專利名稱：排氣傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣傳感器，并且尤其是涉及一種排氣傳感器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如在JP-A-2003-322632中公開的常規(guī)的多層氣體傳感器即使當(dāng)小水滴附著
至傳感器元件時也防止其傳感器元件破裂。至少，由多孔粘附層和多孔表面層所組成的
多孔防護層形成在氣體傳感器前端的整個外周表面上，該外周表面將暴露于待測量的氣
體。該多孔防護層以如下方式形成當(dāng)從元件的四個縱向延伸的拐角測量時，其厚度為至少
20 m(微米)。因此，即使當(dāng)小水滴附著至元件的易于破裂的拐角時，該小水滴散布在多孔
防護層內(nèi)，從而有效防止元件破裂。 專利文獻1 :JP-A-2003-322632 專利文獻2 :JP-A-2007-206082 非專利文獻1 :JIII技術(shù)公開雜志No. 2002-63
發(fā)明內(nèi)容
待由發(fā)明解決的問題 使用上述常規(guī)氣體傳感器通常就是這樣，隨著覆蓋排氣傳感器的傳感器元件的暴 露于排氣的整個外周表面的多孔層的厚度增加，排氣傳感器的防浸水性增強。但是，多孔層 厚度的這種增加會過度限制排氣到達排氣側(cè)電極的速度。這削弱了傳感器的輸出響應(yīng)。此 外，排氣組分在發(fā)動機停機的時長期間附著至多孔層。當(dāng)所附著的排氣組分在用于冷起動 的發(fā)動機預(yù)熱期間脫附時，該排氣組分在電極附近改變。這導(dǎo)致傳感器的輸出偏離正常。多 孔層變得越厚，則附著的排氣組分的量越大。因此，多孔層厚度的增大會增加傳感器輸出偏 離正常的時長，從而影響系統(tǒng)的空燃比控制性能。 已完成本發(fā)明以解決以上問題。本發(fā)明的目的在于提供一種同時展現(xiàn)出增強的防
浸水性和功能性的排氣傳感器。 解決問題的手段 本發(fā)明的第一方面是一種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā) 動機排氣路徑內(nèi)的空間，所述排氣傳感器包括 電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極 之間移動； 大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣 層，所述大氣電極暴露于所述大氣層； 防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到 達所述排氣電極的排氣的流量；以及 捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的 整個部分；
其中，所述捕集層包括第一捕集層和第二捕集層，所述第一捕集層覆蓋靠近所述 防擴散層的氣體入口 /出口部分的區(qū)域，而所述第二捕集層覆蓋未被所述第一捕集層覆蓋 的其它區(qū)域，所述第一捕集層比所述第二捕集層薄。
本發(fā)明的第二方面是如第一方面所述的排氣傳感器，進一步包括
加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層；
其中，所述第二捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。 本發(fā)明的第三方面是一種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā) 動機排氣路徑內(nèi)的空間，所述排氣傳感器包括 電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極 之間移動； 大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣 層，所述大氣電極暴露于所述大氣層； 防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到 達所述排氣電極的排氣的流量；以及 捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的 整個部分； 其中，所述捕集層包括第一捕集層和第二捕集層，所述第一捕集層覆蓋靠近所述
防擴散層的氣體入口 /出口部分的區(qū)域，而所述第二捕集層覆蓋未被所述第一捕集層覆蓋
的其它區(qū)域，所述第一捕集層的孔隙率比所述第二捕集層的孔隙率高。 本發(fā)明的第四方面是如第三方面所述的排氣傳感器，進一步包括 加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層； 其中，所述第二捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。 本發(fā)明的第五方面是如第三方面或第四方面所述的排氣傳感器，其中，所述第一 捕集層的厚度與所述第二捕集層的厚度相等。 本發(fā)明的第六方面是一種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā) 動機排氣路徑內(nèi)的空間，所述排氣傳感器包括 電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極 之間移動； 大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣 層，所述大氣電極暴露于所述大氣層； 防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到 達所述排氣電極的排氣的流量；以及 捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的 部分； 其中，所述捕集層形成為覆蓋除所述防擴散層的氣體入口 /出口部分附近區(qū)域之 外的區(qū)域。 本發(fā)明的第七方面是如第六方面所述的排氣傳感器，進一步包括
加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層；
其中，所述捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。
發(fā)明的優(yōu)點 在多層排氣傳感器中，多孔的捕集層形成為覆蓋內(nèi)燃發(fā)動機排氣路徑中的暴露部 分的整個表面。當(dāng)以捕集層覆蓋排氣傳感器時，可有效減少當(dāng)傳感器被浸在排氣中的水中 時所經(jīng)歷的熱沖擊。因此，可有效抑制裂紋等的產(chǎn)生。同時，捕集層在發(fā)動機停機的時長期 間吸附排氣路徑中的排氣組分，并在預(yù)熱時長期間使已吸附組分脫附。因此，當(dāng)在防擴散層 的氣體入口 /出口部分的附近設(shè)置厚的捕集層時，脫附的已吸附組分被大量引入防擴散層 內(nèi)。這導(dǎo)致傳感器的輸出長時間偏離正常。依據(jù)本發(fā)明的第一方面，覆蓋防擴散層的氣體 入口 /出口部分的附近區(qū)域的第一捕集層比覆蓋其它部分的第二捕集層薄。因此，本發(fā)明 有效減少了被引入防擴散層內(nèi)的脫附的排氣組分的量，從而縮短了傳感器輸出偏離正常的 時長。這能夠同時提高傳感器的防浸水性和功能性。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，排氣傳感器包括加熱器層，在該加熱器層中嵌入加熱器 以加熱電解質(zhì)層。此外，比第一捕集層厚的第二捕集層形成為覆蓋加熱器層的附近區(qū)域。由 于加熱器層的溫度高于其它部分，所以加熱器層有可能由于浸水所引起的熱沖擊而破裂。 因此，本發(fā)明有效提高了加熱器層附近區(qū)域的防浸水性。 在多層排氣傳感器中，多孔的捕集層形成為覆蓋內(nèi)燃發(fā)動機排氣路徑中的暴露部 分的整個表面。多孔的捕集層的孔隙率越低，則由浸水引起的熱沖擊被減少的程度越大。因 此，當(dāng)以低孔隙率的捕集層覆蓋排氣傳感器時，能夠有效抑制由于浸水所引起的裂紋等的 產(chǎn)生。同時，捕集層在發(fā)動機停機的時長期間吸附排氣路徑中的排氣組分，并在預(yù)熱時長期 間使已吸附組分脫附。多孔的捕集層的孔隙率越高，則其表面積越小，由此能夠吸附的排氣 組分的量變得越小。因此，當(dāng)在防擴散層的氣體入口 /出口部分附近設(shè)置低孔隙率的捕集 層時，大量排氣組分被吸附。這導(dǎo)致傳感器的輸出長時間偏離正常。依據(jù)本發(fā)明的第三方 面，覆蓋防擴散層的氣體入口/出口部分的附近區(qū)域的第一捕集層具有比覆蓋其它部分的 第二捕集層高的孔隙率。因此，本發(fā)明不僅有效縮短了排氣傳感器的輸出偏離正常的時長 而且有效抑制了由于浸水所引起的裂紋等的產(chǎn)生。 依據(jù)本發(fā)明的第四方面，排氣傳感器包括加熱器層，在該加熱器層中嵌入加熱器 以加熱電解質(zhì)層。此外，具有比第一捕集層低的孔隙率的第二捕集層形成為覆蓋加熱器層 的附近區(qū)域。由于加熱器層的溫度高于其它部分，所以加熱器層有可能由于浸水所引起的 熱沖擊而破裂。因此，本發(fā)明有效提高了加熱器層附近區(qū)域的防浸水性。
