顺磁氧传感器说明书

氧传感器的使用说明(详细版本)。

.氧传感器(四线芯片型)说明手册1。

概述氧传感器是现代发动机管理系统中必不可少的重要部件。

它用于检测汽车发动机排气管内燃烧废气中的氧含量，从而确定发动机的实时空燃比状态。

根据不同的氧浓度，传感器会向发动机电子控制模块输出不同的电压信号，作为系统闭环燃油修正补偿控制的重要依据。

由于氧传感器的应用，发动机在大多数工况下都能工作在理想的空燃比状态，从而获得良好的排放特性和燃油经济性。

该公司的加热型氧传感器体积小、起燃快，使发动机管理系统能够尽早实现系统的闭环燃料管理控制。

图1氧传感器2的外观。

工作原理氧传感器采用扁平结构的多层氧化锆陶瓷作为核心元件。

氧化锆元素的工作原理相当于一个简单的固体原电池。

根据电化学原理，由于氧离子浓度的不同，两侧电极之间会存在电位差。

由于外电极暴露于废气，氧离子浓度将根据实际工作条件而变化，而内电极是参考空气，并且氧离子浓度是恒定的。

当发动机的空燃比稀时，排气中的氧离子浓度相对较高，并且内电极和外电极之间的氧离子浓度差小，即电势差小，并且氧传感器的输出电压信号接近0V。

相反，当空燃比浓时，排气中的氧离子浓度相对较低，并且内电极和外电极之间的氧离子浓度差大，即电势差大，并且传感器的输出电压接近1V。

氧气传感器的典型响应曲线如下图所示。

图2氧传感器的典型响应曲线(在450℃发动机测功机上测量)3。

结构特点我公司生产的现代发动机管理系统中使用的氧传感器的主要特点是:l全球统一设计，全球采购系统能保证全球产品性能的一致性；也可根据客户图纸要求制作。

符合客户要求的L型氧传感器连接器具有防水功能。

我有很短的点火时间和快速反应。

l具有通用接口结构设计。

很容易满足不同客户的需求。

l具有超强的低温适应性。

l 具有超强的抗杂质中毒性能。

l设计可防止表面化合物烧结。

l使用不锈钢丝。

我工作可靠。

L具有防错设计，便于应用L独立接地设计。

系统工作稳定可靠。

性能参数和技术规格(发动机测功机在450℃下的测量值)空燃比浓时的电压信号:750毫伏升空燃比稀电压信号:当120毫伏升450℃时，空燃比变浓和变稀的相应时间:当150 ms升450℃时，对应的稀空燃比和浓空燃比的时间为:65毫秒升锆元素激活时间12秒升加热元素电阻(21℃) 9.6 1.5欧姆升加热元素电流:0.52±0.10安培升加热元件功率:7.0瓦升内阻:500欧姆升外部电压(连接至发动机控制模块控制器):12.0伏升氧传感器信号传输线束线径要求:1.6毫米l氧传感器典型匹配连接器由我公司生产。

氧传感器使用说明书 （第一版）适用零件号：25327985 253599081.概述氧传感器是现代发动机管理系统中必不可少的重要零部件。

它是一种利用电化学工作原理发展出来的电器元件。

氧传感器在现代发动机管理系统的配置机构中被用于探测汽车发动机所排出的燃烧废气中氧的含量，借以判定发动机实时燃油供给空气燃料混合比的实际状态，并通过自身产生的电器反应信号反馈给发动机电子控制模块（ECM），以作为系统燃油管理系统的闭环燃油修正补偿控制的重要依据，使燃油管理子系统能够更加精确地控制调整发动机各种工作状态下的空气燃料混合比；并在绝大多数工况下使系统保持在理想空燃比工作状态，以便获得更加优良的汽车排放控制特性和燃油经济性。

氧传感器的输出信号为0 ~ 1V的交变电压信号。

传感器可根据发动机所排燃烧气中氧的含量高低自动感应和探测并向发动机电子控制模块输出这一高低变化的电压信号。

现代发动机管理系统采用的氧传感器有两种主要类型：非加热型氧传感器和加热型氧传感器。

装配在发动机排气歧管上的氧传感器，由于可以利用发动机所排出燃烧废气的余热进行快速加热，故可使用价格低廉的非加热型氧传感器；当氧传感器的安装位置受到整车布置限制，氧传感器距离发动机排气歧管出口较远时，由于不能利用发动机燃烧废气对于传感器迅速加热，此时必然需要采用加热式氧传感器。

