專利名稱：氧傳感器性能檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種傳感器性能檢測技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種氧傳感器性能檢測裝置，其可對汽車寬頻帶傳感器或普通氧傳感器進行檢測。
背景技術(shù)：
汽車寬頻帶氧傳感器的基本控制原理就是以普通氧化鋯型氧傳感器為基礎(chǔ)擴展而來。氧化鋯型氧傳感器有一特性，就是當氧離子移動時會產(chǎn)生電動勢。若相反將電動勢加在氧化鋯組件上，即會造成氧離子的移動，根據(jù)此原理即可由發(fā)動機控制單元控制所想要的比例值。詳而言之，傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用，其基本工作原理是，在一定條件下例如高溫和鉬催化，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度 差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21%，濃混合氣燃燒后的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。在高溫及鉬的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯感應(yīng)室的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，感應(yīng)室上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動勢。當感應(yīng)室廢氣一側(cè)的氧濃度低時，在電極之間產(chǎn)生一個高電壓(O. 6 IV),這個電壓信號被送到電子控制單元(ECU, Electronic Control Unit)放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14. 7 :1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計量的關(guān)鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(端部達到300° C以上)其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800° C時，對混合氣的變化反應(yīng)最快，而在低溫時這種特性會發(fā)生很大變化。寬頻帶氧傳感器目前的技術(shù)測試方案一般是是通過讀取數(shù)據(jù)流進行分析，而且只能進行實車測試，無法測出寬頻帶氧傳感器的真實性能參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)存在如下技術(shù)問題因為是通過讀取實車數(shù)據(jù)流來進行判斷寬頻帶氧傳感器的性能，看到的只是電腦內(nèi)存的故障碼及二次數(shù)據(jù)，并不是被測傳感器的真實參數(shù)。再者，寬頻帶氧傳感器要到350° C以上才會投入正常工作，必須等待相當一段時間，測試效率很低。當寬頻帶氧傳感器性能有所下降但并未完全失效時，不會產(chǎn)生故障碼，因此，現(xiàn)有技術(shù)難以準確判斷寬頻帶氧傳感器的性倉泛。然而，此傳感器為高值易損件，一但失效對整車性能及廢氣排放都會造成較大影響，因此有必要提供一種有效的實驗測試裝置。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種氧傳感器性能檢測裝置，其可對寬頻帶氧傳感器或普通氧傳感器進行準確的性能測試。本實用新型提出一種氧傳感器性能檢測裝置，其使用丁烷氣體燃燒模擬發(fā)動機排氣管工況，對被測氧傳感器進行性能檢測，該檢測裝置包括依次連接的電子控制單元、測量控制電路及泵氧元電流測試單元，電子控制單元控制測量控制電路對被測氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制；氧傳感器信號電壓測試單元，一端連接于被測氧傳感器信號輸出電路，另一端接地，用于對被測氧傳感器的氧化鋯感應(yīng)室輸出電壓信號進行監(jiān)測；模擬燃燒室，被測氧傳感器置于該模似燃燒室內(nèi)進行檢測；溫度傳感器，設(shè)于模擬燃燒室內(nèi)，用于測試被測氧傳感器的工作溫度；數(shù)控調(diào)溫控制器，與溫度傳感器電性連接，用于控制被測氧傳感器的工作溫度；噴嘴，一端與模擬燃燒室連通，丁烷氣體通過噴嘴進入模擬燃燒室；及電源，與電子控制單元、測量控制電路及數(shù)控調(diào)溫控制器電性連接。