用于汽车排放控制的尾气传感器
汽车用氧传感器
汽车用氧传感器摘要：随着人们对汽车的需求越来越大，汽车已逐渐成为人们生活的必需品。
而随之带来的污染、能源短缺等问题也就越来越严重。
因此，对于汽车排放出来的有害气体的净化处理越来越受到重视。
车用传感器地迅速发展在汽车尾气排放的控制，节省燃料和进化空气方面起到了重要作用。
本文简述了氧传感器的功能、构造、工作原理及其类型,指出我国加速发展汽车用氧传感器的必要性。
关键词：汽车尾气排放净化氧气传感器引言：氧传感器用于检测废气中剩余氧气的含量,并将此量值以电信号的形式传给电控单元, 电控单元根据这个信号修正喷油量的多少, 形成发动机在该工况下所需浓度的混合气, 使三元催化反应器(在理论空燃比时)发挥最佳的净化效果, 且使发动机实现了闭环控制状态。
汽车尾气中不仅含有未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳, 而且含有致癌物质氮氧化物。
现在, 汽车造成的污染问题已引起了全世界的关注, 工业发达国家制订了愈来愈严格的尾气排放标准。
目前, 汽车用氧传感器主要包括浓差电池型ZrO2传感器、极限型ZrO2传感器、半导体型TiO2传感器。
近年来,氧传感器在汽车上的应用日益广泛,汽车用氧传感器的发展十分迅猛。
1977年汽车用固体电解质型氧传感器还不足20万只, 但到1980年已超过百万只,1984年达到40万只,迄今每年有数千万只用于汽车工业。
氧传感器在钢铁工业等领域也获得大量应用,其产量已占整个气体传感器的39% ,居于首位。
1.氧传感器的构造及工作原理常用的氧传感器有氧化锆传感器与氧化钛传感器。
氧化钛传感器是用二氧化钛(TiO2)作为敏感元件,由于高纯度二氧化钛是一种在常温具有高电阻的半导体,若氧气不足,氧化钛的晶格就出现缺陷,导致电阻值减少。
实际使用中接一个电阻器与二氧化钛构成分压电路,降低蓄电池电压。
对应混合气浓稀变化,二氧化钛的阻值低高变化,相应地钛氧传感器向电控单元提供一个高低变化的电压。
氧化锆( ZrO2) 是一种具有氧离子传导性的固体电解质, 并有部分氧化钇起稳定作用。
氮氧传感器原理
氮氧传感器原理氮氧传感器是一种用于测量引擎排放气体中氮氧化物（NOx）浓度的装置。
它在现代汽车的尾气处理系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍氮氧传感器的工作原理及其在汽车尾气处理系统中的应用。
氮氧传感器的工作原理基于化学反应。
当氧气和NOx混合在一起时，它们会在传感器内部的电极上发生化学反应。
这种反应会产生一种电流，其大小与NOx 浓度成正比。
传感器通过测量这种电流来确定NOx的浓度，从而帮助引擎控制系统调整燃烧过程，以减少NOx的排放。
传感器内部的电极是由氧离子导体材料制成的。
当传感器加热到一定温度时，氧离子会在电极表面和NOx之间传递。
这种传递过程会导致电子流动，产生一个电流信号。
这个信号会被传感器发送到引擎控制系统，系统会根据这个信号来调整燃烧过程，以降低NOx的排放。
氮氧传感器通常安装在汽车的排气管中。
它们可以直接测量尾气中的NOx浓度，并将这些信息发送到车辆的引擎控制系统。
引擎控制系统会根据传感器提供的信息来调整燃油喷射量和点火时机，以最大程度地减少NOx的排放。
除了在汽车上的应用，氮氧传感器也被广泛应用于工业和环境监测领域。
在工业中，氮氧传感器可以用于监测燃煤锅炉、烟囱排放和化工厂的废气处理。
在环境监测领域，氮氧传感器可以用于监测空气质量和大气污染。
总的来说，氮氧传感器是一种重要的环境监测装置，它可以帮助减少汽车和工业排放的NOx，保护环境和人类健康。
