感器基座；殼體，一端與所述傳感器基座相連接，另一端與密封端子相連，其內(nèi)置有陶瓷體；傳感元件，位于所述傳感器基座及殼體構(gòu)成的腔體內(nèi)，開口端緊壓所述陶瓷體，另一端封閉，其內(nèi)外表面均涂敷金屬鉬作為電極，分別與信號端子接觸。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述傳感元件的封閉端外部設(shè)有保護罩，所述保護罩上設(shè)有通氣孔，所述保護罩包括外保護罩與內(nèi)保護罩，外保護罩與內(nèi)保護罩通過焊接相連，所述傳感器基座的一端與保護罩通過焊接相連。氧傳感器插在排氣管中，工作環(huán)境比較惡劣，保護罩對傳感元件起到保護作用。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述傳感器基座與殼體通過壓鉚連接，所述傳感器基座與殼體之間設(shè)有第三墊圈，以保證傳感器基座與殼體的穩(wěn)固連接。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述傳感元件的第一拐角處與傳感器基座之間設(shè)有金屬墊片，該金屬墊片一端與傳感元件平行，另一端隨著距離傳感元件封閉端的軸向距離變大，其距離傳感原件的軸心之徑向距離亦隨之變大，所述金屬墊片緊塞傳感元件與傳感器基座之間的縫隙，起到密封固定作用。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述傳感元件的第二拐角處、所述傳感器基座及殼體之間設(shè)有滑石塊與第二墊圈。保證了傳感元件良好的密封效果，使得參比氣體和廢氣能夠完全充分地隔離。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述殼體外設(shè)有防護罩，所述防護罩上設(shè)有通氣孔一，所述殼體上設(shè)有通氣孔二，外部空氣經(jīng)通氣孔一與通氣孔二，進入陶瓷體內(nèi)部，通過陶瓷體的線槽與端子插入口、及陶瓷體與加熱器間的間隙進入所述傳感元件內(nèi)部；所述防護罩與殼體之間設(shè)有防水透氣膜，既保證參比腔內(nèi)的參比氣體與大氣相通，又可防止水及蒸氣進入傳感元件，使氧傳感器始終工作在靈敏狀態(tài)，同時達到延長使用壽命的效果。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氧傳感器還包括密封端子，所述密封端子一端在軸向上緊壓所述陶瓷體，另一端面暴露在空氣中，所述密封端子的側(cè)面在徑向上緊壓防護罩，以密封防護罩與殼體之間的間隙。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述陶瓷體內(nèi)設(shè)有空腔，沿陶瓷體中心軸貫穿陶瓷體；所述陶瓷體上設(shè)有線槽，所述陶瓷體上設(shè)有端子插入口，所述端子插入口沿徑向貫穿陶瓷體，且橫穿線槽，所述端子插入口的寬度較線槽的寬度大。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述陶瓷體內(nèi)的空腔中插有加熱器，該加熱器與所述傳感元件之間保持間隙，加熱器兩處涂敷導(dǎo)電材料作為電極；所述加熱器上連接有兩個加熱器端子，加熱器端子通過所述線槽引出。所述加熱器端子設(shè)有一個以上的倒鉤，所述加熱器端子插在所述端子插入口中，卡住所述加熱器的兩個電極。加熱器既保證傳感器快速達到工作溫度，又能避免直接接觸傳感元件而導(dǎo)致傳感元件熱應(yīng)力過大，引起傳感元件開裂變形。傳感元件、加熱器端子與陶瓷體三者的裝配簡單、牢固。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述信號端子包含信號端子一與信號端子二，所述信號端子一與所述傳感元件內(nèi)表面相接觸，所述信號端子二與所述傳感元件外表面相接觸；所述信號端子一為沿筒形軸線方向有開口的中空筒形金屬片，信號端子二為中空的筒形金屬片，所述信號端子一與信號端子二通過線槽引出。信號端子一與信號端子二分別將傳感元件內(nèi)外表面檢測到的氧濃度差形成的電動勢差輸出至控制單元ECU。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述信號端子二上設(shè)有小孔，從通氣孔一、通氣孔二進入的外部參比空氣，通過所述小孔及傳感元件、加熱器與陶瓷體的間隙進入傳感元件內(nèi)表面。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述傳感器基座上設(shè)有第一墊圈，在將氧傳感器安裝在排氣管上時，使第一墊圈壓縮變形，確保排氣管中的廢氣不會通過傳感器基座與外部空氣相通。本發(fā)明提供了一種新型結(jié)構(gòu)的氧傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，制造工藝簡單， 成本低，而且具有良好的密封效果，使參比氣體和被測氣體能充分隔離開，以保證氧傳感器向ECU發(fā)出正確的信號。其良好的防水和散熱效果，可以大大提高產(chǎn)品的使用壽命。


