CN113447617B - 一种用于氮氧传感器的老化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于氮氧传感器的老化方法，属于氮氧传感器技术领域，包括以下步骤：在气体管路内放置若干待老化的氮氧传感器的探头；向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内的老化气体的浓度；在所述气体管路达到所述第一老化状态后，对待老化的所述氮氧传感器通电，并且在第一预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度；在提升浓度后，氮氧传感器继续检测预设时间；重复上述过程，直至待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态；通过上述老化方法，能够使待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态，便于提高氮氧传感器的精度和稳定性。

Description

一种用于氮氧传感器的老化方法

技术领域

本发明属于氮氧传感器技术领域，具体涉及一种用于氮氧传感器的老化方法。

背景技术

氮氧传感器能够检测车辆尾气中的氮氧化物的浓度。现有技术中的氮氧传感器的生产过程，需要将氮氧传感器的探头放置在预设的氮氧化物浓度下，对氮氧传感器的检测数值进行校对，校对合格的氮氧传感器可以安装到车辆上进行使用；但是，刚生产出来的氮氧传感器在检测氮氧化物的浓度时并不稳定，直接对氮氧传感器进行校对后进行安装使用，容易产生检测误差。

发明内容

本发明实施例提供一种用于氮氧传感器的老化方法，旨在解决现有技术中直接安装使用校对后的氮氧传感器会存在检测误差的技术问题。

本申请提供了一种应用上述老化混气***的老化方法，包括以下步骤：

在气体管路内放置若干待老化的氮氧传感器的探头；开启老化气源向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内的老化气体的浓度；在监测到气体管路内的老化气体浓度为第一预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到第一老化状态；在所述气体管路达到所述第一老化状态后，对待老化的所述氮氧传感器通电，并且在第一预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度；

再次开启所述老化气源，向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内老化气体的浓度；在监测到气体管路内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到下一老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度；

重复再次开启所述老化气源，向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内老化气体的浓度；在监测到所述气体管路内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到下一个老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度的步骤，直至待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态。

在一种可能的实现方式中，在待老化的所述氮氧传感器通电过程中，加热待老化的所述氮氧传感器的探头，直至加热到预设温度。

一些实施例中，所述预设温度为820℃-840℃之间的任意温度。

在一种可能的实现方式中，待老化的氮氧传感器至少需要在三个老化状态下检测老化气体的浓度；三个老化状态对应的老化气体浓度分别为500ppm、1000ppm和1500ppm；

其中，所述老化状态为500ppm时，所述预设时间为2小时；所述老化状态为1000ppm时，所述预设时间为4小时；所述老化状态为1500ppm时，所述预设时间为2小时

在一种可能的实现方式中，在待老化的所述氮氧传感器检测老化气体浓度的过程中，实时微调所述气体管路内的老化气体的浓度，以使所述气体管路内的老化气体的浓度保持在预设浓度。

在一种可能的实现方式中，在对所述气体管路内的老化气体浓度的调整过程中，待老化的所述氮氧传感器始终处于通电状态。

在一种可能的实现方式中，在对所述气体管路内的老化气体的浓度进行调整时，排出部分气体管路内的老化气体。

在一种可能的实现方式中，在所述待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态后，停止氮氧传感器的老化，并对气体管路进行冲洗。

在一种可能的实现方式中，所述冲洗过程为：向所述气体管路内通入空气，并实时监测所述气体管路内的老化气体的浓度；在所述气体管路内的老化气体的浓度为零时，停止向所述气体管路内通入空气。

在一种可能的实现方式中，在所述氮氧传感器老化过程中，所述气体管路内的老化气体循环往复流动。

本发明提供的一种用于氮氧传感器的老化方法，与现有技术相比，通过上述老化方法，能够使待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态，便于提高氮氧传感器的精度和稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的老化混气***的示意图；