在本實用新型的一個實施例中，所述電源為開關(guān)電源，其將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出。 在本實用新型的一個實施例中，所述被測氧傳感器為寬頻帶氧傳感器或普通氧傳感器，包括感應(yīng)室和泵氧元。在本實用新型的一個實施例中，在檢測過程中，所述被測氧傳感器一端置于模擬燃燒室內(nèi)，另一端與泵氧元電流測試單元、氧傳感器信號電壓測試單元及數(shù)控測溫控制器連接。在本實用新型的一個實施例中，所述泵氧元電流測試單元對被測氧傳感器的泵氧元電流信號進行測量，電子控制單元依據(jù)測量得到的電流值控制測量控制電路對被測氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制。在本實用新型的一個實施例中，所述氧傳感器信號電壓測試單元為數(shù)字電壓表。在本實用新型的一個實施例中，所述溫度傳感器感測模擬燃燒室內(nèi)的溫度，將該溫度結(jié)果并傳送至數(shù)控調(diào)溫控制器，數(shù)控調(diào)溫控制器依據(jù)溫度傳感器感測到的溫度進行被測氧傳感器工作溫度的測量與控制。在本實用新型的一個實施例中，所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)通過噴嘴的氣體流量。本實用新型所述的氧傳感器檢測裝置利用丁烷氣體燃燒噴嘴進行發(fā)動機排氣管工況模擬，采用數(shù)字儀表對寬頻帶氧傳感器的氧化鋯感應(yīng)室輸出信號進行測量，同時利用控制電路對寬頻帶氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制。具有如下優(yōu)點或有益效果因為是通過汽車寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置來進行性能檢測，因此看到的是寬頻帶氧傳感器的真實參數(shù)；因為寬頻帶氧傳感器要到350°C以上才會投入正常工作，寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置采用數(shù)控調(diào)溫控制器進行寬頻帶氧傳感器工作溫度的控制，由于數(shù)控調(diào)溫控制器采用了單片機技術(shù)，因此可以在相當寬的范圍內(nèi)任意設(shè)置氧傳感器的工作溫度，無須等待相當一段時間，可以在較短時間內(nèi)進行批量性能檢測，測試效率較高；汽車寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置不但可以檢測寬頻帶氧傳感器，而且可以檢測普通氧傳感器，利用率高，甚至可以作為是否應(yīng)該更換氧傳感器的依據(jù)。上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

[0018]圖I為本實用新型較佳實施例的氧傳感器檢測裝置的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型提供一種氧傳感器性能檢測裝置，其可對汽車寬頻帶氧傳感器或普通氧傳感器進行檢測。該氧傳感器性能檢測裝置包括電源101、電子控制單元(EQJ, Electronic Control Unit) 102、測量控制電路103、泵氧元電流測試單元104、氧傳感器信號電壓測試單元105、數(shù)控調(diào)溫控制器106、模擬燃燒室107、溫度傳感器108、調(diào)節(jié)閥109及噴嘴110。該氧傳感器性能檢測裝置使用壓縮丁烷氣體111燃燒模擬發(fā)動機排氣管工況。本實施例中，電源101為開關(guān)電源,其將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出。電源101與E⑶102、測量控制電路103及數(shù)控調(diào)溫控制器106連接，以分別向E⑶102、測量控制電路103及數(shù)控調(diào)溫控制器106提供工作電源。E⑶102、測量控制電路103及泵氧元電流測試單元104依次連接。氧傳感器信號電壓測試單元105 —端連接于被測氧傳感器信號輸出電路(圖未標)，且氧傳感器信號電壓測試單元105另一端接地，用于對被測氧傳感器的氧化鋯感應(yīng)室輸出電壓信號進行監(jiān)測。 溫度傳感器108設(shè)于模擬燃燒室107內(nèi)，并與數(shù)控調(diào)溫控制器106電性連接，用于檢測模擬燃燒室107內(nèi)的溫度。噴嘴110 —端與模擬燃燒室107連通，另一端設(shè)置有調(diào)節(jié)閥109，壓縮丁烷氣體111通過噴嘴110設(shè)有調(diào)節(jié)閥109的一端進入模擬燃燒室107進行燃燒。調(diào)節(jié)閥109用于控制壓縮丁烷氣體的流量。