车用氮氧传感器介绍
氮氧传感器原理
氮氧传感器原理氮氧传感器是一种用于测量引擎排放气体中氮氧化物（NOx）浓度的装置。
它在现代汽车的尾气处理系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍氮氧传感器的工作原理及其在汽车尾气处理系统中的应用。
氮氧传感器的工作原理基于化学反应。
当氧气和NOx混合在一起时，它们会在传感器内部的电极上发生化学反应。
这种反应会产生一种电流，其大小与NOx 浓度成正比。
传感器通过测量这种电流来确定NOx的浓度，从而帮助引擎控制系统调整燃烧过程，以减少NOx的排放。
传感器内部的电极是由氧离子导体材料制成的。
当传感器加热到一定温度时，氧离子会在电极表面和NOx之间传递。
这种传递过程会导致电子流动，产生一个电流信号。
这个信号会被传感器发送到引擎控制系统，系统会根据这个信号来调整燃烧过程，以降低NOx的排放。
氮氧传感器通常安装在汽车的排气管中。
它们可以直接测量尾气中的NOx浓度，并将这些信息发送到车辆的引擎控制系统。
引擎控制系统会根据传感器提供的信息来调整燃油喷射量和点火时机，以最大程度地减少NOx的排放。
除了在汽车上的应用，氮氧传感器也被广泛应用于工业和环境监测领域。
在工业中，氮氧传感器可以用于监测燃煤锅炉、烟囱排放和化工厂的废气处理。
在环境监测领域，氮氧传感器可以用于监测空气质量和大气污染。
总的来说，氮氧传感器是一种重要的环境监测装置，它可以帮助减少汽车和工业排放的NOx，保护环境和人类健康。
通过测量尾气中的NOx浓度，氮氧传感器可以帮助引擎控制系统实现更加高效和清洁的燃烧过程，从而减少对环境的污染。
在未来，随着环保意识的提高和技术的进步，氮氧传感器将会得到更广泛的应用，并发挥更大的作用。
氮氧传感器内部结构
氮氧传感器内部结构
氮氧传感器是一种用于测量和监测发动机排放气体中氧气和氮氧化物浓度的重要装置。
它的内部结构主要包括氧离子传导体、电极、保护层和连接线等组成部分。
氮氧传感器的核心部分是氧离子传导体。
氧离子传导体通常采用固体电解质材料，如氧化钇稳定的锆或钇稳定的氧化锆等。
这种材料具有良好的氧离子传导性能，在高温下能够快速传导氧离子。
氧离子传导体的选择对于传感器的性能至关重要。
氮氧传感器中的电极是另一个关键组成部分。
电极通常由铂或其他贵金属制成，具有良好的电导性和稳定性。
电极的作用是在氧离子传导体的两端形成电流，用于测量氧气浓度和氮氧化物浓度。
为了保护氧离子传导体和电极不受外界环境的影响，氮氧传感器通常还配备了保护层。
保护层可以防止传感器受到水汽、硫化物、铅等有害物质的腐蚀，同时还能防止灰尘和颗粒物的侵入。
保护层通常采用陶瓷或金属材料制成，具有良好的耐腐蚀性和隔离性能。
连接线也是氮氧传感器不可或缺的一部分。
连接线通常由高温耐受性强的材料制成，如高温电缆或陶瓷导线。
连接线的作用是将传感器与电路板或其他设备连接起来，以传输测量结果或控制信号。
总结起来，氮氧传感器的内部结构包括氧离子传导体、电极、保护
层和连接线等部分。
氧离子传导体是核心组件，用于传导氧离子。
电极用于测量氧气和氮氧化物浓度。
保护层能够保护传感器免受外界环境的影响。
连接线用于传输信号和连接其他设备。
通过这些组成部分的协同作用，氮氧传感器能够准确、稳定地监测发动机排放气体中的氧气和氮氧化物浓度，为环境保护和汽车排放控制提供重要支持。
车用NOx氮氧传感器介绍.