圖1為本發(fā)明氧傳感器的剖視圖；圖2為加熱器端子的結(jié)構(gòu)圖；圖3為加熱器端子的局部放大圖；圖4為陶瓷體的結(jié)構(gòu)圖；圖5為陶瓷體的剖視圖；圖6為陶瓷體的仰視圖；圖7為陶瓷體的俯視圖。附圖標記如下1通氣孔2保護罩201內(nèi)保護罩202外保護罩3傳感元件301信號端子一302信號端子二3021小孔303金屬墊片4加熱器401加熱器端子402加熱器端子倒鉤5傳感器基座501螺紋機構(gòu)502第一墊圈503滑石塊504第二墊圈505第三墊圈6殼體601通氣孔二7陶瓷體701端子插入口702空腔703線槽8防護罩801通氣孔一9防水透氣膜10密封端子
具體實施例方式以下結(jié)合較佳的具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明氧傳感器，包括傳感元件3，傳感器基座5，殼體6，陶瓷體7 ；殼體6 —端與所述傳感器基座5相連接，另一端與密封端子10相連，其內(nèi)置有陶瓷體7。傳感元件3位于所述傳感器基座5及殼體6構(gòu)成的腔體內(nèi)，開口端緊壓所述陶瓷體7，另一端封閉，傳感器基座5與殼體6通過壓鉚連接，傳感器基座5與殼體6之間設(shè)有第三墊圈505，以保證傳感器基座與殼體的穩(wěn)固連接。傳感元件3的封閉端外部設(shè)有保護罩2，包括內(nèi)保護罩201與外保護罩202，內(nèi)保護罩201與外保護罩202通過激光焊接相連，傳感器基座5 —端與保護罩2通過焊接相連。 傳感元件3的封閉端插在排氣管中，工作環(huán)境比較惡劣，保護罩2對傳感元件3起到保護作用。氧傳感器插入排氣管中，通過傳感器基座5的螺紋結(jié)構(gòu)501與排氣管進行緊固，同時使得第一墊圈502壓縮變形，密封傳感器基座5與排氣管，確保排氣管中的廢氣不會通過傳感器基座5與外部相通；傳感元件3的第一拐角處與傳感器基座5之間設(shè)有金屬墊片303，所述金屬墊片 303緊塞傳感元件3與傳感器基座5之間的縫隙，起到固定和密封傳感器基座5與傳感元件3的作用。傳感元件3的第二拐角處、傳感器基座5及殼體6之間設(shè)有滑石塊503與第二墊圈504。在安裝過程中，滑石塊503受傳感元件3、傳感器基座5及第二墊圈504的擠壓，粉碎成滑石粉；滑石粉與第二墊圈504保證了氧傳感器良好的密封效果，使得外部空氣(參比氣體)與被測廢氣能夠完全隔離。殼體6的外部設(shè)有防護罩8，傳感元件3的開口端緊壓陶瓷體7，氧傳感器一端設(shè)有密封端子10，密封端子10—端在軸向上緊壓陶瓷體7，另一端面暴露在空氣中，密封端子 10的側(cè)面在徑向上緊壓防護罩8，以密封防護罩8與殼體6之間的間隙。防護罩8上設(shè)有通氣孔一 801，殼體6上設(shè)有通氣孔二 601，信號端子二 302上設(shè)有小孔，外部空氣經(jīng)通氣孔一 801、防水透氣膜與通氣孔二 601，進入陶瓷體7內(nèi)部，通過陶瓷體7的線槽703與端子插入口 701、及陶瓷體7與加熱器4間的間隙進入所述傳感元件3 內(nèi)部；也可通過信號端子二 302上的小孔3021，及傳感元件3、陶瓷體7與加熱器4之間的縫隙進入傳感元件3內(nèi)部。陶瓷體7內(nèi)設(shè)有空腔702，沿陶瓷體中心軸貫穿陶瓷體7，陶瓷體7上設(shè)有線槽 703，端子插入口 701沿徑向貫穿陶瓷體7、橫穿線槽703，其寬度較線槽703的寬度大。陶瓷體7內(nèi)的空腔702中插有加熱器4，加熱器4與傳感元件3之間有間隙，加熱器4兩處涂敷金作為電極；加熱器4上連接有兩個加熱器端子401，加熱器端子上有倒鉤402，分別插在陶瓷體上的對應(yīng)于加熱器端子的端子插入口 701中，卡住加熱器4的兩個電極，加熱器端子 401通過線槽703引出，加熱器4、加熱器端子401與陶瓷體7三者的裝配簡單、牢固。保護罩2上設(shè)有多個通氣孔1，排氣管中的廢氣通過通氣孔1進入氧傳感器中與傳感元件3外表面接觸，傳感元件3內(nèi)外表面均涂敷金屬鉬作為電極，信號端子包含信號端子一 301與信號端子二 302，信號端子一 301與信號端子二 302為中空的筒形金屬片；信號端子二 302與傳感元件3外表面接觸；信號端子一 301與傳感元件3內(nèi)表面接觸。信號端子一與信號端子二通過線槽703引出，輸出信號。
權(quán)利要求
1.氧傳感器，包括傳感器基座；殼體，一端與所述傳感器基座相連接，另一端與密封端子相連，其內(nèi)置有陶瓷體； 傳感元件，位于所述傳感器基座及殼體構(gòu)成的腔體內(nèi)，開口端緊壓所述陶瓷體，另一端封閉，其內(nèi)外表面均涂敷金屬鉬作為電極，分別與信號端子接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感元件的封閉端外部設(shè)有保護罩，保護罩上設(shè)有通氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧傳感器，其特征在于所述保護罩包括外保護罩與內(nèi)保護罩，外保護罩與內(nèi)保護罩通過焊接相連，所述傳感器基座的一端與保護罩通過焊接相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