用于检测导电和/或可极化粒子的传感器、传感器系统、用于操作传感器的方法以及此类传感器的用途技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器(10)，包括衬底(11)，其中在第一阶层(E1)中的第一结构化绝缘体(20)、在第二阶层(E2)中的第一结构化电极层(31)、在第三阶层(E3)中的第二结构化绝缘体(21)和在第四阶层(E4)中的第二结构化电极层(32)间接或直接地布置在所述衬底(11)的至少一侧上，布置方式为使得在至少一个结构化电极层(31、32)和/或一个结构化绝缘体(20、21)中形成至少一个开口(25、26、35、36)，所述开口能够被待检测的所述粒子(30、30')接近，其中所述电极层(31、32)具有至少两个电极(40、40'、41、41')或至少两个导体轨道(38、39)或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测导电和/或可极化粒子的传感器、传感器系统、用于操作传感器的方法以及此类传感器的用途本专利技术涉及用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器。本专利技术还涉及传感器系统、用于操作传感器的方法和此类传感器的用途。根据现有技术，已知传感器具有传感器载体，其中电极和加热结构呈平面布置布置在此传感器载体上。在检测操作中，可极化和/或导电粒子沉积在此平面布置上。所沉积粒子引起电极之间的电阻的减小，其中将电阻的此减小用作所沉积颗粒物的量度。在达到电阻的预定义阈值之后，通过加热结构加热传感器布置，以使得所沉积粒子被烧掉，且在清洁过程之后，传感器可用于另一检测循环。在DE102005029219A1中，描述用于检测内燃机的废气流中的粒子的传感器，其中将电极、加热器和温度传感器的结构应用于平面布置中的传感器载体。此传感器布置的缺点为待桥接的电极必须具有最小长度以便在测量例如烟灰的导电和可极化粒子时获得可接受灵敏度范围。然而，这需要某一大小的传感器组件以便实现待桥接的电极的最小长度。这在生产这些传感器组件时产生对应成本缺点。本专利技术的目的为指定用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的另一研发出的传感器，其中使传感器的大小最小化以使得可克服上文所提到的缺点。此外，本专利技术的目的为指定传感器系统、操作传感器的方法和此类传感器的改进型用途。根据本专利技术，通过根据权利要求1所述的用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器达成此目标。关于传感器系统，通过根据权利要求12所述的特征达成所述目标。关于用于操作本专利技术的传感器的方法，通过根据权利要求13所述的特征达成所述目标。关于传感器的用途，通过根据权利要求15所述的特征达成所述目标。在附属权利要求项中指定根据本专利技术的传感器或用于操作传感器的根据本专利技术的方法或传感器的根据本专利技术的用途的有利且便利的实施例。本专利技术潜在的想法为指定用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器，包括衬底，其中在衬底的至少一侧上，直接或间接地布置在第一阶层中的第一结构化绝缘体、在第二阶层中的第一结构化电极层、在第三阶层中的第二结构化绝缘体和在第四阶层中的第二电极层结构，以此方式使得在至少一个结构化电极层和/或结构化绝缘体中形成能够被待检测的粒子接近的至少一个开口，其中所述电极层各自具有至少两个电极或至少两个导体轨道或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。换句话说，提供传感器，其中水平地将一个放在另一个上方地布置至少一个第一结构化电极层和一个第二结构化电极层且至少一个结构化绝缘体形成于两个结构化电极层之间。至少一个第一结构化绝缘体位于衬底与第二阶层的第一结构化电极层之间。一般来说，衬底经设计成平面形式，以使得其具有远大于其它表面的至少两个表面。然而，其它形式也是可能的，其中例如所有表面大致为相同大小(立方体、四面体等等)，或仅一个表面大于其它表面(例如，圆柱体或半球体)。将电极或绝缘体层施加于所述表面中的至少一个上，但还可覆盖多个表面。所述衬底的厚度可为几毫米，且优选地介于从0.2mm到0.5mm的范围内，尤其优选地介于从0.3mm到0.4mm的范围内。所述衬底可由绝缘或导电或半导电材料组成。举例来说，金属氧化物、玻璃、陶瓷和/或玻璃陶瓷可用作绝缘材料。所使用的材料优选地为Al2O3或ZrO2或MgO。所使用的导电材料为具有高于操作温度的熔点的金属或合金或导电陶瓷。镍或镍铁合金或铝或铝铬合金优选地用作导电材料。例如硅或碳化硅等材料适用作半导体。如果将金属或半导体用作衬底，那么可节省一个电极层，且可减小传感器的总厚度。在将额外层施加于衬底的两侧上时，这是特别有利的。有可能将金属衬底实施为导体轨道且将其用作加热导体或温度传感器。出于此目的，优选地在绝缘体层的产生期间，导体轨道之间的空间经填充且导体轨道区段彼此绝缘。传感器有可能具有超过四个阶层，以使得衬底可具有其它结构化电极层和其它结构化绝缘体。换句话说，奇数编号的阶层具有结构化绝缘体，而偶数编号的阶层具有结构化电极层。如果形成多于两个结构化电极层，那么传感器优选地始终经设计，以此方式使得一个结构化绝缘体始终形成于两个结构化电极层之间。从衬底开始或从衬底的一侧开始计算阶层的数目。结构化电极层布置在彼此顶部上，尤其是堆叠在彼此顶部上，其中所述结构化电极层在每一状况下借助于至少一个结构化绝缘体彼此间隔开。根据本专利技术的传感器可包括例如至少三个结构化电极层和至少三个结构化绝缘体，其中一个绝缘体始终形成于两个结构化电极层之间。第一结构化绝缘体优选地形成于衬底的一侧上。结构化绝缘体可由两个或多于两个子层组成，所述子层可并排布置和/或布置在彼此顶部上。结构化绝缘体的两个或多于两个子层可由不同材料构成和/或包括不同材料。结构化电极层可由至少两个电极或至少两个导体轨道或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合组成。因此，电极层还可具有三个电极或三个导体轨道或两个电极与一个导体轨道的组合。另外，不同电极层有可能各自以不同方式构造。换句话说，至少两个电极层可由不同数目的电极和/或导体轨道形成。