依據(jù)本發(fā)明的第五方面，第一捕集層的厚度與第二捕集層的厚度相等。因此，本發(fā) 明有效增強了由具有高孔隙率的第一捕集層所覆蓋的區(qū)域的防浸水性。 捕集層在發(fā)動機停機的時長期間吸附排氣路徑中的排氣組分，并在預(yù)熱時長期間 使已吸附組分脫附。因此，當(dāng)在防擴散層的氣體入口/出口部分附近設(shè)置厚的捕集層時，被 脫附的已吸附組分被大量引入防擴散層內(nèi)。這導(dǎo)致傳感器的輸出長時間偏離正常。同時， 防擴散層極少由于浸水而破裂。因此能夠想到在沒有以捕集層提供防護的情況下也可能獲 得足夠的防浸水性。依據(jù)本發(fā)明的第六方面，捕集層形成為覆蓋除防擴散層的氣體入口 / 出口部分的附近區(qū)域之外的區(qū)域。因此，本發(fā)明未對靠近防擴散層的氣體入口 /出口部分 的區(qū)域設(shè)置捕集層。因此，可有效減少引入到防擴散層內(nèi)的脫附排氣組分的量，從而縮短傳 感器輸出偏離正常的時長。這能夠同時提高傳感器的防浸水性和功能性。
依據(jù)本發(fā)明的第七方面，排氣傳感器包括加熱器層，在該加熱器層中嵌入加熱器
6以加熱電解質(zhì)層。此外，捕集層形成為覆蓋加熱器層的附近區(qū)域。由于加熱器層的溫度高 于其它部分，所以加熱器層有可能由于浸水所引起的熱沖擊而破裂。因此，本發(fā)明有效提高 了加熱器層附近區(qū)域的防浸水性。


圖1是圖示用于本發(fā)明的第
圖2是圖示用于本發(fā)明的第
圖3是圖示用于本發(fā)明的第
實施方式的多層空燃比傳感器10的構(gòu)造的圖。 實施方式的多層空燃比傳感器50的構(gòu)造的圖。 實施方式的多層空燃比傳感器10的構(gòu)造的圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖來描述本發(fā)明的實施方式。圖中相同的元件由相同的參考數(shù)字標(biāo)
示而且不再贅述。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于以下所描述的實施方式。 第一實施方式 K空燃比傳感器的構(gòu)造2 圖1是圖示用于本發(fā)明的第一實施方式的多層空燃比傳感器10的構(gòu)造的圖。更 具體地，圖1是圖示空燃比傳感器10的傳感器元件部分的剖視圖?？杖急葌鞲衅?0包括 傳感器元件和用于保護傳感器元件的覆蓋部，傳感器元件具有圖l所示的截面結(jié)構(gòu)。空燃 比傳感器10安裝在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣路徑中，使得被覆蓋的傳感器元件暴露于排氣。
空燃比傳感器10的覆蓋部具有多個通氣孔，使得流經(jīng)排氣路徑內(nèi)部的氣體到達 傳感器元件。因此，圖1所示的空燃比傳感器10(傳感器元件)處于其外周表面暴露于排 氣的狀態(tài)。 空燃比傳感器10包括加熱器層12。加熱器14嵌在加熱器層12中以將傳感器元 件加熱至活化溫度。參考圖l，大氣層形成層16位于加熱器層12上方。大氣層形成層16 由諸如氧化鋁的陶瓷材料制成。 由例如氧化鋯制成的電解質(zhì)層20位于大氣層形成層16上方。在大氣層形成層16 的上部中央部分中制成凹部以形成大氣層18。大氣層18通過大氣層形成層16和電解質(zhì)層 20與排氣路徑中的空間隔離，并通過空氣孔(未示出)開口至大氣。 通過將大氣電極22設(shè)置在電解質(zhì)層20下方使大氣電極22暴露于大氣層18。同 時，排氣電極24位于電解質(zhì)層20上方。用防擴散層26覆蓋排氣電極24。防擴散層26是 多孔物質(zhì)且能夠適當(dāng)控制通過排氣路徑到達排氣電極24的氣體的流量。
遮護層28位于防擴散層26上方。遮護層28覆蓋防擴散層26的頂部，使得用于 流入防擴散層26中的氣體的入口 /出口局限于入口 /出口部分26a。 依據(jù)本實施方式的空燃比傳感器10包括捕集層30，捕集層30覆蓋傳感器元件的 暴露于排氣路徑內(nèi)的空間的整個外周表面。捕集層30是多孔物質(zhì)且主要由諸如氧化鋁的 陶瓷材料構(gòu)成。此外，覆蓋傳感器元件的捕集層30的厚度隨著區(qū)域不同而改變。更具體地， 薄捕集層30a設(shè)置在覆蓋傳感器元件的防擴散層26的入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的 區(qū)域中。另外，比前述捕集層30a厚的另一捕集層30b設(shè)置在主要覆蓋加熱器層12和大氣 層形成層16的區(qū)域中。
〖第一實施方式的特征2
7
現(xiàn)在將描述本實施方式的特征。如稍早所述，空燃比傳感器10設(shè)置成使得傳感器 元件暴露于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣路徑內(nèi)的空間。當(dāng)空燃比傳感器10由于傳感器元件從加熱 器14或排氣熱中接收熱而變?yōu)榫哂谢钚詴r，空燃比傳感器10提供期望的性能。
