前氧傳感器原理：一篇文章看懂氧傳感器結(jié)構(gòu)原理

原標(biāo)題：一篇文章看懂氧傳感器結(jié)構(gòu)原理

作用

氧傳感器的作用即用來(lái)調(diào)整空燃比，在溫度達(dá)到約350℃以上時(shí)，氧傳感器開(kāi)始工作。在使用三元催化器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比（理論空燃比14.7），三元催化劑對(duì)CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECM（行車電腦）發(fā)出反饋信號(hào)，再由ECM控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。

原理

氧傳感器的核心元件是傳感元，它是一種多孔介質(zhì)，常見(jiàn)的為ZrO2陶瓷管，它是一種固態(tài)電解質(zhì)，兩側(cè)面分別燒結(jié)上多孔鉑（Pt）電極。在一定溫度下，由于兩側(cè)氧濃度不同，高濃度側(cè)(陶瓷管內(nèi)側(cè)4)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結(jié)合形成氧離子O2-，使該電極帶正電，O2-離子通過(guò)電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃度側(cè)(廢氣側(cè))，使該電極帶負(fù)電, 即產(chǎn)生電勢(shì)差。

目前燃油車會(huì)配備兩個(gè)氧傳感器，前氧傳感器位于三元催化器之前，后氧傳感器位于三元催化器之后。

前氧：達(dá)到起燃溫度后，反饋調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制空燃比

后氧：1.監(jiān)測(cè)三元催化器的轉(zhuǎn)化率（通過(guò)與前氧數(shù)據(jù)對(duì)比）

2.對(duì)空燃比進(jìn)行修正補(bǔ)償

通過(guò)以上可以看出如果前氧出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致混合氣無(wú)法修正，造成油耗異常，后氧故障，則無(wú)法判斷三元催化器是否正常。所以如果氧傳感器出現(xiàn)故障要及時(shí)更換。

氧傳感器一般并沒(méi)有固定的更換周期，不過(guò)最好還是對(duì)達(dá)到10萬(wàn)公里以上的車對(duì)氧傳感器進(jìn)行一次更換，更換時(shí)要記得更換前氧和后氧。氧傳感器的價(jià)格一般在150-400塊之間。

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前氧傳感器原理：前后氧傳感器的作用，氧傳感器工作原理

我們今天所聊到的氧傳感器，就是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的反饋傳感器。其次它還分為前氧傳感器和后氧傳感器，以三元催化為界，三元催化前的是前氧傳感器，三元催化后的則是后氧傳感器。那么，到底前后氧傳感器的作用分別是什么呢，下面我們就為大家解答一下吧。

首先說(shuō)一下前氧傳感器，它的作用就是為了檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中氧氣濃度，然后再將獲取到的信息以電信號(hào)的形式傳輸?shù)紼CU，而ECU會(huì)根據(jù)得到的氧氣濃度信息，來(lái)對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制。至于后氧傳感器，主要是用來(lái)檢測(cè)經(jīng)三元催化凈化后的廢氣氧濃度，如果前氧傳感器與后氧傳感器所獲取到的氧濃度數(shù)據(jù)相同，那么就說(shuō)明三元催化已經(jīng)失效了。

氧傳感器工作原理
氧傳感器的工作原理，其實(shí)跟我們平常看到的電池是大同小異的。里面的氧化鋯元素就類似于電解液的作用，在一定條件下（高溫和鉑催化），利用該元素內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，從而形成了氧濃度差電池（產(chǎn)生電位差）。那么，如果鋯管內(nèi)外兩側(cè)濃度差越大的話，那么電位差就會(huì)隨之增大。相反而言，如果濃度差較小的話，產(chǎn)生的電位差自然是比較小的。

前氧傳感器原理：氧傳感器的工作原理

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; ; ; ; ;當(dāng)有電壓加在固體電解質(zhì)ZrO2;上時(shí)，O2;會(huì)在內(nèi)電極(陰極)上得到電子形成O2-，O2-通過(guò)ZrO2;的傳遞作用，在外電極（陽(yáng)極）上放電，O2-又變成O2，這樣氧就通過(guò)固體電解質(zhì)被從電極的陰極泵到陽(yáng)極，通常稱此電池為泵氧電池，外加電壓為泵電壓，產(chǎn)生電流為泵電流。泵氧過(guò)程中，外加泵電壓的增加所導(dǎo)致的泵電流的增加會(huì)逐漸減小，最后出現(xiàn)泵電流在一定的電壓范圍內(nèi)不變或變化很小的現(xiàn)象，電流達(dá)到飽和，這個(gè)電流被稱為極限電流。
下面是本田4線A/F傳感器是極限電流式工作原理，請(qǐng)供參考：
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;寬帶氧傳感器（帶參考電壓的）

