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原文传递颗粒状物质检测传感器以及颗粒状物质检测装置

专利名称：	颗粒状物质检测传感器以及颗粒状物质检测装置
摘要：	具备由电阻率高比PM(8)的导电性材料构成的检测用导电部(2a)以及监测用导电部(2b)。在检测用导电部(2a)形成有堆积PM(8)的堆积面(20)。在该堆积面(20)设有一对检测电极(3a)。另外，在监测用导电部(2b)形成有一对监测电极(3b)。在一对监测电极(3b)间，构成为在监测用导电部(2b)不堆积PM(8)。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	株式会社电装
发明人：	小池和彦;山本真宏;森次通泰;泷泽健介
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201780063216.4
公开号：	CN109844510A
代理机构：	永新专利商标代理有限公司
代理人：	徐殿军
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	日本爱知县
主权项：	1.一种颗粒状物质检测传感器(1)，用于检测废气中所含的颗粒状物质(8)的量，其中，上述颗粒状物质检测传感器具备：颗粒状物质检测部(4)，具有检测用导电部(2a)和一对检测电极(3a)，该检测用导电部(2a)由电阻率比上述颗粒状物质的电阻率高的导电性材料构成，且在其表面形成有堆积上述颗粒状物质的堆积面(20)，该一对检测电极(3a)设于该检测用导电部，且隔着上述堆积面而相互对置，上述颗粒状物质检测部(4)构成为，上述一对检测电极间的电阻对应于堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量而变化；以及电阻监测部(5)，具有监测用导电部(2b)和一对监测电极(3b)，该监测用导电部(2b)由上述导电性材料构成，且配置于与上述检测用导电部相邻的位置，该一对监测电极(3b)设于该监测用导电部，上述电阻监测部(5)构成为，在该一对监测电极间，在上述监测用导电部不堆积上述颗粒状物质。 2.根据权利要求1所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述检测用导电部与上述监测用导电部一体地形成，并构成一张导电板部(29)，该导电板部支承于基板部(11)，将上述导电板部中的该导电板部的板厚方向上的上述基板部侧的部位设为上述监测用导电部，将相反侧的部位设为上述检测用导电部，在上述导电板部的与上述基板部接触的主面(S2)形成有上述监测电极，在相反侧的主面(S1)形成有上述堆积面。 3.根据权利要求2所述的颗粒状物质检测传感器，其中，在上述堆积面被上述颗粒状物质覆盖的状态下，以使流过上述一对监测电极间的电流Ib与流过上述一对检测电极间的电流IS之比Ib/IS成为0.02以下的方式，确定上述板厚方向上的上述监测电极与上述检测电极的间隔(H)。 4.根据权利要求1所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述检测用导电部与上述监测用导电部分体地形成，上述检测用导电部与上述监测用导电部形成为板状，分别支承于基板部，在上述监测用导电部的与上述基板部接触的一侧的相反侧的主面设置上述监测电极，利用绝缘膜(12)覆盖上述监测用导电部以及上述监测电极的表面。 5.根据权利要求1所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述监测用导电部的表面被气体透过性绝缘膜(121)覆盖，该气体透过性绝缘膜(121)抑制上述颗粒状物质的通过，并且使上述废气中所含的气体成分透过。 6.根据权利要求5所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述气体透过性绝缘膜由多孔质体构成，该多孔质体具有使上述气体成分通过的多个连通孔。 7.根据权利要求5所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述气体透过性绝缘膜由固体电解质体构成，该固体电解质体使上述气体成分离子化而透过。 8.根据权利要求2～4中任一项所述的颗粒状物质检测传感器，其中，在上述基板部内设有加热器(111)，该加热器(111)燃烧堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质。 9.根据权利要求1所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述检测用导电部与上述监测用导电部一体地形成，并构成一张导电板部，在该导电板部内设有加热器，该加热器燃烧堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质。 10.根据权利要求1～9中任一项所述的颗粒状物质检测传感器，其中，制作样品(25)，该样品(25)具有：由上述导电性材料构成、厚度T为1.4mm的板状基板(251)；以及形成于该板状基板的主表面、长度为L、间隔为D的一对测定电极(37)，在测定上述一对测定电极间的电阻R而计算出由下述式表示的表面电阻率ρ的情况下，使用该表面电阻率ρ在100～500℃的温度范围内为1.0×107～1.0×1010Ω·cm的上述导电性材料而形成有上述检测用导电部以及上述监测用导电部 ρ＝R×L×T/D。 11.根据权利要求1～10中任一项所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述导电性材料是分子式由ABO3表示、且具有钙钛矿构造的陶瓷，上述A选自La、Sr、Ca、Mg中的至少一种，上述B选自Ti、Al、Zr、Y中的至少一种。 