汽车氧传感器保护层性能改进研究

多孔保护层是平板式汽车氧传感器的重要功能层,直接关系到其能否长周期稳定的工作。通过改进已有汽车氧传感器多孔保护层的制作工艺和成分,结合丝网印刷技术,提高保护层的性能,并提出改进保护层的方式和途径。     

CO气体对极限电流型氧传感器特性的影响

研究了CO气体对极限电流型氧传感器特性的影响,将小孔型极限电流型氧传感器放置在不同CO体积分数的环境中进行了电学性能测试。实验结果表明:在CO-O2-N2环境中,O2体积分数分别为7.5%,10%,CO体积分数在0.75%～4.25%变化时,传感器的电压—电流特性曲线均有良好的极限电流平台,且极限电流IL随着CO体积分数的增大而减小。理论分析在CO-O2-N2环境中IL与-ln(1-(XO-47XCO))有良好的线性关系,且该传感器对CO的上升响应时间与下降响应时间分别在10 s和15 s以内。     

金属／YSZ电极对氧传感器性能的影响

借助交流阻抗谱测试技术和扫描电镜,对Pt,Au,Ag,Ag—Pt,Ag—Pd电极浆料所制金属／YSZ电极的界面电阻、激活能进行了研究,并计算了由其构成的氧传感器达到90％响应量所需时间。研究表明：400-600℃时,02在Ag／YSZ电极上反应速率最快,激活能最低,为91kJ·mol^-1;Pt／YSZ电极激活能最高,为183kJ·mol^-1,电极反应速率控制步骤为吸附氧原子在电极表面的扩散过程;Ag—Pt,Ag—Pd／YSZ电极激活能均较Ag／vsz电极高,Pd含量增大时,Ag—Pd／YSZ电极激活能亦增大;400-450℃时,Ag／YSZ氧传感器响应时间最短,450-600℃时,Ag-1％Pd／YSZ氧传感器响应最快。     

温度对二氧化锡气体传感器响应信号的影响

在方波调制的条件下,研究了不同的外加电压和不同的占空比下SnO2气体传感器动态响应信号,同时测定了两种条件下的传感器表面相应的温度变化曲线;在7V的外加电压和30/(30 20)的占空比下,传感器能给出完整的动态响应信号;温度曲线的线形虽然相似,但温度梯度却不同,表明电压和占空比对动态信号的影响是通过温度这一本质因素来实现的.对温度这一本质因素进行了理论分析.     

ST推出快速响应的高速电压比较器

意法半导体（STMicroelectronics,简称ST）推出拥有极佳电流消耗与响应时间比率的高速电压比较器。该高速电压比较器适用于要求极快速响应时间的产品设备（如数据通信设备等）,以及音频放大器的脉宽调制器或示波器和模数转换器的输出缓冲器。     

ZrO2氧传感器电极保护层的模拟

汽车尾气净化用ZrO2气体氧传感器的外电极表面常有陶瓷多孔层,用含有一个扩散孔的致密陶瓷构件(扩散障)模拟该陶瓷多孔层.测量了带扩散障的ZrO2气体氧传感器的伏安曲线,并对该伏安曲线进行解析和数学模拟.发现氧气在扩散孔中扩散受阻时引起了电极极化,其极化程度与直流电流大小、温度、扩散孔几何尺寸、氧气的浓度等有关.给出了相应的数学表达式,其模拟伏安曲线与实际测量结果能较好的吻合.     

汽油Mn杂质对氧传感器特性的影响

氧传感器是闭环控制的汽车发动机电系统的核心部件之一。利用氧传感器检测汽车尾气成分,调节空燃比,可以获得较高的汽油燃烧效率和较好的三元催化系统的净化效率。使用过程中,汽油中的杂质会影响氧传感器的性能。试验研究了汽油中Mn杂质对氧传感器性能的影响。结果表明：Mn杂质严重影响氧传感器的性能。Mn杂质沉积在传感器表面,与铂电极发生反应,导致传感器失效,从而导致排放尾气的净化率降低。     

具有快速响应的pH光纤传感器

研制出一种利用高分子聚合物薄膜作为基底材料的光纤pH传感器,它是将刚果红染料试剂固定化到经化学处理过的高聚物薄膜上而制成的。实验中,运用了双臂反射传感方式和流动注射进样法。该传感器具有灵敏度高,牢固耐用,尤其是响应时间短(<0.03min)等特点。     

薄膜型TiO_2氧传感器响应时间的测试与研究

讨论了氧分压测试的原理、方法，利用计算机实现了数据采集自动化．用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备出了薄膜型ＴｉＯ２氧传感器，并对传感器的响应时间进行了测试与分析，发现温度和催化剂对其响应时间有很大的影响．     

基于不分光红外法的汽车尾气检测传感器的设计

为实现对汽车尾气中CO、CO2、HC化合物的测量,提出了一种新型汽车尾气检测传感器的设计方案。该方案根据不分光红外法（NDIR）检测原理,讨论了汽车尾气检测传感器的整体结构和软硬件的实现方法;传感器采用新型的红外光源和四通道红外探测器,可以同时测量汽车尾气中CO、CO2、HC化合物的浓度;采用双进双出的圆柱形气室结构,可以提高系统的检测灵敏度和测量精度。实验结果表明,传感器的相对误差在±3%之内,具有良好的精度和稳定性,能够满足汽车尾气浓度测量分析的需求。     