通过测量尾气中的NOx浓度，氮氧传感器可以帮助引擎控制系统实现更加高效和清洁的燃烧过程，从而减少对环境的污染。
在未来，随着环保意识的提高和技术的进步，氮氧传感器将会得到更广泛的应用，并发挥更大的作用。
nox 传感器原理
nox 传感器原理NOX传感器原理一、引言NOX（氮氧化物）传感器是一种用于测量发动机尾气中NOX浓度的重要设备。
NOX是一种有害的气体，对环境和人体健康造成严重影响。
因此，开发出高精度、高灵敏度的NOX传感器对于监测和控制发动机尾气排放具有重要意义。
二、传感器工作原理NOX传感器是通过电化学原理来测量NOX浓度的。
该传感器通常由两个电极和一个电解质层组成。
其中一个电极是工作电极，另一个电极是参比电极，电解质层则起到隔离和传递离子的作用。
当NOX气体进入传感器后，会发生一系列的电化学反应。
首先，NOX气体被电解质层吸附并分解成氮气和氧气。
然后，氮气和氧气会进一步与电解质层发生反应，产生氮氧化物离子和电子。
在这个过程中，工作电极和参比电极之间会产生电势差。
这个电势差与NOX气体的浓度成正比。
通过测量这个电势差的大小，就可以准确地计算出NOX气体的浓度。
三、传感器特点1. 高灵敏度：NOX传感器具有高灵敏度，能够检测到极低浓度的NOX气体。
这使得它成为监测发动机排放的理想设备。
2. 快速响应：NOX传感器的响应速度非常快，可以在短时间内准确地测量出NOX气体的浓度变化。
这对于实时监测和控制发动机尾气排放非常重要。
3. 高精度：传感器通过电化学反应来测量NOX浓度，具有高精度和稳定性。
它可以提供准确的测量结果，有助于进行精确的排放控制。
4. 长寿命：NOX传感器采用耐高温、耐腐蚀材料制造，具有较长的使用寿命。
这减少了维护和更换传感器的频率，降低了使用成本。
5. 小巧便携：NOX传感器体积小巧，重量轻，方便携带和安装。
它可以广泛应用于各种车辆和发动机系统中。
四、应用领域NOX传感器主要应用于汽车尾气排放监测和控制领域。
通过实时监测发动机尾气中NOX浓度的变化，可以对发动机进行调整和优化，以降低NOX排放量。
NOX传感器还可以应用于环境监测和工业生产过程中。
它可以用于监测工业废气中的NOX浓度，实施环保措施，减少大气污染。
2024年车用氮氧传感器市场调查报告
2024年车用氮氧传感器市场调查报告1. 简介车用氮氧传感器是一种关键的排放控制系统，用于监测车辆尾气中的氮氧化物（NOx）含量。
该传感器可以帮助车辆满足排放标准，降低对环境的污染。
2. 市场规模与趋势根据市场研究数据，车用氮氧传感器市场在过去几年中呈现稳定的增长趋势。
预计到2025年，该市场规模将达到X亿美元。
3. 市场驱动因素分析3.1 政府排放标准的提升随着全球环境问题的日益突出，各国政府对车辆排放标准进行了不断提升。
这促使车辆制造商积极采用车用氮氧传感器来保证其车辆的排放水平符合法规要求。
3.2 增长的汽车销售全球汽车销售量的增长也推动了车用氮氧传感器市场的扩大。
随着更多人购买私人汽车，对排放问题的关注度也在提高，从而增加了传感器的需求量。
3.3 技术进步与创新近年来，车用氮氧传感器的技术不断升级与创新，提高了传感器的精度和可靠性。
这些技术的进步进一步推动了市场的增长。
4. 市场竞争格局车用氮氧传感器市场存在着激烈的竞争。
市场上主要的参与者包括A公司、B公司和C公司等。
这些公司通过不断改进产品质量和提供更好的售后服务来争夺市场份额。
5. 地区市场分析根据地区划分，车用氮氧传感器市场可以分为北美、欧洲、亚太和其他地区。
目前，北美地区占据了最大的市场份额，而亚太地区在市场增长方面表现出色。
6. 市场挑战与机遇6.1 市场挑战•技术复杂性：车用氮氧传感器的技术要求较高，制造和维护成本较高。
•替代产品的竞争：一些替代产品，如电动车，可能会对传感器市场造成一定的冲击。