4
1、NOx传感器技术要求
用途：
准确、快速地测量气体中的NOx浓度。
技术要求：
灵敏度高，良好的选择性； 快速的响应和恢复； 重复性、稳定性好； 可普及性。
通用NOx传感器（UniNOx-Sensor），德国大陆
5
目录
1. NOx气体传感器技术要求
H C + xO yH O + zCO 2 n 2 2 H + O 2H O 2 2 2
pO 2' = 10 bar
- 20
UN
2-
pO2'' = 0,21bar
O2
O
2-
O2
-
O
O2
多孔保护层 多孔电极 Pt (+ZrO2)
-
O 2参考空气 O 2O O 2 O2 O2 O2 O2 2O O2 2O O2 O2 O2 O2 O
8
3.1 半导体气体传感器分类
半导体气敏元件的分类如表所示。大体上可分为电阻型和非电阻 型两大类。
要对NOx进行检测，需要选择合适的敏感材料。
9
3.2 电阻型半导体NOx传感器结构
SnO2 是应用最早的半导体传感器材料之一,福特公司最初用其制成 传感器进行NOx 的监测。
氧化物半导体NOx传感器，福特公司专利
NO2+4e → N2+2O2或NO2+2e → NO+O2(1) (2)
而在另一侧发生了如下的阳极反应： 2O2--4e → O2 同时对O2和CO2浓度变化具有 抗干扰性。 关。 (3)
因此，低频下的总阻抗与NO2的浓度相
20
车用NO 氮氧传感器介绍详解
6
2. NOx气体传感器分类
• 根据气敏特性分类：
7
目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
8
3.1 半导体气体传感器分类
半导体气敏元件的分类如表所示。大体上可分为电阻型和非电阻 型两大类。
Pt (+ZrO2)
NO + 2 CO N 2+ 2CO 2
4e- + O2 2O2- T > 350°C
2O2- 4e- + O2
17
4.3 氧化锆固体电解质传感器分类（1）
V
Oo2-
pI O2
e
p II O2
A
Oo2-
pI O2
p II O2
铂电极 YSZ 铂电极
(1) 电位型
铂电极 YSZ
13
3.6 非电阻式半导体气体传感器
• 非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场 效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压随着气体含量 而变化，主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。（略）
14
目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
26
6.1 新型传感器类别
光纤气体传感 器
表面声波气体 传感器(SAW)
智能气体传感 器（电子鼻）
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附：UniNOx传感器工作原理(1)
注：UniNOx传感器是由德国大陆和日本NGK 开发的世界第一款量产的车载NOx传感器。
nox传感器工作原理
nox传感器工作原理
鉴于您不希望有标题相同的文字，请找以下一段没有标题的描述Nox传感器工作原理的内容：
Nox传感器是一种用于测量发动机废气中氮氧化物（NOx）含量的传感器。
传感器的工作原理基于化学反应，并利用固体电解质来测量NOx浓度。
传感器包含两个主要部分：传感器电极和氧离子传导固体电解质。
传感器电极由金属氧化物制成，作为催化剂，将NOx与氧反应生成氮氧化物（NO）和氧离子（O2-）。
生成的氮氧化物和氧离子通过电解质传导到另一个电极，形成测量电流。
传感器测量的基本原理是根据电解质中氧离子的浓度与传感器输出电流之间的关系来计算NOx浓度。
当氮氧化物浓度升高时，反应速率也会增加，进而导致测量电流的增大。
由于Nox传感器的工作原理基于化学反应，因此在传感器的性能和使用寿命方面需要特别注意。
传感器需要定期校准和维护，以确保准确测量NOx浓度并提供可靠的数据用于发动机控制系统。
nox 传感器原理
nox 传感器原理NOX传感器原理一、引言NOX（氮氧化物）传感器是一种用于测量发动机尾气中NOX浓度的重要设备。
NOX是一种有害的气体，对环境和人体健康造成严重影响。
因此，开发出高精度、高灵敏度的NOX传感器对于监测和控制发动机尾气排放具有重要意义。
二、传感器工作原理NOX传感器是通过电化学原理来测量NOX浓度的。
该传感器通常由两个电极和一个电解质层组成。
其中一个电极是工作电极，另一个电极是参比电极，电解质层则起到隔离和传递离子的作用。
当NOX气体进入传感器后，会发生一系列的电化学反应。
首先，NOX气体被电解质层吸附并分解成氮气和氧气。
然后，氮气和氧气会进一步与电解质层发生反应，产生氮氧化物离子和电子。
在这个过程中，工作电极和参比电极之间会产生电势差。
这个电势差与NOX气体的浓度成正比。
通过测量这个电势差的大小，就可以准确地计算出NOX气体的浓度。
三、传感器特点1. 高灵敏度：NOX传感器具有高灵敏度，能够检测到极低浓度的NOX气体。
这使得它成为监测发动机排放的理想设备。
2. 快速响应：NOX传感器的响应速度非常快，可以在短时间内准确地测量出NOX气体的浓度变化。
这对于实时监测和控制发动机尾气排放非常重要。
