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氧化鋯式氧傳感器的工作原理如下：鋯管的陶瓷體是多孔體，氧氣可以滲入該多孔體固體電解質(zhì)內(nèi) 。溫度較高時(shí)，氧氣發(fā)生電離。只要鋯管內(nèi)（大氣）外（廢氣）側(cè)氧含量不一樣，存在氧濃度差，則在固體電解質(zhì)內(nèi)部氧離子從大氣一側(cè)向排氣一側(cè)擴(kuò)散，使鋯管形成微電池，在鋯管鉑極間產(chǎn)生電壓。當(dāng)混合氣稀時(shí)，排氣中氧含量多，兩側(cè)氧濃度差小，產(chǎn)生的電壓??；當(dāng)混合氣濃時(shí)，排氣中氧含量少，CO、CH、NOx的含量較多，這些成分在鋯管外表面的鉑的催化作用下，與氧發(fā)生反應(yīng)，消耗廢氣中殘余的氧，使鋯管外表面氧濃度變成零，這樣使得鋯管內(nèi)、外兩側(cè)的氧濃度差突然增大，兩極間產(chǎn)生的電壓也增大。
因此，氧傳感器產(chǎn)生的電壓在過(guò)量空氣系數(shù)λ=1上下產(chǎn)生突變，λ大于1時(shí)，氧傳感器輸出電壓幾乎為零，λ小于1時(shí)，氧傳感器輸出電壓接近1V。在發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣閉環(huán)控制過(guò)程中，氧傳感器相當(dāng)于一個(gè)濃度開(kāi)關(guān)，根據(jù)混合氣空燃比的變化向ECU輸入寬度變化的電脈沖信號(hào)，ECU根據(jù)氧傳感器反饋信號(hào)，控制噴油量，使排氣中有害氣體的成分減到最少。

氧化鋯氧傳感器又稱之為氧化鋯固體電解質(zhì)氧濃度電池 [1] ，有國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口兩種類，常用于燃燒氣氛測(cè)量和600度-1200度環(huán)境中氣體中的氧含量。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、維護(hù)容易、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確。

氧化鋯式氧傳感器主要由氧化鋯（ZrO2）、和護(hù)套組成。分為加熱式的和非加熱式的兩種。加熱式的氧傳感器在鋯管中間有加熱棒， 鋯管是由陶瓷體制成、固定在帶有安裝螺紋的固定套中。導(dǎo)人排插入排氣管中，它的內(nèi)表面與空氣相通，外表面與廢氣相通。鋯管的內(nèi)、外表面覆蓋一層多孔性鉑膜作電極，為防止廢氣腐蝕鉑膜，在鋯管外表面的鉑膜層上覆蓋一層多孔陶瓷層，并有一個(gè)防護(hù)套管，套管上開(kāi)有槽口或孔。氧傳感器的接線端有一個(gè)金屬護(hù)套，上面開(kāi)有孔，使鋯管內(nèi)表面與空氣相通，電線將鋯管內(nèi)表面鉑極經(jīng)絕緣套從傳感器引出。

氧化鋯氧傳感器 [2]在使用過(guò)程會(huì)出現(xiàn)漏氣，信號(hào)不穩(wěn)的情況。對(duì)此武漢華敏的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)鉑電極成分的改進(jìn)，使其適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)，實(shí)現(xiàn)氧化鋯元件和鉑電極共燒成型技術(shù)，鉑電極在長(zhǎng)期高溫工作時(shí)，減少了電極附著力下降，剝落的現(xiàn)象，從根源上改善傳感器的穩(wěn)定。