Sonda al biossido di Zirconio

Struttura della sonda al biossido di zirconio (sigla NTK: OZA...)

Il nucleo centrale di questo tipo di sonda è formato da materiale ceramico a forma di dito: questo elemento è costituito da biossido di zirconio. La caratteristica particolare di questo elettrolito a corpo solido consiste nel fatto che, ad una temperatura di circa 300°C, diventa permeabile agli ioni di ossigeno.

Funzionamento

Il principio di funzionamento è molto semplice: la parte esterna della ceramica è lambita dal gas di scarico, mentre nella parte interna si trova l’aria di riferimento introdotta attraverso i cavi di collegamento (Fig.1). Tramite il contatto diretto della sonda lambda con il gas di scarico e con l’aria di riferimento, viene stimata la differenza di concentrazione di ossigeno.  Entrambi i lati dell’elemento sono rivestiti con uno strato di platino sottile e poroso, il quale funge da elettrodo; poiché la concentrazione di ossigeno sui due lati è di intensità diversa, a causa della particolare caratteristica dell’elemento, si verifica uno spostamento degli ioni di ossigeno che genera una tensione (V).

Fig.1

Il flusso continuo di ioni ossigeno permette la generazione di una tensione (Fig.2) che rappresenta la misura del rapporto aria/combustibile; tale tensione viene trasmessa sotto forma di un segnale all’unità di controllo motore, la quale esegue così le regolazioni necessarie. Questa operazione si ripete più volte ogni secondo e con la stessa rapidità vengono modificate le regolazioni: mediante il segnale della sonda la miscela viene costantemente resa più ricca o più povera, a seconda delle necessità, per generare in media una miscela stechiometrica (λ = 1).

Vantaggi

La sonda al biossido di zirconio è provvista di uno speciale tubo di protezione. Si evitano così i danneggiamenti esterni, ma anche gli shock termici provocati da spruzzi d’acqua.

L’elemento di riscaldamento incorporato nella sonda permette di raggiungere la temperatura di esercizio con la massima rapidi.

Attenzione

Questo sensore non può essere utilizzato in presenza di benzina con piombo, poiché il piombo distrugge gli elettrodi della sonda.

Fig.2