流入排氣路徑中的排氣包含小水滴和小油滴。因此，當(dāng)高溫的傳感器元件浸在水 中時，傳感器元件可能由于熱沖擊而破裂。因此，依據(jù)本實施方式的空燃比傳感器10使用 捕集層30保護暴露于排氣路徑內(nèi)的空間的傳感器元件的整個表面。更具體地，捕集層30 形成為覆蓋傳感器元件的外周表面，如圖1所示，該傳感器元件是由加熱器層12、大氣層形 成層16、電解質(zhì)層20、防擴散層26、以及遮護層28構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。捕集層30由多孔的陶 瓷材料制成。因此，當(dāng)捕集層30浸在排氣中的水中時，水滲透至多孔材料中并擴散，從而減 少施加至傳感器元件的熱沖擊。這能夠有效防止空燃比傳感器10的元件因浸水而破裂。
如上所述，捕集層30能夠有效防止空燃比傳感器10的元件因浸水而破裂。另外， 捕集層30越厚，則由浸水所引起的熱沖擊被減小的程度越大。但是，捕集層30的厚度增加 可能增加在內(nèi)燃發(fā)動機的預(yù)熱過程中傳感器輸出偏離正常的時長。更具體地，當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動 機保持停機時，例如在充滿排氣路徑的排氣中所包含的碳氫化合物(HC)和其它濃氣體組 分變?yōu)楸挥商沾刹牧现瞥傻牟都瘜?0所吸附。所吸附的濃氣體組分在內(nèi)燃發(fā)動機的預(yù)熱 時長期間變?yōu)楸幻摳?。這會增加流經(jīng)防擴散層26的濃氣體組分的量并導(dǎo)致傳感器輸出偏 離正常。特別地，所吸附的濃氣體組分的量隨著捕集層30的厚度增加而增加，從而增加在 內(nèi)燃發(fā)動機的預(yù)熱過程中傳感器輸出偏離正常的時長。 鑒于以上情況，依據(jù)本實施方式的空燃比傳感器10包括薄捕集層30a，該薄捕集 層30a設(shè)置在覆蓋傳感器元件的防擴散層26的入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的區(qū)域中。 這減少了在內(nèi)燃發(fā)動機停機的時長期間附著至入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的濃氣體組 分的量。這能夠有效避免如下情形脫附的濃氣體組分進入防擴散層26，從而增加傳感器 輸出偏離正常的時長。另外，比上述捕集層30a厚的另一捕集層30b設(shè)置在例如加熱器層 12的附近區(qū)域中，在該附近區(qū)域中，傳感器元件有可能破裂。這能夠有效保護傳感器元件不 受浸水所引起的熱沖擊的影響。 如上所述，依據(jù)本實施方式的空燃比傳感器10使用厚度不同的捕集層30a、30b以 有效避免傳感器輸出偏離持續(xù)長時間的情形，并有效防止傳感器元件因浸水而破裂。這能 夠同時增強空燃比傳感器的功能性和防浸水性。 以上已描述過的第一實施方式假設(shè)空燃比傳感器10包括厚度不同的捕集層30a、 30b以同時增強傳感器的功能性和防浸水性。但是，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于空燃比傳感器， 而且還能夠應(yīng)用于氧傳感器以及其它排氣傳感器，只要它們是多層的而且暴露于待測量的 氣體。 此外，以上已描述過的第一實施方式假設(shè)捕集層30由多孔的氧化鋁制成。但是， 本發(fā)明并不局限于使用這種捕集層。更具體地，捕集層30可由任意多孔的陶瓷材料制成。
此外，以上已描述過的第一實施方式假設(shè)薄捕集層30a位于防擴散層26的入口 / 出口部分26a處。但是，防擴散層26不太可能由于熱沖擊而破裂。因此，如圖3所示，可以 去除捕集層30a以進一步改善傳感器的功能性。這能夠有效縮短在預(yù)熱過程中傳感器輸出 偏離持續(xù)的時長，從而進一步增強傳感器的功能性。 在以上已描述過的第一實施方式中，空燃比傳感器10對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第一方面的"排氣傳感器";捕集層30a對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第一方面的"第一捕集層"；而捕集 層30b對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第一方面的"第二捕集層"。 此外，在以上已描述過的第一實施方式中，空燃比傳感器10對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的 第六方面的"排氣傳感器"；而捕集層30b對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第六方面的"捕集層"。
第二實施方式
K空燃比傳感器的構(gòu)造2 圖2是圖示用于本發(fā)明的第二實施方式的多層空燃比傳感器50的構(gòu)造的圖。除了 稍后描述的捕集層52之外，空燃比傳感器50的構(gòu)造與圖1所示的空燃比傳感器10相似。