3. 高精度：传感器通过电化学反应来测量NOX浓度，具有高精度和稳定性。
它可以提供准确的测量结果，有助于进行精确的排放控制。
4. 长寿命：NOX传感器采用耐高温、耐腐蚀材料制造，具有较长的使用寿命。
这减少了维护和更换传感器的频率，降低了使用成本。
5. 小巧便携：NOX传感器体积小巧，重量轻，方便携带和安装。
它可以广泛应用于各种车辆和发动机系统中。
四、应用领域NOX传感器主要应用于汽车尾气排放监测和控制领域。
通过实时监测发动机尾气中NOX浓度的变化，可以对发动机进行调整和优化，以降低NOX排放量。
NOX传感器还可以应用于环境监测和工业生产过程中。
它可以用于监测工业废气中的NOX浓度，实施环保措施，减少大气污染。
车用氮氧传感器介绍课件
校准与补偿
通过软件算法对传感器输出进 行校准和温度、压力等参数的
补偿，确保测量准确性。
车用氮氧传感器的输出特性
线性输出
传感器输出与氮氧化物 浓度呈线性关系，方便
进行浓度计算。
响应时间
精度与误差
传感器对氮氧化物浓度 的响应时间越短，越能 实时反映汽车尾气的排
放情况。
传感器的精度越高，误 差越小，测量结果越准确。
稳定性
长期使用下，传感器性 能的稳定性对确保准确
测量至关重要。
03 车用氮氧传感器的分类 与特点
加热型车用氮氧传感器
总结词
加热型车用氮氧传感器具有较高的测量精度和响应速度，但需要额外的加热元 件，成本较高。
详细描述
加热型车用氮氧传感器通过额外的加热元件将传感器部分加热至一定温度，以 降低气体吸附和反应速度的影响，提高测量精度和响应速度。由于需要加热元 件，其成本相对较高，同时需要额外的能源供应。
精度要求
根据实际测量经过长时间验证，性能稳 定的传感器。
尺寸与重量
考虑安装空间和车辆的承重限制。
兼容性
确保传感器与车辆其他系统兼容。
车用氮氧传感器的安装与使用
01
安装位置
选择对车辆排放影响最小且便于维 护的位置。
初始标定
在安装后进行初始标定，确保传感 器正常工作。
车用氮氧传感器介绍课件
目 录
• 车用氮氧传感器的工作原理 • 车用氮氧传感器的分类与特点 • 车用氮氧传感器的选型与使用 • 车用氮氧传感器的发展趋势与
01 氮氧传感器简介
氮氧传感器的定义
01
氮氧传感器是一种用于检测汽车 尾气中氮氧化物（NOx）含量的 传感器。
大陆氮氧传感器pid算法
大陆氮氧传感器pid算法大陆氮氧传感器PID算法的工作原理和应用引言：随着汽车工业的快速发展，对尾气排放的控制要求也越来越高。
氮氧化物（NOx）是主要的尾气污染物之一，对人类健康和环境造成极大的威胁。
为了降低NOx的排放，氮氧传感器被广泛应用于汽车尾气处理系统中。
而PID控制算法作为一种经典的控制方法在氮氧传感器的控制中具有重要的地位。
本文将详细介绍大陆氮氧传感器PID算法的工作原理和应用。
一、氮氧传感器简介氮氧传感器是一种可测量和控制尾气中NOx含量的装置。
它通常由氧传感器和氮气传感器组成，通过测量尾气中的氮氧化物浓度以及氧气含量来反馈实时数据给汽车的控制单元。
二、PID控制算法原理PID控制算法是一种经典的控制方法，由比例、积分和微分三个控制输出组合而成，可以根据系统的反馈信息来调整控制器的输出，使得被控制量接近期望值。
1. 比例控制（P）比例控制根据被控制量与设定值之间的差异来调整输出。
通过一个比例系数Kp将差异放大，并与输出相乘，产生比例控制的作用。
具体来说，在氮氧传感器控制中，比例控制可以根据测量到的NOx浓度和目标浓度之间的差距来调整传感器的输出。
2. 积分控制（I）积分控制根据被控制量与设定值之间的积分累积来调整输出。
通过一个积分系数Ki将积分累积放大，并与输出相乘，产生积分控制的作用。
在氮氧传感器控制中，积分控制可以用来消除系统的稳态误差，即在长时间内使测量值与目标值精确匹配。
3. 微分控制（D）微分控制根据被控制量变化的速率来调整输出。
通过一个微分系数Kd将变化率放大，并与输出相乘，产生微分控制的作用。
在氮氧传感器控制中，微分控制可以用来降低系统的超调量，即使被控制量的变化更加平滑。
综合利用比例、积分和微分控制，PID算法可以根据系统反馈信息实时调整控制输出，以快速响应和精确控制氮氧传感器中的氮氧化物浓度。
三、大陆氮氧传感器PID算法应用大陆是一家全球知名的汽车零部件供应商，其氮氧传感器PID算法应用广泛且成熟可靠。
氮氧传感器原理
氮氧传感器原理氮氧传感器是一种用于测量发动机尾气中氮氧化物（NOx）浓度的装置。
它在现代汽车排放控制系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍氮氧传感器的原理及其工作原理。
氮氧传感器是一种基于化学反应原理的传感器。
它的工作原理是利用氧离子在氧化还原反应中的传导性能。
当传感器暴露在富氧环境中时，氧离子会通过传感器的氧离子导体层，到达传感器的内部。
在内部，氧离子会与NOx发生化学反应，产生电子。
这些电子会通过传感器的电极传递出来，形成一个电流信号。
根据这个电流信号的大小，我们就可以确定发动机尾气中NOx的浓度。
氮氧传感器的工作原理可以进一步解释为，当传感器暴露在富氧环境中时，氧分子会被吸附到传感器的氧离子导体层上。
这些氧分子会与NOx发生化学反应，产生氧离子和电子。
氧离子会通过传感器的氧离子导体层，电子则会通过传感器的电极。
这样就产生了一个电流信号，该信号与NOx的浓度成正比。