6.2 市场机遇•新兴市场的潜力：一些发展中国家对车用氮氧传感器的需求量正在增加。
•技术创新的推动：随着技术的不断进步，新的传感器产品有望推动市场增长。
7. 总结车用氮氧传感器市场呈现出稳定的增长趋势，受到政府政策的驱动和汽车销售量的增长推动。
市场竞争激烈，但也孕育着机遇与挑战。
随着技术进步与创新的推动，车用氮氧传感器市场有望继续发展壮大。
车用氮氧传感器介绍课件
校准与补偿
通过软件算法对传感器输出进 行校准和温度、压力等参数的
补偿，确保测量准确性。
车用氮氧传感器的输出特性
线性输出
传感器输出与氮氧化物 浓度呈线性关系，方便
进行浓度计算。
响应时间
精度与误差
传感器对氮氧化物浓度 的响应时间越短，越能 实时反映汽车尾气的排
放情况。
传感器的精度越高，误 差越小，测量结果越准确。
稳定性
长期使用下，传感器性 能的稳定性对确保准确
测量至关重要。
03 车用氮氧传感器的分类 与特点
加热型车用氮氧传感器
总结词
加热型车用氮氧传感器具有较高的测量精度和响应速度，但需要额外的加热元 件，成本较高。
详细描述
加热型车用氮氧传感器通过额外的加热元件将传感器部分加热至一定温度，以 降低气体吸附和反应速度的影响，提高测量精度和响应速度。由于需要加热元 件，其成本相对较高，同时需要额外的能源供应。
精度要求
根据实际测量经过长时间验证，性能稳 定的传感器。
尺寸与重量
考虑安装空间和车辆的承重限制。
兼容性
确保传感器与车辆其他系统兼容。
车用氮氧传感器的安装与使用
01
安装位置
选择对车辆排放影响最小且便于维 护的位置。
初始标定
在安装后进行初始标定，确保传感 器正常工作。
车用氮氧传感器介绍课件
目 录
• 车用氮氧传感器的工作原理 • 车用氮氧传感器的分类与特点 • 车用氮氧传感器的选型与使用 • 车用氮氧传感器的发展趋势与
01 氮氧传感器简介
氮氧传感器的定义
01
氮氧传感器是一种用于检测汽车 尾气中氮氧化物（NOx）含量的 传感器。
co传感器分类
co传感器分类一、电化学CO传感器电化学CO传感器是最常见的一类CO传感器。
它们基于CO与电极表面的化学反应，通过测量电极上的电流或电压变化来检测CO 浓度。
这种传感器具有高灵敏度、快速响应和较长的使用寿命。
电化学CO传感器广泛应用于家庭和工业环境中，例如家用燃气报警器、汽车尾气排放监测和工业生产过程中的CO监测。
二、红外线CO传感器红外线CO传感器使用红外线吸收光谱技术来检测CO浓度。
它们通过测量CO分子在特定红外波长下的吸收来实现检测。
红外线CO传感器具有高分辨率和较低的交叉干扰，可以准确测量CO浓度。
这种传感器常用于室内空气质量监测、工业排放控制和矿井安全监测等领域。
三、半导体CO传感器半导体CO传感器是一种基于氧化物半导体材料的传感器。
它们通过测量CO与半导体表面的氧化还原反应来检测CO浓度。
半导体CO传感器具有响应速度快、尺寸小和低功耗的优点。
它们广泛应用于家用燃气报警器、室内空气质量监测和工业生产过程中的CO 监测。
四、光学CO传感器光学CO传感器是一种基于光学吸收或发射原理的传感器。
它们通过测量CO分子在特定波长下的光吸收或发射来检测CO浓度。
光学CO传感器具有高精度、高灵敏度和较低的交叉干扰。
它们常用于室内空气质量监测、工业排放控制和汽车尾气排放监测等领域。
五、电化学纳米材料CO传感器电化学纳米材料CO传感器是近年来新兴的一种CO传感器。
它们利用纳米材料的特殊性质，如高比表面积和优异的电化学性能，来增强CO的检测灵敏度和选择性。
电化学纳米材料CO传感器具有高灵敏度、快速响应和较低的功耗。
它们在环境监测、医疗诊断和食品安全检测等领域有着广泛的应用前景。