檢測過程中，被測氧傳感器20 —端置于模擬燃燒室107內(nèi)，另一端與泵氧元電流測試單元104、氧傳感器信號電壓測試單元105及數(shù)控測溫控制器106電性連接。S卩，泵氧元電流測試單元104、氧傳感器信號電壓測試單元105及數(shù)控測溫控制器106均與被測氧傳感器20連接。本實施例中，被測氧傳感器20為寬頻帶氧傳感器，其有感應(yīng)室(圖未標)和泵氧元(圖未標)兩部分。檢測過程中，感應(yīng)室的一面與大氣接觸，而另一面位于模擬燃燒室107內(nèi)，通過擴散孔(圖未示)與壓縮丁烷氣體111燃燒后產(chǎn)生的排氣接觸，由于感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量不同而產(chǎn)生一個電動勢。發(fā)動機控制單元要把感應(yīng)室兩側(cè)的氧含量保持一致，讓電壓值維持在O. 45V。泵氧元一邊是排氣，另一邊與模擬燃燒室107相連。泵氧元就是利用氧化鋯傳感器的反作用原理，將電壓施加于氧化鋯組件(即泵氧元)上，這樣會造成氧離子的移動。把排氣中的氧泵入模擬燃燒室107中，使感應(yīng)室兩側(cè)的電壓值維持在O. 45V。如果混合氣太濃，那么排氣中含氧量下降，此時從擴散孔溢出的氧較多，感應(yīng)室的電壓升高。為達到平衡發(fā)動機控制單元，增加控制電流使泵氧元增加泵氧效率，使模擬燃燒室107的氧含量增加，這樣可以調(diào)節(jié)感應(yīng)室的電壓恢復(fù)到O. 45V ;相反混合氣太稀，則排氣中的含氧量增加，這里氧要從擴散孔進入模擬燃燒室107，感應(yīng)室電壓降低，此時泵氧元向外排出氧來平衡模擬燃燒室107中的含氧量,合感應(yīng)室的電壓維持在O. 45V。總而言之,加在泵氧元上的電壓可以保證當模擬燃燒室107內(nèi)的氧多時，排出腔內(nèi)的氧，這里發(fā)動機控制單元的控制流是正電流；當模擬燃燒室107內(nèi)的氧少時，進行供氧，此時發(fā)動機控制單元的控制電流是負電流。以上過程供給泵氧元的電流就反映了排氣中的剩余空氣含量系數(shù)。本實施例中，氧傳感器性能檢測裝置的工作原理具體如下利用壓縮丁烷氣體111通過噴嘴Iio進入模擬燃燒室107進行燃燒，進行發(fā)動機排氣管工況模擬。采用氧傳感器信號電壓測試單元105對被測氧傳感器20的氧化鋯感應(yīng)室輸出電壓信號進行監(jiān)測，同時采用泵氧元電流測試單元104對被測氧傳感器20的泵氧元電流信號進行測量，ECU 102控制測量控制電路103對被測氧傳感器20泵氧元的控制電流進行控制。如果混合氣太濃，那么排氣中含氧量下降，此時從被測傳感器20擴散孔溢出的氧較多，感應(yīng)室的電壓升高。為達到平衡，ECU 102發(fā)出增加控制電流的指令至測量控制電路103，使泵氧元增加泵氧效率，使測試腔107的氧含量增加，這樣可以調(diào)節(jié)感應(yīng)室的電壓恢復(fù)為O. 45v ;相反混合氣太稀，則排氣中的含氧量增加，這時氧要從擴散孔進入測試腔，感應(yīng)室電壓降低，此時ECU 102發(fā)出降低控制電流的指令至測量控制電路103，使泵氧元向外排出氧來平衡測試腔中的含氧量，使感應(yīng)室的電壓維持在O. 45v。采用泵氧元電流測試單元104對被測氧傳感器20泵氧元的電流信號進行測量，同時用氧傳感器信號電壓測試單元105監(jiān)測氧化鋯感應(yīng)室輸出信號電壓，其相應(yīng)變化幅值及反應(yīng)速度即體現(xiàn)了被測氧傳感器20的性能，從而達到檢測氧傳感器的目的。較佳地，氧傳感器信號電壓測試單兀105為數(shù)字電壓表。此外，在檢測過程中，溫度傳感器108感測模擬燃燒室107內(nèi)的溫度，將該溫度結(jié)果并傳送至數(shù)控調(diào)溫控制器106，數(shù)控調(diào)溫控制器106依據(jù)溫度傳感器108感測到的溫度進 行被測氧傳感器20工作溫度的測量與控制。數(shù)控調(diào)溫控制器106為數(shù)字溫控儀，其采用單片機技術(shù)，可以在相當寬的范圍內(nèi)任意設(shè)置被測氧傳感器20的工作溫度，同時還能測量被測氧傳感器20加熱線圈的加熱電流。綜上所述，本實用新型所述的氧傳感器檢測裝置利用丁烷氣體燃燒噴嘴進行發(fā)動機排氣管工況模擬，采用數(shù)字儀表對寬頻帶氧傳感器的氧化鋯感應(yīng)室輸出信號進行測量，同時利用控制電路對寬頻帶氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制。