氮氧傳感器(NOx sensor)，簡稱NOx傳感器，是用來檢測發(fā)動機(jī)尾氣中如N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等氮氧化物(NOx)含量的傳感器。按照工作原理可分為電化學(xué)式、光學(xué)式以及其他原理的NOx傳感器。利用固體電解質(zhì)氧化釔摻雜氧化鋯(YSZ)陶瓷材料對氧離子的導(dǎo)電性能、特殊的NOx敏感電極材料對NOx氣體的選擇性催化敏感性能，并結(jié)合特殊的傳感器結(jié)構(gòu)獲得NOx的電信號，最后利用特殊的弱信號檢測與精密電控技術(shù)，將汽車尾氣中NOx氣體檢測出來并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線數(shù)字信號。
一：氮氧傳感器的功能
— NOx測量范圍：0-1500/2000/3000ppm NOx
— O2 測量范圍：0 – 21 %
— 最高尾氣溫度：800 ℃
— 可在O2 (21%) 、HC、CO、H2O(<12%)條件下使用
— 通訊接口：CAN
二：氮氧傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
— 柴油發(fā)動機(jī)尾氣排放SCR系統(tǒng)(滿足國IV、國V、國VI排放標(biāo)準(zhǔn))
— 汽油發(fā)動機(jī)尾氣處理系統(tǒng)
— 電廠脫硫脫硝檢測與控制系統(tǒng)
三：氮氧傳感器的組成
NOx傳感器主要核心部件為陶瓷敏感部件、SCU部件
四：氮氧傳感器的核心
NOx傳感器，由于產(chǎn)品使用環(huán)境特殊，采用電化學(xué)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)陶瓷芯片，該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但輸出信號穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長，產(chǎn)品滿足柴油車尾氣排放過程中對NOx的排放含量的監(jiān)測。陶瓷敏感部件內(nèi)部包含多個陶瓷內(nèi)腔體，涉及氧化鋯、氧化鋁及多種Pt系列金屬導(dǎo)電漿料，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，絲網(wǎng)印刷精度要求較高，材料配方/穩(wěn)定性、燒結(jié)工藝等匹配性要求需較
目前市面上常見的氮氧傳感器有三種：平五針、扁四針、方四針
五：氮氧傳感器CAN通訊
氮氧傳感器通過CAN通訊與ECU或DCU進(jìn)行通訊。氮氧傳感器總成內(nèi)部集成自診斷系統(tǒng)，(不需要ECU或DCU計算氮氧濃度，氮氧傳感器自身就可以完成這一步)，監(jiān)測自身的工作狀態(tài)通過車身通訊總線與ECU或DCU反饋氮氧濃度信號。
六：氮氧傳感器安裝注意事項
氮氧傳感器探頭安裝時要安裝在排氣管催化器上半部分，不能使傳感器探頭位于催化器的最低位置。防止氮氧探頭遇水開裂。氮氧傳感器控制單元安裝方向：將控制單元豎直安裝，起到更好的防止作用。氮氧傳感器控制單元溫度要求：氮氧傳感器的安裝注意不能安裝在溫度過高的地方，建議遠(yuǎn)離排氣管和尿素箱附近。如受整車布置所限，必須把氧傳感器安裝在排氣管和尿素箱附近時，必須加裝隔熱罩和隔熱棉，并對安裝位置周圍溫度進(jìn)行評估，最佳工作溫度不高于85℃。
露點保護(hù)功能：因為氮氧傳感器本身電極工作時就需要較高的溫度才能進(jìn)行，氮氧傳感器內(nèi)部有陶瓷結(jié)構(gòu)。陶瓷在高溫狀態(tài)下是不能碰到水的，遇到水后，容易熱脹冷縮導(dǎo)致陶瓷開裂，所以氮氧傳感器會設(shè)置一個露點保護(hù)功能，這個功能的作用就是在檢測排氣管溫度達(dá)到設(shè)定值后再等待一段時間。ECU或DCU認(rèn)為在這么高溫狀態(tài)下，就算氮氧傳感器上有水也會被高溫的廢氣吹干
七：氮氧傳感器檢測診斷
氮氧傳感器在正常工作時，實時檢測排氣管中的NOx值，通過CAN總線反饋給ECU/DCU。ECU并不是通過檢測實時的NOx值來判斷排氣是否合格，而是通過一套氮氧化物監(jiān)測程序來對排氣管中的NOx值進(jìn)行檢測是否超標(biāo)。運行NOx檢測，必須滿足以下條件：
  
 冷卻水系統(tǒng)工作正常，無故障碼。環(huán)境壓力傳感器無故障碼。

水溫高于70℃以上。一個完整的氮氧化物檢測需要采樣20次左右，一次氮氧化物檢測完成，ECU/DCU將對采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較:如檢測過程中所有采樣的NOx值的平均值小于設(shè)定值，檢測通過。如檢測過程中所有采樣的NOx值的平均值大于設(shè)定值，監(jiān)測器記錄一次錯誤。但不點亮MIL燈，如連續(xù)兩次監(jiān)測都沒有通過，系統(tǒng)報超5、超7故障碼，MIL燈點亮。

報超5故障碼時，點亮MIL燈，但不限制扭矩。報超7故障碼時，點亮MIL燈，同時系統(tǒng)限制扭矩，扭矩的限制根據(jù)車型廠家設(shè)定而定。

注：有些車型即使排放超限故障修復(fù)好，MIL燈也不會熄滅，故障狀態(tài)顯示為歷史故障，遇見這種情況時，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)刷寫或執(zhí)行高氮氧化物復(fù)位功能

NOx傳感器陶瓷芯片

結(jié)構(gòu)設(shè)計：芯片尺寸、電極面積、腔體位置/尺寸等定型

關(guān)鍵材料：YSZ膜帶、導(dǎo)電漿料、絕緣漿料、多孔保護(hù)層等關(guān)鍵材料確定

關(guān)鍵工藝：打孔成型、絲網(wǎng)印刷、疊壓成型、高溫共燒結(jié)等工藝基本參數(shù)確定

陶瓷芯片中試生產(chǎn)合格率＞80%

傳感器電控單元（SCU）

關(guān)鍵技術(shù)：NOx傳感器控制策略、NOx傳感器控溫策略、 NOx傳感器標(biāo)定技術(shù)

關(guān)鍵工藝：產(chǎn)品/芯片檢測流程/方法

可批量標(biāo)定、測試NOx傳感器。

陶瓷芯片封裝/組裝

關(guān)鍵設(shè)備：關(guān)鍵設(shè)備調(diào)研，組建產(chǎn)線

關(guān)鍵工藝：芯片封裝工藝方法、工藝流程、工藝參數(shù)等確定

成品封裝/組裝合格率＞90%