具有平坦的、露出的电晕放电电极的颗粒传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种颗粒传感器，该颗粒传感器具有陶瓷载体元件(34)、带有尖端(54)的电晕放电电极(40)、接地电极(42)和至少一个离子捕获电极。所述颗粒传感器的特征在于，所述电极(40、42平坦地并且附着地放置在所述陶瓷载体元件(34)上并且由此形成平坦的电极，并且所述陶瓷载体元件(34)的由所述陶瓷载体元件(34)的边界面限界的部分区域(62)作为所述陶瓷载体元件(34)的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出，在该部分区域上放置有平坦的电晕放电电极(40)的尖端(54)。

Particle sensor with flat and exposed corona discharge electrode

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有平坦的、露出的电晕放电电极的颗粒传感器
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的颗粒传感器和根据独立方法权利要求的前序部分所述的用于制造这种颗粒传感器的方法。
技术介绍
这种颗粒传感器和这种方法由EP2824453A1(WO2013/125181A1)已知。已知的颗粒传感器具有实现为层堆叠的陶瓷载体元件、带有尖端的电晕放电电极、接地电极和至少一个离子捕获电极。在机动车的颗粒过滤器的状态方面针对车载诊断的目的越来越多地使用颗粒传感器。在此，按照阻抗原理工作的颗粒传感器在市场上具有非常稳固的位置。该传感器的作用方式基于在两个叉指电极之间的导电炭黑路径的形成和在施加电压时电流的上升时间的分析处理作为针对炭黑浓度的量度。质量浓度(mg/m3)被测量。数量浓度的计算在这种传感器设计中出于不同的原因是非常困难、甚至不可能的。传感器周期性复原，在该传感器中，所述传感器通过集成的加热元件达到至少700℃，由此烧掉炭黑积聚。在科学中讨论很长时间，总质量(mg/m3)或颗粒数量(颗粒/m3)在健康危害方面是否是较危险的。在此，尤其要注意的是，刚好小的颗粒由于其非常小的质量(m～r3)而具有总质量的仅小的分量，所述颗粒可以是特别危险的，因为所述颗粒由于其小的尺寸能够深入地侵入到人体内。一旦在市场上可以支配在其探测效率和其价格方面可接受的颗粒传感器，可以预见的是，法律规定适用于测量数量浓度的颗粒传感器的使用。由开始时提到的EP2824453A1(WO2013/125181A1)已知的高压颗粒传感器使用电荷测量原理来感测颗粒浓度。在此，(炭黑)颗粒通过电晕放电而充电。电晕放电是在首先不导电的介质中的放电，在该放电中自由的带电粒子通过介质组分的离子化产生。颗粒的充电通过离子的附着进行。随后测量这些颗粒的电荷或电流，该电流通过带电颗粒随着排气流从高压颗粒传感器的输送而释放。在已知的高压颗粒传感器中进行也被称为“逃逸电流”的这种电流的测量。电晕放电在那里在“离子生成部”中发生。在此，产生的离子经由喷嘴随着处于压力下的空气吹入到“充电部”中，该充电部通过另外的入口供应以测量气体。在已知的传感器中，电晕放电由此在空间上与测量气体分开地发生，应测量该测量气体的颗粒加载。测量气体进入开口位于电晕放电电极后面(在离子流中：在下游)。
技术实现思路
本专利技术与现有技术的不同在装置方面在于权利要求1的特征并且在方法方面在于独立的方法权利要求的特征。然后，颗粒传感器的特征在于，电极平坦地并且附着地放置在陶瓷载体元件上并且由此形成平坦的电极，并且陶瓷载体元件的由陶瓷载体元件的边界面限界的部分区域作为陶瓷载体元件的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出，在该部分区域上放置有平坦的电晕放电电极的尖端。所述方法的特征在于，陶瓷载体元件敷设有平坦地附着在陶瓷载体元件上的电极，并且陶瓷载体元件的由陶瓷载体元件的边界面限界的部分区域露出(freistellen)，在所述部分区域上放置有电晕放电电极的尖端，使得所述部分区域作为陶瓷载体元件的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出。在制造颗粒传感器时使陶瓷载体元件的由陶瓷载体元件的边界面限界的部分区域露出，在该部分区域上放置有电晕放电电极的尖端，使得所述部分区域作为陶瓷载体元件的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出，由此实现，在颗粒传感器的运行中由电晕放电电极的尖端发出的电晕放电也可以扩展到陶瓷载体元件的露出区域中并且由电晕放电电极的尖端发出的电晕放电不受在平坦的电晕放电电极的平面中超过电晕放电电极的尖端伸出的陶瓷阻碍。颗粒传感器的优选构型的特征在于，陶瓷载体元件在陶瓷载体元件的、放置有平坦的电晕放电电极的尖端的部分区域具有平行于以下平面的横截面，平坦的电晕放电电极位于该平面中，该横截面具有电晕放电电极的尖端的形状。作为相同形状的结果并且优选也作为相同尺寸的结果，由电晕放电电极的尖端的侧面边缘发出的电晕放电也不受在平坦的电晕放电电极的平面中超过电晕放电电极的尖端的侧面边缘伸出的陶瓷阻碍。这种有利的作用也在以下构型中得出，在所述构型中尖端的狭窄边缘已经通过激光加工步骤蒸发，以便还稍微减小尖端的曲率半径并且由此使尖端稍微变尖地构型。