图2为本发明实施例提供的老化方法的氮氧传感器的检测电流随时间变化的曲线图；

图3为本发明实施例提供的老化方法的氮氧传感器的探头在830℃时通过本方法测得的数据；

图4为本发明实施例提供的老化方法的氮氧传感器的探头在830℃时在空气中老化测得的数据；

图5为本发明实施例提供的老化方法的氮氧传感器的探头在800℃时通过本方法测得的数据；

图6为本发明实施例提供的老化方法的氮氧传感器的探头在800℃时在空气中老化测得的数据。

附图标记说明：1、气体管路；2、老化气源；21、第二电磁阀；22、稳压罐；23、第一电磁阀；3、检测室；31、标准氮氧传感器；4、气体循环管路；41、进气段；42、回气段；43、排气电磁阀；44、工作电磁阀；5、动力机构；51、第一腔室；52、第二腔室；53、气缸；54、丝杠电机。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的一种老化混气***进行说明。所述一种老化混气***，包括气体管路1、老化气源2、检测室3以及控制模块；气体管路1具有若干适于放置待老化氮氧传感器的探头的安装孔；老化气源2与气体管路1连通；检测室3与气体管路1连通，检测室3内设有适于检测老化气体浓度的标准氮氧传感器31；控制模块与标准氮氧传感器31电连接；控制模块用于控制老化气源2与气体管路1的通断；其中，气体管路1内具有若干预设老化气体浓度的老化状态；标准氮氧传感器31用于检测老化气体的浓度，并产生检测信号；控制模块接收检测信号并控制气体管路1与老化气源2的通断、以使气体管路1内达到老化状态；控制模块在预设时间后控制气体管路1与老化气源2的通断、以使气体管路1内达到下一个老化状态。

本申请实施例中，气体管路1上的安装孔能够安装待老化的氮氧传感器，老化气源2能够向气体管路1内提供老化气体；由于检测室3与气体管路1连通，因此标准氮氧传感器31通过对检测室3的检测数值能够反映气体管路1内的老化气体的浓度，相比于将标准氮氧传感器31设置在气体管路1内的方式，检测室3的空间小于气体管路1的空间，标准氮氧传感器31设置在检测室3内能够降低测量误差，使测量结果更加准确；控制模块能够根据标准氮氧传感器31的检测数值控制气体管路1内的进气量，能够使气体管路1内的浓度达到预设老化气体的浓度。

本发明提供的一种老化混气***，与现有技术相比，通过气体管路1、老化气源2、检测室3、标准氮氧传感器31以及控制模块的配合，能够对刚生产出来的氮氧传感器进行老化，使得氮氧传感器达到电极增益稳定状态，便于提高氮氧传感器的检测精度和稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，气体管路1具有若干预设老化气体浓度的老化状态，若干老化状态的对应气体浓度沿梯度设置；若干老化状态可以为递增设置，也可以为递减设置；在若干老化状态为递增时，气体管路1内的初始老化状态为老化气体浓度最小的老化状态，在预设时间后，气体管路1内的老化状态依次向浓度增加的方向变化；在若干老化状态为递减时，气体管路1内的初始老化状态为老化气体浓度最大的老化状态，在预设时间后，气体管路1内的老化状态依次向浓度减小的方向变化；氮氧传感器的探头与气体管路1密封设置。

在一些实施例中，如图1所示，老化混气***还包括稳压罐22，老化气源2与稳压罐22连通，稳压罐22通过管道与气体管路1连通；稳压罐22与气体管路1之间设有第一电磁阀23，稳压罐22与老化气源2之间设有第二电磁阀21，第一电磁阀23和第二电磁阀21均与控制模块电连接；稳压罐22上设有压力传感器，压力传感器与控制模块电连接；压力传感器用于检测稳压罐22内的老化气体的压力，并生成压力信号，控制模块接收压力信号并控制第二电磁阀21的通断；在需要对气体管路1内的浓度进行调节时，第二电池阀打开、第一电磁阀23关闭，老化气源2向稳压罐22内填充老化气体，在稳压罐22内的气体压力达到预设压力后，控制模块控制第二电磁阀21关闭，第一电磁阀23打开，稳压罐22内的老化气体进入到气体管路1中；在气体管路1中的气体浓度达到预设浓度时，控制模块控制第一电磁阀23关闭。