氮氧传感器的原理非常简单，但它在汽车排放控制系统中的作用却非常重要。
通过监测发动机尾气中NOx的浓度，汽车的电脑系统可以根据实时数据进行调整，以确保发动机的燃烧过程更加高效和环保。
这样不仅可以降低汽车的排放，还可以提高燃油利用率。
除了在汽车上使用外，氮氧传感器的原理也可以应用在其他领域，比如工业排放控制、环境监测等方面。
它的原理简单、成本低廉，因此在各种领域都有着广泛的应用前景。
总之，氮氧传感器的原理是基于化学反应的氧离子传导性能。
通过测量传感器产生的电流信号，我们可以确定发动机尾气中NOx的浓度。
这种原理简单而有效，使得氮氧传感器在汽车排放控制系统中扮演着重要的角色。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解氮氧传感器的工作原理。
汽车氮氧传感器发展趋势
汽车氮氧传感器发展趋势（实用版）目录1.汽车氮氧传感器的概述2.汽车氮氧传感器的工作原理3.汽车氮氧传感器的关键技术4.汽车氮氧传感器的发展趋势5.未来汽车氮氧传感器的市场前景正文一、汽车氮氧传感器的概述汽车氮氧传感器是一种用于检测汽车尾气中氮氧化物（NOx）浓度的传感器，其主要作用是监测和控制汽车尾气的排放，以满足日益严格的环保要求。
氮氧传感器在汽车上的应用，可以有效降低尾气排放，减轻大气污染，提高空气质量。
二、汽车氮氧传感器的工作原理汽车氮氧传感器通常采用电化学原理进行工作。
它通过测量电流大小，精确测试出汽车尾气中 NOx 含量。
氮氧传感器安装在选择性催化还原（SCR）系统中，用来监控氮氧化物的浓度。
氮氧传感器通过 CAN 线与 ECU 通讯，并且总成内部集成自诊断系统，传感器监测自身的工作情况并通过车身 CAN 总线向 ECU 汇报是否出现故障。
三、汽车氮氧传感器的关键技术随着汽车保有量的不断增加，汽车尾气排放物对大气的污染越来越严重，尤其是氮氧化物（NOx）的排放已经引起了全世界的普遍关注。
2023 年，被称作史上最严的国六排放标准将在国内全面实施。
氮氧传感器是测量控制 SCR 系统的关键部件，其主要技术包括：1.高灵敏度：氮氧传感器需要具备高灵敏度，以便准确检测尾气中的NOx 浓度。
2.抗干扰能力：氮氧传感器应具备较强的抗干扰能力，能够在各种气氛环境下保持传感器信号的稳定和精度。
3.长使用寿命：氮氧传感器需要具备较长的使用寿命，以降低用户的维修成本。
四、汽车氮氧传感器的发展趋势1.高精度：随着环保要求的不断提高，氮氧传感器需要具备更高的精度，以满足严格的排放标准。
2.小型化：为了方便安装和降低成本，氮氧传感器将向小型化方向发展。
3.智能化：未来氮氧传感器将具备自诊断和自学习能力，以提高系统的可靠性和稳定性。
4.集成化：氮氧传感器将与其他传感器和系统集成，以实现对汽车尾气排放的集中监控和管理。
车用NOx氮氧传感器介绍详解(课堂PPT)
6
4/29/2020
2. NOx气体传感器分类
• 根据气敏特性分类：
半导体 固态电 电化学 新型传
型
解质
型
感器
7
4/29/2020
目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
8
加热
Sensor voltage
Sensor Characteristic Curve V
0.9Βιβλιοθήκη 0.60.3 0 0
Ureg
0.98
1.0
1.02
Normalized A/F ratio
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4.2 固体电解质的导电机理
Nernst原理公式:
UN =
P RT ln O 2 '' 4F P
UN
pO2'' = 0,21bar
O2-
O2-
O2O2O- 2O2- O2-
O2-
O2O2-
O2O2-
O2
O2
O2 O2
O2
O2
O2
O2 O2
参考空气
固体电解质
多孔电极
ZrO2 (+Y2O3)
Pt (+ZrO2)
NO + 2 CO N 2+ 2CO 2
4e- + O2 2O2- T > 350°C
1
4/29/2020
NOx氮氧传感器介绍
Kevin.H 2016.1
目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
车用氮氧传感器介绍.ppt
6
2. NOx气体传感器分类
• 根据气敏特性分类：
半导体 固态电 电化学 新型传
型
解质
型
感器
7
目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
8
3.1 半导体气体传感器分类
半导体气敏元件的分类如表所示。大体上可分为电阻型和非电阻 型两大类。
国外某机构以YSZ（钇稳定氧化锆）为基片分别进行了两种材料 作为敏感电极的测试研究，Au和LSM（锰酸锶镧）
31
附：应用过程中的问题
1、传感器选择性、敏感性、精度不足； 2、传感器工作条件、响应和恢复时间、可靠性都有待提高 3、合适的关键材料还在探索中，复杂的制备工艺有待改进 4、成本偏高，无法普遍应用。
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3.5 半导体气体传感器优缺点
氧化物半导体NOx传感器优缺点：
优点：敏感性好，掺杂三价元素（Al，Bi，Ga，In）时，对NOx显 示出可靠的选择性。 缺点：无法完全过滤其它气体，稳定性不好。
