废气颗粒物传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于车辆的废气颗粒物传感器，设在车辆废气通过的排气管上，并设置有用于检测颗粒物的电极。所述颗粒物传感器包括：第一绝缘层；置于第一绝缘层下的颗粒物检测电极；与颗粒物检测电极平行放置的温度补偿电极；设置在颗粒物检测电极和温度补偿电极下的第二绝缘层；置于第二绝缘层下的加热电极；以及置于加热电极下的第三绝缘层。

Exhaust gas particle sensor

【技术实现步骤摘要】
废气颗粒物传感器
本专利技术总体涉及一种废气颗粒物(PM)传感器。更具体地说，本专利技术涉及一种废气颗粒物(PM)传感器，其中考虑由温度变化和颗粒物沉积引起的电阻变化，能够对废气颗粒物(PM)传感器进行校正。
技术介绍
目前，随着排放法规的加强，人们对净化废气的后处理设备的兴趣越来越大。特别是，对柴油车的颗粒物(PM)的监管越来越严格。一般来说，汽油车或柴油车排放的废气含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物(NOx)、硫氧化物和颗粒物。在汽车排放的含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物(NOx)、硫氧化物、颗粒物等的废气中，由于颗粒物增加了悬浮颗粒的产生，颗粒物被认为是造成空气污染的主要原因。由于对宜人环境的要求以及各国对上述空气污染物的环境法规，针对废气中所含废气污染物的法规逐渐增多，为此，研究了各种废气过滤方法。发动机技术、预处理技术等作为一种减少汽车发动机内部污染物的技术被开发出来，以减少废气中所含的空气污染物。然而，随着对废气排放的调控力度加大，仅采用减少发动机内部有害气体的技术来满足规定是有限度的。为了解决这个问题，其中对在汽车发动机里燃烧后排放的废气进行处理的后处理技术被提议，后处理技术的例子包含通过氧化催化剂、氮氧化物催化剂、废气过滤器等减少废气的设备。在上述的氧化催化剂、氮氧化物催化剂和废气过滤器中，最有效、实用的颗粒物减排技术是利用废气过滤器降低废气的装置。这种减少废气的设备是一种这样的技术，其中通常从柴油发动机排放的颗粒物被过滤器捕获，然后将结果燃烧(以下称为再生)和颗粒物被再次捕获的重复过程，从性能方面来讲这是优异的。然而，很难精确测量颗粒物的数量和大小(amountandsize)，所以耐用性和经济效率制约商业化，尤其是由于废气温度变化和颗粒物的沉积和不能提供温度修正，导致颗粒物传感器的测量值不准确。
技术实现思路
本专利技术的实施例是为了克服相关技术中出现的问题。为了清除源自于柴油车辆的颗粒物，强制安装柴油颗粒过滤器(DPF)。为了监控由于柴油颗粒过滤器的故障而排放的颗粒物，强制要求(Euro6C)在柴油颗粒过滤器的后部装配车载诊断装置(OBD)——颗粒物传感器，以便检测颗粒物的含量。目前，安装在柴油车上的颗粒物传感器采用测量由叉指电极中的颗粒物的沉积所引起的电阻变化的方法。当颗粒物没有沉积时，电流就不会流动。通过沉积的颗粒物使电流能够流动而形成电流回路。沉积颗粒物的数量由废气中颗粒物的数量决定。因此，可以通过测量电阻变化来测量废气中颗粒物的数量。当沉积了预定数量的颗粒物或更多时，可以通过一个再生步骤进行连续的颗粒物监测，在再生步骤中为了清除沉积的颗粒物使用加热器将其燃烧。目前，颗粒物传感器的制造方法是，在如Al2O3的陶瓷基板上使用具有高温稳定性的如铂的金属形成叉指电极，等等。电极的宽度和电极之间的间距是几十μm。影响传感器性能的因素，如沉积的颗粒物的形状，是由电极的图案决定的。然而，这样的颗粒物传感器存在着无法测量颗粒物数量(PN)的问题，而且传感器受废气中金属颗粒物的影响较大。关于欧6(EURO6)排放标准，现行的废气颗粒物法规对柴油车的颗粒物总量和颗粒物数量(PN)进行了限制，OBD法规仅对颗粒物总量进行了限制。考虑到粒径越小，对人体有害的影响就越大，以及在汽油直接喷射(GDI)引擎的情况下颗粒物的粒径非常小，预计未来监管目标除了柴油车辆，还将扩大到汽油车，并且OBD监管范围除了颗粒物，还将包括颗粒物数量。颗粒物的粒径可以通过颗粒物和颗粒物数量来测量。然而，传统的颗粒物传感器的电阻变化只取决于沉积颗粒物的总量，因此无法测量颗粒物数量。同时，废气中含有润滑油等诱发的细小金属颗粒。如图所示，当具有高导电性的金属颗粒附着在电极上时，主要成分为碳的颗粒物的电阻率值(p)差异会对颗粒物的测量产生很大的影响。因此，有必要研制一种能够在不受废气中金属微粒影响的情况下对温差进行校正的颗粒物传感器。因此，本专利技术用以解决上面的现有技术中出现的问题，本专利技术提供一种废气颗粒物传感器，通过测量电阻值(R)或电导(G＝1/R)来监测颗粒物数量和颗粒物粒径。其中，修正了废气温度的影响和沉积颗粒物的影响，废气颗粒物传感器配备了不需要温度传感器就可再生的加热电极。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种颗粒物传感器，所述颗粒物传感器设在车辆废气通过的排气管上，所述颗粒物传感器设置有检测颗粒物的电极；所述颗粒物传感器包含：第一绝缘层；温度补偿电极，设于第一绝缘层下方；颗粒物检测电极，与温度补偿电极平行放置；第二绝缘层，设于颗粒物检测电极和温度补偿电极下方；加热电极，设于第二绝缘层下方；第三绝缘层，设于加热电极下方；半导体层，设于第二绝缘层与颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极之间。所述颗粒物检测电极可由传感颗粒物的传感电极和将传感电极电连接到外部的外部电极组成；所述颗粒物检测电极的外部电极由于第一绝缘层而不暴露于废气，只有所述颗粒物检测电极的传感电极可以暴露于废气。所述半导体层、颗粒物、颗粒物检测电极和温度补偿电极可按电阻率递减的顺序排列。颗粒物检测电极与温度补偿电极的电阻率基本相同。所述传感电极可形成在以预定距离彼此间隔开的外部电极之间。通过半导体层中沉积的颗粒物改变的电阻值或电导可在多个阶段进行区分。提供了一种颗粒物传感器，所述颗粒物传感器设在车辆废气通过的排气管上，所述颗粒物传感器设置有检测颗粒物的电极，所述颗粒物传感器包括：第一绝缘层；颗粒物检测电极，设在第一绝缘层之下；第二绝缘层，设在颗粒物检测电极之下；温度补偿电极，设在第二绝缘层之下；第三绝缘层，设在温度补偿电极之下；加热电极，设在第三绝缘层之下；第四绝缘层，设在加热电极之下；半导体层，设在所述颗粒物检测电极的传感电极与所述第二绝缘层之间，以及所述温度补偿电极的传感电极与所述第三绝缘层之间。再生温度可以通过使用加热器的再生步骤使用温度补偿电极来测量。提供了一种颗粒物传感器，所述颗粒物传感器设在车辆废气通过的排气管上，所述颗粒物传感器设置有检测颗粒物的电极，所述颗粒物传感器包括：第一绝缘层；颗粒物检测电极，置于第一绝缘层下方；第二绝缘层，设在颗粒物检测电极之下；加热电极，设在第二绝缘层之下；第三绝缘层，设在加热电极之下；温度补偿电极，设在第三绝缘层之下；第四绝缘层，设在温度补偿电极之下；半导体层，置于所述颗粒物检测电极的传感电极与所述第二绝缘层之间、以及所述第三绝缘层与所述温度补偿电极的传感电极之间。根据本专利技术，一种废气颗粒物传感器，所述颗粒物传感器设在车辆废气通过的排气管上，所述颗粒物传感器设置有检测颗粒物的电极，半导体层、颗粒物以及颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极可以按电阻率递减的顺序排列；所述传感电极可形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的废气颗粒物传感器，所述传感器包括：/n第一绝缘层；/n温度补偿电极，置于第一绝缘层之下；/n颗粒物检测电极，与温度补偿电极并排置于同一平面上；/n第二绝缘层，置于颗粒物检测电极和温度补偿电极之下；/n加热电极，置于第二绝缘层之下；/n第三绝缘层，置于加热电极之下；/n其中，所述颗粒物检测电极的外部电极、温度补偿电极和温度补偿电极的外部电极由于第一绝缘层而不暴露于废气中，所述颗粒物检测电极的传感电极暴露于废气中。/n