具有如下優(yōu)點或有益效果因為是通過汽車寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置來進行性能檢測，因此看到的是寬頻帶氧傳感器的真實參數(shù)；因為寬頻帶氧傳感器要到350°C以上才會投入正常工作，寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置采用數(shù)控調(diào)溫控制器進行寬頻帶氧傳感器工作溫度的控制，由于數(shù)控調(diào)溫控制器采用了單片機技術(shù)，因此可以在相當寬的范圍內(nèi)任意設(shè)置氧傳感器的工作溫度，無須等待相當一段時間，可以在較短時間內(nèi)進行批量性能檢測，測試效率較高；汽車寬頻帶氧傳感器性能檢測裝置不但可以檢測寬頻帶氧傳感器，而且可以檢測普通氧傳感器，儀器利用率高，甚至可以作為是否應(yīng)該更換氧傳感器的依據(jù)。以上所述，僅是本實用新型的實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氧傳感器性能檢測裝置，其使用丁烷氣體燃燒模擬發(fā)動機排氣管工況，對被測氧傳感器進行性能檢測，該檢測裝置包括 依次連接的電子控制單元、測量控制電路及泵氧元電流測試單元，電子控制單元控制測量控制電路對被測氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制； 氧傳感器信號電壓測試單元，一端連接于被測氧傳感器信號輸出電路，另一端接地，用于對被測氧傳感器的氧化鋯感應(yīng)室輸出電壓信號進行監(jiān)測； 模擬燃燒室，被測氧傳感器置于該模似燃燒室內(nèi)進行檢測； 溫度傳感器，設(shè)于模擬燃燒室內(nèi)，用于測試被測氧傳感器的工作溫度； 數(shù)控調(diào)溫控制器，與溫度傳感器連接，用于控制被測氧傳感器的工作溫度； 噴嘴，一端與模擬燃燒室連通，另一端設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，丁烷氣體通過噴嘴進入模擬燃燒室燃燒；及 電源，與電子控制單元、測量控制電路及數(shù)控調(diào)溫控制器連接供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述電源為開關(guān)電源，其將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述被測氧傳感器為寬頻帶氧傳感器或普通氧傳感器，包括感應(yīng)室和泵氧元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，在檢測過程中，被測氧傳感器一端置于模擬燃燒室內(nèi)，另一端與泵氧元電流測試單元、氧傳感器信號電壓測試單元及數(shù)控測溫控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述泵氧元電流測試單元對被測氧傳感器的泵氧元電流信號進行測量，電子控制單元依據(jù)測量得到的電流值控制測量控制電路對被測氧傳感器泵氧元的控制電流進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述氧傳感器信號電壓測試單元為數(shù)字電壓表。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述溫度傳感器感測模擬燃燒室內(nèi)的溫度，將該溫度結(jié)果并傳送至數(shù)控調(diào)溫控制器，數(shù)控調(diào)溫控制器依據(jù)溫度傳感器感測到的溫度進行被測氧傳感器工作溫度的測量與控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧傳感器性能檢測裝置，其特征在于，所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)通過噴嘴的氣體流量。
專利摘要本實用新型提出一種氧傳感器性能檢測裝置，其包括依次連接的電子控制單元、測量控制電路及泵氧元電流測試單元；氧傳感器信號電壓測試單元，一端連接于測量控制電路，另一端接地；模擬燃燒室；溫度傳感器，溫度傳感器設(shè)于模擬燃燒室內(nèi)，用于測試被測氧傳感器的工作溫度；數(shù)控調(diào)溫控制器，與溫度傳感器電極連接，用于控制被測氧傳感器的工作溫度；噴嘴，一端與模擬燃燒室連通，另一端設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，丁烷氣體通過噴嘴進入模擬燃燒室燃燒；開關(guān)電源，與電子控制單元、測量控制電路及數(shù)控調(diào)溫控制器連接供電。本實用新型的氧傳感器性能檢測裝置可以準確測試寬頻帶氧傳感器及普通氧傳感器的性能。
文檔編號G01N27/407GK202661439SQ20122030291
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者張建國 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院