CO传感器根据工作原理和材料特性可以分为电化学CO传感器、红外线CO传感器、半导体CO传感器、光学CO传感器和电化学纳米材料CO传感器等不同类型。
这些传感器在家庭、工业和环境等领域中扮演着重要的角色，为我们提供了保护人们生命安全和改善环境质量的重要工具。
氮氧传感器原理
氮氧传感器原理氮氧传感器是一种用于测量发动机尾气中氮氧化物（NOx）浓度的装置。
它在现代汽车排放控制系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍氮氧传感器的原理及其工作原理。
氮氧传感器是一种基于化学反应原理的传感器。
它的工作原理是利用氧离子在氧化还原反应中的传导性能。
当传感器暴露在富氧环境中时，氧离子会通过传感器的氧离子导体层，到达传感器的内部。
在内部，氧离子会与NOx发生化学反应，产生电子。
这些电子会通过传感器的电极传递出来，形成一个电流信号。
根据这个电流信号的大小，我们就可以确定发动机尾气中NOx的浓度。
氮氧传感器的工作原理可以进一步解释为，当传感器暴露在富氧环境中时，氧分子会被吸附到传感器的氧离子导体层上。
这些氧分子会与NOx发生化学反应，产生氧离子和电子。
氧离子会通过传感器的氧离子导体层，电子则会通过传感器的电极。
这样就产生了一个电流信号，该信号与NOx的浓度成正比。
氮氧传感器的原理非常简单，但它在汽车排放控制系统中的作用却非常重要。
通过监测发动机尾气中NOx的浓度，汽车的电脑系统可以根据实时数据进行调整，以确保发动机的燃烧过程更加高效和环保。
这样不仅可以降低汽车的排放，还可以提高燃油利用率。
除了在汽车上使用外，氮氧传感器的原理也可以应用在其他领域，比如工业排放控制、环境监测等方面。
它的原理简单、成本低廉，因此在各种领域都有着广泛的应用前景。
总之，氮氧传感器的原理是基于化学反应的氧离子传导性能。
通过测量传感器产生的电流信号，我们可以确定发动机尾气中NOx的浓度。
这种原理简单而有效，使得氮氧传感器在汽车排放控制系统中扮演着重要的角色。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解氮氧传感器的工作原理。
2024年车用氮氧传感器市场发展现状
2024年车用氮氧传感器市场发展现状摘要本文分析了车用氮氧传感器市场的发展现状。
首先，介绍了车用氮氧传感器的工作原理和应用领域。
然后，对车用氮氧传感器市场的规模和增长趋势进行了分析。
同时，讨论了市场竞争状况和主要厂商。
最后，对车用氮氧传感器市场的未来发展进行了展望。
1. 引言车用氮氧传感器是一种用于衡量车辆尾气中氧气和氮氧化合物含量的传感器。
它是现代汽车排放控制系统中的重要组成部分。
车用氮氧传感器可以通过测量排气中氧气和氮氧化合物的比例来判断燃烧效率，并在需要时进行排放控制。
因此，车用氮氧传感器对于保护环境、提高燃烧效率和降低尾气排放具有重要意义。
2. 车用氮氧传感器市场规模与增长趋势车用氮氧传感器市场在过去几年取得了快速增长。
车用氮氧传感器的需求主要来自于汽车制造商和售后市场。
据统计，全球车用氮氧传感器市场规模从2015年的X 亿美元增长到2020年的Y亿美元，复合年均增长率为Z%。
市场增长的主要驱动因素包括严格的排放要求、环保意识的提高、汽车保有量的增加等。
随着全球环保意识的不断加强，各国对汽车尾气排放的要求越来越严格，这进一步推动了车用氮氧传感器市场的增长。
3. 市场竞争状况和主要厂商车用氮氧传感器市场竞争激烈，主要厂商包括Bosch、Delphi、Denso等。
这些公司在车用氮氧传感器市场具有较强的市场地位和技术实力。
Bosch是全球领先的汽车零部件供应商之一，其车用氮氧传感器产品质量和性能优异，占据了市场的一定份额。
Delphi和Denso是汽车零部件领域的著名厂商，它们的车用氮氧传感器产品也具有竞争力。
此外，还有一些新兴的车用氮氧传感器制造商涌现，并逐步在市场中占据一定份额。
例如，美国的NGK Spark Plug Co. Ltd.和英国的BorgWarner Inc.等。
4. 未来发展展望随着车用氮氧传感器市场的不断发展，未来几年将出现以下趋势。
首先，随着新能源汽车的普及和尾气排放标准的提高，对车用氮氧传感器的需求将继续增加。
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用于汽车排放控制的尾气传感器J. Riegel*, H. Neumann, H.-M. WiedenmannExhaust Gas Sensor Development, Robert Bosch GmbH, P .O. Box 30 02 20, D-70442 Stuttgart, Germany【摘要】本报告概述了ZrO 2汽车尾气传感器，套管型氧传感器的研发进程，以及平板式氧传感器的技术和设计等课题。
此外，还对先进尾气传感系统，催化监测传感器，以及未来的研究方向作了描述。
关键词：尾气传感器，氧化锆氧传感器，ZrO 2多层陶瓷，Lambda 闭环控制1. 引言用于汽车尾气排放控制系统的氧传感器是固态气体传感器的首要应用领域。
氧传感器的辉煌始于1976年，在加州宣布实施严格的尾气排放控制标准，以及用氧传感器控制空燃比和使用三元催化剂被证明可以显著降低污染物排放之后[1-3]。
此后，车用氧传感器的数量持续增长。
此等巨幅增长的另一个促成因素来自加州空气资源委员会作出的监测所有与排放相关的部件的规定（车载诊断系统——On Board Diagnosis, OBD ），使得在催化剂下游安放第二个氧传感器成为必要。
在过去25年间，氧传感器的全球产量总计约在数亿件水平。
2. 氧传感器综述2.1.能斯特原理自从1889年Walther Nernst 用Nernst 方程描述了化学元素在原电池中的物理行为以来，化学计量配比的ZrO 2基氧传感器的基本原理就已为人所知。
ZrO 2电化学电池（氧感应室）所产生的Nernst 电压是由感应室两侧铂电极上氧分压浓度关系决定的（见图1）[4]。
氧感应室的测量电极暴露于内燃机引擎所排出的尾气中，参比电极则与空气接触，此时测得的感应室特征电压曲线形似希腊字母λ (lambda)，这便是此类传感器之所以得名lambda 传感器的原因。
尾气中的平衡氧分压2O p '强烈依赖于进入燃烧室的可燃混合气中的空燃比（air/fuel, A/F ）。
空燃比的化学计量点~14.7也可以用一个归一化的空燃比特征量，过量空气系数1=λ来表示（λ=A/F actual /A/F stoichiometric ）。
图1. ZrO 2基Nernst 型氧传感器的基本原理根据氧传感器的信号测定空燃比时，以下相关性必须予以考虑：(1)外电极具有良好的催化活性乃是在Pt /气相/氧化锆三相界面上建立正确的平衡氧分压的必要保障；(2)在检测化学计量点的空燃比1=λ时，总压强的变化可以忽略不计；(3)温度相关性对特征曲线上1=λ点之外的其他区域有最显著的影响。
在Nernst 型的氧传感器中，我们必须区分以下两种情况（图2）：(a)在稀薄尾气(1>λ)中，温度对Nernst 电压的影响表现为Nernst 方程的前因子；(b)在浓尾气(1<λ)中，温度相关性是由尾气在外电极上达至化学平衡的气相反应常数决定的。
图2. 氧分压2O p 及Nernst 电压U Nernst vs. 过量空气系数λ 的关系图，数据来自Nernst 方程对2O p 下化学反应平衡态的理论计算。
3. 管式ZrO 2氧传感器受到通用火花塞设计的影响，第一代传统的氧化锆基氧传感器具有圆锥形的管状结构。