改进方法：
以氧化物为基体，掺杂某些特定金属制成半导体传感器。如TiO2， WO3，AlVO4等，提高选择性和稳定性。
Pt (+ZrO2)
NO + 2 CO N 2+ 2CO 2
4e- + O2 2O2- T > 350°C
2O2- 4e- + O2
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4.3 氧化锆固体电解质传感器分类（1）
V
Oo2-
pI O2
e
p II O2
A
Oo2-
pI O2
氮氧传感器作用及用途
氮氧传感器作用及用途氮氧传感器是一种用于检测和测量氮氧浓度的重要装置，它在许多领域中都有广泛的应用。
本文将介绍氮氧传感器的作用和用途，并分析其在不同领域的应用情况。
我们来了解一下氮氧传感器的作用。
氮氧传感器主要用于测量环境中的氮氧浓度，它通过测量氮氧化物的含量来判断空气质量，以便保护人们的健康和环境的安全。
因为氮氧化物是空气中的主要污染物之一，它们对人体和环境都有很大的危害。
氮氧传感器可以及时监测氮氧化物的浓度，从而帮助我们采取有效的措施来减少污染物的排放，保护我们的健康和环境。
接下来，我们来看一下氮氧传感器的用途。
首先，在汽车行业中，氮氧传感器被广泛应用于汽车尾气排放控制系统中。
它可以测量汽车尾气中氮氧化物的浓度，并将这些数据传送给发动机控制单元(ECU)，以便调整发动机的燃油喷射量和点火时机，从而降低尾气排放并提高燃油利用效率。
氮氧传感器在汽车行业中的应用，不仅有助于改善空气质量，还可以降低车辆的运行成本。
氮氧传感器还被广泛应用于环境监测领域。
它可以安装在城市的污染源、工厂和工地等地方，用于监测空气中的氮氧化物浓度。
通过收集和分析这些数据，我们可以评估和改善环境质量，确保人们的生活环境健康和安全。
此外，氮氧传感器还可以用于监测大气中的氮氧化物浓度，以便预测和预防大气污染事件的发生，保护大气环境的稳定和可持续发展。
氮氧传感器还在工业生产中发挥着重要作用。
在一些特定的工业过程中，如燃烧、化工和制药等，氮氧化物是产生废气和废水的主要成分之一。
通过安装氮氧传感器，我们可以实时监测氮氧化物的浓度，及时采取措施来减少和控制废气和废水的排放，以保护环境和降低生产成本。
氮氧传感器作为一种重要的检测装置，广泛应用于汽车行业、环境监测和工业生产等领域。
它的作用是测量和监测氮氧化物的浓度，以便保护人们的健康和环境的安全。
随着环境污染和排放标准的日益严格，氮氧传感器的应用前景将更加广阔，它将在不同领域中发挥更大的作用，为我们的生活和环境质量带来更多的改善和保护。
一篇文章讲透氮氧传感器！
一篇文章讲透氮氧传感器！柴油车排放法规越来越严，而氮氧传感器作为后处理系统最贵的一个传感器，它是怎么工作的？出现故障后又该如何解决？今天我为大家详细讲解氮氧传感器的工作原理及故障。
一、传感器结构介绍目前氮氧化合物传感器只能用于测量出口NOx的值。
它通过车身总线与ECM通讯，同时在NOx传感器总成内部也有自诊断系统，传感器监测自身的工作情况并通过车身CAN总线向ECM汇报是否出现故障。
整个NOx传感器总成是一个零件！1.1. 氮氧传感器类型● 按品牌分类：潍柴、玉柴、锡柴、上柴、重汽、康明斯等等。
● 按供电电压分类: 24V跟12V两种。
● 按插头分类：五针和四针两种。
1.2. 氮氧传感器测量的参数及范围1.3.氮氧传感器结构组成氮氧化合物传感器由传感器探头、控制模块、连接插头和连接电缆组成。
1.4.传感器插头1.5.传感器探头1.6.HD、HF型探头内部结构1.7.Bc4型探头内部结构二、传感器工作测量原理2.1.监控诊断氮氧化合物传感器在正常工作后实时的把排气中NOx值传送到ECU。
ECU并不是通过监测实时的NOx值来判断排气是否合格，而是通过一套氮氧化物监测程序来对排气中的NOx值是否超标进行检测。
以下条件必须满足，以运行NOx监控● 没有冷却水温度传感器相关故障码● 没有环境压力传感器相关故障码● 冷却水温度高于70摄氏度● 海拔低于1600米● 在第一测量室内尾气中的氧气被泵出同时在铂金材料上HC, CO, H2 被氧化。
● 第二测量室中，NOx在催化材料上还原同时释放出O2。
● 测量第二测量室产生O2的量就代表了NOx含量。
2.2.氮氧化物监控－常规监控氮氧化物常规监控程序工作的条件为：● 计量喷射量在800 to 3800 ml/h 6cyl engine.600 to 3800 ml/h 4cy engine.● 发动机转速范围在1400 - 1700 rpm 6 cylinder engine.1400 – 1750 rpm 4 cylinder engine.● Nox传感器给出一个相对稳定的读值● 最少15秒钟稳定的喷油量● 以上条件满足后，ECU将进行两次采样，然后将两次采样的值平均，得到的平均值与设定好的限值进行比较。
车用NOx氮氧传感器介绍详解
21
目录
1. NOx气体传感器技术要求
2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
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5.1 电化学式气体传感器概述
利用待测气体与有关的电极反应而制成的气体传感器称电化 学式气体传感器。可分为原电池式、定电位电解式、电量式、 离子电极式四种类型。针对测量NOx，在此介绍前两种。
