[发明专利]废气颗粒物传感器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明总体涉及一种废气颗粒物(PM)传感器。更具体地说，本发明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。

背景技术

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(amount and size)，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。

发明内容

本发明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(Euro 6C)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。