如圖2所示，依據(jù)第二實施方式的空燃比傳感器50包括捕集層52，該捕集層52設(shè) 置成覆蓋傳感器元件的暴露于排氣路徑內(nèi)的空間的整個外周表面。如同使用圖l所示的捕 集層30的情況一樣，捕集層52由多孔的陶瓷材料(氧化鋁)制成。此外，覆蓋傳感器元件 的捕集層52的孔隙率隨著區(qū)域不同而改變。更具體地，由高孔隙率材料制成的捕集層52a 設(shè)置在覆蓋傳感器元件的防擴散層26的入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的區(qū)域中。另外， 由孔隙率比前述捕集層52a低的材料制成的另一捕集層52b設(shè)置在主要覆蓋加熱器層12 和大氣層形成層16的區(qū)域中。捕集層52a的厚度與捕集層52b的厚度相等。
〖第二實施方式的特征2 現(xiàn)在將描述第二實施方式的特征。在稍早已描述過的依據(jù)第一實施方式的空燃比 傳感器10中，薄捕集層30a設(shè)置成靠近防擴散層26的入口 /出口部分26a以減少在發(fā)動 機停機時長期間附著至入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的濃氣體組分的量。
另一方面，第二實施方式的特征在于，設(shè)置成靠近防擴散層26的入口 /出口部分 26a的捕集層52a具有高孔隙率。換言之，因為隨著捕集層52的孔隙率增大，表面積減小， 所以在發(fā)動機停機時長期間附著至捕集層52的濃氣體組分的量少。因此，通過增大捕集層 52a的孔隙率，可有效減少在發(fā)動機停機時長期間附著至入口 /出口部分26a的附近區(qū)域的 濃氣體組分的量。這能夠有效避免以下情形在發(fā)動機的預(yù)熱期間，脫附的濃氣體組分進入 防擴散層26，從而增加傳感器輸出偏離持續(xù)的時長。 此外，低孔隙率捕集層52b覆蓋傳感器元件有可能破裂的加熱器層12的附近區(qū) 域。捕集層孔隙率的減小將減少傳感器元件由于浸水而經(jīng)歷的熱沖擊。因此，傳感器元件 的由捕集層52b所覆蓋的部分得到有效保護而免于受到浸水所引起的熱沖擊的影響。
而且，如稍早所述，高孔隙率的捕集層52a覆蓋防擴散層26的附近區(qū)域，從而提供 了增強的功能性。因此，本實施方式假設(shè)捕集層52a的厚度與捕集層52b相等，即，捕集層 52a具有足夠的厚度以展示足夠的防浸水性。因此，傳感器元件的由高孔隙率的捕集層52a 所覆蓋的部分也得到有效保護而免于受到浸水所引起的熱沖擊的影響。
如上所述，依據(jù)本實施方式的空燃比傳感器50使用孔隙率不同的捕集層52a、52b 以有效避免傳感器輸出偏離持續(xù)長時間的情形，并有效防止傳感器元件因浸水而破裂。這 能夠同時增強空燃比傳感器的功能性和防浸水性。 以上已描述過的第二實施方式假設(shè)空燃比傳感器50包括孔隙率不同的捕集層 52a、52b以同時增強傳感器的功能性和防浸水性。但是，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于空燃比傳感 器，而且還能夠應(yīng)用于氧傳感器以及其它排氣傳感器，只要它們是多層的而且暴露于待測 量的氣體。
此外，以上已描述過的第二實施方式假設(shè)捕集層52由多孔的氧化鋁制成。但是， 本發(fā)明并不局限于使用這種捕集層。更具體地，捕集層52可由任意多孔的陶瓷材料制成。
此外，以上已描述過的第二實施方式假設(shè)捕集層52a的厚度與捕集層52b相等。 但是，捕集層52a的厚度無需總是與捕集層52b的厚度相等。更具體地，如同在使用依據(jù)第 一實施方式的空燃比傳感器10的情況下一樣，靠近防擴散層26的入口 /出口部分26a的 捕集層52a可以比捕集層52b薄。這能夠有效縮短在預(yù)熱過程中傳感器輸出偏離持續(xù)的時 長，從而進一步增強傳感器的功能性。 在以上已描述過的第二實施方式中，空燃比傳感器10對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第三 方面的"排氣傳感器";捕集層30a對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第三方面的"第一捕集層"；而捕集 層30b對應(yīng)于依據(jù)本發(fā)明的第三方面的"第二捕集層"。
權(quán)利要求