汽车氧传感器电压输出特性研究

在理论上,汽车氧传感器电压输出特性可用能斯特方程进行计算和描述,但在实际制造上,由于材料的选取、制造工艺以及工作温度等诸多因素,造成氧传感器的电压输出特性偏离理论曲线,另外,随着汽车氧传感器服役时间的增加,也不可避免地会出现这种偏差。通过试验和研究,提出350℃和850℃是评价汽车氧传感器电压输出特性的关键温度点,评价混合气浓状态λ应选择0.97,稀状态应选择1.10。     

Selective mixed potential ammonia exhaust gas sensor

Novel selective ammonia sensors with high potential for long-term stability in harsh exhaust environments are introduced. The sensor bases on the mixed potential effect. In contrast to common sensors, the electrode functionalities electrical conductivity, selective catalytic activity, and electrochemical activity combined with long-term stability are separated. For that reason, one of the two electrodes is covered by a well-known porous vanadia–tungstenia–titania-based SCR catalyst material, which has been developed for exhaust gas SCR applications. The resulting sensor signal depends semi-logarithmically on ammonia. The NO_x cross-sensitivity is marginal. If enough oxygen is in the exhaust, the sensor signal is independent of the oxygen concentration. Tests downstream of an SCR catalyst show that very small ammonia slips can be determined.     

基于dSPACE的宽带型废气氧传感器控制器设计

宽带型废气氧(UEGO)传感器在稀燃发动机混合气空燃比控制中起着极其重要的作用,它在工作过程中的电流和温度等信号需要进行控制.研究了基于dSPACE的UEGO传感器控制器的设计,详细介绍了加热驱动、温度检测及泵电流测量等硬件电路,并利用数字PID实现泵电流的反馈控制.通过在发动机台架上实验,结果表明:设计的控制器能在较宽范围内较好地检测混合气空燃比变化.     

废气氧传感器Hammerstein模型结构的确定

研究了废气氧(EGO)传感器Hammerstein模型结构辨识方法。静态非线性函数选用双曲正切与多项式组合形式,动态线性环节分别选用带外生变量的自回归(ARX)模型、输出误差(OE)模型和Box-Jenkins(BJ)模型结构。采用交叉准则法进行参数估计和阶次选择,通过仿真比较对模型进行检验。结果表明:最终输出误差(FOE)准则和最终预报误差(FPE)准则均适用于用估计数据选择阶次,但前者比后者更可靠。基于预测误差法的3阶OE模型和BJ模型均可用于EGO传感器Hammerstein模型动态线性环节的建模。     

废气再循环对某SI缸内直喷发动机性能的影响

为挖掘废气再循环（Exhaust Gas Recirculation,EGR）技术的潜力,分别用热力学第一定律和热力学第二定律分析中等负荷时EGR对某SI缸内直啧发动机的影响．结果表明在中等负荷时,EGR使缸内传热损失和泵气损失减小,燃烧不可逆损失有所增加．     

基于宽域氧传感器的空燃比分析仪设计与实现

根据LSU 4.9宽域氧传感器的特性,采用通用元件、以STM32F103作为控制算法的实现平台,展开了空燃比分析仪的设计与实现.在硬件方面,以LSU4.9宽域氧传感器中氧化锆的负温度系数(NTC)特性为基础,提出了一种通过交流电压比较内阻值的方式控制氧传感器的温度.此方法不仅简化了电路,而且消除了因测量电路的差异性所产生的影响;在软件方面,针对泵电流存在的摄动,提出了采用比例-积分-微分神经网络(PIDNN)算法实现对氧传感器的反馈控制.实验表明:设计的空燃比分析仪可满足快速启动的要求,且能在0％～12.1％的氧气浓度范围内实现准确测量,动态响应时间短,能良好地跟踪环境氧气浓度的变化.     

提高保护层卸压瓦斯量的方法研究

根据气体径向流动理论和能量守恒定律,建立了地面钻孔瓦斯抽放模型及流动网络,提出了通过提高井眼底部阻力来增加保护层泄压瓦斯量的方法。工程应用结果表明,通过增加井眼底部的流动阻力,可以显著提高保护层卸压瓦斯量。     

孔径分布对多孔气体传感器气敏性能的影响

采用一种可双峰分布的概率密度函数构建孔径分布模型,并与实验测量结果进行对比验证。建立了包含孔结构影响的气体扩散-反应数学模型,数值研究了多孔气体传感器内孔径分布形态对响应时间、灵敏度和选择性的影响规律。计算结果表明,双峰分布孔结构对提高传感器的气敏性能具有一定实际意义。孔结构变化时,孔内扩散阻力和比表面积呈相反变化趋势,共同影响传感器内被测气体的表面反应速率。多孔气体传感器对被测气体的80%响应时间随副峰概率的增大而逐渐缩短。多孔气体传感器的相对灵敏度则随副峰概率呈极值性变化,具有极大值。     

基于背景差分法的尾气烟度检测系统设计

随着机动车尾气的大量排放,为减少大气污染,对尾气进行相关的检测也越来越重要。为自动检测机动车尾气黑度,设计并实现了一种对尾气图片使用图像处理的方法进行林格曼级数检测的系统。通过对汽车尾气进行拍照处理,获得机动车尾气黑度的林格曼级数。同时可以将检测结果通过4G网发送给手机APP,手机端也能控制检测系统进行拍照,获取分析结果,打印报告。该研究为机动车尾气黑度检测提供了一种可行的方案,具有一定的现实意义。