Czujnik tlenków azotu

Czujnik tlenków azotu w spalinach jest rozwinięciem pomysłu na szerokopasmową
sondę lambda, wykorzystującego pompę tlenu . Schemat takiego czujnika
przedstawiono na poniższym rysunku. Spaliny silnikowe przepływają przez barierę
dyfuzyjną (kanał dyfuzyjny 1) do komory dyfuzyjnej 1. Przyłożenie napięcia do
elektrod po obu stronach komory powoduje, że jony tlenu są pompowane od anody
do katody (identycznie jak w przypadku szerokopasmowej sondy lambda).
Warto ć przepływającego prądu wynosi I

p1

. Skład spalin w komorze dyfuzyjnej

odpowiada stechiometrycznej mieszaninie paliwowo powietrznej. Z komory
dyfuzyjnej 1 dyfundują jedynie jony tlenu, niezdysocjowane tlenki azotu dyfundują
poprzez kanał dyfuzyjny 2 do komory dyfuzyjnej 2. W tej komorze tlenki azotu
dysocjują na czysty azot N

2

i tlen O

2

. Jony tlenu przenikają przez elektrolit 2

pomiędzy elektrodami, do których również przyłożono napięcie. Warto ć
przepływającego prądu, skorelowanego ze stężeniem tlenu powstałego z dysocjacji
NO

x

, wynosi I

p2

. Na poniższym rysunku zamieszczono schematy charakterystyk

prądu I

p1

i I

p2

.

Schemat czujnika tlenków azotu

Czujnik tlenków azotu wykonywany jest w postaci zintegrowanej z elektronicznym
układem przetwarzającym rysunek poniższy. Zadecydowały o tym trzy
przyczyny. Zakres pomiarowy prądu podczas detekcji tlenków azotu wynosi
zaledwie 2,5  A. Oznacza to, że rozdzielczo ć pomiaru prądu powinna wynosić
kilkadziesiąt nA. Tak małe warto ci prądu są narażone na zakłócenia przy zbyt
długich połączeniach elektrycznych. Rezystancja przewodów musiałaby być
większa od 500 M. Wreszcie, dokładna kalibracja charakterystyk czujnika

podczas produkcji jest dużo łatwiejsza gdy układ elektronicznego przetwarzania
sygnału zintegrowany jest z czujnikiem.

Czujnik tlenków azotu dostarcza do układu sterowania informacje o stężeniu tlenu i
stężeniu tlenków azotu. Z tego względu może być używany do kontroli działania
katalizatora tlenków azotu wykrywając jego nasycenie i ułatwiając działanie
procedury regeneracji.

Czujnik tlenków azotu firmy Siemens

Charakterystyka czujnika tlenków azotu firmy Siemens

Parametr

NO

x

O

2

Zakres pomiarowy

0 1500 ppm

0 16%

Dokładność

< 200 ppm:  30 ppm

> 200 ppm:  15%

Czas reakcji

350 ms

150 ms

Czas uzyskania gotowości

< 30s

Temperatura pracy

200...800

 C