至少一个电极层优选地具有至少两个交错电极，或至少在一些区域中交错或彼此平行延伸的至少两个导体轨道，或彼此交错或交织的至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。所述交错因此可被称作“彼此交织”或“彼此嵌套”或“彼此缠绕”或“彼此交错(interlace)”。所使用的个别电极层可具有不同结构。形成电极层，此类电极层彼此交叉也是可能的。换句话说，根据本专利技术的传感器可具有复合层，其包括至少两个绝缘体和至少两个结构化电极层。此外，有可能在电极和/或导体轨道之间，穿过至少两个阶层形成重叠开口，其中所述开口能够被待检测的粒子接近。换句话说，衬底的多个层，尤其是多个结构化电极层和/或多个结构化绝缘体具有开口，其中所述开口布置在彼此顶部上，以此方式使得粒子可穿透到进一步定位在下方的结构化电极层的开口中。所述开口还可穿过衬底以及与另一侧上的其它电极和绝缘体层(阶层)的开口合并。一般来说，所述开口布置在彼此上方，以使得产生在多个阶层内延伸的通道。然而，所述开口还可至少布置在传感器的一些部分中，以此方式使得所述开口仅部分地在彼此上方或根本不在彼此上方。优选地，至少一个电极层的开口与此电极层的边缘区域间隔开且至少一个绝缘体的开口与所述绝缘体的边缘区域间隔开。因此，优选地，所述开口并不形成在边界层中或并不形成在相关层的横向边缘处。第一结构化电极层与第二结构化电极层通过位于其之间的第二结构化绝缘体而彼此绝缘。由于此设计，可形成相较于现有技术的传感器具有较小整体大小的非常灵敏的传感器。在本专利技术的另一实施例中，可在第五阶层中形成第三结构化绝缘体。此外，有可能在一/所述第五阶层中形成第三结构化绝缘体，且在第六阶层中通过至少两个电极或至少两个导体轨道或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合形成至少一第三结构化电极层。除第五阶层和/或第六阶层的构造之外，其它结构化绝缘体和其它结构化电极层也有可能形成在其它阶层中，其中所述电极层可各自具有至少两个电极或至少两个导体轨道或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。一个/所述结构化绝缘体至少在一些区段中可具有布置于其上的结构化电极层，尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器(10)，包括衬底(11)，其特征在于在所述衬底(11)的至少一侧上，‑在第一阶层(E1)中的第一结构化绝缘体(20)、‑在第二阶层(E2)中的第一结构化电极层(31)、‑在第三阶层(E3)中的第二结构化绝缘体(21)和‑在第四阶层(E4)中的第二结构化电极层(32)直接或间接地经布置，以此方式使得在至少一个结构化电极层(32、32)和/或一个结构化绝缘体(20、21)中形成至少一个开口(25、26、35、36)，所述开口能够被待检测的所述粒子(30、30’)接近，其中所述电极层(31、32)各自具有至少两个电极(40、40'、41、41')或至少两个导体轨道(38、39)或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.28 DE 102016107888.31.一种用于检测导电和/或可极化粒子，尤其是用于检测烟灰粒子的传感器(10)，包括衬底(11)，其特征在于在所述衬底(11)的至少一侧上，-在第一阶层(E1)中的第一结构化绝缘体(20)、-在第二阶层(E2)中的第一结构化电极层(31)、-在第三阶层(E3)中的第二结构化绝缘体(21)和-在第四阶层(E4)中的第二结构化电极层(32)直接或间接地经布置，以此方式使得在至少一个结构化电极层(32、32)和/或一个结构化绝缘体(20、21)中形成至少一个开口(25、26、35、36)，所述开口能够被待检测的所述粒子(30、30’)接近，其中所述电极层(31、32)各自具有至少两个电极(40、40'、41、41')或至少两个导体轨道(38、39)或至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。2.根据权利要求1所述的传感器(10)，其特征在于至少一个电极层(31、32、33)具有至少两个交错电极(40、40'、41、41'、42、42')或至少在一些区域中交错或彼此平行地延伸的至少两个导体轨道(38、39)，或彼此交错或交织的至少一个电极与至少一个导体轨道的组合。3.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其特征在于在所述电极(40、40'、41、41'、42、42')和/或导体轨道(38、39)之间，穿过至少两个阶层(E1、E2、E3、E4)形成重叠开口(25、26、27、28、36、36、37)，所述开口能够被待检测的所述粒子(30、30')接近。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的传感器(10)，其特征在于至少在一些区段中，一个/所述结构化绝缘体(20、21、22、23)具有布置于其上的结构化电极层(31、32、33)，尤其是布置于其上的电极(40、40'、41、41'、42、42')和/或导体轨道(38、39)的结构。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的传感器(10)，其特征在于在所述衬底(11)与所述第一结构化绝缘体(20)之间形成导电层(13)，尤其是平面金属层，其尤其是覆盖在所述开口(25、26、27、28、35、36、37)的区域中的所述衬底(11)。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的传感器(10)，其特征在于在所述衬底(11)与所述第一结构化绝缘体(20)之间和/或在所述衬底(11)的另一侧上和/或在偶数编号的阶层(E2、E4、E6)中形成至少一个导体轨道，尤其是形成加热导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·艾斯慕斯，K·温兰德，S·迭蒂曼，M·孔茨，
申请(专利权)人：贺利氏传感器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE