background image

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 

background image

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