Workfunction based a/f sensor

Details Workfunction based a/f sensor Workfunction based a/f sensor

G - Physics

01

N

G01N 27/70 (2006.01) F02B 43/04 (2006.01) G01N 27/00 (2006.01) G01N 27/26 (2006.01) G01N 27/62 (2006.01) G01N 27/68 (2006.01)

Patent

CA 2100233

A sensor for determining the stoichiometric air to fuel ratio (A/F) at the input to the cylinders of an internal combustion engine which is based on measuring the change in the workfunction of a material which occurs when the oxidizing and reducing species in the adjacent gas phase are at or near their stoichiometric ratio. In one method the sensor includes a material which is capable of thermionically emitting alkali metal or other appropriate ions into an exhaust gas atmosphere where they are subsequently collected by a nearby collector electrode and the magnitude of the emission current is measured The interaction of the emitting surface with the gas phase reversibly changes the workfunction of the emitting surface from large to smaller values as that gas phase is varied through the stoichiometric ratio with respect to the amounts of the oxidizing and reducing species in the gas. Such a change in workfunction of the surface is accompanied by a change in the rate of the thermionic emission at the stoichiometric ratio thereby sensing that ratio in the gas phase which is proportional to the A/F at the input to the cylinders.

La présente invention a pour objet un détecteur servant à déterminer une vaste gamme de rapports stoechiométriques air-combustible (A-C) au point d'admission dans les cylindres d'un moteur à combustion interne, mesurés sur la base des changements au niveau du travail d'extraction d'une matière survenant lorsque les espèces chimiques comburantes et réductrices de la phase gazeuse adjacente atteignent ou avoisinent un rapport stoechiométrique. Dans une des méthodes proposées, le détecteur contient une matière qui est capable d'émettre thermo-ioniquement des ions alcalins métalliques ou d'autres ions appropriés dans un milieu d'échappement ambiant où ils sont recueillis au voisinage d'une électrode collectrice et où la magnitude du courant d'émission est mesurée. L'interaction entre la surface émettrice avec la phase gazeuse fait varier réversiblement le travail d'extraction de la surface émettrice entre des valeurs inférieures et des valeurs supérieures au gré des variations de la phase gazeuse durant le rapport stoechiométrique et en fonction des quantités d'espèces chimiques comburantes et réductrices présentes dans les gaz d'échappement. Ce changement au niveau du travail d'extraction de la surface s'accompagne d'un changement dans le taux d'émission thermo-ionique au rapport stoechiométrique, ce qui permet la détection d'un rapport en phase gazeuse qui est proportionnel au rapport air-combustible admis à l'intérieur des cylindres.

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Profile ID: LFCA-PAI-O-1613565