[发明专利]氧传感器和检测氧的方法

说明书

氧传感器包括限定内部空间的壳体、感测电极、参考电极、反电极、保持电解质的分离件和在壳体内的腔室。被保持的电解质提供在壳体内的感测电极、参考电极和反电极中的每个之间的离子传导路径，并且腔室容纳感测电极。腔室包括开口，并且分离件延伸到腔室内并大体上填充开口。

技术领域

本发明涉及一种在氧传感器内的感测电极氧控制。

背景技术

氧传感器能够被用于在一定环境条件范围内检测邻近传感器的环境中的氧的浓度。当传感器在特定温度下操作时，一定浓度的氧能够溶解在传感器内的电解质中。随着温度升高，大多数气体（包括氧和氮）的溶解度会降低并且导致形成一种或多种气体的气泡。在氧传感器中，包含氮和氧的混合物的空气的这些小气泡会扩散到感测电极并且在催化剂表面处通过电化学还原的过程反应，从而导致人为的高氧读数，这是因为在感测电极处消耗了有限体积的氧气。由于这种响应的瞬时特性，这种类型的失效可以被称为“尖峰（spiking）”失效。

发明内容

在实施例中，氧传感器包括限定内部空间的壳体、感测电极、参考电极、反电极、保持电解质的分离件和在壳体内的腔室。分离件与在壳体内的感测电极、参考电极和反电极中的每个紧密接触，被保持的电解质允许在所有电极之间的离子传导，并且腔室容纳感测电极。腔室包括开口，并且分离件延伸到腔室内并大体上填充开口。

在实施例中，氧传感器包括限定内部空间的壳体、感测电极、参考电极、反电极和保持电解质的分离件。感测电极、参考电极和反电极被布置成平面设置，并且由多孔无纺纤维垫（例如电绝缘玻璃纤维）构成的分离件中的电解质与壳体内的感测电极、参考电极和反电极中的每个紧密接触。被保持在多孔分离件中的电解质形成单个平面离子传导路径，并且感测电极、参考电极和反电极中的每个均被置于该单个平面离子传导路径上。

在实施例中，检测氧的方法包括：在包括感测电极、反电极和参考电极的氧传感器的壳体内接收氧；使得氧与保持电解质的分离件接触；在感测电极和反电极之间、在分离件中的电解质中形成氧浓度梯度；将感测电极附近沿着氧梯度的氧浓度限制成小于阈值量；以及检测感测电极和反电极之间的电流，其中该电流与氧的浓度成比例。分离件与感测电极、反电极和参考电极中的每个接触，并且分离件形成在感测电极、反电极和参考电极之间的平面离子传导路径。

结合附图和权利要求，从以下详细描述将更清楚地理解这些和其它特征。

附图说明

为了更全面地理解本公开，现在将结合附图和详细描述来参考下面的简要描述，其中，相似的附图标记表示相似的部分。

图1示出根据实施例的电化学气体传感器的实施例的示意性横截面。

图2示出根据实施例的氧传感器的等轴视图。

具体实施方式

首先应理解，虽然下面示出了一个或更多个实施例的示例性实施方式，但是可使用任何数目的技术（不管是当前已知的技术还是尚不存在的技术）来实施所公开的系统和方法。本公开不应以任何方式受限于所示实施方式、附图和下文所示的技术，但是可以在所附权利要求的范围以及其等价方案的完整范围内被修改。

术语的以下简要定义应贯穿申请来应用：

术语“包括”意味着包括但不限于，并且应以本专利上下文通常使用的方式来解释；

短语“在一种实施例中”、“根据一种实施例”等通常意味着，在该短语后面的特定特征、结构或者特性可被包括在本发明的至少一种实施例中，并且可被包括在本发明的一种以上的实施例中（重要地，这样的短语不一定指代相同实施例）；

如果本说明书将某物描述为“示例性的”或者“示例”，则应理解的是，其指代非排他性示例；