A. 定电位电解式气体传感器
B. 原电池式气体传感器
23
5.2 定电位电解式气体传感器
在电解过程中，电流由气体成分的扩散速度决定，极限电流与气体 体积浓度成正比。借此可进行检测，称为定电位电解式传感器。
NO2+2e=NO+O2-
2O2--4e=O2
24
5.3 原电池式气体传感器
还可以用来测定大气中氧、一氧化碳（CO） 的体积浓度：
13
3.6 非电阻式半导体气体传感器
• 非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场 效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压随着气体含量
而变化，主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。（略）
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目录
1. NOx气体传感器技术要求
2. NOx气体传感器分类
3. 半导体气体传感器
0
0 0.98 1.0 Normalized A/F ratio 1.02
16
4.2 固体电解质的导电机理
UN:输出电动势
Nernst原理公式:
P
UN = R T ln P 4F
O 2 '' O2'
T:气体绝对温度 F:法拉第常数
R:理想气体常数
氮氧传感器原理
氮氧传感器原理氮氧传感器是一种用于测量发动机尾气中氮氧化物（NOx）浓度的重要设备。
它在汽车尾气处理系统中起着至关重要的作用，能够帮助车辆达到更高的排放标准，并提高燃油效率。
在本文中，我们将详细介绍氮氧传感器的原理，以及它在汽车尾气处理系统中的作用。
氮氧传感器是通过测量尾气中氮氧化物的浓度来监测发动机燃烧过程的设备。
它通常安装在汽车的排气管上，可以实时监测尾气中的氮氧化物浓度，并将这些信息反馈给发动机控制单元（ECU）。
ECU根据传感器的反馈，调整发动机的燃烧过程，以确保尾气中的氮氧化物浓度在可接受的范围内。
氮氧传感器的工作原理基于氧化还原反应。
在传感器内部，有一根氧离子传导体，通常是氧化锆陶瓷。
这根传导体的两端分别暴露在尾气和大气中，形成氧分压差。
当尾气中存在氮氧化物时，它会与氧离子传导体上的氧发生化学反应，从而释放出电子。
这些电子会在传感器内部产生电压信号，ECU通过这个信号来判断尾气中氮氧化物的浓度。
氮氧传感器通常分为两种类型，窄带传感器和宽带传感器。
窄带传感器用于监测尾气中氮氧化物的浓度，但对氧气浓度的变化非常敏感。
而宽带传感器不仅可以监测氮氧化物的浓度，还可以准确地测量尾气中氧气的浓度。
这使得宽带传感器能够更精确地控制发动机燃烧过程，提高燃油效率和降低排放。
除了在汽车尾气处理系统中的应用，氮氧传感器还被广泛用于工业领域和环境监测中。
它们能够帮助监测工业排放中的氮氧化物浓度，保护环境和人类健康。
总的来说，氮氧传感器是一种非常重要的设备，它通过测量尾气中氮氧化物的浓度，帮助汽车达到更高的排放标准和提高燃油效率。
它的工作原理基于氧化还原反应，能够实时监测尾气中的氮氧化物浓度，并将这些信息反馈给发动机控制单元，以调整发动机的燃烧过程。
不仅如此，氮氧传感器还在工业领域和环境监测中发挥着重要作用。
随着汽车排放标准的不断提高，氮氧传感器的作用将变得更加重要。
氮氧传感器工作原理
氮氧传感器工作原理
氮氧传感器是一种用于测量发动机尾气中氧气和氮气成分的装置。
它通常由一个氧气传感器和一个氮气传感器组成。
氧气传感器的工作原理基于氧气在燃烧过程中的电化学反应。
传感器包含一个氧离子导体，通常是氧化锆。
在传感器作用下，氧气通过传感器的陶瓷探头时与氧离子发生反应，生成一定电压信号。
此电压信号的大小与氧气浓度成正比。
氮气传感器的工作原理基于氮气在燃烧过程中的特性。
氮气在传感器中通过特殊的探头，探头上的电极被设置为正负电极。
当氮气通过探头时，氮气和氧气之间可能发生电化学反应，通过测量反应产生的电信号来确定氮气的浓度。
通过同时测量尾气中氧气和氮气的浓度，氮氧传感器可以提供准确的氧气和氮气成分数据，从而帮助监测和调节发动机燃烧过程，以实现更高的燃烧效率和更低的尾气排放。
车用NOx氮氧传感器介绍
选择合适的电解 液和敏感电极， 对NOx气体做出 有效选择。
O 2 H 2 O 4e - 4OH2Pb 4OH- 2Pb(OH) 2 4e -
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目录
1. NOx气体传感器技术要求
2. NOx气体传感器分类
3. 半导体气体传感器
4. 固体电解质气体传感器
5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
固有电阻 气体灵敏度 Ra S 符号 定义 半导体气体传感器在洁净空气中的电阻值 表示气体传感器的电参量与被测气体体积浓度之 间的函数关系
分辨率（选择 系数）
响应时间
K
T1
表示气体传感器对被测气体的识别(选择)以及对干 扰气体的抑制能力
阻值达到气体体积浓度下稳态阻值的90%为止的 所需时间 阻值恢复到洁净空气中阻值的90%为止所需的时 间 使气体传感器恢复正常工作状态需要的时间 气体传感器正常工作时所需的加热电路功率
8
3.1 半导体气体传感器分类