总体上，由此得出测量气体的更稳定的电晕放电和更好的离子化，因为陶瓷载体元件的尖端形状比没有这种尖端所实现的平面陶瓷载体元件更少地阻碍在颗粒传感器的规定使用中所实现的以测量气体流经电晕放电区。由此得出测量气体的改善的离子化并且作为结果得出随着测量气体输送的颗粒的更有效的充电。也优选地，随着与平坦的电晕放电电极的间距在关于平坦的电晕放电电极朝着陶瓷指向的法线的方向上变大，所述横截面变小。通过在一定程度上描述电晕放电电极的尖端的从电晕放电电极的尖端的露出部出发的底蚀部的这种特征，进一步增大用于由电晕放电电极的尖端出发的电晕放电的扩展范围，这进一步增强了所说明的优点。此外优选地，载体元件具有布置在平坦的电晕放电电极和接地电极之间的凹口，部分区域伸入到该凹口。所述凹口可以是盲孔或贯穿孔。通过该构型，陶瓷载体元件可以实现为单件式构件，这简化了制造并且在颗粒传感器的使用中改进了该颗粒传感器的稳固性。这尤其在颗粒传感器使用在机动车的排气设施中时是有利的。另外的优选构型的特征在于，载体元件的附着地放置有平坦的电晕放电电极的部分和载体元件的放置有接地电极的部分通过至少一个接片相互连接，该接片是单件式陶瓷载体元件的组成部分。具有孔的实施方案具有以下优点：测量气体也可以流经所述孔，这减少了流动阻力并且改善了颗粒的充电。参照所述方法优选的是，载体元件的放置有电晕放电电极的尖端的部分区域的露出通过去除材料的方法、如铣削实现。通过铣削可以特别准确地制造所期望的形状。也优选的是，载体元件的放置有电晕放电电极的尖端的部分区域的露出在制造陶瓷载体元件时通过浇注过程实现。该构型具有特别简单并且由此节省时间的制造的优点。优选构型的特征在于，陶瓷载体元件以附着放置的电极的敷设通过筛网印刷与随后共同的(共)烧结进行。通过该特征可以制造具有小的材料耗费和与陶瓷载体元件的连接的高强度的电极并且使所述电极与陶瓷载体元件连接。也优选地，电晕放电电极尖端的曲率半径在筛网印刷之后通过电晕放电电极的用激光射束进行的材料的蒸发而减小。通过该特征使存在于电晕放电电极的尖端处的电场强度增大，这有利于电晕放电的期望产生。附图说明本专利技术通常可以用于测量在测量气体(不必是排气)中的颗粒浓度(不必是炭黑颗粒)，例如用于感测灰尘浓度。如果在该申请中提到排气和炭黑颗粒，那么这应当分别理解为用于一般概念颗粒和测量气体的示例。本专利技术的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细阐释。在此，不同附图中的相同的附图标记分别标明相同的或至少在其功能方面类似的元件。在各个附图的说明中必要时也参照其他附图中的元件。附图分别以示意性形式示出：图1本专利技术的呈排气管和颗粒传感器单元的形式的
，该颗粒传感器单元具有颗粒传感器、线缆束和控制器；图2承载不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.颗粒传感器(12)，该颗粒传感器具有陶瓷载体元件(34)、带着尖端(54)的电晕放电电极(40)、接地电极(42)和至少一个离子捕获电极(44)，其特征在于，所述电极(40、42、44)平坦地并且附着地放置在所述陶瓷载体元件(34)上并且由此形成平坦的电极，并且所述陶瓷载体元件(34)的由所述陶瓷载体元件(34)的边界面限界的部分区域(62)作为所述陶瓷载体元件(34)的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出，在该部分区域上放置有平坦的所述电晕放电电极(40)的尖端(54)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170912 DE 102017216046.21.颗粒传感器(12)，该颗粒传感器具有陶瓷载体元件(34)、带着尖端(54)的电晕放电电极(40)、接地电极(42)和至少一个离子捕获电极(44)，其特征在于，所述电极(40、42、44)平坦地并且附着地放置在所述陶瓷载体元件(34)上并且由此形成平坦的电极，并且所述陶瓷载体元件(34)的由所述陶瓷载体元件(34)的边界面限界的部分区域(62)作为所述陶瓷载体元件(34)的尖端从所述陶瓷载体元件的其余部分伸出，在该部分区域上放置有平坦的所述电晕放电电极(40)的尖端(54)。


2.根据权利要求1所述的颗粒传感器(12)，其特征在于，所述陶瓷载体元件(34)在所述陶瓷载体元件的放置有平坦的所述电晕放电电极(40)的尖端(54)的所述部分区域(62)中具有平行于平面(58)的横截面(60)，平坦的所述电晕放电电极(40)位于该平面中，该横截面具有所述电晕放电电极(40)的尖端(54)的形状。


3.根据权利要求2所述的颗粒传感器(12)，其特征在于，随着与平坦的所述电晕放电电极的间距在关于平坦的所述电晕放电电极的法线的方向上变大，所述横截面(60)变小。


4.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒传感器(12)，其特征在于，所述陶瓷载体元件(34)具有布置在平坦的所述电晕放电电极(40)和所述接地电极(42)之间的凹口(56)，所述陶瓷载体元件(34)的放置有平坦的所述电晕放电电极(40)的尖端(54)的所述部分区域(62)伸入到该凹口中。


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【专利技术属性】
技术研发人员：S·延特，U·格兰茨，E·巴尔斯，R·鲁萨诺夫，A·蒂芬巴赫，H·席滕黑尔姆，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE