本發(fā)明涉及汽車尾氣控制系統(tǒng)的設計領域，尤其涉及傳感器的芯片，具體是指一種用于氮氧化物傳感器的新型芯片。

背景技術：

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加速，化石燃料消耗迅速增加，很多的有毒、有害的氣體被釋放到大氣中污染環(huán)境，其中最典型的一類，就是NOx氣體，它不僅會導致光化學煙霧以及酸雨、破壞臭氧層，還會對人類的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生副作用，出現(xiàn)脫發(fā)、喉嚨發(fā)炎、視力受損、呼吸系統(tǒng)抵抗力下降等癥狀。因此氮氧化物減排被列為環(huán)境保護的要求之一。很多的毒理以及流行病學研究發(fā)現(xiàn)了NOx的副作用。NO₂以及NO氣體(合稱NOx)目前受到較大的關注。這種氣體在一些道路特別是高人口密度的居住區(qū)的濃度較高，這就顯得問題更加嚴重了。研究表明，75％的NOx氣體是由汽車排放產(chǎn)生的，這其中大約一半是由非道路運輸?shù)能囕v產(chǎn)生的，如工程機械、農(nóng)業(yè)機械等，同時這些機械的壽命要遠遠大于道路運輸車輛，對這些機械車輛降低NOx的排放就變得更加有效了。因此人們投入了很大的精力和財力來降低這種氣體的產(chǎn)生并通過更為嚴厲的法規(guī)來限制這類氣體的排放。

在汽車行業(yè)中降低NOx的方法主要有兩種，NOx氣體捕獲以及NOx還原。但是無論哪種方法，準確的測定NOx的濃度是首先要解決的問題。

NOx的測試方法有很多種，如共振電離光譜法、傅立葉轉換紅外光譜法、氣相色譜/質譜法、化學發(fā)光分析等，這些方法可以很精確的測定NOx的濃度，但是也有很多的缺點，如不能在線測試，測試設備體積龐大等。這些缺點導致不能應用于汽車尾氣的處理。

目前基于氧化鋯基的電化學電流測試方法NOx傳感器是采用6層氧化鋯基片疊層共燒而成，中間加入了加熱體，測試電極、氧泵電極等。它首先通過降低汽車尾氣中的O₂的含量，將尾氣中O₂含量降到了很低的程度(10～3ppm)，NOx氣體在測試電極表面分解成N₂和O₂氣體，通過測定O₂氣體產(chǎn)生的電流強度，測試NOx的濃度。這種裝置的優(yōu)點在于可以在線測試NOx的濃度，體積小，安裝方便。但是缺點也是很明顯的，這種芯片制備工藝復雜，有很多的制備步驟，有多達8個電極，這些步驟中的任何一步失誤的話都會導致前功盡棄。如果簡化NOx傳感器的結構的話，可以提高產(chǎn)品的成品率。

本發(fā)明針對這種情況提出簡化結構的用于氮氧化物傳感器的新型芯片。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種結構簡單、大幅度降低工藝難度、保障測試電極的催化活性的用于氮氧化物傳感器的新型芯片。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于氮氧化物傳感器的新型芯片具有如下構成：

所述的芯片由第一基片、第二基片、第三基片、第四基片依次層疊而成，

所述的第二基片為具有開槽的基片，包括相間隔開的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述的第一基片上設有一貫穿于所述的第二基片的第一區(qū)域的通孔，所述的第一區(qū)域中以該通孔為軸線設置有圓柱形凹槽，所述的圓柱形凹槽以通孔為軸線向外依次設置有第一擴散障礙層、第二擴散障礙層，所述的第一擴散障層與第二擴散障層之間的上部設有第一氧泵電極，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的上部設有第二氧泵電極，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的下部設有測試電極，所述的第二區(qū)域設置有參比氣體通道，所述的參比氣體通道內(nèi)設置有參比電極，

所述的第三基片和第四基片之間設置有加熱體，所述的加熱體的上下表面均設有絕緣層。

較佳地，所述的通孔的直徑為0.01～0.5mm，所述的通孔與汽車尾氣相連通。

較佳地，，所述的第一基片的外表面的通孔處設置有外電極。

較佳地，所述的外電極和測試電極表面均覆蓋有多孔保護層。

更佳地，所述的外電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔氧化鋁層，所述的測試電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔尖晶石層。