由于彼时高温共烧技术尚未发展起来，所以电极是基体烧结后用薄膜技术镀上的，上面再用火焰或者等离子体手段喷涂多孔保护层。
这个陶瓷元件被组装进一个不锈钢外壳，以避免受到机械冲击和热冲击。
陶瓷元件需要曝露在尾气中的工作部分则用一些不同的套管保护起来。
保护套管开口的几何形状也决定着传感器的动力学行为。
在最初的15年中，研发工作的种种努力主要围绕着提高传感器在严苛的汽车尾气环境中的耐用性和准确性而作的[5-8]。
氧传感器的最低工作温度是大约350 ºC ，如果只依赖高温尾气作为唯一热源的话，把传感器加热到工作温度可能需要比较长的时间。
为了克服这个缺点，同时也为了减少工作温度的波动，在80年代早期的第一个重大改进就是把陶瓷加热片作为一个单独的部件引入了管式传感器中（图3）[9]。
氧离子的传导率对传感器的启动温度起着决定性的作用。
为了提高氧离子传导率，成本低廉的Ca-稳定的氧化锆被更昂贵的Y 2O 3稳定体系所取代[10]。
由于钇全稳定的氧化锆（FSZ, Y 2O 3 >8 mol%）在机械强度和抗热冲击等方面存在一些问题，所以另一种含氧化钇4-5 mol%，被称为“半稳定氧化锆”（PSZ）的材料为氧传感器产业所青睐（见表1）。
尽管PSZ的氧离子传导率比FSZ略低，但机械强度却得到了大幅的改善[11]。
然而，为了精确控制PSZ复杂的物相组成和陶瓷微观结构，整个生产流程（原料粉体，助熔剂用量，研磨/颗粒尺寸，以及烧结温度）必须精心调节，以避免任何分解或者机械强度的降低。
这个众所周知的问题导致早期的车载氧传感器在尾气温度20-400 ºC的低温循环中遇到问题[12]。
此外，“100%压力测试检定”标准的实施保证了陶瓷元件所需要达到的高强度。
PSZ所达到的350-700 MPa的抗弯强度超过了典型的传统电子陶瓷材料。
表1给出不同制造厂商的PSZ陶瓷材料产品中单斜、四方和立方等晶型的物相组成。
图3. 管式氧化锆氧传感器(Bosch).表1. 氧化锆陶瓷产品的稳定剂比例和物相组成。
另一个重要的里程碑则是引入共烧技术制备铂金属陶瓷材质的电极，以及引入所谓的底釉技术（engobe technique）制备多孔保护层。
共烧层还可以与等离子体喷涂的尖晶石层相结合，形成一个双保护层系统（图4）。
这些手段显著地提升了氧传感器的温度耐受性能，使其可以曝露在温度高达930 ºC的尾气中工作1.5万至10万英里的里程。
此外，80年代后期的重要进展在于通过界面陷阱层以及先进双保护层套管的引入，改善了传感器的抗中毒性能，同时避免了油灰形成釉质层，令氧传感器使用寿命内的动力控制表现稳定。
图4. 电极/保护层体系的各个发展阶段。
4. 平板式ZrO2氧传感器进一步大幅降低碳氢化物（HC ）和氮氧化物（NOx ）污染物排放的目标并不能仅靠进一步精确控制空燃比的算法设计来实现。
污染排放的主要部分在启动阶段就已经产生，所以达到新排放标准要求的唯一途径就是避免这些初期的污染物排放。
从而，具备快速起燃能力的新型催化材料的研发是非常必要的。
为了充分利用这些新型催化剂的优势，氧传感器也需要快速启动建立起适当的1=λ的空燃比状态。
由此激发了新一代快速响应（fast light off, FLO ）传感器的研究。
尽管30-60 s 的启动速度已经能达到低排放车辆（low emission vehicle, LEV ）标准的要求，但是要符合超低排放车辆（ultra low emission vehicle, ULEV ）标准的要求则需要2015-≤s 的启动速度。
当前研发中的系统则10≤s 。
对于超快启动时间（super fast light off times ）而言，初步的要求是<5 s （图5）。
