[发明专利]一种制氧机用氧浓度检测传感器

说明书

本发明提供了一种制氧机用氧浓度检测传感器，包括透氧层、设置在透氧层下表面的绝缘层、设置在绝缘层下表面的加热器层、设置在透氧层和绝缘层之间的空腔以及设置在透氧层和绝缘层之间的扩散障通道层；透氧层的上方设有外电极和外电极引脚，透氧层的下方设有内电极和内电极引脚，外电极和内电极相对形成泵氧对电极；加热器层内置加热器，加热器具有引线脚；内电极设置在空腔内；扩散障通道层的一端与外部被测气氛相通，另一端与空腔相通。本发明结构简单，采用加热电路内置的方式，缩短传感器的启动时间，陶瓷基的透氧特性、耐高温及耐腐蚀特性综合利用；且氧浓度的检测不受被测气体温度及流量等环境因素的影响。

技术领域

本发明涉及高氧浓度检测传感器，特别涉及一种制氧机用氧浓度检测传感器。

背景技术

现有的制氧机氧浓度检测传感器主要有超声波传感器、氧化锆基传感器和电化学传感器三种类型，其中超声波型氧传感器只能对二元组分的气体氧浓度进行检测，氧浓度检测上限只有95％，且受被检测气体湿度、温度影响较大；电化学氧传感器需要经常校准也易受被检测气体温度影响，使用寿命偏短；现有的氧化锆基氧传感器容易受气体流量影响，需要取样检测，不能对被测气体中的氧浓度进行直接检测，且采用电炉丝加热寿命有限，且该类型传感器不能完全连续监测，通过旁路分流，脉冲式监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以陶瓷固体电解质为透氧层，以氧化铝为基体的制氧机用氧浓度检测传感器。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种制氧机用氧浓度检测传感器，所述传感器包括：

一透氧层，透氧层的上表面设有外电极和外电极引脚，透氧层的下表面设有内电极和内电极引脚，外电极和内电极相对形成泵氧对电极；

一设置在透氧层下方的绝缘层；

一设置在绝缘层下方的加热器层，加热器层内置加热器，加热器具有引线脚；

一设置在透氧层和绝缘层之间的空腔，内电极设置在空腔内；

一设置在透氧层和绝缘层之间的扩散障通道层，扩散障通道层的一端与外部被测气氛相通，另一端与空腔相通。

在本发明的一个实施例中，所述透氧层为固体电解质透氧层，由5-8％mol钇稳定氧化锆制成，其厚度为100-500μm。

在本发明的一个实施例中，所述绝缘层由致密Al₂O₃陶瓷材料制成，其厚度为5-500μm。

在本发明的一个实施例中，所述加热器层由致密Al₂O₃陶瓷材料制成，其厚度为10-500μm。

在本发明的一个实施例中，所述外电极与内电极均为多孔Pt电极，其厚度为10-20μm。

在本发明的一个实施例中，所述加热器为Pt加热电路，其厚度为15-30μm。

在本发明的一个实施例中，所述扩散障通道层由多孔氧化铝或氧化锆陶瓷材料制成。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用冷端采样与高温检测相结合的方式，检测氧气浓度时不受被测气氛温度、湿度、流量的影响，氧气浓度检测上限更高，不需要取样检测；采用复合陶瓷基及加热器内置结构，传感器启动时间短，陶瓷基传感器耐腐蚀性强，寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。