半导体气敏元件的分类如表所示。大体上可分为电阻型和非电阻 型两大类。
要对NOx进行检测，需要选择合适的敏感材料。
9
3.2 电阻型半导体NOx传感器结构
SnO2 是应用最早的半导体传感器材料之一,福特公司最初用其制成 传感器进行NOx 的监测。
氧化物半导体NOx传感器，福特公司专利
13
3.6 非电阻式半导体气体传感器
• 非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场 效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压随着气体含量
而变化，主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。（略）
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目录
1. NOx气体传感器技术要求
2. NOx气体传感器分类
汽车氮氧传感器原理和应用详解.
汽车氮氧传感器原理和应用详解.汽车氮氧传感器（也称为氧气传感器或O2传感器）是一种重要的汽车排放控制设备，它用于监测和控制发动机排放气体中的氧气含量，以确保引擎的燃烧效率并减少有害排放物。
以下是汽车氮氧传感器的原理和应用的详细解释：原理：汽车氮氧传感器的工作原理基于电化学反应。
它包括一个氧气感知器（通常是氧化锆或氧化二氧化硅陶瓷元件），其两侧暴露在不同的气氛下。
1.气氛差异：传感器的两侧分别暴露在排气气流和大气气流中。
由于燃烧产生的排气中含有未燃烧的燃油和氧气，排气气流中的氧气含量通常较低。
2.离子传导：当排气气流中的氧气与氧化锆传感器的热表面接触时，氧气分子会通过离子传导机制引发电化学反应。
这个反应会导致在传感器两侧产生电势差。
3.电势差测量：传感器的电子控制单元（ECU）测量传感器两侧的电势差，并将其转化为氧气浓度的信号。
应用：汽车氮氧传感器在现代发动机控制系统中扮演着至关重要的角色，具体应用如下：1.排放控制：氮氧传感器的主要作用是监测排气中氧气含量。
这个信息允许发动机控制单元精确调整燃油-空气混合物的比例，以确保最佳燃烧效率。
这有助于减少有害气体排放，如一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）。
2.节能：通过在燃烧室中提供准确的氧气浓度反馈，氮氧传感器有助于减少不必要的燃油消耗，提高燃油效率，从而降低燃油消耗和碳排放。
3.故障诊断：氮氧传感器还用于检测发动机故障，如点火故障或感应系统问题。
ECU可以根据传感器的信号来检测这些问题，并通过故障码来提供警告或诊断信息。
总之，汽车氮氧传感器在现代汽车的排放控制和燃烧效率优化方面起着关键作用。
它们通过监测氧气含量，帮助确保引擎在最佳条件下运行，减少有害气体排放，提高燃油效率，并提供故障诊断信息。
这有助于实现更清洁、高效和环保的汽车运行。
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表示气体传感器对被测气体的识别(选择)以及对干 扰气体的抑制能力
阻值达到气体体积浓度下稳态阻值的90%为止的 所需时间
阻值恢复到洁净空气中阻值的90%为止所需的时 间
使气体传感器恢复正常工作状态需要的时间
气体传感器正常工作时所需的加热电路功率
9
Pt (+ZrO2)
NO + 2 CO N 2+ 2CO 2
4e- + O2 2O2- T > 350°C
2O2- 4e- + O2
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4.3 氧化锆固体电解质传感器分类（1）
V
Oo2-
pI O2
e
p II O2
A
Oo2-
pI O2
p II O2
铂电极 YSZ 铂电极
(1) 电位型
铂电极 YSZ
10
3.6 非电阻式半导体气体传感器
• 非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场 效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压随着气体含量 而变化，主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。（略）
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目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
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2. NOx气体传感器分类
• 根据气敏特性分类：
半导体 固态电 电化学 新型传
型
解质
型
感器
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目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
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3.1 半导体气体传感器分类
半导体气敏元件的分类如表所示。大体上可分为电阻型和非电阻 型两大类。