需要说明的是，稳压罐22至少为三个，三个稳压罐22内的气体分别为空气、氮氧化物气体以及氧气，老化气源为氮氧化物气体以及氧气；氮氧传感器除了能够对氮氧化物的浓度进行检测，还能够对氧气的浓度进行检测，因此在保证氮氧化物的浓度外，在气体管路1中通入氧气，能够使氮氧传感器的两个检测电极均产生检测电流，便于提高对氮氧化物的老化效果；在对氮氧传感器老化完毕后，需要利用空气对气体管路1进行冲洗，避免气体管路1中有残留的氮氧化物气体。

具体地，如图1所示，老化混气***还包括报警灯，报警灯与控制模块电连接；在稳压罐22内的压力超过预设压力时，控制模块控制报警灯报警；通过报警灯进行报警，能够及时知晓稳压罐22内压力超标的情况，便于操作人员及时采取措施，降低安全隐患。

在一些实施例中，如图1所示，老化混气***还包括气体循环管路4和动力机构5，气体循环管路4的两端均与气体管路1连通，老化气源2和检测室3与气体循环管路4连通；动力机构5设在气体循环管路4上，动力机构5用于对气体循环管路4内的老化气体提供动力、以使气体管路1内的老化气体循环往复运动；通过动力机构5驱动气体管路1内的老化气体往复运动，一方面能够使气体管路1内的老化气体的分布更加均匀，另一方面能够模拟车辆排放尾气的状态，便于氮氧传感器对老化气体的浓度进行检测。

具体地，如图1所示，检测室3设在气体循环管路4上，并和气体循环管路4连通；在老化气体循环往复运动时，老化气体能够穿过检测室3，因此便于检测室3内的标准氮氧传感器31对老化气体的浓度进行检测。

具体地，如图1所示，气体循环管路4的两端分别与气体管路1的两端连通；气体循环管路4包括进气段41和回气段42，动力机构5具有与进气段41连通的第一腔室51以及与回气段42连通的第二腔室52；动力机构5包括适于调节第一腔室51和第二腔室52的体积的调节组件；第一腔室51和第二腔室52通过隔板分隔，隔板可在第一腔室51和第二腔室52内滑动；调节组件具有适于驱动隔板滑动的驱动端；通过驱动端驱动隔板在第一腔室51和第二腔室52内滑动，能够使第一腔室51的体积和第二腔室52的体积呈反向变化，使得老化气体从第一腔室51经进气段41、气体管路1和回气段42后进入到第二腔室52，或者使老化气体从第二腔室52经回气段42、气体管路1和进气段41后进入到第一腔室51，以此能够实现老化气体循环往复运动。

需要说明的是，如图1所示，动力机构5包括气缸53，第一腔室51和第二腔室52为气缸53的两个腔室，隔板为气缸53的活塞，调节组件包括丝杠电机54，丝杠电机54的滑动端与气缸53的活塞杆固定连接，因此丝杠电机54能够带动活塞杆伸缩，便于老化气体在气体管路1内循环往复运动。

具体地，如图1所示，气体循环管路4的回气段42设有排气电磁阀43，排气电磁阀43与控制模块电连接；进气段41和回气段42均设有工作电磁阀44，工作电磁阀44与控制模块电连接；在对气体管路1初次进气时，需要向气体管路1内通入氮氧化物气体和氧气，同时丝杠电机54启动，使气体管路1内的老化气体循环往复运动；在气体管路1中的浓度达到预设浓度时，停止向气体管路1内通气；然后对待老化的氮氧传感器进行通电，使得氮氧传感器开始对气体管路1内的浓度进行检测，即开始进行老化；在老化过程中，进气段41和回气段42的工作电磁阀44均为开启状态，同时，丝杠电机54也一直处于开启状态；根据标准氮氧传感器31的检测信号，控制模块实时控制第一电磁阀23，以保证气体管路1内的浓度为预设浓度。

在预设时间后，需要上调气体管路1内的浓度，此时，氮氧传感器持续通电，调节浓度过程中并不会对氮氧传感器产生影响；在上调气体管路1内的浓度时，需要打开排气电磁阀43，对气体管路1内的气体进行少量排气。