前氧傳感器原理：詳解溶解氧傳感器的工作原理及基本概念

溶解氧的基本概念：溶解氧（DO）是指溶解于水中的氧的含量，它以每升水中氧氣的毫克數(shù)表示，溶解氧以分子狀態(tài)存在于水中。水中溶解氧量是水質(zhì)重要指標(biāo)之一，也是水體凈化的重要因素之一。
水中溶解氧的含量與大氣壓力、水溫及含鹽量等因素有關(guān)。沒(méi)有受到耗氧物質(zhì)（一般為有機(jī)物）污染的水體，溶解氧呈飽和狀態(tài)，如清潔地表水溶解氧接近飽和。在水體中有機(jī)物含量較多時(shí)，其耗氧速度超過(guò)氧的補(bǔ)給速度，則水中溶解氧將不斷減少，甚至可接近于零，從而使有機(jī)物在缺氧條件下分解，出現(xiàn)腐敗發(fā)酵現(xiàn)象，使水質(zhì)嚴(yán)重惡化。因此，在對(duì)水體的質(zhì)量評(píng)價(jià)中，把溶解氧作為水質(zhì)污染程度的一項(xiàng)指標(biāo)。
需要測(cè)定溶解氧的場(chǎng)所
1、污水處理
2、河流湖泊環(huán)境監(jiān)測(cè)
3、水產(chǎn)養(yǎng)殖
目前市場(chǎng)上溶解氧傳感器的檢測(cè)原理種類：
溶解氧傳感器常用的膜電極有兩類：極譜型（Polarography）和原電池型（Galvanic Cell）。
極譜型（Polarography）：電極中，有黃金環(huán)或鉑金環(huán)作陰極，銀-氯化銀（或汞-氯化亞汞）作陽(yáng)極。電解液為氯化鉀溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣材料。陰陽(yáng)兩電極之間外加0.5~1.5V的極化電壓，當(dāng)溶解氧透過(guò)薄膜達(dá)到黃金陰極表面，在電極上發(fā)生如下反應(yīng)：
陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ
陽(yáng)極被氧化：4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl
只要測(cè)得擴(kuò)散電流，既可以測(cè)得溶解氧的溶度，為了消除溫度、鹽度、氣壓等因素的影響，均采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
原電池型（Galvanic Cell）：當(dāng)外界氧分子透過(guò)薄膜進(jìn)入電極內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生如下反應(yīng)。
銀陰極被還原：O2+2H2O+4e→4OHˉ
鉛陽(yáng)極被氧化：2Pb+4KOH+4OHˉ→2KHPbO2+2H2O
氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子，并同時(shí)向外電路獲得電子；鉛陽(yáng)極被氫氧化鉀溶液腐蝕，生成鉛酸氫鉀，同時(shí)向外電路輸出電子。接通外電路后，便有信號(hào)電流通過(guò)，其值與溶氧溶度成正比。
目前還有一種光學(xué)溶解氧傳感器：熒光法溶解氧傳感器
熒光法溶解氧傳感器是基于物理學(xué)中特定物質(zhì)對(duì)活性熒光的猝熄原理。來(lái)自一個(gè)發(fā)光二極管（LED）發(fā)出的藍(lán)光照射在熒光帽內(nèi)表面的熒光物質(zhì)上，內(nèi)表面的熒光物質(zhì)受到激發(fā)，發(fā)出紅光，通過(guò)檢測(cè)紅光與藍(lán)光之間的相位差，并與內(nèi)部標(biāo)定值比對(duì)，從而計(jì)算出氧分子的濃度，經(jīng)過(guò)溫度和氣壓自動(dòng)補(bǔ)償輸出最終值。
產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是無(wú)膜，無(wú)需電解液，不會(huì)極化；無(wú)需消耗氧，不受流速影響；內(nèi)置溫度傳感器，自動(dòng)溫度補(bǔ)償；不受硫化物等化學(xué)物質(zhì)干擾；年漂移小， 反應(yīng)快速，測(cè)量更精準(zhǔn)。
針對(duì)原電池原理的溶解氧傳感器，推薦一款具有代表性的傳感器KDS-25B：
溶解氧傳感器 - KDS-25B是一款獨(dú)特的原電池式傳感器，是工采網(wǎng)從國(guó)外進(jìn)口，是專門為水質(zhì)控制而開(kāi)發(fā)的。這款傳感器最顯著的特點(diǎn)就是，使用壽命長(zhǎng)，不受CO 2 影響。
產(chǎn)品外形尺寸圖如下：
KDS-25傳感器內(nèi)置水溫測(cè)溫儀，可根據(jù)日本蓄電池有限公司生產(chǎn)的溶解氧監(jiān)測(cè)儀DOM系列溫度修正溶解氧含量的變化。因此，可以方便地自動(dòng)測(cè)定溶解氧含量，并對(duì)溫度進(jìn)行校正。由于DOM系列溶解氧監(jiān)測(cè)儀具有校正海水中含鹽量的功能，可以在傳感器的工作時(shí)設(shè)置該功能。
由于膜對(duì)氧的滲透速率一般隨溫度的升高而增大，因此傳感器的電極反應(yīng)得到了很大的促進(jìn)，從而加快了使用壽命的消耗。傳感器工作溫度越高，其使用壽命越短。雖然這適用于GS溶解氧傳感器，但是由于GS傳感器的預(yù)期使用壽命很長(zhǎng)，因此不必像常規(guī)那樣關(guān)心GS傳感器的工作溫度。
GS溶解氧傳感器的特點(diǎn)如下：
（1），預(yù)期壽命很長(zhǎng)（2-3年）。
（2），測(cè)量范圍寬至0.2~80 ppm。
（3），壓力電阻高達(dá)1kg/cmg，傳感器可用于10米水深
（4），氣體的選擇性很高，傳感器幾乎不受影響。
傳感器具體規(guī)格以及相關(guān)曲線：
下圖所示為典型的溶解氧靈敏度特性曲線，均在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下（參見(jiàn)背面）測(cè)出。
橫坐標(biāo)表示水中溶解氧的濃度（ppm）
縱坐標(biāo)表示傳感器輸出電壓（mV）
下圖所示為受溫度影響的典型特性曲線。
縱坐標(biāo)表示傳感器輸出電壓（mV）

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