[發(fā)明專利]用于氣體顆粒物濃度測量的芯片、傳感器及測量方法

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• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110095395A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 李純鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市森世泰科技有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01K7/18
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

1.一種用于氣體顆粒物濃度測量的芯片，其特征在于,包括基板和設置在所述基板上的顆粒物濃度測量區(qū)域的第一電極和第二電極，所述第一電極的第一端和所述第二電極的第一端分別通過第一導線和第二導線連接第一測量端子和第二測量端子，所述第一測量端子和所述第二測量端子用于連接外部的測量控制電路，所述第一電極和所述第二電極之間具有設定的間距，在初始狀態(tài)下所述第一電極和所述第二電極之間為絕緣高阻態(tài)，當被測氣體中的顆粒物落在所述顆粒物濃度測量區(qū)域上時，所述第一電極和所述第二電極之間的電阻減小，被測氣體顆粒物濃度由測量控制電路測量設定時間內(nèi)所述第一電極和所述第二電極之間的電阻的變化特性來確定。

2.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于,所述基板為氧化鋁陶瓷基板，所述第一電極和所述第二電極為Pt材料的電極。

3.如權(quán)利要求1或2所述的芯片，其特征在于,所述間距為30到60μm。

4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的芯片，其特征在于,所述第一電極和所述第二電極在所述顆粒物濃度測量區(qū)域呈平行的環(huán)狀或梳齒狀分布。

5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的芯片，其特征在于,所述第一電極為測量電極，所述第二電極兼為測量電極和加熱電極，所述第二電極的第二端通過第三導線連接第二加熱端子，所述第二加熱端子和所述第二測量端子之間通電時加熱所述第二電極，將所述顆粒物濃度測量區(qū)域的燃燒清除，使所述第一電極和所述第二電極之間恢復為絕緣高阻態(tài)。

6.如權(quán)利要求5所述的芯片，其特征在于,所述第一電極、所述第二電極、所述第一導線、所述第二導線、第一測量端子以及第二測量端子設置在所述基板的正面，所述第三導線和所述第二加熱端子位于所述基板的背面，所述第二電極的第二端通過所述基板上的過孔與所述第三導線連接。

7.如權(quán)利要求6所述的芯片，其特征在于,所述第二導線與所述第三導線的電阻相同，所述第二電極的第一端還通過第四導線連接第三測溫端子，優(yōu)選地，所述第四導線和所述第三測溫端子位于所述基板的背面，所述第二電極的第一端通過所述基板上的過孔與所述第四導線連接。

8.一種用于氣體顆粒物濃度測量的傳感器，其特征在于,包括如權(quán)利要求1至7任一項所述的芯片以及與所述芯片相連的測量控制電路。

9.一種測量氣體顆粒物濃度的方法，其特征在于,包括：使用如權(quán)利要求1至7任一項所述的芯片，通過測量設定時間內(nèi)所述芯片的所述第一電極和所述第二電極之間的電阻的變化特性來確定被測氣體顆粒物濃度。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于,是使用如權(quán)利要求5至7任一項所述的芯片，在一次測量完成之后，進行下一次測量之前，先對所述第二電極通過電流加熱，將所述顆粒物濃度測量區(qū)域的燃燒清除，使所述第一電極和所述第二電極之間恢復為絕緣高阻態(tài)；優(yōu)選地，是使用如權(quán)利要求6至7任一項所述的芯片，在加熱過程中，還測量第二測量端子和第二加熱端子之間的電壓，以及第二測量端子和第三測溫端子之間的電壓，得到第二電極上的電壓并根據(jù)電流測算第二電極的電阻，利用加熱電極的電阻溫度特性，來實現(xiàn)檢測加熱過程中對芯片的測溫，并根據(jù)測溫情況控制芯片的溫度和升溫速率不超過設定閾值，以避免升溫對芯片帶來不良影響，優(yōu)選地，溫度的設定閾值在800℃。