氧傳感器是如何工作的

氧傳感器是利用陶瓷敏感元件測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監測和控制燃燒空燃比，以保證產品質量及尾氣排放達標。

工作時，在高溫廢氣沖刷下，氧氣發生電離，由于鋯管內側氧離子濃度高，外側氧離子濃度低，在氧濃差作用下，氧離子從大氣側向排氣側擴散，從而形成了氧濃度差電池。

目前汽車上采用的氧傳感器有氧化鈦式和氧化鋯式兩種。氧化鋯式又分加熱型和非加熱型，大部分汽車使用帶加熱器的氧傳感器，能在發動機啟動后的 20 - 30 秒內迅速將其加熱至工作溫度，擴大空燃比閉環控制范圍。

氧傳感器有一線制、二線制、三線制、四線制 4 種類型。一線制只有一根信號線與發動機 ECU 連接，另一極直接搭鐵；二線制的兩根線均與 ECU 相連；三線制、四線制屬于加熱式氧傳感器，添加了兩根加熱電阻的接線，和氧傳感器信號線組合而成。

氧傳感器測量氧氣的工作原理主要有以下幾種方式：1. 在有氧的情況下放出電子的化學反應。2. 熒光材料暴露在氧氣中時發出的光強度變化。3. 氧氣通過時聲音、光或磁場波長的變化。

不同類型的氧傳感器優缺點不同，應用場景也不同。比如電化學氧傳感器主要用于測量環境空氣中的氧含量，測量傳感器內的化學反應，產生與氧氣水平成比例的電輸出。優點是功率要求低、檢測限低、受干擾氣體影響小、價格便宜；缺點是依賴溫度相關化學過程，輸出受溫度影響大，化學反應會停止，需要頻繁校準，壽命 1 - 3 年。

光學氧傳感器基于氧的熒光猝滅原理，依靠光源、光探測器和對光起反應的發光材料。優點是壽命長；缺點是成本可能較高。

氧化鋯氧傳感器是一種電化學傳感器，氧化鋯涂有一層薄薄的鉑，形成固態電化學燃料電池。如果測試氣體中有一氧化碳，會被 O2 氧化形成 CO2 從而觸發電流。它不直接感測 O2，而是感測廢氣和正常空氣中 O2 濃度的差異。優點是小型鋯基元件不需要校準，能保持準確度；缺點是氧氣測量需要高溫，耗費大量電力，不用于電池驅動或手持設備。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）