在发电机组市场，2017年我国发电装机容量达17.8亿千瓦，同比增长7.6%，其中60%以上依然采用燃煤机组， 废气的排放量巨大，对此我国***要求发电厂必须安装脱硝系统。据预测，至少有2亿千瓦的机组容量需要建设脱硝系统，这将带来SCR脱硝技术的广泛应用，氮氧传感器的需求量也会随之增加。

“在国家大力支持环境保护、机动车污染治理及机动车国Ⅵ排放标准的产业环境下，在大力发展战略性新兴产业的政策背景下，氮氧传感器的市场潜力巨大，针对氮氧传感器的产业化势在必行。”安敬前接受媒体采访时说，作为以目标导向性研究为主要任务的国研创联工程技术研究院，它将瞄准新材料、新技术发展前沿，面向国民经济发展和工业现代化的重大需求，以金属结构与功能材料为主要研究对象，打造一支在国际新材料技术领域具有重要影响的技术队伍，达到提高研究水平，扩大学术影响，增加经济效益。

随着***相继出台更为严格的汽车尾气排放法案,汽车尾气的检测不再只是尾气氧浓度和空燃比的测定,还包括氮氧化合物含量的测定.这导致传统的用于测定氧含量的氧传感器不能完全适应新规时代的要求,新一代能准确测定尾气中NOx浓度的传感器将拥有广阔的市场前景.NOx传感器是中高温环境下实现高精度,快速氮氧含量测量的关键设备,是汽车尾气后处理系统的重要反馈装置.本文基于氮氧传感器工作特性的基础研究,研制了氮氧传感器测试平台,并设计氮氧传感器的关键控制算法. 首先,本文基于氮氧传感器的技术应用发展,结合材料学,电化学和控制学等方面由浅入深地介绍了窄域氧传感器,宽域氧传感器和氮氧传感器的结构,工作原理,应用性能,分析了各种类型传感器的特点,应用和联系,后以氮氧传感器的工作原理为基础,分析出氮氧控制系统开发的重点与难点在于NOx特殊测试环境的搭建,工作温度环境的控制与泵单元的控制. 其次,基于LabVIEW工业控制系统搭建了氮氧传感器测试平台.平台成功模拟了真实的尾气管道状态,实现了NOx传感器及其控制设备和氮氧气氛测试仪的数据采集,分析与可视化,为传感器固有特性测试与控制相关实验提供必要的工具环境. 然后,分析测试平台参数实验所得到相关的模型数据,建立了氮氧传感器的对象控制模型,并制定了关键的加热控制策略和泵单元控制策略,完成了氮氧传感器控制系统的模型实验. 后,结合已搭建的测试平台,加入传感器关键控制模块,实现了氮氧传感器控制系统的设计,并进行了传感器泵单元的固有特性实验和实际气氛环境的控制系统测试实验,验证了控制算法的合理性.

氮氧传感器器关键技术(传感单元)陶瓷芯片

氮氧传感器探头的***是陶瓷芯片,泵氧腔室和加热铂电极都封装在芯片中。陶瓷芯片由多层氧化锆陶瓷片经一系列的工艺加工而成。 第五层和第六层陶瓷间的为铂电阻,引出两个电极为加热电极正和加热电极负,在外加电压和电路控制的作用下,将整个芯片加热并稳定到温度(600- 800°C间某个值)。第四层陶瓷中封装-定体积的空气(氧气浓度为 20%) ,在第四层的空气腔中引出一个电极作为参考电极。NOx传感器,由于产品使用环境特殊,采用电化学式结构迪行开发陶瓷芯片,该结构复杂,但输出信号稳定、响应速度快、寿长,产品满足柴油车尾气排放过程中对NOx的排放含量的监测。

陶瓷敏感部件内部包含多个陶瓷内腔体,涉及氧化锆、氧化铝及多种Pt系列金属导电浆料,生产艺复杂，丝网印刷精度要求较高,材料配斯/稳定性、烧结工艺等瑙配性要求需较好。陶瓷敏感部件是多层厚度为YSZ陶瓷流延基片为基材,在固定成型后的陶瓷基片上使用丝网印刷成型多个导电电极、duo个绝缘层、多个保护层等,再经过层、等压、切割、烧结等工艺制备而成。