[發明專利]用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器元件

有效

• 申請號: 201780065827.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109891211B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: A·舒爾策;E·巴爾斯;A·蒂芬巴赫;K·赫韋格
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N15/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明提出一種用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器元件(110)。所述傳感器元件(110)包括載體(112)，其中，第一電極裝置(114)和第二電極裝置(116)施加到所述載體(112)上，其中，所述第一電極裝置(114)和所述第二電極裝置(116)分別具有多個電極指(118)，其中，所述第一電極裝置(114)的每個電極指(118)通過至少一個終端電阻(120)與所述第二電極裝置(118)的至少一個電極指(116)連接。

背景技術

由現有技術已知多個用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器元件。例如，測量氣體可以是內燃機的廢氣。尤其地，顆粒可以是煤煙或灰塵顆粒。下面將尤其參考用于探測煤煙顆粒的傳感器元件來說明本發明，但不限制另外的實施方法和使用方法。

兩個或更多個金屬電極能夠安裝在電絕緣的載體上。在電壓的作用下積聚的粒子、尤其是煤煙顆粒在傳感器元件的收集階段中在例如構型為梳狀地彼此嵌合的叉指電極的電極之間形成導電橋，并且這些電極由此短路。在恢復階段中，通常借助集成的加熱元件使所述電極自潔式燃燒。通常，顆粒傳感器分析處理電極結構的由于顆粒積聚而改變的電特性。例如能夠在恒定地施加電壓時測量減小的電阻或增大的電流。

根據該原理工作的傳感器元件通常表示為電阻式傳感器并且存在于多種實施方式中，所述傳感器元件例如由DE 103 19 664 A1、DE 10 2006 042 362 A1、DE 103 53 860A1、DE 101 49 333 A1和WO 2003/006976 A2已知。構型為煤煙傳感器的傳感器元件通常用于監測柴油機顆粒過濾器。在內燃機的排氣裝置中，所述類型的顆粒傳感器通常接收在保護管中，該保護管同時例如允許以廢氣流經該顆粒傳感器。

基于提高的環境意識并且也部分地由于法律規定，在行駛期間必須監測煤煙排放并且確保監測的功能性。這種類型功能性的監測的通常稱為機載診斷(On-board-Diagnose)。用于粒子傳感器的自診斷的裝置和方法例如由DE 10 2009 028 239 A1、DE 102009 028 283 A1、DE 2007 046 096 A1、DE 10 2006 042 605 A1和US 2012/0119759 A1已知。

盡管由現有技術已知的用于感測顆粒的傳感器元件有這些優點，所述傳感器元件還具有改進的潛力。因此，尤其是在電功能性方面難以實現法律要求的煤煙傳感器的自監測。尤其連續的監測，優選地以確定的預給定的最小頻率、例如以至少2Hz的頻率進行監測是一種挑戰。此外，寄生效應、例如要一同測量的線纜束的阻抗會使自診斷變困難。具有未知的電特性的、例如在電極裝置上的積聚物會導致期望的測量效果的疊加。此外，已知的方法和/或已知的設備會具有以下缺點：在故障的情況下，即使電極裝置在部分故障的情況下仍部分地正常運轉時、尤其例如仍有90％正常運轉時，也總是探測到完全故障。

發明內容

因此，在本發明的范疇中提出了一種用于感測測量氣體室中的測量氣體的顆粒的傳感器元件。在本發明的范疇中，傳感器元件理解為任意的下述裝置，所述裝置適合于定性地和/或定量地感測顆粒并且能夠借助合適的操控單元和合適地構型的電極產生對應于所感測到的顆粒的電測量信號、例如電壓或電流。所感測的顆粒尤其可以是煤煙顆粒和/或灰塵顆粒。在此，能夠使用DC-信號和/或AC-信號。此外，例如能夠使用電阻分量和/或電容分量用于由阻抗進行信號分析處理。

傳感器元件尤其能夠設置成用在機動車輛中。尤其地，測量氣體可以是機動車輛的廢氣。原則上其他氣體和氣體混合物也是可能的。原則上，測量氣體室可以是任意開放或封閉的室，測量氣體接收在該室中和/或測量氣體流經該室。例如，測量氣體室可以是內燃機、例如燃燒發動機的排氣裝置。

傳感器元件包括載體，其中，第一電極裝置和第二電極裝置施加到該載體上。第一電極裝置和第二電極裝置分別具有多個電極指，其中，第一電極裝置的每個電極指通過至少一個終端電阻與第二電極裝置的至少一個電極指連接。