在老化过程完毕后，将空气通入到气体管路1中，并使空气在气体管路1内循环一分钟，然后通过排气电磁阀43将气体管路1内的气体排出；重复上述操作，直至标准氮氧传感器31检测***中的气体为空气后，所有的电磁阀均关闭。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种老化控制***，包括上述老化混气***，还包括显示模块，控制模块与显示模块和待老化的氮氧传感器电连接；显示模块用于显示待老化的氮氧传感器的老化时间以及用于显示待老化的氮氧传感器的于检测状态。

本发明提供的一种老化控制***，与现有技术相比，通过显示模块对待老化的氮氧传感器的老化时间以及检测状态进行显示，能够直观地知晓氮氧传感器的老化进度。

需要说明的是，控制模块能够控制待老化的氮氧传感器的启动的数量，能够避免待老化的氮氧传感器同时启动，造成负载过高的情况；老化控制***还包括存储模块，能够对氮氧传感器的老化时间进行存储；控制模块能够控制存储模块进行老化时间清零。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种用于氮氧传感器的老化方法，包括以下步骤：在气体管路1内放置若干待老化的氮氧传感器的探头；开启老化气源2向气体管路1通入老化气体，并实时监测气体管路1内的老化气体的浓度；在监测到气体管路1内的老化气体浓度为第一预设浓度时，关闭老化气源2，气体管路1达到第一老化状态；在气体管路1达到第一老化状态后，对待老化的氮氧传感器通电，并且在第一预设时间内，待老化的氮氧传感器检测老化气体的浓度。

再次开启老化气源2，向气体管路1通入老化气体，并实时监测气体管路1内老化气体的浓度；在监测到气体管路1内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭老化气源2，气体管路1达到下一老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的氮氧传感器检测老化气体的浓度。

重复再次开启老化气源2，向气体管路1通入老化气体，并实时监测气体管路1内老化气体的浓度；在监测到气体管路1内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭老化气源2，气体管路1达到下一个老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的氮氧传感器检测老化气体的浓度的步骤，直至待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态。

本发明提供的一种用于氮氧传感器的老化方法，与现有技术相比，通过上述老化方法，能够使待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态，便于提高氮氧传感器的精度和稳定性。

在一些实施例中，在待老化的氮氧传感器通电过程中，加热待老化的氮氧传感器的探头，直至加热到预设温度；预设温度为820℃-840℃之间的任意温度；对氮氧传感器的探头进行加热，能够模拟氮氧传感器的工作环境。

具体地，预设温度优选为830℃。

在一些实施例中，待老化的氮氧传感器至少需要在三个老化状态下检测老化气体的浓度；三个老化状态对应的老化气体浓度分别为500ppm、1000ppm和1500ppm；其中，老化状态为500ppm时，预设时间为2小时；老化状态为1000ppm时，预设时间为4小时；老化状态为1500ppm时，预设时间为2小时；图2中的两条虚线之间为氮氧传感器的电极增益稳定的范围，通过上述老化过程，能够在8小时(即t1时间)使氮氧传感器的电极增益保持在稳定状态；而将氮氧传感器放置在空气中进行老化，需要5天(即t2时间)才可以使氮氧传感器的电极增益保持在稳定状态；因此，本申请的老化方法能够提高老化效率。

在一些实施例中，在待老化的氮氧传感器检测老化气体浓度的过程中，实时微调气体管路1内的老化气体的浓度，以使气体管路1内的老化气体的浓度保持在预设浓度。

在一些实施例中，在对气体管路1内的老化气体浓度的调整过程中，待老化的氮氧传感器始终处于通电状态；在气体管路1内的老化气体的浓度上升的过程中，浓度上升过程时间较短，因此，保持氮氧传感器通电状态并不会对氮氧传感器的老化过程产生影响。

