排气传感器的制造方法技术

一种排气传感器制造方法包括提供传感元件，其具有开口端、封闭端以及在开口端和封闭端之间限定出内腔的内表面。所述方法还包括将喷嘴插入内腔中，向喷嘴供应电极材料，以及在喷嘴和传感元件之间基本上没有任何相对运动的状态下雾化电极材料以大致围绕着喷嘴末端形成电极材料雾，并使其沉积在传感元件的内表面上以形成内部电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及排气传感器。
技术介绍
排气传感器在汽车行业中是众所周知的，它们用于检测内燃机产生的排气流中的氧气、一氧化碳或碳氢化合物的含量。化学计量式或“能斯特”型氧气传感器(一种广泛使用的排气传感器)测量排气中的氧气与大气中的氧气之间的局部压力差值。通过确定排气中的氧气量，氧气传感器使得内燃机控制单元能够调节空气/燃料混合物并且实现最佳内燃机性能。汽车行业中还已知并广泛使用基于不同原理的其它类型的排气传感器。现有多种传统方法用来向大致杯状传感元件的内表面施加电极材料。许多这样的现有方法中所使用的昂贵电极材料量要比产生传感元件内部电极实际需要的电极材料量大。使用过量的电极材料导致排气传感器的制造成本高。此外，一些现有技术的电极材料施加方法要求传感元件和施加电极材料的装置之间同时作相对平移和旋转运动。这些方法复杂，并且要求采用能够作平移和旋转运动的设备和部件。采用这些方法，在控制电极材料的厚度、尺寸和位置方面也会有困难。
技术实现思路
本专利技术提供了改进的排气传感器制造方法，更具体地讲，提供了一种改进的向传感元件的内表面施加电极材料以形成内部或基准电极的至少一部分的方法。利用本专利技术的方法，可以极大地降低或消除施加过量的电极材料，并且不再需要传感元件和施加电极材料的装置之间作相对旋转和/或平移运动。本专利技术的方法可以在传感元件的内表面上产生均匀且良好控制的电极材料层。在一个实施例中，本专利技术提供了一种排气传感器制造方法。所述方法包括提供传感元件，其具有开口端、封闭端以及在开口端和封闭端之间限定出内腔的内表面。所述方法还包括利用超声喷涂装置雾化电极材料，以便在传感元件的内表面上沉积一层电极材料。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种排气传感器制造方法。所述方法包括提供传感元件，其具有开口端、封闭端以及在开口端和封闭端之间限定出内腔的内表面，将喷嘴插入内腔中，向喷嘴供应电极材料，以及在喷嘴和传感元件之间基本上没有任何相对旋转的状态下，雾化电极材料，以围绕着喷嘴以大致360度的角度在传感元件的内表面上沉积一层电极材料。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种排气传感器制造方法。所述方法包括提供传感元件，其具有开口端、封闭端以及在开口端和封闭端之间限定出内腔的内表面，将喷嘴插入内腔中，向喷嘴供应电极材料，以及在喷嘴和传感元件之间基本上没有任何相对运动的状态下，雾化电极材料，以大致围绕着喷嘴末端形成电极材料雾，并且使所述雾沉积在传感元件的内表面上以形成内部电极。通过结合附图所作的详细描述，本专利技术的其它方面可以显现出来。附图说明图1是采用了本专利技术的排气传感器的剖视图。图2是图1中的排气传感器的传感元件的放大剖视图。图3是用于向图2中的传感元件施加电极材料时所用的超声喷涂装置和支承夹具的俯视图。图4是沿着图3中的线4-4所作的放大剖视图。图5是传感元件的剖视图，示出了向传感元件的内表面施加导电引线。在详细解释本专利技术的实施方式之前，应当指出，本专利技术的应用并不局限于下面的详细描述以及附图中所展示的详细结构和元件配置。本专利技术能够以其它实施例实施，并且能够以各式各样的方式实施。另外，可以理解，这里使用的措词和术语只是用于说明的目的，不应理解为构成限制。使用“包含”、“包括”、“具有”指的是囊括了所列举的项目及其等价物，同时还涵盖了可能包括附加项目。除非另加规定和限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”、“结合”涵盖了直接和间接安装、连接、支撑、结合。此外，“连接”、“结合”并不局限于物理或机械连接或结合。具体实施例方式图1示出了根据本专利技术的排气传感器10。