氮氧傳感器目前有四類電位型 混合電勢型 復(fù)阻抗型 電流型電位型NOx傳感器

電位型NOx傳感器：

原理是通過測定電解質(zhì)兩側(cè)的工作電極與參比電極間的電勢,來標(biāo)定NOx濃度。

混合電勢型NOx傳感器：

所謂的混合電勢,即為多個(gè)電化學(xué)反應(yīng)在同一電極上發(fā)生而產(chǎn)生的平衡電勢,其電勢由多個(gè)電化學(xué)反應(yīng)的速率決定?；旌想妱菪蚇Ox傳感器,由于其采用不同催化性能的電極,因此在不同的電極上會產(chǎn)生不同的平衡電勢。

復(fù)阻抗型NOx傳感器

當(dāng)NOx處于固體電解質(zhì)和電極界面時(shí),會導(dǎo)致界面電阻發(fā)生改變,復(fù)阻抗型NOx傳感器主要是通過測試界面電阻信號來標(biāo)定NOx濃度變化。以YSZ為電解質(zhì),ZnC2O4作為敏感電極組成化學(xué)電池,通過測定傳感器復(fù)阻抗的變化,以此來計(jì)算NOx濃度。

電流型Nox傳感器

電流型NOx傳感器是在混合電勢型NOx傳感器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上在兩極間引入個(gè)電壓采用恒定電壓使電極極化,測得兩電極間的電流即為敏感信號

日本NGK公司與德國西門子公司聯(lián)合研發(fā)了一種多層結(jié)構(gòu)的電流型Ox傳感器,并成功應(yīng)用于汽車SCR系統(tǒng)。這也是目前唯一商業(yè)化的汽車尾氣NOx傳感器?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示。該傳感器由六層YSZ疊層共燒而成,并包括兩個(gè)內(nèi)部空腔、三個(gè)氧泵電池和一個(gè)加熱器為了精確測量尾氣中的NOx,主要問題是需要解決氧氣的干擾。對于稀薄燃燒的內(nèi)燃機(jī),其中氧氣濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NOx濃度,為了準(zhǔn)確測量NOx濃度,需要放置幾個(gè)氧泵電池。其基本原理是尾氣經(jīng)擴(kuò)散通道后以一定速率進(jìn)入第一腔室(氧泵層),腔室內(nèi)的氧泵電池經(jīng)反饋控制,將氧氣濃度控制在預(yù)先設(shè)定的水平(大約1000pm)

尾氣經(jīng)第一腔室處理后,含低濃度氧氣的尾氣以一定的擴(kuò)散速度,通過第二個(gè)擴(kuò)散通道而進(jìn)入第二腔室。該腔室含有一個(gè)氧泵電池和一個(gè)敏感電極,氧泵電池進(jìn)一步將腔室內(nèi)的氧氣濃度控制在接近0的水平。另外一個(gè)敏感電極實(shí)際也是一個(gè)泵電池,是專門用于測量NOx分解后的氧氣濃度。由于在第二腔室的氧進(jìn)一步被泵出后,打破了O2和NO反應(yīng)的平衡,在敏感電極上導(dǎo)致NO的分解,主要發(fā)生以下反應(yīng)2NO→N2+O2分解后的氧氣經(jīng)氧泵電池泵走后,通過測量對應(yīng)的泵氧電流,即可以得出最后分解的氧氣濃度,經(jīng)過換算就可以得到相應(yīng)的NOx含量。通過相互之間的關(guān)系,可以導(dǎo)出NOx濃度與最終泵電流大小的關(guān)系