مدونة

  تعد مستشعرات الأكسجين في المركبات مكونات لا غنى عنها، لوظيفتها الرئيسية، أحدهما هو اكتشاف الأكسجين في العادم، ونقل النتيجة إلى وحدة التحكم الإلكترونية والتحكم في حقن الوقود، والآخر هو مراقبة عمل النظام الحفاز، لعدم انبعاث مواد خطرة تتجاوز الحد المسموح به من اللوائح. لذلك، يوجد على الأقل مستشعران للأكسجين مثبتان على المحرك، الأول هو مستشعر الأكسجين الأمامي والآخر هو مستشعرات الأكسجين الخلفية، كما هو موضح في الشكل أدناه. بالنسبة لبعض المحركات، يتم تركيب أكثر من حساسي أكسجين للحصول على موثوقية أعلى، حساسي O2 أماميين + حساس O2 خلفي، أو حتى حساسي O2 أماميين + حساسي O2 خلفيين.

  يعمل مستشعر الأكسجين في المركبات عند درجة حرارة عالية، ويتصل مباشرة بالغازات المسببة للتآكل، ويتم استخدام مادة السيراميك لإنتاج شريحة قياس المستشعر. هناك نوعان من المواد الخزفية لإنتاج رقاقة القياس، أكسيد التيتانيوم (تيتانيا، TiO2) وأكسيد الزركونيوم (الزركونيا، ZrO2). تتغير مقاومة السيراميك TiO2 مع اختلاف تركيز الأكسجين، لذلك يمكن اكتشاف تركيز الأكسجين عن طريق قياس شريحة مستشعر TiO2. تتميز الرقاقة بهيكل بسيط وسعر الرقاقة، ولكنها تعتمد بشكل كبير جدًا على درجة حرارة العمل، وبالتالي فإن تعويض درجة الحرارة ضروري ودقة القياس محدودة.

  سيراميك الزركونيا هو موصل جيد عند درجة حرارة عالية، ويمكن أن يكون بمثابة إلكتروليت صلب عندما يكون هناك اختلاف في تركيز الأكسجين، وبالتالي يمكن استخدامه لقياس تركيز الأكسجين بمشاركة الغاز المرجعي، الذي يجب أن يكون له تركيز أكسجين ثابت. يمكن وصف مبدأ العمل كما في الشكل أدناه. يتم تركيب أقطاب البلاتين على شريحة سيراميك الزركونيا، والغاز المرجعي (الهواء) على جانب واحد وغاز أخذ العينات (العادم) على الجانب الآخر. تبلغ نسبة الأكسجين في الهواء 21%، بينما تكون أقل بكثير في العادم. على القطب الموجب، تحصل جزيئات O2 على إلكترون وتصبح أيونات أكسيد، وتنتقل أيونات الأكسيد إلى القطب السالب عبر سيراميك الزركونيا، وهو موصل عند درجة حرارة عالية. ثم على القطب السالب، تفقد أيونات الأكسيد إلكتروناتها وتصبح جزيئات O2 مرة أخرى. لذلك "يتحرك" الأكسجين من جانب الغاز المرجعي إلى جانب العادم، وتتولد القوة الدافعة الكهربائية (EMF) بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة. كلما زاد الفرق في تركيز الأكسجين، زادت سرعة "حركة" الأكسجين وأكبر المجال الكهرومغناطيسي. ومن خلال الكشف عن المجالات الكهرومغناطيسية، يمكن قياس تركيز الأكسجين في العادم. يمكن للعادم ذو درجة الحرارة المرتفعة أن يسخن شريحة سيراميك الزركونيا، كما يمكن دمج سخان السيراميك ( سخان سيراميك الألومينا ) مع شريحة المستشعر لبدء التشغيل بشكل أسرع.

  بالمقارنة مع مستشعر TiO2، يتمتع مستشعر الأكسجين الزركونيا بدقة أعلى واستجابة أسرع وعمر خدمة أطول، لذلك فهو يتمتع بتطبيق أوسع واحتلال سوق أعلى. على الصعيد العالمي، يتم توفير أكثر من 80% من أجهزة استشعار الأكسجين من قبل شركات Bosch وNTK&NGK وDenso وDelphi، وتنتج العديد من مصانع OEM أجهزة استشعار الأكسجين للسيارات ذات العلامات التجارية الألمانية واليابانية أيضًا، مع شرائح خارجية أو مستقلة. يمكن لشركة ATCERA إنتاج رقائق سيراميك الزركونيا، إذا كنت بحاجة للحصول على مزيد من المعلومات أو أي طلب مخصص، يرجى زيارة www.atcera.com  أو إرسال بريد إلكتروني إلى info@atcera.com .