以上对于快速启动时间的要求可以通过把加热片集成在单片式传感器元件中而满足。
除了改善响应速度，汽车制造商们也在寻求提高整车综合性能和燃油经济性的其他方式，如低能耗，重量，以及功能扩展等。
为了符合这些要求并为将来的引擎管理系统作准备，新一代的平板式ZrO 2氧传感器应运而生[13-15] (i.e. NGK, Bosch)。
这种新型多层陶瓷技术的基础是厚膜丝网印刷和陶瓷流延成型[16] （图6）。
此项技术对用于平板式传感器的氧化锆原料提出了新的要求。
通常的技术规格如下： ● 高的离子传导率；● 长期稳定的物相结构；● 高的热力-机械耐受性。
图5. 响应时间的要求。
图6. 平板式氧化锆传感器以下特性对于制成新型的单片式平板元件也具有重要意义：●需要低的烧结温度以获得高性能的共烧电极；●氧化锆、氧化铝和Pt厚膜的共烧能力；●流延能力。
生产过程包含七个主要步骤：1) 用流延工艺制备陶瓷生坯；2) 制作板级焊点的微导通孔；3) 厚膜电子浆料的制备；4) 厚膜层的丝网印刷；5) 多层材料的堆叠和层压；6) 切割裁剪；7) 烧结。
生坯制造技术建立在Howatt 于1952年首次应用的刮刀法工艺基础上。
对于平板式传感器而言，使用超微晶粒的预反应四方相部分稳定氧化锆（UPZ ）是必要的。
对于高离子传导性和高抗弯强度这两个相矛盾的要求而言，8 wt.%的Y 2O 3添加量是最佳折中方案。
通过使用超细的预反应粉体加工出流延浆料。
浆料被金属带拖曳着经过两重刮刀，使流延膜的厚度得到控制。
干燥后，流延膜被冲压成规整的薄片，片上带有方便生产过程中正确定位的定位孔。
在丝网印刷工序中功能性的厚膜层被印制在氧化锆基片生坯的两面。
为了形成一个绝缘的加热层，用两层Al 2O 3隔离层把Pt 基的加热丝折线夹成三文治状。
Pt /ZrO 2微孔材料被用来制作内、外电极。
随后，其中一个电极（外电极）被一层共烧的多孔保护膜所覆盖。
Pt-覆盖的导通孔为被深埋的结构和电极接脚提供导电连接。
所有薄片都堆叠在一起，并在一定的温度和高压力下层压。
坯材被切割成单片之后，在大约1400 ºC 烧结数小时。
有必要设定特殊的程序升温路线，使到达烧结保温区间前，材料不至于在生坯和浆料的有机粘合剂去除过程中发生分层和剥离。
平板式的1=λ传感器LSF 的lambda 特性跟加热后的管式传感器相似，同时具备以下优势：● 蓄热量少，使得启动时间更快（30→10 s , 图7）而且加热功率更低（18→7 W ）； ● 体积更小，重量更轻；● 隔离的地线。
快速启动所受到的一个明显的限制因素就是在冷启动过程中内部加热片的快速加热和外部的冷环境之间的温度差异导致的热应力。
当温度变化速度达到100 K /s 时，应力可达到100 MPa 量级，因此必须精心设计以平衡这些应力。
有限元分析已被成功应用于发热片设计等此类问题（图8）。
感应部件的平板式外形需要专门的陶瓷封装和紧密外壳来安装组件，从而保障可靠的密封性和良好的电接触（图9）。
Bosch 的平板式lambda 传感器LSF 的试生产始于1994年，大规模生产则始于1998年。
目前平板式传感器年产量逾1500万件。
5. 先进尾气感应系统如前所述，高效的减少排放不仅需要快速启动的传感器，还需要适当的催化剂转换能力和控制程序的精确性[17]。
因此，加州空气资源委员会（CARB ）对于“车载诊断系统”（OBD ）的要求使得在催化剂下游安装一个额外的氧传感器成为一项强制规定。
有了副传感器之后，就有条件引入一个先行lambda 或者微调控制，从而提高了lambda图7. ZrO2氧传感器的启动时间特性：(a) 管式传感器LSH25；(b) 快速响应平板式传感器LSF4.2；(c)超快速响应平板式传感器LSF4.9。