【技术特征摘要】
20180615 KR 10-2018-00689581.一种用于车辆的废气颗粒物传感器，所述传感器包括：
第一绝缘层；
温度补偿电极，置于第一绝缘层之下；
颗粒物检测电极，与温度补偿电极并排置于同一平面上；
第二绝缘层，置于颗粒物检测电极和温度补偿电极之下；
加热电极，置于第二绝缘层之下；
第三绝缘层，置于加热电极之下；
其中，所述颗粒物检测电极的外部电极、温度补偿电极和温度补偿电极的外部电极由于第一绝缘层而不暴露于废气中，所述颗粒物检测电极的传感电极暴露于废气中。


2.根据权利要求1所述的用于车辆的废气颗粒物传感器，其中，温度补偿电极的传感电极与颗粒物检测电极的传感电极以相同的长度沿所述颗粒物传感器的纵向按左右方向并排放置。


3.根据权利要求1所述的用于车辆的废气颗粒物传感器，其中，温度补偿电极的传感电极和颗粒物检测电极的传感电极以相同的宽度沿着颗粒物传感器的纵向按内外方向并排放置，并且颗粒物检测电极的传感电极比温度补偿电极的传感电极更靠外部放置。


4.根据权利要求2或3所述的用于车辆的废气颗粒物传感器，所述传感器还包括：
半导体层，设置在第二绝缘层与颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极之间；
其中，半导体层、颗粒物和颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极按电阻率递减的顺序排列，并且温度补偿电极的传感电极和颗粒物检测电极的传感电极的面积和材料都是一样的；
测量颗粒物检测电极的电阻值R1和温度补偿电极的电阻值R2，利用R1与R2的差值或R1与R2的比值对颗粒物检测电极进行温度补偿。


5.根据权利要求3所述的用于车辆的废气颗粒物传感器，所述传感器还包括:
半导体层，设置在第二绝缘层与颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极之间；
其中，半导体层、颗粒物和颗粒物检测电极和温度补偿电极的传感电极按电阻率递减的顺序排列，并且温度补偿电极的传感电极和颗粒物检测电极的传感电极的面积和材料都是一样的；
测量颗粒物检测电极的电阻值R1和温度补偿电极的电阻值R2，利用R1与R2的差值或R1与R2的比值对颗粒物检测电极进行温...

【专利技术属性】
技术研发人员：严在显，张志相，徐昊徹，
申请(专利权)人：世钟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR