[實用新型]用于快速測量氣體顆粒物濃度的芯片和裝置

有效

• 申請號: 202022757559.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN214251927U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 李純鋼
• 申請（專利權）人: 深圳市森世泰科技有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

一種用于快速測量氣體顆粒物濃度的芯片和裝置，該芯片包括設置在顆粒物沉積區域的第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極具有并排走線的導線部分，其中，所述第一電極的所述導線部分上形成有朝向所述第二電極的凸起，和/或所述第二電極的所述導線部分上形成有朝向所述第一電極的凸起。當在兩個電極之間施加一定的電壓時，凸起的頂端累集靜電荷，利用靜電可吸附顆粒物質并沿凸起的頂端方向快速生長，從而在電極之間形成導電通道，由此改變電極之間的電阻。使用該芯片能夠快速測量氣體顆粒物的濃度。

技術領域

本實用新型涉及氣體顆粒物濃度測量技術，特別是涉及用于快速測量氣體顆粒物濃度的芯片和裝置。

背景技術

燃油發動機尾氣中含有較多的顆粒物(PM)，如不控制處理就會對大氣造成嚴重污染，所以發動機系統中需要監測尾氣中PM濃度，并調整控制策略，減少PM的產生，同時檢測PM的收集裝置是否在有效運行，當收集功能失效時要及時做再生恢復處理。

發動機尾氣中的顆粒物主要是燃油中的碳元素燃燒不充分凝聚形成，碳具有導電特性，在一定條件下，導電能力與顆粒物密度呈正比，利用這一特性就可以制作測量器件來測量尾氣中的顆粒物濃度。

目前的測量方式為在陶瓷板上蝕刻倆條平行的導線做為電極，電極間距在幾十μm，當碳顆粒落在陶瓷板上并積累到一定厚度，倆條電極之間的電阻會變小，電阻的變化速率與尾氣中的碳顆粒濃度正相關，利用這個原理可以測量出尾氣的PM濃度，該方法測量簡單，但測量的時間長，因顆粒物積累比較慢，導致發動機不能及時調整控制參數。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本實用新型的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服上述背景技術的缺陷，提供一種能夠快速測量氣體顆粒物濃度的芯片和裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于快速測量氣體顆粒物濃度的芯片，包括設置在顆粒物沉積區域的第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極具有并排走線的導線部分，其中，所述第一電極的所述導線部分上形成有朝向所述第二電極的凸起，和/或所述第二電極的所述導線部分上形成有朝向所述第一電極的凸起。

進一步地：

所述凸起為尖刺形凸起。

所述第一電極和所述第二電極的所述導線部分的間距為20～100μm，所述凸起的伸出高度為1～10μm。

所述第一電極和所述第二電極各自具有間隔分布的多個所述凸起，所述第一電極的所述凸起與所述第二電極的所述凸起中的至少一部分凸起成對地相向延伸。

所述第一電極和所述第二電極的所述導線部分相互平行，且具有曲折延伸段。

所述第一電極和第二電極的材料為貴金屬，所述貴金屬為銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑、金、銀中的任一種。

所述第一電極和第二電極的材料為金屬與陶瓷、或金屬與玻璃相的復合材料。

還包括陶瓷板，所述第一電極和第二電極為在所述陶瓷板上蝕刻形成的電極。

一種用于快速測量氣體顆粒物濃度的裝置，包括所述的芯片以及吸附電壓發生器，所述吸附電壓發生器與所述第一電極和所述第二電極相連，用于在所述第一電極和所述第二電極之間施加電壓以使所述凸起累集靜電荷以吸附生長顆粒物，顆粒物在所述第一電極和所述第二電極之間形成導電通道，從而改變所述第一電極和所述第二電極之間的電阻。

進一步地，還包括用于向所述第一電極和/或所述第二電極提供電阻測量電信號的電流源。