加热式氧传感器的内部设计有热敏电加热元件，可利用系统供电电压强制使氧传感器加速预热，促使其快速起燃，及早实现系统的闭环燃油管理控制。

2. 工作原理德尔福公司生产的氧传感器是采用氧化锆元件作为传感器的基础元件。

氧化锆元件是一种通体充满无数微孔的陶瓷基础元件外面镀有氧化锆涂层，该涂层外测暴露于发动机燃烧废气之中；涂层的内侧透过含微孔的陶瓷元件与大气相通。

集中在氧化锆内外两侧电极之间氧含量的差别形成的微分电压信号。

当氧化锆元件被电流加热或被流经传感器的发动机燃烧废气加热所激活，空气经过通体充满无数微孔的陶瓷基础元件进入氧化锆元件的内电极，而燃烧废气流经氧化锆的外电极。

AO-02说明书氧传感器●全量程线性输出●工作无需外部电源●温度补偿●快速响应●准确可靠●抗干扰能力强产品简述AO-02氧传感器是一款用于检测氧气浓度的电化学传感器，接口型号为Molex3针接头，采用模制主体设计，具有响应快速和使用寿命长等特点。

应用范围AO-02氧传感器工作时无需外部电源，出厂时均经过专业准确的产品校准及温度补偿，适用于各类与氧气浓度检测相关的仪器中，被广泛应用于汽车、环保、煤矿、石油化工等领域，如：机动车尾气检测仪器、废气环保检测仪器、氧指数测试仪器、氧气报警器等。

图1.AO-02氧传感器1.传感器规格表1.AO-02技术指标1表格中未标注条件的参数是在推荐电路、20℃、50%RH、1013mbar以及氧气流量为100mL/min的条件下对传感器测量所得的结果。

技术指标概述了出厂后前三个月内提供的传感器的性能；2输出信号可能会随时间漂移到下限以下；3例如：氧传感器应用在20℃、50%O2条件下，则预期使用寿命为3.6×10550小时=7.2×103小时。

2.产品尺寸图图2.AO-02外形尺寸图（单位：mm，其余未标注公差：±0.2mm）3.安装与使用3.1安装要求安装传感器时，应用手拧紧并确保气密性良好。

不得使用扳手或类似的机械辅助工具，防止传感器螺纹因用力过大而损坏。

3.2储存与使用AO-02氧传感器在储存、安装和操作期间需避免暴露于高浓度的有机溶剂蒸汽中。

当使用带有印刷电路板（PCB）的传感器时，应在安装传感器之前使用脱脂剂清洗PCB，防止松香等助焊剂杂质挥发凝结堵塞氧传感器的透气膜。

禁止在传感器外壳上使用有机溶剂，因为溶剂可能会导致塑料龟裂。

3.3清洁如果传感器外壳受到污染，可以用蒸馏水清洗传感器并使其自然干燥。

不可以对传感器使用蒸汽灭菌，或长时间将传感器暴露于含有环氧乙烷、过氧化氢等化学药品的环境中。

3.4推荐电路图3.AO-02推荐应用电路图●将传感器的正负极引脚（Vsensor+与Vsensor-）短接，此时读取到的ADC 值（MUC_ADC ）记作A 0；●将传感器置于空气中，此时读取的ADC 值记作A 1；●传将传感器置于待测环境中，此时读取的ADC 值记作A x ；●待测环境中氧气浓度的计算公式为：氧气浓度=(A x −A 0)×20.9(A 1−A 0)×100%3.5引脚定义图4.AO-02引脚定义图AO-02氧传感器接口型号为Molex 3针接头，图4中1号引脚为正极引脚，2、3号引脚为负极引脚。

1.前言1.1警告及注意事项手册的警告及注意事项如下：1.2手册的范围●本手册包括了Servomex顺磁氧分析仪——1900/1902/1900EUR/1902EUR的安装，常规操作及日常维修。

