氮氧传感器目前有四类电位型 混合电势型 复阻抗型 电流型电位型NOx传感器

电位型NOx传感器：

原理是通过测定电解质两侧的工作电极与参比电极间的电势,来标定NOx浓度。

混合电势型NOx传感器：

所谓的混合电势,即为多个电化学反应在同一电极上发生而产生的平衡电势,其电势由多个电化学反应的速率决定。混合电势型NOx传感器,由于其采用不同催化性能的电极,因此在不同的电极上会产生不同的平衡电势。

复阻抗型NOx传感器

当NOx处于固体电解质和电极界面时,会导致界面电阻发生改变,复阻抗型NOx传感器主要是通过测试界面电阻信号来标定NOx浓度变化。以YSZ为电解质,ZnC2O4作为敏感电极组成化学电池,通过测定传感器复阻抗的变化,以此来计算NOx浓度。

电流型Nox传感器

电流型NOx传感器是在混合电势型NOx传感器结构的基础上在两极间引入个电压采用恒定电压使电极极化,测得两电极间的电流即为敏感信号

日本NGK公司与德国西门子公司联合研发了一种多层结构的电流型Ox传感器,并成功应用于汽车SCR系统。这也是目前唯一商业化的汽车尾气NOx传感器。基本结构如图所示。该传感器由六层YSZ叠层共烧而成,并包括两个内部空腔、三个氧泵电池和一个加热器为了精确测量尾气中的NOx,主要问题是需要解决氧气的干扰。对于稀薄燃烧的内燃机,其中氧气浓度要远远大于NOx浓度,为了准确测量NOx浓度,需要放置几个氧泵电池。其基本原理是尾气经扩散通道后以一定速率进入第一腔室(氧泵层),腔室内的氧泵电池经反馈控制,将氧气浓度控制在预先设定的水平(大约1000pm)

尾气经第一腔室处理后,含低浓度氧气的尾气以一定的扩散速度,通过第二个扩散通道而进入第二腔室。该腔室含有一个氧泵电池和一个敏感电极,氧泵电池进一步将腔室内的氧气浓度控制在接近0的水平。另外一个敏感电极实际也是一个泵电池,是专门用于测量NOx分解后的氧气浓度。由于在第二腔室的氧进一步被泵出后,打破了O2和NO反应的平衡,在敏感电极上导致NO的分解,主要发生以下反应2NO→N2+O2分解后的氧气经氧泵电池泵走后,通过测量对应的泵氧电流,即可以得出最后分解的氧气浓度,经过换算就可以得到相应的NOx含量。通过相互之间的关系,可以导出NOx浓度与最终泵电流大小的关系