Avto je kompleksen sistem s številnimi sestavnimi deli, od katerih ima vsak drugačno funkcijo. Eden od teh je senzor kisika, znan tudi kot lambda sonda.
Zasnova senzorja za kisik
Senzor za kisik ali lambda sonda (iz grške črke λ, ki označuje mešanico bencina in zraka) je poseben sestavni del avtomobilskega motorja za oceno količine prostega kisika, ki ostane v izpušnih plinih. Po principu delovanja je naprava galvanska celica s trdnim keramičnim elektrolitom iz cirkonijevega dioksida. Prevodne platinske elektrode se nanesejo na keramiko, dotirano z itrijevim oksidom. Izpušni plini vstopijo v eno elektrodo, zrak iz ozračja pa v drugo. Med delovanjem se lambda sonda segreje do 300-400 stopinj, kar omogoča merjenje preostalega kisika. Pri tej temperaturi cirkonijev elektrolit postane prevoden in razlika v količini kisika v izpušnih plinih in atmosferskem kisiku povzroči izhodno napetost na elektrodah.
Če je koncentracija kisika na obeh straneh enaka, je elektrolitski senzor v ravnovesju in njegova potencialna razlika je enaka nič. Ko se koncentracija kisika spremeni na eni od elektrod, se pojavi potencialna razlika, ki je sorazmerna z logaritmom koncentracije kisika na delovni strani senzorja. Takoj, ko gorljiva zmes doseže stehiometrično sestavo, se vsebnost kisika v izpušnih plinih zmanjša stotisočkrat, kar vodi do nenadne spremembe senzorja, ki jo zazna visokoodporna merilna naprava (vgrajeni računalnik avto).
Funkcija senzorja za kisik
Senzor za kisik ni neodvisna naprava. Deluje s sodelovanjem katalizatorja izpušnih plinov, namenjenega oksidaciji strupenih snovi (ogljikovodiki, dušikov oksid in ogljikov monoksid) v ogljikov dioksid, vodo in dušik v katalitični reakciji. Katalizator postane učinkovit (z nevtralizacijo do 80% komponent) v precej ozkem območju: pri λ od 0,85 do 0,9 je zagotovljena največja moč sistema in pri λ od 1,1 do 1,3 (dušilka ventila bencinski motor je popolnoma odprt) dosežena je največja poraba goriva. Za doseganje natančnih kazalnikov, potrebnih za učinkovito delovanje motorja z notranjim zgorevanjem, sodelujejo poseben sistem napajanja z diskretnim (elektronskim) vbrizgom goriva, pa tudi sam senzor kisika. Nadzor porabe goriva in vsebnosti kisika v njem vam omogoča, da se izognete različnim napakam pri delovanju vseh motornih sistemov.