●技术要求参见技术数据表●1900/1900EUR与1902/1902 EUR基本相同，另有规定除外。

●技术支持和备件供应商的地址见封底●服务手册应由经过培训的工程师使用，P/N01800002A。

图表说明图A 安装1.M6 螺钉（4个）5mm L形六角扳手7. 清洗出口（如果要使用的话）2.LH盖（相连的）8. 样气出口3.显示窗口9. 样气进口4.RH盖10. 电缆入口5.M8安装槽（4个）11. M6 接地螺栓6.清洗入口（如果要使用的话）12. 通风器图B 电线连接1.范围接点7. 供电终端2.流程故障报警接点8. 输出电缆口3.报警1接点9. 电源电缆口4.报警2接点10. 报警电缆口5.线性非隔离输出信号（电缆入口—3/4寸NPT，M20或Pg13.5）6.线性隔离输出信号11. 电源保险（F1）—F3.15A HBC 图C 控制面板1.在LED上的电源（绿色）7. 流量故障LED（红色）2.设置电位计的ZERO（零点）8. 报警LED（红色）3.设置电位计的SPAN（量程）9. 范围变化按钮4.设置ALARM（报警）按钮10. 范围标志5.报警LEDs（黄色）11. 样气过滤器（在面板内部）6.显示（0.0到100.0%O2）12. 范围LEDs（黄色）图D 1800/901和1800/911板的连接1.流量报警（LK5） 4. 故障方式（LK6）2.范围1（LK3） 5. 报警1（LK2）3.范围2（LK4） 6. 报警2（LK1）1.3拆卸2.安装2.1安全使用条件2.2场所选择适于安装和维修的场所，且将温度的波动限制在最小范围内。

为确保安全，应使用4个指定的固定套管或安装板，以保持表面垂直，能够支撑分析仪的重量。

氧气传感器的使用方法：所有的氧气传感器都是自身供电，有限扩散，其金属-空气型电池由空气阴极，阳极和电解液组成。

氧气传感器简单来说是一个密封容器（金属的或塑料的容器），它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE（聚四氟乙烯），阳极是一个铅块。

这个密封容器只在顶部有一个毛细微孔，允许氧气通过进入工作电极。

两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚，而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。

传感器内充满电解质溶液，使不同种离子得以在电极之间交换。

进入传感器的氧气的流速取决于传感器顶部的毛细微孔的大小。

当氧气到达工作电极时，它立刻被还原释放出氢氧根离子：O2 + 2H2O + 4e-4OH-这些氢氧根离子通过电解质到达阳极（铅），与铅发生氧化反应，生成对应的金属氧化物。

2Pb + 4OH-2PbO + 2H2O + 4e-上述两个反应发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度（法拉第定律），可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。

电化学反应中，铅极参与到氧化反应中，使得这些传感器具有一定的使用期限，一旦所有可利用的铅完全被氧化，传感器将停止运作。

通常氧气传感器的使用寿命为1-2 年，但也可以通过增加阳极铅的含量或限制接触阳极的氧气量来延长传感器的使用寿命。

毛细微孔氧传感器和分压氧传感器IT生产的氧气传感器根据进入传感器的氧气的扩散方式的不同分为两种，一种是在传感器顶部设有一毛细微孔，而另一种设有一层固体薄膜允许气体通过。

细孔传感器测量的是氧气浓度，而固体薄膜传感器测量的是氧气的分压。

细孔传感器产生的电流反映的是被测氧气的体积百分比浓度，与气体总压力无关。

但当氧气压力瞬间发生变化时，传感器会产生一个瞬间电流，如果没有控制好就会出现问题。

同样的问题在传感器受到重复压力脉冲时也会出现，例如进入传感器的气体是抽运式的。

对这个现象的解释如下所示：压力瞬变当细孔氧气传感器遇到急剧增压或减压，气体将被迫通过细孔栅板（大流量）。

快速入门指南…Y1…其他文档除了本文档之外，还可在 上查看以下资料： ■数据表■…Y1…传感器安全手册 ■合规声明■认证安全须知预期用途磁感应传感器能够以非接触和无磨损的方式检测金属物体。