在一些实施例中，在对气体管路1内的老化气体的浓度进行调整时，排出部分气体管路1内的老化气体，能够保持气体管路1内的压力稳定。

需要说明的是，在对气体管路1进行排气时，可以进行少量排气，只要能够使气体管路1内的氮氧化物气体和氧气的浓度比例相同就可以。

在一些实施例中，在待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态后，停止氮氧传感器的老化，并对气体管路1进行冲洗；冲洗过程为：向气体管路1内通入空气，并实时监测气体管路1内的老化气体的浓度；在气体管路1内的老化气体的浓度为零时，停止向气体管路1内通入空气；在对气体管路1内冲洗干净后，便于下一次直接进行老化试验。

在一些实施例中，在氮氧传感器老化过程中，气体管路1内的老化气体循环往复流动，能够使气体管路1内的老化气体更加均匀，便于提高氮氧传感器老化过程的效果。

如图3和图4所示，氮氧传感器的探头在830℃时，通过本申请的老化方法能够在8小时使氮氧传感器的偏差在百分之一左右；而在空气中进行老化，需要经过120个小时(即5天)才能够使氮氧传感器的偏差在百分之一左右。

如图5和图6所示，氮氧传感器的探头在800℃时，通过本申请的老化方法，氮氧传感器的偏差在百分之十左右；而在空气中进行老化120小时，氮氧传感器的偏差也在百分之十左右；如果想将偏差控制在百分之一左右，需要更长的时间。

综上，氮氧传感器的探头在830℃时，通过本申请中的老化方法，能够在8小时内使氮氧传感器的偏差在百分之一左右，相比于其他条件的实验数据来说，能够在较短时间内使待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态，便于提高氮氧传感器的精度和稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，包括以下步骤：

在气体管路内放置若干待老化的氮氧传感器的探头；开启老化气源向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内的老化气体的浓度；在监测到气体管路内的老化气体浓度为第一预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到第一老化状态；在所述气体管路达到所述第一老化状态后，对待老化的所述氮氧传感器通电，并且在第一预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度；

再次开启所述老化气源，向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内老化气体的浓度；在监测到气体管路内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到下一老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度；

重复再次开启所述老化气源，向所述气体管路通入老化气体，并实时监测所述气体管路内老化气体的浓度；在监测到所述气体管路内的老化气体的浓度为下一个预设浓度时，关闭所述老化气源，所述气体管路达到下一个老化状态；在该老化状态下，在下一个预设时间内，待老化的所述氮氧传感器检测老化气体的浓度的步骤，直至待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态。

2.如权利要求1所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在待老化的所述氮氧传感器通电过程中，加热待老化的所述氮氧传感器的探头，直至加热到预设温度。

3.如权利要求2所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，所述预设温度为820℃-840℃之间的任意温度。

4.如权利要求1所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，待老化的氮氧传感器至少需要在三个老化状态下检测老化气体的浓度；三个老化状态对应的老化气体浓度分别为500ppm、1000ppm和1500ppm；

其中，所述老化状态为500ppm时，所述预设时间为2小时；所述老化状态为1000ppm时，所述预设时间为4小时；所述老化状态为1500ppm时，所述预设时间为2小时。

5.如权利要求1所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在待老化的所述氮氧传感器检测老化气体浓度的过程中，实时微调所述气体管路内的老化气体的浓度，以使所述气体管路内的老化气体的浓度保持在预设浓度。

6.如权利要求5所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在对所述气体管路内的老化气体浓度的调整过程中，待老化的所述氮氧传感器始终处于通电状态。

7.如权利要求5所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在对所述气体管路内的老化气体的浓度进行调整时，排出部分气体管路内的老化气体。

8.如权利要求1所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在所述待老化的氮氧传感器达到电极增益稳定状态后，停止氮氧传感器的老化，并对气体管路进行冲洗。

9.如权利要求8所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，冲洗过程为：向所述气体管路内通入空气，并实时监测所述气体管路内的老化气体的浓度；在所述气体管路内的老化气体的浓度为零时，停止向所述气体管路内通入空气。

10.如权利要求1-9任意一项所述的用于氮氧传感器的老化方法，其特征在于，在所述氮氧传感器老化过程中，所述气体管路内的老化气体循环往复流动。

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