較佳地，所述的絕緣層為致密氧化鋁層。

較佳地，所述的第一氧泵電極、第二氧泵電極均包括Pt和1％Au，所述的測試電極、參比電極以及外電極均為Pt。

較佳地，所述的基片均為氧化鋯基片。

采用了該發(fā)明中的用于氮氧化物傳感器的新型芯片，所有的氧泵電極、測試電極、以及外電極都集中在第一層基片的正反面，且為同心圓結構，結構簡單，工藝步驟簡單，可以大幅度的降低工藝難度。并且測試電極的表面覆蓋保護層，可以防止燒結時氧泵電極中Au的揮發(fā)對測試電極的污染，從而保障了測試電極的催化活性不受影響，只需一次燒結即可完成，從而簡化了制作過程降低了制作難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于氮氧化物傳感器的新型芯片的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的用于氮氧化物傳感器的新型芯片中的同心圓結構的俯視圖。

附圖標記

1 第一基片

2 第二基片

3 第三基片

4 第四基片

5 加熱體

6 加熱體表面絕緣層

7 第一氧泵電極

8 第二氧泵電極

9 測試電極

10 多孔氧化鋁層

11 外電極

12 第一擴散障層

13 第二擴散障層

14 參比電極

15 參比氣體通道

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術內(nèi)容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。

本發(fā)明的用于氮氧化物傳感器的新型芯片由第一基片、第二基片、第三基片、第四基片依次層疊而成，所述的第二基片為具有開槽的基片，包括相間隔開的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述的第一基片上設有一貫穿于所述的第二基片的第一區(qū)域的通孔，所述的第一區(qū)域中以該通孔為軸線設置有圓柱形凹槽，所述的圓柱形凹槽以通孔為軸線向外依次設置有第一擴散障礙層、第二擴散障礙層，所述的第一擴散障層與第二擴散障層之間的上部設有第一氧泵電極，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的上部設有第二氧泵電極，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的下部設有測試電極，所述的第二區(qū)域設置有參比氣體通道，所述的參比氣體通道內(nèi)設置有參比電極，所述的第三基片和第四基片之間設置有加熱體，所述的加熱體的上下表面均設有絕緣層。

其中，所述的通孔的直徑為0.01～0.5mm，所述的通孔與汽車尾氣相連通；所述的第一基片的外表面的通孔處設置有外電極；所述的外電極和測試電極表面均覆蓋有多孔保護層；所述的外電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔氧化鋁層，所述的測試電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔尖晶石層；所述的絕緣層為致密氧化鋁層；所述的第一氧泵電極、第二氧泵電極均包括Pt和1％Au，所述的測試電極、參比電極以及外電極均為Pt；所述的基片均為氧化鋯基片。

如圖1所示的本發(fā)明的一個具體實施例中，芯片由第一基片1、第二基片2、第三基片3、第四基片4依次層疊而成，第二基片2為具有開槽的基片，包括相間隔開的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述的第一基片1上設有一貫穿于所述的第二基片的第一區(qū)域的通孔，所述的第一區(qū)域中以該通孔為軸線設置有圓柱形凹槽，所述的圓柱形凹槽以通孔為軸線向外依次設置有第一擴散障礙層12、第二擴散障礙層13，所述的第一擴散障層與第二擴散障層之間的上部設有第一氧泵電極7，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的上部設有第二氧泵電極8，所述的第二擴散障層與圓柱形凹槽的槽壁之間的下部設有測試電極9，所述的第二區(qū)域設置有參比氣體通道15，所述的參比氣體通道內(nèi)設置有參比電極14，所述的第三基片3和第四基片4之間設置有加熱體5，所述的加熱體的上下表面均設有絕緣層6。

通孔的直徑為0.01～0.5mm，所述的通孔與汽車尾氣相連通；第一基片的外表面的通孔處設置有外電極11。外電極和測試電極表面均覆蓋有多孔保護層。所述的外電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔氧化鋁層10，所述的測試電極的表面覆蓋的多孔保護層為多孔尖晶石層。

第一擴散障層和第二擴散障層之間構成第一測試腔，第二擴散障層與凹槽的槽壁之間構成第二測試腔。采用了該發(fā)明中的用于氮氧化物傳感器的新型芯片，所有的氧泵電極、測試電極、以及外電極都集中在第一層基片的正反面，且為同心圓結構，結構簡單，工藝步驟簡單，可以大幅度的降低工藝難度。并且測試電極的表面覆蓋保護層，可以防止燒結時氧泵電極中Au的揮發(fā)對測試電極的污染，從而保障了測試電極的催化活性不受影響，只需一次燒結即可完成，從而簡化了制作過程降低了制作難度。

在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。