典型应用是检测气缸内活塞的位置。

…Y1…产品系列的磁感应传感器配备符合EN 60947-5-6 (NAMUR)标准的输出，并且与所有标准NAMUR处理单元兼容。

这些设备为本安型设备，适合在防爆区域中工作。

使用不当会危及生命！④在安全攸关的系统中使用该装置时：务必按照安全手册中的说明进行操作。

该装置的使用必须遵守这些说明。

任何其他用途都不属于预期用途。

图尔克公司不会对非预期用途导致的任何损坏承担责任。

明显的误用■在操作期间，除执行器（磁铁）外，检测范围内不得有磁性物体。

有关检测范围的详细信息，请参阅产品特定数据表。

一般安全须知■该装置的组装、安装、操作、参数设定和维护只能由经过专业培训的人员执行。

■该装置符合工业领域的EMC （电磁兼容性）要求。

在住宅区使用时，请采取相应的措施以防止无线电干扰。

防爆说明■请遵守国内和国际防爆法规。

■将该装置应用到防爆电路时，用户还必须具有防爆知识（IEC/EN 60079-14等）。

■只可在允许的工作条件和环境条件中使用该装置（参见数据表和防爆认证规格）。

…Y1…Weitere UnterlagenErgänzend zu diesem Dokument finden Sie unter folgende Unterlagen: ■Datenblatt■Sicherheitshandbuch für …Y1…-Sensoren ■Konformitätserklärungen■ZulassungenZu Ihrer SicherheitBestimmungsgemäße VerwendungMagnetfeldsensoren erfassen berührungslos und verschleißfrei metallische Objekte. Typischer Einsatzbereich ist die Erfassung der Kolbenposition in Pneumatik z ylindern. Die Magnetfeldsensoren der Baureihe …Y1… sind mit einem Ausgang nach EN 60947-5-6 (NAMUR) ausgestattet und kompatibel zu allen Standard-NAMUR-Auswertegeräten. Die Geräte sind eigensicher und für den Betrieb im Ex-Bereich geeignet.Die Sensoren der Baureihe …Y1… lassen sich auch in sicherheitsgerichteten Anwen-dungen einsetzen.gerichteten Anwendungen.Lebensgefahr durch Fehlanwendung!④Bei Einsatz in sicherheitsgerichteten Systemen: Vorschriften des Sicherheitshand-buchs unbedingt einhalten.Die Geräte dürfen nur wie in dieser Anleitung beschrieben verwendet werden. Jede an-dere Verwendung gilt als nicht bestimmungsgemäß. Für daraus resultierende Schäden übernimmt Turck keine Haftung.Naheliegende Fehlanwendung■Im Erfassungsbereich dürfen mit Ausnahme des Betätigungselements (Magnet) während des Betriebs keine magnetischen Gegenstände vorhanden sein. Den Erfas-sungsbereich entnehmen Sie dem produktspezifischen Datenblatt.Allgemeine Sicherheitshinweise■Nur fachlich geschultes Personal darf das Gerät montieren, installieren, betreiben, parametrieren und instand halten.■Das Gerät erfüllt die EMV-Anforderungen für den industriellen Bereich. Bei Einsatz in Wohnbereichen Maßnahmen treffen, um Funkstörungen zu vermeiden.Hinweise zum Ex-Schutz■Nationale und internationale Vorschriften für den Explosionsschutz beachten.■Bei Einsatz des Gerätes in Ex-Kreisen muss der Anwender über Kenntnisse im Explosi-onsschutz (IEC/EN 60079-14 etc.) verfügen.■Das Gerät nur innerhalb der zulässigen Betriebs- und Umgebungsbedingungen (siehe Datenblatt und Auflagen durch die Ex-Zulassung) einsetzen.Kurzbetriebsanleitung…Y1…Other documentsBesides this document, the following material can be found at : ■Data sheet■Safety manual for …Y1… sensors ■Declarations of conformity■ApprovalsFor your safetyIntended useMagnetic field sensors are used for the contactless and wear-free detection of metal-lic objects. A typical application is to detect the position of the piston in pneumatic cylinders. The magnetic field sensors of the …Y1… product series are equipped with an output in accordance with EN 60947-5-6 (NAMUR) and are compatible with all standard NAMUR processing units. The devices are intrinsically safe and are suitable for operation in the Ex area.The sensors of the …Y1… product series can also be used in safety-related applications.tions.Danger to life due to misuse!④When using the device in safety-related systems: Observe the instructions con-tained in the safety manual without fail.The devices must only be used as described in these instructions. Any other use is not in accordance with the intended use. Turck accepts no liability for any resulting damage.Obvious misuse■There must be no magnetic objects in the detection range during operation, except for the actuator (magnet). Refer to the product-specific data sheet for details of the detection range.General safety instructions■The device must only be mounted, installed, operated, parameterized and main-tained by trained and qualified personnel.■The device meets the EMC requirements for industrial areas. When used in residential areas, take measures to prevent radio interference.Notes on explosion protection■Observe national and international regulations for explosion protection.■When using the device in Ex circuits, the user must have knowledge of explosion protection (IEC/EN 60079-14 etc.).■Only use the device within the permissible operating and ambient conditions (see data sheet and Ex approval specifications).Quick Start Guide安装火花可导致爆炸危险！当用于有爆炸危险的区域时：④仅允许在无爆炸隐患的环境中安装和连接。