传感器10被显示为安装在汽车或其它由内燃机提供动力的车辆的排气导管12上。所示出的传感器10是圆角壳体、不加热的单线式传感器，然而，本领域的技术人员可以理解，传感器10可以被改型为加热、多线式的传感器。除了施加内部电极的方法以及由此施加的内部电极将在下面描述以外，所示出的传感器10的总体结构详细描述于2004年4月22日出版的美国专利申请公开文献No.2004/0074284中，该文献中的全部内容在此引作参考。可以理解，本专利技术可以应用于其它包括杯状或套管式传感元件的排气传感器设计，如后面详细描述。本专利技术还可以被构造成适合于其它应用，其中可以向大致管状基体的内表面施加基本均匀和良好控制的材料层。传感器10包含壳体14，与壳体14a相连的套筒18，以及穿过环管26而从套筒18伸出的引线22。绝缘衬套30容纳在套筒18中，并且具有一个通孔，用于容纳触针34并且将其电绝缘。传感器10还包含陶瓷的杯状或套管形传感元件38，传感元件的类型是公知的，并且由诸如稳定ZrO2，由CaO和/或Y2O3稳定的ZrO2，Al2O3，Mg尖晶石，镁橄榄石等材料制成。传感元件38被限定在壳体14中，并且如图2和5所示，包含开口端42、封闭端46、外表面50和内表面54。内表面54限定了延伸于开口端42和封闭端46之间的内腔58。如最佳显示于图1和2，由导电性和催化活性电极材料，例如铂或其它类似的导电性和催化活性材料(例如，Pd和Rh)制成的外部或排气电极62安置在外表面50上。排气电极62的引线部分66沿着外表面50向传感元件38的开口端42延伸，以便电接触壳体14a的通孔70，从而通过壳体14将排气电极62接地。排气电极62与排气流(如图1中的箭头74所示)连通，这一点可被本领域技术人员所理解。由导电性和催化活性电极材料，例如铂或其它类似的导电性和催化活性材料(例如，Pd和Rh)制成的内部或基准电极78在内腔58中安置在传感元件38的内表面54上。基准电极78的引线部分82沿着内表面54向传感元件38的开口端42延伸，并且沿着限定了传感元件38的开口端42的端面86离开内腔58(见图2和5)。引线部分82被构造成电接触容纳在传感器衬套30中的触针34。基准电极78与内腔58中的基准空气连通，这一点同样可被本领域技术人员所理解。传感器10还包含管90，其大致上包围并且保护传感元件38的伸入到排气流74中的端部。所示出的管90由不锈钢或其它耐热合金制成，并且被紧固在壳体14上。管90允许排气进入，以使空气与传感元件38连通，同时又保护传感元件38不会遇到容纳于排气流74中的碎屑和颗粒。下面参照图3-5详细描述将基准电极78施加到传感元件38的内表面54上的方法。图3示出了超声喷涂装置94，其被用于将基准电极78的至少一部分施加到传感元件38的内表面54上。所示出的超声喷涂装置94包含框架或支架98，其支撑着移动托架102。所示出的托架102可以竖直(如图3中的箭头106所示)和水平(进出图3所在纸面)移动。超声喷嘴组件110安装在托架102上，并且包含喷嘴或末端112。通过输入装置114，使用者可以控制托架102的运动和喷嘴组件110的操作。喷嘴组件110电连接着宽带超声波发生器118。当然，任何适宜的超声喷嘴组件和超声波发生器可被使用，所示出的喷嘴组件110和宽带超声波发生器118可以购自纽约Milton的Sono-TekCorporation，即型号为8600-6015的带MicroSpray喷嘴的喷嘴组件，以及零件号为06-05108的宽带(20-120kHz)超声波发生器。电极材料以膏或浆的形式储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气传感器制造方法，所述方法包括：　　　　提供传感元件，其具有开口端、封闭端以及在开口端和封闭端之间限定出内腔的内表面；　　　　利用超声喷涂装置雾化电极材料，以便在传感元件的内表面上沉积一层电极材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韦斯利保罗李，迈克尔戴尔伯克，约翰埃弗里特戴，延斯斯特凡施奈德，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]