12.根据权利要求11所述的颗粒状物质检测传感器，其中，上述A的主成分为Sr、副成分为La，上述B为Ti。 13.一种颗粒状物质检测装置(10)，具备权利要求1～12中任一项所述的颗粒状物质检测传感器和连接于该颗粒状物质检测传感器的控制部(6)，其中，上述控制部具备：主测定部(61)，测定上述一对检测电极间的电阻即颗粒状物质检测用电阻(RS)；补偿用测定部(62)，测定上述一对监测电极间的电阻即补偿用电阻(Rb)；以及堆积量计算部(63)，使用上述补偿用电阻的测定值对上述一对检测电极间的上述检测用导电部的电阻(Ra)的因温度引起的变化进行补偿，并计算堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量。 14.根据权利要求13所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述一对检测电极间的间隔Wa与上述一对监测电极间的间隔Wb彼此相等。 15.根据权利要求13所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述一对检测电极间的间隔Wa与上述一对监测电极间的间隔Wb互不相同，上述堆积量计算部构成为，使用对测定出的上述补偿用电阻Rb的值乘以上述一对检测电极间的间隔Wa与上述一对监测电极间的间隔Wb之比Wa/Wb而得的值RbWa/Wb来计算上述颗粒状物质的堆积量。 16.根据权利要求13～15中任一项所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述控制部具备温度计算部(64)，该温度计算部(64)使用上述补偿用电阻的测定值来计算上述检测用导电部的温度。 17.根据权利要求16所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述控制部具备堆积量校正部(65)，该堆积量校正部(65)使用上述温度的计算值对上述颗粒状物质的电阻率的因温度引起的变化进行校正，由此，对由上述堆积量计算部计算出的上述颗粒状物质的堆积量进行校正。 18.一种颗粒状物质检测装置(10)，具备用于检测废气中所含的颗粒状物质(8)的量的颗粒状物质检测传感器(1)和连接于该颗粒状物质检测传感器的控制部(6)，其中，上述颗粒状物质检测传感器具备检测用导电部(2a)和一对检测电极(3a)，该检测用导电部(2a)由电阻率比上述颗粒状物质的电阻率高的导电性材料构成，且在其表面形成有堆积上述颗粒状物质的堆积面(20)，该一对检测电极(3a)设于该检测用导电部，且隔着上述堆积面而相互对置，上述颗粒状物质检测传感器构成为，上述一对检测电极间的电阻对应于堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的量而变化，上述控制部构成为，在使上述检测用导电部的温度上升、并控制了上述检测用导电部的温度以使上述颗粒状物质未堆积时的上述一对检测电极间的上述检测用导电部的电阻即检测用导电部电阻(Ra)处于预先确定的范围内的状态下，进行上述颗粒状物质的检测。 19.根据权利要求18所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述控制部构成为，在上述堆积面未堆积上述颗粒状物质的状态下，测定上述一对检测电极间的电阻，一边维持该测定值在上述范围内的温度，一边进行上述颗粒状物质的检测。 20.根据权利要求19所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述控制部构成为，使用与排出上述废气的发动机(71)的运转状态相关的信息来判断是否在上述堆积面堆积有上述颗粒状物质，在判断为未堆积的情况下，测定上述一对检测电极间的电阻。 21.根据权利要求18所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述颗粒状物质检测传感器还具备监测用导电部(2b)和一对监测电极(3b)，该监测用导电部(2b)由上述导电性材料构成，且配置于与上述检测用导电部相邻的位置，该一对监测电极(3b)设于该监测用导电部，上述颗粒状物质检测传感器构成为，在该一对监测电极间，在上述监测用导电部不堆积上述颗粒状物质，上述控制部构成为，测定上述一对监测电极间的上述监测用导电部的电阻(Rb)，使用该测定值，以使上述检测用导电部电阻处于上述范围内的方式对上述检测用导电部的温度进行控制。 22.根据权利要求21所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述检测用导电部与上述监测用导电部一体地形成，并构成一张导电板部(29)，该导电板部支承于基板部(11)，将上述导电板部中的该导电板部的板厚方向上的上述基板部侧的部位设为上述监测用导电部，将相反侧的部位设为上述检测用导电部，在上述导电板部的与上述基板部接触的主面(S2)形成有上述监测电极，在相反侧的主面(S1)形成有上述堆积面。 23.根据权利要求18～22中任一项所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述控制部利用由上述检测用导电部中流动的电流产生的电阻热来加热上述检测用导电部，上述控制部构成为，通过控制对上述一对检测电极间施加的电压，控制上述检测用导电部的温度。 24.根据权利要求18～22中任一项所述的颗粒状物质检测装置，其中，上述颗粒状物质检测传感器具备用于燃烧堆积于上述堆积面的上述颗粒状物质的加热器(111)，并使用由该加热器产生的热量来加热上述检测用导电部，上述控制部构成为，通过控制上述加热器中流过的电流的量，控制上述检测用导电部的温度。
所属类别：	发明专利