[实用新型]一种氮氧化物传感器片芯内嵌式加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氮氧化物传感器片芯内嵌式加热器，属于片式氮氧化物传感器技术领域。

背景技术

氮氧化物NOX（NO和NO₂）是大气的主要污染物之一，主要危害包括引发人类呼吸道疾病，形成酸雨和化学烟雾，破坏环境等。汽车尾气的排放是氮氧化物的主要来源之一，因此对尾气中NOX浓度的检测就显得十分重要。

尾气中NOX成分检测有很多方法，大致分为半导体检测器和固体电解质检测器。 半导体检测器是利用被测气体在半导体气敏材料上发生吸附，会引起其电阻的变化来反映气体浓度的变化，这种依靠气体吸附反应的传感器易受外界环境的影响，且工作温度较低（200-400℃）。而固体电解质传感器具有可在500-600℃的尾气高温环境下稳定工作的特点，因此一直是国内外研究的热点。

现有的汽车尾气NOX传感器为多层陶瓷共烧结的叠成体，需要被加热到700摄氏度以上才能正常工作。一般采取将加热电极直接制作在敏感元件内部的方法，加快传感器的起燃时间。如专利US2008105545A1和US2001008211A1所述，片式传感器里的加热电极为在基片上印刷一层绝缘层，再在绝缘层上印刷加热电极，加热电极上再覆盖绝缘层的结构，如图1所示。因为绝缘层与氧化锆基地热膨胀系数的不同，容易导致在高温烧结后，传感器片芯从加热器绝缘层处分层，导致传感器寿命的降低，绝缘层面积越大，分层的几率越高。一般的采用将氧化铝绝缘层的印刷面积减少，在印刷边缘预留出安全距离的方法来改进分层的现象，但是由于氧化铝需要足够的厚度来保证其绝缘的效果，这就导致在静压的过程中，因为两层绝缘层与加热电极及导线的凸出，导致传感器片芯的变形。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种氮氧化物传感器片芯内嵌式加热器，其可有效的将加热电极及导线嵌入氧化锆基板内，减少氧化铝绝缘层与氧化锆基板的接触面积，一方面减少因材料热膨胀系数不同引起的片式氮氧化物传感器片芯分层，另一方面防止绝缘层与加热电极凸起引起的加热器与传感器片芯本体的分层，延长传感器的使用寿命。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种氮氧化物传感器片芯内嵌式加热器，由第一加热基片，第二加热基片，上绝缘层，加热电极，导线，下绝缘层组成，其特征在于：第二加热基片上设置凹槽，上绝缘层和下绝缘层设置于凹槽内，加热电极及导线分布在上绝缘层和下绝缘层之间，凹槽形状与加热电极及导线一致，凹槽宽度较加热电极及导线宽0.1-0.2毫米，下绝缘层上设置两个加热电极及导线的第一通孔和第二通孔，孔径直径为0.2-0.5mm，通孔个数为2-4个，第一加热基片上设置第三通孔和第四通孔，孔径直径为0.2-0.5mm，通孔个数为2-4个，与第一通孔和第二通孔通过填充铂浆料相连，下绝缘层和上绝缘层材料为氧化铝浆料，填充满第二加热基片的凹槽，并包裹加热电极及导线，各层基片的材料均为钇掺杂的氧化锆。

本实用新型的积极效果是可有效的减少氧化铝绝缘层与氧化锆基板之间的接触面积，避免绝缘层与加热电极凸起引起的加热器与传感器片芯本体的分层，使传感器能烧结成一体，增加结合面的紧密度，延长传感器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的截面图。

图3为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：如图1所示，一种氮氧化物传感器片芯内嵌式加热器，由第一加热基片1，第二加热基片2，上绝缘层3，加热电极4，导线5，下绝缘层6组成，其特征在于：第二加热基片2上设置凹槽7，上绝缘层3和下绝缘层6设置于凹槽7内，加热电极4及导线5分布在上绝缘层3和下绝缘层6之间。凹槽7形状与加热电极4及导线5一致，凹槽7宽度较加热电极4及导线5宽0.1-0.2毫米。下绝缘层6上设置两个加热电极4及导线5的第一通孔8和第二通孔9，孔径直径为0.2-0.5mm，通孔个数为2-4个，第一加热基片1上设置第三通孔10和第四通孔11，孔径直径为0.2-0.5mm，通孔个数为2-4个，与第一通孔8和第二通孔9通过填充铂浆料相连，用于引出加热电极，下绝缘层6和上绝缘层3材料为氧化铝浆料，填充满第二加热基片的凹槽7，并包裹加热电极4及导线5，各层基片的材料均为钇掺杂的氧化锆。