感器基座與殼體通過壓鉚連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感器基座與殼體之間設(shè)有第三墊圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感元件的第一拐角處與傳感器基座之間設(shè)有金屬墊片，所述金屬墊片緊塞傳感元件與傳感器基座之間的縫隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧傳感器，其特征在于該金屬墊片一端與傳感元件平行，另一端隨著距離傳感元件封閉端的軸向距離變大，其距離傳感元件的軸心之徑向距離亦隨之變大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感元件的第二拐角處、所述傳感器基座及殼體之間設(shè)有滑石塊與第二墊圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述殼體外設(shè)有防護罩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氧傳感器，其特征在于所述防護罩上設(shè)有通氣孔一，所述殼體上設(shè)有通氣孔二，外部空氣經(jīng)通氣孔一與通氣孔二，進入所述傳感元件內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的氧傳感器，其特征在于所述防護罩與殼體之間設(shè)有防水透氣膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述氧傳感器包括密封端子，所述密封端子一端在軸向上緊壓所述陶瓷體，另一端面暴露在空氣中，所述密封端子的側(cè)面在徑向上緊壓防護罩。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述陶瓷體內(nèi)設(shè)有空腔，沿陶瓷體中心軸貫穿陶瓷體；所述陶瓷體上設(shè)有線槽，所述陶瓷體上設(shè)有端子插入口，所述端子插入口沿徑向貫穿陶瓷體，且橫穿線槽，所述端子插入口的寬度較線槽的寬度大。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氧傳感器，其特征在于所述陶瓷體內(nèi)的空腔中插有加熱器，所述加熱器與所述傳感元件之間有間隙，加熱器上有兩處涂敷導(dǎo)電材料作為電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氧傳感器，其特征在于所述加熱器上連接有兩個加熱器端子，加熱器端子通過所述線槽弓I出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氧傳感器，其特征在于所述加熱器端子設(shè)有一個以上的倒鉤，所述加熱器端子插在所述端子插入口中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述信號端子包含信號端子一與信號端子二，信號端子一與所述傳感元件內(nèi)表面相接觸，信號端子二與所述傳感元件外表面相接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氧傳感器，其特征在于所述信號端子一為沿筒形軸線方向有開口的中空筒形金屬片，信號端子二為中空的筒形金屬片。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氧傳感器，其特征在于所述信號端子一與信號端子二通過線槽引出。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氧傳感器，其特征在于所述信號端子二上設(shè)有小孔。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器，其特征在于所述傳感器基座上設(shè)有第一墊圈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氧傳感器，包括傳感元件，傳感器基座，殼體，所述殼體一端與所述傳感器基座相連接，另一端與密封端子相連，其內(nèi)置有陶瓷體；傳感元件，位于所述傳感器基座及殼體構(gòu)成的腔體內(nèi)，開口端緊壓所述陶瓷體，另一端封閉，其內(nèi)外表面均涂敷金屬鉑作為電極，分別與信號端子接觸。所述傳感元件的封閉端外部設(shè)有保護罩，保護罩上設(shè)有通氣孔；殼體外設(shè)有防護罩，防護罩與殼體之間設(shè)有防水透氣膜；傳感元件的第二拐角處、傳感器基座及殼體之間設(shè)有滑石塊與墊圈。本發(fā)明提供的氧傳感器為新型結(jié)構(gòu)，易于安裝，結(jié)構(gòu)與制造工藝簡單，成本低，具有良好的密封、防水和散熱效果，可以大大提高使用壽命。
文檔編號F02D41/14GK102182572SQ20111002327
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者周晶麟, 李丹, 林道榮, 陳文娟, 陳海彬 申請人:上海賽賽汽車技術(shù)服務(wù)有限公司