지르코니아 산소 프로브(산소 센서)(ZRO2-II)

지르코니아 산소 프로브(산소 센서)(ZRO2-II) 작동 원리

지르코늄식 산소센서의 작동원리는 다음과 같다. 지르코늄관의 도자기체는 다공체로서 산소는 이 다공체의 고체전해질내에 스며들수 있다.온도가 높을 때 산소에 이온화가 발생한다.지르코늄 튜브 내 (대기) 외 (배기가스) 측 산소 함량이 다르고 산소 농도가 떨어지는 한 고체 전해질 내부 산소 이온이 대기 쪽에서 배기 쪽으로 확산되어 지르코늄 튜브가 마이크로 배터리를 형성하고 지르코늄 튜브 백금 극 사이에서 전압을 발생시킨다.혼합가스가 희석할 때 배기가스에는 산소함량이 많고 량측의 산소농도차가 작으며 산생된 전압이 작다.혼합기가 짙을 때 배기가스의 중산소함량이 적고 CO, CH, NOx의 함량이 비교적 많다. 이런 성분은 지르코늄관 외표면의 백금의 촉매작용하에 산소와 반응하여 페기중의 잔여산소를 소모하여 지르코늄관의 외표면의 산소농도를 0으로 변화시킨다. 이렇게 하면 지르코늄관 내, 외양측의 산소농도차가 갑자기 커지고 양극간에 발생하는 전압도 증가한다.

따라서 산소센서에서 발생하는 전압은 과량의 공기계수 람다=1 상하에서 돌연변이를 일으키며 람다>1일 때 산소센서의 출력전압은 거의 0이고 람다<1일 때 산소센서의 출력전압은 1V에 가깝다. 엔진 혼합가스 폐쇄 제어 과정에서 산소센서는 농도 스위치에 해당하며 혼합가스 공연비의 변화에 따라 ECU에 너비 변화의 펄스 신호를 입력하고 ECU는 산소센서에 따라 유해성분을 적게 분사하여 가스를 배출한다.