一種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā)動機排氣路徑內(nèi)的空間，所述排氣傳感器包括電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極之間移動；大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣層，所述大氣電極暴露于所述大氣層；防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到達所述排氣電極的排氣的流量；以及捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的整個部分；其中，所述捕集層包括第一捕集層和第二捕集層，所述第一捕集層覆蓋靠近所述防擴散層的氣體入口/出口部分的區(qū)域，而所述第二捕集層覆蓋未被所述第一捕集層覆蓋的其它區(qū)域，所述第一捕集層比所述第二捕集層薄。
2. 如權(quán)利要求l所述的排氣傳感器，進一步包括 加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層； 其中，所述第二捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。
3. —種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā)動機排氣路徑內(nèi)的空 間，所述排氣傳感器包括電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極之間 移動；大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣層， 所述大氣電極暴露于所述大氣層；防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到達所 述排氣電極的排氣的流量；以及捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的整個 部分；其中，所述捕集層包括第一捕集層和第二捕集層，所述第一捕集層覆蓋靠近所述防擴 散層的氣體入口 /出口部分的區(qū)域，而所述第二捕集層覆蓋未被所述第一捕集層覆蓋的其 它區(qū)域，所述第一捕集層的孔隙率比所述第二捕集層的孔隙率高。
4. 如權(quán)利要求3所述的排氣傳感器，進一步包括 加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層； 其中，所述第二捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的排氣傳感器，其中，所述第一捕集層的厚度與所述第二捕集 層的厚度相等。
6. —種排氣傳感器，所述排氣傳感器是多層的且暴露于內(nèi)燃發(fā)動機排氣路徑內(nèi)的空 間，所述排氣傳感器包括電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層位于排氣電極與大氣電極之間以允許氧離子在所述電極之間 移動；大氣層形成層，所述大氣層形成層設(shè)置在所述電解質(zhì)層的大氣電極側(cè)以形成大氣層，所述大氣電極暴露于所述大氣層；防擴散層，所述防擴散層是多孔的且設(shè)置在所述電解質(zhì)層的排氣電極側(cè)以控制到達所 述排氣電極的排氣的流量；以及捕集層，所述捕集層是多孔的且形成為覆蓋暴露于所述排氣路徑內(nèi)的所述空間的部分；其中，所述捕集層形成為覆蓋除所述防擴散層的氣體入口/出口部分附近區(qū)域之外的 區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的排氣傳感器，進一步包括加熱器層，在所述加熱器層中嵌入加熱器以加熱所述電解質(zhì)層；其中，所述捕集層形成為覆蓋靠近所述加熱器層的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種同時展現(xiàn)出增強的防浸水性和功能性的排氣傳感器。所公開的是一種排氣傳感器(10)，所述排氣傳感器是多層的且暴露于排氣路徑內(nèi)的空間。排氣傳感器(10)包括電解質(zhì)層(20)，其位于排氣電極(24)與大氣電極(22)之間；大氣層形成層(16)，其形成為朝向大氣電極(22)以形成大氣層，大氣電極(22)暴露于所述大氣層；防擴散層(26)，其是多孔的且形成為朝向排氣電極(24)以控制到達排氣電極(24)的排氣的流量；以及捕集層(30)，其是多孔的且形成為覆蓋暴露于排氣路徑內(nèi)的空間的整個部分。捕集層(30)包括覆蓋靠近防擴散層(26)的氣體入口/出口部分(26a)的區(qū)域的捕集層(30a)、以及覆蓋未被捕集層(30a)覆蓋的其它區(qū)域的另一捕集層(30b)。捕集層(30a)比捕集層(30b)薄、或具有更高的孔隙率或者被省略。
文檔編號G01N27/407GK101784890SQ200880103420
公開日2010年7月21日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者青木圭一郎 申請人:豐田自動車株式會社