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5.1 电化学式气体传感器概述
利用待测气体与有关的电极反应而制成的气体传感器称电化 学式气体传感器。可分为原电池式、定电位电解式、电量式、 离子电极式四种类型。针对测量NOx，在此介绍前两种。
A. 定电位电解式气体传感器 B. 原电池式气体传感器
20
5.2 定电位电解式气体传感器
在电解过程中，电流由气体成分的扩散速度决定，极限电流与气体 体积浓度成正比。借此可进行检测，称为定电位电解式传感器。
13
4.2 固体电解质的导电机理
Nernst原理公式:
UN =
P RT ln O 2 '' 4F P
O2'
UN:输出电动势 T:气体绝对温度 F:法拉第常数 R:理想气体常数 Po2’参考空气气压值 Po2’’废气的气压值
电极处化学反应
pO2' = 10-20bar
H C + xO yH O + zCO 2
图示为烧结体N型半导体的模型（左）。晶粒间界有较高的电阻，晶粒内部电 阻较低。该模型可简化为仅由颈部等效电阻Rn串联而成的等效电路（右）
8
3.4 电阻型半导体NOx传感器特性参数
名称 固有电阻
气体灵敏度
分辨率（选择 系数）
响应时间
符号 Ra S
K
T1
恢复时间
T2
初期稳定时间 T3
加热功率
PH
定义
半导体气体传感器在洁净空气中的电阻值
要对NOx进行检测，需要选择合适的敏感材料。
6
3.2 电阻型半导体NOx传感器结构
SnO2 是应用最早的半导体传感器材料之一,福特公司最初用其制成
传感器进行NOx 的监测。
氧化物半导体NOx传感器，福特公司专利
7
3.3 电阻型半导体NOx传感器检测机理
气敏半导体材料SnO2是N型半导体，其导电机理可用吸附效 应来解释。
nm 2
2
废气
O2
O2-
O2-
2 CO + O 2CO
2
2
2
H
2+
O
2
2H
2O
多孔保护层 多孔电极 Pt (+ZrO2)
UN
pO2'' = 0,21bar
O2-
O2-
O2O2O- 2O2- O2-
O2-
O2O2-
O2O2-
O2
O2
O2 O2
O2
O2
O2
O2 O2
参考空气
固体电解质
多孔电极
ZrO2 (+Y2O3)
3.5 半导体气体传感器优缺点
氧化物半导体NOx传感器优缺点：
优点：敏感性好，掺杂三价元素（Al，Bi，Ga，In）时，对NOx显 示出可靠的选择性。 缺点：无法完全过滤其它气体，稳定性不好。
改进方法：
以氧化物为基体，掺杂某些特定金属制成半导体传感器。如TiO2， WO3，AlVO4等，提高选择性和稳定性。
NO2+2e=NO+O2- 2O2--4e=O2
5.3 原电池式气体传感器
还可以用来测定大气中氧、一氧化碳（CO） 的体积浓度：
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选择合适的电解 液和敏感电极， 对NOx气体做出 有效选择。
O2 H 2 O 4e- 4OH2Pb 4OH- 2Pb(OH)2 4e-
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4.1 固体电解质的导电机理
废气
传感单元 PO2’
US
参考空气 PO2’’
ZrO2-陶瓷层 电极 多孔保护层 绝缘层
加热
Sensor voltage
Sensor Characteristic Curve V
0.9
0.6
0.3 0 0
Ureg
0.98
1.0
1.02
Normalized A/F ratio
而在另一侧发生了如下的阳极反应：
2O2--4e → O2
(3)
因此，低频下的总阻抗与NO2的浓度相
关。
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4.5 固态电解质NOx传感器关键技术
电解质材料 敏感电极材料
制备工艺
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目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 用途：
准确、快速地测量气体中的NOx浓度。
技术要求：
灵敏度高，良好的选择性； 快速的响应和恢复； 重复性、稳定性好； 可普及性。
通用NOx传感器（UniNOx-Sensor），德国大陆
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目录
1. NOx气体传感器技术要求 2. NOx气体传感器分类 3. 半导体气体传感器 4. 固体电解质气体传感器 5. 电化学型气体传感器 6. 新型气体传感器
铂电极
(2) 极限电流型
敏感电极：NO2+2e=NO+O2参考电极：2O2--4e=O2
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4.3 氧化锆固体电解质传感器分类（2）
(3) 阻抗谱型：
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4.4 阻抗谱型NOx传感器检测机理
同时对O2和CO2浓度变化具有 抗干扰性。
在YSZ 电解质与敏感电极界面上发生了 如下的阴极反应：
NO2+4e → N2+2O2- (1) 或NO2+2e → NO+O2- (2)