【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体浓度测量领域，特别是涉及一种氮氧传感器加热控制方法。
技术介绍
1、燃油发动机出于环保和节能的需要，需测量尾气中的氧气、nox等的浓度，目前可行的测量敏感器件是以氧化锆陶瓷为基体的芯片，陶瓷芯片作为高温气体传感器的核心元件具有广泛的应用。
2、氮氧传感器敏感器件是氮氧陶瓷芯片(陶瓷材料主要为zro2)，该氮氧陶瓷芯片需在高温下工作，汽车尾气中的nox气体通过氮氧陶瓷芯片前端的狭缝扩散入芯片内部，在电控和氮氧陶瓷芯片内部各工作泵氧腔室的配合下，催化还原出nox分子中的氧离子，利用氧化锆陶瓷芯片在高温条件下允许氧离子穿过但对电子和其它离子有良好的阻断特性，检测氧离子在测量泵和外电极的电势差下形成电流大小就可以测出nox的浓度。然而，保证氮氧陶瓷芯片稳定可靠的工作的前提是氮氧陶瓷芯片工作在持续稳定的温度下。目前，氮氧陶瓷芯片在温度变化的工作环境下存在稳定性不足的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决氮氧陶瓷芯片在温度变化的工作环境下存在稳定性不足的技术问题，提出一种氮氧传感器加热控制方法。
2、本专利技术示出一种氮氧传感器加热控制方法，包括通过加热控制氮氧陶瓷芯片的温度不断上升到工作温度的升温过程，所述升温过程包括多个升温阶段，其中温度越高的升温阶段的升温速度越慢。
3、在一些实施例中，还包括所述升温过程之前的预加热过程，在所述预加热过程包括预加热升温阶段和预加热温度保持阶段，所述氮氧陶瓷芯片上的液态水在所述预加热温度
4、在一些实施例中，所述预加热温度保持阶段的温度保持为100-120℃。
5、在一些实施例中，所述预加热温度保持阶段的温度不变。
6、在一些实施例中，各升温阶段使用pid算法控制加热功率，以在各升温阶段的预设时间内将氮氧陶瓷芯片加热到各升温阶段的预设目标温度。
7、在一些实施例中，监测各升温阶段中所述氮氧陶瓷芯片的实时温度，以测量的氮氧传感器的当前温度与当前升温阶段的预设目标温度之间的差值作为反馈量，所述pid算法根据所述反馈量、上一升温阶段温度的最终值、当前升温阶段的加热斜率系数以及当前时间，通过如下公式计算出实时的温度设定值：
8、t＝k×t+tn+tf
9、其中，t为所述pid算法的实时的温度设定值，tn为上一阶段温度的最终值，tf为所述反馈量，k为当前升温阶段的升温斜率系数，t为时间。
10、在一些实施例中，所述升温过程包括六个升温阶段，分别为快速升温第一阶段至快速升温第六阶段，其中，快速升温第一阶段到快速升温第四阶段的预设目标温度为等差变化，快速升温第五阶段与快速升温第四阶段的预设目标温度的差值为快速升温第四阶段与快速升温第三阶段的预设目标温度的差值的三分之二，快速升温第六阶段与快速升温第五阶段的预设目标温度的差值为快速升温第五阶段与快速升温第四阶段的预设目标温度的差值的二分之一。
11、在一些实施例中，各升温阶段的时长递减。
12、本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：
13、本专利技术提出的一种氮氧传感器加热控制方法通过在加热控制氮氧陶瓷芯片的温度上升到工作温度的过程中，设置多个升温阶段，其中温度越高的升温阶段的升温速度越慢，这种升温控制方式能够在避免氮氧陶瓷芯片断裂损坏的同时兼顾氮氧传感器启动反应时间，使得氮氧陶瓷芯片在温度变化的工作环境下能够稳定可靠的控温，从而保证了氮氧陶瓷芯片工作过程的稳定可靠。
14、在氮氧陶瓷芯片表面有液态水的情况下，快速加热会造成氮氧陶瓷内外较大的温度差，氮氧陶瓷芯片内外膨胀系数差增大而使芯片内外部应力变大超过陶瓷芯片的应力极限而损坏，为避免此问题，本专利技术优选方案在温度不断上升到工作温度的升温过程之前，还设计了一个预加热过程，其包括预加热升温阶段和预加热温度保持阶段，氮氧陶瓷芯片上的液态水在预加热温度保持阶段气化完毕，既使陶瓷芯片的抗热震性能良好，又能使液态水气化而又不损伤氮氧陶瓷芯片。
15、本专利技术实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
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1.一种氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，包括通过加热控制氮氧陶瓷芯片的温度不断上升到工作温度的升温过程，所述升温过程包括多个升温阶段，其中温度越高的升温阶段的升温速度越慢。
2.如权利要求1所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，还包括所述升温过程之前的预加热过程，在所述预加热过程包括预加热升温阶段和预加热温度保持阶段，所述氮氧陶瓷芯片上的液态水在所述预加热温度保持阶段气化完毕。
3.如权利要求2所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，所述预加热温度保持阶段的温度保持为100-120℃。
4.如权利要求3所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，所述预加热温度保持阶段的温度不变。
5.如权利要求1至4任一项所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，各升温阶段使用PID算法控制加热功率，以在各升温阶段的预设时间内将氮氧陶瓷芯片加热到各升温阶段的预设目标温度。
6.如权利要求5所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，监测各升温阶段中所述氮氧陶瓷芯片的实时温度，以测量的氮氧传感器的当前温度与当前升温阶段的预设目标温度
7.如权利要求1至4任一项所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，所述升温过程包括六个升温阶段，分别为快速升温第一阶段至快速升温第六阶段，其中，快速升温第一阶段到快速升温第四阶段的预设目标温度为等差变化，快速升温第五阶段与快速升温第四阶段的预设目标温度的差值为快速升温第四阶段与快速升温第三阶段的预设目标温度的差值的二分之一，快速升温第六阶段与快速升温第五阶段的预设目标温度的差值为快速升温第五阶段与快速升温第四阶段的预设目标温度的差值的二分之一。
8.如权利要求1至4任一项所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，各升温阶段的时长递减。
...【技术特征摘要】
1.一种氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，包括通过加热控制氮氧陶瓷芯片的温度不断上升到工作温度的升温过程，所述升温过程包括多个升温阶段，其中温度越高的升温阶段的升温速度越慢。
2.如权利要求1所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，还包括所述升温过程之前的预加热过程，在所述预加热过程包括预加热升温阶段和预加热温度保持阶段，所述氮氧陶瓷芯片上的液态水在所述预加热温度保持阶段气化完毕。
3.如权利要求2所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，所述预加热温度保持阶段的温度保持为100-120℃。
4.如权利要求3所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，所述预加热温度保持阶段的温度不变。
5.如权利要求1至4任一项所述的氮氧传感器加热控制方法，其特征在于，各升温阶段使用pid算法控制加热功率，以在各升温阶段的预设时间内将氮氧陶瓷芯片加热到各升温阶段的预设目标温度。
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建设，
申请(专利权)人：深圳市森世泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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